為開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變型性設(shè)計(jì)各舉一例

1、為開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變型性設(shè)計(jì)各舉一例。開發(fā)性設(shè)計(jì)開發(fā)性設(shè)計(jì)：沒有參照的產(chǎn)品設(shè)計(jì)， 僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求， 設(shè)計(jì)出在質(zhì)量 和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品或系統(tǒng)。 產(chǎn)品的工作原理，主體結(jié)構(gòu)，所實(shí)現(xiàn)的功能，這三 者中至少有一項(xiàng)是首創(chuàng)的才可以認(rèn)定為開發(fā)性設(shè)計(jì)。開發(fā)性設(shè)計(jì)的過程最復(fù)雜，創(chuàng)新性強(qiáng)。舉例電視的誕生，是 20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一。在現(xiàn)代社會里，沒有電視的生活已不可想 象了。各種型號、各種功能的黑白和彩色電視從一條條流水線上源源不斷地流入世界各地的 工廠、學(xué)校、醫(yī)院和家庭，正在奇跡般地迅速改變著人們的生活。形形色色的電視，把人們 帶進(jìn)了一個(gè)五光十色的奇妙世界。俄裔德國科學(xué)家保

2、爾尼普可夫還在中學(xué)時(shí)代，就對電器非常感興趣。經(jīng)過艱苦的努力，他發(fā)現(xiàn)，如果把影像分成單個(gè)像點(diǎn)，就極有可能把人或景物的影像傳送到遠(yuǎn)方。不久，一臺叫作“電視望遠(yuǎn)鏡”的儀器問世了。這是一種光電機(jī)械掃 描圓盤，世界電視史上的第一個(gè)專利。專利中描述了電視工作的三個(gè)基本要素：1把圖像分解成像素，逐個(gè)傳輸。2像素的傳輸逐行進(jìn)行。3.用畫面?zhèn)魉瓦\(yùn)動過程時(shí)，許多畫面快速逐一出現(xiàn)，在眼中這個(gè)過程融合為一。這是以后所有電視技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)原理，甚至今天的電視仍然是按照這些基本原則工作的。一個(gè)偶然的機(jī)會，英國發(fā)明家約翰 貝爾德看到了關(guān)于尼普可夫圓盤的資料。尼普可夫的天才設(shè)想引起了他的極大興趣。1924年，一臺凝聚著貝爾德

3、的心血和汗水的電視機(jī)終于問世了。這臺電視利用尼普可夫原理，采用兩個(gè)尼普可夫圓盤，首次在相距4英尺遠(yuǎn)的地方傳送了一個(gè)十字剪影畫。經(jīng)過不斷地改進(jìn)設(shè)備提高技術(shù)， 貝爾德的電視效果越來越好，他的名聲也越來越大， 引起了極大的轟動。 隨著技術(shù)和設(shè)備的不斷改進(jìn)，貝爾德電視的傳送距離有了較大的改進(jìn)，電視屏幕上也首次出現(xiàn)了色彩。貝爾德本人則被后來的英國人尊稱為電視之父。幾乎就在同時(shí)，德國科學(xué)家卡羅魯斯也在電視研制方面做出了令人矚目的成就。1942年，卡羅魯斯小組（包括兩名科學(xué)家，一名機(jī)械師和一名木工），造出一臺設(shè)備。這臺設(shè)備用兩個(gè)直徑為1米的尼普可夫圓盤作為發(fā)射和接收信號的兩端，每個(gè)圓盤上有48個(gè)1.5毫米的

4、小孔，能夠掃描48行，用一個(gè)同步馬達(dá)把兩個(gè)圓盤 連接起來，每秒鐘同步轉(zhuǎn)動 10幅畫面，圖像投射到另一臺接收機(jī)上。他們稱這臺機(jī)器為大 電視。這臺大電視的效果比貝爾德的電視要清晰許多。但是，他們從未進(jìn)行過公開表演，因而他們的發(fā)明鮮為人知。 不同國度的科學(xué)家?guī)缀跬瑫r(shí)做出了類似發(fā)明，這充分說明了機(jī)械電視的發(fā)明是不依人的意志為轉(zhuǎn)移的，它是人類在自然界面前擁有創(chuàng)造力的一個(gè)見證。1928年，“第五屆德國廣播博覽會”在柏林隆重開幕了。在這盛況空前的展示會中，最引人注目 的新發(fā)明一一電視機(jī)第一次作為公開產(chǎn)品展出了。然而，不能否認(rèn)，有線的機(jī)械電視傳播的距離和范圍非常有限，圖像也相當(dāng)粗糙，簡直無法再現(xiàn)精細(xì)的畫面。因

