非标准设备生产

非标准设备生产（精选8篇）

非标准设备生产 篇1

机械设备制造标准化是规范了机械制造行业, 让其向着更加健康的方向发展, 是提升机械产品品质的有效途径。在实际的活动开展中, 很多单位都会用到现阶段标准中还没有的装置, 这些通常都是目前相关部门没有进行严格的规定, 因此面对这样的情况, 厂家只能通过顾客的需求来进行焊接设计和生产。生产单位方面, 因此没有标准, 所以只能依据顾客需求, 结合目前的装置进行手工的组装和应用, 缺乏生产设备, 因此在这一过程中就不可避免的会出现这样或那样的问题。产品质量和生产单位生产水平以及工作者的水平等有着非常大的联系。所以做好了这些工作的控制和管理, 才能够提升产品的品质, 才能够获得合理的商品。

这些装置没有相关的规定来对应, 生产单位所能做的只能是以顾客需求来进行设计, 所以要求很多的信息量来支持。需要多次的和技术工作者进行交流和探讨, 交换双方的想法和意愿, 对每个细节都进行斟酌和探讨, 处理好这些问题。同时要进行准备工作, 各种后期的调试以及性能测试等都需要先准备好, 为后面的工作提供基础条件, 实际工作中要注重以下内容:

1 设计问题

设计师机械制造的前期工作, 设计是否合理关乎设备的使用质量。设计的最初阶段是需要根据顾客的需求来进行需求性分析, 依照实际的用途来进行设计, 要充分的考虑到实用性以及经济性, 平衡两者的关系。设计中需要加入新技术, 让设备的质量更加高。各种规格和参数的制定都要结合设备的预期性能来进行设计, 保证各项参数都符合要求。参数的选取可以以现有的一些设备参数作为参考, 取得比较准确的参数。设计时还需要多设计几个方案, 从中挑选出最佳方案。为了保证设计的可行性和合理性, 设计完成后要进行模拟实验, 满足设备的运行需求, 取得更加精确的参数。将收集到的数据进行分析, 来调整设计过程中的一些不利现象。

2 最好是用成品

在开展生产活动的时候, 最好是用标准的部件, 这主要是由于此类零件是结合专门的规定获取的, 它们的尺寸十分的合理, 并且品质也非常优秀。在经过无数的实践活动后, 它们的工艺已经臻于完善, 而且不需要投入过多的资金。在进行上述的生产活动时, 最好是使用标准的部件, 只有这样才可起到提升品质, 减少投资的作用。这主要是由于如果全部的进行新的设计和生产的话, 其难度是非常大的。不但浪费金钱, 而且会耗费非常多的精力。最主要的是得到的产品因为没有受到实践, 所以必然会有一些不利现象存在, 用到装置之中, 必然会发生许多的不利现象, 所以最好是用已有的部件。

2.1 提高非标设备的操作可靠性

零部件的成品件, 一般都是经过反复实践和试验才投入市场的, 与只经过初次设计、制造的非标零件相比, 具有更好的可靠性。在初次设计非标零部件时, 或多或少的会存在设计上的缺陷, 这些缺陷往往会因为经济和时间上的限制没有得到及时的改进, 设备在使用了这些带有缺陷的非标零部件后会降低设备工作的可靠性。

2.2 降低非标设备的制造成本

生产单件非标零部件时, 其成本往往比零部件成批化生产要高得多。这样使得非标产品在原材物料消耗、成品率、管理费用、劳动生产率等方面的成本, 要比批量生产的商品化产品高得多。由于是单件生产, 设计费用占成本的比例也比较大。一些繁琐的零件, 并非是只进行一次就能够获取效果的, 往往要进行非常多的实验, 严重时还要完全的重新设计, 此时会增加费用。

2.3 提高设计效率缩短制造周期

设计活动从头开始, 要涉及很多的问题, 包括后续的生产, 因此活动量非常的巨大, 需要用更多的时间来完成这些工作, 这样装置的生产时间就会增加, 如果使用成品部件, 这些时间就能够节约出来, 一方面降低了设计和生产的时间, 另一方面提高了工作效率。

3 确保组装活动合理开展

其组装过程是从具体的零件进行的, 零件的组装是否优秀关乎到整个的装置的性能。在进行此项活动的时候, 规定要将零件认真有效地清理, 而且要有专门的器具辅助进行, 而且其外在条件也要良好, 对于意义关键的零件在进行活动的时候应该确保温度合理, 只有这样才可以保证活动的效率以及品质。当完成之后, 由相关的人员负责详细的查验。

结束语

根据本文的叙述, 装置生产工作有很多的环节, 要收集各种信息, 需要对设计生产收效问题进行分析研究, 这样对装置的效果有一个综合性的评判。装置的合理性, 是否满足实际的需要都是需要考虑的问题。设计过程中使用成品能够大幅度降低设计周期和生产时间, 同时保证了装置的稳定性, 让装置的品质获得提升。

摘要：经济的发展和生产力的进步是联系在一起的, 两者之间是相互促进的关系。目前我国的经济发展速度非常的快, 社会中表现为人们对于生活品质的要求越来越高, 因此各行业领域的标准和要求也随之提升, 机械加工行业也因此成为快速发展的行业之一。我国现在有很多关于机械制造的条款和规章制度, 目的就是进一步提升这个行业的标准, 让机械制造更加合理, 提升产品的品质。但是在实际的活动开展中却不是那么顺利, 很多的问题是我们所没有想到的, 本文就非标准机械设备的制造质量控制进行了探讨。

关键词：非标准,机械设备,质量,控制

参考文献

[1]韩银中.X-程机械设备在施工中的管理[J].资治文摘 (管理版) , 2010 (6) .

[2]闫忠杰.施工机械设备的可靠性预测[J].机械制造与自动化, 2010 (6) .

非标准设备生产 篇2

非标准设备是指生产需要而又不能直接采购的专用设备，本规程的原则是保证能够经济有效地获得和使用非标准设备。对于加工和装配过程大部分无能力在公司内部完成且又有制造商能够承接的非标准设备，由工艺部门提出申请，直接按外购设备的流程执行。立项流程

2.1 立项依据

2.1.1根据自身生产实际并经工艺部门评审需要改进和增添的非标准设备项目。

2.1.2 公司发展规划或技改技措计划中规定的非标准设备等项目。

2.2 立项顺序

2.2.1由工艺部门驻使用分厂的主管工艺人员提出申请并填制及申报《非标准设备申请单》，设备制造部门凭申请单同工艺部门和非标准设备制造商进行方案设计并提出预算，工程部门组织财务部门、设备制造部门和工艺部门对预算进行审核，通过后由工艺部门报总工程师进行《非标准设备的设计任务书》的审批，然后按设备审批流程，5万元以下的直接报工程部门立项，5万元以上的由工艺部门填写《技改项目投资审批表》，经总工程师批准后报工程部门立项。工程部门收到《非标准设备的设计任务书》、技术协议、设备申请表、《技改项目投资审批表》（如有需要）后进行审核并下达工作令。

2.2.2 非标设备须考虑设备的后期维护和可能的修改。委外须考虑制造商持久、可信，且在设备出现故障或提出修改时随叫随到等因素。

2.2.3任务书的内容要求详细、明确，使用部门应提供加工前毛坯图和加工后零件要求图，毛坯图必须和毛坯实物一致。

2.3 非标准设计人员对所承接的设计任务书，要编写可行性分析报告，并按规定履行各栏签字手续。如有分歧意见，最终以工艺部门领导或总工程师签署的意见为准。预算审核

3.1 设备制造部门或非标准设备制造商负责对预算审核过程中的所有问题

做出解答，所有单件预算超过2000元以上的零部件必须注明品牌和型号。设备制造部门的预算（对外采购的零部件预算由采供部协助报价）如果不高于非标准设备制造商预算的10%，由设备制造部门承接；如果高出20%，由非标准设备制造商承接；在10%到20%之间，财务副总可根据经济上是否合算的原则决定承接方。如果设备制造部门任务不足，且预算又高出10%以上，设备制造部门必须以非标准设备制造商预算的110%作为最终预算承接此项目。

3.2 设备制造部门前期工作进行后，因制造费用大于采购费用20%以上，而决定委外加工，则设备制造部门前期发生的设计、调研等费用按实列支。

3.3设备最终验收，必须以设计任务书为准。如在验证及工艺试车过程中提出修改，须重新追加预算，并延长制造周期。如修改的技术要求经评审无法自行制造而需要设备外购的，则按照原先的设计任务书验收，同时启动外购设备流程。自制非标准设备应具备的设计技术文件

4.1 组成公司规定的全套完整的非标准设备设计技术文件（以专用机床或组合机床为典型），应包括下列文件和图纸：非标准设备设计任务书；非标准设备使用说明书（包括精度检验单）；非标准设备总图、设备外形图和各部件联系尺寸图；非标准设备分部件明细表；被加工零件工序图（主要用于非标准金属切削设备设计）；工序布置图（即加工示意图）（主要用于非标准金属切削设备）；各部件装配图，包括主要构成零件的尺寸联系图（外购件和借用件除外）；全部专用零件图（不包括标准件、通用件和外购件）；液压或气动系统原理图、接管图及有关说明；液压或气动系统专用部件图和零件图；电气控制系统的电路图和元件布置图；电气控制系统的调整使用说明；电气控制系统的专用部件（包括电控箱、操纵箱、按钮盒等）和零件图；冷却润滑系统及防护装置的部件图和零件图；非标准设备调试使用的全部专用工艺装备图借用或外购工装除外；复杂或精密设备调整、找正用样件或对刀件图；非标准设备安装图；必须配套设计的附件、工位器具的总图、部件图和专用零件图；分部件的零件明细表，包括专用件、借用件、通用件、标准件、外购件；设备调试使用的全套工艺装备目录，包括专用工装、借用工装、通用或外购工装。

