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【摘 要】近年来，在经济全球化大背景下市场经济的不断发展，工业企业相互竞争的关键，取决于产品与市场需求的契合度。在此前提之下，非标准产品与设备的设计与制造就显得越来越重要了。本文将从非标设备的概念及其特点入手，对非标设备的设计以下简单的探讨。
【关键词】非标设备；设计；特点；问题
1.非标设备
所谓非标设备，就是非标准设备，不是按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造的设备，而是根据自己的用途需要，自行设计制造的设备。且外观或性能不在国家设备产品目录内的设备，且不受国家特种设备中心监理。随着市场竞争的加剧，以前由制造厂家用标准设备匹配客户，转变为制造厂家根据客户的要求设计制造出非标设备来满足客户。因此，如何做好非标设备的设计及制造，已经成为当前企业的关注焦点和攻克难点，提高非标设备的设计与制造对于当前的工业企业有着深远的意义。
1.1非标设备及其特点
非标设备是以单件进行的小批量生产，根据具体的设计图纸制造的设备。这需要有技术和经验的设计人员和制造人员共同完成设备的设计和后续的制造。它跟标准设备相比较，具有以下特点：市场需求小，专业用途大，无现成的设备可以购买，但是任何一家生产型企业或者有特殊生产加工要求的企业都对此有所需求。有的非标设备很简单，就是把标准设备做相应的改造，而有的非标设备却需要全新的研发和设计。非标设备一般采用特定的机床进行加工生产，生产效率较低，毛坯精度低，加工余量大，生产成本比较高，对设计和制造者的技术和经验要求高。
1.2非标设备的标准体系
当前工业生产的发展，对于非标设备的标准体系的规定，主要有ASME体系和中国标准体系两种非标设备的标准体系，ASME主要包括《Ferrous Material Specifications 》和《Welding and Brazing Qualification》等，而中国标准体系则主要包括《锅炉和压力容器用钢板》、《压力容器安全技术检查规程》、《钢制压力容器》等标准[1]。
2. 非标设备的设计
2.1设计特点
在当前的工业生产设备设计中，对于非标设备的设计，要遵循“一次薄膜应力或最大直接应力不得超过许用应力”的原则，使其与当前的ASME标注体系和非标设备中国标准体系紧密结合，其设计要考虑到应力集中及相应的评估方法的复杂性，以及制造过程中的几何因素材料不均匀等等因素，充分考虑其安全系数；在材料的选择方面，非标设备的受压元件应选择优质的碳素钢进行生产制造，在内外输系统压力容器的压力较高时则应选择运用低合金钢作为非标设备的生产材料。
2.2设计的合理性
在满足使用客户生产需求的基础上，非标设备的设计还要考虑到设备的结构是否合理、设备的使用过程中的安全与稳定等因素以及后续的安装维护等是否易于进行，所以，作为非标设备的设计人员，一定要了解设备的工艺要求和相关的标准规范以及设备的物理参数等，进行多重方案的层层比对，最终选择出最佳的方案进行生产制造。设计人员也应考虑到对非标设备零部件的合理性设计，使零部件能够满足强度、刚度等方面的要求，对零部件的材料进行严格的挑选和运用，进行相应的加工设计，确保非标设备的加工合理性[2]。在条件允许的情况下，可以做模拟试验，获得设备运行参数，为设备的稳定运行提供依据，并在试验中及时发现问题，改进和完善设计方案。
2.3设计步骤
设计非标设备，主要分四步。第一，首先要明确设备的加工流程，优化步骤制定最合理的设计方案。第二，主功能件和辅助功能件的设计，包括设备主体的设计和各功能件的合理组合，在设计时，既要考虑功能件的寿命，维护以及更换易损件的快捷度，还要考虑设备的优化。第三，对零部件设计时，要合理的选择零部件材料，材料既要满足零部件的要求又要满足其经济性。有标准件时，不仅要校核标准件是否满足强度、刚度的要求，还要考虑其寿命及疲劳强度。
第四，选择理想的加工方位，包括设备的安全、人性化、设备的清洁、设备的组合性等，确保非标设备加工的合理性。
2.4设计要点
在非标设备设计时，既要考虑设计是否满足生产需求，是否符合工艺和节能减排的要求，还应考虑非标设备的结构应结构简单，性能稳定，易于加工制造，便于安装维护，寿命长等主要要素。
