浅谈烟草设备新产品设计

摘要：本文主要通过烟草设备的设计工作概况了新产品的设计过程及设计内容，并总结了实际工作中的一部分设计经验。

关键词：烟草设备；机械；新产品设计

0.引言

在经济社会飞速发展的今天，新产品的设计开发对企业的发展有很大的影响。在新产品的设计开发过程中不仅要考虑新产品的经济效益还要考虑它的社会效益。本文主要根据烟草设备生产厂的新产品设计开发来讨论机械类新产品设计。

1 .好设计的标准

好设计的标准主要包括两个方面：产品质量、满足要求。

1.1. 产品质量

产品质量是反映产品满足顾客明确的或隐含需要的一种能力，是在产品生成的过程中逐步产生、形成和实现的。可以从五个方面判断产品质量：物理方面、感官方面、时间方面（产品使用寿命和产品使用可靠性）、人的因素、使用功能方面。

要控制好产品质量必须控制好以下三个过程：

第一、产品的设计过程。要吃透设计要求选择合理的结构，设计、校对、审核、标准化等各方面的人员要各尽其责把握好每一个过程，遇到有异议的问题要及时与相关人员进行沟通，一定要把错误扼杀在萌芽中。设计过程中出问题是最严重的，一旦设计出了问题以后的每一个过程都失去了意义。所以，控制好设计过程中的质量问题是重中之中，这就对设计人员提出了很高的要求。

第二、产品的生产过程。在生产过程中影响产品质量的因素主要包括生产设备的准确度、生产人员的专业技术水平、所购物料的质量等多种因素。 在实际生产中由于物料不合格造成产品在使用中出现事故的情况也是常见的，例如：由于轴的毛坯件存在某种缺陷，如夹渣、气孔或成分偏析等，最终导致了在使用过程中轴的断裂，在经济上造成了一定的损失。一些可以避免的问题在生产过程中一定要早发现早解决。产品生产完成后如果因为某些不可抗拒的因素暂时放置不用，一定要保管好，避免出现不必要的损坏。曾经出现过一个问题，某家公司在购买完设备后没有马上使用，而是在没有任何防护措施的情况下把设备放在室外将近一年的时间，设备经过了长期的风吹雨淋还没有使用就已经生锈损坏了，设备的购买方要求设备的生产厂家无条件退货，导致了两家公司的合作不愉快。

第三、使用过程中的质量控制。保证产品满足它的使用性能要求，如精度、效率、生产能力、可靠性指标等。

1.2. 满足要求

新产品的设计要满足两个方面的要求：写明的要求，主要包括产品的功能、性能等；没有写明的要求，主要包括美观、舒适、宜人等。

2.什么样的设计是好设计

2.1. 不可避免的出错

尺寸标注，标准化等问题在设计中都是不可避免的，但是在校对、审核、标准化以后必须得改正。

2.2. 不应出的错

方案，结构性，接口问题等问题都是不能出现的问题，一旦出现这些问题后续的设计工作都没有任何意义。

3.做好一个研制型的设计前提

主要包括三个方面：

第一、要自尊自爱。做为一名合格的机械工程师是要遵守一定的职业道德规范的，机械工程师应具备诚信、正直、坦诚、公正、公平和平等、信任友善、永远充满信心的品德；勇于承担个人责任，会利用法律手段保护公众健康、安全和促进社会进步。依靠自身职业表现和服务维护职业的尊严、标准和自身名誉。

第二、要有足够的基础知识和工作经验。要想研制出新产品不仅要有足够的基础知识还要有丰富的工作经验，两者缺一不可。基础知识可以通过学习得到，而工作经验就要在工作中多总结、多思考。

第三、要做一个有心的人。在工作中要多看多想，不但要记录下自己出过的问题、还要记录下见过的问题，查找问题出现的原因、找到解决的方法，并且在以后的工作中要尽量避免出现类似的问题。

4.新产品的研制过程

新产品的研制过程是一个复杂、反复的工程，要有足够的耐心做好每一步。

4.1. 理解产品的设计要求

产品的设计要求是新产品设计开发、制造和验收的重要依据和重要指导性文件。要深刻理解产品的设计要求，主要分为明示的要求和隐含的要求。

明示的要求：功能要求、使用性能要求、工况适应性要求、环境适应性要求、彻底破坏性要求等等。

隐含的要求：产品的造价、法规与标准化要求、包装与运输要求等等。大型产品必须考虑安装、运输问题，避免产品生成完成后无法运输到现场，或者运输到现场后不能安装到指定的位置。