4.2 根据非标准设备的类型、特点，由设备制造部门确定上述所需技术文件或图纸的取舍。自制非标准设备调试配套使用的工艺装备的有关规定

5.1 首次设计的非标准设备，由设计者同时选用或设计整套工艺装备，完成整机的功能、尺寸等协调。

5.2 对于改型、改型设计或仿制引进、外购设备中原设备所用工艺装备，可借用或选用时，不必重新设计，以提高经济性，缩短设计周期。

5.3 凡属经常更换或易耗的工艺装备，工艺部门及各分厂应按工艺装备编号写入工艺规程，便于批量生产中更新补充，纳入正常生产轨道管理。

6自制非标准设备的编号

自制非标准设备的编号由设备制造部门统一负责。各分厂（分公司）、部门自行设计制造的各类非标准设备报设备制造部门（设备分厂）统一编号。采取集中管理的办法，以防止混乱，促使非标准设备编号规范化，有利于全公司加强管理。自制非标准设备制造

7.1 非标准设备立项后由工程部门签发制造工作令，并落实经费来源、明确数量、完成日期和制造单位。一般须待图纸文件资料完整后方得安排。对于进口周期较长的外购件及加工周期较长的铸锻件可预先安排。

7.2非标准设备的制造对物资采供部门不能解决的零部件、工装工具主要由设备制造部门完成，设备制造部门不能完成的可委托工具分厂等协作，并按完成日期自行协调制造周期，保证非标准设备制造整体进度。

7.3 通用件和标准件由采供部门负责采购，价格超过预算的必须事先经过设备制造部门的确认和财务部门的审核后才能购买。如果价格超过预算价格10%以上须向设备制造部门提出书面报告，由财务副总批准后才能采购。所有的采购发票须有设备制造部门负责人签字确认后才可报销（超出预算的采购行为须由采供部门同设备制造部门协商），设备制造部门负责随时跟踪该项目已经发生的费用，财务部门负责将所有费用随时记入该项目。

7.4 当非标准设备进入装配阶段，该设备设计人员、分管工艺人员必须进行现场技术服务，及时解决装配调试过程中的技术问题，并作好记录，便于今后整图，改进。

7.5 非标准设备装配结束，空运转正常后，由设备制造部门专职人员检验

开出《非标设备安装通知单》，并报工程部作为设备安装就位的依据，工程部接到安装通知后即进行设备安装。

7.6 使用部门在设备安装就位后，进行设备的最终运行和调试，设备制造部门配合。验收和调试结束后，工艺和使用部门在完工单上签字认可，经签字认可的完工单报工程部门作为制造完成依据。

7.7 非标设备制造完工须有完整的费用结算清单，并报送工程部门审核.。8 非标准设备的验证

8.1 新设计的或经过重大改进的非标准设备都要经过验收，验收按该项目非标准设备和精度检验单及《设备（仪器）购置、验收管理制度》第5条：设备安装验收转固及索赔等文件执行。

8.2 设备采购部门接到完工通知后，应及时安排验证时间，同时通知使用部门做好验证前的坯料准备，通知承制部门准备验证。

8.3 非标准设备验证时，由承制部门召集使用部门、工艺、设计、检验等有关人员参加，共同配合进行实物跑合或切削试验。

8.4 验证过程中，发现的工艺问题由工艺人员解决、设计问题由设计人员解决，制造问题由承制部门解决，然后再组织验证，直到完好无缺。

8.5 非标准设备要填写验证书，参加验证人员签署意见。验证后的非标准设备准予提交使用。交付使用

9.1 非标准设备验证合格后，由工程部门安排有关安装等工作，组织办理新增固定资产入帐手续和及时投产。决算超过预算时，以预算价值作为固定资产价值，超出部分作为设备制造部门的亏损。如果因为不能通过验收，所有费用作为设备制造部门的亏损。

9.2 验证后一个月内，由设计部门根据制造调试的结果，依实整理图纸及有关技术文件，转交设备管理部门资料室存档。

9.3 使用部门按非标准设备技术文件负责编制设备操作规程，正确使用、维护保养好非标准设备。

9.4 非标准设备从交付使用起三个月内由承制部门包修，因非正常使用造成的设备故障，由设备专线酌情处理后再由设备制造人员进行修复，费用由使

用部门承担。因生产需要须另行增加工装及部件，须由使用部门开协作票另项解决，不可在原项目上追加预算。

9.5 未明事项，协商解决。

10考核

非标准设备制造成本应严格控制。制造分厂制造完工后，由工程部门组织相关部门对设备进行验收，对造价进行审核并报财务部门。费用超过预算或不能按期交付应对设备制造部门进行考核。文件归档

非标准设备生产 篇3

由于非标准机械设备没有统一的国家标准, 完全依靠客户所提高的信息进行设计和生产, 这就要求尽可能的获得详细的信息, 包括具体的技术参数以及对精度的要求等。积极同客户的技术人员进行沟通, 对设备的相关技术问题交换意见, 对一些关键的技术问题进行磋商, 及时解决相应的技术难题。在这期间还要做好相应的设备准备工作, 对其进行调试, 使其保证良好的工作状态, 为后期的制作打下坚实的基础, 具体应该做好以下几个方面:

1 非标设备设计的合理性

设计工作是非标准机械设备制造的关键所在, 设计是否合理直接决定后期的设备质量。在进行非标准机械设备设计的过程当中, 首先是根据设备的实际需要进行相应的设计, 在设计的过程当中要考虑实用性, 同时还要考虑经济性。在设计的过程当中应该积极的引进新的技术, 从而提高设备的质量。在设计过程当中应该严格制定相应的参数, 从而保证设备的性能能够满足预期的目的, 可以和现有的设备进行对比, 从而能到较准确的参数。可以同时进行多个方案的设计, 根据实际的需要对方案进行选择, 从而获得最佳的设计方案。为了确保设计的合理性, 可以进行相应的模拟实验, 尽可能满足设备运行的实际条件, 从而得到设备正常运行的参数, 根据这些参数对设计方案进行修正和优化, 不断的解决在实际运行当中存在的各种问题。对于各个零部件进行科学的设计, 确保其规格、强度符合设备整体的要求, 避免某个零部件存在短板导致整个设备运行不稳定。为了做到这一点, 应该参照标准零件的强度, 以其为参考, 同时也不能忽视零部件的耐久度。根据机械设备整体的需要选择相应的材料以及加工工艺进行零件的生产, 保证机械设备整体的性能均衡, 不会因为某一个零件的提前老化或者是损坏造成整个设备的故障。

2 标准零部件尽量采用成品件

在进行非标准机械设备制造过程当中, 应该尽可能的实用标准的零部件, 因为这些成品零部件是按照国家规定的强制标准来进行生产的, 其规格尺寸十分标准, 而且质量也有保障。在长期的生产过程当中, 这些标准零件的生产工艺已经十分成熟, 成本很低。在非标准机械设备制造过程当中尽可能的实用标准零件有利于降低成本, 保证设备的质量。因为即使是非标准机械设备, 如果完全重新设计和制作零件也是十分困难的。需要消耗大量的时间以及大量的资金投入。设计出来的零件也没有经过长期的验证, 往往存在这样或者那样的缺陷, 用于设备当中往往会出现各种问题, 而是尽可能使用标准零件具有很大的优势, 具体表现在以下几个方面:

2.1 提高非标设备的工作可靠性

零部件的成品件, 一般都是经过反复实践和试验才投入市场的, 与只经过初次设计、制造的非标零件相比, 具有更好的可靠性。在初次设计非标零部件时, 或多或少的会存在设计上的缺陷, 这些缺陷往往会因为经济和时间上的限制没有得到及时的改进, 设备在使用了这些带有缺陷的非标零部件后会降低设备工作的可靠性。

2.2 降低非标设备的制造成本

生产单件非标零部件时, 其成本往往比零部件成批化生产要高得多。这样使得非标产品在原材物料消耗、成品率、管理费用、劳动生产率等方面的成本, 要比批量生产的商品化产品高得多。由于是单件生产, 设计费用占成本的比例也比较大。有些复杂的部件, 不一定一次设计就能完全成功, 大多需要局部修改, 个别甚至要推倒重来。这些情况会使成本更高。

2.3 提高设计效率缩短制造周期

自行设计制造零部件时, 从设计到制造, 工作量往往很大, 需要消耗很多的时间, 使得设备的设计制造周期延长。如果采用零部件的成件品则可缩短自行设计零部件的时间, 进而缩短设备设计制造的周期, 提高了设计效率。