5、為只有幾分之一的光 線能透過尼普可夫圓盤的孔洞，為得到理想的光線， 就必須增大孔洞， 那樣，畫面將十分粗糙。要想提高圖像細(xì)部的清晰度，必須增加孔洞數(shù)目，但是，孔洞變小，能透過來的光線也 微乎其微，圖像也必將模糊不清。機(jī)械電視的這一致命弱點(diǎn)困擾著人們。人們試圖尋找一種能同時(shí)提高電視的靈敏度和清晰度的新方法。于是電子電視應(yīng)運(yùn)而生。適應(yīng)性設(shè)計(jì)適應(yīng)性設(shè)計(jì)：指的是在總的方案原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè) 計(jì)，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加值。舉例與歐美等發(fā)達(dá)國家相比，我國的玉米種植有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、種植

6、地塊小，2、玉米種植行距不統(tǒng)一，3、玉米收獲期籽粒含水率較高。因此我國玉米收獲機(jī)械的設(shè)計(jì)要求與歐美等發(fā) 達(dá)國家不同。應(yīng)達(dá)到以下幾點(diǎn)：1、設(shè)計(jì)的玉米收獲機(jī)在作業(yè)、運(yùn)輸、卸糧過程中應(yīng)十分靈活，適合小地塊田間使用。2、針對當(dāng)前農(nóng)民文化素質(zhì)不高的特點(diǎn)，開發(fā)的玉米收獲機(jī)應(yīng)盡量操作簡便、維修方便，3、設(shè)計(jì)的玉米收獲機(jī)應(yīng)可進(jìn)行不對行收獲。否則既影響收獲質(zhì)量又降低生產(chǎn)效率。影響了農(nóng)民購買玉米收割機(jī)的積極性。4、設(shè)計(jì)的玉米收獲機(jī)必須能收獲高濕玉米（子粒含水率 40%左右），果穗及子粒破碎率不得超過國家標(biāo)準(zhǔn)。5、為防止霉變，收獲的玉米穗中不得有過多的莖葉。6、機(jī)組要有較好的強(qiáng)度和剛度，能適應(yīng)惡劣的田間道路。7、收

7、獲機(jī)能同時(shí)對秸稈進(jìn)行高質(zhì)量的還田處理。8 機(jī)組有較高的使用可靠性。我們知道，中國農(nóng)民購買玉米收獲機(jī)不僅僅是為了減少勞動強(qiáng)度，更重要的是掙錢，因此，設(shè)計(jì)出的玉米收獲機(jī)，必須做到班次生產(chǎn)率高，使使用者有利可賺。 因此提高機(jī)具的適應(yīng)性成為實(shí)現(xiàn)中國玉米機(jī)械化收獲的技術(shù)關(guān)鍵。1、 確定合理的總體設(shè)計(jì)方案 不同形式、不同用途的玉米收獲機(jī)采用的配置不同。 通常玉米 收獲機(jī)由割臺、升運(yùn)器、果穗箱等部分組成。 總體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意整機(jī)的縱向、 橫向穩(wěn)定 性，傳動系統(tǒng)的合理性以及操縱、運(yùn)輸?shù)陌踩浴＠?，兩行玉米收獲機(jī)，收摘果穗及秸稈粉碎所需功率為 26- 32kw。加上行走功耗 68 kw。貝U N總=32+6

