创新设计在机械结构设计中的应用:创新设计在机械结构设计中的应用 【摘要】在机械结构设计中引入创新思维,能够促使机械结构更为优化,进而能够促使机械设备发挥更大的效能。本文主要从机械结构设计的基础谈起,进一步探讨创新性思维在机械结构设计中的应用。 【关键字】创新设计;机械结构;应用 机械产品设计的核心在于产品功能的创新性性以及多样化,进而才能够满足人们对于机械设备的应用需求,这就要求机械产品中必须展示其独特性以及创新性,进而才能够促使机械产品获得较为广阔的市场空间。结构设计是机械产品设计中的重要环节,是将机械理论变成实际的产品设计图纸的过程结构设计不仅需要考虑到机械产品的材料构成、尺寸大小、表面处理工艺以及表面粗糙度等等,还需要考虑到与其他零件之间的连接方式以及产品方式等等。创新设计指的就是改变机械结构设计的相关因素,得到机械产品功能创新以及性能创新的目的。 1机械结构设计的基本要求 (1)功能设计。机械产品需要满足主要机械功能需求,进而满足人们的应用需求。在功能方面不仅需要展示出创新性,设计产品还要符合相关的机械工作原理,满足机械产品稳定性、工艺力学、材料力学以及装配性能等相关因素的要求。 (2)质量设计。需要考虑到构成机械产品质量体系的相关因素,包括产品精度、产品刚度、产品结构力学的要求等等,进而通过控制相关因素提升机械产品的质量特性以及性价比。此外还需要考虑到机械产品的其他特性,如操作便捷性、产品外观、安全特性、节能环保等等。产品的质量不仅需要在机械加工工艺以及材料方面进行控制,在机械设计阶段也应该考虑。 (3)优化设计与创新设计。机械产品结构创新设计的方式为利用结构设计变元等方式系统度构造优化设计空间,在产品中引入创造性思维或者其他学科的技术。优化设计和创新设计在机械产品结构设计中的应用,能够有效地提高机械技术产品开发的竞争力。结构优化设计的前提是要能构造出大量可供优选的可能性方案,即构造出大量的优化求解空间,这也是结构设计最具创造性的地方。目前,结构设计的优化与创新仅展现于数理模型运算方面。并未综合考虑到机械产品的本身特性,如产品的加工工艺、材料、连接方式、尺寸形状等等,而且对于机械结构变元法设计也应该建立在这些因素的基础上。 2机械结构设计准则以及创新设计的基本方式 为了保证产品结构设计方案的稳定性,在进行机械结构设计时应满足力学、工艺、材料、装配、支承等各项准则,进而促使机械产品能够满足科学性的要求。具体举例如下: 2.1满足力学要求的设计准则 在进行机械产品结构设计过程中,必须要考虑到材料力学、弹性力学、疲劳力学等相关的力学准则,并根据机械产品的使用位置进行相应的力学强度运算,进而才能够设计出较为合格的机械产品。如疲劳力学直接关系着轴承、齿轮以及轴的使用寿命,在设计过程中需要根据不同机械零件的载荷变化进行相应的力学计算,优化产品的结构,进而对机械产品寿命周期进行设计。如图一所示,虚线为等强度轴外形,实线为实际外形。零件截面尺寸的变化与其内应力变化相适应,使各截面的强度相等。按等强度原理设计的结构,材料可以得到充分的利用,提高经济效益。 2.2考虑加工工艺的设计准则 在进行机械产品结构设计时,往往要考虑到机械加工工艺规程的制定,进而需要考虑相关的结构设计是否能够满足机械加工工艺的需求,如某些机械结构需要采用特殊的成型方式,则需要考虑相应机械结构是否有利于机械加工。如图二所示,图中所示的机械结构以铸件为主,只有改变(a)\(c)相应的零件结构,才能够保证机械产品的质量特性。 3通过变元法完成机械结构设计的创新 如今,机械结构创新设计是指采用机械结构设计变元法,改变机械结构设计的相关因素,进而获得机械结构的创新,但是创新性结构需要满足于应用需求,并且在性能、经济性方面优于原始的设计结构,变元法所研究的内容主要包括:数量变元、形状变元、材料变元、位置变元以及装配联接变元等等,通过进行变元往往能够得到许多机械结构的设计方案,作为设计者来说,就需要根据数学模型对机械结构性能的计算测试并且综合其他因素进行考虑,进而选择出最优化的机械结构设计。 事实上,机械结构的创新设计不仅仅要对其结构、空间构造、材料等相关因素进行改变,其中对于机械结构产品创新性的评估也是一项重要的工程。如今,随着计算机技术的不断发展以及机械制图、建模软件的功能化发展,机械结构设计工作变得更为简便。通过二维图纸的制作以及三维建模,并进行模拟仿真加工,完全能够发现出机械结构设计中的相关问题,有利于设计者对于机械结构设计方案的完善、因此,对于现代化的机械结构设计而言,往往通过变元法,修改三维模型中的数据,能够通过3D模型对机械结构设计进行优化,进而体现出机械产品设计的创新性。 4总结 综上,对于机械产品设计研发来讲,创新设计在机械结构设计中的应用具有一定的价值意义,本文主要探究了机械结构设计的基本要求以及机械结构设计的相关准则,并进一步表述了机械结构设计的创新方式,结合三维建模技术的发展,对于机械结构设计的优化及创新提供了一定的技术支持。 创新设计在机械结构设计中的应用:探究机械结构设计中的创新设计 【摘要】本文主要探讨了机械结构设计中采用变元法的创新设计,其中讲述了七种不同类型变元方法;同时,结合实际结构设计论述或举例说明结构设计中的创新方案。 【关键词】创新设计;机械结构设计;变元法 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上,根据所确定的原理方案,确定并绘出具体的结构图,以体现所要求的功能;是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件,具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时,还需考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。本文主要介绍变元法在机械结构创新优化设计中的运用,并结合实际结构设计论述或举例说明结构设计中的创新方案。 1、变元法 变元法源于德国,是用于机械产品结构设计的一种富有创造性内涵的新方法[1]。采用该方法来开展产品结构设计工作前,需要明确基本结构内容,并在基本结构确定前提下研发新型结构方案。变元法的内涵有两个:(1)定义产品结构中的变元内容,主要包括七个:①材料;②数量;③位置;④尺寸;⑤形状;⑥联接;⑦工艺;(2)将这些变元进行适当改变调整,然后构造出不同类型结构方案,达到优化设计目的。 1.1材料变元 机械设计中可以选择的材料很多,不同的材料对应不用的加工工艺,结构类型,零件尺寸。通过调整材料变元可以创新性制定不同结构方案。例如:在运用钢材料的结构设计中,通常加大零件的截面尺寸以增加结构的强度和刚度;而在铸铁的结构设计中,则是通过加强筋和隔板的方法加强结构的刚度和强度;塑料材料的结构设计中,塑料件的筋板与壁厚相近并均匀对称。 1.2数量变元 产品结构中存在的基本元素包括加工面和工作面,轮廓面和轮廓线,零件本身。可以对结构中具有的基本元素数量进行调整、改变以达到改变机械结构的目的。例如:铸件结构形状力求简单,在可能情况下尽量采用直线形的轮廓。在螺纹连接结构中,为防止螺钉松脱,往往需要螺钉与弹簧垫圈同时安装使用;但也可以把螺钉设计成将螺钉、垫圈和弹簧垫圈的功能集成为一体的在螺钉头安装接触面带有防松措施的防松螺钉,既减少零件数量又方便装配。 1.3位置变元 对产品结构中各个元素间的对应位置进行适当改变,可以获得结构设计的优化。例如:在安排零件的焊缝位置时,焊缝应相对构件中性轴,或靠近中性轴,以减少收缩力矩或弯曲变形。另外,在有限空间箱体中装配若干零件,零件摆放位置不同也会影响装配操作的操作性。 1.4尺寸变元 其中尺寸变元内容有角度、长度以及距离等内容,调整构件、零件尺寸大小能起到改变整体结构的效果。例如:在冷冲压弯曲工艺中,由于材料的弹性变形,弯曲件如果严格要求某角度,则需要在弯曲件成形后,再附加整形工序修复工件;弯曲件如果增加弯曲角度Δα,允许2°~3°变形,弯曲后不需整形。 1.5形状变元 通过调整结构零件表面及整体形状、整体轮廓以及零件规格、零件类型,也能实现改变机械整体结构的目的。例如:要实现用弹簧产生的(弹)压紧力压紧某零件,使其保持确定位置。设计时可以选择的弹簧类型有拉簧、压簧、扭簧、板簧,被压紧的零件形状可以有平面、圆柱面、球面、螺旋面,通过对这些因素的组合可以得到多种方案。其中压簧的压缩距离不应过大,否则容易引起弹簧的失稳,如确需要使用较大的压缩距离则应设置导向结构,拉簧因无失稳问题,设计中受空间约束较小,即可单独使用,也可以与摇杆及绳索等配合使用。 1.6分析连接变元 其包含2层意思:①联接方法,其中包括焊接方式、胶接方式还有铆接、螺纹联接等;②每种连接方法均有几种不同联接结构,因此可以将联接结构及方式进行调整或是改变之后获得多种结构类型。例如:对于需要经常拆卸的零部件结构,不但应使连接可靠,还应使拆卸操作尽量方便。这方面的结构在我们生活经常可见,如玩具产品中经常使用卡扣与螺钉相结合的安装方法,而手机产品的机盖设计成快速连接拆装结构,方便用户操作。 1.7分析工艺变元 工艺的不同也会对结构设计产生重大影响,因为各个设备零件在制造过程中选用工艺不同,制造成本差异以及性能、质量差异都会影响产品整体结构。因此在拟定机械零件的工艺规程时,应该充分研究零件图纸,对其进行分析,审查零件的结构工艺是否良好、合理,并提出相应的修改意见。当前,由于加工工艺、转配工艺(自动化程度)的不断提高,如机械人、机械手的推广应用,出现了不少适合于新条件的新结构,与传统的机械加工有较大的差别,这些工艺应该给予注意与研究。 2、机械结构优化设计以及变元法运用 对于每一个结构设计方案的评价,应该综合考虑结构方案中的社会效益、结构系统可行性、工艺性以及技术经济相关指标要求等内容。然后从各个备选结构方案中挑出最优的结构方案。在机械结构方案已经确定的情况下,也可以对关键构件或零件构进行不同变元的分析,以及变元之间联动配合修改,已达到优化设计目的。另外,也可以建议一些数学模型,因为数学模型可以很好描述结构设计中的尺寸和数量变元,还可以对材料变元进行间接描述(但是很难描述其他变元类型[2])。按照机械产品不同要求和特征,综合运用不同变元,结合设计者掌握的经验及知识能力,通过发挥创造性思维,构造出不同机械结构。例如以下转盘结构。 在这三个结构图中,如果将结构设计方案1(图一)中的调整锥齿轮间和主轴承两者位置,及通过调整位置变元,然后再调整水平轴方向上的左轴承形状,也就是通过改变形状变元之后获得了结构设计方案2(如图二)。如果改变方案1中的主轴承和齿轮的尺寸大小和个数,及通过调整两者的数量变元、尺寸变元,于此同时,在调整齿轮构件和轴承构件的位置,及改变位置变元,就可以获得结构方案3(图三)所以,上述3种不同类型的转盘结构方案均可以利用变元法很好的实现,若进一步采用变元法也可以实现多种不同的结构设计方案。通过对比这3种结构方案,综合分析社会效益、成本需要、可行性以及制造工艺过程等方面内容,可以获得方案2是最优结构组合。一个机械结构方案的整体评价,都要经过实际使用效果来作为最总检验的事实依据。若对转盘结构模型中欧的齿轮构件作进一步可行性设计以及优化设计,并对滚动轴承以及齿轮运行进行弹性流体压润滑分析,然后进行精密计算,都可以为优化转盘结构设计提供大量参考数据。 3、结束语 深入研究机械创新结构设计具有重要的现实意义。想要逐步实现结构创新设计,不仅要求设计者拥有扎实的专业知识、技术知识,还要不断提高敏锐的问题分析能力、以及创新思维能力。变元法在设计中的运用可以衍生出很多种结构,为机械设计者最终选择优化方案提供了一种创新工具。在明确设备功能或是零件基本作用的基础上,如何将现代机械结构设计方法灵活运用,并实现各个构件零件的最优组合,以便满足机械系统要求,这是当前工程设计工作采用的主要手段。创新设计属于先进技术范畴理论,在机械机构设计过程中利用创新设计理念能帮助构造出多种结构方案,从而寻找出最优结构设计。这不仅为促进了企业自身发展,在另个层面上也推动了社会不断发展。 创新设计在机械结构设计中的应用:浅谈机械结构设计中的创新设计 摘要:一个国家的发展离不开机械的创新,设计一个好的机械结构是一项极具创新能力的工作。我们在设计机械结构时,必须以改进和创新为目的,设计出更加优化的机械。本文主要是探讨了机械结构设计中用到的七中不同类型的变元法,根据这些变元法选择出最优的设计方案,达到机械结构设计的优化。 关键词:机械结构;变元法;创新设计 1.结构创新设计变元法 目前机械结构设计中使用最多的就是变元法,这种方法既科学又便利,在设计的过程中,可以通过变元法将可变的元素梳理的更加逻辑化,大大提高了机械创新的步伐。机械设计中最主要的环节就是结构设计,结构设计就是将一些机械式的原理通过图案的方式画在图纸上面的过程。变元法的适用范围非常广泛,在使用变元法设计设计创新产品时,必须先对设计的产品进行分析,然后选出最优的变元法方案进行设计创新。 1.1.位置变元 位置变元就是将产品内部的每个基础元件的位置改变,重新布置,从而得到各种新的结构方案,它考虑到各个产品的基本元素相互之间的一些位置变换。例如:在有限的空间箱子里面装配好若干构件零件,如果各个零件的摆放位置不同,就会导致装配操作后的操作性能的不同。 1.2.材料变元 材料变元主要就是考虑机械设计创新中材料的选择和一些材料的更替。在机械创新设计的过程中,不同的材料会对应着不同的零件尺寸、结构类型和加工工艺,如果零件采用不同的材料,那么该零件设计出来的产品的尺寸大小或者结构也会随之发生变化,它的加工时间和加工工艺也会随之发生改变,这种变化直接影响着整个产品结构的改变。例如:在使用钢材料的结构设计时,通常在设计的时候故意加大钢的横截面积,这样就起到了刚度和强度的双增加。因此,如果通过材料变元,可以创新设计出许多类型的方案来。 1.3.尺寸变元 尺寸变元中的尺寸主要是指距离、角度和长度等,它考虑了变元元件中元素之间的距离、长短度和角度等方面的问题,通过改变机械零件和其构件的尺寸大小,使机械的整体结构发生变化。就因为尺寸变元的主要内容是长度、角度和距离等的变元,这样便是机械的整体结构发生了变化,不同的尺寸对应着一个创新设计,从而起到了改变整体机械构件的效果。例如,在一些弯曲工艺里面会使用到尺寸变元,因为每个材料的弯曲弹性变形不一样,所以对元件的弯曲程度不同,角度的要求也不相同,需要在弯曲构件成形之后,然后再对所弯曲的构件进行加工和修复,如果在弯曲构件之前直接确定一个角度,并且构件允许小范围的变形,那么弯曲后就不用再加工修复了。 1.4.数量变元 在机械产品中有很多的元素,像轮廓面、加工面、轮廓线和工作面等都属于机械元素,产品的结构中包括着工作面和加工面两类基本元素,数量变元就是从机械产品的每一个面和线等这些元素来考虑,通过改变机械产品中的这些元素的数量来改变产品的结构,从而可以得到更多的机械结构。例如在一些结构比较简单、形状比较单一的情况下,就可以采用不同轮廓的线来改变机械的结构,但如果是螺钉这类比较复杂的结构时,因为要防止螺丝的脱落,所以螺丝的边缘尽量要深陷一下,同时也可以加一个螺丝帽使之更固定。 1.5.联接变元 联接变元就是一种连接方式,它考虑了每个元素之间的联接方式,补一个方式不同,主要有铆接、焊接、胶结等,而不同的机械产品有不同的联接方式,可以通过改变联接方式来改变机械产品结构方案。例如一些需要经常拆卸的元件,就需要在设计的时候考虑到零件的结构连接是否可靠、拆卸是否方便等这些问题。在生活中也有很多利用联接变元的产品,像手机产品的盖子的拆装结构就很方便,利于使用者的方便操作。 1.6.形状变元 形状变元主要是通过改变机械结构零件的表面形和轮廓形状来改变元件的规格和类型,从而得到各种各样的创新方案。例如弹簧可以做成不同种类的,有板簧、压簧等产品。 1.7.工艺变元 结构设计与工艺设计是紧密相关的,工艺变元需要考虑零件本身的工艺的变化,工艺的不同也会对结构设计造成巨大的影响,如果每个机械零件在制造的过程中选择了不同的工艺,那么制造出来的产品的功能、质量等都会不同,这些直接改变着产品整体的结构和性能。因此,在机械创新时,必须首先做到设计好图纸,只有拥有了一份优秀的图纸,才能创造出一台更加优质的机械设备。 2.机械结构创新的必要性 在机械方面我们国家虽然是制造大国,但却不是创造大国,我们国家的很多机械工艺都停留在模仿发达国家的机械工艺上。中国的制造业在国民生产总值中占到了40%,正是因为这样,在机械创新上也更加有必要进步,我们不能一直都是引进国外的技术,引进技术我们是不能进步的,我国的很多企业,机械制造不搞自主创新,甚至一些知名的机械企业连研发中心都没有。我们对于机械,对于机械结构的设计太过于死板,很多情况都是在前人基础上修修改改,没有实质上的改变。机械行业对于机械结构和系统的创新,像监控设备,测量仪器等一些方面更是需要哪些可以从机械系统内部结构的某些规律上总结,创新的人才。 3.机械结构创新的评价与优化 在对每种结构方案进行综合分析进行优化的时候需要采用模糊综合评判的方法,我们需要从结构方案的社会效益、可操作性、经济指标、安全性能等方面来确定评价。我们在这样的基础上,也可以根据需要在结构中的重要部分例如关键性的零部件上面进行数学模型的建立。之所以建立数学模型,是因为数学模型能够很清晰地反应出结构特征,这样我们便可以认识到需要优化或者改善的地方,最后便可以达到标准。数学模型虽然比较麻烦与复杂,但是他在描述数量变元和材料变元上面有着其他的方式所无法超越的优势。结构方案是应该与最终的实际的应用效果的好坏来进行评价的,在机械结构中,转盘的结构是一个比较常见的结构,我们在对齿轮传动和滚动轴承进行流体与润滑的分析,还要对这些零件进行装配的密封性能的分析,这样才能完善最后的转盘结构。机械设备中重中之重便是机械结构的设计,他关系着机械的功能,机械是否能够运行,是否能够达到目的。虽然这些年来科学技术的不断加强,各种机械设备的设计也在不断进行着改变和创新,但是我们更需要的是将设计和创新与实践结合在一起,只有将智慧投入到实际的机械结构设计中,才能提高我们的结构设计能力。 图(一)是我国早期出现的转盘结构图纸,图(二)是我国机械设计中运用最为广泛的转盘结构类型,图(三)是我国目前国内最轻便类型的转盘结构。如果通过变元法里的位置变元就可以得到图(一)方案;如果再在图(一)的基础上进行形状变元就得到了图(二)方案;如果将图(一)方案进行数量变元、尺寸变元和位置变元就可以得到图(三)方案了,比较上面三种方案,图(二)方案之所以应用最为广泛,其主要原因在于它在技术、经济等方面的综合评价比较高。总的来说,这三种方案其实都是通过不同的变元得到不同的结构,通过变元法,我们可以设计出更多的机械结构方案出来。 4.总结 机械创新结构设计本身具有非常重要的意义,如果想要完美实现机械结构的创新设计,设计者必须具有非常高的智慧、技术知识、专业知识,在分析问题上,设计者的头脑必须高度敏锐,思维创新能力好。变元法在机械结构设计中起到了关键的作用,同时也为设计者在创新时带来了便捷。目前工程设计者需要在选择各个构件零件的时候选择最优的组合,这样可以使机械系统设计方法得到灵活运用。 创新设计在机械结构设计中的应用:试探究当前机械结构设计中的创新设计应用 摘要:众所周知,机械制造结构设计的主要任务是在总体设计的基础上,根据一定的方案绘制出具体的结构图,并实现所需功能。这个过程也就是将抽象的工作原理具体为机械构建的过程,因此,设计质量与最终的机械产品有着直接的关系。本文就当前机械结构设计中的基本要求和质量控制要点为基础,以机械结构设计的一些创新方式展开讨论。 关键词:机械结构设计;创新设计应用;变元法;优化设计 引言 作为我国当前的重点产业,机械设计与生产对于机械制造行业来讲非常重要。机械结构设计不仅关系着机械产品的最终可靠性与实用性,更关系着我国机械制造水平的高低和机械制造行业的未来发展。包括机械构件的材料、形状、尺寸等方面的内容,都是机械结构设计需要考虑到的问题。而一些创新的设计不仅能够优化传统机械结构设计的弊端,更是促进机械制造可持续发展的重要手段。 1.机械结构设计的基本要求 1.1功能设计要点 众所周知,机械制造的主要目的就是满足人们对于机械的功能需求对原材料进行加工并形成成品的一个过程。作为机械制造的初始阶段,机械的功能设计不仅要满足客户的实际需求,更要展现出创新性,要求设计的产品必须满足相关的机械工作原理,还要保证产品的稳定性、工艺力学以及材料力学和装配性能等相关因素的要求。 1.2质量控制要点 机械在铸造的过程中不仅要考虑到功能的实现,更多的还要考虑到产品的最终质量。包括产品的精度、刚度以及结构力学等标准是否符合,针对会影响机械产品制造质量的因素进行分析。一方面,通过控制这些质量影响因素来控制机械产品的质量和性价比,有效保障其质量和经济性。另一方面,还要充分考虑到机械的操作便捷性、外观以及安全特性和节能环保等方面的内容。因产品的质量不仅是由施工工艺和材料来决定的,所以要做到全面的考虑。 1.3优化与创新设计 随着机械制造业的不断发展,机械制造市场的竞争也愈发激烈。因此,机械产品结构的创新设计方式已经成为机械制造企业的有力竞争,在产品中引入创造性的思维和其他的学科技术,进一步应用于机械制造的优化设计和创新设计,有效的提高机械技术产品的竞争力。结构优化设计的前提是有大量的可能性方案,和优化空间,包括对机械产品的生产工艺、材料以及连接方式、尺寸形状等方面的优化和创新设计。 2.机械结构设计的创新方法 2.1材料、数量变元法 在机械设计的过程中,材料的选择有很多种,针对不同的材料会沿用不同的加工工艺和结构类型设计以及零件尺寸确立。机械结构的创新设计可以通过调整材料比的方式,制定出不同的结构方案。另外,机械产品的结构元素也较多,包括加工面和工作面、轮廓面以及轮廓线甚至零件本身等很多元素。机械结构的优化和创新设计可以通过对结构中的元素数量进行调整和改变,以实现改变机械结构的目的,达到创新的机械结构设计。 2.2位置、尺寸、形状变元法 前面提到,机械产品的位置、尺寸以及形状设计是影响最终机械产品质量的最主要因素。针对产品结构设计中的各个元素的位置进行适当地调整和改变,以获得更加优化的设计。例如,机械产品的零件非常多,在安排零件的焊缝位置时,应对应中性轴或者靠近中性轴等位置,避免增大收缩力或者导致变形弯曲。另外,通过对机械设计的零件尺寸变元,对其角度、长度以及距离等因素进行调整,或者对机械构建和零件进行改变,以实现整个结构优化,最终设计出最佳的方案。此外,还可以通过改变机械的结构零件表面和整体形状、轮廓以及零件的规格、类型等内容来实现机械结构的整体创新优化效果,也是创新机械结构设计的途径之一。 3.机械结构优化设计创新方法的运用需要注意的事项 3.1保障结构的社会效益与系统可行性 就当前的情况来看,对于机械结构的创新设计采用的是变元法的方式,通过改变和调整机械结构设计的相关因素,来获得创新的机械结构设计方法。但事实上,在利用变元法的结构设计时还必须基于市场应用的实际需求,在性能、经济上进行充分考虑。变元法研究的内容包括机械结构设计的数量、形状、材料位置以及装配连接变元等,主要通过对这些元素进行变元来设计出更多的优化和创新设计方案。但作为企业来讲,机械生产的目的就是要满足市场需求,创新结构设计的目的就是保障企业的经济效益,从而实现提高企业竞争力的目标。所以,在对机械结构创新设计的工作中,应充分考虑用户的实际需求和企业的实际发展情况,保障结构设计的社会效益与系统可行性。 3.2综合分析成本需求和制造工艺内容 其实,机械结构设计的创新设计不仅包括对结构、空间构造以及材料的调整和改变,还包括制造工艺、功能等方面的设计创新。机械结构的创新性评估作为机械制造行业的重点工作,逐渐开始受到行业内的关注。随着计算机技术的发展和机械制图、建模等技术的发展,机械创新工作越来越得到重视,很多企业都加大了对其的成本投入,导致其成本不断增加。因此,控制好机械结构设计的成本需求,再针对性的进行创新结构设计成为了当前发展的趋向。 4.结语 综上所述,创新设计是当前机械结构设计的主要发展方向,通过变元法的方式对机械结构中的各因素进行调整和改变,以实现更加优化的结构设计,以此创造出更多更优秀的机械成品。
浅谈工程机械产品设计:环保节能工程机械产品设计与趋势 摘要: 随着国内外各大中城市对城市环境保护的日益重视,对机动车辆尾气排放用烟度、噪声等指标的限制愈来愈严格;特别是随着装载机等数量大的工程机械产品在市政建设中的使用量不断加大以及人们日益增强的环保意识,可以预见开发研制环保节能型产品是今后工程机械发展的趋势。 关键词:环保节能;工程机械;产品设计与趋势 为保护人类十分宝贵且有限的资源,实现全球可持续发展,提高操作人员的安全性及工作舒适性,努力达到人、机和环境的亲和,可以预见开发研制环保节能的绿色工程机械产品将是今后工程机械发展趋势的主流。目前国际上对中国工程机械出口提出更高要求,首先保证售后服务及时到位,其次就是实施再制造。严酷的国际市场逼迫我们必须对工程机械产品实施全生命周期管理,对用户实施保姆式的全程服务。因此,研制绿色工程机械产品以及实施产品再制造,是关乎企业生死存亡、稳定发展的大事。 绿色工程机械产品符合可持续发展的要求,是社会进步的标志,也是科技发展的必然趋势。实践证明,谁起步早、实施快,谁就能把握产品研发的主动权。发展绿色工程机械产品必须使工程技术人员,特别是企业决策者,应充分认识到绿色设计的必要性和紧迫性。从发展的战略角度看,绿色工程机械产品将会给企业及其产品树立良好形象,并最终带来不可估量的社会和经济效益。 1、环保型材料的利用 1)尽量采用能再生利用的材料和资源 在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。 2)长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则 通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。 3)尽量采用低环境负荷材料 工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。 4)废弃零部件处理的污染最小化及综合成本最优化 工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。 2、环保型工程机械产品设计 1)选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等,努力适应第三次排放法规要求。 2)降低整机振动与噪声 减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中,动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏;后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合,很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音,避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。 3)液压系统的清洁和防渗漏 保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。 4)系统高效节能的设计 工程机械的高效节能也是环境保护的重要一环,减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械最基本的一环;另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。 3、工程机械产品人性化的设计 1)环保安全关怀型驾驶室的设计 如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。 2)自动加脂装置或集中润滑系统的配置 传统的手动加注润滑脂费时费力,而且通常有多余的油液溢出来污染周边环境。因此研制环保型工程机械就能自动定时加注润滑脂的设备,如集中润滑系统就能自动定时给各铰销加注黄油,其加油量经过仔细计算后设定,可很好地保证各销轴得到足够的润滑而又没有多余的油溢出,既环保又方便。另外对于小型机械,鉴于降低设计成本,可采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构等防止外部异物的进入和内部油脂的排出,从而延长加注润滑油的间隔,减少对环境的污染。 3)外观美学设计 传统的工程机械产品一直是外形粗放、笨重的形象,环保型产品更应注重外观美学和车身的流线型设计,达到机器的环境的谐和,给人以视觉上的美感。如发动机机罩就可进行造型别致美观的流线型设计,整机的标识标牌应精心布置、设计,良好地体现环保特色。 4)人性化设计 工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,实现了各种工况下自动判断、挖掘机器发动机的功率输出,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗,并自动诊断机器状态,使机器使始终能保持良好状态,因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全性和舒适性。 5)系统可靠性设计 尽量运用高可靠性的成熟技术和借用经市场考验后的成熟系列零部件可延长各关键系统或零件的使用寿命,减少更换次数。例如降低制动元件的更换频率就相当于减轻了对周围环境的破坏与污染。 浅谈工程机械产品设计:解析现代设计方法在工程机械产品设计中的应用 摘要:随着我国经济的不断发展,我国机械行业在发展过程中面临着新的挑战。现代设计方法在工程机械产品设计中的应用,改变了以往工程机械产品在设计这一环节中老套模式,使工程机械产品的设计更加的新颖,能够满足工程机械市场中对于产品设计的标准与要求,对于工程机械产品的设计与发展有着非常重要的作用。 关键词:现代设计方法;工程机械产品;设计;应用 工程机械产品的设计,是工程机械产品在生产过程中一个非常重要的环节。工程机械产品设计中的传统设计方法,已经无法满足工程机械在发展中的需求,不能适应工程机械市场的变化,现代设计方法在工程机械产品设计中的应用,有效的解决了传统设计方法应用于工程机械产品设计中存在的问题,提高了工程机械产品设计的水平与质量。 1.现代设计方法的概述 随着我国科学技术的深入发展,计算机技术在我国各个行业中的应用非常广泛,现代设计方法这一门新兴的学科应用而生,它是一个决策、寻优、综合的过程,以对产品进行设计为总的方向,主要的内容有:虚拟设计、相似性设计、三次设计、反求工程设计、价值工程、疲劳设计、人机工程、人工神经元计算方法、工业艺术造型设计、计算机辅助设计、动态仿真设计、有限元分析、优化设计、模块设计、可靠性设计等。工程机械产品在设计过程中应用现代设计方法的时候,通常都是利用计算机进行相关设计中的计算、分析以及决策。 现代设计方法具有以下几个特点: 1、现代设计方法在设计理论中进行了延伸,设计思维的出现了变化,设计的范畴也得到了有效的扩展。 2、现代设计方法中,综合了多元化的设计理论、设计方法、设计技术。 3、现代设计方法中,设计手段逐渐的虚拟化、并行化、计算机化、自动化、精确化、智能化。 2.现代设计方法在工程机械产品设计中的应用步骤 工程机械产品在设计过程中,对于现代设计方法的应用,必须经过几个的阶段,以下几个阶段是现代设计方法在工程机械产品设计中的应用步骤。 1、三维实体造型 工程机械产品设计中,应用现代设计方法完成全部阶段的前期,必须要完成工程机械产品设计中的原方案,这样能够有效的确定工程机械产品中所有零部件的结构与形状。在这一基础之上,利用三维实体造型软件对工程机械产品中零件的三维模型进行构建,构建出来的零件三维模型能够有效的将设计人员的思想展现出来,还要对工程机械产品采取针对性的力学实验研究,对工程机械产品中每一个零件的所具备的力学特性进行确定。 2、有限元结构分析 工程机械产品的三维实体造型构建好之后,要对工程机械产品中每一个零部件的应变性能与动态性能进行分析,如果分析出来的结果无法满足相关规定中对于零部件的标准与要求,就必须修改零部件的三维实体造型。工程机械产品设计中的有限元结构分析这一阶段,主要的作用就是提升工程机械产品在设计过程中的精确度,防止工程机械产量的设计出现问题。 3、优化设计 在对同一类型的工程机械产品进行生产的过程中,可以采取很多种设计方案对工程机械产品进行设计,不同的设计方案在工程机械产品设计中资源消耗的程度也不相同,所以必须对工程机械产品设计中的设计方案进行优化设计,选择最合理的设计方案,节省工程机械产品在设计中所花费的时间与资金成本,同时确保优良的设计效果。 4、动态仿真设计 在工程机械产品的设计中,一直使用动态设计或者是静态设计,都会在一定程度上增大工程机械产品设计实验的风险,这一形势下的设计成本也相对的比较高。动态仿真设计利用计算机网络技术,对工程机械产品中的结构在各种情况下所能够承受的负载,随着时间变化而变化的这一种情况进行模拟,还对工程机械产品中的位移、速度等一系列事项,采取幅域、时域的统计分析方式。所以,工程机械产品在设计过程中,对于动态仿真设计的应用非常重要。 5、零部件的详细设计 工程机械产品设计在经过上述四个阶段之后,工程机械产品的三维实体模型已经基本上完成了,下一个阶段的主要工作就是利用已经完成的三维实体模型,对其进行二维工程图设计,然后完成工程机械产品设计中的整体设计图。工程机械产品中的每一个零部件都非常的重要,任何一个零部件在设计环节中出现问题,都会导致工程机械产品出现相应的问题,所以在完成三维实体模型之后还要对工程机械产品中的零部件进行详细的设计,确保每一个零部件的设计质量,这对于工程机械产品的运用有着十分重要的作用。 3.现代设计方法在工程机械产品结构强度进行设计时的应用 1、强度的计算 以某一个工程机械车架为例子,车架中的钢板材料为9Cr最佳,许用应力为180MPa,车架材料所能承受的负载极限是340MPa,安全系数则为1.9,在这一条件之下,计算截面如图1所示。 然后进行应力的计算,计算出来的结果,如表1所示。 根据表一中的信息数据,可以推断出工程机械车架中的架高应力区,处于I-I、II-II、III-III这三个位置的截面处,但是一些主要荷载力都作用于这三个位置的截面处,这就造成I-I、II-II、III-III截面处发生应力集中的现象,导致这三个位置的截面处存在的应力最高,三个截面处的强度却降低了。由此可知,选择的工程机械材料中的许用应力值要高于最高截面处的应力,所以应该加强工程机械车架中外侧的板铰,对于车架其他部位硬度的设计,应该适当的为较低。 结语: 现代设计方法在工程机械产品设计中的有效应用,有利于工程机械产品在设计过程中保持精确性、安全性、稳定性,解决了传统设计方法在工程机械产品设计的应用中存在的一些问题,对于工程机械产品的设计有着十分重要的意义。 浅谈工程机械产品设计:工程机械产品设计中的节能与环保 [摘 要]随着我国基础建设力度的不断加大,工程机械种类和数量不断增加,工程机械所消耗的资源和排出的污染物对环境的影响越来越大,从源头入手,高效地利用资源、能源,保护环境是我国社会发展对机械工业的必然要求。本文首先分析了我国工程机械产品节能环保设计的现状,然后详细阐述了工程机械产品设计中的节能与环保要点。 [关键词]工程机械;节能;环保;环保型材料;发动机 一、我国工程机械产品节能环保设计的现状 我国工程机械经过了几十年的发展,已在世界工程机械市场占有一席之地,涌现出三一重工、徐工、柳工等一些知名的企业。但是我国节能环保型工程机械起步较晚,还缺乏相应的技术法规和标准,有关环境、安全、人机等方面的指标过低,阻碍了我国绿色工程机械的发展。例如国产机械噪声大、尾气排放不达标的情况一直没有得到较好地解决。随着工程机械种类和数量的不断增加,大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物以及施工中产生的噪声、粉尘等对环境产生了巨大的负荷。 再者,国内极少有企业能够生产出各种具有节能效果的多路阀和液压泵,难以实现液压泵与发动机的功率匹配。因此,我国的中高端工程机械产品的液压元件基本选用进口产品。此外,对于中型以上的工程机械产品,国产的柴油机的综合性能指标满足不了要求,且要比国外的扭矩储备低、可靠性差。由此可见,“两低一高”―――低油耗、低排放和高可靠性已是当今国内工程机械发展的重点攻关内容。 二、工程机械产品设计中的节能与环保 (一)环保型材料的应用 1、尽量采用能再生利用的材料和资源 在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。 2、长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则 通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。 3、尽量采用低环境负荷材料和废弃零部件处理 工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。 (二)选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。 1、选用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机,能大大降低对环境的负荷。 2、选择具有高压共轨喷油系统的发动机。发动机工作中喷油系统响应灵敏,喷油量精度较高,喷射压力的提高(目前应用160兆帕,可达180兆帕),改善了雾化效果,使燃油与空气充分混合,使燃油得到充分燃烧。不仅节省燃油,还可大大降低有害气体的排放,降低了噪音,节能减排效果较好。 3、尽可能选择具有废气再循环技术(EGR)的发动机。在进气处理技术中,它是最有环保前景的技术,该技术是通过将部分冷却后的发动机废气,由电子EGR阀系统控制流量,再次送回燃烧室中燃烧,有效减少有害气体的排放。 (三)降低整机振动与噪声 减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。 (四)液压系统的设计 液压系统的清洁和防渗漏与系统高效节能的设计,保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。 另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。 (五)采用新型传动装置 采用先进的成套化、信息化技术,将其安装在装载机上代替传统的传动系统,在完成相同作业量时,可减少油耗20,提高生产率40,减少发动机有害污染物的排放,而且操作舒适、可靠性高、使用寿命长。该系统节能降耗的关键技术之一是智能化控制模 块,它能根据液力变矩器的工况控制变速箱,进而控制发动机的转速,使发动机始终处于经济、节油的高效区内,从而达到有效地利用发动机功率,在确保液力变矩器输出功率的前提下节油。 (六)改进热管理系统 1、减轻部件重量 采用质优轻型的水箱、风扇、水泵等部件代替传统部件以减轻部件重量,从而减轻整机重量,有利于节油。如美国 R idge 国家实验室开发出一种热导率达 40W/(m・K )、比铝泡沫高10 倍的石墨泡沫材料,用该材料制成的散热器,传热性能优良。用该材料制成的尺寸为22.9 ×17.78 ×15.27cm 的散热器,与传统的 68.6×48.3 ×7.6cm 的散热器散热量相当,从而减少了散热器的体积和重量。 2、精准控制 挖掘机、装载机等工程机械工作油的油温在30~60℃的范围内比较合适,传统的冷却系统的风扇都是恒速运转,无法精准控制转速来实现精准调温,因此必须使用智能化控制元件调控风扇转速,减少能耗。卡特彼勒公司的H系列装载机和D系列挖掘机配置了电子控制的液压驱动变速风扇,能按照发动机冷却需要自动改变风扇转速,节约输入动力。另外用电子式节温器取代传统节温器可以精准控制发动机的运行水温。 浅谈工程机械产品设计:互联网时代下的工程机械车联网产品设计和研发运营体系建设 摘 要:文中介绍了工程机械车联网在互联网时代下的发展路线及趋势,重点针对产品设计和运营体系进行了详细的介绍,并对其技术现状及发展趋势进行了分析,为车联网在工程机械行业的发展提供了参考依据。 关键词:互联网;工程机械;车联网;产品设计;运营体系 0 引 言 这是一个什么时代?这是一个互联网时代。 这个时代要求我们必须按照互联网时代的思维去思考和生活,按照互联网时代的要求和标准去开展产品设计和研发运营体系建设。 车联网(Telematics)作为近几年非常热门的技术广泛应用于工程机械行业中,经过近几年的发展,目前已经非常成熟,其主要原理是通过具有环境感知能力的各类终端和GPS获取车辆各类数据,包括传感信号、位置信息和工况数据等,通过通信技术对数据进行采集、分发、解析和存储,应用主要包括构建信息管控平台、设备监控平台等。 但随着互联网技术的发展,工程机械车联网正经历一个从粗放到精益、从传统到现代的过程,以互联网为主的一整套信息技术(包括互联网、移动互联网、云计算、大数据等),在经济、社会、生活等环节中扩散、应用,互联网领域中的产品是满足互联网用户需求和欲望的无形载体,是满足用户需求而创建的用于运营的功能及服务,是产品功能与服务的集成。互联网时代的到来,要求工程机械车联网必须按照互联网思维去打造产品,按照互联网市场规则去研发和运营产品,因此,工程机械车联网的产品设计、研发、运营必须突破原有思维,不拘泥于以往的模式,重新构建思维体系,打造时代的产品,构建时代的研发运营体系,才能保证其一直伫立在时代前沿,不被淘汰。 本文正是基于此,结合了互联网时代的产品设计和研发运营的特点,希望对工程机械车联网行业的发展有所裨益。互联网时代的车联网总体示意图如图1所示。 1 工程机械车联网生态圈产品设计 1.1 总体介绍 工程机械车联网的产品设计遵循互联网行业产品规划设计原则,提供包括软件、硬件产品的设计,结合传感器、GPS、数据中心、云平台、Docker等技术,倡导平台产品的平台化、微服务化,为不同层次、不同领域的客户提供PaaS/Saas产品,基于Web、iOS、Android等平台的移动式产品,以及定制和非定制化的车载终端、硬件设备和大数据应用等服务,致力于打造工程机械行业车联网生态圈。 工程机械车联网生态圈的产品设计,按照环状结构,由外而内层层深化,由内而外层层开放,层与层之间相互依赖,互为支撑和扩展,每一层均可为特定用户提供核心产品,既自成体系又具有高内聚低耦合特性,保证了每层核心功能的独立性和不可替代性,也为产品的打造提供了真实有效的体系支撑。工程机械车联网生态圈示意图如图2所示。 1.2 数据中心 数据中心作为整个车联网体系的核心架构,既针对底层进行数据采集、分析、优化和存储,又为各数据层提供快速有效的实时支撑。数据中心的网关平台架构如图3所示。 数据中心采用云计算平台、分布式架构和模块化设计,具有可配置性、扩展性、兼容性和持续升级能力,能够适应用户规模性增长、新应用配置和新业务需求的不断变化。 该架构的技术优势是系统平台将数据处理和业务处理做了分离,数据的处理放在了PaaS层,业务的处理放在了SaaS层,此架构的设计充分保证了数据安全,提高了平台的可靠性和稳定性,降低了业务系统的开发/定制成本,多级负载均衡的体系提高了平台海量数据处理的能力和可伸缩性。 图4介绍了最新的基于Mongo+Hadoop技术的数据湖,即刚才提到的数据池应用的数据中心建设方案。 1.3 Docker+微服务化 用Docker+微服务化做为架设本层生态圈的主要技术,其主要目的是为真正的互联网化的服务提供数据支撑接口,不论以何种形式实现(接口、API、PaaS、SaaS化等)。 本层的目的是利用数据中心各种类型的数据为上层提供透明式服务,既要求上层调用方便、快速、有效,又要求具备平台可移植性、快速响应、容器化以及交互公正、明确、无疑,Docker+微服务化的设计是最合适的。 首先,Docker已经为企业和开发者提供了极大地便利。例如,降低系统部署复杂度,使系统维护更加容易,减少不必要的系统开销,加快企业对业务的反应速度。 其次,微服务是一种架构类型,属于轻量级的面向服务体系架构,这些服务都专注于严格执行同一件事并把它做好,在产品设计中,可以将底层功能设计成由单个微服务来实现。每个微服务都有单独的运行线程,并且可以独立于其他微服务进行部署。同样每个微服务都有自己的专用数据库,尽管每个微服务都会与其他微服务协作与沟通。分布式微服务设计模式如图5所示。 Docker的设计和应用可依托分布式开源管理框架进行设计,包括kubernetes、Mesos、OpenStack等。目前行业主流的Docker云平台大部分都是基于开源平台进行的二次开发。 此外,使用微服务作为主要架构类型的系统是一个拥有大量协调微服务的分布式系统,每个微服务分管自己的进程。由于微服务之间紧密协作,每个微服务只提供拼图的一小块,而系统作为完整的作品存在。协作时,各服务彼此通过一个不绑定具体平台的轻量级媒介进行沟通。 1.4 客户化应用 在数据中心的基础上,对于已经完成微服务的系统架构来说,下一步的工作就是尽可能的开展客户化应用,针对不同的领域、对象、种类、范围进行产品功能设计,但针对不同的应用对象不应该打造同质化的产品,要有针对性的设计和开发。客户化应用结构展示如图6所示。 客户化应用平台按照服务对象类型的不同,将整个系统划分为主机厂应用服务平台、大客户应用服务平台以及真正的互联网移动客户端。 1.4.1 主机厂应用服务平台 基于车联网系统的建立,为主机厂的科研机构和营销机构提供车辆生产过程、运输、销售、使用等全生命周期的实时跟踪监控和数据统计。包括位置监控、轨迹回放、工况参数监控、工作时间统计、报警分析、故障统计等。主机厂应用服务平台功能模块如图7所示。 1.4.2 大客户应用服务平台 为工程机械主机厂的终端客户定制化实施应用服务平台。为终端客户企业实时提供所购车辆的车辆位置和工况数据,为企业的生产调度提供数据服务及支撑其ERP等企业信息化系统。大客户应用服务平台功能模块如图8所示。 1.4.3 真正的互联网移动客户端 致力于打造一个真正的互联网式的移动客户端App,推出iOS、Android和微信版,为工程机械行业内的各个工作群体提供及时有效的服务,不再局限于车俩本身的监控,更要扩展到各个领域,包括电商、位置服务、社区/社交、金融、新闻和后市场等,此平台秉承工程机械行业,借助互联网的产品思维和运营模式,旨在打造一个行业内真正的车联网移动客户端。互联网移动客户端功能模块如图9所示。 真正的互联网移动客户端涉及到工程机械行业的诸多方面,是一个真正的互联网化工具,着力于打造这样一款产品,是顺应行业发展,适应互联网生态环境的必然要求。 1.5 用户行为分析及大数据应用 在互联网时代,要求我们必须尽可能正确、快速、有效地获取用户使用信息,对有关数据进行统计、分析,从中发现用户使用产品的规律,并将这些规律与产品策略等相结合,从而发现目前所使用的产品中可能存在的问题,并为进一步修正或重新制定产品策略提供依据,同时也为客户提供及时的预知服务和信息推送以及活动预判。 一切用户行为分析都离不开场景,只有制定出详尽的用户使用场景,才能达到以上目的,包括收集客户位置、购买习惯、个人喜好、访问周期以及用户群体和消费习惯等,这个信息的获取非常重要。 针对大数据应用,按照用户类型,几大平台的大数据应用各有不同,需要打造商业智能分析服务,具体包括出厂车辆在各地区的分布情况(车辆分布)、车辆在各地区的总工作时间统计(热点工作区域)、故障反馈统计等。最终达到辅助主机厂科研机构提高科研质量,帮助营销部门管理销售车辆,从而达到加强主机厂企业竞争力、降低管理成本的目的。此外,应该收集大客户生产经营活动中的各类重要数据,比如生产资料信息、实验室数据、车队管理日志等,一方面可以作为存储备用,另一方面也可以预判大客户的行为,从而为销售提供依据(如客户数据显示缺少某材料或者设备,销售人员就可以开始销售行为)。 1.6 智能化设备 工程机械车联网的实现离不开相关智能化硬件,这些智能化硬件如GPS设备、行车记录仪,或是针对某一工业领域的传感器,可以起到采集车辆位置信息、工况信息和传感器数据的作用,通过移动通信网络(GPRS/GSM)等方式传输至后台,在这个过程中,智能设备是基础设备,其耐受性、安全性和抗干扰性等特性非常重要,一般使用工业级产品。下面介绍几款常用的工业级智能化设备。 1.6.1 通用型无接线隐藏式GPS终端 此设备的特点十分突出,安装、调试和维护非常容易,只定位和上传数据,电池一般可用三年,可通过终端上配置的唯一二维码,结合车辆编号、车牌号、发动机编号进行绑定入网,且非常适合搭配移动App,打造真正的互联网化产品。通用型无接线隐藏式GPS终端如图10所示。 1.6.2 接入型CAN/串口GPS终端及配件 此设备通过与车辆底盘发动机或控制器对接(CAN/串口),获取工况数据,通过GPRS网络传输到数据中心,主要用于车辆定位和获取工况。接入型CAN/串口GPS终端及配件如图11所示。 1.6.3 双模双协议双存储行车记录仪 目前国家要求所有货运车辆必须安装行车记录仪,但许多主机厂也有物联网/车联网管控的需求,许多主机厂的解决方案就是在设备上安装GPS与行车记录仪,此设备可以完成这些功能并达到要求,实现了双模双协议双存储空间,实现了降低成本,优化高效的目的。双模双协议双存储行车记录仪如图12所示。 1.6.4 工程机械车载屏 车载屏作为车联网重要的设备,承载了数据传输、信息交互的作用,功能清单展示如图13所示。 1.6.5 其他相关智能化传感器 其他传感器作为与整车相关的传感器,将其安装于车辆上来获取车辆的传感信号,并通过智能终端设备传输至数据中心,下面介绍几款常见的传感器。相关智能化传感器展示如图14所示。 2 工程机械车联网生态圈研发运营体系建设 2.1 总体介绍 互联网时代下的研发运营体系是一个非常重要的课题,如何正确、快速和高效地搭建研发运营体系,并适应这个时代的需求,是产品能否快速响应、能否快速适应市场的关键所在。 传统的软件组织将开发、IT运营和质量保障设为各自分离的部门。在这种环境下如何采用新的开发方法(例如敏捷软件开发),这是一个重要的课题。按照从前的工作方式,开发和部署不需要IT支持或者QA深入的、跨部门的支持,但却需要极其紧密的多部门协作。 因此,在互联网时代,我们倡导开发运营一体化,DevOps技术是必然的选择。DevOps结构展示如图15所示。 DevOps是Develop与Operations的缩写,它是企业内开发、技术运营和质量保障的融合,用于促进开发、技术运营和质保部门之间的沟通、协作与整合。有研究显示,在那些引入了DevOps概念的企业中,开发与运营人员在设计、构建、测试工作中共同在内部应用上进行协作之后,可以将产品开发的效率提升20%。 DevOps实施路线如下: (1)明确DevOps的定义,调动开发和运营部门之间的协作,鼓励运营人员采纳软件开发方法,并利用云计算基础设施来完成真实的测试和代码部署。 (2)在软件开发、测试、质量保证(QA)、集成、预生产和生产部署等方面的任何旧小团队必须打散,因为每个小团队都可能拖延开发周期并且带来不可预料的问题。 上述策略能更好地整合开发和运营,通过整合团队成员来产生效益。 2.2 研发体系建设 产品是否适应市场的变化,是否能够满足客户的需求,是否能够快速响应等,这些都是考验研发体系的标准,因此需要构建一套适用于互联网时代需求的产品研发体系。产品设计结构图如图16所示。 2.2.1 设计原则及规划 完整的流程应分层次设计,自下而上去完成。 (1)策略层:定义产品使命、价值、目标人群; (2)愿景/功能层:定义核心场景、功能列表; (3)结构层:做流程图、信息架构,确定主导航、主菜单; (4)框架层:梳理每一个主界面的内容、布局; (5)表现层:视觉设计,涉及图标、配色及切图。 2.2.2 设计研发流程 设计研发流程遵循一般互联网公司产品设计流程,其整体结构非常适合打造互联网式的工程机械车联网相关产品。产品设计研发流程如表1所示。 2.2.3 敏捷开发 敏捷开发(Agile Development)是一种以人为核心,迭代、循序渐进的开发方法。 众所周知,瀑布开发模型以文档为驱动,究其原因,是因为在瀑布的整个开发过程中,要写大量的文档,把需求文档写出来后,开发人员都根据文档进行开发,一切以文档为依据;而敏捷开发只写有必要的文档,或尽量少写文档,其注重的是人与人之间面对面的交流,所以它强调以人为核心。敏捷开发模型如图17所示。敏捷开发任务看板如图18所示。 敏捷开发方法强调以人为本,专注于交付对客户有价值的软件。在高度协作的开发环境中,使用迭代方式进行增量开发,经常使用反馈进行思考、反省和总结,不停地进行自我调整和完善。 2.3 运营体系建设 运营体系的建立离不开数据中心的运维和产品的运维,其中数据中心的运维遵循一般性云平台的运维思路,提供包括数据中心、客户、IaaS、PaaS、SaaS等运维,为上层产品应用化提供必要支持。产品运营-改变-创新模型如图19所示。 2.3.1 运营思路 世界上的任何物体,若发生相互之间的传递、转化时,一定会导致损耗,换言之,投入的资源不可能完全转化为想要得到的东西。产品设计也一样,再先进的产品也不可能达到100%的转化率。 漏斗模型普遍适用于互联网产品,如网站、App、客户端,用户从刚进入到完成产品经理设计的产品目标,中间步骤肯定会发生很大的损耗。比如,用户进入一家电商网站,从浏览商品,到把商品放入购物车,直至最后支付,每一个环节都有很多的用户流失损耗,没有哪样产品能够做到100%的转化。漏斗模型如图20所示。 因此,产品运营人员要对用户群体进行有目的的组织和管理,增加用户粘性、用户贡献和用户忠诚度,有针对性地开展用户活动,增加用户的积极性并提高参与度,配合市场运营需要策划活动方案。对产品和市场数据进行分析,并以此为依据推进产品改进,始终保持敏锐的用户感觉。 2.3.2 运营方法与运营手段 产品运营方法划分示意图如图21所示。其运营手段可分为以下几点: (1)拉新:即为产品带来新用户。 (2)留存:即通过各种运营手段确保用户被拉到指定的产品和站点上之后,最终愿意留下来使用该产品。 (3)促活:即“促进用户活跃”,让用户愿意更频繁、更开心、更长时间的使用该产品。 运营方法还可细分为如下几点: (1)发现用户。为用户画像,开展调查、需求分析等工作,需要深刻理解自己的产品,并能够找到相应产品的用户群。 (2)以合理的成本发展用户,让其使用自己的产品。可以通过开展市场投放、渠道拓展、商务合作、内容编辑、社会化媒体策划等活动来发展,也可以找专业的第三方机构去推广和运营。 (3)保持用户持续使用自己的产品。可开展用户运营、社交运营、社区运营等。 (4)保持用户在不用产品时的联系。可开展产品召回、微博微信运营,持续关注反馈,并且与别的产品展开商务合作等活动。 3 结 语 互联网时代如何进行产品设计和研发运营体系建设,是一个历久弥新的课题,对于身处传统工程机械行业之中的我们更需要好好研究,工程机械车联网秉承“互联网+”的东风正逐渐成为行业的关注焦点,基于互联网时代的工程机械车联网的产品设计和研发运营体系建设将具有重要的研究价值。 本文介绍了在互联时代下用互联网的思路和方法设计工程机械车联网产品,并就时展和行业特点开展研发运营体系建设的讨论和研究,希望对工程机械物联网和车联网行业的发展有所裨益。 浅谈工程机械产品设计:环保节能工程机械产品设计论文 随着工程机械品种和数量的不断增加,大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物对环境产生了难以估计的负荷。为保护人类十分宝贵且有限的地球资源,实现全球可持续发展,提高操作人员的安全性及工作舒适性,努力达到人、机和环境的亲和,很有必要按照汽车行业的环保标准来设计工程机械产品。尽管目前工程机械尚未归并入限制排放的机动车行列,但随着国内外各大中城市对城市环境保护的日益重视,对机动车辆尾气排放用烟度、噪声等指标的限制愈来愈严格;特别是随着装载机等数量大的工程机械产品在市政建设中的使用量不断加大以及人们日益增强的环保意识,可以预见开发研制环保节能型产品是今后工程机械发展的趋势。鉴于此,徐工科技在装载机行业中率先推出了ZL40G环保型轮式装载机。 本文以ZL40G环保型轮式装载机为例,就机械材料的选用与设计、所要遵循的要点和所需考虑问题,提出几点建议和设想。 1、环保型材料的利用 1)尽量采用能再生利用的材料和资源 在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。 2)长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则 通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。 3)尽量采用低环境负荷材料 工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。 4)废弃零部件处理的污染最小化及综合成本最优化 工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。 2、环保型工程机械产品设计 1)选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等,努力适应第三次排放法规要求。 2)降低整机振动与噪声 减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中,动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏;后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合,很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音,避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。 3)液压系统的清洁和防渗漏 保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。 4)系统高效节能的设计 工程机械的高效节能也是环境保护的重要一环,减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械最基本的一环;另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。 3、工程机械产品人性化的设计 1)环保安全关怀型驾驶室的设计 如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。 2)自动加脂装置或集中润滑系统的配置 传统的手动加注润滑脂费时费力,而且通常有多余的油液溢出来污染周边环境。因此研制环保型工程机械就能自动定时加注润滑脂的设备,如集中润滑系统就能自动定时给各铰销加注黄油,其加油量经过仔细计算后设定,可很好地保证各销轴得到足够的润滑而又没有多余的油溢出,既环保又方便。另外对于小型机械,鉴于降低设计成本,可采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构等防止外部异物的进入和内部油脂的排出,从而延长加注润滑油的间隔,减少对环境的污染。 3)外观美学设计 传统的工程机械产品一直是外形粗放、笨重的形象,环保型产品更应注重外观美学和车身的流线型设计,达到机器的环境的谐和,给人以视觉上的美感。如发动机机罩就可进行造型别致美观的流线型设计,整机的标识标牌应精心布置、设计,良好地体现环保特色。 4)人性化设计 工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,实现了各种工况下自动判断、挖掘机器发动机的功率输出,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗,并自动诊断机器状态,使机器使始终能保持良好状态,因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全性和舒适性。 5)系统可靠性设计 尽量运用高可靠性的成熟技术和借用经市场考验后的成熟系列零部件可延长各关键系统或零件的使用寿命,减少更换次数。例如降低制动元件的更换频率就相当于减轻了对周围环境的破坏与污染。
目前,预制混凝土建筑的推广存在许多困难。首先是安全效率无法实现,其次是建筑安装成本高。为了降低成本,必须实现施工标准化。工业化材料高强预制混凝土框架的结构要点是预制混凝土梁的连接技术。柱钢结构连接的施工方法可以是一柱多层,减少柱连接的接头。结构之间采用干式连接,实现施工设计的标准化。工厂试验表明,连接节点中的纵筋、箍筋和螺柱完好无损,无明显变形。节点可以有效地传递构件之间的应力。 1预制建筑分析 当前,我国多用于传统的施工方式,对于当前形势来说,这种生产模式不是很科学,工程化效率低,操作过程不细致,建筑的结果产品质量也不是很好,操作结果也不是很稳定,而且时间多、效率低,劳动力要求比较大,损耗的材料也很大,且不环保。所以造成资源和能源的浪费,它并不能满足我国当代政治要求,可持续发展以及节能减排这些国家建设的必备要求。为了响应国家政策,做到节能节约和可持续发展,为中国工业尽一份绵薄之力,就要从源头去改变节能的需求,规范行为,改变设计模式理念。改变施工模式,提高建筑质量,让性能和劳动力成正比,才能解决当前市场所面对的问题。传移力路径结构清晰、装配施工效率很高、现浇湿作业量少的结构形式是一种最普遍适合于预制与装配使用的结构形式。主要性能可以广泛用于大型生产厂房、仓库、商场、停车场、办公楼、教学楼、医院医疗楼、商务楼等需要开放空间的建筑。近年来,它同时也正逐渐地应用于多层住宅建筑中和城市其它大型民用商业建筑。预制商品混凝土框架结构按构件连接结构方式大致可再分为两种主要类型:等效现浇结构和不等现浇结构。一维构件制作是先将材料梁、模板柱分别预制加工成各种一维预制构件,通过用一定比例的螺栓方法来进行结构连接。预制时构件端部采用伸出两端的预留孔钢筋进行焊接或再用钢套筒螺栓连接,然后由现场钢筋浇筑焊接在预制混凝土结构上。其技术优点:构件的制作及施工极为方便,结构整体性比较好,可同时等效安装于现浇结构。缺点:接头必须位于构件受力最关键的部位,连接性能要求极高。其次,刚性连接法是直接基于平面二维构件,采用平面T形结构和平面十字形构件或平面I形构件并通过一定强度的焊接方法直接进行的连接。其方法优点:接头性能要良好,接头宜位于构件应力损失较小敏感的受力部位。缺点:生产、运输、堆放、安装很不方便。此外,刚性构件连接是以三维构件连接为设计基础,通过将三维双T形构件和和二维双十字构件之间通过某种一定形式的连接方式的连接,钢筋通过焊接或钢套筒、简易等机械方式连接。预制双T形构件优于预制双十字构件,可减少施工和现场的钢筋的分布情况和钢筋混凝土的浇筑,且钢筋接头的数量比较少;缺点主要是组件大多为三维组件,重量较大,不很便于规模化生产、运输、存储堆放和安装。这种框架体系很少使用。 2工艺原理 预制柱的纵向钢筋均采用半刚性灌浆钢筋套筒进行连接。通过定位模具定位锚筋,控制模孔尺寸应比预制柱筋径大约2~3mm,在柱边缘位置弹出控制线,调整好定位模具,焊接或固定好定位模具,确保预制柱的纵筋位置的准确位置;然后再进行一次吊装和校正。达到钢筋凝结的强度等级后,应重新使用高强度混凝土灌浆封堵材料再进行混凝土封堵。灌浆用材料的实际数量通常应主要通过计算灌浆空腔体积数来确定计算。应尽可能将灌浆实际材料量数值与其理论值之间进行定量比较,确保其实际使用量明显大于灌浆理论量,以有利于控制其灌浆施工质量。利用建筑BIM三维技术模拟脚手架吊装过程,分析层板、预制钢筋柱、框架梁等节点钢筋柱的安装位置、数量、规格尺寸等信息数据,分析层板钢筋与预制框架中梁转角节点钢筋柱是否容易发生横向碰撞,通过三维空间模型来计算预制钢筋柱上的纵向钢筋柱和框架梁中的横向主筋。如果转角层板钢筋与框架梁钢筋之间发生钢筋碰撞,可先在转角层板上安装调整筋后进行穿透处理并再绑扎转角钢筋;但对于预制柱梁与梁钢筋发生的钢筋碰撞,采用避免框架梁钢筋水平方向偏转的施工方法可来快速解决这种钢筋交叉碰撞的问题。在现场预制连接楼梯位置的详细图纸设计方案中,应注意结合现场预制楼梯连接的各种实际几何尺寸形状和实际位置,进行现场验证图计算试验和图纸验证,以进一步确保每个预制连接楼梯节点位置数据的数据准确性度和安全性。预制楼梯段的预制模板也应尽可能严格并按照安装详图设计制作。各层预制的楼梯段在安装并就位使用后,及时用C40和CGM等灌浆加固材料进行封堵并预留孔洞接口,楼梯缝隙要用聚苯乙烯填充。预制ALC内隔板采用管卡安装固定。为防止墙体开裂,保证安装质量,安装后用镀锌扁钢对孔洞进行加固。上部水平板用4个M10对拉螺栓加固,防止后期装修和电气导管敷设引起板水平位移。 3装配式建筑结构节点优化及处理技术 3.1梁柱框架节点连接 框架节点的加工也非常之重要。稳定安全的建筑需要保证“强剪弱弯”、“强柱弱梁”和“强节点弱构件”,具有良好的耗能水平、完整性和抗震性能。“强节点弱构件”强调节点连接的关键意义,使梁端出现塑性铰。这也要求建筑连接部位的承载力大于构件的承载力,以增强建筑结构的变形能力和抗震能力。否则,在一系列的影响下,节点会发生失稳和失效,节点的失稳和失效与框架的整体失效基本相同。从目前的发展来看,预制建筑框架节点的连接方式有很多种。干连接措施主要包括:榫连接、机械套管连接、螺栓连接、支架连接和焊接连接;根据湿连接措施,主要包括:砂浆锚杆连接、灌浆组装、普通现浇连接、预应力整体浇筑连接和后浇整体连接。 3.2墙板连接方式 与在现场预制施工形成的刚性墙体框架相比,预制的混凝土墙板构件具有相对更好一些的抗刚度性能和空间完整性。然而,对于混凝土装配式建筑构件与混凝土墙板的连接关系的进一步研究进展还尚比较薄浅。与传统框架节点式连接设计方式等相比,发展还相对的缓慢,存在了许多技术性问题。讨论研究了结构主体部分与混凝土墙板部分的连接,结构节点与砼墙板之间的连接。主体结构墙与预制外墙常见的传统连接施工方式通常有螺栓机械连接、焊接机械连接方式和预制混凝土机械连接。墙板混凝土与混凝土墙板机械连接工艺的最关键工序是砌体采用钢筋网现浇。预制结构剪力墙可以采用钢套筒混凝土连接、机械螺栓连接、钢筋混凝土和混凝土砂浆互相锚固并在同一剪力墙槽内连接等几种方式来连接。但外墙板间的连接的方式更应尽量满足工业建筑本身的各种工业需要,更安全、更方便、更快。因此,提出了“轨道式键槽墙板”的概念。这种复合墙板安装的一个关键方法是要在柱墙、梁模板上放置预制的轨道,并可以在该轨道两侧的适当空间位置上铺设一个横向键槽,使复合墙板间连接件更加连接牢固。此外,墙板之间应同时配备一些类似于预制轨道的轨道及支撑连接设备。 3.3层合板与现浇梁的接缝 层板支架结构可全部采用顶升+板条式支撑结构体系。层压板支架的上下部支撑结构系统可由板条、支架梁和上部独立支撑钢柱部分组成。通过引入BIM等技术,优化了组合板支架与上部现浇梁支架连接处部位的现场钢筋的布置,减少局部碰撞。现场进行钢筋预制绑扎和施工验收时,预留梁架上部的钢筋将暂搁置不作绑扎,待叠加层板架吊装主体就位、锚杆调直完成后方可绑扎与固定。层板在吊装设备就位运输前,其它部分钢筋都应已经基本完成绑扎与成形。 3.4焊接连接技术 焊接连接新技术原理是通过将两个预埋件平行焊接固定在两端相邻接的预制混凝土构件连接上。该新型技术原理基本地避免掉了在施工制造过程中大量的干湿分离作业,无需特殊维护工具即可直接完成连接。施工操作时间比较短,成本低。然而,焊接接头由于没有留下明显的塑性铰区,因此焊接在施工后续和使用环境中,由于出现重复拉应力,连接处将会容易发生应力脆性而破坏。因此,焊接与连接的技术在改善抗震的性能方面也存在一些很大限度的技术不足。 4应用前景分析与总结 如果把装饰性建筑拿出来和国外发达国家相对比的话,我国建筑业装饰性建筑的比例会偏低一点。但是近两年,都有我国政策的支持,我国内地不断的推出装饰性建筑的改良,并且好多地区都进行装饰性建筑。好多地方都可得以应用,这样增加了全国的建筑面积。预制加工构件采用模块化生产施工新模式使预制的构件材料能够同时在各个生产组装车间上进行连续大批量连续预制及加工,现场操作者只需一次进行一次构件生产组装施工。平时最古老的施工方法,它其实是不科学的,存在好多问题,如操作时间较长,劳动率也会比较大一点,而且它施工建材的工具材料也会造成浪费,并不是能够响应国家节能减排的这个号召,造成材料的资源浪费。改善这些问题,在源头上去能够减少资源的浪费以及做到能源的控制,这样也做到了国家的要求。随着装配式建筑标准的施工改良,为社会带来的进步以及为工业带来的不断提升,技术水平不断标准化,模型化和集成化也做到了国家要求标准,这样,精准而有质量的改观,将会越来越向我国大面积的使用,装配式建筑会有一番新的天地。 5结语 结合全文,装配式建筑是如何应用并且如何能在当前社会国家的层面响应一些良好的政策以及带来很好的社会效应。首先,它是符合国家标准的,响应国家号召的,在操作上面也节省材料,我们不难发现,在装配式工程应用中受到了众多工程的实践,它在节省材料和劳动力上体现的淋漓尽致,因为其本身就是一个非常节能减排的一个施工方式,这样从源头上解决了建筑浪费的这个问题。其次,装配式建筑采用的构件是通过工厂流水线工程化制造,所以这样从源头上就减少了人工完成作业时造成的误差,从而就提高了施工的质量。再者,装配式建筑在实操过程中,其作业工程并不困难,而且是通过机械完成所以质量会高一点,这样在施工时候方便管控,并且完成效果要比之前传统施工要好。最后,装配式建筑总工期比传统施工要短,减少了临时搭建设施和机械的投资。做到这几点才能优化装配式建筑的节点。 参考文献 [1]王凤起.装配式混凝土建筑结构施工技术要点与研究[J].建筑技术.2018,49(1):15-21. [2]穆昊明.建筑节能的经济效益分析[J].商业时代,2012,14:133-134. [3]崔庆彪.装配式混凝土结构构件及施工注意事项[J].科技信息,2013(8):427+430. [4]王涛.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用[J].建筑·建材·装饰,2020(4):58-60. [5]李磊.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用[J].商品与质量,2020(7):282-284. [6]冯正超.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用[J].中国房地产业,2020(7):129-131. [7]曾善勇.装配式建筑施工风险评价及管理措施[J].全国建材科技核心期刊———陶瓷,2021,433(11):119-120. [8]赵龙,俞辉,高祥.钢结构装配式住宅施工关键工序分析[J].中国建筑金属结构,2021(8):140-141. [9]曾祥威,张春苑,张超.装配式钢结构建筑的研究进展[J].四川建筑,2021,41(S1):16-18. 作者:孙晓蒙 单位:黄河水利职业技术学院
化工机械设计材料选择及应用:浅析化工机械设计中材料的选择与应用 摘 要:化工机械设备是工业发展中一个不可缺少的部分,其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。材料选择作为机械设计最关键的内容之一,其质量的好坏将直接关系到整个机械设计工作质量的好坏。本文探讨了化工机械设计中材料的选择与应用。 关键词:化工机械 设计材料 选择 应用 一、做好化工机械设计中碳素钢与合金钢材料的选择 要做好化工机械设计中的材料选择工作,首先要使材料满足机械零部件在运行过程中各种机械性能、物理性能以及化学性能的要求。在此基础上,还要兼顾机械生产与加工过程中的可操作性、经济性以及安全性。在当前的机械设计材料市场当中,碳素钢受其加工性能和操作性能好、成本价格优越等特点影响得到了广泛的关注与应用。但是,这种碳素钢的低强度、低韧性以及中等形状以上材料零部件无法进行热处理加工淬透作业等缺陷,使其在机械设计材料选择中受到了较为严重的制约。研究发现,在碳素钢中加入一定比例的合金元素就能够形成合金钢。这种合金钢结构的机械材料在强度与韧性上能有一定的提升,还可以在一定程度上赋予零部件材料诸如耐腐蚀、耐高温、耐磨损等方面的特殊性能。虽然合金钢材料较碳素钢材料各方面性能均有所提升,但只有在材料外载荷作用力较大,或是零件的有效截面尺寸较大且需要进行淬透 DnI 的情况下才应选用合金钢材料,其他情况则应选用碳素钢材料。 二、化工机械设计中材料的应用要以机械材料零部件的制造工艺为参考指标 在机械生产与加工作业中,铸造工艺、热处理工艺、切削工艺、焊接工艺等加工处理技术对于机械设计中材料应用的要求各有不同。铸造工艺要求机械设计材料的应用向高流动性、高收缩性以及高吸气性方向发展,焊接工艺需要机械设计在材料应用中考虑材料的冲压性、冷镦性特点,热处理工艺需要机械设计在材料应用中满足淬透性、过热敏感性以及氧化脱碳性等方面的基本性能,切削工艺则要求机械设计在材料应用中满足切削作业可操作性的特点。机械设计中材料的应用,要以机械材料零部件的制造工艺为参考指标。机械零件是组成机械的基本单元,机械零件在一定的工作条件下具有足够的工作能力,并且成本低廉,是设计机械零件应满足的基本要求。工作能力是指零件抵抗可能失效的能力,对载荷而言称为承载能力.零件因某种原因而不能正常工作的现象称作失效。零件设计除应保证零件具有足够的工作能力外,为降低零件成本还需考虑合理选择材料,降低材料费用;保证良好的制造工艺性,减少制造费用;尽量用标准化、通用化零件,简化设计过程,降低成本。 三、做好化工机械设备的防腐设计 腐蚀是化工机械设备发生的常见问题,这主要是由于化工机械设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应,进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。化工设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化,从而影响设备的正常使用和生产,也会给相关的企业带来一定的损失。所以,对于化工设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。我公司2005年从加拿大IMW工业有限公司采购2台IMW50风冷W型往复式CNG子站压缩机,型号是IMW50-3X1750SA-100-3625-2AC,进口压力为3-20MPa,排气量为450-3900NM3/H,该压缩机为自适应工况压缩机,运行至今(2013.11)工况良好,问题主要在压缩机配置的进口管路上的碳钢管接和碳钢单向阀锈蚀严重;究其原因主要是当管束气源压力低于约8MPa时进口管路出现冷凝水,冬天则为霜或冰,长期以来慢慢锈蚀,危及安全。同时管路温度急剧降低引起进口气动球阀在大压差下动作不灵敏,或扭矩不敢阀门打不开引起压缩机报警。目前准备更换316不锈钢管件及单向阀,采取2只1/2”气动球阀代替1只3/4”气动球阀。现场情况见下图: 结构的设计应该围绕化工设备生产运行中的生产要求和应力的特点,在设计中需要注重一下几个方面:首先是产品的结构要求应该要与生产化工产品的耐腐蚀要求相一致;其次是要注意化工设备的运行稳定性和流畅性,防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积;最后是要注意对于外力的保护,防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。 四、化工机械设计中材料的应用要做到环保性与节能性的统一 随着我国经济的迅速发展,对于资源的需求正在迅速增加,其中很多应用于机械设计的很多材料都已被大量开采,有一些已经变成了稀缺资源。在这种情况下,我们应该在机械设计的材料选择方面,更为注重绿色环保与经济性。机械设计材料应用工作环保性与节能性的统一,作为生态经济社会建设发展过程中,可持续发展观念赋予机械设计工作的新要求。经济社会在发展过程中对于各种不可再生原材料的需求与消耗,最终势必会给机械设计材料的选择与应用工作埋下严重的隐患,因而材料应用工作中节能性与环保性的统一已成为我们下一步工作的重点。以机械设计铸件环节材料的应用工作为例,铸件设计阶段 5%左右的成本决定着 80%左右的铸件生产成本。因此要关注机械设计材料应用阶段的节能环保,有效节约原材料和成本,减少不必要的能源耗费。 五、结束语 综上所述,在化工机械设计中材料的选择与应用已成为一个备受关注的问题,在机械设计中要做到材料的使用与节能环保协调进行,以促进我国经济的可持续发展。 化工机械设计材料选择及应用:化工机械设计中如何选择和运用材料 摘要:最近几年,我国的社会经济得到了很大的发展,这也在一定程度上影响到了化工发展的进度。化工机械设备在化工生产中占据了很重要的地位,相关设备的工作效率以及使用时间都会对化工产业最终产生的经济利益产生很大的影响。但是,因为化工机械设备长期处在一个密闭的工厂环境中,设备本身也存在材料的问题,因此经常发生化工设备被腐蚀的现象。这种现象会使化工设备的许多性能都被影响,也会严重妨碍到该设备的使用寿命。所以,让化工设备通过技术方式达到防腐的效果以及化工设备所需的材料如何选择就成了关键的问题。本文对化工机械设计中如何选择和运用材料进行了探讨。 关键词:化工机械;设计;材料选择;运用 一、化工机械设计中材料的选择 1、选择载荷类型的材料 机械设计过程中,通常机械材料的外载荷性能容易导致机械设计的部分元件失效,而机械的零部件所具备的性能却能有效的防止这种零件的失效。由于失效零部件性能与材料的外载荷性能之间的矛盾,进而要求在机械材料的选择上,要以材料的载荷性能的大小作为机械选材的标准。在选材上可以将材料的载荷性能归结为两个方面:一是当零部件在外载荷力的作用下出现扭转时,其中应力大多集中在材料表层,这就表明,材料表面的性能直接决定着零部件间的控制效果。所以在机械设计材料选择上,如果机械材料需要承受载荷力,就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工。通过此种材料的选择和加工方式能够确保产品的质量。二是对一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料,由于外载荷力作用到零件的横截面,使横截面的应力比较均衡,所以这就需要在机械材料的设计中,选择一些性能分布均匀的材料,保障在机械设计的加工、生产等环节中能够对材料进行高效的作业。 2、选择合金钢与碳素钢材料 在机械设计过程中,碳素钢是一种比较常用的材料,因为碳素钢的价格比较经济,加工的工艺性稳定因而被广泛运用。但是碳素钢也存在一定的缺点,即韧性和强度比较差,中等以上形状的材料不能被完全淬透,这在一定程度上影响了对碳素钢的使用。因此,为了改进碳素钢的功能,可以在碳素钢中加入合金,进而形成一种新的材料,即合金钢。机械设计中合金钢的淬透性、韧性、强度得到了很大的提高,并且由于合金的加入也提高了合金钢的耐磨性。然而与碳素钢材料相比,合金钢材料的淬透性、韧性、强度等都有所提高,但是只有在零件的横截面较大、材料外载荷应力较大以及需要对材料进行淬透的情况下才能够使用合金钢,而其他情况一般应当选择碳素钢。 3、选择可回收和能够循环利用的材料 在机械制造领域内,金属材料的种类非常多,钢材就有100多种。然而在机械设计中,由于不同种类的材料都堆放在了一起,很难对材料进行分类,进而加大了回收利用的难度。因此机械设计的材料选择过程中,为了便于循环利用,可以选择一些单一的合金系制作零部件,因为合金系的构成元件比较少,对环境的压力也较小,所以能有效提高对合金的回收和循环利用效率。 二机械设计中材料的运用 1、材料运用的经济性与实用性相统一 材料运用的经济性与实用性统一是机械设计中必须首先要考虑的问题。在材料运用的过程中应当注意两个方面的内容:一是在机械设计中材料的运用应以零部件的加工工艺为标准。机械加工中不同的加工技术,如切削工艺、铸造工艺、焊机工艺以及热处理工艺等技术对于材料的运用要求是不同的。切削工艺要求材料的应用应当符合切削作业的可操作性特征;铸造工艺要求材料的应用应当向高吸气、高收缩、高流动方向转变;焊接工艺要求材料的应用必须要体现出冷墩性和冲压性的特点;而热处理工艺则要求材料的应用应当符合氧化脱碳性、敏感性、淬透性等特征。二是强调材料应用中的经济性。机械设计过程中,在保障各零部件材料都能够符合各种加工工艺要求的前提下,应当合理地对机械材料的加工成本进行控制,然而为了实现材料应用的经济性,可以根据机械设计企业的自身发展水平,最大限度地对加工工艺和零部件的生产方式进行合理的控制。 2、化工机械设计中,应用材料要参考机械材料零件的制作工艺 在进行机械生产或是加工生产的时候,许多的加工技术对于材料的要求是不一样的。就比如说铸造工业就要求机械设计的材料要具备高流动、高收缩、高吸气的特点;焊接工艺却是需要考虑冲压和冷镦的特性是否良好;热处理工艺要在温度过高的时候,材料具备敏感性,在进行氧化的时候会脱碳;切削工艺又需要材料能够便于切削。在机械设计中,运用材料要参考机械材料零件的制作工艺。零件是组成机械最基本的载体,在进行零件选择的时候,一定要保障其在工作的环境下也能正常保持工作能力,也要考虑到零件的成本不能过高。工作能力是说零件要保持其持久的工作效力,也被称之为承受能力。零件不管在什么条件之下,一旦失去了工作能力就是失效。零件在进行设计的时候不仅要考虑到零件要具备足够的工作能力,还要在选择材料的时候尽量降低成本。零件也要保障制作工艺,尽量减少经济支出,零件的类型尽量能通俗化、标准化,将设计程序尽量简单化来降低生产成本。 3、对化工机械设备要进行防腐的保护 在防腐的时候,首先要从工艺上进行一些有助于防腐的设计。有时候机械设备的形状非常复杂,这就会导致一些如积尘一般明显的缺陷。平时看不出来,但很快这些地方就会被优先腐蚀。因此,为了避免这种现象,在进行化工设备的组合设计的时候,就要考虑到以下几个问题: 3.1设备的结构尽量简单化,将一切零件都尽量运用一种材质的金属,零件组合的时候也尽量不要留下缝隙; 3.2设备的表面要涂抹质量较好的防锈漆,这也是比较关键的一环,好的防锈漆可以起到隔离空气和水汽的效果。在这里,还要注意设备的结构有时也会对防锈漆的涂抹产生一定的影响。也就是说,设备组合复杂的情况下,防锈漆的涂抹也会出现困难; 3.3在进行设备设计的时候,尽量不要给水汽留下任何淤积的可能。也就是说,设计过程中,不要出现凹孔。有的设备必须出现,则应该设置一个排水系统; 3.4化工设备在进行焊接的时候,一定哟尽量连续不中断,在连接的过程中也要避免各种质量上的缺陷。如果发生了缺陷,很有可能就从缺陷点这儿产生新的腐蚀现象; 3.5因为设备的缝隙处是最容易被腐蚀的,因此对设备各个零件结合的地方要进行一些合理化的防腐处理。可以采取双面连续对接焊的方式让焊接的质量更高,这样也可以有效地避免缝隙处发生腐蚀。 腐蚀在化工设备中并不罕见,化工设备在日常的工作中,经常与空气和水汽接触,发生化学反应后就会呈现出腐蚀的现象,而后就会对化工设备产生很大的危害。如果化工设备受到了腐蚀,其外表的色泽就会发生改变,内部性能也会受到一定的影响,而后设备的使用寿命缩短,工作效率下降,就会影响到整个化工工程的进度,影响化工企业的收益。因此,对化工设备腐蚀的研究是非常有必要的。在进行化工设备的结构设计的时候,要根据设备工作时候运行的效果以及应该具备的特点做到以下几点:第一,产品的结构应该具备耐腐蚀的特点,因为这是化工产品的生产要求;第二,化工设备工作的时候要尽量保证稳定流畅,不能因为部分零件被腐蚀导致整个的工作效率下降,不要让腐蚀大量积累,否则只会越积越多;第三,设备运行也要关注外力的保护作用,防止产生新一轮的腐蚀。 4、材料运用的节能性和环保性的统一 近些年来,我国的经济正在腾飞,快速增长的经济也带动了资源的大量消耗。而用于机械方面的材料很多都被开采殆尽,有些资源已经是极其稀少。这时候,我们在进行机械设备的材料选择时,要更多地考虑到对环境的保护,也要考虑到成本的输出。在进行机械设备设计的时候,注意环保和节能也是为了实现可持续发展。如果一味地追求经济的快速发展,对那些不可再生资源大力地开采利用只会给未来的化工生产埋下更多的祸根,所以说,化工设备所选用的材料是否可以达到环保和节能的效果也是我们下一步研究的热点问题。就比如说机械设计铸件的环节,刚开始设计的5%的资金投入将决定以后生产中80%的资金投入。所以,在进行化工设备设计选择材料的时候,要考虑现阶段的节能与环保问题,有效地节约不可再生资源,节约成本,千万不要产生无效的浪费。 结束语 化工机械设备是工业发展中一个不可缺少的部分,其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。材料选择作为机械设计最关键的内容之一,其质量的好坏将直接关系到整个机械设计工作质量的好坏。 化工机械设计材料选择及应用:关于化工机械设计中材料的选择与应用探讨 摘要:化工机械已经在我国的化工生产中占据了重要的地位,化工机械设备的性能,尤其是其工作效率以及使用寿命都会对化工企业的经济效益造成重要影响。而材料的选择与应用作为化工机械设计的关键内容之一,对化工机械设备的性能以及使用寿命有着直接的影响,需要引起我们充分的重视。 关键词:化工机械设计;材料选择;材料应用 1引言 随着经济和科技的发展,我国的化工产业也取得了飞速的发展和进步,当前应用到化工生产中的机械设备无论从数量上还是从种类上都较过去有了一个显著的提高,这一方面提高了化工生产的效率,但同时也对化工机械的性能提出了更高的要求。现阶段,化工机械已经在我国的化工生产中占据了重要的地位,化工机械设备的性能,尤其是其工作效率以及使用寿命都会对化工企业的经济效益造成重要影响。 因为化工生产的特殊性,决定了化工机械设备往往长期处于一个比较密闭的工厂环境中,如果机械设备本身的材料再应用地不合理,那么就可能导致机械设备发生腐蚀现象,进而对机械设备的工作效率以及使用寿命造成严重的不利影响。鉴于此,我们必须加强对化工机械材料的选择与应用问题的研究,通过合理选择与应用材料来提高化工机械设备的防腐能力,以为化工生产工作的正常开展提供充分的保障。 2化工机械设计中材料的选择 2.1金属材料的选择 1.碳钢的选择 在当前应用到各领域工业生产的机械设备当中,碳钢凭借其优良的力学性能以及对环境腐蚀要求比较低的特性,在机械设计中取得了广泛的应用,化工机械设备自然也不例外。碳钢在常温下对液氨、浓硫酸以及NaOH溶液都具有良好的承装效果,所以在化工生产中,可以选择碳钢作为那些低浓度的浓硫酸、NaOH 溶液及含水量较低的液氨机械的材料。与其他金属材料相比,碳钢的价格比较低而且资源丰富,所以取得了广泛的应用,即使对于那些对抗腐蚀性能要求比较高的化工机械设备,也可以选择碳钢材料并喷涂不锈钢等措施后加以使用。 2.不锈钢的选择 因为化工生产的特殊性,所以化工机械设备在日常使用过程中将不可避免地会接触到酸、碱、盐等各类活性气体,如果机械设备材料的防腐蚀性能又不够好,那么设备的性能以及使用寿命必然会遭受严重影响。在这种背景下,不锈钢在当前的化工机械设计中取得非常广泛的应用。不锈钢不仅具有良好的抗腐蚀性能,而且还能有效避免铁离子的污染,因而正逐渐成为化工机械设计中所普遍采用的一种金属材料。 3.其他金属材料的选择 除了碳钢和不锈钢材料外,钦材和合金也是在化工机械设计中应用比较多的金属材料。一般而言,钦合金具有高比强度、高耐蚀性能等优点,可用于氯化盐、氯化物和强碱等场合使用的化工设备;而镍基合金则多用于那些对抗腐蚀性能要求非常高且工作在高温条件下的机械设备。 2.2非金属材料的选择 1.石墨的选择 石墨在经过一定的处理后可以形成不透性石墨,而不透性石墨在温度低于160℃、压力低于0.5Mpa的条件下可以长期适用,并且具有良好的抗腐蚀性能,可以用于绝大多数化工生产场合,对大部分腐蚀环境也都具有良好的适用性,例如沸点的稀硫酸、氢氟酸、盐酸等。此外,石墨材料还具有良好的热传导性,所以在制作热交换器时也使用地较多。但同时我们也应该看到,石墨材料的塑性以及抗拉强度都比较差,所以为了防止以石墨材料为主的化工机械设备出现损坏,一般需要使用其他金属材料制作设备外壳。 2.搪玻璃的选择 搪玻璃对各种浓度的无机酸、有机酸、有机溶剂及弱碱等介质均有极强抗腐性,通过将其与具有良好力学性能的碳钢材料相结合使用,可以得到良好的抗腐蚀性以及力学性能,是当前化工机械设计中的一个研究和应用热点。当然,搪玻璃设备也存在一些缺点,如在遭受机械冲击时极易发生破碎,在骤冷和骤热的变化过程中还可能发生脱瓷的问题等,这些缺点在选择应用搪玻璃材料时应该加以重视。 3.玻璃钢及塑料材料的选择 玻璃钢是一种增强型塑料,其相对密度在1.5~2.0之间,抗腐蚀性能优良,对水、大气以及普通浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都具有良好的抵抗能力。现阶段,在化工机械设计中,经常使用玻璃钢来作为通风管路、凉水塔外壳以及盐酸贮灌的材料,但玻璃钢材料也具有一些缺点,如其不能用作高温工作条件下的化工机械设备等。 3化工机械设计中材料的应用 1.追求适用性与经济性的统一 在化工机械设计中,材料的应用要追求适用性与经济性的统一。一方面,在机械设计中,材料的应用应以化工机械的制造工艺为标准,根据机械设备制造加工工艺的不同,应选择合适的材料。如切削工艺要求材料的应用应当符合切削作业的可操作性特征;铸造工艺要求材料的应用应当向高吸气、高收缩、高流动方向转变等。另一方面还应强调材料应用的经济性,有些材料虽然各方面性能都非常好,但其成本较高,全部采用可能会大幅度增加化工机械设备的成本,此时不妨在一些关键接触部位使用性能较高的材料,而其他部位选择性能较好而成本又较低的材料,以最大限度地对化工机械设备的加工制造成本进行控制。 2.做好防腐保护 在进行防腐处理时,首先要从材料的选择以及加工工艺上进行设计。如选择耐腐蚀性较强的材料,尽量减少形状非常复杂、易于积尘的零部件结构设计等,从而达到减缓腐蚀发生的目的。具体而言,化工机械设计中的防腐保护需要重点考虑以下几个方面的问题:(1)设备的结构尽量简单化。避免化工机械设备及其零部件的结构设计过于复杂,要对结构尽量进行简化,同时避免零部件装配时出现缝隙。(2)涂抹防锈漆。化工机械设备的表面应涂抹质量较好的防锈漆。(3)确保不存在水汽淤积现象。在对化工机械进行设计时,尽量避免出现凹孔,有的设备考虑到工作特性应设置专门的排水系统,以尽量减少水汽的淤积。(4)保证工作的连贯性。化工机械设备在加工制造过程中可能需要用到焊接工艺,此时一定确保焊接的连贯性,避免因焊接不连贯而造成的质量缺陷发生。现实中,机械加工制造过程中的不连贯之处往往可能成为缺陷点,而这些缺陷点恰恰是腐蚀容易发生的位置。(5)合理化的防腐处理。由于化工机械设备的缝隙处非常容易发生腐蚀现象,所以除了需要在设计阶段避免装配缝隙的出现外,在零部件间的主要结合位置应该进行一些合理化的防腐处理,以有效防止缝隙处腐蚀问题的出现。 3.强调节能性和环保性 近年来,我国的工业生产水平取得了突飞猛进的发展,但这同时也造成了对环境资源的大量消耗,当前应用于化工机械设计中的很多材料的储量已经极其稀少,有的甚至可能已经被开采殆尽。这就要求我们在进行化工机械设计时,要将材料应用的环保节能性考虑在内,不能一味地只追求化工机械的使用性能和工作效率,以达到促进化工产业乃至于整个社会实现可持续发展的目的。 4结束语 化工机械设备在化工生产中发挥着不可替代的作用,其使用性能和寿命对化工企业的经济效益有着非常重要的影响。而材料的选择与应用作为化工机械设计的关键内容之一,对化工机械设备的性能以及使用寿命有着直接的影响,需要引起我们充分的重视。 化工机械设计材料选择及应用:化工机械设计中材料的选择探讨 【摘 要】化工与人们的生活密不可分,无论是从物质生活的角度还是从精神生活的角度,都需要化工产品为之服务。在化工生产过程中,化工的机械设备在其中占据着重要的位置,相关机械设备的工作效率、材料的选择等方面都会对化工产业最终所产生的经济效益发挥重要的影响作用。其中材料的选择是化工机械设计最为关键的内容之一,其质量的好坏直接关系到整个化工机械设计工作质量的高低。基于此,论文针对如何在化工机械设计工作开展过程中选择好材料进行主要的探讨。 【P键词】化工机械;设计;材料 1 引言 随着社会生产力的发展,化学工业的生产进入到一个全面发展时期,新的技术与手段层出不穷,使得化学工业得到更大规模的生产和发展,为人们的生活和社会的发展增添了大量的物质财富,加快了社会发展进程。在化工机械设计过程中,选择优质且合适的材料至关重要。做好这一项工作,不仅有利于促进化工生产的发展,提高设备工作效率,而且也有利于提高整体的经济效应,促进发展。 2 在化工机械的设计过程中材料的选择探讨 在我国经济快速发展这一背景之下,资源的需求以及利用趋势日益上升,目前大多数用于机械设计的相关材料已经被大量开采,甚至于有些材料已经成为稀缺资源,因此,在化工机械设计过程中对于材料的选择方面更要慎重。在此讨论在化工解析设计过程中哪些材料是适合机械设备设计过程的,以此为后续的材料应用奠定基础。 2.1 对于载荷型材料的选择 在化工机械的设计过程中,一般来讲,对于材料的选择方面需要考虑材料的载荷性能,而从材料的载荷性能考虑的话,又可以分为两个方面。 一是在外载荷力的作用下,零部件出现扭转的情况时,应力大多集中在材料的表层,这就表明,材料的表面性能直接决定着零部件的控制效果。因此,在材料的选择方面,假若机械材料需要承受载荷力,就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工,通过以上方法来确保机械产品的质量[1]。 二是对于一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料,载荷力一般是作用在零件的横切面,可以使得横截面的应力均衡受力,这就需要在化工材料的选择方面选择一些性能分布均匀的材料,以此来保障在机械设计的加工、生产等环节对材料进行高效作业,促进化工工业的发展。 2.2 对于碳素钢与合金钢型材料的选择 在化工机械的设计过程中,碳素钢是一种比较常用的材料,究其原因,正是因为碳素钢这一材料在价格方面比较实惠、加工的工艺也比较便利,从而被广泛使用。尽管碳素钢这一材料存在多个方面的优势,但是也存在碳素的韧性和强度比较差这一缺点,这就使得中等以上的材料不能被完全形成,正是由于这一缺点的存在促使碳素钢这一材料不能被广泛使用在化工机械设计过程中。 随着科技的进步与发展,可以在碳素钢中加入合金,从而形成一种新的材料,即为合金钢[2]。这一材料在淬透性、韧性、强度等方面都得到了较大的提高,并且由于合金的加入也提高了这一材料的耐磨性。 因此,在化工机械的设计过程中,为了充分利用材料,当遇到零部件横截面积大、材料外在荷力大以及需要对材料进行淬透时就可以使用合金钢这一材料,而其他情况则使用碳素钢就可以得到解决。 3 在化工机械的设计过程中材料的应用探讨 在了解化工机械的设计过程中所需要使用的材料之后,如何将所选择好的材料应用于化工机械中呢?为此,论文就针对于此,提出以下几个方面的探讨和研究。 3.1 经济性与实用性相结合,合理应用机械材料 针对化工机械设计材料的运用,首先要遵循经济性与实用性相结合的原则,为化工机械的设计奠定基础。材料运用的经济性与实用性的统一,需要充分考虑到两个方面的内容。 一是应用于机械设计中的材料要按照零部件的加工工艺标准,机械加工过程中所要使用的工艺技术也有多个种类,如切削工艺、铸造工艺、焊接工艺等,不同的工艺技术对材料的运用要求也是不同的,比如说切削工艺要求材料的应用符合切削工艺可操作性特征,因此,在材料的应用过程中要在工艺技术不同要求的基础上合理使用。 二是需要强调材料应用中的经济性,在化工机械设计^程中,在保障各项材料符合工艺要求的前提之下,科学合理地对材料加工成本进行有效的控制,从而为后续工作的顺利开展奠定基础[3]。 3.2 环保性与节能性相结合,减少机械材料的损耗 针对化工机械设计材料的运用,需要在使用的过程中遵循环保性与节能性相结合的原则,从而有效提高资源利用率。随着我国经济的快速发展,不断增长的经济与不断消耗的资源成为主要的一组矛盾,如果一味地追求经济效益,势必会给社会的发展带来不利的结果,因此,对于化工机械设计材料的选择,不仅要考虑到对环境的保护,也要考虑到成本的输出。在化工机械的设计过程中,做到环保性与节能性的统一,有利于促进我国生态环境社会的发展和建设,也是可持续发展对化工机械设计工作所提出的新要求。比如说,在机械设计铸件的环节中,就需要充分考虑这一环节所使用到的材料在环保方面的问题,在环保观念下尽可能地合理使用材料,在最大程度上节约原材料和成本,减少不必要的能源消耗,从而做好化工机械设计工作。 4 结语 机械设备是化工生产正常且稳定运行的一个先决条件,而在机械设计过程中对材料的选择和应用是机械设备设计中关键性的一个环节,也已经成为一个深受社会大众关注的问题,由此可见,做好化工机械设计中材料的选择,并且在此基础上进行合理的运用至关重要。为此,论文就以此为主要的讨论方向,针对在化工机械设计过程中如何做好材料的选择工作,并且在此基础上进行合理地运用,促进化工机械设计工作得到顺利开展,从而提高化工机械设备的工作效率,进一步提高化工生产的质量。 化工机械设计材料选择及应用:化工机械设计中材料的选择和应用 1材料的选择 1.1碳素钢与合金钢型 在机械设计过程中,碳素钢是一种比较常用的材料,因为碳素钢的价格比较经济,加工的工艺性稳定因而被广泛运用。但是碳素的韧性和强度比较差,中等以上形状的材料不能被完全淬透,这在一定程度上影响了对碳素钢的使用。因此,可以在碳素钢中加入合金,进而形成一种新的材料,即合金钢。机械设计中合金钢的淬透性、韧性、强度得到了很大的提高,并且由于合金的加入也提高了合金钢的耐磨性。然而只有在零件的横截面较大、材料外载荷应力较大以及需要对材料进行淬透的情况下才能够使用合金钢,而其他情况一般应当选择碳素钢。 1.2可回收和循环利用型 在机械制造领域内,金属材料的种类非常多,钢材就有100多种。导致在机械设计中,很难对材料进行分类,进而加大了回收利用的难度。因此机械设计的材料选择过程中,可以选择一些单一的合金系制作零部件,以有效提高对合金的回收和循环利用效率。 2材料的运用 2.1使经济性与实用性相结合 材料运用的经济性与实用性统一是机械设计中必须首先要考虑的问题。在材料运用的过程中应当注意两个方面的内容:一是在机械设计中材料的运用应以零部件的加工工艺为标准。机械加工中不同的加工技术,如切削工艺、铸造工艺、焊机工艺以及热处理工艺等技术对于材料的运用要求是不同的。切削工艺要求材料的应用应当符合切削作业的可操作性特征;铸造工艺要求材料的应用应当向高吸气、高收缩、高流动方向转变;焊接工艺要求材料的应用必须要体现出冷墩性和冲压性的特点;而热处理工艺则要求材料的应用应当符合氧化脱碳性、敏感性、淬透性等特征。二是强调材料应用中的经济性。机械设计过程中,在保障各零部件材料都能够符合各种加工工艺要求的前提下,应当合理地对机械材料的加工成本进行控制,然而为了实现材料应用的经济性,可以根据机械设计企业的自身发展水平,最大限度地对加工工艺和零部件的生产方式进行合理的控制。 2.2参照零件的制作工艺 在进行机械生产或是加工生产的时候,许多的加工技术对于材料的要求是不一样的。就比如说铸造工业就要求机械设计的材料要具备高流动、高收缩、高吸气的特点;焊接工艺却是需要考虑冲压和冷镦的特性是否良好;热处理工艺要在温度过高的时候,材料具备敏感性,在进行氧化的时候会脱碳;切削工艺又需要材料能够便于切削。在机械设计中,运用材料要参考机械材料零件的制作工艺。零件是组成机械最基本的载体,在进行零件选择的时候,一定要保障其在工作的环境下也能正常保持工作能力,也要考虑到零件的成本不能过高。工作能力是说零件要保持其持久的工作效力,也被称之为承受能力。零件不管在什么条件之下,一旦失去了工作能力就是失效。零件在进行设计的时候不仅要考虑到零件要具备足够的工作能力,还要在选择材料的时候尽量降低成本。零件也要保障制作工艺,尽量减少经济支出,零件的类型尽量能通俗化、标准化,将设计程序尽量简单化来降低生产成本。 2.3做好防腐保护 在防腐的时候,首先要从工艺上进行一些有助于防腐的设计。有时候机械设备的形状非常复杂,这就会导致一些如积尘一般明显的缺陷。平时看不出来,但很快这些地方就会被优先腐蚀。因此,为了避免这种现象,在进行化工设备的组合设计的时候,就要考虑到以下几个问题:(1)设备的结构尽量简单化。一切零件都尽量运用一种材质的金属,零件组合的时候也尽量不要留下缝隙;(2)涂抹防锈漆。设备的表面要涂抹质量较好的防锈漆,这也是比较关键的一环,好的防锈漆可以起到隔离空气和水汽的效果。在这里,还要注意设备的结构有时也会对防锈漆的涂抹产生一定的影响。也就是说,设备组合复杂的情况下,防锈漆的涂抹也会出现困难;(3)确保不存在水汽淤积现象。在进行设备设计的时候,尽量不要给水汽留下任何淤积的可能。也就是说,设计过程中,不要出现凹孔。有的设备必须出现,则应该设置一个排水系统;(4)保证工作的连贯性。化工设备在进行焊接的时候,一定哟尽量连续不中断,在连接的过程中也要避免各种质量上的缺陷。如果发生了缺陷,很有可能就从缺陷点这儿产生新的腐蚀现象;(5)合理化的防腐处理。因为设备的缝隙处是最容易被腐蚀的,因此对设备各个零件结合的地方要进行一些合理化的防腐处理。可以采取双面连续对接焊的方式让焊接的质量更高,这样也可以有效地避免缝隙处发生腐蚀。腐蚀在化工设备中并不罕见,化工设备在日常的工作中,经常与空气和水汽接触,发生化学反应后就会呈现出腐蚀的现象,而后就会对化工设备产生很大的危害。如果化工设备受到了腐蚀,其外表的色泽就会发生改变,内部性能也会受到一定的影响,而后设备的使用寿命缩短,工作效率下降,就会影响到整个化工工程的进度,影响化工企业的收益。因此,对化工设备腐蚀的研究是非常有必要的。在进行化工设备的结构设计的时候,要根据设备工作时候运行的效果以及应该具备的特点做到以下几点:第一,产品的结构应该具备耐腐蚀的特点,因为这是化工产品的生产要求;第二,化工设备工作的时候要尽量保证稳定流畅,不能因为部分零件被腐蚀导致整个的工作效率下降,不要让腐蚀大量积累,否则只会越积越多;第三,设备运行也要关注外力的保护作用,防止产生新一轮的腐蚀。 2.4强调节能性和环保性 近些年来,我国的经济正在腾飞,快速增长的经济也带动了资源的大量消耗。而用于机械方面的材料很多都被开采殆尽,有些资源已经是极其稀少。这时候,我们在进行机械设备的材料选择时,要更多地考虑到对环境的保护,也要考虑到成本的输出。在进行机械设备设计的时候,注意环保和节能也是为了实现可持续发展。如果一味地追求经济的快速发展,对那些不可再生资源大力地开采利用只会给未来的化工生产埋下更多的祸根,所以说,化工设备所选用的材料是否可以达到环保和节能的效果也是我们下一步研究的热点问题。就比如说机械设计铸件的环节,刚开始设计的5%的资金投入将决定以后生产中80%的资金投入。所以,在进行化工设备设计选择材料的时候,要考虑现阶段的节能与环保问题,有效地节约不可再生资源,节约成本,千万不要产生无效的浪费。 3结语 工业发展离不开化工机械设备,保证其正常运行是工程项目的正常生产和运作的前提与关键。而化工机械设备又离不开化工机械的设计,作为机械设计最关键的内容之一,材料选择的质量的好坏将直接关系到整个机械设计工作质量的好坏,因此要倍加注意,以保证机械设备的正常运行。 作者:时培玉 单位:黑龙江省龙凤区大庆石化公司化工二厂
结构设计毕业论文:建筑空间结构设计及优化 [摘要]随着人民生活水平的不断提高,其对于建筑空间设计的需求也随之提高,城市建筑空间结构要不断优化。本文以建筑空间结构设计的特征出发,针对建筑空间结构设计中的问题及其优化手段进行分析,并给出相应的设计与优化措施。 [关键词]建筑;空间结构;优化;设计 建筑业的发展,促使了设计理念的改变。设计人员应针对建筑空间结构实施合理的设计,持续优化调整建筑空间结构,从而实现建筑设计的实用、经济、美观、安全的目标。设计人员应不断分析并研究建筑空间结构设计的优化问题,促使建筑设计能够充分彰显人们的生活品质,并符合生活需求。 1我国建筑空间结构的设计特征 1.1空间结构的架构材料多样化 在建筑发展的推动下,我国建筑中的架构材料也呈现出多样化特征。以往多是碳素钢作为基础材料,目前部分建筑企业开始用不锈钢与铝合金等新型架构材料。此类新型的建筑空间结构材料具备良好的装饰、防腐、承重等性能,因此有着十分广阔的运用前景,同时也得到了较为普遍的应用,这有利于加快我国建筑空间架构的发展步伐。 1.2空间结构形式比较 丰富建筑空间结构形式单一,就很难对所有建筑用途都适用,影响到建筑水平。具有比较丰富的空间结构形式的建筑,既能吸引人们的注意力,又能体现出建筑物的水准与建筑风格。正因如此,建筑设计师在设计建筑空间结构时已注重采用多样建筑风格相结合的形式,这种设计方法逐步变成当前建筑空间结构设计的潮流。 1.3受到外力的影响 由于我国可用土地面积不断减少,加上土地价格不断增加,房价呈现出不断上涨的趋势。因此,在设计建筑空间结构时,设计者需要综合考虑结构的实用性、稳定性、成本、节能性、安全性、环保性以及整体的协调性等因素。建筑结构因此也产生较大变化。比如,目前在空间结构的建设过程中,要把地震、风力等因素纳入到考虑范围,把建筑空间结构的动力问题视为建筑空间结构设计的核心内容。 2建筑空间结构设计中存在的问题 2.1内部空间个性化 建筑空间结构内部设计的完美与否主要是由业主的审美观念与个性化思维决定的,在不同的发展阶段,人们的思维方式与审美观念都有一定的差异,所以建筑结构设计要将不同发展阶段业主的要求纳入考虑范围,做到在充分利用建筑内部空间的同时,为业主预留一定的建筑内部空间,实施个性化设计与改造的空间,满足住户要求。 2.2建筑高层化 随着我国城市化步伐的逐步加快,建筑正朝着高层化的趋势发展。建筑业主除了居住这一目的,还希望通过建筑高层化设计来实现自己对于厨卫面积、采光、通风等基本要求。比如,低楼层住户怎样才能依靠结构设计接收到南向采光、怎样设计空中庭院使住户实现室内外自然景观的共享、怎样才能最方便地为建筑厨卫提供卫生防疫方面的工作等。 2.3经济环保性 在可持续发展战略的影响下,我们应适当提升能源、土地以及材料等的利用率,在设计建筑结构过程中,要尽可能地重视资金和材料的节约。建筑结构设计也需紧跟步伐,高度关注环保。要坚持环保适用、安全经济的原则,准确把握建筑在结构设计方面的整体概念设计。 3建筑空间结构设计和优化的措施 建筑企业在面对空间结构的特性与问题时,应采用如下应对策略,不断加大力度,针对建筑空间结构实施优化与设计,提升建筑空间结构的优化与设计水准,不断加强优化效果,如此才能在确保建筑使用安全的同时,推动我国建筑行业迅速、稳定地发展。 3.1优化空间结构设计理念 (1)中庭空间结构设计优化。目前,中庭空间结构模式在我国运用较为普遍,多出现于高级的高层建筑设计中。中庭空间结构模式具有彰显中央大厅气派、营造舒适休闲氛围、给人以轻松愉悦感受的作用。这种空间结构模式很受欢迎,由于工作紧张程度与环境因素的影响,现代职场人士偏爱于采用中庭空间结构模式,以缓解紧张情绪,同时通过喷泉、植物等的设置,创造出一个自然、宽松、舒适的环境。 (2)内核空间结构设计优化。内核空间模式把卫生间、电梯、设备房等集中在一起,彻底变革了传统设计中古板的空间结构布置与随意性。这种空间模式很巧妙地集中了建筑体的几何中心、重心与刚度中心,减少了建筑体的扭转矩与剪切应力,既提升了建筑体的刚度与强度,又增强了建筑体的抗震稳定性与安全性。然而,该模式对自然灾害发生时人们逃生极为不利,因此逐渐被淘汰。 (3)底部空间结构设计优化。底部空间结构是目前使用最广泛的一种空间结构设计模式,其多用于商业大厦。底部空间结构多运用地下结构对结构布局进行优化,不断拓展建筑体的空间。 (4)多核空间结构设计优化。经过一系列的发展,多核空间结构逐步确定并完善。该空间模式在空间布局上,尽可能地扩大建筑体底层的空间,为室内人员的活动提供方便;在结构上,该空间模式对增强建筑体的强度极为有利,可确保建筑体的稳定性;在采光方面,该结构模式能创造良好的采光效果,利于实现生态环保、节能的目标。 3.2建立建筑材料验收管理制度 质量好的建筑材料是确保建筑工程质量良好的前提条件。为此,(1)要建立健全物资入库验收管理制度,严格控制材料质量,做好材料入库管理工作;(2)要建设并健全原材料验收制度,验收技术文件的有关规定要求,有效确保工作的顺利开展。如今,我国一些建筑在施工时由于材料管理制度只停留在表面上,且比较简略,不利于建筑材料的质量控制。 3.3确保建筑空间结构的施工安全 通常情况下,在建筑空间结构进行安装的过程中均要用到脚手架,而且脚手架的负荷会随着安装时间的拉长持续增加。所以,作为施工人员,应在建筑空间结构施工过程中严格确保脚手架的刚度,避免脚手架由于变形出现下沉的情况,从而严重影响到建筑空间结构的安装工作的开展。例如,在不断优化建筑空间结构设计的时候,设计者要对脚手架进行科学、合理的设计,并严把质量关,在使用脚手架前,务必要开展专业的试压测试工作,严格把控好脚手架的刚度问题,才能有效地防止建筑空间结构在施工过程中出现安全事故,进而为建筑空间结构安装的顺利与安全性作保障。对于建筑企业而言,其应充分满足必要的消防需要,将防火涂料涂抹到建筑空间结构中的钢结构外表上,但必须注意涂料与涂料之间的相容性问题,并使用与底层相配套的防火涂料。 3.4加大力度管理结构的焊接工作 焊接工艺既是建筑空间结构架构中的关键构成要素,又是建筑空间的结构设计与优化过程中的重要环节。实际上,建筑空间结构设计要不断强化管理焊接工艺的力度。比方说,要求建筑企业针对焊接工人是否具备专业焊接技术、是否持证上岗进行严格检查等。在焊接重要部位或者实施大型焊接过程中,要率先开展焊接试验工作,确保工艺流程与焊接手段是正确的、合理的、科学的。如此,才能确保焊接工作的顺利开展,确保建筑物的使用安全与使用质量。 4结语 建筑空间结构的设计作为建筑业的关键构成要素,为人们工作、休闲娱乐、生活以及学习带来许多便利的同时,也推动了社会的发展进程,因此设计师应该不断优化设计方案,提高设计理念。 作者:黄新 单位:邵阳市第二建筑设计院 结构设计毕业论文:土木工程结构设计安全性及经济性分析 摘要:近年来,土木工程在我国的经济建设中发挥了重要的作用。与此同时,它的结构设计的安全性和经济性也越来越受到人们的广泛关注。所以,怎样在土木工程建设中提高结构设计的安全性和经济性,就成为了整个建筑行业研究与探索的重要课题,也直接影响着我国建筑行业的可持续发展。 关键词:土木工程;结构设计;安全性;经济性 随着我国经济的迅猛发展,土木工程在整个建筑行业所占的比重也越来越大,同样,因为土木工程结构设计出现漏洞而导致的事故也逐年增多,给人们的生命和财产造成了巨大的损失。所以,为了减少这一现象,就要求土木工程结构设计人员能够在保证土木工程结构设计安全性的前提下,还能最大程度上的降低建筑成本,这对于整个土木工程行业设计人员来说,是一个严峻的考验。 1土木工程结构设计的现状 土木工程结构设计是否合理,不仅会影响到后期工程施工的进度,还直接对工程的安全性和经济性产生不良后果。近几年来,大型桥梁的建设以及高速公路的迅猛发展,都为我国经济的整体发展带来了巨大的帮助,这就促使土木工程建设中的结构设计人员能够充分地考虑各种因素,来加强土木工程结构设计的安全性和经济性。目前,我国的土木工程结构设计中还存在着一些问题,主要表现在以下几个方面。 (1)土木工程结构设计不规范。相较于其他国家,我国现有的土木工程结构设计的标准较低,也不规范,比如说,建筑工程的使用年限、土木工程结构的牢固性和实际承载力等这些相关的标准都低于其他国家,这就使得我国的土木工程建设质量从根本上就达不到安全使用的标准,造成安全事故的频繁发生。 (2)土木工程结构设计的稳定性差。在一些土木工程的安全事故中,结构设计的稳定性差就是重要原因之一。结构设计的稳定性,是整个土木工程建设质量的前提和基础。在结构设计中,只要有一个地方出现稳定性差的问题,根据土木工程结构自身具有的延展性,就会对整个土木工程的稳定性造成影响。 (3)土木工程结构设计缺乏耐久性。土木工程结构设计中的耐久度不高,也是我国土木工程建设中常见的问题之一。我国幅员辽阔,南北地域差异大,而气候的差异也直接提高了对整个土木工程结构设计行业的要求。而有些设计人员在进行土木工程结构设计时,忽视了环境气候对土木工程的影响,使土木工程的使用寿命大大缩短。 (4)土木工程结构设计的抗震效果差。近年来,我国的地震灾害时有发生,所以,为了加强土木工程结构设计的抗震能力,国家对土木工程结构设计中的抗震系数又有了新规定。但在实际的土木工程结构设计中,有些设计人员只是一味的追求经济性,而忽视了对承重墙荷载力的实际测试,一旦发生地震,这些工程结构根本无法抵抗剧烈的震动,造成墙体开裂甚至是坍塌,进而造成严重的后果。 2提高土木工程结构设计安全性的措施 (1)在进行土木工程结构设计前,应该选择行业内有资质的设计单位来进行设计。这些设计单位往往具有丰富的设计经验和先进的设计设备,设计人员的专业综合素质也相对较高,他们能够充分考虑到土木工程结构设计中遇到的各种问题,结合实际,为以后的土木工程结构设计打下坚实基础。 (2)在进行土木工程结构设计中,应当对已有的设计理念进行反复的论证和提高,并且对一些概念性设计随时保持思路清晰。目前,概念结构设计已经成为保证整个土木工程结构设计是否安全可靠的主要设计思想。打个比方来说,在对建筑材料的选择中,进行全面的安全性评估,同时,可以利用精准的计算对概念结构设计进行核对,以此来获得更具有可行性的结构模式,进而提高整个土木工程结构设计的安全性。 (3)在土木工程结构设计中,要对涉及到的所有数值进行全面而准确的计算。要运用更科学合理的管理方法对整个土木工程结构设计的项目进行细致划分,并且逐个的对所有子项目进行核对,争取不遗漏任何一个项目的计算内容。这就使整个土木工程结构设计的安全性得到了保证。 (4)在土木工程结构设计中,设计人员要简单而准确的对设计文件进行细节说明。由于土木工程结构设计的施工人员专业素质参差不齐,针对一些重要的提示内容或细节,设计人员应该选择通俗易懂的语言来进行表述,尤其是一些较为复杂的设计,更应该将其中每一个环节的具体设计思路和施工工艺加以说明,进而在后期的土木工程结构设计施工中,保证安全性和设计人员的安全预期相一致。 (5)在施工过程中要严格控制对土木工程结构设计出现的变更。土木工程结构设计,是一项非常严谨的系统工程,其中每一个结构之间的关联是非常紧密的,牵一发而动全身,只要某一个结构因为客观因素需要改变时,不仅会影响这个结构的施工工艺和性能,还会对与之相关联的其他结构造成影响。所以,在设计之初,要考虑到可能发生的所有问题,并提出解决方案,尽可能的适应现有的施工条件,以此来减少因设计不合理而造成的损失。 3提高土木工程结构设计经济性的措施 (1)为了提高土木工程的经济性,可以在土木工程结构设计之初就对整个成本进行控制,最常见的就是招投标,它可以利用设计方案、施工成本等综合性评估来选择最能实现经济性预想的施工单位,以此来降低土木工程结构设计的成本。选择一些有资质的施工单位,尽量避免假公济私的行为,并且综合考量它的结构设计方案,在保证工程安全质量的前提下保证低成本,极大地减少了土木工程的总体投资,提高了土木工程结构设计的经济性。 (2)在进行土木工程结构设计时,设计人员应该采用灵活的设计思路以及方式。尽量避免使用标准图来作为设计的参考资料,尽管参照这些标准图可以大大减少设计的难度和时间,并能够有效规避设计错误带来的风险,但是,由于这些标准图往往都建立在高标准的基础上,而高标准就代表着高成本。因此,在土木工程结构设计中,要求设计人员应当利用本身所具备的专业技能,在保证工程结构安全可靠的前提下,设计出合理的结构方式,同时还能够最大限度的降低施工成本。 (3)在整个土木工程结构设计中,应该全面系统的考虑到所涉及的安全因素和数据参数,比如材料、面积、布局、所需钢筋数量等,这些因素单独拿出来可能很微小,但是却会对整个土木工程结构设计施工的安全质量和经济性造成影响。打个比方来说,如果对施工材料的价格或者数量没有一个充分的了解,就会在以后的施工过程中造成材料的浪费或者影响。而关于结构构件,在设计之初就应该考虑到它本身的极限载荷量和其他参数,并将土木工程结构设计中的所有参数尽可能的进行合并和统一,以此来控制土木工程结构设计的经济性。 (4)加强与有关部门的沟通与合作。在土木工程结构设计中,不仅仅会涉及到单纯的施工环节,还会需要大量的辅助性资料和工作。比如说地质勘探获得的资料和数据、材料检验检测数据等等,这些环境气候、地质结构等客观因素会对结构设计的标准化和安全需要产生非常严重的后果。因此,为保证结构设计的经济性,需要设计人员能够与各个相关部门进行沟通与合作,并获取设计所需的全面性资料和数据,来辅助提高整个土木工程结构设计的经济性。 4结语 土木工程结构设计是保证整个土木工程安全性和使用功能的基础,也是整个土木工程项目耗费资源最大的体系。因此,在当今土木工程建设行业中,就要求土木工程结构设计人员能够在保证工程结构设计安全性的前提下,也要充分考虑到整个结构设计的经济性。所以说,只有土木工程结构设计的安全性和经济性得到保障,才能使整个土木工程建设行业有一个更好的发展前景,从而为我国经济建设的可持续发展打下坚实的基础。 作者:张璐 单位:北京国科天创建筑设计院有限责任公司保定分公司 结构设计毕业论文:建筑工程地下室结构设计分析 摘要: 地下室是建筑的重要组成部分,地下室的结构设计好坏和施工质量,直接关系到建筑整体的性能。建筑工程在设计过程中,必须重视地下室的结构设计,以保证建筑整体的质量。本文对建筑工程地下室的结构设计进行了分析和探讨,希望对相关建筑设计工作者有所帮助。 关键词:建筑工程;地下室;结构设计;分析探讨 从目前来看,一般较高的建筑都设有地下室,而且随着建筑技术的不断发展,建筑的地下室层数也在逐渐增加,可以说,建筑工程地下室结构的设计,一直是建筑设计中不可缺少的一部分内容,也是在设计过程中相对较难的内容。对建筑工程地下室设计中的重点和难点的讨论,有助于提升行业内建筑设计工作者的地下室结构设计能力,提升建筑的整体质量,也有助于提升我国建筑工程设计中地下室设计的整体能力。地下室在设计中,需要关注多个关键点,即重点考虑的问题,只有正确处理和应对这些设计中的关键点,才能真正实现建筑地下室结构设计的质量提升。在此,将地下室结构设计中的关键点分析如下: 一、地下室平面结构设计 地下室平面结构设计,是建筑地下室设计中的一个关键点,但是这个关键点的影响相对较小,只需要保证足够的承重能力和空间布置合理度即可。例如建筑地下室平面结构设计是基于建筑占地面积、和建筑户型分配设计的,在居民楼的设计中,地下室平面结构设计应当在合理程度上压缩每个房间的空间,使地下室尽量具有更多的房间,使更多的住户可以使用,而酒店的地下室平面结构设计则完全不同,应当设计出停车场,在保证足够承重的情况下,尽量设计出足够大的停车空间。地下室平面结构设计应当在综合考虑开发商意图、承重能力、建筑功能等的基础上进行,才能保证其设计的科学性、合理性。 二、地下室抗震性能设计 现代建筑在设计中,越来越多地考虑了抗震性能,在地下室的结构设计中,也需要重点考虑抗震性能,尤其是在一些地震多发的地区。地下室的抗震性能设计,应当保证地下室的足够深度,越高的建筑,其地下室的埋藏深度应当越深,以提升其抗震性能。另外,地下室的抗震性能高低也和地下室的墙壁结构、材料有关,相关建筑设计师在进行地下室设计的过程中,应当根据实际的建筑设计图纸,应用科学的方式对地下室的墙壁进行加固,使地下室的抗震能力达到预期的标准。另外,地下室的顶板和上层建筑是牢固贴合的,地下室的抗震等级应当和地上部分的建筑的抗震等级相同,例如,建筑地上部分的抗震等级是二级,那么此建筑的地下室部分的抗震等级也应当达到二级,以保证发生地震时建筑整体的稳定性,不至于因为地下室的抗震性能过低而使建筑发生坍塌。 三、地下室的抗渗、抗浮性能设计 建筑在使用过程中,除了可能遭遇地震发生的情况外,也可能遭遇大雨和水分下渗的情况,因此,对于建筑地下室的抗渗、抗浮设计也是非常重要的,同时保证建筑整体质量和安全性的重要内容。具体来说,应当采取以下措施来提高建筑地下室的抗渗、抗浮性能:在相关建筑设计条件允许的情况下,适当提高建筑基坑底部的设计高度,这样可以在一定程度上起到抗浮、抗渗作用;尽量应用无梁楼盖和宽扁梁进行施工,宽扁梁和无梁楼盖的应用,可以有效地降低地下室部分的高度,降低抗浮水位,增加建筑的抗浮、抗渗性能;增加地下室部分的重量,可以采用基板加载、边墙加载和顶板加载的办法,这种方式相对容易实现,在施工过程中的应用也非常简单、方便;设计抗拔桩,这种方法的应用非常常见,效果也非常好,最好使抗拔桩嵌入到坚硬的地下岩石层中,并对抗拔桩进行灌浆处理,使抗拔桩更加稳固,增加地下室的抗渗、抗浮性能。 四、地下室结构超长的情况处理 在很多情况下,地下室的结构设计都可能出现超长的情况,超出40m~50m的情况还是比较常见的,这种情况的出现,对于提升地下室的质量是不利的,因此,必须采取适当的方法应对这种情况。在这种情况下,地下室虽然受到温度、湿度等的影响较小,但是很容易受到周围环境带来的压缩力和约束力,进而产生裂缝,因此,最重要的问题就是如何采取有效的手段控制地下室在结构超长的情况下产生的裂缝。一般来说,可以采取增设后浇带的方法,普通的后浇带宽度设计为80cm~100cm即可,钢筋在后浇带的保护下不容易断裂,而在超长的情况下,后浇带的宽度应当适当改变,根据钢筋搭接需要的最低尺寸和搭接需要的操作空间来实际确定。此外,也可以采取如在混凝土中掺入微膨胀剂、设置膨胀加强带、提升钢筋混凝土抗拉力等方法来防止地下室在结构超长情况下的裂缝产生,增加地下室质量。 五、地下室外墙结构设计 地下室外墙结构设计的重点,是混凝土、水、钢筋的比例问题,以保证地下室外墙能够承受足够的建筑上层压力。具体来说,建筑物地下室的外墙所需承受的压力来自两个方向,一个是竖直方向的,一个是水平方向的,竖直方向的压力来自于建筑物地下室上层的质量带来的压力,水平方向的压力来自于建筑物周围土层的压力。另外,在大风天气,也会给建筑物的地下室带来一定的压力增加,建筑设计工作应当充分考虑到建筑地下室在不同的条件和情况下的压力承受情况,通过合理的设计保证建筑物地下室外墙在多种情况下都可以保持足够的荷载能力。在对建筑地下室需要承受的水平方向和竖直方向的压力进行相对准确的估计后,再对建筑地下室外墙施工所用的混凝土、水以及钢筋的比例进行合理规定,确保地下室外墙抗压能力,同时也保证成本不要超过预算。 六、地下室的顶板结构设计 地下室的顶板,是地下室和建筑上层连接、贴合的地方,其质量和性能高低关系到建筑物地下室和上层建筑的整体功能协同性,因此,对于地下室顶板的设计也应当重视。对于地下室顶板结构的设计,应当在充分考虑设备管线高度和保护土层的基础上进行。地下室顶板的结构设计,其承载力数值应当通过合理的计算获得,充分考虑建筑的高度、建筑的功能、建筑需要面对的恶劣环境等。对于一些特定功能的建筑,其地下室还需要考虑防爆性,使建筑地下室的爆动荷载达到消防车作用板面的爆动荷载,以保证建筑地下室的在遭遇爆炸是能够起到稳定建筑整体的作用。地下室顶板的结构设计,需要根据建筑功能是实际情况,以精确的荷载计算结果为基础进行。相关建筑设计人员,在进行地下室顶板结构设计的过程中,应当重视这一点,充分考虑地下室顶板设计需要考虑的因素,以免由于考虑不充分而造成设计漏洞,引发严重后果。 结语 现阶段,我国的建筑设计和施工领域的发展日新月异,而此时,人们对于建筑的各种功能要求也越来越高。在这样的情况下,建筑地下室这一对建筑质量、功能影响重大的设计内容,就需要引起相关建筑设计工作人员的重视。在建筑地下室的设计中,建筑设计人员应当充分考虑各种影响因素,制定地下室设计的功能目标,通过合理、可行的手段,对地下室的相关结构进行良好的设计,通过对地下室结构的合理设计,提升建筑整体的质量,增加建筑的稳定性和其他相关功能。 作者:孙迪 单位:郑州市人防工程设计研究院 结构设计毕业论文:市政给排水管道工程结构设计研究 一、现场踏勘 给排水管道距离比较长,有些管道要穿越城镇密集区,有些要跨越山脉和河流,还有的会横跨公路和铁路,因此地形条件比较复杂,对其进行现场勘查就十分有必要。如果不及时勘查地形或者地貌情况,那么对于管道的结构设计就会考虑不全面,对于给排水工程的整体质量也会产生一定的影响。在进行现场勘查时,结构设计人员应当同给排水和概预算等专业设计人员一同参谋,并选择合适的线路,根据当地的实际情况在施工图纸中进行科学设计,还要注意对个别疑难地进行重点勘查和设计。现场踏勘这一工序在市政给排水管道工程结构设计中是必须可少的,而且是非常重要的工序,需要专业设计等人员积极参与,并进行选线工作,踏勘以后提出专业意见以供给排水平面设计参考,从而保证管道结构设计的科学性和规范性。 二、测量和地勘要求 1.勘探点距和钻孔深度。根据要求,勘探点要在管道的中线上布置,而且不能偏离中线太远,最多为3m,间距一般为30-100m,根据不同的地形条件选择不同的间距,对于地形复杂而且变化较大的地段,间距应当小些要密集一些,深度要达到埋设深度以下并在1m以上,遇到河流的话要继续钻,达到河床最大冲刷深度以下2-3m。 2.提供勘探成果要求。提供的勘探成果要求主要有:第一,要认真查明管道埋设深度范围内的地层形成原因、岩石的特征以及厚度;第二,要划分沿线地质单元;第三,要对沿线的滑坡、泥石流、坍塌等地质灾害容易发生的地域范围、发展趋势以及对管道可能造成的影响进行深入调查;第四,要调查岩层的产状和分化破碎程度对管道产生影响的全部断裂带的性质及其分布特点;第五,查明沿线井、泉的分布和水位具体情况;第六,对跨越河流的岸坡稳定性进行调查,并查明河床和两岸地层岩性及洪水可能淹没的范围;第七,要查明沿线的施工条件、水文地质遗迹地下水对混凝土和金属管道的腐蚀程度,并提供专业设计参数和建议;第八,针对开挖坡度和软弱地基处理提供建议;第九,要对地震效应和液化进行评价。 三、管道设计内容 1.结构形式。管道的结构形式主要根据管道的用途,也就是看是用作给水还是排水,是处理污水还是雨水以及工作环境、流量、水文地质情况以及经济指标等经过专业人员分析以后提出相对比较科学的参考意见。一般而言,承压管道大多采用预应力钢筋混凝土管、玻璃钢管、钢管、铸铁管或者现浇钢筋混凝土箱涵;而非承压管大多采用混凝土管、砌体盖板涵、钢筋混凝土管和现浇钢筋混凝土箱涵等。在具体的实施中根据具体情况而定,当污水管道的口径相对比较大时,最好采用现浇钢筋混凝土箱涵,对于过河渠、公路和铁路等特殊地段的非承压管也可采用光管的形式,对于比较大型的工程也会采用盾构造结构形式。 2.结构设计。根据管道的规格、地面载荷、埋置深度和地下水位等情况通过试验来计算管道的刚度和强度,并对其进行复核,并提供管道壁厚、管道等级和结构配筋图。对于特殊要求需要进行加固的管道,可以采用管廊、混凝土或者钢筋混凝土包管等措施来加固。当遇到钢管计算出的壁厚缺乏经济性的问题时可以使用加助的方法进行处理,在具体实施中应当根据具体情况来确定指标。 3.敷设方式。对于管道的敷设方式选择应当根据地面地下障碍物和埋置的深度来确定,一般常用沟埋式的敷设方式,另外还有上埋式、顶管和架空等方式。