液壓元件，一般來說,是通用的,其功能到處可用，液壓元件設(shè)計過程大致有如下十三個步驟，本文興迪源機械帶來液壓元件的設(shè)計過程詳解。
一、確定市場方向：
液壓元件,一般來說,是通用的,其功能到處可用。所以,企業(yè)生產(chǎn)液壓元多時候并沒有明確固定的顧客和應(yīng)用場合,但應(yīng)該首先確定的是面向哪個市場。
前市場，指的是提供給主機廠,用在新的主機上。針對前市場的產(chǎn)品設(shè)計相我靈活一些,特別是主機還處于試制階段,允許液壓元件有較大的改動。
一般來說,每批訂貨的數(shù)量較多,希望有很高的性能一致性,較高的工作持久性。
后市場,指的是供給最終顧客作為替換件。一般,每批數(shù)量不大,對性能一致性及工作持久性的要求低于前市場,對價格往往有較苛刻的要求。但由于門檻低,因此也常被企業(yè)在起步時選作切入點。
二、調(diào)研現(xiàn)有產(chǎn)品狀況與顧客需求：
了解市場(竟?fàn)帉κ?的價格、目前制造成本、需求量、可能的訂貨量和發(fā)展趨勢,從而確定是否值得研制。雖說這些主要是市場部、銷售部的任務(wù),但設(shè)計師也應(yīng)該非常清楚,因為這對以后的工作有很大的影響。
不僅要了解顧客當(dāng)前的期望,還應(yīng)知道顧客昨天的期望,想象出顧客明天的期望。智能手機,就是由于設(shè)計師想到了顧客還沒有明確表達出的期望,正中顧客下懷,所以能在短時間內(nèi)迅速排擠掉傳統(tǒng)手機。
三、確定目標(biāo)產(chǎn)品應(yīng)該達到的性能：
設(shè)計師應(yīng)該全面、準(zhǔn)確、明確、書面、清晰、詳細地表述目標(biāo)產(chǎn)品應(yīng)該達到的性能。表述過程,也是深化理解產(chǎn)品性能的過程。
對大多數(shù)液壓元件的性能要求,國內(nèi)有相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但應(yīng)該認識到,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)只應(yīng)該作為最低要求。
四、測繪樣品：
機械行業(yè)設(shè)計師大量的工作是改進現(xiàn)有產(chǎn)品,極少從零開始設(shè)計。
測繪樣品測繪現(xiàn)有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和尺寸,從而仿造,又被稱為逆向工程,是國內(nèi)大多數(shù)液壓元件制造廠目前都在做的。
現(xiàn)代液壓技術(shù)經(jīng)過上百年的持續(xù)研發(fā),已經(jīng)相當(dāng)成熟,高端產(chǎn)品中高科技含量很高。而目前中國很多液壓產(chǎn)品離世界先進水平還有相當(dāng)?shù)牟罹唷Ｒ杆仝s上世界先進水平,開發(fā)新產(chǎn)品,在相應(yīng)產(chǎn)品或技術(shù)沒有專利保護的情況下,從測繪仿造開始,不失為一個有利的起點。測繪仿造,只要不侵犯專利,即使在歐美工業(yè)先進國家,也是常有的事。
然而必須認識到,測繪仿造不能保證液壓性能一模一樣,原因如下。
1)幾何尺寸的測量一般都是在室溫常壓下進行的,而元件實際壓下發(fā)生的變形是測不到的。
2)現(xiàn)代液壓元件為了滿足在高壓高速下工作的需要,常會有一些很細微的尺寸與形狀變化。
例如,為了提高容積效率,有制造廠把斜盤柱塞泵的圓柱形柱塞兩端加工出一點弧度(見圖13-1)，以增加柱塞在受到傾斜力時的密封面積,兩端尺寸僅比中部尺寸小萬分之幾。不知道作用原理的話,根本就想不到去測。