8、=38kw?？紤]到升運(yùn)、 輸送以及功率儲備等因素，選用發(fā)動機(jī)功率為48kw發(fā)動機(jī)比較合適。2、選擇適當(dāng)?shù)恼霗C(jī)構(gòu)摘穗裝置是玉米收獲機(jī)的心臟，對摘穗裝置的要求是籽粒損失小、籽粒破碎率低、斷莖稈少、有足夠的摘穗能力。我國大部分玉米品種莖稈平均直徑為20毫米，果穗大端帶苞葉直徑為50毫米，以此為基數(shù)將摘穗板間隙設(shè)計(jì)為入口處28-40毫米可調(diào)，出口處 22-25毫米可調(diào)。正常情況下取中間值， 為了減少對果穗的擠傷和減少斷莖稈，摘穗板邊緣設(shè)計(jì)成圓弧形?？傊O(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)不同的需求可采用不同形式的摘穗機(jī)構(gòu)。對于收獲時(shí)子粒含水率低的地區(qū)建議使用龍爪型摘穗棍式，對于收獲時(shí)子粒含水率高的地區(qū)可使用摘穗板式。3、設(shè)

9、計(jì)不對行收獲割臺目前玉米行距的不統(tǒng)一是影響玉米收獲機(jī)應(yīng)用推廣的主要因素之一。我國中部地區(qū)大部分采用的行距為400-600mm。而河南等地采用的是大小垅，小垅距300mm,大垅距700mm。山東部分地區(qū)的種植行距可達(dá)800 mm。由于結(jié)構(gòu)的原因，過去的玉米收獲機(jī)只有玉米行距在600-700mm時(shí)才能正常收獲。不僅影響收獲質(zhì)量又大大降低生產(chǎn)效率。因此設(shè)計(jì)不對行收 獲割臺是提高玉米收獲機(jī)適應(yīng)性的重要方法。2002年我國開發(fā)生產(chǎn)的玉米收獲機(jī)有二十余種型號，其中不對行玉米收獲機(jī)就有八種。有中國收獲總公司藁城分廠、山西信聯(lián)集團(tuán)的自走式玉米收獲機(jī)；有河北農(nóng)哈哈機(jī)械有限公司、天津富康農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司、北京市金

10、樂農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司配套中拖（50-80馬力）的背負(fù)式玉米收獲機(jī)以及河北省寧晉縣農(nóng)機(jī)化所、 河北省藁城縣大農(nóng)機(jī)械公司、河北邱縣機(jī)械廠等生產(chǎn)廠家開發(fā)的配套小拖（15-25馬力）的背負(fù)式玉米收獲機(jī)（摘穗機(jī)）。多行式不對行玉米收獲機(jī)是用多于玉米行數(shù)的多組摘輥完成 幾行玉米的收割（如用六組摘輥完成三行玉米的收割）。山西信聯(lián)公司的玉米收獲機(jī)采用這種機(jī)構(gòu)。撥禾鏈?zhǔn)讲粚π杏衩资斋@機(jī)的工作原理是利用兩條（三條）敞口型鏈條或膠帶把一行或兩行玉米收進(jìn)一個(gè)摘穗機(jī)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行收獲作業(yè)。目前較多的廠家采用了這種機(jī)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、割臺剛性好。河北農(nóng)哈哈機(jī)械廠、天津富康公司、北京金樂公司、中 收藁城收割機(jī)廠的收獲機(jī)

11、都采用了此類結(jié)構(gòu)。為了保證喂入性能，農(nóng)哈哈機(jī)械廠的4YB-3型玉米收獲機(jī)還設(shè)計(jì)了撥禾輪，天津富康公司的收獲機(jī)設(shè)計(jì)了中間扶禾桿。變型性設(shè)計(jì)變型性設(shè)計(jì)：為適應(yīng)新的需要對已有的機(jī)械作部分的修改或增刪，從而發(fā)展出不同于標(biāo)準(zhǔn)型的變型產(chǎn)品。舉例燕化公司煉油廠100Y型油泵，原軸承箱壓蓋和轉(zhuǎn)軸之間的密封結(jié)構(gòu)為迷宮密封，在迷宮密 封外加一防塵環(huán)，密封性能較差。由于泵的轉(zhuǎn)速較高，在離心力的作用下，軸承箱內(nèi)的潤滑 油沿軸從端蓋甩出，漏油現(xiàn)象非常普遍， 造成軸承箱、聯(lián)軸器及周圍地面沾滿油污，給安全生產(chǎn)帶來隱患，同時(shí)造成不必要的潤滑油浪費(fèi)，又嚴(yán)重污染了生產(chǎn)環(huán)境， 影響文明生產(chǎn)和企業(yè)的達(dá)標(biāo)升級。如果操作員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，