全面分析和理解了产品的设计要求后才能进行下一步计划。

4.2. 产品的功能

方案设计（传动部分）阶段的主要任务是根据计划任务书和技术协议书，在调研、创造性思维和实验研究的基础上，克服技术难关，并通过分析、综合和技术经济评价使构思和目标完善化，从而确定产品的工作原理和总体设计方案。此阶段将从质的方面决定设计水平，是实现创新设计的关键阶段。

结构设计（受力分析），在确定和选择结构方案时应遵循三项基本原则：明确、简单、和安全可靠。在结构设计过程中主要设计到了设计计算的问题

在结构设计过程中应该充分考虑人的操作特征，其中包括：工作场所的空间分配，通风条件，色彩和照明，手柄、开关及踏脚的位置和尺寸，操作人员的体力，安全保护，操作人员的心理和习惯，运输及安装等。

烟草复烤厂的操作工绝大多数是女性，在设计新产品过程中一定要考虑女性的自身情况，如果设计不合理会造成工作效率低甚至会影响操作人员的健康。选叶机中的选叶皮带机是烟叶通过选叶皮带机时人工从皮带上把霉变烟叶和杂物捡出来，在设计选叶皮带机时要考虑选叶皮带机的高度、宽度、还有输送速度等因素，根据人机功能学有关功能参数合理的确定设备的高度、宽度等，使操作人员能安全、高效率的工作。在烟草设备中手柄和手轮使用也比较广泛，在设计手柄是应注意以下的问题：手柄的形状应使与收的接触面积最多；手柄的把手应能自由转动；对于站立的操作者，手柄应在地板90～120cm之间；曲柄把手外缘与任何障碍之间的间距不小于7.5cm；当手柄要求快速转动时，转动轴线的水平倾角不大于30°。手轮：手轮的把握面应有适当的槽形或滚花，以便于握紧；需用双手连续操纵的手轮，其转动角度应限制在120°以内；用作阀门控制器的手轮应标出功能及转动方向。

由于烟草设备一般比较大，在设计过程中要考虑运输和到现场的安装问题，特殊的设备还要考虑安装设备所在厂房的大门的尺寸，防止设备太大进不去。

结构设计过程中需要的计算：强度、刚度，材料的选择符合产品要求。

强度：在机械零件设计中，最基本的计算是静强度计算。各种机械零件首先必须满足静强度的要求，即使是承受循环应力的零件，除进行疲劳强度计算外，还应对作用次数少的高峰应力做静强度计算。对于不太重要的零件，为了简化只做静强度计算。但在计算中考虑应力变化的影响，一般采用较大的安全系数或较低的许用应力。

刚度：刚度是指构件（或结构）抵抗变形的能力。对于有一定刚度要求的零件，其强度计算一般也采用较低的许用应力，并只进行静强度计算。承受次数较少冲击应力的零件，在工程计算中常引入动载系数。这样，抗冲击问题用静强度的计算方法来处理，以使问题简化。

在烟草复烤厂各种类型的皮带输送机是衔接各工序间的主要设备，同时有大量的带有角度的皮带输送机，当皮带输送机的倾斜角度大于10°时输送带采用防滑带，以免被输送的物料下滑，所以在设计皮带输送机的主从动轴时要首先考虑防滑带的最小包角，最小包角确定了主从动轴的最小直径必须大于这个最小直径，然后再此基础上再计算轴的强度和刚度，并选择是用空心轴还是实心轴。

技术设计：方案设计和结构设计完成并通过评审后开始进行图纸和技术文件的设计。图纸是设备生产的依据，

样机的生产：图纸完成后要进行样机的生产，在生产样机的过程中发现设计中的问题要及时修改，确保批量生产时不出现设计问题。

样机试验：样机生产完成后要按照所编写的技术文件和烟草行业的标准进行试验，在试验中发现的各种问题必须及时更改，确保批量生产的顺利进行。

技术归零：试验完成后把生产和试验中出现的问题及时改正。

正式图纸和文件的输出归档。

5.结束语

新产品设计在企业的发展中起着相当重要的作用，通过以上分析可以了解一些新产品的设计过程及设计内容，并总结了一部分工作中的设计经验希望对设计工作有一定的帮助。

参考文献：

[1]谭汝谋，刘兴家，王仁康。机械工程师考试指导书.中国机械工程学会技术资格认证中心