摘要：近些年来，随着冶金机械的逐步发展和完善，冶金企业对于冶金机械的应用需求也在逐步提高，因此，如何从设计入手，确保冶金机械的设计质量对于确保其后续制作过程及整体质量均具有十分重要的意义。因此，本文重点就冶金机械设计过程中的若干关键问题进行了探讨，对于提高冶金机械的制作水平及生产效率具有一定的指导意义。
关键词：冶金机械,安全设计,绿色设计
中图分类号： TU972+.4 文献标识码： A 文章编号：
冶金机械设计主要指的是从冶金机械的应用需求出发，对其结构、生产原理、运动形式、能量传递形式、各零部件所用材料及其形状和尺寸、润滑方式等各个方面进行思考、计算、分析，并将这些进行系统的描述，以便为冶金机械的制造过程提供依据，这样的一个过程即冶金机械的设计。对于冶金机械设备而言，其设计过程对于各大冶金企业的创新和发展均具有十分关键的意义，甚至关系着其各个发展阶段。由此可见，有必要针对冶金机械设计中的关键问题进行研究，以确保冶金机械设计的科学性及其合理性，从而为企业整体创新水平的提高奠定基础。
一、冶金机械设计中的安全性问题分析
在对冶金机械进行设计时，必须对各类危险因素进行全面考虑，设计过程中应尽量将不安全系数将至最低水平。具体而言，在冶金机械设计过程中，小至零部件，大至整体结构及性能，都必须采取有效的设计方式，以保障冶金机械使用过程的安全性及稳定性。由此可见，冶金机械设计过程的安全性问题十分重要。例如，必须考虑到冶金机械周边所存在的尖锐部分可能会对操作人员带来的伤害，冶金设备放置的安全性，并对其他有关设计参数进行限制。以下具体对冶金机械设计中的安全性问题进行探讨。
1、材料的选取及其设计
在对材料进行选取时，必须考虑到设备的实际生产内容，例如，设备材料的韧性、强度、抗氧化性、耐腐蚀程度等性质同生产作业过程是否相符。此外，还应尽可能避免采用有毒材料、或者容易发生化学反应的材料，以防对设备操作人员带来危害，注意慎重选择材料。
2、按预定条件进行设计
在对冶金机械进行设计时，设计工作人员必须借鉴其他较为成功的设计案例，并对这类设备设计过程的重要因素进行全面考虑，从操作人员的习惯及安全事故等经验入手，将必要的安全措施视为设备不可分割的一个部分。这种设计即对冶金机械设备进行预定条件的设计，避免出现诸如较为尖锐、可能伤害到人的部位，设计时应尽量圆滑，防止出现过多的凸出部位，并进行安全操作范围及安全系统的设置。
3、注重以人为本
冶金机械设备运行过程中发生的安全事故多数是由于人为操作不当所造成的，例如，精神不集中、疲惫等。由于操作人员多数精力均放在了作业过程方面，因此，设计时还应注重设备设计得是否舒服。在设计过程中应注重“以人为本、安全生产。必须对设备操作过程中的高度、安全距离等进行充分考虑，尽可能减少不必要的体力消耗。对设备各类装置进行科学布置，以便操作人员能够快速控制。对设备的位置进行设置时，应确保有关人员可以在足够的操作空间内对设备进行操作、维护及清洁工作。此外，还应对设备周边环境进行优化，配置相应的照明设备等。
4、对控制系统的安全设计
设备使用时若突然脱离控制，将会对其生产过程带来诸多不便，若此时操作人员缺乏经验，将会更加手忙脚乱，严重时可能会导致安全事故的发生。因此，为了防止安全事故的发生，在对控制系统进行设计时必须考虑全面，与此同时，还应对有关电气设备的控制系统进行有效的设计，防止漏电等情况发生而酿成事故。
5、加设可靠的安全防护装置
对安全防护装置进行设计时应确保其合理性，除了考虑设备的可靠性以外，還要加设双重保护，例如，使用年限方面或者稳定性方面应确保机械设备的耐用性,设置事故装置应确保其合理性、规范性、方便性等,操作所需配套设备应搭配齐全,此外，还应设置安全紧急开关等防护装置。设备自身设置时应注意如下问题：未开始工作就无法启动设备,对有关人员的操作安全距离及空间进行明确规定，也就是说，既能正常工作还能确保身体不会碰触到正在运行的部件,防护装置与设备间应存在一定距离，避免出现过强的摩擦而对设备以及防护装置造成破坏,防护装置应具有固定的位置，不可随意进行设置,防护装置必须具有足够高的安全系数，以便对设备进行有效的保护。