12、還有可能造成機(jī)泵的損壞。因此，改進(jìn)原油封結(jié) 構(gòu)，研制一種密封性能優(yōu)良、使用壽命長的新型油封結(jié)構(gòu)以取代原油封是非常必要的。原密封結(jié)構(gòu)存在的問題機(jī)泵運(yùn)行中由于油位限制，螺母下端浸入油池中， 把潤滑油攪起，沿壓蓋內(nèi)表面淌下，直接滴到旋轉(zhuǎn)軸上，軸上積油很多，被旋轉(zhuǎn)軸帶動，油沿軸爬行， 進(jìn)入壓蓋與軸迷宮密封間隙，由于迷宮密封間隙較大，而且密封阻力較小，油一旦進(jìn)入迷宮難以打回，因而不斷沿軸外甩出， 在軸端處形成積油， 使迷宮和防塵環(huán)起不到密封作用，即發(fā)生漏油。從以上分析可以看出原油封結(jié)構(gòu)存在的主要問題是軸承鎖緊螺母太大和迷宮密封 間隙太大起不到有效的密封作用。改進(jìn)方案的論證及初步選擇：新型防漏油結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足

13、以下要求：首先要保證結(jié)合部分的密閉性。同時(shí)，結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡單、制造維修使用方便、成品低廉、工作可靠，使用壽命 長。針對漏油的主要原因，應(yīng)從以下兩個(gè)方面入手進(jìn)行改進(jìn)，阻止漏油。（1）、減少甩油量軸承鎖緊螺母浸油深度（液面與鎖緊螺母的相對距離）是影響甩油量大小的一個(gè)重要因素。 減小螺母直徑，可以減小浸油深度，減小攪油，從而減少落到軸上的油量，間接減少漏油量。（2）、改進(jìn)原油封結(jié)構(gòu)對其結(jié)構(gòu)分析，從密封原理角度講可考慮填塞或阻塞、分隔、引出 或注入和流阻、反輸，以及這些方案組合等方法。首先對分隔，可采取機(jī)械密封。根據(jù)機(jī)械 密封性能、適用范圍、壽命來看，機(jī)械密封都能適用，但機(jī)械密封價(jià)格高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所

14、需 空間較大，拆裝不便，不適于這種小空間結(jié)構(gòu)。 其次考慮采用引出或注入方法，能夠達(dá)到密封要求，但需要輔助裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而也不可取。再有考慮采用填塞和阻塞的方法，由 于要求較長的壽命，一些接觸型密圭寸如氈圈、檔圈、密圭寸圈、油圭寸等與軸接觸磨損，壽命有 限，不適合高速長周期運(yùn)轉(zhuǎn)，而且易發(fā)生抱軸，因而排除。最后考慮采用流阻或反輸，或采 用綜合方案。流阻是利用密封件狹窄間隙或曲折途徑造成密封所需要的流體阻力。反輸是利用密封件對泄漏流體造成反壓，使之部分平衡或完全平衡，將流體反輸?shù)缴嫌危?以達(dá)到密封的目的。其特點(diǎn)是無機(jī)械摩擦，結(jié)構(gòu)緊湊。流體反輸（也稱動壓）包括迷宮螺旋密封、動密 封、螺旋密封等?？紤]空間狹小、壽命長、功耗小、結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便、價(jià)格低等要求， 采用流阻或反輸及其綜合方案最優(yōu)。 在流阻或反輸方案中，螺旋密封最能綜合滿足上述要求， 因此優(yōu)先考慮螺旋密封。鑒于離心密封可與其它密封配合使用，為保證密效果，選定螺旋密封與離心密封組合形式。經(jīng)過改造的油封，1998年4月，在酮苯車間泵 305 （型號為100Y120X 2）上進(jìn)行了試運(yùn)行，后又在泵430、泵351等機(jī)泵上進(jìn)行了安裝，經(jīng)過四年多的運(yùn)行，軸承箱壓蓋密封處無任何泄漏，完全滿足設(shè)計(jì)要求。 在此之前，原密封結(jié)構(gòu)由于經(jīng)常發(fā)生泄漏，司泵崗位操作