CAD在机械设计中的应用分析.pdf

Ac a d em ic 学术 高 华 C A D和 P I C A D( 我 国 自主 研 发 )。 C A D类软件其 图形绘 制 以及图形编辑能力 非 常强 ，并 且能够 满 足客 户 的二次 开发 需求 。A u t o C A D的三 维作图功能在很 多行 业都得到 了广泛 的应用 。 A u t o C A D不仅仅能进行 图形 的绘制 以 及 编辑 ，同 时还 能实 现设计 人 员之 间 的 交流 。 C A D 在我 国机械设计 中应用 的现状 1 1前景广阔 在现代机械制造业中，C A D的使用是 其 非 常重要 的一个 进步 ，它 以计算 机为 平 台进行产 品的开 发。就 目前 而言 ，C A D 的二 维功 能依 然是 其主 要使 用功 能 ，三 维结 构 的设计 所 占份额 非常 少 ，然 而 随 着科技的快速发展， “ 三维思维”将会 使 得 C A D的功 能得到进 一步 的开发 ，C A D 的三维技术在机械设计中的优势也会更 加明显。 对 C A D软 件 的开 发 由于 国外 的企业 起 步 较早 ，所 以 国内的软 件开 发 商除 了 对软件 的开发设计外，还要在服务上来 俘获 用户 的 心。并且 由于国 内的厂商更 能够贴合我国机械设计行业 的特点，其 相符 性 以及针对性都会优于 国外的软件 。 C A D的三维技术的应用要立足于本地化 服务 ( 售前以及售后)，并不断拓展。C A D 在机械设计中的应用前景是十分广阔的。 i 2存在 的主要缺陷 在 应用 C A D软件 的过 程 中，其 应用 效果 在很大 程度 上 与设 计人 员 的综合 能 力有 关 ，否 则 C A D的应 用大 部 分集 中在 简单 的效 果 图绘 制上 。并且 由于 大部 分 机械 制造 企业 要么 是缺 少 自 己的设计 过 程，要么是为 了节 省运 营成本，对于 C A D 系统的采购以及管理缺少系统的方案， 不仅 容 易造成 资源 的浪 费 同时企 业 也较 难利用 C A D软件 的优势 。 2 C AD软件在机械设计中应 用的优势 2 i 能够表现设计者 的思路 机 械设 计 师在 进行 设计 时 ，都是 先 在 大脑 中进 行分 析，然 后在 实现 这些 构 思 。由于 设计 的对 象 一般 是立 体 的，所 以使 用 C A D就 能 很好 的将 大脑 中的模 型 与软件 的三维 的立 体几何功 能进行结合 ， 对于设计 者的思路也是有帮助 的。在 C A D 软件 的帮助 下， 设计师 的设 计周 期 也会 大 大缩 短 ，并且 通 过 C A D在对 其 设计 的 产 品表 达 的同时 ，也能 够激 发 设计者 的 思维 ，并且有助于设计师思考的连续性 ， 有 利于 产 品设计 的连 贯 性。 同时利 用软 件不仅仅能够实现产品的外形设计，同 时 能够 使其 他人 对设 计 的产 品能够 更直 观 的理 解，有 助 于设计 师 与其他 人 的沟 通 以及交流 。 2 2提高设计者的工作效率 设计者可以通过 C A D软件不仅能够 实现 自己的 构思 ， 同时 C A D还 具有 计算 功 能，这 样 设计 者就 能通 过对 该功 能 的 使用 ，简化 图形 复 杂 的运算 ，减少 了设 计师的工作量，提高了工作效率。并且 使用 C A D软件 ，能够 不 断 的对 过去 的设 1 1 2 中国机械 M a c f、 1n e C h in a 计进行 优化 更 改，也 减少 了大 量 的重 复 工作。通过 C A D软件，还能够对老零件 的设计 进行 更 改，这样 就 避 免 了零 件 的 重复制造，极大的提高了工作效率。 2 3便于修改 C A D技术允许在 【 El的环境 下对零件进 行新 的设 计，在 这种 环境 下 的设计 对于 新旧零件的继承与升级都是非常便捷的。 并且使用 C A D软件对 El零件 的升级要保 证新 旧之 间 的有效 结合 ，尽 量减少 排斥 反应 。 比如 在进 行 装配 时， 以箱体 和箱 盖为例 ，在 对箱 盖进 行设 计 时要充 分考 虑箱 体 的尺 寸。