二、冶金机械设计中的绿色化问题
冶金机械设计中的绿色化问题主要包括以下方面：
首先，在进行冶金机械材料的选择时，应充分考虑到其环保性，选择可回收的、易分解的、无污染或污染最小的材料,
其次，应重视设备周边环境的卫生，避免机械设备出现振动及噪音，常常进行灰尘的清理,
再次，不可随意对废水废气进行排放，排放前应先对其进行处理,此外，应进一步提高维护维修技术，尽量减少维修次数，注重提高密封技术水平，避免出现各种泄露事故,
最后，在冶金机械的造型设计中也应充分重视其环保性。
总之，在确保设备自身功能之外，尽量减少所投入的资源，防止污染产生，最终促使生产与环保两者的协调统一。
三、冶金机械造型设计中的主要问题分析
1、色彩的设计
色彩可以美化设备乃至整个环境，对造型缺陷进行弥补，并具有各种生理及心理作用，因此，是造型设计中十分重要的组成部分。由于色彩不会受到机械强度及刚度方面的限制，因此，是冶金机械造型设计过程中最为灵活的部分，这对于体型庞大、形状约束较多的冶金机械而言相当重要。在色彩设计时，必须对设备的功能进行考虑，除了舒适性、易操作以外，还应赋予其独特的企业特色及时代气息。冶金机械应注重满足操作人员的生理需求，如热轧工人长期面对的是火红轧件，已经对这种单一化的高亮度色彩刺激产生了疲劳，需采用同火红色相互补的颜色来缓解这种视觉疲劳，轧件可采用湖绿色等色彩，但不应过艳。
2、比例的设计
比例是否完美很大程度上关乎着整体设计的艺术美感。因此，在对冶金机械设计比例进行明确时，必须从多个方面出发，进行合理的安排和有效的协调。这些方面包括冶金机械结构、功能、物质技术水平、审美等。对于设计比例良好的设备而言，其不仅十分美观、舒适，而且极易进行操作。设计人员在设计比例时，应以具体情况为依据，可采用如下比例：一种是黄金分割比例，其同人类的视觉特点十分吻合，也满足了人类的内在比例。因此，此比例不仅和谐、优美，还极富变化，既具有一定的规律，又给人以安全感,另一种是均方根比例，此比例也十分协调、优美，既动感又均衡，因而得到了十分广泛的应用。
3、注重造型设计的均衡性与稳定性
均衡性与稳定性不仅体现了冶金机械设备的形式美，更是设备设计满足力学要求的外在体现。冶金机械通常体型庞大，若缺乏高度的稳定性与均衡性，就很难从形象上来体现其生产的可行性、运行的可靠性，极易为操作人员带来一种不安全的感觉。尤其对于大型轧钢设备而言，切忌随意改动平衡装置等布局，但是，可通过装饰部件、色彩、质感等来补救，以获取较好的平衡性及稳定性。设计过程中应满足人们的审美观，还应满足基本的设计原理，满足力学方面的需求。
4、注重整体造型的协调统一性
冶金机械不仅拥有大量的零部件，还具有多种配套设备，因此，在设计时必须强调各种零部件的共性及部分联系，维持各机械、部件风格、比例、尺寸、色彩等的调和，采用呼应、过渡等手段将其统一在整体基调中，从而形成一个协调统一的整体。因此，设计人员应注重突出各部件的独特性及个性，强调各零部件内部间的联系，确保其和谐统一。
四、结语
总而言之，冶金机械设计过程中需对各方面问题进行综合而全面的考虑，同时，还应结合实际生产情况，以人为本，确保比例、色彩、整体造型方面的和谐统一，从而为冶金机械设备的制作及后续生产提供科学依据。
参考文献：
[1] 张世昌. 机械制造技术基础[M]. 天津:天津大学出版社,2009.
[2] 周先军. 机械设计课程设计改革思考[J]. 吉林省教育学院学报,2010(12): 33-35.
[3] 刘素瑞. 绿色设计和绿色制造是机械行业的发展趋势[J]. 江苏机械制造与自动化,2009(4):8-9.
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编辑：中冶有色技术网
来源：张明帅
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2024年08月07日 ~ 09日 