当使用购买时的敷设方式具有难度时,可以选择顶管和架空等敷设方式。总之,设计结构不同对敷设方式的选择也不同,要根据实际情况进行合理选择。 4.抗浮稳定。在管道敷设时会遇到地下水位比较高或者施工期间连续下雨的情况,因此给排水管道结构设计人员一定要高度重视管道的抗浮稳定,根据专业计算采取相应的措施来抗浮,从而保证管道工程的质量。 5.抗震设计。在进行市政给排水管道工程结构设计时尤其要重视对抗震的设计,要尽量避开对抗震不利的场地和地基,实在无法避免的就应当根据工程的重要性进行综合考虑。为了满足抗震的设计要求,尽量选择抗拉、抗折、延展性好并且强度高的钢管,一般选择钢筋混凝土结构的管道,并做好钢管的防腐蚀措施从而保证管道的质量。 四、管道结构设计中需要考虑的问题的问题 1.管道渗漏问题。市政工程给排水管道设计中应当考虑的问题之一就是管道的渗漏,管道的渗漏可能由多方面的原因造成的,概括来讲,主要有两方面原因:一方面,管道材料自身的问题,为了降低成本而使用一些不合格、砂眼和弯头质量不过关的材料,在使用的过程中由于达不到工程规定的要求,因此很容易造成管道的渗漏;另一方面,施工的组织管理存在缺陷,在施工过程中如果不对监督施工状况进行及时的监督,施工人员就会放松警惕,安全和质量意识就会下降,这样就很容易造成管道接口由于缺乏严格密封导致管道渗漏。针对此,在今后的管道设计和施工中应当根据不同的施工环境来选取不同材料的管道,从而降低管道漏损的概率。在管道材料中经常使用球墨铸铁管和玻璃钢夹纱管,这些材料具有管壁厚、环向刚度大和耐腐蚀等优势,尽管成本比较高,但是使用寿命很长,因此成为优先选择的材料。此外,要加强对施工过程的监督,不断增强施工人员的质量意识,一旦出现问题要及时纠正,从而保证管道的施工质量。 2.管道堵塞问题。市政工程给排水结构设计中应当考虑的问题还有管道的堵塞,管道堵塞也是经常发生的问题。管道一旦堵塞,污水和雨水等将得不到及时的排泄,给人们的日常生活造成很大不便。具体来讲,管道内部很容易进入地面上的垃圾,经过水流的作用以后会在弯头等处汇集,由于清理不及时,这些垃圾就会淤积起来,最终导致管道堵塞。因此针对垃圾堵塞管道的情况,在今后的给排水工程施工过程中,如果不进行安全工作那么可以用麻袋缠缚在管道的接口处,在它的上面盖上木板,这样垃圾就不会进入到管道内。再者如果不慎垃圾进入管道造成堵塞,要及时换管道,还应当对周围地区的管道及时进行检查,从而减少必要的损失;另一方面,还要优化管道的设计,可以适当增大管道的内径,从而减少管道堵塞的发生。 3.给排水管道设计中的其他问题。在给排水管道设计中除了上述量大需要注意的问题以外还应当注意在用户管线出口建立格栅、在检查井底设置沉淀地以及在检查井内设置闸槽等问题,只有这样才能保证给排水管道设计更加科学合理,才能保证整体施工质量。 作者:李书林 结构设计毕业论文:煤矿机械无轴承行星传动结构设计研究 0引言 随着煤机设备朝大功率、大规格和大扭矩方向发展,产品可靠性和寿命的要求也越来越高,而受井下空间尺寸的限制,齿轮传动要求的功率体积比越来越大。行星轮传动装置采用多个行星轮同时传递载荷,实现功率分流,具有传动比大、体积小、重量轻、效率高、振动小、噪音低的优点,得到越来越普遍的应用。 1使用现状 传统的行星传动装置一般采用双轴承支撑行星轴,轴承或置于行星轮内,或置于行星架中,见图2,轴承不可避免地要占用有限空间内的径向尺寸,在有限空间内布置轴承就需要减小减小行星轴直径或行星轮、行星架外壁壁厚,在具体设计计算中,在一定空间尺寸限制下,很难同时满足行星轮或行星架、行星轴强度及轴承寿命要求。目前,国内为提高行星传动系统功率体积比,设计中往往采用去内圈或外圈的滚动轴承及行星轴充当内圈、行星轮内孔充当外圈的滚珠轴承方式。在空间尺寸紧张、转速较低的情况下,采用薄壁滑动轴承的结构。但在功率、体积矛盾日益突出的情况下,行星轴的径向尺寸加大10mm,甚至是5mm对强度的影响也不可忽视:比如一根直径50mm的轴,其抗弯截面模量是直径45mm轴的1.37倍,那么在弯矩相同的情况下,其应力值仅为直径45mm轴的72%左右。因此,采用无轴承行星传动结构,可在有限空间内合理分配行星轴、行星轮、行星架的空间尺寸,均衡各零件强度,提高行星传动的整体可靠性。 2无轴承行星传动结构 无轴承行星传动结构,见图5,行星轴与行星架固定,无轴承支撑,行星轮与行星轴相对旋转,行星轴兼具轴承的功能。该结构充分利用有限空间,提高行星传动功率体积比。国外先进煤机制造商已有使用该技术的相关的产品问世,并在实际生产中得到了很好地应用,中国目前尚未发现有使用无轴承行星传动结构的国产矿用齿轮箱,该项目的研究在国内尚属空白。无轴承行星传动的关键在于合理分配行星轴、行星轮、行星架的空间尺寸,均衡各零件强度,提高行星传动的整体可靠性。设计过程中,首先利用经典力学理论计算齿轮寿命和强度、行星轴强度,并调整行星轴直径,保证二者均满足设计要求,然后利用有限元软件进一步分析行星轮、行星轴和行星架,优化结构,使行星架强度与行星轮、行星轴强度均衡,提高行星组件体积功率比。无轴承行星传动行星轮与行星轴、行星轴与行星架之间的配合关系也是关键环节。行星架的孔的加工难度高于行星轮的孔的加工难度,正常情况下,行星轴与行星架配合按基孔制,行星轴与行星轮配合按基轴制。行星轴与行星架固定,安装定位键,防止行星轴与行星架发生相对旋转,这样行星轴与行星架可选较松的配合,便于装配,只需满足定心要求即可。行星轮与行星轴相对旋转,应选择间隙配合,但间隙太大,影响齿轮啮合及均载效果;间隙太小,行星轮与行星轴之间无法形成油膜,行星轴磨损严重,影响行星轴使用寿命。另外,无轴承行星传动的原理上是一种滑动摩擦,工作部件温度较高,必须考虑行星轴的热膨胀量对配合间隙的影响。在设计时,行星轮孔的公差要加入热膨胀量,热膨胀量的值可按下式计算:σ=dtε,(1)式(1)中,σ为行星轴的热膨胀量,mm;d为行星轴的直径,mm;t为环境温度,℃;α为材料热膨胀系数。行星轮与行星轴配合关系影响润滑油膜形成质量,初步确定后必须按润滑方式研究部分进行详细校核,合理调整。 3结语 煤矿井下条件恶劣,巷道底板不平整,经常有较多煤泥水,承载能力相对较低,因此,行走齿轮箱必须提供充足的动力,保证整机可靠运行。在井下工业性试验期间,项目组对应用无轴承行星传动结构行走齿轮箱进行功率、振动等方面数据的采集,并分析实时采集的数据,结果显示无轴承行星传动装置动力输出稳定。 作者:石涛 单位:中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 结构设计毕业论文:智能扭力扳手机械结构设计 0引言 扭力扳手是一种能够实时反馈并控制拧紧力矩的常用工具,可以施加准确的拧紧力矩。现有的扭力扳手都要先设定所需扭矩值再进行拧紧操作,这要求操作者对螺栓所需扭矩值有一定的掌握。对此,课题组研制了一款根据螺栓规格自动设定所需扭矩值的智能扭力扳手。该智能扭力扳手可实现自动识别螺栓规格,辅助设置相关参数,自动计算螺栓的许用扭矩,采用扭矩传感器采集施加的扭矩值与许用扭矩值比较,达到许用值时扳手手柄出现微动失效,及时卸载并提示不再加力。机械机构部分主要实现自动计算许用扭矩和加力达到所需值时及时卸载失效,防止因用力过猛损坏零部件。 1设计思路 智能扭力扳手由控制系统和机械结构2部分组成。机械结构部分主要包括无级定位夹持机构和过载微动失效机构。夹持机构不但要适应不同规格的螺栓,还要实现关联螺栓规格与所需扭矩值的传感器功能。因此选用无级定位的方式既能实现夹持装置活动端任意位置定位,用于夹持不同规格的螺栓,并且在加力时保持稳定,又可通过活动端与电位器关联实现开口大小的检测;过载微动失效机构实现过载后在电磁铁的驱动下实现扳手头部和手柄连接铰链的轻微转动,及时减小施加载荷,并提示操作者不再加力。 2设计原理 (1)无级定位夹持机构 夹持机构用于夹持螺栓六角头,为了适应不同规格的螺栓,夹持开口大小必须可调。传统的活动口扳手的调整是利用蜗轮蜗杆机构实现的,利用蜗轮蜗杆机构的反向自锁实现活动端的定位,但是这种机构传动效率低,扳手开口调节较慢。本文所设计的无级定位夹持机构通过滑块在定位轨道中滑动调节开口大小,调节大小一步到位,效率较高,利用接触面的摩擦力实现定位,稳定可靠。 (2)夹持机构原理分析 无级定位夹持机构由扳手头主体、滑块、活动端、销轴等几部分组成。如图1所示,滑块与活动端通过销轴铰接,滑块在扳手头主体的导槽中滑动,活动端的下表面在导轨上表面上滑动,活动端中间部位的三角形凸起用于夹持螺栓头的定位。 (3)过载微动失效机构原理分析 由于智能扳手控制系统的输出电压最大为12V,低电压电磁铁的电磁力是有限的,因此利用钢珠的滚动摩擦系数低特性,实现大载荷微动机构的低电压驱动。过载失效机构原理。该机构由扳手头部、联接销轴、扳手手柄、卡栓、复位弹簧、钢珠、锁紧套、电磁铁等零部件组成,扳手头部和手柄通过联接销轴铰接,卡栓圆柱面有凹槽来配合钢珠并在锁紧套的作用下将卡栓定位。电磁铁为动力元件,不通电时,锁紧套在复位弹簧的作用下将钢珠和卡栓锁紧,卡栓的上表面与扳手头部下表面相接触,铰接处无法转动。当拧紧螺栓时,控制系统检测施加的扭矩值并与所需值比较,当到达所需扭矩值时,给电磁铁通电,锁紧套在磁铁吸力的作用下向下运动使钢珠和卡栓解脱,卡栓解脱后在施加扭矩的作用下铰接处发生转动,转到头部与手柄壁接触为止。扳手拧紧螺栓过程中力量较大,小电压驱动的电磁铁力量比较小,此机构巧妙的运用钢珠摩擦系数小的特性,使用较小的驱动力使扳手在施加扭矩值达到所需值后及时卸载,有效防止扭矩值的进一步增大。 3仿真与优化 (1)有限元仿真 扳手头部夹持机构受力较大,运用大型有限元分析软件ANSYS对其进行静力学仿真,验证设计的合理性,并根据仿真结果进一步对模型进行优化。装配体的有限元分析计算中,需要考虑各零件之间的接触问题,本设计中接触面之间的摩擦系数是重要参数。因此,首先要建立合理的力学模型,正确设置各接触面的接触类型及摩擦系数。扳手拧紧螺栓时,夹持端面会受到被夹持件的反作用力。对夹持机构的夹持接触面施加法向载荷,模拟螺栓的拧紧过程,有限元网格划分模型如图4所示。该扳手的使用范围为M5~M24。经计算,拧紧M24的普通六角头螺栓需要施加260Nm的扭矩,M24的螺栓六角头对边距为36mm,需要2个夹持面各施加大小约7kN的力。因此,分别对2个夹持端面施加法向载荷,大小均为7kN,设置活动端和滑块与扳手主体的摩擦系数为0.3,在机构与手柄联接处施加固定约束。 (2)结构优化 仿真结果显示,该机构设计模型存在严重的应力集中现象,受力不均匀,这是由于模型设计中形状突变造成的,可通过结构优化改善此问题。根据各个零件的应力云图,各个零件分别做以下优化:①扳手主体。在夹持头与主体联接突变处,添加肋板进行加固,并将突变处更改为圆角过渡;②活动端。在活动端中间部位销轴上方的突变处进一步加固,将圆角过渡更改为肋板,在活动端与主体接触摩擦面位置受力较大处,对通槽中无干涉位置进行实体填充,直角改为圆角。 4结语 针对智能扭力扳手的总体方案,设计了其机械机构部分。巧妙的运用钢球组合机构解决了小力驱动控制大力机构的微动,分析了夹持机构利用摩擦力实现无级定位的可行性。并运用ANSYS软件对夹持机构的受力进行了静力学分析,根据结果进行结构优化,优化后各部位的应力值满足设计要求。机械结构的设计满足了智能扭力扳手的设计需求,智能扭力扳手能有效解决技术资料在工程实际中运用较少的问题,能够快速准确地施加拧紧力矩,智能化程度进一步提高。 作者:赵排航 王克印 黄海英 陈玉昆 单位:军械工程学院 结构设计毕业论文:高层混凝土建筑抗震结构设计研究 0引言 随着城市化进程的加快,城市人口的增加,高层建筑逐渐成为了建筑行业的发展趋势。而在高层建筑的发展过程中,高层建筑的安全问题也逐渐凸显了出来,如何提高高层混凝土建筑的抗震性能成为建筑行业需着重考虑的问题。但在提高高层混凝土建筑抗震性能时应首先明确高层混凝土建筑抗震结构设计的要求,才能抓住抗震设计的核心,提高高层混凝土建筑的抗震性能。 1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求 高层混凝土建筑在抗震结构设计中应保证建筑在遭受强震的过程中不倒,在中等地震中经过维护还能继续使用,在轻微的地震中保持稳固,将损坏降低到最小。高层混凝土建筑抗震结构设计要达到抗震设计的要求,应做到刚柔并进,综合考虑建筑的受力情况,做好强剪弱弯的设计,并根据高层建筑结构的特点,进行具体的设计,保证高层混凝土建筑抗震结构设计符合要求。 1.1综合性要求 在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计时应注意建筑的刚度设计要求,利用物理学中的力学知识合理判断结构设计中的力学特点,了解机械设备的运行、建筑材料的要求以及具体的施工场地。根据这些因素确定混凝土建筑结构设计中的刚度值,充分考虑各部分的建筑结构的连接设计,在设计过程中根据实际情况予以不断调整,逐渐提高高层混凝土建筑抗震结构设计的性能,使抗震结构的设计能够抵抗强等级的地震,即使建筑结构在发生轻微变形的情况下,建筑也能通过自我的调整,保证建筑的安全性[1]。 1.2具体要求 高层混凝土建筑抗震结构设计在规划设计环节,需要充分考虑各方面的因素,尤其应着重考虑关键部分的连接点作用与不同构件的受力情况,设计人员应根据要求,保证各连接点与构件在地震中能发挥其作用。而在刚度方面,应注意刚度值的具体要求,若高层混凝土建筑的刚度值过低,建筑在强震中会受到严重的破坏,直接损坏建筑的主体结构,而在地震过后余震的作用下,建筑很可能会直接倒塌。除了混凝土建筑抗震结构设计中的刚度值问题,建筑的延展性也应引起重视,保障建筑的强度与刚度在合理的范围内,促进高层混凝土建筑抗震结构设计效用的发挥。 2地震发生过程中高层混凝土建筑的破坏特点 2.1地基破坏特点 高层混凝土建筑在地震发生过程中,若地基的土层较软弱,地基会因土体的液化而发生沉降,进而破坏地基,造成建筑上部结构发生倾斜,最终使得建筑在地震作用下发生坍塌;除此之外,高层建筑若在一些危险地带修建,尤其是在一些泥石流、滑坡等多发地段,在地震发生时,危险地带在地震的作用力下会产生二次性伤害,导致建筑的基础发生不均匀沉降,引发建筑裂缝的产生,并在共振效应下,损坏建筑的上部结构,引发无可挽回的结果。 2.2结构体系破坏特点 高层混凝土建筑为框架填充墙结构时,在地震的作用力下,建筑整个平面中的内框架柱上部容易引发剪切型的破坏,窗洞会因窗下墙的作用引发短柱性的损坏。但建筑若为框架剪力墙结构则不易遭受严重的破坏。而在底框结构中,由于底层的刚度较低,在地震的影响才会遭受严重的破坏,并且使用的若是框架填充墙结构,底层的框架为敞开式的,在没砌墙时刚度也较低,也易遭受严重的破坏。 2.3刚度破坏特点 高层混凝土建筑的主体结构一般使用的是矩形平面结构,一旦发生地震,建筑内的电梯井会产生偏心作用,因此在强扭转振动下会加重地震的作用力,加重破坏程度。而对于一些不对称的平面结构中,地震产生的扭转振动会严重影响结构的稳定性,造成建筑的损毁。 2.4构件破坏特点 不同的构件有不同的抗震性能。在高层混凝土建筑的框架剪力墙结构中,板与梁更容易遭受破坏,而剪力墙的窗台下部位置也容易产生交叉裂缝;但框架柱由于设置了螺旋箍筋,加大了层间的位移角,因此,在地震作用下不易遭受破坏。 3加强高层混凝土建筑抗震结构设计的方法 3.1做好建筑主体结构的基础设计 建筑主体结构的基础设计是建筑结构抗震性能提高的最基本问题,因此应重视建筑基础的设计。在设计过程中应注意将结构相同的单元设置在地基性一致的地面上,并保持结构一致,对于地基位置上较软弱的土层应进行处理,以免承载力的不同引发地基沉降,并运用适当的处理方法增加地基础结构的刚度,加强基础承载力的同时,使承载力保持在一致的水平上。并且应注重底框的运用,因为底框虽然经济实用,运用用途广,但结构体系分布不均匀,易引发结构的不均匀变形,甚至在严重的地震作用下,造成建筑部分开裂。因此,在使用底框时应在设计时增加一些措施以使底框能保持较均匀的刚度,避免不均匀造成变形的出现。 3.2增加抗震防线的设计 高层混凝土建筑的抗震结构并不是由某一部分构成的而是由不同的延性分体组成的,并且不同的延性分体并不是单独的工作,例如框剪结构是由剪力墙和框架分体组合而成的多肢剪力墙结构体系,在通力合作下能在余震过程中发生作用,增加建筑的抗震性能。而增加抗震防线的重要性在于即使一道防线破坏,另一道防线也会继续发生作用,减轻地震对建筑的破坏。因此,设计人员应建立一个由多构件组合而成的抗震防线体系,保证同一平面内的主要构件屈服,其他的抗侧力部件能在发生弹性时,延长主体结构屈服的力度与时间,保证主体结构较强的延性以及抗侧移性。此外,在设计过程中,若有的构件出现抗侧移值过大的状况,减弱了其他构件的强度,应适当增强构件的抗侧移能力,在设计中注意多重抗震防线的设计[3]。 3.3综合多种抗震计算方法 在对高层混凝土建筑抗震计算中,位移计算的正确性不容忽视,并且应对结构设计方案进行定量分析,控制主体结构的变形量,保证在中、低地震等级中,建筑的主体结构不会发生变形。在计算主体结构的承载力过程中,应对高烈度地震中结构的层间位移以及延性位移进行实时性的计算,具体算出建筑构件位移与结构变形间的关系,得出建筑主要构建的变形值,并对建筑截面的应变情况予以分析,计算得出构建的合理构造值,最大限度的降低主体构件在地震发生中的破坏程度。 3.4抗震的加固设计 在高层混凝土建筑抗震结构设计中,因主要构件应满足一定的延性要求,在楼层较高时,通过调节轴压比以增强构件的延性,但轴压比又不应过小,否则会造成结构短柱,延性也会受到影响,在高强度的地震作用下,造成建筑的坍塌,因而应进行加固设计。首先,在地震的加固设计中应选择螺旋复合箍筋,因为螺旋复合箍筋能有效地提高建筑中柱子的抗冲击力,从而提高短柱的抗震能力。其次,框架柱的抗剪能力应与强剪弱弯以及剪压比相对应,并且柱子顶端的抗弯能力应在强柱弱梁值的范围内,使短柱在强柱弱梁或强剪弱弯时也不会破坏剪切性,增加建筑的抗震力度。最后,因为短柱的抗剪性较弱,在地震中常出现在抗弯能力还没起作用时已发生了剪性破坏,所以在设计过程中应减少短柱的抗弯能力,使其与抗剪力保持平衡,在地震发生时满足短柱的抗弯屈服。但为了减弱短柱的抗弯强度,将柱子沿竖向设缝的情况,将其划分成多个分体柱,并利用通缝或分隔板等连接键,增加建筑构件的抗震性能,促进建筑的抗震加固设计。 4结语 高层混凝土建筑抗震结构设计的重要性是不言而喻的,只有明确抗震设计的要求并根据具体建筑结构的抗震特点,才能在设计的过程中结合建筑各体系的破坏特点,有针对性地提高高层混凝土建筑的抗震结构设计,减轻地震对高层混凝土建筑结构的破坏,从而保障人们的生命财产安全。 作者:李璐 单位:太原理工大学建筑设计研究院 结构设计毕业论文:高层混凝土建筑抗震结构设计探析 随着我国人口的快速增长,城市中需要建设大量的高层建筑才能满足城市人口的居住需要,还可以满足商业和企业的不同需要。其中抗震结构设计是保证高层混凝土建筑的重要结构,也是未来我国建筑业的主要设计结构。 1高层混凝土建筑的结构特点 高层混凝土建筑的定义是建筑高于28m,并且层数大于10层的混凝土建筑。高层混凝土结构属于竖向的悬臂结构。高层混凝土建筑结构受到的水平载荷和垂直载荷的影响,并产生弯矩和轴向力,建筑的高度跟轴向力呈线性关系。高层混凝土建筑的层数与水平位移,跟弯矩是呈上升曲线的关系,且轴向力与高度的比例关系是正比例。 2高层混凝土建筑抗震结构设计的优化 2.1结构尺寸的优化。 在结构几何形状和材料都规定好的条件下,计算出满足各种条件下的最优构件截面,其实就是对结构构件尺寸进行设计,使其造价最低化。2.2结构体系的优化。结构体系的优化先从结构概念设计开始,使结构平面布置满足对称、规则,立面和竖向规则,侧向刚度均匀变化。与此同时,通过定量的分析和计算对关系到体系整体性能的设计参数进行优化。 2.3结构功能的优化。 建筑的使用功能如何对结构和造价的影响较大,取决于工程建设完成后使用者对本项目有着怎样的使用功能要求,在能够满足用户整体功能要求的条件下对结构功能方面进行设计优化。 2.4结构体系选择的优化。 对于高层建筑来说,可以选择的结构形式有很多,例如框架结构、剪力墙结构等。由于对结构的要求很多,结构的选型也十分复杂,需要综合各方面的因素进行确定,并且需要结构、建筑、经济上各方面的协调平衡,才能对结构体系进行优化选择。 2.5基于最优设防烈度的抗震结构优化设计。 在确定了结构类型、布局和材料后,抗震结构还需要确定抗震设防水平,先进行设防水平选择在进行结构尺寸优化,这就是基于最优设防烈度的抗震结构优化设计。 3高层混凝土建筑抗震结构设计的方法 3.1改进结构设计方案。 高层混凝土建筑抗震结构设计方案需要满足我国现行的建筑工程抗震方面的标准和规范,主体结构需要能抵御空间的变形,并且在结构进行延伸变化时可以进行恢复,以抵消在高层混凝土建筑结构变形时所产生的不利形变,保证高层混凝土建筑的稳定性。在评价地震作用对高层混泥土结构所产生的影响时,需要进行科学合理的分析,考虑各结构部分,最大限度的控制高层混泥土各部分的受力情况,使建筑的抗震性能得到提升,需要特别注意的是高层混凝土的竖向结构受力,使高层混凝土建筑可以满足相关的刚度设计要求,受力更加平衡,保证高层混凝土建筑结构抗震性能和稳定性符合要求。此外,还需要考虑高层混凝土建筑位置的地质情况,在设计抗震结构时考虑防震,对于高层混凝土建筑的关键部分的施工应十分注意,尽可能的降低高层混凝土建筑所承受的重力,使其建筑受力均匀,符合重力的变化规律,避免高层混凝土建筑产生过多的水平力和竖向力的不均匀,从整体上提高对高层混凝土建筑的抗震性能。 3.2科学选定建设位置。 高层混凝土建筑的选址也十分重要,对建筑的抗震性能有着很大的影响,应综合分析项目区域的地质灾害情况。所以在高层混凝土建筑的选址上应做到科学合理,对于高层混凝土建筑周围的环境及地质情况也要考虑其中。选取的原则是:高层混凝土建筑应避免临近电厂、变电站等区域,减少周围环境对建筑的不良影响;高层混凝土建筑还需要远离丘陵和山坡,因为这些区域的抗震能力较低,不利于抗震设计。 3.3高层混凝土建筑结构参数设计合理。 应用模拟软件对高层混凝土建筑发生地震时的受力情况进行模拟,来选择科学的结构参数,分析结构的受力特点。通过对高层混凝土建筑的质量检测、施工工艺、地质等情况的充分掌握,在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计,充分的了解抗震结构设计要点,对抗震设计进行合理优化,在影响高层混凝土建筑抗震结构设计的主要部分需要进行说明,这对于提高高层混凝土建筑的抗震结构设计是十分有帮助的。此外,对于高层混凝土的抗震结构设计还应建立数据库,这样可以方面设计人员对以往工程设计资料的查找,在高层混凝土建筑结构受力研究时可以参照以往相似工程,对于力学模型的建立也是十分有用的。高层混凝土建筑结构参数包括扭转角度和震动周期等,众多的结构设计参数在高层混凝土建筑抗震结构设计时都需要互相协调和仔细分析,以保证参数的科学合理。 3.4控制扭转效应。 地震会对建筑产生水平力、竖向力和扭转力,这种各方向力的综合作用下,会对建筑物产生严重破坏,造成建筑物的损坏。地震的发生具有突然性和随机性,因此地震的发生难以预测并且需要面对很多未知因素的影响,所以在高层混凝土建筑结构抗震设计时,不能仅对水平力和竖向力进行防护,还需要对扭转力作用进行考虑,对抗震结构的位移进行要求,并测定最大和最小位移结构的刚度,保证混凝土建筑的整体位移具有一致性,对于高层混凝土建筑抗震结构设计中的每一部分都符合要求,对建筑的整体抗震性能进行分析,如发现隐患应及时的改正,尽可能的保证高层混凝土建筑的抗震性能。 结束语 随着我国社会的高速发展,抗震结构的应用也越来越广。由于居民对高层混凝土建筑质量上的要求越来越高,因此在建筑工程的实际设计和施工过程中应采取更加安全的抗震结构,这不仅能够满足国家相关法律法规的安全抗震要求,一定程度上还可以提高经济效益和社会效益,对于建筑行业的健康高速发展起到了至关重要的推动作用。 作者:郭辉 单位:北京华宇工程有限公司 结构设计毕业论文:建筑工程结构设计现状与发展 随着经济社会的发展及人们生活水平的提高,人们对建筑提出更高的要求,建筑不仅作为人们赖以生存的场所,同时美观性、实用性以及安全保障程度都会成为用户重点考虑的因素。因此建筑企业及相关设计人员必须对建筑结构设计工作足够重视。 1建筑结构设计的特点 1.1结构设计的延性特点 在实际的使用中,引发建筑物变形的主要因素有风力、地震和沉降。我们在进行建筑结构设计时一定要确保高层建筑不会受变形而出现损坏甚至倒塌的情况,就要执行一些具体的措施来保证建筑物的结构延性和建筑结构的安全性。 1.2结构设计的水平荷载问题 设计低矮的建筑时,我们通常考虑竖向的荷载因素,相对高层建筑而言竖向的荷载掌控虽然十分重要,但是起决定性作用的则是水平的荷载。因此,在设计高层建筑结构的时候,无论是竖向荷载还是水平荷载都要进行仔细的考虑,才能增强建筑结构的水平荷载能力、安全性和稳定性。 1.3结构设计的侧移变形问题 由于高层建筑可以有效的节约土地资源,所以在建筑业中成为重要的发展趋势。由于高层建筑的水平荷载非常大,而且还会因建筑的高度增加继续增大。一旦有外力的影响,高层建筑的变形就会不可避免的出现了,从而严重影响建筑的安全性能。进行建筑结构设计时,要最大限度的提高建筑强度,保证良好的刚度和强度,避免发生侧移变形。 2建筑结构设计中存在的安全隐患 2.1对建筑结构设计的认识不足 由于有关职能部门不够重视存在于建筑结构设计的问题,也缺乏监控建筑物抗震功能的设计。因此,一些不良的企业就会出现投机取巧的心理,不按章程和规范来进行建筑结构的设计,为建筑的安全造成严重的隐患,从而对生命财产带来严重的威胁。建筑结构设计的合理与否直接影响建筑的安全性,因此进行建筑结构设计首先就要认真分析建筑结构设计的实际工作,对建筑结构设计的各个要点认真考虑,才能真正提高建筑结构的设计水平和安全性。 2.2建筑结构设计的不合理 建筑结构作为建筑工程的主要框架,建筑结构设计的安全性对居住人群的安全和建筑工程的质量产生直接的影响。建筑结构设计的不合理主要表现在以下三个方面:第一,设计人员没有充分发挥专业知识和设计经验或者忽略施工规范的细节,使建筑结构设计不符合实际需求设计,从而导致建筑结构存在的安全威胁。其次,设计人员忽视建筑结构的安全性能,不重视建筑的质量。再次,由于利益的驱使,有些设计人员明知建筑结构的设计存在问题却示而不见,那么建筑工程的施工就会经常发生事故。 2.3结构设计中的偷工减料现象 偷工减料的现象在建筑工程结构设计经常发生,具体表现在:第一,建筑企业在利益的驱动下,不顾建筑工程的安全性和整体的质量,采取偷工减料和过度节约的方式,以攫取高额的利润。例如,对钢筋的使用,我国相关的规定明确钢筋的配筋率,建筑工程一定要采用标准的钢筋配筋率。第二,规模小的建筑企业,为了减少建筑工程项目资金成本的支出,选择了强度高、脆性大和韧性小的冷轧变形钢筋,严重影响了建筑物的抗震性能,建筑结构设计的安全风险大大增加了,严重影响了建筑工程的质量。 3提高建筑结构设计安全性的对策 3.1不断创新建筑结构设计的模式 概念设计的主要内容工程概念。方案的制定要尊重客观规律,从整体上来控制设计对象。建筑结构的设计水平的提高,表现在设计的成品在水准、经济和结构形式上要比现有的成品更具优势。结构设计工程师要在不断更新和变化的建筑结构技术中提高自身的能力,并积极攻克现实中的各种难题,做到精益求精,这样就会大大提高建筑结构的设计水平。目前住建部推出的“四新”技术是切实的从经济效益出发,有效的帮助提高建筑结构的设计水平。 3.2建筑结构设计人员的质量意识和安全意识要加强 建筑结构设计人员要保证依章办事就应该充分了解规章制度的内容,在实践中不断的进行反思与总结并吸取经验教训。建筑结构设计人员要保证建筑物的抗震性,就要运用科学的设计理念和方法;建筑企业通过培训来增强应当加强建筑结构设计人员的质量意识和安全意识。通过采取以上措施来提高并确保建筑结构设计的安全性。 3.3建筑结构设计人员的专业素质和技能要提高 现阶段建筑结构的设计在形式和内容上都不同于以前的建筑结构设计,对技术的要求也越来越高;为了适应着中发展趋势,建筑结构人员通过拓展知识的广度和开拓视野的方式来增强建筑结构设计的深度。 4结语 提高建筑结构设计的安全性,可以更好的提高建筑物的整体质量,也更好的保障人民生命财产的安全,使建筑工程项目顺利进行。提高相关设计人员的质量和安全意识,培训和提高结构设计人员的专业水平等都是有助于保证建筑结构设计的安全性,确保建筑业的可持续发展。 作者:徐峰 单位:苏州城发建筑设计院有限公司 结构设计毕业论文:高层混凝土建筑抗震结构设计 近年来,我国建筑行业得到前所未有的发展,并且建筑领域逐渐地向高层方向发展,众多高层混凝土建筑工程如雨后春笋般出现。高层混凝土建筑结构设计中抗震结构设计是非常重要的环节,同时也是结构设计的难点。主要是因为高层混凝土建筑的人口相对密集,一旦发生地震灾害,高层混凝土建筑抗震性能较低而发生坍塌,将会造成严重的人员伤亡与经济损失,同时造成恶劣的社会影响,这对建筑行业的健康、可持续发展是非常不利的。因此,在进行高层混凝土结构设计时,应该充分的认识到抗震结构设计的重要性,为高层建筑居民的生命和财产安全提供可靠的保障。 1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求分析 ①在进行高层混凝土建筑抗震结构规划与设计时,应该经过精确的计算与分析,合理的掌握结构刚度,充分的了解施工现场的地质条件、所有设备的运行参数、建材的性能以及物理力学知识,以此确定高层混凝土建筑结构的整体高度大小,并设置科学的连接,以此实现对刚度的合理调整。为了提高高层混凝土建筑的抗震能力,应该尽可能的将建筑波动受力控制在地质支撑范围以内,即当高层混凝土建筑基础结构出现变形之后,抗震结构通过自身的调节,能够尽可能的降低整体结构的变形幅度,然后通过有效的维护工作,保证高层混凝土建筑的安全和使用价值。 ②在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,设计人员应该正确的分析关键部位或者重要部件和其他部件之间连接点的受力状况,通过合理的计算,采取有效的措施进行调整,以此提高高层混凝土建筑的抗震能力,当地震灾害发生之后,能够最大限度的降低地震给建筑物带来的损失。此外,通过对当地历年的地震灾害进行分析,如果高层混凝土建筑采用柔和刚度设计,当地震灾害发生之后,将会导致主体内部结构遭到损坏,在余震的作用下,会导致建筑结构发生连锁反应,对建筑结构造成持续破坏,最终导致建筑倒塌。对此,在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,应该充分的研究与分析混凝土抗震结构,以此保证高层建筑的结构刚度满足相关的设计规范,同时强化建筑结构的延伸性,进而提高高层建筑的抗震性能,最大限度的降低地震灾害给建筑造成的损失。 2高层混凝土建筑抗震结构的优化设计 ①在进行高层混凝土建筑工程建设施工之前,应该对施工现场进行勘察,尽可能的避免选择在地震因素或者灾害多发地,科学、合理的选择建筑位置,对于提高高层混凝土建筑的抗震性能具有非常重要的作用。同时,高层混凝土建筑周围不应该存在变电所、发电站等安全指数不稳定的地区,同时避开低洼沼泽、陡峭山坡等抗震效果差的地区。 ②在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,应该坚持均匀、对称、规整等原则,高层混凝土建筑各个楼层在水平地震作用下会发生侧移,主要包括整体转动、整体平移、剪切变形以及整体弯曲变形,对不同的建筑结构应该采用针对性的措施控制结构的变形。为了降低结构侧移,应该采取以下措施:采用弯双重抗侧力体系,减小框架的梁距与柱距,采用竖向支撑的交错布置方式,采用立体构件取代传统的平面构件;利用倾斜里面和扭转体型,采用围护结构提高建筑的抗震能力;适当的增加建筑的宽度;在进行抗震设计过程中,有目的、有意识的控制厚薄层,这样既能够提高建筑结构的抗震性能,又不会使薄弱层发生变形,这是提高高层混凝土建筑整体抗震性能的有效措施。 ③在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,为了提高其抗震性能,应该设置多道抗震防线,主要是因为地震灾害经过强烈的震动后,会伴随多次余震,如果高层混凝土建筑只设置一道抗震防线,将会由于损伤累积导致建筑倒塌。地震作用下高层混凝土建筑的性能主要取决于钢筋混凝土的抗变形能力,地震对发区域的高层混凝土建筑,其抗震设计应该采用延性框架,同时加强结构局部薄弱区的刚度与承载能力,以此保证高层混凝土建筑的整体性与抗震能力,尽可能降低地震作用对建筑造成损害。通过设置多道抗震防线,能够有效的避免建筑结构出现薄弱区。同时,通过加强概念设计,加强薄弱部位,重视结构的延性设计,合理的控制钢筋的锚固长度,特别是直线段锚固长度,同时考虑温度应力对建筑抗震性能的影响,通过全方位的考虑,设置多道抗震防线,能够显著的提高高层混凝土建筑的抗震性能。 ④在进行高层混凝土建筑抗震结构设计时,应该重视消能减震与隔震措施。目前,我国以及世界各国都采用了延性结构体系,主要是因为延性结构通过对建筑物的刚度进行调控,当地震灾害发生之后,建筑结构构件进入延性的塑性状态,以此起到降低地震作用力,削减地震对高层建筑造成的损坏。延性结构虽然能够吸收地震能量,但是随着建筑高度的增加,其消耗地震能力的作用越来越小,不能很好的起到耗能减震的作用,传统的延性结构体系已经不能够很好的满足现代高层混凝土建筑的抗震要求。 ⑤充分考虑位移,尽可能的降低输入地震能量。在进行高层混凝土建筑抗震设计时,应该充分的考虑位移问题,设计人员应该根据高层建筑结构设计规范,重视计算承载力,然后采用弹性策略,系统的分析与计算建筑结构力,在分析相关数据的前提下,考虑横向弯矩,展开深层次的设计;通过减少建筑自重,能够有效的降低建筑在水平方向的侧移,通过考虑多个方面的因素,能够有效的提高高层混凝土建筑的抗震性能。为了降低地震输入能量,在高层混凝土建筑设计过程中,应该充分的考虑地震预期作用,全面的分析、预算和计算变形问题,尽可能的提高建筑构件的承载能力,同时考虑地震时间层的位移侧移和综合位移之间的延性比,这样能够显著的提高高层混凝土建筑的抗震性能,保证建筑结构的安全性与稳定性。 3结语 总而言之,高层混凝土建筑在现代建筑中占据很大的比例,为了保证高层建筑居民的生命和财产安全,必须充分的认识到高层混凝土建筑抗震结构设计的重要性,根据高层混凝土建筑项目的实际状况,应用先进的抗震设计理念、科学的抗震结构形式以及相关抗震措施,不断的提高高层混凝土建筑的抗震性能,当发生地震灾害时,为人们的逃生提供宝贵的时间。同时,加强高层混凝土建筑结构抗震设计,对促进整个建筑行业的健康、可持续发展具有非常重要的作用。 作者:郑欢 单位:河南省城乡建筑设计院有限公司 结构设计毕业论文:机械结构设计中的创新设计探析 时代的发展与社会的进步对创新提出了进一步的要求。创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,对于机械结构设计来说也同样如此。对于设计者来说,在机械结构设计中进行创新是一项非常具有挑战的任务。只有充分了解机械结构创新的必要性,才能取得最佳的设计效果。 一、新时期机械结构设计中创新的必要性分析 时代的发展与科学技术的进步对机械结构设计的思想与理念提出了新的要求。新时期,如何使机械结构设计满足社会发展与人们日常的工作与生活的需求成为必须迫切思考的问题。解决这一问题的有效途径就是机械结构设计过程中融入创新精神与创新理念。创新并不是凭空创造,而是在现有理论与实践的基础上进行有效的发展。对于机械机构设计来说,设计者就是要思考如何利用已经存在的现代机械设计理念,将其与创新思维相结合,从而实现不同构件、模块的优化组合,以便制造出能够满足人们需求的机械结构部件。新时期机械结构设计创新就是要求设计者能够从机械结构设计的内在规律入手,不断实践。 二、基于变元法的机械结构设计创新 (一)机械结构设计时进行材料变元 机械结构设计离不开材料的科学选择,可以说机械结构创新的成败决定了合理的材料选择。比如说在设计液浮式陀螺时,如果马达定子壳所使用铝质材料,而将合金钢作为转子轴的材料,那么因为其膨胀系数的不同导致其在运行时可能因为定子与转子轴向尺寸的变化,导致液浮式陀螺马达运行故障。所以设计时就必须重视材料变元的科学运用,合理利用材料。 (二)机械结构设计时进行数量变元 众所周知,完整的机械结构是一个成熟的系统,包含各种不同的零件,这些零件虽然作用不同但是都发挥着作用。在设计时,设计人员就必须不断计算,并将计算结果与机械结构设计相比对,及时改进。如果发现机械结构设计中存在冗余零件结构,则需要及时更换淘汰。对于机械结构设计的创新就要求设计人员及时调整机械结构的零部件,确保结构设计的科学、合理。设计时可以减少零件或者将部分零件合并,通过减少了零件的数量,提高其互换性,从而提高了机械结构的性能。比如说铸件的结构性装必须简单,此时就应该采用直线型的轮廓。而螺纹连接结构中,要想避免螺丝松动问题,就可以把螺钉、垫圈以及弹簧垫片功能整合,减少零件数量并满足功能。 (三)机械结构设计时进行位置变元 机械结构设计过程中如果调整零件的位置,则可能导致机械结构产品的整体性能发生变化。在一些机械设备中,其传动装置的齿轮要求必须贴合无间隙,但是在加工过程中往往做不到这样的要求,齿轮的孔距难以得到有效的控制。虽然可以采取其他的设计形式,但是可能又会受到空间的限制。所以设计师必须通过位置变元,以此来不断调整机械机构各零部件之间的孔距与距离,进而实现创新,改善性能。 (四)机械结构设计时进行尺寸变元 机械结构设计创新时还应该保证机械结构产品的外观、外形尺寸以及安装等属性与要求。所以说,设计者必须保证机械结构设计时的尺寸变元,不断找到最佳的零件应用尺寸,实现零件应用方案的优化。除了要注重零件的性能外,还应该对零件的外形、尺寸进行一定的变化或者修正,保证机械结构运转的正常。在平时对机械结构设计时,应该尽量缩小零件的尺寸并且将机械结构设计模块化,以便内部零件的不断协调运行。这样可以直接缩小机械结构的外形。 (五)机械结构设计时进行形状变元 设计人员要关注机械结构中零件表面极其整体形状、轮廓等,通过设计实现零件形状的改变,从而改善机械结构的性能、外形或者功能。例如在设计某一机械结构时,要求其发挥弹簧压力压紧零件,就可以在设计时将弹簧类型(压簧、拉簧、扭簧、板簧等)和被压零件形状(圆柱面、平面、螺旋面、球面等)进行反复组合,在所得到的各种方案中选择最佳组合。 (六)机械结构设计时进行连接变元 机械结构设计中的连接方式与方法比较多,不同的机械结构需要选择不同的连接方式。所以设计人员要具有将不同连接结构以及连接方式进行相互调换、调整以及改变的思维,从而获得众多不同类型的机械结构类型。比如说一些机械部件需要经常拆卸,在选择连接结构时就应该选用一些既能够连接可靠也能够便于拆卸的连接结构。这种类型在生活中可以经常看到,尤其是手机机盖或者儿童玩具产品中较为多见。 (七)机械结构设计时进行工艺变元 使用不同工艺方法装配起来的机械结构可能其性能也不同,在进行机械结构设计时应该考虑到这一点,否则可能出现机械结构产品无法满足设计需求的局面。设计人员所要做的就是要熟练掌握各种加工工艺,并能够在此基础上进行反复试验。通过仔细分析,找到零件结构工艺中可能存在的问题,从而提出相应的修改意见。在一些机械结构设计与推广中,一些机械结构的加工与制造可能与传统方法不同,设计人员需要予以极大的关注,以便其能够保证机械结构的质量与性能。 结语 综上所述,机械结构设计创新具有非常重要的意义,是满足人们需求,促进社会进步与发展的不竭动力。对于设计者来说,要不断探寻机械结构设计的创新点,不断优化结构设计,利用创新思维、创新理念替代传统设计理念与方法。这就要求设计者必须具备高昂的斗志、敏锐的观察力以及源源不断的灵感,最重要的则是要有较高的专业素质。只有这样才能不断创新机械结构设计,满足社会与生活的需要。 作者:乔石 邵婉 单位:烟台北方星空自控科技有限公司 结构设计毕业论文:机械结构设计中运动力学的应用 0引言 工业经济虽然在知识经济时代的来临和冲击之下,逐渐走向了式微的发展阶段,但这并非意味着在社会生活和经济生产中,已经失去了往昔的主导地位,仍旧存在着不可忽略的价值和功能,并在国家复兴的进程中,具有强大的助推作用。作为传统工业部门中的代表,机械制造业不但在经济发展的助推中,作用绝非可有可无,而且在当前科技创新的研究领域中,其平台作用也是不可小觑。在机械结构的设计原理中,运动力学在其中的干预作用最大,在物理学的实验活动中,也最受研究人员的重视和关注。 1机械结构设计的在应用中的技术要素 作为机械结构设计环节中的重要组成部分,结构设计中的关键要素,正是促进技术革新的重要手段之一。伴随着科研活动中的理论基础的日益夯实和技术应用范围的日趋扩大,物理学中的相关原理也逐渐拥有了充足的用武之地,在实际机械结构的设计中,不断满足着机械结构的符合要求,并促进生产水平的解放和提升。在机械结构设计层面的几何要素上进行分析,机械结构的设计原理,秉持着其精密的设计技术的指导和应用,在零部件之间能够实现咬合力的提高,并实现位置关系的明确定位和精密确定。在这种几何要素的关系体系之内,机械结构设计中最为关键的因素,便是不同的面,在这些不同的面上,通过完善和优化的考量,来保证在零件的不同接触面上,都可以进行合理的安排。 2运动力学在机械结果设计中的应用 运动力学在机械结构设计中的应用价值,主要体现在2个方面: (1)在零部件的链接方面。在这一环节中,诚如上文中论述的那样,存在着直接链接和间接链接的差别,由于存在着应用方面的差别,所以在运动力学的应用潜力上,也存在着截然相异的表现。但是作为机械设计中的核心要素,运动力学所产生的抽象指导上,从根本上也是如出一辙。例如,利用力矩的变化,通过计算不同联接点的摩擦力和压力,从而可以了解到不同的节点的压力和零件的材料选择等。在力学计算和相应的选择性指标的衡量下,构成决定零件的选材和位置的排列组合等等,都体现出这一点。 (2)在机械零件的操作过程中,一旦发生损耗等相关问题,运动力学的理念和技术原理同样存在着必要的指引作用,特别是在行动与摩擦之后产生的损耗之后,借助运动力学的相关理论,便能够依照运动做工,实现计算机的损耗系数,并且对零件的损耗程度进行相应的预定,还能够在根本上实现材质遴选的科学性。总之,充分利用运动力学,是保证机械结构设计的基础,也是未来的发展方向。 3运动力学在机械结构中的设计准则 3.1满足力学要求的设计准则 在进行机械产品结构设计过程中,必须要考虑到材料力学、弹性力学、疲劳力学等相关的力学准则,并且在此基础上,通过相应力学的强度计算法则,实现设计合格化的机械产品,积极引用在生产活动之中。在运动力学的物理学术体系中,疲劳力学便是一个值得参照的对象。由于其与轴承、齿轮以及轴的使用寿命等存在着直接的关联,因此在设计过程中,研究人员通常会依据不同机械零件的载荷变化,实现力学计算的灵活化处理,进而实现产品结构的优化,并延长机械产品的使用寿命和利用周期。由于零件的截面尺寸的变化,能够带动其内应力变化适应能力的提高,这便能够使得各截面的强度相等。而按等强度原理设计的结构,材料才可以得到充分的利用,提高经济效益。 3.2创新机械结构的设计理念 如今的机械结构创新设计活动,大体是指采用机械结构设计变元法,通过针对机械结构设计中相关因素的遴选和改变,以实现机械结构在实用层面上的技术革新和理念创新,以便满足于应用上的诸多需求。在这种呼之欲出的科研背景之下,创新型结构在便利性和经济性等多方面上均能够优于传统设计结构的主要原动力,就是近年来推出的变元法。这种机械结构的设计法则主要包括多种装配原理,例如数量变元、形状变元、材料变元、位置变元以及装配联接变元等等,在变元中实现机械结构设计方案的革新,并在数学模型的引导和助推下,计算和测试其结构性能,便能够选择出最优化的机械结构设计。 4结语 通过对运动力学的理论阐释及对其在机械结构设计应用中的使用角度和应用范围进行深度分析,便可得知运动力学对机械设计应有所具有的非比寻常的指导作用和干预影响。由于机械产品的使用在当今经济活动中,与运动设备之间的联系越发紧密,因此在机械结构的设计活动中,需要机械运动理论的深度化透析和研究,并且紧随市场需求的步伐,进行相应的技术改革与理念创新,为国家的机械制造业提供更为便捷的服务。 作者:卫江 王胜 单位:陕西广播电视大学 结构设计毕业论文:新型能量回收缓速器机械结构设计分析 0引言 缓速器是一种辅助刹车机构,采用非干摩擦制动方式,通过作用于原车的传动系统而减轻原车制动系统的负荷,使车辆均匀减速,增强车辆的安全性和可靠性,停修时间短,可提高运输效率、车辆使用经济性以及驾驶舒适性,也保证了驾驶员与乘客的安全。传统电涡流缓速器制动时,将车辆的动能转变为热能散失,在我国标准的ECE15工况下,制动所消耗的能量占整个刹车系统的56%~92%。本文针对该问题,设计了一种具有能量回收功能的新型缓速器。 1新型能量回收缓速器机械结构设计 新型能量回收缓速器由缓速器发电装置、控制器和储能装置构成。根据传动轴直径及实际汽车安装空间限制最终确定新型能量回收缓速器电机尺寸为长300mm,宽450mm,高300mm。控制器箱体为长40mm,宽100mm,高20mm。蓄电池壳体长40mm,宽100mm,高40mm。 1.1发电装置设计 缓速器发电装置主要由电机构成,电机安装在车辆主变速器后的第一传动轴上。电机由于质量较重,在顶部设计了四个固定座,用螺母固定在车架,减轻对传动轴的压力。缓速器电机在发电时同时会产生涡流现象,所以安装位置尽量选在空气流动较好,易于散热的第一传动轴上。根据汽车实际能安装空间,保证散热面积的情况下,最终确定新型能量回收缓速器电机尺寸为长300mm,宽450mm,高300mm。 1.2控制器设计 控制器的形状为盒体,内部安装有逆变电路、功率模块驱动和保护电路。在控制器右侧设计一块固定板,长40mm,宽100mm,厚10mm,在固定板四个角上设有四个螺孔,用于固定。控制器电压为36V,工作过程中要求有较高的稳定性,所以安装在汽车车架右侧,用螺钉固定。控制器盒体长40mm,宽100mm,高30mm。 1.3储能装置设计 储能装置由蓄电池和四个功率IGBT管子组成。IGBT是绝缘栅场效应管和大功率晶体管(GTR)的复合器件,其被放置在储能装置盒中,储能装置盒右侧同样设置四个螺孔,用螺母固定安装在控制器后面的车架上。储能装置盒的尺寸为长40mm,宽100mm,高40mm。通过对以上零部件的设计,安装到客车或货车车体后的装配图。 2结论 本文对新型能量回收缓速器的结构及形状尺寸进行了设计和研究,并通过Solidworks软件绘制了新型能量回收缓速器的效果图和装配图。新型能量回收缓速器具有节约能耗、缓速效果好等优点,同时解决了传统缓速器散热问题,未来拥有很好的市场前景。 作者:蔡袁琦 曹建波 鄂世举 文欢 沈娟亚 单位:浙江师范大学工学院 结构设计毕业论文:绝对式光栅尺的机械结构设计分析 0引言 随着我国加工制造业的发展,数控机床的应用越来越广,对数控机床定位精度与重复定位精度的要求也越来越高,传统的半闭环控制系统也越来越难满足用户的使用需求。基于半闭环控制系统的数控机床具有明显的缺点:无法控制机床传动机构所产生的传动误差、高速运转时传动机构所产生热变形误差,以及加工过程中因传动系统磨损而产生的误差,而这些误差已经严重影响到数控机床的加工精度及其稳定性。直线光栅尺对数控机床各线性坐标轴进行全闭环控制,消除上述误差,提高机床的定位精度、重复定位精度以及精度可靠性,作为提高数控机床位置精度的关键部件正日益受到用户的青睐[1]。直线光栅尺分为增量式光栅尺与绝对式光栅尺,安装绝对式光栅尺的数控机床在机床重新开机后无需执行参考点回零操作,就立刻重新获得各个轴的当前绝对位置值,可以马上从中断处开始继续原来的加工程序,大大地提高数控机床的有效加工时间。在全闭环的高档数控系统中已经普遍使用绝对式光栅尺和绝对式光栅编码器,在西方发达国家采用绝对式光栅位移传感器的占数控机床的80%,目前国内的全闭环高档数控机床中采用绝对式光栅传感器的也接近30%[2]。国际上生产绝对式光栅尺的厂家有德国的HEIDEN-HAIN(海德汉)、西班牙的FAGOR(发格)、日本的MITU-TOYO(三丰)、英国的RENISHAW(雷尼绍)。相比之下,国内目前没有绝对式光栅尺的产品,但是已经有部分研究所、高校以及企业先后开展了绝对式光栅尺的研制工作,其中中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的研究工作最为突出,其研制出的JC09型绝对式光栅尺样机实现了与华中数控HNC-818B世纪星加工中心数控装置对接,并应用在长二机床厂的XH714立式加工中心上[3]。本文将对绝对式光栅尺的工作原理以及绝对式光栅尺的机械结构做相关的研究。 1绝对式光栅尺的工作原理 绝对式光栅尺的工作原理如图1所示,LED光源发出的光经过透镜后形成平行光,经主光栅与指示光栅后照射到ASIC光电器件上,将光信号转换成电信号并通过信号处理器计算出位置值,最后通过通讯接口将位置值输出到后续设备上。其中主光栅由两条码道组成,一条码道为绝对码道,即下方不规则的码道,通过该码道可以实时读取绝对式光栅尺的绝对位置;另外一条码道为增量码道,即上方周期为20μm的规则码道,通过该码道可以实现信号的高细分,提高光栅尺的分辨力。图2为主光栅的实物图,上方为增量码道,下方为绝对码道。指示光栅由两部分组成,一部分为增量窗口,由增量码道组成;一部分为透明窗口。ASIC器件也分为两部分,上面接收增量信号,下方接收绝对信号。 2结构设计方案 为绝对式光栅尺原理样机整体结构图,为绝对式光栅尺原理样机内部结构侧视图,从图中我们可以看到,光栅尺主要由尺壳、主光栅、密封条和读数头这几部分组成,其中读数头包括照明机构、指示光栅滑架、指示光栅、滑架体与滑架体盖,读数头实物图如图5所示。绝对式光栅尺整体采用封闭式结构,铝制尺壳保护主光栅、读数头免受灰尘、切屑和切削液的影响,密封条保持尺壳的密封,同时在滑架体与滑架体盖间也要加入密封橡胶,防止切削液的渗入。尺壳在制作时采用的是拉制型材的方法,除了满足读数头和主光栅的安装空间外,尽量做到外形足够小,型材拉制出来后变形较小,可以满足使用需求。主光栅粘接在尺壳上,指示光栅粘接在指示光栅滑架上,ASIC光电器件粘接在指示光栅上,后续处理电路固定在滑架体与滑架体盖中。指示光栅滑架与主光栅间采用五轴承滚动机构,通过五个轴承在主光栅上的滚动,保持其长期可靠的运行,为了保证读数头在运行过程中指示光栅滑架与主光栅不发生离位,在这里采用六弹簧的定位机构,分别为两个拉伸弹簧、两个压缩弹簧、两个扭转弹簧,压缩弹簧的作用是通过施加压力将指示光栅滑架下方的三个轴承压紧在主光栅上,扭转弹簧的作用是将侧方的两个轴承压紧在主光栅上,拉伸弹簧保证指示光栅滑架在纵向上的受力,六个弹簧使得光栅尺的读数头具有较强的自适应性。在机床上使用光栅尺时,光栅尺的安装分为两种,一种是将尺壳固定在机床的静止部件上,将读数头固定在机床的运动部件上;另外一种是将尺壳固定在机床的运动部件上,将读数头固定在机床的静止部件上,一般选择第二种安装方式,因为读数头上连接有电缆线,当读数头运动时,电缆线也要随之运动,对排线会有一定的要求,实际使用时可根据机床实际使用环境选择适当的安装方式。当尺壳与读数头发生相对运动时,尺壳中的主光栅与读数头上的指示光栅也发生相对运动,从而进行位置测量。 3结束语 随着我国加工制造业的进一步发展,绝对式光栅尺的需求量会越来越大,每个高档数控机床都需配备三个轴的绝对式光栅尺,不容小觑。摆脱国外产品垄断,加快自主研发是当前的首要任务,目前中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研发的绝对式光栅尺已小批量应用到国内的一些数控机床厂家,正逐步向产业化迈进,同时,我们也自主研发了绝对式光栅尺母尺刻划曝光系统[4]及绝对式光栅尺母光栅刻划装置[5]。希望在不久的将来,我们国家生产的高档数控机床上都能配备有我们自己的绝对式光栅尺。 作者:杨帆 单位:中国科学院 结构设计毕业论文:建筑抗震结构设计研究 引言 最近我们国家的很多地区都发生了地震,地震造成的损失也非常大,地震中有很多建筑房屋发生倒塌的情况,因为这种原因造成了人员的伤亡和财产的损失是非常巨大的。因为建筑物自身的局限性,所以只要是有地震发生,就会产生很大的危害。所以对于建筑物的抗震性进行优化是非常有必要的。 一、建筑结构抗震性能可能出现的问题 目前,我国的建筑物在建设的过程中使用的抗震方法多为等效斜撑,这种方法对于抗震十分有效,可是它的精度却很低,这也就造成了在实际运用上的局限性。我国的很多相关研究人员有提出运用非线的有限元角度对建筑模型进行填充,但是这种方式的施工过程太过复杂,并不是十分适合建筑物。所以,在进行抗震设计的过程里,我们还是需要对抗震性能进行理论上的掌握。并且在进行抗震设计的过程中对于周期修正系数的去进行是确定的。 二、相关的抗震设计 1.参考建筑结构的主要构造去进行抗震的设计 通常的情况,运用钢筋混凝土框架结构的时候,是运用对钢筋混凝土构件的截面尺寸进行控制的方式,还有就是最小配筋率去对抗震设计进行实现。建筑的砖混结构,通常比较常见的组成方式有对房屋的整体高度以及建筑的层数和层高进行限制的作用;在建筑的横纵墙里去进行钢筋混凝土构造柱的设立,同时还需要设置一些防震缝。在我国的建筑结构抗震设计的规范中也有一些相关强制性的条例。 2.按照建筑结构的性能目标去对建筑物进行抗震设计 在建筑物进行抗震设计的时候,主要目的就是使其在出现地震的时候可以很好的抗震。所以在对建筑物进行设计的时候要对建筑物所要建设地区可能发生的地震的强度进行衡量然后将其作为抗震设计的标准。并且要将对建筑物本身的内部的结构不造成破坏去对建筑物的抗震的性能进行确认。建筑物在没有进行抗震设计的部位上也要求应该具备一定的抗震的性能,只有做到这样才能够在出现地震的时候使建筑物处于一个可以承受的弹性中。 3.参考相关的建筑场地去进行抗震的设计 建筑的结构整体上应该有着非常好的抗震性,同时对于建筑物的建筑场地也要选择一个比较稳定的地点,同时在建筑物上还需要设置抗震层。然后还要对建筑物的周围环境和建筑物附近的建筑物进行安全性的思路和设计。在对建筑结构的场地进行规划的时候,还需要从能够对建筑上部结构的位移进行适应的特点以及性能方面去进行考量。 三、具体的建筑结构抗震设计的一些方式 1.基础性防震措施应用 (一)地基隔震 地基的隔震主要的作用是在建筑的地基还有土层之间所建立的一个缓冲层,这个缓冲层的主要作用是如果头地震发生的时候可以减小建筑和土层之间的震动,并且对震能的进行吸收,这样的一种方式能降低地震对建筑物的损害。目前,我们国家比较常用的地基隔层主要是沥青的原料隔震层。 (二)基础隔震 基础隔震是在建筑结构的抗震设计里面比较主要的一点,在抗震方式的选择上,为了减弱地震对建筑物的上部结构的伤害,还应该在建筑物的上部结构和基础位置的接触点上建立隔震层,预防地震力从地基的方向朝上部的结构进行传播。 (三)间层隔震 间层隔震是为了能够对地震的冲击剩下的力进行吸收而建立的,间层的隔震的建立可以对震力进行起到进一步削减的作用,这样的一个方式就可以使地震对建筑物的破坏更加减弱。间层的隔震通常都是安装在原始的结构层上,这也是我们国家使用的比较久的一种抗震措施,它的优势就是操作简单。 (四)悬挂隔震 悬挂隔震是运用悬挂的方式,把建筑物全部或者是部分的结构与地面脱离,从而实现在地震出现的时候,可以减少地面的震动以及和建筑物之间的震力。当前,此样的一种抗震的方式一般都是被用在很多大型的钢结构建筑里,这种抗震的效果十分的明显。 2.机敏减震支撑体系 机敏减震支撑体系是集合了现代科技技术的防震系统,主要是运用活塞的运动原理,去对建筑的结构进行设计的。在发生地震灾害的时候,可以对建筑结构中的内金额外能够通过不断的滑动来消减地震的破坏力进行保障,从而降低震力破坏以及消耗地震作用力的传导。当前,这一技术还在不断的研究以及完善中,相信在不久的将来就会被有效的使用,给我国的建筑抗震设计水平的提升做出贡献。 3.效能减震技术应用 效能减震是对地震所出现动能的消耗,以此去对地震能的传导大小进行减弱,从而对建筑物的破坏程度进行降低。当前,我们国家在这样技术上通常都是选择消能器以及阻尼器,这两种器械都可以实现地震能量的有效消耗以及吸收,降低震力对建筑主体产生的损坏,以此去对建筑主的体结构安全以及结构的稳性定进行保护。 结束语 我们国家当前的科学技术水平对于可能出现的地震的地点和时间以及地震的强度是不没办法做到非常精准的预知的,在加上人们对于地震的一些知识掌握的还不是很全面,所以,在对建筑物进行设计的时候对建筑物的抗震性能进行强化是十分有必要的。准确的施工抗震的原则以提升建筑的承载力和刚度还有延性为目标,并且对结构体型的简单和结构受力以及传力途径进行直接的保证,使得整体结构和结构的构件全都可以起到作用,从设计上去对建筑结构在地震作用下的安全性和人民的生命及财产进行保障。 作者:张靖孟 单位:海南元正建筑设计咨询有限责任公司重庆分公司
机械零件论文:基于机械零件加工的“假正品”研究 摘要:为了避免在实际机械加工中,利用工艺尺寸链计算工序尺寸及其公差时,由于工艺基准与设计基准不重合,而出现的“假废品”与“假正品”,导致企业生产的产品质量不稳定,通过对“假废品”现象的分析,提出了在机械加工中“假正品”出现的原因、“假正品”存在的区间以及“假正品”问题的解决方法。应用于实际生产,提高企业经济效益。 关键词:假正品;产生原因、区间;解决措施 0 引言 机械制造企业,在对机械零件进行机械加工的过程中,因零件的工艺基准与设计基准不重合时,需要利用工艺尺寸链计算工序尺寸和公差,在此过程中会出现工序尺寸超差而设计尺寸合格的“假废品”现象。此时工艺人员必须计算出“假废品”出现的区间,在此区间安排复检;具体方法是:设计尺寸便于直接测量的,直接测量判断其是否合格;不便于直接测量的,便测量其他相关尺寸最后推算出设计尺寸再判断其是否合格,以防止“假废品”被当做真废品扔掉而造成不必要的经济损失。 除“假废品”外,在机械产品的加工中,还有一种与其相似的“假正品”现象。其产生原因与“假废品”现象相同,都是由于在机械加工中工艺基准与设计基准不重合时利用工艺尺寸链计算工序尺寸和公差时出现的,只不过它正好和“假废品”现象相反,前者是工序尺寸超差而设计尺寸合格,而“假正品”则是工序尺寸合格而设计尺寸超差。对此我们做了一定的研究。 1 案例 如图1所示,是某矿山企业输送机上用压板零件局部简图,在用调整法镗削两孔O1、O2时,均以M面为定位基准,需标注镗削两孔的工序尺寸。因该零件加工后,在检验两孔孔距时,其测量不方便,试标注出测量尺寸A的大小及偏差。若A超差,可否直接判断该模板为废品? 2 解题过程 3 结果分析 通过尺寸链的计算可以看出,测量尺寸A的公差为0.24,而设计尺寸80±0.1的公差为0.2,TA T80,由此可知,若A超差,就可直接判定该压板因该尺寸不合格而为废品。若反过来,是否A合格,两孔中心距尺寸80±0.1mm就合格呢?现分析一下这个特例:假设压板加工好后测得A的实际尺寸为50.08mm,而两孔尺寸均为?准30.04mm,则两孔中心距为50.08+30.04=80.12(mm)。显然大于设计尺寸而超差,是不符合设计要求的,也就是该压板为废品。但工序尺寸是合格的,这就是前面提到的出现了“假正品”问题。若“假正品”问题不解决,工人将会将本工序产生的废品当做正品转入下一道工序继续进行加工,就会造成不必要的浪费。 4 解决措施 为此“假正品”问题的解决办法同“假废品”一样,他要求工艺人员在计算出工序尺寸和公差后,进一步将“假正品”出现的区间计算出并标明,保证工人在“假正品”出现的区间对工件进行复检,复检办法也同假废品一样,就是直接测量或推算出设计尺寸的实际值,将其与理论值相比较,若实际值在理论要求的范围内则为正品,否则即为废品,废品必须及时报废以免造成不必要的浪费。 那么“假正品”出现的区间如何计算?这是工艺人员应具备的基本能力,其 “假废品”区间的计算方法是将工序尺寸的公差比设计尺寸的公差减小的那一部分补出来,上下对称的补,补出的两部分即为“假废品”出现的区域,也就是要求复检的区域。同样的道理,“假正品”区间的确定办法是将工序尺寸的公差比设计尺寸的公差大出的部分减掉,上下对称的减,减去的两部分即为“假正品”出现的区域,也就是需要复检的区域。 以前述的例题为例。工序尺寸A的公差为0.24mm,设计尺寸的公差为0.2mm,工序尺寸的公差比设计尺寸的公差大0.04mm,所以将工序尺寸的公差从上向下减0.04mm,从下向上加0.04mm,分成三部分如下: 50区间为正品区,50与50为“假正品”出现的区域,即需复检区域。验证如下: ①当两孔为最大极限尺寸,测量尺寸A为50.06mm时,孔心距为80.1mm,出现最大极值。若A超过50.06mm,则出现废品,但若两孔尺寸小于最大极限尺寸,则有可能出现正品。若Amm大于50.1mm,则即使两孔为最小极限尺寸30mm,两孔中心距尺寸仍超差。 ②两孔为最小极限尺寸,测量尺寸A为49.9mm时,孔心距为79.9mm,出现最小极值。若A小于49.9mm,则出现废品,但若两孔尺寸大于最小极限尺寸,则有可能出现正品。若A小于49.86mm,则即使两孔为最大极限尺寸,孔心距尺寸仍超差。由此得出结论:当测量尺寸A超出50mm范围时,能直接判断该模板为废品;当测量尺寸A=50mm时,压板为正品,无需检验;当测量尺寸A在50mm与50mm两个区间范围时,模板可能是正品,也可能是废品,必须复检。复检办法是:测出两孔和A的实际尺寸,推算出孔心距的实际值,与理论值比较判断其是否合格。若为正品则送入下一道工序继续进行加工,若为废品而且无法修复则可直接报废。 5 结语 综上所述,不论是“假废品”还是“假正品”,都是在机械加工生产过程中,所表现出来的实际的问题,严重影响着企业对产品质量的管理控制,是企业工艺人员必须认真对待的。在我们与某机械企业的机械加工工艺人员,一起将上述研究应用到机械零件的加工中,说明了尺寸链的计算是编制机械产品加工工艺中的重要环节,正确的计算与应用,就可以减少不必要的机械加工工时,达到缩短产品的生产周期,保证产品质量,进而提高经济效益的目的。 机械零件论文:机械零件加工工艺的分析与研究 摘 要:通过对机械零件加工工艺的研究,针对常见的机械零件的加工进行工艺方案的分析,确定主要常见零件的加工方法等,提高工作效率和工艺水平。 关键词:机械零件;加工;工艺 在机械零件制造业中,由于组成零件的材料、结构和技术要求各不相同,各种工具的用途和性能也不同,所以各种零件的加工工艺是不同的。 1 机械零件加工工艺 1.1工艺概述 在加工机械零件之前首先要选料、确定毛坯。正确选择毛坯的删选加工方法,这样有利于提高机械零件加工的合格率和利用率。在选择毛坯时,应考虑零件的复杂程度、生产批量的大小、技术要求等方面的因素。在通常情况下,主要应以生产类型来决定。对零件进行工艺分析,分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性;分析零件主要加工尺寸、类型等方面的内容;分析加工零件的作用及技术要求。制订工艺路线;选择定位基准;确定各表面的加工方法。选择机床及工、夹、量、刃具。加工不同的机械零件要对机床以及相关工具进行调试与校准,争取做到开工前的设备准备充足,以免出现加工过程中的失误与材料浪费。 1.2工艺特征 对零件的特征进行全面、系统而准确地分类可以使工作人员能够更加方便地获取零件的工艺和制造方面的信息等。从加工的角度来对零件的特征进行分类,可分为形状特征、材料特征、精度特征、工艺特征、制造资源特征。 形状特征是零件的加工特征中最主要的、种类最多的特征,主要是用来描述零件中具有一定功能的几何形状。材料特征主要用于材料的类型、热处理要求与硬度值等信息的描述。精度特征用于描述加工零件的尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度等方面的信息。工艺特征主要是对工序步骤、装夹定位、切削用量、加工余量和走刀路线等工艺规则的信息集合。制造资源特征是对机床设备、定位和夹具装置的资源集合。 2主要机械零件加工工艺分析 2.1轴类零件 轴类零件是旋转体零件,这种类型的零件在加工过程中是经常遇到的零件之一。根据轴类零件结构形状的不同,它可分为空心轴、阶梯轴、光轴和曲轴等。 2.1.1轴类零件一般加工要求 一是零件图工艺分析,要研究产品装配图,要做好技术要求的相关准备工作;二是精基准选择,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准,使定位基准与测量基准重合;三是粗基准选择,选牢固可靠表面为粗基准,应选非加工表面作为粗基准。同时,粗基准不可重复使用;四是渗碳件加工工艺路线,一定要做到加工顺序正确。因此,在制订工艺规程时,尽量采用先进加工方法,制订出合理的工艺规程。 2.1.2轴类零件加工的工艺分析 (1)轴类零件加工的工艺路线。轴类零件加工的工艺路线主要为:一是粗车D半精车D精车;二是粗车D半精车D粗磨D精磨;三是粗车D半精车D精车D金刚石车;四是粗车D半精D粗磨D精磨D光整加工。 (2)典型加工工艺路线。主要为:毛坯及其热处理D预加工D车削外圆D铣键槽D(花键槽、沟槽)D热处理D磨削D终检。 (3)轴类零件加工的定位基准和装夹。主要包括:以工件的中心孔定位。中心孔不仅是车削时的定为基准,又符合基准统一原则。以外圆和中心孔作为定位基准。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。以带有中心孔的锥堵作为定位基准。锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准,又是空心轴外圆精加工的基准。生产中,锥堵安装后一般不得拆下和更换,直至加工完毕。以两外圆表面作为定位基准,可消除基准不重合而引起的误差。在加工空心轴的内孔时,可用轴的两外圆表面作槎ㄎ换准。 2.1.3保证加工精度的方法 采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺可以控制对零件加工精度的影响。采用合适的切削液。切削液主要包括非水溶性切削液和水溶性切削液。刀具半径的选定。刀具较小时不能用较大的切削量加工,刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。 2.2箱体类零件的加工工艺分析 箱体零件的典型加工路线为:平面加工-孔系加工-次要面加工。 (1)箱体加工定位基准的选择。一是粗基准的选择。一般宜选箱体的重要孔的毛坯孔作粗基准。由于铸造时内壁和轴孔是同一个型心浇铸的,因此实际生产中,一般以轴孔为粗基准。二是精基准的选择。精基准的选择一般优先考虑基准重合原则和基准同一原则。 (2)主要表面的加工方法选择。一是箱体的主要加工表面有平面和轴承支承孔。二是箱体上公差等级为IT 7级精度的轴承支承孔,一般需要经过3~4次加工。箱体平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和铣削,也可采用车削。当孔的加工精度超过IT 6级,还应增加一道精密加工工序。 (3)箱体加工顺序的安排。由于箱体上的孔分布在平面上,所以先加工平面对孔加工有利。对于次要孔与主要孔相交的孔系,必须先完成主要孔的精加工,再加工次要孔。车床主轴箱体的孔系也可选择在卧式加工中心上加工,因为减少了装夹次数,提高生产率。 2.3齿轮零件的加工工艺分析 2.3.1普通精度齿轮加工工艺分析 齿轮在加工过程中可以分为若干个加工环节。第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。第二阶段是齿形的加工,是保证齿轮加工精度的关键阶段。第三阶段是热处理阶段,主要对齿面的淬火处理。最后阶段是齿形的精加工。应对定位基准面进行修整,以修整过的基准面定位进行齿形精加工,可以使定位准确可靠,以达到精加工的目的。 2.3.2齿轮加工工艺过程分析 (1)基准的选择。一般基准的选择可分为:对于空心轴,用两端孔口的斜面定位;带轴齿轮主要采用顶点孔定位;孔径大时则采用锥堵。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。为了减少齿轮加工过程中的定位误差,在加工齿轮时应注意:一是需要加工的齿轮定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来;二是需要加工的齿轮在内孔定位时,其配合间隙应近可能减少,以利于精确度的提高;三是需要加工的齿轮、车床应选择基准重合、统一的定位方式。 (2)齿轮毛坯零件的加工处理。齿轮零件的加工应注意对其毛坯的加工处理,当齿轮毛坯零件以齿顶圆直径作为测量基准时,必须严格控制齿顶圆的尺寸精度。保证齿轮毛坯零件定位端面和定位孔或外圆相互的垂直度。需要提高齿轮内孔的制造精度,减小与夹具心轴的配合间隙。 (3)齿形及齿端加工。齿形加工方案的选择取决齿轮精度等级、设备条件、表面粗糙度、硬度等。齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。齿端加工必须在淬火之前进行,通常都在滚(插)齿之后,剃齿之前安排齿端加工。 3 机械加工工艺对加工精度的影响 3.1热变形对加工精度的影响 有三种热变形会对加工精度产生较大的影响:第一种,刀具热变形对加工精度的影响。降低刀具热变形常会使用以下两个方法:在刀具上涂抹润滑剂;选用合理的切削参数。第二种,机床热变形对加工精度的影响。所以女要采取相应措施降低因机床热变形对加工精度的影响。第三种,工件热变形对加工精度的影响。 3.2受力变形对加工精度的影响 解决这类问题的方法是适当地减小作用在工艺系统上的外力,增加工艺系统的刚度,这样就可适当缓解外力对加工工艺系统的影响。 3.3几何精度对加工精度的影响 在对机械零件进行切削加工工艺时,主轴往往会出现回转误差,这种误差会影响零件的加工精度。除此之外,刀具也会出现同样的问题。所以,机床和刀具在使用的过程中要进行定期的检查。 4 结论 本文通过对这几种常见的机械零件加工工艺进行了分析与研究,采用合理的加工方法能够提高零件加工的效率和精度。 机械零件论文:工程机械零件的清洗 工程机械零件在装配前、装配中、装配后大都需要进行清洗,有些零件还根据需要在试运行后进行清洗。清洗零件的目的是清除其表面残留的铸造型砂、铁屑、铁锈、研磨剂、油污、尘土等各种污物。零件清洗后的洁净程度将直接影响装配质量和工程机械的使用寿命,因此零件的清洗工作是工程机械装配中十分重要的环节。 做好零件的清洗工作,应根据其材料、结构特点、污染情况以及对其清洁度要求等,正确选用清洗剂和清洗方法。 1 清洗剂分类及特性 工程机械零件常用的清洗剂包括有机溶剂清洗剂、水基清洗剂和碱性溶液3种: (1)有机溶剂清洗剂 有机溶剂清洗剂以石油系溶剂为主,是企业中常用的清洗剂,如汽油、煤油、轻柴油及与其性质相似的乙醇、乙醚、丙酮等。该类清洗剂可溶解各种油脂,适用于精密件的清洗。有机溶剂类清洗剂优点是使用方便,不需要加热,对金属无损伤,清洗效果好。其缺点是有机溶剂均为易燃物,使用和储存时需注意防火与通风,该类清洗剂对橡胶制品有溶解作用,不能用来清洗橡胶类制品。 (2)水基清洗剂 水基清洗剂(常称化学清洗液)由表面活性剂、助洗剂和其他添加剂与水配制而成。表面活性剂是水基清洗剂发挥清洗作用的主要成分,助洗剂和其他添加剂主要是起提高溶液的防腐、防锈及去除积碳等辅助作用。水基清洗剂的水溶液对油脂和水溶性污垢等有良好的清洗能力。此类清洗剂的配方、配比、清洗温度、清洗方法均有所不同,常用水基清洗剂(化学清洗液)的配方、配比、清洗温度、清洗方法和适用范围如表1所示。 (3)碱性溶液 碱性溶液是指碱或碱性盐的溶液,一般将碱或碱性盐的溶液中加入乳化剂形成乳化液,依靠混合溶液的乳化作用去除油垢。在配制碱性溶液时加入少量的水基清洗剂,如6503型、TX-10型等,清洗效果会更好。碱性溶液成本低,去污效果好,应用范围广泛。其缺点是清洗时需要对碱性溶液进行加热,且碱性溶液对金属有不同程度的腐蚀作用,清洗零件以后,必须用清水将残留在零件上的碱性溶液冲洗干净。常用碱性溶液的成分、清洗温度及适用范围如表2所示。 2 清洗方法 零件的清洗方法种类繁多,但从本质上可以分为机械清洗和物理化学清洗2种。 (1)机械清洗 压缩空气吹除法 对附着性不强的污垢,可利用压缩空气吹扫零部件表面,将覆盖在零部件尘土、铁屑等杂物吹扫干净。 手工去除法和工具清理法 使用尼龙刷、金属刷子、刮刀、铁钩等工具,用手工的方式清理,再使用棉织品、合成纤维品、白绸布等将部件表面的污垢擦拭干净。将刷子、刮刀安装到电动或风动工具上,依靠机械动力可快速去除零件表面的污垢。 高压水清洗法 依靠高压水枪、旋转式清洗机、通用式清洗机等设备产生的高速水流产生的冲击动能,将零部件表面、死角、盲孔及内腔等各部位的污垢冲洗干净。 磨料射流法 在水中混入磨料,形成的固、液混俞介质,将这种混合介质以高压的形式喷射到零件表面,高压水和磨料撞击污垢层后,将污±厉层击碎,并将零件表面冲洗干净。 (2)物理化学清洗 浸洗和煮洗法 将零部件浸泡在清洗液中,清洗液和污垢之间发生物理、化学反应后,污垢逐渐软化、游离,最后从零部件表面脱落。煮洗时需要将清洗液加热到沸腾状态,温度提高后,物理、化学反应发生的更快、更彻底,清洗液的去污能力会更强。 蒸汽浴清洗法 卤代烃类有机溶剂类清洗液加热后会使清洗液形成蒸汽,蒸汽与零部件的表面充分接触,并与污垢发生理化反应,将污垢快速的分解和剥离,从而达到清洁的作用。 超声波清洗法 超声波发生器能产生20kHz以上的超音频电信号,该超音频电信号通过安装在清洗槽内的压电效应换能器转换成同频率的机械振动。该机械振动在清洗槽内清洗液中辐射传播,在清洗液中形成交替作用的正压区和负压区,并产生无数个超过1000个大气压的微小气泡。气泡的形成和爆破,对清洗物表面产生高压轰击,将零件局部细微处及缝隙之中的污垢迅速剥落(空化效应)。超声波在液体中沿声的传播方向产生流动(直进流),液体的流动作用使污物与清洗液产生对流,并将污物层分解、乳化、剥离。对局部细微处及缝隙的清洗,是超声波清洗所独有的,超声波清洗原理如附图所示。 电化学清洗法 在特定的电解液中通入直流电,通过电化学的溶解、抛光作用,可将零部件表面的薄氧化膜、硫化物、夹杂层、薄金属层等彻底清洗干净。 3 清洗注意事项 清洗零件时,要保护其不受损伤,特别是加工面应保持原有精度。零件在清洗后,应检查其配合表面有无碰损和划伤,棱角部位有无磕碰和毛刺,螺纹、螺孔有无损坏。 零件清洗后,应待其上的液体干燥后才能装配,以免水或清洗液带入工程机械内部,影响装配质量。清洗后的零件如不能及时装配,应涂上润滑油,并用洁净的防潮纸包裹好,防止灰尘落入,并做好标识后存放。清洗过的零部件不应放置时间过长,以防止锈蚀。 清洗液应按照规定定时更换。更换时要认真清洗溶液槽底部和内壁的油垢,并保证每次注入足量清洗液,清洗槽应加盖防尘罩。 零部件的清洗工作是工程机械装配过程中的必备环节,严格按照以上方法选择清洗液、清洗设备,并严格执行清洗操作规程,才能获得良好的清洗效果,提高清洗效率。 机械零件论文:精密机械零件去毛刺及抛光加工工艺与质量提升 摘要:文章主要针对精密机械零件去毛刺以及抛光加工的新工艺应用进行分析,结合当下精密机械零件去毛刺以及抛光加工的具体现状等为出发点,从加工原理浅析、加工工艺的具体特点以及新工艺的具体应用等方面深入探索以及研究,主要目的在于更好的提高精密机械零件去毛刺以及抛光加工新工艺的应用质量,帮保证精密机械加工质量。 关键词:精密机械、零件去毛刺、抛光加工、新工艺应用 随着科学技术发展进步以及机械零件加工技术的创新,社会上对于机械零件加工提出更加严格的要求,传统的精密机械加工技术已经不能很好的适应社会的需要,所以不断进行创新以及优化。精密机械零件加工以及制造等方面主要是为了更好的提高加工质量,其中的去毛刺以及抛光加工更是非常重要的步骤。同时去毛刺以及抛光加工也是精密机械加工的劳动集中部分,加工费用更是全部加工中最高的一部分,在具体进行去毛刺以及抛光加工过程中,经常会遇到各种问题,需要详细掌握加工工艺原理基础上保证精密机械加工的去毛刺以及抛光加工质量。 1. 精密机械零件加工原理浅析 在进行去毛刺以及抛光加工研究期间需要针对精密机械零件加工原理进行分析,在掌握基本加工原理基础上才能保证对去毛刺以及抛光加工的深入研究。文章研究的精密机械零件加工主要是依据航天航空机械零件为基础展开,因此下文中所涉及到的各种零件都属于航天航空机械零件。 1.1AFM加工原理 AFM加工原理是精密机械零件加工中非常重要的内容,AFM主要是精密机械零件中的磨粒流加工基本原理,因为其被称之为Ab-rasive Flow Machining,所以简称为AFM。在进行AFM加工期间,需要根据加工需要配备夹具,保证加工零件的运输通道,整个加工流程顺利完成。在此基础上还需要根据加工原理的需要,选择两个相对应的磨粒流进行加工,通过固定通道来回在摩擦之后进行挤压,保证其能够均匀的撒入到通道中,及时对其进行打磨抛光。 1.2去毛刺加工原理 去毛刺是精密机械加工中非常重要的步骤,利用热能的方式展开去毛刺,这种技术被简称为TEM。利用热能方式进行去毛刺主要是依据高温的方式将精密零件中的毛刺以及飞边进行高温处理,这样能够保证毛刺清除的干净利索。将需要去毛刺的精密零件放置在密封的高温燃烧腔内,同时将其中的各种气体以及氧气等进行科学配比,保证燃烧的顺利完成。严格控制压力变化,提高腔内的压力,能够将精密机械零件中的毛刺以及飞边等进行燃烧,并且这种热度能够遍布零件的全部范围,能够深入到零件的内部,这样才能彻底对毛边等进行去除[2]。再者因为腔内中的燃烧体属于火花形式,能够在燃烧的一瞬间产生非常高的温度。因为温度的急剧上升,所以机械零件上的毛刺以及飞边等耐热性相比较机械本身比较低,所以非常容易被燃烧。当飞边或是毛刺燃烧之后会延伸到机械零件本身,在燃烧尽之后温度自然会不断下降,并且腔内包含很多氧气,与毛边的燃烧灰烬之间相融合之后产生氧化粉尘,这种氧化粉尘能够起到急速降温的作用。在燃烧结束之后将其中的氧化反应物进行清洗,保证其干净卫生。 1.3电化学去毛刺以及抛光加工原理 电化学加工手段主要是在科学技术发展以及加工技术进步基础上形成,利用电化学的方式对精密机械零件进行去毛刺以及抛光加工,不仅在时间上为机械加工进行节省,同时在技术上也得到很大的改善。这种加工方式以及手段内称之为ECM、ECD、ECP。精密机械零件加工过程中,经常因为加工通道或是各种原因导致零件本身出现很多的毛刺以及飞边,这些毛刺飞边对机械零件的应用质量会产生很大影响,所以需要采用科学方式将其去除。这种电化学方式的产生以及应用,很好的改善了这方面的问题,这种电化学方式主要是利用以及成形的机械零件进行仔细检查,在发现其中包含飞边或是毛刺等问头,连接电流催动电解液将毛刺清除,并且还能对机械零件进行详细检查,能够及时更正其中的不协调之处,这种技术在当前的精密机械零件加工中应用非常广泛,同时在时间上也做了很大的调整,所以能够很好的提升精密机械零件加工的整体工作效率。 2. 精密机械零件去毛刺以及抛光加工新工艺的具体应用 2.1磨粒流加工 上文中对磨粒流加工原理进行了详细介绍,这种磨粒流加工是所有机械加工中非常重要的步骤,对于机械加工的零件大小以及尺寸等具有重要影响,所以需要十分注意。对于不同尺寸下的小孔所需要的工艺技术形式包含很多不同。比如说直径齿轮在1-1.5毫米之间,需要采用精密的技术形式对其进行施工,并且在加工机床上安装回旋臂,若是直径在50毫米左右的齿轮就要求不仅加入回旋臂,还需要设置输送通道,保证输送通道的安全运输。而且光洁度一般能够改善五到十个等级,生产出的零件表面更加光滑而且还很均匀。这种工艺方式在航天航空机械零件生产加工中应用非常广泛,对于增压腔、气缸头、以及涡轮壳体等方面都非常实用。 2.2热能去毛刺以及抛光加工 热能加工方式在去毛刺以及抛光加工等方面也是非常常用的技术之一,这种技术不仅能够理想的将机械零件中的毛刺清除,同时还能帮助机械加工企业降低生产加工成本,提高加工速度,保证加工件数基础上对加工过程进行严格控制监督,同时防止重复加工现象的出现。这种热能去毛刺的方式在范围上进行了很好的扩散,能够将很多人工不能清除的地方进行彻底清除。 2.3电化学去毛刺加工 电化学方式是当下应用非常广泛的一种形式,这种方式在去毛刺上能够更好的保证清净,同时能够根据零件的相互去毛刺进行科学对比,在发现其中的尺寸或是设计不规格期间还能够及时发出提醒,去除其中的不规格之处,为零件的加工提供了更高的保障。 3.毛刺的危害问题 毛刺的危害问题主要有以下几种情况:第一,机械设备的配件如果存在毛刺会导致之后的制作工序的准确性与检查精准性出现问题。第二,机械设备生产产品中存在毛刺则会是机械设备各构造连接处出现卡顿状况,在机械设备自动化中问题最为常见。第三,许多电气工程设备在运行时其中存在的毛刺脱落,致使电气工程设备电路发生故障。第四,机械设备表面毛刺发生脱落,加快了设备之间的磨损程度,降低其使用寿命。 4.毛刺去除措施 在去除零件毛刺过程中,工作人员通^科学的方法在确保零件形状不发生改变的过程中对零件进行抛光技工,清除掉零件上的毛刺。在毛刺危害被人们了解的情况下,工作人员经常通过各种方法对机械零件上存在的毛刺进行清除。全球许多企业都在对去除精密机械零件上的毛刺措施进行研究。在零件设计与制作时工作人员就因该了解与掌握发生毛刺现象的问题,在根本上降低毛刺问题的出现。在零件生产过程中工作人员利用科学合理的方法去除零件上的毛刺,并不断的完善去除毛刺设备。在去除零件毛刺的各种措施中,人工方法的使用可以更好的对零件中存在的各种毛刺进行清除。在使用机械设备对零件毛刺进行清除时对其规格、均匀度都有着严格的需求。 结束语: 综上所述,对于精密机械零件加工来讲,在要求上非常严格,特别是其中的去毛刺以及抛光加工工艺更是最繁琐复杂的一种。在详细了解加工设计原理基础上,积极采用适当方式对其进行加工,消除其中的不合理之处,保证精密机械零件加工质量,从而保证机械加工的整体质量。 机械零件论文:机械零件可靠性优化设计研究 摘 要:机械产品的可靠性能够准确的衡量机械产品自身的质量,特别是在机械行业飞速发展的今天,科学技术的进步要求机械零件具备最基本的可靠性。提升机械零件的可靠性离不开设计过程的优化,为此需要从细节上重视优化设计方案的拟定。本文将分析机械零件可靠性优化设计的相关措施,结合现阶段机械零件的运用现状,明确应该采取的实际举措。 关键词:机械零件 优化设计 可靠性 提升机械零件的可靠性,需要从设计的环节解决机械产品固有的可靠性要求,同时还需要在制造过程中提供可靠保证。面对市场的激烈竞争,机械产品需要具备良好的可靠性指标,才能拥有最基础的立足根本,由此可见机械零件的可靠性优化设计至关重要。机械零件的设计应该跟随时代的发展适当的创新,同时体现出时代的特色,注重零件的使用质量和安全可靠,掌握科学合理的优化设计技巧。 一、机械零件可靠性优化设计的意义 可靠性对于机械零件来说具有至关重要的影响,主要是指通过形成产品的可靠性作目标的设计方案,同时也被称作概率设计,主要是涵盖了外荷载、承受能力及想相关尺寸等具体的指标,在服从随机因素的基础上,避免零部件出现破坏,从而形成合理的科学的设计方案,保证机械零件的可靠性和结构的安全可靠,控制好失效的发生概率。优化设计方案的提出,可以依照具体的计算展开设计的过程,确保产品的可靠程度,同时根相关的任务指标,确立可靠性标准,同时归纳零件的具体参数,帮助设计人员和生产者更好的掌握零件设计的可靠性原则。 二、机械零件可靠性优化设计的现状分析 现阶段,依靠可靠性优化设计的方案仍然较为传统,因此在设计零件的时候,还是会将零件的具体强度、应力和安全系数等作为单值分析,把安全系数和根据具体使用的某一数值进行比较分析,发现如果前者相较于后者更大,则证明零件符合安全标准。但是并没有分析各个参数存在的随机性,将各个设计参数看作是单一的确定值,无法准确的预测零部件可靠运行的实际概率,所以难以客观的选出最优方案,相关的设计人员也难以把握设计产品的可靠性。 通过概率论和数理统计的方式,可以准确的分析零件的可靠性设计技巧,这个过程就避开了主观人为因素的影响,同时,也能更加准确的把握外界条件的变化,确保设计的结果更加贴合客观情况。可靠性的设计被广泛的运用于机械零件可靠性优化设计的多种问题中,通过更加科学的方案,解决了诸多较为繁琐的传统设计方式带来的不便,更有助于满足现代社会对于精巧设计的需求。 三、机械零件可靠性优化设计的具体方案 机械零件可靠性优化设计的具体方案应该跟随时代的发展不断创新,同时也需要时刻关注零件的具体质量,确保在可靠性设计的时候,更好的掌握科学的方式方法。机械零件的可靠性优化设计相较于传统的机械设计方案来说,更有助于综合分析机械产品的功能和结构形态,体现出因势利导的优势。 (一)权衡与耐环境设计 权衡设计对于机械零件的可靠性影响深远,因此可以综合分析零件的质量、体积和成本等各个要素,确保制定出更为合理科学的设计方案。耐环境设计则可以综合分析,涉及到机械零件的诞生到运用,在机械零件生产之初,可以充分考虑到零件在整个寿命周期内所能遭遇到的各种环境,其中涉及到运输的碰撞问题、空气的干湿程度对机械零件产生的影响,经过对相关环境因素的综合分析,可以对零件生产过程中的用料、技艺等适当优化,由此确保零件自身和整个设备的安全可靠。 (二)预防故障设计法 机械设备在实际运作的过程中,往往需要调动整体运作,所以始终处于串联式的系统中。为了实现整体功能之和大于部分功能之和的目标,需要适当的优化机械零件的可靠性设计,通过对机械零件的严格挑选和控制,加之对外购零件的严格分析,可以及时明确零件本身存在的主要问题。在选用相关的零件时,还应该经过分析与验证的过程,确保在最大的程度上分析故障成果,利用较为成熟到位的经验适当分析验证零件的可靠性。 (三)简化及余度的设计 简化设计主要是指在满足了特定的功能基础上,设计的过程必须要适当的简化,比如零部件的数量应该适当的减少,避免出现冗余的情况。在机械设备运用的过程中,如果涉及到的零部件较多,则越容易出现一系列的问题和错误,可见可靠性的优化设计极为重要。简化和余度设计属于可靠性优化设计的基本原则,能够有效的避免故障并提升可靠性。简化的过程就是适当的减少不必要的部分,但是并不是减少超负荷的工作,零部件的简化应该从全方位的角度分析,仔细的分析零件的组合和具体的配合方式。余度设计需要适当的结合整体分析,也可以将其看作是备份过程。经过对完成功能设置重复的结构和备件等,确保因为局部的故障问题,影响机械设备整体系统的稳定性。 (四)概率设计法 这种方式主要是通过应力-强度干涉理论的指导作用,将应力和强度变作是分布随机变量的处理。处理设计的对象是机械零件的参数和变量部分,同时也应该符合特定的统计规律随机变量,确保构建起更为合理的可靠性设计标准概率数学模型。经过概率和数理统计理论的应用,在给定的条件下,得出零件发生破坏时的概率公式,由此计算出相应的尺寸和寿命等,确保设计出更符合要求的参数。这种方式可以及时弥补常规设计的缺陷,同时又能及时贴近生产的实际过程。 结语 综合分析,机械可靠性优化设计就是对传统设计方式的发展和完善。机械零件的可靠性优化设计能够及时掌握相关参数的随机性,同时也能在设计的过程中,及时预测零部件的可靠程度,确保更好的实现全局性的贯穿。为了更好的在竞争中占有一席之地,机械零件生产商应该注重可靠性优化设计的实践,通过正视机械零件可靠性的优化设计的重要性,在展开相关课题的讨论时,适当的加入创新思想,从而更贴合时代的发展需要。 机械零件论文:浅谈车辆机械零件的磨损与预防 摘 要:车辆机械零件的主要失效形式为磨损,根据磨损机理来讲,可以将车辆零件失效分为不同的形式,其中包括粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、气蚀等,因此,分析车辆机械零件的磨损机理具有重要作用,通过采取有效的预防措施,延长车辆机械零件的使用时间。文章就对车辆机械零件的磨损与预防展开研究。为实现车辆机械的使用时间的延长,减少车辆机械故障的发生提供一些参考。 关键词:车辆机械零件;磨损机理;预防措施;分析 引言 车辆零件失效形式多种多样,疲劳、磨损、腐蚀等是最常见的,其中磨损是最主要的一种失效形式。通过对相关资料的调查可知,较多的车辆的零件报废的原因为磨损的占有75%以上的比例[1]。车辆机械零件由于长期在较为恶劣的条件下工作,极易导致零件失效的现象发生,严重的情况下,还会导致交通事故的发生。因此,针对车辆机械零件的磨损与预防进行研究十分有必要。 1 粘着磨损 粘着磨损是车辆机械零件失效的常见的形式,其主要是由于零件摩擦表面相互接触,而使摩擦表面金属存在转移,最终使零部件出现磨损[2]。出现这种现象极易破损润滑油,最终导致摩擦过程中无法散发热量,粘着点产生塑性变形而导致被剪切撕脱,在这个过程中还会反复出现粘着再撕脱的现象。甚至还会使摩擦表面遭到破坏,最终使其无法正常运行,给车辆安全埋下隐患。粘着磨损还包括这几种形式,涂抹、轻微磨损、擦伤、咬死与胶合。 对于粘着磨损的避免方法来说,首先需要使两摩擦表面间具有易剪切的薄膜,薄膜包括油膜、边界膜等,其中使用最广泛的一种为边界膜,在润滑油中加入抗磨极压添加剂有着重要作用,其在摩擦当中能够使保护零件,使零件表面形成边界膜。将固体润滑剂应用其中,在液体润滑、边界润滑失效的情况下,能够使摩擦与磨损有所减小。其次,应选择合适的摩擦副配对材料,另外还可以将改性处理应用于零件处理中,由此避免粘着磨损的发生。 2 磨料磨损 磨料磨损也是较为常见的一种零件失效的形式,其主要是由于硬质颗粒造成相对运动的零件表面的磨损现象。造成车辆机械零件磨损危害最为严重的即磨料磨损,具体可见图1。减少磨料磨损的方法,对防止磨料进行摩擦副内有着良好的效果[3]。在使用该措施时,首先应做好“三滤”的清洁与更换工作,使其保持最佳状态。同时,全面检查各管路接头与结合面处,其目的是为了防止出现松动问题。在维修与保养车辆时,应选择环境较好的地方实施;在装配之前,要将零件清洗干净,另外,将改性处理应用于易出现磨损的机械零件中,以此使零件的表面硬度得到提升,在这个过程中,应注重摩擦面硬度高于磨料硬度,以此使零件的耐磨性得到提升,降低零件磨料磨损的现象发生。 图1 磨粒推挤材料模型 3 疲劳磨损 疲劳磨损的发生是建立在接触应力周期性的基础上,导致的摩擦面材料的疲劳破坏问题。对于该现象的防止措施,首先应保证零件的质量满足要求,主要是零件表层材料的品质应达到最佳,这样能够有效减少疲劳磨损的现象发生。由于这些杂质形状各异,极易造成其他零件的损坏。同时,将零件表层的缺陷得到减少,这些地方是导致裂纹发生的主要部分。其次,提升零件的表面品质。零件表面如果没有出现较显著的粗糙现象,说明零件的抗疲劳磨损能力就越好。另外,还可以通过一些表面改性工艺,来提升零件的抗磨损能力,最常见的有喷丸、表面渗碳渗氮等。 4 腐蚀磨损 腐蚀磨损的发生主要是由这两个因素造成的,分别为腐蚀性气体、腐蚀性液体,其相对滑动摩擦极易产生化学反应,生成的腐蚀产物极易导致材料的损失现象[4]。也可以说,这种现象发生是由于腐蚀与摩擦共同作用下所带来的后果。腐蚀磨损主要包括特殊介质腐蚀磨损与氧化磨损两种类型。其中在防止腐蚀磨损发生的策略中,首先应保证发动机工作的条件的合理性,防止其长时间在较低的条件下工作,同时还需要注意车辆的正常驾驶,车辆不可较为频繁地启动,避免车辆在驾驶过程中突然减速,以此减少腐蚀磨损的发生。 另外,将表面改性应用于极易出现腐蚀磨损的零件中处理中,采用镀锡、塑料等实现防腐蚀的保护,以此为减少零件的腐蚀磨损奠定基础。 5 气蚀 当液体与零件表面接触,并发生相对运动时,液体的饱和蒸汽压力高于液体与零件接触处的局部压力,那么溶解于液体中的气体将会形成气泡,并与液体流到高压区,气泡在这个过程中会出现一些变化,但气泡破裂时,会出现较大的冲击力与显微射流,在此作用下将会导致表层材料出现疲劳剥落的现象。在气蚀发生之前,会存在麻点坑,之后会使麻点坑的深度逐u增大,最终造成零件被穿透,造成机械故障。 对于减少气蚀的发生,首先应减少气泡的形成,如果防止气泡的产生,那么就应当采取有效方法,将机件表面之外的气泡破裂。 6 微动磨损 微动磨损指的是两个互相接触并压紧的表面间,出现低幅往复切向振动时,导致零件出现微粒脱落的现象发生。对于这种现象,应当控制零件配合表面之间振动,同时,在零件配合表面之间涂覆固体润滑剂。 7 结束语 综上所述,对于车辆机械零件磨损,不仅仅是一种磨损机理的结果,其是由多种磨损机理综合作用的结果。因此,分析车辆机械零件磨损机理具有重要作用,需要从多个方面考虑,通过采取有效的措施,使车辆机械的使用时间得到延长,以此减少车辆机械故障的发生,为保证车辆的正常使用奠定的基础。 机械零件论文:探究精密机械零件去毛刺与抛光加工的新工艺应用 摘 要:机械制造行业在发展的进程中,劳动力相对集中在精密零件精细加工环节,而这一环节工作难度系数也是相对较大的,一般情况下机械零件在加工的过程消耗的成本费用高达总生产成本的15%。文章在浅谈各类精密机械零件去毛刺与抛光加工的重要意义的基础上,着重地探究几种去毛刺与抛光加工的新工艺在精密机械零件加工与制造进程中的运用。 关键词:精密机械零件 去毛刺 抛光加工 新工艺 在精密机械零件的制作与加工的进程中,全面地提升精密机械零件精细加工质量是极为关键的,其设计了多样化的加工技术。而去毛刺与抛光两大问题一直被视为精密机械零件自动化生产进程中最大的弊病[1]。宇航产品要求10倍显微镜下观测无微小毛刺,零件表面不能有任何划伤,毛刺作为多余物一旦掉落就会严重影响卫星的安全性能。只有在高端新工艺、新技术的辅助下,机械产品的应用性能与外部美观度才有所保障。磨粒流加工、热能去毛刺和电化学加工3种新工艺技术在对金属零件表面进行处理之时取得了良好的效果[2]。 1 分析各类精密机械零件去毛刺与抛光加工的重要意义 在工业化以及自动化进程不断加速的局势中,只有机械零件毛刺在去除的情况下其零件表面的质量才会相应f 提升,也就是说无论是在产品的性能还是在装配与外观的质量以及使用年限上均达到改良与优化的效果[3]。例如在航空发电机机械系统传动中,只有去除毛刺,才会有效地规避传动系统卡死问题的出现;此外,在切削加工和装配的环节,毛刺和锐边消除以后才会强化机械零件抗疲劳的能力,从而延长机械设备使用的年限。总之,去毛刺和提高表面精度是机械零件在生产制造过程中不可缺少的工序,其可能会消耗一定的人力、物力以及财力,但是在优化产品性能方面发挥关键性的作用,可以认为去毛刺工艺环节的有效落实可以推动机械制造企业可持续发展前进的历程。 2 探究精密机械零件的去毛刺 2.1 机械去毛刺 这是一种借助切削加工去毛刺的方法,只有在加工刀具与被加工零件的毛刺或导角部位相切时,才能达到去除毛刺的目的。 2.1.1 基本工作原理 即动力刷去毛刺,这种加工方法在操作之时是极为简易的,面对经机械加工之后的零件,对其去毛刺之时,对刷子可以采用手工操作的措施,也可以使用机械操作的方法,一旦应用的是机械操纵刷子去除零件表面的毛刺,可以被称之为动力刷去毛刺或机械刷去毛刺。对动力刷的工作原理进行概述,可以将其视为一种多刃切削工具,每条刷丝都在同步地进行切削工序。在实际的加工环节中,刷子始终与精密机械零件处于旋转运动或直线往复运动这类相对运动的状态中,刷丝能够对零件产生多次的压接、摩擦、切削和弹性冲击的效果,最终达到去毛刺与抛光加工的加工目标。 2.1.2 动力刷机械去毛刺特征 优点:去毛刺效果良好,不会使机械零件表面产生划痕,同时达到倒圆、抛光、去锈的效果;可以有效地增强零件耐磨性和抗疲劳性,从而延长其使用的年限;刷子种类具有多样性的特点,可以安置于机械设备之中;在加工成本上体现经济性的特点,同时易于操控。 缺点:机械零件以及刷子的外部构造等因素,均有可能成为去除复杂型腔内部隐蔽毛刺的屏障,此时细微孔和窄缝处的毛刺很难被彻底清除;一旦毛刺高度大于300 mm,该工艺技术就无法达到对其去除的目标;此外,动力刷使用的时长是极为短暂的。 2.2 挤压珩磨去毛刺 2.2.1 基本工作原理 应用挤压一种半固态的成粘弹性的磨料介质(一般由基料、磨料和添加剂组成)渗透于待加工零件的棱边、表面从而产生磨蚀作用,实现去毛刺、倒圆和表面抛光目的。磨料的最大挤压力=介质受阻通道的横截面积×机床挤压力×100%。这一新型技术在对机械零件进行加工之前,要将零件放置于特殊设计的封闭夹具内,一定的压力和流量的共同作用下珩磨介质往复通过零件,在反作用力作用下,零件被加工部位在径向受到一定力度的挤磨、切削,从而实现去毛刺、倒圆和抛光的目标。 2.2.2 挤压珩磨去毛刺特征 优点:适用范围广;在加工环节具有方向性;精加工时间短。 缺点:不适用于较小盲孔或容积较小的空腔零件;大型的机械零件难以加工;在对机械零件加工之时存在浪费材料的现象。 3 阐述三种新工艺应用的具体实例 3.1 磨粒流加工应用实例 以0.2 mm为直径的小孔、以1.5 mm为直径的齿轮、以25 mm为半径的通道,或者是直径为12 mm的叶轮在加工的环节中均可以采用磨粒流加工技g。也就是说,在不同尺寸精密机械零件制作与加工的过程中均可以采用这一类型的工艺技术。但是技术人员在对这一加工工艺进行应用的过程中,如果面对的对象是大型机械设施的某个零件,应该做好技术应用前期准备工作,即安设专门化的输送通道。 在卫星系统进排气管、进气门、增压腔、喷油器、喷油嘴、气缸头零部件的精加工环节,该工工艺技术拥有较高的应用率。比如说在专门2工位磨粒流的生产线上粗糙的气缸头铸造件实现被精细加工的目标,优化了生产效率(30件/h)。有关数据显示该加工工艺的应用,使气缸头铸造零件表面的粗糙度从Ra4μm或Ra5μm降至到Ra0.4μm,可见降幅是极为显著的;此外该加工技术在卫星系统进排气管结构上的应用,可以有效地使废气排放量减少8%,发动机功率有6%的增幅,汽车行驶的距离是原先的1.05倍。 3.2 热能去毛刺加工工艺 该类型的去毛刺加工工艺技术最大的特点就是能够完全地依据制造者的主观意念去清除处于任何位置的毛刺,甚至可以延伸至人工无法涉及的方位,比如所机械零件的交界位置、盲孔里的毛刺等,正因如此,该工艺技术中在航空零部件和五金配件去毛刺与抛光加工环节的应用体现出巨大的实用价值。此外,该去毛刺工艺最大的优势是最大限度地压缩了机械设备整体的加工费用,使生产制造产业在单位时间内生产出更多数量的零配件,有效地规避了重复加工现象的出现。 3.3 电化学加工工艺 电化学抛光工艺技术具体在那些具有高纯净度标准的零件、人体手术植入构件、瓶模或者是形状各异对策不锈钢零件中有广泛的应用。这里笔者重点提及的内容是ECM仅仅满足常规加工方法的需求,在形状特殊化轮廓(例如柴油机的燃油喷油器喷油嘴的腔体)以及边角形状的零件加工环节是难以适用的。而ECD应用在安全气囊推进系统内表面的通孔和汇流板内部阶梯相交孔这类工件上之时,在对孔和边角进行去毛刺之时存在较大的难度系数;ECP可以大幅度地提高铣削三维轮廓(滚针轴承的滚针)表面的抛光效果。 4 结语 总之,机械零件欲要实现精加工的目标,去毛刺与抛光加工工艺技术就必须及时地引进与应用,但是技术人员在对磨粒流加工、热能去毛刺和电化学加工技术应用之时,一定要对机械零件的形状、尺寸等因素进行综合的分析[4],同时坚持经济性的原则,从而选择最优质的工艺技术,使卫星零件和机械零件的性能达到全面优化的目标,为我国制造行业获得更为宽阔的发展空间。 机械零件论文:机械零件的表面光整加工常用方法分析 摘 要:伴随着我国机械技术不断的发展以及创新。我国机械加工制造行业也有了非常大的提升。在我国机械加工领域中,如何进一步提升机械加工的精度以及表面质量显得尤为关键和重要。零件表面的加工精度以及加工质量是零件加工质量最直接的保障措施。加工零件的稳定性以及可靠性,实用性都能够在零件机械加工表面精度以及质量上得到体现。零件使用的延长方式有很多种,但是最重要的一种就是要在机械零件的加工过程中提升零件表面的加工精度以及加工质量。文章主要针对机械零件的表面光整加工方法进行详细的论述以及分析,希望通过文章的阐述以及分析能够为有效提升我国机械零件表面光整度贡献自己一份微薄的力量。 关键词:机械零件;表面光整加工;常用方法;技术' 1 我国机械零件加工过程中光整加工的具体含义以及主要特点 伴随着我国工业领域的不断发展以及提升,我国对于机械加工的零件表面质量以及精度有了更高的要求。零件的表面加工精度和质量对于零件主要有着四方面的影响;首先能够影响到零件的抗疲劳强度;其次能够影响到零件的抗腐蚀性能;再次是能够对零件的耐磨性能有一定的影响,最后是对零件的刚性接触强度有影响。因此在零件的加工过程中我们要对零件的加工质量严格的控制以及把控。零件的使用寿命以及零件的可靠性能也和零件表面的加工质量和精度有着非常大的关系。零件的光整加工主要是指零件在加工质量提升的同时还能够保障零件具有稳定的加工表面精度,有效的保障零件的加工效率。零件的加工光整程度在我国机械行业中是实现先进加工技术的一个非常重要的前提。也是我国零件加工等级从微米向着亚微米甚至是纳米等级发展的主要技术保障。光整零件Φ募庸し椒ù笾赂爬ㄓ辛街郑首先是传统意义上的机械加工;其次是非传统意义上的机械加工技术。从实际的操作技术来区分,还可以分为固结研磨和有礼研磨两种形式。抛光以及研磨是零件表面光整加工最长用到的方法。零件表面的光整加工在我国机械行业中的主要作用有六个。第一个是能够有效的降低零件加工过程中的表面粗糙度;第二个是能够有效的保障零件加工过程中表面缺陷的消除或者减轻;第三个是能够有效的改善零件表面的使用性能以及精度质量;第四个是能够对零件加工后的物理性能有很大的提升;第五个是能够均衡零件加工过程中产生的加工应力;最后一个是能够有效的对零件加工表面的光洁度以及清洁度进行提升。除此之外还能够对零件加工后的装配工作有很大的帮助,提升了零件的整体装配工艺。 2 我国机械零件加工过程中光整加工的主要方法 零件表面光整度加工方法主要有以下几种,精密磨削;砂带磨削;研磨;抛光;珩磨以及电化学抛光加工等等方法。下面针对每一项加工方法进行简单的分析以及叙述。 2.1 零件光整加工方法中的精密磨削加工方法 在机械加工过程中,零件表面光整加工的方法有很多,但是作为常规加工方法中的最后一道加工方法,精密磨削加工非常的重要以及关键。精密加工能够有效的保障零件在加工过程中的尺寸精度;表面粗糙度以及行为精度等加工要求。在零件的切削加工过程中,切削掉的零件表面尺寸越小,就意味着零件的加工难度越大。在精密加工中,使用的加工零件首先就是砂轮。砂轮的主要作用就是使用磨料对切削量要求非常小的零件表面进行切削。在这一过程中切削掉的零件表面非常小,通常情况下能够达到微米的级别。通过这一点我们能够相信,在零件加工过程中磨削加工完全能够满足零件加工最小尺寸的要求,对于零件加工精度以及形位精度和粗糙度的控制都能够达到要求。在机械加工过程中,磨削加工在零件的加工过程中使用的最广泛。在磨削过程中使用的磨削材料也是非常的多,例如软金属;不锈钢;淬火钢以及高速钢等都能够使用磨削的加工手段进行零件的加工。伴随着科学技术的不断提升,现阶段磨削加工工艺已经能够对非金属进行加工处理,特别是现阶段较为热门的半导体以及陶瓷灯非金属,质地较硬的非金属也使用磨削的加工手段来进行零件的加工。目前,几乎所有的零件材料都能够使用磨削的加工手段来进行加工,能够最大限度的保障零件的加工精度以及加工质量。但是需要注意的是精密磨削加工虽然有很多的优点,但是其加工加工效率低下的问题还是阻碍了静默磨削加工技术进一步的发展。由于精密磨削加工需要对细小的微粒进行加工处理,因此在加工过程中会产生非常高的加工温度,这样会导致加工零件在高温的作用下出现一些不良的状况,最显著的就是金属内部的金相组织容易在高温下出现变化,能够导致加工的硬化,由于加工过程中出现的高温,还能够影响零件后期的热处理淬火,最明显的体现就是精密磨削加工后的零件表面会出现一定量的表面烧伤或者是出现裂纹。因此在零件的加工过程中,要对静默磨削加工技术慎重选择,提前做好相应的准备工作。 2.2 零件光整加工方法中的砂带磨削加工方法 我国目前常常使用的加工方法还有砂带磨削加工技术,砂带磨削加工技术在目前看来是一项非常专业的加工技术。砂带磨削加工技术术语涂附磨具加工的范畴。砂带磨削在加工方法上分为两类,首先是闭式加工,其次是开式加工。砂带磨削的加工基材为混纺布,通过粘结剂的作用将磨料粘在零件的加工表面,砂带磨削的主要优点是能够实现非常高的生产效率,同时零件的磨削质量非常好,目前的应用也较为广泛。但是砂带磨削也存在一定的缺点。例如砂带的品种目前较少,砂带的质量也需要有一定程度的提升。 2.3 零件光整加工方法中的研磨加工方法 在光整度加工过程中,研磨加工技术主要就是通过相应的加工研具对加工物料进行加工,这种加工时一种微量加工,能够有效的保障零件加工表面的加工精度以及加工质量。研磨加工最主要的缺点是在研磨过程中加工速度过低,使用的加工时间较长,对加工效率有一定的影响。 2.4 零件光整加工方法中的抛光加工方法 抛光是用微细磨粒和软质工具对工件表面进行加工,是一种简便、迅速、廉价的表面光整加工方法,其主要的目的是去除前道工序的加工痕迹,改善工件表面的粗糙度,使工件获得光滑光亮的表面。传统的研磨与抛光的区别是在工具和效果上,一股研磨所用的研具是硬的,不仅可以降低表面粗糙度,而且可以提高精度,而抛光所用的工具是软的,它主要是降低工件表面的粗糙度,对加工精度无提高,甚至有时还会降低或破坏几何精度。 2.5 零件光整加工方法中的珩磨加工方法 珩磨是一种以固结磨粒进行加工的光整加工方法,它不仅可以降低工件表面的粗糙度,而且在一定条件下还可以提高工件的尺寸精度及形状精度。 2.6 零件光整加工方法中的电化学抛光加工方法 电化学抛光加工是利用电化学方法对工件表面进行的一种光整加工,是直接利用在金属表面发生的氧化还原反应来去除金属表面切削加工所残留的微观高点以降低其表面粗糙度的一种方法。 机械零件论文:机械零件设计中常见错误 摘 要:机械零件设计是在教师的指导下由学生独立完成的。装配图中体现了合理布置三视图,正确使用绘图工具及正确的投影关系。合理的零件结构、合理的箱体结构;合理的油标安装位置、合理的放油塞位置等。充分利用图册、手册、指导书等为依据,绘制出结构合理、规范的视图。通过边绘图、边计算、边修改的设计方法,发现错误、分析原因、及时改正。 关键词:视图 绘图工具 投影 设计 草图 机械零件设计是机械设计课程的一个重要的实践环节,是培养学生综合运用机械设计、机械制图等先修课的能力。通过机械传动、机械零件设计,掌握机械设计的一般规律和方法。综合训练学生设计计算能力、查阅图表能力、绘图能力。运用标准、规范,查阅手册和图册的能力。在指导学生课程设计的过程中有以下问题。 1 合理布置三视图 三视图是指主视图、俯视图和侧视图。一张完整A0图纸,除了三视图,还要标注必要的尺寸、形位公差、技术要求、标题栏和明细栏。合理布图,视图之间留有足够空间来标注尺寸,视图与图框之间也有相应的距离。不合理布图集中于整个图面的左侧或集中于下半部,视图画到边框线以外,无法标注。 2 正确使用绘图工具 绘图r多数同学使用自动铅笔或2B铅笔,少数同学用HB铅笔,还有的同学不会削铅笔。正确的方法是选用中华绘图铅笔HB打底线,用2B铅笔加深,削铅笔时从标铅笔型号的另一端开始,切记不要用卷笔刀。在绘图时,学生用三角板绘制水平线和垂直线,这样图面的水平线和垂直线就达不到要求。另外还有的同学把丁字尺当作直尺用,这样画出的图也不美观。常用的绘图工具有丁字尺、三角板和圆规。丁字尺有尺头和尺身构成,尺身有刻线的一边为工作边,符合要求的丁字尺,尺头的内侧与尺身工作边必须垂直。丁字尺用于画水平线。绘图时,由尺身的内侧边靠紧图板左侧导边,上下移动即可由丁字尺的工作边画出水平线。三角板可画出直线,也可与丁字尺配合画出垂直线和45°剖面线。 3 正确的投影关系 正确的投影关系,即:长对正、高平齐、宽相等。由于二级减速器结构尺寸相对比较大,多数同学都能做到长度对正、高度平齐、忽视宽度相等。因为这个宽相等是俯视图的宽度和侧视图的宽度相等。少数同学侧视图的宽度和俯视图的宽度不等,这就需要修改图纸或者重画。还有错误较多的轴承旁联接螺栓铸造凸台的投影。又如M12螺栓投影主视图正确,俯视图投影画成直径8 mm、10 mm、12 mm、14 mm等。有的投影关系对上了,尺寸不对。还有的尺寸对上了,有的投影关系不是偏左就偏右了。正确的是M12螺栓投影主视图正确,俯视图投影画成直径12 mm圆,而且在同一投影线上。 4 稳固的机座 设计时应保证机座有足够的强度和刚度。箱体壁厚8 mm,为增加机座底凸缘刚度,取机座凸缘厚度20 mm。机座凸缘的宽度应超过机座内壁以增加机座的刚度。如果机座凸缘的宽度没有达到或超过机座内壁,则机座的刚度不足,受力较差,易变形。 5 带油轮的设计 在设计二级圆柱齿轮减速器时,考虑润滑条件,为使高速级大齿轮和低速级大齿轮直径接近,取i1=1.4i2。当高速级齿轮传动模数m=1.5 mm,低速级m=3 mm时,会出现低速级大齿轮浸油深度超过1/3R时,高速级大齿轮才能得到浸油润滑,使得低速级大齿轮搅油损失功率过大。为解决这个问题低速级大齿轮浸油深度10 mm,高速级大齿轮采用带油轮润滑。带油轮常用塑料制成,带油轮的宽度是大齿轮宽度的1/2,带油轮浸油深度为10 mm。带油轮用带有螺纹的销轴固定在箱体内壁,带油轮与箱体之间有一个塑料套筒,保证带油轮与大齿轮中间部位啮合。 6 箱体结构设计 在小齿轮一侧,箱体轮廓圆弧半径通常大于小齿轮中心到凸台处的距离。 由于主视图中齿轮投影只画分度圆,在确定箱体内壁时会忽视齿顶高,产生齿顶圆与箱体内壁刮砰等现象。正确方法应保证齿顶圆与箱体内壁10 mm的距离。 7 油标指示器选择 油标指示用来显示油面的高度以保证油池中油量正常,一般设置在箱体上便于观察油面的部位。多数同学选用油标尺,油标尺上有最高油面刻度和最低油面刻度,油面高度位于这两个刻度之间视为油量正常。设计时,注意选择在机体上放置的位置及倾斜角度。在不与机体凸缘相干涉,并保证顺利加工及拆装的情况下,油标设置位置尽可能高一些,倾斜放置时与水平夹角不小于45°。当减速器安装位置过低或过高,不便于安装油标尺时,可采用圆形油标。如果油标指示器位置选择错误,加工时产生刮砰,易打刀;位置过低、溢油。如果油标指示器位置选择正确,则加工时不产生干涉,油面位置满足润滑要求,拆装油标方便。 8 装配草图的检查 装配草图的检查中有如下问题:(1)少数同学布图不合理,主视图和俯视图画到图框以外。(2)少数同学粗实线细实线不分。(3)还有的同学画出齿轮或轴承轮廓,剖面线就画出来了。这些错误,有些同学只有一项,也有些同学有若干项。正确方法是先画出三个视图中心线,可避免布图不合理;先画俯视图草图,用细实线画出齿轮、轴、轴承、套筒、箱体及端盖的轮廓,再向主视图投影,最后向侧视图投影。当装配草图检查没有错误时,中心线和齿轮分度圆绘制点画线,零件轮廓线绘制粗实线,剖面线和尺寸线绘制细实线,剖面线和尺寸线是在图面加深以后最后绘制。 除了上述基本的错误以外,还有以下结构及工艺错误。如:启盖螺钉、吊耳处箱体结构、定位销、油标、放油塞、凸缘螺栓等。具体如下:(1)启盖螺钉工作螺纹长度不足。(2)吊耳处,箱体内表面为斜面。(3)定位销过短。(4)油标与水平面小于45°,开口处润滑油外溢。(5)放油塞,开设位置过高。(6)轴承旁螺栓和凸缘处螺栓,两处都是铸造的未加工表面,易受偏心载荷的作用。 针对上述错误改正如下:(1)启盖螺钉工作螺纹的长度应大于机盖凸缘的厚度。(2)吊耳处箱体结构,机盖内表面螺纹处增设凸台,防止偏钻打刀。(3)定位销的长度应大于箱盖和箱座联接凸缘的总厚度,以便于拆装。(4)油标与水平面不小于45°,以便于加工和装配时油标不与凸缘干涉。(5)为了将污油排放干净,应在油池的最低位置设置放油孔。(6)凸缘处在安装螺栓头及垫圈处,锪出沉头座保证支承面与螺栓轴线垂直(轴承旁螺栓和凸缘处螺栓错误相同)。 9 结语 通过机械零件课程设计的训练,使学生掌握了机械零件设计的一般方法和步骤,学会了查阅手册、图册,使学生学会了综合运用所学知识。同时深刻体会边设计、边计算、边画图、边修改的原则,使设计图纸成为生产用图纸,为工程实际服务。 机械零件论文:探讨表面强化技术在机械零件中的运用 摘 要:机械零件出现失效的问题大多是从表面开始,因此,表面强化技术在机械零件中运用具有十分重要作用,可以提升零件的性能,比如,耐腐蚀性、耐高温性以及抗疲劳性等。不但提升材料性能、挖掘材料的潜力,而且可以有效提升零件的寿命。 关键词:表面;强化技术;机械零件 机械零件在运转过程中出现失效的原因在于零件的材料已经不能适应机械工作的环境,本人总结主要由三方面导致:由于腐蚀导致失效、由于工作强度过大而失效以及由于磨损而失效。失效总是先从机械零件表面开始,之后在影响到零件的内部结构,进而对机械的使用造成严重的影响。需要注重机械的零件使用情况,尤其是零件表面的材料,延长零件的使用寿命,提高机械零件性能。 1 表面强化技术的涵义以及意义 表面工程主要是指通过一些化学和物理的工艺让机械零件表面的材料以及性能得到改善,提高零件的抗压强度和耐磨性,其工艺内容主要包含了表面改性、表面加工、表面处理、表面涂层等。表面工程是影响零件成分、性能以及组织结构的关键性技术。表面强化技术能够通过不同的工艺手段来增强零件材料的硬度、强度、性能、组织结构等,使零件更加耐腐蚀、耐磨,增强零件的使用寿命。在零件中使用表面强化技术能够达到节约材料、挖掘材料潜力的目的,可以制造出不同的表面强化层,进而使经济效益得以提升。上个世纪60~70年代时期,在工业领域逐渐引进了激光束、离子束、电子束等技术,致使工业生产开始进行表面处理,同时国家对这方面展开研究,并在表面处理技术上取得一些进展。90 年代,表面工程技术逐渐系统化,出现表面工程学。这些都推动了表面工程技术的发展,也推动了其他相关技术的发展和进步。 2 对材料进行表面强化技术的意义 (1)可以挖掘材料潜力。在实际的生产工艺中,传统的表面强化技术,比如淬火技术、热处理技术等,它可以让零件的材料抗强度性更高、耐磨性更高,同时也可以承受更大的冲击力,韧性非常好,进而使零件的寿命得到大幅度提高。近代的一些表面处理技术,更可以增强零件材料抗强度性、耐磨性、耐腐蚀性、韧性、抗疲劳性等方面的性能,提高零件的使用寿命,如离子注入技术。 (2)有效节约零件材料。机械运作需要特殊零件材料,这些材料尽管性能比较好,但是非常稀缺和昂贵,给生产造成巨大的压力。表面强化技术对一般材料进行处理后,材料的性能会得到加强,可以代替一些特殊的材料,节约生产的成本,同时能节约零件材料。比如对钢件渗铝后,可提高钢件耐腐蚀性以及抗氧化性,同时也可以保持钢件的韧性,其在机械、汽车、建筑、石化等行业运用十分广泛。 3 常见的表面强化技术使用 (1)不改变材料表面成分的表面强化。不改变表面化学成分的表面强化技术一般有激光处理以及表面形变两种技术。表面形变技术已经在一些机械零件表面得到广泛使用,如齿轮、链条、弹簧等,在生产工艺中常用的表面形变技术有喷丸、摩擦强化、爆炸冲击强化、滚压等。其中,喷丸主要是根据弹丸高速的冲击力来撞击零件表面,使零件表面的密度更加紧实,从而形成硬化层。激光处理是一种零件表面加工的新技术,主要是将激光束照射零件表面材料,在材料表面吸收红外线的能量后达到非常高的温度后形变,但零件内部却是冷态,使零件表面迅速冷却,进而产生淬火效果。激光进行淬火后,材料表面硬度比普通淬火要高,同时淬硬层更厚,零件的耐磨性以及使用寿命大大提高。 (2)表面岽理的强化技术。对表面进行热处理的表面强化技术主要是通过零件材料的形态变化,进而使零件材料得到强化,例如,表面淬火。这种技术通过流动粒子炉、感应、电接触等传统加热工艺进行加热材料,属于低能量的表面强化,常被用于齿轮、机床等零件的表面强化上。高能量密度强化技术是在热处理表面强化技术上发展起来的,它主要是通过激光对零件材料进行瞬间扫描加热,使零件材料从珠光体快速变成奥氏体,之后再由零件自身进行冷却,使表面得到高硬度马氏体组织。这种表面强化技术主要在动力机械的零件上应用,如汽车、轧棉机的齿轮等,其可以提高零件材料的使用寿命。 (3)化学热处理表面强化。化学热处理的表面强化技术主要是将零件放在活性介质之中,在对其加热到相应的温度时,这样其他的元素便会渗入零件的表层,并改变零件材料表层的化学成分,使其具有特殊性能。这样的技术,能够提升零件的使用寿命以及抗疲劳的性能。此外,提升零件抗腐蚀能力以及抗氧化的能力,并且降低零件摩擦系数,改善零件润滑性,减少零件运行的摩擦。 (4)表面涂覆层的强化技术。在金属的表面上可以涂上一层或者几层特殊材料的薄膜,可以使用物理法或者化学法,这样的零件涂覆层的技术,主要包括电化学法、离子注入法以及气相沉积法。其中,电化法以及气相沉积在我国得到广泛应用以及技术相当成熟,此处不做说明。离子注入技术是将几万或者几十万的束流离子注入在材料的表面上,提升材料表面性能。比如,汽车在模具当中注入钠离子之后,可以延长汽车的使用寿命,甚至延长寿命达到十倍以上。又比如,在TI64AL4的材料当中注入钡离子之后,可以促使这种材料在温度六百摄氏度以上的情况下,氧化的速度得到大幅度的降低,大约可以降低80倍。此外,将离子注入在不锈钢或者轴承钢当中,可以促使不锈钢以及轴承钢的使用寿命得到大幅度的提升,可以提升几倍甚至几十倍。 4 结语 综上所述,随着技术的快速发展,在机械零件制造的过程中已经使用了表面强化技术,表面强化技术可以提升零件的使用寿命以及性能,增强零件的抗腐蚀性、耐疲劳性以及耐高度能力,相关技术人员应当在零件加工中广泛应用表面强化技术并且加强对表面零件技术的研究。 机械零件论文:数字图像处理在机械零件测量中的应用 摘 要:随着我国科学技术水平的发展,数字图像处理技术被不断应用在各个领域中,其中,在工业生产自动化系统中,数字图像处理技术得到了广泛应用,这对于我国提高工I化自动水平提供了技术支持。自动化、高精度化和客观化是应用数字图像处理技术的机器视觉的特点。该文针对数字图像处理技术在机械零件测量中的应用问题进行分析探讨。 关键词:数字图像 图像技术 机械零件 测量 由于我国数字图像处理技术的快速发展,在机械测量中取代了传统利用卡尺测量的方法。数字图像处理在机械零件测量中的应用,使测量工作的效率得到了有效提高,最大程度地保证了检测任务能及时、高效完成。机械零件测量的速度和精度是机器视觉所强调的,大大提高了工业现场的可靠性。通过数字图像处理技术测量机械零件,有利于提高零件的精度和准确度。 1 图像测量系统 光源、计算机、CCD相机、传感器、支架、零件移动平台等各个部件是图像测量系统的主要组成部分。图像测量系统原理图如图1所示。 机械零件的图像通过CCD相机获取,再利用计算机图像测量系统对所获取的图像进行预处理,使用测量软件测量机械零件的图像。由于受现场各种因素的影响,如受照明条件的影响,容易影响现场机械零件测量的精度。在此条件下,就要求测量人员对影响测量机械零件精度的因素进行处理,在现场采用环形光源,有利于避免机械零件产生阴影,影响测量精度。此外,环形光源的使用。使光线与机械零件近似垂直,使机械零件在环形光源的照射下更加明亮,便于分割零件图像,从而提高机械零件的测量精度。此外,在测量机械零件过程中,有的机械零件较大,导致CCD相机无法一次获取全部数据,这就要求使用双重坐标系来测量,双重坐标系是由面阵CCD相机和高精度的计量光栅单元共同组成的。由双重坐标系采用轮廓跟踪的方式进行检测,从而对机械零件的实际位置进行确定,进而提高机械零件的测量精度。 2 机器视觉技术在机械零件测量中的应用 2.1 利用机器视觉技术对机械零件进行精密测量 由CCD摄像头、计算机处理系统和光学系统共同组成了图像检测系统。图像检测系统的工作原理是先用平行光束照射待检测的机械零件表面,光源利用反射光,将机械零件的轮廓利用光学显微镜进行放大,然后将放大后的机械零件通过CCD摄像头使其成为图像,在计算机处理系统中输入成像后的数据,并对数据进行分析,从而对机械零件的定位进行精准测量。此外,在针对机械零件获取位移量的问题上,先移动需要检测的机械零件,对数据进行测量,再按上述方式对机械零件再测量一次,机械零件的位移量就是两次测量结果之差。在测量过程中,如果被测量的机械零件的两次轮廓线出现在同一个成像位置,该轮廓线的实际尺寸就是该机械零件的位移量。对于体积小、形状简单和生产数量多的机械零件使用此种方式检测具有明显的优势。 2.2 利用机器视觉技术对机械零件进行预调测量 利用光学投影对机械零件进行定位是传统的机械零件预调测量方式,通过光栅数显表将测量数据显示出来,但是此种方法要求相关测量人员具有较高的专业技术水平,此外在此种方式的使用上需要投入大量的人力,造成人力资源分配不合理的现象,阻碍了工作效率的提高。针对此种现象,新式预调测量仪在专业人士的创建改善后被应用到机械零件预调测量的工作中。新式预调测量仪,在传统的光栅测量技术的基础上,对机器视觉技术、计算机处理技术和机器自动控制技术等相关技术进行引进。这些先进技术的引进,对传统的机械零件预调测量模式进行改善,机械零件的光栅测量技术与机器视觉技术相结合的新式预调测量仪的应用,优化了操作流程,提高了工作效率,在提高机械零件测量精度方面也有十分显著的效果。 2.3 利用机器视觉技术对机械零件进行逆向测量 以三角法为基础,把机器视觉技术应用在逆向工程机械零件的测量中,对机械零件表面轮廓利用应用线结构光进行测量,是快速轮廓视觉测量技术。在机械零件的测量表面投射平面条纹结构光,使测量表面在光的照射下产生不同形状的条纹,从而开展机械零件表面的分析工作。此外,在摄取机械零件表面条纹的图像时,必须把经过视频信号的CCD摄像头转化到模拟信号模式,再进行模拟信号转化数字信号的工作,在此工作完成之后对所得数据进行保存,最后用计算机处理系统对所得图像进行处理,得出机械零件模型图,从而对机械零件进行测量。 3 结语 机器视觉技术和数字图像处理技术的快速发展,使其在机械零件的测量中得到了广泛的应用。该文从图像测量系统、机器视觉技术在机械零件测量中的应用两方面进行分析,得出数字图像处理技术具有工作效率高、测量结果精度高、可靠性强、节省人力资源且有实时性等特点。在测量机械零件的工作中使用数字图像处理技术为我国工业的进一步发展奠定了基础。 机械零件论文:浅谈机械零件制造成本估算系统 摘 要:在机械零件的制造过程中,零件的可制造性的指标有很多,其中重要的一个就是零件的制造成本。零件的制造成本不仅是其可制造性的重要指标,同时还是产品设计的反馈。因此,机械零件的制造成本估算对于帮助设计人员了解机械的成本和及时的对成产品进行改进有着很大的作用。只有做好成本估算,设计人员在设计机械零件的过程中才更够把握好每个零件设计所需的成本,准确的控制住整体成本,并及时的改进。这就在很大程度上影响着企业的生产和经营活动,同时对产品的质量和价格等有着重要的影响。本文主要根据机械零件的特点等进行了分析,简单的研究了机械零件制造成本估算系统。 关键词:机械零件;制造成本;估算系统 在机械制造中,要向做好成本分析,降低相应的成本,首先要做好成本估算。而在成本估算中,制造成本的估算是其中最重要的部分之一,它是整个成本估算的基础,因此制造成本的估算是极为重要的部分。制造成本的估算,主要就是指从产品的设计特征转换到产品制造成本,并将相应的信息传递给零件的设计人员,并尽快的做出相应的决策。制造成本估算的速度和准确率,直接影响着企业的经营活动和相关的管理工作,同时对企业的决策和分析产品数据的准确性有着重要的影响。在早期的成本估算中,由于估算方法较为传统,不能有效的反映零件的加工情况,掌握加工过程中的一些信息,因此估算系统需要不断的改进,使其能够对零件进行详细的分解。 一、机械零件制造成本估算系统的框架结构 一般来说,机械零件制造需要根据零件的功能和核算的准确性等进行划分,保证成本的估算能够尽可能的准确,接近实际成本。成本估算系统一般分为: 1、分类编码及相似检索模块; 2、基于神经网络的成本估算模块; 3、基于相似性的模糊成本估算模块; 4、基于工艺的交互式成本核算模块; 5、基础数据库管理模块。 在成本估算系统中,各个模块之间有一定的联系,并且相互之间的影响也是较大的。如果利用成本估算系统来对零件的制造成本进行估算,那么对于每一样零件成本的估算,都需要该零件的具体信息。因此,在这个过程中,不同零件的信息会与其相对应,输入零件信息的时候要根据所选估算模块的需求和特点,来输入相应的参数。 二、机械零件制造成本估算 (一)网络模型建立 在机械零件制造成本的估算中,本文主要使用神经网络系统对机械制造成本进行估算。在神经网络系统中,误差网络神经传播是最为重要的一种,也是使用最广泛的估算方法。从结构上讲,模型网络是一种多层网络,其中分为输入层、隐层和输出层,在几个层面之间,基本都是采用全连接的方法,这就使得整个网络系统的联系有所增强。BP网络模型相对于其他的网络模型具有更强大的功能,在自组织、自学习方面都较强,且具有非线性处理功能,因此,机械零件的成本在设计阶段就可以得到较好的控制。由于BP网络之中包含着隐含层,在N维到M维之间的映射就可以很好的完成,因此为了使所需的网络结构显得简单方便,可以使用含有隐含层的网络对机械零件成本进行估算。 (二)确定相应的网络结构 在零件的制造过程中,由于其构成的类型较多,且每一种类型的特征有所不同,如果全部都使用同一种结构,那么它所牵涉的网络就会很复杂,需要很多的时间和精力去学习。而若是专门设置一个集成的网络系统,为每一个类型的零件都设置一个子网络,那么每个相应的子网络就会根据零件类型的特征而显得不同,更加的符合零件制造的需求。这样就能够更好的对对应的子系统进行训练,并从中获取所需的参数和信息等。在这个过程中,首先要根据零件的类型,去选择与其相符合的子系统,并利用起相应的参数,经过系统的估算,来计算出零件的制造成本。 (三)系统的实现 根据前面的模型系统和估算方法,再利用相应的软件作为具体的开发工具,对零件制造成本估算系统进行编制。这个成本系统主要包含了几个重要的模块,而网络结构成本估算模块中又有几个子系统,专门用于针对零件特征类型的。这些子系统的功能是根据所对应的零件类型的特征和需求来设置的,这些系统的设计需要根据具体的零件数据信息来完成。 三、结束语 本文主要针对零件的制造成本估算系统进行了一系列的分析和研究,使用神经网络估算法对相应的零件成本进行了计算,尽可能的提高了估算的准确性,且在一定程度上节约了时间和精力,产生的效果较为明显。这种方法不仅提高了零件制造成本估算的准确性,同时避免了一些复杂的计算关系,使系统变得相对简单,提高了估算的速度。但目前我国的机械零件制造成本估算系统还需要进一步的完善,尽量减小估算的误差,使其更加接近实际成本,减少不必要的损失。从以上可以看出,在早期的机械零件制造成本估算中,运用神经网络的方法是可行的。 机械零件论文:浅谈复杂机械零件的六面体有限元网格生成方法 摘要:目前,飞机、车辆以及机床等机械制造业迅速发展,其中很多关键部位的零件并不是呈规则分布是,具有复杂性特点。所以,关于复杂机械零件的有限网格生成具有非常广阔的应用前景,其中六面体网格和传统的四面体网格相比,具有显著优势,所以是有限元网格生成的首选方法。为了提高六面体网格的适应性,扩大其在复杂机械零件生产中的应用,本文首先论述了六面体网格的必要性,然后对其主要生成方法进行了讨论。 关键词:复杂机械零件;六面体;有限元网格;生成方法 近几年来,在工程领域中,有限元法可以解决很多工程问题,是一种近似的数值法。