3 设备主要部件组装的精度

设备的组装是从部件组装开始的, 部件组装精度直接影响设备最终的安装精度。部件组装时要求零件清洗干净, 配备必要的组装工具, 组装的外部环境也要清洁, 重要部件组装必要时还应在恒温的环境下进行, 以确保部件组装精度。部件组装完成后, 监造人员要对部件的组装精度进行检测。在公司以前的设备制作中, 屏面加工设备的主轴传动部件、行列式加工设备的工作台、屏封接面加工设备的主轴和研磨臂等都作为重要部件, 对其组装精度进行检测、控制, 包括旋转部位的径向跳动、端面跳动的数据, 工作台上的滚轮间距等。

4 设备的整体组装质量

设备整体组装完毕后要对组装质量进行确认, 对设备的整体组装精度进行检测, 检查设备是否完全实现了工艺技术要求, 并在设备制造厂家对设备进行单机空负荷试车和负荷试车。有条件时还要进行联动试车, 并根据试车情况对设备进行进一步调整、改进, 最终完全达到工艺技术要求。

设备监造人员在设备制造厂进行设备监造期间, 应记录设备制作过程中的关键节点及关键参数等情况, 并定期向公司汇报。设备加工质量的检验、检查工作是由设备制造厂的质量检验部门全部完成的, 设备监造人员只是进行抽查或确认, 并不代替质量检验部门的工作。设备监造人员和设备制造厂的质量检验部门相互配合, 共同做好设备制作质量的控制工作。

5 结语

在进行非标设备设计制造时要首先要考虑非标设备设计制造的效果和效益, 它是衡量非标设备成败的主要标准。同时要考虑非标设备设计的合理性, 使设计满足生产需求、工艺和节能低耗要求。在非标设计时, 要尽量采用标准件的成品件, 以提高设备的可靠性, 降低设备制造成本以及缩短制造周期提高设计效率。

参考文献

[1]韩银中.工程机械设备在施工中的管理[J].资治文摘 (管理版) , 2010, (06) .[1]韩银中.工程机械设备在施工中的管理[J].资治文摘 (管理版) , 2010, (06) .

[2]闫忠杰.施工机械设备的可靠性预测[J].机械制造与自动化, 2010, (06) .[2]闫忠杰.施工机械设备的可靠性预测[J].机械制造与自动化, 2010, (06) .

非标准设备生产 篇4

非标准设备即非标设备, 其种类具有多样化, 工作条件具有较大差别, 无法进行批量生产, 在专用工、夹、量和模具配置上具有较大的难度, 原材料在供应上也无法达到计划供应的要求。这就决定了在非标准设备设计时具有较大的难度, 不仅缺乏现成的设备资料, 而且还很难提前进行必要的模拟试验, 所以需要在非标准设备设计时提前拟定设计方案, 对其零件进行合理设计, 确保能够满足用户的不同需求。

1 非标准设备参数的确定

在对非标准设备设计前, 需要对设备的工作效率、传动功率、主轴转速、往复运动速度及工作行程等具体参数进行提前确定, 通过对原始参数进行确定后, 可以有效的避免结构的变化而导致设计方案变动的问题发生。对于非标准设备参数, 通常情况下都是由使用单位来提供, 这是由于使用单位对于设备的使用条件较为熟悉, 所提出的参数能够与实际要求具有较好的符合性。但当使用单位所提供的参数和设计要求具有不合理性时, 则需要深入的调查研究, 由设计人员与使用单位共同来商定非标准设备的参数。

2 非标准设备设计方案的拟定

2.1 确定工作原理

在非标准设备设计的原理选择时, 可以根据具体的条件不同及要求的综合性指标不同来选择工作原理, 对于一些传统的工作原理, 当其能够起到较好效果时也可以进行适当的考虑。同时还需要在设计时还需要勇于尝试和创新, 对结构进行简化, 确保工作性能的提升, 选择具有较好经济效益的工作原理。作为一名非标准设备的设计者, 需要加强对新技术的应用, 在进行非标准设备设计时, 需要将一些较为成熟的新技术和先进的经验在设计中进行应用, 确保所设计出来的非标准设备的性能得以提升, 确保其经济效益能够实现。

2.2 确定结构方案

有了正确的工作原理后, 要想确保其实现, 则需要通过不同的结构方案来实现。这就需要设计人员需要对不同的结构方案进行分析和比较, 通用冲理论知识和实践经验来对各种方案的优劣进行判别, 从而做出取舍, 选择合理的结构方案。在对结构方案进行选择时, 并不一定复杂的结构就能够确保设备工作性能的良好性, 往往简单的结构更能够有效的解决设计中的存在的问题。在具体对结构方案进行确定时, 通常需要注意以下几个方面的问题: (1) 可以适当的选择机构及传动形式, 确保所拟定的机构不仅要与选定的工作有的是相符合, 同时还要与机构运动学规律相符。 (2) 需要对各零部件的相对位置进行合理布置, 在满足便利进行操作、安装及维修的基础上, 要尽可能的对结构尺寸进行缩小。 (3) 为了节省工作量, 在零部件选择时, 尽量采用外购标准件、本厂零部件及标准设备的零部件, 通过这些零部件来对结构进行改装, 不仅有利于提高产品的质量, 而且对于生产成本和维护成本的降低也具有极为重要的意义。 (4) 一些非标设备相对复杂, 在这种情况下, 则可以利用组合结构, 由多个部件来对设备进行设计, 这样不仅有利于装配和拆卸, 而且还能够尽量的缩短生产周期, 为后期设备的修改和改装带来较大的便利。 (5) 在实际工作中, 可以根据自身的经验和专业知识, 对各零部件实际的装配和加工过程进行设想, 从而从结构上对零件的工艺性进行改进, 有效的解决装配和加工过程中可能存在的问题。

3 非标准设备零件的合理设计

3.1 合理确定零件的结构形式和尺寸

在对零件的结构形式和尺寸进行确定时, 不仅会受制于零件的工作性能、装配关系和工艺性的影响, 而且还需要考虑强度和刚度的要求, 这些要求之间往往会相互制约, 所以在实际设计过程中, 设计需要需要保证零部件结构既定的工作性能的基础上, 在零件的结构形式和尺寸设计上可以根据具体情况来进行确定。

在具体设计过程中, 尽可能对零件的形状进行简化, 从而有效的保证零件的加工工艺性, 而且还有利于零件加工余量的减少, 有利于加工成本的降低。对于非标设备, 由于其在生产时多数情况下都是单件进行, 钢制毛坯往往都会选择现成的材料、板料及其它型钢, 这样就只需要减少零件最大外形尺寸就能够有效的降低材料的消耗。另外, 在加工时还尽可能利用工厂现有的设备来进行加工, 这样可以有效的减少安装及换刀的次数。

3.2 合理选择材料及毛坯种类

为满足零件的作用要求, 应了解并掌握各种材料的特性及应用范围, 根据零件的使用要求、加工性能及材料经验等具体条件, 以及类似零件的制造和使用的经验来选取合适的材料。

对一般非标设计, 减少零件尺寸及重量在多数情况下不是主要的, 因此对受力较大的零件也不一定要采用高强度合金钢, 而常用廉价的碳素钢来制造, 或采取适当的热处理或表面处理来提高材料的某些性能以达到材料的使用要求。例如:采用低碳钢经渗碳淬火或用中碳钢经表面淬火来提高表面硬度制造耐磨零件;或选用适当的表面镀层以提高零件的耐磨性、耐腐蚀性及耐调度性能;采用喷丸强化处理来提高碳素钢的疲劳强度等。材料的经验性反映在材料制造的总成本上, 而不是仅材料本身的绝对价格, 所以只有对满足使用要求的材料、相应的加工及热处理等方面作全面的经验分析, 才能判定选取哪种材料比较合适。例如采用低碳钢进行渗碳淬火或采取中碳钢进行调频淬火, 就需为单个或少量零件专门进行渗碳或配制感应加热线圈, 这种情况下, 选取价格较高而热处理简单的材料更为合理。

零件的材料选择应注意就地取材的原则, 应在制造时尽可能采取库存材料的品种规格, 或制造时尽可能以库存的材料代替缺少的材料, 以避免为少量材料的采购供应而造成人、财及时间的浪费。此外, 应可能缩减所用材料的品种, 材料品种过多, 在供应、生产及管理等方面都造成困难, 引起成本增加。特别是在设计和制造过程中, 会经常遇到材料代用的问题, 原则上应以优材代劣材。在这种过程中, 并不是随便借用较差材料来代用, 也不能以优材来代替劣材, 需要正确选择代用材料, 确保设备的性能, 使设计出来的非标设备能够正常的工作, 避免不必要的浪费情况发生。

4 结束语

非标设备的设计技术性较强, 整个过程中具有繁杂性, 而且非标准设备种类较多, 具有单件及小批量的特点, 这就对非标设备设计人员提出了较高的要求, 需要加强专业知识的学习, 注意日常工作中经验的积累, 从而确保设计的质量, 更好的满足不同用户的需求。

参考文献

[1]吴玉庆, 隋维东.合理审定非标设备造价有效控制企业资金流失[J].齐鲁石油化工, 2005, 33 (3) .