圖13-1斜盤柱塞泵的柱塞與缸體預(yù)加工出弧度
3)測繪只能測有限的幾個樣品的尺寸,測不出允許的加工偏差。
4)僅僅測繪幾何尺寸不可能完全掌握樣品的特性。例如,材料的組成雜質(zhì)空氣含量、熱處理、金相組織狀況等等,對液壓元件的性能,特別是壓持久性,也都有著十分重要的影響。
5)由三位德國教授在2013年提出,獲得德國政府支持和眾多企業(yè)響應(yīng)謂工業(yè)革命4.0,就是要利用現(xiàn)代的手段,低成本最快地滿足顧客的個性化因此,先進產(chǎn)品的更新速度會越來越快,新產(chǎn)品會層出不窮。結(jié)果就是,和該仿照哪個,來不及抄。
所以,在測繪樣品的幾何尺寸的同時,更要努力思考,搞懂其工作原要測試其液壓性能,作為仿制的標(biāo)桿。
五、設(shè)計原型：
測繪之后應(yīng)該考慮根據(jù)實際情況改進創(chuàng)新,原因如下。
1)僅測繪仿造,就只能跟在別人后面走。不改進創(chuàng)新,永遠不會有自主知識產(chǎn)權(quán)。
2)專利所限制的也只是一模一樣的照搬。如果能在它的基礎(chǔ)上有所改進，那就不但不受原專利限制，反過來還可以再申請新專利保護。
3)世界先進水平的產(chǎn)品也是在不斷改進中的。憑什么說,拿來作為仿造對象的那個樣品就是完美無缺,必須依樣畫葫蘆,不能再改進逾越的呢?
所以,測繪仿造僅僅只能是研發(fā)的起點而已,絕不應(yīng)該是研發(fā)的終點。
設(shè)計原型時要分析確定各部件的材料、熱處理工藝、允許的加工偏差和表面粗糙度,與工藝師探討加工可能性。不能隨意定部件的加工要求：不能隨意定部件的加工要求：如允許偏差±0.05mm與±0.01mm，僅一字之差，加工費用就會差幾倍。
所以,液壓元件設(shè)計師除了掌握液壓基本原理、液壓基本回路、元件結(jié)構(gòu)原理、液壓特性測試以外,還需要對材料特性、熱處理、加工工藝、工裝設(shè)計、工程（材料）力學(xué)有廣泛深入的了解。
設(shè)計過程,也是研發(fā)過程。多方案探索比較,可以提高研發(fā)能力！
如果產(chǎn)品是供后市場的:接口尺寸一般必須與原件完全一樣,性能、設(shè)定值出要一樣。外形也不能有大的變動。但也不是不可以創(chuàng)新。
例如,前幾年,在一種施工機械上,由于野蠻操作,使用的齒輪泵經(jīng)常壞。一個替換件生產(chǎn)廠改變了思路:自己改變不了社會風(fēng)氣,“山不過來我過去”,針對損壞的原因,在保持連接尺寸的前提下,采取改進措施,結(jié)果損壞率大大下降從而獲得了很大的市場,甚至主機廠也來訂貨。
六、預(yù)估產(chǎn)品性能：
初步設(shè)計完成后,應(yīng)預(yù)估產(chǎn)品的性能。
有條件的話,可以運用有限元分析預(yù)估產(chǎn)品在受到高壓時的變形、耐壓能力和工作持久性,運用流場仿真改善油液流動狀況,運用多體仿真預(yù)估各種工況時部件相互間的作用力及影響,等等。
預(yù)估能力是衡量設(shè)計師的水平、液壓修行的重要標(biāo)尺。沒有預(yù)估能力的人，不管他讀過多少書,寫過多少論文,是沒有資格做液壓設(shè)計師的。
七、試制與測試原型：
在原型試制出來后應(yīng)進行關(guān)鍵性能,特別是耐壓性能的測試。
把測試結(jié)果與原先預(yù)估的對比,分析尋找差別的原因。這樣,把理論和實際結(jié)合起來,用理論解釋實際問題,可以加深對元件工作的關(guān)鍵因素的理解,從而改進優(yōu)化設(shè)計。