在 装配 环境 中，部 分 标 准机械零件都可以通过装配查找器进行 查找，并且使得设计 的整体 比较透 明化， 与此 同时在 对 零件 进行 修改 时也 可 以利 用这种方式查找修改零件 。 2 4优化产 品质量 科 学技 术 的不 断进 步使 得机械 产 品 以及机 械 制造 过程 与 电子产 品 的结合越 来越多，并且 C A D与 C I M S等技术的应用 使得机械设计水平大大提高。C A D软件能 够对 产 品的质 量情 况进 行 分析 ，从而 保 证产 品 的质 量。对 于其他 一 些大 型 的机 械企业，随着数控技术的不断完善，以 及数 控 技术 与 C A D技 术 的结 合，其 加 工 出 的产 品质 量非 常好 。这不 仅仅 使得 产 品的外形得到了优化，同时也使得设计 师对设计信息的获取更加简单 了。 2 5缩短设计周期 在 传统 的机械 设计 中，设计 需要 花 费 的周 期是 相 当长 的，尤其 是一 些结 构 复杂 的 零件 ，采 用传 统 的设 计方 法会 使 得 设计周 期 更长 。如果 设计 师能 够使 用 C A D软件 进行三维立体设计 ，这样就 可 以 使得设计周期大大缩短了。除此之外， 使 用 C A D软 件，对 零件 的组装 也 比较 方 便 ，这样在设计装配 比较复杂的产品时 ， 具有相当大的优势。随着行业之间的竞 争 不断 增加 ，产 品的设 计周 期对 于 产品 的整个开发 流程 是非常关键 的，所 以 C A D 软件能够大大 的提高企业 的综合竞 争力 。 3 g AD技术在机械设计中的应 用体现 随着 C A D技术 的不 断 既不 与发 展 ， 现 在 已经变 成 了一 门综 合性 的技 术，其 在机械设计中的应用主要包括： 3 1二维 绘图 在 机 械产 品的设 计 中，主 要需 要处 理 的信 息就 是 图形 以及 数据 ，这 两 个 中 还 是绘 图的工 作量 比较 大 的。二维 绘 图 主 要是 对传 统 的工 作 图进行 绘制 。在众 多 C A D绘图软件 中，虽然都具有较多的 功 能 ，但 是 质量 依然 参 差不齐 ，但 是他 们 都 能对 二维 图进 行绘 制 以及编 辑 。由 于宏 的调 用，工 作人 员就 无 需进行 复杂 的操作 就 更对 部分 标准 件进行 直接 自动 绘 制了。 3 2三维造型 设 计者 在 进行 三维 实体 设 计时 ，主 要是通过计算对实体造型进行修改处理， 使用 C A D软件使得处理操作非常便捷， 并且 由于 实体 的造 型更 加直 观 了，设计 师可 以对现 有 的实体 造 型进行 分析 的基 础 上，通过 C A D软件完成对产 品的设计 。 这样不仅仅具体化 了数据，并且使得工 作效率得到了提高。一旦在设计中遇到 了 问题 ，还 可 以使用 文 档进 行备 注 ，使 用 起来 非常方便 。 3 3图形及符号库 为 了方 便设 计 师在 设计 中 的使 用， 可以预先将复杂的图形设计成较为简单 的图形以及符号，并存入图形符号库， 当 需要 时可 以对其 进行 导入 、修 改并使 用 与其他 图形 中，这 使得 了设 计工 作 更 加便捷 。 3 4模具 C A DC A M的集成制造 随 着机械制 造行业 的不 断进 步， 生产 技术 的不 断发 展 ，从普通 机床 到数 控机 床和 加工 中心 从人 工设计 和 制 图到 C A D ，数字化是机械 制造业 的发展必然 趋 势 。而实体造 型是 工程 数据 的主 要来源。 3 5工程分析 C A D能够进行 的工程分 析包 括：有限 元 分析 、优 化 设计 以及 动力 学 分析 等， 除此之外还包括专属工程 的问题分析 。 3 6电力开关控制柜 电子计 算 机 的普 及使 得 C A D在 电力 开 关控 制 中也涉及 到 了，它 不仅 使得 电 力 开关控 制柜 技术 含 量得 以提 高， 同时 使得 电力开关控制柜的更新换代速度加 快，其能满短时间内满足市场 需求的变 化 ，C A D软件的应用对 电力开 关行业的影 响是非常大 的。 