[2]华宏强.非标设备设计制造中应注意的问题[J].机械设计师, 2005 (4)

非标准设备生产 篇5

目前, 生产泡沫混凝土制品, 为了适应国家节能减排、节约资源、能源政策的大力推行, 以及发展低碳经济的总体战略要求, 大量利用粉煤灰、矿渣粉等工业废渣, 并掺加钙质材料———石灰取代部分水泥, 以降低产品成本。如行业标准JC/T 1062《泡沫混凝土砌块》和国家标准《蒸压泡沫混凝土砖》送审稿中, 关于原材料的规定中, 尽管将石灰定义为掺合料, 但并不能改变其同水泥一样作为钙质材料并具有相同作用的本质, 而使生成以水化硅酸钙为主的水化产物。因此, 均属硅酸盐混凝土制品。

4.1 泡沫混凝土的结构及物理力学性能形成原理

生产泡沫混凝土制品的泡沫混凝土是一种多孔硅酸盐混凝土, 它的各种物理力学性能取决于养护后的混凝土结构, 包括孔结构及孔壁的组成。

与一般硅酸盐混凝土一样, 泡沫混凝土的孔壁组成, 是由硅质材料与钙质材料在自然或人工水热合成条件下反应生成的一系列水化产物和数量决定的, 也是使泡沫混凝土具有一定的物理力学性能的成因。

泡沫混凝土的孔结构, 不仅有如同一般硅酸盐混凝土那样的微孔结构, 还有泡沫在料浆中形成的气孔, 这对泡沫混凝土的物理力学性能有着极大的影响。

4.1.1 泡沫混凝土的结构

a.泡沫混凝土的孔间壁结构。

孔间壁是泡沫混凝土的基本材料。在水的作用下, 经养护后形成的人造石。它的组成为水化产物、未水化的材料颗粒和混合水形成的孔隙。

水化产物:泡沫混凝土的水化产物和一般硅酸盐混凝土相似。随着养护制度的不同, 胶凝材料的水化产物和结晶度有明显的不同, 致使其性能有显著差异, 亦即泡沫混凝土的性能与水化产物和结晶度密切相关。硅酸盐混凝土的水化产物, 总的来说是以低碱度的水化硅酸钙系列产物为主, 还有水化铝酸钙 (C3AH6) 、水石榴石 (C3ASnH6-2n) 、钙矾石即三硫型水化硫铝酸钙 (3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O) 和单硫型水化硫铝酸钙 (3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O) 等水化产物。

未反应的材料颗粒以一定数量的未反应颗粒构成骨架, 水化产物作为胶结料, 包裹在未反应颗粒表面并填充其空隙构成混凝土整体。

孔间壁内的孔隙:孔间壁内的孔隙结构主要与配料的水料比和水化反应程度有关。一般来说, 按孔隙的大小可以概略地分为水化产物内的胶凝孔、毛细孔以及介于两者之间的过渡孔。孔间壁内的孔隙对强度的影响不如气孔结构对强度的影响大。

b.泡沫混凝土孔结构。

泡沫混凝土的强度受气孔的结构及形状的影响较大。

泡沫混凝土的强度同样服从于孔隙率理论, 气孔率越大, 体积密度越小, 强度也就越低。如保持气孔率不变, 改变气孔的大小, 也可以改变泡沫混凝土的强度。混合料中的细孔分布的越均匀、尺寸越小, 则泡沫混凝土强度越高。

4.1.2 泡沫 (硅酸盐) 混凝土在不同养护制度下的水化产物及物理力学性能

泡沫混凝土的结构是由气孔和孔间壁组成。而孔间壁是由水化产物、未水化的材料颗粒和孔隙组成。因此, 为了对“墙体不应采用非蒸压加气混凝土制品”有所理解, 就必须了解在不同养护制度下的硅酸盐混凝土的水化产物组成及物理力学性, 因为它们直接影响到泡沫混凝土及其制品的物理力学性能。

a.硅酸盐混凝土的养护制度与水化产物。

硅酸盐混凝土的养护制度有自然养护、常压蒸汽养护和高压蒸汽养护之分。随养护制度的不同, 胶凝材料的水化产物和结晶度有明显的不同, 现以粉煤灰作为硅质材料的水泥-粉煤灰-石灰硅酸盐混凝土为例, 讨论泡沫混凝土在不同养护制度下的水化产物。

自然养护条件下的水化产物在水泥-粉煤灰-石灰泡沫混凝土中, 掺加石灰是为了降低产品成本, 减少水泥的掺量, 用石灰补充水泥掺量的不足, 参与二次水化反应, 并保持一定的碱度, 以利于水化物的生成。由于在原料体系中掺有较大比例的水泥, 因此, 可与同以水泥为钙质材料的粉煤灰免烧砖一样, 实现自然养护。当加水后, 首先水泥进行水化反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等凝胶, 并能形成Ca (OH) 2晶体。凝胶能够胶结分散的粉煤灰颗粒和集料等, 形成不可逆胶化和硬化, 从而使泡沫硅酸盐混凝土具有早期强度, 这是泡沫硅酸盐混凝土及其制品实现自然养护———免蒸的基础。由于大量粉煤灰的掺入, 使最终的水化产物中, 水泥结石稳定、混凝土耐久的物质基础和标志性矿物Ca (OH) 2不复存在, 高碱水化硅酸钙转化为低碱水化硅酸钙, 而需要由石灰水化生成的Ca (OH) 2, 参与二次水化反应, 增加水化产物胶凝材料数量, 提高泡沫混凝土的强度和其他性能。最终泡沫混凝土的主要水化生成物是结晶差的CSH (Ⅰ) 等水化硅酸钙胶体, 还有水化铝酸盐、钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙等。

在常压饱和蒸汽养护条件下的水化产物由于水化硅酸钙系列产物中的多勃莫来石晶体需要在较高的温度下生成, 如石灰和硅胶或石灰和磨细石英砂需在130℃～175℃湿热条件顺利合成, 在蒸养条件下, 无论是提高混凝土的碱度, 还是延长蒸养时间, 都难以生成结晶良好的托勃莫来石, 制品的主要生成物是结晶差的CSH (Ⅰ) 和C-S-H凝胶等水化硅酸钙胶体。因此, 蒸养粉煤灰制品, 随着水热养护过程的延长, 平衡产物有水化硅酸钙CSH (Ⅰ) 、钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙和结晶度极差的水化石榴子石等。

在高压饱和蒸汽养护条件下的水化产物:粉煤灰硅酸盐混凝土———粉煤灰泡沫混凝土在高压饱和蒸汽养护条件下, 不仅粉煤灰中的活性SiO2和活性Al2O3可与石灰充分地进行水化反应。而且以石英硅和莫来石状态存在的SiO2, 都不同程度地被高温高压条件所激发, 发挥了活性, 可以很快地与钙质材料结合进行水化反应, 可提高水化产物的数量。晶态硅———莫来石可以直接水化成CaO-SiO2-Al2O3-H2O系列水化产物, 如结晶良好的水化石榴子石。在石灰掺量合理的范围内, 蒸压处理之后不存在游离CaO, 水化反应非常充分, 可以提高水化硅酸钙的结晶度, 而具有较高的结晶度, 促进抗碳化性能良好的水化石榴子石形成。

当具有合理的配料、合理的蒸压养护制度, 蒸压粉煤灰制品的水化产物将处于多相平衡状态, 托勃莫来石、CSH (Ⅰ) 及单硫型水化硫铝酸钙、水化石榴子石等同时存在并具有合适的比例平衡。

b.不同养护制度对硅酸盐混凝土及其块体材料性能的影响。

如上所述, 硅酸盐混凝土的胶凝材料在不同的养护制度下, 有着不同的水化产物, 不同的水化产物具有不同的物理力学性能, 因此, 不同的养护制度对泡沫硅酸盐混凝土及其制品的性能有着重要影响。

养护制度对力学性能的影响:硅酸盐混凝土及其制品水化生成的低碱水化硅酸钙凝胶, 主要有结晶度较差的呈纤维状的Ⅰ型水硅酸钙CSH (Ⅰ) , 其具有较高的抗压强度, 是硅酸盐混凝土中最主要的水化产物之一, 是对强度贡献最大的水化产物。在合理的蒸压制度条件下, 结晶度较差的CSH (Ⅰ) 可以逐渐转变为结晶良好的托勃莫来石C5S6H5, 亦是硅酸盐混凝土最主要的水化产物, 其强度比CSH (Ⅰ) 低, 但是, 当托勃莫来石晶体具有合理的比例, 在结晶差的CSH (Ⅰ) 中穿插一些托勃莫来石, 其强度比单一CSH (Ⅰ) 试件高出约一倍。另外, 硬硅钙石收缩小抗折强度高。因此, 从上述不同养护制度的水化产物可以看出, 蒸压制品与蒸养和自养制品相比, 具有高的抗压和抗折强度, 表3对硅酸盐砖的实验数据可对此作出证明。

养护制度对碳化性能的影响:暴露于大气中的硅酸盐材料, 经常受到空气中的碳酸气、湿气的作用, 即碳化作用, 而导致硅酸盐材料的结构和物理力学性质的变化。

实验研究表明, 托勃莫来石碳化6个月后强度提高40%, CSH (Ⅰ) 碳化6个月强度下降20%, 显然, 托勃莫来石的抗碳化性能明显好于Ⅰ型水化硅酸钙。

水石榴石的组成是可变的, 其通用式是C3ASnH6-2n, 它是C3AH6中的H2O部分的被SiO2取代而形成的, 其中一个SiO2可取代两个H2O。水石榴石的组成与水热处理温度有关, 温度愈高, 其组成中含有SiO2的程度愈高, 抗碳化性能随之增高。在蒸压条件下n>2, 可形成抗碳化性能良好、碳化速度极慢、组成为C3ASH4-C3AS2H2系列的水石榴石晶体。在蒸养条件下n<2, 生成的水化石榴石, 抗碳化性能远不如蒸压条件下的。在自养条件下水石榴石的结晶度极差。