在进行有限元仿真时,必须要对连续体进行离散化处理。为了让离散的网格无限接近连续区域,保证计算的结果在误差允许的范围之内,就必须确保离散后网格的高质量。目前,二维平面的网格生成方法比较成熟,但是在三维立体的有限元网格,尤其是六面体网格中,其生成方法还存在较大争议,还有很多问题需要解决。下面,我们就从如下两个方面对复杂机械零件中应用六面体有限元网格的重要性和常用的生成方法展开讨论。 一、复杂机械零件应用六面体有限元网格的重要性 在对复杂机械零件进行有限元的仿真过程中,要确保计算结果的准确性和精确性,就必须对单元类型因素进行综合考虑。由此可知,单元类型的选择在有限元的仿真计算中具有非常重要的作用。如果复杂机械零件需要对体积成形的刚塑性或者钢塑粘性进行有限元仿真,那么单元类型的选择就尤为重要。 刚塑性或者钢塑粘性有限元具有三个主要特点:第一,这是一个很大的变形过程,在对其进行有限元计算时,需要对网格进行多次划分,会消耗大量的时间,而且每划分一次,都会影响其精确度。第二,它属于非线性问题,需要迭代求解,对效率进行计算。第三,工件和模具之间的动态接触需要进行多次处理,但是每一次处理都会让模型的体积产生影响,导致计算精度的误差增大。上述三个问题的产生都和单元类型的选择具有密切联系,如果选择合理的单元类型,可以减少网格的划分次数,减少相同的高斯积分点数,提高计算结果的精确度和计算效率。 六面体有限元网格单元具有很好的变形特点,计算的精确度高,所以在三维立体的有限元仿真中被广泛应用。在复杂机械零件的三维有限元仿真中,单元必须具备一定的刚性,也就是抗畸变能力,这样才能避免网格的重复划分;同时也要具备一定的柔性,即变形特性,这样才能将变形的过程真实的反映出来;另外,较高的计算精确度也是必不可少的。 目前,四面体和六面体是复杂机械零件体积成形有限元仿真的主要单元,但是通过大量的实验研究和计算表明,六面体单元计算的准确度高于四面体单元,所以在复杂机械零件的成形过程中,应该首选六面体有限元网格。 二、复杂机械零件六面体有限元网格的常用生成方法 (一)单元映射法 这种方法是三维网格生成中使用最早的,具体步骤如下:①将立体图形进行交互划分,分成几个具有20个节点的六面体区;②利用函数映射原理,对六面体区进行更进一步映射,将其分成若干个具有8个节点的六面体单元。所以,这种网格生成方法的操作比较简单,能够生成比较完整的结构化网格。这种生成方法最大的局限性在于,复杂机械零件的表面并不是平整的,而是具有复杂性特点的自由曲面,会对计算结果的精确性产生较大影响。同时,采用人工方法进行分区会消耗大量的时间,自动化程度较低。目前,虽然有研究学者提出了整体规划技术,实现了分区的自动化,但是在复杂机械零件的区域划分中,还是很难进行自动分区。 在单元映射法中有一个特例,即曲面映射法,能够对几何曲面进行离散化处理。有学者对这种六面体有限元网格的单元映射自动生成技术进行了研究,在这个过程中,自然坐标的分割可以利用加权因子进行控制,生成的有限元网格的密度也有所不同。对原域为单连通凸区域的简单形体及原域为复连通凹区域的复杂形体,该种方法均可生成质量较高的网格。 (二)栅格法 这种方法的具体步骤如下:①提前制作网格模板;②将需要进行网格化出来的复杂机械零件放置在模板上;③在零件的实体内部,尽可能多的填充一些规则的网格,例如长方体或者正方体;④根据零件实体的边界特征,对边界上的网格性状和连接关系进行调整,让边界上的六面体单元能够无限接近其真实形状。这种网格生成方法的最大优势就是,自动化程度较高,生成的速度较快。同时,边界单元的质量不高是其最大的缺点,而且单元网格的尺寸比较接近,无法对网格的密度进行有效控制也限制了该生成方法的应用。由此可知,这种网格生成方法的未来发展趋势就是:控制实体内部的初始规则网格的尺寸,以控制最终形成的网格的密度,采用拆分中和合并单元等网格结构重组的方法,以及网格优化算法来提高边界单元的质量。 除了单元映射法和栅格法之外,几何变换法、改进八叉树法、模块拼凑法、单元转换法和B样条曲面拟合插值法等都是复杂机械零件六面体有限元网格常用的生成方法,需要在今后的研究中进行深入探讨。 机械零件论文:分层教学在《机械零件数控加工》课程中的探索 【摘要】根据教育部因材施教的教学原则,针对学生的个体差异,从以学生为本,满足学生需求的基本目的出发进行分层教学,使不同水平的学生都能得到合适的指导并取得发展。本文通过对《机械零件数控加工》课程分层教学的分析和尝试,证明在此类课程中进行分层教学更加有利于教学的进行和学生的发展。 【关键词】分层教学;数控加工;个性差异 随着社会的不断发展进步,忽视学生个性发展的统一规格教育的弊端不断显露出来,造成大学教学出现费时低效的局面。随着教育改革的不断发展,差异性教育符合了现代教育理念,针对学生的个体差异,以及教育部因材施教的教学原则,从以学生为本,满足学生需求的基本目的出发进行分层教学,使不同层次的学生都能在自己的“最近发展区”内获得发展。 因此在我国高等院校,尤其是高职院校中,综合分析多种情况,进行分层教学的的研究越来越广泛,并且不断深入。现针对我校的具体情况进行分析和研究,并通过实验,得出实验结果并进行分析。 1 学生个体发展的不同要求进行分层教学 我院属高等职业技术院校,存在很多鲜明的特点。招生生源多样化;招生的学生思 想活跃,差异较大;学生能力水平不以及机械零件数控加工这门课程本身的特点等等,都为实施分层教学提供了必要依据和可操作性。 1.1高职院校招生途径和生源多样化。 现我院的招考途径主要有自主招生,单考单招、国家高考统一招生等几种方式,每种招 生方式对学生的能力考核和要求都是不同的;就生源上讲,有普高生和中职生。由于高中阶段教育侧重不同,普高生和中职生在理论掌握和动手能力等方面都有很大的不同。因此,重视这种不同,根据各自不同的特点进行分层教学是非常必要的。 1.2学生自身特性的差异。 学生自身能力差异在实训实践课堂表现会更加明显,往往这种差距比较大,这也为我们 分层教学提供了条件。数控加工实训课程是一门动手能力要求很强的实践课。而由于我们招生生源的不同,中职生和普高生在实践经验和动手能力方面存在着很大的差异,这给我们提供了分层教学的理论基础。 1.3学生职业生涯规划的不同。 高职学生对自己的职业生涯已经有了基本的规划。因此学生对课程内容的难度需求会有不同。进行分层教学可以使学生有目的的进行学习。 2 《机械零件数控加工》课程特殊性的需要 近年来随着职业学校招生途径的多样化,不同生源之间文化水平和技能水平差距越来越大,普通的统一的课题教学模式和内容已经不能满足不同水平学生的学习需求。特殊的课程教学模式和要求更加适合分层教学模式 2.1目前我们的数控加工实训课程存在的主要问题。 统一的教学内容不适合个人能力上存在梯度的学生。数控加工实训课堂教学内容一样,但高职学校的学生的能力和需求差距很大。比如原中职的同学,已经掌握基本的设备操作方法,能加工普通的机械零件;但普通高中升上来同学,数控机械设备还是第一次见到,可以说是零基础能力,相对后期的学习压力就会很大。 2.2统一的教学方式,学习效果不好。 现在统一规格的教学内容,在教学和实践过程当中,往往是几个会做的同学包办所有零件的加工。这样就会造成水平高的同学没有更进进步,水平低的同学没有学到知识。同学之间的能力差距会越来越大。 2.3课堂氛围不活跃。 由于同组的人能力相差悬殊,缺乏互相的学习、沟通和协作。 2.4考核评价激励作用不足。 由于学生的能力和未来的就业方向的差异,同样的考核评价体系起不到足够的激励作用。 3 分层教学形式的确定和实施 通过分析我校学生的各方面特点,以及根据《机械零件数控加工》课程的具体特性,以大一第二学期的某班级学生为主体,我们制定了分层教学模式,并进行了实验。 3.1以学生为本,满足学生需求 根据学生的不同水平进行层次的划分。在了解学生的生源、能力、学习意愿的基础上把 学生初步分层几组,进行分层次的教学和辅导,经过一段时间后,根据学生学习的状况可以进行二次的分层,即实现动态的分层,满足不同时间段学生的真实需求。同时要注意分层的隐形性,考虑到学生自尊心和自信心的保护。 3.2因材施教,打造饱满课堂 根据学生的分层,教师进行教学目标分层,重新进行了教学整体设计和单元设计,从而完成教学内容的分层;在上课过程中对学生进行分层的辅导。充分把握辅导时间和辅导内容,使整个课堂人尽其才,充满生机和活力。 3.3分层考核,有效激励。 对学生课程考核进行分层。消除以前的顺序排名制,进行分层次顺序排名。对每个层次优秀的学生进行同等的激励,对在同一层次里成绩提高的学生进行特别的奖励。这样使得学生能够充满学习的渴望,不断要求进步。使考核真正对学生进步起到激励作用。 3.4 实施结果分析 通过一个学期的分层教学。试验班级和其他并行班级相比,学习热情和学习效果都有了明显的提高。在教学过程检查记录中发现,课堂热情和课堂纪律和学生参与度都是比较高的;在课程结束后的数控中级考证中成绩也明显优于其他班级。 因此,分层教学在《机械零件数控加工》课程中的应用是非常必要的。同时此种学方式也适用于其他以操作训练为主的实训课程中。 机械零件论文:浅谈机械零件的测绘方法 摘 要:机械零件测绘是学生进行产品设计入门的初级阶段,也是对机械制图这门课程的实践,学会机械零件的测绘方法,对机械专业的学生十分重要。 关键词:零件测绘 步骤 注意事项 笔者刚参加工作时,虽说刚从学校毕业,但好像觉得什么都不懂不会,什么都要问师傅。那时就觉得在学校实践太少,对相关知识联系太少。所以笔者认为,学生走出校门走上社会工作岗位,在学校的时候应该多参加实践课,多积累一些工作经验是很有必要的。机械零件测绘是在校机械专业学生进行零件产品设计入门的初级阶段。现在又有人把这种方法称为反向设计法,对学生而言,实践性很强。作为机械专业的学生来讲,学会零件的测绘是非常有必要的。那么,机械零件如何进行测绘呢?方法其实比较重要。 一、零件测绘的概念 所谓测绘就是对已有零件进行分析,以目测估计图形与实物的比例,徒手画出草图,测量并标注尺寸和技术要求,然后经整理后画成零件图的过程。测绘零件大多在车间现场进行,由于场地和时间限制,一般都不用或只用少数简单绘图工具。徒手目测绘出图形,其线型不可能像用直尺和仪器绘制的那样均匀笔直,但不能马虎潦草,而应努力做到线型明显清晰,内容完整,投影关系正确,比例匀称,字迹工整。 二、零件测绘的步骤 1.分析零件 在最初设计时,一般都赋予零件某种功能,以及在机器当中担负的作用。为了把被测零件准确完整地表达出来,相关的精度和尺寸要标注清楚,所以我们应先对被测零件进行认真的分析,了解零件的类型以及在机器中的作用,所使用的材料及大致的加工方法。 2.确定零件的视图 为满足生产的需要,零件图的一组视图应视零件的功用及结构形状的不同而采用不同的视图表达方法。关于零件的视图表达方案,主要分两个方面: (1)主视图选择:主视图的选择应遵循两条原则: ①应反映零件的主要形状特征; ②尽可能反映零件的加工位置或工作位置,当这些位置难以确定时,应选择自然放置位置。 (2)其他视图及表达方案的选择。若主视图未能完全表达零件的内、外结构或形状,就应选择其他视图或表达方案进行补充。因此在零件的总体表达方案中,每个视图或表达方案都应有一个表达重点。需要重申的是一个零件其表达方案并非是唯一的,可多考虑几种方案,选择最佳方案。 3.目测徒手画零件草图 在这一步当中,主要分以下五个小步骤: (1)确定绘图比例并定位布局:根据零件大小、视图数量、现有图纸大小,确定适当的比例。粗略确定各视图应占的图纸面积,在图纸上作出主要视图的作图基准线和中心线。要注意留出标注尺寸和画其他补充视图的地方。 (2)详细画出零件内外结构和形状,检查、加深有关图线,注意各部分结构之间的比例协调。 (3)将应该标注尺寸的尺寸界线、尺寸线全部画出,然后集中测量、标注各个尺寸。注意检查遗漏、重复或注错尺寸。 (4)填写技术要求:确定表面粗糙度,确定零件的材料、尺寸公差、形位公差及热处理等要求。 (5)检查、修改全图并填写标题栏,完成草图。 4.绘制零件工作图 由于在绘制零件草图时,受某些条件的限制,有些问题处理得不够完善,一般将零件草图整理、修改后再画成正式的零件工作图,经批准后投入生产。在画零件工作图时,要对草图进一步检查和校对,对零件上的标准结构,需要查表并正确注出尺寸,用仪器或计算机画出零件工作图。画出零件工作图后,整个零件测绘的工作就完成了。 三、零件测绘的注意事项 第一,在测量尺寸时,应正确选择测量基准,以减小测量误差。对零件磨损部位的尺寸,应参考其配合零件的相关尺寸,或参考有关的技术资料予以确定。 第二,零件间相配合结构的基本尺寸必须一致,并应精确测量,查阅有关手册,给出恰当的尺寸偏差。 第三,零件上的非配合尺寸,如果测得为小数,应圆整为整数标出。 对零件上的截交线和相贯线,不能机械地照实物绘制,因为它们常常由于制造上的缺陷而变形。画图时我们要分析它们是怎样形成的,然后用学过的方法画出。 从以上机械零件测绘方法可以看出,机械测绘与机械制图这门课程联系比较密切,学生学了机械制图这门课,就可以应用到机械测绘上面来。这样既得到实践,又巩固了知识,同时也掌握了零件设计的基本方法,在走出校门进入社会时,又多掌握了一门技术。这样既可以胜任绘图员工作,也可以从事技术管理工作,就业的空间更加宽广,前途更加光明。 机械零件论文:机械零件中的表面质量与精度控制 【摘 要】机械零件的表面质量与精度是机械加工中非常重要的两个内容,也是提升零件使用性能的重要影响因素。分析加工过程中工艺因素对零件表面质量的影响,控制加工过程是提高零件使用性能的重要方法。本文主要论述了表面质量对耐磨性、耐蚀性和疲劳强度的影响。 【关键词】表面质量 精度 措施 在机械零件中的破坏首先会从零件的表层开始,所以零件表面质量的好坏直接影响着产品的使用性能,以及其可靠性和耐久性。研究加工零件表面指令的目的是为了掌握加工过程中的加工工艺对零件表面指令的影响因素,从而通过一定的措施控制加工工艺过程,最终改善零件的表面质量,提高产品的使用性能。 一、机械加工表面质量与产品性能的联系 在机械零件的使用过程中,零件的磨损是不可避免的,也是一个逐渐积累的过程。零件在使用的过程中药经历初期磨损、正常磨损和剧烈磨损三个时期,在不同的时期内零件的表面粗糙度对其磨损程度不同。表面粗糙度越小,其磨损性能越好,但是其表面也不易太过光滑,否则不利于润滑油的存储,出现零件内部分子之间发生相互粘结的情况。所以控制零件表面的粗糙度是保证加工环节稳定运行,实现工作载荷有效控制的有效方法。另外零件表面的粗糙度是衡量零件耐蚀性的重要因素,二者成正比关系。零件表面的粗糙度越大,其表面之间相互配合的质量就越差,间隙也就越大,不利于控制加工过程中的零件磨损率。 二、机械零件中表面质量对机器使用性能的影响 (一) 对耐磨性的影响 对于刚刚加工好的两个零件表面之间的磨损最初只是存在于表面粗糙的峰部之间的接触部分,其实际接触面积远远小于其理论接触面积。在接触部位存在着很大的接触应力,导致零件容易产生塑性变形、弹性变形以及峰部之间的剪切破坏等等,从而引起更为严重的磨损。表面粗糙度值越小,其磨损性能越好。但是也要保证相互接触的两个零件之间有足够的润滑,因此对于香花接触的两个零件的表面粗糙度存在一个最佳值,它跟零件的工作情况有关,工作载荷越大,其初期磨损量就越大,表面粗糙度的最佳值也要相应变大。 表面冷作硬化是影响其耐磨性的又一个影响因素,冷作硬化后的表面层金属的显微硬度得到了提高,故其耐磨性也得到了提高。但是零件表面的冷作硬化程度并不是越高越好,过高后会导致金属组织的疏松,零件表面容易出现裂纹和表面层金属的剥落,这样就会大大降低零件表面的耐磨性。 (二)对疲劳强度的影响 疲劳破坏是金属零件破坏的又一表现形式,产生疲劳破坏的部位往往发生在零件的表面和表面冷硬层。 表面粗糙度。受交变载荷的影响,零件表面粗糙度的凹谷部位往往存在应力集中,容易产生疲劳裂纹。表面粗糙度的数值越大,其裂纹越深,吻底半径越小,零件抗疲劳破坏的能力就越差。 残余应力。零件的经过处理的过程中往往会存在残余应力,残余拉应力值越大产生的疲劳裂纹越大,零件的破坏也越大。零件表面层的残余应力则可以阻止疲劳裂纹的产生,延缓零件被破坏的速度。 (三)对耐蚀性的影响 零件的耐蚀性在很大程度上跟零件表面粗糙度的数值有关,其值越大,凹谷中所能积聚的物质也就越多,零件抗腐蚀的能力就越差。 (四)对配合质量的影响 对于间隙配合,零件的粗糙度数值越大其磨损量越大,如果间隙过大就会影响零件之间的配合性质。对于过盈配合来说,在零件的装配过程中有一部分峰尖会被挤平,造成实际过硬两减小,大大降低了零件之间连接的紧密程度。 三、影响机械零件加工质量和精度的因素 机械零件的加工精度是零件使用过程中好坏的又一影响因素,一般情况下影响零件加工精度的因素主要有三个:尺寸精度、几何形状精度和位置精度。尺寸精度是指加工表面与基准尺寸之间的误差;几何形状精度是零件表面几何形状的误差,主要有平面度、直线度、圆度和圆柱度等;位置精度是加工表面与基准之间误差,主要有平行度、垂直度和同轴度等。 由于加工过程中多种因素的限制,这三个精度不能完全达到,加工误差不能完全被消除,那么分析加工过程中影响其精度的因素就变得非常必要。通过对零件加工过程的分析,我认为影响其加工精度的因素主要有:机床的几何误差、定位误差、调整误差和刀具误差等四个方面。 四、提高机械加工质量和精度的方法 (一)选用精度高、韧性强的刀具。 在零件加工过程中所采用的刀具要有较大的刀尖圆弧半径和较小的副偏角以及合适的修光刀或者精车刀等。但是在选用的过程中要注意相互之间的相容性,使刀具的材料与工件材料相适应。 (二)优化其塑性和金相 对于塑性较大的低碳钢,在加工之间要进行正火处理,以降低其塑性,减少加工过程中的变形。在选择好材料进行加工之前要进行适当的处理,以保证其内部晶粒的大小和分布。 (三)减少误差 在机械加工的过程中提高夹具、刀具等的精度,减少因热变形造成的设备误差和刀具的磨损。对于精密零件要采用精度较高的机床,并且控制机床的加工环境,从而提高所得零件的质量和加工精度。在适应的情况下还可以采用误差补偿措施,通过人为制造出的新的误差来降低或者补偿机床原有的误差,从而提高其加工精度。 五、结语 由于机械零件的表面质量对零件的耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀性以及精度稳定性都有很大的影响,因此对于重要的加工表面在加工过程中要综合考虑各个方面的因素,从而达到提高零件表面质量的要求 机械零件论文:机械零件的检测与误差原因分析 【摘 要】工件的整体质量大大取决于机械零件的质量,因此,在工业生产当中应当注重对机械零件的检测,以保证产品的性能。笔者从机械零件检测之前的准备出发,阐述了检测过程,并对可能出现的一些误差及其产生原因作了讲解。 【关键词】机械零件;检测;误差;原因 如今数控加工在工业生产当中的运用越来越广泛,为了对一些工艺参数进行调整,往往需要去加工的产品采取检测。其中对机械零件的检测主要是尺寸方面的度量以及定位方面的检测。假如将生产出来的产品送到另一部机器上检测,需要再次进行定位,这就导致了更大的误差产生。如果产品检测不满意需要返工的话,又要送回原仪器再次制作,容易损坏产品。这样来回奔波也不利于生产效益的提高。于是,机器视觉应运而生了,高精度、高速率的优势使之受到广大工业生产企业的热爱。 1 机械零件测前准备 1.1 阅读图纸、了解零件 对机械零件采取检测之前,应先熟悉其结构,从图纸看起。图纸上一般为三视图,先看主视图,主视图中反应了产品最多的信息,往往表示了产品加工的位置或者在设备上的安装位置。并兼顾观察其他视图,观测产品由什么样的表明构成,注意上面的一些特殊细节,比如孔、键之类。此外,应注意小部位的相对位置。大体的信息了解之后,应仔细观察产品的尺寸大小,由长、宽、高的绘图基准来研究,注意尺寸的性质,有些是定形的尺寸,有些是定位的尺寸。对面的性质也要加以注意,有些需要精加工,有些只需要粗加工,还有的不需要加工。对于有些重要的尺寸,上面标明了公差,加工时应加以注意。有一些标准件,应当按照标准数据来,比如齿轮和蜗杆之类。检验的专业人员应当对这些标准有所熟悉。对于有后期加工的工件,应当考虑尺寸的前后差异。 1.2 分析工艺文件 类似于平常所见的说明书,工艺文件阐述了零件加工以及检验的过程。检验的专业人员应当仔细阅读工艺文件,了解每一道工艺实施的位置、过程,且需要熟悉重要的装夹方式以及定位的基准。此外,检验的专业人员应当对加工的仪器和检测的仪器有一定的了解,熟悉它们的运行机制和加工流程。全部过程都应当根据规定好的流程加工,不然容易出现误差,甚至发生事故。有些检验工作者认为自己经验丰富,省略一些工序,这是很危险的,也会造成产品的不合格,影响生产。 1.3 合理选用量具、确定测量方法 在完成上面两个步骤之后,就需要挑选合适的仪器检测零件是否合格。选择的依据是零件的几何性质,如果零件是圆柱台阶轴,按照公差要求装配的话,可以使用千分尺、游标卡尺;假如零件含有内孔,能够使用钢板尺、内径百分表。此外,还有一些无法测量的尺寸,需要工作人员按照以往的经验进行判断,并自制一些测量工具帮助测量。整个加工过程均为按照一个流水线上的工艺流程进行的,应注意各个工序之间的衔接。 1.4 表面随机纹理处理 根据制作要求的不同,有些产品要求表明车出纹理,纹理比较细致,很容易出现缺陷。但是缺陷往往很难发现,且占的比例不高,所以应该编辑合适的算法进行除噪,使缺陷更加明显一些。能够使用高通滤波过滤低频区域,这样能够使高频区域更加突出。使用比较普遍的有理想高通、指数高通以及BHPF滤波器。相比而言,第一种效果最佳,不过于截止频率的地方会出现振铃效应,不利于检测。第二种也是在截止频率的地方出现问题,出现很多噪声点。最后一种比较温和,反应比较平缓。一般情况下,缺陷都在高频区域,所以选择合适的截止频率,就可以有效地突出缺陷。 2 机械零件的具体检测 2.1 合理选用测量基准 测量过程中使用的基准最好和加工时所用标准一致,有利于提高测量的精度。如果不一致,就应当选择精度比较高的面,方便定位。比如检测套类零件的时候,能够挑选中心孔的轴线当基准;如果要检测垂直程度应当把主要的表明当基准。 2.2 表面检测 零件的整体质量与表面质量息息相关,表面质量不过关可能会引起内部缺陷的出现。通过对产品表明质量的探究可以对制造过程中的每一步工艺流程进行深入的分析,从而从源头上防止缺陷的产生。表明的缺陷包括一些小的磕碰、划痕以及一些裂缝等等。对于不同的产品应当注意容易出现哪些缺陷,做到有的放矢。表面检测完之后,应将检测结果仔细做好笔记,并且将不同的产品进行分析,做到条理清晰。 2.3 检测形位公差。 不同的尺寸可能有不同的公差要求,需要尽量根据现行的标准来设计。比如轴类、方形器件应检测其直线度,对称的部位需要检测对称度。检测的过程中,有些误差是不可避免的,有些误差是可以避免的,不可避免的误差往往是由于仪器精确度所限,还有估读最后一位读数的时候,由于随机性,一般不会相同,可以通过取平均值,减少误差,但是无法避免;而可以避免的误差往往是由于操作不规范而导致的,因此,应当规范测量减少这种人为误差。 3 机械零件误差原因分析 加工过程中,产品是固定在设备上,随着机器的运转而运动。所以,刀具、机床固有的误差以及加工过程的不可控性造成了机械零件的一些误差。这些固有的误差往往是由于使用时间久了,对设备产生了一定的磨损,造成测量、定位的系统误差。还有可能是由于制作过程中产生热量,刀具、工件的温度升高,造成尺寸不同,原有的尺寸关系发生变化,降低了产品的精确度,不利于产品制造的控制。机械零件的误差往往包括随机误差、粗大误差以及系统误差。 3.1 随机误差 所谓随机误差,即为无规律可循,无法控制的误差。即便在同样的环境下,检测的结果都未必一样,这就是测量的随机性造成的。要是测量仪器受到外力压迫或者温度变换而变形,也会导致测量产生误差。解决方案有两种,一个是保证温度恒定用力适当,防止仪器变形;另一个是测量三次以上求平均值,有些测量结果略大,有些测量结果略小,求平均之后,就能够减小一定的误差。 3.2 粗大误差 所谓粗大误差是由测量的工作人员自身原因产生的,是可以消除的。有些检测人员在测量的时候粗心大意、不够专心,以至出现了很幼稚的错误,比如读错数值、记录错误以及统计错误。这些都是可以控制的误差,应当提高检测人员的专业素质,减少这些粗大误差。 3.3 系统误差 所谓系统误差,就是系统固有的而又有一定规律的误差。这类误差往往是由于测量工具制作不合格,定位工具不过关造成的。因此,在进行检测之前应当检测这些工具是否合格,选择符合要求的工具,从源头上尽可能消除误差。对于测量精度指标比较高的零件,应当选择精度符合的工具采取测量。 4 结束语 综上所述,对机械零件进行检测是保证产品达到生产要求的必要环节,应当严格按照检测的流程降低机械零件的误差,从阅读图纸开始,仔细分析工艺文件,选定合适的测量工具,对零件进行检测。检测过程中应当对不同的误差类型以及产生的原因进行仔细的分析,尽量从源头消除这些误差,否则就从后期处理中降低误差,以确保产品达到所要求的精度。 机械零件论文:关于机械零件可靠性设计理念研究 摘 要:机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法,在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或寿命。本文通过结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析,阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵,为今后机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法。 关键词:机械零件;可靠性优化设计;机械产品 现在,可靠性设计,又称机械概率设计,是机械零件现代设计方法之一。目前,该设计方法广泛应用于飞机、汽车等重要产品以及其它机械产品内重要部件的设计过程中。作为常见的建材机械,我们在设计挤砖机及其辅助机组的结构、部件、零件时,仍主要使用传统的设计方法。能不能把先进、科学的可靠性设计方法应用到挤砖机等机械产品的设计中去,本文通过研究可靠性设计理念,给出上述问题一定的借鉴。 1.机械零件可靠性设计基本理论 在实际工程中,人们逐渐认识到,除了随机性以外,在工程中还存在着另一类重要信息:模糊信息。所以传统的可靠性方法就是用概率论和模糊理论处理不确定性,但概率可靠性和模糊可靠性模型都需要用较多的数据去定义参数的概率分布或隶属函数,且计算量较大。通过研究,建立了结构概率-模糊-非概率混合可靠性模型,该混合可靠性模型能够综合各单一模型的优点。最大限度地将已有的信息利用到产品的可靠性分析中去,并能够更加客观和全面地反映结构的实际安全状况,为分析和设计决策提供更全面而且更真实的有用信息。可靠性设计的精确性和先进性是建立在应力、强度、寿命等数据的真实性、精确性基础上的,重视试验数据的收集和分析,建立可靠性数据库。对设计新产品时有很重大的参考价值,用概率-模糊-非概率的方法解决不确定问题的框图见下图。 2.机械零件可靠性设计理念研究 2.1.可靠性优化设计 可靠性优化设计是在可靠性基础上进行优化设计。既能定量地满足产品在运行中的可靠性。又能使产品的尺寸、成本、质量、体积和安全性等参数得到优化。从而保证结构的预测工作性能与实际工作性能更符合。该方法将可靠性分析理论与数学规划方法有机地结合在一起,在对各参数进行可靠性优化设计时。首先以机械零件的可靠度作为优化的目标函数,使零件的某些指标、成本、质量、体积或尺寸最小化,再以强度、刚度、稳定性等设计要求为约束条件建立可靠性优化设计数学模型。根据模型的规模、性态、复杂程度等因素选择合适的优化方法,最后求出最优设计变量。 2.2.可靠性灵敏度设计 可靠性灵敏度设计是在可靠性基础上进行灵敏度设计,充分反映各设计参数对机械产品失效影响的不同程度。便于找出哪些随机变量对机械零件可靠性设计的敏感性影响较大,并对此参数进行重分析和再设计。通过估计设计变量变差和约束变差对质量性能指标影响的大小,改变设计参数中影响较大的参数以使产品对可控因素变差和不可控因素变差的影响失去灵敏性。可靠性灵敏度设计首先建立极限状态方程,然后对各设计参数求偏导数,得到可靠性的灵敏度计算公式,进而确定各设计参数的灵敏度,用灵敏度数值作为再设计时修改设计参数的依据,从而使得参数修改和再设计工作事半功倍。 2.3.可靠性稳健设计 稳健设计能使产品的性能对在制造期间的变异或使用环境的变异不敏感,并使产品在其寿命周期内,不管其参数、结构发生漂移或老化的小范围内,都能持续可靠地工作的一种设计方法。可靠性稳健设计在设计阶段通过灵敏度分析,使产品在不消除和不减少不确定性因素的情况下。通过设计使不确定性因素对产品质量影响的敏感程度最小,从而提高产品质量和降低产品成本。 2.4.可靠性试验 可靠性试验是对产品的可靠性进行调研分析和评价的一种手段。其目的是发现产品在设计、材料和工艺方面的各种缺陷。为改善产品的战备完好性,提高任务成功率,减少维修费用及保障费用提供信息。确认是否符合可靠性定量要求,我们通过试验一方面要获取可靠性数据。另一方面要通过产品在试验中发生的各种故障,找出其原因并进行细致的分析和研究以提高产品的可靠性。但实际机械零件的设计方案如果有改变,就必须重新进行一次试验分析,这需要花费很大的人力、物力和财力。所以在可靠性试验前利用一些高性能的软件进行模拟分析能减少试验次数,节约时间和研究基金。 2.5.传统设计方法与可靠性设计相结合 目前采用概率设计法的概念去完善和改进传统的安全系数,使可靠性和安全系数直接联系。广泛应用现有的各种设计方法对产品进行设计计算,并与采用可靠性概率设计方法得出的结果以及实物试验的结果进行比较,从而积累经验,收集和整理可靠性设计。 结语: 可靠性是产品的一种动态质量指标。在现代化生产中已经贯穿在产品的开发、设计、制造、试验,使用及维修保养的各个环节之中。对于可靠性知识掌握越多,主观经验的运用就会越少,自然机械结构的设计也就越合理。这正是机械工程技术研究追求的目标。本文通过了解机械工程结构可靠性的研究不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决,而且将其应用到机械结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。所以该课题的研究内容是相当丰富和有意义的。
制造工艺论文:关于虚拟现实技术在水力机械制造工艺课程中的应用 论文关键词:水力机械 制造工艺 虚拟现实技术 论文摘要:水力机械制造工艺是水力机械及工程专业方向学生的一门重要的专业必修课。由于该课程实践性强的特点,在教学过程中引入虚拟现实技术就具有十分重要的意义。水力机械制造工艺课程教学中应用虚拟现实技术再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加 工过程,对改进教学效果起到 了一定的作用。同时,本文提出了今后在课程建设 中完善的方向。对其它同类课程的教学具有一定的参考价值。 水力机械制造工艺是热能与动力工程专业水力机械及工程方向学生的一门重要的专业必修课。根据该专业本科培养目标,要求学生具有宽广的理论基础、较强创新能力和适应能力,能在流体机械及工程等部门从事开发、研究、设计、运行、现代管理 、科学研究、教学等方面的工作。事实上,近三年该专业的毕业生就业率均保持了较高水平,水力机械及工程专业方向的学生到专业对口部门的占到了 70% 以上,而这些毕业生所从事的主要工作就是水力机械的设计与制造。由此可以看出,学生如果能在在校期间掌握好流体机械特别是水力机械制造工艺的相关知识,将对他们今后的工作大有裨益,这将促进他们将理论知识 和生产实际相结合以增强他们工作岗位的适应能力。 水力机械制造工艺是一门实践性很强的课程,所涉及的相关基础理论、基础知识也相当广泛。根据教学大纲的安排,该门课程应在学生学习完流体力学、工程材料、机械工程基础、流体机械原理、流体机械结构及强度等课程的基础上开设。在教学过程中最好能够在学习该门理论课程的同时到水力机械制造厂参观实习,这将有助于学生建立起对加工设备、加工零件、加工环境的感性认识,提高教学效果。但是实际教学过程中,没有条件能够达到这样的要求。况且大中型的水轮机零部件尺寸较大、结构复杂,加工制造工艺涉及的问题较多,即使是到专业的水力机械生产厂的加工现场也很难对其结构和加工过程有全面深人的了解。因此,按照传统的教学方法和手段,让学生通过书本上的插图对所学的对象,如零件、加工设备、检验设备等进行了解,学生很难有深刻的认识 ,况且部分插图书中没有附上,结果制造工艺课程学完了,部分学生到了工厂还是会把车床误认为铣床,一些专业典型零件也看似很陌生,由此可见传统的教学手段取得的效果并不理想,学生并不能将课堂所学与实际有机联系起来。为此,我们将虚拟现实技术引入到水力机械制造工艺的教学中,将抽象的零件和加工过程形象化,以帮助学生直观地观察零件结构,理清零部件的装配关系,进一步理解结构设计与加工工艺的关系,并将加工过程中所涉及工装夹具、机床、刀具等素材通过虚拟现实技术融入到教学课件中,从而缩短理论与实际的距离。 虚拟现实技术是近年来发展起来的新兴技术 ,在各个领域逐步得以开发应用。根据沉浸程度的不同,可将虚拟现实分为桌面式、大屏幕式、沉浸式和舱室仿真器四种类型…。其中桌面虚拟现实是一种初级的虚拟现实,它的沉浸度差,但最为简单,制作成本低,易于普及和实现。本课程教学中使用的仿真系统就是采用 VRML (VirtuaI RealityModeling Language,虚拟现实建模语言)开发的桌面式虚拟现实仿真系统,以配有高性能的图形加速卡的 Pc机为开发平台,其性能能够满足系统实时性的要求。虚拟现实技术在最近十几年得到了飞速的发展,由于其特有的仿真特性,如沉浸感、时实交互性、想象力和三维图形等,它正在成为解决工程问题 的一种重要方法,也是实现计算机辅助教学 的重要 手段。 在水力机械制造工艺课程教学中,为了真实地再现水力机械典型零部件的结构,我们采用了功能强大的 CAD/cAM一体化软件 unigraphics 进行零件的三维建模,以 word的格式输出,再利用 VRML对各零件的显示颜色、材质、光照等进行渲染 ,这样就可以利用安装了 Cortona插件的 IE浏览器进行零件的浏览了,从而脱离了复杂的 UG软件环境。在浏览器里可以通过插件上的控件对三维模型进行旋转、平移、放大等操作,帮助学生全方位 的了解课程中所讨论的对象,增强学生的感性认识。图 1、2分别为水轮机座环和水轮机顶盖的三维模型,在讲解到此类典型环形类零件的加工时,就可以通过旋转放大等操作全方位地浏览三维模型,比较它们结构上的异同,深入理解结构设计的正确性和合理性,认清关键加工部位,为拟订高效合理的加工工艺方案奠定基础。 水力机组装配与一般的机械产品相比有其特殊性,即在制造厂仅能完成重要部件的预装配,而整台机组的装配是在水电站完成的。对于大型电站,安装周期较长,水轮机的许多零部件被安装在机坑里,对于在校学生来说很难有机会全面地看清楚其内部结构及各零部件的空间位置关系。为此,我们采用虚拟现实技术和计算机仿真技术相结合开发了水轮发电机组检修仿真系统 ,帮助学生从不同的角度观察各零部件的三维实体模型及零部件之间的空间位置关系、联接关系等 (如图 3所示),了解水力机组安装过程中零件的安装先后顺序和相关的技术要求,有利于学生了解和制定合理高效的装配方案,将理论与实际有机的结合起来。利用 Java编程实现简单的人机交互功能。图 4为水轮机水导轴承动态仿真装配过程截取图,在进入装配场景后,点击启停按钮,动态装配过程即呈现在窗 口中,视图左边显示的是水导轴承安装步骤,这样学生不用到水电站或制造厂装配现场就能较直观地学习水轮发电机组各部件的装配工艺规范,有利于提高教学效果。 随着生产技术的不断发展,水力机械的制造也沿着数字化的方向不断发展 ,水力机械许多曲面类零件均采用数控方法加工。在实际教学中,我们采用专业的加工仿真软件 Vericut 逼真地再现了实际加工工件、加工机床和加工环境 ,对加工过程中可能存在的问题进行检测 ,让学生在课堂上就能对加工制造过程有全面的认识。Vedcut 采用了先进的三维显示及虚拟现实技术,对数控加工过程的模拟达到了极其逼真的程度。特别是在叶片类曲面加工过程中,如何确定合理的加工参数 (刀具形状与尺寸 、刀具相对加工表面的姿态、走刀路线、主轴速度、切削深度和进给速度等)以适应加工过程中叶片曲面形状的变化对提高加工精度变得非常重要,这些都可以通过加工仿真软件在教学过程中形象生动地展现在学生面前 (如图5所示)。但是目前这部分的工作还处于起步阶段,只能在课堂上做部分演示,有待进一步完善。今后在条件允许的时候,可以在理论教学完成以后,让学生自行建立零件 、机床的三维模型,模拟水力机械典型零件的加工 ,从而帮助学生将课堂中所学的理论知识转化为生产实践。 虚拟现实技术现已延伸到许多领域,它的发展不仅仅依赖于相关软硬件的发展,而是更多地取决于该技术为实际问题提供低成本高效率的解决方案的能力。虚拟现实技术应用到水力机械制造工艺课程的教学中,逼真生动地再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加工过程,学生通过这些虚拟现实环境就能够从形象化的角度理解零件从设计、毛坯形式、安装定位、加工、装配、质量检查等各个环节,提高了学生的学 习兴趣 ,从而强化了理论知识的学习,对提高教学效果起到了重要作用。 制造工艺论文:模具工作表面的制造工艺过程分析 摘 要:凸模和凹模是冲裁模的主要工作零件,凸模和凹模有与制件轮廓一样形状的锋利刃口,凸模和凹模之间存在一些很小的间隙。因此,凸、凹模的加工质量直接影响到模具的使用寿命和成型制件的加工质量。文章主要分析了模具工作表面的制造工艺过程。 关键词:模具;工作表面;制造工艺 模具由各种零件组成,其制造过程包括零件的加工、钳工装配以及模具的试冲和调整。毛坯经过车、铣、刨、磨、热处理和钳工等加工,改变其形状、尺寸和材料性能,使之变为符合图样要求的零件的过程,称为工艺过程,对干同一个零件。由毛坯制成零件的途径是多种多样的,也就是说,一个零件可以有几种不同的工艺过程。工艺过程不同,则生产率、成本以及加工精度往往也有显著的差别。为了保证零件质量、提高生产率和降低成本,在制订工艺过程时,应根据零件图样的要求和工厂的实际生产条件,制订出一种最合理的工艺过程。若将其内容以一定的格式写成文件,用于指导生产,则此文件称为该零件的工艺规程。 1 凸模的制造工艺过程 由于成型制件的形状各异、尺寸差别较大,因此凸模也是多种多样的,按凸模的断面形状,大致可分为圆形凸模和异形凸模两类。 1.1 圆形凸模的加工工艺过程 圆形凸模加工比较容易,毛坯一般采用棒料,在车床上对棒料进行粗加工和半精加工,留有磨削余量,热处理后在外圆磨床上进行精磨,凸模的工作部分经抛光、刃磨后即可,图1为圆形凸模。 1.2 异形凸模的加工工艺过程 由于异形凸模加工比较复杂,因此常采用压印锉修、刨削加工、线切割加工和成形磨削等主要工方法。 ①压印锉修。压印锉修是用凹模压印制造凸模的一种钳工制造方法。在缺少专用制模设备的情况下,此法是十分有效的方法。凸模在凹模压印锉修前,根据异形凸模的形状和尺寸选用毛坯,在车床或刨床上预先加工出凸模毛坯的各面,在铣床上按照划线轮廓粗铣凸模的工作表面,并留有压印后的锉修余量(0.15~0.25),最后用凹模压印锉修而成。 压印时,在压力机上将未淬火的凸模压入已淬硬的成形凹模内,凸模上的多余金属由于压力的作用被凹模挤出,凸模上出现凹模压痕,再根据压痕将多余的金属锉去。经过反复多次,直到凸模刃口达到所要求的尺寸为止。压印结束后,再按照图样的要求间隙锉小凸模,并留有0.01~0.02mm(双面)的钳工研磨余量,热处理后,钳工研磨凸模工作表面,直到间隙合适。 在利用四模压印时,要注意凹模刃口的上下平面要磨平,并将压印凹模和凸模坏料进行退磁处理,避免其碎铁屑附在刃口上,造成刃口划伤,影响压印质量;为减少压印摩擦和提高凸模表面质量,压印凹模工作刀口表面质量要求较高,表面粗糙度值ra小于0.4 μm,在压印前凸模及凹模表面上应涂一层少量的硫酸铜。在进行压印的时候,要将凸模正确地放在凹模刃口内,使四周余垦分布均匀,压印凹模表而与凸模中主线垂直后方能进行挤压。压印最好选用手扳动压力机和油压机,越次压印压痕不宜过深,首次压印控制在0.2 mm内,以后可逐渐增加到0.5~1.5 mm,每次庄印后,可根据压印印痕进行锉修,锉修时不允许碰到已压光的表面。锉修后留下的余量要均匀,以免下次压印时产生不必要的偏斜。压印加工适于无间隙冲裁模的加工,它的主要问题是对人工操作水平要求较高,生产率低,模具精度受热处理影响。 ②刨削加工。刨削加工主要用于加工模具零件的外形平面和曲面,加工尺寸精度可达0.05 mm,表面粗糙度ra可达1.6~6.3 μm。刨削后需经热处理淬硬,一般都留有精加工余量。 刨削加工工艺过程如下: 第一,刨削前准备。按尺寸锻造成为毛坯,留合适的加工余量,并根据凸模所用的材料进行适当的退火、正火或调质处理。准备好所用的量具、刀具及样板,安装、调整好所用的夹具。 第二,刨削过程。用机用虎钳装夹,刨削坯料两平面,保证两平面的平行度,使厚度尺寸达到尺寸要求。留0.02mm的余量;刨削坯料两侧面及圆弧,保证圆弧与两平面圆滑过渡,并刨削两端面,使坯料宽度、高度达尺寸要求,留0.02 mm的单边余量。用专业夹具装夹,刨削两斜面,留0.02 mm余量,用圆弧刨刀刨削圆弧,保证与两平面圆滑过渡。 第三,热处理。按热 理工艺进行,淬火硬度58~62hrc,并进行低温回火。 第四,研磨。研磨凸模侧面及刃口,保证尺寸精度和表面粗糙度达到设计要求。 第五,检验。测量各部分尺寸,检验圆弧r和硬度。 刨削加工过程中,凸模要牢固地夹紧在刨床的工作台或夹具中,不准松动。每次的进给量要适当,当快加工到所需要的尺寸时要格外小心,防止划伤已加工表面。在刨削的过程中,要用测量工具、样板等随时进行检验,并根据加工余量调整刀具,以保证刨削质量。 ③电火花线切割加工特别是自动化编程软件的使用,不仅电火花线切割加工在模具生产中广泛应用,数控加工编程使其生产成本大大降低,而且还提高了模具生产质量。凸模若采用线切割加工,首先长度尺寸不应超过线切割机床的加工范围,形状应该设计成直通形式。使用线切割加工的生产过程是:准备工件,确定加工路线,装夹工件,穿丝等工作。 ④成形磨削。成形磨削的凸模尺寸精度高、质量好,磨削精度不受热处理的影响生产率高。所以是凸模加工的有效方法。 2 凹模的制造工艺过程 凹模作为模具中的另一个重要零件,由于凹模的结构不同于凸模,所以它的加工与凸模相比有所不同: ①孔系位置精度高。在多孔冲裁模或级进模中,凹模上有一系列孔,凹模孔系位置精度通常要求在±(0.01~0.02) mm以上,这给孔的加工带来困难。 ②孔与外形位置精度高。凹模在镗孔时,孔与外形有一定的位置精度要求,加工时,要求确定基准,并准确确定孔的中心位置,这给加工带来很大难度。 ③刃具的材料、精度要求高凹模内孔加工的尺寸往往直接取决于刃具的尺寸,因此,刃具的尺寸精度、刚性及磨损将直接影响内孔的加工精度。 ④加工条件影响大凹模加工时,切削区在工件内部,排屑、散热条件差,加工精度和表面质量不容易控制。 凹模分单个圆形型孔、系列圆形型孔和非圆形型孔的加工。 2.1 单个圆形型孔的加工 单个圆形型孔的加工比较容易。当凹模型孔直径小于5 mm时,应先钻孔,后铰孔,热处理后磨削顶面和底面,用砂布抛光型孔;当型孔直径大于5 mm时,利用钻孔、镗孔对型孔进行粗加工,经热处理淬火、回火后,利用磨床对型孔进行精加工,磨削后,孔表面粗糙度可达ra=0.2~0.8 μm,精度可达it5~it6。 2.2 系列圆形型孔的加工 加工多个型孔时,可利用立式铣床进行。加工时,直接利用工作台上的纵、横向位。凹模型孔为一系列圆孔时,由于对孔间的位置精度要求高,所以要比单个圆形型孔的加工困难许多。加工圆形孔系,用坐标镗床可加工有高精度位置要求的系列型孔。也可以在铣床、钻床用坐标法加工出位置精度较高的系列型孔。也可心在铣床、钻床用坐标法加工出位置精度较高的系列型孔。 2.3 非圆形型孔的加工 非圆形型孔的加工、精加上方法有锉削、压印锉修、线切割和电火花加工等形式。 3 结 语 凸模和凹模是冷冲模的主要零件,其技术要求较高。制造时应注意保证质量。由于凸模和凹模的形状是多种多样的,各工厂的生产条件也各不相同,因此,不可能列出适合于任何形状的凸模和凹模的工艺过程。 制造工艺论文:磁性液体及其制造工艺 摘 要:简单介绍了磁性液体的种类、性质、制作工艺及在当前的主要应用。 关键词:磁性液体;应用;制造;超声波 1 引 言 磁性液体最初是1965年美国宇航局为了解决太空服头盔转动密封的技术难题而率先研制成功的。宇航员进入太空所穿宇航服的一个关键部位--颈部,必须用液体磁性材料制作。颈部是宇航帽与宇航服连接之处,既要让宇航员的头部能够自由转动,又要密封度高。如果密封不够,宇航服里的氧气泄漏,宇航员生命受到威胁。这个连接部位,若用固体物质显然太硬,而一般液体物质密度不够,惟有液体的纳米磁性材料符合要求。 所谓磁性液体(magnetic liquids),并非是指液态的磁性材料(物质处于液态的温度都高于其居里温度,所以目前还没有液态的磁性材料),而是把用表面活性剂处理过的纳米级超细磁性微粒高度分散于基液中形成的一种均匀胶体溶液。该溶液在重力和磁场作用下也不会出现凝聚和沉淀现象,具有固体的磁性和液体的流动性,因此具有许多独特的性质,在电子、仪表、机械、化工、环境、医疗等行业领域都具有独特而广泛的应用。根据用途不同,可以选用不同基液的产品。 2 磁性液体的分类 磁性液体按材料、超微粒的制作、分散方法等不同,分为以下几类: (1)铁氧体型磁性液体 主要以金属氧化物作为磁性微粒,以水、碳氢化合物、矿物油、精制油、二酯基液、透平油氟醚油等为基液。 (2)金属型磁性液体 以金属或合金作为微粒,按基液的不同分为非导体型和导体型。非导体型金属磁液一般以甲苯或煤油为基液,导体型则以非磁性金属膜(或合金膜)去覆盖磁性金属微粒。 (3)复合型磁性液体 他是以普通磁性液体和非磁性微粒复合形成的一种新型磁性液体。 3 磁性液体的性质 由于磁性液体同时具有磁性和流动性,因此具有许多独特的磁学、流体力学、光学和声学特性。 磁性液体表现为超顺磁性,本征矫顽力为0,没有剩磁;在外磁场下,磁性液体被磁化,满足修正的伯努利方程。与常规伯努利方程相比,添加了一项磁性能,使磁性液体具有其他流体所没有的、与磁性相关联的新性质:例如磁性液体的表观密度随外磁场强度的增加而增大。 当光通过稀释的磁性液体时,会产生光的双折射效应与双向色性现象。当磁性液体被磁化时,使相对于磁场方向具有光的各向异性,偏振光的电矢量平行于外磁场方向比垂直于外磁场方向吸收更多,具有更高的折射率。磁场有关,呈各向异性;磁性液体在交变场中具有磁导率频散、磁粘滞性等现象。 4 磁性液体的制作方法 (1)获得磁性液体的基本条件 ①颗粒尺寸应小于某一临界尺寸,该临界尺寸在10 nm以下。 ②颗粒在溶剂中应达到一定的表面活性化要求,从而即使在范德瓦尔斯等各种能量的作用下,也不发生凝聚。 (2)磁性液体的制作工艺 以磁性氧化物超微粒子的制作工艺为例 磁性氧化物化学稳定,容易制成粉末,用途广泛。 磁性液体用氧化物的粒径绝大多数应分布在10 nm以下。一般是以磁铁矿等铁氧体氧化物为主体,由金属盐类水溶液通过共沉淀法制成纳米级超微粒。以磁铁矿(fe2o3·2fe3o4)为例,就是在fe2+和fe3+的浓度比为1∶2的铁盐溶液中加入碱溶液,例如naoh溶液,使其析出fe2o3·2fe3o4。在反应过程中,通过调整溶液温度、铁盐浓度、碱的中和过剩量、反应时间等,可以对颗粒尺寸进行控制。 此外,下述方法也可获得氧化物超微颗粒: ①将固相反应得到的铁氧体在含有表面活性剂的油中进行长时间的球磨。 ②使铁氧体构成金属的醇盐,并把他溶于乙醇等溶剂中,加水分解获得。 ③利用等离子体、弧光等使金属蒸发,在含有适量氧的稀薄气体中凝聚获得 5 磁性液体的应用 (1)磁性液体原被称为“磁流体”,也有称为“磁液”的。磁性液体应用最广泛的是磁性密封技术,尤其在要求真空、防尘、或封气体等特殊环境中的动态密封最为适用。在高保真扬声器、电机阻尼、磁性传感器等方面磁性液体均具有独特的应用。 磁性液体密封原理 磁性液体旋转轴动密封是一种非接触式密封(即动件和静件没有直接接触),其工作原理是:由环状永磁体,导磁极靴和导磁转轴构成闭合磁路,利用永磁体中的磁能,在转轴与极靴极齿顶端的齿形间隙中产生强弱相间的非均匀磁场,将磁性液体紧紧吸住,形成磁性液体“o”型密封环,把间隙堵死,从而达到密封的目的。如图1和图2所示。 主要特点: ①无磨损,因为磁性液体具有液体的性质,并且由于基液具有润滑性,所以还可起润滑作用。 ②密封度好,用于真空时可以达10~5 pa。 ③无泄漏。 (2)磁性液体真空密封连接器是一种能够在2个相对封闭的空间内提供相互的可靠旋转连接的装置。全系列的设计使其在多种场合得到广泛应用,例如单晶硅炉、各类镀膜设备、气相沉积、液晶再生、半导体刻蚀系统等超高真空系统和设备。如图3所示。磁性液体真空密封连接器组件根据各类常用真空设备使用的真空旋转轴连接器技术参数设计制造,可直接替代相应的真空密封连接器使用,基本不需对原设备进行改造。 (3)磁性微粉是各类磁性器件的主要原料,现代通讯,信息等的发展使诸如电感等磁性器件向超微化方向发展,因而对磁性微粉这类材料的需求更为严格。 fe3o4是目前使用极广泛的磁性材料,如图4所示,近年的研究对其在磁性纪录等方面应用取得了不少突破,其纳米化产品效能如吸波效应、催化作用等,人们也正在进行大量的试验,应用前景十分广阔。 主要技术指标: 平均粒径:10~30 nm 晶型:γ形 (4)磁性液体阻尼器,磁性液体的表观性质在磁场作用下会发生较大的改变,例如密度、粘滞性等,因为磁场的作用,磁性液体可以定位在一定区域内,磁性液体这些和磁性有关的独特性质,可以利用磁性液体制作高性能的阻尼器件。他是由一个非磁性的惯性块、一个安装了磁性体的轮圈以及一定量的磁性液体组成。其基本原理就是在轮圈与非磁性惯性块的间隙中注入磁性液体,利用磁性体的强力磁场作用,使磁性液体在非磁性惯性块和磁性体之间形成一层磁性液体层,从而使该非磁性惯性块悬浮在磁性液体层上。这样就使磁性液体既具有了液体滑动轴承的功效,又由于磁场的作用而无泄漏之忧。同时磁性液体的粘性作用又产生了最佳的阻尼效果。在实际应用时将轮圈与步进电机的转轴固定,当电机加速或减速时,由于非磁性惯性块的惯性作用使其稳定时间大幅度地缩短,同样也可抑制电机在其共振频域的振幅。当电机匀速转动时,由于轮圈和非磁性块是同时回转的,因此几乎没有能量损失。 (5)磁性液体轴承电机,现代硬盘技术的飞速发 展,硬盘转速的提高对电机性能提出了更高的要求,目前,希捷等专业硬盘厂商已经在其主流产品使用了磁性液体轴承电机来满足硬盘驱动器高转速、高稳定、低噪音的要求。 磁性液体轴承是利用被磁场固定在电机转轴部位的磁性液体,旋转时形成的液体膜使电机转轴悬浮并自动定中,电机运转时,电机轴与电机其他部件没有直接接触,这样电机工作时的磨损小、噪音低,如使用了softsonictmfdb(流体轴承)的seagatebarracuda(r)ataiv,其声强仅为20 db,并且还是现在市场主流硬盘内部数据传输率最高的产品。 磁性液体轴承电机可以应用在多种需要高速稳定运转的场合,例如激光打印机,转速可以达到10 000~30 000 rpm,噪音仅35 db左右。 6 结 语 此外,磁性液体还广泛应用于电声器件、选矿、工业废液处理、热交换、磁回路传热器、生物磁等方面,随着对磁性液体理化性质的深入认识,以及对超微磁性粒子、稳定剂和载液的深入研究,稳定性更好、性能更高的实用化磁流体将不断出现,并将在更多领域发挥重要作用。 制造工艺论文:关于虚拟现实技术在水力机械制造工艺课程中的应用 作者:王桃 严敬 赖喜德 刘小兵 论文 关键词:水力机械 制造工艺 虚拟现实技术 论文摘要:水力机械制造工艺是水力机械及工程专业方向学生的一门重要的专业必修课。由于该课程实践性强的特点,在教学过程中引入虚拟现实技术就具有十分重要的意义。水力机械制造工艺课程教学中应用虚拟现实技术再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加 工过程,对改进教学效果起到 了一定的作用。同时,本文提出了今后在课程建设 中完善的方向。对其它同类课程的教学具有一定的 参考 价值。 水力机械制造工艺是热能与动力工程专业水力机械及工程方向学生的一门重要的专业必修课。根据该专业本科培养目标,要求学生具有宽广的理论基础、较强创新能力和适应能力,能在流体机械及工程等部门从事开发、研究、设计、运行、 现代 管理 、 科学 研究、教学等方面的工作。事实上,近三年该专业的毕业生就业率均保持了较高水平,水力机械及工程专业方向的学生到专业对口部门的占到了 70% 以上,而这些毕业生所从事的主要工作就是水力机械的设计与制造。由此可以看出,学生如果能在在校期间掌握好流体机械特别是水力机械制造工艺的相关知识,将对他们今后的工作大有裨益,这将促进他们将理论知识 和生产实际相结合以增强他们工作岗位的适应能力。 水力机械制造工艺是一门实践性很强的课程,所涉及的相关基础理论、基础知识也相当广泛。根据教学大纲的安排,该门课程应在学生学习完流体力学、工程材料、机械工程基础、流体机械原理、流体机械结构及强度等课程的基础上开设。在教学过程中最好能够在学习该门理论课程的同时到水力机械制造厂参观实习,这将有助于学生建立起对加工设备、加工零件、加工环境的感性认识,提高教学效果。但是实际教学过程中,没有条件能够达到这样的要求。况且大中型的水轮机零部件尺寸较大、结构复杂,加工制造工艺涉及的问题较多,即使是到专业的水力机械生产厂的加工现场也很难对其结构和加工过程有全面深人的了解。因此,按照传统的教学方法和手段,让学生通过书本上的插图对所学的对象,如零件、加工设备、检验设备等进行了解,学生很难有深刻的认识 ,况且部分插图书中没有附上,结果制造工艺课程学完了,部分学生到了工厂还是会把车床误认为铣床,一些专业典型零件也看似很陌生,由此可见传统的教学手段取得的效果并不理想,学生并不能将课堂所学与实际有机联系起来。为此,我们将虚拟现实技术引入到水力机械制造工艺的教学中,将抽象的零件和加工过程形象化,以帮助学生直观地观察零件结构,理清零部件的装配关系,进一步理解结构设计与加工工艺的关系,并将加工过程中所涉及工装夹具、机床、刀具等素材通过虚拟现实技术融入到教学课件中,从而缩短理论与实际的距离。 虚拟现实技术是近年来 发展 起来的新兴技术 ,在各个领域逐步得以开发应用。根据沉浸程度的不同,可将虚拟现实分为桌面式、大屏幕式、沉浸式和舱室仿真器四种类型…。其中桌面虚拟现实是一种初级的虚拟现实,它的沉浸度差,但最为简单,制作成本低,易于普及和实现。本课程教学中使用的仿真系统就是采用 vrml (virtuai realitymodeling language,虚拟现实建模语言)开发的桌面式虚拟现实仿真系统,以配有高性能的图形加速卡的 pc机为开发平台,其性能能够满足系统实时性的要求。虚拟现实技术在最近十几年得到了飞速的发展,由于其特有的仿真特性,如沉浸感、时实交互性、想象力和三维图形等,它正在成为解决工程问题 的一种重要方法,也是实现 计算 机辅助教学 的重要 手段。 在水力机械制造工艺课程教学中,为了真实地再现水力机械典型零部件的结构,我们采用了功能强大的 cad/cam一体化软件 unigraphics 进行零件的三维建模,以 word的格式输出,再利用 vrml对各零件的显示颜色、材质、光照等进行渲染 ,这样就可以利用安装了 cortona插件的 ie浏览器进行零件的浏览了,从而脱离了复杂的 ug软件环境。在浏览器里可以通过插件上的控件对三维模型进行旋转、平移、放大等操作,帮助学生全方位 的了解课程中所讨论的对象,增强学生的感性认识。图 1、2分别为水轮机座环和水轮机顶盖的三维模型,在讲解到此类典型环形类零件的加工时,就可以通过旋转放大等操作全方位地浏览三维模型,比较它们结构上的异同,深入理解结构设计的正确性和合理性,认清关键加工部位,为拟订高效合理的加工工艺方案奠定基础。 水力机组装配与一般的机械产品相比有其特殊性,即在制造厂仅能完成重要部件的预装配,而整台机组的装配是在水电站完成的。对于大型电站,安装周期较长,水轮机的许多零部件被安装在机坑里,对于在校学生来说很难有机会全面地看清楚其内部结构及各零部件的空间位置关系。为此,我们采用虚拟现实技术和计算机仿真技术相结合开发了水轮发电机组检修仿真系统 ,帮助学生从不同的角度观察各零部件的三维实体模型及零部件之间的空间位置关系、联接关系等 (如图 3所示),了解水力机组安装过程中零件的安装先后顺序和相关的技术要求,有利于学生了解和制定合理高效的装配方案,将理论与实际有机的结合起来。利用 java编程实现简单的人机交互功能。图 4为水轮机水导轴承动态仿真装配过程截取图,在进入装配场景后,点击启停按钮,动态装配过程即呈现在窗 口中,视图左边显示的是水导轴承安装步骤,这样学生不用到水电站或制造厂装配现场就能较直观地学习水轮发电机组各部件的装配工艺规范,有利于提高教学效果。 随着生产技术的不断 发展 ,水力机械的制造也沿着数字化的方向不断发展 ,水力机械许多曲面类零件均采用数控方法加工。在实际教学中,我们采用专业的加工仿真软件 vericut 逼真地再现了实际加工工件、加工机床和加工环境 ,对加工过程中可能存在的问题进行检测 ,让学生在课堂上就能对加工制造过程有全面的认识。vedcut 采用了先进的三维显示及虚拟现实技术,对数控加工过程的模拟达到了极其逼真的程度。特别是在叶片类曲面加工过程中,如何确定合理的加工参数 (刀具形状与尺寸 、刀具相对加工表面的姿态、走刀路线、主轴速度、切削深度和进给速度等)以适应加工过程中叶片曲面形状的变化对提高加工精度变得非常重要,这些都可以通过加工仿真软件在教学过程中形象生动地展现在学生面前 (如图5所示)。但是目前这部分的工作还处于起步阶段,只能在课堂上做部分演示,有待进一步完善。今后在条件允许的时候,可以在理论教学完成以后,让学生自行建立零件 、机床的三维模型,模拟水力机械典型零件的加工 ,从而帮助学生将课堂中所学的理论知识转化为生产实践。 虚拟现实技术现已延伸到许多领域,它的发展不仅仅依赖于相关软硬件的发展,而是更多地取决于该技术为实际问题提供低成本高效率的解决方案的能力。虚拟现实技术应用到水力机械制造工艺课程的教学中,逼真生动地再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加工过程,学生通过这些虚拟现实环境就能够从形象化的角度理解零件从设计、毛坯形式、安装定位、加工、装配、质量检查等各个环节,提高了学生的学 习兴趣 ,从而强化了理论知识的学习,对提高教学效果起到了重要作用。 制造工艺论文:机械制造工艺的合理化机械设计研究 摘要: 在机械制造工艺中,对机械设计进行合理化处理是确保机械产品质量的关键,而机械制造企业生产的目的是为了扩大规模,获得最大经济效益,因此,应有针对性地对机械设计进行研究。从机械制造工艺流程入手,对机械制造工艺中的合理化机械设计进行系统分析和探讨,希望可以为我国的机械制造发展提供帮助。 关键词: 机械制造工艺;合理化;机械设计 1机械制造工艺流程 从整体角度来对机械制造工艺流程进行分析,机械制造工艺流程如图1所示。 1.1制造程序 这一步骤主要是将原材料直接制作成半成品,处理重点是对原材料的材质及材料的利用率进行规划。对于机械制造企业来说,要在激烈的市场竞争中占据重要位置,就一定要对材料的质量进行管理和监督,只有提升机械制造工艺原材料的利用方式,才能真正降低生产成本。 1.2零件定位 在零件定位中,可以运用多种定位方式,而技术人员采用何种定位方式也会直接影响零件的质量。为了提升零件质量,技术人员要结合定位方式与零件的加工需求,按照标准开展零部件的加工工作,这也是增加机械制造企业产品销量的主要手段。 1.3技术程序 这一步骤是将制造工序中已经获得的半成品直接加工成符合客户要求的成品,技术程序的加工要求更精细,对产品的质量要求也更高。 1.4加工精度控制 技术人员在对零部件进行粗加工后,还要对半成品状态下的零部件进行细加工处理,在处理过程中,加工的精度要求在于零部件的形状、尺寸及表面质量等因素,为了真正满足客户的实际需求,技术人员需要利用误差控制措施进行合理选择,进而提升产品的精度。 1.5装夹 对零部件进行装夹是将零件直接固定在合适的位置上,在零件的装夹操作中,技术人员要保证零件固定位置的准确性,在确定好位置后,技术人员还要利用相关设计对零件进行深层次的固定工作。 2机械制造设计工艺的基本原则 2.1综合性 从本质层面来说,合理化的机械设计与机械制造属于理论和实践两个层面,二者本身所属类别是不同的,这种差异也就产生了工作中的误差。基于此,技术人员要将综合性作为整个机械制造发展的基本原则,在总结传统机械设计经验的基础上,将机械设计的理论知识与实践制造进行有机结合,以提升机械设计的整体质量。 2.2整体性 在对机械制造工艺进行合理化设计时,要先对机械设计的方案进行制定。在制定机械设计方案时,技术人员要遵循整体性原则,从机械制造工艺的整体入手,在确保各个部件合理的基础上,制定多个机械设计方案,从这些设计方案中选择最优的方案作为机械制造的最终设计方案。 3机械制造工艺中的合理化机械措施 3.1提高设计标准化 制造工艺的核心是机械设计标准化,也就是在相对统一的设计标准中,保证技术人员设计的机械零件结构、规格达到高度统一,在符合国家规定的机械制造标准基础上,进一步提高机械零部件的质量,这对降低生产成本、提高生产效率起到了极大的作用。技术人员在对机械制造工艺进行合理化设计时,一定要充分重视机械零部件的质量,按照国家标准实现标准化设计,以提升机械零部件产品的设计水平和使用性能,只有提升机械生产企业与机械产品的竞争力,才能真正提升机械制造企业的经济效益。 3.2运用绿色制造工艺 技术人员在进行机械设计时,要不断尝试引入新的设计理念,改进传统的设计方法。在设计过程中,应根据社会发展的大趋势,认真贯彻落实绿色环保的设计理念,在此基础上,将机械设计与高新技术手段相结合。在机械制造企业运行过程中,还要充分考虑自身经济效益与环境保护之间的平衡关系,只有实现二者的共同发展,才能促进机械制造企业的长久发展,企业的发展不能以牺牲环境为代价,要在保证环境的基础上,实现机械制造企业的可持续发展。针对目前的机械制造工艺,技术人员要将工作重点放在绿色材料的使用方面,从原材料及生产工艺两方面入手,共同保证机械制造与设计的系统化发展。 3.3提升加工精度 在机械制造过程中,客观差异是一定存在的,技术人员应尽量减少客观差异,以提高机械产品的精准度为准则,分析差异产生的根本原因,确定机械制造中存在的潜在因素,以降低差异,提高防范技术水平,进一步提升加工精度。提高机械产品的加工精度关键在于对夹具进行调整,技术人员应采用先进的测量工具降低误差值,确定误差产生的原因。目前,机械零件产品出现加工误差的主要原因在于机械内部应力、热变形及系统应力等,其中比较常见的是内部应力和热变形两大因素。提高加工精度的流程如图2所示。 4结语 机械制造工艺的合理化机械设计关键在于要有针对性地对机械设计进行分析,对机械生产过程进行合理分析,这两方面的分析都与机械制造过程中的合理化要求有关,因此,技术人员为了保证机械设计的科学化和合理化,要在设计过程中充分考虑机械制造工艺的实际需求,系统性地分析各制造工序的注意事项,改进设计方法,根据工艺水平合理选择机械技术,保证机械设计与制造质量达到国家规定标准,更好地促进机械制造工艺的全面发展。 作者:夏彩来 黄水英 单位:南通振华重型装备制造有限公司 制造工艺论文:高职模具制造工艺课程改革分析 摘要: 教学实践中发现,当前模具专业教学中最为繁琐的课程莫过于《模具制造工艺》,其主要表现为相关知识点与模具生产衔接紧密度不高,经常会衍生出和实际生产相互脱节的状况;再就是许多教师由于实力有限,未能做好实践指导工作,使得最终毕业生难以迎合相关企业竞争发展需求。在此背景下,笔者决定在理清现代高职院校《模具制造工艺》课程以学徒制为背景、项目为载体的改革要点前提下,集合诸多实际状况论证日后具体的改革实践策略,希望能够借此为社会培养出更多合格的模具制造工艺专业性人才。 关键词: 学徒制;项目载体;模具制造;课程改革 1引言 高职院校设置《模具制造工艺》课程的目的在于锻炼学生模具图纸设计与产品制造等能力,为以后的学习和工作奠定基础。可如今许多高职院校在实际教学过程中,未能设置合理的实践引导环节,不能激发学生强烈的探索欲望,最终教学实效自然不够理想。因此,今后作为现代专业化的高职院校《模具制造工艺》课程的任课教师,有必要不断完善个人专业知识体系和职业道德素养,争取在联系实际生产状况的前提下,以现代学徒制为基础、项目作为指导性载体,开展一系列科学化导向教学活动。至于规划思路和具体的处理手法,将具体介绍。 2现代学徒制下以项目作为载体的课程改革要点 其主张在必要性课程教学单元布置拓展前期,进行相关行业实践项目引入,进一步营造出生动化的实践交流氛围,令学生能够在特定项目设计期间规划出合理应对战略,为日后模具制造工艺“做中学”和“学中做”等更高指标贯彻,积累合理的过渡适应条件。须知想要有效改善学生的职业技能和道德素养,就必须预先组织他们进行相关项目实践,唯独如此,他们才能实时掌握企业生产的动态状况,自主且深入性学习更多的专业技术和知识。如某区域拥有汽车基地等大规模企业,而一辆普通汽车当中的内饰件模具数量就已然达到200副,包括保险杠、仪表盘、油箱等大中型塑料模具。因此在现代学徒制下以项目为载体的高职院校模具制造工艺教学工作,也应当结合这部分企业具体的经营发展状况,进行高校《模具制造工艺》课程教学和企业特定岗位之间的距离缩减。换句话说,就是在规划课程讲解模式期间,将模具制造工艺中的一系列典型案例作为学生的主线训练任务,确保学生掌握合理数量的理论内容和实践经验之后,安排他们到相关企业或是校内外实训基地之中,依照师傅指导要点进行高水准的实践操作。 3现代学徒制下以项目为载体的高职院校《模具制造工艺》课程改革措施探究 就是要求高职院校在现代学徒制下以典型模具制造工艺作为主导线索,进行相关的教学内容整合和课程体系修缮,进一步凸显模具制造工艺强烈的实践和应用特性。如此一来,高职生才能愈加积极地投入到模具制造技术和安装调试等训练任务之中,从中造就出所需的综合技能和职业素质。首先,将职业技能训练作为日常教学重点,进行以项目为载体的《模具制造工艺》课程设计,进一步凸显出其所需的职业和实践应用特性。就是说在确保熟练认证模具制造等岗位需求基础上,进行高职院校既有的课程内容重新构建,当中的主线内容则可顺势细化为模具制造工艺规程编制和代表性较强的模具零件加工;再就是将学生视为主体,职业技能培养和知识点灌输作为中心任务,加快高职院校《模具制造工艺》课堂与实训基地的一体化改造进程,为今后学生更加理想的适应相关岗位环境,提供保障。如在进行课程内容设置过程中,主张依照模具加工的基础性理论、模具机械加工和特种加工的加工要点、代表性模具制造和装配的工艺、模具的光整加工的流程等细节,进行完善的教学流程规划组织。需要注意的是,整体教学活动的设计流程,有必要时刻秉承由简单到困难、点到面、知识递进的规则加以拓展,各类教学内容又要维持相互独立和紧密关联特性。长此以往,才可以确保高职生全方位掌握与模具制造工艺相关的知识与技能。其次,将理论和实践技能作为考核工作延展的指导性线索基础上,依照国家职业技能检验标准进行开放性和全过程的考核体系创建。其核心动机在于令学生在学徒制和项目教学法的指导作用下,顺利激发出学习训练的积极主动性,并且辅助教师完成教-学过程中丰富的经验、问题总结任务。归结来讲,就是将个人综合表现、过程性考核、期末考试成绩等3个方面结合起来形成最终考核成绩。在个人综合表现成绩方面,则督促教学主体结合学生日常出勤和作业完成状况,职业道德素养等进行综合评价,占据总体成绩的30%;过程性考核方面,即在模具制作工艺实践操作期间,结合不同小组具体表现为每个小组评定分数,其中教学人员评价80%、小组交互式评价20%,占据总体成绩的40%;期末考试则结合高职院校规范要求和学徒制规则进行有序组织,满分为100,考试时间为两个小时,占据总体成绩的30%。再就是将塑料模和冷冲模导柱、导套、固定板、型芯等代表性部件,作为模具制造工艺课程教学中的主线任务,令学生在学徒制指导作用下,自主和协作式学习。至于教学主体的核心任务,便是运用多元化引导模式拓宽学生思路,包括模具制造任务分析、资料收集整合、效果评价等。长此以往,加快模具制造工艺理论知识和实践操作过程的结合进程,最终顺利实现模拟实际工作过程的“教-学-做”一体化的教学。 4结语 综上所述,现代学徒制下以项目为载体的高职院校模具制造工艺课程改革工作着实繁琐,而笔者在此阐述的意见必然存在局限性,日后仍需模具专业教师结合丰富的实践经验予以完善。长此以往,为我国培养出更多高素质的模具设计与制造专业人才,为汽车制造等行业可持续竞争发展,提供不竭的支持服务动力。 作者:陆元三 单位:湖南财经工业职业技术学院 制造工艺论文:合理化机械设计制造工艺 摘要: 经济在快速进步,这种趋势下的机械制造行业也日益拓展了规模。机械制造的流程包含了复杂的多步骤,若要在根本上提升机械制造的整体水准并且减小成本耗费,那么有必要采纳新阶段的工艺手段。初期在设计时,应当优选合理化的机械方案用来优化设计,这样做才能便于机械制造的展开。这是由于,机械制造的总体质量密切关系着方案设计。对于此,解析了机械制造领域内的常用工艺,结合实际设计出合理化的工艺流程及方式。 关键词: 机械制造工艺;合理化;机械设计 机械制造包含了各步骤的工艺流程,在制造过程中先要选取合适的原材,而后依照给出来的流程予以详细制作。机械设计应能力求合理化,在各类方案中筛选最合适的合理方案用来指导后续设计。若没能设置适当的机械制造方案,那么系列性的设计都将会很难落实。由此可见,初期设计的合理化是尤其必要的,合理化设计决定着后期展开的机械制造流程。 1机械制造工艺 从本质来看,机械制造包含了成品制作的流程及方式。在机械制造中,相关人员先要预备机械原材,经过加工得出某一机械产品[1]。在现今阶段内,制造业表现出日益显著的技术进步,与之相伴的配套工艺也在获得整体性的改进。机械制造若要收获最佳的实效,那么不可缺乏先期性的合理设计。机械设计需要衡量综合的要素,具体策划及后期设计的流程中都应力求完善。设计人员首先就要拟定合理且恰当的总体设计思路,不可忽视细微的设计要点。 2机械设计中的合理化 2.1符合设计标准 机械制造需要配备多步骤的工艺,为此初期在设计中就要符合给出来的设计指标。这样做,才能从整体入手来优化设计。具体动手设计时,设计人员应能实时调整设置的机械精度,确保符合精度需要。某些情况下,机械加工会表现出较大偏差,这种状态增加了额外的机械制造风险同时也损耗了更多资源。情况严重时,还很易带来突然性的故障[2]。由此可见,需要全方位控制并调整标准化的机械设计,这种基础上设置最适当的零件尺寸等。合理的设计应能符合标准,同时也不可忽视数值的精确性。通常在后期加工时,零件的真实尺寸都会与初期设计有所差异,这种差异被视作制造中的偏差。在设计环节内,就有必要防控这种过大的偏差,因此需要衡量全方位的综合设计要素。例如原材的破损或高温带来的机械变形,这些都被归入设计要素。设计人员要兼顾更多的要素,这种基础上选取合适的设计手段及测量用具,经过改进得到优质的设计方式。 2.2确保加工的优质性 确保优质性的机械制造,要从全程入手来提升总体的零件制造质量。具体设计时,应能从严依照给出来的指标予以设计,优先选择最恰当的加工步骤。应当因地制宜,筛选合适的零件原材及型号规格,确保规格及型号的一致性。确保合理且适当的机械设计,在更大范围内减低总体的加工成本。各类机械零件都表现出差异的结构,与之相应的精确度也并不相等[3]。制造零件的流程中很难彻底杜绝隐含的偏差,然而过大的偏差将会干扰到零件的优质性。为此,先期就要详细予以运算,结合实情设置合理的用材总量并且提供全方位的零件检测。针对某些偏差过大的零件还需再次妥善处理,对于表层有必要适当切削以此来确保平整性,这样做就防控了潜在的精度偏差。 2.3采纳新式理念 机械制造相关的技术都在更新,有必要接纳新式的机械设计理念。从行业特性来看,机械制造附带的污染是较高的,因而应当优选可持续性的新式加工理念。设计人员要摒除不适当的认识,在具体设计时也要注重选取污染更小的新式设计思路。在日常设计中,可以提供绿色理念用来指引机械设计,融入节能且环保的新式绿色技术。与此同时,设计者也不应忽视附带性的资源损耗,应当优选最佳环保性的机械材质用来设计。针对报废后的机械零件,还可以有序予以回收。 3合理化机械设计的建议 机械设计构建于机械工艺的基础上,在详细设计过程中应能衡量综合的设计要点,例如零件的特性、尺寸以及精度。经过全面的衡量及考虑,才能妥善把握设计流程内的技术要点。进行合理的设计,不可以忽视消耗的机械设计成本,要在确保优质的前提下着力减低成本。如果条件允许,设计人员还可借助于巧妙构思来减小机械原材的总消耗量,用更低的成本投入来收获优良的设计实效[4]。设计人员在给出了某一制造方案后,需要经过调试的步骤才可以进入安装。因此,也应当注重设计后的安装调试。调试过程中通常可以测出隐含的设计偏差,各类零件表层也会呈现出不同层次的粗糙度。调试的过程中,需要优选恰当的刀具以此来提供必备的保障,调试得出的机械制造方案才会真正符合现今的市场需要。 3.1全面更新加工程序 在机械制造领域内,工艺流程体现为更高的技术特性。经过详细的制作后,机械制造可以把某一原材转为可用的产品。具体在制作时,先要初步加工而后才可以获得某类成品或半成品。在某些情况下,还需针对于半成品予以再次加工,进而构成全方位的制造流程。 3.2调整为合适的加工精度 具体而言,精度控制包含了零部件的尺寸、加工的位置及形状、零件的表层质量。有序控制零件的精度,才能在总体上获得更优的零件加工实效。未来的探索中,需要深入完善自动形成法、固定标准下的刀具控制法以及试切法等。机械制造应能确保最佳的精确度,唯有如此才能落实后续的顺利加工。 3.3改进装夹工艺 从加工角度来看,装夹的工序可用来定位精确的零件位置。在制造零件前,先要安放于特定的模具或者机床上方,这个步骤即为装夹操作。经过装夹操作,零件可以被固定至机床。装夹的具体操作也关系到总体性的零件质量。可以选用特定的夹具用来装夹,也可依照实情来选用其他方式。若要加工得到精准的零配件,那么不可缺乏初期的装夹定位。设计机械产品时,通常可选多类的定位方式。相关人员应能结合实情来适当设置定位,这是因为恰当的定位更加便于后续施工。针对各异的情况,机械制造可选的定位方式也表现出多样性。 4结束语 技术进步的总体趋势下,机械制造也提升了综合的水准。具体在制造各类机械零件时,先要给出全方位的机械设计。合理的设计思路可用来提供明确的机械制造指导,服务于根本性的制造质量提升。机械设计中的合理化思路可以缩减消耗的总成本,同时也避免了冗余的设计流程。然而从目前看,机械设计并没能达到完善,仍有待长期改进。未来的实践中,有必要继续摸索合理化设计的珍贵经验,从全面入手来确保机械制造及设计的优质性。 作者:曾华 单位:重庆机床(集团)有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺基础课程改革论文 一、《机械制造工艺基础》课程教学方法的改革创新 《机械制造工艺基础》课实践性很强且内容大多枯燥、难懂。这对缺乏实践经验的学生来说更是如此,无形之中给专业课的教学带来了困难。因此要设法提高学生的学习兴趣,实践证明,教学方法的改进是解决这一问题的根本途径。目前,国内教育专家在探讨这一个问题时提出过不同的教学方法,比如激励式教学法、引新式教学法、开发式教学法、情景式教学法、兴趣式教学法等等。这些方法的共同点都是正确引导学生积极学习,培养学生对专业学习的兴趣,充分发挥学生的主观能动性。《机械制造工艺基础》课程特点要求学生具备扎实的专业基础知识,如工程制图、机械零件和机加工工艺装备等。同时又要求学生具有灵活处理问题的能力。随着科技的进步,新材料、新工艺不断出现,传统的加工制造方法被许多先进工艺所取代。这就要求教师不断更新知识,苦练基本功,加强教学内容的时代性和新颖性,加快实践教学的步伐,及时掌握最新的理论研究和发展动态。传统的教学方法与现代化的教学手段相结合应该说是一种挑战,信息化的快速发展为这种教学方法提供了可能。多媒体教学的建立为这提供了技术支持。在教学过程中应充分运用网络教学资源和现代化的教学手段,加大了教学信息量,使教学效果更加直观。通过建立虚拟网络实验室,使得学生自主学习,掌握学习的主动权。这种教学模式由传统的学生的被动接受知识和教师“静态”教学转变为一种学生积极主动的参与学习和教师“动态”的教学。通过这种交流,使师生之间的关系更为融洽 二、建立以能力为中心的课程考核体系 改变传统的考核方式,强调考核学生的能力,实现课程考核向过程考核的转变。学生学习效果的好坏,主要取决于整个教学过程与之相适应,考核也贯穿整个教学过程。提高学生的综合素质为考核中心,考试不再局限于闭卷一种形式,而是采用开放灵活的考试方法,比如考核成绩可以由三部分组成:平时成绩占30%期末成绩占35%创新思维及能力35%。同时,每个部分又由理论和实践组成,其中理论成绩占40%,实践成绩占60%。在平时成绩中,理论部分可以由课堂提问、作业、考勤等获得,实践部分可以由平时实训、实验的能力获得。期末成绩中,理论部分由基本理论考试获得,实践部分由技能实训操作获得。创新思维及能力成绩中,理论部分可以由专题讨论等形式获得,实践部分可以由生产实习报告、体会等形式获得。建立合理的考核评估体系指标是衡量教改成功的关键因素。考核指标的出发点必须结合本专业的实践教学特点,充分体现素质教学和实践能力教学的情况,考核的核心是学生的实践动手能力。同时,要注重考核反馈,现在我们在教学中往往注重考核,不注重反馈,其实考核的目的是要重视反馈,通过反馈来是学生了解自己的不足,使老师反省在以后的教学中如何讲解来是学生能够更好的减少错误,学生在反省中找到原因,改正错误。 三、加强实践教学,培养创新素质 机械制造工艺基础是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,而且还要把这些理论灵活应用于实践中。实践是知识的源泉,实践性教学对于知识的获取、能力的形成与发展起重要的作用,因此,实行理论与实践相结合的教育,使学生掌握的理论知识向实际能力的转化,这样才有利于学生的创新素质的培养。为此,在教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论,由实训引出相关概念及相关加工方法。首先是教师提出学习的内容、目的、要求及其他相关事项,学生自主学习有关内容,再通过自己动手做的方式来加深对所学知识的理解,同时获得相关技能的训练。这种在教师指导下,感性认识与理性认识交互进行,对学生自主学习起到良好的促进作用。在本课程教学中,要创造条件让学生更多的接触生产实际。例如:参观实验室、陈列室、工厂车间、开设实验,进行多媒体教学,组织现场教学等等,不断积累实践知识,激发求知欲。如机床工件的装夹方法的学习,可以让学生在现场进行装夹练习,提高学生的学习兴趣,使学生容易掌握不同形状工件的装夹方法。对渐开线齿轮的范成,可组织去工厂现场参观齿轮加工,对插齿、仿形加工过程进一步加深理解。对减速器的结构分析及装配,可使用生产实用减速器进行结构分析、拆装实验等。只有教师在实践教学中不断丰富,不断提高实践教学的能力,具有较高的创新素质,成为领头的创新者,才有利于促进教学相长,培养出创新素质的人才。 四、总结 根据社会和企业对机械类人才的需求,结合职业教育的特点,应遵循“以拓宽基础、注重实践为核心,以培养学生实践操作技能为主线,以新技术、新方法、新手段为内容”进行课程改革。这就要求在教学中,要整合教学内容,使之能够适应现代机械产品的设计以及制造的要求;拓宽基础、注重实践为核心,从多方面培养学生动手能力,培养学生实践操作综合技能,把所学的知识融会贯通,打破相关课程彼此封闭的学科界限,有利于发掘学生的潜力;在教学中要以学生为中心,为充分调动学生自主学习的积极性,采用讲授、实践操作、讨论和自学相结合的教学方法,充分利用学校教学资源,通过实践环节培养和提高学生的创新能力。总之,教师要认真钻研业务,拓宽思路,吸收本专业领域的新技术、新方法,吸收新的教学方法,大胆进行课程改革,更好的为技工教育服务。 作者:赵升彦 单位:陕西省建材技工学校 制造工艺论文:机械设计制造工艺综述 1、现代机械设计制造的特点分析 机械设计的制造的发展是与各种学科的发展分不开的。不仅是机械专业,还要应用到哲学、心理学、思维和智能科学的研究成果,现代应用数学和化学、物理学等的研究成果,机械电子学、控制理论与技术、检测技术和自动化领域的研究成果。尤其是当代广泛应用电子计算机,以及现代信息科学的飞速发展,促进了现代设计技术的理论方法体系的形成与发展。因此,相比于传统的机械设计制造,现代机械设计制造具有以下特点。 1.1传统的机械设计制造过于注重人的感性经验和主观态度,对人员的技艺和判断能力具有较高的要求。但是,由于计算机的广泛应用,从而能够制定出更多更快速的方法。现代传统的机械设计更加注重的是新的方法和经验。 1.2传统机械设计制造比较单纯地侧重于机械自身所要求达到的能力;而现代机械设计制造,更加讲究各个要素的配合。具体说就是:机械设计制造理念与所处的环境和人的需求相适应,充分考虑到人的生物性和感官等因素,并且周密考虑机械生命循环的整个过程,充分计算好从设计、加工到使用、修理、报废等与人和环境的联系,从而促进了可持续发展的实现,平衡了生产与环境之间的关系。 1.3传统机械的设计制造更加注重力学的作用,在设计制造的过程中,强调把握力学能力,而现代设计制造发展了这类效果,具有了更宽阔的设计的领域、更广的范围、更多样的手段。 1.4在传统的机械设计制造流程方面,在总的目标下,设计方案形成很多的层次,每一遍的方案经修改后进入下一轮,因此要消耗很多的时间和能源才可能完成一个设计,而选择的所谓的最好方案,也可能因为没有直观的感受而带有主观性。现代机械设计对于重复浪费的现象有了很好的避免措施,在计算机内直接输入数字和方案,从而得出立体图,设计人员通过内部数字的调整,就可以得到最佳的设计方案。 2、现代机械设计制造的创新 机械创新制造设计主要是指,设计者充分发挥创造性思维,对现有的科学技术成果加以利用,设计制造出新颖、实用、具有创造性的机械装置。机械创新设计制造技术与机械系统、优化、可靠性、计算机辅助、有限元等设计一起,构成现代设计方法学库,邻近学科的有利的设计思想和方法,有待于进一步的开发。随着人工智能、专家系统、认识和思维科学、人脑研究的发展,人们益受重视机械的创新设计制造。原因有二:一是专家系统、人工智能、认识和思维科学、设计方法学等提供了一定的理论基础;二是研究和发展创新设计,有利于对于人类的创造思维机理进行解释,又能够推动一系列科学的发展。 创新设计制造的内容主要包括两个方面:一是在生产生活中对现有机械产品的性能(技术性、可靠性、适用性以及经济性)进行改善;二是为了满足新的生产生活的需要,设计制造出新的产品。创新设计制造的核心内容就是,对于机械产品创新发明的机理、模式和方法进行探索,程式化、定量化地看待机械产品的创新设计制造过程。受地域广、人口等因素的影响,一直以来我国的机械工业保持着快速发展的良好态势,但这难以掩盖其发展方式过于粗放的问题。导致这一问题存在的主要原因是,对机械工业的发展政府的宏观调控不足,致使重复建设同类型的机械产业,且区域发展不平衡,核心竞争和经济效益都比较低下。因此,必须要改革机械工业发展模式,优先考虑机械工业质量的提高,坚持以集约型增长方式取代变粗放型增长方式。 改革开放以来,为了推动国民经济的快速发展,在很多的时候,我国的机械工业走的是世界采购、国内组装的发展道路,不但本土技术严重缺乏,而且严重制约着发展的规模和产品的效益,更是制约国内机械工业发展的最大瓶颈。鉴于此,在“十二五”期间,机械工业应抓住国家政策的扶持和引导的有利契机,加强开发基础技术、工艺和产品,打破传统的发展模式,促进主机与零部件行业相互配合和推进,实现二者的同步发展。坚持“绿色为先战略”,一是在机械工业生产的过程中,重视保护生态环境,最大限度地做到节能减排;二是在研发制造使用机械工业的产品的过程中,坚持保护环境和节能减排的目标,走绿色制造和循环经济的新型工业化道路。 3、总结 综上所述,在国家发展中机械设计制造占有很大的比重,作为一项参考标准,它衡量着一个国家的发展水平。但是在机设计制造领域,我国还存在着一定的问题,还需要付出更大的努力从根本上加以解决。 作者:王秀凤 单位:内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺学课程试题库的建设分析 试题库建设的原则 1.试题库包括的知识面要广、储存量要大课题组在收集课后习题以及该门课任课教师提供的试题后,经过总结和筛选编写了《机械制造工艺学习题集》。习题集中包括填空题、判断题、选择题、名词解释、分析题和计算题等各类试题,涵盖了大纲要求的全部内容。 2.要考虑到试题的难易度和区分度由于学生的基础、努力程度等各不相同,所以命题时要对区分度加以考虑,考试题目的难易程度要有梯次,这样就可以把各学生的学习效果区分开来。 3.题目各自独立,各题间不互相关联和重复每道试题都要经过仔细地推敲和审核,避免某题的文字和答案的表述为其他试题提供线索;题目的语意表达要清楚、简明扼要,措词应该严谨。 4.试题库应该具有准确性、实用性应以“边使用,边完善”为原则进行“机械制造工艺学”试题库的开发,使用户能方便地管理和维护试题库。用户应该能对题库中的试题进行修改、编辑和删除,能够任意寻找、过滤试题库中的试题。这样,通过用户的主动干预和程序的智能组合,能快速地生成练习和试卷,实现教学工作的智能化。 “机械制造工艺学”试题库建立的具体步骤 “机械制造工艺学”试题库的开发过程,既需要专业课任课教师对题库的内容和整体功能进行设计,又需要专业编程人员对程序的实现,需要二者密切合作,其中任课教师还要负责题库的测试和维护管理等工作。编程人员主要采用的软件为:可视化编程语言Delphi7.0、SQL server2008、Microsoft officeword2003等。在试题库的编制过程中,坚持准确性、科学性和实用性的建设思想。 1.试题的准备收集首先是教材中课后练习的筛选,由相关人员将那些知识要点突出、方法典型、综合性强的试题全部录入,现已基本完成。再者是收集项目组成员自编试题以及部分市售试题,项目组的每个成员都是有多年教学经验的教师,他们在长期的教学实践中都积累了大量的具有其独特知识热点的试题,因此要求每个任课教师都需提供一定数量的自编试题,要求试题的知识点要全面,类型要丰富,要做到从不同角度测试学生对各个知识点的掌握。然后,认真填写每道试题的试题卡片,题卡中应该包括的内容为:试题所属章节、试题题型、试题测试涉及的知识点、难度、解题过程及答案等。试题卡片制作完成后,应该按章节、类型等进行综合归类,并且对其进行排序和编号,同时编制试题检索目录,以便于后期的选择和查找。 2.试题库参数的确定首先通过多方面查阅大量的试题库建设资料,在此基础上通过对比选择试题类型、要求程度和试题难度共3个参数作为建库的参数。 (1)试题类型:主要包括两大类试题类型,即主观题和客观题。其中,客观题为单项选择题和判断题;主观题包括填空、名词解释、分析和计算题。选择、判断、填空、名词解释、分析和计算题的比例分别为10%、10%、15%、15%、20%和30%。 (2)要求程度:即试题内容应该能够反映教学大纲中所要求的程度,即了解、熟悉和掌握3个层次。要求了解的内容占10%左右,熟悉的内容占35%左右,掌握的内容占55%左右。 (3)试题难度:将试题难易度分为4个等级,即容易、中等、较难和很难,其比例为20%、30%、30%和20%。 3.试题库的开发编程人员利用Delphi7.0、SQL server2008、Microsoft officeword2003等软件,开发具有“机械制造工艺学”自己特色的试题库。 4.软件的管理与维护试题库的管理与维护是一个长期的过程,要边建设、边使用、边管理、边完善题库系统。 “机械制造工艺学”试题库的应用 1.应用对象选择机械设计制造及其自动化专业2009 级 (1)班参加传统“机械制造工艺学”考试,其考卷由授课教师出题;拟选择该专业 (2)班参加试题库随机抽卷出题考试。 2.研究方法两个班级具有相同的任课教师、相同的考试时间、相同的试题类型和相同的题量。在考试结束后,客观题利用计算机进行判分,主观题则是由教师按照统一标准对其进行流水判卷。然后对考试成绩进行统计学分析,看两个班级的成绩是否符合正态分布。 3.结果分析通过统计软件对两个班级的试卷进行统计学分析,包括对试题的难度、试题的信度、试题的区分度和效度等进行多方面的试卷分析,并且分析考试结果是否理想及其原因。考试结束后还要对参加考试的学生进行随机问卷调查,调查他们对考试试题的满意度以及建议。 4.题库考试评价体系试卷分析是考试管理中的最后一环,也是最为重要的一环,是对考试的深化和提高。只有在考试后不断地进行总结评价,然后将分析结果反馈到试题库中去,摒弃那些不合适的试题,优化题库,才能真正提高试题库的质量。 结束语 “机械制造工艺学”试题库的应用不仅能够培养学生刻苦学习的自觉性,提高教学质量,而且使试题管理工作变得更加高效便捷。试题库的应用有利于教师考核学生,还将有利于促使学生根据大纲内容仔细阅读课本,拓宽其知识面,深化其知识程度,锻炼其独立分析问题的能力。总之,试题库的建立和应用是现代教育的必然趋势,但是同时它也是一个不断积累经验、不断改进的过程。在今后的实践教学中将继续对题库中的试题进行检测与分析,不断调整试题参数,从而确保试题库的高质量。 本文作者:李宝玉 陈恒高 韩霞 戚增坤 李庆达 制造工艺论文:绿色制造理念机械制造工艺分析 摘要:现在随着科技的发展、工业水平的进步,人们的生活水平都获得了很大的提高,社会生产力也因此进步很快,但是工业的发展也给环境带来了一定的破坏,所以绿色制造这个理念也就应运而生了。绿色制造就是一种把对环境产生的影响也考虑在内的一种现代化的制造模式,这也是未来制造业的必然趋势。该文先阐述了绿色制造这一概念然后对一些基本类型进行分析。 关键词:绿色制造;机械制造;工艺技术;绿色设计 在人类进入现代工业化社会以来,面对的3个主要问题就是环境、人口和资源,这3个问题都不容小觑,人类面临的危机已经与日俱增,其中环境问题已经对人类的生存和进一步的发展带来了严重的威胁。机械制造业在持续进步,与此同时,也要开始重视对环境和生态的保护。要把对环境产生的影响和在资源上计算的效益都考虑在内,这样就形成了绿色制造的概念,对这一概念进行贯彻,对实现资源无害化和实现可持续发展都有着重要作用。 1绿色制造这一概念的含义 绿色制造是一个新兴概念,根据其所注重的理念,又有数个别的名称,比如清洁制造、环境意识制造和生态制造。绿色制造是指把对环境的影响和资源的有效利用都综合考虑在内,来贯穿产品的整个生命周期的各个环节,从正式制造前的原料提炼、材料选择和设计,到生产环节中的生产和包装,还有之后的使用、维修和报废回收,把对环境的污染和对资源的消耗都降到最低。这种模式就可以在实现经济效益的同时,也兼顾对环境和资源的保护。绿色制造理念下的制造工艺的基础仍然是传统工艺技术,首先同样是对产品的功能质量和成本进行确保,然后把环境和资源这两个因素都纳入综合考虑之中,产品在进行生产的整个周期都减少对环境的污染,同时对资源的使用和能源的消耗也压到最低。 2绿色制造理念下,工艺技术的几种类型 2.1对能耗进行降低的工艺技术 首先可以在降低能耗方面对加工工艺进行改造。目前降低能耗的主要办法一般是减磨或者采用低能耗的工艺。在机械做功的过程中,总是要消耗大量能量的。这些能量一部分会转化为有用功,但是其余的部分就会被作为无用功消耗掉了。而这些消耗的能量一方面是不必要,另一方面是会造成有害的损失。损失掉的这部分能量带来的害处是多方面的,首先可以因为摩擦损失掉一部分能量而造成精加工紧固带的下降;引起震动和噪音,进而对周围的环境造成污染,对工艺系统的安全可靠性带来破坏,在严重的时候对操作者的人身安全也会产生威胁。 2.2对资源消耗进行降低的工艺技术 在具体的生产过程中,我们也可以对生产工艺系统的诸多组成要素进行简化,从而达到节约材料的效果。想要实现对资源的节约,可以从两个方面入手,设计方面和工艺方面。首先在设计上,可以通过例如对设计技术进行优化等途径来对原材料的利用率进行提高,优化设计,减轻零件重量,简化结构以减少零件的数量。在工艺方面,可以依靠高新科技,刀具和材料选用新型规格,增强刀具的使用周期;逐步减少切削液的使用直至取消,以求减少加工废物的排量,来降低对环境的污染;并且通过新的技术对毛坯制造技术进行改良优化,以求达到加工余量的减少,综合以上因素共同促成原材料消耗的降低。 2.3兼顾环境保护的工艺艺术 在具体的生产进行中,也可以通过一定的技术来降低或者消除对环境和生产者有影响的物质,这种技术就是环境保护型工艺技术。通过输入,通过技术手段来获得输出,就是生产,在目标产品以外,生产加工过程中往往还会产生一些其他的物质,这些物质可能是废气,可能是废液,也可能是废渣和噪声,这些物质对环境和生产者都会产生不良的影响。从机械制造的设计阶段就开始进行全面管理,末端的治理技术也要重视起来,这样就能积极预防污染产生,可以有效达到保护生态环境的目的。 3绿色制造理念下,如何具体改造制造工艺 3.1以绿色设计理念为先导 在绿色使用技术进行研发时,研究人员需要进行注意的是要对产品的生命周期进行掌握,原因是绿色理念上的设计使用决定了产品的生命周期,这是机械制造过过程中较为重要的一环。绿色设计在概念体现上,也会被归类为环保设计、生态设计等。这些技术的研发直接体现了环境的生态设计与使用,会在设计的过程中将产品的功能发挥与使用寿命进行体现,绿色设计,顾名思义是让产品的生产与设计细节上彰显出绿色理念,可以让产品的使用并行性与可回收性得到体现。在对产品进行设计时,应该得到考虑的是让产品的结构与其他细节都可以得到科学的规划,让产品的各个细节都可以对环保的属性进行体现。但是在实际的设计过程中要将各个环节的衔接进行重点考虑,防止出现的误差过大影响机械的使用。 3.2选择绿色原材料 选择绿色原材料是实现绿色制造的前提条件。绿色制造理念下的原材料不仅要具备较强的适用性能,而且还需符合机械制造工艺基本特性的要求,并与环境保持良好的协调性。因此,在选择机械制造原材料时,应把握好以下几个事项。(1)尽量选择可再生的原材料,以便于及时回收,从而提高资源利率,实现绿色化生产和可持续发展。(2)尽量选择环境兼容性强的原材料,有毒、有害、辐射性强的材料尽可能不使用,以降低环境的污染性,减少产品毁弃物,提高材料回收率,确保生态系统的平衡。(3)尽量选择原料丰富,成本低、污染小的原材料,少选用价格昂贵、污染大的材料,以节约资源,降低成本,保护环境。 3.3采用绿色工艺技术,例如少无切削加工技术 该技术目前被广泛运用于机械工业中。随着各种新技术、新工艺的迅猛发展,精密铸造、冷挤压、直接沉积等成型技术在机械制造中的应用逐渐成熟起来,并逐步从接近零件形状向精密成形、仿形方向深入发展。采用这种技术代替传统的切削加工技术,对于不需要机械加工的成形件可直接使用,这样既能够减少传统毛坯制造时的能耗、物耗,提高资源利用率,同时又能够缩短产品的制造周期,降低产品生产费用。 3.4建立有效合理的监督机制 监督机制要形成立体的监督体系才能行之有效,系统外部之间的互相监督、系统内部进行自我监督、来自社会各界的监督和相关部门进行行政和法律层面的监督都很重要。其实立体的绿色监督机制又根据参与主体分为软硬两种,软监督一般强调以民众作为监督的主体,硬监督则是通过法律法规进行强制性监督。两种监督方式联合起来,几大监督角度组成立体监督网,才能更完善地实行绿色制造理念。 4结语 绿色制造这个理念已经在全世界范围内得到越来越广泛的重视,机械制造业的模式也会脱离旧有的传统制造模式,而向新颖的绿色制造模式进行转变。但作为一个新鲜的理念,绿色制造仍然不够完善,在技术上还需要进步,还需要有效手段来提升资源利用率、降低能源消耗、加强对生态环境进行保护,以求让机械制造这个行业更好地为社会进步起到自己的作用。 作者:郭昌鹏 单位:浙江省桐庐县桐君街道杭州技师学院机电系 制造工艺论文:机械制造工艺与精密加工技术的分析 摘要:机械制造行业是国民经济的组成部分,具体机械设备具有极高的应用价值,可以广泛的应用到诸多领域中。针对机械制造的解读,需要详细的展开机械制造工艺和精密加工技术的分析,旨在推动机械制造水平的提升,推动经济的发展和进步。 关键词:机械制造工艺;精密加工技术;焊接;切削 智能技术的发展,推动机械制造自动化水平的提升,也加大了机械零件制造质量与精确度的提升,极大的推动了机械制造行业的发展。然而,对机械制造工艺技术要求逐渐提升,使得传统机械制造工艺水平和零件精度不能满足机械制造的发展的需求,需要改进和优化。基于此,本文对机械制造工艺展开探讨,并详细的对精密加工技术进行阐述,具体内容如下。 1机械制造工艺与精密加工技术特征分析 分析机械制造工艺与精密加工技术特点,明确二者之间的联系和作用,为精密加工技术的有效应用和制造工艺优化奠定基础。(1)关联性。机械制造工艺与精密加工之间具有一定联系,借助精密加工技术可完成对机械制造工艺的优化,进而推动机械零件的加工质量和加工效率,满足行业发展的需求,规避质量隐患。二者的综合作用,可以推动机械制造企业的发展和进步。(2)系统性。机械制造工艺可以将诸多现代技术综合利用,有效的对工艺的各个流程进行优化,机械制造工艺中的精密加工技术应用,有助于推动机械制造成为一个完成的系统,继而推动机械制造的整体质量。(3)竞争性。经济一体化影响,使得机械制造工艺与精密技术受到市场的影响较为明显,进而优化的机械制造工艺与先进的精密技术有助于的推动制造企业提升产质量、生产效率,并降低生产成本,进而推动机械制造企业市场份额提升。 2机械制造工艺分析 现阶段,机械制造工艺复杂且逐渐借助信息技术,对提升工艺效率和工艺质量具有积极的作用。且需对不断优化的机械制造工艺展开解读,具体的制造工艺如下。(1)气体保护焊接工艺。焊接工艺是机械制造工艺中不可缺少的重要部分,为了避免焊接过程中,外界因素的影响,选择气体保护焊接工,可以起到熔池和促进电壶与空气的分离,进而保障焊接质量。通常情况下,考虑效益因素,可以选择CO2气体保护焊的方式,有效的完成对焊接物的保护,积极推动机械加工质量的提升。(2)搅拌摩擦焊焊接工艺。同样属于焊接工艺,且常用语大型生产线中,实现汽车、飞行器等的制造。且经过长期的实践研究,搅拌摩擦焊焊接工艺得到的完善和改进,可以更为有效的应用到诸多领域中。目前,搅拌摩擦焊焊接工艺具有材料消耗少,所需焊接温度较低的特点,具有较高的应用价值。(3)电阻焊工艺。这类工艺的具体实施中,将两个目标焊接件置于电极之间,借助焊接电流,实现对两个目标焊接件的接触区域的加热,且达到熔点后,目标焊接件表面的金属原子分离,并形成金属键,再由金属键的相互作用,完成焊接的目的。这类焊接方式焊接过程简单、效果明显,焊接成本、低效率高。(4)埋弧焊工艺。焊剂层与电弧的综合作用,完成对零件的焊接。现阶段,主要选择自动埋弧焊的方式。这类焊接工艺具生产率高、焊接质量稳定的方式,且不会造成弧光与烟尘的特点。具体的机械制造工艺中,需要结合具体的焊接需求,完成对机械制造工艺的选择,从而保障机械制造工艺的有效应用,降低质量隐患。 3精密加工技术分析 精密加工技术是完成对一些精度为1~0.1μm、表面粗糙度为Ra0.1~0.01μm的技工技术。精密加工技术属于一种先进的加工技术,可以有效的完成对各类精密零件的加工。(1)精密切削技术。所谓精密切削技术,是机械制造工艺中常用的精密技术类型。为了完成对精密切削技术精度的提升,需要先选择适宜的切削材料,且对诸多外界影响因素进行排除,从而保障精密切削技术的有效应用。对于机床设备,需要保障机床具有较好的刚度,不会受到零件切削过程中温度影响,产生变形的现象。此外,还可以通过增加机床主轴的转速。再结合精密定位技术和控制技术,推动精密切削的实现。(2)精密研磨技术。对于零件表面粗糙度在1~2mm范围的零件,传统抛光和磨削等技术不能满足研磨的需求。故此,选择精密研磨技术,可以有效的完成对这类零件的加工,从而使得零件的整体性能和精密度达到设计标准。(3)纳米技术。这类精密加工是机械加工制造中的重要技术类型,将物理和工程技术的有效结合。运用纳米技术可以有效的完成对硅片的加工,实现线条的布置。具体的精密加工中,需要结合具体的精度需求,完成适宜的精密加工技术,进而推动机械制造工艺的顺利完成,从而保障加工工件的整体质量。 4结束语 机械制造行业是社会经济中的重要组成部分,且机械制造的相关产品,充斥着人们的日常生活中。针对机械制造工艺的分析,详细对的具体的焊接技术展开解读,并根据具体加工原材料情况,选择适宜的焊接工艺。对于精密加工技术,是完成对精度高零件加工,其中精密研磨技术、精密切削技术和纳米技术等均是精密加工技术的基本技术类型,对推动机械制造企业的持续健康发展具有积极的作用与意义。 作者:焦亚男 刘雪 李洋 单位:山东五征集团 制造工艺论文:材料成型与控制工程模具制造工艺技术 摘要:目前我国制造行业面临着前所未有的发展前景,极大的促进了工业的进步与发展。材料成型与控制工程模具技术在制造行业中占有非常重要的地位,目前赢得了越来越多人的关注,很多新工艺、新技术开始应用于生产之中。基于此,文章主要针对材料成型与控制工程中金属与非金属材料成型加工技术进行了分析,希望可以为同行的研究提供一些参考。 关键词:材料成型控制工程;模具制造;工艺技术 相较于改革开放之前,当前我国社会经济发展水平显著提高,这无疑为制造业、工业带来了广阔的发展前景,特别是对于材料成型与控制工程磨具制造领域来说,很多新技术、新工艺开始涌现出来,引起了人们的关注。在现在这个科技不断发展的时代中,如果单纯依靠理论和实验来处理材料加工中的困难,是很难达到理想的效果的[1]。因此,计算材料方法开始引入到材料加工领域中,成为当下解决材料加工问题的一种有效手段。在具体问题的处理过程中,还应全面、系统的处理问题,完成理论与实验难以解决的工作。 1材料成型与控制工程概述 材料成型与控制工程需要要就材料结构、材料性能及表面形状如何改变、加热过程中材料可能受到影响的工艺等,在综合材料到产品设计开发领域中,材料成型与控制工程一直都是非常重要的理论与方法,在整个现代制造业中占据十分重要的地位。材料成型与控制工程需要对热加工改变材料宏观性能、微观结构、表面形状进行研究,分析结构、形状、性能改变过程中工艺因素对材料带来的影响,将成型设备、成型工艺开发及工艺优化的相关理论问题解决好,研究制造模具过程中的热处理、材料及加工方法等相关问题。目前我国很多工科院校都开设了材料形成与控制工程专业,同时该专业目前也是很多职业技术类学校开设的重要专业,主要培养学生的材料成型加工、控制工程、模具设计指导等专业知识,为社会输送应用开发、科学研究及工艺设计方面的技术类人才与管理类人才[2]。 2金属材料成型与控制工程模具制造技术 目前制造行业出现了前所未有的繁荣,促进了工业的整体进步与发展,其中材料成型与控制工程模具开始引发人们的关注,人们不仅关注这方面人才的培养,同时还将目光聚焦在了该领域出现的新技术与新工艺上[3]。 2.1金属材料一次成型加工 (1)挤压成型:应用该项技术时,首先需要将待加工的坯料放到模具中,进行加压处理之后再压力的作用下,预先加入模具中的坯料会发生变形,从而获得产品。利用挤压成型技术获得的产品,其塑性比较好,同时还不容易发生变形。(2)拉拔成型:首先应在模具中放入坯料,进行拉拔处理,预先加入的坯料在拉力作用之下会发生变形,通过加压产品。利用这种技术制成的产品,其变形阻力非常小,但是要注意,要想达到预期的拉拔效果,必须在生产过程中利用性能非常好的坯料才行。(3)扎制成型:该项技术在应用过程中主要是利用扎轮旋转力作用使坯料发生塑性形变,最后生产出产品。 2.2金属材料二次成型加工 (1)锻造成型:该技术可以通过自由锻造、模型锻造两种手段实现,其中,前者是指在压力机表面放置坯料,利用制作企业施加外界压力获得符合要求的产品。利用该项技术不需要模具即可完成;后者指在压力机表面放置坯料,利用模具的压力使坯料发生塑性变形,从而获得产品。应用该技术可以用来加工复杂形状的产品,因此目前已经将其应用于工业化生产之中[4]。(2)冲压成型:这项技术是指在压力机表面放置金属板材料,在压力作用之下金属板会发生塑性变形,将模具从金属板上分离开,最后得到形状、大小一致的产品。(3)旋压成型:利用旋压成型技术时,需要将板料放在芯模上,降板料压紧,板料在压力作用下随着芯模发生转动,进而出现一些塑性变形,最终获得形状、大小一致的产品,应用该项技术时所受的阻力非常小,产品的尺寸也相对较大,需要的模具也不是很复杂,但是该项技术的生产效率并不高。 3非金属材料成型与控制工程模具制造技术 非金属材料成型与控制工程模具制造技术主要可以从挤出成型、注射成型及压制成型三方面分析。 3.1挤出成型 挤出成型技术目前已经应用于工业制造领域,产品生产的连续化可以得到实现,同时生产效率比较高,获得的产品其品质也比较高,可以将其应用于多个领域之中。挤出成型技术应用的装置都比较简单,需要的设备投入也比较少,短期之内即可收回成本,且不会由于生产对环境造成污染,投入的人工成本也比较小,因此,可以将其广泛的应用于工业化生产领域之中。 3.2注射成型 注射成型技术的原理是在注射设备中放原材料,在注射设备中完成材料熔化处理过程,在相应模具中注射熔化以后的材料,然后对材料进行冷却处理,固化处理之后拆除模具后即可得到产品。注射成型技术可以应用于复杂结构产品生产领域中,提升大批量生产的生产效率与生产质量。 3.3压制成型 压制成型技术是指在特定模具空腔中放材料,然后加压处理,最后获得产品。但是该技术需要较长的周期,整体产品生产效率也不是很高。 4未来的发展方向 不久的将来精确成型加工工艺必须会成为机械加工的主要发展方向,特别是对于那些对工件要求较高的汽车生产领域中,精确成型必然会得到广泛应用。当今社会经济发展水平下,我们不仅要依靠理论、实验来解决加工过程中中面临的困难,同时计算材料方法也会更多的应用于材料加工中,利用这种方式可以更加全面的分析和处理问题,从而达到理论、实验不能达到的效果。 5结语 总之,当前市场对产生效率、生产力的要求越来越高,同时对机械产品的品质也提出了较高的要求,企业要想在市场竞争中发展,就必须不断发展生产力,在现有技术层面上进行持续的创新与改革,不断提升企业的综合竞争实力,这样才能更好的迎合市场的发展趋势,更好的促进机械制造领域的发展进步。 作者:余小员 单位:阳江第一职业技术学校 制造工艺论文:机械制造工艺的可靠性分析 【摘要】基于当前机械制造工艺的过程中存在的问题,文章对其问题的具体内容进行了分析,主要包括:缺乏系统性认识和全局的把握、缺乏严格细致的评定标准以及缺乏可靠的评定方法。此外,提出了机械制造工艺的可靠性研究对产品性能的工艺参数以及产品实用性方面的影响。旨在为机械制造行业相关建设者提供一些建议。 【关键词】机械制造工艺 可靠性研究 指标体系 工艺可靠度随着我国市场经济发展进程的不断加快,各个领域的建设迎来了发展的契机。机械制造业更是我国基础设施建设的支柱型产业,其行业间的竞争情况也异常激烈。部分企业为了快速提高自身产品的上市周期,从而降低了研发的周期。这种情况就导致了机械制造产品的质量每况日下,究其原因是制造工艺不合格的问题。文章对可靠性研究的重要性进行了阐述,其目的是引起相关企业的重视。只有将自身机械产品的质量提高上去,才是体现自身核心价值观的方法。 1进行机械制造工艺可靠性研究的重要性 机械制造工艺经相关专家学者进行的长期研究和实践后,不难发现其设备使用的耐用性与机械制造工艺的可靠性有着直接的联系。同样的机械制造产品,工艺的可靠性越高其设备的使用年限就越长。通过研究可以明确机械制造产品在使用过程中的缺陷弊端,进而进行改进以提升其设备的使用年限。事实证明,只要进行了可靠性研究的机械制造产品,其后期使用的维修次数和返厂周期就小,而且研究的时间越长其效果就越明显[1]。就目前来说,我国机械制造产品的可行性得到了大幅度提升,可靠性研究在其过程中起到了决定性的作用。然而,在机械制造的市场环境里仅靠可行性研究就想把其发展的劣势转变过来是不够的。这是因为在产品制造过程方面存在着诸多影响因素,其在很大程度上拖慢了我国整体机械制造市场的前进步伐。针对这一问题,仍要从可靠性研究进行入手解决,但需要扩大可靠性研究的范围以实现改善整体市场环境的目标。这一过程需要相关工作者做大量的机械制造行业内的信息数据分析,只有这样才能使可靠性研究的效果放到最大。除此之外,在研究的过程中不应只停留在机械制造的设计的阶段,还要对整个机械制造行业的工艺数据进行长期的分析。而机械制造工艺的不合理主要体现在生产阶段,而生产阶段又是占总制作机械产品费用的一半以上的阶段。因此,对这一过程进行可靠性研究是非常必要的。 2机械制造工艺可靠性研究对产品性能的具体影响 2.1工艺参数 机械制造工艺产品的可靠性主要体现在其能满足各种工艺参数的要求,这就意味着工艺参数对产品性能是具有最直接的影响的。进行可靠性研究时,不仅要对机械制造产品的参数进行分析还要对其设计阶段、生产阶段进行全过程的评定分析。这对于产品性能工艺参数方面来说只是其研究过程中的一环,但是研究旨在整体进行控制了以后才能对其工艺参数进行有效影响。这是因为工艺参数与产品质量之间是存在着复杂的联系的,具体表现为产品的工艺参数直接决定了机械制造产品的性能质量。 2.2产品实用性 在工业生产中进行机械制造设备的生产,其目的是利用这些工器具来代替人为所做不到的事情。换句话说,工器具是用来解决人类日常生产过程中遇到的实际问题的。然而,在机械制造产品的过程中,因工艺技术的不成熟,或者是工艺技术的低端使得产品的实用性得到了降低。在科技全面发展的现如今,出现这种情况的原因,一方面是企业进行机械制造的工艺本身出现了问题。这一原因就是硬件的原因,那么无论原材料的质量再怎么提高、施工参数怎么修改也难以将产品的质量进行改善。可靠性研究针对这种情况,首先分析出工艺问题所在,而后再将原本的施工工艺缺陷进行替换和处理。另一方面是因为在生产的过程中,所产生的残留物没有及时的处理干净,从而导致产品的次品数量增加。可靠性研究针对这种情况,也是分析出原因所在,对原机械制造设备的漏洞进行处理[2]。对于那些对精度要求不高的产品则可以不用对原机械设备进行过多的处理,只要进行适当的调整即可。 3机械制造工艺可靠性研究的存在问题 3.1缺乏系统性认识和全局的把握 在进行机械制造工艺的可靠性研究的过程中,存在着两方面问题,一方面是研究企业仅关注自身的经济效益缺乏一个系统上的认识。这就使得机械制造工艺的可靠性研究更多偏向使用者的使用效能,而不是提升机械制造行业整体的生产水平。而且,可靠性研究并没有形成一个良好的沟通机制,企业更多的从自身的角度出发,这就意味着当前机械制造工艺的可靠性研究存在缺乏对全局的把握的问题。另一方面是,现阶段我国对机械制造工艺的可靠性研究主要是在设计阶段。同样还是与上文提到的问题一样,其研究的过程存在片面性。没有对机械制造进行全面的可靠性研究,这就难以实现整个行业的综合性进步。设计阶段并不能决定机械制造工艺的全部过程,在生产、管理等方面同样会对机械制造工艺产品造成很大的影响。例如,就机械制造的生产阶段而言,其原材料质量的好坏、生产过程中的工艺规范以及生产机械设备的性能都是使机械制造工艺的可靠性降低的影响原因。因此,在对机械制造工艺进行可靠性研究的过程是要从制造的全过程来进行考虑的[3]。 3.2缺乏严格细致的评定标准 在对机械制造工艺进行可靠性研究的过程中,所遵循的技术标准是由国家和行业制定的。现阶段,大部分机械制造企业进行的可靠性研究所依据的评定标准还是相当缺乏的。究其原因,一是相关研究者没有对研究进行系统化的认识;二是对可靠性研究所依据的系统指标存在缺乏问题。目前我国进行机械制造工艺的企业所采用的加工标准大都是稳定度指数。它的优势是可以对生产过程中的某方面进行具体控制,其缺陷是缺乏对机械制造工艺全过程的整体考虑。所以,其很难做出系统的评定结果的。 3.3缺乏可靠的评定方法 对机械制造工艺进行可靠性研究是需要大量的信息数据的,这一过程中只有根据具有可靠性的评定方法才能对大量的信息数据进行细致的研究和准确的评估。对于大量信息数据的采集工作来说,并不是简单的获取过程而是需要相当长的一段时间对信息数据进行一定过程的梳理和收纳,这一过程是可靠性研究人员进行透彻分析、准确评估的有效保证。在这一过程中存在着两方面问题,一方是由于信息数据的采集时间要求过短,这就使得其过程中对样本核查的准确性得不到保障,最终导致信息导致数据的采集具有一定的局限性。另一方面,在研究的过程中,存在工作人员的工作态度不认真的情况。部分研究人员旨在研究程序上下功夫,真正对采集到的机械制造工艺数据进行分析的很有限,这些都是没有可靠的评定方法而导致的[4]。 4可靠性研究解决机械制造工艺问题的几个要点 4.1建立指标体系 建立机械制造工艺的指标体系,首先,要从统筹多方影响因素的角度入手。具体内容为:从最开始的设计到最后的售后,利用制度将这一所有过程进行可靠性运行保证。其次,企业制定的相关指标体系必须是科学的、健全的。只有这样才能保证机械制造工艺的可靠性。 4.2提高工艺可靠度 机械制造的工艺可靠度是行业内所有企业所追求的实际目标,也是最重要的目标。因为工艺的可靠度保证机械制造过程中无论发生材料上的变化还是过程上的操作不当,都可以通过一定的措施对其进行改善。而如果其可靠度不够,其他因素再怎么调整也是难以达到实际的生产目标的[5]。 4.3控制故障发生率 在机械制造的生产过程中,任何设备都会有出现故障的一天,使用方法以及维护手段仅能解决其中的过程问题。当机械制造生产的过程中,发生故障时是具有突发性的。但这并不是说这些故障是不能控制的,虽然不能对其进行杜绝但可以将突发性的危害控制在一定的范围内。这样一来,就不会对企业、施工人员造成不可挽回的损失。对其进行控制时,需要利用到可靠性研究的方法。其研究过程是发现问题、解决问题,其目的是处理问题、预防问题,这样的研究方式极大的降低了机械制造生产故障对使用者以及经营者的损失程度[6]。 4.4控制机械生产稳定性 在机械制造的生产过程中,其工艺可靠性的最大体现就是产品的稳定性和安全性。而故障的发生多出现在设备内部的耗损问题上,其极大的影响了生产制造的安全性。对其进行可靠性研究有利于保证机械制造企业的经济效益,还能够避免一线操作者在机械生产中可能造成的不可挽回的损失[7]。 4.5故障检修 根据上述内容说明,机械制造工艺在生产过程中的可靠性影响主要来源于设备内部的稳定性。这一过程完全可以通过对其故障的检查和维修来提供保证,这项工作内容完成关键就是时间。可靠性研究可以提供设备的损坏周期,企业就可以在周期内对设备进行合理的检查[8]。对于出现问题的设备进行及时的处理,这是预防故障出现的最有效也是最快捷的方法。如果等机械设备因故障而停止运作再对其进行解决,那么中断使用就会带来一系列的经济损失。这样一来企业就很难实现自身的经济效益,这就充分说明了可靠性研究对于机械制造工艺过程的重要程度。 5结语 21世纪,经济全球化进程已经悄无声息的进入了我国各行各业的市场运行中。机械制造作为我国重要的工业建设领域,其生产建设质量决定了我国经济建设的稳定性发展。然而,由于市场竞争的残酷性,部分企业陷入恶性循环的生产状态。这一问题的具体体现在对其生产工艺的不重视,从而衍生出一系列产品质量的问题。文章对可靠性研究进行了分析,并提出了可靠性研究解决机械制造工艺问题的几个要点。具体包括:建立指标体系、提高工艺可靠度、控制故障发生率、控制机械生产稳定性以及故障检修。其目的是为提高机械制造行业整体工艺技术水平。 作者:王晓宏 单位:陕西工业职业技术学院 制造工艺论文:机械制造工艺发展现状与发展趋势 摘要: 工业的发展是衡量一个国家贫富与发达与否的关键,而机械制造业在工业之中有着举足轻重的地位,机械制造自然离不开制造工艺,因此如何提高机械制造工艺水平也成为了制造业发展的关键。随着科技的进步以及经济的发展,一些产业的转型也很为重要,在此过程中,一些机械制造工艺中的弊端也随之显露出来,要实现机械制造工艺的发展,就必须设法消除这些弊端,使之顺应发展的潮流。从机械制造工艺当前发展现状入手,解决当前问题,并对未来的发展趋势进行了展望。 关键词:机械制造工艺;发展现状;未来发展趋势 机械制造工艺有着综合性、统一性和全球性的特点,是对一个国家机械制造业的衡量标准,尤其是随着经济全球化的发展,制造业也受到了国外产业的冲击,一些机械制造工艺的不足和缺陷也就展露无遗。提高机械制造工艺,促进其发展,不仅仅可以使得企业在在市场的竞争中占有一席之地,甚至是处于优势地位,更是可以提高国家的综合国力,促进国家科学技术的发展,在这一个大的层面上来说,机械制造工艺的发展是非常重要的。 1机械制造工艺的发展现状 1.1管理制度落后 管理机构就是一个企业的大脑,有着足够优秀和完善的管理机构才能促进企业包括工艺技术的发展与进步。然而在当下对比一些国外的企业,我国机械制造工艺的管理制度还是比较落后的,尤其是与西方发达的国家相比,管理模式存在一定的缺陷,而且管理模式的运行也是漏洞百出,这都极大地制约了我国机械制造工艺的发展[1]。而且一些企业在机械制造工艺的管理制度上只是有一个大概的框架,对于一些细节问题却视而不见,这也是导致我国机械制造工艺无法的突破性进展的原因之一。 1.2设定方法落后 科技的发展带来的影响是多方面的,当然也就包括对于机械制造工艺设定方法的影响。在计算机日益普及的新时代,运用计算机技术替代传统的图纸进行机械制造工艺方法的设定几乎成为了一个趋势,计算机设定方法有着简便易操作,而且也不用担心一旦发生错误的后果,而且用计算机进行运算可以极大地缩短时间,对于机械制造工艺的发展是很有帮助的。然而纵观当下我国的一些机械制造工艺的企业,仍然使用传统的图纸方法进行工艺设计的仍然不是少数。因此如何让这些企业脱离图纸,而是使用更为高科技的计算机作为辅助工具提高效率,这也是机械制造工艺发展面临的一大难题。 1.3制造技术落后 之前所说的管理制度和设定方法的问题说到底也只是一些侧面的问题,然而制造技术的落后则是我国机械制造工艺无法跟上世界潮流的一个最主要也是最直接的原因。如果不能实现制造技术的发展,纳闷机械制造工艺的发展也只能是一纸空谈,这也正是我国目前机械制造所要提起重视的一个方面。自古以来,我国重农轻商的理念就根深蒂固了,虽然新中国成立以后这种局面有了一定的改观,但是对于制造技术的重视程度仍旧没有足够的重视,导致我国制造业在以激光制造技术为代表一些轻加工微加工领域与西方的先进技术相比全面处于劣势,这也是我们在机械制造工艺的发展中需要学习和完善的地方。 1.4自动化技术运用欠佳 自动化对于机械制造业而言是一个不可或缺的技术,正确有效地运用自动化技术可以大大地节约时间,提高工作效率,而且对机械制造工艺的发展也会有着很大的推动作用。在一些西方先进的国家,自动化技术在企业尤其是在机械制造业的企业中是非常普及的,但是我国的一些机械制作工艺的企业对于这种技术则是不以为然,无法合理有效地充分利用这一技术,更别说将这一技术娴熟地运用到机械制造的过程中来了,这也是我国机械制造工艺相较于西方先进的工艺发展落后的原因之一。 2机械制造工艺未来的发展趋势 2.1集成化发展趋势 机械制造工艺原先分散的制造模式已经渐渐被集成化的制造模式所取代。传统分散的制造模式无法统一的实现大规模加工,而且对于机械制造工艺也无法做到全面有效的控制;相比而言,集成化的设计、加工、生产等诸多步骤都只需一次性的完成,这正是机械制造工艺高度自动化的表现,而且集成化的制造模式规模更大,连续性更强,更加便于统一的管理和加工[2]。这种集成化的发展趋势正是对于当前机电一体化重视的结果,这也有利于我国机械制造工艺的不断成熟和发展。 2.2微观化发展趋势 随着经济的发展和科技的进步,人们对于制造业产品的要求也更加趋向于细节化。消费者在购买一些制造业商品时,对于商品质量的要求越来越高,这也就要求机械制造工艺也要加大对细节重视程度,这也正是机械制造工艺微观化的发展趋势。加工手段的提升以及材料的进步正是可以有效地使机械制造工艺顺应这种发展的趋势,使得加工更加精密化,尤其是在一些精细加工的领域,完全可以充分利用当今非常流行的纳米技术进行加工,做到切实有效地提高加工工艺的精密程度,促进机械制造工艺的微观发展。 2.3自动化发展趋势 自动化技术可以有效地提高机械制造工艺的准确率和加工效率,因此在机械制造工艺的发展中,自动化技术理应不该被遗忘。自动化技术的应用可以大大解放劳动力,这种解放劳动力并不是指更多的人失业,相反,这可以让更多的人去完成更少但是技术含量更高的工作,可以进而大大地促进工作效率。而且自动化设备的应用在一定程度上也可以避免人为疏忽所导致的失误,对与机械制造工艺的发展也是大有裨益的。2.4数字化发展趋势数字技术作为一种新兴的技术,对于机械制造工艺的发展也是有着很大促进作用的。在制造过程中实现数字化能够保证生产的准确性和合理性,简化生产流程,确保机械制造地顺利进行,有效地提高机械制造工艺的水平;然而数字化不仅仅体现在制造过程中,在管理层面,可以有效地运用数字技术,及时地将一些机械制造的信息传送到管理者的手中,实现对机械制造实时有效的管理,防止一些管理疏漏情况的发生。可以说,实现数字化也是机械制造工艺未来发展的一个趋势。 3结论 精细化和自动化是今后机械制造工艺发展的一个大的趋势,因此要实现我国机械制造工艺的进步,使得我国机械制造工艺紧跟世界潮流甚至走在世界的前列,就必须大力发展科技,企业提高对于新兴科技的重视程度,管理也要做到有序尽责,制造技术做到创新和高效,全面实现机械制造工艺的现代化和数字化,提高对于细节的重视程度。相信在不久的将来,通过机械制造企业不懈的学习和努力,我国机械制造工艺一定会迈上一个全新的高度。 作者:刘庚 单位:沈阳化工大学科亚学院 制造工艺论文:现代机械制造工艺与精密加工技术 1前言 随着社会对现代机械制造业需求的不断变化,也需要对具有现代性特点及技术水平的制造工艺及精密加工技术水平相应提高并符合生产实际需要。在应用该技术的应用范围和深度我国还处于初步发展阶段,应通过进一步加强该技术的应用才能提高其发展水平。 2现代机械制造工艺与精密加工技术 2.1现代机械制造工艺。 现代机械制造工艺主要是从产品设计到应用服务全过程中综合应用制造、信息及现代技术,达到低耗质优及灵活清洁的生产目标,动态多变的市场提高竞争及适应力的制造技术。其工艺范围广泛,也具有较多种类。 (1)气体保护焊接工艺。气体保护焊接工艺主要是充分利用电弧介质应用气体对电弧和焊接区提供必要保护的一种电弧焊。在实际应用中最常采用二氧化碳作为气体介质,可有效降低成本,在实践中广泛应用。技术上具有迅速焊接、操作便捷、焊接过程实现自动化和机械化、几乎不产生熔渣、不具有较大的光辐射等很多优点,但对于设备具有较高的要求,也需要较大的投资成本。 (2)电阻焊工艺。电阻焊工艺主要是在两电极间压紧被焊工件,形成在焊接电流通过的接触表面及附近区域的电阻热升温至塑性或熔化状态,金属键一般都是由分离两表面的金属原子构成,在结合面形成共同晶粒的量比较充足。电阻焊焊接操作便捷、只需较低焊接成本、不需要较长时间加热、易实现自动化机械化并具有较高效率等优点,但也存在一些不足之处,如设备需要较高成本、无损检测方法不具备及难以维修等。 (3)埋弧焊工艺。埋弧焊工艺是在焊剂层下利用电弧燃烧而实现焊接的一种方法,通常有两种方式——自动和半自动焊接,但因半自动埋弧焊需将焊丝采用手动方法进行递送,目前已很少应用。该技术具有较高的生产率、基稳定的焊接质量、本不产生弧光及较少烟尘等很多优点,使其成为制造管段、压力容器、箱型梁柱等钢结构的首选焊接方法。选择准确焊剂碱度是应用中最关键的,以达到焊材技术要求。 2.2精密加工技术。 精密加工技术主要是指0.1μm~1μm加工精度,0.01μm~0.1μm表面粗糙度的一种先进机械加工技术。砂带消磨、精密切削、研磨、抛光成型磨具等都是应用相对较为成熟的加工技术,纳米技术是近年来逐渐应用的一种最新的精密加工技术。 (1)精密切削技术。精密切削技术在精密加工技术中是一种十分典型的技术,也是在机械制造中最常用的一种切削技术。在应用中应减少使用刀具、机床及工件,使机床提高运转速度,才能提高制造的机械产品质量。 (2)精密研磨技术。在加工制造中,精密研磨技术对于电路板硅片集成具有十分重要的作用,并随科技的不断发展,超精密研磨技术应用目前已逐渐成熟,在机械加工领域也日益表现出良好的发展空间。 (3)纳米技术。该技术是将不同技术学科交叉发展形成的一种产物,结合现代先进工程技术和物理理论,经不断发展研究,已逐渐成熟,解决了硅片上刻字等传统技术难题,其应用发展明显提高了信息存储密度,在机械制造领域具有十分高的应用价值。 2.3现代机械制造工艺与精密加工技术的应用。 现代机械制造工艺与精密加工技术不只是应用于机械制造领域,也逐渐拓展到冶金、电子等领域,但随着技术逐渐发展并呈现更新换代的形势,现代机械制造工艺与精密加工技术也将发展的更快更好,而社会也逐渐增加对机械产品的需求并提出更高的质量要求,在某种程度上也将推动现代机械制造工艺与精密加工技术的发展日渐成熟。我国工业化进程不断加快,现代机械制造工艺与精密加工技术也不断扩大应用需求,深入开展相关技术的研究工作,促进技术快速发展,对于加快工业化进程和促进社会进步发挥了十分积极地作用。 3现代机械制造工艺与精密加工技术特点 3.1全过程关联性。 在制造过程中都应用现代机械制造工艺,自研发机械产品阶段就开始应用,并涉及设计产品、制造加工及应用销售等众多环节。内在的联系性在各个环节中的技术都有所体现,也正是存在如此的关联性,所以各环节产生技术问题,都会影响到下个环节甚至是整个技术应用过程。在制造过程中,现代机械制造企业应全面掌握现代机械制造工艺以及精密加工技术之间存在的关联性,并将这几种技术相结合应用于整个机械制造过程。 3.2技术种类系统多样性。 上述几种技术之间在种类上存在计算机、信息、自动化以及系统化管理等技术的多样性和系统性。各种技术不能单独进行应用,大部分时间都应用的比较综合,在设计、制造、加工及销售机械产品等各个环节中贯穿这一多样性和系统性的应用。 3.3技术应用全球性。 在技术应用过程中,加入世贸组织后我国在经济及技术领域都逐渐接近世界的发展,经济全球化背景为促进相应技术的发展提供了巨大动力,但这也对我国科技发展和技术进步创造了难得的发展机遇。在目前技术竞争比较激烈的显示情况下,应积极努力不断提高现代机械制造工艺与精密加工技术水平,在制造机械技术方面逐步缩小与世界先进水平之间存在的差距,进而在激烈的市场竞争中不断提高竞争力。 结语 总之,通过以上分析,在机械制造业及工业化发展进程中,现代机械制造工艺与精密加工技术具有举足轻重的地位,关键在于深入应用现代机械制造工艺并扩大应用范围。而基于此更应提高对现代机械制造工艺与精密加工技术的重视程度,并不断改进创新该技术,使其为现代机械制造与加工行业的发展更好地服务。 作者:王向宣 单位:哈尔滨高科技创业中心