2.5设计中应注意的问题
2.5.1设计与工艺不可分割，非标设备是采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具等工艺装备进行机床加工的，对于工人技术要求高，那么在设计时必须充分考虑加工工艺的合理性，这样在设备制造过程中才能保证质量、提高效率、降低成本。
2.5.2局部有标准的应按照标准设计，如圆角、开槽等。这样既保证了与其它设备的配套，又节省了设计时间。
2.5.3根据标准要求确定加工精度，不要人为的提高零件的加工精度。必要时可由装配钳工去调整保证零件的工作精度。
2.5.4有标准件的尽量选择成品件作为设备的零部件，如法兰、补强圈、五金等。这样可以减少对原材料的物料消耗，进而降低非标设备的生产成本，而且在投入市场后也会有更好的可靠性，还能大大缩短设计周期。
2.5.5尽量采用成熟的技术，缩短设计周期，提高设备的成功率。对于设计手册及《非标设计设计手册》内的标准、机构应优先采用，确保非标设备的稳定运行和先进合理性。
2.6标准化设计
实现非标设备设计的标准化，是吸收和引进外国先进技术以及促进设计工作有序进行的前提，关乎到非标设备自身的质量与水平，所以，为了实现非标设备的标准化设计，应对设计人员设计的施工图纸以及技术方案等全部要进行严密的、有理有据的技术论证，严格按照程序走，使其符合国家的相关规定，确保非标设备的设计标准化。
3.结束语
综上所述，应在重视效果和效益的前提下，进行对非标设备的设计，它是衡量非标设备设计成败的主要标准。同时，要兼顾加工制造过程中的技术和工艺的运用问题，使其设计满足生产需求、工艺和节能低耗的要求。将这作为评判非标设备设计与制造是否合理成功的主要参考依据和评判标准，为将来的非标设备的设计生产更好进行积累优良的经验。最后，非标设备设计过程中还要尽量采用标准件和成熟的技术，提高设备的可靠性，降低制造成本，缩短设计和制造周期。
参考文献：
[1]黄赞扬.非标自动化设备设计进度管理研究[D].天津大学，2012.
[2]华宏强.非标设备设计制造中应注意的问题[J].机械工程师，2005，04：104-105.
[3]李文广.浅谈非标设备的设计与制造[J].化学工程与装备，2010，10：106-107.
【关键词】非标设备；设计；特点；问题
1.非标设备
所谓非标设备，就是非标准设备，不是按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造的设备，而是根据自己的用途需要，自行设计制造的设备。且外观或性能不在国家设备产品目录内的设备，且不受国家特种设备中心监理。随着市场竞争的加剧，以前由制造厂家用标准设备匹配客户，转变为制造厂家根据客户的要求设计制造出非标设备来满足客户。因此，如何做好非标设备的设计及制造，已经成为当前企业的关注焦点和攻克难点，提高非标设备的设计与制造对于当前的工业企业有着深远的意义。
1.1非标设备及其特点
非标设备是以单件进行的小批量生产，根据具体的设计图纸制造的设备。这需要有技术和经验的设计人员和制造人员共同完成设备的设计和后续的制造。它跟标准设备相比较，具有以下特点：市场需求小，专业用途大，无现成的设备可以购买，但是任何一家生产型企业或者有特殊生产加工要求的企业都对此有所需求。有的非标设备很简单，就是把标准设备做相应的改造，而有的非标设备却需要全新的研发和设计。非标设备一般采用特定的机床进行加工生产，生产效率较低，毛坯精度低，加工余量大，生产成本比较高，对设计和制造者的技术和经验要求高。
1.2非标设备的标准体系
当前工业生产的发展，对于非标设备的标准体系的规定，主要有ASME体系和中国标准体系两种非标设备的标准体系，ASME主要包括《Ferrous Material Specifications 》和《Welding and Brazing Qualification》等，而中国标准体系则主要包括《锅炉和压力容器用钢板》、《压力容器安全技术检查规程》、《钢制压力容器》等标准[1]。
2. 非标设备的设计
2.1设计特点