三硫型水化硫铝酸钙的抗碳化性能较差, 碳化速度较快, 碳化后密实度减小, 强度急剧降低。单硫型水化硫铝酸钙则相反, 碳化后密实度增加, 强度大幅度提高。

另外, 科学研究和实践表明, 高碱性水化硅酸钙的碳化稳定性要比低碱性的高;单硫型水化硫铝酸钙 (含12个结晶水) 的碳化稳定性要比三硫型水化硫铝酸钙 (含32个结晶水) 的高;相同碱度的水化物, 蒸压的碳化稳定性比蒸养的高, 蒸养的则比自然养护的要高。

因此, 由上述硅酸盐制品在不同养护制度下胶凝材料的水化产物组成可知, 自然养护的泡沫硅酸盐制品的抗碳化性能, 不如蒸养硅酸盐制品, 更不如蒸压硅酸盐制品。

养护制度对抗冻性能的影响:硅酸盐制品的抗冻性能, 不仅与成型设备的选择、原料的选用及配合比有关外, 还与水化产物组成密切相关, 亦可以说与养护制度有关。

科学研究表明, 混凝土中胶凝材料结石中各种水化产物的抗冻性能不尽相同, 就矿物成分而言, 其抗冻性的大小按以下顺序排列:

水化硅酸二钙[CSH (B) ]>水化硅酸二钙[CSH (C) ]>硬硅钙石>托勃莫来石 (C5S6H5) >Ⅰ型水化硅酸钙[CSH (Ⅰ) ]>水化硅酸钙凝胶 (C-S-H) >水化铝酸钙 (C3AH6) 。

因此, 由表1可以看出, 自养硅酸盐制品的抗冻性能不如蒸养制品, 更不如蒸压制品。

工程实践表明:墙体材料的抗冻性能低劣是导致砌体劣化的主要原因, 甚至直接威胁建筑的安全。为了强化墙体材料的抗冻性能要求, 以适应我国寒冷及严寒地区的工程应用, 《墙规》对不同地区墙体材料的抗冻性能指标作出明确规定:夏热冬暖地区为F15、夏热冬冷地区为F25、寒冷地区为F35、严寒地区为F50。材料的抗冻性指标的高低, 不仅能评价材料的应用, 尤其是在寒冷及严寒地区的应用效果, 还可表征材料的最终水化生成物的反应水平及其内在质量的优劣。即使采用高压蒸汽养护, 如养护制度不到位, 生产过程中的水化反应不彻底, 也会导致块体材料的抗冻性能降低, 这是墙体劣化的重要原因之一, 甚至直接威胁建筑的安全, 此类工程事故已为数不少。

养护制度对干燥收缩的影响:硅酸盐混凝土及其制品的干燥收缩不仅与混凝土的密实度有关, 亦与硅酸盐混凝土的胶凝材料结石———硅酸盐石的矿物组成即水化产物组成密切相关。硅酸盐混凝土及其块体材料的水化产物有晶体、半晶体和胶体之分, 其中晶体不受干燥条件的影响, 水化产物的结晶度越高, 抗干缩能力就越好。

有关研究表明, 在充分水化的蒸压粉煤灰制品的硅酸盐石中, 水化硅酸钙系列产物中, 结晶良好的托勃莫来石、硬硅钙石和水石榴石晶体约可占近40%, 而使蒸压粉煤灰砖具有较高的结晶度。而水化充分的自然养护和常压蒸汽养护的胶凝材料, 水化生成的水化硅酸钙系列产物由于反应温度低, 没有结晶良好的托勃莫来石、硬硅钙石, 而是以水化硅酸钙凝胶胶体为主。在水化硅酸钙凝胶胶体所占据的空间中, 有约为凝胶体积28%的凝胶孔, 这些孔中吸附有大量的水, 这种水分干燥时极易失去, 当这些凝胶脱水时, 而引起体积缩小, 制品收缩, 是导致墙体干缩变形和产生裂纹的主要原因之一。

因此, 根据蒸压、蒸养和自养粉煤灰硅酸盐制品的水化产物组成可知, 自然养护制品抗干燥收缩变形的能力不如蒸养制品, 更不如蒸压制品。

表10给出了高压蒸汽养护和常压蒸汽养护以及高压蒸汽养护的养护时间相同压力不同时, 对硅酸盐砖的力学性能及干燥收缩的实验结果。

从表10试验结果可看出:采用高压蒸汽养护的硅酸盐砖的物理力学性能和干燥收缩性能要明显好于常压蒸汽养护的制品;采用高压蒸汽养护, 在相同的养护时间条件下, 随着养护压力的提高, 砖的抗压、抗折强度随之提高, 干燥收缩值随之降低。以此可表明硅酸盐制品, 包括泡沫硅酸盐混凝土砌块的养护制度对其物理力学性能和干燥收缩性能有重要影响。

4.2 小结

综上所述, 随着泡沫硅酸盐混凝土及其制品养护制度的不同, 水化产物的矿物组成有明显的不同, 使硅酸盐蒸压制品与非蒸压制品相比, 有许多独特的优点。特别在综合耐久方面, 是非蒸压制品不可比拟的。粉煤灰在蒸压工艺条件下, 进行水热合成反应时的温度不低于174.5℃, 不仅是活性SiO2, 石英和莫来石晶体也参与同CaO的反应, 使水化产物的数量增多。更重要的是生成了强度较高、结晶较稳定的水化硅酸钙系列矿物, 主要以托贝莫来石晶相存在, 晶胶比得到了合理匹配。在制品中有托勃莫来石晶相存在很重要, 它不仅对强度有好处, 而且对抵抗收缩和提高抗碳化、抗冻性能都是非常有用的, 同时生成了抗碳化性能良好的水化石榴子石, 从而提高了制品的强度和抗冻、抗碳化等性能, 降低了制品的干燥收缩和碳化收缩, 而使其具有独特的优越性, 这也就是蒸压加气混凝土制品与蒸养或者说非蒸压加气混凝土制品的重要差别。

目前, 我国泡沫混凝土砌块质量低劣的重要原因之一, 就是采用非蒸压养护工艺。又如前所述:“前苏联在20世纪30年代采用的是自然养护工艺。因强度低、抗冻性差、干缩大, 所以从20世纪40年他们在已成功生产自然养护泡沫混凝土的基础上, 实现了蒸压泡沫混凝土及蒸压泡沫硅酸盐的工业化生产, ……”, 亦充分地证明了非蒸压养护的泡沫混凝土性能的低劣。

因此, 墙体不应采用非蒸压加气混凝土制品———免蒸压泡沫混凝土制品。

5 大力开展蒸压泡沫硅酸盐混凝土制品的生产技术研究加快调整产品结构

利用泡沫混凝土生产墙材制品, 尚属刚刚起步, 其中泡沫混凝土砌块的生产不尽人意, 有关专家曾撰文指出:“我国泡沫混凝土大部分为自然养护, 产品质量差, 实际应用不多。特别是泡沫混凝土砌块, 虽然已出了行业标准, 但至今没有规模化生产应用的产品。昆明、南昌等地先后建设的一批大型泡沫混凝土砌块生产线, 由于制品后期干缩大, 墙体裂缝, 都已倒闭。目前, 国内小企业手工作坊式生产泡沫混凝土砌块正在各地推广, 质量很难保证, 后期干缩不能解决, 告诫大家切不可盲从”。

为什么泡沫混凝土砌块的质量会如此低劣?原因应该是多方面的, 其中采用非蒸压养护制度是重要原因之一, 而采用非蒸压养护制度, 与行业标准JC/T1062将其一律视为水泥混凝土制品, 而明确可自然养护不无关系。另外, 如前所述, 行业标准JC/T 1062所规定的技术指标, 明显低于国家标准《墙体材料应用统一技术规范》 (GB 50574) 和《蒸压加气混凝土砌块》 (GB 11968) 的规定, 而使技术门槛过低, 难以生产质量符合建筑工程要求的产品。

这里还需要说明的是, 国家标准《蒸压泡沫混凝土砖》 (送审稿) , 为了满足生产的需要, 所制定的技术指标过低, 如强度等级为MU3.5的砖, 其允许的密度等级为B11～B13, 其技术水平显著低于国家标准GB11968要求MU3.5的加气混凝土砌块, 允许的密度等级优等品为B05, 合格品也只有B06的规定。另外, 轻集料混凝土强度等级为LC5.0的, 要求的干表观密度也仅为750 kg/m3～850 kg/m3。除密度等级和强度等级外, 其他各项技术指标亦明显低于国家标准GB 50574的规定。

总之, 目前对泡沫混凝土制品生产技术的研究, 还远不如蒸压加气混凝土制品那样系统和深入。最为突出的是密度等级和强度等级没有确切的对应关系, 产品标准中没有对此作出规定, 使得产品的轻质、高强、高保温性能难以保证。为了认真贯彻国家标准GB50574, 建议应大力开展蒸压泡沫混凝土制品生产技术的研究, 加快调整泡沫混凝土墙材制品的产品结构, 提高泡沫混凝土制品的产品质量, 以发挥泡沫混凝土及其制品在墙材革新与建筑节能中的重要作用。