机械设计论文:机械设计技巧挑战的思考 机械设计的基础 17世纪和18世纪初叶是钟表时代,18世纪末叶和19世纪是蒸汽机时代。机构学的发展,出现了曲柄滑块原理的内燃机、汽轮机和水轮机等,实现了将柴油和汽油的化学能转化为机械能;原煤的化学能经热能转化为机械能;水的动能和势能转化为电能或机械能。这些技术发展进程中,诞生了机械设计课程。机械设计包括机械原理、机械零件和机械系统设计三部分内容。机械原理讨论机构的设计、运动分析和动力学分析。机械零件部分讨论机械零件的强度、刚度、振动稳定性和耐磨性等设计方法,并且介绍机械的结构设计。机械系统设计部分讨论机械系统的动平衡、速度波动调节以及系统方案优化设计等。机械产品的创新设计以上述三部分内容为基础,对产品设计进行改进或革新。 1.机械原理。机构的设计与分析是机械原理的核心内容。常用的机构有:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、蜗杆结构、摩擦轮机构、棘轮机构、槽轮机构等。机构的演变或创新方法有:机构的组合、机构的演绎、机构的逆向设计以及新原理的应用等。机构组合是常用的设计方法,通过不同类型机构组合或者同类型机构的组合,得到实现运动轨迹的新组合机构。机构的演绎是通过改变机构的运动副、构件几何设计、机构的变结构等方法,获得新的机构设计。机构的逆向设计,常用主动构件和输出构件互换、增加或减少自由度数即原动件数,来获得新的机构设计方案。机构的运动分析和动力学分析,常用计算机辅助设计的方法来分析,以获得运动轨迹、加速度和跃度的变化曲线。机构的创新设计是机械产品创新的基本内容,也是对产品在较大程度上的革新。 2.机械零件。机械零件分为通用零件和专用零件。机械零件部分介绍的是各类通用零部件,包括连接零件、传动零件、轴系零部件以及弹簧、机架和导轨等。连接零件有螺纹连接、销、键和花键、过盈连接、胶接、焊接和铆接等。传动部分有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、摩擦轮传动等。轴系部分有轴承和轴的设计,其中轴承有滑动轴承、滚动轴承、空气轴承、电磁轴承和静电轴承等。机械零件的设计是针对零件的失效形式来进行的。首先由实践确定机械零件的失效形式,然后选择零件的材料和表面处理技术,以抵抗其失效形式,再依据相应的设计理论提出设计准则和设计公式,最后是设计零件的所有结构尺寸。另一方面,机械零件是物化的产品,其结构设计和制造工艺性设计也是关键方面。机械零件的创新设计方法有变结构的设计、组合设计以及采用新原理的设计等。 3.机械系统设计。机械产品越来越复杂,组成机械产品的零件个数越来越多。机械系统的传统设计内容有动平衡、速度波动调节和分系统之间的匹配等。机械子系统的设计,包括动力系统、传动系统、执行系统、控制系统和辅助系统的设计。在计算技术发展后,针对系统层面出现了系统优化设计、系统可靠性设计和系统摩擦学设计,并且在产品设计中得到应用和推广。随着生态设计、全寿命周期设计、维修设计和自动化设计的发展,基于系统分析和计算仿真的设计软件包日益增多。经典的设计内容都可以由软件包来完成,然而对于新材料的机械零部件设计及其系统设计,仍需要理论和实验的应用基础研究,以获得设计准则和相应的设计方法。 机械设计面临的挑战 我国的机械工程高等教育是从20世纪初开始的,落后于欧洲的第一次产业革命200余年。因此,我国的机械工程科学与技术距世界先进水平有差距是有其历史原因的。在改革开放后,国家的载人航天、高速铁路和青藏铁路等重大工程的建设推动了机械、电气、信息和材料等学科技术的进步,同时也促进了不同学科的技术整合,以新的系统产品提供给消费者。然而,我国的工程教育历史较短,仍有待借鉴国外先进的工程教育经验和教育方法。目前,机械设计教学与产品设计面临的挑战有创新能力的培养、系统性的思维观、新的科学原理带来的挑战等。 1.新材料带来的挑战。人类的发展史从某种意义上说也是人类利用和制造材料的历史。随着人们对石头、铜及其合金、铁及其合金、半导体材料的制造和使用,人类社会经历了石器时代、青铜时代、铁器时代和半导体时代。在上个世纪末,智能材料的发展非常迅速,例如压电材料、磁致伸缩材料、光敏材料等,机敏材料正得到更多的应用。在量子力学基础上出现的新智能材料,将为机械产品设计提供更广阔的空间。作为机械产品设计工程师,要时刻关注智能材料的进展及其制备技术。纳米材料作为一种介观尺度的材料,已在纳米润滑添加剂方面得到工程应用。另一方面,材料的成本与市场供应也是产品设计阶段需要考虑的内容。新材料的发展与研制,为机械产品设计提供了更多的设计选择,也同时使得以前不可实现的产品功能得以实现。生物材料及其仿生技术是新材料的发展方向之一,设计师应关注这一方面的新进展、新技术和制造过程,在较短时间内将其应用于产品设计,为人们的安全、舒适的生活和健康提供新的产品。 2.信息科技带来的挑战。从信息论和控制论的诞生开始,人们就进入了信息社会。计算技术的软件、硬件和系统技术,作为20世纪的标志性进展,以此为阶梯,人们开始了信息社会的生产与生活。信息技术使得地球变成了地球村,各地信息及时传递与互享共用,改变着人们的生活方式、生产方式和思维习惯等。毫无疑问,我们已经生活在信息社会里,信息技术对机械系统中的控制单元设计进行了彻底的变革。产品的设计涉及功能、结构、外部界面、用户界面和成本五个方面。产品的创新设计方法很多,例如前苏联学者G.S.Altshuller提出了创新问题解决方法。无人车间、无人制造工厂不再是人们的向往,而是已经成为现实。信息技术已经提供了虚拟战场、3D虚拟电影、虚拟产品模型、虚拟产品装配等一系列产品和相关的技术。机械制造的核心,机床已经是计算机控制的可编程设备,机械制造过程也已经是柔性的可变制造系统的生产线。可以预见,信息技术不仅会为人们的生活提供手机和无线网络等,也将提供虚拟的生活体验,例如虚拟的蹦极、虚拟侏罗纪公园等。信息科技对机械设计和机械制造的变革不会比电气化革命带来的少,而且更加深刻、更加深远。机械设计工程师要学习新的信息科学与信息技术,用其革新机械产品的设计、机械制造过程和管理过程。 3.智能科学带来的挑战。21世纪是生命科学与技术的时代,生命的基本特征就是智能与生长。智能科学的发展与信息科学密切相关,也可以说是以信息科技为基础的。简单智能产品,例如冰箱、空调等,已成为商用产品,而且新的更高智能程度产品也在日新月异的发展之中。基于信息技术的智能交通系统、公园导游系统、空中管制系统等产品已具雏形,随着信息处理的高度智能化发展,这些 信息管理系统也需不断地升级。1956年到1961年可以说是AI研究的形成时期,卡内基-梅隆大学、麻省理工学院和IBM公司开始了AI的早期研究。1961年到20世纪80年代是AI成长期,80年代是其快速发展期,80年代后人工智能技术步入实用化成熟期。取得了国际象棋、口语识别、机器视角和专家系统等研究成果。 4.生态环境带来的挑战。随着生产的规模扩大,对自然资源的消耗日益严重,伴随出现的环境污染也日益突出。在今天的生产发展阶段,保护自然生态环境的压力更加突出。为了保护人类的生活环境,必须从产品设计、产品制造到产品回收循环利用的全周期,考虑产品的环境绿色性。产品供应链的全球化、网络化与节能设计,是新世纪机械产品设计需要考虑的新问题。机械产品的设计阶段就很大程度上决定了产品的环境友好性。从材料选择来说,应采用材料种类更少的设计方案;从计算参数设计来看,应提高功能参数与质量之比,更大程度地发挥材料的性能;从结构设计来说,应尽可能地循环利用报废机器的零件,或者通过最低成本的再制造,然后循环利用零部件;在功能设计来说,应尽可能发挥产品的设计构思,提供更多、更便捷、更低成本的功能实现方案。如此等等,在整个产品设计阶段贯彻生态设计的理念,为保护自然环境和最大效能利用资源做出努力。 小结 机械产品创新设计必需解决新发展的挑战,新材料、信息技术、智能科学与生态环境等带来的将是长期面临的新问题。机械设计的发展是个动态的吐故纳新过程,只要我们睁开眼睛、敞开胸怀,以前期的机械机构设计、结构设计、强度和刚度设计、可靠性设计、优化设计和摩擦学设计等知识为基础,必将在新的世纪中创造出更多更好的新产品。 机械设计论文:机械设计加工问题的研究 0引言 近些年来,我国科技水平不断提高,与此同时对机械加工与设计的要求也相应提高。为了在激烈的市场竞争中获得一席之地,机械的加工与设计不仅需要提高其工作效率,也要在高效率工作下,严格保证其质量。在这种情况下,机械加工与设计人员需要做好严格的生产与检验工作。在机械加工与设计之前做好详细的考虑,保证机械生产与加工每个步骤有序完成。并采用现代技术降低损耗,高质高量的完成生产。在工作中遇到问题,不要恐慌,积极应对,在机械开展工作之前应该做好备案,减少问题发生的概率,努力生产出最优产品。 1中小型机械加工与设计中存在的问题 机械加工与设计中,总会出现各种各样的问题。可能是操作人员的操作问题,有可能是机器的磨损等问题。机械设计师应该对问题进行总结分析,减少问题发生的概率。本文对中小型机械设计与加工中常出现的问题进行了总结。 1.1操作过程中易出现的问题 操作误差:机械加工与设计的整个操作流程关系到产品的质量,因此应该引起关注。在机械加工与设计时不可避免的总会出现实际操作与标准操作之间的差距。这些问题的产生不是人为的原因,而是因为机械的老化或工艺系统受力情况等原因造成的。工作人员为了保证机械设计与加工正常操作,提高产品质量,应该在机械工作之前,做好预估,虽然这样在实际工作之前,还是难免有误差,但是在做好预案的前提下出现的误差会降到最小,机械设计加工数据也会更准确。产品变形:在机械设计与加工时操作过程中还经常出现的一个问题是产品变形的问题。产品的变形是因为机械大小、位置、性质等原因发生的变化。关于产品的变形原因可归结为以下三个方面:一是机械产品加工过程中,会有强大的内力将其吸住进行加工,但是当工作完成之后,卡爪会放下加工后的产品,形成冲力,造成产品的变形;二是机械产品在进行热处理后,因为其物理特性,很容易出现中间高、两边低的情况;三是机械在进行加工操作时,因为其本身的误差造成的产品变形,但是工作人员可以通过提前预案,控制误差,减少可能造成产品变形的因素,如使用高质量的加工器材减少造成产品变形的可能性。 1.2产品质量方面易出现的问题 材料选择上:机械设计与加工材料的选择至关重要。材料选择的好生产出来的产品质量才能过硬。如果材料选择质量较差,那么在机械设计与加工过程中出现问题的概率较大,影响整个加工生产,影响产品的质量。机械设计与加工的材料的选择须注意两个方面,一方面为材料的硬度,另外一方面是材料的耐加工性。如果材料的硬度不够,那么生产出来的产品不耐用,如果材料的耐加工性不强,那么在加工的过程中极容易造成产品的变形。如某加工厂在材料的选择时,没有充分考虑到材料的铸造性能,结果材料在加工中,因为熔点较高,结晶温度过大,造成产品难生产,生产出来的产品不达标,给加工厂造成巨大损失。质量监管上:在机械加工与设计中,应确保零件质量的完好无损,若在机械设计加工之时,零件质量不能保证,不能正常完成工作,那么生产出来的产品可能是无用的,甚至延误整个工期,造成整体系统性能效率的降低,让机械产品的使用年限大大的降低。在机械设计与加工时应注意塑性的材料其产品很容易变形,因此造成切割质量产品表面不够光滑,而硬性材料因为其硬度过于大,因此在切割时容易出现细碎;在机械产品冷却之后进行加工也可能出现组织结构变形的问题,导致生产出来的产品粗糙、不光滑。因此,在在机械加工时应严守质量问题,保证生产出来的产品是光滑的,寿命周期长的。 1.3新技术的开发与应用 市场经济体制下,要想在市场上获得一席之地,就必须不断提高劳动生产率。机械设计与加工市场同样如此,也应不断提高其劳动生产效率,降低生产成本,生产出价格低、质量好的产品,这样才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。机械设计与加工应不断提高机械产品的质量,扭转传统的产品开发模式,加快产品生产速度,从而在市场中因为其独特的优势而被认可。 2中小型机械设计与加工问题解决措施 虽然在中小型机械设计与加工中存在各种各样的问题,但是问题的出现必有其原因,因此工作人员应勤于在机械设计与加工之前做好预案,出现问题时做好总结,以提高机械设计与加工出来的产品质量的保证。 2.1机械设计与加工操作问题具体办法 模拟实验:在进行大批量产品生产之前,可进行试验模拟,观看模拟中可能出现的问题,从而早做打算,提出解决方案。这样在生产过程中才能减少问题发生的概率,提高生产产品的质量,降低损耗。新型的机械产品开发也能够使用这样的模拟实验,强化新型机械的设计理念,提高机械产品的劳动生产率,从而生产出质量更好的产品,通过模拟,找好问题的所在,提高劳动生产率,提高产品质量。设置合理参数:机械设计与加工中,需设置合理的参数,合理的参数的设置能够保证生产出来的产品表面光滑,时间耐用。参数的科学设置直接关系到机械工作中切削的深度、速度、时间等问题,因此在机械开展工作之前,应首先确定好削割的时间、速度、深度等数值,从而保证机械的精细化作业。利用处理工具:机械加工设计中,需科学的使用处理工具,根据生产的产品与机械的工作选择合适的处理工具,加快产品生产的进度与精度。如在机械加工不能触及的地方,可选择小刀等精细工具进行加工,从而保证生产的产品精细,精准。 2.2机械设计与加工产品质量问题解决办法 谨慎选择材料:在机械设计与加工之前,应做好材料的选择,材料选择得好能够提高产品的质量,降低生产的难度,降低生产的消耗,从而提高整个的劳动效率。在材料的选择上应主要从材料的加工性能、切削性能、热处理性能几个方面做重点考虑,并结合实际的生产需要选择不同质地的生产材料,为不同的机器选择不同的材料,这样在保证机械设计与加工正常工作的前提下,生产出来的产品质量是达标的。定期保养设备:机械设计与加工中所使用到的设备应定期保养,保证机械正常作业。如清理机械周围的碎屑,使用中注意机器散热、定期进行维护等。如有部分机械在使用一段时间之后,就会发出声响,运转不顺畅,这种情况下,可使用润滑剂加快机械的运转,保证机械产品的质量,延长其寿命。例如有某工厂的机械设备应使用时间过长,热度极速上升,影响使用寿命,发现这种情况之后,其工作人员使用润滑剂对设备进行了冷却,从而延长了刀具使用的寿命,降低了生产中的损耗。 2.3机械设计与加工致力于提高新技术 着力于提高生产技术:在整个机械设计与加工中,其劳动生产效率的提高是根本,因此厂家应着力于跟上时代的步伐,不断的开拓新的技术理念,加强机械生产效率的监管,致力于在不降低产品质量的情况下提高劳动生产效率,提升市场竞争力,提高市场占有率。可优化整套机械设计与加工设备,大力弘扬机械设计加工工艺的推广,让整个的产品设计符合市场的需要,符合时代的要求。提高设计水平:机械设计与加工是一项高精准化作业,也是一项复杂的劳动,不断的提高其精准度,提高其劳动生产率,降低消耗,提高生产出来的产品是机械设计与加工的主要目标。不断提高机械的设计水平从而让机械根据已设定好的统一标准进行作业,提高整个工程产品的产量与质量。如在开展机械设计加工之前,有固定的组织机构进行商讨,制定出一整套的产品生产 计划,并让机械按照统一的计划进行生产,从而保证生产出来的质量上乘。 3结论 综上所述,可以看出,在中小型机械设计与加工过程中,首先认真对待材料的选择,其次,致力于劳动生产技术的提高,使用新技术、新方法进行生产;再次使用处理工具,处理机械处理不了的问题;设置参数,确定切割深度、切割时间等;定期对设备保养,保证设备的正常运转;进行模拟实验,将可能发生的问题做好预案,减少问题发生的概率。采取以上措施,强化中小型机械设计与加工的精准度与工作效率,促进产品质量的提升。 机械设计论文:机械设计与制造的绿色设计法 1.绿色设计的内涵 在机械产品的设计阶段,就应充分考虑到产品在使用废弃后的回收利用性以及可拆卸性。(2)绿色设计法提出了生产企业与产品设计者应在节约资源和保护环境上主动承担起一定的社会责任。尤其对于大型或大量的机械产品制造,企业在加工生产这些产品的同时,还应在可能的范围内,主动承担产品的回收与再次利用的义务。(3)在人类资源日益枯竭,生存环境不断恶化的新时期背景下,绿色设计法是对传统设计理念和设计方法的创新与改良,体现了人们对环境及资源的重视,以及对整个机械产品设计学科认识的深化。 2.机械设计与制造中绿色设计的主要内容 2.1绿色材料的选择与管理 绿色材料即可回收、可再生,且对环境污染较小、低能耗的材料。因此在机械设计中应首先选用环境兼容性好的材料与零部件,并尽量避免选用有辐射性、有毒或有害的材料。要求所用材料能够有利于回收、再利用、再制造或易于降解,从而实现机械制造业在资源利用率方面的上升,实现可持续发展。同时,在机械设计与制造中,还应当尽量减少所选用材料的种类,从而降低产品在废弃后的回收成本。例如:模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着重要的影响,可通过舍弃过往对材料表面进行化学处理的方法,而改用物理方法实现防腐与脱模;选用对环境危害较小的镍磷镀代替电镀铬;用不锈钢材料来加工防腐模具来代替电镀的方式等等。 2.2拆卸性设计 在传统的设计方法中多数只是考虑到产品的可装配性,而较少考虑到产品的拆卸性。绿色设计中着重要求将拆卸性作为机械设计与制造中,产品结构设计评价的一个重要准则,从而使产品在报废以后,能够对其零部件实现高效且不加破坏的拆卸,以便有利于材料和零部件的重新利用与循环再生,进而达到保护环境和节省资源的目的。拆卸性设计的基本原则主要包括以下几点:第一,应实现产品零件的多功能性,从而降低应拆卸零部件的数目以及拆卸时的工作量;第二,应避免在设计时,对有相互影响的材料进行组合,尽量避免零部件的污损;第三,在机械设计与制造中,应减少零件的多样性,并努力向着零件的标准化、模块化和系列化方向发展。 2.3可回收性设计 可回收性设计是指在设计中,充分考虑到产品各零件回收再利用的可能性,以及相应的回收处理方法和回收费用等问题。可回收性设计一般包括两种途径,即零部件的再利用和原材料的再循环,在当前鉴于材料再循环的困难与高昂的成本,因此较为合理的可回收性设计应重点突出零部件的再利用。可回收性设计的主要措施包括了以下几点:在机械设计与制造中,尽量使用可重新利用的材料;使用对环境影响较小的材料,例如可再生材料、易回收材料以及无毒无害材料等;对于已使用过的零部件进行再加工和翻新等措施。 2.4绿色产品的成本分析 在对机械制造业中绿色产品的成本分析,应与传统的成本分析有所区别,在绿色产品设计的初期,即综合考虑到产品在回收、再利用上的性能。因此在作绿色产品的成本分析时,必须考虑到产品拆卸、污染物替代、特殊产品相应的环境成本以及重复利用成本等等。绿色产品的成本分析应在每一次设计选择时进行,以便于设计出的产品更突出绿色环保性,且成本更低。 2.5绿色产品的设计数据库 绿色产品的设计数据库应详细包括了产品寿命周期中与经济性、环境性等相关的一切数据,如材料成分、各类材料对环境的影响数值、材料的自然降解周期、人工费用以及机械制造中装配、销售和使用所产生的附加数量与环境的影响值等等。因此绿色产品的设计数据库对了机械产品的设计与制造过程都有着举足轻重的影响与作用。 2.6绿色产品的包装设计 对绿色产品的包装设计,应重点突出以下几方面原则:首先应材料最省,即绿色产品的包装在满足销售、保护以及提供充足信息功能的前提下,所适应材料应最少且文明适度的包装;其次,应尽量选用可回收或易于降解,且对人体无毒害性的包装材料,例如使用EPS、聚乙烯产品等在大自然中易于自然分解且不会污染环境的材料;最后,所选用的包装材料应易于再循环和回收利用,通过再循环使用和重复使用的包装,从而提高包装物的生命周期,有效降低包装废弃物的出现。 3.总结 在我国加入WTO以及可利用资源日益枯竭的新时期背景下,机械设计与制造中的绿色设计应重点从节约能源和保护环境的角度出发,并充分体现以自然为本的设计思想,从而在保证产品应有的功能、使用寿命和质量等要求的基础上,近可能的设计出更加简洁、完美和长久的产品。 机械设计论文:设计技术在机械设计中的价值体现 稳健设计和模糊设计 这种设计主要是所设计出来的产品不管是在制造的时候,还是在使用的时候,当结构参数发生变化的时候,或者是在预定的使用期限内发生老化的时候,还能保证产品的性能稳定。 稳健设计的主要作用就是提高设计出来的产品的质量,从而减少损失。伴随着市场竞争越来越激烈,设计和制造出来质量比较好,成本也比较低廉的产品逐渐受到设计人员的关注。稳健设计已经逐渐的成为提高产品质量的一种很好的工程方法。在设计的时候要考虑到参数的随机性能和其他先关性能,采用稳健设计解决一些因素的不稳定性,从而推理出相关运算方法。 并且利用一些能够看得见的动态三维图形等建立系统,通过精确的数据运算,找出稳健设计的最优解。模糊设计主要是在设计中运用模糊数学的方法。随着科学技术的发展,需要设计的机构也在逐渐的变大,设计中出现的变量越来越多,空间关系也越来越复杂。这些变量中存在很大一部分的模糊现象,在很多时候我们并不能精确的描述设计师所设计出来的产品特点。 绿色设计 绿色设计主要是为了提高设计出来的产品的绿色程度,这是其主要的目标。设计出来的产品在满足的环境目标的要求之后,还不能降低其使用性能以及使用寿命。绿色设计一般也可以叫做环境设计,还可以是生态设计。对于传统的机械设计产品而言,设计者主要是根据设计出来的产品的性能,产品的质量以及产品的成本等这些指标进行设计。 很少可以到这些产品后期的维护、拆卸以及回收等,在淘汰一些废弃的产品的时候,要没有顾及到这些产品对于环境方面的影响。这些产品在生产制造出来之后,尤其是利用完毕之后,没有进行必要的合格的拆卸,也没有挖掘其可以回收的性能,这样就导致一些有害物质侵蚀到生态环境中去,严重污染了环境,对周围居民的生活质量产生了影响,与此同时,还造成了资源的巨大浪费。而绿色设计就是针对上述情况所进行的产品设计,遵循保护生态环境的设计理念,从产品的制造到产品的使用,直到产品利用完毕,其中涉及产品的整个生命周期,其中还强调了产品的开发阶段也依据生命周期的观点进行分析。绿色设计的基础是传统设计,在传统设计的基础上进行一定的补充和调整。 就我国目前的状况来看,已经开始实行绿色标志的认证这样一个制度。要求设计出来的产品在不危害生态系统的前提下进行生产运作,这些绿色产品才能保证生态环境不会遭受到破坏,不断减少废弃物的排放数量。 机械设计论文:机械设计教学革新思考与实践 一、前言 机械创新设计是指发挥设计者的创造力,结合现有科技成果,设计出具有创造性和使用性的机械产品的一种实践活动,涉及到机械设计理论与方法、制造工艺、材料及处理、机械结构、机械产品维护及管理等机械工程领域的多种创新。从目前来看我国大学生机械创新能力教育与国外相比还存在很大差距,这与历来对于机械创新教学研究重视不够有直接关系。随着科学技术的发展,社会对于大学生的创新意识、创新能力和工程实践能力要求越来越高。因此,加强机械工程类大学生创新精神和能力已经成为高等院校工科专业教学改革和学科建设的迫切而主要任务[1-7]。 二、存在问题探讨与分析 在指导机械设计制造及其自动化专业大学生机械创新设计过程中总结出存在以下几个方面的问题。 1.基础理论知识相对薄弱,创新思维不足。该专业在二年级、三年级主修与机械创新设计相关的基础理论知识,包括机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、工程材料学、机械制造技术基础、机械控制工程基础、液压与气压传动、机电一体化技术、自动控制原理等。扎实掌握并灵活运用这些基础理论知识是大学生创新设计必备的基本条件。但是在实际教学过程中由于课时压缩、实践机会较少以及学生学习主动性较差等多种原因,造成学生掌握的基础理论知识相对薄弱。多数学生学习这些课程主要是应付考试,对这些基础理论进行深入思考并启发自己的创新思维的较少。 2.过度依赖计算机辅助软件,物理样机设计经验欠缺。随着计算机技术的飞速发展,在机械创新设计方面,出现了一系列新技术,主要表现在基于CAD软件的创新设计、虚拟设计[8]。机制专业的学生主要掌握的CAD软件有两类:一类是二维设计软件,如AutoCAD,另一类是以三维建模为基础的大型CAD/CAM软件主要有Pro/E,UG,Solidworks等。一般学生在二年级的时候通过自学和课堂学习等方式基本上掌握了这些软件。但是大部分学生主要精力放在学习虚拟样机相关绘图和建模技巧上,以绘出漂亮的图形为目的。由于对机械设计的理论掌握不够加上没有足够的实践机会去了解物理样机设计过程,在开始接触机械创新设计时,会过度依赖这些软件进行三维建模,不能将虚拟设计与物理样机设计有机结合起来。实际上机械创新设计的本质还应归结到机械本身,以计算机技术为基础的虚拟样机技术只是辅助设计的一个手段,不能完全代替传统的物理样机机械设计。在创新设计中应该坚持虚拟样机与物理样机并重的原则。 3.缺乏实际项目锻炼。参与实际项目锻炼,参加生产实习的核心在于通过某一产品设计、制造、检测、封装入库完整等环节的实习,使学生初步熟悉机械产品生产加工全过程所涉及的知识、技能、工装[9],是学生全面、综合掌握专业知识和技能的重要环节,也是培养学生创新能力的基础。但是现在由于课时压缩等多种原因,本科生多以理论学习为主,其创新能力的锻炼效果不尽如人意,这与创新设计所要求的能力差距还较大。由于没有接触实际的项目锻炼,学生对于机械设计的流程、要求以及机械创新设计的具体需求了解不多,导致学生学到的机械设计理论知识无法完全充分发挥出来,这也是制约机械创新能力发展的重要原因之一。 三、教学改革思考与实践 针对上述问题分析,在教学工作中对创新设计教学改革进行深入思考,结合实际情况提出了几点解决方案,并在教学实践中逐步实施。 1.加强基础理论知识培训激发创新思维。在基础理论知识教学过程中把重点放在理论联系实际方面的讲授,结合机械创新设计案例、机械创新设计新思维、新方法和新成就等多种方式将理论知识与应用技术结合起来,在吸引学生兴趣的同时也加深了学生对基础知识及其应用的理解,并积极引导他们在此基础上进行再思考再创新,为下一步机械创新设计打好坚实的基础。另一方面,开设文献查阅课程,培养学生文献综述能力,通过查阅专业书籍、学术期刊、专利、企业产品手册和网络查询等多种方式,了解国内外对相关技术的研究进展和市场需求。 2.虚拟样机与物理样机研究并重。虚拟样机技术集成和综合了可运行机械设计的环境:包括各种仿真工具、分析工具、控制工具、设备和组织协同工作的方法等[10],可以改善从产品的概念设计到动态仿真再到整机结构优化的各个阶段。利用虚拟样机技术可以建立零件的模型,进行虚拟装配,并检查零部件的装配间隙和干涉,应用分析软件对样机进行运动仿真并对关键部件进行校核、计算。及时发现错误,优化结构,可以方便地更改模型,从而提高设计效率、优化设计方案、缩短设计周期、降低生产成本。在教学过程中提倡以机械创新设计需求为主导进行技术学习的思想,虚拟样机技术的学习应该结合机械设计原理与机械设计的具体要求。课程注重对虚拟建模、虚拟装备、运动仿真和优化设计等各个阶段进行综合培训,同时在课程的不同阶段安排相应的设计实习任务,促使学生在学习这些操作技能的基础上增加对其在机械创新设计中具体应用的思考。在虚拟样机优化设计的基础上要同时加强学生对物理样机创新设计能力的培训,从加工图纸绘制、非标件加工、标准件选购到样机的装配和调试都让学生亲自动手参与,并且根据所设计产品的技术要求和使用要求进行试验。样机试验也是一门科学,根据培养进度应适时开设《试验设计与统计分析》课程,详细介绍机械设计中常用的正交试验、单因素试验、对比试验等科学的试验方法以及方差分 析、t检验等数据统计方法和数据结果分析方法。通过合理的试验和科学的数据分析可以进一步优化参数,修改样机结构,对虚拟样机的设计结果进行验证和修正,直至产品定型。 3.指导学生申请或参与相关项目。在具备了基础理论知识和基本的设计技能的基础上,吸引部分优秀学生参与到教师主持的相关科研项目,从基础设计工作做起,逐步了解和熟悉项目的论证、设计和运行过程,以提高学生的综合创新能力。在此基础上再指导学生组成团队申请校级、市级或者自治区级的大学生创新设计项目,从项目的可行性分析、立项、方案设计到具体的技术创新设计和产品设计都由学生亲自参与。在项目执行过程中注重对学生综合创新能力的培养,首先,要通过市场调研和查阅文献提出设计任务并通过可行性分析明确设计的功能目标;然后,进行团队讨论,根据成员的基础理论知识并发挥创造思维确定总体设计方案;下面进行团队分工,依据个人所掌握的不同的创新设计技术和方法进行虚拟样机创新设计,做出三维模型并进行仿真分析和结构优化,与此同时不断对总体方案进行修正;接着,团队合作完成物理样机加工、装配、调试和试验改进工作;最后,完成整个机械创新过程。 4.校企联合培养引导学生理论联系实际。经过参与项目锻炼后,学生对整个设计流程有了切身体会,同时对所学的基础理论知识也有了更加深刻的理解,具备了进行创新设计的基本能力和基本素质。在此基础上,教师应积极联系相关企事业单位为学生安排实习机会,进行校企联合培养,让学生到工厂一线去了解企业和社会对创新设计知识和能力的实际需求,并进一步了解企业创新设计流程。这样有利于引导学生在日常学习中将理论与实际结合,也使得高校对学生创新能力的培养与社会需求接轨,有利于培养真正符合社会需求的具有创新能力的机械人才。 四、结语 培养大学生的机械创新能力是高等院校工科专业的主要任务之一。本文结合实际教学过程中对大学生机械创新设计过程存在的问题的探讨和分析,通过对教学改革的思考提出了理论联系实际、物理样机与虚拟样机并重等四点解决方案,还需要通过不断地教学实践对方案进行补充和验证。期望通过这些行之有效的措施,能切实提高大学生的机械创新能力。 机械设计论文:机械设计材料选择和应用 机械设计需要考虑的问题很多,是一个产品具有先进性、适应性的依据和基础。其材料的选择也是在机械设计环节需要重点考虑的问题之一,本文重点分析了材料选择的重要性,探讨了材料具体选择和应用,提出了经济性、集约性与使用性能的兼顾统一的材料选择建议。 关键词: 机械设计;材料;经济;使用 1引言 机械设备作为现代工业发展的重要标志,不断改变着现代社会,实现人们生活、工作、学习的便利性,效率提升。机械设备的材料直接影响其工作的有效性,使用寿命等,是整个机械设计之初最为关键的问题,选择恰当的机械工程材料,可以实现机械的正常工作。目前,国内标准件在生产和加工工艺上还是存在一定的问题,主要就是因为标准件的材料在热处理等环节还存在一定的技术瓶颈,因此需要有国外的进口,由此可见材料在机械设备中的作用十分重要。在进行相关机械的设计时需要充分考虑一系列的综合因素,实现材料选择科学合理。 2材料选择的重要性 随着我国工业的发展,机械设备向着大型、微型的极限方向发展,其材料的重要性开始越发重要,由于国内的加工工艺的限制,很多机械在向着大型和微型方向发展的时候,出现了很多的问题,这些问题直接影响了机械设备工作性能,当机械材料强度达不到使用要求的时候,一些机械设备的工作范围将大大缩小。同时随着这些人们环境保护意识的不断增强,大家开始更多关注机械设备在使用过程中对环境的影响,一些机械材料在使用的过程中可能对周边环境产出影响,因此在选择机械材料的时候需要进一步构建建材的环保性,降低机械材料对周边操作人员的影响。 3材料具体选择和应用 3.1实用性考虑 在进行机械设计机械材料选择的时候,第一步需要考虑的就是材料的实用性,是否满足机械工作性能的要求,需要更加机械设备需要承受的工作性能进行相应的材料处理,例如在材料的热处理,加工切削,实现其内应力,硬度、韧性、表面粗糙度等方面的处理,以达到材料需要达到的基本要求。同一类零件在安装在不同位置的时候,所承受的外向应力是不同的,需要对其进行的处理也是不同的,在选择相关的材料时需要充分考虑其实用的具体情况。 3.2载荷的考虑 在相关机械设计中,需要对其承受的载荷进行有效计算[1]。这种计算的主要目的就是选择合适承载能力的材料进行加工装配,因为承载能力过强,材料的加工成本较大,选择这一材料所需要付出的成本较大,不利于机械的成本降低,提高设备的价格竞争优势,但是当选择的承载能力相对较弱的时候,材料在机械设备中的使用将大大受到影响,其设备的使用寿命将大大降低,可能经常性的出现一些机械事故,影响机械的正常使用。因此在进行材料载荷的考虑时,需要重点关注相关载荷的估算,选择与估算结论相匹配的材料,这样才能实现经济性和使用性的统一。 3.3环保性的考虑 实现机械设备的环保性是实现相关设备具有长期发展的决定因素,因为现代社会对环境保护的重视程度不断提高,国家也加大对工业企业环保工作的管理力度,因为机械材料的热处理等环节可能对周边的环境产生影响,需要在进行机械设计的时候,删去一些不必要的热处理,这样可以降低企业在进行热处理过程中产生的环境影响,降低企业能耗,这些都是需要在进行机械设计的时候重点关注机械设备在材料上不必要的一些工艺流程,这样可以达到环保性的考虑。 3.4低毒性的考虑 一些机械材料在使用的过程中可能产生一些对人体有害的物质,这样直接影响机械设备操作者的身体健康。因此在进行机械设计的时候需要重点关注选择材料的低毒性,例如镍元素就是一种工业中有毒的金属材料,在选择的过程中需要避免这种金属材料的选择和应用,就算是必须使用这种有毒的金属材料,需要在与人体产生接触的区域进行有效表面处理,降低有毒金属材料对操作人员的人生伤害。 3.5回收性的考虑 随着现代集约化社会的发展,人们开始更加注重材料的可循环使用[2]。金属材料在国内储量相对是有限的,需要我们进行可循环的使用,然而不同金属材料进行混合之后,再进行回收将出现一定的难度,由于现代材料学的研究发现,不同金属元素的混合将出现不同硬度、韧性、耐磨性等特征,所以有更多的材料选择的不同金属元素的混合,以增强其使用性能。这样也给材料的可循环使用带来的麻烦,因此需要在进行材料选择的时候,在没有必须选择混合金属材料的时候,就需要单一金属材料,这样可以保证其今后的回收性。 4材料选择和应用的建议 (1)兼顾经济与使用性能的统一。机械设计的过程中,需要对设计的设备进行有效的估算,对其需要承受的载荷进行充分的推算,这些推算的结论为选择材料的科学性、合理性提供必要的依据。因为材料性能远远超出使用上限的时候,将大大延长机械的使用寿命,造成材料选择的浪费,企业在生产这种材料的时候成本将大大提高,需要考虑其材料的经济性与使用性能的统一,只要满足机械使用要求的材料性能即可,这样可以大大降低材料的经济成本,提高产品的市场竞争力。 (2)兼顾集约性与使用性能的统一。现代社会的集约化发展趋势不断明显,需要企业也实现粗放型发展战略的转变,实现集约化的发展方式,其中的一个重要表现就是材料选择需要体现集约化的要求,不选择那些没有实际应用性的性能,因为这些用不着的性能只能增加材料的加工、处理的成本,这样就需要不断在集约化发展的道路上考虑材料的使用性能保证。只要可以实现材料使用性能的有效保证,可以大大降低材料的加工、处理的集约化发展。省去、兼并多余的加工工艺。 5结语 机械设备已经成为现代社会中不可缺少的重要产品,提高了工作效率,降低了工作强度[3]。在设计环节中,机械材料的选择是其实现其功能的基础,因此在设计的过程中需要兼顾经济性、集约性与使用性能的兼顾统一,实现材料选择和应用的科学性、合理性。 机械设计论文:分析机械设计形式的改革 1、现代设计方法 1.1计算机辅助设计。计算机辅助设计简称cai,利用计算机运算速度快、存储量大、运算准确、逻辑判断功能强等优点,通过人机交互进行的处理,完成设计工作。主要有以下特点:(1)由于可以存储大量的设计信息和设计经验。可以帮助缺乏设计经验的新手顺利完成工作。(2)计算机辅助设计与计算机辅助制造(cam)、计算机自动化管理结合起来形成计算机集成制造系统,进行产品设计、市场预测、生产、制造和销售等一系列工作。以企业的最高效益为目标,综合对人力、物力和时间各种资源进行最有效的利用。(3)还可以大大提高设计的效率,加快产品的更新速度,缩短设计周期,增强市场竞争力。(4)设计人员不仅能在很短时间里给出多种设计方案,分析比较后获得最佳设计方案:还可以从繁重的重复性工作中得到解脱,有更多的时间和精力进行创造性工作。 1.2模块化设计。模块化设计就是在对一定范围内的不同规格产品或相同功能不同性能的产品进行分析后,划分并设计出一系列的功能模块。然后通过对模块进行组合就可以组成不同产品来满足市场需求。其目的主要是以尽可能少的模块种类和数量构成尽可能多规格的产品。模块化设计不仅有利于产品的更新换代,还有利于提高产品的质量,降低成本,加快新产品的开发速度。 1.3并行设计。并行设计工程叉叫同步工程或集成工程,主要并行的设计产品以及各种制造和支持过程的系统化方法。机械产品的设计采用串行设计的缺点主要在于在产品设计过程中,必须要等到上一环节结束后才能进行后一环节,设计不仅改动量大,而且产品的开发周期长,成本高。采用并行设计的核心在于要打破内部各个单元界限,建立以人际关系为基础的协同工作模式。进一步提高产品质量、缩短产品上市时间等。 1.4机械系统设计。机械系统设计就是一种利用系统的观点进行产品的一系列设计的方法。设计过程包括计划、外部系统设计、内部系统设计以及制造销售阶段。传统设计注重内部系统设计,其重点主要在于改善零件或转自一些子系统的特性,但是很少考虑对于个零件之间或内部与外部之间的相互影响而系统设计要根据系统原则,综合研究内部外部和各个子系统之间的相互关系,协调各予系统之问的相互作用,使整个系统的功能表现为最佳状态。 1.5机械优化设计。优化设计是把设计的实际工程问题的模型转化为相应的模型,然后运用最优化设计理论,选择合适的优化方法,借助计算机进行求解。从而得到最佳设计方法。近年来,优化设计常结合一些其他方法。形成新的优化设计方法。如和模糊化设计结合,形成模糊优化设计:和可靠性设计结合起来形成可靠性优化设计。除此之外,还有可靠性设计、机械动态设计、疲劳设计、反求工程、摩擦学设计以及创造性设计等。随着技术的飞速发展,现代设计方法也在不断改善。 2、现代设计方法翻新研究 2.1创新设计原则。生态效益最好原则要在设计过程中尽量选择污染较低的材料。避免使用有毒有害以及有辐射的材料。这是由于在产品制造和使用过程中,都要求产品对周围环境要满足“零污染”原则。安全可靠性原则机械产品品质的保证要通过产品的安全可靠性来体现。产品在强度,刚度、稳定性、以及耐磨性均要满足设计要求,对于一些重型机械,要保证有一定的自锁和保险装置,确保操作人员的人身安全。 2.2经济效益最好原则。经济最佳性要从设计以及制造两方面考虑,设计上要选用正确的材料,保证合理的原理方案:制造上要保证零件的加工工艺和装配工艺。设计的产品不仅要满足客户的功能要求,还要保证成本低廉。 3、机械创新设计技术 机械创新设计是指充分发挥设计者的创造性思维,利用人类已有的科学技术成果,设计出具有新颖性、实用性以及创造性的机械装置。机械创新设计技术和机械系统设计、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、有限元设计等构成现代设计方法学库,吸收了邻近学科有利的设计思想与设计方法,是有待开发的一门新的设计技术方法。随着人工智能、专家系统、认识科学、思维科学以及人脑研究的发展,机械创新设计日益受到人们的重视。一方面,人工智能、专家系统、认识科学、思维科学、设计方法学等已经为创新设计提供了一定的理论基础:另一方面。创新设计的研究及发展有助于解释人类的创造思维机理,还可以促进一系列科学的发展。实现专家系统及智能工程创新设计要求能为发明创造机械和改善现有机械性能提供有效的理论和方法。创新设计包括两方面的内容,一是要改善生产生活中现有机械产品的性能,包括技术性、可靠性、适用性以及经济型;二是要创造设计出新的产品,以满足生产生活的新需要。创新设计的核心内容就是要探索机械产品创新发明的机理、模式及方法,将机械产品创新设计过程程式化、定量化。 4、结语 总之,企业竞争力的关键在于适应市场的需求,需要企业不断推出新产品,这就需要大力加强创新设计方法的学习和研究,使机械工业快速发展,国家兴旺发达。 机械设计论文:机械设计方法及进展 随着科学技术的进步,机械系统引入的新材料、新工艺、新方法越来越多,实现同一种技术功能所具有的功能载体和技术手段也很多,因此,现代机械系统设计工作者若使自己设计出的产品能立足市场,除要求机械系统能实现预期的功能外,还应使设计出的机械系统满足物美价廉、运行可靠、操作方便、对环境污染小等一系列要求。设计者只有通晓机、电、液等各种综合技术,才能设计出性能价格比优良的机械系统。 1机械设计 机械设计(machinedesign),根据使用要求对机械的工作原理,结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。 2现代机械设计的特点 现代机械种类很多,结构也越来越复杂。但从实现系统功能的角度上看,它主要包括动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统等,每个系统叉可根据需要继续分解为更小的子系统。现代机械设计有其鲜明的特点,即不但要求设计对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式,物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、润滑方法等进行构思、分析、计算,而且还需融通多门科学知识,如创造性工程、美学,仿生学、控制论、机械电子学、价值工程等,使设计出的产品在市场中具有竞争力。 3计算机辅助机械设计方法 计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,简称cAD)技术是电子信息技术的一个重要组成部分。这一新兴学科能充分运用计算机高速运算和快速绘图的强大功能为工程设计及产品设计服务,彻底改变了传统的手工设计绘图方式,极大地提高了产品开发的速度和精度,使得科技人员的{慧和能力得到了延伸。CAD系统包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统是计算机辅助设计技术的物质基础;软件系统是计算机辅助设计技术的核心,它决定了系统所具有的功能。硬件和软件的组合形成了CAD系统。汁算机辅助机械设计的一般过程包括: 1)建立数学模型:一般机械零件基本都有现成的数学模型,但对没有数学模型的则首先要建立正确的数学模型; 2)设计程序框图:程序框图根据手工计算的步骤来没计; 3)用高级语言编制程序:根据程序框图来编程; 4)程序调试:程序编好后,先仔细检查源程序,然后将其输入汁算机进行试算,再对程序适用范围的边界、转折点进行试算,要求与手算结果完全吻合。 4系统化机械设计方法 现代机械设计已突破传统的机械设计只注重机械产品单纯能实现预期功能的要求,使机械设计向自系统化、信息化,柔性化和智能化的方向发展。从系统的观点出发,机械系统设计及其控制技术把原有机械产品的眭能、功能以及制造技术提高到一个崭新的水平,甚至使原有的机械产品结构发生变化,所带来的经济效益和社会效益是巨大的。所以机构产品的系统化设计及其控制技术是机械工业发展的必然趋势,也是用新兴技术改造传统机械][业的有力措施。科学技术的飞速发展,产品功能要求的日益增多,复杂性增:响,寿命期缩短,更新换代速度加快然而,产品的设计,尤其是机械产品方案的设计手段,则显得力不从心,跟不上时展的需要。目前,计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究,并初见成效,而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。系统化设计方法将没计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分,拟定出每一层欲实现的目标和方法,由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起,使整个设计过程系统化,使设计有规律可循,有方法可依,易于设计过程的计算机辅助实现。系统化设计方法的主要特点是:籽设计看成由若干个设汁要素组成的一个系统,每个设计要素具有独立性,各个要素间存在着有机的联系,并具有层次性,所有的设计要素结合后,即可实现没汁系统所需完成的任务。在系统化机械设计过程中,为使设计工作更为科学合理,常把一个机械系统分解为若干个相联系的比较简单的子系统,可使设计和分析比较简便。根据需要和可能,各予系统还可再分解为更小的子系统,依次分解,直至能进行适宜的殴计和分析。系统分解时就注意以下几点: 分解数和层次应适宜。分解数太少,子系统仍很复杂,不便于模型化和优化工作,分解数和层次太多又会给总体系统的综合造成困难;2避免过于复杂的分界面。应尽可能选择在要素间结合枝数(联系数)较少和作用较弱的地方;保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。通常机械系统工作时都存在着能量、物料和信息3种转换,它们从系统输入到系统输出的过程中,按一定的方向和途径流动,既不可中断,也不可紊流,即使分解成各个子系统,它们的流动途径仍应明确和畅通;了解分系统分解与功能分解的关系与不同。系统分解时,每个系统仍是一个系统,它把具有比较密切结合关系的要素结合在一起,其结构组成虽稍微简单,但其功能往往还有多项。而功能分解时,是按功能体系进行逐级另懈,直至不能再分解的单元功能。 网络技术的蓬勃发展,异地协同设计与制造,以及从用户对产品的功能需求、设计、加工、装配、成品这一并行工程的实现成为可能。但是,达到这些目标的重要前提条件之一,就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此,不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中,虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案没汁中初露锋芒。 目前,机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进,由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚,目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。因此,机械设计方法的发展趋势是综合运用系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识,以产品方案没计为方向。 机械设计论文:机械设计专业课程体系设计研究 我校以前的机械设计课程设计的题目主要是齿轮减速器的设计,在教学上以传统的经验型手工设计为目标,老师逐步讲解,学生机械僵硬地模仿,课程设计被误解为仅仅是翻手册、套公式,甚至有的学生一味参看其他的减速器设计,采用的方法主要是图解法。设计说明书照葫芦画瓢,对自己所设计的东西具体由哪些零部件组成,这些零部件的参数和形状如何,这些零部件之间的装配关系、运动关系如何等了解很少,知其然而不知其所以然[3]。同时,在课程设计期间,往往是很多班级同时或相继展开,造成设计教室、手册紧张,不仅严重影响了设计进程,而且影响了设计效果,甚至有的学生为赶进度,胡编设计数据。这些现状与当今的科学技术发展很不适应,与当前市场需求也不相适应。知识要更新,设计手段要先进,因此,机械原理、机械设计课程设计的传统教学模式已不能适应科学技术发展的需要,机械设计基础课程设计的改革势在必行。 课程体系综合设计研究 将机械原理、机械设计课程设计内容进行整合,探索机械原理、机械设计课程设计中如何培养学生的机械运动方案设计、机械创新设计和解决工程实际问题的能力,提出适合创新人才培养目标的机械原理、机械设计课程设计实施方案,并完成2008级机制班机械基础课程综合设计教学实践。同时,考虑机制、模具、汽车、机电方向的不同,选择适合不同方向的综合设计题目,以设计对象为主线,尝试在综合课程设计中引入机构运动演示,要求学生用计算机仿真验证机构运动设计的合理性[4],尝试在综合课程设计中引入机械方案创意设计模拟实验,要求学生利用运动方案进行模型拼装创新实验,验证机构运动设计的科学性、合理性。通过机械基础设计课程改革,加强学生创新能力培养。把机械原理、机械设计课程设计时间由原来的分开设计整合为一,机械原理、机械设计两门课程的课程设计题目选择范围加大,同时增加设计时间,激励学生对这类题目产生较大的兴趣,每一位学生都积极思考,差不多每人都提出一到几种运动方案,然后通过小组讨论,挑出最佳方案后,由各组确定自己的最终机械系统运动方案。通过这些创意设计活动,可大提高学生的创新设计能力,改革课程体系综合设计手段,加强CAD、CAM、CAE等技术应用[5]。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,因而受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常着名的虚拟样机分析软件。尝试以ADAMS为工具,让学生对自己设计出的机构进行建模与仿真,真实地仿真机构的运动过程。改革设计手段,将给课程设计赋予新的活力。 课程体系综合设计的实践及应用 1改革设计题目,注重学生素质的培养 机械CAD能力、综合应用与设计能力和创新设计能力是新世纪高素质机械工程技术人才的重要素质。因此,机械基础课程综合设计训练主线则是以典型机械系统设计为内容,并将机械原理和机械设计的两课程设计贯通,由根据设计要求到机械运动方案及其运动与动力设计(即机械运动简图设计),再到机械系统结构设计和工作能力设计(即装配图及零件工程图的设计),从而形成一条加强机械系统设计和综合设计能力训练的设计训练主线[6]。使学生经过原理方案的设计、执行机构的设计、传动方案的设计、结构设计等过程,加深对机械系统的整体认识,加强设计中的工程意识,培养综合创新设计的能力。目前各高校都在进行课程设计改革实践,但两门课程设计合在一起的课程设计指导书还很少见[7]。因此,根据我校实际情况,编写了适合于本科机械类的机械基础课程综合设计指导书,指导老师可根据不同方向教学班次选用设计题目。 2机械传动方案设计,培养学生创新能力 机械传动方案设计是一个重要的环节。在这一环节中应充分体现以学生为主体,以教师为主导的指导思想。教师在指导时,应因材施教、因人施教,对不同层次的同学要有所区别。在选题方面,提倡设计能力较强的同学选择指导书以外的题目。在指导方面,对这些同学应适当增加设计的难度和深度。方案设计时重点是要把握创新点[8]。在方案分析过程中,为了实现一个确定的设计目标,要求学生至少提出3种可行的方案,并对方案进行分析、比较,总结出其优点与不足。然后确定出设计者认为最优方案作为本次课程设计方案。最后对此方案进行详细设计,包括其运动过程和运动尺寸的确定,进行结构设计和强度设计直至计算。 3引入虚拟样机技术进行机构分析 虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术,是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程技术。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常着名的虚拟样机分析软件。基于贯彻实施培养卓越工程师思想,在机械基础课程综合设计中引入ADAMS软件对插床导杆机构、冲压机构、摆动式运输机机构、牛头刨床摆动导杆机构等进行运动学和动力学分析,自动绘制刀具的位移、速度、加速度曲线,自动绘制曲柄受到的平衡力矩曲线图等,能通过后期处理绘制最大动态剩余功曲线图,使曲线结果清晰、精确。导杆机构动态仿真时,观察在各位置时所对应曲线含义,加深对课本关于机构有关运动学、动力学相关参数优化设计的理解。ADAMS软件还能对机构采取参数化建模,学生可以通过输入机构不同原始参数,进一步比较不同结果。与过去用图解法或自编程序法进行机械原理课程设计相比,利用计算机对机械进行辅助设计,实现了教学创新,学生普遍反映用ADAMS软件进行课程设计快捷、方便、直观,课程设计能达到满意效果。 4理论联系实际,修改设计对象 在实际工程应用领域中,推荐采用的大多数齿轮减速器都是采用硬齿面。随着工业的发展,新技术新工艺不断涌现,在齿轮行业,特别是随着硬齿面齿轮加工技术的成熟,加工设备的完善,硬齿面齿轮减速器已经成为齿轮减速装置的主流,得到了广泛的实际工程应用,而软齿面齿轮减速装置有被逐步淘汰的趋势。因此,应结合实际,采用硬齿面齿轮减速器设计的题目来进行实践环节的训练。由于硬齿面齿轮减速器的设 计与实际结合紧密,学生的自觉性与积极性得到了很大提高[9]。与此同时,有关硬齿面齿轮设计的资料无法从现有资料中直接利用,这迫使学生主动查找相关资料,询问老师,学生的实际设计能力得到了更大的提高。从改用硬齿面齿轮减速器设计结果来看,整机的重量减轻、体积缩小,使用材料大幅减少,相应的造价也随之下降。这使学生认识到科技的进步给生产实际应用带来的巨大影响。 5学生的模仿型设计转变为思考型设计 以往的课程设计以教授传统的经验型设计为目的,学生总习惯于照搬指导书,一般是教师逐步讲解,学生机械模仿,知其然而不知其所以然。现在的设计中,教师应只给学生以必要的提示,并列出参考书目,鼓励学生去查资料、翻手册,培养他们对信息及数据的归纳和整理能力。在课程设计中,草图设计和装配图设计即机构设计阶段是重点,也是学生感到困难,失误较多的阶段。在《机械设计》课堂上重点讲解的都是基础理论,很少涉及结构方面的知识,而影响结构的因素很多。所以在此阶段,指导教师应悉心指导,多进行正确和错误结构的分析比较,另外要引导学生抓重点,培养学生树立整体设计的概念。 机械设计论文:关于高职《机械设计基础》五步创新教学模式探析 论文关键词:创新教育 创新教学模式 接受 体验 发现 研究 创造 论文摘要:高职院校是培养高素质应用型人才的摇篮,创新教学模式的建立与发展关系到人才创新能力的培养,接受、体验、发现、研究和创新相结合的五步创新教学模式是适应高职教育,培养具有创新能力的高素质应用型人才较好的创新教学模式。 创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力…1。培养具有创新意识与能力的一流人才,是一个庞大的系统工程。高校的创新教育是其中不可缺少的重要环节。作为直接为生产一线培养创新型、应用型人才的高等职业教育工作者,更应在教学中注重对学生创新意识与创新能力的培养。《机械设计基础》是一门与实践结合较为紧密的技术基础课,在教学中开展创新教育,是应该的也是必须的。对高职院校而言,仅仅做几个实验和一次课程设计是远远不够的。2006年在对机制0507/08班的《机械设计基础》课程教学中试探性的进行了创新教学改革,现将取得的经验总结如下。 1五步创新教学模式的建立 传统的教学方式主要以接受教学为主,教师讲学生听,重视书本知识的“灌输”,忽视了对学生知识运用能力和创新能力的培养。而要改变这一方式,就必须加强理论与实践的联系,倡导接受、体验、发现、研究和创新这一环环相扣,与实践结合极为紧密的五步创新教学模式。 1.1接受 接受就是指在处理基本理论教学时,要明确学生应接受哪些知识的问题。学生对基础知识的接受程度和对其初步的感性认知是五步创新教学模式的基础。接受也就是老师应重点讲解什么内容的问题。传统的重点在于因而不在于果,重视每一个公式、每一个论点的推导,而不重视知识的实际运用。创新教学要加大实践教学,就必然不能再一成不变的逐点讲解了。应只讲其结果而不讲其原因,以节省课时,然后尽可能多地进行实例分析,讲清机构的运动、特点和应用。 在对机制0507/08班试探性教学中,尽可能多的带现有模型和教具,在课堂上分析其运动和特点,并引入与之相应的实用简单机械,分析说明再此处利用该机构的优点,并尽可能多的带领学生到实验室进行现场教学。 1.2体验 体验是指要引导学生、要求学生从实际生产和生活中体验所学机构是如何应用的。也就是从实践出发,通过对各种简易机械进行机构分析,加深学生对各种常用机构的类型、特点与应用取得更深的认识。在接受教学的基础上,以作业的形式,要求学生对所学的机构按下面的表格进行分析: 该表要求学生独立完成,实例分析中若有N名学生的结果完全相同,则这些学生作业成绩X=100—30×N。实例分析要求画出机构运动简图,并分析该机构用在此处的优点,能否用其它机构代替等。 1.3发现 发现是指学生在体验中通过对简易机构的分析,发现其中设计不当或有待改进的地方。或通过对生活和生产的观察与思考,发现一些需要解决的问题。在教学中,要求学生完成两到三份通过观察、分析和思考而发现的一些需要改进或解决问题的分析报告,从而促使学生养成喜欢观察的好习惯,提高学生分析和思考问题的能力,这是一切创造和革新的前提。 1.4研究 研究是指学生对发现的问题再深一步研究讨论,提出改进或设计方案。在实施中,首先组织学生对提出的需要改进或解决问题的分析报告进行集体讨论,找出其中适合学生进行改进和设计的方案,然后以自愿的形式自行分组,在老师的指导和帮助下进行分析和研究,并提出改进或设计方案。为了保证教学质量,要求每位同学最少参加一个小组。设计方案不仅仅是纯机械的,大多数是机、光、电一体化,甚至纯电子的设计,应鼓励学生尽可能地利用所学、所知、或通过查阅资料所得的知识。这样,可以培养学生综合运用所学知识和查阅资料的能力,使本课程的教学效果,上升到一个新的高度。 1.5创新 创新是指对学生提出的比较好的、可行性高的设计方案进行初步设计和模型制作2。组织讨论、评比学生研究后提出的设计方案的可行性,从讨论结果中选出几个经过讨论、改进、可行性最大的设计方案,以小组成员为主干,全班学生为成员,在老师的指导下完成这些方案的初步设计和模型制作。 2选择性实施后发现的问题和改进设想 2.1改进评分标准。提高学生积极配合教师教学的程度 高职院校学生的知识基础和学习的积极性较差,好多学生在初期还能积极配合老师的教学,但当需要花费比较大的精力或遇到一点困难时,就不能即时完成老师布置的课外作业。因老师督促学生的手段较少,导致能按要求完成的学生仅有十几名。分数是评价学生学习成绩最直接、最重要的指标,也是老师约束学生最有力的手段。依据我院制定的考试成绩占70%,平时成绩占30%的评分标准,就算平时成绩为零分,学生也能及格。从而导致了一些学生的惰性心理。为了提高老师对学生的约束力,提议如图1对我院制定的评分标准加以改进。增强课外作业成绩,消除惰性因素,促使学生积极配合老师的教学工作。 2.2应加强实验和现场教学的管理 学生对实践兴趣极高,管理不好就无法进行教学。因而要充分发挥班干部的作用,并积极寻求其他老师和师傅的帮助,才能取得较好教学效果。 3教学效果分析 表2反映课程结束后,本班与未实施创新教学模式的机制0505/6班的教学效果对比: 从上表可以看出,虽然因自己能力和精力的问题,没有完全按照上述的教学步骤完成试点教学,但教学效果有较为突出的体现。 4未来展望 高职院校是高素质应用型人才的摇篮。产教研的进一步结合,是高职院校发展的必然趋势。这一创新教学模式可以在兴趣小组的基础上,保持与每一位成员的联系合作,不管其位于何地,从事怎样的职业,担任什么样的职务,都要以老师为主线,保持畅通的联系与合作。这样,随着时间的流逝,兴趣小组所研究课题的科技含量会越来越高,也会越来越贴近实际,必能吸取更多的老师、学生和企业的参与。此时,在学院的帮助与支持下,可以创建与之相适应的相关产业,从而实现招生、教学、研究、制造、销售、就业相辅相成的良性循环,促使高职院校发展到一个新的层次。 机械设计论文:基里隆一级电站水力机械设计 摘要:基里隆一级电站是柬埔寨最大水电站,1968年建成,在正常发电20个月后损坏于战乱。根据中柬双方达成的协议,中电技以投资、修复、经营方式,对基里隆一级水电站进行修复。本文对基里隆一级电站修复工程水力机械设计进行了回顾,对主要机组设备、辅助设备的选择及布置作了简要介绍。 关键词:机电设计 水力机械 水力发电设备 辅助设备 水力监测系统 柬埔寨 湄公河 1概述 基里隆一级电站位于柬埔寨王国西南部,湄公河盆地边缘,距离首都金边约120km,距离柬重要港口城市磅逊(西哈努克城)约110km,其厂房及升压站紧邻4号公路。 基里隆一级电站原为南斯拉夫在1968年提供资金和技术建成,水库最大库容980万m3,装机容量2×5.0MW。该电站在正常发电20个月后损坏于战乱。此后近30年里,虽几经努力但一直未能实施修复。目前大坝基本完好,引水钢管局部遭严重破坏,厂房和机电设备完全损坏,厂坝公路年久失修,到金边的110kV输电线路仅存少许塔架。 中国电力技术进出口公司(CETIC)组织专家对基里隆一级电站枢纽工程和输电线路进行了多次实地考察和充分论证。历经近1年的合同谈判,CETIC与柬埔寨工业矿产能源部(MIME)和柬埔寨国家电力公司(EDC)于2000年7月28日在金边正式签署了《实施协议》和《购电协议》。根据协议,CETIC以投资、修复、经营(BOT,Build,Operate,Trans/fer)方式,对基里隆一级电站进行融资、修复、建设、拥有、运营和维护,在电站特许经营期(自电厂商业运营日起30年)结束后,将该电站无偿移交柬埔寨政府。 电站原厂房和机电设备已完全损坏,主厂房里的水轮发电机组、调速器、进水阀装置、桥机以及辅助设备已无修复价值。经研究决定,主厂房在原厂址新建,所有水力发电设备,包括水轮发电机组、调速器、进水阀装置、桥机以及辅助系统的所有设备,都进行重新设计配置。电站主要参数为:装机容量2×6MW,额定水头363.00m,保证出力3.812MW,年发电量0.6419亿kW·h,年利用小时数5349h。 2机组设备简介 2.1水轮机 水轮机选用CJA734-W-136/2×12.5型双喷嘴冲击式水轮机,主要参数为:额定水头363.00m,额定流量1.95m3/s,额定出力6220kW,额定效率89.78%,额定转速600r/min,飞逸转速1080r/min。水轮机为卧轴冲击式,主要特点如下: 1)水轮机转轮装于发电机轴上,依靠摩擦传递扭矩,顺时针旋转(从发电机向水轮机看)。两个直流喷管分别由机壳和机壳小盖支承,喷管前装有Φ450直管并通过Φ650/Φ450分流管与Φ650伸缩节及球阀相连。 2)喷管喷嘴口处装有偏流折向器,通过连杆机构与折向器接力器相连,接力器与调速器油压系统相连。偏流折向器与喷针的位置没有协联关系,在正常运行时不与射流接触,也不参与水轮机小波动调节,始终保持在全开位置,只在事故停机时投入,切断水流。 3)机组正常运行时,各工况的调节是依靠喷针运动来实现的,喷针的调节作用是由喷针接力器油压操作实现的,喷针接力器操作油管与调速器油压系统相连。喷针的开度指示由喷针反馈系统完成,从喷管内引出的恢复杆通过钢丝绳及连杆与调速器电反馈装置相连,电反馈装置向调速器发送位置信号。 4)在机壳上与喷管射流相反方向装设反向制动喷嘴,制动喷嘴由DN80液压操作阀控制,停机时作机组制动用,液压操作阀油源引自调速器油压系统。 2.2水轮发电机 水轮发电机为SFW6000-10/2130型3相凸级同步发电机,采用卧式、密闭自循环空气冷却结构,主要参数为:额定功率6MW,额定容量7.5MVA,额定电压6.3kV,额定电流687.32A,额定转速600r/min,飞逸转速1080r/min。 发电机由定子、转子、主轴、导轴承、飞轮、空气冷却装置、油水管路等部分组成。定子机座为整体卧式结构,发电机轴为转子磁轭与主轴锻造为一体的实心轴结构。水轮发电机组为两支点结构,两个导轴承分别位于定子两侧,轴承瓦为筒式巴氏合金轴瓦。轴承润滑采用外循环方式,在主厂房内每台发电机组上游侧布置有外循环供油装置。空气冷却器两个,布置在发电机下面机坑中,冷却水管为T2铜管穿片结构。 2.3调速器 调速器选用武汉三联水电控制设备公司生产的CJWT2/1-4.0型微机调速器,额定工作油压4.0MPa。 CJWT型调速器是专为多喷嘴冲击式水轮机设计的,其主要特点如下: 1)在总体结构上,调速器为电气柜、机械柜、油压装置三位一体组合式,结构紧凑,便于安装布置及运行维护。 2)从控制原理上看,每个喷针接力器和折向器接力器各采用一套全数字式机械液压系统独立控制,取消了传统的机械协联、凸轮及复杂的连杆机构,结构大幅简化。 3)机械液压系统采用全数字液压技术,以电磁球阀作为电液转换元件,静态无油耗,抗油污能力强。 4)油压装置设自动补气阀组,提高了整机自动化水平。 5)电气部分以可靠性极高的可编程控制器(PLC)为控制核心,所有PLC本体的平均无故障运行时间≥30万h。 6)采用交直流双路电源供电,互为备用,无扰切换。 7)具有电手动调节功能及自动容错功能。 2.4进水阀 为保证水轮机安全可靠运行、机组检修时切断水流及机组调节系统失灵时保护机组,每台水轮机前装设有进水阀。进水阀为双面止水卧式球阀,采用接力器油压操作,球阀型号为QF500-WY-65,公称直径Φ650mm,设计压力5.0MPa。球阀上、下游侧分别设有检修密封和工作密封,活动密封环采用钢管的压力水操作。2套进水阀共用一套HYZ-1.0-4.0油压装置,额定油压为4.0MPa。 3辅助设备 3.1技术供水系统 技术供水系统主要用户是发电机空气冷却器和导轴承油冷却器。供水系统采用水泵集中供水方式,水源取自下游尾水,在主厂房右端水机副厂房下游侧设有取水池,通过联通管与尾水渠相连。设置KQL100-160型供水泵3台,其中1台备用,布置在供水设备室内。水泵出口设有自动滤水器,滤水器有自动排污功能,经过滤后的水由供水总管引至各用户。水泵采用轮换工作制,每台水泵配置1台软启动器,整个系统采用PLC控制。3.2高压气系统高压气系统主要供调速器油压装置和球阀油压装置用气,供气压力4.5MPa。设有2台SF-0.5/45型空压机和1只1m3、4.5MPa储气罐,空压机出口设有气水分离器。储气罐出气管上设有压力控制器,自动控制空压机的启停,整个系统采用PLC控制。 3.3透平油系统 透平油系统主要供机组轴承、调速系统和球阀操作系统用油。设有2只5m3透平油桶、1台KCB-55型齿轮油泵、1台LY-50型压力滤油机和1台ZJCQ-2型透平油过滤机。系统运行为手动操作。 由于本电站机组为小型卧式水轮发电机组,设备用油量较小,同时主厂房仅有一层,油管布置会影响厂房内的交通及美观,因此,主厂房内不设供排油管路。在油处理室设有活接头,机组设备供排油时,用软管与用油设备相连接。 3.4水力监测系统 水力监测系统包括全电站监测和机组段监测两部分。全电站监测项目有水库水位、拦污栅后水位、拦污栅前后压差及电站引用流量。根据购电协议要求,水库水位测量设有2套2311LT型投入式液位变送器,其中1套为主用,1套为备用(冷备)。拦污栅后水位测量设有1套2311LT型投入式液位变送器。在首部值班室设置1台SXJ水位监视仪,水位信号通过串行口通信方式传至电站中控室。电站引用流量监测采用UF-911型超声波流量计。机组段监测项目包括分流管进口压力、喷管压力、尾水位、冷却水压力和示流、水轮机和发电机振动、摆度等。水力监测系统中的主要量测项目均同时设有变送器,并与电站计算机监控系统相连。 3.5起重机 电站最重起吊件发电机转子重24.2t,起吊梁重3.5t。主厂房内设1台起重量32/5t,跨度14m电动双钩桥式起重机供机组安装、检修使用。由于电站主厂房在原厂址新建,利用原电站叉管及支管,机组间距已定。本电站机组为卧式水轮发电机组,容量由原来的5MW增加至6MW,机组设备尺寸加大,机组间距明显偏小,发电机转子抽芯极为困难。为控制大车运行速度和主钩起升速度,确保发电机安装检修的安全,起重机的大车运行机构和主起升机构采用变频调速方式,变频器采用三菱原装进口设备。 4厂房布置 电站主厂房为地面式,在原厂址新建,利用原电站叉管及支管,机组间距维持10.29m不变。主厂房净长32.85m,净宽14m(机组中心距上游柱边9.05m,距上游柱边4.95m)。电站最高尾水位高程?92.00m,据此确定主机间高程?95.00m,机组安装高程(机组中心线)?95.84m。主机间内上游侧布置有调速器、球阀装置和油压装置,下游侧布置机旁盘。左侧为安装场,长约10.4m,主要考虑机组大修时布置发电机转子、定子、水轮机转轮、机壳等。 主厂房右侧水机副厂房内布置有透平油罐室、空压机室、技术供水设备室。电气副厂房布置在主厂房左侧和下游侧,左侧副厂房内布置有中控室、继电保护盘室、通信室、电气试验室、低压配电室等,下游侧副厂房内布置有6kV中压配电盘、励磁变压器、厂用变压器及柴油机室等。 5结束语 基里隆一级电站修复工程是我国第一个B0T项目,2001年4月2日正式开工建设,2002年5月完工并投产发电。基里隆一级电站的修复对促进柬埔寨战后经济发展,增进中柬双方友谊,以及对我国全方位对外贸易格局的形成,都具有重要意义。 机械设计论文:论应用CAD技术的现代机械设计 论文关键词:机械设计;CAD技术 论文摘要:在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。 1 CAD技术的发展 CAD(Computer Aided Design)是计算机辅助设计的英文缩写,是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力,辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析,达到理想的目的,并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计(CAD)技术诞生以来,已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域,产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术(Com-puter Aided Manufacturing,CAM)和产品数据管理技术(Product Data Management,PDM)及计算机集成制造系统(Computer Itegrated manufacturing system,CIMS)集于一体。 产品设计是决定产品命运的研究,也是最重要的环节,产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前,CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统(ICAD)(Intelligent CAD)。21世纪,ICAD技术将具备新的特征和发展方向,以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。 以智能CAD(ICAD)为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程,采用单一知识领域的符号推理技术,解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来,尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程,借助计算机的支持,设计效率有了大大地提高。 2 三维CAD技术在机械设计中的优点 通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点: 2.1 零件设计更加方便 使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。 2.2 装配零件更加直观 在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。 2.3 缩短了机械设计周期 采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。 2.4 提高机械产品的技术含量和质量 由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CAD CIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。 3 CAD技术在机械设计中的应用 3.1 零件与装配图的实体生成 3.1.1 零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。 对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。 3.1.2 实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。 3.2 模具CAD/CAM的集成制造 随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。 一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。 3.3 机械CAE软件的应用 机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。 4 CAD前沿技术与发展趋势 4.1 图形交互技术 CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路,解放大脑,让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能,为设计师提供了方便。此外,笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。 4.2 智能CAD技术 CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上,建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员,同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误,回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。 4.3 虚拟现实技术 虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。 机械设计论文:关于多媒体教学在机械设计制造课堂的实践 论文摘要:多媒体因其声像并茂,对提高教学效果有很大作用,在课堂教学中越来越普遍,也越来越展示出其强大的生命力。但从目前大学院校多媒体教学环境来看,多媒体机械设计专业教学开展还存在一些问题。本文就相关情况进行了研究,并提出相应的对策。 论文关键词:多媒体教学 专业课 机械设计 对策 对大学院校而言,培养的机械设计与制造的专门人才,就要着眼于培养具备机械设计制造基础知识与应用能力,能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。 随着信息化建设的不断进步,多媒体教学已完全在各种教学中展开。机械设计教学更多注重的是空间、理性、科学和前沿,多媒体在教学中所起的作用已不仅仅是一个辅助工具,传统的教学方法已经不能很好地适应教学内容和教学节奏的需要。以考试成绩来衡量学生水平的终结性评价,不受学生的欢迎,评价机制有待完善。所以我们有必要加强多媒体技术与机械设计课程的整合,使学生从传统教学方法中的视觉单一模式互动向视觉、触觉、听觉等多模态发展,转变为空间概念。真正形成以学生为中心,发挥学生的主体作用,使学生在课堂学习中,朝着个性化和自主学习的方向发展,真正成为学习的丰人。 1多媒体机械设计教学的主要问题 目前,教育在我国无论从数量还是从规模上来讲,都达到了空前。然而,教学质量的高低,直接关系培养人才的质量。客观地讲,当前大学院校机械设计教学其中最突出的教学矛盾就是教学模式、教学方法不够灵活。具体地讲还在在以下问题。 1 1被动接受新技术的应用 因为种种原因,个别老师对多媒体教学缺乏深刻认识,甚至认为多媒体教学费时费力费工不讨好,是花架子,好看不管用,心里不同程度存在排斥心理,导致对多媒体教学模式不愿意做出更多的学习和没有兴趣,不愿意尝试,更不说付出努力和付出辛苦。这种心态,直接导致了多媒体教学质量不高。 1.2变“人灌”为“电灌” 个别授课老师错误地认为:多媒体教学,就是把以前的“黑板加粉笔”变成“电脑加屏幕”,在教学方法上看起来全用了多媒体教学,但在教学手段上仍然沿用了旧的教学模式,没有起到把多媒体手段引入机械设计教学课堂的初衷。这种盲目、机械地多媒体教学手段,不但不能真正起到有效的教学效果,克服传统教学的不足,还会给多媒体教学的发展带来负面的影响,反而影响到教学效果。其实这种现象的根源,在于老师对教学效果的认识不足,是一种“形而上学”的教学。 2实现机械设计课堂多媒体教学的可能性 根据目前我国教育的实际情况,进一步深化机械设计教学改革,推广实施多媒体教学模式,并通过改革全面提高机械设计制造教学水平和广大学生的机械设计实际综合应用能力的条件基本具备,而且也具有实现这一转变的可能。 (1)对机械设计制造教学的重要性各方已达成思想共识。广大院校领导和老师对推进机械设计教学改革的重要性都有深刻的认识和体会,并已尝到甜头,干劲更足。同时,学生普遍要求和接受机械设计课堂更多采用多媒体教学。这些因素,为我们机械设计的多媒体教学改革奠定了良好的思想基础。 (2)随着教育投资的增加,教学信息化设备的硬件设施越来越完善。这些年,随着我国社会经济的发展,国家加大了教学信息化建设,硬件设备得到了普遍加强,有些甚至达到了全球领先水平。大学院校普遍都建设有校园网,多媒体教室等,为计算机和校园网上学习机械设计课程提供了硬件技术条件。 (3)基于计算机和网络的机械设计制造教学软件已逐步配套。经过多年的发展,社会各方投入了相当的精力和技术设计了机械设计课堂教学软件和个人自学辅助软件,为推动以机械设计的多媒体教学改革提供了丰富的软件支持。 3积极应对机械设计多媒体教学的对策 多媒体教学与传统课堂教学,并不是矛盾的,而是互促互长的统一体。对教学来讲,最重要的就是整合。整合是网络信息技术与机械设计课程整合研究的核心问题,整合后网络信息技术将成为整个课程系统的一个有机组成部分,而不是可有可无的辅助工具。对认识上的误区和操作层面的一些问题,必须正确认识并在实践中注意解决。对教学中是否应用,如何合理科学地应用多媒体教学技术,确保教学效果的落实才是最根本。 (1)根据机械设计教学的需要,决定是否使用多媒体。把多媒体教学引入机械设计课堂,从手段上来讲,是为了“活化教材”,创造较为真实的教学环境,如果过多使用甚至会起到相反的效果。教学效果如何,并不是说多媒体手段越多效果越好。多媒体教学,从某个层面来讲,是体现的人机。对话,然而,人与人之间的对话,是最好的沟通手段。如果在教学环节中,授讲老师过多应用多媒体,就会使课堂教学成为老师对电脑的操作和学生观看演示的过程,这样的话,多媒体辅助教学的初衷就会受到了扭曲,这也违背了教学的规律。 (2)适度取材,注重多媒体课堂的“人文关怀”。多媒体本身是作为一种教学辅助工具引入机械设计教学的,其本身不带任何的感情色彩,要使课堂教学生动起来,就需要更多的人文关怀。作为教学的主导方,教师在应用多媒体进行机械设计教学时,面对海量的信息,必须结合各方实际快速作了抉择,通过其他手段表现出更多的亲和力和学生的可接受性,这样才能起到事半功倍的效果。 (3)多媒体模式与传统模式充分交融。多媒体教学是利用现代信息技术带动教学内容、教学方法和教学手段的全面改革,然而,多媒体教学只是一种在效的教学辅助手段,并不能完成取代传统的教学模式。因此,在机械设计教学中,我们不能完全依赖多媒体技术,只能是充分利用并与传统教学模式有机结合,只有这样,才能使做到张弛有度,互促互长,取得更好的教学效果。 4结语 机械设计教学模式的改革是机械设计制造教学改革的重点,机械设计制造教学模式的改革应使机械设计制造朝着个性化学习、主动式学习方向发展,应体现机械设计教学的实用性、趣味性,在技术上应是可操练,可实现和易操作的,应充分强调和发挥教师和学生两方面的积极性。改革的突破口是由以教师为中心的传统课堂教学模式转变为以学生为主的多媒体教学模式。 在多媒体环境下,我们要实事求是,正确对待,结合教学需要,保留吸收传统教学模式中的优良部分,充分发挥新旧两种机型模式的优势,确保教学质量稳定提高,这才是根本。多种教学模式的综合应用不仅是可行的,而且成效十分显著。 机械设计论文:关于高职《机械设计基础》五步创新教学模式探析 论文关键词:创新教育 创新教学模式 接受 体验 发现 研究 创造 论文摘要:高职院校是培养高素质应用型人才的摇篮,创新教学模式的建立与发展关系到人才创新能力的培养,接受、体验、发现、研究和创新相结合的五步创新教学模式是适应高职教育,培养具有创新能力的高素质应用型人才较好的创新教学模式。 创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力…1。培养具有创新意识与能力的一流人才,是一个庞大的系统工程。高校的创新教育是其中不可缺少的重要环节。作为直接为生产一线培养创新型、应用型人才的高等职业教育工作者,更应在教学中注重对学生创新意识与创新能力的培养。《机械设计基础》是一门与实践结合较为紧密的技术基础课,在教学中开展创新教育,是应该的也是必须的。对高职院校而言,仅仅做几个实验和一次课程设计是远远不够的。2006年在对机制0507/08班的《机械设计基础》课程教学中试探性的进行了创新教学改革,现将取得的经验总结如下。 1五步创新教学模式的建立 传统的教学方式主要以接受教学为主,教师讲学生听,重视书本知识的“灌输”,忽视了对学生知识运用能力和创新能力的培养。而要改变这一方式,就必须加强理论与实践的联系,倡导接受、体验、发现、研究和创新这一环环相扣,与实践结合极为紧密的五步创新教学模式。 1.1接受 接受就是指在处理基本理论教学时,要明确学生应接受哪些知识的问题。学生对基础知识的接受程度和对其初步的感性认知是五步创新教学模式的基础。接受也就是老师应重点讲解什么内容的问题。传统的重点在于因而不在于果,重视每一个公式、每一个论点的推导,而不重视知识的实际运用。创新教学要加大实践教学,就必然不能再一成不变的逐点讲解了。应只讲其结果而不讲其原因,以节省课时,然后尽可能多地进行实例分析,讲清机构的运动、特点和应用。 在对机制0507/08班试探性教学中,尽可能多的带现有模型和教具,在课堂上分析其运动和特点,并引入与之相应的实用简单机械,分析说明再此处利用该机构的优点,并尽可能多的带领学生到实验室进行现场教学。 1.2体验 体验是指要引导学生、要求学生从实际生产和生活中体验所学机构是如何应用的。也就是从实践出发,通过对各种简易机械进行机构分析,加深学生对各种常用机构的类型、特点与应用取得更深的认识。在接受教学的基础上,以作业的形式,要求学生对所学的机构按下面的表格进行分析: 该表要求学生独立完成,实例分析中若有N名学生的结果完全相同,则这些学生作业成绩X=100—30×N。实例分析要求画出机构运动简图,并分析该机构用在此处的优点,能否用其它机构代替等。 1.3发现 发现是指学生在体验中通过对简易机构的分析,发现其中设计不当或有待改进的地方。或通过对生活和生产的观察与思考,发现一些需要解决的问题。在教学中,要求学生完成两到三份通过观察、分析和思考而发现的一些需要改进或解决问题的分析报告,从而促使学生养成喜欢观察的好习惯,提高学生分析和思考问题的能力,这是一切创造和革新的前提。 1.4研究 研究是指学生对发现的问题再深一步研究讨论,提出改进或设计方案。在实施中,首先组织学生对提出的需要改进或解决问题的分析报告进行集体讨论,找出其中适合学生进行改进和设计的方案,然后以自愿的形式自行分组,在老师的指导和帮助下进行分析和研究,并提出改进或设计方案。为了保证教学质量,要求每位同学最少参加一个小组。设计方案不仅仅是纯机械的,大多数是机、光、电一体化,甚至纯电子的设计,应鼓励学生尽可能地利用所学、所知、或通过查阅资料所得的知识。这样,可以培养学生综合运用所学知识和查阅资料的能力,使本课程的教学效果,上升到一个新的高度。 1.5创新 创新是指对学生提出的比较好的、可行性高的设计方案进行初步设计和模型制作2。组织讨论、评比学生研究后提出的设计方案的可行性,从讨论结果中选出几个经过讨论、改进、可行性最大的设计方案,以小组成员为主干,全班学生为成员,在老师的指导下完成这些方案的初步设计和模型制作。 2选择性实施后发现的问题和改进设想 2.1改进评分标准。提高学生积极配合教师教学的程度 高职院校学生的知识基础和学习的积极性较差,好多学生在初期还能积极配合老师的教学,但当需要花费比较大的精力或遇到一点困难时,就不能即时完成老师布置的课外作业。因老师督促学生的手段较少,导致能按要求完成的学生仅有十几名。分数是评价学生学习成绩最直接、最重要的指标,也是老师约束学生最有力的手段。依据我院制定的考试成绩占70%,平时成绩占30%的评分标准,就算平时成绩为零分,学生也能及格。从而导致了一些学生的惰性心理。为了提高老师对学生的约束力,提议如图1对我院制定的评分标准加以改进。增强课外作业成绩,消除惰性因素,促使学生积极配合老师的教学工作。 2.2应加强实验和现场教学的管理 学生对实践兴趣极高,管理不好就无法进行教学。因而要充分发挥班干部的作用,并积极寻求其他老师和师傅的帮助,才能取得较好教学效果。 3教学效果分析 表2反映课程结束后,本班与未实施创新教学模式的机制0505/6班的教学效果对比: 从上表可以看出,虽然因自己能力和精力的问题,没有完全按照上述的教学步骤完成试点教学,但教学效果有较为突出的体现。 4未来展望 高职院校是高素质应用型人才的摇篮。产教研的进一步结合,是高职院校发展的必然趋势。这一创新教学模式可以在兴趣小组的基础上,保持与每一位成员的联系合作,不管其位于何地,从事怎样的职业,担任什么样的职务,都要以老师为主线,保持畅通的联系与合作。这样,随着时间的流逝,兴趣小组所研究课题的科技含量会越来越高,也会越来越贴近实际,必能吸取更多的老师、学生和企业的参与。此时,在学院的帮助与支持下,可以创建与之相适应的相关产业,从而实现招生、教学、研究、制造、销售、就业相辅相成的良性循环,促使高职院校发展到一个新的层次。
机械创新设计论文:大学生机械创新设计能力培养 一、大学生机械设计课程教育背景 我们国家的领导人早在上个世纪,就提出了重要的一点:“创新是一个民族进步的灵魂,也是一个国家兴旺发达的不竭动力。”在现代化的大学生机械创新设计的教学过程中,教师可以运用多种机械设计和制作手段方面的创新,展开丰富多样的大学生机械设计教学活动,全方位提高学生的学习能力和学习水平,激发学生展开工程设计和实践探索的决心。机械创新设计(MechanicalCreativeDesign)要求设计者在机械设计的过程中,兼顾设计的新颖性、创造性,体现制作发明的实用性。为了提高大家对于机械创新的兴趣,学校可以常年性举办创新设计(MCDchampionship)大赛,通过评选“创造之星”的方式,给予参赛选手一定的现金奖励,提高大学生群体的参与热情,增强广大学生群体参赛的积极性。可以针对学生的学习水平展开一系列考量工作,为大学生量身设计一套符合自己已有能力的机械制作课题计划。 二、提高学生机械设计创新能力的方法 (一)从多种渠道出发,培养学生的实际动手操作能力 为了培养学生的创新能力,必须要加强机械设计方面的理念创新工作,普通高等院校的机械创新设计相关负责人,应该安排一些具有教学经验的机械课老师作为能力培训人员,在日常的工作中,机械课教师还应该从多种渠道出发,培养学生的实际动手操作能力。在课堂外,机械课教师可以通过多种形式的补充教学,提高学生的创新水平。在机械创新设计的过程中,老师一定要重视学生知识迁移能力的培养,通过互联网搜索引擎搜集机械创新设计的年度最佳作品的相关设计细节,并且将这些科技作品图片使用办公软件加以编辑和处理,从而做成PPT,可以很好的帮助学生适应与相关领域的各种动手设计操作。除了这些之外,学校应该为学生的知识迁移能力的培养,提供更多的材料储备,机械课教师可以组织学生经常性地去参加一些考察活动,带领学生去参观博物馆和高精尖时代技术运用的现代化科技展览,帮助学生了解现今时代的现今机械设计运用和各种创新性发明,可以给学生的实际动手操作过程提灵感支持。 (二)重视对于学生组织的培养工作 社团组织是普通高等院校开展机械设计等相关技术普及的“前沿阵地,”只有从根本上重视对于学生组织的培养工作,才能够为学生营造一个完美的动手操作平台。学生参加了学校的机械设计相关组织之后,既可以锻炼自己的团队协作能力,还能够更好地培养自己与人沟通能力,为以后组织更好的科技研发社团关系打下良好的基础。为了满足学生对于当今社会机械产品的思考和创新需要,学校领导还可以联合院系骨干教师和学生社团组织的负责人,召开人才培养的相关联合研发会议。通过成立专门性的组织,开办院系内不得额机械创新设计培训班,学生在课后培训班中,可以学习到更多的理论知识,使用到更多的模具基本设计材料,进行学生基本能力的培养。让学生在学校平台中找到一个发挥自己“光”和“热”的良好组织。除了这些以外,培养学校内部的机械创新设计组织,挖掘学校有发明创造潜力和特殊长处的学生,及时发现学生身上的闪光点。 (三)加大师资力量建设,对学生设计活动提供技术支持 学校领导可以安排担任过机械设计创新方面的社团组织负责人,进入“校企合办”的组织中进行学习,可以提高学校与机械公司联系的紧密度,不仅可以开阔学生的眼界,在今后求职的过程中,有过此种经验的学生往往也会更加具有优势,他们更加具备团队意识和集体思维能力。各种各样的学生机械组织和发明制作社团活动,对于高等院校学生综合素质的提升有很大的帮助。因为,学校的课堂教育往往是不够全面的,所以,学校可以培养诸如“机器发明创造”等类似的兴趣社团,鼓励学生将所学的知识点与实际的操作相结合,激励学生的学习兴趣。除此之外,学校还应该鼓励学生参加学校内部的各种机械设计“小发明”等相关社团组织,加大对各类科技研究社团组织的资金投入,加大骨干师资力量对于学生设计活动的技术支持,抽调学校实验室的常任教师为学生讲解,从而加强对于大学生科研小组等社团组织的扶植力度。 三、结束语 由于学生的动手能力和创新能力,是支撑大学生在未来的职业发展中的重要能力,机械设计也是进行产品设计和工程项目构件改造的重要技术支持,是广大的大学毕业生从事不同维修操作的理论基础保障。因此,机械课教师可以帮助学生做出科学的学习计划,实现机械设计规划的良性发展,通过实际动手能力的锻炼,开发学生自身的潜能和知识迁移能力水平,实现学生个人能力的发展和提高。 作者:王艳飞 窦东阳 单位:中国矿业大学化工学院 机械创新设计论文:我国机械创新设计论文 1.我国机械创新设计和制造 一般情况下,创新设计先后经过抽象思维、逻辑思维、全面分析和最后决策四个环节。抽象思维主要是是通过设计人员充分发挥创新思维和智慧,提出新颖的有可能实施的想法,是创新设计必备过程。有了抽象思维过后再将想法具体化,考察其逻辑性和可行性,结合有关的科学理论知识、原理进行进一步的新颖的、可行的、具体化的机械设计。而全面分析则包含了创新设计过程中所涉及的所有可能性,综合考虑技术的可行性、成本与性价比,最后设计出新的可以满足人们生活和生产需要的机器或者其他产品。 1.1我国机械创新设计过程 机械创新设计的目的在于改善机械本身的功能、性能或者以更低的经济成本制造满足生产生活需求的机械。目前,我国技术专家认可的机械创新设计过程一般可分为四个部分,一是根据具体需求确定机械设计的基本原理,二是机械结构的优化和改进,三是机械尺寸设计和参数优化,四是机械运动性能及动力参数优化。机械创新设计与普通的机械设计并没有实质性的差异,主要的区别在于机械创新性设计注重发挥人的主观能动性和创新能力的突破,在充分的调动人的积极性的同时创造出更加符合使用者需求的机械工具。 1.2我国机械创新设计的特点 机械创新设计主要包括四个特点:一是多学科知识交叉运用,互相融合,互相渗透;二是机械创新设计中,数字并非主要思考因素,而是应该充分结合过往经验和相关的理论知识,合理判断和提出可行的新的设计方案;三是机械创新设计不仅需要理论知识和经验,同时也十分注重灵感、想象力、创造力的作用,因此应该最大程度发挥四者的作用;四是凡是设计创造类等实践活动都需要不断重复、尝试,从中吸取经验,多级选择最佳方案。在机械创新设计过程中,只有完全领略和充分展现以上四个特点,才能做出优秀的创新设计。 2.我国机械创新设计思维 机械创新设计思维对于机械创新设计来说意义重大,只有通过不断的改革创新和开拓进取,勇于突破现有的固定模式和局限,采取新的方法、体制、设计才能使自身在飞速发展的时代中保持领先,走在时代的前沿。 2.1机械创新设计思维的涵义 创新设计思维就是指在原有的科学理论知识、原理以及过往的设计和经验中设想出新颖的、更能满足审美或者实用需求的设计方案。而对于机械设计人员来说,创新无疑是自身最核心的竞争力,通过提高产品的性能、降低产品的成本以及缩短生产时间来提高机械设计的性价比。在机械创新设计过程中,首先应该有创造性思维,在前人的基础上提出更加优化的观念,并将这些优化的观念付诸实践,从而创造出新的不一样的机械设计。创造性思维具有多维多向性的特点,强调联想、灵感和感觉,并不是依靠固定的逻辑思维推理出来的,而是激发于机械创新设计人员的大脑。 2.2机械创造性思维的三大特征 2.2.1自由性 机械创造性思维最大的特征在于自由,创新是自由的,思想是自由的。机械创新设计人员可以在结合有关客观科学理论的基础上完全自由凭借自己的想象、灵感、直觉设计出新的机械,而不必有太多的思想束缚。在当今变化赶不上计划的经济时代,思维的自由符合现代社会发展的需要。而在机械设计工作中,要不断地有新的进步的成果,就必须突破原有的事物,消除固定思维的束缚,自由地翱翔在创新设计的天空中,只有不断突破和创新才能设计出更令人满意的成果。 2.2.2多向性 每个人的思维方式都不一样,具有多向性的特点。而在机械创造性思维中,同样具有多向性的特点,设计人员可以从不同角度去观察和判断问题,并且设想出完全不同视角的方案。设计的美妙恰巧在于它的多样性和多向性,没有固定的设想方向,任意一个方向都可以是设计者们延伸的目标。多向性思维与创造力是相辅相成、密不可分的,一个机械产品的设计过程中一定有过多向性的设想,从中择优进行实践得出最后产品。因此,多向性思维是机械设计中十分重要的一点。 2.2.3独创性 独创性即设计出跟别人不一样的产品,提出不一样的理念,突破原有的固定模式,创造出新颖的进步的成果。独创性是机械创新设计的目标,创新的目的在于独创,拥有别人没有的想法和成果。因此,在机械创新设计过程中,要学会从新的切入点思考问题,掌握不同的设计方法,敢于向原有的观点提出新的看法,从而设计出具有独创性、新颖的机械产品,更好满足生活和生产的需求。 综上所述,在机械创新设计的路途上还有很长一段路要走,在创新设计的过程中对于机械创造的创新思维非常重要,在遵行已有的设计基础上,需要更长远更有想象力的思维去推动机械创新设计的发展。 作者:石建单位:中国特种飞行器研究所 机械创新设计论文:基于高职机械创新设计网络资源库的构建与应用研究 摘要:结合机械类专业教学资源现状,针对高职机械创新人才的社会需求,研究适应服务于生产第一线的产品设计改进和技术革新人才的培养方案,探讨机械设计基础与机械创新设计相结合,融教学、考证、竞赛为一体的网络教学资源平台的结构组成要素,初步设计形成《机械创新设计教学资源库》网站框架。为学生课内外自主学习和教师组织教学及课后a指导,构建良好的学习与交流平台。 关键词:高职;机械创新设计;网络教学资源;人才培养 作者简介:徐跃增,男,副教授,研究方向为机电一体化技术教学。 机械创新设计能力,是机械工程类专业核心能力的重要组成部分。机械设计创新是人类物质文明进步的源泉。中央关于构建社会主义和谐社会若干重大问题的决定指出:“注重增强学生的实践能力、创造能力和就业能力、创业能力”,为高等职业教育改革与发展指明了方向。探究机械创新设计能力培养方案与网络教学资源库建设有着十分重要的现实意义。 一、机械创新人才培养的重要性 创新是一个国家的灵魂,目前国家大量需要的是高素质综合性人才,尤其是具备较强创新能力的人才。衡量机电产品的好坏,创新点是重要的指标。机械类专业学生的创新能力往往体现在机构功能与结构实现的创新点上。国力的竞争越来越明显地表现在科技创新能力和创新人才的竞争。 当前,大学生的科技创新活动和各类大赛很多。受到了各院校的普遍重视。正如周济同志所指出,机械很重要,没有机械就无所谓工业;创新很重要,没有创新就没有发展;设计很重要,设计决定着产品的成本、功能和使用寿命。如何提高机械创新设计能力的相关研究越来越多。 国外对创新人才的理解比国内更加宽泛,大都是在强调人的个性全面发展的同时突出创新意识、创新能力的培养。应该注意的是,世界主要发达国家对人才的创新意识、创新精神、创新思维、创新能力的重视已有很长的历史,近年来更显突出。国内从20世纪80年代中期开始倡导培养创新型人才以来,有关创新型人才培养的学术研究不胜枚举。但是,对于什么是创新型人才,大家的观点并不一致;对于如何培养应用型的生产一线创新人才尚需进一步探索。 二、网络教学资源建设的必要性 基于高职生机械创新设计能力的培养,重于能在生产一线岗位上解决实际应用问题。机械创新设计核心能力的培养涉及范围较大,课程内容主要包括:《机械设计基础》、《机械创新设计》、《机械工程制图》、《计算机绘图》、《机械制造基础》、《工程力学》、《机械制造工艺及夹具》等多门学科,具有很强的理论性、设计性和实践性,而且具有信息量大、发展速度快、应用广泛等特点。大量的知识内容都渗透着工程实际应用背景,更需要超前的创新设计理念。目前虽然采用了多媒体教学方式,与传统的粉笔加黑板教学方式相比,教学效果有所改善,然而高职生缺乏机械创新设计的感性认识,难以理解和消化吸收信息量庞大的课堂灌输内容,尤其是大量的课外时间开展自学难度较大。高职的学生学习主动性不够,渴望有比较直观应用的学习资源。 随着计算机科学技术的迅猛发展,现代教育技术以多种形式展示媒体化、智能化和全球网络化的发展特性,为培养机械创新设计人才的教育环境提供了基础,有效地促进了教育教学手段的变革。网络教学资源库的建设,有助于拓宽学生获得知识的途径,开阔了教学视野。为课堂教学创造了图文并茂、虚拟仿真、知识与趣味交融的学习环境,促进了学生的感性认识形成,激发学生的主动学习积极性,提高了机械创新设计的兴趣;为课后消化课堂知识、自主机械创新设计学习,课外竞赛辅导,学科发展动态,技术标准查询,师生互动交流、学习效果自我测评,紧密校企合作,提供了广阔的实践和创新的自由空间。有助于学生根据自己所需获取相应资源,大大节省了个人查询资料的时间,学习效率明显提高,加快了机械思维能力和创新设计能力的形成。 三、网络课程教学资源的构建 教学资源,是指构成教学活动各要素及实施教学的必要而相对比较直接的条件。教师、学生、教材是基本的教学资源,还有一些教学资源,如图书馆、实验室等,这些属环境资源,还有教学设备、设施资源、媒体资源等。至于课程教学资源,其内涵极为丰富,教材只是课程资源其中的一个内容。还应该包括,在课程设计、编制、实施和评价等整个课程发展过程中可利用的一切人力、物力及自然资源的总和。 网络教学资源是指经过数字化处理,可以在网络环境下运行的,可以实现远程异地共享的教学和学习材料。其涵盖的内容十分广泛,有多媒体课件库、教学素材库、网络课程、数字化图书馆、教师教学设计思想、专业相关课程资源库等多个方面。 以学生为主体,以建构主义为理论基础,以现代教育理念为指导思想,以机械创新设计为主线,结合专业人才培养方案的培养目标要求和特点,借助基于Web的网络教学平台、多媒体制作工具和网络编程工具,构建更能适用于高职的机械创新设计课程教学资源体系框架,见图1。 课程资源库可以单独建立网站,也可以涵盖在某专业资源库中,应根据现有网络资源而定。本课程资源库拟在机电一体化技术专业网络资源库下构建。其中,师资队伍栏目:主要展示主讲教师的风采和课程教学团队建设状况。教学研究栏目:主要课程标准、教学改善、教学论文、发明专利等教学研究进展。课程建设栏目:主要内容有课程定位、课程建设目标、教材建设开发、工学结合、典型机构的仿真动画演示。 网络资源栏目是学生学习的核心内容。主要包括:课程教学整体设计、单元设计、教学课件、电子教案、课程设计指导、竞赛指导、推荐辅导材料等直接学习素材,也是课程优质资源的重要组成部分,见图2。 课程资源库的使用效果通过课程评价栏目(自我评价、校外专家评价、学生评价)、成果展示栏目(教师成果和学生成果)来检验,学生的课程学习考核是通过师生教学互动和反映学习过程的考核来实现。网络资源库可以通过教师作业、学生作业提交、教师作业批改、学生网上学习、网络资源库根据不同学生的学习情况,自动形成课程考核成绩。丰富的试题库也可以通过网络进行计算机考试,实现无纸化考试。 四、网络课程教学资源建设的内涵 为了建构有利于培养创新人才的教育环境,使学生便捷快速有效地学习和查询各自需要的资源,在素材的选择和内容的组织时,既要满足专业人才培养方案,又要符合高职生的学习习惯,精选课程相关核心内容的系统框架,并且将机械创新设计课程教学资源构成的重点放在优质资源的提炼上。 人才培养方案是实现人才培养目标的纲领,是蕴藏在教学资源建设中的“灵魂”,必须研读精确。课程教学整体设计和单元设计的目的是要准确叙述本课程的能力目标,然后确定相应的知识、能力和素质目标等。这也是完成课程教学目标的保障。学生可在学习课程之前从网络资源中获取课程相关的重要信息。 课件的制作,则要紧紧围绕课程整体和单元设计进行规划,内容丰富、案例翔实、语言简洁易懂是最基本的要求。课件的设计应从可教性、易用性和艺术性等方面入手,利用多种媒体要素,动静有机结合,集视频、图文、音像为一体,设计出符合学生心理的、阅读流畅的高质量课件。对机械创新设计课程的典型机构和不易理解的机械原理,应尽量通过仿真、动画的形式展现在资源库中。有助于学生理解和掌握机构演化的方法,激发学生进行机构创新设计的兴趣。 针对课外科技活动和机械设计等相关大赛,建立创新设计实践库、优秀作品展示库和创新设计知识拓展等知识模块。吸收历届机械创新设计大赛、“挑战杯”科技作品大赛、计算机辅助设计竞赛等项目成果。开辟学生社团活动专栏,宣传学生自己设计、制作和比赛过程的相关录像。促使学生课程学习钻研主动性的提高,激发学生的创新思维、参加机械创新设计大赛的积极性和取得成就的自信心。创新设计知识拓展模块主要包括:机构创新设计、传动部件和轴系零件设计等素材,针对教学单元设计的创新讨论试题库,历届竞赛信息,新标准与机械学科前沿发展和最新科研成果。 五、课程资源库的建构与应用特点 1.依托专业资源库和相关精品课程,避免优质网络资源重复建设,突出机械创新设计主题。为课程设计指导、机械设计大赛及相关证书的考核鉴定提供相关素材资源和专题辅导。 2.加强实践教学环节的资源建设,开辟校企合作、工学结合专栏,快速链接校内外实训实习基地,共享企业相关资源。 3.相关专业、相近课程共享。与本科院校相比,高职专业设置及课程设置更为具体,更接近于职业岗位的需求。 4.在课程资源库建设的经费来源上,不同的高职院校差异甚大。因此,如何在少投入的基础上构建满足课程教学目标的资源库是一个现实的问题。本课程网络资源库是在最少资金投入的情况下构建的。 5.课程资源库建设的目的是为了学生应用,特别是课后学习。因此,整个课程资源的框架构建是以学生为中心,而不是为了参加评审。 6.整个网络课程资源库是一个动态更新的教与学平台,支持资源快捷更新。既能满足在校学生学习,又适用于毕业生和企业青年职工自学,力争达到通过网络资源的学习能起到无师自通的效果。 网络课程教学资源库的建设是一个长期的过程,机械创新设计技术发展迅速,课程教学资源库建设需要紧密结合时代的发展需要,不断积累、提升和更新内容。科学技术的迅猛发展,使机械创新人才的需求剧增,促进了教师教学方法和手段的改革。通过网络课程教学资源的建设,丰富了教学内容,进一步完善了教学手段。构建全方位的立体化开放式教学模式,不仅为在校学生提供了自主学习的环境,也为毕业后再学习,以及企业从事机械创新设计的新职员提供了良好的学习平台。网络课程教学资源的构建,必将为提升机械创新人才培养质量和步伐产生深远的意义。 机械创新设计论文:创新设计在机械结构设计中的应用 摘 要:τ谝桓龉家来说,创新是不竭的动力,是民族发展的基础,只有具备创新的意识和思维,才能在具体的的实践工作中提高我国的综合国力。机械是一个国家富强的重要标志,对于机械结构设计来说需要具备很强的创造性。在机械结构设计中,需要时刻注重改革和创新,只有这样才能达到最优化设计,才能获得最符合规范的设计效果。 关键词:机械结构设计;创新设计;应用 0.引言 当前,对于机械结构的创新设计已经得到了较为广泛的关注,创新是为了对机械进行更好地利用,同时也是为了将其实际效能发挥出来。对于机械结构创新设计来说,一般其思维都较为统一,且以变元法为主,因为这种方法使用简单,在创新设计中利用逻辑化的思维可以对可变元素进行系统化的梳理。对于机械结构设计来说,它是一项非常具有创造性的工作,在设计机械结构时需要时刻对其进行改进和创新,这样才能让设计达到最优化效果。在本文中,主要论述了变元法在机械结构创新设计中的应用,以期能得到更好的机械结构设计效果。 1.变元法 在机械创新设计中变元法的应用较为广泛,该法是从德国引进的,它同时还被赋予了创新的精神,将变元法应用在机械结构设计中就是创新的重要标志。变元法系统化和逻辑化地梳理了设计中的一些可变元素,便于更加有效和可靠地进行设计创新。在应用变元法前,工作人员需要首先分析和研究好机械结构设计的基本框架,这样才能确保最优化的机械结构设计。对于变元法来说,它对产品的设计定义具有极好的诠释作用。论证过的变元法可以对关键点进行有效调整,便于改变原先设计中的弊端,以便提供更好的设计方案,将变元法自身的优势发挥出来。 1.1材料变元和其数量 在机械设计中会涉及很多的原材料,这些材料种类繁多,同时每种材料的价值不一,功能也各不相同。如果从另一个角度来考虑,原材料的加工工艺差别性也较大,有效加工后才能符合某种需求,并成为理想地达到参数要求的材料。还有部分材料是不能加工的,需要对材料实施变元法才能达到要求。比如,设计刚性材料,要想达到设计要求一般会使用增大面积的方法,让其成为理想中的感性材料。铁性材料可以通过将隔板增强等措施来进行调整。这些例子都是通过变元法来实现的,也就是说变元法通过变量的形式将一种或是多种变量改变,但是并没有改变结果,属于全新的设计模式。加工面和工作面是机械结构原理的两个重要基本元素,此外还包括产品本身和产品整体等。产品性能可以通过这几种元素进行衡量,操作人员在实际的工作中需要调整好这些产品元素,这样得到的产品原件才能达到理想效果。 1.2位置和工艺变元 所谓的位置变元指的是将元件位置改变,以此来优化设计。比如,在焊接部分元器件的过程中操作人员需要选择好焊接位置,确保焊接位置靠近中心轴,避免元器件出现变形,或是有不规则扭曲现象出现。所谓的工艺变元指的是在机械结构设计过程中需要严格把好施工工艺关,同时结合好图纸将最优的工艺产品设计出来,同时借助先进工艺技术的帮助,开发和设计元器件,一旦出现问题要及时对其进行调整。 1.3 尺寸变元 所谓的尺寸变元指的是将元器件的形状改变,以此来达到最优化,也就是将元器件的长宽高3个基本参数改变。比如,泠冲压压弯曲技术,因为材料是能进行弹性变化的,但是需要在泠冲压之前先变形,同时还要考虑到和计算相关的参数,只有这样才能使得材料在变元后充分发挥作用,如图1所示。 2.机械结构创新设计的关键点分析 在机械结构设计中设计人员需要重点考虑好防腐性能,在选择材料和零部件的过程中需要考虑到如图2所示因素的影响作用,另外,还需要考虑到如下元素: 设计防腐设备:机械设备需要给予其完善的空间,特别是需要确保其处于干燥的环境中,淤积介质千万不能出现,这样可以有效减少设备的腐蚀。 结构间隙腐蚀:在设计结构过程中,一般都会出现结构盲区,这些盲区位于眼睛看不到或是手触摸不到的地方。这些区域很容易沉淀物质,这些物质不仅能损害机械设备,同时还会对设备造成腐蚀,设备的使用年限会大大降低,主要体现在如下方面:焊接点、铆接结构和容器衬板结构等。设计人员在设计这些部分时一定不要出现间隙结构,从而将结构质量提高。如果上述问题不能得到解决,就需要将密封间隙增加。如果上面的设计不能达到要求,可以将间隙进行合理扩大,使得设计质量得到保证。 避免直接接触金属:在结构设计中尽量不要直接接触金属,这是因为金属容易出现腐蚀现象,所以需要将不同的金属隔离出来。 不要出现高浓度梯度:从某种意义上讲容易出现沉淀物或是冷凝物,这样会导致局部势差出现,从而使得设备的腐蚀速度增快。 在机械结构的设计中,需要将最小面积规范体现出来,这样才能将表面积最大限度地减少,通过分析实验数据知,球体结构是最好的选择,圆柱体是仅次于球体结构的选择。 3.最优化结构设计方案 对于设计方案来说,它会直接影响到机械结构的实际使用效果,所以在设计方案的选择中需要高度重视,或者是设计出多种方案进行相互的对比和筛选,将最佳方案选择出来,在对设计方案进行合理分析之后,评价好设计方案,在评价过程中需要采用科学、合理的评价方法,一般使用较多的是模糊综合评判法。在综合评定时需要考虑到安全性、经济指标、社会效益、维修性和可操作性等评价因素的影响。如果是考虑到社会效益的影响,需要考虑到设备是否会经常出现故障等;如果是经济指标,需要从成本和人员两方面来考虑;如果是可操作性,需要从施工工艺方面来考虑,主要是从施工技术是否成熟等方面来考虑。所以,综合上面的因素考虑,在机械结构设计中,需要根据设备的特点对结果进行不断的优化,这样不仅能对机械设备进行调整,同时还能对设计结构进行改进。对于结构中的一些关键性的结构和零部件要建立起数学模型,这样才能对其进一步进行优化设计。因为模型能将结构特征真实反映出来,为结构设计的改进和完善提供必要的参考依据,这样才能综合性优化。随着我国当前经济发展速度的增快,我国的综合实力的重要衡量参数就是机械设备,所以需要对机械设备的结构设计进行不断的创新,这样才能不断完善好施工技术。随着我国当前科技创新的发展,机械结构设计也被不断地进行优化,测控设备的方法也得到了不断的优化和发展,设计人员的设计思路也需要与时俱进,不断将自身的创新意识提高,同时不断引进新的设计理念,使得机械设备结构设计得到不断地完善和发展。 结语 在设备的使用和更新过程中机械结构设计起到了非常重要的作用,它在很大程度上促进了我国国民经济的发展。对于机械设计来说找到适合的新方法来替代旧方法是当前需要解决的重点和难点,需要设计人员具有较强的实际操作技能和操作意识,同时不断优化结构设计,将机械结构设计的思路和理念提高,只有这样才能提高机械结构设计的质量,实现我国的强国之梦。 机械创新设计论文:机械创新设计及其研究 摘要:人类在进入工业化时代以来,我们生产生活的各个方面都越来越多的依赖于机械设施。随着21世纪工业化及机械化的快速发展,世界各国之间对于机械的创新设计及研究十分关注,机械的创新设计往往会带来创造性的机械设备,甚至会引领某个时期各领域的发展。一个工业企业的机械创新设计能力也直接关系到气压的长期和核心竞争力,更是关系到社会的发展和人民的生活质量的提高。因此,加大对于机械的创新设计及研究投入具有十分重要的政治意义、经济意义和民生意义。本文主要对机械创新设计的概述、当前的研究及发展方向进行简要概述和讨论。 关键词:机械;创新设计;研究 随着时代的发展,很多传统的机械已经渐渐的不能满足于我们生产生活的更高需求,传统机械在诸多方面如能源消耗、产生的污染等方面的弊端也使得人们急于研究出现代化的机械来代替传统机械设备。一个国家的生产力水平的提高是依靠技术上的创新获得的,现代化机械中高新技术所占据的比重越来越大,为推动企业发展、国家综合国力的提高,我们应该注重机械创新设计、加大研究投入、提高机械设备中的高新技术比重,使所生产的机械更加的具有竞争力。 1机械创新设计 1.1机械创新设计的概念 机械创新设计(Mechanical Creative Design,MCD)这一概念是指在充分发挥了设计者的创造力,以及利用人类已经有的现有成熟的科学理论、技术方法,继而进行具有创新性的构思和设计,设计出具有创造创新性、更加经济实用的机械设备。这一活动主要从两个方面进行,一方面是对生产生活中已有的机械设备进行改造以提高其经济性、稳定性等,另一方面是为满足现代化生产生活的一些新需求从而进行的开创新的机械设计,这一过程一般更为困难。设计上额创新是实现机械产品创新的基础,因此,创新设计显得尤为重要。 1.2 机械创新设计技术 机械创新设计技术是一门需要具有开创性思维的设计技术和方法,这一技术与机械系统设计、计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、摩擦学设计、有限元设计结合形成了现代化的机械设计方法,并相互借鉴来共同进行机械创新性设计。 2 机械创新设计的发展方向 2.1智能化及自动化研究 随着人工智能技术问世,人们对于人工智能技术产生了越来越大兴趣,现代化的机械设计中,人工智能的融入将会对机械工业的发展带来很大的推动力。除了尚在发展人工智能技术之外,目前已经发展到一定程度的自动化技术更是引起来工业领域的广泛兴趣,自动化技术在机械创新设计中的应用,使得创新设计出的机械设备多具有更高的生产效率,也更加的安全可靠。为适应现代机械对自动化及智能化的需求,需要我们发展研究自动控制软件、数据库的完善。 2.2数字化研究 现代化的机械设计更加注重数字化的描述,我们在机械创新设计过程中不仅要注重设计对象中确定性变量的数字化描述及数学模型建立,而且更要注重非确定性变量的数学描述及数学模型建立。这样更有利于机械运作过程中我们对于机械运作状态及各项指标的实时掌握。例如最新的CAD技术,很好的促进了机械设计过程的数字化,也为机械设备产品的概念化和实物化创造了条件。 2.3虚拟化设计及仿真虚拟实验研究 虚拟化设计及仿真虚拟实验是一种集合了计算机、智能技术、光电传感技术及多媒体技术等技术为一体的技术。这种虚拟化设计系统可以为机械设计者在设计各阶段提供工具,并通过系统提供的工具进行评估,这种技术可以为设计者提供模拟的仿真环境来对机械设备的装配操作、运行、控制进行模拟和评估,这样能够降低设计成本,也能够帮助实现对一些独特的设计的模拟和评价。 2.4计算机辅助创新设计系统 计算机辅助创新是一种集合了现代设计方法学、本体论、语义处理技术、发明问题解决理论及计算机软件等为一体的现代辅助设计系统。这一系统能够很好的将多个领域的学科知识综合起来,开拓了机械设备设计开发者的思考空间,在一定程度上能够帮助开发设计者打破常规思维获得创造性设计。 3 结语 面对新时期的新的竞争与挑战,机械创新设计的发展直接关系到机械设备的发展水平,也会直接影响到一个企业的核心竞争力和长久发展,更会影响到整个社会生产生活水平,国家的经济发展速度和整体工业化水平。创新设计是机械设备不断提升的唯一方法,是现代机械发展不可或缺的部分,合理的创新设计能够带来更好机械设备,使其更具竞争力。因此我们需要对当前的机械设计方法及形式上的一些不足进行改进与完善,通过交叉学科知识的学习培训及思维模式的训练帮助设计人员开拓思维空间,进而提高机械创新设计的研究和发展,从而促进工业发展,提高我国的经济发展速度和综合国力。 机械创新设计论文:基于《机械创新设计》课程的“三融三改”教学模式探索 摘 要:本文结合《机械创新设计》课程的教学体会,针对《机械创新设计》传统课程教学模式中存在的主要问题,提出了“三融三改”教学模式,阐述了“三融三改”教学模式的具体执行方案,并对如何激发学生的创新创业能力,提高《机械创新设计》课程教学效果进行了积极有效的探索。 关键词:《机械创新设计》;大众创业;万众创新;教学模式;中国制造2025 2015国务院先后印发《中国制造2025》规划和《关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》,这两大举措相互促进,《中国制造2025》战略重点之一就是要提高国家制造业的创新能力。实施《中国制造2025》,实现制造业由大而强,将会给大众创业、万众创新带来更多机会。高职教育连接产业和教育,在创新创业中担任不可替代的角色。在双创背景和国家政策推动下,高职院校机械类专业应以创新为重点对相关课程进行改革,培养适合社会经济发展的创新型高技能人才。 《机械创新设计》是一门培养学生创新思维和创新能力的专业基础课,具有基础性、灵活性、实践性、创新性等特点。本文通过探索“三融三改”教学模式,促进课程与双创有机结合,改变传统的教学模式,探索培养学生创新设计能力的新途径,提升学生的理论水平、实践能力和职业素养,增强教师的专业能力和技术水平,对于完善整个课程体系以及提高学生的双创意识和能力有重要意义,有利于“中国制造2025”的顺利实施。 1 当前《机械创新设计》课程教学存在的问题 1.1 教学与市场脱轨 由于政府缺少对校企合作针对性的政策和经费支持,企业出于商业机密或安全方面的考虑,很多学校校企合作并不彻底;同时多数教师缺乏生产一线的实际经验,学生对企业工作流程和岗位职责知之甚少,无法做到学校和企业无缝对接。而本课程设计首要确定的是主题,所有的理论设计和操作实践都以主题为方向。多数任课教师对市场的敏锐性已经淡化,仅凭经验和搜集信息来确定主题常脱离市场,所开展实践往往没有实际意义。 1.2 理论与实践脱节 多数高校以机械设计课程代替机械创新设计课程,机械设计课程内容以介绍手册使用、计算公式为主,课程设计机械化。开设有机械创新设计课程的高校中,课程内容重视基础知识等,以理论讲授为主,缺少实践锻炼;涉及实践的高校,多使用传统验证型实验室,学生只是对已有知识进行验证,实验是成熟的、不变的,限制了学生思维的拓展与发散,或以虚拟实验,模块化实验代替设计实践,无法预测和解决实际操作中的问题,成果无法验证。 1.3 技术与创业脱离 大部分高校没有将创新创业教育纳入主流教育、融入专业课,大多以选修课或讲座的形式进行,没有形成完善的学科体系,从而导致创新创业边缘化。本课程也同样缺少实践与社会需求的对接,技术创新无法真正应用到创业上,评价模式以针对课程内容的考试为主,学生缺乏对社会需求分析以及成果的可行性分析验证,导致很多成果没有价值,无法服务社会。 2 “三融三改”教学模式探索与实践 三融三改模式结构如图2.1所示。 2.1 校企合作与课程相融合,改变教学内容 把工学结合作为课程选题的重要切入点。通过去企业参观实践,顶岗实习,让学生进入企业,了解企业工作流程和需要,把新知识、新技术、新工艺和新方法加以选择提炼,发掘顺应市场主题,在专业教师的指导下分小组开展设计创新与实践;或通过联系企业家进学校,邀请企业能工巧匠担任“第二课堂”教师,教师下企业锻炼等方式,争取企业相关项目为课程的主题,成立由专业教师和学生M成设计创新小组,按企业标准进行项目设计与创新。通过发掘校企合作,使课程主题更具针对性、实用性、前瞻性,更具有企业个性和职业特色。既培养学生的技能,提高动手动脑能力,也能提高敬业精神以及综合职业素质。 2.2 创新工作室与课程相融合,改进教学方法 创新工作室是指在指导老师管理下供学生使用的机械创新产品设计、制作空间。创新工作室中备有全套的通用设备,如通用车床、铣床、3D打印机等。学生可以根据制定的主题,以团队作为学习单元,对知识进行选择、整合,自行设计实验过程和实验内容,随时对新的想法进行实验和验证,教师担当教学顾问的角色。在创新工作室中学生摆脱了纯粹空想和空对空的设计模式,能够充分发挥学生自主探究的广度和深度,发展学生的想象思维能力,拓展想象力,对学生自我发展有着巨大的作用。 2.3 竞赛与课程相融合,改革教学评价 将大学生机械设计竞赛引入《机械创新设计》课程中,组织学生以团队作为参赛单元,制定主题,设计流程,展示成果,通过学生互评,选出相对优异的70%由指导教师评估,指导教师选出优秀的40%交由企业评定,企业最终选出10%作为入选作品,经专家评价,选两到三个团队参加大学生机械设计竞赛,获奖作品也可以进行校外创业。教师通过对学生的跟踪观察进行过程性评价,并结合成果评估作为学生最终成绩。除去学生的自评、教师的评估,还包含企业、专家及校外机构对项目的评估,使得不同能力层次的学生都得以参与其中,开拓学生视野、看齐行业标准,并获得合理和全面的评价。 3 结语 《机械创新设计》与双创结合是实践教学的重要延伸和深层次要求,本文以培养高素质创新创业人才为核心,以“大众创业、万众创新”、“中国制造2025”两大战略为引领,以校企合作、创新工作室、技能大赛三大平台为抓手,研究教学方法、教学管理、教学评价三大要素,探索“三融三改”教学模式并初步实践,推进课程与双创的有机结合,让学生在实践中适应社会并服务社会,为“中国制造2025”的顺利开展不断输送新鲜的血液。 机械创新设计论文:机械创新设计大赛引领下教学模式改革探讨 摘要:以机械制造与自动化专业为例,打破传统教学模式,在教学中融入“机械创新设计大赛”项目,形成“竞赛+项目”的实践教学模式。教学模式改革主要表现在人才培养模式改革、课堂教学模式改革、优化师资队伍、多元化考核体制这四个方面。从而较好的培养了学生的创新意识,增大了学生今后取得创新成果的机率。 关键词:机械创新设计大赛;实践创新教育;竞赛+项目;教学模式改革 0前言 以武汉城市职业学院机械工程与电气自动化学院机械与自动化专业为例,传统的老师讲学生听的单一的教学模式不能很好的提起学生的学习兴趣,将竞赛融入教学,以“竞赛+项目”实践教学模式改革现有的教学模式,打破了传统实践教学中师传生受的旧框框,变被动实践为主动参与,教师不断地激励学生,极大地激发了学生的学习热情和实践兴趣。让学生在“竞赛+项目”中掌握知识、技能与方法的同时引入了竞争机制,整体牵引学生自主实践水平迅速提升。 1改革创新人才培养模式 本专业采取工学交替的人才培养模式,基本实现了学校与企业实践相结合,工作与学习的相结合。学生三年学习期间,采取分段递增式教学模式。这种分段式工学交替的人才培养模式,使学生社会实践能力得到了较大提高,学习期间就能感受到企业文化的熏陶,也解决了企业对生产力需求的问题,但是,由于学生技能知识有限,而企业需要完成生产工作任务,通常安排学生在流水线上工作,学生无法掌握关键岗位关键技术;另外学生掌握的专业知识点与企业要求有差距,无法满足关键岗位技术要求,只能被分配到流水线生产岗位;再有不同的企业岗位要求也不同,而学生的培养模式却是一样的,所以学生不能满足企业对技术人才个性化的需求。 针对一些企业个性化的需求研究开展实施“订单式”人才培养模式,进一步深化了校企合作关系,在现有的课程体系中,加入企业定制课程,消除了学校与企业要求不一致的问题,同时学院与企业对学生实现共管共育。“订单式”人才培养模式,可最高程度的实现学生零距离上岗,大大提高了企业对学生的满意度。本专业开设了富士康、三一重机、瑞升科技、柯达等订单班。 机电学院同时成立了大学生创新活动中心,丰富学生的业余生活,让学生走出寝室,放弃成瘾的网络游戏,为学生提供了一个培养兴趣爱好、实现理想,团队合作的平台。 2改革课堂教学模式 “竞赛+项目”实践教学模式是把以往机械创新设计大赛项目融合到现有的教学中,并结合现代行业实际的工作过程和工作环境,重新整合专业课中的教学内容,完成理论和实践的教学工作。这种教学模式打破了传统的教师讲授,学生听课的模式,强调了以学生为主体,老师为主导。在这种“竞赛+项目”的实践教学模式中,因为融入了机械创新设计大赛的醒目内容,因此不仅老师要教设计,学生也要学设计,由学生团队分组完成项目,学生的团队协作能力也得到了提升。 本专业主干课程《互换性与测量技术》、《机床夹具设计》、《机构设计与零部件应用》、《机械制造工艺流程编制》都进行了“竞赛+项目”教学模式的改革。把课程中知识点重新进行梳理归纳,把机械创新设计大赛项目与知识点进行整合,形成以一个个子项目,以项目式教学模式,同时以竞赛的形式实施各个项目。经过多年的探索,现在机械制造与自动化专业已经形成了《互换性与测量技术》、《机床夹具设计》、《机构设计与零部件应用》、《机械制造工艺流程编制》这些课程项目引领式新课程标准。 3优化师资队伍,提升教师创新指导能力 2013年聘请楚天技能名师1名,2014年12月企业兼职教师初级、中级、高级企业技术人员资源库50人,至2014年6月鼓励教师利用假期进行下企业挂职锻炼,组织教师进行骨干教师培训等等。在教学团队建设过程中注重教师创新创业指导能力的提升,教师不仅积极参机械创新设计大赛,同时在指导大赛过程中尽可能将参赛作品转化为国家实用新型专利。 4校企共建多元化考核体制的改革 4.1打破传统试卷考核改革为过程考核 课程考核形式不再是传统的考卷式,一卷定结果,而是注重任务过程中考查学生动手能力、问题分析处理能力、沟通交流能力、安全意识等;评分环节加入学生自评、互评。整个课程考核评价比例为:过程评价(40%)和目标评价(60%)。 4.2顶岗实习引入企业评价 顶岗实习是本专业不可或缺的教学环节,同时顶岗实习也是在学校、企业、学生这三个主体方共同参与、共同管理的结果。学校和企业出发点、需求点不同 因此对学生要求和评价也不同,以前都是由学校单方面实施评价,为了让学生更好的贴合行业企业,这时我们需要对顶岗实习实施有效的评价制度,因此引入企业评价是非常有必要的。在顶岗实习期间让学生了解企业文化和企业氛围,同时又能具有针对性的提高学生技术技能和综合素质。 4.3创新创业活动、技能大赛,引入社会评价 创新创业活动、技能大赛体现了学生的综合能力,以机械创新大赛为例,是同行专家对机械创新作品的评价。 5提供一个范例 在开展研究之初便有良好的领头羊意识,努力将实践创新教育做成一个样板,目前在本专业积极筹备拓展“以创新大赛为载体,融合项目驱动”实践教学模式在其他课程中的应用,现已开展该教学模式的课程有《互换性与技术测量》、《机械制造工艺》、《机床夹具设计》等,可为本院其他专业提供一个范例,带动高职院校学生自主实践,勇于创新。 机械创新设计论文:大学生机械创新设计大赛指导方法的探索与实践 摘要:通过总结多年指导学生参加机械创新设计大赛的经验,指出大赛指导教师应在选题、组队、信息检索、知识综合、科技写作、实际动手、意识培养等7方面给学生进行指导,为更多教师参与机械创新设计大赛的指导提供一些参考。 关键词:机械创新设计大赛;选题;指导 0 引言 教育创新、培养创新人才是现代高等教育改革的新要求,西安工业大学的卓越工程师计划与教改实验班试点正是适应这一形式的教学改革。学生的创新能力是通过动脑思考和动手实践,将理论知识与实践相结合,从切身体验中逐步发展起来的[1]。大学生的课外创新活动,在创新人才的培养中具有发展学生个性的特殊功能,开放实验室建设,为学生的创新能力的培养搭建了一个重要平台。 全国的各项赛事对培养大学生的创新能力起到了不可低估的作用,给了学生一个展示创新能力的舞台。大学生机械创新设计大赛[2]为工科大学生提供了一个很好的锻炼平台,使大学生综合素质得到了提升,社会竞争力增强,为就业和创业打下了良好基础[3,4]。 高校大学生参加各项赛事是一项辛苦又富有挑战性的工作,由于缺少从事科技创新工作的经验,在选题、计划、参赛、团队协作等方面遇到困难,这些需要指导教师的悉心指导[5]。对于指导教师来说,通过指导学生竞赛,可以和本校学生培养师生友谊,可以跟兄弟院校同行强化联系,也可以提高教学前瞻性和科研水平,同时也提高了自身成就感和自豪感。如何吸引和指导大学生通过参加大赛,培养学生创新能力,成为指导教师的必修课[6,7]。笔者通过多年来组织参加各项赛事和指导学生参加多项赛事,根据自身的体验,针对大学生机械创新设计大赛得出了几点体会,希望能对同行有所启发。 1 指导学生围绕大赛主题进行作品选题 全国大学生机械创新设计大赛从第二届开始设定大赛主题,学生提交的作品必须符合大赛主题。指导学生选题时应注意充分发挥学生的主观能动性和兴趣爱好,学生的选题也许会存在一些问题,但千万不要轻易否定学生以免打击他们参与创新活动的积极性。