3 7 C A D的二次开发 当前对 C A D的 二次 开 发软 件主 要 是 A u t o L i s p & V B A等等，虽然 V B A比较简单， 但 是其 局 限性 比较大 ，与其 他开 发 软件 相 比也略有不足 。 4 C AD的发展趋势 随着计算机 电子技术的发展，C A D技 术的发展势必向着规范化、智能化以及 集成化 的方 向发展 。 4 1 标准化 主要 体现 在：数 据 交换 格式 的 标准 化 、C A D资源 的 规 范化 以及 数据 模 型 的 标 准化 。S T E P标 准 体系是 是数 据模 型标 准 化 的指 南， 随着该 标准 体 系 的完善 ， 将会更有利于 C A D软件的开发。由于C A D 数 据交 换 的要求 ，一 些标 准接 口已经无 法 满足 了，参 数化 特征 模 型的传 输 仍然 是一个 比较 棘手的问题。 4 2智能化 智 能化 只要 体现 在：特 征 造型 以及 参数设计的采用上。软件不应该仅仅是 一 个 使用 工具 ，而 是应 该将 使 用功 能、 数据存储 以及其他 内在联系相结合，能 够使 C A D软件成为一个聪 明的助手 。 4 3集成化 集 成 化是 C A D发展 的大趋 势 之 一 ， C A D软件不是孤立的 ，它 与很 多领域都有 交集 ，它集 成 了 C A DC A E ，C A P PC A M 等技术，并且 I n t e r n e t使这些设想得以 实 现。 在 I n t e r n e t体 系 上 发 展 C A D C A M集成化系统将是人们关注的热点。 5 结语 综上所述 ，C A D技术能够使 机械设计 人员根据 自身的思维对机械产品进行设 计 ，并且 能 够将 涉及 成 果直 观 的展示 给 别 人 看 。使 用 C A D技术 ，不 仅 仅方 便 了 机 械数 据 的计 算， 同时 也方 便 的对机 械 数 据 的修 改 ，优 化 设计 方 案，使 得 产 品 质量 更能满足人们 的需求 。C A D技术 的发 展 势必 向着 规 范化 、智能 化 以及集 成化 的方 向发展 。 参考文献 ： 1 李秋 娟、张 兵 论 C A D在机械 设计中的应用及机械制造技术的新发展 J 化学工程与装备 ， 2 0 1 0 ( 3 ) 2 范红 论 C A D在机械 设计 中的应 用 J 才智 ， 2 0 1 1 ( 2 2 ) 3 李 斌 浅 析 三 维 C A D在 机 械 设 Ac a d e m i c 学术 计 中的应用 与发展趋 势 J 中国科 技纵 横 ， 2 0 1 2 ( 1 9 ) 4 李 雪 金 C A D在 机 械 设 计 中 的 应 用 探 究 J 中 国 新 技 术 新 产 品 ， 2 0 1 0 ( 1 6 ) 作者简介 ： 王 利 君 ( 1 9 8 3 2 一 )女， 汉 族 ， 山东 菏泽人，本科学历，神朔铁路分公司， 职称：助理工程师 ，职务：配件工程师 ， 研究方向：电力机车配件管理。 6 0 0 MW 锅炉结焦的预防及处理 刘俊 ( 4 4 1 0 2 1 湖北华电襄阳发电有限公司 湖北 襄阳) 摘要：襄阳电厂 # 5 、6 锅炉运行中出现了不同程度的结焦和垮焦现象 ， 对锅炉安全运行带来严重威胁 ， 为防止锅炉因结焦造 成的灭火、超温、砸坏水冷壁和捞渣机的事件发生 ， 针对我司燃烧煤种的实际状况和锅炉特性 ， 提出锅炉结焦的预防和处理方法。 关 键 词 1 锅炉结焦的形成原因 结 焦 是 锅 炉运 行 中较 普 遍 的 问题 ， 一 般情况下 ，随着烟气一起运动的灰渣 颗粒 ，由于炉膛 水 冷壁 受 热面 的 吸热 而 同烟 气 一起 被 冷却 ，若 液 态 的渣粒 在 接 近水 冷 壁或 炉墙 前 ，已经 因为 温度 降低 而凝 固 ，当附着在受热面管壁上时 ，将 形成 一 层疏 松 的灰 层 ，运 行 中通 过 吹灰 可 以除 掉 。当炉 膛 内温 度较 高 时 ，一 部 分灰 颗 粒 己达 到熔 融或 半 熔融 状态 ，若 这部分灰颗粒在达到受热面前未得到足 够 冷却 达 到凝 固状 态 ，具 有较 高 的粘 结 能 力 ，极 易粘 附在 受 烟气 冲刷 受 热面 或 炉墙 上 ，甚 至达 到熔 化 状态 。