参考文献

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非标准建筑形态的技术制约 篇6

1.设计技术的制约

基于数字设计技术的非标准建筑设计,当前所取得的成果并非一蹴而就,而是经历了一个持续发展和变化的过程。观察近20年来非标准建筑的发展,由于不同阶段技术发展引起的设计结果的差异已清晰可见。数字设计技术的发展,由初期基于实物模型的半数字化方式,逐步发展为从设计到加工全过程的数字化操作。对于非标准形态的设计,也由基本的三维曲面建模,发展为利用多种数字设计手段,有效地提升了设计效率以及对设计对象的控制能力,获得了更为优化的设计结果。

设计技术所带来的制约如何影响建筑设计,以同一位建筑师的作品演变为例加以说明。美国建筑师弗兰克·盖里,是非标准建筑领域一位具有代表性的建筑师。笔者选取其不同时期设计的三个作品加以对比。盖里早期的白色系作品(图1左),多始于手工制作的实物模型,采用三维扫描等方法将三维形态信息加以数字化录入电脑。这一时期的作品各表面之间在几何特性、拓扑关系等方面呈现出非连续性的特征,反映出手工操作的特点。同时,由于数字化设计平台的建设还不完善,结构等其它系统并未在设计的早期纳入设计过程,导致结构逻辑与形式逻辑的关系较弱。结构仅仅被动地受制于形式,大量混乱甚至并不合理的结构系统只得隐藏于建筑表皮之下。表面覆盖以白色抹灰正是为了掩盖脱节的内部秩序,以及避免无法对曲面进行划分的尴尬。

随着三维设计软件的引入,曲面得以直接在电脑的虚拟环境中设计。这一时期盖里事务所的技术水平,能够将建筑曲面表皮的多层构造反映在三维电脑模型当中。因此,金属幕墙这种构造更为复杂的表皮系统得以应用于作品当中(图1中)。幕墙金属板背后的支撑结构处于隐藏状态,其分布仅需满足构造的要求即可,并不需要考虑美学的需要,从而降低了对当时尚处于初期发展阶段的数字设计平台的要求。

随着编程等技术手段用于建筑设计,对自由曲面等复杂几何体的解析能力大为提升。曲面可以按照多种方式进行准确地划分,获得有序的,满足审美要求的曲面细分形式。此时玻璃幕墙这种同时展现了表皮与支撑系统的结构出现在盖里的设计当中。分析盖里在捷克布拉格的作品“跳舞的房子”,其玻璃幕墙的表面划分及支撑结构分布规律,反映出曲面的二维UV坐标的分布特点。(图1右)

同一位建筑师不同时期的作品在材料、形态方面表现出的差异,不仅反映了不同时期设计理念的变化,更反映出设计者当时所掌握的技术水平以及同时期社会的技术发展状况。这一实例也说明新的设计技术获得之后,必然能够得到突破旧有的建筑形式,推动建筑设计更新和发展。

2.几何特性的影响

非标准建筑与以往建筑形式的差异,首先在于其所应用的几何元素的不同。非标准建筑以外的建筑,可以粗略地分为采用立方体、圆柱体、锥体或球体等欧几里德几何元素的一类,以及采用手工塑造的自由形态的一类,如西班牙建筑师高迪的建筑。非标准建筑的特征,一方面在于设计过程当中计算机的应用,另一方面则是所采用的几何系统。来自非欧几里德几何的参数化曲面是典型代表。随之而来的参数化曲面的特性,将影响操作过程以及设计结果。

参数化曲面的特性所带来的影响,以曲面的划分与重构问题为例。为降低光滑自由曲面的建造难度,通常将光滑的自由曲面转化为一系列非连续的细分面,这一步骤的起始,是对曲面按进行划分。划分所需要的基础信息,正是来自曲面本身。以NURBS曲面为代表的参数化曲面,可以看作矩形平面的变形。尽管曲面在三维空间当中表现出多样的自由形态,但内部的二维UV坐标实为正交网格坐标系的变形。如果利用曲面的UV坐标对曲面进行划分(这一方法具有简便有效的特点),结果将反映出这种变形网格的特点(图2右)。某些情况下,可能获得满意的结果;另一些情况下,例如当曲面曲率变化显著时,该方法将使得该部分区域细分面尺寸过小,构件过于集中。设计结果的优化,可调整控制参数。若结果仍然不能满足设计要求,则需要从产生问题的根本原因着手加以改进。图2右所示的结果,既是笔者放弃采用曲面的二维UV坐标,改以三维空间坐标,用等距搜索的方法对曲面进行划分与重构,避免了构件分布不均匀的问题,并将大部分杆件统一为相同的长度,减少加工成本。这一技术思路的来源,正是源于对曲面特性带来的限制条件的分析和思考。

前一实例表明了几何特性带来的影响和制约。主动地利用几何限制条件,则能化被动为主动,在解决设计问题的同时创造出新的形式。图3是笔者曲面重构研究当中另一实例。利用圆锥可展开面的特性,构造出的自由形体每一单元均能展开为平面。圆锥可展开面的原理要求各重构面的交线汇集于顶点,该特性带来另一问题:如何控制这一顶点的方向,保证各相邻单元不相交。经过一系列的限定条件的设定,尽可能地避免了这种不利情况的发生(具体的解决方法限于篇幅并不详述)。最终得到的结果:自由曲面转化为加工方便的一系列平面的组合,这一特性也符合了下文将讨论的另一制约因素,即材料和加工手段的要求。

3.材料与加工手段的限制

建筑设计的实现,离不开真实的材料与适宜的加工方式的支持。目前的技术水平虽然已具备三维自由形态的加工能力,但加工耗时与造价因素,极大地限制了应用于大批量的实际建造。将其转化为平面构件是一种有效的妥协。利用加工难度相对较低的两轴数控机床,激光切割机等设备,加工二维平面化构件。较早采用这一方式加工建造的自由形态建筑,如代尔伏特理工大学的实验室i-web(图4左),该建筑的主体材料为钢材,使用激光切割机加工。

与钢材、玻璃等适于平面切割加工的材料不同,复合材料以塑形灵活,适应度高的特性,近年来已开始应用于建筑领域。扎哈·哈迪德建筑事务所的设计作品“莲花”(图4右),使用了玻璃纤维加强的塑料及聚亚氨酯,表面采用高光漆喷涂,局部也采用了泡沫、木头、经喷涂的纤维和合成橡胶等材料[2]。具有流动感的三维形体,不仅基于曲面建模技术,更得益于复合材料的特性。

4.结论

有关于形式的探讨,是建筑设计永恒的话题。如何让形式的创造具有持久的活力,不断涌现出新的创新点,从形式的制约条件入手是一种可行的思路。本文分析了来自设计技术的制约,几何特性,以及一定社会条件下加工手段和材料的限制三个方面的影响与可能性。

设计技术这一概念对于建筑设计的意义经常被忽略。更常被提及的“灵感”,往往仅能带来偶然的创新点的出现,而对设计技术的深入挖掘则能为形式的持续出新带来保证。本文所列举的实例正说明了设计技术在形式背后的重要影响力。

几何,由于与形式语言天然的联系,是建筑师日常工作的重要部分。非标准建筑设计所涉及的几何复杂性大为增加。仅依靠对几何问题的直观理解和手动操作方法,已无法适应非标准形态设计的发展要求。围绕几何问题的研究,是一项需要持续进行的工作。

材料与加工方式的限制,对于任何类型的建筑设计均适用。如何发展与非标准形态相适应的材料和加工方式,虽然通常意义上不属于建筑师的工作范围,但由于对设计结果的显著影响,需要建筑师对这一领域的最新发展加以关注。

形式的产生,是主客观两方面因素的共同结果。客观因素的影响机制更易于运用逻辑分析加以探讨。其结果不仅为设计判断和决策提供帮助,也不断地诱发了设计当中的创新点。笔者本文强调和实践的正是这一方法和思路。后续研究将更多地集中于操作层面,探索非标准建筑在技术制约下的形式生成规律。

摘要：随着北京奥运会及上海世博会场馆的成功建设,以曲面及非正交系统的自由形态为标志的非标准建筑在中国崭露头角,引起了社会及业界对于非标准建筑的关注。对于非标准建筑的研究,也已开始由初期概念层面的探讨发展到具体的操作层面。非标准建筑看似随意的形态背后,存在着诸多隐性的限制条件,制约和影响了形式发展的方向与结果。了解这些限制和制约,是深入探索非标准建筑设计的前提。本文从设计技术、几何特性、材料与加工手段三个方面分析技术限制如何影响非标准建筑设计。