一个作品从构思到成形,要经过差不多一年的时间,在这个过程中,学生有能力发现最初的不足,指导教师可以在原理上、技术上提供建议,使作品实现预定功能。 2 指导学生以项目为基础组队 机械创新设计大赛是对学生综合素质的考验。从知识结构上来讲,不仅涉及到了学科基础知识,比如《机械制图》等,也涉及到了一些专业性较强的知识,比如加工制作;从技术层面上来讲,涉及多个学科领域,比如工业设计、控制、电子、液压、机械等;从实施角度来讲,不仅包括费的使用,也包含作品的讲解和展示;从执行角度来讲,除了考验学生的专业能力之外,还考验学生的团队协作精神。基于此,我们在组建团队时最好以大三学生为主组队,因为大二学生虽然热情度很高,但是所学专业知识有限,恐难以胜任,而大四学生虽然具备了足够了专业知识,但是由于面临毕业等诸多压力,很难将更多的精力投入其中,因此,最佳的安排便是组队时遵循自愿的原则尽量选择大三的学生,大三学生级具有了比大二学生更扎实的专业知识,也没有面临大四学生的毕业压力。 通过指导学生以项目为基础组队,不仅能够提升学生们的专业素养,更重要的是在推进项目顺利开展的过程中还能够培养学生们的组织能力和团结协作精神。 3 指导学生利用信息检索工具,提高信息检索能力 在设计方案论证过程中,指导学生根据自己的设计选题进行文献资料检索,了解自己的选题是否有人做过,如果产品已经生产出来,可考虑其还存在什么问题,由此确定所选题目的可行性。有的学生学习了《信息检索》课程,能够较熟练地上网查阅文献,但在机械创新设计大赛方面的文献是有限的,如何把文献资料和自己的作品相结合,指导教师应该给项目组予以指导,使学生能够得到熟练应用网络和纸制图书资料,快速而准确地获得所需信息能力的培养和锻炼。 4 指导提高对专业知识的综合运用能力 机械创新设计需要用到多方面的专业知识,首先学生必须清楚各类加工工艺,了解其利弊;其次学生还应该清楚各类材料的性能和价位,科学合理地选用材料。 在设计方案确定后,应着手绘制零件图和装配图。参赛选手必须有一定的绘图能力,在作品设计制作过程中,学生的设计图纸不仅仅给教师看,而是要直接进入生产环节,所以图纸必须是能经得起实践检验的。这就要求参赛的学生必须认真细致地绘制图纸,如此整个赛程下来,参赛学生的绘图能力一定能够得到大大提升。 从方案设计到作品的加工制作,需要用到多门专业知识及专业技能,比如“电工、电子技术”、 “机械制造工艺”、 “互换性与测量技术”、 “机械设计”、 “机械原理”、 “工程材料”、 “材料力学”、 “理论力学”等。学生们通过参加机械创新设计大赛能够有效提升自身综合运用各类专业知识的能力。 指导教师要在技术上指导学生完成上述课程内容的学习及知识积累,在整个项目运行阶段作好“领路人”和“护送者”。 5 指导学生依据大赛要求进行文档整理,提高科技写作能力 在参赛作品完成后,还要书写完整规范的设计说明书,录制作品介绍视频。设计说明书要符合科技文章的写作要求,既能清晰、透彻地说明设计意图、机构的工作原理,又要言简意赅。在答辩时学生应能够清晰、准确地回答出评委教师提出的各种问题,要有一定的语言表达能力和应变能力。 指导教师在这个过程中要对指导学生学习相关技术文档写作,学习制作PPT,学习视频录像的录制与影视文件的制作技术。 还要指导学生掌握一些必要的答辩技巧,在参赛答辩时应理顺设计思路,认真组织语言,编写答辩提纲,还要有针对性地对评委教师可能提出的问题作必要的准备。这个过程锻炼并提高了大学生的科技写作和语言表达能力。 有的作品具有较高的实用价值,指导教师可引导学生申请发明专利或实用新型专利,教给学生专利文档写作技巧等。 6 指导学生动手实践,锻炼实际动手能力 机械创新设计活动的整个过程以学生为主,教师指导为辅,参赛作品基本是由学生自己动手制作完成。作品所用的零部件、标准件、辅助件、电气元器件的购置、加工,整体装配、调试全部由学生自己参与完成,@样不仅锻炼了学生的实际动手能力,也提高了学生的实践技能。 机械电子、机械设计、机械制作开放实验室学生的作品制造阶段,全面对学生开放,指导教师在这个过程中要在部件采购、动手技巧和安全方面给学生提供指导和帮助,使学生能较熟练地使用各种加工工具和加工设备,能够加工制作出较为合格的作品。 7 在指导中着意培养学生艰苦创业精神和团结协作精神 大赛在学生的正常学习阶段进行,而学生有着繁重的学习任务,不可能全天候地去搞机械大赛,所以时间紧、任务重,他们必须利用业余时间去进行方案的论证及作品的加工制作。这对学生艰苦创业的精神和顽强进取的意志品质要求很高,学生们只有具备这些优良品质才能坚持下去完成比赛。 为调整学生在参赛过程中的心理状态,克服放弃参赛的想法的产生,指导教师在进行专业技术指导的同时密切注意学生的心理动态。遇到困难时,引导学生分析原因、分解困难、逐一解决。在提高学生针对实际需求进行设计、制作等实际工作能力的同时,逐步建立学生的自信心,并适时给学生减压,让学生在宽松的氛围中参加比赛。 大赛作品鼓励学生以团队的形式进行申报,机械创新设计大赛一般为3到5人一组,在有限的时间内要进行方案的设计、改进、技术难题的解决,往往不是一个人能完成的,而是集体智慧的结晶。在为共同目标协同作战的过程中,群策群力,每个成员都自觉地承担着相应的责任,对自己负责,对他人负责。在合作中他们建立了深厚的友谊,增强了集体荣誉感和协作精神。具备了这种合作素质,也一定能够更好地肩负起时代赋予的责任。指导教师要在指导中制造环境,培养学生的艰苦创业精神和团结协作精神。 8 结束语 通过10余年开展大赛的组织与指导实践活动,学生参与课外科技活动和竞赛类科技创新的积极性大大提高,学生创新意识和设计能力不断增强,对学生积极参与其他大赛活动起到辐射带动作用,促进了该校人才培养质量的进一步提升。该校自2004年以来参加了历届大赛,共计参加学生1000余人次,指导教师200余人次,完成实物50余件,申请专利22项,两次获得陕西省优秀组织单位奖,近年来共计4次进入全国总决赛,获得全国一等奖3项,二等奖1项,省级一等奖15项。获奖率在全国高校中处于前列,极大提高了学生的学习热情和创新激情,同时也扩大了该校在同类高校中的影响。 机械创新设计论文:关于机械创新设计教学的探索 一、开展机械创新设计教学的必要性分析 随着教育改革和素质教育的发展,创新教育已成为现阶段工程教育的核心内容,要求各大院校培养出具有创新意识、创新能力以及创新精神的高素质人才。开展机械创新设计教学是工科院校进行素质教育实践的基本要求,同时也是加强学生创新设计能力培养的根本途径。学校作为人才培养的重要场所,如何接近同企业之间的距离,提高学生的就业率,加强创新人才的培养尤为重要。这些都需要学校对现有的机械创新实验模式进行改革,将学校的实验教学课程同工厂的实际操作相联系,加强学生创新意识的培养,这对现代教学改革具有非常重要的意义。 二、机械创新设计教学开展的策略 1.更新传统教学观念 随着高新技术的发展,机械工程以及机械制造等行业也发生了较大变化,以计算机为代表的高新技术向机械行业渗透,现代的机电产品向着机电一体化的方向发展,这就需要对传统的机械课程进行调整。所以,课程设置方面需要建立以科学技术应用为辅助的科学体系,加强机械类专业教学的系统规划。在机械创新设计教学中,不同学校在系统教材的编写方面都做了大量的工作。从理论教学到实践教学,从课内教学到课外教学,都需要编写相应的教学大纲。在课程内容、课程设计、课程实验等方面创新内容,改变传统的教学思想和教学方法,将传统教学中以理论知识的传授为主的教学方式改变为以创新能力培养为主的教学方式。 2.加强学生创新能力的培养 学生创新能力的培养是机械创新设计教学的关键,也是提高教学质量的基本条件。一方面,学校实验室的规划要以机械类应用型人才培养为依据,加强实验设备经费的投入,可以通过为企业服务的方式获得企业的支持,加强资源共享。另一方面,在实验内容的安排和选择方面,改进陈旧的实验内容和实验手段,加强创造性实验和综合性实验。实验教学中发挥学生的主动操作能力,教师对学生的实践操作进行指导。同时,废除由教学人员包办,学生观察记录式的教学方法,加强现代教学方式的应用。 3.建立创新设计教学实验室 对于学校普遍存在的机械新设备缺少的现状,应该加强虚拟仪器技术的应用,建立机械创新虚拟实验室。虚拟实验室不仅能够帮助学生消除因实验设备缺乏带来的影响,还能够减少学生因盲目操作对机械设备造成的损害。采用机械仿真运动分析方法能够获取重要的实验信息。 4.加强机械设计教学成果的创新 在机械创新设计教学中,创新理念、创新思维以及创新设计方法都是教学的重要环节,学生只有参与创新设计实践,才能够加强基础理论知识的应用,以此解决实际生活中的问题,培养学生的创造能力。因此,机械创新设计实验教学对学生理解课程教学内容,学习教学知识有重要作用。学生只有自己动手进行机械拆装和创造设计,才能够根据自己的思维方式和设计理念设计出不同结构形式的作品,使同一类型的作品拥有不同的运动功能和运动性能。由于学生之间的个体差异性,每个人的设计作品都具有独创性,其设计作品也有多种形式。教师在完成课程教学任务的同时也必须完成设计创作工作任务,需要对学生的作品给出相应的考核成绩。 加强机械创新设计教学改革对创新型人才的培养有很大帮助,能够巩固学生的专业知识,增强学生的学习兴趣,有利于挖掘学生的创新设计潜能,最终培养学生分析问题和解决问题的能力。为此,教师应该更新传统的教学观念,加强现代科学技术在教学中的应用,通过多样化的教学方式提高学生的实践能力和工程意识,使机械实验教学取得良好的教学效果,使学校工科教学上升到一个新的台阶。 机械创新设计论文:贫困地区高职院校机械创新设计大赛的研究与实践 摘要:开展机械创新设计大赛,是提高大学生科技创新能力的有效方式。本文通过对高职院校开展机械创新设计大赛必要性的论述,然后针对贫困地区开展活动存在的一些困难,提出了机械创新的准确定位,通过有效地组织和具体地实践,达到了培养学生创新意识和团队协作能力,提高师生科技创新能力的目的。 关键词:高职院校;机械创新;定位;竞赛 0引言 近年来,我国高等职业教育蓬勃发展,为现代化建设培养了大量高素质技能型专门人才, “以服务为宗旨,以就业为导向,走产学结合发展道路”是高职教育的办学特色。然而,某些高职院校只注意学生职业技能的培训,削弱了文化知识的灌输,缺乏创新能力和可持续发展能力的培养,只是“为就业而就业”,这样培养出来的人才很难适应当今社会知识不断更新、岗位不断变换的需求。 “创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达不竭的动力”,只有创新型人才,才能在社会发展中立于不败之地。高等职业教育作为高等教育发展中的一个类型,肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命。因此,在高职院校机械类专业中开展机械创新设计大赛是十分必要的。 1研究的意义 1.1 基本宗旨本项目的研究与实践拟在解决高职院校如何培养机械创新人才和学生的创新意识,进而将创新作品转化为企业的产品,构建新型的校企合作模式,推动地方经济的快速发展,为地方经济服务。 通过机械创新设计大赛将大赛中暴露出的问题反馈到创新人才培养的课程体系,改进我们的教学方法和转变培养模式,促进教师教学水平和创新能力的提高,为学生营造良好的创新氛围,培养学生的创新意识。在举行机械创新设计大赛时,在社会上大力宣传,并邀请企业专家共同参与,让大赛中优秀、成熟的作品转化为企业的产品,推动地方经济的快速发展,逐步将高职高专院校转变为地方企业的技术服务中心。 1.2 具体目标通过几年持续的机械创新设计大赛,主要达到如下目标。 ①提高高职院校学生的创新意识和创新设计能力,使学生能够为解决实际问题而主动去学习知识,变被动接受知识为主动索取知识,让学生早日将所学的理论知识用来解决实际问题,早日与社会接轨。②稳定和锻炼指导教师队伍,使更多教师热衷于指导大学生机械创新设计工作,形成学生、教师和教学、科研相互辐射的互动效应。③将比赛中反映出的创新能力所需的理论知识、专业技能反馈到教学的各环节,从源头提高大学生创新的潜能,改革“机械创新设计”相应的教学内容,改善学生机械创新设计活动的实施条件,提高学生的实际动手能力。④将比赛优秀、成熟的作品通过当地企业转换为产品,推动地方经济的快速发展,构建新型的校企合作模式,为地方培养高技能创新人才。⑤通过选拔,推荐部分产品参加省级或省级以上层次的机械创新设计大赛,提高学院知名度。 1.3 研究价值本项目研究和实践的价值在于提高课堂教学知识的应用实效,促进基本知识和基本技能在实际运用中能更好的相结合,培养学生的创新意识和创新设计能力,使学生能够为解决实际问题而主动去学习知识,变被动接受知识为主动索取知识,让学生早日将所学的理论知识用来解决实际问题。同时,在本项目的研究和实践过程中,教师的参与指导以及和创新小组成员的之间的相互交流,相互探讨,共同发展,共同进步,使更多教师热衷于指导大学生机械创新设计工作,形成学生、教师和教学、科研相互辐射的互动效应,大力提升教师教育理论水平和研究技能,不断铸造成一支科研型的教师团队,促使学校成为一所科学发展、特色发展、可持续发展的学校。 2研究中存在的困难 2.1 学院及周边环境的制约广西现代职业技术学院地处河池市,该地区为革命老区、山区,属于少数民族聚集地,经济欠发达、工业基础尤其是机械工业相对薄弱,机械类产品市场很不完善。 该学院机电类专业近年基础设备投资较大,大部分设施可应用于职业技能培训,然而可以用于机械创新的高科技含量的设备明显不足。客观环境造成在该学院开展机械创新设计大赛有一定的实际困难。 2.2 科研力量相对薄弱要在学生中充分开展机械创新设计大赛,就要求专业教师必须具备相当的科技创新能力。由于地域的原因,近年来虽然该学院机电类专业引进了一批专业教师,但大部分教师科研能力不足,而且这些教师出去交流的机会相对较少,其科研能力的开发基本依靠自学;许多教师忙于教学任务,根本无暇进行科技创新。科技创新离不开校企交流,而该地区机械类企业现代化程度相对较低,通过校企交流提高教师的科研能力也很难达到目标。 2.3 学生自身存在的不足由于客观原因,该学院机电类专业所招收的学生绝大部分文化基础非常薄弱,理解能力和学习能力相对较差,缺乏刻苦钻研精神,科技创新素质较低,动力不足。具体表现为:①缺乏系统的科学理论,基础知识不够扎实,好高骛远而能力不足;②缺乏拼搏的精神和顽强的毅力,没有掌握精深的专业技能,虎头蛇尾,甚至是是半途而废。③没有高超的学习技能和创造性的思维方式,缺乏敏锐的观察力和强烈的好奇心,缺乏丰富的想象力和敢与冒险的勇气,立项没有创意。④缺乏博大的胸怀,高尚的人格和团队协作精神,单打独斗,无功而返。 2.4 科研创新激励机制不够健全,经济基础不够雄厚科技创新离不开经济的支持,目前,该学院的机械创新设计大赛刚刚开始,相关的政策还不十分明确,这在一定程度上也制约了该项目的顺利实施。 3机械创新设计大赛的组织与实施 3.1 活动的宣传与发动首先,组织各相关专业教师和学生辅导员召开机械创新设计大赛宣传动员会,制定详细的活动计划;通过教研室督促,辅导员宣传,使每个学生了解此次活动的意义及相关日程安排。其次,为了保证机械创新设计的质量,选拔数名专业课教师精心准备相关的科技创新讲座。通过系列讲座,培养学生的创新思维,使学生了解基本的创新方法和技巧;重点了解机械传动、液压与气动、电气控制在日常生活和创新设计中的运用,并使学生了解科技论文写作的基本格式和写作技巧,培养其科研能力。 3.2 机械创新组织机构的组建,激励机制的确立为了保证机械创新设计大赛的成功,我们成立了三个专门机构。 ①在系部成立机械创新设计大赛领导小组,由系主任亲自挂帅,以机械教研室为依托,相关专业教师为小组成员。②根据学生参加活动的报名情况,在各个参赛班级成立机械创新小组,并为每个小组配备1-2名专业教师作为指导教师,全称指导学生的机械创新设计活动。③ 在原有的机械协会的基础上,成立机械创新协会,具体负责活动的协调工作。 为了充分调动学生参与机械创新的热情,我们提出了几项鼓励措施:①活动期间,实习实训场所全方位开放,为学生创作提供设备、刀具、量具及部分耗材,并委托实习指导教师对学生的制作加工予以必要的指导。②所有参赛作品耗材由学院统一报销,免除学生的经济顾虑。③ 获奖作品除颁发荣誉证书外,并给予参赛学生和指导教师一定的物质鼓励。④推荐部分作品参加第四届全国大学生机械创新设计大赛广西区竞赛。⑤此次参赛作品的设计说明书可以作为毕业设计。 3.3 活动的定位此次机械创新设计大赛,适逢“第四届全国大学生机械创新设计大赛广西区竞赛”,其主题为“珍爱生命,奉献社会”;内容为“在突发灾难中,用于救援、破障、逃生、避难的机械产品的设计与制作”。根据我院的实际情况,我们把参赛作品定位在“方便实用、节能环保,有一定的创新性”,避免过大的投入,不追求过高的科技含量。目的是通过这次大赛,提高广大师生的科技创新素质,养成团结合作、合理分工的团队意识,加强师生交流,强化系部凝聚力,提高学院知名度。 3.4 活动效果与评价经过长期的宣传组织,机电工程系机械创新设计大赛如期举行,此次比赛共收到参赛作品19件,经过层层选拔,遴选出3件作品参加“第四届全国大学生机械创新设计大赛”广西区竞赛,经过评比,由韦建军等老师指导、傅俊淇等同学创作的作品“离心式摩擦缓降器”以其“节能环保、方便实用”的特点深受专家好评,并夺得大赛一等奖,另外两件作品也分别获得二、三等奖。 通过这次活动,培养了同学们的团队合作精神和创新意识,增强了广大同学积极学习专业知识的兴趣,同时也提高了广大教师的科技创新能力。赛后,许多同学纷纷表示,此次活动很有意义,大家在创作过程中主动学习,解决了以前在课堂学习中未曾解决的难题,充分理解了专业知识的有用性。同学们建议,希望以后经常举行这类活动让更多的同学参与进来。 4结束语 实践证明,在贫困地区高职院校开展大学生机械创新设计大赛是十分必要的,通过这项活动,能够培养学生学习专业知识的兴趣,提高其团队意识和创新能力,有助于提高学生的综合素质,同时有助于教师科研素质的提高,并有利于促进学院科研氛围的形成。 机械创新设计论文:谈绿色机械产品创新设计 摘要:本文主要阐述了绿色机械创新设计的定义以及绿色创新设计的原则、特点、方法等问题。 关键词:绿色;机械产品;创新设计 1绿色机械创新设计 1.1 绿色设计绿色设计是指借助产品生命周期中与产品相关的技术信息、环境协调性信息、经济信息等,利用并行设计等各种先进的设计理论,使设计出的产品具有先进的技术性、良好的环境协调性以及合理的经济性的一种系统设计方法。绿色设计要求产品具有以下属性:节能、可拆卸和可维修性、产品报废后的可回收和可再利用、不含有害物质、废弃物的处理过程经济或不会对环境、安全和身体健康造成危害等。 1.2 创新设计创新设计,要求设计者充分发挥创造性思维,吸收最新科技成果,运用现代设计理论和方法,设计出更具竞争力的新颖产品。机械产品创新设计类型可分为三种:原创设计、变异设计和反求设计。现代公司必须致力于开发新产品,必须学习如何有效的创新,从产品概念到投放市场,都必须融合新的“设计”。产品设计可以看成是一种以解决问题为直接目标的活动,需要一系列复杂而系统的努力,包括:提出拓展设计概念,修改细节,评价合理的解决方案等。 1.3 绿色创新设计绿色创新设计是绿色设计与创新设计互相交合后产生的一种具有绿色特点的创新设计。目前产品开发中,有的绿色设计是创新设计,有的绿色设计不是创新设计;绿色设计与创新设计不应互为排斥,而要互相交合,形成绿色设计中有创新设计,创新设计中有绿色设计,构成绿色创新设计。绿色创新设计是综合考虑环境影响和资源效率,应用创造性思维,进行创新设计的一种方法。 2绿色创新设计原则 2.1 生态效益最好原则绿色设计强调不论是在产品制造过程中,还是在产品使用过程中,都要求产品对周围环境“零污染”。这就要求在设计过程中尽量选择低污染的材料及零部件,避免选用有毒、有害和有辐射性的材料;设计能源消耗少的产品,减少对材料和资源的需求,保护地球的矿物资源。噪声也是一种环境污染,影响到人体健康。随着环保意识的增强,人们对环境要求越来越苛刻,低噪声设计日趋重要。从设计上就考虑产品的生态平衡性,应用绿色设计理念,是一种从源头上控制污染的有效策略。 2.2 经济效益最好原则设计的机械零件既要功能满足客户要求,又要成本低廉。考虑经济最佳性必须从设计和制造两个方面上入手。设计上保证合理的原理方案,选用正确的材料;制造上考虑零件的加工工艺性和装配工艺性。 2.3 安全可靠原则安全可靠是机械产品品质的保证,必须确定零件在强度、刚度、耐磨性、稳定性及热平衡性上满足设计要求。对于重型机械,一般要求有自锁装置和保险装置,以确保操作员人身安全。 2.4 人机工程学原则绿色设计倡导“以人为本”,进行人性化设计,实现对人体的良好保护。通过研究组成人机系统的人和机器的相互关系,以提高整个系统的工作效率,并使“人一机器一环境”相互协调,以求达到人的能力与作业活动要求相适应,创造高效、舒适、安全的劳动条件。机器外观造型应比例协调、大方,给人以时代感和美感,色彩要和产品功能相适应。如医疗器械要用浅色,给人以卫生、安静感;冰箱、制冷器要用冷色,给人以清凉感。绿色设计与传统设计的根本区别在于:绿色设计要考虑产品的整个生命周期,从产品的构思开始,在产品的结构设计、零部件的选材、制造、使用、报废和回收利用过程中对环境、资源的影响,希望以最小的代价实现产品“从摇篮到再现”的循环。绿色设计综合考虑环境因素和资源利用率等。 3绿色创新设计的特点 3.1 体现绿色设计理念基于绿色原型的创新设计所依赖的设计实施技术方法群是建立在绿色设计的理论基础上,设计者充分利用创造原理,发挥创新性思维,以寻找产品设计的创新点。其重点表达产品在制造、使用和回收利用的过程中可能造成的对环境的污染及资源的过分消耗。 3.2 面向产品全生命周期进行设计传统设计方法局限于考虑产品在使用过程中具有的功能属性(使用功能),设计者缺乏环境保护意识。在基于绿色原型的创新设计中,强度方案设计是基于产品全寿命周期,通过分析产品在设计、生产、使用和再利用整个过程可能造成的对人和周围环境的影响。 3.3 强调创造原理与程序化思考创造性活动的开展和完成,不仅依赖于创新性思维,更需要应用创造原理。当逻辑思维、直觉思维、抽象思维等创新思维不能满足产品设计要求时,通过建立设计方案形态学矩阵,进行系统的搜索,把创新变成程序化的思考过程,能够克服经验总结设计的不足,促使创造性成果的生成。 3.4 超前性、综合性与先进性特征①超前性。绿色创新设计体现了未来新产品开发的趋势,将有助于缩短新产品开发周期,如快新产品开发,使开发的新产品更能符合满足未来社会的需要,具有超前性。②综合性。绿色创新设计综合了绿色设计和创新设计的概念、方法、特点、技术等各种因素,形成新的设计方法或设计思路。从创新设计的角度看,绿色创新设计是绿色设计与创新设计的有机联系与综合。③先进性。绿色创新设计是对绿色设计和创新设计各种因素的优化组合,增加了新产品的价值,是面前市场,具有竞争优势的设计。 4绿色创新设计的方法 4.1 逆向设计法逆向设计是相对正向设计而言,其基础是应用逆向思维,利用事物的对立面。如对立、对立并存、对立综合等,从原理逆向、大小逆向和属性逆向等方面进行绿色创新设计。①简化。简化产品结构。如减少部件的数量,以便于装备、拆卸、减少紧固件数量等;简化拆卸过程。如结构设计时,采用易于拆卸的连接方式,减少紧固件数量等;简化回收工艺:废旧产品的回收工艺技术应简单可行。②极小化。朝极小化方向思考:如产品的轻、薄、短、小化。③极大化。朝极大化方向思考:如采用新技术、新原理、新材料等构思功能极大化的结构简单、材料少、体积小、重量轻、可靠性高、寿命长的产品。④废旧产品的回收利用。利用新构思、新技术、回收利用废旧产品。回收资源、减少环境污染,如对全塑汽车的回收利用。 4.2 组合法将两个或两个以上的技术要素通过巧妙的组合,获得创新绿色产品的方法。①材料组合。如A绿色材料+B绿色材料C绿色材料。②工艺组合。如标卖内喷涂绦子激光处理新工艺。③技术组合。如以无污染、资源广泛的纯水作为液压传动的工作介质,加快研制适用于纯水的液压元件与系统。④模块组合。不同功能模块的有机组合,构成不同的产品,如集成罚。模块组合有利于产品的更新换代,维修、废弃产品的拆卸回收。 4.3 移植法运用其它领域绿色设计和创新设计的理论、方法和技术,研究本领域绿色设计和创新设计中存在的问题,开发具有绿色特点的新产品。①原理移植。如将太阳能炊具的集热原理移植到雨伞上,研制成雨天挡雨,晴天能烧水或做饭的新型多功能伞。②结构移植。如将机床滑动摩擦导轨的摩擦面置于滚子间,则得到牵引力小,传动效率高,润滑系统简单,维修方便的滚动摩擦导轨。这种新型导轨是平面滚动轴承结构方式的一种移植。③材料移植。如将工业陶瓷用于发动机气缸,可大幅度提高热效率,降低燃料消耗,是材料的创造性移植。④方法移植。如突变论材料的突变论新型绿色材料。 4.4 选择绿色材料绿色材料是构成绿色产品的基础,绿色创新设计应选择绿色材料。选择的绿色材料应是能耗低、成本低、来源广泛、污染小、易回收、可降解的材料。 如常用电冰箱制冷剂氟利昂具有良好的制冷效果,但由于其使用会破坏大气臭氧层,因而使用受到限制,应研制、选择对环境无污染的新型制冷剂。 机械创新设计论文:案例教学在机械创新设计课程中的应用 摘 要: 案例教学对培养应用型人才有积极性影响,机械创新设计作为一门实践性很强的工科课程,在培养应用型人才上起着关键作用。本文阐述了案例教学的定义、应用状况,总结了其教学基本流程,探讨了案例教学在机械创新设计课程中应用的必要性,并提出了该门课如何更有效地实施案例教学的建议,以实际教学案例说明实施方法和效果,以期为机械创新设计的案例教学提供参考。 关键词: 案例教学 机械 创新设计 1.案例教学的定义和应用 在商业、企业管理中,案例通常被译作为“个案”、“实例”之意[1],案例教学是一种以案例为基础的启发式教学方法,通常在老师的指导下,通过教师讲授基本知识、提出问题、组织学生讨论得到不同的答案、撰写案例分析报告等过程实现教学目标,改善教学效果,从而提高学生理论知识水平和解决实际问题能力。案例教学法起源于美国的哈佛大学商学院,首先被运用于法律教学中,后来被逐渐运用于医学、管理学、教育学等学科,培养了一大批能够解决实际问题的职业老板。深圳大学钟杏云针对案例教学进行了问卷调查,研究表明,案例教学法与其他传统教学法相比优势明显,最受学生期待和欢迎[2]。 2.案例教学的基本流程及注意事项 很多人认为案例教学就是举例教学,其实不然,案例教学是一种系统的教学活动[3],通常有四个基本环节[4],并且每个环节都有需要注意的地方: (1)课前准备,根据教学目的确定教学重点、难点,并结合学生的知识背景、学习现状和心理特点,选择难易适度、具有挖掘潜力的典型案例[5]。选择案例时注意精选案例并建立自己的案例库,案例要新,主题要紧跟时代和经济生活步伐,保持学生兴趣。 (2)小组讨论,首先是分组,每组成员控制在5~10人之内,讨论的问题数量不宜过多,一般3~4个,讨论时可列出问题讨论提纲,提前发给学生。然后需要意识到案例教学不是万能的,在看到它有明显优点的同时,认识到它在教学实践中存在一些缺陷,如课堂秩序难以维持、讨论占据课堂时间使传授知识效率不高。为此,教学中应注意案例教学与传统讲授教学协调配合使用,使教学内容互相补充,既可维持课堂教学秩序,又可使学生学到的知识点更多。 (3)讨论后的总结,讨论后,教师需要对案例讨论结果进行归纳、总结与点评,这是案例教学的难点,因为案例教学不注重答案,在于过程,教师能否对学生的讨论结果进行高度概括与总结对学生学习兴趣与思维方式的培养起关键作用,为了激发学生的兴趣,点评时应采用激励方式。 (4)撰写书面总结报告,写报告前可通过调查问卷进行教学评价,结合评价结果来写,这样可更有效地把握案例教学效果,并有利于教学反思与提高。 3.在机械创新设计中引入案例教学的必要性 近年来,我国机械制造业高速发展,亟须具有创新能力的机械类应用型人才,我国提出从制造大国向制造强国转变这一目标,迫切要求提高大学生的机械创新设计能力。目前,国内许多高校机械创新设计教学的教材基本就是“创新设计理论、创新设计基础、创新设计实例”三大块内容,其中,理论和基础部分主要讲述创造性思维、创造原理、常用创新技法及相关例子,实例部分重点是对典型案例进行分析,类似于填鸭式教学模式,学生学习兴趣低下,机械创新能力培养与提高受到极大影响。因此,为改善教学效果,必须改革传统教学模式,采用案例驱动方式讲授相关内容、引导学生对这些案例进行讨论的启发式教学,让学生成为课堂的真正主体。机械创新设计是一门基于机械原理、机械设计的工科课程,目前,国内外学者对案例教学的研究很多,并取得比较大的成效,但在机械创新设计方面的研究较少,当前,国内主要通过开展“机械创新设计大赛”培养大学生的机械创新设计能力,但参与人数有限,为更好地培养大学生创新思维,可以将案例教学法应用在机械创新设计课堂教学中,改变传统教学模式。 4.在机械创新设计教学中如何开展案例教学 心理学认为,新鲜的事物对学生的吸引力较大,与生活紧密关联的事物总能引发学生的兴趣。国外有的研究表明,案例一般分成3种,第1种提供答案;第2种不提供答案,通过讨论得到;第3种为理论型的,目的在于提高学生的理论水平。在机械创新设计案例教学过程中,这三种案例可交叉使用,既可让学生增长知识,又不会让学生对过多的讨论产生厌倦情绪。随着计算机发展和多媒体技术的应用推广,案例教学内容和形式变得更加多样和丰富,使文本型案例发展为文本、图片、视频一体化的案例,案例形式的改变给课堂教学注入了新生力量,有利于培养学生的学习兴趣。研究表明,人的知识八层以上来源于视觉,其次听觉,最后是其他事物的影响,故视觉事物对人的学习至关重要[6]。当今互联网发达,资源比较丰富,有效利用网络资源和合理应用多媒体教学是现代教育的重要手段。因此,为激发学生的学习兴趣,在机械创新设计教学中讲述概念时还可以借助机械创新图片案例或视频短片案例,将学生带入某种生活情境中思考问题,并提出相关问题引导学生应用理论知识解决实际问题,网络机械图片、机械视频短片、机械创新设计比赛获奖作品视频等都是很好的案例材料,比较容易收集,教学中完全可以利用起来,当然,这些案例在课堂上需要结合教学目标导入,并由问题引入引导学生思考。 5.机械创新设计案例分析实例 我校被江西省教育厅列为省内十所应用型本科试点高校之一,为加快转型发展步伐,全校不断深化课程改革,倡导案例教学。在机械创新设计课程教学当中,通过问卷调查发现,当今大学生比较喜欢生活中的机械装置,因此收集了大量贴近于生活的机械创新图片案例和视频案例,建立了案例库,并用于教学过程,通过案例讲述相关概念,取得了较好的教学效果。所用案例当中,有直接给出答案的,有不提供答案通过讨论得到的,还有发展理论型的,最终目的是增长学生的机械创新知识,开拓学生的创新思维,下面列举两个机械创新设计教学案例: 案例一:讲授组合创新设计方法时,首先提出问题“下雨的夜晚,在没有路灯的情况下,需要携带什么工具便于出行”,以这类生活问题作为教学切入点,同时引入夜晚下雨的情景图片,将学生带入这一情境之中,这时有学生想到雨伞与手电筒,然后提出疑问“雨伞与手电筒一般需要两只手操作,如果身上还有行李箱,不便于手持手电,如何解决此类问题呢”?经过十分钟的讨论,就有了结果,其中一学生提出“可把手电筒装在伞的手柄上”,话语刚落,马上又有一学生提出“将手电加上某装置固定在头上”,还有一学生说“将雨伞固定在人的肩膀上”,当然还有学生提出其余想法,这里不再一一描述,最后点评“其实解决的方法很多,这些方法都能解决实际问题,但方法1,可以将两种东西变为一种东西,方便实用”,这时学生一片欢呼,课堂气氛活跃,答对的小组都有一种成就感,感觉创新不难。通过这个案例的讲解,既开拓了学生的创新思维,又让学生懂得了机械组合创新的概念,特别是激发了学生的学习兴趣。 案例二:讲授“逆向思维”内容时,先不讲概念,而是在课件上导入动物园的老虎,并有游客观看的图片,让学生想到“一般的动物园老虎是关起来的,人在铁栏外面观看”的生活常识,然后提出问题“老虎会因为被人控制而表现不出其野性,如何让人靠近老虎使人能够接近老虎,又不惊吓到老虎,而且更好地看到老虎的本性”?这个问题激起学生的好奇心,顿时课堂讨论气氛活跃,当然这个问题可能需要点时间思考,为了节约课堂时间并启发学生思考,通过多媒体展示动物世界里老虎的相关视频,引导学生站在拍摄者的角度思考问题,很快有学生提出“可用电视剧组用的摄像装置近距离拍摄”,又有学生提出“用直升机观看”,还有同学提出“拆除限制老虎活动范围的铁栏,让人进入铁笼车中,让车开进动物园,让老虎来看人,人在铁笼车上看老虎”,最后点评“这些方法都是可行的,但是方法1和2成本较高,方法3比较可行,人可看老虎,同样又可反过来老虎看人”。通过这个问题的思考与讨论,学生懂得了逆向思维这个概念,学会了如何通过逆向思维解决实际问题,从而为讲授“创新思维”其余内容提供理论基础。为了加深学生对这部分知识的理解,并将其应用在生活中,再次提出问题“以前检修车辆一般都是人趴在车底下,那现在用什么方式?以前抢修线路人爬电线杆,现在用什么”?经过一番思考与讨论,这时有的学生根据自己的生活经验告诉大家“检修车辆时,小车一般会被架起来,修大车时人一般会在修车坑里操作”,“抢修电线现在都用升降装置将工人升到相应高度”,最后点评“从大家的答案可知,大家的生活经验不错,可以想到这些问题的答案,在这门课中,这些都是创新方法知识的应用实例”。课堂教学在这样一个案例讨论过程中进行,学生学习兴趣浓厚,都能积极思考与讨论。 通过案例教学在机械创新设计课程中的实施,可将机械创新理论知识与生活、生产实际相结合,激发学生的学习兴趣,改变枯燥的教学氛围,激发学生的学习兴趣,调动学生的积极性和主动性。在近几年机械创新设计教学中实施案例教学,取得了较好的教学效果,先前的上课模式、概念和理论致使很多同学低头上课,自采用案例教学法后,上课气氛活跃,学生积极参与创新实践,学生作品在第六届全国机械创新设计大赛上获江西赛区二等奖,还获得了国家实用新型专利,在全国第七届全国机械创新设计大赛中荣获江西省一等奖两项,其中有一项被推荐参加全国赛,通过初评已确定获得全国二等奖。 6.结语 机械创新设计对学生的创新思维和创新设计能力起着关键作用,本文阐述了案例教学的意义及对机械创新设计课程的作用,并结合教学实例探讨案例教学实施过程,提出了在课堂上根据机械创新设计课程教学目标引入不同形式的与理论知识相关的案例,有效组织学生讨论的案例教学,可以激发学生的学习兴趣,有效弥补传统教学模式的不足,改善教学效果,最终提高学生的机械创新设计能力。 机械创新设计论文:机械创新设计在军用电子设备结构设计中的应用 摘 要:现代高技术战争对军用电子设备结构提出了更多、更高的要求,机械创新设计能满足其要求。文章阐述了机械创新设计的概念、内容、特点、目标,分析了军用电子设备结构创新设计的方法摘求和过程,给出了设计实例。 关键词:军用电子设备;机械创新设计;结构设计 1 概 述 现代战争是电子战技术,对军用电子设备的要求越来越高,越来越高,如多功能、高性能、智能化、通用性、体积小、重量轻、操作简单、维修方便、外观时尚等。此外,为了满足不断变化的战争的需要,军用电子设备的改装,也需要继续安装。显然,传统的结构设计方法不能满足其需要,设计师必须突破传统的设计理念,大胆创新,运用先进的理论、技术、技术创新和设计。创新设计是技术发展的动力。二十世纪是知识创新、技术创新的世纪,技术创新将进一步成为二十一世纪社会经济发展的主导力量。研究人员应充分利用这一机遇,加强技术创新,全面设计军用电子设备,以提高军用电子设备的综合性能。 2 我国工业设计技术发展现状 中国工业设计仅有30多年的历史。1987年,中国工业美术协会正式更名为“中国工业设计协会”,从此,中国工业设计驶上了快车道。2007年2月13日,总理做出重要指示:“要高度重视工业设计”。2010年国务院十一个部门联合制定了《关于促进工业设计发展的若干指导意见》,表明了我国政府对于工业设计的重视。2010年“政府工作报告”中首次涉及“工业设计”。 企业(如海尔、联想、华为、李宁等)重视工业设计的程度明显提高。其工业设计已渗透到全球品牌战略的管理层面,在技术创新、产品研发、市场营销、售后服务等方面发挥着重要作用。它们通过探索运用工业设计来增加产品竞争力和塑造自有品牌。 专业设计公司有了较快发展。现在全国已有数万家之多,具有一定规模的就有1 200多家。很多设计公司最初仅能提供外观造型设计,到现在已可提供从内在功能到外观造型以至营销策略等全方位的综合解决方案。工业设计园区正在发挥集聚效应。2003年无锡成立了第一家国家级工业设计园区,现在全国范围至少已有20多家工业设计园区,如北京DRC工业设计创意产业基地、上海国际工业设计中心、深圳设计创意产业园、广东顺德工业设计城、宁波和丰创意广场等,它们都取得了很大的成效。 中国工业设计协会设立每2年1次的工业设计活动周,以及每年1次的“红星奖”(中国工业设计奖)评选活动,对工业设计发展起到了一定的推动作用[CI,S] 从总体上看,我国工业设计取得了长足的发展,发展趋势也愈来愈好,速度也加快了,但专业的设计规模还不大,水平还不高。 3 机械创新设计概述 机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类已有的相关科学技术成果(包括理论、方法、技术、原理等),进行创新构思,设计出有新颖性、创造性、实用性的机构(结构)或机械产品(装置)的一种实践性活动,它是建立在现有机械设计理论基础上,吸收科技哲学、认识科学、思维科学、设计方法学、发明学、创造学等相关学科的有益成分,经过交叉而成的一种新的设计技术和方法。 3.1 机械创新设计的内容 机械创新设计包含2部分内容:一是改进完善现有产品的机械性能、可靠性、经济性、实用性等;二是创造设计出新产品,以满足新的使用要求。 3.2 创新设计的特点 创新设计的特点是: ①独特性。设计师应追求与前人、众人不同的方案,善于打破常规设计思维、惯例,提出新功能、新原理、新结构,在求异和突破中体现创新。 ②实用性。设计师应从产品的市场适应性和可生产性两方面出发,来设计产品的新功能、新结构,没有实用性的产品或无法加工的新结构都是纸上谈兵,不是真正的创新。 ③多方案选优。设计师应从多方面、多角度、多层次寻求多种解决问题的方案,在多方案中求新、求异、选优。机械创新设计的目标是由所要求的机械功能出发,改进、完善现有机械或发明新机械,实现预期的功能,并使其具有良好的工作品质及经济性。 4 军用电子设备结构创新设计方法 军用电子设备结构创新设计就是利用最新科技成果,针对现代高科技战争的特点,在现代设计理论、技术、方法的指导下,充分发挥设计师的创造性,设计出更独特、更新颖、更实用的新型结构,以满足现代战争对军用电子设备结构的要求。 根据不同的设计对象,采取相应的创新设计方法,通常可分为:开发设计、改型设计和变异设计3种。 4.1 开发设计 主要针对新研设备提出新的结构设计方案,完成从规划、方案、技术设计道加工、生产的全过程。 4.2 改型设计 在已有设备的基础上,针对原有的缺陷或新的工作要求,从工作原理、机构、结构、参数、尺寸等方面进行一定的改进设计,以提高设备质量、可靠性等,使设备满足新的工作要求。如在基本型设备的基础上,开发不同参数、尺寸或不同功能、性能的改型系列设备,就是改型设计的成果。 4.3 变异设计 针对已有的先进设备或结构设计,进行深入分析,探索、掌握其关键技术,在消化、吸收的基础上,设计出同类型其它类似的创新设备。开发设计以开创探索创新,改型设计通过改进创新,变异设计在吸取、消化中创新。创新设计是各种设计方法的共同点,结构设计师应充分发挥创造性思维,掌握基本设计方法,在实践中不断提高创新设计的能力。 5 军用电子设备结构创新设计过程 军用电子设备结构创新设计主要包括以下4个过程:综合过程、选择过程、分析计算过程和设计过程。 5.1 综合过程 根据设备的技战术指标以及要完成的功能,进行大量的调研,收集有关信息,进行综合分析,确定设备结构设计的总体方案,包括所涉及到的零件、部件、整机等不同层次、不同类型的结构设计、组合。在这一过程中,要充分考虑到总体方案可能涉及到的专业知识以及关键技术等问题。 5.2 选择过程 根据结构设计总体方案进行结构类型的综合与选优,优选的结构类型将直接影响到整机的性能和经济性,决定了设备的结构是否新颖、独特、实用,这一过程常常伴随着新的发明创造,大部分的机械发明、专利都属于结构类型的创新设计,所以说,结构类型的综合与优选是结构设计中最富有创造性、最具活力的阶段,但又是十分复杂和困难的阶段,因为它涉及到设计人员的知识(深度和广度)、经验、灵感和想象力等众多因素,这也是多年来困扰结构设计人员的主要问题之一。 5.3 分析计算过程 根据确定的结构类型建立相应的数学、物理模型以及相应的方程组,利用计算机技术进行分析计算,这一过程需要反复优化求解。由于计算机技术及优化计算学的迅速发展,使得这一问题有了突破性的进展。 5.4 设计过程 完成上述结构设计的分析、计算、综合、选优过程后,即可进入结构创新设计阶段,包括选择零部件的材料、确定零部件的结构形式、尺寸,绘制零部件图、装配图等。为进一步提高设备的竞争力,还需利用美学原则对设备进行工业设计,使设备外型具有宜人性、时尚性,从而实现设备的实用与美观的完美结合。这一过程主要解决基于可靠性、工艺性、安全性、维修性、美观性的结构设计问题。 机械创新设计作为一种新的设计理论、技术和方法,在国内外的许多企业中取得了显著效果和效益。 6 结 语 机械创新设计是比较传统的设计,特别强调在设计过程中的人,特别是在集成过程中,选择过程和设计过程中的主导和创造性的作用。 由于军用电子设备的特殊性,其结构设计不形成自己的风格,缺乏创新性和竞争力,创新是军用电子设备的结构设计。结构设计人员应顺应时代的要求,充分发挥自己的主观能动性和创造性,大胆运用机械创新设计方法,设计出具有时代感的军用电子设备。 机械创新设计论文:机械类创新设计比赛与创新教育 摘要:大学生机械类创新设计比赛,如全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛以及全国大学生工程训练综合能力竞赛等一系列具有学科特色的比赛,是面向全体大学生的群众性科技活动,对大学生创新能力的培养具有重要意义,是高等学校创新教育不可缺少的一个重要的组成。本文通过对历届参加机械类创新设计比赛的实践和主要问题进行了总结与分析,在此基础上,针对培养大学生创新能力和创新思维提出了几点建议。 关键词:创新设计;创新教育;创新能力 一、前言 21世纪是一个处处充满了挑战和机遇的时代,伴随着知识经济与科学技术的迅猛发展,21世纪也必将是一个充满挑战、竞争和机遇的时代。要想在新世纪激烈的科技和经济竞争与挑战中取得成果,必须具有独创能力。基于此,世界各国政府都在进行适应新世纪发展需要的教育改革,各国教育部门纷纷制定出与本国经济及技术发展相适应的教育发展纲要,都把未来教育发展的眼光集中在了如何进行具有本国发展特色的创新教育。纵观世界,以美国、法国、英国、德国为代表的西方发达国家都是以创新教育取胜。有学者认为,迎接未来科学技术的挑战,最重要的是技术的创新。因此,未来高等教育应该把培养具有创新思维、创新能力并能推动社会经济发展和技术进步的新世纪人才作为首要目标和任务。创新教育不仅赋予了高等教育新的功能,而且体现了高等教育新的价值,高等教育是知识与技术创新、传播和应用的训练基地,更是培育具有创新精神和创新意识的科技人才的摇篮。高等学校应该也必须培养具有创新意识和创新思维的适应时展的优秀毕业生。 二、创新教育的定义与特点 1.创新教育的定义。国际上很多学者在对创新教育进行定义时,把创新教育分为了广义定义和狭义定义两大类。从广义上来讲,创新教育是指所有的不同于传统的被动接受、“填鸭式”的教育形式,是以培养人的创新素质、提高人的创新能力为主要目的新型教育活动。从狭义上来讲,进行创新教育的各类教育活动,都是以培养具有创新思维、创新精神及创造力为目的的。 2.创新教育的特点。传统教学在进行知识传授的同时,也注重学生的实践,但它强调实践教学的验证性过程,注重对经典学说的认知和接受,创新性实践环节较少,制约了学生的创新性。从创新教育的定义来看,创新教育不同于传统意义上的教育教学模式,它是一种全新的教学理念及模式,有学者认为创新教育应该是启发式和开放式的。综上所述,创新教育具有以下四个特点:一是创新教育不是单一的课程教学模式,它具有系列课程体系的特点;二是创新教育可以充分发挥学生的学习独立性和自觉性;三是创新教育可以提高学生的实践动手能力和知识综合应用能力;四是创新教育具有实战训练的特点,在实践中让学生全面接触创新全过程和创新乐趣。 三、机械类创新设计比赛是创新教育的直接体现 1.播撒创新思维能力的种子。国家教育部组织的面向全国大学生的各类创新设计比赛,为大学生们创造性思维的展现搭建了一个面宽范广的大舞台。大学生们要想在比赛中很好地实现自己的设计方案,首先要学会仔细观察、独立思考,观察身边生活中的各类实际问题,思考技术路线的可操作性,最终形成自己的制作方案。而在这些实施过程中肯定会遇到想到或想不到的技术难题,在这些实际问题的解决过程,培养了学生们学习探究能力,播撒了创新思维的种子,拓展了学生的视野。 2.播撒知识综合运用能力的种子。首先,有了创新思维,就要进行相关文献资料的检索与查证,了解自己的创新设计在国内外所处的一个发展阶段,有什么不足,怎样解决,即“为什么做”、“怎么做”、“做什么”。尽管目前许多学校开设了如《信息检索》这类课程,但是由于学生们平时并没有明确的研究目标,搜索到的信息就很难有效的加以利用,而创新类比赛则给学生们提供了这样的机会与实施平台。其次,为使自己有足够的能力参与比赛,从方案设计到最后产品的加工制作,需要用到理论力学、材料力学、机械设计、机械制造工艺、金属及非金属材料、电工电子技术、机械制图等多门专业知识及专业技能。同时,学生们还必须进行相关能力的培训,包括对AutoCAD、inventor、3Dmax等建模软件与单片机、LabVIEW等控制方面知识的培训。此外,还有PPT、答辩、文档材料撰写等方面的培训。 3.播撒团队合作能力的种子。团队合作及交流表达是21世纪人类必须具备的最基本素质,团队合作和有效的交流表达是人类社会发展的大势所趋。机械类创新大赛为培养团队协作精神提供了很好的平台,因为在此类比赛中要想取得好的成绩,只有通过参赛队伍中队员的相互配合才能制作出效果最好的作品。很多时候,为保证产品兼顾机械功能、控制功能以及美观的外形,一个很好的产品包括了机械制造及其自动化、测量与控制、工业设计等各专业的学生。 4.播撒创新实践能力的种子。实践教学是创新人才培养的一个重要环节,是培养学生创新精神、创业意识的重要手段。机械类创新设计比赛的一个巨大特点就是整个设计过程都是以学生为主,充分发挥了学生的主观能动型,充分锻炼了大学生的动手能力。因此实战能力是创新比赛对每个学生提出的基本要求,现场加工不再是纸上谈兵,也不是制作符合一定精度要求的零件,而是切切实实的对于机械加工精度的无限追求。学生们不仅向经验丰富的老师请教加工方法,并且结合自己的图纸加工多代产品,不断地摸索和更正,在无数次的测量与应用中寻求最好的加工效果。 5.播撒艰苦创业的种子。机械类创新设计比赛的选题范围宽广,在遇到困难的时候,要不断刻苦钻研、不畏艰苦,勇于探索和创造,才能解决问题。通过这个设计过程,学生们可以懂得科学的方法不等于捷径,就算有好的方法,如不付出艰苦的劳动,任何人也是不会取得成功的。 四、关于机械类创新比赛的几点思考 全国大学生机械类创新设计比赛是面向全体大学生的群众性科技活动,是高等学校创新教育不可缺少的一个重要的组成。为积极应对教育部和学校有关大学生创新能力培养的要求,武汉理工大学机电类专业高度重视大学生创新能力的培育,多年来,始终坚持将提高教学质量作为出发点和落脚点,立足于学科教学改革,通过创新基地、省级示范实习实训基地等机构,将机械类创新大赛和创新教育与创新实践活动有机地结合起来,并制定了一系列推动学生创新教育的制度,探索了一条实现学生创新教育的路径,构建了学院―专业―课程全域创新教育体系,在创新教学、创新能力培养、创业实践训练、创新指导等方面取得了显著的成效。其中,借助开展各种实践性教学和组织、筹备、参与包括全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生节能减排比赛、全国大学生机械产品数字化设计大赛、“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛、全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、全国大学生“恩智浦杯”智能汽车竞赛等比赛及自主创新和国家大学生创新创业计划等在内的国家级创新创业活动,使学生的创新精神、创新意识得到了良好的发展。但是,在取得优异成绩的同时,也逐渐暴露出相关短板,主要表现在以下几个方面。 1.比赛成果的企业影响力较低。机械类创新比赛,每一届、每一类比赛都有很好的主题,教师和学生都花费了很多的时间和精力去精心准备,获奖的作品很多都很贴近生活、贴近生产实际,但是如何在比赛后将这些设计稍加改进转化为企业所认可实施的产品,培养发掘优秀产品设计人才、参赛成果如何转化生产等方面有待探索。 2.比赛成果国际影响力较低。我国的各类创新设计比赛,虽然经过了近10年的发展,取得了巨大的进步与发展,水平也不断在提高,但是产品成果的国际影响力方面,和国际一流水平比还有一定的距离。 3.在技术方法上缺乏自主探索。在比赛中,虽然充分发挥了学生的各类综合能力,但在选题与产品制造过程中,学生们大多都是采用国内外现成的手段与方法,缺少自主探索的研究方法和研究工具,而研究手段、方法与研究工具的创新,往往体现了研究的创新水平。 4.未能将创新设计成果与创业有机地结合起来。创新设计是一个艰苦而漫长的过程,为了完成产品的加工与制造,拉近了学生们与本专业实际工业生产的距离,这些经历对于参与创新设计的同学们的机械结构设计带来了很大的启发。但是如何将这些赛事成果转化为创业项目还有待进一步研究与探索。 五、结语 不管是从国家今后的发展,经济市场对人才各方面的需求,高等教育制度变革的迫切性,还是从素质教育长远的追求目标而言,创新教育是中国高校的重要任务,是深化教育改革,推行素质教育的真正体现。当然,创新教育一定要立足于自身学科的教学改革,借助开展各种实践性教学和组织、筹备、参与各类国家级创新创业活动,才能使学生的创新精神、创业意识得到良好的发展。总之,从创新教育的观点出发,我国高等教育的人才培养模式、人才培养目标都迫切需要强有力的变革,对人才培养模式及人才培养目标的重新审视已经成为高校对人才定位的战略选择。因此,培养大学生的创新实践能力,加强其创新教育是当今人才发展的必然要求。
机械制造与自动化节能设计理念分析:机械制造与自动化中的节能设计理念 摘要:机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。就如何发展机械自动化的优势进行了阐述,并通过机械制造与自动化设计的过程进一步加深对节能设计理念的理解。 关键词:机械制造;自动化;节能设计 引言 各行的发展带动了经济的发展,随之而来的便是严重的能源浪费。在生产生活中,自动化和机械制造的结合,很好的推动了经济的发展。现在人们面临的是能源减少问题非常明显,然而对能源的需求却不断增加,在机械制造中加入相关的节能技术已经成为了制造业发展的必要。所以在发展制造业的同时必须保护好环境合理的进行发展。 一、机械制造自动化的优势 1、生产能力和工作质量高 机械制造自动化大多采用高精度、高灵敏度的机械化设备,由自动化控制系统进行生产过程的自动化控制,大大减少了因人为失误带来的产品质量不合格现象。在机械制造生产中,由自动化控制人员启动自动化控制系统,系统就会严格按照事先设定的生产流程进行自动化操作,大大提高了生产能力和生产效率,保证了最佳工作质量。 2、安全可靠性高 不论是自动化控制系统还是自动化设备,一般都自带事故报警、自动诊断处理等功能,当生产过程中遇到事故时,就减免了人身伤害的发生,提高了生产过程的安全性。另外,自动化设备多采用电子元器件,电子元器件相比于传统机械设备,它不存在机械磨损,使用寿命得到了大大提高,保证了自动化控制系统的可靠性。 3、改善行业的劳动形式 随着机械制造自动化程度的不断增加,人们逐渐从繁重的体力劳动转化为高知识、高技术性的脑力劳动,机械制造的产品也愈趋向于技术密集型,在改变机械制造行业的劳动形式的同时,也大大促进工业现代化的发展。 4、节约能源消耗 节约能源是我国可持续发展的重要战略目标。机械制造自动化的应用,在节约人力资源的同时,也大大提高了能源的利用率。 5、自动化技术应用面广 抛开机械制造自动化产品不谈,针对产品生产过程中使用的自动化控制技术,包括自动校验、自动保护、自动报警、自动处理等,不仅仅适用于机械制造业,同样可以应用在工业、农业、建筑业等领域,其优势也同样显著。 二、当下机械制造及其自动化发展状况 机械制造在我国发展以来,以非常快的速度在不断地发展。在我国的工业发展中起着越来越重要的作用。由于近年来随着计算机行业的发展,更多的将计算机集成技术运用到了机械制造业中,使机械制造很好的与自动化相结合,机械制造业的自动化,使其更加快速"安全地完成作业,极大地推进了机械制造业的快速发展,效率高成为现在机械制造及其自动化的一个代名词。机械制造及其自动化虽以极快的速度发展起来,并且起到了很好的带动作用,但是应当注意到,我国的机械制造及其自动化仍然处于初级阶段,需要从各方面去发展。另一方面,我国的机械制造与自动化起步比较晚,许多技术不是很成熟,与发达国家相比,存在很大的差距。需要在技术上去追赶,同样由于技术上的落后,产品质量往往不是很好,需要在产品质量上进一步加强。这是我国现阶段机械制造及其自动化的发展现状,应该看到进步,但更重要的应该是看到不足,进一步发展它的技术。 三、环保型材料的使用与节能 1、设计尽量采用可再生、可回收的材料和资源,降低资源消耗。在选取机械制造与自动化的相关材料时,应遵循可再生、能回收、易分解的原则,且这些材料在加工时不会排出有害物,无法对环境造成污染。特别是一些结构用零件,其结构设计一定要满足易装配与易分解的原则,杜绝有毒材料的使用,提高材料的循环利用率。 2、在设计中尽量利用长寿命、低能耗、轻重量原则。一般情况下,产品的寿命得到延长就意味着机械生产产量的减少及其报废速度的降低,对原材料的消耗也有所减少。与此同时,产品能耗的降低也从另一方面减少污染,保护了环境;轻重量更是有助于降低对材料的能耗。此外,还应从减少对环境的负荷方面展开设计,让设计符合通用标准,实现机械构件的通用性,为此在设计中要从综合性考虑设计对象的具体功能,将结构强度、尺寸标准、材料选取综合的权衡,从而实现节能目标。 3、尽量考虑采用低环保负荷,并保证零件报废后的处理污染最小,综合成本最小化的材料机械制造与自动化设计中尽量不要使用氟利昂、含氯橡胶、树脂和石棉等材料。如非主要部位的零件应当尽量采用工程塑料或非金属材料,在设计中尽量开发和使用新型的环保材料,还要减少重金属的使用。另外,在材料选取的时候也要考虑到零件报废后的处理过程,做到处理简单、费用低、污染小等环保要求。零件的肢解、破碎等简单方便或者满足焚烧或者回收。 四、机械制造中环保型材料的使用 1、选择可回收、再生的资源或者材料,从而减少资源的浪费和消耗。在机械制造或者材料选取的时候,为了达到环保的目的,可以选择那些能够分解、再生、回收的材料,还应该保证材料在加工的时候,不能够产生大量的废气废水废渣。特别是在进行结构用零件生产的时候,一定要选取那些分解和装配都比较容易的材料,从而保证机械化过程中材料的可再生率。 2、在进行设计的时候应该遵守重量轻、能耗低、寿命长的原则。对于机械生产而言,提高寿命能够大大降低机械的报废量和产量,减少了材料的消耗的同时也能够减少其对环境的污染。此外在实际的时候,还必须考虑到怎样更好的减少环境的负荷,实现机械以及其构件的通用性,所以在设计的时候还必须考虑到综合性的问题,做好各方面的权衡,达到节能的目的。在设计的时候,还应该考虑到零件报废后的处理问题,尽量将成本降到最低,在进行自动化设计和机械制造的时候,最好不选去那些含氯橡胶、氟利昂、石棉以及树脂的材料。若是那些零件不是主要部位的,则应该尽量采取非金属的材料或者工程塑料,并且设计的时候,尽量使用那些环保效果比较好的新型材料,尽量减少使用重金属。此外,在选取材料的时候应该充分考虑到零件报废之后怎样进行处理,尽量保证处理的能够比较简单、使用的处理费用比较少、给环境造成的污染也比较少。 五、合理的设计制作工艺保证节能 1优化或改进产品设计 (1)前面已经提到了设计的优化,可见一般情况下,机构越简单,涉及的产品零件越少就可以在制造过程中减低能耗。另外,零件本身的形状对于制造过程中的能耗也有影响。所以应当发挥零件设计的优化的作用,即保证产品的基本性能的情况下,尽可能的简化零件、减小体积、优化产品的结构减少零件数量。 (2)根据生产的条件选用合理的材料,在前面已经详细的表述了材料选取的原则和实现的目的,在这里再次强调材料的适应性,即考虑实际生产过程不同材料对能源消耗的差异来选择低能耗的材料。 2、设计低能耗的工艺流程 对于同一种零件或者产品,在实际的生产过程中可以采用不同的工艺进行加工,但是不同的加工工艺消耗的能源是不同的,合理的设计加工工艺可以减少加工载荷的波动,即利用合理的工艺设计让设备达到最佳的运行载荷,尽量的让设备处在满负荷运转,避免出现能量的浪费。因此在保证生产效率和制造质量和经济性等前提下,降低制造工艺能耗。 (1)选择正确的加工方式 在一个零件的多种加工方式中,应当选择适合现场设备的最佳加工方式。例如:锻压,可以是冷锻压、温锻压、热锻压。其中冷锻和温锻的能量利用效率高于热锻压,但是冷锻压的工艺要求往往会造成环境的危害,所以采用温锻压将优于冷锻和热锻。 (2)选择合理的工艺参数 在确定加工方式后,恰当的工艺参数就是节能的另一个重要因素,如毛坯形状和加工余量等。比如对于直径相差较大的阶梯轴类零件,可以采用直径棒料作毛坯,也可以采用精锻毛坯,但在毛坯制备方面所消耗的能量却相差很大,因此应综合考虑,优化选择。 (3)选用可以节能的冷却工艺 在机械制造与自动化的过程中一般都需要使用到冷却液,因此在加工中冷却液的选择也是工艺性节能的重点考虑层面。在原则上应尽量少用或者不用油冷却。 (4)进行合理工序改进和设计 在节能设计时,不仅要正确选用合理的节能工艺,还应合理地安排加工工序。 结束语 在经济发展的过程中,机械制造和自动化发展的速度都很快,但是在经济发展的同时,还必须考虑到能源的节约和环境保护的问题。能源危机已经出现了一段时间,并且解决起来也比较困难,所以在机械制造的过程中必须注意节能,在经济发展的同时,保护好能源和环境。 机械制造与自动化节能设计理念分析:浅议节能设计理念在机械制造与自动化中的应用 摘 要 在目前的制造业中,能耗较高的产业是机械制造和其自动化,在机械制造过程中引入相关节能设计的理念具有较大的意义。在机械制造和自动化过程中引入相关节能设计的理念可以从以下这几方面入手:对其材料进行合理的选择、对设计进行优化并对其工业进行有效的改进。只有在这几个环节中融入节能设计的理念,才能达到节能的目的。本文对节能设计理念在机械制造与自动化中的应用进行了分析,为制造业中的节能减排提供有利的条件。 关键词 节能设计理念 机械制造 自动化 机械制造和其自动化的有效结合虽然使各行各业得到了迅速的发展,但也造成了许多资源的浪费。随着相关资源、能源不断的衰竭,对机械制造及其自动化的发展造成了一定的限制。因此,制造企业应该进行节能设计,将绿色的节能技术用于机械制造和自动化中,这样可以让企业的资源、能源得到最大限度的节约,从而使其生产成本得到减小,促进其经济效益和社会效益的提升。 1目前机械制造和自动化的发展状况 国内自发展机械制造业以来,其发展的速度是十分迅速的,这促进了国内工业的不断发展。因为近些年计算机技术的发展,促使机械的制造和自动化有机的结合,使制造业更加安全、快速地进行作业,让高率高成为了机械制造和自动化中的代名词。自从机械制造和自动化发展以来,其在各行各业中起到了带动的作用,但国内机械制造和自动化的起步相对较晚,很多的技术还不够成熟、完善,和发达国家比较还有很大的差距存在。需在其技术方面去追赶,但同样因技术落后使产品的质量比较差,产品的质量也需要进一步的改进。这是国内目前机械制造和自动化的发展状况,相关企业应该对其进行有效的改进,这样才能使机械制造和自动化发展的前景更加广阔。 2机械制造和自动化中节能设计优势 在机械制造业中进行节能设计可以使其资源得到节约,节能设计可以理解为环境意识的设计、生态设计、自然环境的设计等。内涵主要在于对机械产品进行制造时所需的各种资源循环的利用,使其对环境造成的影响可以得到减少。对机械产品进行设计的时候应该满足可拆装、可回收的相关要求,这是进行节能设计的新条件。传统的产品是从其功能、寿命等基本的属性来进行考虑,在对产品进行设计、开发时,先对市场情况进行分析,再进行图纸设计和制定方案,除此之外还应该对其设计理念及方案进行不断的修改、审定,之后才可以真正进行生产。传统的机械制造设计理念使其设计、制造的周期都显得较长,产品生产之后的拆卸工作比较困难,且回收难度也十分大,有的产品报废后无法进行回收利用,这就对能源、资源造成了较大的浪费,更有甚者还会对环境造成严重的污染。因此,相关企业应该不断推广节能减排的设计理念,节能设计可以根据对原料、自然环境等进行合理的选择来进行,这不但可以让传统设计优势得到较好的发挥,还能达到节能降耗的目的,使资源得以有效、合理、科学的利用,还有利于对废弃物进行回收利用,从而达到持续发展要求。 3机械设计中节能理念的应用 机械设计最关键的是前期设计方案的制定,节能机械的设计内容包含其产品设计的相关理念,应以先进的理念、技术作为主要的依托,且需与自然环境相适应,做到节约资源及可持续的发展。目的是从综合角度对其经济性、实用性、环境性等进行考虑。要想让以上的节能设计要求得到满足,节能机械设计应从下面几方面来进行。 3.1对节能机械的产品成本的需求进行分析 对机械产品进行制造的时候,必须做好前期科学、合理的设计工作,特别是在产品初期,必须将其回收再利用考虑到设计中,这样才可能达到节约资源的目的。因此,对节能设计理念下机械产品的成本进行分析时,必须将污染处理、产品回收再利用、代替等因素全部考虑到设计中,才能设计出节能的机械产品。 3.2对机械产品可拆装及再利用的设计进行分析 要设计出比较节能的机械就必须对其可拆装性进行改善,要想节约成本和降低对资源的浪费,应该将其可拆装性、可回收性充分考虑到设计中,在进行设计时将这两个特点也设计进去,从而让机械制造实现对资源进行充分利用及实现节能设计。 3.3对节能机械的设计数据库进行完善 数据库是对设计数据进行充分掌握的一种有效方式,设计人员可以在数据库里将其制造时所需的全部数据做好相应的备份,对设计数据进行分析和存储,这样就可以把机械设计的开支、资源选用等以数据化的方式呈现出来,并将此当作节能设计的基础。 4对节能加工的工艺进行优化 4.1优化现有的产品结构 机器的结构简单,所需的设计零件也就会越少,其制造的过程中耗能也就会越少。机械设计过程中的零件形状对其制造过程中的耗能也有重要的影响,因此,在进行设计的时候不仅要让产品的基本性能得到保证,而且还要对其零件尽可能地进行简化,对其产品结构进行优化,减少零件的数量。 4.2因地制宜并根据外部环境对加工工艺进行选择 对单个零件进行加工的时候,应该充分考虑其现场设施的匹配,如零件锻压工艺的锻压方式有热锻压、温锻压、冷锻压。其中,热锻压的能源利用的效率比温锻压、冷锻压的都要低,但采用冷锻压对环境带来的危害却比温锻压、热锻压的危害高出许多,因此应该多使用温锻压工艺。 4.3合理安排工艺工序 在进行节能设计时,应该合理的调整其加工工序,对其工艺方法进行有效的优化,才能让节能设计目标得以实现。如对冷轧薄板进行生产时,因为冷轧时钢板需经受塑性的变形,所以必须要通过退火处理之后才可以进行繁杂成行的加工。在加工的环节中必须对所有工序的环保功能进行优化,让能源的利用率尽可能增强。 5选用环保的材料来达到节能 5.1选用可回收和可再生的资源 在对机械制造和自动化材料进行选择时应该遵循可回收、可再生、易分解的原则,这类材料、资源的使用可以让其所排放出的有害物质大大的减少,且对环境造成的危害较小。此外,还必须杜绝使用一些有毒的材料,应该努力让环保材料、资源的循环利用效率得以增强。 5.2对零件报废后污染处理的成本进行考虑 在对机械制造和自动化进行设计时还要对其零件报废后污染处理的成本进行考虑,可以采用综合成本较小、环保的材料,应尽量避免对含有石棉、氟利昂、树脂、氯橡胶等的材料。 6机械制造和自动化未来的发展趋势 机械制造和自动化的技术发展主要受到计算机技术水平发展的限制,现在,机械制造和自动化技术的应用在不断的大规模化、国际化,这要求和自动化相关的网络技术、计算机集成技术必须全面的发展,必须跟上世界的步伐及和国际接轨。必须将节能环保的设计理念引入到机械制造和自动化中,这样机械制造和自动化相关技术的运用才会更加的全面,产品的质量才会得到不断的增强,进而做到节能减排及促进其经济效益的提升。 综上所述,当前国内机械制造中的能源浪费情况较为严重,只有将节能设计的理念运用到机械制造的设计中,使用环保型、节能型的材料对其工艺进行科学合理的制造。这样才能让机械制造的高效性、稳定性得到提高,从而提高材料的环保性能及降低设备的耗能,使机械制造和自动化的整个过程更加节能。 机械制造与自动化节能设计理念分析:机械制造与自动化中的环保节能设计理念 摘要:工业文明的进步带动了经济的快速发展,然而随之而来的便是严重的能源浪费。在生产生活中,自动化和机械制造的结合,很好的推动了经济的发展。现在能源减少问题已经非常明显,然而人们对能源的需求却还在不断增加,在机械制造中加入相关的节能技术已经成为了制造业发展的必然趋势。机械制造业对世界各国的工业生产都有着非常重要的作用,本文从机械的优化设计与节能、机械材料使用与节能、设计制作的工艺与节能等方面进行分析研究,并对节能设计的理念内容进行阐述,把节能设计的理念融入进机械制造与自动化的设计及生产作业过程中,使系统的设计具有高效性,节能性,并使材料更加环保,设备的能耗更低,让整个机械制造与自动化的过程更加合理。 关键词:机械制造 自动化 节能设计 机械制造与自动化是高能耗的一个产业,也是使用计算机和计算机的外围设备,协助工程人员优化完成产业的产品设计与制造的一项新技术。在机械制造与自动化中加入节能设计理念,主要是加入机械优化设计、机械材料使用、设计制作的工艺三者在节能方面的优化和改善,这样不仅能减少废气及废物对环境的污染,也能节约能原材料,还能增加机械的使用年限。 一、机械的环保节能与优化设计 (1)低公害发动机的选用 发动机作为工程机械系统中的最大部件,对环境有着很大的影响。因此,采用噪声低、排放量低、油耗低的环保型发动机有助于缓解环境的压力,提高机械的加工效率。 (2)液压系统的设计 液压系统一定要保持清洁,这样才能有助于液压的有效传动,这就要求设计师们对液压系统进行精心设计,将油液中的磨损物以及微尘垃圾杂质进行彻底清除,使故障发生的几率减小,从而延长其使用寿命,减少配件的更换次数,增加换油的时间间隔,严格控制污染。渗漏是港口机械液压系统在运行过程中常见的现象,会对周围的环境造成极大的污染,因此,液压管的设计常使用密封优良、防老化能力突出、耐腐蚀性强的优质管路。此外,为了有效降低软管的损坏与废弃量,还应在设计过程中尽可能以硬管代替,减少由于管道破裂而造成不必要的环境污染。 (3)环保安全关怀型驾驶室的设计 如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。 (4)配备自动加脂装置 通常情况下,以传统手动方式来进行润滑脂的加注工作往往既耗时又费力,同时,溢出的油液还会对周边的环境造成污染。因此,应给机械系统配备自动加脂系统,实现对各个设备的定时加脂,比如集中润滑系统,该系统能对各铰销定时加注黄油,其油量已于事前计算并设定好,在保证销轴充足油量的同时还不会造成油液溢出浪费,方便又环保。此外,小型机械出于对设计成本的控制,可使用新型轴套材料与密封性的销轴,或者安装二级防尘装置,有效防止内部油脂排出以及外部异物进入,使润滑油加注的时间间隔得以延长,从而降低环境污染。 (5)系统可靠性设计 尽量运用高可靠性的成熟技术和借用经市场考验后的成熟系列零部件可延长各关键系统或零件的使用寿命,减少更换次数。例如降低制动元件的更换频率就相当于减轻了对周围环境的破坏与污染。尽可能使用硬管,以免软管发生破裂而造成油液的流出,进而对环境造成污染。 二、机械制造中环保节能型材料的使用 1、选择可回收、再生的资源或者材料,从而减少资源的浪费和消耗 在机械制造或者材料选取的时候,为了达到环保的目的,应该选择那些能够分解、再生、回收的材料,还应该保证材料在加工的时候,不能够产生大量的废气、废水、废渣。特别是在进行结构用零件生产的时候,一定要选取那些分解和装配都比较容易的材料,从而保证机械化过程中材料的可再生利用率。 2、在进行设计的时候应该遵守重量轻、能耗低、寿命长的原则 对于机械生产而言,提高寿命能够大大降低机械的报废量和产量,减少了材料的消耗的同时也能够减少其对环境的污染。此外在实际的时候,还必须考虑到怎样更好的减少环境的负荷,实现机械以及其构件的通用性,所以在设计的时候还必须考虑到综合性的问题,做好各方面的权衡,达到节能的目的。在设计的时候,还应该考虑到零件报废后的处理问题,尽量将成本降到最低,在进行自动化设计和机械制造的时候,最好不选去那些含氯橡胶、氟利昂、石棉以及树脂的材料。若是那些零件不是主要部位的,则应该尽量采取非金属的材料或者工程塑料,并且设计的时候,尽量使用那些环保效果比较好的新型材料,尽量减少使用重金属。此外,在选取材料的时候应该充分考虑到零件报废之后怎样进行处理,尽量保证处理的能够比较简单、使用的处理费用比较少、给环境造成的污染也比较少。 三、合理的设计制作工艺保证节能 1、优化或改进产品设计 (1) 前面已经提到了设计的优化,可见一般情况下,机构越简单,涉及的产品零件越少就可以越多的在制造过程中减低能耗。另外,零构件本身的结构形状对于制造过程中的能耗也有影响。所以应当发挥零构件设计的优化的作用,即保证产品的基本性能的情况下,尽可能的简化零构件、减小体积、优化产品的结构减少零件数量。 (2) 根据生产的条件选用合理的材料,在前面已经详细的表述了材料选取的原则和实现的目的,在这里再次强调材料的适应性,即考虑实际生产过程不同材料对能源消耗的差异来选择低能耗的材料。 2、设计低能耗的工艺流程 对于同一种零件或者产品,在实际的生产过程中可以采用不同的工艺进行加工,但是不同的加工工艺消耗的能源是不同的,合理的设计加工工艺可以减少加工载荷的波动,即利用合理的工艺设计让设备达到最佳的运行载荷,尽量的让设备处在满负荷运转,避免出现能量的浪费。因此在保证生产效率和制造质量和经济性等前提下,降低制造工艺能耗。 (1) 选择正确的加工方式 在一个零件的多种加工方式中,应当选择适合现场设备的最佳加工方式。例如:锻压,可以是冷锻压、温锻压、热锻压。其中冷锻和温锻的能量利用效率高于热锻压,但是冷锻压的工艺要求往往会造成环境的危害,所以采用温锻压将优于冷锻和热锻。 (2) 选择合理的工艺参数 在确定加工方式后,恰当的工艺参数就是节能的另一个重要因素,如毛坯形状和加工余量等。比如对于直径相差较大的阶梯轴类零件,可以采用直径棒料作毛坯,也可以采用精锻毛坯,但在毛坯制备方面所消耗的能量却相差很大,因此应综合考虑,优化选择。 (3) 选用可以节能的冷却工艺 在机械制造与自动化的过程中一般都需要使用到冷却液,因此在加工中冷却液的选择也是工艺性节能的重点考虑层面。在原则上应尽量少用或者不用油冷却。 (4) 进行合理工序改进和设计 在环保节能设计时,不仅要正确选用合理的节能工艺,还应合理地安排加工工序。 四、结束语 机械制造自动化作为先进技术的重要组成部分,既是机械制造业的重点应用技术,又是机械制造技术的发展方向。近年来,我国机械制造自动化技术得到了快速发展,机械制造的总规模和产品的总产量不断增加,中国已成为世界前三的机械制造强国。 机械制造与自动化节能设计理念分析:基于机械制造与自动化中节能设计理念的研究 摘要:本文从机械的优化设计与节能、机械材料使用与节能、设计制作的工艺与节能等方面进行分析研究,并对节能设计的理念内容进行阐述,把节能设计的理念融入进机械制造与自动化的作业过程中,使系统的设计具有高效性,节能性,并使材料更加环保,设备的能耗更低,让整个机械制造与自动化的过程更加合理。 关键词:机械制造 自动化 节能设计理念 1、前言 机械的制造与自动化是高能耗的一个产业,也是使用计算机和计算机的外围设备,协助工程人员优化完成产业的产品设计与制造的一项新技术。在机械制造与自动化中加入节能设计理念,主要是加入机械优化设计、机械材料使用、设计制作的工艺三者在节能方面的优化和改善,这样不仅能减少废气及废物对环境的污染,也能节约能原材料,还能增加机械的使用年限。 2、机械制造与自动化中的节能设计理念 机械制造与自动化属于高能耗类型的产业,在其产业中增添节能设计的理念,具有重要的现实意义。在机械制造与自动化的环节中增添节能理念需要从三个方面进行,也就是优化设计,合理选材和改进工艺,只有把节能设计理念融进这三个关键的环节中,才可以实现节能,达到节能和减排目的。 2.1机械的优化设计与节能 2.1.1设计环保安全性高的驾驶室 安全环保型的驾驶室的设计,应满足以下条件:防紫外线辐射性质的玻璃,全密封的整体样式和经过减震降噪的处理;在室内配置一个无氟环保类型的冷暖空调;设计FOPS和POPS的驾驶室,为了保证驾驶员安全;采用人机工程学的设计原理对其进行设计,如可全方位地调节司机的座椅、功能集成性的单操纵的手柄、驱动器具有可调动转向的功能、全自动的换挡装置、电子监控和故障自动诊断的系统,再加上美观性的颜色搭配。这种环保安全的关怀驾驶室的设计,大大改善了司机工作的环境,并能缓解司机的疲劳,从而提高其作业的效率[1]。 2.1.2选用低公害的发动机 发动机是工程的机械系统中最大的部件,它产生的噪音等环境污染影响很大。因此,在选择发动机的时候,需要采用噪声较低、排放量较小、耗油量少、效率高的环保类型的水冷增压型柴油机,这样能缓解环境污染的压力,并能提高机械加工的效率。 2.1.3设计高效节能的液压系统 保持传动的液压油等的清洁,对工程机械液压的传动起到非常大的帮助,因此设计师们精心地设计机械的液压系统就显得很有必要,清除油液中的微尘垃圾和机械的磨损物等垃圾杂质,能大大减少机械中液压元件的故障和磨损,从而延长机械中常用的液压元件使用寿命,降低了液压油更换的频率,并延长了换油的间隔时间,减少工作时对周边的环境的污染,同时也能节省人力、物力和财力。液压系统发生渗漏将对周围的环境造成污染,这已经是港口的机械在运行中经常存在的情况,液压管路需要使用耐腐蚀强、防老化比较突出、具备优良的密封性能等优点的进口优质的胶管;并且为了有效地减少软管损害度和废弃量,设计时,应尽可能地用硬管取代软管,避免出现采用容易破裂的软管时,油液流出对环境造成巨大的污染。 2.1.4配备能自动加脂的系统装置 一般情况,以传统的手动方式实行润滑脂加注工作,具有耗时又费力的缺陷, 而且溢出来的油液会造成周边环境污染。如果给机械配备能自动加脂的系统,并实现其对相应设备进行定时加脂的效果,如集中润滑的系统,此系统可以对各铰销进行定时地加注黄油,而且家住的优良油量事前已经计算出来,并设定完好,不仅能保证销轴的充足油量,也能保证油液不溢出来,造成资源的浪费,这样很方便、环保。另外,出于对小型机械设计的成本控制,可应用新型的轴套材料和密封的销轴(或者安装一套二级的防尘装置),能有效地防止内部的油脂排出,也能杜绝外部的异物进入,使润滑油在加注时间的间隔上得以延长,达到减少环境污染的目的。 2.1.5设计可靠性高的系统 在设计系统的时候,尽量使用可靠性较高、较成熟的技术,并使用在市场中经受过考验的成熟零部件,可延长各处关键系统(或零件)使用的寿命,从而减少更换的次数。如降低制动的元件更换频率,间接地减轻其对周围环境造成的破坏和污染。 2.2选择机械的材料与节能 选择的材料尽量是环保类型的,以减少对环境的污染,同时延长材料的使用寿命。 2.2.1采用环保负荷低、成本少、污染小的材料 机械制造与自动化的设计中不要采用原料是氟利昂、树脂、石棉以及含氯的橡胶等的材料。除主要部位外的零件尽量用工程塑料(或非金属材料),设计时尽量开发并使用环保型材料,并减少使用重金属的数量。此外,材料选取时,也需考虑零件报废之后的处理细节问题,对材料的处理做到简单化、低费用、少污染等的环保要求。 2.2.2采用可再生和回收的材料与资源 选取和机械制造与自动化相关的材料,必须采用可再生和回收,而且易分解的材料,而且需保证选取的材料,加工前后都不会排出某些有害的物质或气体,对环境不会造成污染。尤其是某些结构的零件,其设计应满足容易装配、容易分解的条件,防止使用有毒的材料,从而提高材料循环使用的效率。 2.2.3选材需遵循长寿命、轻重量、低能耗的原则 延长产品寿命,就表示机械生产的产量得到减少,机械报废的速度也会降低,原材料消耗也会相应地减少。同时降低了产品的能耗量也就意味着环境污染也得到减少,间接地对环境起到保护作用;轻重量就会降低运输成本,也会减少运输的次数,从而减少运输车排放的废气;从减少环境负荷方面进行设计,符合通用的标准,并让机械的构件符合通用性,就能降低能耗量,设计时也需综合性思考设计对象所具有的功能。将结构材料的强度、尺寸的标准、材料的选取等都考虑周到和全面,才能选到优质、耐用、少污染的好材料[2]。 2.3设计制作的工艺与节能 2.3.1设计优化的产品 优化(或改进)产品的设计,可从以下几点入手:(1)发挥产品零件设计中的优化作用,就是在保证产品基本的性能后,再简化零件、减小零件体积、优化产品结构,减少零件的数量;(2)根据生产条件,选用比较合理的产品材料,并由于实际生产中不同材料均对能源存在消耗差异,因此,可根据这差异选择低能耗材料。 2.3.2设计能耗低的工艺流程 同种零件(或产品),在实际生产中可采用工艺不同的流程进行加工,但不同的工艺流程,所消耗能源有很大的不同,对加工工艺进行合理的设计,能减少加工的载荷波动,尽量让设备处于满负荷的运转,避免能量浪费。 具体的方式有:(1)改进与设计工序:节能设计时,要选用节能的工艺,并合理安排加工的工序。(2)选择最佳加工方式:对于零件的加工方式,应选择与现场设备相适合的最佳方式。如冷锻、温锻能量的利用效率都比热锻压高,但冷锻压工艺会造成环境危害,因此,可采用温锻压方式;(3)选择较理想的工艺参数:选择理想的工艺参数能产生节能效益。如直径差值大的阶梯轴一类零件,既可选择直径棒料为毛坯,也可采用精锻为毛坯,但毛坯制备上两者消耗能量差异较大,应综进行优化选择;(4)选用节能性强的冷却工艺:机械制造与自动化中会用到冷却液,因此,选择冷却液时也应侧重于节能方面,也可少用(或不用)油冷却[3]。 3、结束语 随着国家经济的快速发展,国内机械制造与自动化产业也在蓬勃兴起。机械制造与自动化的发展,带来的不仅仅是经济的利益,也有对环境的污染等,因此,在其中注入节能的设计理念,才能使机械制造与自动化产业更上一层楼,使国家的制造业经济也能长久持续地发展下去。
机械工程类论文:机械工程测试装置设计的创新 目前常见的机械工程测试装置仅仅能够对机构系统或是加载液压系统等单一系统进行测试和分析,还很难对多个系统的参数进行综合性、系统性的测量和分析,因此在实际应用中的效果和价值难以令人满意。创新机械工程测试装置的设计,目的在于将多领域多学科知识进行综合性、系统化的实践运用,使各领域知识之间产生更为深刻而紧密的联系,并更好的服务于实际应用。本文中的机械工程测试装置,创新性的集合了机构系统、液压系统等多个系统,能够对多种参数实现高效的测试与准确的分析,在获得数据变化情况的同时获得分布曲线,以供论证和分析。 1、机械工程测试装置的创新设计 1.1总体结构的创新设计 文中所引的机械工程测试装置设计原理为:在启动变速电机开关后,变速电机立刻开始转动进入正常运行状态,该变速电机可调速范围在120转/分到1200转/分之间,可借助变速电机调速控制按钮对变速电机进行调速控制,通过光电转速传感器实时测量变速电机的转速,由数据输出接口将采集到的数据传送到计算机进行数据存储、处理、评定以及描述;按下急停开关后系统退出工作状态,以确保工作人员安全;电动机带动机构变速箱和轴承变速箱,机构变速箱为二级变速,由直齿和圆锥齿组成,借助皮带带动机构摇杆转动,手柄右倾时是空挡,左倾时机构摇杆转速保持电机转速的1/12,调节电机转速可间接控制机构摇杆转速在0-600转/分之间,轴承变速箱为三级变速,借助联轴器连接轴承箱,手柄右倾时是空挡,处于中间时轴承与电机保持相同转速,左倾时轴承转速保持电机转速的1/6,调节电机转速可间接控制机构摇杆转速在0-1200转/分之间;轴承施压加载依靠可视液压回路系统实现,加载压力显示由加载压力表实现,按下液压泵电机开关后,从液压箱油箱中吸油,通过调节先导溢流阀来控制系统压力,或借助远程调压来调整系统压力,由调压阀压力表显示调压阀压力,对电磁铁2DT开关通电后可借助远程调压阀控制系统压力,对电磁铁1DT开关通电后可保持卸荷状态。 整套机械工程测试装置既可以进行综合性测试,也可以单独测量,或是相互测量。单独对机构系统测量时将滑动轴承变速箱保持空挡,使液压泵电机开关断开,并使机构变速箱手柄左倾即可实现;单独对液压系统测量时将液压泵电机开关闭合,并断开变速电机开关即可;如果需要同时对液压系统和动压滑动轴承测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,使机构变速箱保持空挡,并调整轴承变速箱手柄即可实现;如果需要同时对机构系统和液压系统测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,使动压滑动轴承变速箱保持空挡即可;如果需要同时对液压系统、机构系统以及动压滑动轴承测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,轴承变速箱和机构变速箱不处于空挡即可实现。 ①轴承箱;②轴承变速箱;③机构变速箱;④机构;⑤信号输出接口;⑥变速电机开关;⑦液压泵电机开关;⑧变速电机调速控制按扭;⑨急停开关;⑩变速电机;以下按次序为液压箱、液压泵电机、可视液压回路、电磁铁2DT开关、电磁铁 IDT开关、调压阀、先导溢流阀、加载压力表、调压阀压力表。 1.2 机构系统的创新设计 机构系统设计的目的在于对机构运动学进行深层次的解读,本文引用的机械工程测试装置中的机构系统选择的是可组可卸式。以四杆机构向六杆机构的转化为例,原四杆机构的结构组成较为简单,其中连杆的输出轨迹构成轨迹曲线,最终组成新的六杆机构,分析六杆机构的输出轨迹可以得知六杆机构输出构建上点的轨迹与对应的原四杆机构连杆上点的轨迹相同,是通过曲线移动来实现四杆机构向六杆机构转化的。在这一过程中,机构连杆的位移、角速度等参数可以借助传感器进行测量。 1.3 液压系统的创新设计 文中所用的机械工程测试装置中的液压系统设计为:液压系统与轴承箱连接,通过先导溢流阀对液压系统压力进行调节,由动压滑动轴承为液压系统提供所需强度的压力,旋转动压滑动轴承即可使压力弹簧发生一定程度的形变,从而产生适合的压力。与此同时,先导溢流阀与远程调压阀借助遥控口实现连接,可以借助远程调压阀对液压系统压力进行远程调控,使压力保持在合适的压力范围内。如果将先导溢流阀压力加到最大,对电磁铁1DT开关通电,连接远程调压阀与先导溢流阀,即可通过调节手柄来控制液压系统压力;如果断开电磁铁1DT开关,对电磁铁2DT开关通电,那么液压系统将处于卸荷状态,压力近乎为零。另外,为了对有关参数进行准确实施的采集和监测,在该液压系统的设计中对先导溢流阀出口处设有红外测温仪以及流量传感器,而且轴承系统的载荷根据液压系统压力进行调整。 1.4 动压滑动轴承的创新设计 整个机械工程测试装置共配备有若干个传感器对外载荷、油膜压力等实验数据进行监测和采集工作,直接将计算机系统连接到实验台测试控制系统上,从而进行数据汇总、处理、显示等操作。动压滑动轴承的设计,将轴承空套在主轴上,轴中间横剖面均匀分布测压孔,每个测压孔分别与压力传感器连接,油液温度数据选用红外测温仪监测采集,摩擦力数据选用摩擦力传感器监测采集,由液压系统对轴承加载压力进行调控,轴承载荷随液压油压力提高而增加,通过外载荷传感器对轴承加载压力进行测量和显示,因而十分稳定和方便。利用接口技术将压力传感器与计算机系统连接,利用计算机软件对采集到的压力数据进行处理后可得到压力分布曲线,从而计算出动压滑动轴承的压力分布情况和平均压强。 2、机械工程测试装置的功能分析 从上文介绍可知,该机械工程测试装置可以对机构、液压等系统进行单独测量或相互测量,或是进行多系统的综合测量,是一个综合性很强的测试平台,能够对各系统参数进行实时测量和准确分析,功能十分强大。为了更好的保证该机械工程测试装置的测量精确性,需要避免装置工作状态下的振动和噪声。因此,在该机械工程测试装置设计时,对工作台和传动装置等部位设有专门监测振动和噪声的传感器,借助传感器对振动与声波的测量来准确的掌握振动、噪声情况,从而对其进行有效控制。在压力传感器等其他传感器的配合下,该装置能够对压力、摩擦力、流量、位移、转速、温度等测试内容进行实施准确的测量,为测试系统的数据分析提供信息,能够满足测试人员对参数数据的需求。 3、结语 综上所述,本文借助传感器、虚拟平台、机构、测试等多方面技术和理论知识,创新性的设计了一个综合性的机械工程测试装置,与以往的测试装置相比可以对多个系统的参数进行测量和分析,很好的体现了现代测试技术的智能性、信息化和经济性特征,满足了测试仪器与系统测量分析工作融为一体的需求。 机械工程类论文:虚拟仪器技术在机械工程测试中的应用 随着机电产品一体化和生产过程自动化程度的不断提高,机械工程的测试系统越来越复杂。它已成为整个机械设备研制、开发、应用和教学过程中不可或缺的组成部分。机械工程测试系统的基本任务是从测试对象获取反映其变化规律的动态信息,一个功能完善的机械工程测试系统由传感器、信号转换装置、信号分析处理装置和显示与记录等功能模块组成,无疑,讨论和设计机械工程测试系统及其构成要素,是十分有意义的。本文主要分析了虚拟仪器技术在机械工程测试中的应用状况,望大家参考。 一、机械工程测试系统基本状况分析 测试是测量与试验的简称,测试中最基本的是测量。测量是利用各种装置对可观测量(或称被测参数)进行定性和定量的过程。测试的基本任务是获取信息。测试是发展和检验自然科学理论的实践基础。在工程技术领域,由于实际研究对象的复杂性,很多问题难以进行完善的理论分析、推导和计算,所以必须通过试验来获得研究对象的状态,变化和特征等,这正是通过测试来实现的。测试技术正是研究有关测试方法、测试手段和测试理论的科学,它应用于不同的领域并在各个自然科学研究领域起着重要作用。特别是现在机械工程测试技术引起了大型工业企业和高等院校极大的重视。 测试系统的第一个环节是信号的传感,即是将被测量的量或被观察的量通过一个被测量传感器或敏感元件转换成一个电的、液压的、气动的或其他形式的物理量,被测的或被观察的量与被转换的输出量之间根据可利用的物理定律应该具有一种明确的关系。传感器就是用来完成这种转换的装置。 第二个环节为信号的转换和调理。被测物理量经传感环节被转换为电阻、电容、电感或者电压、电流、电荷等电参量的变化,由于在测试过程中不可避免地遭受各种内、外干扰因素的影响,且为了用被测信号驱动显示、记录和控制等仪器或进一步将信号输入计算机进行数据处理。因此经传感后的信号尚需进过调理、放大、滤波、运算分析等一系列加工处理,以抑制干扰噪声、提高信噪比,便于进一步传输和后续环节中的处理。 第三个环节是是对这些信号进行分析处理以及显示记录,包括信号的时域分析、频域分析、相关分析等。原始波形显示、处理后波形显示等。从而还可以分析出机械运转的工况等。 机械工程测试系统有测量、监控、试验分析机械设备运行过程中的参数功能,但前序步骤必经信号的采集、分析才能得出。所以,本系统对于机械的后续分析作用意义重大。 二、虚拟仪器技术在机械工程测试系统中的应用现状 科学技术的日益发展,对现在的机械工程测试系统影响很大,特别是相对于传统的测试系统来讲。以前要用特定的仪器对信号进行分析,但是利用虚拟仪器组建的机械工程测试系统却不用专用的仪器,而是利用计算机作为连接虚拟仪器软硬件的平台,信号源通过调理后数据采集卡就可以获取数据进行分析处理。现代计算机技术对机械工程测试技术和仪器的发展产生了革命性的影响。 测试系统的发展经历了模拟测试仪器、计算机测试系统(智能仪器)及虚拟仪器三个阶段。现代机械工程测试技术以计算机为中心,计算机的发展必然促进测试技术和仪器的发展。在此背景下,虚拟仪器的产生也就水到渠成。 在虚拟仪器中,软件是虚拟仪器系统的关键,目前国内外这种软件主要有美国DSP公司的DADISP软件,以实验后数据处理分析和表示见长美国NI公司的系列虚拟仪器开发平台(LabVIEW、LabWindows/CVI、Virtual Bench和Component Works)、美国QUATECH公司的DASLab软件包和惠普公司的VEE软件平台都是可以搭建虚拟测试系统的软件平台,以图形化编程和界面灵活见长。华中理工大学的V198虚拟仪器系统和哈尔滨工业大学的仪器王以虚拟的单个仪器或仪器库见长。其中,美国NI公司的LabVIEW软件功能最为完善,LabVIEW软件以简单、直观的图形化编程方式、强大的图形显示和数据处理能力见长,运行速度快、开发周期短、界面灵活是其又一大优势,最能体现虚拟仪器的风格,所以基于LabVIEW的虚拟仪器应用相当广泛。 由于Pc的功能变得越来越强大,速度快,价格低,在标准PC上连接一个或多个仪 器模块构成测试仪器成为一种趋势。这种仪器即为虚拟仪器。虚拟仪器的软件开发平台LabVIEW中,“所见即所得”的可视化技术是应用于测试领域的雏形。虚拟仪器注重测试人员在进行工作中的感觉。用仿真的面板给人以真实仪器的感觉,用丰富的曲线图像向测试人员传递信息,是虚拟现实技术在机械工程测试领域中的广泛应用趋势。 几个测试站点连成一个大的测试网络,互通数据和信息,联合分析测试结果,实现 数据和信息共享的网络化测试是机械工程测试系统的一个发展趋势。虚拟仪器技术是现代机械工程测试系统的发展趋势,在丰富的虚拟仪器软硬件产品支持下,尤其是在被誉为“科学家和工程师的语言”LabVIEW的支持下,组建一个机械工程测试系统正变得越来越容易。在技术发展日新月异的今天,为了让测试系统就有开放性、兼容性和不断更新的可能,利用虚拟仪器的概念组建测试系统不失为一种好的选择。 在机械工程测试系统中,应用虚拟仪器编的越来越普遍,因为很多传统的硬件设备在虚拟仪器中都可以用软件代替,从而降低了大量的设备浪费,降低了成本,并且还可以直观化的显示其结果,将多种的传统仪器合并到一套虚拟仪器测试系统中,有利于编程,也有利于增强测试系统的准确度。 三、结论 总之,虚拟仪器技术在全球范围内的应用越来越普遍,在我国主要应用到了企业生产中。我们要对虚拟仪器技术加大研究力度,力争促使该技术应用于更广泛的领域,赶上世界水平,为我国的机械工程的发展做出贡献。 机械工程类论文:探讨机械工程材料课程教学改革 1 引言 机械工程材料是机械及近机类专业一门重要的专业基础课。本课程以材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系为主线,重点介绍材料的本质,提出有关的理论和描述,说明材料结构是如何与其成分、加工工艺、性能以及行为相联系的。作为高等农业院校的机械设计以及农业机械化等专业的学生,学习本课程的目的,主要是使学生获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和热处理改性方法的基本知识。了解工程材料在机械工业特别是农业机械中的应用,通过对基础科学和知识的综合运用,使学生掌握常用机械工程材料的种类、成分、组织、性能以及改性方法等,初步具备根据零件的服役条件合理选材和妥善安排工艺路线的能力,为学习后续专业课程和从事机械设计及制造工作奠定基础。根据专业大纲安排,西北农林科技大学的机械工程材料课程在大学二年级第一学期进行。这一学期,学生所学的课程大部分还是数学、英语、物理等公共基础课,机械工程材料属于学生刚刚接触到跟自己专业相关的少数几门课程之一。 2 机械工程材料课程性质及教学现状 理论性强,微观概念多 机械工程材料课程,不像物理、力学等有着严密的逻辑推导和计算过程,也不像工程制图等相关课程,比较直观生动。机械工程材料课程总的特点是理论性非常强,涉及的原子、分子水平的微观概念很多。特别是与金属学相关的部分,如晶体结构、晶体缺陷、位错运动以及凝固结晶、相的概念、组织转变等,这些概念都是微观和抽象的,学生无法通过推导计算获得,更无法通过肉眼直接观察和亲身体验到,有时候需要通过一定的空间想象力来理解它们。这样就导致教师讲授起来有一定困难,而学生学习起来感到难以理解,从而感觉枯燥、乏味,失去学习的兴趣。 课程涵盖内容广 机械工程材料课程包含了材料科学专业中的力学、金属学、热处理原理、热处理工艺、金属材料、非金属材料以及失效分析等多门学科的专业知识,内容广而分散。而在“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养模式引导下,专业课程的学时数在不断压缩,而要求学生了解的内容却越来越多。这样就形成了一种矛盾,即教师上课的课时数减少了,而学生需要学到的知识却增加了。这就要求任课教师能够统筹安排上课课时,充分利用现代化的教学手段,精简课堂讲授内容,突出重点的同时拓宽知识面。 现有课本内容知识陈旧 大学教材内容陈旧,知识老化,这些是在我国高等教育中各门课程都有可能会遇到的,也是现在我国高等教育中普遍存在的问题。出版一本教材的过程是相当复杂的,要经过编写、审核、校对、出版、发行等多个环节,因此,当书真正出版出来以后,有些知识可能已经更新。而对于教师来讲,频繁更换教材,也不利于熟悉教案,积极备课。《机械工程材料》课本内容主要以金属材料为主,而近年来,随着科学技术的快速发展,各种新材料、新工艺在不断涌现。全球性的能源危机以及环境污染问题,对现代的新材料除了在性能、工艺和成本等方面的传统要求外,更提出了与环境协调、绿色环保、可循环再生等更高的要求。为了保证该课程的教学质量,并使学生能够尽量了解到本领域的发展动向,就迫切需要教师改变传统的以课本为主的教学方式,探索更加有效的教学模式,使学生理解并掌握课本基础知识的同时,能更多地了解和把握本领域的研究与发展动向。 3 教学改革探索 充分利用网络多媒体技术 多媒体技术是现代化教学的非常有效的辅助工具,教师要注重利用并充分发挥多媒体的特点,制作形象生动的多媒体课件。对那些学生难以理解、教师又难以讲解的比较抽象的内容,比如晶体结构原理、合金结晶过程、位错类型及运动过程等,通过收集以及自己动手制作一些简单的动画,生动形象地来演示复杂的变化过程。这样不仅加深了学生对相关知识的理解掌握,同时还活跃了课堂气氛,激发了学生的学习兴趣。如对钢铁材料的热处理工艺等,注意并积极收集工程训练实习以及工厂企业的热处理工艺过程的录像资料,在讲解课本内容的同时辅助播放实际热处理过程录像,注重理论与实际相结合,使课程内容具有真实感,更利于学生理解和掌握。 充分利用学校的网络教学平台,随时充实并完善课程信息,课堂讲授的重点、难点以及教学用课件及时上传至平台,便于学生随时下载并复习掌握当堂内容;利用网上作业提交和批改功能,可以快速有效地发现学生学习中的问题,了解学生对知识的掌握情况,并能及时得到反馈;通过网上答疑,增加了教师和学生的课后互动,改变了以往只有上课时才能见到教师,学生有问题得不到及时解决的现象;充分发挥网络平台信息量大的特点,注重将生活及科研中接触到的与课程内容相关的新闻报道、最新科研成果等,收集并上传至教学资源,供学生掌握基础知识的同时,更多地来了解社会发展在所学领域的需求,激发学生自我提高的热情和积极性。总之,网络平台让教学更加真实具体,更加强了教师与学生的互动。 精 简课堂教学内容 结合学校的优质课程建设项目,充分利用网络多媒体技术,精简课堂教学内容,做到够用就行。按照专业培养方案,机械类专业的学生学习机械工程材料的主要目的是掌握成分—结构—性能之间的内在联系,并能在零部件设计中合理地进行材料选择,因此,在课堂讲授中删减了那些理论较深的内容。如课本第二章材料的结构,其中晶面与晶向部分,对于非材料专业的学生不需要掌握;还有位错的理论,学生只需要知道位错是由于原子的错排造成的,不需要了解更多关于位错的形成机制等。再如铁碳相图的部分,因为高温包晶反应在生产中很少会用到,所以把包晶反应区省略,将相图简化,重点讲解共析和共晶反应部分。在工业用钢部分,因目前金属材料仍然占据工程材料中大约70%的市场,课堂教授主要内容仍然以金属材料中的碳钢和合金钢为主。对于课堂上不能详细讲解的知识,或者仅作为了解性的一些内容,如陶瓷、高分子的晶体结构、热处理新技术,以及非金属材料、复合材料等,将其上传至网络课程平台,作为学生自学内容,拓宽他们的知识面。 灵活选用教学材料 选用十二五规划教材作为教学用教材,基础内容深入讲解,包括材料的结构、铁碳相图、钢的热处理等。但在授课中,不仅仅局限于所选中文教材内容,还结合英文原版教材FOUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING,更多地提供中英文对应专业词汇,并摘录一些章节,课堂上详细讲解,让学生学习到专业知识的同时,又能接触到纯正流利的英文表达方式。将某些章节相关的典型的中英文科研论文及掌握的最新的研究成果等介绍给学生,供学有余力以及对材料研究感兴趣的学生开阔眼界,并能使他们更加了解材料研究对社会发展的重要意义。 还在最后一章材料选择中,增加材料与环境的可持续发展。对于一名合格的工程技术人员,在选材中除了考虑传统的性能、工艺、成本等因素外,更要考虑材料的开发、服役、回收等环节可能造成的环境负荷。尽量选择环境友好材料,做到废弃零部件材料能够回收再利用或能生物降解,将对环境的影响降到最低。 4 结束语 总之,机械工程材料课程是机械类和近机类专业学生必修的一门重要技术基础课程,内容多且比较抽象。随着科学技术的发展和各种新材料的不断涌现,需要不断地对该课程的教学体系、教学内容、教学手段和方法等进行改革和实践,以充分调动学生学习的积极性和主动性,不断提高教学质量,加强基础知识的同时,增加辅助教学材料,为学生学习后续专业课程和毕业后从事机械设计及制造工作奠定坚实的基础。 机械工程类论文:探讨机械工程设备安装技术 1 安装准备阶段 安装准备工作主要包括了解设备基础的交付时间;调查设备及材料的供应情况;了解安装现场的条件及安装技术的复杂程度;了解人力、机具的部署情况等。具体而言,此阶段应注意以下几个环节。 (1)设备及材料的订货情况,货到安装现场的时间安排。 (2)设备的检查和材料的检验: 清点设备的零件、附件是否短缺,检查设备的外观及零附件是否有损坏和锈蚀的现象。做好开箱记录,检查说明书、出厂合格证是否齐全;主要材料进场时,必须有出厂合格证及检验报告。若出现材料代用,必须取得设计或有关部门的认可后,方能投入使用。 (3)设备安装前,要按照图纸及施工验收规范进行基础中心线标高、几何尺寸的验收。设备基础的尺寸极限偏差和水平度、铅垂度公差应符合施工验收规范的规定。此外,需对设备基础、预埋件、预留孔等进行交接验收,并复核坐标位置、标高、外形尺寸等是否符合要求。 (4)验收预埋螺栓的高度、规格、螺纹、长度及表面的清洁度等,对预埋地脚螺栓还要检查根部中心位置、不垂直度和顶部标高。另外,预埋地脚螺栓的螺纹和螺母应防护完好。 2 机械设备安装阶段 2.1设备就位 在安装设备前,先安装好车间的桥式吊车,再利用桥式吊车来安装其他设备。在吊运设备时,绳索应栓在设备适应受力的位置上,在绳索与设备表面接触部位应垫上木垫板,以防损坏其油漆表面或已经加工过的表面。 2.2设备找正 指设备的纵横中心线与基础上的中心线对正。在设备未安装之前,首先根据设计、安装和将来对设备进行检修的需要并结合本区设备布置图,绘制永久中心标板和永久基准点布置图,在图中标明永久中心标板和永久基准点的编号、设置位置。埋设永久性中心标板和永久基准点,以供设备安装调整使用,同时为了观测设备基础的沉降情况,还要在整个机组的基础和主要设备附近埋设基础沉降观测点。埋设时注意要在同一块基础的四周至少埋设四个基准点,以检查同一块基础的沉降情况。设备的定位基准一般在设计规范或说明书中都有规定。若无规定时,可采用几何作图法在设备的加工面上确定设备的中心点。 2.3设备的定位及调整 2.3.1设备的平面定位 为了保证设备在基础上准确就位,设备吊装就位后应根据已设置的中心标板,挂设基准线。基准线的挂设应根据设备安装精度要求和挂设跨距选用直径为0. 3mm。0.75mm的整根钢线,其拉紧力一般为钢线破断拉力的40%,80%,水平或倾斜挂设的跨距不宜超过40m。基准线应挂设在便于调整的线架上,用线锤对正中心点,当对正中心后用调整螺母锁定钢线,使其钢线在使用时不发生位移,但使用期间应定期进行复检。 2.3.2设备的标高调整设备的安装标高应选择设备的主要工作面作为测量基准,如轧机底座的上平面。由于永久性基准点一般离设备较远,因此应用精密水准仪,根据永久性基准点,投设在设备附近一个辅助基准点上,以便于设备在安装过程中的标高调整。对于较重要设备,最终还要用精密水准仪进行复测。 2.3.3设备的水平度调整 设备水平度调整方法分整体设备、分体设备。一般整体设备在设备的工作表面或组装结合部表面直接用水平仪测量,根据设备的安装精度可选用不同精度的水平仪。分体设备安装时可分别对各分体部件进行找平。如卷取机底座,先将两底座分别找正、找平,然后将长平尺放在两底座上,把水平放在平尺上进行测量。 2.3.4设备的清洗 清洗设备各零部件加工表面上的油脂、污垢及其他杂物,并使其表面具有防锈能力。设备表面如果有干油可用煤油清洗,若有防锈漆则可用香蕉水或丙酮清洗。设备清洗后,用棉纱擦净并涂以润滑油。设备无油漆的部分均应涂上有机油防锈。 2.3.5设备的润滑 设备内外各部清洗干净后,才可进行加油润滑。润滑油必须经过化验,确定符合要求后才可以使用。加入设备前润滑油必须过滤,所加油应达到规定油标位置;所有润滑部分及油孔应加满润滑油。使用润滑脂密封简单,不易脏污,减少损失,不必常加换润滑脂。特别是对高速电机、自动装置及不易加油的设备润滑实用意义很大。同时,润滑脂受温度影响不大,对荷载性质、运动速度的变化有较大适应范围,在垂直润滑面上不易流失。在润滑脂中加入适量石墨粉,能形成更坚韧的油膜,能在往复运动机构中起缓动作用,避免爬行,消除震动。润滑脂由于流动性差,导热系数小,因此不能作循环润滑剂使用。 3 机械设备试运转阶段 试运转的目的是进一步检查设备存在的缺陷,并进行使用前最后的修理和调整,使设备的运行特性符合生产的需要。试运转的步骤是:先空载、后负荷;先单机,后联动。必须在上一步骤检查合格后,才能进行下一步骤的运转。试运转中应注意以下几点。 (1)设备正常运转时声音时均匀、平稳的,反之会发出各种杂音。 (2)需要测量的温度主要有摩擦部位的温度及油温、冷却水温,对空气压缩机还需测量其出口温度。 (3)在考核设备运转情况的同时,更要注意考核系统的整体效果。 4 设备安装验收阶段 验收是机械设备安装施工过程中的重要环节,必须严格执行标准,认真验收,为机械设备的安全运行打好基础。验收的主要依据包括:设计文件;机械设备安装工程施工及验收规范;主要材料的出厂合格证及检验报告;设备资料(说明书、合格证等) ;隐蔽工程记录和各工序的检验记录等。需要注意的是,安装所产生的误差是不可避免的。而且随着设备的运行,各活动件都会产生磨损,一般初期磨损较快,以后磨损会渐渐减缓,由于磨损,一些原来校好的精度也会变动,我们安装工作总的目标是使设备在很长的稳定使用期内保持理想的精度,这就要求安装人员必须有一定的制造工艺知识,把制造厂形成的设备精度与安装允差结合起来考虑,使偏差向有利的方向发展,以最终确保设备使用性能。 结语: 随着冶金工程技术的不断深入发展,高科技、现代化的冶金设备不断涌现,对设备的安装精度要求也越来越高。机械设备安装工程的质量是依靠安装施工人员在每一道工序中认真负责的工作来保证的,这就对机械设备安装工程的施工人员提出了更高的要求。随着机械设备安装工程规范的进一步完善和发展,从业人员的技术水平和管理水平的提高,机械设备安装工程质量一定能得到切实有效的保障和提高。 机械工程类论文:机械工程中节材问题的探究 一、机械工程中材料消耗的现状 (一)在机械产品成本中,原材料费用过高。 根据国家有关部门对机械系统近万个企业进行的统计结果表明:每年消耗钢材1000万吨,占全国的15%-20%。原材料费用平均占机械产品成本的60%以上。 (二)钢材利用率低。 据统计,我国机械工业钢材利用率权为60%左右,与发达国家相比,有10%-15%的差距。每提高一个百分点就意味着可节约10万吨钢材。我国机械工业的铸、锻件综合废品率偏高,造成原材料和能源的浪费,有人调查过部分企业,铸铁件废品率为12%-14%,铸钢件废品率为10%-11%,有些厂甚至高达20%,而国外一般低于5%。另外我国重要的基础件的寿命短,如模具仅为发达国家的1/3。与国家有关机械系统节约材料技术政策中的要求相差甚远。 二、机械工程中节材的途径 机械工业节约材料的重点是钢材等金属材料,同时也要注意节约其他原材料。从技术经济角度来看,机械工业节材必须考虑以下四个方面:降低产品的材料消耗;减少制造过程中的材料消耗量;提高产品质量; (一)采用先进技术,提高利用率。 采用先进制造技术,提高铸件精度,推广精密性成形技术,在金属件生产中扩大中精锻件比例,使模锻、精锻件比例提高60%以上;继续推行集中下料、科学套材、改进下料工艺和装备,推广各种精密,自动、数控编排的切割技术,采用带锯床、中温剪切等下料新设备;大力采用先进焊接技术,减少焊条用量;采用先进的热处理技术,提高零部件寿命;推广可控气氛,少、无氧化热处理工艺和锻造用保护气氛加热工艺和装备,减少金属氧化损失;采用材料表面处理技术,提高材料表面性能,实现节材低耗;对于关键基础体(轴承、齿轮、弹簧、液压气动元件、模具等),扩大采用精炼钢和脱氧钢,以及行之有效的热处理和表面热处理新技术,显著延长其使用寿命。如上海某公司采用切削活塞,其材料利用率为43.5%,改用冷挤压后可达92%。某大型轴承厂采用高速镦锻生产线,使直径在50mm以下的套圈材料利用率从9.9%提高到42%,—年节钢1800吨。 (二)采用先进的防腐蚀技术,延长设备的使用寿命。 在国民经济中不论哪个部门都毫无例外地存在着腐蚀问题。腐蚀给人们造成的危害是很大的,它一方面造成设备、零件等材料的直接损失,另一方面还造成影响正常生产,恶化操作环境,影响产品质量,新工艺不能上马,设计保守,以及发生人身安全事故等一系列重大的损失。据有关资料介绍,估计全世界每年腐蚀损失100亿英镑(折合人民币约590.8亿元)。全世界每年金属的腐蚀损失约为全年总产量的20%,也就是说全世界每年约有1亿吨金属因腐蚀而损失掉。由此可见,腐蚀是自然界的浪费之一。因此,防腐蚀也是机械工程中节材的又一重大技术课题。随着科学技术的飞速发展,新的防腐蚀材料和方法的不断涌现,防腐蚀技术也在不断提高。例如:我军装备维修表面工程研究中心在海军猎潜艇上推广新型电弧喷涂防腐技术,可使猎潜艇钢结构的防腐寿命从5年延长到15年。 (三)扩大应用新材料,改善用材结构。 扩大应用新材料,改善用材结构,提高用材水平,积极推广各种高强度低合金钢、冷成形钢、冷拔钢管等高效钢,使用切削钢、新型模具钢、感应淬火钢等节能节材新材料;扩大硬质合金材料的使用,以及节约高速钢和模具钢等,扩大粉末冶金材料在汽车、拖拉机和家用电器等方面的应用;在汽车、农机和交通运输设备中,开发应用工程塑料和复合材料。比如用高强度低合金钢代替普通碳钢制作一般承载构件,重量可以减轻10%-30%的。 (四)提高产品设计水平,充分发挥材料潜力。 提高产品设计水平,充分发挥材料潜力,降低材料消耗以轻量化为目标,大力推广计算机辅助设计,优化设计,有限寿命设计、防腐蚀设计和价值工程方法,使产品既可靠安全又结构紧凑,用材合理;适当提高材料使用强度等级,充分发挥材料性能潜力,降低材料消耗。如对eq-]40汽车桥壳进行疲劳研究和优化设计后,每台减少5千克,新设计的经济型数控车床与普通塔车床相比,采用数控伺服机构后,省去刀架和溜板等,零件数目减少2/5。 (五)大力推广再制造工程的研究及应用。 再制造工程是正在发展中的一个新兴研究领域和新兴产业,在国外也仅有十几年的历史,国内有许多单位正在进行再制造领域的研究。全军装备维修表面工程研究中心、西安交通大学等单位使用表面工程技术进行设备零部件的再制造研究和应用;装甲兵工程学院、空军第一研究所、空军工程大学和海军工程大学对装甲车辆、军用飞机,舰艇的延寿作了大量的试验和研究工作。20世纪90年代初以来,国内的一些部门对修复热处理已经做了尝试工作,如对长期服役过的发电设备上的某些重要零件进行修复热处理。应用等离子喷涂技术对重载坦克车辆零件进行再制造修复和强化,实车考核证明用再制造技术修复和强化的零部件比新品的相对耐磨性提高1.9-8.3倍,寿命提高2-3倍。对首钢从比利时购进的二手连铸设备中的三百多件大型轴承座和轧辊,经再制造修复后,已使用数年。目前一些单位已经开始了汽车、计算机、空调、电冰箱、摩托车等产品零部件再制造的研究工作。再制造工程技术不仅能恢复原产品的技术性能,而且能及时引进新技术、新工艺和新材料,改进提高产品的技术性能和可靠性,从而延长产品的使用寿命。再制造产品的费用仅为新品价格40%-60%,达到废物利用,变废为宝的目的,为降低材料消耗,节约原材料开辟了一条新的途径。 三、对节材途径的展望 (一)面临进入wto新技术发展的机遇和挑战,发展再制造业是应付这种挑战的一种有效手段,使用再制造产品将再制造业降低成本,节约资源,减少污染。 (二)将节约原材料贯穿于原材料生产、产品设计制造及使用的全过程,其中在制造过程中节材是潜力最大、最易见效的—个环节。因此要大力开发和使用先进技术、工艺和装备,大幅度提高国产技术装备水平,加速传统产业技术升级。 (三)基于以上论述,我建议在上世纪90年代出台的有关节约材料技术政策的基础上,力争在行业平均钢材利用率达80%,铸造综合体废品率下降5%以下,重点骨干企业下降到3%以下,并将关键基础件的平均使用寿命延长到30%以上。 四、结语 随着现代工业的发展,资源、能源及环境保护的问题日益突出。因此,材料的工程应用必须对之有所考虑,特别是对于大批量生产的零件,所用材料应该来源丰富,顾及国内的资源及市场供给情况,并应尽量选用生产过程耗能低的材料。节材与节能的结果必然减少了环境的污染,有利于保护生态环境。从人类可持续发展的战略高度出发,节约原材料,代用稀缺物资应是现代机械制造工程必须继续探讨的重要内容之一。 机械工程类论文:谈机械工程设计中的创新 机械工程产品在工业生产中作用大,因此,在进行机械工程设计的时候一定要不断应用创新思维,这样才能更好的提高设计质量。同时也要在机械工程产品模块化发展中取得更好的成果在机械工程设计中,相似性理论的作用是非常大的,因此,在设计过程中一定要对相似性思维进行重视。 1 创新设计与创新思维 在进行机械工工程设计的时候,设计是否能得到成功是和设计中是否进行创新有很大关系,在机械工程设计中创新不是简单的构想,是要在知识和经验的积累上进行创新设计,因此,在进行设计的时候要有很强烈的创新意识和创新思维能力。无论在哪个领域知识都是非常有限的,但是想象力却是无限的,因此,在一定程度上想象力比知识更加重要。想象力能够更好的推动世界,同时也能更好的实现社会进步,想象力是知识进化而来的,因此,在进行科学研究中,想象力是非常重要的。创新思维不是逻辑上循序渐进得到的,而是通过形象化构思和想象得到的思维形式,在一定方面上要能够更好的对事物的本质进行掌握。创新思维要依据经验的积累,同时也要不断的超出经验,这样才能更好的形成直觉方面的思维。 创新思维是一种有意识努力和潜意识努力的结合,在一定程度上能够更好的形成人们的智能。潜意识通常都是非常的模糊的,同时也是非常的无意识的,但是在人脑中这种思维模式确实非常的频繁的,同时在人脑中也是要依赖知识、方法和经验的积累的。人们在学习和工作中只有知识积累非常丰富,信息储备非常多,才能在无意识的情况下进行思考,同时能够更好的将知识进行结合,这样才能产生很好的设想,出现灵感。潜意识的出现是无法离开人们的有意识,因此,潜意识通常会在人们对一个问题长期思考的过程中形成,而且对问题的解决是非常有帮助的。在通常情况下,潜意识经常会处于一种游离的状态,在某个不经意的瞬间就会出现一些灵感,因此,在一定程度上,潜意识能够更好的打开人们的思路,同时也能将出现的问题进行解决。创新思维是创新设计的灵魂,同时也是人们丰富经验和知识的积累,但是在一定程度上创新思维并不是知识加上经验。 2 机械工程创新设计的研究对象 在机械工程设计方面进行创新设计不仅要提高学术水平,而是为了获得更好的经济效益和社会效益。在机械工程设计创新设计方面进行研究是为了更好的在发明创造新机器和新机械方面提供理论依据和方法,同时也是为了更好的实现机械工程智能化发展,实现真正意义上的专家系统。这样能够促进机械工程设计水平向自动化、智能化以及集约化方向发展,同时在产品设计方面也能更好的提高同类产品的竞争能力。在专利产品技术不断实现产业化发展的时候,能够更好的实现经济效益和社会效益,同时在进行机械工程设计时不但培养设计人员的创造性思维也能更好的提高设计人员的创新能力,同时也能提高人们在创新设计方面的自觉性以及技术上的可操作性。机械工程设计方面的创新将成为一种新的工具和手段,在新产品更新换代方面也能取得更好的效果,能够为社会创造更多的财富。 在进行机械工程创新设计时一定要发挥设计者的创造力,同时在设计方面要不断的进行新颖性和实用性方面的改造,这样能够更好的保证机械产品在未来的使用效果。在对机械产品进行改造时可以对生产情况进行必要的改造,同时也要对机械产品的性能以及可靠性、经济性和实用性进行提高,同时在进行新机器和新产品设计的时候一定要保证其在生产中得到有效的应用,避免出现实用性不理想的产品。同时在机械工程创新设计方面要不断对其他方面知识进行掌握,这样在进行设计时能够更好的在设计技术和方法上进行提高。 3 相似性思维对技术创新的作用 工程技术在种类上是非常多的,同时在学科方面也是非常多的,但是在发展过程中也是存在着相似性,只是相似程度会存在着一定的不同。随着技术的发展,在相似程度上也出现了不断的转换,这样就使得很多事物在发展过程中出现了不是绝对存在的情况,这样也使得很多事物存在着划分越来越模糊的情况。 在对事物进行研究的时候,抓住事物之间的相似性能够更好对事物的本质进行了解。在工程技术领域中,在工程设备、工程系统以及工程建设之间都是存在着一定的相似性的。在进行工程设备研究的时候,要对其功能进行划分,这样就能得到设备的基础部分,动力系统、控制系统以及执行系统等,这些系统在工程设备中都是必备的系统,同时在本质上也有一定的相似性。很多的设备在构造原理和方法上是比较相似的,但是也存在着一定的差异,在科学技术不断发展过程中,技术也在不断提高,这样就使得设备在功能方面也出现了一定的变化。在对工程技术问题进行研究时,一定要对设备的相似规律进行掌握,这样才能更好的从工程相似论中进行设备设计。 在先进制造技术领域中,新技术在日新月异地发展,新术语和新概念层出不穷,着实让人眼花缭乱,如计算机集成制造、精益生产、并行工程、敏捷制造、全球化制造、分散网络化生产系统、大量定制化生产等等。通过考察不难发现,它们都具有本质相似性,即提高生产率以缩短制造周期、降低成本和提高质量,这是它们共同的根本任务,只是在不同时代背景和社会条件下措施不同。这种相似性思维在工程技术和创新中屡见不鲜。例如,在控制工程中,可以用具有相似数学模型的电系统来模拟一个机械系统,从而产生了物理系统的模拟技术。随着电子学与计算机科学的发展,这种物理量的模拟技术又发展成为数字化的仿真技术,并进一步发展成虚拟现实技术。在制造领域中,可以采用这些技术,通过相似性思维过程时行再创造,发展出产品设计拟实技术和制造拟实技术,有人称之为:虚拟设计和虚拟制造。善于创新的人与一般人的区别,就在于他能不断发掘现存事物中需要的变异,并将它与相关事物和相关技术进行相似性匹配,从而触发创新灵感,达到创新的目的。这就是从相似性思维达到创新的全过程。 4 相似性分类是创新研究的关键 按事物的相似性进行科学分类,是创新研究的第一步。在工程技术中,不仅要对结构相似、运动相似、功能相似、工艺相似的系统或部件进行分类,还要在分类的基础上进行分析分解,按层次找出相似的单元,最后进行综合和优化,根据客观需要对分类后的相关单元进行优化组合和融入新技术,形成新事物或新的技术过程。例如,在制造工程中,前苏联学者米洛凡诺夫将零件按其结构相似性进行分类后创立了成组加工,使原来只能用生产效率极低的单件生产方式加工的零件,通过分类并组,并根据各类零件的共性改进加工设备和工装,使之能采用类似大批量生产方式加工同类零件,大大提高了生产率和经济效益。 5 结束语 在机械工程设计中进行创新能够更好的提高机械的生产率,同时也能为经济发展做出贡献。机械工程设计进行创新一定要在设计中具有创新思维,要想获得创新思维,人们一定要对知识和经验进行积累,这样才能更好的实现思维创新。 机械工程类论文:机械工程智能化的现状及发展方向探讨 当今的社会是一个智能化的社会,智能手机、智能电视、智能移动网络终端等一系列智能化设备的问世掀起了智能化时代的高潮。科技水平的发展为智能化的发展提供了必要的技术支撑,经济的发展为智能化的大规模运用提供了必要的经济基础,智能化技术渐渐被应用到社会各领域。机械工程在社会发展中扮演着十分重要的角色,它为人们的生存提供了必要的生产资料。为了社会发展的需要,机械工程的智能化已是大势所趋,机械工程智能化的发展已成为研究的一个重要课题。在此大背景下,本文针对于此做出简要的分析。 一、机械工程与智能化 1、机械工程 机械工程是一门以自然科学和技术科学作为理论根据,通过研究各种机械的开发设计、制造安装、使用维护并对机械中存在的问题进行维修的应用性学科。从社会发展的角度看,社会发展离不开社会生产,但是社会生产十分依赖机械设备,机械设备具有大规模生产的作用,离开了机械设备,社会生产只能满足极小的生产需求。机械工程为社会发展进行大规模、大范围的生产活动提供了必要的条件,对于促进社会经济的发展十分重要。 2、智能化 智能化是当今世界发展的主要方向,其涵义较为复杂,涵盖的知识领域十分广阔,被应用的范围也较大。随着科技水平的不断创新,在技术的支持下,智能化的发展也不断取得进步,使得智能化的应用领域越来越广,渐渐不止应用于如今我们所知道的智能手机、智能电脑等移动设备领域,同时也被应用到工程建设等诸多方面。而科学技术的不断创新也为智能化提供了源源不断的动力,对于深化智能化的发展方向十分有利。另外,在变革的时代,智能化是大势所趋。 二、我国机械工程智能化的现状及其重要性 1、我国机械工程智能化的现状 上世纪科学技术的快速发展为现阶段机械工程的发展奠定了良好的基础,目前,机械工程的知识体系日趋成熟。而智能化是研究者根据人类大脑的构造与功能研究出来的,机械工程的智能化主要目的在于结合人脑的特点实现用机械替代部分的人工劳动。现阶段,我国的机械工程发展趋势较为明朗,多管齐下,既有引进外国先进技术水平,又有自身的探索与研发,还有政府的政策扶持,机械工程的发展处在十分有利的环境下,发展十分迅速。 智能化在机械工程的发展中十分重要。目前,我国的众多企业已经开始研发智能化应用于机械工程的可能性,尽管企业的运作方式上还存在一些不足,但是企业在管理模式、生产制造等方面有所变革,更多的公司越来越重视对创新能力的培养。但是现阶段我国的机械工程智能化发展仍存在诸多的困难:科技水平虽然有了长足的进步,但与世界顶级水平还存在差距;智能化虽然有了一定的成果,但创新能力不够;信息管理系统虽然建立,但还有待于进一步完善;企业的发展较为迅速,但是智能化的程度不高等。但是,这些困难都只是暂时,机械工程智能化发展方向是大势所趋,随着我国经济、科技等方面的深度发展,将为机械工程智能化提供更强大的支撑。 2、机械工程智能化的重要性 机械工程为人类提供大量的生产资料,维护着机械设备的正常运转,机械工程包括社会生产的多个方面,将机械工程与智能化相结合,能够为社会生产提供更为人性化的服务,机械工程智能化不仅能提高生产效率,不断满足人们多方面的需求,还能以对环境造成的最小化代价换回经济效益,机械工程智能化发展方式能实现经济与环境的和谐发展。 三、机械工程智能化的发展方向 1、生产产品智能化 产品是促进企业进行正常经营活动与持续发展的基本,也是企业实现经济效益的手段,尤其是机械设备直接生产出来的产品,不仅要保证产品生产出来的质量,同时也要保证生产效率,满足市场及消费者的需求。智能化的生产方式不仅能保证机械设备生产的产品在质量上精益求精,还能兼顾提高生产效率。除此之外,对于消费者越来越高的产品要求与多元化的产品需求,智能化的生产方式能根据消费者特殊的要求生产特色的产品。如实现电脑与手机的无线连接以达到传输文件的目的;手机的无线充电模式等都是产品智能化的体现。 2、管理方式的智能化 智能化管理方式在机械工程管理中的应用逐渐深入,势必会给机械工程企业所固有的管理方式造成冲击,促使企业管理方式发生变革,由原来交叉粗放的管理方式转变为细化到个人的管理模式,保证决策的实效性;由原来的人力管理转变为计算机系统管理。智能化的管理方式能确保机械工程企业的生产、销售、产品维护、市场开发等方面都得到及时的跟进与补充,实现一体化的服务模式,并且能给及时反馈运行的结果,方便后续的生产经营活动。智能化的管理方式,不仅能有效节约管理成本,还能有效提高管理的质量与效率。 智能化管理方式的创新能促进机械工程企业的整体发展,随着此种管理方式的深入,能有效提高机械工程企业对市场环境的风险防范意识,同时对于市场的变化有及时的反馈,不断适应市场变化的发展要求。因此,智能化管理方式在机械工程企业的应用发展前景很可观。 3、机械工程设备的智能化 在现阶段,伴随着科学技术水平的不断突破创新,机器设备也在朝着智能化、自动化的方向发展。机械工程智能化不止是生产产品的智能化、管理方式的智能化,同时也是机械工程设备的智能化,这种智能化的机器生产能有效提高生产效率,还能协助设备管理人员对机器设备进行智能化的管理,降低管理成本,通过机器管理机器,达到智能化管理机器性能与运行状态的目的,如当机器在生产过程中发生故障时,监管设备就会发出警报,停止该问题设备的运转,保证机器不会发生二次故障的情况。 机械工程设备的运行状况是机械工程生产效率的基础,在生产过程中至关重要。由于不同的机器设备存在设计、构造、性能、安装等方面的差异,机械工程的生产效率与生产目标也存在不同,智能化的机械工程设备能根据各机器的不同功能进行合理化的运作。 4、科技的智能化 科技智能化是实现生产产品智能化、管理方式智能化以及机械工程智能化的前提条件。科技智能化能广泛应用在机械工程生产的各个环节,如感应技术、联动控制技术、远程控制技术等。因此现代机械工程企业要密切关注科技发展趋势,紧跟科技发展步伐,与时俱进,将新型的科技应用到生产中。 创新科技的智能化,不仅能提高机械工程企业的生产经营效益,也是改善企业员工工作方式、提高企业生产效率、保证产品质量的关键所在。需要注意的是,对于不同领域的产品,生产规范、产品结构、 生产方式上各有不同,不能采取“一刀切”的方式简单粗暴的进行生产,需要根据实际的需求进行相应的设备、技术选择,使机械工程智能化生产的产品在保证质量的同时满足消费者的不同需求。 结束语: 总而言之,机械工程对于社会经济的发展十分关键,智能化是社会发展大势所趋。现阶段,虽然我国机械工程智能化发展面临一些问题,但是困难只是暂时的,随着科技与经济的继续深入发展,其发展前景十分明朗。 机械工程类论文:浅论机械工程技术教学研究 机械制造技术是一门非常重要的专业课,它包括金属切削机床、金切原理与刀具、机床夹具、机械制造工艺、数控加工工艺等内容。本课程的目的是使学生掌握机械制造技术的基本理论知识,同时通过生产实习、课程设计等实践环节使学生具备分析和解决机械加工技术问题的能力,学习机械制造的新工艺、新技术及发展方向,为学生走向工作岗位、从事生产实践打下坚实的基础。教师应认真研究教材,积极研究教学理论和教学方法,努力提高教学水平。 1. 教书育人,德育为本 教师是“人类灵魂的工程师”,不仅教授学生专业知识,更要对学生进行德育教育。教学中,应结合学生将来可能从事的技术与管理工作的性质,从本专业对人才培养等方面,对学生进行生动深刻的讲授,使他们了解本课程的重要性,激发其学习的兴趣。在教学中,必须把思想品德教育、职业道德与专业技术教育有机地结合起来,使他们成为德才兼备的有用人才。教师应身体力行,为人师表,做好表率,使学生不仅学到知识,而且学会怎样做人。 2. 注重内在联系 专业教育的目的是要使学生用全面和发展的眼光看问题。从教材前、后内容的联系上,从本课程与其他课程的关系,从机械制造技术与其他学科之间的联系,从理论与实践的联系上全面了解和掌握专业知识和技能。 教材是按着一定的顺序编写的,但前、后内容有着紧密的联系。比如,教师在讲授“机械加工工艺规程”和“机械加工精度”等基本概念时,经常要用教材中的例子和生产中的实例来说明,而“典型零件加工”的内容又与前面机械制造基本理论有重要联系,就应引导学生寻找各部分内容的内在联系,这样更容易系统深刻地理解教材。 机械制造专业的各门课程是一个有机的整体,密不可分。机制制造技术与“机械制图”、“机械原理与设计”、“数控加工与编程”等其它专业课和基础科有密切的内在联系。例如在介绍机床夹具的内容时,夹紧力可以由机械、液压或气动装置提供,夹具的结构就有变化[1]。教学中,要把机械原理、机械零件、气动和液压传动等课程的知识联系起来,使学生全面掌握要点,提高专业水平。 3. 教学互动,激发学生的学习兴趣 在机械制造技术的学习中,不少学生感到每节课的知识过多,不能及时理解消化,为了解决这一问题,可以使用多变的教学方法并提高教学艺术性。对教学内容要有的放矢,详略得当。对于易理解的内容,要求学生先预习,讲课一带而过;较抽象的内容除布置学生预习,还应认真讲解;理论性和实践性较强的知识重点讲解,理论联系实际。 教学中可采用讨论式教学方法,即学生按照教师布置的思考题在课前进行预习。课堂上先提出问题,再让学生略加思索之后回答。学生各抒己见,在充分地讨论之后,教师做总结,指出要点。例如在学习曲轴加工的内容时,曲轴与一般的轴不同,它由主轴轴颈、连杆轴颈和连接板组成,结构细长,多曲拐,刚性差,其加工过程很有特点[4]。组织学生参观曲轴加工现场并翻阅技术资料,自己根据零件加工特点,提出加工的方法并相互讨论,在此基础上,教师总结曲轴加工的工艺难点和解决方案。这样以学生主动思考、积极讨论为主,教师提示、答疑为辅,能够充分调动和发挥学生的主观能动性,将被动学习变为主动学习,可以收到很好的教学效果,便于培养学生自学能力,促使学生动脑筋想问题,使其思维能力和表达能力都得到锻炼,提高他们分析和解决问题的能力,有利于培养创造性人才。 4. 利用教具、实物等进行直观教学 机械制造技术的实践性和综合性较强,各部分教学应注意与生产实际相结合,可以利用各种教具、挂图、实物、模型、录像、多媒体等直观教学手段增强学生的感性认识。