在 燃烧 过 程中 ，煤粉颗粒中所含的易熔或易气化 的 物质 迅速 挥 发 ，成 气 态 进入 烟 气 中 ， 当 温度 降低 时 凝结 ，或者 粘 附在 烟气 冲 刷的受热面或炉墙上。或者凝结在飞灰 颗 粒表 面 ，成为 熔 融 的碱化 物 膜 ，然 后 粘 附在 受 热面 上形 成初 始 结焦 层 ， 成 为 结 焦发 展 的条 件 。此后 焦层 热 阻增 大 ， 使 受热 面 吸热 减少 ，烟 气温度 进 一 步升 高 ，且焦 层 表面 变得 更 为粗 糙更 易粘 结 飞灰 ，从而造成 结焦不断加剧 。 2 结焦的危害 2 1水冷壁 、过热器受 热面结焦导致 炉 膛 出 口烟 温 、蒸汽 温度 及 排烟 温度 升 高 ， 严 重 时 会 引起 管 壁过 热 、超 温 ，损 害受热面 的安全 。 2 2结焦往往是不均匀的 ，会使过热 器 热偏 差增 大造 成 部分 管壁 超温 及 两侧 气 温偏 差大 。水 冷壁 处 结焦传 热 不 足可 能 造成 水循 环 动力 不足 而 循环 停滞 ，对 自然循 环锅 炉 的水 循环 安全 性造 成 不利 的影响 。 2 3 锅 炉上部结焦焦块 跌落时 ，可能 砸坏水冷壁；另外大焦块掉在捞渣机后， 瞬 间产 生大 量 的水 蒸气 ，破坏 捞 渣机 的 水封 ， 同时 使炉 底漏 入 大量 冷 风，造 成 燃烧 器 区域煤 粉 火焰 着火 状况 的严 重恶 化 ，使 炉 膛 负压产 生 剧烈 波动 而 引起 锅 炉灭火 。 2 4 结焦 易成灰渣大块 ，使捞渣机 、 碎 渣机 运输 困难，严 重 时使渣 沟 受堵 ， 不得不 降负荷运 行。 2 5 若燃烧器喷口结焦 ，会影响气流 的正常 喷射 ，破坏炉 内的空气动力 工况 ， 严重时会引起锅炉灭火，迫使锅炉停止 运行 。 2 6 进行除焦时间较长时 ，炉膛底部 漏 入冷 风 过 多 ，降低 燃 烧 室温度 ，使燃 烧 不稳 定 ， 甚 至 灭火 除焦 工 作是 劳动 强 度很 大 ， 危 险性较 高 ，增加 了运 行人 员的劳动强度和安全隐患。 2 7过热器处结焦 ， 使锅炉通风 阻力 增大 ， 厂用 电量上升 。 会引起受热面超温 、 锅炉通风不足、蒸发量不足等。 3 襄阳 电厂 6 0 0 MW 锅炉介绍 华 电 襄 阳 电厂 2 6 0 0 M W超 临 界 机 组 锅炉 为 上海 锅炉 厂 引进技 术制造 的国 产 超 临界 参数 、变 压运 行、螺 旋 管圈 直 流 锅 炉，单 炉 膛、一 次 中 间再热 、 四角 切 圆 燃烧 方 式、平 衡 通风 、固态 排渣 、 全 钢 悬 吊 兀 型 结 构、 露 天 布 置 的燃 煤 锅炉，锅炉燃用平顶 山一矿烟煤。炉后 尾 部 布 置 两 台转 子 直径 为 1 3 4 9 2 m m的 三 分 仓容 克 式空 气预 热器 。锅炉 型 号： S G 1 9 1 3 2 5 4 0 一 M 9 5 7 。 ( B M C R工 况)主要参数如下： 过热蒸汽流量 1 9 1 3 t h 过热蒸汽 出口压力 2 5 4 0 M P a 过热蒸汽 出口温度 5 7 1 再热蒸汽流量 1 5 8 2 2 t h 再热蒸汽进 口压力 4 4 1 M P a 再热蒸汽 出口压力 4 2 2 M P a 再热蒸汽进口温度 3 1 3 再热蒸汽 出口温度 5 6 9 锅炉给水温度 2 8 3 锅炉计算热效率 9 3 3 2 热一 次风温度 3 2 9 热二 次风温度 3 4 0 锅炉排烟温度 ( 修正前 ) 1 3 3 锅炉排烟温度 ( 修正后) 1 2 8 锅炉燃料消耗量 ( 设计煤种 ) 2 6 6 t h 炉 膛 由 膜 式 壁 组 成。 炉 膛 宽 度 1 8 8 1 6 m m ，炉 膛 深度 1 6 5 7 6 m m ，水冷 壁 下 集 箱标高为 5 2 0 0 m m ，炉顶 管 中心标 高 为 6 7 9 5 0 m m ， 大 板 梁 底 标 高 7 5 2 5 0 m m 。 炉 底 冷 灰 斗 角 度 为 5 5度 ，从 炉 膛 冷 灰 斗进 口 (