关键词：非标准建筑形态,技术制约,设计技术,几何特性,材料与加工手段

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非标准设备生产 篇7

关键词：架桥机,架设,非标梁,下导梁

1 概述

近年来，我国高速铁路发展迅速，已成为世界上运营高速铁路最多的国家。受高速铁路沉降控制严格的条件限制，线下工程多选择沉降易控制的桥梁结构形式。在桥梁结构的设计中，出于标准化、工厂化生产的需要，一般尽可能设计以预制架设标准跨径简支梁为主。以大西客专为例，全线桥梁总长495.9 km，占线路总长的73.1%。其中制架标准跨径简支箱梁14 369孔，长456.3 km，占桥梁总长的93%。我国高速铁路简支梁标准设计跨度主要有32.7 m,24.7 m,20.7 m三种。上述三种跨径均有部颁发的相应通用设计图。目前国内各个运架梁设备制造商家，也是针对上述三种跨度设计制造运架设备，使同一套设备具备完成上述三种跨径梁的运输和架设能力。当遇到以上三种跨度以外简支梁时，一般设计施工均采用原位现浇法。

铁路梁预制架设施工工艺，无论施工成本、质量、进度控制，还是施工安全、环保、文明的管理，都具有原位现浇施工工艺无法比拟的优势。本文以中铁三局承建的大西铁路客运专线工程为背景，探讨采用常规900 t下导梁式架桥机架设非标梁施工工艺。

2 工程概况

新建铁路大同～西安客运专线站前施工七标段由中铁三局承建。起讫里程为DK442+546.69～DK497+170.42，位于山西省临汾霍州市、洪洞县境内。标段内设计桥梁共29座计39 849.84 m，占标段总长的71.8%。桥梁以简支梁为主，共计1 181孔。其中设计制架标准简支梁1 175孔，梁型为高速铁路广泛采用的“通桥(2008)2322A”系列。现浇非标梁6孔，其基本情况见表1。

m

由于本标段非标梁数量相对较多，考虑到原位现浇施工质量不易控制、安全风险高、投入施工成本高、个别桥墩高度达41.5 m支架现浇难度等不利因素，为优质、安全的完成施工任务，经研究分析，决定对设计采用支架现浇的6孔非标梁，采用预制架设工艺施工。

3 需要解决的问题

非标梁跨度、自重介于标准跨径梁24 m～32 m之间，处于架桥机、运梁车工作范围之内。以上两个因素为预制架设非标梁提供了有利条件。

下导梁式架桥机架设标准跨径梁时，主梁和下导梁的前支腿、后支腿之间的长度固定，支腿在桥梁支撑位置也固定，如图1所示。部发通用图设计中，对架桥机支腿作用于墩台、桥面所特定的支撑位置工况下，墩台、梁体的受力状况均进行过设计检算，施工荷载作用下墩台、梁体能够满足要求。

然而，当架设非标梁时，由于跨径不同，下导梁前支腿无设计支撑位置，主梁后支腿将支撑于梁跨中间，如图2所示。因此，需解决的问题有:1)主梁后支腿支撑于已架前一孔梁跨中间部位时，架梁作业各种工况下是否会对已架前一孔梁产生不利影响。2)如何为下导梁前支腿提供支撑点。

4 架设非标梁工艺

4.1 架设非标梁时对已架前一孔梁体作用影响分析

如图2“架桥机架设非标梁时支腿位置示意图”所示，当要实现架设非标梁时，后支腿支撑于已架前一孔梁梁端的要求(即梁顶设计架桥机支腿作用位置)，需改移架桥机后支腿与主梁连接位置，将架桥机后支腿前移。然而，后支腿与主梁连接复杂，改变位置改造成本高、改造复杂、所需时间长，可实施性差。如果后支腿支撑位置后移，支撑于已架前一孔梁偏移向跨中时，再分析研究架设非标梁工况下，是否会对已架前一孔梁产生不利影响。若经检算梁体承载力能满足要求，则架桥机就可像建设标准梁一样来完成非标梁架设。分析方法:采用MIDAS-CIVIL结构分析系统，将已架前一孔梁体沿纵向分割成杆系单元建立有限元计算模型(如图3所示梁体有限元模型)计算。计算中考虑的荷载有梁体自重、预应力、架桥机作用、运梁车作用。

分析运架梁过程，确定五种荷载工况进行检算，具体如表2所示。对每种工况下各截面混凝土应力、抗裂性、正截面抗弯强度按照规范要求进行检算。每种工况的荷载组合见表3。

通过有限元分析计算，架梁过程中，前一孔非标梁各截面强度、抗裂性、混凝土应力均满足规范要求，说明架设非标梁时前一孔已架梁结构状态是安全的。

4.2 下导梁前作用点支撑工艺研究

通过对非标梁孔径、地形条件、下导梁机械的分析研究，选定3种下导梁支撑解决方案。各孔非标梁下导梁支撑方案见表4。

1)直接架设。

跨径为32.12 m和32.29 m的梁孔，和标准跨径32.7 m相差较小，分别比标准跨径小0.58 m和0.41 m。通过分析，将下导梁前支腿支撑位置向前桥墩外侧偏移、后支腿向后墩中心靠拢，则在一定范围内，可满足在跨径变化较小时下导梁的支撑要求，如图4所示。

其中，Lmin为不改变下导梁结构可架设简支梁的最小标准跨径;L1为下导梁后外边缘与前支腿支撑外侧之间的距离，反映了下导梁实际需要的工作长度。本架梁装备3 340 cm;d1为后侧待架梁体与下导梁后外边缘之间的安全距离，反映了在架梁落梁时保证梁体不碰撞下导梁的安全距离，取10 cm;d2为下导梁前支腿外边缘与桥墩边缘之间的的安全距离，取10 cm;B2为下导梁前支撑桥墩宽。本项目所施工桥梁桥墩宽度均为300 cm。

通过计算，下导梁直接支撑于墩顶的最小桥梁跨径Lmin=3 340+(10-5)-(300/2-10)=3 205 cm。比标准跨径小32.7-32.05=0.65 m。

结论:跨径为32.12 m和32.29 m的梁孔跨径介于32.05 m～32.7 m之间。不采取其他任何措施，下导梁能够满足架设跨径为32.12 m和32.29 m非标梁的需要。

2)临时简易支撑+下导梁后移。

根据厂家提供架桥机相关资料得知，下导梁前支腿支撑反力，在下导梁自重作用下，前支腿反力为19.0 t，而在架桥机过孔状态时前支腿最大反力为141 t。由此可见，前支腿支撑对地基基础的要求，架桥机过孔工况远大于自重作用时工况。

李涧2号特大桥非标梁所处位置桥墩较矮，高度只有3.5 m。利用该有利条件，基于上述考虑，下导梁支撑采取方案为:在待架梁前一孔桥下临时填筑土堆，下导梁过孔后前支腿临时支撑于土堆上(见图5)。

然后架桥机按照正常工况架梁。架梁完毕架桥机过孔前，拆除下导梁后支腿，在下导梁天车和辅助支腿传动链作用下，将下导梁后移，使下导梁后端支撑于已架梁面、前腿支撑于前方墩顶(见图6)。

然后架桥机过孔。过孔完毕，重新安装下导梁后支腿，下导梁前移过孔，恢复正常作业状态。当下吊梁仅承受自重时，其前支腿支撑于临时土堆上。当需要过孔时，前支腿支撑于桥墩上。临时辅助工程仅为堆2.5 m高的一土堆，施工简单，成本低。方法流程如图7所示。

3)改变下导梁前支腿位置。

下导梁梁体为钢结构箱室结构，前支腿与导梁通过螺栓连接，连接构造较为简单。连接位置处在导梁箱室内设置支撑加劲肋。当架设非标梁特殊跨度时，通过自行改造改变下导梁前支腿支撑位置简单易行。

为此，在架设跨度为25.38 m,26.50 m,29.00 m的三孔非标梁时，采用了改造导梁改变前支腿在导梁上支撑位置的方法。该方法相当于下导梁支腿在原有能够架设跨径为32.7 m,24.7 m,20.7 m简支梁的基础上，又增加了能够架设25.38 m,26.5 m,29 m简支梁的功能，如图8，图9所示。

改造方案:根据非标梁不同跨径，在下导梁前端重新标定前支腿安装位置。在对应位置导梁箱室结构内部加焊支撑加劲肋、底板位置新钻孔以便与支腿连接。改造后3个下导梁新端支撑设置方式与原有端支撑相同，实现了架设上述3孔梁时下导梁前移的需要。

5 制架非标梁与原位现浇方案的比较

非标简支梁原位现浇与预制架设的对比分析如表5所示。通过对比可得知，实现非标梁的预制架设施工，综合效益和经济效益都得到提高。

6 结语

建议:在项目实施过程中，建议在工程设计需设置非标梁孔跨时，将该孔梁布置于沿架梁前进方向所通过的连续梁的前一孔，如此便可将下导梁前支腿直接支撑于前方已现浇完成的连续梁桥面上，为下导梁过孔时提供了前支腿临时支撑位置。

上市公司非标准审计意见现状分析 篇8

一、上市公司财务报告审计意见总体统计描述

根据中国注册会计师协会2015年5月19日发布的上市公司2014年年报审计情况第15期快报显示,40家具有证券资格会计师事务所共为2 667家上市公司出具了财务报表审计报告。其中,标准审计报告2 569份,带强调事项段的无保留意见审计报告71份,保留意见审计报告18份,无法表示意见的审计报告9份,这也标志着2014年上市公司财务报告审计工作已经结束。通过整理2010—2014年度上市公司财务报告审计意见数据(见下页表1),可以清楚地看出最近五个年度上市公司财务报告审计意见分布的基本特征。