例如讲解各种刀具时就可以把常用车刀、数控刀具和刀柄、麻花钻、深孔钻头、浮动镗刀、珩磨头等带到课堂上,适时拿出来介绍。在介绍机制工艺规程制定的内容时,可通过观看录像让学生直观了解工厂生产的过程,包括生产技术准备、毛坯制造、零件的各种加工过程等。较大的典型零件如车床主轴箱:床身等可能用木材和纸板做成简易模型,较复杂的工装、机床结构也可做成模型,必要时还可以带学生到工厂参观,进行现场教学。对于工步、走刀、工序等较难掌握且容易混淆的概念,可以组织学生观看车削、铣削的加工录像,有针对性地讲解和区分。讲解数控加工工艺时,可利用数控加工仿真软件介绍数控车、铣和加工中心的对刀、设置刀具补偿、工件的定位和装夹、刀具运动轨迹等内容,带领学生深入工厂观看数控机床加工现场,都可收到很好的效果。 5. 搞好现场教学 根据不同的教学内容、不同的情况采用多种形式的现场教学。对于各种加工方法、各种机床、夹具、刀具和量具,可组织学生去实验室、工厂机加工车间参观实习。针对某一典型零件的加工,可组织专题现场教学,要详细了解图纸和工艺条件,学习工艺过程,了解其典型设备、工艺装备的机构特点和使用方法。对重点零件的加工,要求学生仔细观察、运用所学的理论知识,改进不合理的工艺方法;对生产中遇到的质量或其他技术问题,应指导学生分析并解决,必要时,向工厂的技术人员和工人请教。在实习中,把典型的工艺方法、夹具、专用刀具都记录下来,与所学的理论进行比较,来巩固理论知识和提高解决技术问题的能力。当然,课堂与现场要相结合,教师应根据工厂的情况编写出实习教案,精心组织实习的内容,首先在课上介绍零件图纸和技术要求,然后带领学生深入现场,最后回到课堂组织学生讨论分析,教师汇总,指出要点。 总之,机械制造技术是一门综合性、实践性都很强 的课程。任课教师认真研究教学方法,不断提高知识水平,真正做到理论联系实践,必然能教好这门课,取得理想的效果。 机械工程类论文:对自动化技术在机械工程中的应用研究 随着机械制造步伐的逐步加快,机械工程中自动化技术的应用也得到了全面的发展。在过去,自动化技术的应用通常是局部、单机形式的自动化,而如今,自动化技术不仅综合了集成技术,还囊括了一系列先进的智能设备,因而大大提高了生产效率,使得机械工程领域产生了巨大的变化。随着自动化技术在机械工程中应用范围的不断扩大,自动化技术在机械工程中的应用现状、应用策略以及发展趋势等问题也就成为当前热议的话题。 1、我国自动化技术在机械工程中的应用现状分析 我国自动化技术在机械工程方面的应用情况仍处于单子及刚性自动化阶段,同国外发达国家相比差距仍相对较大,因为国外发达国家自动化技术的应用已经实现了普遍的柔性化、集成化及其智能化。 对于我国的多数企业而言,在机械工程的生产管理的自动化方面采用的仍是传统落后的管理模式,发达国家早已实现了信息化管理,且对于工业管理、组织以及生产模式等方面仍在逐步升级和创新。对于人才管理来说,我国缺乏一个科学有效的管理机制,且所谓的人才多为理论型人才,真正的理论实践型的全面人才远远不够。此外,对于机械设计方面而言,我国无法做到及时地更新,在设计能力方面也并无大幅度的提升。对于工艺水平而言,数控加工等相关技术仍停留于初级的精细加工阶段,还未真正掌握复合加工等先进手段。 对我国机械工程中自动化技术的应用情况进行分析可知,我国在此方面存在着不少问题,较为突出的问题是机械自动化技术全面人才的缺乏、自动化技术较为落后,且应用范围较为狭窄等。作为机械自动化技术发展的基础,相关技术人才的培养相当关键,由于我国在此方面的技术人员多数仅仅空有理论知识,而缺乏实践经验,因此,进行人才的培养过程中必须注意理论同实践的联系,这样方可真正实现自动化技术能力的不断提高,进而推动现代机械工程领域的不断进步。此外,我国还应改变数控系统中传统的封闭体系结构,不断提高自动化技术的管理策略及其科研投入,拓宽自动化技术在机械工程领域的应用范围。 2、机械工程中自动化技术的应用分析 2.1柔性自动化技术在机械工程中的应用分析 对于柔性自动化技术而言,其主要是随着计算机信息技术的发展而产生的,因而是一种新兴技术,此技术不仅可以实现技术性操作的自动化进行,还可以在明确加工目标的情况下进行智能操作。因此,将柔性自动化技术应用于机械工程中可以实现生产效率的提高,从而实现机械领域的工业化发展目标。如今,柔性技术已经成为机械工程中不可缺少的一部分,其将数控技术为核心,同时结合先进的计算机信息化设备、信息科技技术及现代机械生产技术三个方面,推动了机械制造工业的不断发展和进步。由此可知,柔性自动化技术在机械工程中的应用,对于整个工业发展而言具有相当深远的意义,不仅能够实现生产数量及其生产效率的大幅提高,减轻劳动人员的工作强度,还大大提高了生产的质量,实现了生产成本的大幅降低以及产品效益的不断扩大。由此可见,柔性技术在机械制造行业的应用具有全球化趋势。 2.2集成自动化技术在机械工程中的应用分析 集成自动化技术主要指的是对目前现有信息技术不断进行改进,以确保机械制造过程更为具体化,此外,还负责将机械制造生产过程中相关的各种技术及其生产信息进行高效集成,以实现机械生产的不断扩大,最终实现集成能力的不断增强。正是由于具有如此多的优势,因此,如今集成技术在机械工程中的应用已受到了十分普遍的认可,且在信息集成系统不断发展和完善的过程中,集成自动化技术也得到了不断的发展。集成技术涵盖了众多方面,如数据库集成、质量系统工程以及一些复杂程度较高的工业系统设计。就如今的发展情况而言,集成自动化技术在机械工程领域的应用,无论对于产品研发,还是生产和控制都可以取得相当好的效益。 2.3智能自动化技术在机械工程中的应用分析 智能自动化技术指的是通过人工智能技术、神经网络等技术对某过程进行模拟,促使系统能够像人脑一样进行数据的分析或信息的采集,进而实现系统的自动化。此技术在实现机械智能化的同时,还通过集成化技术实现了控制的自动化,因而可以说是一门集智能技术和集成技术于一体的自动化综合技术。此技术在机械工程中的应用有效实现了人工智能技术以及机械制造过程的高效融合,不仅对生产过程的监控十分有利,有效降低了人力资源成本的投入,还实现了生产效率的大幅提高。此外,此技术通过神经网络实现信息的识别,因而使得机械系统运行时具有相对较强的自主适应能力,这对于生产过程中突发事件的快速响应及其解决十分有利。 3、自动化技术在机械工程中的未来发展情况分析 3.1自动化技术在机械工程中发展方向 机械工程中自动化技术应用的发展过程中必须以我国国情为依据,从简单技术入手,逐步朝着复杂技术进行发展,进而建立起一套我国特色的机械自动化系统。如今,虽然我国在机械工程领域已经得到了一定程度的发展,但同国外先进国家相比差距仍相当大,在自动化技术在机械工程的应用过程中先进技术及其相关经验仍相对缺乏,这就要求我国实现机械领域自动化的过程仍有相当长的一段路要走。因此,就我国而言,为了实现机械工程自动化技术的更好发展,必须以我国具体国情为依据,不断进行自动化技术应用经验的积累,同时注重吸收外国在这一方面的先进技术水平,逐步推动机械工程中自动化应用技术的不断发展。 3.2机械自动化技术在企业中的应用和发展 对于自动化技术在机械工程中的应用而言,其主要目的还是为了投入生产,因此必然要在相关企业中进行应用和发展,此时必须以实际情况为依据,确保机械自动化技术的应用能够有效推动企业的发展。对于机械相关企业而言,在进行自动化技术的引入过程中必须先要对企业的实际情况进行考虑,无论是企业的经济能力还是未来发展都要进行认真考虑,以确保机械自动化技术能够产生长远的效益。 3.3自动化技术在机械工程中的应用过程中应注意的问题 进行机械工程自动化技术的应用过程中,必须注意稳固的抓好此项技术的应用过程,对此项技术的基础应用工作进行大力地推广。一面进行主机的发展,同时还要进行配套控制系统及机械自动化元件等的发展。此外,还要确保各种传感器、编程控制器、控制系统、系统及计算机软件和微处理机等方面技术的不断发展,以便为将来的进一步发展打下基础。除此以外,还应不断进行性能优良且应用水平高的自动化机电产品的研究。自动化技术在生产中进行应用的过程中很容易受到系统质量、结构、刚性等方面要求的影响,因此必须不断对其进行更新,以满足机械自动化技术应用方面的需求。 结语 综上所述,自动化技术在机械工程中的应用已逐步成为机械制造领域相当重要的组成部分,机械工程中自动化技 术的应用不仅可以实现原料成本的大幅降低及生产效率的大幅提高,还是避免人力资源浪费的最为有效的途径,因此必须对其给予足够的重视。 机械工程类论文:机械工程图图形检索技术的研究 引言 在基于内容的视觉信息检索技术与计算机信息管理技术探究中获得的科研成果给处置这个问题带来了有用的参考,让迅速查寻所需要的设计图纸变成可能。鉴于此,本文对机械工程图图形检索技术进行分析与探究具有较为深远的意义。 1.机械工程图检索技术的分类 基于文本的图纸检索还有基于成组技术的图纸检索出现了很多的问题,寻找原因会发现问题的形成和举出这类方法的时候,人们对图形的认知水准还有处理问题的考虑点存在较大关联,所以这类问题是方法自身所特有的[1],只借助改变技术细节很难解决,必须通过不同的角度思考这类问题才会可能全部处理发生的困难。伴随基于内容的图像检索技术的进一步发展,国内外已经有某些研究人员将在基于内容的图像检索范围所获得的科研结果加入至CAD领域,通过图形特点的记叙方式完成CAD图形检索。系统首先必须提取到图纸的几何特征数据还有其空间关联数据,关于图纸的特点数据存储至图纸特征库里,客户在完成新设计的时候,只需要给系统提供具有某种特点的图形,系统就能够在拥有的计算机图库里检索到与所提供的图形拥有类似的几何特点或者部件相互拥有类似空间关联的图纸,这样用户就能够用检索出的结果当成参照,根据新的设计需求进行设计。本文所论述的主要是基于内容的图纸检索系统的完成问题。 2.机械工程图大致图形的叙述 第一,简单图形 包含了矩形、圆与三角形这三类图形。 第二,链式图形 通过直线、圆弧相互连接形成的图形,构成这些图形的直线或者圆弧首尾是相接的,图线相互不存在交互关系,所围区域都是单连通域,在其围成的区域里不包含其他的图形因素。 第三,复合图形 通过链式图形与简单图形利用邻接关联形成的图形,在这些图形中轮廓线以里的每个区域中都不存在单独存在的简单图形或者链式图形。图形分解的重要步骤叙述如下: 步骤一:分隔单独出现的图形 单独出现的定义指的是在这个图形的每个部分和轮廓的其他组成成分不存在相交、重合与连接关联,图形单独的出现在总体轮廓之间。这类图形假如是简单图形,则跳转至第4步,假如是链式图形,则必需跳转至第3步,不然其就是复合图形,跳转至第2步完成; 步骤二:复合图形分解 把复合图形根据其组成分解成为相互邻接的闭合图形[2],这类图形可能是链式图形或者是简单图形这两类状况,判别图形的形式,假如图形是简单图形,则跳转至第4步接着完成处置; 步骤三:把链式图形分解成为简单图形的组合 把链式图形分解成为简单图形,包含了图形分解还有判定所得的各类简单图形相互的存在关系这两类问题,也就是先完成分解,再判别各个简单形体相互的空间运算关联是并、差还是没有空间运算关联; 步骤四:存储处理结果 到这里整个的图形就已经被分解成了圆、长方形与三角形这三类简单图形的拼接形式。把图形的构成数据还有每个步骤获得的图形之间的空间运算关系存储至数据文件里。详细情况参照下图2-1所示。 3.机械工程图图形检索数据的组织和检索的完成 复杂机械工程图中的图形轮廓最后能够分解成三类几何图形的组合情况,这个分解的过程总共包含了三个阶段,在分解的第一阶段与第二阶段里,复杂图形被分解成了一些封闭的图形,这类图形相互之间是存在邻接或者互相包含的关联,封闭图形间的组合形式展现出了轮廓的整体构成结构;在分解的第三个阶段,那些不属于规定的几种简单图形的封闭图形被再一次的完成分解,最后通过长方形、圆与三角形这三类简单图形的拼接形式来代表它们,分解获得的简单图形的数量与相互关联代表了繁杂的封闭图形[3]。 在基于内容的图形检索当中,判断检索图形与其他图形相互的匹配程度是检索的重要步骤之一。过去数据库系统的查询往往是基于精准文字匹配的,但是在图形、图像这样的数据检索当中,关于给图形、图像的内容用语义叙述没办法完成全部精准,因此必须要通过相似性匹配来权衡评定检索结果的相符情况[4]。这个相似性情况是通过数值形式来完成表示的。相似性测量是某个模式领域当中关于模式的知识表述,可以度量该领域里对象间的感觉相似性的相应程度。在用户根据图形特点检索的时候,获取到的图形特征是关于图形实体的一类全面的表述,当使用相似性检索的时候要牵扯到两类重要的问题:一个是图形特征的相似性度量,另一个则是基于相似性的查询方法。 4.结语 通过本文探究,认识到机械工程图检索技术的分类,因此对机械工程图图形检索数据的组织和检索的完成进行加强便显得极为重要。然而,这是一项较为系统的工作,不能一蹴而就,需要从多方面完善,比如复杂图形被分解成为一些封闭图形。进一步为我国机械工程图图形检索的发展奠定尤为坚实的基础。 机械工程类论文:机械工程教育信息化发展现状 一、前言 在我国经济中,制造业是国家的支柱行业,占据国有经济的重要地位。随着制造业的快速发展,机械工程技术也迎来了新的发展形势。从目前机械工程技术的发展来看,在产品研发和生产制造中,机械工程技术正在缩小与国外发达国家的差距,在某些产品领域已经达到了世界领先水平。之所以取得这样的成绩,主要原因在于机械工程教育中引入了信息化的理念,不但提高了机械工程的教育效果,也促进了机械工程教育的发展,所以,我们应对机械工程教育信息化发展有全面正确的认识。 二、机械工程技术的特点分析 1、机械工程技术的先进性特点 (1)灵活(2)高效率(3)能源消耗低(4)无污染(5)产品性价比较高。 2、综合考虑设计与工艺的特点 在机械工程技术方面,设计与工艺紧密结合十分重要,在实际生产过程中,需要结合现场的工艺进行合理的设计,使设计一次性成功,这就是经常所说的并行工程。 3、全面考虑工业应用的特点 对于机械工程技术来说,最终的目的就是提高制造行业的经济效益和社会效益。这就要求在设计之前详细了解市场,针对工业应用情况进行设计、研发、生产、销售等等,使该技术能够达到理想中的效果,这样的机械工程技术才算是成功的。 三、机械工程教育信息化发展现状 考虑到机械工程的特点,在机械工程教育开展的过程中,引入信息化手段是十分必要的。从目前机械工程教育信息化发展现状来看,主要表现为以下几个方面: 1、机械工程教育信息化手段已经得到了充分的运用 出于提高机械工程教育质量的目的,在机械工程教育开展过程中,及时的引入了教育信息化的手段,主要包括CAD教学、网络化教学等,通过教育信息化手段的运用,机械工程引进了国外技术的先进理念,形成了对国外先进技术的消化吸收,保证了机械工程能够持续快速的发展。从目前机械工程教育的开展来看,信息化手段的运用范围越来越广,已经成为了机械工程教育的主要手段之一,为机械工程教育的发展提供了有力的支持。随着教育信息化手段的不断发展和提高,相信在未来机械工程教育信息化手段的应用范围更广,应用效果更加突出。 2、机械工程教育信息化采用了网络化发展的模式 计算机网络的发展,为机械工程教育提供了强有力的支持,不但提升了机械工程教育信息化发展的质量,还提高了机械工程教育的整体效果,改变了传统教育模式的束缚,为机械工程教育的发展提供了新的参考。从目前机械工程教育信息化的发展来看,网络化的发展模式为其带来了资源共享的便利,丰富了现有的教育内容,提高了教学实效性,为机械工程教育的发展注入了生机和活力。从这一角度来看,机械工程教育信息化发展成为了机械工程技术发展的必然趋势,为了机械工程技术的提高奠定了坚实的基础,保证了机械工程技术的发展质量。 3、机械工程教育信息化改变了传统教育理念 在传统教育理念中,机械工程的教育应尊重书本内容,应以现有技术为基础进行技术研发和技术教育,对先进技术的引入缺乏必要的手段。考虑到机械工程传统教育理念的缺点,以及计算机信息化的高速发展,在机械工程教育中引入信息化手段已经成为了必然的选择,对机械工程的发展产生了重要影响。基于这一判断,机械工程教育信息化改变了传统的教育理念,开始朝着新技术引入和新技术应用的方向发展,极大的提高了机械工程教育的实效性,满足了机械工程发展的现实需要,提高了机械工程发展的整体质量,为机械工程发展提供了新的参考。 4、机械工程教育信息化提高了教育效果和技术的先进性 通过采用教育信息化手段,机械工程的教育效果得到了持续的提高,为机械工程技术的发展提供了有力的支撑,保证了机械工程技术的发展质量。同时,教育信息化手段的采用,保证了机械工程技术的先进性,使机械工程技术能够及时的引入并借鉴国外的先进经验和成熟的技术,为我国机械工程技术的发展提供有力的支持。从目前机械工程教育的实际发展来看,机械工程教育信息化提高了教育效果和技术的先进性,为机械工程的发展提供了有力的支持。因此,从促进我国机械工程技术发展的角度出发,我们应对机械工程教育信息化手段有深入的了解。 四、结论 通过本文的分析可知,在我国机械工程技术的发展过程中,教育信息化手段起到了积极作用。教育信息化手段不但提高了机械工程教育的整体效果,还对机械工程技术的发展提供了有力的支持,满足了机械工程技术发展的要求。因此,我们要对机械工程教育信息化手段有全面正确的认识,要认真分析机械工程教育信息化发展现状,不断提高机械工程教育信息化的发展质量。 机械工程类论文:分析机械工程及自动化创新实践开发 引言:工程的本质在于创造,工程创造的内涵就是科学知识和技术的开发与应用。工程正是通过对辩学知识技术的开发与应用,创造世界上原先没有人工产品或系统来满足社会现实可能的需要。工程是一种创造力的专业,与社会生活中的其他专业有着不同的分工,以创造为自己的使命,这正是工程教育的本质特征和光荣任务。现代工程的定义具有鲜明的时代特征。2l世纪,世界将进入知识经济的时代,一切创新都依赖于高素质创造型人才,承担培养高素质创造型人才和发展科学文化双重任务的高等教育,必将成为国家创新体系的支柱和基础,寓有创造本质特征的工程教育应当更加突出创新意识和创造能力的培养等。 一、机械工程及其自动化专业创新实验开发研究的意义 随着世界经济一体化趋势不断增强,我国市场经济不断发展与完善,对现代工程的概念也产生了一种新的理论,即“工程是关于科学知识和技术的开发与应用,以使在物质、经济、人力、政治、法律和文化限制内满足社会需要的一种创造性专业”。从中我们可以看出,工程的本质在于创造,而创造的本质就是对科学知识和技术的开发与运用。从这个意义上理解,工程就可以理解为通过科学知识和技术的开发与应用,通过创造出当前没有的产品或者是系统,以此来满足经济和社会发展的需要。从某种意义上说,工程与其他的专业有着很大的区别,最为主要的就是工程专业可以理解为创造力专业,这也是工程教育的本质特征。当前,知识经济时代的到来,使得知识成为了人类社会进步的源动力,一切的经济活动和社会活动也都要依赖于知识的开发与运用,而高素质的创造型人才正是对知识的开发与运用的实施者,培养创造型人才也成为了当前我国教育事业的根本任务,对工程教育进行创新与改革也是当前高等教学改革的一个必然方向。 二、机械工程及其自动化专业综合创新实验的开发研究 通过对高校理工科专业教学体系的分析可以看出,实验教学被安排的位置是在理论教学之后,其实验的目的就在于为学生提供应用理论知识进行实践和应用的机会。工程能力也可以称之为创造能力,这是对于理工科学生基本的素质要求之一,因此可以说,创新实验教学的开发和研究,是为学生提供应用理论进行创造的平台,也是培养学生工程素质和创新能力的主要途径。综合创新实验的开发与研究是一项复杂的、系统的工程,需要以现代教育思想作为根本的指导思想,科学的处理实验教学与理论教学的关系。笔者认为,综合创新实验应当根据专业特点,同时结合学校教学的实际情况,在现有的实验设备的基础上,进行改进和研发,而不需要投入大量的资金进行新设备的购置,通过对现有的实验设备进行优化和整合,引入计算机技术和智能化技术,则能够实现对综合创新实验的整体优化,达到培养学生创新能力和实践能力的目标。综合创新实验的教学目的很明确,就是为了给学生提供一个工程应用教学环境,使学生通过实验来加强对理论知识的理解和掌握,并且学会用知识分析问题和解决问题,进而培养学生的综合能力。实施综合创新实验通常是在理论课教学结束之后,综合创新实验打破了学科之间的界限,其实验内容的设计以培养学生的创新能力作为指导思想。学生在完成一项创新实验的过程中,要对各种实验的设备进行熟练的掌握,也需要借助多个学科知识的综合运用,才能够完成实验。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ι 1、实验设备:细纱机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘细纱机钢领板运动机构;(2)应用测试系统检测钢领板运动规律;(3)根据检测的钢领板运动规律,反求设计控制凸轮机构;(4)对细纱机钢领板运动机构进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅱ 1、实验设备:机器动力学实验台,计算机,测试系统。 2、实验内容:(1)应用测试系统检测机器动力学实验台,当载荷一定时,在安装飞轮和不安装轮飞两种状态下主轴转速的变化情况;(2)建立实验台等效主轴的运动方程,分析飞轮的调速作用;(3)按新给定的主轴运转不均匀系数反求设计飞轮;(4)在计算机上实现不同主轴运转不均匀系数条件下飞轮的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅲ 1、实验设备:1511织布机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘1511织布机打纬机构和棕框机构的机构运动简图;(2)应用测试系统检测检验棕框机构运动规律;(3)根据检测的棕框机构运动规律,反求设计棕框共轭凸轮机构;(4)对1511织布机打纬机构和棕框机构的运动进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 三、“机械工程及其自动化专业综合创新实验"的实施 系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”一般安排与课程设计同步进行。学生在指导教师的指导下完成基本实验内容,然后独立完成计算分析、创新设计以及在计算机上实现创新设计方案的仿真设计或虚拟设计等项内容,最后写出实验报告。系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”不仅重视学生动手能力的培养,更重要的是加强了学生综合应用所学知识分析问题、解决问题和创新思维能力的培养。系列“机械工程及自动化专业综合创新实验”是按照学生掌握知识由浅人深,认识问题由感性认识到理性认识过程设计的,它重视了学生综合创新能力的培养,形成了鲜明的特色。 明确培养目标制定具有工程特色的教学计划。随着科技进步,以计算机信息技术为标志的高新技术在机械制造领域的渗透、融合、应用,使得机械工程学科本身的内涵、外延同传统的观念相比有了质的变化, 企业要求该专业的毕业生不仅具备机械设计制造及其自动化方面的基础理论知识和应用能力,还应具备在工业生产第一线从事机械制造领域内的科技开发、设计制造、应用研究、运行管理和经营销售的能力,为了适应社会需求,就应在现代教育思想、教育理念的指导下,以培养具有工程素质的应用人才为目标,构建起新时期对该专业人才要求相适应的、与现代高新技术相融合的、与经济发展环境和资源条件相协调的教学计划体系,按照公共教育、专业教育、实践训练的培养策略,突出工程特色,既要有共性要求,又兼顾个性培养。公共教育部分要培养学生良好的人文素质, 人文与社会科学与自然科学从来就不是分割的, 很多科学技术中的突破来自于人文知识的灵感, 创新思维和创新精神的培养,也绝不是单纯的专业知识教育问题,通过对学生宽广的通识基础和深厚的自然科学理论基础的塑造,辅以工程哲学的教育,可以为工程素质培养奠定良好的基础。专业教育部分要系统学习专业基础课程和核心课程,重视坚实的专业技能的培养,培养工程师的基本素质。在条件允许的情况下,可以为学生提供专业技能认证课程。实践训练部分则着重进行上手快、后劲足的实践能力与创新能力的训练,任何一个学年均有不同的实践教学环节,保证工程实践训练4年不断线,倡导以科研项目、工程现场、实验室研究为背景,进行系统的动手实践能力和创新能力培养。除了上述共性教育,还要对学生进行个性培养,如鼓励学生参加辅修专业的学习,选修感兴趣的其他专业,通过学习,扩大学生的知识面,以此加强跨专业、跨学科的复合型工程人才的培养。 机械工程类论文:本体以及其在机械工程中的应用综述 一、前言 本体在经历了10多年的发展之后,已经实现了语言、环境构建和方法论,现已经构建了理论框架和技术体系,在各行业中广泛应用。 二、本体的基本概念 在信息科学中,作为一种知识表示方法,本体(ontology)包括了研究领域内对象的名称、对象属性和相互关系的逻辑描述,提供了领域内知识表示和交流的词汇集合和集合中各个对象的关系集合。采用这种方法表示知识的本体,是基于一定的目的人为设计的规范说明,这与它所建模的世界有着明显的区别。本体发展至今,其应用范围已经远远超出了传统人工智能和知识工程的范围,这主要是由于本体具有以下显着的优点: 1、异构系统互操作,在异构主体之间对交流的结构化信息达成共识,这是本体开发的一个主要目标; 2、通过本体复用、映射和集成等方式实现领域知识复用,这是本体研究的主要动力之一; 3、明确的领域认定,利用本体表示方法描述领域认定,当领域发生变化时,对应的领域认定的改变也相对比较容易; 4、分析领域知识,建立领域本体,实现领域知识的应用和管理; 5、将领域知识与操作性知识相分离。 三、知识工程中本体的含义 在知识工程领域,研究人员给出了面向人工智能的明确的本体定义,其中,最重要的一个是Gru-her在1993年采用人工智能界公认的概念模型为基础给出的:本体是概念模型的明确的规范说明。随后Studer在参考了Gruber和Borst的定义的基础上提出了本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明。本体定义的核心内容本文由论文联盟//收集整理是概念模型,即研究领域内存在的对象、概念及其他实体以及它们之间的关系是研究领域的一个抽象的、简化的视图,每一个知识库、知识库系统或知识水平的主体,都或明确或隐含的依托于某些概念模型。分类法(taxonomy)是对科学分类的普遍规律的研究,是按照一定的思想观点,以科学分类为基础,结合领域内容和特点,将领域知识分门别类以术语的形式组成分类表。本体与分类法相比,主要有两个区别:本体具有更为丰富的内部结构并且反映了某种程度的共识。 理论上,可以通过5种类型的构件来形式化描述一个本体:概念、关系、函数、公理和实例。这里的概念可泛指论述的任何事物,如任务、功能、行为、策略和推理过程等等,有时为叙述方便,概念也称为类。关系用来表示领域中概念之间的相互作用,元关系形式化定义为个集合的笛卡儿乘积的子集:R:C×C×…×C。函数是一类特殊的关系,在这种关系中,前n一1个元素可以惟一决定第n个元素,函数的形式化定义为:F:C×C2×…×G一一C。公理用来表示领域中永真的陈述,实例表示领域中的具体元素即对象。 四、本体构建的规则 本体构建方法概述出于对各自问题领域和具体工程的考虑,构造本体的过程各不相同。目前没有一个标准的本体构造方法,最有影响的是Gruber在1995年提出的5条规则: 1、清晰:本体必须有效地说明所定义的术语的含义。定义应该是客观的,与背景独立的。当定义可以用逻辑公理表达时,它应该是形式化的,应该尽力用逻辑公理表达。定义应该尽可能的完整。所有定义应该用自然语言加以说明。 2、一致:本体应该是前后一致的,也就是说,它应该支持与其定义相一致的推理。它所定义的公理以及用自然语言进行说明的文档都应该具有一致性。如果从一组公理中推导出来的一个句子与一个非形式化的定义或者实例矛盾,则这个本体是不一致的。 3、可扩展性:本体的可扩展性是指,本体提供一个共享的词汇,这个共享的词汇应该为可预料到的任务提供概念基础。它应该可以支持在已有的概念基础上定义新的术语,以满足特殊的需求,而无须修改已有的概念定义。也就是说,人们应该能够在不改变原有定义的前提下,以这组存在的词汇为基础定义新的术语。 4、编码偏好程度最小(Minimalencodingbias):本体应该处于知识的层次,而与特定的符号级编码无关。本体的表示形式的选择不应该只考虑表示上或者实现上的方便。概念的描述不应该依赖于某一种特殊的符号层的表示方法,不能依赖于某种确定的语言,因为实际的系统可能采用不同的知识表示方法。 5、本体承诺最小,(Minimalontologicalcommitment):本体承诺应该最小,只要能够满足特定的知识共享需求即可。也就是说,本体应该对所模拟的事物产生尽可能少的推断,而让共享者自由地按照他们的需要去专门化和实例化这个本体。Gruber还指出,由于本体承诺是以词汇的使用为基础的,因此可以通过定义承诺最弱的公理以及只定义应用所需的基本词汇来保证。 五、基于本体的产品信息模型 来自华盛顿大学的Sudarsan和CMU的Fenves作为美国国家标准与技术研究院(theNationalInsti—tuteofStandardsandTechnology,NIST)的访问学者,与NIST的Sriram等人一起,为支持产品生命周期管理(ProductLifecycleManagement,PLM)各个方面的信息需求,以本体为表示工具,开发了一种产品信息模型框架口。该框架以NIST的核心产品模型(theNISTCoreProductModel,CPM)及其3个扩展版本:开放式装配模型(OpenAssemblyMod—el,OAM)、设计分析集成模型(DesigeAnalyticIn—tergratedModel,DAIM)和产品族进化模型PFEM作为基础。OAM定义了系统级的概念模型和相关的层次化装配关系;DAIM定义了产品的主模型以及一系列抽象功能模型和两个主模型与功能模型之间的变换,每一个功能模型对应于产品的某一个领域特性,两个变换分别为理想化和映射;PFEM表示产品族及其组件,与产品族进化相关联的设计原理。 开发产品信息模型框架的目的在于:①从产品的概念设计阶段开始,在其全生命周期的整个过程中捕捉产品、设计原理、装配、公差等信息;②便于下一代CAD/CAE/CAM系统的语义互操作;③捕捉产品和产品族的进化。该框架提供了产品信息和设计原理的细粒度描述,因而PLM系统可以方便地直接访问框架中的数据。 产品信息模型框架作为产品在设计过程各个方面的信息库,能够为PLM及其辅助系统提供一种单一的、一致的信息交换协议,支持CAx及其他相关系统之间直接互操作和无缝的信息集成。该框架具有以下特点: 1、以形式化语义为基础,通过采用合适的本体就能进行自动推理; 2、具有概括性,它描述的是概念实体(制品和特征),而不是针对具体的某种产品(发动机、泵等); 3、提供了产品全方位的丰富信息; 4、致力于促进新的应用和过程的开发,避免由于环境中信息的不齐备阻碍新应用的实现; 5、框架中结合了明确表示的设计原理,作为描述产品本身的重要内容; 6、作为产品级上不同系统间互操作的转换与接口。 六、结束语 总之,尽管当前,本体技术已经得到了发展,但是还是存在一定局限性,不能仅局限在对事实知识的表示,还应用对过程性的知识以及有效方法进行探索,这也是该技术今后的发展方向。
机械工程论文:机械工程测试装置设计的创新 目前常见的机械工程测试装置仅仅能够对机构系统或是加载液压系统等单一系统进行测试和分析,还很难对多个系统的参数进行综合性、系统性的测量和分析,因此在实际应用中的效果和价值难以令人满意。创新机械工程测试装置的设计,目的在于将多领域多学科知识进行综合性、系统化的实践运用,使各领域知识之间产生更为深刻而紧密的联系,并更好的服务于实际应用。本文中的机械工程测试装置,创新性的集合了机构系统、液压系统等多个系统,能够对多种参数实现高效的测试与准确的分析,在获得数据变化情况的同时获得分布曲线,以供论证和分析。 1、机械工程测试装置的创新设计 1.1总体结构的创新设计 文中所引的机械工程测试装置设计原理为:在启动变速电机开关后,变速电机立刻开始转动进入正常运行状态,该变速电机可调速范围在120转/分到1200转/分之间,可借助变速电机调速控制按钮对变速电机进行调速控制,通过光电转速传感器实时测量变速电机的转速,由数据输出接口将采集到的数据传送到计算机进行数据存储、处理、评定以及描述;按下急停开关后系统退出工作状态,以确保工作人员安全;电动机带动机构变速箱和轴承变速箱,机构变速箱为二级变速,由直齿和圆锥齿组成,借助皮带带动机构摇杆转动,手柄右倾时是空挡,左倾时机构摇杆转速保持电机转速的1/12,调节电机转速可间接控制机构摇杆转速在0-600转/分之间,轴承变速箱为三级变速,借助联轴器连接轴承箱,手柄右倾时是空挡,处于中间时轴承与电机保持相同转速,左倾时轴承转速保持电机转速的1/6,调节电机转速可间接控制机构摇杆转速在0-1200转/分之间;轴承施压加载依靠可视液压回路系统实现,加载压力显示由加载压力表实现,按下液压泵电机开关后,从液压箱油箱中吸油,通过调节先导溢流阀来控制系统压力,或借助远程调压来调整系统压力,由调压阀压力表显示调压阀压力,对电磁铁2DT开关通电后可借助远程调压阀控制系统压力,对电磁铁1DT开关通电后可保持卸荷状态。 整套机械工程测试装置既可以进行综合性测试,也可以单独测量,或是相互测量。单独对机构系统测量时将滑动轴承变速箱保持空挡,使液压泵电机开关断开,并使机构变速箱手柄左倾即可实现;单独对液压系统测量时将液压泵电机开关闭合,并断开变速电机开关即可;如果需要同时对液压系统和动压滑动轴承测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,使机构变速箱保持空挡,并调整轴承变速箱手柄即可实现;如果需要同时对机构系统和液压系统测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,使动压滑动轴承变速箱保持空挡即可;如果需要同时对液压系统、机构系统以及动压滑动轴承测量,只需闭合变速电机开关和液压泵电机开关,轴承变速箱和机构变速箱不处于空挡即可实现。 ①轴承箱;②轴承变速箱;③机构变速箱;④机构;⑤信号输出接口;⑥变速电机开关;⑦液压泵电机开关;⑧变速电机调速控制按扭;⑨急停开关;⑩变速电机;以下按次序为液压箱、液压泵电机、可视液压回路、电磁铁2DT开关、电磁铁 IDT开关、调压阀、先导溢流阀、加载压力表、调压阀压力表。 1.2 机构系统的创新设计 机构系统设计的目的在于对机构运动学进行深层次的解读,本文引用的机械工程测试装置中的机构系统选择的是可组可卸式。以四杆机构向六杆机构的转化为例,原四杆机构的结构组成较为简单,其中连杆的输出轨迹构成轨迹曲线,最终组成新的六杆机构,分析六杆机构的输出轨迹可以得知六杆机构输出构建上点的轨迹与对应的原四杆机构连杆上点的轨迹相同,是通过曲线移动来实现四杆机构向六杆机构转化的。在这一过程中,机构连杆的位移、角速度等参数可以借助传感器进行测量。 1.3 液压系统的创新设计 文中所用的机械工程测试装置中的液压系统设计为:液压系统与轴承箱连接,通过先导溢流阀对液压系统压力进行调节,由动压滑动轴承为液压系统提供所需强度的压力,旋转动压滑动轴承即可使压力弹簧发生一定程度的形变,从而产生适合的压力。与此同时,先导溢流阀与远程调压阀借助遥控口实现连接,可以借助远程调压阀对液压系统压力进行远程调控,使压力保持在合适的压力范围内。如果将先导溢流阀压力加到最大,对电磁铁1DT开关通电,连接远程调压阀与先导溢流阀,即可通过调节手柄来控制液压系统压力;如果断开电磁铁1DT开关,对电磁铁2DT开关通电,那么液压系统将处于卸荷状态,压力近乎为零。另外,为了对有关参数进行准确实施的采集和监测,在该液压系统的设计中对先导溢流阀出口处设有红外测温仪以及流量传感器,而且轴承系统的载荷根据液压系统压力进行调整。 1.4 动压滑动轴承的创新设计 整个机械工程测试装置共配备有若干个传感器对外载荷、油膜压力等实验数据进行监测和采集工作,直接将计算机系统连接到实验台测试控制系统上,从而进行数据汇总、处理、显示等操作。动压滑动轴承的设计,将轴承空套在主轴上,轴中间横剖面均匀分布测压孔,每个测压孔分别与压力传感器连接,油液温度数据选用红外测温仪监测采集,摩擦力数据选用摩擦力传感器监测采集,由液压系统对轴承加载压力进行调控,轴承载荷随液压油压力提高而增加,通过外载荷传感器对轴承加载压力进行测量和显示,因而十分稳定和方便。利用接口技术将压力传感器与计算机系统连接,利用计算机软件对采集到的压力数据进行处理后可得到压力分布曲线,从而计算出动压滑动轴承的压力分布情况和平均压强。 2、机械工程测试装置的功能分析 从上文介绍可知,该机械工程测试装置可以对机构、液压等系统进行单独测量或相互测量,或是进行多系统的综合测量,是一个综合性很强的测试平台,能够对各系统参数进行实时测量和准确分析,功能十分强大。为了更好的保证该机械工程测试装置的测量精确性,需要避免装置工作状态下的振动和噪声。因此,在该机械工程测试装置设计时,对工作台和传动装置等部位设有专门监测振动和噪声的传感器,借助传感器对振动与声波的测量来准确的掌握振动、噪声情况,从而对其进行有效控制。在压力传感器等其他传感器的配合下,该装置能够对压力、摩擦力、流量、位移、转速、温度等测试内容进行实施准确的测量,为测试系统的数据分析提供信息,能够满足测试人员对参数数据的需求。 3、结语 综上所述,本文借助传感器、虚拟平台、机构、测试等多方面技术和理论知识,创新性的设计了一个综合性的机械工程测试装置,与以往的测试装置相比可以对多个系统的参数进行测量和分析,很好的体现了现代测试技术的智能性、信息化和经济性特征,满足了测试仪器与系统测量分析工作融为一体的需求。 机械工程论文:虚拟仪器技术在机械工程测试中的应用 随着机电产品一体化和生产过程自动化程度的不断提高,机械工程的测试系统越来越复杂。它已成为整个机械设备研制、开发、应用和教学过程中不可或缺的组成部分。机械工程测试系统的基本任务是从测试对象获取反映其变化规律的动态信息,一个功能完善的机械工程测试系统由传感器、信号转换装置、信号分析处理装置和显示与记录等功能模块组成,无疑,讨论和设计机械工程测试系统及其构成要素,是十分有意义的。本文主要分析了虚拟仪器技术在机械工程测试中的应用状况,望大家参考。 一、机械工程测试系统基本状况分析 测试是测量与试验的简称,测试中最基本的是测量。测量是利用各种装置对可观测量(或称被测参数)进行定性和定量的过程。测试的基本任务是获取信息。测试是发展和检验自然科学理论的实践基础。在工程技术领域,由于实际研究对象的复杂性,很多问题难以进行完善的理论分析、推导和计算,所以必须通过试验来获得研究对象的状态,变化和特征等,这正是通过测试来实现的。测试技术正是研究有关测试方法、测试手段和测试理论的科学,它应用于不同的领域并在各个自然科学研究领域起着重要作用。特别是现在机械工程测试技术引起了大型工业企业和高等院校极大的重视。 测试系统的第一个环节是信号的传感,即是将被测量的量或被观察的量通过一个被测量传感器或敏感元件转换成一个电的、液压的、气动的或其他形式的物理量,被测的或被观察的量与被转换的输出量之间根据可利用的物理定律应该具有一种明确的关系。传感器就是用来完成这种转换的装置。 第二个环节为信号的转换和调理。被测物理量经传感环节被转换为电阻、电容、电感或者电压、电流、电荷等电参量的变化,由于在测试过程中不可避免地遭受各种内、外干扰因素的影响,且为了用被测信号驱动显示、记录和控制等仪器或进一步将信号输入计算机进行数据处理。因此经传感后的信号尚需进过调理、放大、滤波、运算分析等一系列加工处理,以抑制干扰噪声、提高信噪比,便于进一步传输和后续环节中的处理。 第三个环节是是对这些信号进行分析处理以及显示记录,包括信号的时域分析、频域分析、相关分析等。原始波形显示、处理后波形显示等。从而还可以分析出机械运转的工况等。 机械工程测试系统有测量、监控、试验分析机械设备运行过程中的参数功能,但前序步骤必经信号的采集、分析才能得出。所以,本系统对于机械的后续分析作用意义重大。 二、虚拟仪器技术在机械工程测试系统中的应用现状 科学技术的日益发展,对现在的机械工程测试系统影响很大,特别是相对于传统的测试系统来讲。以前要用特定的仪器对信号进行分析,但是利用虚拟仪器组建的机械工程测试系统却不用专用的仪器,而是利用计算机作为连接虚拟仪器软硬件的平台,信号源通过调理后数据采集卡就可以获取数据进行分析处理。现代计算机技术对机械工程测试技术和仪器的发展产生了革命性的影响。 测试系统的发展经历了模拟测试仪器、计算机测试系统(智能仪器)及虚拟仪器三个阶段。现代机械工程测试技术以计算机为中心,计算机的发展必然促进测试技术和仪器的发展。在此背景下,虚拟仪器的产生也就水到渠成。 在虚拟仪器中,软件是虚拟仪器系统的关键,目前国内外这种软件主要有美国DSP公司的DADISP软件,以实验后数据处理分析和表示见长美国NI公司的系列虚拟仪器开发平台(LabVIEW、LabWindows/CVI、Virtual Bench和Component Works)、美国QUATECH公司的DASLab软件包和惠普公司的VEE软件平台都是可以搭建虚拟测试系统的软件平台,以图形化编程和界面灵活见长。华中理工大学的V198虚拟仪器系统和哈尔滨工业大学的仪器王以虚拟的单个仪器或仪器库见长。其中,美国NI公司的LabVIEW软件功能最为完善,LabVIEW软件以简单、直观的图形化编程方式、强大的图形显示和数据处理能力见长,运行速度快、开发周期短、界面灵活是其又一大优势,最能体现虚拟仪器的风格,所以基于LabVIEW的虚拟仪器应用相当广泛。 由于Pc的功能变得越来越强大,速度快,价格低,在标准PC上连接一个或多个仪 器模块构成测试仪器成为一种趋势。这种仪器即为虚拟仪器。虚拟仪器的软件开发平台LabVIEW中,“所见即所得”的可视化技术是应用于测试领域的雏形。虚拟仪器注重测试人员在进行工作中的感觉。用仿真的面板给人以真实仪器的感觉,用丰富的曲线图像向测试人员传递信息,是虚拟现实技术在机械工程测试领域中的广泛应用趋势。 几个测试站点连成一个大的测试网络,互通数据和信息,联合分析测试结果,实现 数据和信息共享的网络化测试是机械工程测试系统的一个发展趋势。虚拟仪器技术是现代机械工程测试系统的发展趋势,在丰富的虚拟仪器软硬件产品支持下,尤其是在被誉为“科学家和工程师的语言”LabVIEW的支持下,组建一个机械工程测试系统正变得越来越容易。在技术发展日新月异的今天,为了让测试系统就有开放性、兼容性和不断更新的可能,利用虚拟仪器的概念组建测试系统不失为一种好的选择。 在机械工程测试系统中,应用虚拟仪器编的越来越普遍,因为很多传统的硬件设备在虚拟仪器中都可以用软件代替,从而降低了大量的设备浪费,降低了成本,并且还可以直观化的显示其结果,将多种的传统仪器合并到一套虚拟仪器测试系统中,有利于编程,也有利于增强测试系统的准确度。 三、结论 总之,虚拟仪器技术在全球范围内的应用越来越普遍,在我国主要应用到了企业生产中。我们要对虚拟仪器技术加大研究力度,力争促使该技术应用于更广泛的领域,赶上世界水平,为我国的机械工程的发展做出贡献。 机械工程论文:探讨机械工程材料课程教学改革 1 引言 机械工程材料是机械及近机类专业一门重要的专业基础课。本课程以材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系为主线,重点介绍材料的本质,提出有关的理论和描述,说明材料结构是如何与其成分、加工工艺、性能以及行为相联系的。作为高等农业院校的机械设计以及农业机械化等专业的学生,学习本课程的目的,主要是使学生获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和热处理改性方法的基本知识。了解工程材料在机械工业特别是农业机械中的应用,通过对基础科学和知识的综合运用,使学生掌握常用机械工程材料的种类、成分、组织、性能以及改性方法等,初步具备根据零件的服役条件合理选材和妥善安排工艺路线的能力,为学习后续专业课程和从事机械设计及制造工作奠定基础。根据专业大纲安排,西北农林科技大学的机械工程材料课程在大学二年级第一学期进行。这一学期,学生所学的课程大部分还是数学、英语、物理等公共基础课,机械工程材料属于学生刚刚接触到跟自己专业相关的少数几门课程之一。 2 机械工程材料课程性质及教学现状 理论性强,微观概念多 机械工程材料课程,不像物理、力学等有着严密的逻辑推导和计算过程,也不像工程制图等相关课程,比较直观生动。机械工程材料课程总的特点是理论性非常强,涉及的原子、分子水平的微观概念很多。特别是与金属学相关的部分,如晶体结构、晶体缺陷、位错运动以及凝固结晶、相的概念、组织转变等,这些概念都是微观和抽象的,学生无法通过推导计算获得,更无法通过肉眼直接观察和亲身体验到,有时候需要通过一定的空间想象力来理解它们。这样就导致教师讲授起来有一定困难,而学生学习起来感到难以理解,从而感觉枯燥、乏味,失去学习的兴趣。 课程涵盖内容广 机械工程材料课程包含了材料科学专业中的力学、金属学、热处理原理、热处理工艺、金属材料、非金属材料以及失效分析等多门学科的专业知识,内容广而分散。而在“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养模式引导下,专业课程的学时数在不断压缩,而要求学生了解的内容却越来越多。这样就形成了一种矛盾,即教师上课的课时数减少了,而学生需要学到的知识却增加了。这就要求任课教师能够统筹安排上课课时,充分利用现代化的教学手段,精简课堂讲授内容,突出重点的同时拓宽知识面。 现有课本内容知识陈旧 大学教材内容陈旧,知识老化,这些是在我国高等教育中各门课程都有可能会遇到的,也是现在我国高等教育中普遍存在的问题。出版一本教材的过程是相当复杂的,要经过编写、审核、校对、出版、发行等多个环节,因此,当书真正出版出来以后,有些知识可能已经更新。而对于教师来讲,频繁更换教材,也不利于熟悉教案,积极备课。《机械工程材料》课本内容主要以金属材料为主,而近年来,随着科学技术的快速发展,各种新材料、新工艺在不断涌现。全球性的能源危机以及环境污染问题,对现代的新材料除了在性能、工艺和成本等方面的传统要求外,更提出了与环境协调、绿色环保、可循环再生等更高的要求。为了保证该课程的教学质量,并使学生能够尽量了解到本领域的发展动向,就迫切需要教师改变传统的以课本为主的教学方式,探索更加有效的教学模式,使学生理解并掌握课本基础知识的同时,能更多地了解和把握本领域的研究与发展动向。 3 教学改革探索 充分利用网络多媒体技术 多媒体技术是现代化教学的非常有效的辅助工具,教师要注重利用并充分发挥多媒体的特点,制作形象生动的多媒体课件。对那些学生难以理解、教师又难以讲解的比较抽象的内容,比如晶体结构原理、合金结晶过程、位错类型及运动过程等,通过收集以及自己动手制作一些简单的动画,生动形象地来演示复杂的变化过程。这样不仅加深了学生对相关知识的理解掌握,同时还活跃了课堂气氛,激发了学生的学习兴趣。如对钢铁材料的热处理工艺等,注意并积极收集工程训练实习以及工厂企业的热处理工艺过程的录像资料,在讲解课本内容的同时辅助播放实际热处理过程录像,注重理论与实际相结合,使课程内容具有真实感,更利于学生理解和掌握。 充分利用学校的网络教学平台,随时充实并完善课程信息,课堂讲授的重点、难点以及教学用课件及时上传至平台,便于学生随时下载并复习掌握当堂内容;利用网上作业提交和批改功能,可以快速有效地发现学生学习中的问题,了解学生对知识的掌握情况,并能及时得到反馈;通过网上答疑,增加了教师和学生的课后互动,改变了以往只有上课时才能见到教师,学生有问题得不到及时解决的现象;充分发挥网络平台信息量大的特点,注重将生活及科研中接触到的与课程内容相关的新闻报道、最新科研成果等,收集并上传至教学资源,供学生掌握基础知识的同时,更多地来了解社会发展在所学领域的需求,激发学生自我提高的热情和积极性。总之,网络平台让教学更加真实具体,更加强了教师与学生的互动。 精 简课堂教学内容 结合学校的优质课程建设项目,充分利用网络多媒体技术,精简课堂教学内容,做到够用就行。按照专业培养方案,机械类专业的学生学习机械工程材料的主要目的是掌握成分—结构—性能之间的内在联系,并能在零部件设计中合理地进行材料选择,因此,在课堂讲授中删减了那些理论较深的内容。如课本第二章材料的结构,其中晶面与晶向部分,对于非材料专业的学生不需要掌握;还有位错的理论,学生只需要知道位错是由于原子的错排造成的,不需要了解更多关于位错的形成机制等。再如铁碳相图的部分,因为高温包晶反应在生产中很少会用到,所以把包晶反应区省略,将相图简化,重点讲解共析和共晶反应部分。在工业用钢部分,因目前金属材料仍然占据工程材料中大约70%的市场,课堂教授主要内容仍然以金属材料中的碳钢和合金钢为主。对于课堂上不能详细讲解的知识,或者仅作为了解性的一些内容,如陶瓷、高分子的晶体结构、热处理新技术,以及非金属材料、复合材料等,将其上传至网络课程平台,作为学生自学内容,拓宽他们的知识面。 灵活选用教学材料 选用十二五规划教材作为教学用教材,基础内容深入讲解,包括材料的结构、铁碳相图、钢的热处理等。但在授课中,不仅仅局限于所选中文教材内容,还结合英文原版教材FOUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING,更多地提供中英文对应专业词汇,并摘录一些章节,课堂上详细讲解,让学生学习到专业知识的同时,又能接触到纯正流利的英文表达方式。将某些章节相关的典型的中英文科研论文及掌握的最新的研究成果等介绍给学生,供学有余力以及对材料研究感兴趣的学生开阔眼界,并能使他们更加了解材料研究对社会发展的重要意义。 还在最后一章材料选择中,增加材料与环境的可持续发展。对于一名合格的工程技术人员,在选材中除了考虑传统的性能、工艺、成本等因素外,更要考虑材料的开发、服役、回收等环节可能造成的环境负荷。尽量选择环境友好材料,做到废弃零部件材料能够回收再利用或能生物降解,将对环境的影响降到最低。 4 结束语 总之,机械工程材料课程是机械类和近机类专业学生必修的一门重要技术基础课程,内容多且比较抽象。随着科学技术的发展和各种新材料的不断涌现,需要不断地对该课程的教学体系、教学内容、教学手段和方法等进行改革和实践,以充分调动学生学习的积极性和主动性,不断提高教学质量,加强基础知识的同时,增加辅助教学材料,为学生学习后续专业课程和毕业后从事机械设计及制造工作奠定坚实的基础。 机械工程论文:探讨机械工程设备安装技术 1 安装准备阶段 安装准备工作主要包括了解设备基础的交付时间;调查设备及材料的供应情况;了解安装现场的条件及安装技术的复杂程度;了解人力、机具的部署情况等。具体而言,此阶段应注意以下几个环节。 (1)设备及材料的订货情况,货到安装现场的时间安排。 (2)设备的检查和材料的检验: 清点设备的零件、附件是否短缺,检查设备的外观及零附件是否有损坏和锈蚀的现象。做好开箱记录,检查说明书、出厂合格证是否齐全;主要材料进场时,必须有出厂合格证及检验报告。若出现材料代用,必须取得设计或有关部门的认可后,方能投入使用。 (3)设备安装前,要按照图纸及施工验收规范进行基础中心线标高、几何尺寸的验收。设备基础的尺寸极限偏差和水平度、铅垂度公差应符合施工验收规范的规定。此外,需对设备基础、预埋件、预留孔等进行交接验收,并复核坐标位置、标高、外形尺寸等是否符合要求。 (4)验收预埋螺栓的高度、规格、螺纹、长度及表面的清洁度等,对预埋地脚螺栓还要检查根部中心位置、不垂直度和顶部标高。另外,预埋地脚螺栓的螺纹和螺母应防护完好。 2 机械设备安装阶段 2.1设备就位 在安装设备前,先安装好车间的桥式吊车,再利用桥式吊车来安装其他设备。在吊运设备时,绳索应栓在设备适应受力的位置上,在绳索与设备表面接触部位应垫上木垫板,以防损坏其油漆表面或已经加工过的表面。 2.2设备找正 指设备的纵横中心线与基础上的中心线对正。在设备未安装之前,首先根据设计、安装和将来对设备进行检修的需要并结合本区设备布置图,绘制永久中心标板和永久基准点布置图,在图中标明永久中心标板和永久基准点的编号、设置位置。埋设永久性中心标板和永久基准点,以供设备安装调整使用,同时为了观测设备基础的沉降情况,还要在整个机组的基础和主要设备附近埋设基础沉降观测点。埋设时注意要在同一块基础的四周至少埋设四个基准点,以检查同一块基础的沉降情况。设备的定位基准一般在设计规范或说明书中都有规定。若无规定时,可采用几何作图法在设备的加工面上确定设备的中心点。 2.3设备的定位及调整 2.3.1设备的平面定位 为了保证设备在基础上准确就位,设备吊装就位后应根据已设置的中心标板,挂设基准线。基准线的挂设应根据设备安装精度要求和挂设跨距选用直径为0. 3mm。0.75mm的整根钢线,其拉紧力一般为钢线破断拉力的40%,80%,水平或倾斜挂设的跨距不宜超过40m。基准线应挂设在便于调整的线架上,用线锤对正中心点,当对正中心后用调整螺母锁定钢线,使其钢线在使用时不发生位移,但使用期间应定期进行复检。 2.3.2设备的标高调整设备的安装标高应选择设备的主要工作面作为测量基准,如轧机底座的上平面。由于永久性基准点一般离设备较远,因此应用精密水准仪,根据永久性基准点,投设在设备附近一个辅助基准点上,以便于设备在安装过程中的标高调整。对于较重要设备,最终还要用精密水准仪进行复测。 2.3.3设备的水平度调整 设备水平度调整方法分整体设备、分体设备。一般整体设备在设备的工作表面或组装结合部表面直接用水平仪测量,根据设备的安装精度可选用不同精度的水平仪。分体设备安装时可分别对各分体部件进行找平。如卷取机底座,先将两底座分别找正、找平,然后将长平尺放在两底座上,把水平放在平尺上进行测量。 2.3.4设备的清洗 清洗设备各零部件加工表面上的油脂、污垢及其他杂物,并使其表面具有防锈能力。设备表面如果有干油可用煤油清洗,若有防锈漆则可用香蕉水或丙酮清洗。设备清洗后,用棉纱擦净并涂以润滑油。设备无油漆的部分均应涂上有机油防锈。 2.3.5设备的润滑 设备内外各部清洗干净后,才可进行加油润滑。润滑油必须经过化验,确定符合要求后才可以使用。加入设备前润滑油必须过滤,所加油应达到规定油标位置;所有润滑部分及油孔应加满润滑油。使用润滑脂密封简单,不易脏污,减少损失,不必常加换润滑脂。特别是对高速电机、自动装置及不易加油的设备润滑实用意义很大。同时,润滑脂受温度影响不大,对荷载性质、运动速度的变化有较大适应范围,在垂直润滑面上不易流失。在润滑脂中加入适量石墨粉,能形成更坚韧的油膜,能在往复运动机构中起缓动作用,避免爬行,消除震动。润滑脂由于流动性差,导热系数小,因此不能作循环润滑剂使用。 3 机械设备试运转阶段 试运转的目的是进一步检查设备存在的缺陷,并进行使用前最后的修理和调整,使设备的运行特性符合生产的需要。试运转的步骤是:先空载、后负荷;先单机,后联动。必须在上一步骤检查合格后,才能进行下一步骤的运转。试运转中应注意以下几点。 (1)设备正常运转时声音时均匀、平稳的,反之会发出各种杂音。 (2)需要测量的温度主要有摩擦部位的温度及油温、冷却水温,对空气压缩机还需测量其出口温度。 (3)在考核设备运转情况的同时,更要注意考核系统的整体效果。 4 设备安装验收阶段 验收是机械设备安装施工过程中的重要环节,必须严格执行标准,认真验收,为机械设备的安全运行打好基础。验收的主要依据包括:设计文件;机械设备安装工程施工及验收规范;主要材料的出厂合格证及检验报告;设备资料(说明书、合格证等) ;隐蔽工程记录和各工序的检验记录等。需要注意的是,安装所产生的误差是不可避免的。而且随着设备的运行,各活动件都会产生磨损,一般初期磨损较快,以后磨损会渐渐减缓,由于磨损,一些原来校好的精度也会变动,我们安装工作总的目标是使设备在很长的稳定使用期内保持理想的精度,这就要求安装人员必须有一定的制造工艺知识,把制造厂形成的设备精度与安装允差结合起来考虑,使偏差向有利的方向发展,以最终确保设备使用性能。 结语: 随着冶金工程技术的不断深入发展,高科技、现代化的冶金设备不断涌现,对设备的安装精度要求也越来越高。机械设备安装工程的质量是依靠安装施工人员在每一道工序中认真负责的工作来保证的,这就对机械设备安装工程的施工人员提出了更高的要求。随着机械设备安装工程规范的进一步完善和发展,从业人员的技术水平和管理水平的提高,机械设备安装工程质量一定能得到切实有效的保障和提高。 机械工程论文:机械工程中节材问题的探究 一、机械工程中材料消耗的现状 (一)在机械产品成本中,原材料费用过高。 根据国家有关部门对机械系统近万个企业进行的统计结果表明:每年消耗钢材1000万吨,占全国的15%-20%。原材料费用平均占机械产品成本的60%以上。 (二)钢材利用率低。 据统计,我国机械工业钢材利用率权为60%左右,与发达国家相比,有10%-15%的差距。每提高一个百分点就意味着可节约10万吨钢材。我国机械工业的铸、锻件综合废品率偏高,造成原材料和能源的浪费,有人调查过部分企业,铸铁件废品率为12%-14%,铸钢件废品率为10%-11%,有些厂甚至高达20%,而国外一般低于5%。另外我国重要的基础件的寿命短,如模具仅为发达国家的1/3。与国家有关机械系统节约材料技术政策中的要求相差甚远。 二、机械工程中节材的途径 机械工业节约材料的重点是钢材等金属材料,同时也要注意节约其他原材料。从技术经济角度来看,机械工业节材必须考虑以下四个方面:降低产品的材料消耗;减少制造过程中的材料消耗量;提高产品质量; (一)采用先进技术,提高利用率。 采用先进制造技术,提高铸件精度,推广精密性成形技术,在金属件生产中扩大中精锻件比例,使模锻、精锻件比例提高60%以上;继续推行集中下料、科学套材、改进下料工艺和装备,推广各种精密,自动、数控编排的切割技术,采用带锯床、中温剪切等下料新设备;大力采用先进焊接技术,减少焊条用量;采用先进的热处理技术,提高零部件寿命;推广可控气氛,少、无氧化热处理工艺和锻造用保护气氛加热工艺和装备,减少金属氧化损失;采用材料表面处理技术,提高材料表面性能,实现节材低耗;对于关键基础体(轴承、齿轮、弹簧、液压气动元件、模具等),扩大采用精炼钢和脱氧钢,以及行之有效的热处理和表面热处理新技术,显著延长其使用寿命。如上海某公司采用切削活塞,其材料利用率为43.5%,改用冷挤压后可达92%。某大型轴承厂采用高速镦锻生产线,使直径在50mm以下的套圈材料利用率从9.9%提高到42%,—年节钢1800吨。 (二)采用先进的防腐蚀技术,延长设备的使用寿命。 在国民经济中不论哪个部门都毫无例外地存在着腐蚀问题。腐蚀给人们造成的危害是很大的,它一方面造成设备、零件等材料的直接损失,另一方面还造成影响正常生产,恶化操作环境,影响产品质量,新工艺不能上马,设计保守,以及发生人身安全事故等一系列重大的损失。据有关资料介绍,估计全世界每年腐蚀损失100亿英镑(折合人民币约590.8亿元)。全世界每年金属的腐蚀损失约为全年总产量的20%,也就是说全世界每年约有1亿吨金属因腐蚀而损失掉。由此可见,腐蚀是自然界的浪费之一。因此,防腐蚀也是机械工程中节材的又一重大技术课题。随着科学技术的飞速发展,新的防腐蚀材料和方法的不断涌现,防腐蚀技术也在不断提高。例如:我军装备维修表面工程研究中心在海军猎潜艇上推广新型电弧喷涂防腐技术,可使猎潜艇钢结构的防腐寿命从5年延长到15年。 (三)扩大应用新材料,改善用材结构。 扩大应用新材料,改善用材结构,提高用材水平,积极推广各种高强度低合金钢、冷成形钢、冷拔钢管等高效钢,使用切削钢、新型模具钢、感应淬火钢等节能节材新材料;扩大硬质合金材料的使用,以及节约高速钢和模具钢等,扩大粉末冶金材料在汽车、拖拉机和家用电器等方面的应用;在汽车、农机和交通运输设备中,开发应用工程塑料和复合材料。比如用高强度低合金钢代替普通碳钢制作一般承载构件,重量可以减轻10%-30%的。 (四)提高产品设计水平,充分发挥材料潜力。 提高产品设计水平,充分发挥材料潜力,降低材料消耗以轻量化为目标,大力推广计算机辅助设计,优化设计,有限寿命设计、防腐蚀设计和价值工程方法,使产品既可靠安全又结构紧凑,用材合理;适当提高材料使用强度等级,充分发挥材料性能潜力,降低材料消耗。如对eq-]40汽车桥壳进行疲劳研究和优化设计后,每台减少5千克,新设计的经济型数控车床与普通塔车床相比,采用数控伺服机构后,省去刀架和溜板等,零件数目减少2/5。 (五)大力推广再制造工程的研究及应用。 再制造工程是正在发展中的一个新兴研究领域和新兴产业,在国外也仅有十几年的历史,国内有许多单位正在进行再制造领域的研究。全军装备维修表面工程研究中心、西安交通大学等单位使用表面工程技术进行设备零部件的再制造研究和应用;装甲兵工程学院、空军第一研究所、空军工程大学和海军工程大学对装甲车辆、军用飞机,舰艇的延寿作了大量的试验和研究工作。20世纪90年代初以来,国内的一些部门对修复热处理已经做了尝试工作,如对长期服役过的发电设备上的某些重要零件进行修复热处理。应用等离子喷涂技术对重载坦克车辆零件进行再制造修复和强化,实车考核证明用再制造技术修复和强化的零部件比新品的相对耐磨性提高1.9-8.3倍,寿命提高2-3倍。对首钢从比利时购进的二手连铸设备中的三百多件大型轴承座和轧辊,经再制造修复后,已使用数年。目前一些单位已经开始了汽车、计算机、空调、电冰箱、摩托车等产品零部件再制造的研究工作。再制造工程技术不仅能恢复原产品的技术性能,而且能及时引进新技术、新工艺和新材料,改进提高产品的技术性能和可靠性,从而延长产品的使用寿命。再制造产品的费用仅为新品价格40%-60%,达到废物利用,变废为宝的目的,为降低材料消耗,节约原材料开辟了一条新的途径。 三、对节材途径的展望 (一)面临进入wto新技术发展的机遇和挑战,发展再制造业是应付这种挑战的一种有效手段,使用再制造产品将再制造业降低成本,节约资源,减少污染。 (二)将节约原材料贯穿于原材料生产、产品设计制造及使用的全过程,其中在制造过程中节材是潜力最大、最易见效的—个环节。因此要大力开发和使用先进技术、工艺和装备,大幅度提高国产技术装备水平,加速传统产业技术升级。 (三)基于以上论述,我建议在上世纪90年代出台的有关节约材料技术政策的基础上,力争在行业平均钢材利用率达80%,铸造综合体废品率下降5%以下,重点骨干企业下降到3%以下,并将关键基础件的平均使用寿命延长到30%以上。 四、结语 随着现代工业的发展,资源、能源及环境保护的问题日益突出。因此,材料的工程应用必须对之有所考虑,特别是对于大批量生产的零件,所用材料应该来源丰富,顾及国内的资源及市场供给情况,并应尽量选用生产过程耗能低的材料。节材与节能的结果必然减少了环境的污染,有利于保护生态环境。从人类可持续发展的战略高度出发,节约原材料,代用稀缺物资应是现代机械制造工程必须继续探讨的重要内容之一。 机械工程论文:机械工程智能化的现状及发展方向探讨 当今的社会是一个智能化的社会,智能手机、智能电视、智能移动网络终端等一系列智能化设备的问世掀起了智能化时代的高潮。科技水平的发展为智能化的发展提供了必要的技术支撑,经济的发展为智能化的大规模运用提供了必要的经济基础,智能化技术渐渐被应用到社会各领域。机械工程在社会发展中扮演着十分重要的角色,它为人们的生存提供了必要的生产资料。为了社会发展的需要,机械工程的智能化已是大势所趋,机械工程智能化的发展已成为研究的一个重要课题。在此大背景下,本文针对于此做出简要的分析。 一、机械工程与智能化 1、机械工程 机械工程是一门以自然科学和技术科学作为理论根据,通过研究各种机械的开发设计、制造安装、使用维护并对机械中存在的问题进行维修的应用性学科。从社会发展的角度看,社会发展离不开社会生产,但是社会生产十分依赖机械设备,机械设备具有大规模生产的作用,离开了机械设备,社会生产只能满足极小的生产需求。机械工程为社会发展进行大规模、大范围的生产活动提供了必要的条件,对于促进社会经济的发展十分重要。 2、智能化 智能化是当今世界发展的主要方向,其涵义较为复杂,涵盖的知识领域十分广阔,被应用的范围也较大。随着科技水平的不断创新,在技术的支持下,智能化的发展也不断取得进步,使得智能化的应用领域越来越广,渐渐不止应用于如今我们所知道的智能手机、智能电脑等移动设备领域,同时也被应用到工程建设等诸多方面。而科学技术的不断创新也为智能化提供了源源不断的动力,对于深化智能化的发展方向十分有利。另外,在变革的时代,智能化是大势所趋。 二、我国机械工程智能化的现状及其重要性 1、我国机械工程智能化的现状 上世纪科学技术的快速发展为现阶段机械工程的发展奠定了良好的基础,目前,机械工程的知识体系日趋成熟。而智能化是研究者根据人类大脑的构造与功能研究出来的,机械工程的智能化主要目的在于结合人脑的特点实现用机械替代部分的人工劳动。现阶段,我国的机械工程发展趋势较为明朗,多管齐下,既有引进外国先进技术水平,又有自身的探索与研发,还有政府的政策扶持,机械工程的发展处在十分有利的环境下,发展十分迅速。 智能化在机械工程的发展中十分重要。目前,我国的众多企业已经开始研发智能化应用于机械工程的可能性,尽管企业的运作方式上还存在一些不足,但是企业在管理模式、生产制造等方面有所变革,更多的公司越来越重视对创新能力的培养。但是现阶段我国的机械工程智能化发展仍存在诸多的困难:科技水平虽然有了长足的进步,但与世界顶级水平还存在差距;智能化虽然有了一定的成果,但创新能力不够;信息管理系统虽然建立,但还有待于进一步完善;企业的发展较为迅速,但是智能化的程度不高等。但是,这些困难都只是暂时,机械工程智能化发展方向是大势所趋,随着我国经济、科技等方面的深度发展,将为机械工程智能化提供更强大的支撑。 2、机械工程智能化的重要性 机械工程为人类提供大量的生产资料,维护着机械设备的正常运转,机械工程包括社会生产的多个方面,将机械工程与智能化相结合,能够为社会生产提供更为人性化的服务,机械工程智能化不仅能提高生产效率,不断满足人们多方面的需求,还能以对环境造成的最小化代价换回经济效益,机械工程智能化发展方式能实现经济与环境的和谐发展。 三、机械工程智能化的发展方向 1、生产产品智能化 产品是促进企业进行正常经营活动与持续发展的基本,也是企业实现经济效益的手段,尤其是机械设备直接生产出来的产品,不仅要保证产品生产出来的质量,同时也要保证生产效率,满足市场及消费者的需求。智能化的生产方式不仅能保证机械设备生产的产品在质量上精益求精,还能兼顾提高生产效率。除此之外,对于消费者越来越高的产品要求与多元化的产品需求,智能化的生产方式能根据消费者特殊的要求生产特色的产品。如实现电脑与手机的无线连接以达到传输文件的目的;手机的无线充电模式等都是产品智能化的体现。 2、管理方式的智能化 智能化管理方式在机械工程管理中的应用逐渐深入,势必会给机械工程企业所固有的管理方式造成冲击,促使企业管理方式发生变革,由原来交叉粗放的管理方式转变为细化到个人的管理模式,保证决策的实效性;由原来的人力管理转变为计算机系统管理。智能化的管理方式能确保机械工程企业的生产、销售、产品维护、市场开发等方面都得到及时的跟进与补充,实现一体化的服务模式,并且能给及时反馈运行的结果,方便后续的生产经营活动。智能化的管理方式,不仅能有效节约管理成本,还能有效提高管理的质量与效率。 智能化管理方式的创新能促进机械工程企业的整体发展,随着此种管理方式的深入,能有效提高机械工程企业对市场环境的风险防范意识,同时对于市场的变化有及时的反馈,不断适应市场变化的发展要求。因此,智能化管理方式在机械工程企业的应用发展前景很可观。 3、机械工程设备的智能化 在现阶段,伴随着科学技术水平的不断突破创新,机器设备也在朝着智能化、自动化的方向发展。机械工程智能化不止是生产产品的智能化、管理方式的智能化,同时也是机械工程设备的智能化,这种智能化的机器生产能有效提高生产效率,还能协助设备管理人员对机器设备进行智能化的管理,降低管理成本,通过机器管理机器,达到智能化管理机器性能与运行状态的目的,如当机器在生产过程中发生故障时,监管设备就会发出警报,停止该问题设备的运转,保证机器不会发生二次故障的情况。 机械工程设备的运行状况是机械工程生产效率的基础,在生产过程中至关重要。由于不同的机器设备存在设计、构造、性能、安装等方面的差异,机械工程的生产效率与生产目标也存在不同,智能化的机械工程设备能根据各机器的不同功能进行合理化的运作。 4、科技的智能化 科技智能化是实现生产产品智能化、管理方式智能化以及机械工程智能化的前提条件。科技智能化能广泛应用在机械工程生产的各个环节,如感应技术、联动控制技术、远程控制技术等。因此现代机械工程企业要密切关注科技发展趋势,紧跟科技发展步伐,与时俱进,将新型的科技应用到生产中。 创新科技的智能化,不仅能提高机械工程企业的生产经营效益,也是改善企业员工工作方式、提高企业生产效率、保证产品质量的关键所在。需要注意的是,对于不同领域的产品,生产规范、产品结构、 生产方式上各有不同,不能采取“一刀切”的方式简单粗暴的进行生产,需要根据实际的需求进行相应的设备、技术选择,使机械工程智能化生产的产品在保证质量的同时满足消费者的不同需求。 结束语: 总而言之,机械工程对于社会经济的发展十分关键,智能化是社会发展大势所趋。现阶段,虽然我国机械工程智能化发展面临一些问题,但是困难只是暂时的,随着科技与经济的继续深入发展,其发展前景十分明朗。 机械工程论文:谈机械工程设计中的创新 机械工程产品在工业生产中作用大,因此,在进行机械工程设计的时候一定要不断应用创新思维,这样才能更好的提高设计质量。同时也要在机械工程产品模块化发展中取得更好的成果在机械工程设计中,相似性理论的作用是非常大的,因此,在设计过程中一定要对相似性思维进行重视。 1 创新设计与创新思维 在进行机械工工程设计的时候,设计是否能得到成功是和设计中是否进行创新有很大关系,在机械工程设计中创新不是简单的构想,是要在知识和经验的积累上进行创新设计,因此,在进行设计的时候要有很强烈的创新意识和创新思维能力。无论在哪个领域知识都是非常有限的,但是想象力却是无限的,因此,在一定程度上想象力比知识更加重要。想象力能够更好的推动世界,同时也能更好的实现社会进步,想象力是知识进化而来的,因此,在进行科学研究中,想象力是非常重要的。创新思维不是逻辑上循序渐进得到的,而是通过形象化构思和想象得到的思维形式,在一定方面上要能够更好的对事物的本质进行掌握。创新思维要依据经验的积累,同时也要不断的超出经验,这样才能更好的形成直觉方面的思维。 创新思维是一种有意识努力和潜意识努力的结合,在一定程度上能够更好的形成人们的智能。潜意识通常都是非常的模糊的,同时也是非常的无意识的,但是在人脑中这种思维模式确实非常的频繁的,同时在人脑中也是要依赖知识、方法和经验的积累的。人们在学习和工作中只有知识积累非常丰富,信息储备非常多,才能在无意识的情况下进行思考,同时能够更好的将知识进行结合,这样才能产生很好的设想,出现灵感。潜意识的出现是无法离开人们的有意识,因此,潜意识通常会在人们对一个问题长期思考的过程中形成,而且对问题的解决是非常有帮助的。在通常情况下,潜意识经常会处于一种游离的状态,在某个不经意的瞬间就会出现一些灵感,因此,在一定程度上,潜意识能够更好的打开人们的思路,同时也能将出现的问题进行解决。创新思维是创新设计的灵魂,同时也是人们丰富经验和知识的积累,但是在一定程度上创新思维并不是知识加上经验。 2 机械工程创新设计的研究对象 在机械工程设计方面进行创新设计不仅要提高学术水平,而是为了获得更好的经济效益和社会效益。在机械工程设计创新设计方面进行研究是为了更好的在发明创造新机器和新机械方面提供理论依据和方法,同时也是为了更好的实现机械工程智能化发展,实现真正意义上的专家系统。这样能够促进机械工程设计水平向自动化、智能化以及集约化方向发展,同时在产品设计方面也能更好的提高同类产品的竞争能力。在专利产品技术不断实现产业化发展的时候,能够更好的实现经济效益和社会效益,同时在进行机械工程设计时不但培养设计人员的创造性思维也能更好的提高设计人员的创新能力,同时也能提高人们在创新设计方面的自觉性以及技术上的可操作性。机械工程设计方面的创新将成为一种新的工具和手段,在新产品更新换代方面也能取得更好的效果,能够为社会创造更多的财富。 在进行机械工程创新设计时一定要发挥设计者的创造力,同时在设计方面要不断的进行新颖性和实用性方面的改造,这样能够更好的保证机械产品在未来的使用效果。在对机械产品进行改造时可以对生产情况进行必要的改造,同时也要对机械产品的性能以及可靠性、经济性和实用性进行提高,同时在进行新机器和新产品设计的时候一定要保证其在生产中得到有效的应用,避免出现实用性不理想的产品。同时在机械工程创新设计方面要不断对其他方面知识进行掌握,这样在进行设计时能够更好的在设计技术和方法上进行提高。 3 相似性思维对技术创新的作用 工程技术在种类上是非常多的,同时在学科方面也是非常多的,但是在发展过程中也是存在着相似性,只是相似程度会存在着一定的不同。随着技术的发展,在相似程度上也出现了不断的转换,这样就使得很多事物在发展过程中出现了不是绝对存在的情况,这样也使得很多事物存在着划分越来越模糊的情况。 在对事物进行研究的时候,抓住事物之间的相似性能够更好对事物的本质进行了解。在工程技术领域中,在工程设备、工程系统以及工程建设之间都是存在着一定的相似性的。在进行工程设备研究的时候,要对其功能进行划分,这样就能得到设备的基础部分,动力系统、控制系统以及执行系统等,这些系统在工程设备中都是必备的系统,同时在本质上也有一定的相似性。很多的设备在构造原理和方法上是比较相似的,但是也存在着一定的差异,在科学技术不断发展过程中,技术也在不断提高,这样就使得设备在功能方面也出现了一定的变化。在对工程技术问题进行研究时,一定要对设备的相似规律进行掌握,这样才能更好的从工程相似论中进行设备设计。 在先进制造技术领域中,新技术在日新月异地发展,新术语和新概念层出不穷,着实让人眼花缭乱,如计算机集成制造、精益生产、并行工程、敏捷制造、全球化制造、分散网络化生产系统、大量定制化生产等等。通过考察不难发现,它们都具有本质相似性,即提高生产率以缩短制造周期、降低成本和提高质量,这是它们共同的根本任务,只是在不同时代背景和社会条件下措施不同。这种相似性思维在工程技术和创新中屡见不鲜。例如,在控制工程中,可以用具有相似数学模型的电系统来模拟一个机械系统,从而产生了物理系统的模拟技术。随着电子学与计算机科学的发展,这种物理量的模拟技术又发展成为数字化的仿真技术,并进一步发展成虚拟现实技术。在制造领域中,可以采用这些技术,通过相似性思维过程时行再创造,发展出产品设计拟实技术和制造拟实技术,有人称之为:虚拟设计和虚拟制造。善于创新的人与一般人的区别,就在于他能不断发掘现存事物中需要的变异,并将它与相关事物和相关技术进行相似性匹配,从而触发创新灵感,达到创新的目的。这就是从相似性思维达到创新的全过程。 4 相似性分类是创新研究的关键 按事物的相似性进行科学分类,是创新研究的第一步。在工程技术中,不仅要对结构相似、运动相似、功能相似、工艺相似的系统或部件进行分类,还要在分类的基础上进行分析分解,按层次找出相似的单元,最后进行综合和优化,根据客观需要对分类后的相关单元进行优化组合和融入新技术,形成新事物或新的技术过程。例如,在制造工程中,前苏联学者米洛凡诺夫将零件按其结构相似性进行分类后创立了成组加工,使原来只能用生产效率极低的单件生产方式加工的零件,通过分类并组,并根据各类零件的共性改进加工设备和工装,使之能采用类似大批量生产方式加工同类零件,大大提高了生产率和经济效益。 5 结束语 在机械工程设计中进行创新能够更好的提高机械的生产率,同时也能为经济发展做出贡献。机械工程设计进行创新一定要在设计中具有创新思维,要想获得创新思维,人们一定要对知识和经验进行积累,这样才能更好的实现思维创新。 机械工程论文:浅论机械工程技术教学研究 机械制造技术是一门非常重要的专业课,它包括金属切削机床、金切原理与刀具、机床夹具、机械制造工艺、数控加工工艺等内容。本课程的目的是使学生掌握机械制造技术的基本理论知识,同时通过生产实习、课程设计等实践环节使学生具备分析和解决机械加工技术问题的能力,学习机械制造的新工艺、新技术及发展方向,为学生走向工作岗位、从事生产实践打下坚实的基础。教师应认真研究教材,积极研究教学理论和教学方法,努力提高教学水平。 1. 教书育人,德育为本 教师是“人类灵魂的工程师”,不仅教授学生专业知识,更要对学生进行德育教育。教学中,应结合学生将来可能从事的技术与管理工作的性质,从本专业对人才培养等方面,对学生进行生动深刻的讲授,使他们了解本课程的重要性,激发其学习的兴趣。在教学中,必须把思想品德教育、职业道德与专业技术教育有机地结合起来,使他们成为德才兼备的有用人才。教师应身体力行,为人师表,做好表率,使学生不仅学到知识,而且学会怎样做人。 2. 注重内在联系 专业教育的目的是要使学生用全面和发展的眼光看问题。从教材前、后内容的联系上,从本课程与其他课程的关系,从机械制造技术与其他学科之间的联系,从理论与实践的联系上全面了解和掌握专业知识和技能。 教材是按着一定的顺序编写的,但前、后内容有着紧密的联系。比如,教师在讲授“机械加工工艺规程”和“机械加工精度”等基本概念时,经常要用教材中的例子和生产中的实例来说明,而“典型零件加工”的内容又与前面机械制造基本理论有重要联系,就应引导学生寻找各部分内容的内在联系,这样更容易系统深刻地理解教材。 机械制造专业的各门课程是一个有机的整体,密不可分。机制制造技术与“机械制图”、“机械原理与设计”、“数控加工与编程”等其它专业课和基础科有密切的内在联系。例如在介绍机床夹具的内容时,夹紧力可以由机械、液压或气动装置提供,夹具的结构就有变化[1]。教学中,要把机械原理、机械零件、气动和液压传动等课程的知识联系起来,使学生全面掌握要点,提高专业水平。 3. 教学互动,激发学生的学习兴趣 在机械制造技术的学习中,不少学生感到每节课的知识过多,不能及时理解消化,为了解决这一问题,可以使用多变的教学方法并提高教学艺术性。对教学内容要有的放矢,详略得当。对于易理解的内容,要求学生先预习,讲课一带而过;较抽象的内容除布置学生预习,还应认真讲解;理论性和实践性较强的知识重点讲解,理论联系实际。 教学中可采用讨论式教学方法,即学生按照教师布置的思考题在课前进行预习。课堂上先提出问题,再让学生略加思索之后回答。学生各抒己见,在充分地讨论之后,教师做总结,指出要点。例如在学习曲轴加工的内容时,曲轴与一般的轴不同,它由主轴轴颈、连杆轴颈和连接板组成,结构细长,多曲拐,刚性差,其加工过程很有特点[4]。组织学生参观曲轴加工现场并翻阅技术资料,自己根据零件加工特点,提出加工的方法并相互讨论,在此基础上,教师总结曲轴加工的工艺难点和解决方案。这样以学生主动思考、积极讨论为主,教师提示、答疑为辅,能够充分调动和发挥学生的主观能动性,将被动学习变为主动学习,可以收到很好的教学效果,便于培养学生自学能力,促使学生动脑筋想问题,使其思维能力和表达能力都得到锻炼,提高他们分析和解决问题的能力,有利于培养创造性人才。 4. 利用教具、实物等进行直观教学 机械制造技术的实践性和综合性较强,各部分教学应注意与生产实际相结合,可以利用各种教具、挂图、实物、模型、录像、多媒体等直观教学手段增强学生的感性认识。例如讲解各种刀具时就可以把常用车刀、数控刀具和刀柄、麻花钻、深孔钻头、浮动镗刀、珩磨头等带到课堂上,适时拿出来介绍。在介绍机制工艺规程制定的内容时,可通过观看录像让学生直观了解工厂生产的过程,包括生产技术准备、毛坯制造、零件的各种加工过程等。较大的典型零件如车床主轴箱:床身等可能用木材和纸板做成简易模型,较复杂的工装、机床结构也可做成模型,必要时还可以带学生到工厂参观,进行现场教学。对于工步、走刀、工序等较难掌握且容易混淆的概念,可以组织学生观看车削、铣削的加工录像,有针对性地讲解和区分。讲解数控加工工艺时,可利用数控加工仿真软件介绍数控车、铣和加工中心的对刀、设置刀具补偿、工件的定位和装夹、刀具运动轨迹等内容,带领学生深入工厂观看数控机床加工现场,都可收到很好的效果。 5. 搞好现场教学 根据不同的教学内容、不同的情况采用多种形式的现场教学。对于各种加工方法、各种机床、夹具、刀具和量具,可组织学生去实验室、工厂机加工车间参观实习。针对某一典型零件的加工,可组织专题现场教学,要详细了解图纸和工艺条件,学习工艺过程,了解其典型设备、工艺装备的机构特点和使用方法。对重点零件的加工,要求学生仔细观察、运用所学的理论知识,改进不合理的工艺方法;对生产中遇到的质量或其他技术问题,应指导学生分析并解决,必要时,向工厂的技术人员和工人请教。在实习中,把典型的工艺方法、夹具、专用刀具都记录下来,与所学的理论进行比较,来巩固理论知识和提高解决技术问题的能力。当然,课堂与现场要相结合,教师应根据工厂的情况编写出实习教案,精心组织实习的内容,首先在课上介绍零件图纸和技术要求,然后带领学生深入现场,最后回到课堂组织学生讨论分析,教师汇总,指出要点。 总之,机械制造技术是一门综合性、实践性都很强 的课程。任课教师认真研究教学方法,不断提高知识水平,真正做到理论联系实践,必然能教好这门课,取得理想的效果。 机械工程论文:对自动化技术在机械工程中的应用研究 随着机械制造步伐的逐步加快,机械工程中自动化技术的应用也得到了全面的发展。在过去,自动化技术的应用通常是局部、单机形式的自动化,而如今,自动化技术不仅综合了集成技术,还囊括了一系列先进的智能设备,因而大大提高了生产效率,使得机械工程领域产生了巨大的变化。随着自动化技术在机械工程中应用范围的不断扩大,自动化技术在机械工程中的应用现状、应用策略以及发展趋势等问题也就成为当前热议的话题。 1、我国自动化技术在机械工程中的应用现状分析 我国自动化技术在机械工程方面的应用情况仍处于单子及刚性自动化阶段,同国外发达国家相比差距仍相对较大,因为国外发达国家自动化技术的应用已经实现了普遍的柔性化、集成化及其智能化。 对于我国的多数企业而言,在机械工程的生产管理的自动化方面采用的仍是传统落后的管理模式,发达国家早已实现了信息化管理,且对于工业管理、组织以及生产模式等方面仍在逐步升级和创新。对于人才管理来说,我国缺乏一个科学有效的管理机制,且所谓的人才多为理论型人才,真正的理论实践型的全面人才远远不够。此外,对于机械设计方面而言,我国无法做到及时地更新,在设计能力方面也并无大幅度的提升。对于工艺水平而言,数控加工等相关技术仍停留于初级的精细加工阶段,还未真正掌握复合加工等先进手段。 对我国机械工程中自动化技术的应用情况进行分析可知,我国在此方面存在着不少问题,较为突出的问题是机械自动化技术全面人才的缺乏、自动化技术较为落后,且应用范围较为狭窄等。作为机械自动化技术发展的基础,相关技术人才的培养相当关键,由于我国在此方面的技术人员多数仅仅空有理论知识,而缺乏实践经验,因此,进行人才的培养过程中必须注意理论同实践的联系,这样方可真正实现自动化技术能力的不断提高,进而推动现代机械工程领域的不断进步。此外,我国还应改变数控系统中传统的封闭体系结构,不断提高自动化技术的管理策略及其科研投入,拓宽自动化技术在机械工程领域的应用范围。 2、机械工程中自动化技术的应用分析 2.1柔性自动化技术在机械工程中的应用分析 对于柔性自动化技术而言,其主要是随着计算机信息技术的发展而产生的,因而是一种新兴技术,此技术不仅可以实现技术性操作的自动化进行,还可以在明确加工目标的情况下进行智能操作。因此,将柔性自动化技术应用于机械工程中可以实现生产效率的提高,从而实现机械领域的工业化发展目标。如今,柔性技术已经成为机械工程中不可缺少的一部分,其将数控技术为核心,同时结合先进的计算机信息化设备、信息科技技术及现代机械生产技术三个方面,推动了机械制造工业的不断发展和进步。由此可知,柔性自动化技术在机械工程中的应用,对于整个工业发展而言具有相当深远的意义,不仅能够实现生产数量及其生产效率的大幅提高,减轻劳动人员的工作强度,还大大提高了生产的质量,实现了生产成本的大幅降低以及产品效益的不断扩大。由此可见,柔性技术在机械制造行业的应用具有全球化趋势。 2.2集成自动化技术在机械工程中的应用分析 集成自动化技术主要指的是对目前现有信息技术不断进行改进,以确保机械制造过程更为具体化,此外,还负责将机械制造生产过程中相关的各种技术及其生产信息进行高效集成,以实现机械生产的不断扩大,最终实现集成能力的不断增强。正是由于具有如此多的优势,因此,如今集成技术在机械工程中的应用已受到了十分普遍的认可,且在信息集成系统不断发展和完善的过程中,集成自动化技术也得到了不断的发展。集成技术涵盖了众多方面,如数据库集成、质量系统工程以及一些复杂程度较高的工业系统设计。就如今的发展情况而言,集成自动化技术在机械工程领域的应用,无论对于产品研发,还是生产和控制都可以取得相当好的效益。 2.3智能自动化技术在机械工程中的应用分析 智能自动化技术指的是通过人工智能技术、神经网络等技术对某过程进行模拟,促使系统能够像人脑一样进行数据的分析或信息的采集,进而实现系统的自动化。此技术在实现机械智能化的同时,还通过集成化技术实现了控制的自动化,因而可以说是一门集智能技术和集成技术于一体的自动化综合技术。此技术在机械工程中的应用有效实现了人工智能技术以及机械制造过程的高效融合,不仅对生产过程的监控十分有利,有效降低了人力资源成本的投入,还实现了生产效率的大幅提高。此外,此技术通过神经网络实现信息的识别,因而使得机械系统运行时具有相对较强的自主适应能力,这对于生产过程中突发事件的快速响应及其解决十分有利。 3、自动化技术在机械工程中的未来发展情况分析 3.1自动化技术在机械工程中发展方向 机械工程中自动化技术应用的发展过程中必须以我国国情为依据,从简单技术入手,逐步朝着复杂技术进行发展,进而建立起一套我国特色的机械自动化系统。如今,虽然我国在机械工程领域已经得到了一定程度的发展,但同国外先进国家相比差距仍相当大,在自动化技术在机械工程的应用过程中先进技术及其相关经验仍相对缺乏,这就要求我国实现机械领域自动化的过程仍有相当长的一段路要走。因此,就我国而言,为了实现机械工程自动化技术的更好发展,必须以我国具体国情为依据,不断进行自动化技术应用经验的积累,同时注重吸收外国在这一方面的先进技术水平,逐步推动机械工程中自动化应用技术的不断发展。 3.2机械自动化技术在企业中的应用和发展 对于自动化技术在机械工程中的应用而言,其主要目的还是为了投入生产,因此必然要在相关企业中进行应用和发展,此时必须以实际情况为依据,确保机械自动化技术的应用能够有效推动企业的发展。对于机械相关企业而言,在进行自动化技术的引入过程中必须先要对企业的实际情况进行考虑,无论是企业的经济能力还是未来发展都要进行认真考虑,以确保机械自动化技术能够产生长远的效益。 3.3自动化技术在机械工程中的应用过程中应注意的问题 进行机械工程自动化技术的应用过程中,必须注意稳固的抓好此项技术的应用过程,对此项技术的基础应用工作进行大力地推广。一面进行主机的发展,同时还要进行配套控制系统及机械自动化元件等的发展。此外,还要确保各种传感器、编程控制器、控制系统、系统及计算机软件和微处理机等方面技术的不断发展,以便为将来的进一步发展打下基础。除此以外,还应不断进行性能优良且应用水平高的自动化机电产品的研究。自动化技术在生产中进行应用的过程中很容易受到系统质量、结构、刚性等方面要求的影响,因此必须不断对其进行更新,以满足机械自动化技术应用方面的需求。 结语 综上所述,自动化技术在机械工程中的应用已逐步成为机械制造领域相当重要的组成部分,机械工程中自动化技 术的应用不仅可以实现原料成本的大幅降低及生产效率的大幅提高,还是避免人力资源浪费的最为有效的途径,因此必须对其给予足够的重视。 机械工程论文:机械工程图图形检索技术的研究 引言 在基于内容的视觉信息检索技术与计算机信息管理技术探究中获得的科研成果给处置这个问题带来了有用的参考,让迅速查寻所需要的设计图纸变成可能。鉴于此,本文对机械工程图图形检索技术进行分析与探究具有较为深远的意义。 1.机械工程图检索技术的分类 基于文本的图纸检索还有基于成组技术的图纸检索出现了很多的问题,寻找原因会发现问题的形成和举出这类方法的时候,人们对图形的认知水准还有处理问题的考虑点存在较大关联,所以这类问题是方法自身所特有的[1],只借助改变技术细节很难解决,必须通过不同的角度思考这类问题才会可能全部处理发生的困难。伴随基于内容的图像检索技术的进一步发展,国内外已经有某些研究人员将在基于内容的图像检索范围所获得的科研结果加入至CAD领域,通过图形特点的记叙方式完成CAD图形检索。系统首先必须提取到图纸的几何特征数据还有其空间关联数据,关于图纸的特点数据存储至图纸特征库里,客户在完成新设计的时候,只需要给系统提供具有某种特点的图形,系统就能够在拥有的计算机图库里检索到与所提供的图形拥有类似的几何特点或者部件相互拥有类似空间关联的图纸,这样用户就能够用检索出的结果当成参照,根据新的设计需求进行设计。本文所论述的主要是基于内容的图纸检索系统的完成问题。 2.机械工程图大致图形的叙述 第一,简单图形 包含了矩形、圆与三角形这三类图形。 第二,链式图形 通过直线、圆弧相互连接形成的图形,构成这些图形的直线或者圆弧首尾是相接的,图线相互不存在交互关系,所围区域都是单连通域,在其围成的区域里不包含其他的图形因素。 第三,复合图形 通过链式图形与简单图形利用邻接关联形成的图形,在这些图形中轮廓线以里的每个区域中都不存在单独存在的简单图形或者链式图形。图形分解的重要步骤叙述如下: 步骤一:分隔单独出现的图形 单独出现的定义指的是在这个图形的每个部分和轮廓的其他组成成分不存在相交、重合与连接关联,图形单独的出现在总体轮廓之间。这类图形假如是简单图形,则跳转至第4步,假如是链式图形,则必需跳转至第3步,不然其就是复合图形,跳转至第2步完成; 步骤二:复合图形分解 把复合图形根据其组成分解成为相互邻接的闭合图形[2],这类图形可能是链式图形或者是简单图形这两类状况,判别图形的形式,假如图形是简单图形,则跳转至第4步接着完成处置; 步骤三:把链式图形分解成为简单图形的组合 把链式图形分解成为简单图形,包含了图形分解还有判定所得的各类简单图形相互的存在关系这两类问题,也就是先完成分解,再判别各个简单形体相互的空间运算关联是并、差还是没有空间运算关联; 步骤四:存储处理结果 到这里整个的图形就已经被分解成了圆、长方形与三角形这三类简单图形的拼接形式。把图形的构成数据还有每个步骤获得的图形之间的空间运算关系存储至数据文件里。详细情况参照下图2-1所示。 3.机械工程图图形检索数据的组织和检索的完成 复杂机械工程图中的图形轮廓最后能够分解成三类几何图形的组合情况,这个分解的过程总共包含了三个阶段,在分解的第一阶段与第二阶段里,复杂图形被分解成了一些封闭的图形,这类图形相互之间是存在邻接或者互相包含的关联,封闭图形间的组合形式展现出了轮廓的整体构成结构;在分解的第三个阶段,那些不属于规定的几种简单图形的封闭图形被再一次的完成分解,最后通过长方形、圆与三角形这三类简单图形的拼接形式来代表它们,分解获得的简单图形的数量与相互关联代表了繁杂的封闭图形[3]。 在基于内容的图形检索当中,判断检索图形与其他图形相互的匹配程度是检索的重要步骤之一。过去数据库系统的查询往往是基于精准文字匹配的,但是在图形、图像这样的数据检索当中,关于给图形、图像的内容用语义叙述没办法完成全部精准,因此必须要通过相似性匹配来权衡评定检索结果的相符情况[4]。这个相似性情况是通过数值形式来完成表示的。相似性测量是某个模式领域当中关于模式的知识表述,可以度量该领域里对象间的感觉相似性的相应程度。在用户根据图形特点检索的时候,获取到的图形特征是关于图形实体的一类全面的表述,当使用相似性检索的时候要牵扯到两类重要的问题:一个是图形特征的相似性度量,另一个则是基于相似性的查询方法。 4.结语 通过本文探究,认识到机械工程图检索技术的分类,因此对机械工程图图形检索数据的组织和检索的完成进行加强便显得极为重要。然而,这是一项较为系统的工作,不能一蹴而就,需要从多方面完善,比如复杂图形被分解成为一些封闭图形。进一步为我国机械工程图图形检索的发展奠定尤为坚实的基础。 机械工程论文:机械工程教育信息化发展现状 一、前言 在我国经济中,制造业是国家的支柱行业,占据国有经济的重要地位。随着制造业的快速发展,机械工程技术也迎来了新的发展形势。从目前机械工程技术的发展来看,在产品研发和生产制造中,机械工程技术正在缩小与国外发达国家的差距,在某些产品领域已经达到了世界领先水平。之所以取得这样的成绩,主要原因在于机械工程教育中引入了信息化的理念,不但提高了机械工程的教育效果,也促进了机械工程教育的发展,所以,我们应对机械工程教育信息化发展有全面正确的认识。 二、机械工程技术的特点分析 1、机械工程技术的先进性特点 (1)灵活(2)高效率(3)能源消耗低(4)无污染(5)产品性价比较高。 2、综合考虑设计与工艺的特点 在机械工程技术方面,设计与工艺紧密结合十分重要,在实际生产过程中,需要结合现场的工艺进行合理的设计,使设计一次性成功,这就是经常所说的并行工程。 3、全面考虑工业应用的特点 对于机械工程技术来说,最终的目的就是提高制造行业的经济效益和社会效益。这就要求在设计之前详细了解市场,针对工业应用情况进行设计、研发、生产、销售等等,使该技术能够达到理想中的效果,这样的机械工程技术才算是成功的。 三、机械工程教育信息化发展现状 考虑到机械工程的特点,在机械工程教育开展的过程中,引入信息化手段是十分必要的。从目前机械工程教育信息化发展现状来看,主要表现为以下几个方面: 1、机械工程教育信息化手段已经得到了充分的运用 出于提高机械工程教育质量的目的,在机械工程教育开展过程中,及时的引入了教育信息化的手段,主要包括CAD教学、网络化教学等,通过教育信息化手段的运用,机械工程引进了国外技术的先进理念,形成了对国外先进技术的消化吸收,保证了机械工程能够持续快速的发展。从目前机械工程教育的开展来看,信息化手段的运用范围越来越广,已经成为了机械工程教育的主要手段之一,为机械工程教育的发展提供了有力的支持。随着教育信息化手段的不断发展和提高,相信在未来机械工程教育信息化手段的应用范围更广,应用效果更加突出。 2、机械工程教育信息化采用了网络化发展的模式 计算机网络的发展,为机械工程教育提供了强有力的支持,不但提升了机械工程教育信息化发展的质量,还提高了机械工程教育的整体效果,改变了传统教育模式的束缚,为机械工程教育的发展提供了新的参考。从目前机械工程教育信息化的发展来看,网络化的发展模式为其带来了资源共享的便利,丰富了现有的教育内容,提高了教学实效性,为机械工程教育的发展注入了生机和活力。从这一角度来看,机械工程教育信息化发展成为了机械工程技术发展的必然趋势,为了机械工程技术的提高奠定了坚实的基础,保证了机械工程技术的发展质量。 3、机械工程教育信息化改变了传统教育理念 在传统教育理念中,机械工程的教育应尊重书本内容,应以现有技术为基础进行技术研发和技术教育,对先进技术的引入缺乏必要的手段。考虑到机械工程传统教育理念的缺点,以及计算机信息化的高速发展,在机械工程教育中引入信息化手段已经成为了必然的选择,对机械工程的发展产生了重要影响。基于这一判断,机械工程教育信息化改变了传统的教育理念,开始朝着新技术引入和新技术应用的方向发展,极大的提高了机械工程教育的实效性,满足了机械工程发展的现实需要,提高了机械工程发展的整体质量,为机械工程发展提供了新的参考。 4、机械工程教育信息化提高了教育效果和技术的先进性 通过采用教育信息化手段,机械工程的教育效果得到了持续的提高,为机械工程技术的发展提供了有力的支撑,保证了机械工程技术的发展质量。同时,教育信息化手段的采用,保证了机械工程技术的先进性,使机械工程技术能够及时的引入并借鉴国外的先进经验和成熟的技术,为我国机械工程技术的发展提供有力的支持。从目前机械工程教育的实际发展来看,机械工程教育信息化提高了教育效果和技术的先进性,为机械工程的发展提供了有力的支持。因此,从促进我国机械工程技术发展的角度出发,我们应对机械工程教育信息化手段有深入的了解。 四、结论 通过本文的分析可知,在我国机械工程技术的发展过程中,教育信息化手段起到了积极作用。教育信息化手段不但提高了机械工程教育的整体效果,还对机械工程技术的发展提供了有力的支持,满足了机械工程技术发展的要求。因此,我们要对机械工程教育信息化手段有全面正确的认识,要认真分析机械工程教育信息化发展现状,不断提高机械工程教育信息化的发展质量。 机械工程论文:本体以及其在机械工程中的应用综述 一、前言 本体在经历了10多年的发展之后,已经实现了语言、环境构建和方法论,现已经构建了理论框架和技术体系,在各行业中广泛应用。 二、本体的基本概念 在信息科学中,作为一种知识表示方法,本体(ontology)包括了研究领域内对象的名称、对象属性和相互关系的逻辑描述,提供了领域内知识表示和交流的词汇集合和集合中各个对象的关系集合。采用这种方法表示知识的本体,是基于一定的目的人为设计的规范说明,这与它所建模的世界有着明显的区别。本体发展至今,其应用范围已经远远超出了传统人工智能和知识工程的范围,这主要是由于本体具有以下显着的优点: 1、异构系统互操作,在异构主体之间对交流的结构化信息达成共识,这是本体开发的一个主要目标; 2、通过本体复用、映射和集成等方式实现领域知识复用,这是本体研究的主要动力之一; 3、明确的领域认定,利用本体表示方法描述领域认定,当领域发生变化时,对应的领域认定的改变也相对比较容易; 4、分析领域知识,建立领域本体,实现领域知识的应用和管理; 5、将领域知识与操作性知识相分离。 三、知识工程中本体的含义 在知识工程领域,研究人员给出了面向人工智能的明确的本体定义,其中,最重要的一个是Gru-her在1993年采用人工智能界公认的概念模型为基础给出的:本体是概念模型的明确的规范说明。随后Studer在参考了Gruber和Borst的定义的基础上提出了本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明。本体定义的核心内容本文由论文联盟//收集整理是概念模型,即研究领域内存在的对象、概念及其他实体以及它们之间的关系是研究领域的一个抽象的、简化的视图,每一个知识库、知识库系统或知识水平的主体,都或明确或隐含的依托于某些概念模型。分类法(taxonomy)是对科学分类的普遍规律的研究,是按照一定的思想观点,以科学分类为基础,结合领域内容和特点,将领域知识分门别类以术语的形式组成分类表。本体与分类法相比,主要有两个区别:本体具有更为丰富的内部结构并且反映了某种程度的共识。 理论上,可以通过5种类型的构件来形式化描述一个本体:概念、关系、函数、公理和实例。这里的概念可泛指论述的任何事物,如任务、功能、行为、策略和推理过程等等,有时为叙述方便,概念也称为类。关系用来表示领域中概念之间的相互作用,元关系形式化定义为个集合的笛卡儿乘积的子集:R:C×C×…×C。函数是一类特殊的关系,在这种关系中,前n一1个元素可以惟一决定第n个元素,函数的形式化定义为:F:C×C2×…×G一一C。公理用来表示领域中永真的陈述,实例表示领域中的具体元素即对象。 四、本体构建的规则 本体构建方法概述出于对各自问题领域和具体工程的考虑,构造本体的过程各不相同。目前没有一个标准的本体构造方法,最有影响的是Gruber在1995年提出的5条规则: 1、清晰:本体必须有效地说明所定义的术语的含义。定义应该是客观的,与背景独立的。当定义可以用逻辑公理表达时,它应该是形式化的,应该尽力用逻辑公理表达。定义应该尽可能的完整。所有定义应该用自然语言加以说明。 2、一致:本体应该是前后一致的,也就是说,它应该支持与其定义相一致的推理。它所定义的公理以及用自然语言进行说明的文档都应该具有一致性。如果从一组公理中推导出来的一个句子与一个非形式化的定义或者实例矛盾,则这个本体是不一致的。 3、可扩展性:本体的可扩展性是指,本体提供一个共享的词汇,这个共享的词汇应该为可预料到的任务提供概念基础。它应该可以支持在已有的概念基础上定义新的术语,以满足特殊的需求,而无须修改已有的概念定义。也就是说,人们应该能够在不改变原有定义的前提下,以这组存在的词汇为基础定义新的术语。 4、编码偏好程度最小(Minimalencodingbias):本体应该处于知识的层次,而与特定的符号级编码无关。本体的表示形式的选择不应该只考虑表示上或者实现上的方便。概念的描述不应该依赖于某一种特殊的符号层的表示方法,不能依赖于某种确定的语言,因为实际的系统可能采用不同的知识表示方法。 5、本体承诺最小,(Minimalontologicalcommitment):本体承诺应该最小,只要能够满足特定的知识共享需求即可。也就是说,本体应该对所模拟的事物产生尽可能少的推断,而让共享者自由地按照他们的需要去专门化和实例化这个本体。Gruber还指出,由于本体承诺是以词汇的使用为基础的,因此可以通过定义承诺最弱的公理以及只定义应用所需的基本词汇来保证。 五、基于本体的产品信息模型 来自华盛顿大学的Sudarsan和CMU的Fenves作为美国国家标准与技术研究院(theNationalInsti—tuteofStandardsandTechnology,NIST)的访问学者,与NIST的Sriram等人一起,为支持产品生命周期管理(ProductLifecycleManagement,PLM)各个方面的信息需求,以本体为表示工具,开发了一种产品信息模型框架口。该框架以NIST的核心产品模型(theNISTCoreProductModel,CPM)及其3个扩展版本:开放式装配模型(OpenAssemblyMod—el,OAM)、设计分析集成模型(DesigeAnalyticIn—tergratedModel,DAIM)和产品族进化模型PFEM作为基础。OAM定义了系统级的概念模型和相关的层次化装配关系;DAIM定义了产品的主模型以及一系列抽象功能模型和两个主模型与功能模型之间的变换,每一个功能模型对应于产品的某一个领域特性,两个变换分别为理想化和映射;PFEM表示产品族及其组件,与产品族进化相关联的设计原理。 开发产品信息模型框架的目的在于:①从产品的概念设计阶段开始,在其全生命周期的整个过程中捕捉产品、设计原理、装配、公差等信息;②便于下一代CAD/CAE/CAM系统的语义互操作;③捕捉产品和产品族的进化。该框架提供了产品信息和设计原理的细粒度描述,因而PLM系统可以方便地直接访问框架中的数据。 产品信息模型框架作为产品在设计过程各个方面的信息库,能够为PLM及其辅助系统提供一种单一的、一致的信息交换协议,支持CAx及其他相关系统之间直接互操作和无缝的信息集成。该框架具有以下特点: 1、以形式化语义为基础,通过采用合适的本体就能进行自动推理; 2、具有概括性,它描述的是概念实体(制品和特征),而不是针对具体的某种产品(发动机、泵等); 3、提供了产品全方位的丰富信息; 4、致力于促进新的应用和过程的开发,避免由于环境中信息的不齐备阻碍新应用的实现; 5、框架中结合了明确表示的设计原理,作为描述产品本身的重要内容; 6、作为产品级上不同系统间互操作的转换与接口。 六、结束语 总之,尽管当前,本体技术已经得到了发展,但是还是存在一定局限性,不能仅局限在对事实知识的表示,还应用对过程性的知识以及有效方法进行探索,这也是该技术今后的发展方向。 机械工程论文:分析机械工程及自动化创新实践开发 引言:工程的本质在于创造,工程创造的内涵就是科学知识和技术的开发与应用。工程正是通过对辩学知识技术的开发与应用,创造世界上原先没有人工产品或系统来满足社会现实可能的需要。工程是一种创造力的专业,与社会生活中的其他专业有着不同的分工,以创造为自己的使命,这正是工程教育的本质特征和光荣任务。现代工程的定义具有鲜明的时代特征。2l世纪,世界将进入知识经济的时代,一切创新都依赖于高素质创造型人才,承担培养高素质创造型人才和发展科学文化双重任务的高等教育,必将成为国家创新体系的支柱和基础,寓有创造本质特征的工程教育应当更加突出创新意识和创造能力的培养等。 一、机械工程及其自动化专业创新实验开发研究的意义 随着世界经济一体化趋势不断增强,我国市场经济不断发展与完善,对现代工程的概念也产生了一种新的理论,即“工程是关于科学知识和技术的开发与应用,以使在物质、经济、人力、政治、法律和文化限制内满足社会需要的一种创造性专业”。从中我们可以看出,工程的本质在于创造,而创造的本质就是对科学知识和技术的开发与运用。从这个意义上理解,工程就可以理解为通过科学知识和技术的开发与应用,通过创造出当前没有的产品或者是系统,以此来满足经济和社会发展的需要。从某种意义上说,工程与其他的专业有着很大的区别,最为主要的就是工程专业可以理解为创造力专业,这也是工程教育的本质特征。当前,知识经济时代的到来,使得知识成为了人类社会进步的源动力,一切的经济活动和社会活动也都要依赖于知识的开发与运用,而高素质的创造型人才正是对知识的开发与运用的实施者,培养创造型人才也成为了当前我国教育事业的根本任务,对工程教育进行创新与改革也是当前高等教学改革的一个必然方向。 二、机械工程及其自动化专业综合创新实验的开发研究 通过对高校理工科专业教学体系的分析可以看出,实验教学被安排的位置是在理论教学之后,其实验的目的就在于为学生提供应用理论知识进行实践和应用的机会。工程能力也可以称之为创造能力,这是对于理工科学生基本的素质要求之一,因此可以说,创新实验教学的开发和研究,是为学生提供应用理论进行创造的平台,也是培养学生工程素质和创新能力的主要途径。综合创新实验的开发与研究是一项复杂的、系统的工程,需要以现代教育思想作为根本的指导思想,科学的处理实验教学与理论教学的关系。笔者认为,综合创新实验应当根据专业特点,同时结合学校教学的实际情况,在现有的实验设备的基础上,进行改进和研发,而不需要投入大量的资金进行新设备的购置,通过对现有的实验设备进行优化和整合,引入计算机技术和智能化技术,则能够实现对综合创新实验的整体优化,达到培养学生创新能力和实践能力的目标。综合创新实验的教学目的很明确,就是为了给学生提供一个工程应用教学环境,使学生通过实验来加强对理论知识的理解和掌握,并且学会用知识分析问题和解决问题,进而培养学生的综合能力。实施综合创新实验通常是在理论课教学结束之后,综合创新实验打破了学科之间的界限,其实验内容的设计以培养学生的创新能力作为指导思想。学生在完成一项创新实验的过程中,要对各种实验的设备进行熟练的掌握,也需要借助多个学科知识的综合运用,才能够完成实验。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ι 1、实验设备:细纱机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘细纱机钢领板运动机构;(2)应用测试系统检测钢领板运动规律;(3)根据检测的钢领板运动规律,反求设计控制凸轮机构;(4)对细纱机钢领板运动机构进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅱ 1、实验设备:机器动力学实验台,计算机,测试系统。 2、实验内容:(1)应用测试系统检测机器动力学实验台,当载荷一定时,在安装飞轮和不安装轮飞两种状态下主轴转速的变化情况;(2)建立实验台等效主轴的运动方程,分析飞轮的调速作用;(3)按新给定的主轴运转不均匀系数反求设计飞轮;(4)在计算机上实现不同主轴运转不均匀系数条件下飞轮的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅲ 1、实验设备:1511织布机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘1511织布机打纬机构和棕框机构的机构运动简图;(2)应用测试系统检测检验棕框机构运动规律;(3)根据检测的棕框机构运动规律,反求设计棕框共轭凸轮机构;(4)对1511织布机打纬机构和棕框机构的运动进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 三、“机械工程及其自动化专业综合创新实验"的实施 系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”一般安排与课程设计同步进行。学生在指导教师的指导下完成基本实验内容,然后独立完成计算分析、创新设计以及在计算机上实现创新设计方案的仿真设计或虚拟设计等项内容,最后写出实验报告。系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”不仅重视学生动手能力的培养,更重要的是加强了学生综合应用所学知识分析问题、解决问题和创新思维能力的培养。系列“机械工程及自动化专业综合创新实验”是按照学生掌握知识由浅人深,认识问题由感性认识到理性认识过程设计的,它重视了学生综合创新能力的培养,形成了鲜明的特色。 明确培养目标制定具有工程特色的教学计划。随着科技进步,以计算机信息技术为标志的高新技术在机械制造领域的渗透、融合、应用,使得机械工程学科本身的内涵、外延同传统的观念相比有了质的变化, 企业要求该专业的毕业生不仅具备机械设计制造及其自动化方面的基础理论知识和应用能力,还应具备在工业生产第一线从事机械制造领域内的科技开发、设计制造、应用研究、运行管理和经营销售的能力,为了适应社会需求,就应在现代教育思想、教育理念的指导下,以培养具有工程素质的应用人才为目标,构建起新时期对该专业人才要求相适应的、与现代高新技术相融合的、与经济发展环境和资源条件相协调的教学计划体系,按照公共教育、专业教育、实践训练的培养策略,突出工程特色,既要有共性要求,又兼顾个性培养。公共教育部分要培养学生良好的人文素质, 人文与社会科学与自然科学从来就不是分割的, 很多科学技术中的突破来自于人文知识的灵感, 创新思维和创新精神的培养,也绝不是单纯的专业知识教育问题,通过对学生宽广的通识基础和深厚的自然科学理论基础的塑造,辅以工程哲学的教育,可以为工程素质培养奠定良好的基础。专业教育部分要系统学习专业基础课程和核心课程,重视坚实的专业技能的培养,培养工程师的基本素质。在条件允许的情况下,可以为学生提供专业技能认证课程。实践训练部分则着重进行上手快、后劲足的实践能力与创新能力的训练,任何一个学年均有不同的实践教学环节,保证工程实践训练4年不断线,倡导以科研项目、工程现场、实验室研究为背景,进行系统的动手实践能力和创新能力培养。除了上述共性教育,还要对学生进行个性培养,如鼓励学生参加辅修专业的学习,选修感兴趣的其他专业,通过学习,扩大学生的知识面,以此加强跨专业、跨学科的复合型工程人才的培养。