在当前的工业生产设备设计中，对于非标设备的设计，要遵循“一次薄膜应力或最大直接应力不得超过许用应力”的原则，使其与当前的ASME标注体系和非标设备中国标准体系紧密结合，其设计要考虑到应力集中及相应的评估方法的复杂性，以及制造过程中的几何因素材料不均匀等等因素，充分考虑其安全系数；在材料的选择方面，非标设备的受压元件应选择优质的碳素钢进行生产制造，在内外输系统压力容器的压力较高时则应选择运用低合金钢作为非标设备的生产材料。
2.2设计的合理性
在满足使用客户生产需求的基础上，非标设备的设计还要考虑到设备的结构是否合理、设备的使用过程中的安全与稳定等因素以及后续的安装维护等是否易于进行，所以，作为非标设备的设计人员，一定要了解设备的工艺要求和相关的标准规范以及设备的物理参数等，进行多重方案的层层比对，最终选择出最佳的方案进行生产制造。设计人员也应考虑到对非标设备零部件的合理性设计，使零部件能够满足强度、刚度等方面的要求，对零部件的材料进行严格的挑选和运用，进行相应的加工设计，确保非标设备的加工合理性[2]。在条件允许的情况下，可以做模拟试验，获得设备运行参数，为设备的稳定运行提供依据，并在试验中及时发现问题，改进和完善设计方案。
2.3设计步骤
设计非标设备，主要分四步。第一，首先要明确设备的加工流程，优化步骤制定最合理的设计方案。第二，主功能件和辅助功能件的设计，包括设备主体的设计和各功能件的合理组合，在设计时，既要考虑功能件的寿命，维护以及更换易损件的快捷度，还要考虑设备的优化。第三，对零部件设计时，要合理的选择零部件材料，材料既要满足零部件的要求又要满足其经济性。有标准件时，不仅要校核标准件是否满足强度、刚度的要求，还要考虑其寿命及疲劳强度。
第四，选择理想的加工方位，包括设备的安全、人性化、设备的清洁、设备的组合性等，确保非标设备加工的合理性。
2.4设计要点
在非标设备设计时，既要考虑设计是否满足生产需求，是否符合工艺和节能减排的要求，还应考虑非标设备的结构应结构简单，性能稳定，易于加工制造，便于安装维护，寿命长等主要要素。
2.5设计中应注意的问题
2.5.1设计与工艺不可分割，非标设备是采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具等工艺装备进行机床加工的，对于工人技术要求高，那么在设计时必须充分考虑加工工艺的合理性，这样在设备制造过程中才能保证质量、提高效率、降低成本。
2.5.2局部有标准的应按照标准设计，如圆角、开槽等。这样既保证了与其它设备的配套，又节省了设计时间。
2.5.3根据标准要求确定加工精度，不要人为的提高零件的加工精度。必要时可由装配钳工去调整保证零件的工作精度。
2.5.4有标准件的尽量选择成品件作为设备的零部件，如法兰、补强圈、五金等。这样可以减少对原材料的物料消耗，进而降低非标设备的生产成本，而且在投入市场后也会有更好的可靠性，还能大大缩短设计周期。
2.5.5尽量采用成熟的技术，缩短设计周期，提高设备的成功率。对于设计手册及《非标设计设计手册》内的标准、机构应优先采用，确保非标设备的稳定运行和先进合理性。
2.6标准化设计
实现非标设备设计的标准化，是吸收和引进外国先进技术以及促进设计工作有序进行的前提，关乎到非标设备自身的质量与水平，所以，为了实现非标设备的标准化设计，应对设计人员设计的施工图纸以及技术方案等全部要进行严密的、有理有据的技术论证，严格按照程序走，使其符合国家的相关规定，确保非标设备的设计标准化。
3.结束语
综上所述，应在重视效果和效益的前提下，进行对非标设备的设计，它是衡量非标设备设计成败的主要标准。同时，要兼顾加工制造过程中的技术和工艺的运用问题，使其设计满足生产需求、工艺和节能低耗的要求。将这作为评判非标设备设计与制造是否合理成功的主要参考依据和评判标准，为将来的非标设备的设计生产更好进行积累优良的经验。最后，非标设备设计过程中还要尽量采用标准件和成熟的技术，提高设备的可靠性，降低制造成本，缩短设计和制造周期。
参考文献：
[1]黄赞扬.非标自动化设备设计进度管理研究[D].天津大学，2012.
[2]华宏强.非标设备设计制造中应注意的问题[J].机械工程师，2005，04：104-105.
[3]李文广.浅谈非标设备的设计与制造[J].化学工程与装备，2010，10：106-107.