首先,非标准审计意见在全部审计意见中的比重日趋下降。自2010年以来,非标准审计意见无论在绝对数量上,还是在相对数据上都呈逐年下降的趋势。2010年上市公司一共被出具117份非标准审计意见,占全部审计意见比重为5.5%;其后逐年下降,至2013年达到最低,共有84家被出具非标准审计意见,比重为3.31%;2014年较上年略有上升,比重为3.67%,但与2010年相比降幅为33%;五个年度内这一比重平均为4.19%。

其次,非标准审计意见中带有强调事项段的无保留意见是主要意见类型。在非标准审计意见类型中,带有强调事项段的无保留意见占比最大,五个年度平均占比近75%,其中最低为2013年的67.86%,最高为2011年的80%;保留意见占比也较大,五个年度平均为19.5%,其中最低为2011年的16.52%,最高为2013年的26.19%;无法表示意见占比较小,五个年度平均为5.6%,其中最低为2012年的3.37%,最高为2014年的9.18%;五个年度中均未出现否定意见的审计报告。

审计意见分布呈现上述变化趋势,可以看出上市公司财务报告的质量在不断提高,这主要基于以下原因:一是因为随着经济发展,上市公司自身质量不断提高;二是随着现代企业制度建设的推进,上市公司在治理结构和内部控制方面不断完善,对审计意见也更加关注,有利于树立更好的公司形象;三是社会公众对于会计信息质量的需求也不断提高,与之相应的信息披露制度日益完善,促使上市公司财务报告更加符合规范要求。

二、上市公司财务报告非标准审计意见现状分析

(一)非标准审计意见成因分析

上市公司财务报告被出具非标准审计意见,其主要原因有以下几种:持续经营存在重大不确定性、未决诉讼仲裁、其他重大事项的不确定性、违法或违规、审计范围受限等。如果按具体类型分析,在带有强调事项段的无保留意见中,主要是持续经营存在重大不确定性和立案诉讼,各年度基于这两类事项形成的非标准审计意见均保持极高比例,2014年度,71份强调事项意见中由于持续经营存在重大不确定性导致的达40项,立案诉讼等原因导致19项;在保留意见中,最常见的事项是因审计范围受到限制,无法获得充分适当的审计证据,2014年度,18份保留意见中,此类事项有11项,其次是立案调查4项;无法表示意见中,最常见的事项是因审计范围受到限制,无法获得充分适当的审计证据,2014年度,9份保留意见中,此类事项有8项。

数据来源:根据中注协年度审计快报整理。

通过数据可以看出,上市公司非标准审计意见类型集中于强调事项,形成意见的原因集中于持续经营具有重大不确定性且描述相对简单,这一状况反映了上市公司的财务状况,但也存在这样一种可能性,即事务所出于自身风险及其他人为因素的考虑,在无法出具标准无保留意见的情况下,降低非标准审计意见级别,以满足有关方面的利益要求。自1998年“渝钛白”后,至今再没有出现过1份否定意见的审计报告,是否与此有关,还需要相关研究去证明。

(二)非标准审计意见在各交易所及板块分析

根据数据统计(见表2)可以看出,在上海证券交易和深圳证券交易所上市的公司,以及在主板上市、中小板、创业板上市公司在被出具非标准审计意见方面有着比较明显的差异。

数据来源:根据中注协年度审计快报整理。

在交易所层面,上海证券交易所上市公司近五个年度内出现非标准审计意见的比例均值为5.37%,明显高于深圳证券交易所上市公司近五个年度的均值3.44%,两个交易所上市公司非标准审计意见比例均呈现逐年降低的趋势。在板块层面,沪市主板该比例为5.37%,深市主板为7.7%,而中小板为1.43%,创业板仅为0.84%,主板上市公司比例明显高于中小板、创业板上市公司,深市主板比例高于沪市主板,趋势上主板上市公司非标准审计意见比例逐年下降,而中小板、创业板上市公司非标准意见比例逐年上升。

非标准审计意见呈现这一特征主要由于不同交易所以及不同板块上市公司自身差异造成。主板上市公司多处于成熟阶段,其规模通常明显超过中小板、创业板上市公司,而且多成立于资本市场早期,因而公司背景较为复杂,经营管理过程中约束较多;中小板、创业板上市公司多在资本市场完善期间上市,资产质量和持续经营能力较好,并具有较高成长性,经营业绩和财务状况要优于主板公司。因而总体而言,中小板、创业板公司财务报告质量较好,被出具非标准审计意见的比例较低,但随着经济不断发展、新技术的应用,公司面临的竞争日趋激烈,部分公司经营面临困境,从而导致中小板、创业板公司被出具非标准审计意见的比例逐步上升。上交所全部是主板公司,而深交所主体是中小板、创业板公司,因而深交所公司年报总体质量好于上交所。

(三)非标准审计意见在不同类型企业间分布分析

上市公司作为被审计单位,其自身经营情况直接影响注册会计师所出具的审计意见。ST公司是指经营出现连续亏损,被特别处理或被退市预警的公司,此类公司财务状况和经营业绩一般较差。根据数据统计(见表3)可以看出,如果将上市公司分为ST公司与非ST公司两类,那么两类公司在其被出具的审计意见方面差异明显。ST上市公司中被出具非标准审计意见的公司占全部ST公司比例一直维持在较高水平,即使最低的2013年度也达到33.33%,而非ST上市公司中被出具非标意见的公司占全部非ST公司比例则较低,最高的2014年度也仅为3.02%。可见,ST公司被出具非标意见的比例远大于非ST公司。但从被出具非标准审计意见的公司结构来看,ST公司在全部被出具非标准审计意见公司中的比例持续下降,2010年度这一比例为69.49%,而到2014年则降至19.39%;与之相对应,非ST公司在全部被出具非标意见公司中的比例由2010年度的30.51%上升至2014年度的80.61%。

数据来源:根据中注协年度审计快报整理。

非标准审计意见在这两类公司中呈现这一状况,主要原因在于ST公司与非ST公司相比,面临着较大的经营风险,操纵报表的动机较强,基于审计风险和外界压力,注册会计师在执业过程中更为谨慎,通过出具非标准审计意见,可以有效释放风险,因而ST上市公司被出具非标准审计意见比例较高,非ST公司比例较低;但随着上市公司不断改善其经营,提高盈余质量,ST公司数量不断减少,非标准审计意见在全部上市公司中保持相对稳定的比例情况下,非ST公司被出具非标准审计意见的比例不断提高。

(四)非标准审计意见与内部控制审计意见

根据财政部等五部委颁布的《企业内部控制审计指引》的要求,上市公司在2011年开始实施内部控制审计,当年共出具了230份内控审计报告;此后年度不断在上市公司中进行推广,至2014年,共出具1 465份内控审计报告,占上市公司总数的53.58%。财务报表审计报告与内部控制审计报告均由事务所发表审计意见的,但二者据以发表审计意见的标准不同,因而同一上市公司的两份审计意见会有所不同,财务报告审计意见注重公司财务报告自身质量的缺陷,而内部控制审计意见注重公司内部控制存在的问题。现代审计理论强调公司内部控制对财务报告质量带来的影响,因而审计实务中往往通过对公司内部控制进行必要测试,以判断财务报告质量水平或审计风险,这也使得财务报告审计与内部控制审计二者关系密切。

自2012年度上市公司开始推广内部控制审计后,至2014年度,同时进行财务报表审计和内部控制审计的上市公司已超过全部上市公司的50%。根据数据统计(见下页表4)可以看出,随着各年度进行内部控制审计公司数量的不断增加,内部控制被出具非标准审计意见的公司数量迅速上升,财务报告与内部控制均被出具非标准审计意见的公司数量也呈现同方向快速增长趋势,2012年度为6家,至2014年度已达45家,财务报表被出具非标准审计的上市公司中内部控制同时被出具非标准审计意见的公司比例已达到46%,而2012年度这一比例仅为6.74%,伴随进行内部控制审计的公司范围的扩张,可以预见这一趋势将会延续。由此可见,内部财务报告和内部控制同时被出具非标准审计意见状况(2012—2014年)控制存在重大问题的上市公司,其财务报告被出具非标准审计意见的可能性很高。

数据来源:根据中注协年度审计快报整理。

三、结论及建议

通过分析不难看出,日益完善的信息披露规范,使我国上市公司财务报告质量快速提升,这也为信息使用者科学决策提供了有效保障。但对于数据显示的一些其他现象也需要引起注意:一是通过ST公司、内部控制审计结果数据,可以看出上市公司自身经营及管理的缺陷是被出具非标准审计意见的主要原因;二是随着经济环境的变化,中小板、创业板上市公司的经营风险也在增加,该板块内上市公司被出具非标准审计意见的可能性迅速提高;三是上市公司非标准审计意见类型过度集中于强调事项,形成意见的原因集中于持续经营具有重大不确定性,不排除事务所基于人为原因降低非标准审计意见严厉程度的可能性。

为有效解决上述问题,应做好以下几方面工作:一是继续完善信息披露制度,进一步规范上市公司信息披露行为,从信息源头入手提升上市公司财务报告质量;二是积极引导上市公司以内部控制制度建设为出发点,提高公司经营管理水平和盈利质量,改善公司财务状况;三是进一步完善审计准则及审计监管制度,细化审计单位形成非标准审计意见的应用规范,避免简单描述,从而有效提高审计质量。

参考文献

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