起重机械论文:起重机械制造论文 1制造监督检验中存在的问题 在监检过程中的出现问题主要原因是相关的监检人员的工作能力和服务能力较差,不能满足监督检验的要求。企业在这个过程中主要出现的问题有:没有严格的产品质量标准,导致对检验工作不够重视且达不到相应的要求;对于发现的问题通常都是一笔带过而没有把先关的数据结果记录在案;对《规则》中的规章要求不能严格执行,尤其是关于开具联络单等相关文件的时候 2做好起重机械制造监督检验工作的对策 2.1提高监检人员的专业素质和技术要求 监检人员的专业素质和专业技能高低,不仅会影响产品的质量,而且还会对产品生产的过程中造成影响。因此,对产品质量进行监督控制的时候,要严格要求监检人员的专业素质和专业技能,同时,还要对监检人员进行相关方面的培训。提高专业素质不仅可以提高监检人员工作的责任心,并且还可以通过员工的素质反映企业的外部形象。同时在进行对产品监督检验的过程中还要严格遵守相应的规章制度,并且保证检验过程的科学性和高效性。监检人员在进行监督检验的工作中要严格规范自己的工作态度,通过科学有效的方式进行对起重机械进行质量监督检查,并且对监检出的数据信息进行分析、总结并将总结后的数据资料制定成一份报告。而专业技能的提高主要的方式就是对监检人员进行相关的检测技能培训以及对监测仪器的设备的使用方法,使其能够达到上岗的要求并对现行的质量检测技术以及检测方法能够熟练地掌握,同时保证在进行质检的时候不会或者少量的存在人为性质的失误。 2.2检测方法科学、合理化 对制造技术实施的监测与施工验收和定期检测有所不同,制造技术主要是对产品从设计到制造的整个过程进行检测,因此,其方式与其他检测存在一定差异。任何一种性质的生产企业都可利用对设备进行全面逐一监测或是设备抽样的方式对其进行评定检测。如对设备进行逐一监测的方式对其质量进行控制需注意以下几个方面: 1)产品技术文件审核。尤其是对产品设计图与强度计算书的审核工作,需根据产品的性能与技术目标进行仔细核对,保证其能达到国家相关规定。 2)原材料及元件检查。原材料和外部购买元件、协件等质量需进行严格控制,检测时应按照质量保护系统要求安排其入库或是出库。 3)机械设备金属构造的加工质量。其质量进行有效控制,不仅需对其构件的焊接以及焊缝部位质量进行严格检测,还需对焊缝较为隐蔽的部位质量进行检测。 4)机械整体质量控制。其主要是对装配各个零部件的精细程度和试运行的可靠程度做严苛要求。如利用抽样对其进行检测评定,需保证抽样容积≥总容积20%。对相同产品进行大批量监测的方法,从某一程度上可将其归纳为重复检测,因此,采取抽样检测最优合适,不仅是节约了人力、财力等资源,还有效提高了检测效率。 2.3对先进的检测仪器的配备 在对起重机械进行制造监督检验时,先进的检测仪器的使用,不仅可以保证质量检查结果的可靠性和正确性,而且先进的检测设备同时还能够将测试结果直接反应出来,在很大程度上降低了检测结果的误差。。在进行对先进检测仪器的配置时,要按照起重机械的要求进行配置,并且还要对国内外最新的检测仪器进行关注并及时的更新换代。同时,还要在设备规定的使用年限期内进行使用,可以确保检测数据的准确性。 3结束语 通过本文的分析,笔者希望更多的专业人士能投入到该课题研究中,针对文中存在的不足,提出指征建议,为提高我国起重机械设备制造监督检测工作做出重要的贡献。 作者:曾君知 单位:宁夏天地奔牛银起设备有限公司 起重机械论文:起重机械电气控制仿真体系分析 起重设备作为物料搬运、装卸或用于安装的机械设备,被广泛应用于国民经济的各个领域之中。随着经济的发展,起重机需求量不断增大,同时起重设备还向大型化、高速化以及控制多功能复杂化方向发展,随之而来的起重机危险因素、事故也越来越多。起重机械电气控制系统作为起重机的大脑,其电气控制系统的安全对起重机械的安全所占的分量是不言而意的。起重机械电气安全是生产安全的重要组成部分。辽宁“4.18”钢水包倾覆特大事故中,电气控制系统的设计缺陷就是该事故的直接原因之一。然而由于起重机械基本属于大型设备,以及其吊载时电气控制系统的复杂性,对其电气控制系统是否存在安全隐患的评价或故障分析,均要在起重机械的使用现场进行分析判断,不能在设计初始阶段即实验室阶段就进行分析与排查。且当起重机械发生事故时,由于此时现场大都已破坏,也难以对起重机械的电气控制系统进行准确的事故(或故障)分析。随着计算机技术、多媒体技术、自动控制技术的飞速发展和广泛应用,利用实验室内的试验条件进行起重机械电气控制系统安全评价已经成为加强生产安全的迫切需要。 1起重机械电气控制系统仿真研究的意义 对于基于模拟载荷的起重机械电气控制系统仿真研究,主要的出发点在于实现实验室内的起重机械电气控制仿真系统的构成与真实起重机械电气控制系统尽量一致。这样起重机械电气控制仿真系统研制可以作为开展起重机械电气控制技术相关科技项目研究的载体,也可以用于检验技术的培训和能力提升。因此基于模拟载荷的起重机械电气控制系统仿真研究有着重要意义: 1)随着机电特种设备技术的发展,新型电气部件和控制方式不断应用。起重机械电气控制故障仿真系统研制为新型电气元件和控制方式实现了实践论证,对电气控制系统的安全性能进行评价,非常有利于起重机械电气控制技术设计水平的提高。 2)可灵活设置电气线路逻辑故障与电子元器件故障,供研究人员操作、分析问题、解决问题之用。通过基于模拟载荷的起重机械电气控制仿真系统的故障模拟与再现,研究各种起重机械电气事故及其发生的机理、原因、规律、特点。 3)通过起重机电气控制系统的检验方法研究,可使起重机械电气系统检验更为深入。直观的LED显示功能与投影,使复杂的电气系统对于初学者也能浅显易懂,为起重机械电气原理研究、教学与实训等构建了一个很好的平台。 2国内外起重机械电气控制仿真系统发展趋势 在我院提出研制起重机械电气控制仿真系统之前,国内有些相关单位为了培训或生产制造的需要,也有些起重机械电气控制的模拟设备,但功能不同或不够完整。例如:有公司因早期制造集装箱装卸桥的需要,能让工程师们做一些编程及测试的需要,在购买电气控制设备时,有意多购一套控制器及驱动器作为设计及故障处理模拟器[1]。同时也作为设备交货时用户方技术人员短期培训使用。另国内有职业技术学校有装设集装箱装卸桥模拟器,以模式驾驶操作环境,将使学生能够置在一个接近真实的实践环境中进行相关专业技能的训练,提高学生的实际动手能力,提高学校的教学质量[2]。但无与实际起重机械类似的电气控制系统,更没有能高仿真地模拟现场作业环境的起重机电气控制系统。目前国内起重机械电气控制系统的技术水平还停留在二十世纪使用的电气控制技术水平,电气控制逻辑线路没有明显的更新改进[3-4]。这原因之一是起重机械一般体积都较大,起吊的载荷又较重,电气控制系统均无法在实验室进行设计的前期研究和验证,一旦电气控制的设计完成后,只能到起重机现场进行安装、调试和更改,制约了电气控制技术设计水平的提高。如果在实验室中建一个能高度模拟实际环境的起重机械电气控制故障仿真系统,能直观、真实地反映起重机械电气控制系统实际工作状态,有利于设计水平的提高。 3起重机械电气控制仿真系统的组成与功能 该起重机械电气控制仿真系统主要设计了联动台、控制柜、模拟载荷和信号显示台演示等功能模块,以实现系统功能目标。带信号显示面板的电气系统其最大的亮点是通过模拟载荷,实现了起重机电气系统在实验室内高度仿真模拟起重机吊运的各种工状,主要组成包括:1)提供完整的司机室联动台操作系统,具有起重机的起升、大小车行走仿真操作功能;2)设置模拟的电气线路逻辑与电子元器件故障,实现对起重电气控制系统故障状态还原与故障模拟分析;3)完整的电气控制系统,可进行电气控制功能和电气保护的检验方法研究;4)设有新型电气元件和控制方式,可进行起重机电气系统安全性评价;5)多样的电气元件(如绝缘电阻、过流继电器、延时继电器),供测量或整定评判研究。 4起重机械电气控制仿真系统的原理 该系统按20T/5T桥式起重机的标准电气控制系统进行研制,主要由联动台、信号显示面板、控制柜、驱动主机与模拟载荷、投影仪等部分组成。20T/5T电气系统按继电器与接触器控制设计研制,其部分电气原理图如图1所示[5-6],也可切换至按PLC+变频器控制电气系统。图1中的起升运动电动机控制线路是由凸轮控制器的触头直接控制电动机的启动、换向、停止,切除外加电阻,打开、闭合制动器,其通过LED灯显示电气元件的动作状态,如图中过流继电器F21左侧的LED灯即为显示该元件的工作状态。 4.1联动台 联动台包括各种按钮、仪表、指示器、操作手柄、脚踏板以及司机座椅等。联动控制台是由主令控制器、凸轮控制器、坐椅、指示灯、警铃等部分组成,其中主令控制器与凸轮控制器为控制台的核心元件,由操纵机构、开关两部分组成。 4.2信号 显示面板显示面板采用信号灯指示,信号显示面板电路原理图如图2所示,通过LED灯显示各机构、各档位的动作状态,能显示系统的接触器和继电器吸合与线路通断情况,能显示过流继电器、接触器和继电器失效的情况;采集并显示起升电机运转方向。 4.3控制柜 主起升机构采用主令控制器配合控制屏控制,副起升机构、大小车运行机构采用凸轮控制器控制。控制柜按20T/5T、跨度12m桥式起重机电气要求的控制柜实际尺寸制作。 4.4驱动主机与模拟载荷 系统中主起升机构配置驱动主机与模拟载荷电机,两台电机分别接电源确认其转向相反通过联轴器同轴连接,起动拖动电机,再串电阻起动负载电机。将交流力矩电机作为负载电机处于发电状态,通过力矩电机控制器可调整转矩负载的模拟装置,以实现倒拉反接制动、单相制动等电气制动的效果。 5结束语 该项目完成后,可研究各种起重机械电气事故及其发生的机理、原因、规律、特点,研究并采取各种有效的电气安全技术措施,以帮助企业解决生产中起重机械电气控制安全问题,提高电气安全水平,推动我国起重机械电气控制与安全技术的快速发展。也可为起重机械电气控制研究提高新的思路与控制方法,改善起重机械电气控制安全问题,项目的实施推广在电气控制工程领域具有广泛的应用前景和良好的经济社会效应。 起重机械论文:起重机械检验技术研究 【摘要】随着企业生产规模的不断扩大,原有的劳动力资源不能满足企业发展的需要,起重机械等应运而生,大大降低了工人的劳动强度,它逐渐成为在生产中不可缺少的机械设备。本文重点研究了起重机械检验检测中存在的普遍问题以及起重机检验检测的重要性,分析了起重机械检验检测中可能出现的问题,并根据检查中存在的问题进行了技术分析处理。 【关键词】起重机械;问题;处理分析 1前言 随着社会经济的快速发展和科学技术的不断进步,工业生产的发展速度逐渐加快,进入了发展的黄金时期。同时也是生产建设中发生生命财产安全事故最多的领域之一。起重机械作为一种特殊的设备,存在着多种安全隐患,是事故发生率较高的特种设备之一。然而,由于我国特殊的国情,一些企业领导人抱着侥幸心理,不注重起重机械设备的安全使用,对企业内使用的起重机械等特种设备未按《特种设备安全法》的规定进行定期和监督检验,同时作业人员的安全意识淡薄,再加上设备长时间处于过载状态,操作人员违规操作以及设备维护保养不到位等,导致了大量安全事故的发生。因此,在使用起重机械的同时,有必要强调起重设备使用的合理性,及时对起重机械进行定期和监督检验。对检验检测中发现的问题及时整改,消除安全隐患,以保证设备的安全正常使用。因此,对研究起重机械检验检测中发现的常见问题和技术分析具有重要意义。 2起重机械检验中常见问题 2.1缓冲器与止挡的问题 2.1.1止档与缓冲器不配合对于一般桥式起重机,当起重机离开工厂时,缓冲装置已经安装在起重机的端梁上,并在起重机安装过程中,将其停在轨道的两端,便于正确安装和调整止挡和缓冲器的位置。一些厂家为了安装方便,随便找来一块铁板焊接在轨道的端头作为止挡,不管起重机是否能够满足要求,能否与缓冲器配合,出现止档安装的位置过低,导致起重机在运行到端部时,扫轨板碰撞止档,扫轨板碰撞变形之后,使用单位未引起重视,盲目将扫轨板拆除,导致车轮直接与止档碰撞。当碰撞严重时,车轮会产生变形、歪斜、裂纹,造成跑偏、啃轮现象等隐患,从而降低车轮的使用寿命。严重时会导致起重机脱轨,引发安全生产事故。2.1.2防风装置取代缓冲器对于室外使用的门式起重机,有的使用单位将缓冲器拆除,将链条放置在缓冲器的安装位置,并将其连接到轨道末端的锚上,作为起重机的防风防滑装置,其实这是一个错误而又及其危险的做法。在起重机运行过程中,如突遇到大风,设备无法实现人为制停时,只能靠缓冲器与止档将其挡住,人工拆除缓冲器往往会导致止挡被撞飞,甚至门机倾覆,引发严重的安全事故,使用单位的这种做法应该被杜绝。我们在检验检测过程中必须认真检查,做到防微杜渐。2.1.3电动单梁起重机葫芦小车缓冲器本身的设计缺陷电动单梁起重机缓冲器设计缺陷。主梁的一侧设置有电动单梁起重机的缓冲器,一般采用硬质橡胶制成。因为其自身设计的缘故以及葫芦小车安装的无方位性,开式齿轮与驱动轮驱动齿碰撞,所产生的力矩极大,当葫芦小车制动停车时,尤其是轮齿对缓冲器冲击较大,特别是葫芦小车带载运行时,容易引起缓冲器的破损、脱落,使其功能丧失。如果缓冲器损坏未及时更换,会对葫芦小车开式齿轮造成损坏,增加了事故发生的可能性。这种桥式起重机大多采用手电门控制,由于操作者不固定,许多操作人员不了解缓冲器损坏的原因和缓冲器的作用,容易发生硬碰撞事故。它严重影响了起重小车和整台起重机的安全运行。在此特别提醒制造商关注这个问题,并改进这种类型的缓冲器。操作人员也要注意,依规操作,及时停车减速是防止此类事故发生的关键。 2.2限位装置失效的问题 限位装置包括大、小车行程限位装置和起升高度限位装置,是保证起重机正常工作的安全装置。以螺杆式起升限制器为例,其失效的主要原因是:2.2.1违规操作歪拉斜吊,歪拉斜吊是起重机械“十不吊”中的一种违规操作行为。歪拉斜吊时钢丝绳对导绳器有一个侧向压力,导绳器受侧向压力影响导致运行轨迹发生偏移,使撞头不能正常触发开关,起升高度限位装置动作不灵敏或失效。当歪拉斜吊更为严重时,导绳器可能会造成变形、动作迟缓、松动等现象,这会导致导绳器扭曲、变形、断裂脱落现象,使其不能带动撞头运动,起升高度限制装置失效。从而导致吊钩等吊具冲顶,损坏起升机构,或钢丝绳断裂,起吊物掉落,引发严重的安全事故。2.2.2制动器松动经过一段时间的使用,制动器可能出现刹车片磨损、老化、弹簧松动制动轮不均匀磨损等现象,制动力矩不足导致制动松动或制动滞后等问题。这很容易发生冲顶或溜钩事故。2.2.3运行机构制动过紧当小车和大车运行时,其运行机构的制动器过紧,会使起重机发生剧烈震动。钢丝绳随之摆动,破坏了导绳器和起升高度限制器的正常动作,导致起升高度限位器失效;制动过紧,甚至还会烧毁电机,造成安全事故或经济损失。 2.3电气线路问题 2.3.1手电门桥式起重机的控制线路因为现在用的手电门控制在桥式起重机多为旧式产品。手电门电压是380V,根据标准监规的规定,在起重机手电门控制中应采用安全电压,并且手电门上的紧急开关可以控制起重机的总电源,存在此类问题的起重机必须进行整改。但由于改造单位技术能力不强或盲目追求效率。无视改造后的质量问题,导致控制线路不标准的现象发生,其主要表现为:不设总接触器和接零、接地问题。2.3.2不设总接触器手电门上的紧急开关直接与按钮控制线连接,紧急开关直接与各按钮的控制线相串联,而紧急开关只能控制电门上的电源,而不能对总电源和起重机进行控制。2.3.3接零、接地问题这是一个简单也很常见的问题。现在来说起重机大部分都采用三相五线制低压供电系统,在地面电源与起重机连接时,必须使用五芯电缆才可以,三芯为火线路,一芯与供电系统的零线相连,另外一芯则为接地保护线。接地线必须与起重机的金属结构进行连接,或者是和大车的轨道上进行连接。起重机供电使用软电缆,接地芯线与电缆一起进入起重机,连接到电气箱的壳上,比如,起重机的供电方式使用滑线供电的方式,地线与大车轨道进行连接,跨接线设置在轨道的交叉处。由于供电系统已采取中性点接地,起重机再采用接地保护,也就对起重机的保护具有了双层保护的效果。2.3.4接线混乱接线混乱,电气元件老化是起重普遍存在的电气问题。电气元件老化是起重普遍存在的电气问题之一。许多电气元件损坏后,维修人员图方便,擅自更改了原先的线路连接方式,进行单独的接线,造成了线路连接变得混乱无序。有时,当安全保护装置损坏后,维修人员不对其进行修复或更换新的安全保护装置,而是人为地将安全保护装置的线路随便进行短接,所以导致失压保护、零位保护和紧急断电开关以及各类限位开关等重要安全保护装置失效。 3起重机械检验检测中常见问题及技术处理分析 以上这些问题在在检验检测过程中经常会遇到,当然,操作人员也很容易忽略这些问题,因此在设备使用过程中,埋下了安全隐患。但这些问题都可以在进行定期或监督检验时及时发现,及时整改,消除隐患。以下是几个需要值得注意的地方:(1)使用单位或安装单位的作业人员要认真按照使用维护保养规则和安装手册的要求维护使用或安装。而检验部门应当严格按照标准和监规的要求进行检验检测,防止上述使用铁板当止档和防风装置代替缓冲器等安全隐患出现。(2)提高对起重机械的科技投入,对电动单梁起重机葫芦小车缓冲器的设计,进行优化,使用先进的科学的技术,对重机械等特种设备进行检验检测,促进特种设备科学技术的发展,做好起重机械设备的检验检测工作,使之符合标准、技术规范和监规要求。使用单位应遵循设备检验合格后方可投入生产或者使用的原则,以减少和防止事故,减少财产损失,保障生命安全。 4结语 随着国民经济和科学技术的不断发展,各种起重机械已经应用到社会生活中的每一个角落中,而其属于特种设备,事故发生的的可能性很大,所以,其检验检测工作显得尤为重要。缓冲器和止档、以及限位器故障、电器接线等问题是检测中经常出现的问题。为了解决这些问题,本文提出了一些建议,以避免这些问题重复发生,这对起重机械在生产中的安全使用具有重要意义。 作者:王金葵 单位:大理州质量技术监督综合检测中心 起重机械论文:起重机械安全技术管理方法 摘要:起重机械作为一种空间运输设备,主要作用是实现重物的位移。起重机械的使用大大节约了劳动力,提高了生产效率,是社会进步的体现。目前起重机械在生产中的使用率越来越高,已经成为机械化不可缺少的重要组成部分,有些还可以进行特殊工艺的操作。随着社会的不断发展,其中机械的使用范围也会越来越广泛,需求量也会越来越大,对起重机械的管理也会越来越严格。 关键词:起重机械;重要性;安全管理;技术理;方法和技巧 起重机械是工程施工生产中的一种重要机械设备,由于其中机械自身的特点,起重机械被广泛应用于施工企业,由于机械设备更新换代的速度原来越快,掌握操作技能又需要一定的时间,所以起重机械在生产中往往存在一些安全隐患。笔者结合近年来自身工作经验,对起重机械安全技术管理方法和技巧提出几点见解,希望可以给同行提高参考。 一、加强起重机械管理的重要性 近年来起重机被广泛应用于建筑施工企业,并在机械设备种占据重要比重,可以说,起重机就是命脉性设备,其施工作业情况直接影响这个工程施工进度,对企业能否顺利完成工程建设任务其中非常大的影响。起重机的管理是企业管理的重要方面,是完成施工、安装、生产、装卸作业的重要保障,是提高企业生产经营能力的重要环节。企业起重机的管理直接影响生产力要素的管理,在企业生产活动中主要是按照生产发展规律、自然运动规律、生产关系规律有组织、有计划的进行优质、高效、低耗地进行施工作业,以创造更佳的施工业绩。在生产力中的劳动力、劳动对象、劳动手段中,最有活力的就是劳动力和劳动手段,起重机的使用就会直接影响到劳动力和劳动手段,起重机械的使用,会减少劳动力的投入数量,劳动手段实现机械化、自动化,因为起重机自身就是一种机械化的劳动手段。起重机通过司机的有效操作,实现了物料的装载、搬运、卸货、吊运、安装等,在生产中形成了生产力。因此,起重机是重要的劳动手段,而且会直接或间接的影响着起重机司机、机组人员和管理者等劳动力的变化,同时也是企业生产力的重要要素,在施工中应重点加强起重机械的管理工作。 二、起重机械管理现状浅析 1、缺乏专业的管理人才 起重机械管理人员需要经过专业的技能培训才能上岗,可以目前大多数企业严重缺乏相关人才。在实际的施工现场检查中,普遍存在岗位证书人员和实际管理人员不一致的情况,甚至有些是一人身兼数职,最严重的是许多施工现场的起重机械管理人员时由没有任何施工和管理经验的农民工担任的,这种放任的管理模式对自重机械的管理是极不负责任的,严重的还会造成人员伤亡事故。 2、起重机械采购、使用、保养不当 起重机老旧继续使用时施工中常存在的现象,有些企业起重设备已经到了报废年限甚至有些已经超出了使用期限扔继续使用,这种情况会存在很大的安全隐患,也会加重企业的维修成本。有些大企业还会把老旧设备转让给中小企业,中小企业后来又几经周转后,生产厂家、生产日期、使用说明书等相关信息就会不完整。另外对起重机械缺乏正确的使用和定期的保养,加快了机械的老化速度,这些都给安全使用造成很大隐患。 3、起重机械档案资料管理混乱影响起重机械设备的使用寿命的因素是多方面的,加强起重机械设备的管理可以有效控制好机械的使用寿命。例如是机械使用过程中的科学化、制度化、规范化、使用的工作等级和级别、安装拆卸的规范作业等都会影响机械的使用寿命。再有起重机械的钢结构无论是在正常运转过程中还是在静止状态下都会承受荷载,荷载和使用次数也会影响起重机械使用寿命。因此只有完整、准确记录起重机械工作性能和使用频率,做好档案资料管理工作,才能保证起重机械的正常使用寿命。 三、起重机械的管理方法和技巧初探 1、加强对管理人员的任用和培训工作 各级主管部门都要牢牢树立以人为本的理念,深刻认识到职工生命的重要性,从关心和珍惜每位职工的生命为出发点,切实保障好每位职工的合法权益,高度重视从业人员的安全培训和教育问题。一方面要认真开展起重机械主要负责人、项目经理、技术负责人、专职安全生产管理人员的安全生产考核工作,起重机械的操作人员都应该进行岗前培训,熟练掌握起重机的工作原理、机械性能、操作技巧,参加单位组织的技能培训,考试合格后方可持证上岗。实行岗位任职考核制度,把安全生产责任切切实实地落在重要人员和重要岗位上。另一方面,要严格规范操作程序,认真组织和开展对输入、输出机械使用和驾驶的安全培训,严格按照《起重吊运指挥信号》、《起重机司机安全技术考核标准》、《起重机械安全使用规程》等相关规范进行操作,其实提高安全管理素质。 2、加强起重机械的使用、检修、保养工作 起重机的使用目的就在于通过使用让起重机的使用性能得到充分发挥,但是在使用过程中会造成机械不同程度的磨损,有些是有形磨损,有些是无形磨损,这些都会造成起重机价值降低。在不同环境下操作起重机,同等使用时间会造成机械磨损程度不同。起重机械的使用单位要定期的安排检查、检验工作,根据不同的工作强度进行有计划的日检、周检、月检、年检。这样做的好处是一旦发现安全隐患可以第一时间想出解决办法,减少不必要的开支,既节约了生产成本,也提高了机械安全性能。因此,在使用起重机的时候,要对起重机进行计划修理、推行状态监控和故障诊断技术,对机械进行保养,建议通过引用新技术、新技术对起重机进行维修。同时要严格管理操作人员,考核合格后方能允许上岗和管理,努力提高维修人员的思想道德素质,专业技术,提高机械使用效率。 3、加强档案资料的整理和归纳工作 起重机械资料种类繁多,需要归类整理,按期存档。具体整理工作包括(但不仅限于此):3.1起重机械出厂时的技术资料、产品合格证明、使用说明书、监督检验证明文件等;3.2安装起重机时需要的技术材料、安装部位、安装时间;3.3设备事故、人员事故发生情况;3.4日常维修、大修、保养、更换零部件的日常记录; 4、建立起重机械应急事故处理预案 按照《特种设备安全监察条例》相关规定,特种设备的使用单位要制定相应的应急事故处理预案,该预案以项目经理牵头,管理部门为主,相关部门积极配合组成紧急事故救援小组,把责任明确到个人,制定出符合本单位生产需要的应急预案,预案中应明确指出应急事故处理原则,紧急情况下可以采取的具体程序、方法、步骤,并定期的组织相关人员进行现场演练。 结束语: 总之,对于起重机的管理应按照国家和企业相关规定严格执行,从正确使用、科学检修、定期归档等方面着手,使起重机时刻处于良好使用状态,为企业提供精良的技术装备。 作者:江海清 单位:中国水利水电第五工程局有限公司 起重机械论文:电梯起重机械检验技术研究 摘要:起重机械是我国经济建设中不可缺少的物流运输设备,现如今已经被广泛的运用在了各种物料起重、安装等作业当中,可以说现在离开了起重机械,那么整个企业的生产就没有办法得到保证,该文主要针对强化机械安全这一方面入手,对电梯起重机械检验技术进行分析和探讨。 关键词:电梯起重机械;检测检验;质量问题;检验技术;分析 现代化经济的发展使起重机械逐渐成为生产过程中提高生产效率的必备设备,电梯起重机械属于特种设备中关键的组成部分,它在广大人民的生产生活中的地位非常高,电梯起重机械根据载荷运载形式的不同,主体结构也不同,但是随着电梯起重机械的不断发展,从中发现了很多使用及管理上的不合理现象,这就很容易导致电梯出现故障,因此加强起重机械的安全管理,提高电梯起重机械的检验技术是减少故障的有效途径。 1电梯起重机械检验前准备条件 1.1提交完整的电梯起重机械资料及文件电梯制造企业需要先提供装箱单,电梯出厂合格证,起重机械机房布置图,电梯的使用维护证明,电梯各个部件的详细安装图,电梯检验报告以及电梯使用单位提出的制造企业同意的变更设计文件等资料及文件。上述资料及文件都要有生产单位和使用单位的签字盖章。1.2要有符合要求的电源及电源控制装置电梯的控制电源一定要确保是正式电源,供电的电压也要符合电梯工作的相关规定,电梯的电源箱一般来说都安装在机房门口,这样设计可以让工作人员非常容易接近,接线的时候也非常方便,除此之外还要求供电的容量要达到标准要求。1.3电梯各个装置设备及部件电梯设备与部件需要进行妥善固定处理,安装用的临时工艺孔口也需要全部封闭起来,要求安装的装置一定要安全有效,还要对各个活动部件进行润滑处理,电梯生产企业在电梯生产出来后还要对其进行检验和测验,保证电梯在出厂前自检合格并且正常运行3000次以上,这样才能够保证电梯设备的安全稳定。 2对起重机检验技术的相关要求 一般来说起重机械的所有零部件,像吊钩、电磁铁、吸盘、集装箱等都是不允许出现任何损伤的,甚至连裂纹都不能出现,而且各个机构在试验之后也不允许零部件出现损伤,一旦出现问题,那么这一零部件就不能再使用。像摩擦类部件,其磨损量也都有非常严格的规定,像金属结构的原料钢板等这类部件对尺寸要求也非常高,必须根据相应的技术要求对不同的检测对象采取适当的检测方法和检测工艺对其进行检验检测。 3电梯起重机械检验方法 我国的电梯安装工程总体来说在质量上还是比较不错的,但是近几年接连出现的电梯吃人事件让人们对电梯这一便捷运输工具的安全性提出了质疑,电梯维护人员也逐渐加大了电梯安装质量的检验频率。从总体上看,我国的电梯起重机械安全性能与广大用户的需求之间还存在较大差距。如电梯安装工程质量检验标准不统一,电梯安装施工质量检验技术资料缺乏真实性等,这些都是造成电梯安全运行存在隐患的主要原因,除此之外,电梯安全技术检验工作更是电梯安全控制的关键性环节,因此需要及时地予以处理,这样才能够真正达到人们对电梯运行的安全要求。3.1视觉检测视觉检测主要是为了检测电梯起重机械的整体质量状况以及各个功能部件的性能。其主要检测的内容有:起重机械部分,金属结构的几何尺寸测量,表面质量检查等等。电气部分则主要分为电控装置、接地装置、照明检验装置等,这些都是运用了机构试运行等检测手段。3.2射线检测电梯起重机械在制造和安装的过程中,对钢结构对接焊接所采取的检测方法是射线检测,由于现阶段我国所使用的设备很少会使用到起重设备,绝大多数的设备都是采用钢板材料进行制造的,这样的一种设备与承压设备相比较会发现,钢板材料的壁厚相对来说要薄很多。需要电梯起重机械射线所检测的对象是厚度和形状都非常均匀的钢板,像人们常常会制造的成品片式吊钩片或者是悬挂夹板焊接等等。3.3金属记忆检测与振动测试金属记忆检测这一检测手段主要是针对金属结构的应力集中状况来进行检测的一种弱磁性检测方法,与其他的检测方法相比,这一检测方法不用对工件进行磁化处理,其应力集中部位在磁场的作用下可以显示出磁记忆信号,但是在采用这一检测方法的时候需要注意,对工件进行磁粉检测的时候,如果没有对其进行退磁操作,那么就会导致应力集中部位存在微弱的记忆信号,这一信号会被磁化后的磁场信号说覆盖,所以说在对工件进行金属记忆检测的时候,一定要将退磁操作放在前面。而人们所说的振动特性主要是指起重机的消振能力,一般以主梁自振周期或者是衰减实践来进一步衡量自振频率和振型。这两点也是综合分析结构刚度的关键性指标。在载荷起升离地或者下降的时候,很有可能会产生低频率大振幅的振动,从而影响到工作人员的心理和正常作业。当振动测试开始的时候,可以在主梁跨中上盖板处任意一点作为垂直方向振动检测点,然后再把应变片粘在检测点上,粘好稳定之后再进行速降处理,这样就可以从示波器记录的时间曲线和振动曲线上测量出频率,这一频率就是起重机的动刚度。3.4超声检测超声检测这一方法还是相对比较常见的,它可以非常快速地检测出锻造吊钩内部的白点以及夹杂等缺陷,再比如说门座式起重机主要受力构件焊缝质量等。 4结语 电梯起重机械的安全检查始终以行政审评以及定期检验等检测监督手段对起重机械的制造、安装和检验进行全方位的检验。电梯起重机械作为现在工业不可缺少的特种设备,在工业生产中起着重要的作用。目前我国的电梯起重机械在检验上还存在很多的漏洞,还需要不断地更新完善检测手段,针对不同状况下的电梯起重机械设备采用不同的检验技术,这样就可以从根本上解决电梯起重机械的检验检测问题,更好地提升我国电梯起重机械设备的整体质量,从而达到人们的生产生活需求。 作者:王磊 单位:哈尔滨市机电类特种设备监督检测研究院 起重机械论文:建筑起重机械技术档案管理研究 摘要:对于建筑行业来说,建筑起重机械技术的档案管理对于建筑起重机械技术的发挥以及建筑行业的开展有着很重要的影响,同时作为间建筑行业当中的重要环节,也是保证建筑起重机械的使用与维修的重要凭证。本文从建筑起重机械技术档案管理的现状入手,对其中的问题进行了分析,并且对如何加强建筑起重机械技术档案管理提出了一些建议,旨在为我国建筑施工企业在建筑起重机械技术档案管理方面提供一些可行性的思路。 关键词:档案管理;策略;起重机械 一、建筑起重机械技术档案管理工作的现状 建筑起重机械技术的档案管理内容众多,而且是一项十分复杂的工作。管理工作的好坏会直接影响到建筑起重机械设备在建筑工程上的使用情况,从而影响到建筑工程的整体施工效果。从现阶段的建筑起重机械技术档案管理制度上来看,还存在有许多的问题亟待解决,主要有以下几个方面:(一)制度不完善近年来,国家对于建筑工程起重机械档案管理方面的法律建设上虽然逐渐重视起来,并且也有了很大的进步。但是从整体来说,建筑起重机械档案管理方面的法律依然还处于不完善的状态。而且,我国的建筑施工企业在起重机械技术档案管理本身上就存在诸多问题,在管理的执行与落实的力度还不够。从而严重影响到了建筑起重机械技术档案的管理工作。(二)企业机构对建筑起重机械技术档案管理不重视对于建筑企业以及起重机械管理企业来说,他们的精力一般都放在了设备的使用与租凭上,而在建筑起重机械技术档案管理上普遍的不重视。他们认为档案的管理工作是无关紧要的,从而导致了建筑起重机械技术档案管理在工作的过程当中漏洞百出。(三)相关从业人员专业素养不高随着建筑工程企业管理的不断深入,企业信息的广度与深度都在不断增加,尤其是对于现代这个信息化的社会来说,对于建筑起重机械技术档案管理工作人员的专业素质也要求越来越高。然而根据现如今的情况来看,许多的建筑起重机械技术档案管理人员缺乏甚至没有经过专门技能的培训,以至于建筑起重机械技术档案管理的电子信息化进程缓慢,严重影响了建筑起重机械技术档案管理的效率。 二、加强建筑起重机械技术档案管理的建议 (一)建立完善的档案管理制度对于建筑起重机的租凭单位来说,首先就应该建立一个完善的建筑起重机械安全技术档案,以便更加科学合理的对建筑起重机进行管理。在构建建筑起重机安全技术档案的过程中,有以下几个要点需要特别注意:1.建立针对产权单位的建筑工程起重机械备案证,这些起重机械备案证分别应对于每一台建筑起重机械,并且做到一机一号,在对建筑起重机械的租凭与使用的过程中,严格按照备案证进行。2.在租凭单位与使用单位签订购销合同的过程中,要密切关注建筑起重机械是否有完全的合格证件。3.定期制定检测报告,报告的内容主要包括对建筑起重机械的维修与改造记录、生产安全记录、日常检查记录、运行故障记录。定期做好监测报告工作是提高建筑起重机械技术档案管理的重要部分。整个检测报告应该贯穿整个建筑工程,在工程竣工后还要对所有的检测报告作最后的整理与分析。(二)安装单位建立建筑起重机安装、拆卸工程档案对于建筑起重机的安装于拆卸档案的构建,应该包括以下几个主要部分:1.安装单位的相应资料证明2.针对安拆段位所设立的安装、拆卸备案证明。这项证明是为了强化建设企业的主管部门对整个安装、拆卸工程的监管作用3.安装于拆卸的合同与安全协议书4.在对建筑起重机械的安装于拆卸时,应该编制相应的方案并且准备好一切安全措施。而对建筑起重机械的实际安装于拆卸过程中,都应该有安装单位派遣专业的技术人员,并且做好现场监督与定期的巡查5.记录安全施工技术的所有资料6.在建筑起重机械安装完成之后,安装单位首先要进行自检,并且出具合格证明,对一些正面与相关手续文件进行保存7.制定建筑起重机械的安全事故救急预案(三)使用单位建立建筑起重机使用技术档案在建筑起重机械技术档案管理的过程当中,使用单位可以说是占据主体部分的。所以,对于使用单位建筑起重机使用技术档案的建立可谓是重中之重。首先,必须对建筑起重机械的使用进行登记,而且在对起重机械进行登记的时候应该着重关注与之前的使用登记文书;其次,集中管理诸如购销合同、安装合同等一系列的原始资料。最后,在进行建筑起重机械的使用之前,使用单位可以委托具有检测资格的单位事先对建筑起重机械以及其他的施工机具与配件进行检测,并且将其数据进行记录,必须确认合格后才可使用。而在建筑的施工过程中,也应该定期的对建筑起重机械进行检测,如果出现设备不合格、故障或损坏,不得继续使用,并且将建筑起重机械在使用过程中出现的各种状况进行记录存档。 三、结论 在建筑施工企业使用建筑起重机械设备的频率得到大幅提升的当代社会,做好建筑起重机械技术档案管理工作更显其重要性。针对建筑起重机械技术档案管理中出现的问题和不足,相关部门及企业应注重从建筑起重机械技术档案管理规章制度的完善、建筑起重机械安装、使用及拆卸档案的管理力度强化等方面入手,不断提高建筑起重机械技术档案管理的效率。 作者:柏雪莲 起重机械论文:起重机械节能技术研究 摘要:随着社会经济的发展和进步,国内开始大量建设基础设施,并且越来越严格要求吊装设备的质量和体积,由于社会工业化水平的不断发展和提高,逐渐出现起重机械,并且已经成为工业生产中必不可少的设备。但是起重机械耗能问题严重限制设备的发展和进步,基于此本文着重分析了起重机械节能技术的应用。 关键词:起重机械;节能技术;应用 起重机是国家经济发展必不可少的工业设备以及物料运输设备,随着社会经济的迅速发展,越来越大量地需求起重机械。起重机械对于人们日常生活生产十分重要,能够为人们生活提供便利,但是实际使用起重机械的时候,设备是不能自己运行活动的,因此需要具备一定能源驱动,基于此,起重机械发展中就应该注重节能技术。 1起重机械基本概述 起重机械实际上就是用来对重物进行吊装和顶举,为了有效实现上述功能,起重机械主要包括运行装置、动力装置、操控系统、起升装置、取物装置等。起重机械的关键部分就是操作系统,主要就是控制其他设备的开合、幅度、力度以及方向。动力设备主要就是为起重机械提供相应的运行动力,是起重机械中最大的部件。取物设备就是用来抓斗的,以便于可以自由开合,从而实现抓举重物的作用。起升设备实际上是用来下放和提升重物的,一般情况下起重机械对重物进行垂直搬运;提升设备实际上就是为上述功能设置的。往往包括两种常见的起重机械设备,即以燃油为主要能源的起重机械和以电力为主的起重机械。 2起重机械节能技术的应用 2.1结构优化技术 所有事物构成中都包含多种因素,要素不同组合形式作为事物的不同结构。从哲学角度来说,事物质变实际上就是结构改变。优化事物要素组合形式是一种重要的实现质变方式。起重机械具备比较复杂的结构,拥有很多零件,实际操作中可以利用优化结构的形式来有效降低能源消耗。现阶段,国内大部分起重机械都是桥式结构,这种结构存在比较大的机身,相比较国外设备来说过于笨重,所以也会消耗大量能量,因此应用起重机械时应该及时改进设备结构,相关专家和学者已经开始广泛研究,利用软件技术和计算机技术来分析起重机械结构,提出一种结构分析软件,利用优化程序来合理分析起重机械主梁,以便于获得良好的起重方案。现阶段主要包括MATLAB和有限元分析软件ANSYS两种软件[2]。 2.2运用新兴材料技术 随着社会的进步和发展,着重研究材料科学,不断研究各种新型材料,上述材料基本上都是利用多元素组合而成的复合材料,具备耐腐蚀性、强度高、质量轻、韧性好等优势,已经得到广泛应用。设计制造起重机械的时候需要合理应用新型复合材料。一般情况下起重机械都是利用钢铁作为基本原料,促使起重机械体积庞大、耗能大,并且在耐腐蚀、韧性、强度等方面钢铁不能完全满足设计起重机械的实际需求,从而促使起重机械寿命短、体积大,所以应用制造起重机械的时候应该合理融入新材料。目前已经出现很多种满足起重机械设计需求的新材料。如:高陶瓷轴承,具备耐高温、摩擦系数高等特点,相比较钢质轴承来说存在更好的性能。高强度尼龙绳,具备寿命长、质量轻的特点,是理想的替代品。因此利用新型材料设计起重机械,可以在一定程度上降低设备重量,提高使用寿命,以便于达到节能降耗的目的[3]。 2.3变频调速技术 间歇性运动实际上是起重机运行的基本特点,也就是说在起重机械运行的时候,卸载、运输、取料等工作基本上都是交替运行的,为了保证起重机械运行生产的安全性和可靠性,对配用动力驱动设计的过程中应该预留相应的富余量。一般情况下在非满负荷情况下运行设备,不但需要满足动力驱动要求,多出的力矩也会在一定程度上提高功率消耗,从而导致大量浪费电能,并且起重机械运行在额定速度下的时候,设备制动会严重磨损机身,也会提高能源消耗。机械设备运行中为了改变上述问题,利用改变电动机定子供电频率的方式来实现变频调速技术。随着不断发展科学技术,不断提升变频调速装置性能,起重机械中应用变频调速技术,可以有效提高制动性,同时也能够降低设备制动冲击,以便于达到降低起重机械能源消耗和提高使用寿命的作用[4]。 2.4采用高质量减速器 现阶段机械设备中已经开始广泛应用减速器,市场中出现多种型号的减速器。20世纪80年代开始减速器就已经应用在起重机械中,但是因为国内在这方面发展得比较晚,相比较发达国家来说技术水平还存在很大差距,主要体现在寿命短、承载力低,不能切实满足起重机械工作要求方面。起重机械实际上属于间歇性运行设备,会频繁地出现重启和暂停,所以,实际操作中对于减速器承载性和制动性有着严格的要求。现阶段,硬齿面减速器是国内比较常用的设备,硬齿面减速器已经很大程度上提高了各方面性能;与此同时,对于一些具备特殊要求的工程来说可适当应用行星制动器,以便于达到降低消耗、减少制动磨损的作用,从而全面实现起重机械的节能减排[5]。起重机械运行的过程中交流变频技术十分重要,因此,国内外已经大量研究交流变频技术应用在起重机械制造行业的潜力和前景,但是实际改进设备的时候会出现大量的成本,所以,不少企业因为出现过大的成本不愿意使用上述技术,为此以后研究过程中应该合理应用绿色能源,实现可持续发展的目的。实际操作中利用电能反馈节能型变频调速系统来合理取代定子调压调速系统,利用逆变器、直流母线、自主技术集成技术来改变线路,从而达到降低成本的作用。 3结语 综上,节能是国家可持续健康发展的方向和趋势,随着不断发展科学技术和自动化技术,起重机械已经逐渐成为影响国民经济的重要因素,同时也是国家重要生产要素,为国家经济发展提供技术保障。但是起重机械实际应用的时候还是会出现一定问题,其中起重耗能大是最主要的。此外,设备成本高,降低机械耗能也是未来需要解决的主要问题。目前国内在研究起重机械耗能问题方面已经取得一定成果,基于此,文章从优化起重机械结构、创新起重机械部件、使用新型材料等方面来分析和阐述起重机械节能技术,为进一步研究起重机械节能应用技术奠定基础。 作者:杨军 单位:长治市特种设备监督检验所 起重机械论文:物联网技术对起重机械的应用 【文章摘要】目前,在科技不断发展的背景之下,物联网技术得到了一定的发展。而起重机在当前很多工程施工中被频繁的应用,但是随着起重机被广泛的使用,其事故也频繁的出现,常常会导致工程施工的工期被延误,增加施工单位的经济负担。为此,将物联网技术应用在起重机当中已经成为一种必然的趋势。其原因在于,物联技术的应用,能够确保起重机在动态监管顺序正常进行的基础之上,使得起重机应用更加有效,其作用也能够被充分的发挥出来。本文主要针对物联网技术在起重机械中的应用展开充分的分析,旨在确保起重机能够应用更加有效。 【关键词】物联网技术;动态监管;起重机械 当前,在冶金、交通以及建筑工程施工中,起重机被广泛的应用,它是一种工业生产过程中的特种设备之一。当前,起重机的使用数量正在不断增加,并且正在逐渐的向大型化、高速化以及自动化等方向发展。但是,目前随着起重机的广泛应用,其故障也不断出现,为了能够有效的解决其故障,物联网技术在其中的应用极为重要。物联网技术的应用能够为起重机动态监管提供保障,这也为起重机更好的应用创建了条件。 1对物联技术的相关知识分析 实际上,早在1999年物联网概念就已经被提出,它被认为是互联网应用的扩展。到了2005年,突尼斯所巨型的信息社会世界峰会上将“物联网”的概念正式的提出。物联网定义为:利用各种信息的传感设备,例如传感器以及射频识别技术等等各种装置和技术,并且采集各种金控、连接以及互动等,不断的采集所需要的各种光、热、电以及力学等方面的信息这与互联网结合成为一个巨大的网络环境。主要的目的在于,更加有效的实现物与物、物与人、物品与网络的连接,从而为识别、管理以及控制提供一定的便利。物联网内容主要有RFID、传感网、M2M以及两化融合这四个关键部分。在这之中RFID主要为射频识别技术,该技术又被称之为电子标签、无线射频识别,属于一种高级通信技术。但是,通过无线电讯号的识别特定其目标,同时对相关的数据进行读写,但是并不需要对系统进行识别,也不需要和特定的目标之间建立机械或者光学接触;而传感网主要指一种随机分布的、集成有传感器与数据处理单元等,利用自组织的方式共同构成无线网络;而M2M主要将数据从一台终端传送到另一台终端,换言之主要为机械和机械之间的摩擦与对话。站在广义的角度,M2M能够代表及其对及其、人对机器以及机器对人等方式,它也包括人、机器以及系统之间建立通信连接的技术与手段;两化融合主要为:在工业生产的各个环节中,工业企业经营管理中,信息化方式已经成为了重要方式与手段。信息化进程与工业化进程在当前已经不再处于彼此间的独立状态,同时也不是单方带动与促进的关系,而是两者在产品、管理以及技术等方面相互的交融,彼此相互连接不可分割,从而不断的推动新产业的快速发展。立足于物联网技术架构,物联网被分为三个层次,即感知层、网络层以及应用层。其中感知层的构成主要为各种传感器与传感器网两个部分,它包括二氧化碳浓度的传感器、温度的传感器以及湿度传感器等等。感知层存在着一定的作用,它是物联网识别物与信息采集的来源所在,主要的功能在于,对物体进行识别,并且在识别的过程中进行信息的采集。而物联网的行业特性主要在其应用领域内被体现的淋漓尽致。当前,我国的绿色农业、工业监控以及公共安全等方面的问题已经成为社会关注的焦点,以上各个行业都和物联网应用之间存在着一定的关联,并且在某些行业中已经积累的一定的使用经验。 2起重机的动态监管分析 要确保起重机能够正常的运行,动态监管工作是不可缺少的。而在这一过程中,应用现代化科技手段与管理手段极为重要,以此来完成起重机跟踪管理的工作。通常,需要做到以下几点,即:首先,在运行动态监控方面,主要依靠的是物联网技术中的传感器技术与GIS技术等,而所监控的起重机主要运行状态量有几个方面,即起重量、起重力矩以及起升高度等,对其各种安全保护装置的工作情况进行监控。在相关规定标准中,对起重机的运行状态安全监控管理系统的构成等进行检验。在起重机电控系统中,该系统作为重要的满足其功能需求部分之一,在物联网技术中占据着极为重要的位置。其次,对金属结构状态的监控,这与高文海,曹树贵,刘东辉等在《物联网技术在桥式起重机信息识别与追踪中的应用设计》一文中有着极为相似的观点。在起重机工作的过程中,金属结构作为重要的承载结构,受力状态与损伤的程度与起重机整体使用的安全性之间存在着极大的关联。而在监控起重机金属结构状态的过程中,需要依靠物联网技术中的传感器,并且与传统压电传感器、光纤光栅传感器等结合,共同完成金属结构状态监控工作。目前我国相关部门在大型起重机监测方面已经研究出了健康监测系统,该系统包括光纤传感系统、解调子系统以及健康监测诊断等,这也实现了对起重机中金属监测的目标。另外,在人机互认管理系统方面,需要依靠物联技术中的RFID技术与传感器技术去实现对人机之间的智能识目标,这样一来,能够从技术上保证操作人员和起重器保持着一对一的关系,从而为起重机动态监督工作的实施提供保障。 3总结 本文主要从两个中方面着手,一方面分析了物联技术的相关知识,另一方面分析了起重机的动态监管。通过分析明确,当前起重机已经被应用在很多领域当中,并且发挥了重要的作用。但是,随着起重机的广泛应用,其故障也表现出来,这给相关单位带来了一定的麻烦。为此,当前物联网技术已经被应用在起重机的动态监控当中,在监控过程中首先需要明确动态监控各个方面的内容,其次,明确金属结构状态的监控等,主要目的在于,为起重机更好的应用提供保障。 作者:张申 单位:江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院 起重机械论文:建筑起重机械安全管理对策探讨 【摘要】本文对建筑起重机械现行存在的问题进行了分析,并对如何做好建筑起重机械安全监督管理提出了几点思考及对策。 【关键词】建筑起重机械;安全管理;问题对策 国务院出台《国务院关于支持赣南等原中央苏区振兴发展的若干意见》,在全方位有力推动赣南等原中央苏区实现全面振兴有着重要的意义。近年来赣州城市建设日新月异,建设量突飞猛进,特别是各类高层建筑拔地而起。建筑起重机械已成为实现建筑施工生产机械化、降低劳动强度,提高生产效率不可缺少的机械设备。截止到2014年12月31日,我市建筑起重机械产权备案累计为:施工升降机1538台,塔式起重机868台,物料提升机1788台。建筑起重机械大量的普及使用,生产安全责任事故也时有发生。2012年2月,赣州市某工程一台塔式起重机在吊装室内电梯零部件过程中,塔式起重机钢丝绳挂到裙楼外架上,塔臂失稳导致标准节断裂,塔臂和塔帽同时坠落,导致一人(塔式起重机司机)当场死亡。2013年9月,赣州市某项目一台塔式起重机在吊运钢筋材料时出现倾覆,导致塔式起重机整体倒塌,事故造成一名塔式起重机司机和一名钢筋工受伤。2014年6月,赣州市某项目一台塔式起重机倒塌砸中两辆过路车,造成4人受伤。建筑起重机械生产安全责任事故的不断发生,给人民生命财产带来重大损失,同时也给施工单位和租赁、安装单位造成了直接的经济损失。 一、建筑起重机械存在的问题分析 (一)产品质量参差不齐目前建筑起重机械生产制造厂家比较多,各生产企业的水平参差不齐。有技术水平和生产能力较强的企业集团,也有自己无设计能力但有一定工艺装备、技术力量及生产经验的中型生产企业,还有一些生产和技术能力较差的中小企业。国内制造业“山寨风”和“模仿潮”的兴起,造成建筑起重机械生产质量、工艺水平偏低。 (二)租赁市场较为混乱我市大部分工地使用的建筑起重机械采用租赁形式,市场管理较为混乱。1.租赁单位资质要求较为简单,组织形式混乱,目前我市对资质要求仅限于工商注册有租赁业务。现在我市租赁单位众多,存在个人购置设备由租赁单位代管、借用租赁公司资质等现象。2.租赁单位人员配备不齐。租赁单位负责人,技术负责人无专业职称证书,维修保养人员未经专业技术培训合格及上岗证等。3.租赁单位无固定办公场所、仓库和设备维修检修场所,设备构件等未分类存放,存在构件混用现象,导致安全隐患的发生。4.租赁单位起重机械的安全技术档案等资料不齐全。 (三)安装、拆卸行为不规范1.安装单位责任主体行为不规范。目前我市的安装单位资质主要有三种形式:一是生产厂家在我市销售时自带的安装资质;二是借用外省市安装资质;三是本地租赁单位自有的安装资质。对安装资质的使用,安装单位只是停留在资质管理的初级阶段,对人员的配备、专业技术能力考核、管理水平的提高等制度性建设几乎为零。2.安装、拆卸管理人员和特种作业人员缺失。安装单位人员配备不足,在起重机械安装、维护进程中技术负责人、专业技术人员不能到岗履职,大部分的安装(拆卸)、顶升、加节、维护保养等作业都是由租赁单位临时请人进行。3.安装、拆卸方案内容不全,无针对性。缺少平面布置图,附着安装标识,群塔安全作业措施等。特别安装高度超过60m以上的起重机械的安装与拆卸工程,专项施工方案未经专家论证等。 (四)使用管理不到位1.使用单位管理和人员履职不到位。对建筑起重机械安装、拆卸、使用维护保养等,未指定机械设备专职管理人员进行监督检查及验收。2.特种作业人员管理不到位。对进场作业的特种作业人员资格证及作业人员未进行审查,致使使用假证或无证上岗现象较为普遍。3.四方验收留于形式。责任主体对四方验收职责不清晰,存在走过场现象,导致四方验收未能真正实施,只是在验收表格签字盖章了事。4.监理单位监督履职较差。监理单位对方案、资质证书及相关资料审核把关不严,对安装和使用情况监督不力,发现存在生产安全事故隐患的,停留在口头上,未能及时下发整改单督促整改,有下发整改单的也未能做到消案复查。 (五)安全检测不全面1.安全检测业务量大,周期长。目前我市的检测机构较少,普遍存在检测需要排队现象,出具检测报告的时间滞后,严重影响了设备的使用效率,也造成部分设备未检先用。2.检测内容不全。一些检测机构硬件跟不上,没有及时采购相应的检测设备。3.检测数据有偏差。检测时送样材料,检测环境,人员素质等参差不齐,对检测结果存在偏差的数据,未进行比对分析;对存在较大安全隐患的建筑起重机械未进行整机检测及实行安全评估。 (六)安全监管难度大1.安全监管力度不足。监管能力与日益增长的工程建设规模不相适应,建筑施工安全管理力量薄弱,监督人员远远不能满足工程规模急剧增长的需要,现有的建筑安全监督资源的配置有待进一步提高。监督人员的专业结构、技术层次“青黄不接”,建筑起重机械专业技术人才紧缺。2.安全监管措施欠缺。安全监管措施与现场实际不相吻合,日常监管标准、尺度不统一,对建筑起重机械的监管未能充分发挥参建各方责任主体的资源优势,导致管理单一。 二、建筑起重机械安全监督管理对策 建筑起重机械安全管理涉及的责任主体较多,加强建筑起重机械的监督管理,必须从各个环节逐一进行梳理,充分发挥各责任主体的主观能动性,强化责任主体责任。 (一)把好建筑起重机械准入源头关1.引导技术性能强、安全性能高、产品质量好的建筑起重机械进入我市,为我市建筑施工安全生产更好的服务。2.鼓励本地建筑起重机械销售公司联合生产厂家,进行技术交流及经验介绍会,对技术落后、安全性能差的机械设备淘汰出建筑施工现场。3.强化建筑起重机械产权备案。对淘汰或禁用的建筑起重机械不予产权备案;对使用期限到期或构件严重受损的及时注销其产权备案;对外地已产权备案的设备进入我市使用前,对机械设备和资料进行严格审查。 (二)加强租赁和安装单位的管理1.强化对租赁和安装单位资质和资料的登记核对,建立统一管理制度,并实行年检和抽检制度。对检查、抽查不符合要求的安装单位进行限期改正,改正不到位或无法改正的,直接清出市场。2.租赁和安装单位必须配备安全负责人、技术负责人(中级职称以上)及维修保养人员等,特种作业人员必须持证上岗。3.租赁和安装单位应建立、健全起重机械的安全技术档案,制定安全生产规章制度和操作规程,根据相关规定整理齐全相关资料。4.所有建筑起重机械的构件和零配件要逐台归档入库,必须使用原厂或符合规范要求的构配件。 (三)规范安装(拆卸)行为1.鼓励本地企业申请安装资质,成立专业化建筑起重机械安装公司,做到唯专而精。2.转变销售公司观念,推动本地的建筑起重机械销售公司联合生产厂家,推行类似汽车销售“4S”模式。3.试行建筑起重机械租赁安装拆卸维修保养“一体化”管理。施工现场建筑起重机械设备的租赁、安装、拆卸、维修、保养等工作,由一家具备相应的建筑起重安装专业承包资质,达到相关技术标准的企业组织实施。4.落实专项施工方案的编制及论证工作。安装作业前施工总承包单位及安装单位必须编制专项施工方案。对安装高度超过60m以上的起重机械设备的安装与拆卸工程、起重量300kN及以上的起重机械设备的安装与拆卸工程、高度200m及以上内爬起重机械设备的拆卸工程,施工总承包单位应组织专家对专项施工方案进行论证,合格后方可实施。 (四)强化使用过程的安全管理建筑起重机械安全管理分为产权、安装(拆卸)、使用和监管四部分,其中使用过程时间长,安全管理责任大。强化使用过程的安全管理,必须明确责任、落实责任,才能有效防范生产安全事故的发生。 (五)引导建筑起重机械检验检测良性发展,努力探索建筑起重机械安装使用评估体系。对建筑起重机械检验检验市场进行开放管理,通过引入竞争机制,打破检验检测业务区域封锁和垄断的局面,从而提高检验检测机构的竞争力。 (六)发挥行业协会在管理中的作用行业协会的宗旨是服务,而这种服务往往是通过社会和行业管理来实现的。引导租赁、安装单位成立行业协会,建立起行业主管部门与行业协会之间的服务关系。 (七)鼓励企业投保特种设备安全生产责任保险,提高事故赔付能力。安全生产责任保险是加强安全生产管理、增强企业抗风险能力的必要手段,也是维护职工合法权益、创建和谐社会的积极措施。 三、结束语 近几年来随着我国经济社会的快速发展,城市建设步伐不断加快,建筑起重机械的使用数量急剧增加,建筑起重机械安全事故也层出不穷。笔者希望通过这些问题的探讨,能引起各责任主体和相关部门的高度重视,加强建筑起重机械的生产、安拆、使用、检测检验及监督检查的全过程管理,切实有效的遏制建筑起重机械事故的发生。 作者:邓建宇 赖福明 单位:赣州市建设工程质量监督管理站 起重机械论文:施工中起重机械的安全监管 作者:金晓东 单位:浙江驰成建设有限公司 一、建筑施工起重机械常见事故 经我国相关部门统计,在特种设备事故中,起重机机械的事故占大约60%。从这些统计数字中,我们不难发现,起重机发生事故主要发生在安装、拆卸、顶升和使用过程中,而发生事故的企业不仅有正规企业,也有小型施工企业。他们共同的特点都是因为平常不注重对起重机的保养和检查,也没有按照相关规定对起重机进行定期的维护工作,致使存在安全隐患,从而导致安全事故的发生。根据人们对事故的分析,塔吊安装造成的施工事故占25%,拆卸占12.5%,顶升占25%,而起重机倒塌占37.5%。这些惨重的代价告诉我们必须对作业的每一个环节严格控制,排除安全隐患才可以进行下一道工序。 二、当前起重机械管理中存在安全问题 1)施工现场机械设备管理制度不完善。在施工现场,由于企业对现场设备重视度不够,所以没有安排专人对设备进行管理,在设备进场的时候也没有对进场设备进行检验、安装、调试、使用等环节做相应的记录,更没有专人对设备的管理、使用、养护、修理进行负责。这样就使得在设备使用过程中会出现各种各样的问题。2)操作人员的安全操作意识淡薄。起重机械操作人员的安全意识和素质水平参差不齐,有时会使得施工机械超负荷作业,安全防护不到位,安全措施可靠性差。操作人员由于自身的知识有限,对机械的性能也不了解,往往采用多根钢丝做拉索,这是违背力学原理的,也与安全技术操作规程上的要求违背,给安全生产埋下了隐患。3)设备使用操作维护水平低下。起重机械使用人员应对设备的情况进行了解,通过对设备的管理掌握起重设备的性能、维修与保养等知识。在操作人员上岗前,应对人员进行相关的专业培训,使操作人员具备相应的机械操作素质。由于造成起重机械安全事故的原因很大一部分来源于操作人员的玩忽职守和漫不经心,所以,在培训中,也应加强对操作人员生产安全知识的教育,并在培训完成后组织资格考试。只有考试合格的操作人员,在持有上岗证书后方能操作设备。4)企业的信息不通畅。中小型企的施工能力强,由于设备管理体系不健全,往往在设备采购时对设备的性能、特点了解的比较少,更多的可能关注设备的价格,又由于工程急需采购,所以就本着节约的原则购买,致使一些已经淘汰的产品改头换面的被购进,这样设备本身就带有安全隐患,而又由于当时未对设备的使用状态进行记录,致使出现问题无据可查,这样大大的增加了安全隐患。5)安全教育培训力度不够。施工现场中的噪音比较大,依靠现场的声音宣传可能达不到预期的效果,安全教育培训更多地应来自于平时的积累,而不是一时的突击加强。而事实上,大多数施工企业都是事后教育,而且安全教育也都大多形式化,在政府部门进行安全检查时,企业才会立刻重视,检查过后,又松懈了。安全教育应该贯穿整个施工环节,人们都应该重视起来。 三、加强建筑施工起重机械安全管理措施 (一)重视安装与检验负责安装起重机械的队伍应有符合要求的资质证书,并且在机械安装之前首先应做好施工方案。方案经审批合格后,必须严格按照方案来实施。安装过程中的隐蔽工程应按规定做好验收记录,先由施工单位自检合格后,再请监理工程师进行复检,监理复核无误后,可申领《安全使用许可证》,之后才能投入使用。 (二)加强起重机械设备档案管理起重机械的档案管理工作也同样重要,它是安全生产制度所要求的一项必须进行的内容。一般来说,该档案包括事故应急预案、相关职能与操作部门的责任制度、安全操作技术规程,定期检查和日常的保养,考核管理和操作人员的制度等内容,操作人员应严格按照相关要求执行。 (三)加强起重机械设备的维修保养对起重机械设备定期保养在一定程度上可以提高建筑安全管理水平。认真做好起重机械的日检、周检、月检、年检工作。发现异常及时报告,并做好隐患消除工作,对起重机械做好动态监督工作,切实把起重机械的安全运行放到首位上来。 (四)实行设备验收准用制度对于即将租赁起重机的施工队伍,必须在租赁前向分公司申报,待分公司批准后再向总公司申请批准。申报时重点要将租赁公司的相关资质、设备情况以及管理操作人员的相关信息编入报告中。设备验收准用制度保证了进入机械租赁市场的公司的资质和设备的情况透明,也便于人们监督和管理。机械设备安装完成后,由安装单位先自行检验,然后由公司自己的机械设备管理部门复检,最后申请当地的特种设备检验部门检验,合格后方可批准使用。 (五)建立完善有效的预警机制每一台起重机械均应建立一个动态的数据库,该数据库里包含了设备的所有资料与信息。当机械进行维护和保养时,应将该信息录入数据库,利用统计分析方法可以将与该设备有关的信息进行分类汇总,总结设备常见问题,并作出预警。另外也要根据设备的自身特性,施工环节和季节,工程特点进行风险评估,并列出起重机的危险来源,以便制定风险计划和应急措施。 (六)一般控制与重点控制相结合根据设备的性能与使用者的管理水平,一般将设备分为优、良、一般和差四个等级。这其中一般和差这两个等级是监控管理的重点对象。将需要进行整改和处理的设备统一纳入管理范畴,专人跟踪检查,直到设备摆脱这两个等级的界定范围,进入高一等级的范围为止。 (七)落实管理责任制安全措施是否有效果,其关键在于合理的管理制度是否得到了实行。为了保证管理制度落到实处,应将管理责任与每个工作岗位人进行挂钩,做到奖罚分明,可以有力地激励员工增加工作责任感,调动大家工作的积极性。定期召开安全责任大会,在会上要通报机械安全管理状况,表扬安全责任到位的管理人员,对有过失的也应公开给予批评,这样有利于安全管理人员认识到差距,从而更加坚定的贯彻实施安全方针策略,使其在遇到问题是不慌乱、有条不紊的处理。 (八)加强人员培训对各级管理人员要进行定期的培训。培训的形势有很多种,比如:案例分析、专业技术知识培训、学术交流等,为了使各级管理人员更好的理解和掌握知识,也可以现场讲解,编制作业指导。加强各级管理人员的培训,提高管理者的安全管理水平和应对事故的心理素质一直是企业管理的主题。 四、结语 随着施工技术的不断发展,起重机又出现了新的问题,这就要就施工企业切实落实管理责任。同时也要求安全监督机构,行政主管部门和项目的各个参与单位都要起到良好的监督作用,切实为提高施工的安全水平做出贡献。 起重机械论文:电梯起重机械故障诊断及优化设计 摘要: 随着我国经济的发展,城市发展速度也越来越快,越来越多的农村人口开始向城市转移。为了解决有限的建筑面积和不断增多的人口之间的矛盾,高层建筑的应用越来越广泛,这也造成了电梯在人们生活中的大量应用。在现实生活中时常会出现电梯故障,这给人们的生活和工作带来巨大的影响。为了能解决这一问题,尽可能的降低电梯故障对人们生活的影响,文章从电梯起重机械入手,深入分析电梯故障产生的原因,并有针对性的提出了改进建议,最后还详细阐述了电梯起重机械故障诊断系统在现实生活中的应用。 关键词: 起重机械;故障诊断;优化设计 随着高层建筑在城市的大规模应用,电梯起重机械在人们的生活中已成为不可缺少的代步工具,起的作用越来越大。但冲顶、墩地、溜梯等电梯故障的出现给人们的生活也带来了巨大的不便,严重的甚至危及人们的生命安全。为了尽可能的减少这些故障问题的出现,保障人们的生命财产安全,文章通过对当前已知的电梯起重械的故障特点进行分析,有针对性的提出了一些故障检测与优化改良的措施。 1电梯起重机械故障特征 为了方便建筑高层居民的生活,电梯在高层建筑中被非常广泛的应用。相关机构通过一系列的调查发现,电梯的安全度比爬楼梯安全要高出50倍。除此之外,我国在欧洲EN81标准基础上制定了GB7588《电梯制造与安装安全规范》标准,这项规定也使得我国成为电梯方面要求最高的国家。这项条文出台不久国家就规定所有相关机构必须严格遵守,强制落实。根据此条文的相关内容。电梯的零部件要先经过相关的权威机构进行检验和型式试验合格后方可实用。另外在新电梯投入使用前或者经过改造再次运行前都要由相关的机构进行严格详细的检测。尽管这些规定在法律法规、标准、规范、规程上保障了电梯的安全性,但电梯实际故障还是时常发生。这就要求我们对已经出现的电梯故障加以分析并提出解决这类问题的有效方法方案。 1.1机械疲劳引发的故障 随着科技的发展,电梯中的荷载称量方式也应与时俱进,那些与时展脱节的技术与设备应该及时淘汰。举例来说,当前电梯中采用的电磁式称量装置能够对对电梯荷载进行持续的检测,并通过与群控系统关联对电梯的启动与运行进行适时的调节,保证电梯的顺利、安全运行,这是传统的开关荷载检测技术与设备无法实现的。 1.2润滑系统出现的故障 相比其他部件,电梯门是故障发生率最高的部位。为了保障电梯的安全性,一般会在电梯上的轿箱的底盘上安装两个微动开关,只要电梯的荷载不超过满载值(满载值一般是极限载重额的80%)只会触发一个微动开关,这时电梯能正常运行;一旦超过满载值就会同时触发两个微动开关,电梯将停止运行,并发出警示,同时电梯门也不会关闭。 1.3自然磨损引起的故障 如同其他的机械部件,电梯内的部件也会随者使用时间的延长而逐渐磨损。尽管这种现象不可避免,我们还是可以通过一些手段减小磨损带来的影响,避免电梯出现故障。 2电梯起重机械故障诊断系统优化设计措施 为了保障人们的生命安全,现实生活中的电梯都会有一定的保护措施。这种保护作用通常是通过一些保护装置来实现的,装置会在特定的情况下如电梯超载时发出警示同时阻断电梯的运行,以此来保护电梯里的人们。这些装置种类繁多,按照安装位置的不同可以分为以下几类。 2.1活动轿厢 这种荷载装置是将橡胶固定在底盘和轿厢底盘的中间。通过橡胶的形变来感知荷载的变化,将这个装置与控制系统联动。一旦超载,橡胶发生形变触发保护机制。由于这种方法费用低、安全性好,是当前应用最为广泛的装置,这种方法唯一的缺点就是一旦损坏更换极其不方便。 2.2活动轿厢地板这种装置 主要是被安装在电梯内部,但是并不会直接与电梯部件接触。当电梯内有荷载时,电梯的地板会发生轻微形变向下凹陷,当荷载超过一定值时,地板就会与装置接触引发保护机制。 2.3轿顶称量装置 顾名思义,这种装置通常是被安装在电梯箱的顶部的绳头组合处,它的主要部件是杠杆和弹簧组。该装置通过杠杆的摆动幅度来反映电梯箱内荷载的大小,一旦超载,杠杆摆动幅度达到一定程度就会出发保护机制。 2.4机房称量装置 如果超载装置无法安装在轿底或轿顶,而且电梯采用2:1绕法的时候,可以在机房中安装超载装置。这种装置与轿顶的称量装置比较类似,也是安装在电梯顶部的绳头结合处。不同的是这种装置的杠杆是随着绳头组纵向移动。一旦荷载超过一定值,刚好自动达到一定距离就触发保护机制。 2.5电磁式称量装置 随着科技的发展,电梯技术也取得了很大的成就,为了准确获取所有的电梯荷载情况,以便及时的对电梯的运行状况进行调整电梯的群控技术得到了很大程度的发展。 3电梯起重机械故障诊断系统的应用及改善 (1)电梯主要是用来垂直输送人员或者材料的装置,电梯作用的发挥离不开各个部件的正常运作。只有电梯的各个部件都符合相关的安全规定,各个运行环节都按照相关要求进行操作,电梯顺利进行,才能保证电梯的安全。这就需要设计人员在设计电梯时充分考虑所有因素,设计出最合理的电梯结构,施工单位认真负责,严格按照设计和相关规范施工,确保施工质量,投入运行后相关的人员及时维护。只有通过多方努力才能实现电梯安全。 (2)对电梯的维护通常由以下两种方式来进行:a.通过科学的管理对电梯发生的故障进行预测,并做好预防措施,降低故障率,保证电梯的顺利运行,即维护形式的措施;b.而维护类别的措施也是一种在做好预测、预防措施的同时根据实际的情况进行调整以减小部件的磨损度。通过平时的小规模维修来减少大规模修理的次数。这也是当前应用最广的方法。 (3)除了对电梯进行及时的维修外,还要注意对电梯备用部件的管理。a.通过协调各个部门,及时的采购相关的部件,并对采购的部件进行严格的检测保证其质量。b.注意加强对仓库的监管,确保替换的备用部件达到相关标准的要求。对于电梯也要进行及时的检测,依据检测结果,对电梯故障进行预测,有针对性的进行预防和优化改良。降低电梯的故障率,降低对人们生活的影响。 4坚持定期检验检测 为确保电梯安全运行,最重要的是严格执行《特种设备安全法》的规定,坚持定期检验,《特种设备安全法》第40条明确规定“未经定期检验或者检验不合格的特种设备,不得继续使用”违反了《特种设备安全法》的这一规定,属违法行为。综上所述,对电梯起重械进行故障诊断对减少电梯起重械故障有着非常显著的效果。因此必须通过科学的检测手段、先进的检测技术、专业的检测设备对电梯起重机械进行系统、严格的检测,预防电梯起重机械故障。并根据对已知的电梯故障的分析结果提出相应的优化方案。 起重机械论文:起重机械焊接质量的控制策略 摘要:起重机械的焊接质量存在着很多缺陷,文章详细阐述了其缺陷产生的原因,并根据焊接工艺评定的一系列标准,探讨了起重机械焊接质量的控制策略,希望对各起重机械制造企业提供借鉴。 关键词:起重机械;焊接质量;焊接材料;焊接设备;施焊环境 起重机的金属结构焊缝重达整机重量的1%,可见,起重机械的制造质量很大程度上取决于焊接质量的控制。起重机的制造过程中,焊接质量的好坏直接关系到起重机整体的安全性能,因此,起重机械制造时的监督检测将金属结构的焊接质量列为主要监控项目之一。良好的焊接工艺,不仅应符合设计的要求,而且应当保证起重机械的正常使用寿命。 一、起重机械制造的焊接工艺评定 (一)评定依据 国家质量监督检验检疫总局特函[2006]50号文件《关于有关实施要求的通知》中要求,必须进行焊接工艺评定的焊缝,主要是指起重机的主要受力结构部件,应对其原材料、焊接材料、接头的平面度对接错边等进行严格的检验与测定,尽可能地把焊接的缺陷降到最低限度。 (二)评定使用标准 各企业可参照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》中的“焊接工艺评定”,制定适合本企业的科学的、合理的起重机械的焊接工艺评定标准。严格制定各项工序的评定标准。 (三)评定程序 1.评定立项:工艺技术部门应根据各个生产单位的起重机械的设计方案的不同,依据焊接的原材料,接头形式,焊接方法以及钢板等的不同,确定企业自身所须评定的项目。 2.下达工艺评定文件。 3.制定工艺评定的执行方案,方案的内容应有为成功制造起重机械须实行的所有焊接工作,无论是事先的备料还是施焊之后的热处理等工序,都应包括在内。 4.试件的贮备工作和焊接:试件的焊接应由具有操作资格证书且经验丰富的焊工来实行,同时,应有工程师全程式的监督,记录好工艺的实测数据。 5.试件的检验:试件施焊完毕之后,首先要进行表面的检验,其次检查其是否无损探伤,最后对其接头的性能做力学性的实验。 6.填写好工艺的评定报告:第一部分,记录试验的环境条件,第二部分,记录各种项目的检验结果。 7.评定保管:有关部门对报告进行审批之后,将报告一式两份,分别交与质量管理部门和焊接工艺部门。 (四)评定的注意事项 1.在进行焊接工艺的评定时,务必确保所用的设备和辅助设备等处于正常状态,确保没有质量上的问题,母材与焊材均要符合标准,施焊人员必须是本单位的经验丰富的持有操作证的焊工。 2.对于焊缝工艺的评定和角焊缝工艺的评定,都可以运用对接焊缝的形式。 二、起重机械焊接存在的缺陷 (一)气孔 焊接气孔是指气泡在冷却时没有顺利逸出所形成的小空洞,气孔有单个的,也有成堆聚集在一起的,分为内部气孔,表面气孔和接头气孔。气孔产生的原因是:焊接电流过大,电弧过长,运棒速度太快,溶解部位不洁净,焊条受潮等。上述原因如果不及时进行调整,将会使焊缝的强度降低,破坏焊接部位的致密性。 (二)裂缝 1.刚性裂缝:这种裂缝是指通身的纵裂缝,产生的原因是焊接的应力作用,比如被焊的起重机械的结构部件的刚性太大,或者焊接时的电流过大等等,都会造成焊接的应力过大。 2.硫元素引起的裂缝:母材中硫和碳的含量过高、偏析很大等的时候,容易产生裂缝。 3.隙裂缝:是指金属内部产生的毛状微细的裂缝,是被焊的金属由于迅速降温而发生的脆化现象,要避免这种情况的发生,可以降低被焊金属的冷却速度,如果条件允许,可以对被焊的结构进行预热。 (三)未焊透 焊接过程中,接头根部未完全熔透的现象,对于对接焊缝也指焊缝深度未达要求的现象。通常出现在单面焊的坡口根部及双面焊的坡口钝边。未焊透会减小焊缝的有效面积,降低接头的强度,还会使应力过于集中,严重减弱焊缝的疲劳强度。要想规避这种现象,施焊过程中可以采用较大的电流,合理地设计开口,并且确保开口清理干净,也可以采用短弧焊来避免这种现象的发生。 (四)形状缺陷 1.咬边:焊接施工中,如果焊接参数的选择不合理,U、I太大,焊接的速度太慢,或者电弧操作工艺不正确,则会产生咬边的现象,立焊、仰焊时常会发生这种现象。咬边容易使母材金属的截面减小,导致应力过于集中,因此,在重要的结构中,坚决不允许出现这种现象,或将此现象限制在一定的程度之内。 2.弧坑:焊接施工过程中,如果收弧、断弧处理不当,在焊道的末端容易形成低洼的部分,称为弧坑。弧坑产生的原因是焊丝或焊条的停留时间过短,且填充的金属不充足。这种现象会造成焊缝截面积的减少,以及偏析、杂质集聚等后果。 三、起重机械焊接质量的控制策略 (一)焊工资格的控制 焊接施工中,焊接的施工质量实质上是焊接工人的施工质量,所以焊接工人的作用是控制焊接质量过程中十分关键的因素。焊工的技术水平有初、高、中三级,会直接影响起重机械的焊接质量。因此,参与施工的焊接工人,必须懂得焊接的安全技术操作规程,具有焊接工人的操作证,准确熟练地进行焊接施工,只有这样才能达到起重机械的设计标准,确保起重机械的焊接质量。 (二)工艺过程的控制 焊接过程中的一整套技术规定。包括焊接方法、焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、工艺参数以及焊后热处理等。只有工艺过程得到保证,才能获得优质的起重机械。焊接过程中,应控制好预热的温度(35和45钢的温度范围是:150℃~250℃;裂纹倾向特别大时,温度范围可控制为:250℃~400℃);焊条应选择碱性焊条;控制好破口的形式;严格控制工艺参数等。通过实行焊接工艺的试验,来验证焊接工艺的焊接接头能否满足性能指标。 (三)焊接材料控制 焊接过程中,要想焊出高质量的接头,必须严格控制焊接材料的选择,焊丝、焊剂以及焊接的辅助等,都要严格符合质量标准,同时,对于焊接材料的说明文件,要全面而且有效,材料的标识、标注等要清晰可辨。 (四)焊接设备的控制 起重机械的焊接过程中,电焊机是主要设备,没有焊机,整个焊接施工将无法进行。电焊机能够准确显示焊接施工时的电流,电流强弱的控制是焊接质量好坏的关键因素。对于电焊机进行控制的关键所在,就是控制其对电流的显示,切忌偏差和超标,电焊机电流、电压的显示装置,务必经过检定后才可进入施工环节。 (五)施焊环境控制 1.空气的温度直接影响着焊接的热循环过程、熔池的化学反应程度等,焊接的施工环境温度不得低于20~C,如果温度过低,金属冷却太快,很容易改变金属的内部组织,严重影响焊接接头的质量。 2.空气的湿度对焊接质量也有直接的影响,通常要求环境相对湿度应小于90%,因为水是氢气的主要来源,湿度过大,水分进入熔池,会导致氢气孔的出现。 3.雨雪季节时期,不得进行露天作业、野外作业,在采取防护措施的情况下,湿度应控制在90%以下。 四、结语 总之,要想提高起重机械的质量,必须加强焊接工艺的控制,同时加强对焊接施工人员的技术素质和职业道德素质的培养,只有这样才能保证起重机械的质量和使用寿命。 起重机械论文:探析起重机械安全技术管理 【摘要】: 起重机械作为一种大型机械设备,在实际应用过程中具有十分重要的作用。安全、高质量的起重机械设备不仅影响着工程施工的整体进程,同时也在一定程度上影射着工程的安全工作情况。然而当前我国起重机械安全技术上存在的问题并少。本文从不同方面重点分析了起重机械安全事故频发的主要原因,并针对原因提出了必要措施和建议。 【关键词】:起重机械;安全管理;事故 【引言】:随着国家经济的发展,起重机械在工业建设方面的应用越来越频繁,起重机的使用安全问题也更加受到政府和有关部门的重视。然而近年来由于起重机械引l的事故频频发生,对整个建筑业的发展造成很大负面影响。因此需要我们认真思索找出根源、找出出路,改变现状,还建筑起重机械一片蓝天。 1、 起重机械安全事故频发的主要原因 1.1 起重机械的设计存在不足 随着我国经济的不断发展,采矿行业也取得了较大的发展,采矿的规模在不断扩大,对起重机械设备的需求也在持续增加。在这样的背景下,机械制造企业数量逐渐庞大[1]。但庞大数量并不等同于质量的提升,很多小型机械制造企业生产规模小,技术水平不过关,生产人员素质参差不齐,生产设备达不到国家标准。这样的企业在生产机械设备的过程中,往往出现设计图纸来源不正规,机械设计的相关参数不达标,技术水平低下,生产工艺和设备不完善,缺乏生产经验,为采矿过程中起重机械设备的使用埋下了很大的安全隐患。这种小型机械生产企业的原料来源不明,甚至有可能存在劣质品,厂家可能只是片面地追求经济利益,却将起重机械设备的质量与安全抛之脑后。这样的起重机械设计和制造缺陷是安全事故多发的根本原因,可能给社会造成不可挽回的生命财产损失。 1.2起重机械缺乏专业监理人员 建筑起重机械对专业人员的要求非常高,因为这类人员需要经过专业的机械设备培训,只有培训合格的人才有资格参与到起重机械设备的操作中,但是在实际的现场检查中我们却发现,最突出的问题就是缺乏工作经验的农民工在进行岗位培训,没有基础知识,培训也是一知半解,根本不能起到应有的作用。再则,岗位证书人员和实际工作人员不是同一个人的情况也时有发生。 1.3 违章操作问题严重 在建筑行业中,一些小型企业为了追求经济利益,过分追求工期,强迫操作人员提高速度,缩短周期。在这种情况下,操作人员为了在短时间内完成任务,只能将起重机械安全操作的规定抛之脑后,将大型起重机械设备上的安全设备拆除,增加起重机械的荷载系数和疲劳破坏强度,导致起重机械设备过度使用,为后续工作埋下安全隐患。除此之外,企业忽略了对起重机械设备的维修和保养,造成起重机械设备伴随着故障长时间运行。此外,在对起重机械设备进行安装和拆卸的过程中,或者在进行顶升作业时有严格的条件限制,在一些特殊情况下无法进行上述操作,但操作人员为了按时完成工作任务,就继续进行作业,这种做法不仅忽视操作人员的生命安全,甚至可能带来无法弥补的损失。 1.4建筑起重机械设备档案管理存在漏洞。 建筑起重机械设备的档案管理对建筑起重机械的整体使用寿命影响是非常大的,现阶段已知的对起重机械设备存在影响的因素主要有以下几点。首先是起重机械设备设计的寿命因素,因为任何设备都是有使用周期的,一旦超过了这一周期之后,设备就要进行及时更换,不然很容易引发安全事故。其次是起重机械设备的使用工作等级因素,因为不同的建筑对起重机械设备的要求也是不同的,我们的操作人员会根据建筑的质量及区域来选择合适的起重机械设备。第三是起重机械设备使用过程中的操作及维修保养因素。这一点是非常重要的,任何设备都是需要保养的,而且保养还能够有效地延长设备的使用寿命,而操作人员在实际的操作过程中还要不断地完善自身的操作习惯,有很多的工作人员在操作起重机械设备的时候往往带有自己的操作习惯,这些习惯大部分对起重机械设备都是有影响的。因此只有不断加强建筑起重机械设备档案的管理,才能够真切地掌握建筑起重机械的安全使用寿命。 2、 加强建筑施工起重机械安全技术管理的几点措施 2.1严把起重机械设备质量关 政府的监管须到位,应加强对于起重机械等特种设备的监察力度,相关监察部门必须严格把关,尤其是对起重机械等设备的安全监察[2]。严格排查企业的市场准入资质,并要定期或不定期的到相关施工企业进行检查,发现问题,限期整改,拒不整改的,应加大处罚力度,对起重机作业中发生伤亡事故的单位,应秉公进行严肃处理。 2.2提升相关人员的综合素质 起重机械设备具有高危性,相关从业人员必须提高自身综合素质,增强安全意识,不断提升自身的业务水平,从管理人员到操作人员都要进行专业的培训,并且要定期进行安全意识教育,在起重机械设备的使用安全方面要引起高度重视。除此之外,企业要加大对起重机械设备操作人员的培训,负责监管工作的机构要监督起重机械设备的操作人员是否持证上岗,从根本上避免无证操作,培养一批固定的起重机械设备操作人员,减少人员的流动性。 2.3强化起重机械设备档案管 建筑起重机械内业资料非常重要,它能够真实反映各相关单位建筑起重机械管理过程实际行为和实际所为,充分反映出管理过程的有效性和真实性,同时内业资料能够安全有效指导施工生产。施工单位应该按照政府管理部门行业要求,结合本单位实际情况进行内业资料的记录和归档,真正使起重机械管理落到实处。 结束语 综上所述,起重机械是施工建设的重要工具。因此应在客观分析各种可能导致起重机械事故的诸多因素,防患于未然,具体问题具体分析,将起重机械事故扼杀于未然,这对于保障施工安全、高效、高质量的顺利进行起到了举足轻重的作用。 起重机械论文:起重机械振动检测技术现状及其升级路径 在涉及专业性较强的振动技术领域,由于相关主管部门从未组织相关部门针对振动技术在起重机械行业的应用开展系统的研究,导致其在该行业的应用一直缺乏统一的判定依据和方法,更没有形成行业或国家标准。 1.振动检测技术现状 目前,国家已经对电力、冶金、石油化工等行业的关键生产设备,如水轮机、汽轮机、压缩机、风机、离心机、大电机等均制定了与振动相关的运行安全标准。如GB/T11348-89《旋转机械转轴径向振动的测定和评定》、GB11347-89《大型旋转机械振动烈度现场测量与评定、GB4832-1984《大电机振动测量方法》、GB/T 10895-2004《离心机分离机机械振动测试方法》、GB 10068.2-1988《旋转电机振动测定方法及限值振动限值》。其他行业也针对自身情况,制定了相关的标准,如GB10070-1988《城市区域环境振动标准》、GB/T 10399-1989《小型汽油机振动评级》。上述行业振动检测技术较为完善,判定依据和方法一般在其标准中都有明确,应用时产生异议或分歧的概率较小。 起重机械行业属于特种设备范畴,其制造和检测多年受国家相关受法律法规约束,相关法律法规的制定和中政府相关主管部门主导。在涉及专业性较强的振动技术领域,由于相关主管部门从未组织相关部门针对振动技术在起重机械行业的应用开展系统的研究,导致其在该行业的应用一直缺乏统一的判定依据和方法,更没有形成行业或国家标准。 起重机械振动检测对象分类如图1所示。现行特种设备安全技术规范TSG Q7016-2008《起重机械安装改造重大维修监督检测规则》B10.1条和TSG Q7002-2007《桥式起重机型式试验细则》B1.2条,都要求对起重机进行空载试验。空载试验结果须符合以下3项规定:一是操纵机构、控制系统、安全防护装置动作可靠、准确,馈电装置工作正常;二是各机构动作平稳、运行正常,能实现规定的功能和动作,无异常振动、冲击、过热、噪声等现象;三是液压系统无泄漏油现象,润滑系统工作正常。其中“无异常振动、冲击、过热、噪声等现象”,一般现场检测人员可根据经验进行判定,发现异常可采用专业仪器进行检测。但上述安全技术规范对无异常的判定,却未建立或明确参考依据和方法,由此导致起重机械一线检测人员无法做到定量判定。 对制造厂家,目前国家仅在GB/T 14405-2011《通用桥式起重机》、GB/T 14406-2011《通用门式起重机》中规定了制动轮、制动盘等装配时轴向、径向跳动值上限,未对电机、减速器、制动器等主要零部件工作时振动3个物理量作规定。还有一点就是,其对整机运行时的噪声有上限规定,但对冲击异常规定不明确。由此看出,目前起重机械检测领域的振动检测技术不仅使用面窄,而且尚无统一判定依据和方法。 2.检测依据缺失探源 (1)行业落后 目前,国内起重机械制造整体水平与欧美相比,存在较大差距,主要表现为以下3点:一是设计理念和发展现状仍以前苏联模式为主,二是设计时人性化需求仍考虑不足,三是制造工艺、材料、模块化配置等方面仍大大落后于欧美。正是由于国内起重机械制造水平的整体落后,导致起重机械振动检测如果完全参照电力行业、石油化工行业等安全标准,将很难做到和实现,甚至与同为特种设备的电梯行业相比,其差距也十分明显。 (2)评判方法不足 起重机械检测时,应根据振动理论,结合与起重机械异常相关的振动物理量,如烈度、频率等参数进行综合判定。但实际检测时,一股采用人体感官作初步判断,必要时才采用如振动加速度一个或几个参数对振动和冲击有无异常进行复核。显然此种简单的评定方法无法全面反映设备运行状态。 (3)基础应用研究不够 近年,秦皇岛港股份有限公司、武汉理工大学、太原科技大学等相关单位虽然在门座起重机、塔式起重机等类别起重机械上开展了一些基础研究,但这些研究均无系统性,特别是对起重机械异常的典型特征参数理论研究不够。此外,国家相关部门也不重视,未组织专门针对起重机械振动技术应用和标准建立的研究。 3.健全检测依据必要性 (1)满足乘坐舒适性 国家推荐性标准GB/T 13442-92《人体全身振动暴露的舒适性降低界限和评价准则》中,虽对影响人体舒适性的振动参数做了明确要求,但在起重机械行业却一直不受重视。随着人民生活水平的提高和技术发展,人们对起重机械的舒适性必将象对电梯一样提出更高要求。乘坐舒适性在电梯行业早已引起重视和得到应用,其检测手段、评价规则、基础研究等基本已经完善。如在电梯型式试验细则中电梯平均加速度、电梯、制动减速度、轿厢内噪声等参数,有明确要求,用于判定其舒适性是否达到要求。随着国外知名起重机企业优秀产品的不断进入,一些国内起重机企业已经意识到该类需求的重要性,如上海振华港机,从设计、制造、安装、调试等环节都考虑了振动和噪声对操作者舒适性的影响。 (2)满足安全监管 质检特函[2013]34号《质检总局特种设备局关于做好大型起重机械安全监控管理系统检测工作的通知》和质检办特联[2014]224号《质检总局办公厅安全监管总局办公厅关于在部分大型起重机械推广应用安全监控管理系统及继续深入开展示范试点工作的通知》,进一步明确了对在用大型起重机械加装安全监控符理系统的要求。对大型起重机械的运行参数和状态进行采集和监控,并实时记录,可以追溯故障原因或判定是否违规操作。但上述安全监控管理系统仅要求对其制动状态进行监控,却无法获知起升机构、回转机构制动加减速度异常的原因。为了能使大型起重机械安全监控管理系统的功能达到预期的目的,只有逐步引入振动及其他检测技术。 (3)提升行业整体技术 如果在起重机械型式试验、安装改造重大维修监督检测、安全监控管理系统监督检测等环节,明确了如电梯平均加速度、电梯、制动减速度、轿厢内噪声等振动相关参数的判定依据和方法,将会倒逼起重机械设计、制造、安装各相关单位做好技术提升。只有在零部件选型、制造工艺、安装工艺等环节吃透的企业,才能做出符合要求的合格产品,这样便可逐步淘汰一批无技术实力支撑的企业,实现提升起重机械行业整体发展水平的目的。 4.升级路径 振动技术其基础理论研究已经相当成熟,但在起重机械行业内重视不足,只有综合设计、制造、安装、检测等环节相关单位开展系统的基础性应用研究,在取得大量数据的前提下,才能找出各种起重机械空载、额载、起升、下降、运行、回转等不同状态下的异常特征参数关联。位移、振动烈度、绝对均值、均方根值、峭度、峭度因子、波形因子、加减速度、噪声、冲击、速度有效值、功率谱密度函数、频域时域特性等振动参数,都是所研究对象。健全起重机械振动检测技术的方案。 随着《特种设备安全法》的颁布和实行,特种设备安全监督部门对特种设备的监管力度将进一步加大。为了实现国产起重机械整体技术提升,相关部门应依据法律法规支撑,加强行业引导,提高标准要求,制定出适应起重机械的振动检测判定依据和方法。明确了相应的判定依据和方法,才能降低特种设备检测机构执行的难度,为社会提供有保障的技术支撑。
机械工业论文:国民经济主要产业技术介绍 机械工业技术政策 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;cad应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和fmc·p-fms、fms三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以gt原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发vxi总线、gpib总线、rs485串行总线三类自动测试系统,vxi总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;gpib总线结构的环保自动测试系统;rs485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型igbt器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、cnc型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括cnc系列变压吸附制氮机组、tc-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生 产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业pc机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统capms 该系统吸收国外mrp-ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作cad/cam/capp信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 机械工业论文:国民经济主要产业技术介绍 机械工业技术政策 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;cad应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和fmc·p-fms、fms三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以gt原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发vxi总线、gpib总线、rs485串行总线三类自动测试系统,vxi总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;gpib总线结构的环保自动测试系统;rs485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型igbt器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、cnc型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括cnc系列变压吸附制氮机组、tc-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生 产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业pc机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统capms 该系统吸收国外mrp-ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作cad/cam/capp信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 机械工业论文:广西机械工程学会举办机械工业博览会拓展东盟市场 近日,由广西科协所属广西机械工程学会主办的“广西泛北部湾工程机械、专用车辆、港口、仓储设备及五金机电展览会暨学会工作现场交流会”在广西南宁市国际会展中心拉开帷幕。来自全国各省(区)248家企业参展,各参展企业代表、国内外客商、专业观众到现场观摩学习,广西科协组织所属50多个学会代表参加了展览会开幕式。 广西科协副主席谢林城在学会工作现场交流会上讲话时说,广西科协所属学会应围绕党和政府的中心工作,围绕广西优势支柱产业,积极开展学术交流活动,要在促进产业的科技进步中有所作为;抓住机遇,发挥各学会的特色优势,打造品牌活动;各学会要发挥人才优势,积极宣传科学思想、科学精神、科学方法和科学知识,抵制和批判伪科学、伪科普,在科普工作中有所作为。 打造泛北部湾最大专业机械工业博览会 泛北部湾机械展已成长为泛北部湾地区最大规模的专业机械工业博览会,本届展会展出规模超过了2万平米(其中室内两个馆共5200平米,室外15000平米),参展商数量达到了400家。汇集了韩国斗山、三一重机、徐工集团、柳工集团、玉柴集团、林德叉车、台励福叉车、东联仓储、台湾稳汀、台湾新志、德国联合汽配、美国摩本文由论文联盟//收集整理尔斯、丹麦格兰富、m.k.morse、上海克拉克、西安达刚、正菱集团、廊坊凯博、天津建科、桂花机械、梧起起重、统益国辉等众多国际知名品牌参展,现场成交额达到5700万元。 本届展会在南宁及青岛两地同步招商,加大了招商及专业观众的邀请力度,开通南宁市内“白沙大道机械市场—会展中心”、“东博五金机电城—会展中心”两条免费参观直通大巴,另专程派人到广西的北海、钦州、防城港、桂林、柳州、百色、河池等地上门邀请专业观众,确保了展会的展出效果。此外还特别加强了对越南等东盟成员国的邀请力度,特别为企业与采购商设立产品推介与采购洽谈对接会。以越南机械总会、越南投资部、越南国家科学联合会、越南机械设计院、越南百科大学为代表的采购团与众多参展商一对一对接洽谈,取得了非常好的效果。斗山机械、廊坊凯博、南宁机械厂、大连物流科技等公司均与越南采购团达成采购意向。 博览会常开常盛 作为广西工程机械技术领域较成功的专业展览活动之一,从2000年开始,广西机械工程学会每年至少主办1次广西机械工业博览会,目前已经连续成功举办12场(次),学会和越南机械工程学会在工程项目合作方面已经取得丰硕成果。据主办方统计,从2000年开始,越南机械工程学会多次参加机械设备展销会,展销会期间成交额共计4000多万元。2005年,由广西机械工程学会与越南机械总会合作的“热喷涂技术和装备”项目已经在越南建厂开工,并为越南企业取得了较好的经济效益和明显的社会效益。目前正在紧锣密鼓施工的“振动时效技术和装备”合作项目也即将在越南落户。 今年3月,该学会还主办了“2010年广西机械设备博览会、第四届广西国际糖业/淀粉/酒精/粮油技术设备展、第三届广西国际环保节能/沼气技术设备展、第十一届广西广告技术设备展览会”。来自德国、英国、瑞典、荷兰、新加坡、中国北京、上海等国家和地区的350多家单位参展,展会面积10800多平方米。3天的展会,共有海内外1.5万客商到会参观洽谈,成交及达成意向成交额1000多万元。 博览会拓展东盟市场 广西地处中国—东盟经济合作区、泛珠三角区域经济合作区、大西南经济合作区结合部,地理优势明显,特别是中国—东盟博览会在广西南宁永久举办和2010年1月1日“中国-东盟自由贸易区”建成并启动,自贸区内90%产品开始实现零关税,东盟各国的进出口量呈现500%的增长,自贸区成为一个拥有19亿消费者、4.5万亿美元贸易总量的巨大市场。随着我国与东盟各国贸易往来日益增多和泛北部湾经济合作进程的加快,在东部产业转移的契机下,广西北部湾经济区开始成为我国最具活力和发展潜力的地区。 广西科协所属广西机械工程学会,充分发挥学会自身优势,多年来致力于与越南机械总会的交流与合作,通过每年联合举办机械工业博览会、开展专题学术互访、技术考察等形式,了解国内外机械行业的市场潜力、积极拓展与东盟国家的合作商机。泛北部湾机械工业博览会顺应市场需求,为行业的交流协作架起了一座沟通的桥梁和平台。 机械工业论文:食品机械工业设计论文 1解析工业设计 工业设计是一门新兴的综合性学科,作为人类设计活动的重要部分,它集多门学科知识于一身,既包括科学技术知识,又包括美学艺术知识,以及人机工程学、经济学等。在我国,工业设计曾经被称为工业美术设计、产品造型设计等,随着社会的发展,其内涵不断地发生变化。工业设计是市场需求、现代科学技术与人类文化艺术的结合,以现代化工业生产为基础的一门新兴实用学科。具有的前瞻性和普适性特点的工业设计,使传统的产品散发出新颖与独特的个性特征。工业设计具有很强的时代性,它主要是通过对产品的结构、工艺优化,对材料、形态及色彩的协调来改进产品的品质和功用。也就是用视觉效果来实现设计理念的表达,从而能够为达到某一特定目的而从构思建立一个切实可行的方案,并能够用明确的手段表示出来。2007年2月13日,总理作出重要指示:“要高度重视工业设计”和2010年8月26日11部委联合发文促进工业设计产业发展,这表明我国政府对工业设计这个领域的重视。就中国的现状而言,如果我们想从“中国制造”走向“中国创造”,就必须大力发展中国的工业设计。企业要想长时间保持竞争力,必须采取创新性产品开发战略,才能成为自主创新的主体,拥有创新性的产品。产品创新很大程度上就取决于工业设计在企业中的应用地位。 2食品机械发展与工业设计的关系 食品机械就是将食品的原材料加工成为成品食品的过程中所使用到的机械装置与设备。食品机械也可分为食品的加工机械和包装设备这两种。食品工业是我国国民经济的支柱产业,食品机械是为食品工业提供装备的行业。作为与人民生活息息相关的食品工业进入到一个蓬勃发展的阶段,食品工业的发展也带动了食品机械工业的发展。工业设计又是食品机械设计中的一个十分重要的方面,工业设计能够实现食品机械产品造型、功能结构和材料的科学合理化,在提高产品的整体美与社会文化功能方面起到了非常积极的作用。食品机械产品的功能、造型形象及物质技术条件是构成食品机械工业设计的基本要素。现在一些家用食品机械的外观:简约、时尚、新颖、实用,改变了以前食品机械只能在食品加工厂的现状,现在很多外观造型时尚、操作简捷方便的小型食品机械像面条机、挂面机、和面机等慢慢的进入消费者的家庭,食品机械的发展与工业设计有着密不可分的关系。通过工业设计使食品机械产品更加吸引着消费者的眼球。出色的工业设计能得到更多消费者的青睐。传统的食品机械产品设计是把实现机械产品本身的功能作为重点,以设计产品为目标,在传统的食品机械产品设计工业中,机械工程师是凭借自己的专业技术知识和经验来进行产品的设计,但由于设计出的产品大多外观造型粗糙和使用方式不够人性化,尽管能很好地满足功能的要求,但往往在销售市场上缺乏竞争力,成为不可忽视的一大弊端。食品机械工业要有一个更好和全面的发展,就必须在食品机械产品设计时把工业设计的方法和思想纳入其中,这样的食品机械产品不但能够满足功能的要求而且可把产品顺利的打入市场,融入工业设计的产品相比就会具有较强的市场竞争力,一定程度上也促进了食品机械工业的发展。 3工业设计在食品机械中的应用 3.1工业设计创新理念的应用 创新是工业设计的核心理念。随着社会经济的发展,人们的生活水平得到了极大的提高。生活变得丰富多彩,对食品的追求也多样化起来。利用工业设计的创新理念,设计出新颖的食品机械来满足人们对食品多样化的需求。一方面通过分析人们潜在的需求,明确产品概念,提出食品新机械的功能定位,从而推出新颖的产品,占据市场的制高点,为企业创造高额利润。另一方面,对现有产品结构、材料、生产工艺等进行优化改进,进一步提高产品的质量、降低生产成本,从而赢得众多消费者的认可,提高产品的市场占有率。 3.2外观与功能结构的结合展示出食品机械的美 从外形图上可以看到,整个面条机外廓造型曲线优美,配色细腻和谐,按钮设计人性化。大面积外形对机械结构进行包裹覆盖,可消除消费者对机械结构的恐惧,使用操作简单和拆卸方便,无不显示着工业设计在食品机械中展示出的美。造型设计与色彩完美地展示了面条机内在的性格。一个能实现功能的食品机械产品,不仅要满足人的使用,还要适合人们的视觉审美要求,工业设计赋予面条机新的内涵。 3.3安全、可靠、人性化设计的体现 食品机械是食品的加工和生产设备,产品必须考虑安全、可靠、人性化的设计。让产品与使用者取得最佳匹配是以人为本设计的根本理念。工业设计的应用,充分考虑如何使设计的机械设备系统、人机系统或人机环境系统最大限度地适合人类的形态、生理和心理特征,以求达到安全、舒适、高效生产和工作的目的。在食品机械领域,主要考虑的有系统的可靠性和人机安全性两个方面,系统可靠性是指在预定的时间内和给定的工作条件下,食品机械能够可靠、有效地进行工作,保证无故障时间和使用寿命达到预期要求。人机安全性是指食品机械设计中采取的技术措施,不仅能够保证人体安全、舒适、卫生和健康地工作,而且能够使机械故障和卫生问题产生的风险或造成的损失降到最低限度。工业设计在食品机械产品设计中的应用很大一部分体现在人机工程学的应用方面。随着市场竞争的加剧,食品机械的竞争力不再是仅仅取决与产品技术的先进性和完善的功能,而是要考虑食品机械产品的工业设计。由于传统的食品机械设计以设计产品为主要目标,更多地考虑产品本身功能的实现,而没有把人作为设计的一个目标,没有规范化地考虑人的因素,这就很难保证机器操作效率最佳,也不易判断设计质量的高低。人机工程学强调将人和机器作为相互联系的两个基本部分构成一个整体,形成人机系统。人机工程设计的是人机系统,是把人作为系统设计的一部分,把人-机-环境三者作为一个系统进行总体设计。目前,我国食品机械行业工业设计还未引起企业和设计人员真正的重视。食品机械在进行设计和制造时,仅考虑功能要求而未考虑工业设计,致使有些食品机械产品表面粗糙,色彩搭配不合理,操作不符合人机工程学原则,许多零部件外露,不但有很大的安全隐患,还显出产品的笨重和丑陋,这些因素极大的限制食品机械产品的市场竞争力。食品机械是生产设备,其形态应体现整体的对称与平衡、节奏与韵律美感形式,根据需要辅助以局部形态的对比和变异形式,创造符合产品特征的审美意象。这样既有利于标准化和经济性的需要,也有利于表现和谐统一、含蓄丰富的美感,创造单纯、宽松的工作环境和人文气氛,缓解疲劳和压力,可更好地提高工作效率。为此,人不再是被动地去适应机器,而是与机器共同完成一个系统目标,从而可以获得系统的最高综合效能。 4结语 目前市场要求食品机械产品不光是通过技术设计对其功能的单纯实现,还要求食品机械产品外观的美观时尚以及设计的人性化。不只是要求食品机械与工业设计外在的结合,而是相互融合和渗透在一起。设计者要让产品满足客户的需求,并达到“以人为本”的目的。只有将工业设计与食品机械设计有机的结合起来,才能设计出不但拥有优秀的功能,而且还能满足人们的审美的需求并符合时代特征的食品机械产品。 作者:裴学胜 程超然 单位:河南科技大学艺术与设计学院 机械工业论文:机械工业废水处理技术现状分析 1机械工业废水的来源以及表现形式论述 首先,浮油粒度稳定在100μm以上时,静置过后不久便会全面上浮,借助连续相形式在水面形成漂浮层,如机械厂滴漏而混入废水中的润滑、燃料油等。其次,分散油粒度基本维系在10~100μm之间,经常会借助弥散形式散布在水相之中,尤其经过足够静置时间和外力作用过户,便可快速凝结形成较大的油滴在水面上浮,严重情况下会逐渐缩小并转化成为乳化油。最后,乳化油粒度在0..1~10μm之间徘徊,废水之中具体呈现乳浊状,在油珠表层结构上会借助活性剂分子形成一类薄膜,进一步遏制油珠合并迹象,因此一段时间范围内不会衍生上浮迹象。 2我国机械工业废水处理技术规划现状研究 任何油状物质在水面漂浮一定时间过后都会顺势形成一层薄膜,可以将外部空气内部氧气溶解在水中,令内部溶解氧大面积缩减,令浮游生物快速致死,使得既有水生植物光合作用体系濒临瓦解危机,最终水体自净能力丢失,限制既有水资源利用价值的全面发挥结果。尤其对于鱼虾等长期生存在含油废水中的生物来讲,一旦说油膜蒙在鱼鳃之上就会令其缺氧而死亡;再就是水体表层凝集的油气一旦燃烧,造成的安全危机将不可小觑。有关对应废水治理技术规划细节状况将如下所示: 2.1物理法 首先,膜分离技术。其作为一类全新分离模式,具体联合微滤、超滤以及反渗透方式调节,实际上都是借助液液分散体系内部两相规则与固体膜表层亲和力异质化效应,实现预设分离调试指标。其次,粗颗粒化技术。主张利用一类包含粗理化材质的装置进行含油废水过滤,使得内部微细形态的油珠能够由此凝结成为较大颗粒,最终贯彻油水有机分离的技术指标。 2.2化学法 第一,絮凝方式。作为含油废水治理工序中经常出现的技术内容,其经常配合气浮法加以灵活调节。目前经常使用的无机凝剂主要包括铝、铁盐,而后续衍生的无机分子凝聚剂不管在用量或是调节效率方面都相对合理一些,并且使用过程中最佳PH值控制空间相对比较宽阔。第二,高级氧化方式。处于超临界体系内部的水氧化技术时刻保留高效、快速调试特征,长期以来深受相关废水治理人员关注和有机改善,任何其余工艺无法全面去除油脂的污染物,只有借助超临界水氧化方式都能够得到比较科学的回应。 2.3物理化学法 首先,浮选手段。此类工艺在我国正在介入系统研究和多元化推广行列之中,其主张将空气或是其余气体借助微笑气泡形态向水体之中注入,使得内部较为细小的固定颗粒、浮游珠能够快速粘结,并且随着气泡快速上浮形成浮渣,此时将油层顺势撇去,就可达到意想不到的乳化油除去效果。其次,吸附手段。其实就是结合吸附剂自身保留的多孔以及大表层面积特性,令机械工业废水内部的溶解油以及其余有机物在合理时间范围内部被吸附完全,最终完成油水分离技术调试指标。 2.4生物化学法 其实就是督促内部技术人员时刻联合微生物化学特性,使得机械工业废水之中的有机物快速转化成为微生物体内的有机成分。至于剩余要素会被微生物自动氧化瓦解形成有机物质,借此完成特定范围废水的自行净化任务。联合以往不完全数据调查资料整理校验,如今我国各区域开展机械工业废水综合治理事务的企业数量已经达到数万家,整体竞争趋势日益激烈,几乎任何省份都时刻保留规模大小样式的环保企业机制,特别是江浙沪等发达城市区域,环保已经完全过渡成为地方规模化产业布局准则。从工程设计、施工、设备研发、制造、安装、运营等方面可从事系列服务。近年来在我国北方也逐渐兴起了一些颇具实力的环保企业。 3今后我国机械工业含油废水处理技术创新发展前景预测规划 3.1磁吸附分离法 主要借助磁性物质作为载体,利用油珠的磁化效应,将磁性颗粒与含油废水相结合,使油吸附在磁性颗粒上,再通过分离装置,将磁性物质及其吸附的油留在磁场中,从而达到油水分离的目的。 3.2超声波法 超声波一般用来破乳,有研究表明超声波和破乳剂具有良好的协同作用,它可以提高破乳剂的效率,减少破乳剂的用量,特别是对那些用常规脱水方式难以奏效的原油乳状液破乳脱水具有较好的效果。另一方面,技术人员希望联合不同阶段最新清洁生产工艺以及异质化部件创新制备途径,进行机械生产环节中不同结构污染数量的压缩。争取从此获取综合治理积极主动权力,相信这也将是今后我国机械工业废水全面治理与生态环境体系保护的特殊适应手段。 4结语 综上所述,面对不断累积的机械加工废水等危急形势,我国在对应常规调试技术方面已经顺势达到成熟状态,今后核心发展任务是针对内部全新技术内容进行更深层次地调试,令不同区域水质改造工作发挥到最佳适应实效。其中膜处理工艺因为分离效率相对较高,因此在后期我国电镀废水综合治理领域中必然占据核心引导地位。需要注意的是,相关技术人员需要利用已有综合处理设施完成一类更加简易、有效的工艺组合修缮任务,真正提升水质改善绩效,这便是日后我国机械工业废水治理行业中的主流应对理念。 作者:周烨 单位:常州大学 机械工业论文:机械工业高技术产业如何发展十一五专项规划 机械工业是国民经济的装备业,是科学技术物化的基础、高新技术产业的载体,是国防建设的基础工业,同时,也是为人民生活提供消费类机械产品的主要服务部门。江西省机械工业在中央和省政府的关怀和正确领导下,以市场为导向,不断调整产业结构和产品结构,充分挖潜改造,盘活存量,提高经济效益,对我省国民经济的发展作出了重大贡献,在我省国民经济中占有重要地位。“十一五”是机械工业快速发展的关键五年,江西省机械工业必须坚定信心,把握机遇,迎接挑战,正视所面临的困难,围绕市场需求,加大改革力度,积极推进战略性结构调整,发展高科技,促进产业结构的优化升级,为实现机械工业的全面振兴,担负装备中国的历史重任奠定坚实的基础。为促进我省机械工业的发展,根据国家有关产业政策,结合我省实际情况,制定江西省机械工业高技术产业2006~2010年专项发展规划,并进行预测2020年前我省机械工业的产业发展状况。 一、全省机械工业发展现状 经过几十年的发展,特别是改革开放以来,我省机械工业取得了稳步、快速的发展,已形成了门类较为齐全、具有一定规模和较雄厚基础的技术不断进步的工业体系,至2004年底,全省机械行业拥有职工人数128390人;其中工程技术人员12300人,拥有固定资产(净值)949083万元。 据统计,2004年江西省机械工业总产值(现价)319亿元;销售收入280亿元;实现利润97263万元;税金98057万元;新产品产值616970万元;利税227009万元。年产值超过500万元以上的企业有76家,其中年产值超过1亿元以上企业30家;利润超过500万元以上的企业26家。出货额30.7亿美元,招商引资55.07亿元,实际利用23.09亿元,引进外资6.29亿美元,实际利用3.7亿美元。 “十五”期间,全省机械行业以市场为导向,继续加大产品结构调整力度,扩大产品的市场占有率,提高产品技术含量。五年来共开发新产品600余项,使机械产品总数达到7600余种,并开发出一批具有科技含量高、市场潜力大、在技术上达到或接近国际先进水平的优秀新产品。如全顺轻型系列客车、智能组合式系列电站、螺杆膨胀动力机、三维立体D形卷铁芯干式变压器、四开单色胶印机、锅炉袋式自动除尘器和铁路轮对加工专用数控机床等。企业从这些适应市场需求的产品中得到了良好的经济效益。“十五”期间,共安排科技攻关和技术开发项目250余项,完成鉴定项目160余项,50余项成果获国家部省级科技进步奖,如江西省机械科学研究所,开发的“高密度多孔蜂窝陶瓷挤压成型模具”,达到国际先进水平,不仅为行业提供了优质高效的催化载体,还为有效解决内燃机尾气污染问题作出了贡献。一批先进实用新技术得到较好的推广,并取得了明显成效。CAD、CAM、CIMS等先进技术正逐步推广应用,全省机械行业重点骨干企业基本实现了甩图板。“十五”期间,企业技术中心的建设步伐不断加快,提高了企业技术开发能力,从而掌握占领市场的主动权。已有江铃、江光、江化联等19家企业通过了省级企业技术中心验收。 “十五”期间,全省机械行业的质量工作扎实渐进,并卓有成效。在实施名牌战略中,在以前取得29项省名牌的基础上,又有19项省名牌产品获得省名推委重新认定。江光的凤凰照相机、华意的压缩机荣获国家名牌产品称号。主要产品采用国际标准和国外先进标准的达标率达到60%。重点骨干企业均达到ISO9000标准要求,有120个企业通过了质量体系认证。 “十五”期间,全省机械行业通过引进技术的消化吸收和自主开发的提升,对传统产品的技术改造和新技术的推广应用等多种途径,促使全省机械行业制造技术水平有了较大的提高。数控加工精密成型、少无切屑加工、可控气氛热处理、气体保护焊、材料改性、表面功能覆盖等一大批先进、高效的制造技术在生产中得到了应用,有力地促进了产品质量和企业效益的提高。 二、存在的主要问题 “十五”期间,全省机械行业在科技进步方面所取得的成绩是显而易见的。但是,我们更要清醒的认识到,与国内发达省份相比,尤其是与工业发达国家相比,我们的差距仍是相当明显,突出表现在许多企业市场观念淡薄,改革改组、机制转换滞后;企业包袱重,解负能力差,竞争能力不强。主要表现在如下几个方面: 1、从整体上看,我省机械工业的发展还没有完全转移到依靠科技进步的轨道上来,机械工业的生产值的增长仍然是依赖宏观经济的快速发展而带来的市场需求和资本金、劳动力的投入,技术进步所占的比重仍然较小。 2、自主开发能力不强,产品品种少,技术水平低的格局仍未能有效改观。全省机械行业的技术来源主要依赖国内外引进,自主开发能力比较弱。具有自主知识产权和技术含量高的产品依然不多。 3、分散重复性严重,生产集中度不高,尚未形成具有较强竞争力的大型企业和企业集团;企业内部组织结构不尽合理,专业化协作水平低,优势特色不够突出。 4、产品质量上的问题仍很突出,相当一部分产品性能、可靠性、耐用性、精度保持性等质量指标低于国内先进水平。就我省实际情况而言,主要原因是装备落后,制造工艺水平低和专业化程度不高的因素造成。 上述这些主要问题严重制约了我省机械工业健康稳定发展,也直接影响了全省国民经济的技术进步和产业升级。 三、机械工业的发展趋势 进入新世纪以来,世界机械工业进入了前所未有的高速发展阶段,对比其他行业,机械工业发展趋势有以下七大特征: 第一、地位基础化。发达国家重视装备制造业的发展,不仅在本国工业中所占比重、积累、就业、贡献均占前列,更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质基础,是现代经济不可缺少的战略产业,即使是迈进“信息化社会”的工业化国家,也无不高度重视机械制造业的发展。 第二、经济规模化。全球化的规模生产已经成为各大跨国公司发展的主流。在不断联合重组,扩大竞争实力的同时,各大企业纷纷加强对其主干业务的投资与研发,不断提高系统成套能力和个性化、多样化市场适应能力。 第三、发展不平衡。以2004年为例,销售名列世界前500位的企业几乎来自北美洲、亚洲、欧洲,所占比例高于99%,显示了在三大洲世界机械工业发展中的绝对统治地位。 第四、结构调整深化。发达国家加大了产业转移力度,机械产品中附加值低的产品被安排到市场潜在需求发展中国家生产。为适应市场需求的变化,各大生产商纷纷采取专业化生产,“单品种,大批量”已成为很多500强企业生产方式的新特色。同时,以生产者为主导的生产方式逐步向消费者为主导的定制方式转变。服务的个性化成为竞争成败的重要因素。 第五、全球化生产方式发生新变化。随着信息技术革命,管理思想方法的根本性变化,企业组成形式发生了变化,这些变化发生在跨国公司,并将成为新型全球化方式而发展下去。这种变化的主要特征是:广泛利用别国的生产设施与技术力量,在自己可以不拥有生产设施与制造技术所有权的情况,制造出最终产品,并进行全球销售。机械制造业公司在全球范围建立零部件加工网络,自己负责产品总装与营销、原材料调配、零部件采购全球化已成为世界机械制造工业的发展趋势。 第六、跨国并购加剧。现代并购不再一味强调对抗竞争,强强联合成立企业获得竞争优势的主要手段。这是机械制造业全球化过程中大公司谋求生存发展的一大特点。在建厂的前提下,优化企业产品结构,以达到提高生产能力,扩大市场份额,获取规模效益的目的。以高技术为内涵的行业来自技术创新的威胁,使跨国公司走上了联合之路,以形成强大的技术创新能力。机械制造业大企业间的战略并购,导致了机械工业资源的重新配置,使得世界机械工业的竞争格局出现了协作型的局面。 第七、产品高技术化。以信息技术为代表的现代科学技术发展,对机械制造业提出了更高、更新要求的各国家和地区,特别是发达国家更重视发展机械制造业,充分体现了机械制造业作为高新技术产业化推动整个社会进步和产业升级中不可替代的基础作用。高技术的迅猛发展起到了推动、提升和改造的作用。信息装备技术、工业自动化技术、数控加工技术、机器人技术、先进的发电和输配电技术、电力电子技术、新材料技术和新型生物、环保装备技术等当代高新技术成果开始广泛应用于机械工业,其高技术含量已成为市场竞争的胜利关键。 四、发展方针 “十一五”是机械工业发展的重要时期,中国加入世贸组织后,经济发展越来越趋向开放,贸易和投资政策日趋自由化。全球性产业结构调整步伐明显加快,企业重组、强强联合、购并愈演愈烈。随着国民经济战略性结构调整与产业升级的步伐加快,装备制造业发展前景广阔。针对全省机械工业发展存在的主要矛盾和突出的薄弱环节,要全面贯彻中央提出的科学发展观,按照提高技术创新能力,发展高科技,实现产业化的发展方针,遵循社会主义市场规律和科技自身发展的规律,紧紧围绕产业及产品结构的优化调整,全面推进技术创新体系建设,以技术创新和高技术产业化为主线,加强集成,重点突破,为实现我省在中部地区崛起提供先进的技术装备。 五、发展目标 “十一五”期间,全省机械行业科技发展的总体目标是:全面贯彻落实科学发展观,科技兴赣战略,深化科技体制改革,全面建立适应社会主义市场经济体制和科技自身发展规律的技术创新体系,提高科技对经济增长的贡献份额,力争使技术创新和高技术产业化在省优势和特色的领域,达到国内先进水平。 1、行业综合水平 较“十五”期间相比,到2020年末,全行业人均装备占有率提高80%;全员劳动生产率达到80000元/人;企业工程技术人员占职工总数的比例达到25%;重点骨干企业达到30~35%。 2、产品品种 到2020年,产品品种数达到12000种,主要产品的水平与国际先进水平的差距缩短20年左右;大型骨干企业的产品要普遍实现更换代;主要产品品种的80%达到国际九十年代末的先进水平;15%产品进入世界先进行列。 3、产品质量 产品质量可靠性和耐用性要有大幅度提高,到2020年省名牌产品数达到120项产品。其中国家名牌产品数达到30项;主要产品均能达到国际或国外先进的标准。 六、主要任务 根据机械行业产品结构调整的指导意见,结合我省机械行业的实际情况,按照有所为有所不为的原则,确定我省机械行业“十一五”产品发展的主要任务如下: 1、汽车产品 坚持引进技术和自主开发相结合的原则,进一步加大产品结构调整力度,根据市场的需求,重点发展安全、节能、排放符合国家环保法规的经济型家用多功能汽车、适用高速公路安全、舒适的轻型客车、中型客车、专用汽车、摩托车以及环保、节能的车用柴油发动机、汽油发动机(电喷)和变速箱、车灯、减震器、滤清器、板簧、制动软管等汽车零部件。提高汽车产品自主开发能力和汽车零部件配套水平,力争在轿车产品上有所突破。 2、农机产品 稳定和发展面向农业、农村、农民的“三农”产品,特别是适应南方地区使用的中小型农田耕作、田间管理、收获等机械以及农产品深度加工、水产品加工机械产品、粮食烘干及仓储机械新型农业环保及作物病虫害防治机械、节水节能排灌机械等。要不断提高产品质量、水平和可靠性,满足市场需求。力争在中小型农田耕作、田间管理、收获机械等产品上有较大发展。 3、工程、矿山机械 根据国家能源、交通运输、矿山及水利工程建设的需要,“十一五”期间,工程机械要大力开发具有当代技术水平的机电一体化产品,同时还要开发简易多功能的工程机械产品,以适应乡镇农村经济发展的需要。“十一五”期间,工程机械产品发展重点是:大功率装载机、自行式平地机、机电一体化的液压挖掘机、内燃机叉车、双钢轨串联振动压路机、组合式振动压路机和高冲击能的压实机械;发展多功能钻机、深基础处理等施工机械、隧道开挖施工机械、沥青混凝土强制式搅拌设备。 “十一五”期间,矿山机械发展重点是:大功率内燃凿岩机、液压凿岩机、大规格牙轮钻机及辅助设备,新一代井下内燃无轨及电动铲运机、重支架搬运车、大中型多功能车、高机动轻型运输车及矿山的全防护设备、防漏电设备、防雷设备、梭式矿车等。 4、电力设备 随着我国发电工业向高效率、低能耗、低污染、低成本方向发展,要大力发展大型、高效、节能、新型的电力设备。在发电设备领域重点开发中小型发电成套设备和智能型柴油发电机组;循环流化床系列锅炉要在巩固现有优势的基础上,产品向大型化发展。用电设备重点发展节能、紧凑型等新型产品。电动机产品要实现更新换代并向中型高压方向发展,并注重开发特殊用途的专用电机、永磁电机及变频电机。输变电设备产品应向大容量、高电压方向发展,继续巩固和发展我省整流变压器的技术优势,电力变压器要向高效、节能、大容量方向发展。 5、家用耐用消费品 瞄准国内外两个市场,大力发展高技术含量、高附加值的家用耐用消费品,重点开发数码相机、R600a工质无氟压缩机产品,同时完善家用空调、冰箱、望远镜等产品系列。 6、基础机械 机床是最重要的基础机械,是装备工业的重要组成部分,我省机床行业基础比较薄弱,产品品种较少、档次低,市场需求的、有特色的、技术含量高的产品短缺,缺乏市场竞争力。“十一五”期间,我省机床行业要以信息化带动工业化,要用高新技术改造传统设备提高产品技术含量和大力开发数控机床,实现产品结构调整;通过技术引进、合作生产、合资经营等手段促进产业升级,要优先发展普及型数控机床和专用机床,并以此带动高档型数控机床的发展。 7、石化通用机械 “十一五”期间,石油化工机械重点发展,空气压缩机、印刷机械等主要产品,以重点发展产品为龙头,通过结构调整等改革措施,大力发展高效节能产品。 8、环保机械 当前,我国将进一步加大环境执法、环境建设和环境投资力度,为环保机械行业的发展带来契机,我们要不失时机的开发市场需求的环保机械,主要开发的领域是空气污染治理设备、水污染治理设备、噪声与振动控制设备、环境监测仪器仪表。具体是重点开发中小城市垃圾处理成套设备、高浓度有机废水处理及成套设备、烟气脱硫成套设备、汽车尾气净化和餐饮业油烟净化设备等环保机械产品。 七、重大项目 1、轨道车辆制造维修系列数控装备。 项目承担单位:江西中机科技产业有限公司。 该项目为适时满足铁路提速,制造维修、高速、重载列车新形势需要而研发的轨道车辆制造维修系列数控设备,它包括有车辆轮对数控动平衡去重机床、车辆自动检测数控加工机床、车辆轮对数控车床、车辆轮对落轮数控车床、车辆中梁组合钻生产线、车辆上下盘型面数控加工机床、车轴铣端面、打中心孔数控机床及车轴加工生产线,车辆构架各梁端头数控铣床、客车钩体扁销孔卧式双面铣床、数控龙门铣边机等40余种机床设备。该设备采用国内外成熟技术生产制造的传动系统、数控滑台、数控回转工作台、自动定心装置、液压系统及润滑防护系统等组成,综合运用数控技术、计算机控制技术、现场总线技术、通讯技术、四摩擦轮驱动技术、无间隙传动技术、激光检测技术等高新技术产品。该设备独创了车辆轮对制造中精密动平衡测量与精确铣削去重于一体的先进工艺、精密动平衡测量方式和适应多种速度级别轮对去重加工的复杂三维动态数学模型,该项目处于国际领先水平。主要技术指标有:最小剩余不平衡偏心emar≤8um,不平衡量一次性减低率uRR≥90%,它解决了现代铁路提速和制造高速列车时轮对制造精密动平衡测量与精确去重的关键工艺难题,为发展高速列车、城市轨道交通提供了可靠的工艺技术储备,是保证列车和运网安全不可缺少的关键设备。 2、组合式机电一体化蓄冷中央空调机组。 项目承担单位:江西集佳科技有限公司。 该项目为自行研发、具有自主知识产权的产品,是利用廉价低谷电力将制冷机制取的冷贮存起来,在电网高峰电价时段将机组贮存的冷量释放出来供为空调使用。它具有卓越的“移峰填谷、平衡电力负荷、节约能源、极大降低运行成本”功能。与传统中央空调相比,当峰谷的电价比达3︰1或4︰1每年节省的运行电费相当可观。该机组产品“组合式”使产品首创工业化批量生产;“模块化”的灵活配置构成了机组适应不同用户需求的系列产品线;“机电一体化”的现场控制器(PLC)和嵌入式软件实现系统的最优化运行;接入网络平台的上位机、远程监控计算机和系统管理软件所构成“系统集成”是信息化技术改造传统产业的完美实现。该产品主要技术指标:蓄冷量以1500kwh模块为基本组合单位,充冷速率:≥375kw;放冷速率:≥375kw;融水率:≥94%。该项目适用于机关、大专院校、银行、科研院所、宾馆、体育场馆等中央空调系统。市场前景广阔。 3、年产80万千瓦大中型水轮机发电机组。 项目承担单位:赣州发电设备成套制造有限公司。 水力发电属于环保型可再生能源,目前已得到世界各国的广泛关注,我国也以立法的形式,将中小型水力发电例入可再生能源之列。该公司在原有年产20万千瓦中小水轮发电机组的基础上新增60万千瓦,形成年产80万千瓦大中型水轮发电机的制造能力。同时,进一步提高企业管理水平和技术创新能力,大力开发技术含量高、适销对路的新产品,如低水头、大流量的大中型轴流式、贯流式发电机组,中小型风力发电机组,高效、节能大泵、特种泵类产品,不断提高产品档次,形成单机容量5万千瓦、转轮直径5.5米的水力发电设备生产能力,产品质量水平进入国家行业先进行列,企业年销售收入和利税两项指标争取进入全国水电设备行列前五名。 4、大光学产业 承担单位:江西凤凰光学仪器(集团)有限公司。 该企业是中国光学行业中大型的综合性光学仪器企业。目前拥有总资产14.5亿元,2004年实现销售收入13亿元,进出口额1亿美元,员工总数6200余人。多年来该公司紧跟世界经济与产业技术分工、发展步伐,不断分析面临的宏观与微观形势,提出了“占领两厢,融入大道”的大光学发展战略,将产业调整、投资发展的重点转移到大光学产业,通过业务合作与世界高科技光电子产业巨头结成战略联盟,相互依存,融为一体。将该公司产业的主业逐步调整成为与当代数字技术相结合的大光学产业、医教产业、房地产建设产业的事业架构,以大光学为主题,以光学制造业为基础,迅速发展大光学事业。 总体目标:到2010年实现销售收入23亿元,光学镜片产能全国第一,努力打造世界一流光学制造企业,进入世界前5强,新增主导产品销售收入5.8亿元,光学仪器市场占有率名列前茅。 主要经济指标:到2010年,光学镜片1.32亿片;光学镜头500万只;照相机3万台;金属零件5000万元;显微镜10万台;测绘仪器6万台;光学设备1000台;光引擎10万台;望远镜16万台。 技术创新与研发计划重点是围绕大光学事业的核心技术升级工作,着力推进产业链产品与主机产品的技术转型,全面实现向电子数字化技术产品调整升级。未来几年的重点是:非球面(塑料、复合、玻璃)技术、多层膜技术、微球面技术、定变焦镜头、照相机镜头模组、正投光引擎、数字光学仪器、光学影视设备、银盐相机低成本化等。 5、引进和开发VM汽车柴油发动机 承担单位:江铃汽车集团公司 目前,VM发动机,在发达国家,重型车100%使用柴油机,欧洲约30%的轿车和90%的商用车使用柴油机。国内对小型、高速柴油综合技术的研究还非常缺乏,因此,引进开发生产技术领先、节能环保的车用柴油机是汽车生产企业生存与发展的重要条件。 意大利戴—克VM公司是一个有着较强实力,主要生产车用柴油机公司。产品与戴姆勒—克莱斯勒、福特,通用欧宝、道奇等大公司配套。且于2000年并入戴姆勒—克莱斯勒公司,目前戴姆勒—克莱斯勒公司占49%股份。R425/428DOHC柴油机是该公司2001年推出的新产品,该系列产品采用了德国博世高压轨燃油喷射系统,运用了增压中冷、EGR、VGT双轴平衡、四气门、双顶置凸轮轴等多项先进技术,排放已达欧Ⅲ(具有欧V潜力),产品性能达到世界先进水平。 该公司引进生产意大利戴—克VM公司R425/428DOHC柴油机,并可跳跃式地提高江铃柴油机产品的开发制造水平。为国内中轻型客车、SUV、MPV、商务车及至轿车产品提供更好的“心脏”。由于R425/428DOHC柴油机较4JB1柴油机体积小,动力经济性好,转速高、振动小、噪声低,所以用其配套动力必将使整车性能得到极大改善,使江铃汽车更具有市场竞争力。 6、农村供净水设备 承担单位:江西水易科技有限公司。 该公司为解决农村喝上放心水而成立的高科技公司,其宗旨是:“为政府分忧,百姓造福,让农民同享水的甘甜”,该公司从事“供净水设备”的开发生产和推广应用,在赣州、南昌等地建有生产基地。开发这种设备,该设备集中采用于污水预处理技术、超滤膜分离和PLC恒压自动控制等高新技术,经过和省内外著名大专院校和科研院所的技术攻关和市场验证,其品质与性能都得到了用户的充分肯定。该设备以毛细管式超滤膜为核心,应用垂直交叉流过滤方式,大大提高了净水器的出水量和使用寿命,可广泛应用在农村和中小型的工业企业、医院、学校等。该设备的技术参数:功率:≤1千瓦,供水量:4吨∕小时;供水高度:12~20米,供水半径:500米,出水质量符合国家标准。 7、年产量1600万KVA变压器 承担单位:江西变压器科技股份有限公司。 该企业过去是国内整流变压器生产企业中的龙头大户,鉴于国家宏观调控、产品结构调整,现已转向主攻电力变压器。三年内,电力变压器要占江变产量的60%以上。由于电力变压器市场合同交货期短,单台相对容量小,生产程序工作量加大,所以要提高产量,设计及生环节的软硬件必须保证,这样就必须加大技改投资力度。国内输变电行业对变压器平均需求量约为3.63亿KVA,其中220KV级变压器约为7260万KVA,根据江变的现有条件,立足做精220KV级,年产能增幅10%~12%,即三年内产量1000万KVA~1200万KVA,五年内达1600万KVA。变压器生产技术突飞猛进,500KV级变压器国内已有八家企业生产,所以江变压器做精220KV级的基础上,必须发展500KV级,这需要大规模的技改投资和高端人才的引进。江变在3~5年的发展原则是:做精220KV级,发展500KV级;巩固整流、发展电力,开拓海外市场。 具体的规划是: ①在6000万技改完成后追加3000万技改投入。到2010年,产值60000万元,销售收入46000万元,利润5000万元。 ②2005年可转债资金新投入技改1.5亿~1.9亿元并竣工后。到2010年,产值100000万元,销售收入:78000万元,利润:12000~15000万元。 8、600~2000KW无刷同步发电机 承担单位:泰豪集团有限公司 该项目是与世界500强的企业、著名ABB公司合作经营的600~2000KW中大型湝波励磁无刷同步发动机。通过技术改造,保证产品出品质量、提升产品机械加工水平和档次,降低成本,使发动机性能达到国际先进水平。 本项目技改总投入14158.5万元,其中新增固定资产投资12895.1万元(含外汇53万美元),铺底流动资金1263.4万元,项目实施完成后,可实现年产量3000台∕296.4万KW的生产能力,可新增销售收入27000万元,年利润总额5896万元;产品全部出口,可创汇3265万美元。本项目可利用世界500强,著名跨国ABB公司的国际品牌效应,以泰豪公司自主产权的优势,充分提高“三波电机技术”在国际电机电站行业的知名度,使湝波励磁无刷同步发电机的研发与制造技术融入“国际大道”,打破国外智能电站对国内市场的新局面。发展民族工业品牌。 本项目一期技改工作已经完成,二、三期正在紧张筹划设计中。 八、规划实施的保障措施 1、坚持改革、扩大开放,转变观念,确立企业是机械工业科技工作的主战场的基本观点,从根本上把机械工业的发展真正转移到依靠科技进步的轨道上来。 2、积极利用科研院所和大专院校的技术力量,建立和完善为广大中小企业技术服务的中介机构,促进官、产、学、研的结合,推进科技成果产业化。 3、加大多渠道的科技投入,推动行业技术进步。一方面作为科技工作主体的企业,要建立自我激励的发展技术创新体制,年科技开发费用不能少于年产品销售收入的1%~3%,有条件的企业还可逐步提高这个比例;另一方面,争取列入国家或省重点项目,得到国家和省在政策上给予相应支持。 4、加大技术改造力度,提高行业装备水平。充分利用有限资金,有选择、有重点的加强那些在行业排居前列的重点骨干企业和优势特点产品加大固定资产投入力度。 5、实施以人为本工程,加强人才的培养和合理的使用。 机械工业论文:真空技术中制药机械工业的应用分析 摘要:随着我国经济社会的发展和科技水平的不断提升,我国制药水平不断提高。制药机械对于药物疗效有着直接影响,真空技术是目前制药工作中较为先进的技术,能够达到良好的效果。主要对真空技术在制药机械工业中的应用状况进行研究,对其应用前景进行分析,为我国制药工业的发展提供借鉴和帮助。 关键词:真空技术;制药机械工业;应用 真空技术是一种较为先进的技术,在我国很多领域都有着较为广泛的应用。真空技术是我国制药工业发展中的重要技术,能够满足药物生产的需要,能够保证较高的卫生标准。因此,对真空技术在制药机械工业中的应用进行研究,具有重要意义。 1常见真空设备及其应用 1.1真空微波干燥设备 真空微波干燥设备是一种使用范围较广的真空设备,这种设备在进行药物生产时,具有加热速度快、加热效率高的特点,对于物料的回收率能够达到100%。在使用真空微波干燥设备时,需要的干燥温度较低,适合用于热敏性材料的干燥。在使用真空微波干燥设备时,往往采用两种干燥方式,其中一种与家庭使用的微波炉工作原理相似,主要通过物料盘绕着垂直中心轴,在水平方向上进行圆周运动,以达到干燥的目的。另一种方式是让物料盘绕着水平装置的中心轴,在垂直方向上进行圆周运动,盛物料的盘子一直保持水平状态,以确保物料在运动时不会掉落,采用这种方法进行药物生产能够保证物料加入均匀,方便对机械设备的清洗。微波真空干燥设备是在原有生产工艺基础上的生产改革,这种设备的整体生产效率较高,能耗是传统方法的1/5,占地面积仅是原来的2/3,是中药生产企业常用的真空制药设备。 1.2带式真空干燥设备 带式真空干燥设备在国际社会有着较为广泛的应用,国外主要将带式真空干燥设备用于咖啡、乳精、果珍等食品的加工与制作。我国将带式真空干燥设备应用于重要浸膏的干燥上,随着我国中药生产企业的发展,药物生产对中药浸膏的干燥量需求非常大,因此需要能够连续生产的干燥设备,很多厂家都十分重视带式真空干燥设备。目前,带式真空干燥设备的发展主要呈现以下趋势:最大的带式真空干燥设备内径能够达到2400mm,长度最大能达到19000mm,但是这是新产品,还存在一些缺点,例如:药物生产上料不均匀、干燥速度较慢、含水量控制不足等,仍然需要改进机械设备的生产和设计,进一步提升带式真空干燥设备的生产效率。在进行相关设计和生产时,应注重对设备真空性和卫生性的控制,这样才能更好地应用于重要生产。 1.3真空浓缩设备 真空浓缩设备是药物生产中常用的机械设备,该机械设备的生产技术和设计技术已完全成熟,运用这种机械设备进行药物生产能够达到良好的效果。真空浓缩设备主要有单效、双效、二效真空浓缩设备,这三种设备都是技术较为成熟的产品。目前,真空浓缩设备发展较好的是离心式薄膜真空蒸发装置,离心式薄膜真空蒸发装置有着非常好的效果,该设备整体的传热系数大、占地面积较小,所采用的液体薄膜厚度仅为0.1mm,物料滞留时间为1s,液体在离心力的作用下能够飞溅出去,在离心力的作用下,还能抑制液体发泡,可为药物生产提供高浓度的浓缩液,这种设备主要适用于蒸馏、除臭、剥离等处理方式。高速旋转式真空蒸发设备是一种较新的产品。该产品在使用时,主机部分没有可动的部件,在使用时极少发生机械故障,蒸发的气体和液体在蒸发罐内能够以1000r/min的速度旋转,能迅速分离成气体和液体,因此有着较为广泛的应用。 2真空技术在制药机械工业中的发展前景 2.1创新微波真空萃取设备 创新微波真空萃取设备是一种较新的设备,随着中药生产工艺的改革,传统的中药熬制方法已经不适用于现代社会的中药生产。如何将中药中的有效成分进行提取,如何进行固定量的提取,如何减少人力资源的投入,成为中药生产的发展方向。微波真空萃取设备在实际使用中,能够对大量的物料进行一次性的萃取,且萃取纯度较高,能够提升中药的生产质量和生产效果,可提高生产效率、节约生产成本,更好地促进生产企业的发展。 2.2改革微波带式真空干燥设备 微波带式真空干燥设备在药物生产中有着较为广泛的应用,在实际运用中也有着较好的效果,但是该机械设备生产时采用的是周期式的生产方式,产量较低,无法满足我国药物生产对机械的要求。实践证明,中药浸膏类产品在进行生产时,微波带式真空干燥设备的干燥速度最快、质量最好,由于中药浸膏类的产品种类多、产量大,因此对机械设备的质量和产量要求更高。应注重对微波带式真空干燥设备的改革,应注重开发连续式的微波真空干燥设备,这样才会有更好的发展前景,才能更好地满足药物生产企业对机械设备的要求,才能满足社会对药物质量和产量的需求。 2.3形成真空制药生产线 在制药机械工业发展中,应注重形成真空制药生产线。在进行药物生产时,形成统一的真空制药生产线,能够更好地提升生产效率。单体制药设备较为简单,而制药生产厂家希望能够提供成套的生产设备,完成相应的生产工程,因此应从中药浸泡提取开始,到真空浓缩、干燥、灌装、包装、运输,形成一条龙的生产线,这样也便于开展生产、安装和调试工作。要想形成真空制药生产线,应根据中药生产企业的生产流程进行生产线设计,这样在使用时才能达到良好的效果,才能满足制药企业的需要。形成真空制药生产线,能够让药物生产企业在生产时进一步减小人力资源投入,能够大大降低生产成本,提升整体的生产效率,更好地促进药物生产企业的发展。 2.4真空捡漏设备的发展 真空捡漏设备在中药生产和包装中发挥着重要作用,但是这种设备价格很高,制药行业需要包装,要使用大量的塑料瓶,在进行药物分装和包装时,需要一台捡漏准确、捡漏速度快、捡漏精度高、价格合理的真空捡漏设备。目前,我国引进的设备价格非常高,因此,从真空设备的发展前景来看,应注重对真空捡漏设备的创新与研发,形成我国自主知识产权,为我国制药工业的发展提供帮助,提升制药工业的发展水平。 3结语 本文在开展研究时主要对真空技术在制药机械工业中的应用进行了研究,目前,常见的真空机械设备主要有三种:真空微波干燥设备、带式真空干燥设备、真空浓缩设备,这三种设备在实际使用时都有着较好的效果。真空技术在制药机械设备领域中有着较好的发展前景,能够创新微波真空萃取设备,改革微波带式真空干燥设备,形成真空制药生产线,可进一步提升我国的制药技术。 作者:吴兴会 单位:哈尔滨纳诺机械设备有限公司 机械工业论文:机械工业企业质量管理的问题与对策 摘要:随着中国实行改革开放政策,经过近四十年的发展,我们依靠着本身的劳动力优势和资源优势,推动了机械工业的发展,但目前我国整体的机械工业的质量仍然不是很高,功能布局不合理,而且中国制造在国际上没有很好的质量和很好的价格优势。随着我国经济的转型升级,传统制造业的结构调整需要进一步优化,现代企业制度需要不断完善,积极推进内部管理,实行精益求精的发展模式,只有这样,我们的质量问题才会越来越少,才能以质取胜,才能将从制造大国走向制造强国。而本文试图从机械工业企业质量管理存在的问题出发,探讨问题本身,并提出一些有效的对策,让企业能够更好的推进质量管理,增强市场竞争力,有效降低成本,更好的地促进我们机械工业的发展和实现企业价值最大化。 关键词:管理;机械制造;质量管理 1机械工业制造业质量的问题 1.1质量意识不够明确 目前,我国的机械工业企业更多的是把资金投入到自己的销售环节和企业市场拓展环节,很多企业对技术投入和质量管理投入却很少的,这说明我国企业特别是机械工业企业对产品质量的认识不够,质量意识不强,很多企业没有在自己的生产整个过程和企业内部管理的过程中把质量内容纳入有效的企业发展战略中,也缺乏对机械工业企业质量问题的认识和了解,这是一个非常突出的问题。 1.2质量管理效益不够高 我国的机械工业企业质量管理的效果不明显,效率不够高,随着经济的发展,传统的机械工业制造业不能仅仅依靠一些非常传统的制作方式,必须谋求新的转型发展之策,这需要极大地提升产品的质量,而实行有效的质量战略却是我国机械工业企业的一个难题,很多的企业进行了一定的质量管理,但是效果不是很理念,也缺乏一套形之有效的管理体制,以此导致我国的机械工业企业的质量管理效率和效益都比较低下,很难有真正的质量管理成就。 1.3质量管理体制不健全 机械工业企业如果想有效的进行质量管理和监管,必须明确一定的工作机制,而我们的机械工业企业的质量管理体制不完善,谁管理、怎么管、管什么的问题突出,各个部门之间的不协调性十分突出,有效应对质量问题的体制不健全,没有一套完善的监督管理工作机制。比如:在工艺定型阶段,对一些质量特性的影响因素并未完全识别,工业化生产暴露出来;质量标准不明确导致生产各环节包括售后对质量问题判断标准不统一。这些导致质量问题的因素要在机制上进行完善,对企业内部来说的,还应做好质量管理的整体架构设计。 2现场质量管理是机械工业企业质量管理的中心环节 现场质量管理的落脚点是生产现场, 主力军是车间管理人员、技术人员和生产工人。管理的主体是人员的思想教育、物资准备、设备、环境、执行工艺、半成品与成品检查(或者简称人、机、料、法、环、测六要素); 从查找质量事故的危害、原因分析、解决措施的制订到保证产品的一次合格率和综合合格率, 最终实现对生产全过程进行科学地控制,从而不断提升现场质量管理的能力。 3实施有效的机械工业企业质量管理策略 3.1从管理源头追求精益求精 我们都知道“管理改善是最有必要的改善”, 因此在机械制造企业中管理工作做到位, 对精益化生产会起到事半功倍的作用。要深入推行工作标准化, 由员工行为规范、现场管理向设备管理、技术质量、生产安全等各个方面逐渐延伸,推行员工行为标准化,质量管理标准化,技术管理标准化,设备管理标准化五大系列工作准则和标准化图识。实施精益化管理对工业企业和服务型企业都很有必要。 3.2机械工业企业应该实施质量管理环节 (1)提高管理者认识。机械工业企业各级管理者的重视与责任是推进精益化管理的关键,必须明确管理责任、以身作则,坚持“消除浪费、提高效率”理念,采取有效措施保障企业管理遵循精益化思路开展工作,精益化管理工作才能稳步推进。(2)因地制宜,找准精益化切入点。实施精益化管理是渐进的过程,以消除工作流程中的浪费为例,首先需要系统梳理管理中存在的问题,识别各种浪费;其次要围绕资源浪费、管理不畅的流程节点进行系统分析,制订整改措施;再次要明确责任人,确定阶段性工作目标、落实整改。1) 机械工业企业在制造上普遍用到机床切削加工。刀具选择、进给量、进给转速、装夹及机床本身的精度和稳定性决定了工件的加工质量。应先做好工艺试验和调试工作,设计及工艺定型阶段要广泛论证;质量问题的解决要有设计和工艺人员共同参加;对质量问题的措施要标准化,文字化;定期培训相关人员,尤其是新员工和转岗员工。待质量稳定后及时总结每个细节并进行工艺固化,以确保零件加工质量稳定。2)严格控制装配质量。装配质量直接关系到机械设备功能的有效实现,对最终产品的质量影响很大。装配质量主要体现在装配精度上,装配精度主要分为三个方面:相互位置精度、相对运动精度、相互配合精度。对于轮、轴类的最后装配的质量,一个重要方面是要看其精度,所以为了加强装配质量控制,可以制订严格的装配检验标准并据此把关检验。3)多方法解决质量问题。在控制过程中要对质量问题进行识别,采用项目管理,组成跨管理部门的质量问题解决小组。同时采用先进质量方法和工具,例如六西格玛,QC等方法分析和解决质量问题。4)及时兑现质量绩效。对质量监控和管理要全过程地精益化管理,对异常的质量问题一定要刨根问底,找出解决办法,并追究责任,兑现质量绩效。 4结束语 中国必须推进环境友好型社会建设,不断增强我国制造业的质量和水平,而机械制造业作为重要的门类,必须进一步的增强质量管理能力,提升资源的利用效率,有效增强其在经济社会发展中的作用,企业必须在精益求精的指导思想下推进质量工作,确保自己的产出效率和企业效益得到提升,必须进一步增强资源节约能力, 建立健全产品实现过程,更快更高效地满足顾客的需求,追求质量效益最大化;实现“质量强国”的梦想。 作者:高诺 单位:中核天津机械有限公司 机械工业论文:橡胶机械工业现状浅析 1我国橡胶机械工业的发展现状 我国橡胶机械工业获得比较飞速的发展时间并不是特别长,大约在21世纪后期才获得了较大的发展。目前我国从事橡胶机械生产的企业数量已经超过了400家,占全球橡胶机械企业总数量的1/3以上,这些企业所占的总产值也在世界橡胶机械总产值中占有客观的比例。随着我国橡胶机械技术水平的不断提升以及企业管理模式的不断完善,近年来,我国橡胶机械企业在国际橡胶界的竞争力有所提升,并有成为橡胶机械中心国家的趋势,这对我国的经济发展以及相关橡胶机械企业的发展有着极为重要的作用。另外越来越多的国家品牌开始使用中国橡胶机械的生产设备,像闻名全球的米其林轮胎以及普利司通轮胎等。据我国权威统计部门的统计,自2003年后,我国橡胶机械工业在发展上取得了比较大的飞跃,在2004年,其相关产值已经突破了60亿大关,这对于我国橡胶机械工业的发展来说是一个极具意义的里程碑。在2008年左右全球经济危机的爆发使得国际橡胶机械工业遭受了较大的损失,但是就我国那段特殊时期的橡胶机械出售额来说,其受经济危机的影响不大,甚至在大背景不乐观的情况下,橡胶机械的出售额还出现了增长,这对进一步奠定我国橡胶机械在国际市场上的地位有着重要作用。近年来,中国的橡胶机械工业逐渐变的成熟和完善,但是和其他发达的橡胶机械国家相比,我国在橡胶机械的发展过程中还存在一定的问题,譬如企业的平均销售额不高,在销售模式以及销售方法上还不能够完全的与国际相融合等。除此之外,生产力以及科技水平之间的差距也是造成我国橡胶机械工业和国际先进水平存在差距的重要原因。因此要想使得我国的橡胶机械工业获得进一步发展,相关企业以及部门必须积极的采取措施,对生产工艺以及销售方法进行完善,为我国橡胶机械工业的发展创造条件。 2我国橡胶机械工业的机遇 2.1世界橡胶中心提供给我国更多的橡胶机械的需要 北美一直是橡胶机械生产和消费的重要地区,但是经济危机的产生对北美地区的汽车业造成了极大的影响,这直接导致了北美地区橡胶业的发展,三大巨头的破产进一步使得这种趋势得以恶化。根据群聚效应原理,北美汽车业的衰败将会导致大批橡胶的生产力的转移,作为橡胶机械发展迅速的中国,在很大程度上能够充当起国际橡胶机械生产的新中心,北美橡胶需求量的大幅下降,将会直接导致北美许多橡胶企业中断生产甚至关闭,这对于其橡胶生产能力的保持与提升有着极为重要的影响。由于我国近几年在国际橡胶机械业中的竞争能力得到大幅提升,这对于中国接任北美成为新的橡胶中心有着极大的影响,我国相关企业必须抓住这个机遇,为我国橡胶机械业国际地位的提升奠定基础。 2.2世界轮胎企业采购策略的改变将给我国 橡胶机械业带来更多商机目前国际著名的轮胎企业正在逐步的对其设备的购买力进行释放,尤其是国际轮胎企业巨头,米其林、普利司通等企业在设备购买时更是采取开放市场的方法,这对我国橡胶机械出口量的提升提供了一个新的途径与方法。由于我国橡胶机械在国际上已经树立了比较好的声誉,米其林等企业已经采购了我国大批的橡胶机械,可以说我国橡胶机械在国际上已经形成了广告效应,这对我国国际市场的进一步开拓有着极为重要的意义。