八、進行型式試驗：
對優(yōu)化后的樣品進行全面的型式試驗,把試驗結(jié)果與要求對比,再進行必要的改進優(yōu)化。
好的產(chǎn)品不是一蹴而就的,而是通過反復(fù)試驗試用,不斷改進,才試出來,的改進優(yōu)化改出來的。
九、生產(chǎn)零系列：
所謂零系列,就是使用以后大批量生產(chǎn)的機器設(shè)備、工裝夾具,先進行小批量的試生產(chǎn)。
應(yīng)對零系列產(chǎn)品進行持久性試驗。
十、上主機試驗：
把零系列產(chǎn)品裝到主機上試驗,必要時再進行改進優(yōu)化。
十一、投入批量生產(chǎn)：
液壓元件的設(shè)計主要還是為了批量生產(chǎn)。一個生產(chǎn)訂單下去,通常是幾百件，幾千件。失敗的設(shè)計,會給企業(yè),也給個人帶來很大的損失。特別是那些錯誤,在使用幾個月以后才暴露出來,而此時已有大批產(chǎn)品投放到了市場,業(yè)的損失就會極其巨大,簡直就是噩夢。所以,是要慎而慎之,千萬避免的。
經(jīng)驗表明,前一階段的疏忽,在后一階段常要花數(shù)倍的精力、時間與費用要能彌補。所以,在設(shè)計階段多花時間考慮,可以成倍地節(jié)省產(chǎn)品試制改動的的和成本。多花一天審查改進圖紙,往往可以避免10天20天的返工。急匆短圖紙投入生產(chǎn),往往欲速而不達。因此,領(lǐng)導(dǎo)要把好關(guān)。
十二、投放市場：
在產(chǎn)品投入批量生產(chǎn),進入市場后,設(shè)計師的工作也還沒有完成。實際出現(xiàn)問題后,改進設(shè)計,排除問題,也是設(shè)計師的職責(zé)。
售后的反映、顧客的投訴是很寶貴的信息,可以幫助產(chǎn)品的改進優(yōu)化。
當(dāng)然,也必須認識到,實際使用中出現(xiàn)的問題,很多是由于制造質(zhì)量不一致引起的,主要應(yīng)由生產(chǎn)制造部門負責(zé)。但幫助分析問題的根源卻也是設(shè)計容辭的,這也是學(xué)習(xí)提高的好機會。
十三、設(shè)計變型：
由于液壓元件是通用的,面對的工作條件環(huán)境工況可能是多種多樣的。所以，那壓元件常常需要在一種基型的基礎(chǔ)上開發(fā)出多種變型,以適應(yīng)不同的需要,企業(yè)真正能獲得的利潤,往往是通過這些變型。
【興迪源機械液壓技術(shù)優(yōu)勢】
興迪源機械嚴(yán)格按照ISO國際標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量管理體系和5S管理標(biāo)準(zhǔn)進行質(zhì)量監(jiān)控和內(nèi)部管理。建立有 “河南省流體壓力成形智能裝備工程技術(shù)研究中心”，核心團隊由數(shù)10名博士、碩士和各高等院校金屬成形專家教授組成，專注于液壓成形核心技術(shù)和產(chǎn)品工藝研發(fā)。
興迪源機械與中國科學(xué)院金屬研究所、南京航空航天大學(xué)等院校開展長期的產(chǎn)、學(xué)、研合作，并共同設(shè)立了“液壓成形技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范基地”，時刻跟蹤國內(nèi)外領(lǐng)先技術(shù)，不斷提升“興迪源”液壓設(shè)備品牌價值。
部分文段和圖片摘自：
《白話液壓》
作者：張海平
由興迪源機械編輯
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