另外国际品牌轮胎企业设备采购的开放还能够让我国有更多的机会去接触世界最先进水平的橡胶生产技术以及相关的管理理念,这对我国橡胶机械企业国际竞争力的进一步提升有着重大意义。 3促进我国橡胶机械工业发展的措施 3.1加强对国际市场的重视 随着社会的不断发展,橡胶机械出口已经成为了提高我国橡胶机械销售额的最主要的措施,因此橡胶机械企业要想获得发展就必须加强对国际市场的重视,以国际企业的需求为核心,积极的推进企业国际化进程。加强国际化人才的引进与培养,为企业国际化的转变创造条件。除此之外,相关的橡胶机械企业也应该立足于自身生产技术的提升,尽可能的保证所生产的橡胶机械能够符合国际使用标准,为其自身国际竞争能力的提升创造条件。 3.2加强我国橡胶机械行业制造水平的提升 要想从根本上加强我国橡胶机械在国际市场中的地位,最重要的还是对我国自身橡胶机械行业的制造水平进行提升。目前我国规模较大的橡胶机械制造企业大都是国企,其在生产设备以及生产流程上都很难符合现代国际生产的要求,这对我国橡胶机械业的发展有着很大的影响。因此相关橡胶机械企业以及机构必须注重技术改革措施的推进,加强对其厂房位置的规划,为其发展创造条件。另外政府也应该充分发挥引导作用,积极的推进优惠政策,对于改造的橡胶机械企业给予一定程度的财政补助,从根本上对我国橡胶机械企业改革的积极性进行调动,这对我国橡胶机械业的发展有着重要作用,相关单位以及机构必须加强对其的重视。 3.3加强产业结构以及产业规模的优化和调整 目前我国橡胶机械产业正处于发展的重要阶段,在这个时期政府应该充分的发挥出宏观调控的作用,引导我国现存的橡胶机械业进行规模以及产业的优化。在优化过程中要特别重视生产规模较小,生产能力较低的企业,为了使得我国的橡胶机械业能够长久稳定的发展,相关的部门可以对这些小厂进行合并优化,同时相关部门可以根据我国的发展要求,有针对性的淘汰一批生产质量差、生产效率低的橡胶机械企业,为我国科学稳定的橡胶机械市场的建立创造条件。 4结束语 为了促进我国成为国际橡胶机械生产的中心国家,相关的企业以及部门必须加强对其自身生产水平的提升,积极的采取促使加强企业自身国际化的实行,为我国经济的进一步发展创造条件。 作者:田建德 刘保权 马美琴 单位:衡水橡胶股份有限公司 机械工业论文:橡塑机械工业发展论文 1标准化促进科技创新 目前,标准化工作的进展也在很大程度上促进了我国橡塑机械行业科技创新水平的提升。尤其是围绕“精密、节能、高效”的要求,在橡塑机械组合结构、专用化、系列化、标准化、微型化、大型化、个性化、智能化方向开发出多种新装置与新设备。例如:东华机械有限公司研发出了新一代全电机注塑机,该机型采用国内首创伺服混合动力油膜增压锁模,将全电机和直压机的优点融合于一身,具有锁模力闭环精密控制,超稳定及超高响应速度,节能效果好等优点;威猛巴顿菲尔机械设备(上海)有限公司开发出的MicroP-ower15/10微型注塑机能够生产一种仅重0.003g的医疗用夹子;震雄集团开发的SU-PERMASTER超霸二板大型注塑机,突破了传统“二板半”的设计方案,实现了“真二板”设计,可大幅减少钢材用量,不仅降低了成本,而且减少了钢材从矿石到冶炼,再到零件加工成型等一系列过程中的能耗和污染;阿博格ALLROUNDERS系列注塑机采用模块化与标准化的结构可同每个注塑任务精确的匹配,通过多个可选的液压和电动扩展级别、多种带有精确级别划分的锁模和注塑单元来实现个性化、经济性的配置。特别指出的是企业在落实GB/T25157国家标准过程中,极大地提高中国塑机产品安全性能,大幅度降低安全事故发生率的同时也提升了科技创新水平。在CHINAPLAS2013中国国际橡塑展上,各种和安全便捷生产相关的新技术,比如机器人技术、远程控制技术、可视化操作技术等自动化、智能化技术成为业界展示的热点技术。自动化技术可以确保机器的各种安全功能可靠执行,使人员远离危险状态。自动化技术广泛应用于机械产品以保障机械安全是一个发展方向,是机械本质安全的重要组成部分。目前的机械设备在安全方面还是主要采用简单的机械式防护,随着安全标准的推进和社会对安全生产的重视,未来的自动化技术将会有更大发展。 2标准化促进竞争力提升 经济全球化继续深入发展,围绕市场、资源、人才、技术、标准等的国际竞争更加激烈。标准作为创新技术产业化、市场化的关键环节,成为参与国际合作与竞争、保障产业利益和经济安全的重要手段。进入21世纪,主要发达国家和一些发展中国家纷纷研究制定了本国的标准化战略,标准化由日常工作提升到了国家战略的高度。主要发达国家的标准化战略的核心是控制争夺国际标准战略制高点。争夺的重点领域是公益、高技术、制造业、服务等领域的标准化。以具有代表性的美国、日本和加拿大战略为例,依据他们的国际标准竞争策略的重点领域(见表3)来分析他们的战略定位。通过表3可以看出,他们重视公益领域的标准化,确保社会的可持续发展;重视高技术领域的标准化,确保国家高技术产业的国际竞争力;充分发挥自身优势特色,争取有利竞争条件;寻找竞争空白点,先声夺人。通过以上分析,又可以归纳出标准化战略的目的是适应经济全球化发展,提升国际竞争力。我国橡塑机械行业与标准化战略紧密相联,加大了市场的开拓,品牌知名度进一步扩大,市场竞争力进一步提高。根据中国塑料机械工业协会公布的数据,国内注塑机的生产厂家已超过2000家,产量占到全球的60%,2011年我国注塑机等主要塑机产品进口数量13704台,同比减少8%,出口数量达51665台,同比增长16%,出口金额约14.6亿美元,同比增长28%。2011年以来设备出口呈现许多可喜的现象,以往的靠低价取胜、出口模式单一等问题,正在全面改进;以标准化为保障,向国际标准接轨,突破了国际贸易壁垒;由过去增加塑机出口数量的方式,向提高塑料机械产品质量、提高产品档次、提高经济效益转变;拥有自主知识产权和自主品牌的塑料机械产品增多,具有高效节能优势的产品增多。在国内市场由于中国注塑机行业在高端、精密机型技术安全技术等方面的不断进步,注塑机自给能力得到加强,进口量有所下降,国内企业的市场份额也逐渐增加。国内青岛海尔集团等多家家电企业都曾表示由于国内注塑机技术发展较快,近几年主要针对国内注塑机企业进行招标。 由此可见,标准与标准化虽没有生产设备、原材料、产品等那样直观,但标准化“软”因素在市场经济发展中的作用越来越重要,对企业促进绿色低碳发展、促进科技创新、提升竞争力起到了很大的作用,是企业赢得产品定位和市场的一个重要因素。当然,在标准化推进过程中还有许多工作要做,其中一点是大多数地方主管部门和企业没有知识产权管理职能,尚未认识到开展标准化工作的必要性和重要意义,一些企业执行标准不到位,出现“上热下凉”的状况。在执行标准方面,东华机械有限公司走在了前面。2009年初,公司最高决策层不惜投入大量资源确立要达到“双标”的开发目标:行业内率先全面采用国家GB22530—2008《橡胶塑料注射成型机安全要求》,率先全面通过《塑料注射成型机能耗检测和等级评定的规范》。2010年1月~3月,国家塑料机械产品质量监督检验中心专家组对东华机械有限公司注塑机产品按“双标”检测。经检测,东华机械有限公司所有系列的注塑机产品均符合国家GB22530,“Se绿箭系列伺服节能注塑机”2800T以下各型号产品达到国家一级能耗标准。东华机械因此也成为塑机行业内第一家全面采用强标,及全行业系列化(Se)最大吨位范围(60T~2800T)注塑机获得一级能耗认证(亦是惟一一家能在2000T以上获得一级能耗认证)的企业。在2013年,东华机械有限公司3050JSe~4000JSe及以下机型均也达到国家标准规定的一级能耗水平,进一步扩大了系列范围。 3结束语 回顾东华机械有限公司“双标”之路,实施虽然增加了成本,暂时牺牲了利润,但也为公司新增了多项核心专利技术,为公司赢得了新的市场与美誉。节能技术、安全技术的推广使用,还将对橡塑机械的产业升级起到了积极的推动作用,国家强标的全面采用也使行业工业安全有更高的保障,健全了我国橡塑机械产品安全标准体系,有利于整个产业链的健康持续发展。“二流企业做产品,一流企业做品牌,超一流企业做标准”,企业只有共同肩负着历史的使命和高度的社会责任执行国家及行业标准,在标准上下功夫,中国注塑机产业才能迈向一个新的发展阶段,才能加快中国从制造大国向制造强国的跨越发展。 作者:苏西庆单位:东华机械有限公司德科摩橡塑科技(东莞)有限公司 机械工业论文:机械工业发展重点 (一)行业技术发展现状 机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 经过近50年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元,占全国工业的21%;利润257亿元,税621亿元,分别占全国工业的15%;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。 近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了国家级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。 尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于: 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。 2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。 3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。 从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。 (二)技术发展的总体目标 以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以提高企业技术创新能力和竞争力为目标,提高企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平,5%达到国际先进水平,90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。 (三)技术发展的方向和重点 1.以数控机床为代表的基础机械 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20%以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。 目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是: (1)产品成熟度差,可靠性不高 国外数控系统平均无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机平均无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。 (2)产品品种少,不能满足市场需求 国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。 (3)创新能力低,市场竞争力不强 生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造成本高,产品市场竞争能力不强。 (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。 近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展: (1)经济适用、量大面广的产品 经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。 (2)高速、高效和专用、成套数控机床 高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。 (3)数控机床专业化配套系统 新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。 发展目标: (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显提高,成为名牌产品; (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求; (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50%的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。 2.电力电子应用及自动化技术 电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%,新产品市场基本上被国外产品占领。 现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热点,是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60%,新产品市场几乎全为国外产品占领。 因此,抓住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展: (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置 研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。 (2)现场总线智能仪表 研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。 (3)自动测仪系统和设备 开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。 3.大型农业机械和施工机械 (1)农业机械 工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于: 1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。 2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。 农机领域重点发展: 1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上; 2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7提高到0.9以上; 3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械)农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械; 4)节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。 农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上,主要产品的技术标准与国际标准接轨。 (2)施工机械 施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步提高。 施工机械重点发展: 1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机; 2)汽车起重机、大型叉车; 3)摊铺机、压路机; 4)无开挖式管道铺设机; 5)江河湖库清淤设备。 发展目标: 大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。 4.轿车关键技术 我国汽车工业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。 我国汽车工业存在的主要问题: (1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。 (2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。新晨 近期轿车重点发展: (1)经济型轿车 以轿车车身为突破口,利用技贸结合、与国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。 (2)轿车动力总成 消化吸收引进技术,与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并研究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。 (3)轿车关键零部件 以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资入手,在保证高起点、大批量、专业化生产的同时,要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到与整车同步或超前发展。 (4)高附加值专用汽车和客车 重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。 5.环保装备 环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械工业新的经济增长点。 环保机械行业主要差距在于: (1)产品结构不合理,品种少 初级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口,高浓度有机废水、难降解工业废水处理 技术及设备发展缓慢。 (2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年 相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不统一,质量检测无依据。 (3)生产企业规模小、开发能力薄弱 规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。 近期环保机械重点发展: (1)烟气脱硫设备 循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。 (2)城市污水处理成套设备 活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。 (3)城市固体垃圾处理和综合利用装备 城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。 (4)环境监测仪器 便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。 主要目标: (1)大型成套设备的国产化率达到70%以上;一般工程项目的设备国产化率达到90%以上;高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。 (2)一般环保机械60%以上的产品达到90年代初水平,5%~10%的产品达到当代国际水平。 (3)发展新产品品种,开发新产品200种以上。 机械工业论文:机械工业技术政策 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统,VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;GPIB总线结构的环保自动测试系统;RS485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统CAPMS 该系统吸收国外MRP-Ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作CAD/CAM/CAPP信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。
工程材料课程教学篇1 一、传统工程材料课程教学弊端 1、教学内容针对性不强 目前高职教育中的工程材料课程,从教材内容的编写和安排上,基本是将材料工程类专业所学的几门课程,如金属学、金属材料、金属热处理等有关内容经浓缩处理,全面推给学生,内容大而全。这对于机械类高职学生来说,在基础理论上要求过高,既耗费学生的大量精力,又误导学生的学习目的和任务要求,不利于学生日后的工作需要。同时,由于高职学生工业背景知识较为缺乏,感性认识较少,学习方法不适当,因而造成学生学习兴趣不高,效果不好的现象。 2、教学内容脱离实际 对于机械类专业的学生来说,如机电、数控、机械设计等专业,毕业后所从事的是产品设计,或设备维护维修,或研究解决产品制造过程中出现的一系列的工艺问题,因而学生需要获取的是与机械工程设计紧密相关的材料知识。在一般性的了解各类材料的性能特点,各类材料的使用范围的基础上,重点要求掌握各类零件在不同服役条件下的失效方式以及根据服役条件、失效方式确定对材料性能要求,通过分析、对比选用先进又经济的材料。而目前工程材料课的内容,相当一部分是针对材料专业的学生,讲述材料的晶体结构,金属与合金的结晶过程,金属与合金的组织与结构,加工工艺及其它们与性能之间的关系等,而把高职机械类专业学生在今后工作中最有可能需要的“机械零件的失效分析与选材”部分的内容放在了次要地位,甚至由于学时的关系将这部分忽略。造成学生在学习完本课程之后,不能建立明确的,根据服役条件进行选材的意识,造成学生不会选材,不知道如何选材现象。这样的教学内容,与高职教育“立足地方,为地方经济服务”的宗旨是不符的,而且也无法体现出培养应用型、实践型的高级技术人才的高职教育特色。 3、教学模式僵化 目前的教学模式基本上属于传统的“知识传授型”模式,以课堂灌输为主,过多的强调基本原理;学生被动的接受,死背书,考前突击,没能充分调动学生的学习积极性。单调枯燥的教学形式以及深奥的理论,造成“教者难,学者更难”的局面,令学生望而生畏。 二、工程材料课程改革的形式和手段 1、重新修订课程大纲 根据理论知识“必需、够用”为度,注重提高学生专业技能的原则,我们重新修订工程材料课的教学大纲,使之适应机械类学生的具体实际需求。如“金属学原理”中关于铁碳相图的部分,传统的教学顺序是通过金属和合金的晶体结构、结晶的过程,以及二元合金相图逐步引出铁碳相图。而对于机械类学生,这部分内容往往没有实际的应用价值,不是“必需”的知识。如果直接针对铁碳相图所需要的知识内容进行分析讲解,即降低了难度,又缩减了不必要的学时,同时加强了对重点内容的理解应用。这种方法已在实际课堂教学中应用,获得了很好的效果。 2、教学内容与时俱进 针对现在教学过程中“教师不知道教什么,学生不知道学什么,所学的东西工作中用不上”的弊端,在教学内容上可以采取“需求型”教学方法,即市场上需要什么样的人才,实际工作中需要什么专业知识,学校就培养适合的学生,教师就传授相关的知识。例如,在工程材料课程教学中,教师可以对绪论课进行改革。以前绪论课的重要性经常被忽略或降低,实际上,绪论课对后续课程的学习至关重要,应给学生讲清课程的性质、目的与作用,解决“为什么学,学什么,怎样学”的问题。从一开始就提升学生学习的兴趣,克服或避免学生一想到材料课就不感兴趣而产生逆反或抵触心理。必要时可以带领学生走出校门去人才市场看看机械类专业学生的供求信息,提高他们的学习自信心,或去生产单位看看实际工作中需要哪些专业技能,增强他们的学习兴趣。 3、不断改进教学方法 作为一门以工业实践和实验观察为基础的专业基础课,应该在学生接触大量的感性认识之后再进行教学,或是在教学中间让学生多增加感性认识,可通过金工实习、工厂参观,使学生迅速的吸收和理解工业知识。同时可以采取“问答式”的教学方法,在学生有了感性认识的基础上,让他们带着问题上课,在课堂上由学生提出实际问题,教师回答,在解答的同时传授基础理论知识。在考核方式上,采取灵活多变的方法。对于一门需要通过大量感性知识的认知,达到质的飞跃的课程,往往凭一张试卷定成绩是不全面的,更应该注意平时的积累,从课堂提问、讨论、试验几个方面进行综合的评定。同时,可以将考试内容尽可能的联系实际,考题多以实际案例为主,基础知识为辅,重在考察学生的实际应用能力和应变能力。 三、工程材料课程改革的重要意义 工程材料课程教学改革,要从学生的实际情况出发,根据学生的实际素质,保护学生的学习热情,不断增强他们的内驱力。教学中要确保学生的中心或主体地位,同时尊重客观实际,为社会培养大批懂技术、会应用的实用型人才。当前,我国高职教育正逐步走向成熟,工程材料课程教学改革正在起步阶段,切实做好还需时日,不能一蹴而就,要不断探索、不断总结、不断完善,闯出一条具有高职特色的工程材料课程教学方法,使教学体现“联系实际,深化概念,注重应用,重视创新,提高素质”的特色。 作者:武丹 周丽艳 赵艳红 单位:沈阳理工大学应用技术学院 工程材料课程教学篇2 工程材料是各工程类专业尤其是材料专业学生必修的一门技术基础课程,也是类机械专业知识实践的基础课程。掌握工程材料的基本知识有利于拓宽机械类专业学生的知识结构,提升其综合科学素质。所以如何建设好该门课程,对其毕业生的培养质量影响很大。工程材料课程主要介绍实际工程中使用的各种材料,尤其是钢、铁等金属材料,本课程开设的目的是培养学生区别、认识各材料的基本性能和热处理工艺,并能够灵活选材[1]的能力。但在实际课程教学中发现,采用传统的教学方法,学生获得知识较慢、课堂氛围沉闷,究其原因是由本门课程的特点决定的。传统的工程材料课程教学体系将材料类专业学生应掌握的工程材料学知识进行缩减,所用教材和实际教学内容却又强调材料学的理论性与系统性,而忽视了非材料专业(如机械、能源、动力、化工等专业)学生材料相关知识基础薄弱的实际,在某些知识点方面,如晶体学、合金相图,对学生要求过高,耗费时间较长,却得不到好的教学效果。在教学过程中未侧重强调在工程实践中合理选材、灵活取材的重要教学思想,未能突出工程材料学在其他学科中的交叉应用。结果就是很多非材料专业毕业生连常用材料的牌号与基本特性都没有掌握,因而灵活取材、选材,并选择正确的加工方法和制定工艺路线更是无从谈起。加之工程材料学本身教学内容广、概念多且较为抽象,学生学习感到枯燥乏味,现有的教学方法已无法满足工程材料对于非材料专业学生的教学需求,工程材料课程改革势在必行。本次改革从教学内容、教学方法和手段以及课程体系建设等方面对工程材料的教学进行探讨。 1明确教学目标 优化教学内容机械类专业的学生毕业后主要从事机械类产品的开发、设计与制造加工的相关工作,合理正确地选取材料是从事此类工作的基础,而随着科学技术的发展,选材用材也成为降低成本、提高产品质量的重要手段。材料工程师和机械设计工程师对于工程材料知识的需求是不同的,不仅侧重点有差异,深度也不一样。机械工程师侧重于正确地选材、用材,合理选择加工方法并制定工艺路线。他们需要的是工程设计制造中相关材料知识的运用能力,相对于材料工程师来说,更加偏向于材料的实际应用。因此机械类专业工程材料课程的教学要求和教学目标应符合机械类专业学生的实际工作需要,强调学以致用。因此,针对新的教学要求和目标,本次改革对工程材料课程的内容进行了重组。在满足所需基础理论知识的前提下,遵从“精简基础、突出重点、实用为度”的原则,将课程内容重组为三个部分。第一部分是材料科学基础知识,在此部分删掉了不必要且较深入的理论内容(如晶面、晶向指数,复杂的位错结构理论),精简晶体学、相图以及热处理原理工艺等知识。第二部分为合理选材、用材知识。此部分为本课程的重点,应加强工程材料的实际应用内容,在总学时不变的情况下,增加实验学时并减少纯理论课时。第三部分是工程材料的加工工艺,要求学生可以对所选材料采用合理的加工方法并制定出加工路线。 2改进教学方法 丰富教学手段工程材料课程涉及的概念多、内容多,知识点抽象、知识面广,不仅有基本概念与原理,也有工程实践应用内容。目前的教学模式,基本上是沿用传统的板书教学,即“知识传授型”教学,教师以课堂灌输为主,难以克服教学内容多而杂的难点,将知识有效地传授给学生。本次改革选择以翻转课堂[2]为主要教学模式,利用先进的现代科学手段创新优化教学方法,丰富教学手段,并充分结合工程材料课程的特点,收获了良好的教学效果。翻转课堂旨在实现知识传授和知识内化的颠倒,将传统课堂中知识传授转移至课前完成,知识的内化则由原先课后做作业的活动转移至课堂中的学习活动,很好地解决了工程材料学知识杂、繁、多的难点。 2.1教学方法的改革 教学方法是指教师和学生为了共同完成“教”和“学”的任务而采用的工作方法,“教”与“学”两种方法相互联系、不可分割。改进教学方法是提高教学效果和教学质量的重要途径,针对本课程的特点,本次课题在实际教学过程中综合了启发式教学,讨论式教学,理论联系实际教学等方法。启发式和讨论式相结合的教学方法较于传统的“填鸭”教学更能调动学生积极性,活跃课堂氛围。教师在授课过程中不应只按照自己的思路来陈述知识或分析问题,还需要引起学生的响应,利用启发式和讨论式教学方法让学生积极参与到课堂中来,可以充分调动他们学习的主动性和积极性,并提高他们自主思考和解决问题的能力。鉴于工程材料的理论内容多、知识点抽象的特点,采用理论联系实际的教学方法,在课堂中恰当引入实际工程中的案例,由实际导出理论,就可以把知识简单化和具体化。如淬透性的概念易混淆且不易掌握,将其联系实际应用进行讲解,就能使学生更容易理解这一概念。 2.2教学手段的改革 随着科学技术的进步,发展出了很多简便、有效的教学手段,而传统的“教师—黑板—教材”的教学方式再也不能满足现代化教学的要求。通过引进多媒体教学、案例教学以及现场实物教学等新的教学手段,工程材料课程教学效果进一步得到提升。多媒体教学可以把陈述性表达无法取得良好效果的教学内容更直观生动地展示给学生,不仅可以提高学生的学习兴趣,更加深了其对基本理论内容的理解[3]。案例教学法[4]即“围绕一定专业背景(在这里主要是工程材料学)、目的把实际中真实的情境加以典型化处理形成实际的案例,供学生思考分析和决断,并通过独立研究和相互讨论的方式解决案例问题”。以机械设计中的减速器为例,减速器中的箱体、轴、齿轮等不同零件在不同工况下的使用性能要求不同,因而需要针对其不同失效形式进行合理选材,并确定加工路线。现场实物教学对于加深学生对理论知识的理解和提高他们的实践能力有很大的帮助。 3改革考核方式 考核既是学生学习成果和教师教学质量的考查和体现,更是学生在课程学习中的学习价值和学习方式的导航器[5]。传统的考核方式大多是“一卷定音”的期末考试模式,很多学生靠死记硬背也能通过考试,能否顺利通过课程考试也就成为学生比较关心的问题,甚至是部分学生学习的动力。这种考核方式不能正确反映学生的学习情况,更不能调动学生的学习兴趣和积极性,达不到培养目标。因此,需要对传统的考核方式需要做出一些改革。为了能够真实地考核出学生对知识的掌握情况,并激发学生学习的动力,本次改革采用了平时学习考核、实践考核和期末测试考核相结合的考核方式,学生对应的成绩也由平时成绩、实践成绩和期末考试成绩三部分组成。平时成绩又细分为课程小论文、课堂讨论和平时作业成绩,这部分主要考核学生对本课程理论知识的掌握程度;实践成绩由实验与工程实践成绩组成,注重考核学生的动手能力和自主解决问题的能力;期末考试试卷由教师自主命题,知识点覆盖全面,考核学生对工程材料知识的综合运用能力。多元化的考核标准充分考虑到答案的多样性与多质性,鼓励不同的想法;既重视考试结果,也重视学习过程;调动学生的学习积极性,不再死记硬背以求通过考试。 4结语 通过机械工程材料的课程教学实践,从重视探究性、研究性学习,体现以教师为主导、以学生为主体的现代教学理念出发,对教学内容、教学目的和教学方法进行了合理的设计,探讨得出了一套较为合适的教学体系。该体系以翻转课堂为主要教学模式,融合了启发式、讨论式、理论联系实际等教学方法,并辅以信息化教学技术和多元的考核评价方式,将现代教育思想融入了教学实践。另外,随着科学技术的发展与课程改革的实施,机械工程材料还需要及时更新教学内容与教学手段,把最新的研究成果和教学方法融入课程,与时俱进,使教学质量保持在较高的水平。 作者:孙红亮 杨康 朱德贵 邱慧 单位:西南交通大学材料学院 工程材料课程教学篇3 随着高职教育的深入发展,高职教育的培养目标已经明确,即是培养面向生产第一线、有一定专业理论知识、又有较高的职业技能的高级技术应用型人才。因此,合理选择教学内容,制定相应的教学大纲是非常重要的。作者从事工程材料课程的教学已有多年,在认真总结多年教学实践的基础上,对工程材料这门课程进行了一定程度的教学改革,取得了较好的教学效果。 一、工程材料课程的地位和特点 工程材料课程是机械及近机类各专业学生必修的专业基础课。它主要阐述常用工程材料的成份、组织、性能及应用等方面的基础理论和基本知识,为机器零件的设计、制造、使用和正确选材、合理用材提供必要的知识,同时它也是学习机械零件、机械设计及机械制造等课程不可缺少的先行必修课。工程材料课程的主要特点是概念多、术语多,内容繁多、抽象,而且各部分内容之间的内在逻辑性不易掌握。机械类及近机械类专业开设的工程材料课程理论教学必须以应用为目的、以必须够用为度来确定本课程的教学体系。 二、整合教学内容,适应改革的需要 高职教育要面向市场、以就业为导向,以服务为宗旨,加快培养大批高技能人才和高素质劳动者,强调对学生应用能力和实践动手能力的培养,也就要求学生有更多的时间去进行相应的技能训练,因此,对理论教学的课时数必然作大幅度的缩减。目前大多数学院工程材料课时数在32—42学时之间,而原学时总数在60左右。课程设置主要存在两种走向,其一是独立设置,其二是与其它课程整合。目前该课程较多的是与工程力学、机械设计、公差与配合等课程合并为机械基础这门课程。不管课程是独立设置,还是与其它课程合并,在制定教学方案时,均应以加强实际应用教学为出发点,保留本课程所要求开出的基本实验项目。新的教学基本要求在内容和安排上作了许多取舍和调整,所缩减的课时主要从理论授课方面加以调整,改革前后其课时对比分配见表1。 1.对基本理论应以必需、够用为原则,削枝强干,合理取舍。如对金属的晶体结构理论、二元合金相图等与工程实际联系不大的内容,作了适当删减;再如金属在冷却时的相应机理部分过深,可适当降低理论深度,使之简浅易懂。同时精简了部分传统内容,如钢在加热时的组织转变及钢的淬透性研究,而主要介绍几种常用热处理方法的特点及应用。 2.随着材料工业的发展,对工程材料部分改变了以往金属材料一统天下的模式,在保留金属材料作为主要工程材料的前提下,强化非金属材料部分;同时结合新型材料如高分子材料、陶瓷材料和复合材料等结构材料的同时,增加了功能材料的内容。要求学生了解当代材料处理新工艺和材料科学的新发展。重点掌握工程材料的成分结构、性能、应用与加工工艺,为今后的专业学习打好基础;熟悉各类常用的结构工程材料的牌号、组织、性能和应用;了解常用工程材料的改性、硬化和表面处理技术的知识。 3.教学大纲的制定要充分体现高职教育的特点。以专业群体对综合能力的要求为依据决定课程内容的舍取。我院机电、数控及电气控制专业,应适当减少金属材料及热处理内容,相对增加非金属材料的内容;对机制、模具专业,则重点强调模具用钢,阐述模具用钢的塑性变形及韧性的合理配合,以及模具热处理在延长模具使用寿命中所起的作用。使学生深刻了解可通过热处理充分发挥材料的强度和韧性潜力,以实现大幅度延长模具寿命的目的。 三、课程教学方法的改革 前面已经说过工程材料这门课程概念多,而且比较抽象,随着理论课时的压缩,该课程的教学方法也必须作相应的改革。 1.利用教学辅助手段增加教学内容的直观性。采用电视录相、幻灯片、多媒体课件等现代教学手段,不仅可以大幅度提高教学过程中的信息量,而且还可以更真实地反映材料应用环节等情景。加深了学生对材料组织、结构、性能的认识,提高了教学效果。 2.提倡学生参与教学活动,诱导学生开动脑筋,使学生与教师产生互动。对于叙述性强的、内容较易的内容,应下放给学生自习,教师则在课上抽一定时间进行提问,这样既可保持知识的连续性,又可保证重点内容讲解所需要的学时数。 3.讲授过程中着重讲授重点、难点,力求做到“精讲”,同时加强理论联系实际。在讲授有关内容时,尽量结合一些工程实际和日常生活实例进行讲解,使学生容易理解。如在介绍钢的热处理时,以20钢制造轴类零件为例,说明进行热处理和不进行热处理,其材料在组织和性能上的差别,从而使学生知道为什么要进行热处理,知道热处理是充分挖掘材料的潜力、更合理、更节约地使用材料的有效途径。 4.加强实验教学环节,增强学生的直观感。一般情况下工程材料课程开设三个实验,即金相组织观察、硬度测试、钢的热处理。经过调整将其重新安排成一个综合性实验,使知识整体化和系统化,大大地节约了教学时间。另外,将节省下来的时间组织学生到企业进行现场观摩,这样可以学到一些在课堂上讲不到和讲不清的知识,让他们了解先进的设备和先进工艺,扩大学生知识面,提高了学生的学习兴趣和积极性。 5.注重平时学习,改变考试方法。对机械类或非机械类专业的学生来说工程材料课程是一门考查课程,原来只是在期末进行一次考卷答题作为最终学习成绩。由于本课程内容多、涉及面广、概念抽象,学生往往对本课程感到枯燥、不好学,因此也不愿意学。学生在考前只是进行突击硬背,这样学习效果差。因此改变考试方法是本课程教学改革的重要环节。笔者认为,对此课程的考核应注重平时的学习,主要是实验、课堂提问、作业以及上课情况等都应纳入考核中来,尤其是课堂提问、讨论、作业等。这样可以给学生一个合理的评定,更主要的是使学生注重平时对知识的学习、消化、掌握和积累。或者作一个综合训练题,如汽车、拖拉机齿轮,轴类等典型零件选材与工艺分析,将所学有关材料的性能、材料的选择及热处理工艺的选择、制定融合起来,让学生做一次很好的练习。 四、结束语 经过二轮的教学改革实践,我校工程材料课程教学收到了良好的效果,学生由消极学习转为积极学习,由被动学习变为主动学习。课程教学体系的改革是一个综合性的系统工程。一门课程的改革不仅要考虑本课程的特点,而且还必须考虑与其它相关课程的衔接,同时还需要教与学之间的相互配合。 总之,在教学改革过程中总会遇到各种困难和阻力,但是,只要我们在明确当前高职教育培养目标,正确选择课程教学内容,充分体现教学内容的先进性、实践性、通用性和综合性,那么改革就能够达到高职教育的目的。 参考文献: [1]周超梅.对高职工程材料课程教学改革的几点看法[J].辽宁高职学报,2003,5(2):100-101. [2]谢春生.浅谈《机械工程材料》课程教学效果的提高[J].华东船舶工业学院学报,1999,13(5):79-81. 作者:艾小玲 单位:武汉职业技术学院
机械手设计论文:智能仓储机械手的结构设计 摘 要:工业机械手在工业生产的各个方面得到广泛使用。文章根据国内外先进的机械手技术,设计出一种用于物料搬运,结构简单,维护方便的机械手的结构。主要设计机械手臂部分和机械手抓手部分的机构。 关键词:机械手;机械手臂;机械手抓手,结构设计 1 引 言 目前工业机械手面临的问题主要还是成本的高昂和精度控制的不易达到要求。从工业机械手的具体应用情况来看,生产过程的机械自动化已成为现代工业的主要问题。虽然现代机械制造业中的加工、装配等各生产工序主要是间断的,但自动化生产中装卸、搬运等工序亟待实现机械化,工业机械手的出现便可满足这一需求。无论国内还是国外,工业机械手的应用前景广阔,而对机械手使用性能的要求则越来越高,面对越来越多样的产品需求,机械手结构上在向着小巧型,灵活型的方向发展,因此机械手结构设计的合理性变的至关重要。 2 机械手结构设计 2.1 机械手手臂部分原理 欲满足机械手的搬运功能,即将货物从某一水平高度提升至另一水平高度,可采用曲柄连杆机构实现规定搬运动作。本课题应用平行四边形机构的运动特点,依靠电动推杆驱动平行四边形机构转动实现货物高度上的变化。 平行四边形机构是一种平面连杆机构,由于构件联接呈平行四边形,因此也叫做平行四边形机构。平行四边形机构结构简单,易于分析,构件运动一致性好,广泛应用于各种实现平移搬运等功能的机构。 2.2 机械手手臂部分结构设计 机械手手臂在整个工作过程中起着至关重要的作用。本文所设计的机械手臂为平行四边形机构,由于机械手臂也是机械手负载的主要施加部位,故应具有良好的强度与刚度,保证在机械手工作中不能发生弯曲或折断的情况,同时搬运机构若过于沉重则会影响搬运功能的实现。 工业铝型材表面经氧化处理后,外观漂亮且耐脏,工作中沾染的油污易于清洗,可根据不同承重采用不同规格型材组装,同时搭配铝型材配件,无需焊接,安装拆卸方便,轻便环保,整体机械性能较好,广泛应用于生产制造行业。 本文的搬运机构选用密度小强度大并广泛应用于工业机械手行业的工业铝型材较为合适。机械手手臂结构整体布局及各个部件,如图1所示。 机构中的工业铝型材之间通过铰接的方式联接而成,支撑连杆梁1通过销轴5与固定在底座板材上的连接件联接,由角铝3将支撑梁与联接电动推杆4的横梁联接起来,而电动推杆4与底座板材则通过电动推杆连接座2固定于底座上。 2.3 机械手抓手部分原理 搬运机械手末端的机械手爪是机械手直接与货物接触的部分,机械手爪能够直接完成对货物的拾取和夹紧动作,它可以依据人手动作通过设计实现相应功能,通常机械手爪被安装在手臂的端部。机械手爪结构形式与人手有较大区别,它的结构外形拥有机械式的特点,通过不同部件的联接组合完成指定运动过程,依靠自身的运动而将物件抱住,故手爪即为主要的传力构件。 本课题所设计机械手的手部结构应为钳爪式,钳爪式手部结构包括手指和传力机构。如图2所示,机械手爪1在电动推杆的驱动下向右移动,当左部碰到左侧连杆机构时带动手爪2处,机械手爪的两部分1、2完成张开手爪动作;当右侧手爪在电动推杆缩回时,手爪2在弹簧作用下回复原来位置实现对货物的抓取动作。 2.4 机械手抓手部分结构设计 对机械手爪设计过程中,应考虑以下几个方面:机械手爪部件至少要有一定负载承受力,在将货物重量计入影响后,鉴于搬运动作中由于颤动所产生的影响也应适当增大设计强度,避免工件发生松动或脱落的情况。 为使机械手爪和被运输货物间保持较为稳定的姿态,应根据货物的实际外形设计相应的末端执行机构形状。所设计机械手爪主要受到被夹持物的反作用力,必须达到设计所需强度和刚度防止手爪断裂或弯曲变形的状况发生,同时设计机械手结构应该简单,缩小尺寸,尽量轻便以免影响运动过程。本文所设计机械手结构,如图3所示。 其中,机械手抓取动作的通过以下动作实现:由电动推杆1伸长驱动一体式小抓手向右移动,同时与一体式小抓手通过螺栓连接的连接杆4被带动向右移动,当连接板5接触到连杆6时,在连杆机构作用下,连杆8将沿水平方向向左移动直至小抓手突出部分完全缩回连接板9内,此时连接板右端面接触货物,电动推杆1缩回直至右侧一体式小抓手3上的连接板与货物接触并实现夹紧,在回缩过程中,当连接板5与连杆6不再接触时,连杆8在弹簧7的作用下回复原位,两个机械手爪的承重板通过支撑货篮的缺口位置,完成对货篮的抓取动作。 3 结 语 本文主要设计一种用于搬运货物的机械手,在生产过程中的搬运货物环节里替代工人,提高工作效率,节约更多的人力成本和物力成本。主要进行机械手的结构设计,通过对机械手臂和机械手抓手的结构设计,使整个机械手机构较为简单,维护方便。 机械手设计论文:一种新型空调换热器自动插翅机械手设计 摘 要:我国是全球最大的白色家电生产国和消费国,现在空调散热翅片国内几家大型空调厂的翅片插管大多都还是工人手动完成。本文介绍的空调换热器自动插翅机械手装置就是将空调换热器中的散热片无损伤地插到已经摆好的U型管中的机械设备。从而达到降低废品率,提高劳动效率和自动化的目的。 关键词:空调换热器;自动插翅;机械手 0 引言 作为全球最大的白色家电生产国和消费国,现在国内大型空调厂的空调散热片翅片插管大多都还是人工插翅,效率较低。而在国际上,日本的日高集团已经成熟的掌握了空调散热器的翅片插管问题。目前正在推广,该设备从翅片冲压到胀管等几个步骤都实现了全自动,不需要人为干预,废品率已经达到了行业要求。但是价格比较昂贵。本文介绍的空调换热器自动插翅机是一种由计算机控制的自动化翅片展开和翅片抓取并将翅片插到已摆好的U型管中的设备。 1 空调换热器插翅机工作流程 如图1,空调换热器插翅机包括:接料部分、翻转翅片、翅片展开、插片机械手和U型管循环5个部分,具有工作效率高,节省人力,废品率低的特点。其工作流程如下: 接料设备将冲压机冲出来的翅片接到接料设备上的接料针上,每20片一组进行循环,当翅片运到接料设备的取片处时,翻转机械手开始工作,翻转机械手先用接料针插入翅片孔内,然后夹取翅片,进行翻转,使得翻孔面是朝上。翻转过后,翻转机械手将翅片放在展开机构上,然后展开机构将按组等距离展开,每组距离为165mm。然后插片机械手开始工作,将展开机构上的翅片全部插入到U型管中后,U型管循环设备将已插好的U型管运走,并将新U型管运到插片位置,整个设备就这样不停地循环。 2 插翅机械手结构 机械手固定在Z轴上,控制其沿Z轴运动,控制机械手沿Z轴运动用线性模组控制。因为直线模组单体运动速度快、重复定位精度高、本体质量轻、占设备空间小、寿命长。因为我们设计的是20个翅片为一个单位,20个翅片落料的是时间为40s,所以分给机械手的时间为12s(一共要插2次,按一次6s,共12s),为了能跟上节拍,使用了两组机械手。同时进行工作,两组机械手同时从两侧向中间插。Y轴方向也用模组驱动。因为跨距为3000mm,而现有的线性模组,一般行程大都小于1600mm,行程过长会导致模组变形和精度降低,承载量会大幅降低。所以这里Y方向,采用两个线性模组。单个线性模组的行程为1400mm。X方向因为行程过大,一侧用行程为2000mm的丝杠和导轨组合驱动,另一侧用直线滑轨导向。 3 插翅机械手动作过程 插翅机械手有3个动作:夹爪左右加紧收缩,夹爪托住翅片上下运动和下压板的下压运动。下面我们就对这三个动作进行详细介绍: 3.1 夹爪左右加紧收缩 当机械手运动到指定位置,机械手开始夹取放在展开机构上的翅片,机械手沿着Z轴向下运动,当机械手上的定位针和展开机构上的定位针对齐并接触时,机械手夹爪开始运动,夹爪向内收缩,运动的距离为25mm,夹爪底部平托住翅片,一个机械手上一侧有4个夹爪托住翅片,防止翅片有过大的挠度变形,一侧机械夹爪托住的宽度,大约为一个翅片宽(翅片宽18.19mm)。 3.2 夹爪托住翅片上下运动 当夹爪左右手缩加紧完成后,夹爪向上运动,将翅片向上抬起,目的是将翅片脱离展开机构的接片针,接片针的长度大约为80mm左右,这就要求机械手夹爪要抬升100mm左右,机械手夹爪不能和翅片有过大的力作用,不能过分的加紧翅片,否则翅片会容易变形(翅片的厚底为0.1mm,易变形)。 3.3 下压板的下压运动 当机械手取翅片时,下压板不运动,当机械手沿Y轴运动到U型管循处时,机械手整体沿Z轴下降,当机械手定位针顶与U形管上的锥帽距离2mm时,机械手开始运动,夹爪拖着翅片向下运动,当夹爪底端到达U形管口下方30mm处(当一次插20片翅片,20片翅片的总厚度约为30mm)时,机械手夹爪开始向两端展开,展开的距离为20mm,因为U形管的直径与翅片孔的直径相差很小(翅片孔的直径为7.3±0.03mm,U形管直径7±0.1mm),所以翅片依靠自身的重力不一定能完全下落,所以这时,下压板开始下压,使翅片完全插进U形管中,同时还可以平整翅片。 4 插齿机械手驱动原理 4.1 夹爪伸缩运动原理 夹爪伸缩运动是通过连杆机构实现的,气缸(图片中左上角)推动推块(绿色)向前运动,推块是在微型导轨上进行滑动,导轨宽为10mm,推块上有4组推杆,推杆推动着4组夹爪进行左右移动,从而实现了前后运动转化为了左右运动。推杆在导轨上移动,同时推块推动着连杆展开,连杆推动着夹爪在滑道里左右运动,实现了展开与合并运动。 4.2 夹爪上下运动原理 夹爪上下运动是通过连杆机构实现的,气缸(左下)先推动着推块(红色)在直线滚珠导轨上向前运动,同时推块连接着连杆(上下),因为导轨底座被限制只能上下运动,所以,当推块带着连杆(上下)向前运动时,连杆顶着导轨底座向上运动从而实现夹爪的上下运动。为了阻止上下运动的支架不前后运动,设计了挡板,在上下运动的支架两端各安装了一个滚轮,滚轮在挡板的阻挡下,只能上下运动,实现了支架的上下运动。 4.3 下压板的下压运动原理 气缸(中间)伸缩带动固定板上下运动,固定板带动导柱进行上下运动,导柱通过螺栓固定在固定板上,同时导柱固定在下压板上,所以气缸运动就传动到下压板上,从而实现下压运动。下压运动的行程即为定位针的长度。 5 结语 本文主要介绍了一种空调换热器自动插片机中的插片机械手的结构与工作原理,该结构的优点在于不需停机的情况下,实现换热器的连续自动插片,减少了人力,提高劳动效率,对于大量依赖人力插翅的当前空调生产线的改进具有一定借鉴意义。 机械手设计论文:光盘库机械手的驱动控制系统的设计 摘 要:光盘库机械手驱动控制系统是光盘库系统的关键部件,对光盘库机械手驱动控制系统进行了设计与实现,控制系统使用STC12C5628AD系列单片机作为控制核心,采用L293及驱动电路实现对机械手电机的驱动控制。按照设计的控制程序流程,进行了驱动控制实验,实验结果表明本系统实现机械手的上升、下降、左移、右移、手爪抓盘、放盘等功能,快速性和稳定性能够满足光盘库机械手性能的要求,对提升国内光盘库的研究、应用水平有一定的现实意义。 关键词:光盘库,机械手,驱动控制系统,电机 引言 光盘库是以光盘作为存储载体的高可靠性的海量、安全机电一体化近线存储设备,对海量光盘数据进行集中管理,其主要由机械手、光盘架和光驱(CD-ROM驱动器)三部分组成。光盘库广泛地运用于煤矿监控系统,作为数据存储和备份的重要方式,它利用机械手从机柜中选出一张光盘送到驱动器进行读写。光盘库可通过光纤通道或 SCSI 端口与服务器相连,光盘驱动器则通过自身接口与主机交换数据。当用户要访问光盘库时,首先,由机械手将驱动器中的光盘取出并放置到光盘架上的指定位置,为光盘腾出位置,然后,再从光盘架中取出所需的光盘并送入驱动器中。 关于光盘库,国外进行了大量的研究与应用,技术相对领先,但由于技术保密等因素限制,相关研究文献很少,国内从事光盘库产业的公司主要有广州影达影像设备有限公司、上海美佳达计算机工程有限责任公司、福特瑞斯(北京)科技有限公司、北京鸿瑞智达科技有限公司等,但国内光盘库的起步较晚,他们中大多是外国公司的国内,即销售国外光盘库产品,而真正从事光盘库研发的公司很少[1]。 除了光盘驱动器以外,光盘自动换盘机构即机械手要保证安全、高速、准确地将光盘片从库中取出并送入空闲的指定光盘驱动器中,是整个系统中关键的执行机构。另外,光盘库数据的平均访问时间比磁带和磁盘高很多,磁盘的平均寻道时间在毫秒级,显然光盘库的机械手已经成为光盘库系统的性能瓶颈[2][3]。因此,对光盘库机械手控制系统进行设计、开发具有较重要的现实意义,本文设计的机械手将装、卸盘片的功能设计在一起,在主控制电路设计上,将机械手控制、定位检测部分和光盘驱动器中的光头控制部分结合在一起,由一片单片机控制。 1 机械手驱动控制系统设计 要实现机械手所期望实现的功能,机械手的各部分之间必然还存在着相互关联、相互影响和相互制约,它们之间的相互关系构成机械手控制系统的控制原理,如图1所示。 控制系统使用宏晶科技生产的STC12C5628AD系列单片机作为控制核心,扩展了必要的外围电子元器件。主机通过TTL-RS232电平转换实现与上位机通信,并和从机保持交换数据。接口板模式下根据上位机传来的指令设置输出,把检测到的数据送到上位机。 1.1 电机驱动控制。机械手各活动部件采用直流电机驱动,单片机发送的控制信号经过功率放大,转换后,控制直流电机转动与停止,各个电机的协调转动。设计的光盘库机械手共需4个直流电机,每个电机上均配有变速箱。一个控制上下移动的大电机额定电压为9V,功率为2.4W;另三个小电机额定电压也为9V,功率为1.1W,分别控制中间支点部分的旋转、机械臂的伸缩和机械手抓放物体。 电机驱动控制电路如图2所示,采用L293及驱动电路实现对电机的驱动控制。L293将2个H-桥电路集成到1片芯片上,这就意味着用1片芯片可以同时控制2个电机[4][5][6]。H-桥电路的输入量可以用来设置马达转动方向,使能信号可以用于脉宽调整(PWM)。另外,每1个电机需要3个控制信号EN12、IN1、IN2,其中EN12是使能信号,IN1、IN2为电机转动方向控制信号,IN1、IN2分别为1,0时,电机正转,反之,电机反转。选用一路PWM连接EN12引脚,通过调整PWM的占空比可以调整电机的转速。 1.2 位置检测。初始位置检测利用主机的P2.2、P2.3、P2.5和P2.6使各部分碰到行程开关,即达到指定位置后断开;INT0和INT1中断来进行位置检测;P1.1-P1.4引脚为电机驱动输出,最后通过P1.0-P1.3口对电机电流进行检测,判断是否堵转。 本设计限位行程开关安放在机械手的四个运行方向上。限位行程开关在没有触碰时信号处于低电平状态。当机械手运行时,触碰到限位行程开关,信号处于高电平状态。单片机采集到限位行程开关的高电平信号,发出指令,使机械手停止运行,并进行下一个动作。计数行程开关安装在齿轮旁边,计数行程开关在没有触碰时信号处于低电平状态。当电机转动时带动齿轮转动,计数行程开关被触碰处于高电平状态,齿轮每次触碰,单片机记下一个高电平信号,因此只需记录下行程开关的触发次数即可知道电机的转数,从而可控制手臂在垂直方向的位置。 2 控制系统调试 光盘的入库及出库是光盘库自动化管理的一个重要方面。光盘入库和出库不仅仅限于光盘的正确插入和抽取,还包括数据库信息的同步更新,保证光盘库和数据库内容的一致,从而准确地返回客户端请求。光盘正确入库和出库减轻了人工操作的负担,保证了系统正常运行,是光盘库自动化管理的重要组成部分。通过按键或者上位机远程控制,实现机械手的上升、下降、左移、右移、手爪抓盘、放盘等功能,控制程序流程图如图3所示。 在某个Linux终端向机械手服务端循环发送取盘、放盘指令,使机械手满负荷运行。经测试,该系统平均无故障时间大于30万次,换盘时间最长为7秒,具有运行速度快、工作稳定等特点,如表1所示。 另外,将光盘插入光盘库后,请求光盘的内容,机械手能正确地定位到光盘,并将请求的文件拷贝到本地光盘正确出库,再次请求光盘内容,提示光盘不在光盘库中。 3 结语 本文对光盘库机械手驱动控制系统进行了设计与实现,控制系统采用STC12C5628AD作为控制核心,采用L293及驱动电路实现对电机的驱动控制。按照设计的控制程序流程进行驱动控制实验,实验结果表明本系统实现机械手的上升、下降、左移、右移、手爪抓盘、放盘等功能,快速性和稳定性能够满足光盘库机械手性能的要求。本项目是对光盘库系统实际开发工作的一次尝试,对提升国内光盘库的研究、应用水平有一定的现实意义。 (作者单位:苏州市职业大学机电工程学院 来稿日期:2015-06-17) 机械手设计论文:基于液压驱动的注塑机上料机械手的设计与研究 【摘 要】本文依据液压机械手的组成和运作原理,以四自由度液压机械手为例,设计了一款注塑机嵌件自动上料液压机械手,并验证其功能的可靠性。 【关键词】四自由度;液压控制;机械手;嵌件上料 0 引言 随着工业生产自动化的快速发展,机械手因其高效和灵活的特点被广泛的关注和应用。机械手是一种可以模仿人手和臂的某些动作功能,并按照设定的轨迹、要求和程序抓取、搬运工件或进行操作工具的自动化装置,尤其适用于较大规模、自动化流程生产和一些复杂的生产环境中;例如高温、粉尘、放射性强、噪音较大的生产环境。机械手的应用对于提高机械生产率,降低工人的劳动强度,保障一线工人的安全都具有重要的意义。目前机械手常用的三种驱动方式为:液压驱动、气压驱动、电机驱动,其中液压驱动以输出转矩大,动作灵敏,可实现无极调速,调速范围较大的特点,多被用于运动速度较低并且扭矩要求较大的工作场合。 随着注塑行业的发展,人们对于塑料制品的需求量越来越大,对于塑件的工艺和强度也提出了新要求。为了提高塑件的局部强度,嵌件在塑件加工中被广泛使用。然而工厂在生产过程中手工安装嵌件的居多,这中安装方式效率低下,严重影响了注塑机的工作效率,降低了塑料制品的加工精度,自动上料机械手需求愈加强烈。 1 液压机械手基本组成 本文设计了一款四自由度液压机械手,通过液压缸进行控制,可以实现手臂的升降运动、伸缩运动、旋转运动,以及夹持部分的夹紧运动。其结构示意图如图 1 所示。 液压机械手主要包括控制系统、传动装置、执行机构、传感器装置等。其中,机械手的核心部分是控制系统,它是用以控制整个系统具体的运动过程。液压驱动是执行机构运行的传动装置。在机械手的组成中,最重要的是执行机构,而执行机构也同样是机械手内部的主体部分,机械手的执行机构是其夹持部分,主要由拉簧、杠杆、手指、楔块、杠杆支座、夹紧缸体等部分组成,其结构组成如图 2所示。 2 液压机械手运作原理 2.1 机械手运作原理 液压机械手可实现在两台立式注塑机之间交替进行安装嵌件的工作。机械手拥有四个自由度,分别为手臂的升降运动、手臂的旋转运动、手臂的伸缩运动,以及夹持部分的夹紧运动。采用液压驱动的控制方式,以圆柱坐标作为坐标形式,其动作原理如图3所示。液压机械手开始运行,首先手臂下降到嵌件上方预定位置A,张开机械手夹持装置,机械手手臂下降到嵌件上方,夹持装置夹紧嵌件,随后机械手臂上升到起始位置,并顺时针旋转90°到注塑机1上方位置,手臂开始向前伸出到注塑机上方预定位置B,手臂下降到指定位置,夹持装置松开,放置好嵌件后,手臂上升到起始高度,手臂缩回,顺时针旋转90°回到原点位置,注塑机1开始工作;其次手臂下降到嵌件上方预定位置A,张开机械手夹持装置,机械手手臂下降到嵌件上方,夹持装置夹紧嵌件,随后机械手臂上升到起始位置,并逆时针旋转90°到注塑机2上方位置,手臂开始向前伸出到注塑机上方预定位置C,手臂下降到指定位置,夹持装置松开,放置好嵌件后,手臂上升到起始高度,手臂缩回,顺时针旋转90°回到原点位置,注塑机2开始工作,机械手第一个工作周期完成,待注塑机1完成运作,机械手开始下一周期的工作。 2.2 液压系统的设计 机械手搬运物体是依靠液压系统实现的,液压系统是机械手运动的主要驱动方式,是机械手运动过程的核心控制部分。主要用来完成机械手的夹紧/松开、上/下伸缩、前/后运动以及旋转运动。机械手运动过程的液压系统主要由油泵、执行油缸、控制调节装置、以及辅助装置组成。此次设计中系统的主要参数如下表1、表2、表3所示。 2.3 液压系统元件的选择 (1)手部夹紧缸的分析计算 3 结论 本文简要介绍了液压机械收的组成及工作原理,设计完成一款由液压驱动的、可实现两台注塑机嵌件上下料的四自由度机械手,并对液压机械手的工作可靠性进行了验证。结合数据,液压机械手简单可靠,稳定性较好,可实现较重嵌件的安装工作。 机械手设计论文:搬运机械手仿真设计和制作探讨 [摘 要]搬运机械手根据坐标可以分为很多种,例如:直角坐标型和极坐标型还有圆柱坐标型以及多关节型等。搬运机械手是一个自动化的设备,对搬运焊接以及装配等有着很大的作用,国内外都在不断研究搬运机械手,企业的生产经营走向自动化。本文设计的搬运手主要是用于冰箱U壳的搬运。 [关键词]搬运机械手 仿真设计 制作探讨 引言 机械手主要是代替人的手和胳膊去完成一些动作,根据固定工序进行抓取和搬运物品的一种机械电子装置。可以帮助人们有效生产,降低劳动强度。机械手在生产中运用越来越广。 1、U壳搬运机械手的结构设计 1.1 滑座部件结构设计 U壳搬运手设备也是自动化设备,它的主要作用就是将冰箱U壳搬运到传送带上[1]。它的滑座部分支撑着设备的水平移动。衡器缸和z轴承载着设备的主要重量,但是它们之间的固定需要依靠滑座部件的中间部分,同时滑座中间部分的右侧还可以控制水平交流伺服电机和行星齿轮减速器,减速器和齿条的连接需要借助齿轮来实现。滑座在水平移动的最大距离为1.5米,并且滚珠丝不易于加工,以及它在市场上的价格比较高,所以选择齿轮齿条来减速。 1.2 z轴结构设计 Z轴结构是用于竖直移动。Z轴结构的最左端是交流伺服电机,电机是维持设备的安全,因为它具有过载能力且带有抱闸系统,一旦发生故障时,抱闸系统就可以对电机进行抱死[2]。与z轴相连的是片联轴器,它是有金属制作而成的,拥有减震和无需润滑和维护等特点。Z轴系部件的左边有2个角接触球轴承,角接触球轴承可以对竖直的载荷进行抵消。Z轴结构中间是丝杠螺母传动装置,特点就是损伤小和效率高。Z轴系部件的设计原理是一端固定一端移动,轴的移动方向是经过严格控制的,它是由固定制成装置完成的。轴的伸缩变化时随着温度变化的,游动轴控制着温度。Z轴两边运用直线的导轨,帮助z轴做竖直运动。Z轴上有两个行程开关和光电开关,它的主要功能就是确定对竖直方向限位和竖直零位。1.3开1.3合横梁结构设计 Z轴和手爪的连接需要依靠开合横梁装置,开合装置依靠六组螺栓就可以实现和z轴的连接,并且它前后有依次有开合气缸,气缸上安装了传感器的端锁,这样气缸的位置就是由传感器进行控制的,端锁是固定气缸,避免气缸在停止运行时还会继续运动。装置的大臂和小臂在直线导轨上的水平运动需要气缸的引领。 1.4 夹爪结构设计 夹爪结构包括大臂和小臂以及手爪挡板。大臂上端连接开合横梁装置,并且连接处需要加强加固处理,这样就可以保证装置安全性能。大臂下段与小臂相连,它们之间的连接需要连接轴来实现的,小臂的转动是需要连接臂和连接轴之间相互配合才能完成的。小臂上端是挡板装置,它的主要作用是当小臂停止转动,减少小臂和大臂阻尼撞击,达到减缓振动的作用。内支撑气缸和直线轴带动手爪挡板装置是用来帮助小臂进行夹持活动。开合气缸带动大、小臂对冰箱u壳进行夹持;小臂上的气缸保证u壳在夹持时,形状是完好的,所以它们的夹持都是由外而内进行的。 2、搬运机械手的仿真设计 2.1 小臂结构的仿真设计 为了满足生产需要通常将小臂的旋转过程时间控制在两秒以内,气缸的启动回路控制着进出口节流回路,所以通过控制调节节流阀的横截面积就能够对活塞运动速度进行控制,让小臂在两秒之内完成九十度的旋转,因为节流阀会影响活塞运动速度[3]。同时,小臂在旋转过程中,气缸力矩会大于或者等于重力矩,并且气缸力臂是在逐渐变小,重力力矩又不断变大,这就导致小臂的加速度数值越来越小。同时旋转时间越长缓冲力越小,并且负载厚度和负载质量也越大。在这里选取旋转时间为1.2秒时,计算出负载厚度压迫保持在0.66米 ,负载质量要控制在50千克,这时候的缓冲力就是10429牛顿,所以,通常设置小臂运动时间在1.2秒和2秒之间,负载厚度(U壳厚度)保持在0.49米和0.66米之间,这就要求负载质量(冰箱质量)控制在0和50千克之间。这就可以分析出小臂的应力是够满足生产需求。 对小臂结构的仿真设计不仅表现在对冲击力的校核,同时还要对小臂变形与强度进行校核。小臂的强度校核主要是运用相应的模型和ansys静力分析理论来完成的。并运用相应的数学计算可以得出,小臂不易发生变形,无论使用环境有多恶劣,它都可以正常工作。 2.2 连接臂结构的仿真设计 连接臂的结构设计也需要ansys进行分析,ansys分析程序包括:设计变量初始化,这就要求在进行分析前处理器应该根据设计变量的初始值进行输入;定义问题,前处理器的主要任务就制定出最优化的有限元模型;执行初始结构状态结构分析,应力和应变;力以及变形量就是来源于状态结构分析;获得计算结果,它的主要工作就是收集和存储目标函数和约束条件值;进行仿真设计分析,它的任务就是对相关文件以及变量和设计方法进行分析;结果输出,根据分析的数据绘制出相应的变化图表。根据相应的理论和运用ansys 系统分析,可以得出在对小臂进行设计时u,它的半径是九毫米,厚度保持在十三毫米之间。 2.3 支撑架结构的仿真设计 支撑架的仿真设计主要是通过对支撑架结构的瞬间动力学进行分析,得出它的振动幅度和的速度。在对支撑架结构进行仿真设计时,首先是通过运用软件ansys对支撑架建立相应的模型,并设计支撑架的参数。根据ansys软件分析的数据我们可以发现当u壳材料是Q235时,它的弹性木梁是210000mpa,泊松比为0.3,密度是7850千克每立方米。这就可以对支撑架进行瞬态动力学分析,并确定支撑架在不同冲击力喜爱振动幅度的变化以及支撑架的其他特点。 3、u壳搬运机械手的控制软件设计 3.1 机械手初始化 机械手初始化包括水平和竖直都归零,同时,所有的气缸恢复初始化。电机归零的方法可以通过对电机2坐标轴安装零位信号,并且在进行归零处理中选择先高速后低速的方式进行归零处理,归零处理一共要进过三次不同方向的瑰丽处理,才能达到让电机彻底的归零[4]。在首次归零处理时,就可以将正向高速归零;接着启动第二次归零程序,让反向的低速也归零,使用puls设置脉冲量,sped决定着是否执行操作;最后一次归零处理时让它向正向低速归零,sped是启动归零处理程序,ini则是让归零处理程序停止,这时候电机就彻底的归零 。同时,归零过程中脉冲值是在触摸屏中显示的,数值通过脉冲传送到寄存器中,寄存器就将数值显示在触摸屏中。它们之间相互配合才使得电机归零顺利完成。 3.2 触摸屏控制 搬运机械手的触摸屏控制是在气缸复位和机械手自动循环完成之后进行的,对触摸屏控制主要包括u型伴型号输入界面和主菜单界面以及手动运行和分布运行以及自动运行和坚实画面和系统设置[5]。其中,手动运行包括对伺服电机手动运行和气缸与吸盘手动运行,分布运行时针对自动循环单步运行,自动运行的主要包括:示教点参数设置1和示教点参数设置2以及自动运行调整界面,监视画面是对伺服电机坐标以及气缸与吸盘和系统故障报警实施监控,系统设置是对司机电机速度以及触摸屏系统的参数进行设置。 总结 U壳搬运机械手的设计运用先进的科学技术,并应用了ansys等系统软件来帮助u型搬运机械手的设计,对支撑架和连接臂以及小臂的仿真设计中分析它们相应的参数。冰箱u型搬运机械手的仿真设计和制作,让冰箱u壳的搬运实现自动化,为企业生产经营提供便利。 机械手设计论文:基于plc的三自由度机械手控制系统设计与实现 [摘 要]文章从三自由度机械手控制系统的角度入手,在plc可编程控制器支持下,对三自由度机械手控制系统的结构运动特点进行了简要分析,然后重点对plc下三自由度机械手控制系统的硬件、软件设计与实现要点展开研究,望能够使三自由度机械手控制系统的综合性能更加完善与可靠。 [关键词]机械手 三自由度 控制系统 PLC 设计 在工业化生产中,机械手能够对人的手臂部位动作进行模拟,操作人员可以通过预先设置机械手运行轨迹,动作程序等相关参数的方式,在实际工况中代替人手执行工件搬运、抓取、以及操持等相关工作,具有机电一体化的特点,在现代机械一体化领域中有着非常重要的应用价值。随着现代科学技术的不断发展与完善,机械手的应用范围也在不断扩大,为了能够满足现实工况对机械手操作的要求,当前已经成功研发了基于三自由度的机械手,即3D机器人。此类机械手能够支持对三个自由度方向(包括水平方向、垂直方向、以及旋转方向在内)的手臂操作,在机械化生产中具有操作灵活性好,应用范围广,以及操作范围大的特点。而通过引入plc的方式,能够使三自由度机械手控制系统的整体功能更为完善,以达到提高其综合使用价值的目的。 1 三自由度机械手控制系统结构运动特点 下图(如图1)为三自由度机械手控制系统的基本结构示意图,整个控制系统结构具有圆柱坐标型特点。结合图1来看,控制系统内,伸缩步进电机可以实现对机械手手臂左右方向运动的控制,而升降步进电机则能够实现对机械手手臂上下方向运动的控制。逆时针和顺时针旋转运动则由底盘直流电机的正反转控制。机械手的夹紧装置采用关节结构,其夹紧与松开用气压驱动,并由电磁阀控制。图1中,SQ1、2、5、6分别为水平风向以及垂直方向上的限位开关装置,SQ3、4则为原点所对应的光接近开关以及终点所对应的光接近开关。在整个控制系统的运行中,操作人员可以通过预先设置操作程序的方式,实现对工件的搬运、抓取、以及操持等相关操作。 2 基于plc的硬件设计方法 从三自由度机械手实际应用的角度上来说,为了满足不同工况对系统运行所提出的要求,机械手需要同时支持自动工作以及手动工作两种运行模式。同时,在自动控制模式中,需要根据操作需求,支持包括返回原点、单步骤、单周期、以及连续性四种工作方式。 在引入plc控制器的条件下,三自由度机械手控制系统优先选择具有晶体管输出特点的plc控制器装置(本文中选择三菱FX2N系列plc控制器)。该型号plc控制器共对应有10个信号输出点以及14个信号输入点,能够满足三自由度机械手控制系统对plc控制器中I/O点数的具体要求。且该型号plc控制器为晶体管输出,输出高速脉冲信号最高频率为100kHz,能够在系统运行过程当中直接面向步进电机驱动器提供脉冲信号支持。 与之相对应的输入控制信号地址分配情况为:①复位信号对应输出地址分配为IO.0;②步进电机正转信号对应输出地址分配为IO.1;③步进电机反转信号对应输出地址分配为IO.2;④电机转动停止信号对应输出地址分配为IO.3;⑤手臂伸出信号对应输出地址分配为IO.4;⑥手臂收回信号对应输出地址分配为IO.5;⑦手抓下放信号对应输出地址分配为IO.6;⑧手抓提升信号对应输出地址分配为IO.7;⑨手抓开信号对应输出地址分配为I1.0;⑩手抓合信号对应输出地址分配为I1.1;?自动演示信号对应输出地址分配为I1.2。输出控制信号地址分配情况为:①步进电机脉冲输出信号对应输出地址分配为Q0.0;②步进电机转动方向信号对应输出地址分配为Q0.1;③气缸4#电磁阀控制信号对应输出地址分配为Q0.2;④气缸5#电磁阀控制信号对应输出地址分配为Q0.3;⑤气缸6#电磁阀控制信号对应输出地址分配为Q0.4。 同时,步进电气驱动器选用SH-20403型。整个机械手控制系统的外部接线方案如下图所示(如图2)。 结合图2来看,在三自由度机械手控制系统的运行过程当中,当机械手在最上方(最右方),同时底盘旋转至X3光接近开关,夹紧装置处于松开状态下时,整个控制系统处于自动控制模式下的原点控制状态下。如图2中,X10为系统手动控制按钮,操作该按钮,能够对X20~X27的按键开关进行手动控制。而X11~X15则分别为系统自动控制模式下返回原点状态按钮,单步骤状态按钮,单周期状态按钮,以及连续工作按钮,通过按下X11~X15任意操作按钮并启动X0的方式,能够执行相应的工作模式。 3 基于plc的软件设计方法 在选择以单步骤、单周期、或连续工作方式运行前,整个控制系统应当处于原点状态,若未满足该条件,则需要选择返回原点的工作方式。在这一过程当中,相关操作指令的执行流程应当为:第一步,做上行方向移动至X1上限位;第二步,做右侧方向移动至X2右限位;第三步,做顺时针旋转移动至X3光接近开关装置;第四步,松开夹紧装置。 在 plc系统支持下,整个三自由度机械手控制系统的自动工作方式顺序功能可如下图所示(见图3)。结合图3,在控制系统对相关操作进行响应的过程当中,可通过对步进电机所输入脉冲频率参数进行调整的方式,实现对三自由度机械手手臂运动速度的合理调整。而脉冲数则决定了机械手臂在沿下行方向以及做性方向运动的距离。而脉冲频率参数以及脉冲数的设计可以在工业现场实际工况中进行设定,具有重复操作的特点。 整个基于plc系统的三自由度机械手控制系统在软件设计过程当中以基于plc技术的梯形图顺序编程为依据,脉冲个数基于MOV指令进行设定,脉冲输出则通过PLSY脉冲输出指令的方式进行设定。在指定脉冲输出完成后,指令执行完成标志M8029置1。需要注意的一点是,由于基于PLSY的操作指令仅能够使用一次,但控制系统中所配置的两个步进电机需要同时有脉冲输出信号。因此,在软件设计中,通过面向两个步进电机引入外部继电器的方式解决该问题。软件设计中,将Y0点输出脉冲与继电器动触点结合,常开触点则与电机驱动器脉冲信号输出端连接,上/下脉冲控制以及左/右脉冲控制则与两个外部继电器的控制端进行连接,根据这种方式,能够通过操作上/下脉冲控制以及左/右脉冲控制的方式,实现对步进电机脉冲输入的合理控制。 与此同时,从基于plc系统的三自由度机械手控制系统复位操作角度上来说,软件设计中可应用特殊存储器SM0.1位以及按键10.0的方式进行控制。在plc控制器收次扫描的过程中,状态取值为1,可直接用于机械手控制系统的上电复位操作。同时,操作人员可以根据现场运行情况,对plc控制器所产生的PTO脉冲信号进行合理设置,并经过Q0.0输出点输出信号,实现复位指令。 4 结束语 PLC可编程控制器是一种专门用于工业领域的电子控制装置,该电子控制装置是基于数字运算操作的方式所实现的。在PLC控制器的实际运行中,具有包括功能强大,可靠性高,编程简单,以及人机交互界面友好等多个方面的特点,在工业控制系统以及机电一体化产品设计中有着非常好的应用价值。本次研究中,从PLC的角度入手,对三自由度机械手控制系统的设计与实现进行了分析,该控制系统实现了电动式机械手与气动式机械手优点的融合,除了具有操作简单,定位精确的优势以外,还有效节约了行程开关以及I/O端口,综合优势非常确切。 机械手设计论文:基于“三自由度关节型机械手”对回转关节的研究与设计 摘 要:关节型机械手是一类具有与人手肘类似的“关节”,可以模拟人手操作的自动化装置。它主要以电气结合的方式驱动,再通过齿轮等进行机械传动。但因为机械摩擦较大,传动部位(回转关节)仍有改进的空间。结合开关磁阻电机的原理,该文探讨了一种利用电磁驱动的新型回转关节。这一设计有效地避免了齿轮传动带来的机械摩擦损耗。 关键词:三自由度关节型机械手 开关磁阻电机原理 新型回转关节 机械手是一种智能装置,能够实现模拟人手的所有动作。在实际的工作过程中,机械手会按照预先设计的固定程序进行对工件的工位转移等。关节型机械手是机械手的一种类型,但它具有与人类手肘类似的“关节”,比一般的机械手结构更精巧、操作更灵活,具有广阔的研究与应用前景。 现有的机械手主要以电气(即电动机和气缸)结合的方式进行驱动,应用齿轮等机械装置进行传动。但因为机械摩擦的缘故,传动效率仍有较大的提升空间。该课题在对一种现有“三自由度关节型机械手”[1]的研究基础上,对回转关节部位进行了更深入的调研,并提出通过电磁驱动减小机械摩擦的新型旋转关节设计。 1 三自由度关节型机械手的基本情况 1. 1 整体设计 该关节型机械手为圆柱坐标,包含3个自由度,其中机械手在进行工作时完成对工件的两个方向的回转和实现一个方向的转移。机械手运用回转关节实现所夹持工件的前后和左右的回转运动,而运用移动关键来实现所夹持工件的上下的移动,从而实现整个机械手的运动工作。 机械手的整体设计如图1,主要包括手部、腕部和臂部。 手部(亦称抓取机构)是用来直接握持工件的部件,根据设计要求,利用夹钳式手部结构。其中,夹钳式机械手有两个半圆形或者椭圆形的机械手指,手指由驱动电机通过连接传动装置实现其张合以及闭合,从而实现了机械手对所夹持工件的抓紧动作。这种方式的机械手抓具有很好的通用性,能够实现不同外形结构工件的抓紧,所以适用性比较强。 机械手的主要组成部件为手腕部分,手腕在机械手传动中起到传动中介的作用,其连接机械手的手部以及机械手的臂部,实现机械手在臂部的所有动作的转换,有效地实现了手部动作的完成。另外,机械手手腕还可以实现机械手工作范围的扩大化,使得机械手的工作范围有效提高,并对机械手的灵活度有了明显的提高。手腕的回转动作运用回转液压气缸来实现机械手在空间上270 °的回转动作,液压气缸机构简单,操作方便,很适合机械手的运用,但是,机械手的手腕要求工作严格,不能出现振动等现象。 机械手的臂部主要是对机械手整体起到支撑的作用,机械手在进行工作过程中所有的运动惯性以及自身和工件的所有重量都由臂部来承受,所以,机械手的臂部要求结构强度高、抗疲劳性强等特点。同时,机械手的臂部还能够实现机械手部分动作的实现,一般在机械手的臂部运动采用液压或者气压缸实现。文中所设计的机械手臂部主要包括大臂和小臂。 1.2 回转关节 大臂和小臂的回转运动由回转关节完成。回转关节由45BF005π型步进电机驱动,通过两个啮合的直齿圆柱齿轮进行传动,如图2。当电动机运行时,左侧的齿轮轴发生转动,右侧的啮合齿轮也相应转动起来,再通过轴的带动,与之相连的臂部也发生转动。 2 回转关节的分析 这种传动方式本身所需要的传动扭矩比较小,并且传动精度也比较低,所以在选择驱动的方式时应该考虑驱动源的误差积累等问题,研究者采用的驱动源为步进电机。经过查询资料《机电综合设计指导》中的表格2-11,关于步进电机的相关参数可以看出,此文选择的电机型号为:45BF005π型,其中,这种步进电机的主要参数包括如下:步矩角为1.5°,其中电机的额定电压为27 V,总体质量为0.4 kg,该电机具有外形结构比较紧凑,结构简单,控制方便等优点。 通过精度验证,机械手在传动过程中,如果只依靠步进电机的传动精度是远远不够的,还需要运用不同的传动机构以及变速机构等进一步实现传动精度的提高。文章中所提及的机械手的传动采用一级减速齿轮的传动,其中主动轮的传动齿数为20,从动齿轮的传动齿数为70,经过查询资料可以得到,该齿轮传动的传动模数应该选择m=1,齿轮的宽度应该设计为20 mm,在传动过程中,由于齿轮传动会有一定的振动,所以此文设计的齿轮的宽度为24 mm。 3 新型回转关节的研究与设计 3.1 电磁驱动的可行性探讨 通过查阅文献,利用开关磁阻电机原理进行电磁旋转的理论已经比较成熟。 开关磁阻电机的工作机理基于“磁通总是沿磁导最大的路径闭合”的原理。当定、转子齿中心线不重合、磁导不为最大时,磁场就会产生磁拉力,形成磁阻转矩,使转子转到磁导最大的位置。当向定子各项绕组中依次通入电流时,电机转子将进一步沿着通电相序相反的方向转动。如果改变定子各相的通电次序,电机将改变专向,但相电流同流方向的改变是不会影响转子的转向的。 一类新型的磁旋转地球仪[2]就是依据该原理设计而成的。 该地球仪沿赤道线每隔一段距离会贴上永磁片,通过FEMM软件仿真,可见永磁片的磁场呈对称周期排列,如图3。具体的磁场分布可以通过对永磁体本身的磁感应强度的检测进行分析确定,从而实现所设计的悬浮球体的旋转动作。 综上所述,利用开关磁阻电机原理,借鉴磁旋转地球仪的设计,可以利用电磁驱动替代回转关节本来的电机驱动和齿轮传动。这样的设计避免了齿轮传动机械摩擦的损耗,也避免了电机精度不高的缺陷。 3.2 新型回转关节的设计 新型回转关节利用贴永磁片的圆柱体和电磁线圈替电机和直尺圆柱齿轮。 圆柱体的设计尺寸参考原有的右侧齿轮大小,R=35 mm,h=24 mm。 沿圆柱体圆周中线每隔一段距离贴上小铁片,每个铁片上贴有一圆形的永磁片。在圆柱体周围安装两组电磁线圈。这两个电磁线圈组成一个弧度,弧度的圆心与圆柱体的柱心尽量保持重合。其中一个线圈正对一个永磁片,另一个电磁线圈正对相邻的另一个永磁片,如图4。正常工作时,通过检测永磁片位置,两个线圈同时通电使电磁线圈同时产生相同的极性。通过对流入线圈的电流进行控制,使得圆柱体实现了旋转。若要使圆柱体停止旋转,切断线圈中的电流即可。 旋转的圆柱体与原有的右侧的轴相连,如图5。当线圈通电时,圆柱体带动轴旋转,与轴相连的臂部也随之发生转动。 4 结语 新型回转关节利用电磁驱动的原理,用带永磁片的圆柱体替代本来的电机和直齿圆柱齿轮。这样的设计避免了齿轮传动机械摩擦的损耗,也避免了电机精度不高的缺陷,具有很高的研究价值。但是囿于研究者现阶段的知识储备与精力,该种设计仍存在许多待进一步讨论的问题。比如电磁驱动能否带来足够的驱动力、回转的精度是否能有效地控制等。 机械手设计论文:4轴机械手的STC单片机控制及PC组态监控设计 摘 要:为组建单片机实践教学系统,设计了一种4轴机械手。该机械手的水平移动由直流电机驱动,其它轴由舵机驱动,由一片STC单片机控制各轴运动,该单片机还能够与PC机进行Modbus网络通信。在PC端,通过运行组态画面实现对机械手的实时监控。通过机械手本体设计、单片机软硬件设计、PC组态画面设计及联网调试,对整个系统进行了验证。该设计方案对组建单片机工控网络实践教学系统具有参考价值。 关键词:机械手;STC单片机;Modbus;单片机控制 一、引言 本题目是我校2015大学生大创新项目“单片机机电控制及工控网络应用”的一个组成部分,其设计内容是:用STC单片机控制一台4轴机械手的运动,且单片机的串口与PC电脑通过Modbus网络协议进行通信,PC端则通过运行组态画面对单片机进行实时监控,详见图1机械手实物图。 在图1中,机械手的水平移动由直流电机经齿轮组减速驱动双螺线螺杆,在直流电机轴的另一端安装有光电码盘,以检测电机的角位移。螺杆的转动带动其上的滑块作X轴水平运动。在滑块上安装有一台三坐标机械手,其底盘旋转(A轴),手臂摆动(B轴),夹爪开合(C轴)分别由三只数字舵机S1501驱动。整个机械手由一片STC12C5A32S2单片机控制。该单片机的串口经MAX485与PC进行通信,以Modbus RTU协议实现主从联网。 二、控制电路设计 4轴机械手的控制电路如图2所示。 在图2中,STC12的P1.3/CCP0引脚用于接收与直流电机同轴安装的码盘的光电脉冲信号,并把PCA0设置为对该引脚上升/下降双边沿触发中断的工作方式,每当PCA0中断发生,就根据电机转向对码盘脉冲数加1或减1操作,由此确定出滑块(即X轴)的当前位置。P1.4/PWM1引脚的作用是向直流电机驱动电路发出PWM脉冲,实现直流电机的PWM调速。该PWM脉冲是通过把STC12的PCA1通道设置为8位PWM输出方式来实现的。此外,在X轴两端的极限位置,各安装有一个光电开关,其信号分别接入P3.2/1NT0和P3.3/1NT1引脚。两引脚的下降沿脉冲输入能够触发STC12的1NT0、1NT1中断。P0.0、P0.1、P0.2引脚用于向机械手底盘舵机、手臂舵机和夹爪舵机发出控制信号。STC12的P3.0、P3.1引脚通过MAX485芯片实现TTL/RS485转换,转换后的信号再接到FT232模块的A、B端,经FT232模块把RS485信号转为PC电脑的USB信号。STC12的P3.7引脚用于MAX485的收/发控制。 三、PC组态监控设计 PC端采用uscada组态软件进行上位机监控设计。在用uscada设计监控画面前,要配置串口设备(即从机)的参数和数据区,并进行模拟量和状态量管理。首先,应把串口通信协议设置为Modbus RTU,设置从站地址,该地址应与STC单片机自设的Modbus站址一致。然后再对串口设备数据区进行设置。uscada为从站设备配备了4种类型的数据区:Discrete Input,即DI,离散量输入;Input Registers,即AI,输入寄存器 ;Coil,即DO,线圈输出;Holding Registers,即AO,保持寄存器。在uscada这4个区设置的变量应与在单片机XRAM中DI、AI、DO、AO型变量区设置的变量相对应,但名称可以不同。主从机通信时,单片机的Modbus RTU函数将按照这种 对应关系处理变量。设置好从站的数据区后,就可以 定义模拟量和状态量,并进行监控画面设计。图4为4轴机械手组态监控画面图。 在图4的画面中,分别对机械手的X、A、B、C轴设置了数字框图元,用以显示各轴坐标值,各轴数字框图元右侧的阀门图元用于设定该轴的坐标值。机械手有手动/自动两种工作方式,由图中的档位开关图元进行转换。手动方式下,机械手按图4中左侧各轴坐标设定值进行动作。自动方式下,机械手以手动方式的设定值为起点,以图4中右侧的设定值为终点,进行自动往复循环动作。画面中,滑块起点和终点是DI型变量,手动/自动档位开关是DO型变量,X轴当前位置为AI型变量,其它为AO型变量。当主机与从机通信后,画面即显示出各变量的当前值。 uscada具有串口通道通信数据实时监视功能,图5为主从机通信数据实时监视窗口图。本系统的Modbus RTU从站函数能够处理Modbus 01,02,03,04,05,06,15,16功能码。 四、结语 本文所设计的4轴机械手,首先,具有一个由直流电机驱动的水平移动轴,与全部采用舵机驱动的机械手相比,增加了运动方式和控制方式的多样性,并用到了STC增强型单片机的多种片内资源,是更好的单片机教学与实践模型。其次,本机械手能够通过Modbus工控网络与PC机联网,在PC端通过设计组态画面实现对机械手的实时监控,这就把单片机的学习与实践提升到了网络应用的层面。再次,由于利用了STC单片机丰富的片内资源,并通过上位机监控实现人机交互,这就使得系统的控制电路简单,且uscada为永久免费的组态软件,所以使用本设计方案,能够经济的组建具有工控网络应用的单片机实践教学系统。 机械手设计论文:博世机械手采用最新D3模块化 设计实现整线自动化 作为针对一次和二次包装技术解决方案的领先机械手技术供应商,博世包装技术最新设计的Delta机械手包装设备,为食品厂家提供更多解决方案及提升性能。 最新的GD(齿轮驱动)系列Delta机械手采用开放式的框架和平台,在提供了标准化和模块化方案的同时,又可根据不同的应用配置各种可选项。博世包装技术提升了D3机械手的平台,将负载增加至3公斤,从而确保更快的速度来提升拾取率。其快速的产品切换、操作和维护简易的设计有助于生产商降低总拥有成本(TCO)以及减少投资回报期限(ROI)。 据博世包装技术(瑞士)的销售总监Marc de Vries介绍:“随D3平台机械手的推出,我们为一次和二次包装提供了更多样化的解决方案。这种新的模块化和可升级的设计提供了结合标准设备模块的多种机械手方案。通过增加模块化的设计,博世证明了其以客户为核心的承诺,从而提高生产效率,降低总拥有成本(TCO),同时更快速地推向市场。另外,通过提高灵活性,新的平台可帮助我们的客户利用机械手自动化来形成竞争优势。” 广泛的应用范围,增加多样化 D3机械手平台包含了多种特点用来提高生产效率以及帮助生产商满足日益增长的产品多元化需求,例如:饼干、糖排、巧克力、糖果、烘焙食品以及立式机包装的产品等。Marc de Vries说:“很多客户在寻找能够在同一台设备上包装多种产品的机械手设备。通过提升性能、增加有效负载和工作高度以及可选的用于产品转向的第4轴或第5轴,我们显著地扩大了产品应用范围。” 凭借行业领先的Gemini 4.0 Delta机械手控制器和软件设计,新的产品可以通过线下模拟运行而不需要实物,从而减少了安装和调试时间。更简洁的平台设计增加了产品切换速度和可操作性。 方便清洁,更有助于食品安全 D3平台机械手的另外一个优势就是,它的卫生性和开放式的框架设计,采用了更少的零部件和可视性更强的移动部件,这有助于制造商遵守日益严格的食品安全法规。电气控制柜被放置在设备的顶部,使得操作人员在设备的正反面都可进行操作,以减少清洁和维护时间。 模块化设计,提高生产的灵活性 作为博世模块化设计和一站式供应理念的一部分,D3机械手可以轻松地与博世或者其他第三方的一次或二次包装设备进行整合。D3机械手的设计是为了增强中小型企业和跨国公司的生产灵活性。这个新的产品组合提供了更为灵活和可升级的机械手解决方案,从而使得客户能够更迅速地适应当前生产的需求,同时达成未来的生产目标。 值得一提的是,博世包装新推出的Paloma D3进料和顶装式机械手将会被整合在Module++饼干包装整线中。 机械手设计论文:基于PLC的气动抓取式工业机械手设计研究 摘 要:机械手在设计过程中,注重其自动化控制,能够实现一些较为复杂的工业操作。文章对气动抓取式工业机械手设计的研究,主要是基于PLC自动化控制下的抓取式机械手的设计分析,注重提升机械手的灵活性和智能性,以期更好地实现工业发展自动化。 关键词:PLC控制;工业机械手;设计研究 前言 工业生产领域中,很多工业操作靠人工是无法完成的,并且,一些操作具有较大的危害性,因此,要想实现工业生产目标,保证工人施工安全,工业机械手得到了较为广泛的应用。工业机械手可以进行一些高温、有毒环境下的工业生产,极大程度上保证了工人安全,同时也在很大程度上减缓了工人的劳动强度。基于PLC的气动抓取式工业机械手设计,将注重相关程序的具体应用,注重把握机械手设计的灵活性和自动性特征,通过一系列编程控制,更好地实现机械手的实际效用。PLC气动抓取式机械手,具有较高的可靠性,并且编程简单、功能强大,延伸和扩大了人的手足和大脑功能,更加广泛地应用于工业生产中。 1 气动抓取式工业机械手的构成分析 基于PLC的气动抓取式工业机械手设计,需要具有较高的灵活性和自动化发展特征,能够根据相应的程序设计,满足实际生产需要。因此,在进行设计过程中,气动抓取式工业机械手应包含以下几部分:执行机构:执行机构是气动抓取式工业机械手的重要组成部分,包括了手部、手腕、手臂和立柱等部件,是机械手完成生产目的的关键部分;气动驱动系统:气动驱动系统是指挥机械手完成工业生产的重要部分,利用气体压力进行驱动,使机械手完成任务;控制系统:控制系统相当于机械手的大脑,对机械手执行任务进行指令下达。一般来说,气动抓取式工业机械手的控制系统,主要以PLC自动化工业控制系统为主;相关检测装置:检测装置是进行位置调节的装置,通过检测装置可以更好地确定抓取目标,为实现抓取目的提供依据。机械手的构成,以PLC控制系统进行指令下达,之后由气动驱动系统进行机械能传输,使执行机构能够进行实际行动,并且根据位置检测装置,进行目标操作[1]。 2 基于PLC的气动抓取式工业机械手设计研究 2.1 设计要点 基于PLC的气动抓取式工业机械手在设计过程中,要注重机械手的抓取性能,在实际工作中,能够实现快、准、狠的工作效果。机械手设计过程中,手臂的运行方式有所不同,在进行手臂设计时,需要考虑到生产的实际情况,使机械手设计能够与生产实际状况符合。关于PLC气动抓取式工业机械手设计,要把握以下几点:第一,机械手臂设计时,坐标可分为直角坐标式、球坐标式、关节式等方式。第二,手臂的升降、收缩和回转运动要保证灵活性,能够较好地适应生产和抓取情况。第三,手臂的上下升降、左右旋转、上下摆动动作要具有较好的灵活性。第四,手臂要保证五个自由度,符合抓取需要。 2.2 设计方案 文章对基于PLC的气动抓取式工业机械手的设计研究,将从手指、手腕、手臂、三个方面进行。 手指设计分析:机械手在设计过程中,要具有较好的通用性能,能够进行有效的更换,以实现设计的效率性和多用性。手指在设计过程中,主要以气动抓取方式为主。气动机械手是用压缩空气为动力源的机械手。其特点是方便、输出力小、气动迅速。但是由于空气的可压缩性使其运送过程不稳定,抓取力控制在三十公斤以下。手指设计时,要有足够的握力并且手指间具有对应的开闭角,能够对工件进行准确定位。 手腕设计分析:手腕设计时,同样要以生产实际需要为主,手腕要具有较好的灵活性,更好地满足生产需要。设计时,若是抓取的物件是水平放置,则可以设置成为上下摆动的形式即可,若是抓取物件存在一定的复杂性,就需要将手腕设计成“球坐标式”,能够进行有效地活动,从而完成抓取工作[2]。 手臂设计分析:机械手臂在设计过程中,要保证其具有较大的灵活性。手臂是进行抓取工作的重要设计点,其速度关系到了机械手手指的抓取速度,文章对机械手臂的设计参数为最大移动速度为1.0m/s,回转速度为90°/s,移动速度为0.8m/s。手臂设计要具有速度性,它是实现抓取效率的关键部位。 2.3 控制设计 控制设计是基于PLC的气动抓取式机械手设计的难点,具有较大的复杂性,同时,控制设计也关系到了机械手能否发挥真正的作用。在控制设计过程中,需要考虑到机械手的通用性,并且采用点位控制方式,实现精确控制。控制设计时,要注重PLC工业自动化控制系统的应用。关于利用PLC自动化控制系统进行机械手控制的问题,如图1所示[3]。 PLC在实现这一目标时,需要通过程序编制,并且对程序进行执行处理,才能实现。PLC应用于气动抓取式机械手设计时,主要涉及到了以下设备装置:中央处理器、系统存储器、用户存储器、电源、编程器五大部分。这五个部分当中,中央处理器是PLC系统的核心,对气动抓取式机械手进行控制,电源、线路是实现PLC系统进行相关程序操作的关键。同时,编程器、系统存储器、用户存储器之间,需要通过I/O信号输入,才能实现效果。 PLC控制作用发挥时,需要事先有PLC系统进行命令,并且通过总机的数据处理系统,将指令进行传达,实现信号输送。关于PLC的气动抓取式机械手的工作情况,主要如下:机械手位于初始位置,受到控制系统控制,执行系统将推动机械手进行运动。同时,机械手各个主要部位受到执行系统控制,执行系统通过完成主系统下达的任务,进行机械手控制,完成机械手操作任务。基于PLC的气动抓取式工业机械手设计,将更加广泛的应用于自动化生产线。国外很多国家已将其成功的应用于成套的自动化生产设备中。机械手未来的发展,将朝着自动化、智能化、网络化的发展方向迈进,将更好的代替人从事高危险、高危害的工作环境,实现生产管理的智能化和自动化。 3 结束语 综上所述,文章主要分析了基于PLC的气动抓取式机械手的设计原理、设计方案、控制设计三个部分内容,并就气动抓取式机械手的特点进行了分析,实现了气动抓取式机械手的设计。气动抓取式机械手在工业生产过程中起到了重要的辅助作用,在实际设计过程中,必须注重这一点,使机械手设计能够更好地促进工业生产的发展和进步,满足我国现代工业更加自动化、智能化的发展需要。 机械手设计论文:基于PLC的气动机械手控制系统现状和程序设计算法分析 【摘要】机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程以变动的多功能机器,在工业自动化生产中占据着重要位置。驱动方式可以液压传动,也可以气压传动,也可以是电气控制等方法。随着传感器技术、气动技术、计算机技术等发展,基于计算机技术为基础的控制技术发展较快,其中气动技术以经济、廉价、灵敏等优点,而成为研究热点之一。本文介绍的是气动机械手模型基于专用计算机―PLC的控制系统设计。 【关键词】机械手;现状;程序设计;算法分析 一、PLC的气动机械手控制系统现状 随着社会与科技的进步,工业生产自动化设备越来越广泛应用,其中机械手的诞生就是基于生产技术不断提高,是现代生产与科技应用相结合形成的一个重要技术。工业机械手的应用减轻了劳动强度、可提高产品加工精度、减少危险性生产由人工操作环节,尤其是在一些危险性大的行业生产中应用较为实用,如化工生产有存在有毒物质的;如核电厂等存在放射性物质的地方;如烟花等易燃易暴的生产场合等生产环境非常适合使用机械手进行生产。在机械行业中(铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配等)应用也十分广泛,如在柔性生产线中用气动机械手来搬运上下料材;机械零件的装配生产线中,利用机械手抓零件与另一零件装配在一起;如啤酒生产中用机械手把盖压在瓶子上等等。以上种种应用极大的减轻了劳动强度、促进安全生产、提高产品质量,适合现代化的生产趋势,具有较强的生命力。机械手的驱动方式有气压传动、液压传动、电气传动和机械传动。广泛使用的气压技术以压缩空气为介质,具有动作迅速、平稳、可靠、结构简单、较轻、体积小、节能、工作寿命长的特点,特别是对易于控制、易维护、无环境污染场合,因此气动技术常作为机械手的驱动系统的首选。气动机械手与其它控制方式的机械手相比,具有无污染、抗干扰性强、价格低廉、结构简单、功率体积比高等特点。在机械行业越来越多的自动化设备中采用了机械手,主要是液压控制和气压控制两种方式。其中气动机械手以其取之不尽、用之不完的气源,及较低的生产成本受用户喜爱,各国对气动机械手的研究越来越重视,现已发展成为满足生产需要的一种重要的实用技术。 在工业自动化中液压与气压均有较在应用,而气动技术被称为工业自动化的“肌肉”,其应用灵活,夹持工件的重量越来越重,在各种机械加工行业和制造行业中,尤其在有毒的环境下作业等其应用程序越来越受重视,并得到相应广泛使用。随着科技不断日新月异发展,自动化控制技术也不断更新,在微电子技术、计算机技术等技术的迅猛发展形势下,气动技术不断技术创新,以工程实际应用为目标,不断取得巨大的进步。另外气动技术作为一种相对来说比较廉价的自动化技术,由于其元器件的制造技术以及使用性能的不断提高,并且生产成本和流通成本不断的降低,气动技术现已被广泛的应用在现代工业、医疗业、生产以及输送领域。例如南昌市第一附属医院中引入了气动控制药品传输线,从药房配药师输出到住院部等各部门,每次提高了近5分钟,大大减少人力劳动及工作人员数量。 我国在机械手的应用方面,不是世界最发达国家,但已经较为广泛使用并取得了较成熟的技术。基于Programmable logic Controller为核心技术进行控制的液压机械手或气动机械手在工业自动化领域应用较多,非常适合PLC最基本功能,即逻辑控制。如用来上料下料、装卸机械零件、搬动物品等重复性的工作过程。我们国家原来的继电接触器控制系统大多已改造为基于 PLC 为控制器的自动化装置,通过最近20多年的应用实践表明,在机械制造及自动化领域具有强大生命力。研究的基于气动技术的可编程控制器控制的机械手是现代机电一体化自动生产线中重要辅助装置,可实现上下、左右、伸缩六个方向的三维空间运动,较适合经常变更批量生产与柔性制造生产的现代加工方法。它能按预定程序和控制要求完成物品、材料、机械零件等进行运送、上下料、搬运等作业,并可以在需要时修改程序实现动作变更。 二、PLC 程序设计算法分析 算法是决解决问题的清析思路的描述,对于一种可行的解决方案均有算法。当然对于不能解决的方案可能就没有算法可言。在本课题中编程环节要求按照机械手的工作要求实现控制要求,我们通过假定其初始位置为原点,其条件为右边、后退、松开状态为原始条件,基于此条件下实现自动操作与手动操作。 (一)分治法 设计中利用了重要的分治法实现各功能模块。依照气动机械手的工作顺序要求,划分为各小功能模块,如向左伸出与向右缩回、向下伸出与向上缩回、水平伸出与缩回等均可分为小的模块,设计中称为状态。从初始状态开始依次按要求将可画出相关系统流程图。各相关的状态中动作利用步进指令转换为梯形图程序,实现完整的控制功能。 (二)贪婪法 贪婪法的总体思路中把符合控制条件的所有情况均最大限度的列入考虑范畴,从中选取一个解决问题的办法。课题设计中考虑符合设计要求的思路会有多种,如采用最基本的思维,即把每一步均作最基本的“起-保-停”处理,并线圈内加入限制条件,在最开始作最基本的起动控制程序以实现控制功能。另一种方法可以采用 SET、RST 指令来实现控制功能。还有方法就是后续设计中用的用流程图把所有出现的动作当成状态,设计其流程图并转化为梯形图程序。 (三)递推法 对于设计的程序图中各状态的实现方法,采用逻辑递推法,依次基本逻辑关系递推。如课题设计中关于机械手控制工作顺序中的各状态中执行动作及各状态间转换关系,不断利用这种递推办法,把气动机械手的工作过程按顺序设计其控制逻辑图。在程序设计过程中存在各种逻辑限制关系,要依照控制要求反复推敲后加入程序以实现各种功能及相关条件限制。 机械手设计论文:机械手自动控制系统设计研究 摘要:随着科技的不断进步,工业自动化产品的性能日益加强。在工业生产和其他领域内,由于工作的需要,人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害,增加了工人的劳动强度,甚至于危机生命。因此,迫切需要一种东西代替人在恶劣的环境中作业的要求呼之欲出,机械手由此而诞生。本文就机械手自动控制系统的设计进行了分析研究,以供参考。 关键词:机械手 PLC 自动控制 系统设计 1、引言 随着可编程序控制器(PLC)在工业生产过程自动控制中的广泛应用,解决了在各种恶劣环境下工作的难题。机械手在工业自动化生产得到了很好的利用,它不仅灵活多样,而且耐高温、抗腐蚀,可以较强适应各种恶劣的工作环境完成人无法完成的操作,大大降低了工人的劳动强度,提高了生产效率。机械手是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备,是工业机械系统中传统的任务执行机构,它的出现不仅提高了产品的质量与产量,而且加快的实现了工业生产机械化和自动化的步伐。 2、机械手与PLC的概念 2.1机械手 机械手主要由手部和运动机构组成,可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度 。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。 2.2 PLC PLC为可编程序控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC),是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置。主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。PLC的特殊功能模块用来完成特殊的任务。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则设计。PLC具有可靠性高、适应面广、控制性强、操作方便、抗干扰能力强、编程方便、对环境要求低、与其他装置配置连接方便等特点。在工业自动化控制系统中占有极其重要的地位。 3、机械手自动控制系统设计 3.1 I/O地址分配 I/O地址分配见表3.1。 表3.1机械手控制PLC输入/输出(I/O)分配表 3.2 PLC控制系统设计分析 由机械手的工作过程可知,这是一个典型的顺序控制系统。为此,可从机械手的连续工作方式入手编写程序。首先应绘出连续工作时的功能表如图3.2,然后直接列写逻辑表达式,用触点线圈指令编程,也可使用置位复位指令或顺序控制继电器指令来完成。为了将每一步的工作状态显示出来,动画模拟软件使用了内部存储器位 M5.1 、 M5.2 、 M5.3 、 M5.4 、 M5.5 、M5.6 、 M5.7 、 M4.0 、 M4.1 来分别表示①~⑧的运行状态。编程过程中,需要注意特别处理的问题是①、⑤和③、⑦步的动作问题,虽然①、⑤步都是下降操作,但却具有不同的意义,①步下降是空钩下降,而⑤步下降则是夹着工件下降。③、⑦步的上升操作也是这样。 图3.2机械手动作功能表 图3.3机械手控制系统程序结构图 单周期操作的程序实现可在连续工作程序的基础上通过经验修改实现。其要点是是设法阻止机械手在一个周期工作结束后自动进入下一周期,一般在下降的启动回路想办法。 单步操作的实现与单周期工作的实现是相似的。即设法在每一步工作结束后,不是直接启动下一步的工作,而是等待启动按钮的命令后再工作。 以上是在同一个顺序控制程序中完成的连续工作、单周期工作和单步工作的程序编制思路。实际上本文采用分段跳转的办法来完成这三种操作,这使得程序结构如图3.3所示。这种方法编制的程序结构清晰,但程序数量长于前一种方法。 4、系统调试 4.1控制系统的程序调试步骤 (1)对于比较复杂的控制系统,需要绘制系统流程图,用以清楚的表明顺序和条件。 (2)设计梯形图,这是程序设计的关键一步,也是比较困难的一步,要设计好梯形图,首先十分熟悉控制要求,同时还要有一定的电气设计的经验。 (3)将程序输入到PLC的用户存储器,并查找程序是否正确。 (4)对程序进行调试和修改,直到满意为止。 4.2调试过程中注意的事项 (1)数据线与计算机的接口必须要与软件的端口保持一致,否则运行会产生通信错误问题。 (2)连接PLC上的输出端口对应的动作必须与程序中的输入输出点的定义动作保持一致。 (3)PLC上的输入输出点都必须接入电源,连接的外部模块也必须接通电源与接地线 (4)由于条件有限,外部接线模块中部分用开关代替按钮,在执行点动程序注意执行完应该将开关拨回到停止状态。对于限位开关也用普通开关代替,当执行完该步程序后,进入下一个步,需要将限位开关拨回OFF状态。 结束语 机械手控制系统采用PLC进行控制,大大提高了该系统的自动化程度,减少了大量中间继电器、时间继电器和硬件的接线,提高系统的可靠性。同时,使用PLC进行控制可以方便更改生产流程,增强控制功能。另外,在实际的生产中,可以设置远程控制,可以利用监控软件对控制系统进行实时控制,以提供较为直观、清晰、准确的机械手运行状态。也为维修、故障诊断提供多方面的可能性。 机械手设计论文:仿人机械手的结构设计与现实意义 【摘 要】本文阐述了仿人机械手研发的国内外发展现状与存在的问题,并针对这些问题对仿人机械手进行了三维建模以及运动学仿真,同时阐明了仿人机械手研究对社会生活的现实意义。 【关键词】仿人机械手;三维建模;运动学仿真 0 引言 机器人技术的发展是一个国家高科技水平和综合能力的重要标志,而服务机器人是未来社会发展的必然产物,对于服务机器人的研究,尤其是仿人机器人的研究是具有巨大经济价值和历史意义的,其原因有两个:第一,世界老龄化进程的加快,尤其是中国也正进入老龄化社会,照顾老人问题即将成为一个严重的社会问题,而仿人机器人在解决这一社会问题中有着不容置疑的作用;第二,由于各种灾难和疾病造成的残障人士也逐年增加,他们需要越来越多的关心和照顾,如果采用专门的人力将严重增加社会的负担。所以对于服务型机器人的研究,显得格外重要。 目前有很多服务型机器人,但是没有一个机器人可以像人一样有一双灵巧的手,完成只有人类才能实现的复杂动作,本课题就是针对这一问题从仿人机器人的机械手开始研究的。 1 国内外发展现状与问题 从1960年由通用电气公司设计制造的造型为两只手指的爪状物开始,为以后的各类机械手打下了基础,到现在为止美国的宇航局(NASA)、哈佛大学和耶鲁大学,日本的东京大学在机械手的研究上都取得了不小的突破。 我国机械手的研究比较晚但是也做了很多工作,国防科技大学[1]、哈尔滨工业大学[2]也研制出了多指灵巧手。尤其是哈尔滨工业大学机器人研究所研制的“仿人型机器人灵巧手”,2006年5月亮相德国慕尼黑国际机器人及自动化展览会,以其精美的外观、可靠的软硬件系统等赢得了众多参观者的赞赏,并率先进入了国际市场。 由此可见,目前多数国家和企业高校都在对仿人机械手进行研究与设计,不过现在还存在一系列问题,例如:价格昂贵,实时性不理想,设备笨重,并且大都停留在实验阶段,这些都制约其在实际当中的应用。 2 五指仿人机械手设计 本文设计的五指仿人机械手具有的优势有:采用欠驱动控制方式[3],所以机械系统大大简化,机械手大小基本与普通人手大小一致,便于安装到各种服务机器人的移动平台上;同时每个手指都靠手指末端拉力进行运动,也就是说只需要一个拉力便可以实现机械手指的人类手指运动方式,结构紧凑、便于控制、动作灵活;材料可以采用塑料纤维进行加工实现,因此质量轻、价格便宜,易于普及;可以采用嵌入式的控制方式进行控制,处理速度快,响应时间短。 本文通过Solidworks对五指仿人机械手进行建模,其单指与整手建模图形如下所示: 图1 单指结构与整手三维建模 本文通过ADAMS实现仿人机械手的运动学仿真,其仿真图形如下所示: 图2 约束添加以及手指运动效果图 3 现实意义 对于仿人机械手的研发对社会有着重要意义:其一,对于服务机器人的研制,尤其仿人机器人的研究应用,必将对机器人行业起到积极的促进作用;其二,仿人机械手的研发隶属于制造业,其研制成功与推广,可以增加就业,创造经济价值;其三,其技术的实现可以促进制造业的信息化、自动化和产品的智能化,提升产品技术含量和附加值,从而促进制造业相关技术领域的发展;其四,实现服务机器人上机械手的灵活运动与控制,对于老年人以及残障人士在心理上和身体上都非常有益处,为解决我国社会问题,创建和谐社会做出贡献。 机械手设计论文:炼胶生产线气动机械手的优化设计 【摘 要】本文介绍了气动机械手的基本功能,在此基础上,主要对气动机械手的结构进行设计与改善。在 PLC 和气动控制技术相结合的基础上,使其功能更加完善,运行更加精准、合理。它由 PLC 控制四个气缸来实现机械手横向和纵向的运动以及气动夹持机构的伸缩动作,利用气动能源分别完成对生产中使用到的工件进行抓取、放置等动作,实现了节能环保的特点。 【关键词】气动机械手;气缸;优化设计;PLC 0 引言 炼胶生产线一般包括上辅机(包括胶料、粉料和油料的称量及投送系统)、胶料混炼设备(密炼机)和下辅机(胶片挤出、冷却和称量系统)三大部分。由于密炼机和下辅机之间的胶料需循环返回多次精炼的要求,而气动机械手是传递机构中的重要部分,通过夹持机构将物料从某一位置和方位,按一定运动轨迹传递到另一位置和方位,且是以空气为介质,具有使用、维修方便、安全、可靠、成本低、寿命长等特点,采用气动方式控制机械手机构被很多场合所采用[1]。设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象的作业技术要求,拟定最合理的作业工序和工艺,并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性,定位精度要求,抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等,从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求。 1 气动机械手的工作原理 图1 气动机械手的运动示意图 图2 气动机械手工作流程图 如图1所示,此气动机械手具有两个弧线升降运动,一个旋转运动和一个直线运动的自由度,将炼胶机的出料搬运至左侧或右侧的炼胶机上。机械手的动作除了左右旋转应用电机控制之外,其余全部动作由气缸驱动,气缸由电磁阀控制,整个机械手在工作中能实现上升和下降、左转和右转、夹紧和放松的功能,是目前较为简单的、应用比较广泛的一种气动机械手。 在主臂立柱底座上安装电机以便控制其回转自由度。小臂a与主笔立柱之间用气缸A控制连接,以便控制小臂a的弧线升降。在小臂a与小臂b之间采用气缸B连接,以便控制小臂b的弧线升降,在小臂b和夹持机构之间采用气缸C连接以便当小臂运动时夹持机构在气缸C的作用下能保持平稳的运行和垂直度,气缸C的充放气特性以及运动轨迹根据气缸B和A的充放气特性来决定。夹持机构的开合和夹紧由气缸D控制。将气动机械手的零点(原始状态)定为开始工作位的回转限位、升降限位、伸缩限位及放松状态。气动机械手为实现移料动作,需要完成如图2所示的工作流程图。 2 气动机械手气动回路的构成及原理 气动回路主要是由气源、各种控制阀以及执行气缸等组成,下面介绍回路的关键部件-执行气缸。 执行气缸包括连接主臂立柱和小臂a的气缸A,连接小臂a和小臂b的气缸B,连接小臂b和夹持机构的气缸C,以及控制夹持机构的气缸D。由于不同的气缸控制不同机械结构,其输出力也不同,所以四种气缸的型号也不同。同时要求气动机械手能够在升降过程中任意位置实现精确定位,精度要求为 1mm以内。由负载性质及气缸运动速度选定负载率β值,即可求出所需的气缸理论输出力P=F/β。 气缸D所控制的夹持机构和物料最大重量约为50kg,气缸C所控制的最大重量约为55kg,气缸B所控制的小臂b的最大重量约为70kg,气缸A所控制的小臂a的最大重量约为80kg。 一般来说,气缸可以保证起点和终点的定位精度,因此,对于夹持机构Z轴方向的定位,应用一般的气缸就可以保证其定位精度和使用要求。而对于小臂a和小臂b的升降精度要求,则可以使用 SMC公司一种新型CEI型气缸,在结构上增加了位移传感器件,使之与气缸浑为一体,整体结构紧凑合理,设计新颖,提高了气缸位移监测的性能,CEI型气缸在杠杆的两侧刻有细纹磁栅,当气缸左右移动时,位移传感部分将以双向脉冲方波形式输出能够实现中间任意位置的定位[4],而且其定位精度可达到1mm以内,因此,应用上述气缸可以满足小臂a和小臂b的升降定位精度的要求和使用要求。根据以上原则和条件,详细选型见下表1。 总体气动系统原理图如图3所示。气源首先经过滤减压阀处理,通过相应的电磁换向阀后进入各个气动执行元件。 图3 气动系统原理图 1、2、3、4―2位5通双电控电磁阀;5―气源处理组件;6―气罐 3 气动机械手控制系统配置 根据机械手运动仿真方案,机械手的循环动作依次为:上升正转下降伸出夹紧上升反转放松缩回反转下降下一循环。为了根据实际工作环境确定机械手工作时磁性限位开关的位置并调试机械手,对机械手的每一动作设定一个手动控制按钮。同时,为了保证气动机械爪工作时,整个机械手只能执行其一个动作,需要在程序上设计互锁功能。气动控制系统一般由控制器,电―气控制元件、气动执行元件、稳压气源、传感器和接口电路组成[2]。控制器一般指计算机、单片机或可编程控制器等控制器件,气动执行元件常用的有气缸、气爪、控制阀等,传感器一般指位置传感器、速度传感器和加速度传感器,接口电路指控制器与控制元件、控制器与传感器之间的接口[3]。 气动机械手有两种控制方式:操作面板控制和个人计算机控制,两种控制方式均以 PLC 为主要控制模块,其中个人计算机控制要求 PLC 与上位机实现有效通讯,通过上位机程序的改变来实现 PLC 程序的更新与运动参数的变化。为了实现气动机械手操作面板控制和个人计算机控制两种操作方式,拟采用PLC 为下位机,PC 机为上位机的控制模式,PLC 与 PC 机之间通过 RS232 协议实现通信,完成控制过程中的数据交换[5]。可编程控制器的程序运行方式是循环扫描方式,而非顺序方式,因此任何一个气缸在条件满足后即开始动作,在机械手运行中遇到突然停电时,可以关闭气源,对工件进行处理, 来电后重新初始化各项个元件与程序。 我们所要控制的系统中,有8个行程开关信号、一个按钮开关信号、一个由定位系统动作结束发出的信号共10个输入点,因此我们选用了西门子S7-200系列CPU224型号PLC,它有14路数字量输入点和10路数字量输出点,具有体积小、处理数据和通讯能力强、存储器容量大等优点。基本位布尔运算执行时间为0.22μs,用户存储器容量SK字节[6]。而且它还具备6路30kHz单相高速计数器和2路20kHz高速脉冲输出可以分别用来接收旋转编码器信号和直接控制步进电机运行。有模拟量输入/输出模块、高速计数器模块、位置控制模块、数据输入/输出模块、通信模块等,可以实现模拟量控制、位置控制和联网功能,在功能上完全满足了控制系统的要求,并留有一定数量的FO通道作为照明电路和其它储备用途。 4 结论 本文主要研究了气动机械手的执行机构和驱动系统的原理并进行了设计,采用气动驱动作为机械手的驱动方式,通过分析设计执行气缸及其控制阀等模块,以满足相应的动作要求,根据气动机械手的功能要求绘制了机械手的控制系统流程图,使机械手能实现多点连续的控制,同时分析气缸C和气缸B的充放气特性,以便优化两者的先后动作,再结合S7-200可编程控制器,使气动技术在顺序动作的逻辑控制系统的优点得到充分发挥。
建筑施工工艺论文:浅谈建筑施工中建筑外墙保温技术及施工工艺的运用 【摘要】外墙保温技术在建筑节能中发挥的影响越来越大,既能给用户提供舒适的居住环境,又能够实现节能,值得推广。本文针对建筑外墙保温技术及施工工艺进行了探讨。 【关键词】建筑施工;外墙保温技术;施工工艺 外墙保温层的任务是把建筑物的内部温度始终保持在最佳状态,而尽量减少能量损失,即散热。它把建筑物外表“包裹“保护起来,在满足了建筑物的保温性能的同时,大大延长了建筑物的寿命。外保温体系是新建筑最好的外墙防护体系,也是老建筑物最好的维修体系。伴随着我国经济的快速发展,房屋建筑业也取得了显著的成就,外墙外保温技术在我国房屋建筑施工中得到了广泛的应用。但与此同时,在对建筑物实施外墙外保温施工时常常由于各种因素而出现许多问题,本文就外墙保温施工中出现的主要问题进行分析,并对出现的问题提出具体的解决措施。 1外墙保温技术阐述 1.1外墙外保温技术 1.1.1保温效果好 外墙保温必定要用到各种保温材料,其保温效能有利于减弱冷桥或热桥造成的影响,从而维持建筑质量。选择同一种保温材料时,与外墙内保温相比,外保温需尽量保持材料较小的厚度。 1.1.2应用范围广 外墙外保温技术应用范围较广,在冬季可用于北方建筑,起采暖作用;夏季可用与南方建筑,起隔热作用。对以往建筑进行节能改造时可用,在新节能建筑中也可使用。外墙不管是剪力墙结构,还是砖混结构,外保温技术都同样可用。 1.1.3保护主体结构 由于自然界的温湿度以及紫外线等都会对建筑产生一定的影响,当保温层位于建筑物的外侧时,能够削弱其作用,从而对建筑的主体结构起到保护的作用。尤其是外界温度,如果温度差较大,受热胀冷缩作用,极有可能引起建筑物的开裂。采用外保温技术可大大减弱温度对建筑内部的应力。 1.1.4 改善室内环境 在阻隔了外部温度影响的同时,保温技术还有助于墙体隔热性能的提升,从而使屋内热量流失量减少,以保证室内温度的稳定。同时,雨雪天气易引起墙体潮湿,时间一久,室内可能会出现透寒、霉斑等情况,采用保温技术,以上状况都能得到不同程度的避免,提高室内环境的舒适性。此外,保温材料贴附于墙体外侧,纵然有危害物质分散,也不会对屋内造成污染。由于保温层的保温层很薄,受外部因素影响较大,其各种性能都应有所改进。 1.2外墙内保温技术 相对来说,外墙内保温技术比较简单,施工方便,且工期较短,通常是利用保温砂浆或苯板等材料提升其保温性。传统的保温技术难以达到现代建筑的标准,随着技术的不断深化,内保温应用范围不断扩大,并取得显著效果。受季节性温差影响,室内外温差的变化对墙体结构影响很大,很容易引起其变形。内保温技术的应用,可减弱季节温差造成的影响,使建筑内墙和楼板空间得到有效应用。但同时也出现了一些问题,如占用室内空间,施工质量的控制有一定的难度,干扰日常生活,饰面容易发生开裂现象,建筑结构出现热桥或冷桥现象引起局部温差过大等。 1.3夹心保温技术 还有一种保温技术,即内外混合保温技术,也叫外墙夹心保温技术。该技术同样应用很广,主要是将保温材料放置于外墙的内外侧墙片之间,内外侧的墙片通常会选用混凝土空心砌块。该技术没有过高的要求,施工工艺、时间、材料等方面都无需过于严格,如保温材料,玻璃棉、聚苯乙烯等皆可使用。其缺点在于多用于严寒地区,在非严寒地区使用,比传统墙体要厚;因为需要许多构件进行连接,与传统墙体相比,其结构较复杂;而且受室外气候影响较大,温差大,易引起墙体开裂。 2.建筑外墙保温技术施工工艺 2.1主要工艺流程 在对建筑进行外墙保温的工作中,其施工工艺主要有以下几点:首先,应当先对基层墙面进行初步的清理,以便为后续的施工做好准备。当清理完成之后,就应当进行最基础的垂直吊线以及对灰饼进行制作。当制作完毕之后,则应当再次对墙面的平整度进行检验,如果发生问题则应当及时的对其表面进行处理。之后,再将砖墙进行充足的湿润,并将之前制作的保温浆料将其抹平,再对保温层进行验收工作。然后则应当进行弹分格线以及开分格槽的工作,当以上工作完成之后再使用水泥抗裂砂浆将其压入网格布之中,并再次对抗裂层进行验收,合格之后再进行下一工序,即对其涂刷低层土料以及刮抗裂柔性耐水腻子面层装饰涂料。 2.2保温浆料的施工 在对建筑外墙进行保温施工时,特别需要注意的一个环节就是保温浆料的施工。首先,应当在搅拌机中加入24至26kg的水以及经过比例计算的保温胶粉料,在将其进行搅拌30min直至成为材质均匀的胶浆之后,再向其中加入200L的聚苯颗粒轻骨料并继续进行搅拌5min。当发现浆体已经比较均匀时则可以正式进行施工。在这个过程中,一定要浆料各成分的比重进行精确的计算,从而保证材料比例的合理性,同时还应对搅拌的质量进行保证,而在搅拌质量检查的一个主要方式就是对其状态、抗滑坠性以及可操作性进行逐一的检验,从而对拌制质量进行综合的评价。 在浆料拌制之后,则可以将拌制好的浆料通过抹子将其均匀的涂到建筑外墙之上。在初次涂抹的过程中,应当保证其厚度为25mm左右为宜,并在上层初凝的时候进行下一次抹灰,并使中间涂抹层的厚度保持在15至18mm为宜。而当进行最后一层的涂抹,也就是建筑外墙面层的涂抹时,则应当注意这层不应当太厚,一般都控制在8至10mm之间。 2.3滴水线以及分格线槽的施工 对建筑外墙滴水线以及分格线进行施工时,可以通过对成品塑料线槽进行嵌贴的方式对其进行。而对于滴水线以及分格线的施工工序来说大体上则是相同的。首先,应当在已经抹好的保温层中依据之前的设计对滴水槽以及分格线的控制线进行弹出,并通过壁纸刀沿着线路将设定好的凹槽划开,其深度通常为15mm左右。之后,再使用抗裂砂浆对其进行填满,并使用塑料线槽将其嵌入到其中,并使其能够同抗裂砂浆之间粘结牢固。 2.4抗裂砂浆施工 在外墙保温工程中的抗裂砂浆施工环节时,首先应当将中砂、31.4MPa硅酸盐水泥以及抗裂剂按照3:1:1的比例投入到搅拌机之中,再将其拌制均匀为止。此处需要注意的就是在进行配制的过程中不能够进行加水,从而保证材料比例的精确性。当拌制均匀之后,再是同抹子将抗裂砂浆涂抹到外墙之上。通常来说,涂抹的厚度应当保持在3至5mm之间为宜。当涂抹一部分之后,则应当使用抹子将耐碱网格布压入抗裂砂浆中,并保证网布间的宽度应当大于50mm,在压入的过程中应当先将一侧压入,当对其抹入一定的抗裂砂浆之后再将另一侧压入到其中,而在其阴阳两角位置还应当将其进行搭接,搭接的宽度应当在阳角位置180mm、阴角位置的50mm为宜。而对于部分在进行施工过程中由于没有得到细致处理而出现的孔洞,则应当在其周围预留出25mm长度的位置,并在此处不进行对砂浆的涂抹,之后再以对角线的形式将网格裁开,使其形成四个不同的三角片,而当孔洞已经修补完毕之后,当对其进行砂浆的涂抹时,再将之前预留的网格布压入到其中,并将其进行抹平。 3.结束语 在建筑行业中,一项施工合格的工程都同一套合理有效的施工工艺有着密切的关系,而在外墙保温施工中也是这样,在对外墙进行保温的过程中,其所使用的施工工艺将对最终的保温效果产生重要的影响,也会直接影响到外墙保温的质量,这就需要我们应当对施工工艺进行细致的掌握。 建筑施工工艺论文:建筑施工中桩基施工工艺探析 摘要:桩基施工是建筑工程施工的重要构成部分,桩基施工工艺水平的高低直接关系着桩基施工质量,并进而影响到整体建筑工程质量。因此,对于桩基施工工艺技术必须受到建筑施工单位的重视,认识到桩基施工质量的重要性,做好施工准备工作,编制出合理的建筑工程桩基施工方案,选择合适的桩基施工工艺,保障桩基施工的质量,延长建筑物的使用周期及提高使用性能。基于此本文分析了建筑施工中桩基施工工艺。 关键词:建筑施工;桩基施工;施工要点 1、建筑施工中桩基及其施工工艺概述 1.1、桩基 桩基是建筑施工的基础,其施工质量高低直接关系着整体建筑工程的稳定性、安全性以及使用寿命,主要由基柱和桩顶两部分构成。建筑工程施工中常有的桩基形式主要有两种:一是高承台桩基,其桩身的上部在地面上,桩身的下部埋在地下;二是地承台桩基,其桩身的上下部分均埋在地下。 1.2、桩基施工工艺 (1)桩基施工工艺的种类。桩基施工工艺有很多种,在不同的地质条件下施工时,要选择不同的桩基施工工艺。在建筑工程桩基施工的过程中,常用的施工工艺主要有两种:一是预制桩桩基施工工艺,其主要是采用打击或者是振动的形式将桩基打入土中;二是灌注桩桩基施工工艺,其相对于预制桩桩基施工工艺较为复杂,首先要在施工现场的地基处钻孔,然后将事先准备好的钢筋笼放置孔中,之后再将混凝土浇筑在孔中,并对其进行必要的维护、保养,以确保桩基的形成效果。 (2)桩基施工工艺的作用。桩基施工工艺对于保障建筑工程质量具有重要的作用,具体表现如下:一是桩基施工工艺可以将建筑物在使用过程中产生的竖向荷载转移到桩基附近的土层中,增强发生自然灾害时建筑物的抗震能力以及抵御能力;二是桩基施工工艺可以降低建筑物在使用过程中的沉降速度,避免地基不均匀沉降、建筑物变形、墙体开裂等现象的发生,确保建筑物的安全性及稳定性,保障建筑物的使用质量,延长建筑物的使用寿命。 2、现代建筑工程桩基工程施工技术控制要点 2.1、建筑施工中桩基施工工艺准备工作 桩基施工工艺的准备工作极为关键,具体来说,在建筑施工中桩基施工工艺开始前我们需要做好的准备工作主要有以下三点:勘察施工现场;编制施工方案;准备相关机械设备。 2.1.1、勘察施工现场 在建筑工程施工之前我们一般需要对于施工线进行必要的勘察,这种施工现场勘查对于桩基施工工艺来说也是极为关键的,现场调查的结果能够帮助我们避免在桩基施工过程中可能遇到的一些问题,具体来说,进行现场勘查主要需要我们调查的就是施工现场的地质水文状况,对于地质进行必要的勘察能够帮助我们了解桩基施工时需要针对什么样的土层进行施工,有助于我们进行具体桩基施工工艺的选择,尤其是对于预制桩还是灌注桩的选择提供参考;对于施工现场的水文状况进行勘察则能够帮助我们了解施工现场地下水位状况,帮助我们在桩基施工过程中构建有效地排水作业结构,进而避免因为地下水对整个建筑工程桩基施工造成质量影响,确保桩基施工质量。 2.1.2、编制施工方案 施工方案的选择和确定也需要我们在具体的施工工作开始前完成,对于桩基施工工艺而言,编制恰当的施工方案也是极为重要的,这些都需要我们在准备过程中进行。对于现场进行充分的勘查之后,经过分析,我们就可以对于具体可以采用的桩基施工工艺和一些机械设备的使用进行确定,进而对于整个桩基施工工艺的过程进行规划,最终使具体的桩基施工操作有据可循。 2.1.3、选择机械设备 在工程施工中的桩基施工工艺执行中,我们必然会用到一些相关的机械设备,对于这些机械设备的选择至关重要,施工前准备好会用到的机械设备能够有效帮助我们减少工程施工中会遇到的麻烦,尤其是会避免对于施工工期的影响,确保桩基施工的顺利进行。 2.2、正确的施工顺序 在施工过程中坚持科学正确的施工顺序不仅能够降低工作难度,还会大大减少事故的发生。在制定施工方案时要综合考虑实际情况,条件允许时尽量选择先浅后深的施工顺序。因为,大多数情况下,桩孔越深,施工难度会随之增加,选择先完成浅层的桩孔施工不仅能够加固上部土层的稳定性,还能降低深孔施工时候的压力。如果在有动水压力或者在含水层进行施工,则先考虑迎水部位的桩孔施工。这部分桩孔混凝土护壁完成后,可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土,而作为排水井,以方便其它孔位的施工,从而保证了桩孔的施工速度和成孔质量。 2.3、建筑工程桩基工程施工阶段的技术要点控制 2.3.1、预制桩施工技术 在预制桩桩基施工工艺中,我们需要重点关注的工艺过程要点有两个:一是对于沉桩高方式的选择至关重要,直接关系着预制桩的质量,对于预制桩沉桩工艺过程有多种方法,比如水射法、击打法、静压法和振动法等,这些方法各有优缺点,且适合的施工环境地质条件各不相同。因此,我们在选择沉桩工艺方法时,要结合施工现场的具体情况,做出恰当的选择,以达到施工质量控制的最佳效果;二是对于预制桩施工过程需要用到浇筑工艺,浇筑工艺过程质量对于预制桩桩基质量也有着直接的影响。在浇筑工艺施工过程中,我们要时刻关注着浇筑过程的持续性,并且要恰当合理的设计保护层,确保保护层参数设置在25米左右,以满足施工质量要求。 2.3.2、灌注桩施工技术 灌注桩桩基施工工艺是比较复杂的,具体来看,灌注桩桩基施工工艺主要和混凝土施工存在密切关系。所以我们要严格混凝土施工操作程序,确保混凝土施工质量,进而就可以在很大程度上确保灌注桩桩基施工质量。除此之外,对于灌注桩桩基施工工艺中的成孔操作也需要我们重点关注,在当前我国具体施工过程中主要使用的成孔操作方式有四种,即干作业成孔;泥浆护壁成孔;沉管成孔和冲击成孔。其中干作业成孔又可以细分为机械钻孔和人工挖孔两种方式。对于这四种成孔方式来说,特点各异,具体的施工程序和施工优缺点也各不相同,在具体的成孔操作中需要我们根据现场成孔的具体要求进行恰当选择,比如对于一些施工现场多为粘性土或者淤泥土的情况就应该选择泥浆护壁成孔方式进行成孔操作。 3、加强建筑工程桩基管理 桩基础施工的前期最重要的技术资料就是工程地质勘察报告,工程地质勘察报告的质量需要建设单位的协助。当建筑施工企业在桩基施工过程当中,如有发现工程地质情况与工程勘察地质报告不相符时,应立即与建设、勘察、设计、监理等单位取得联系,共同探讨并采取相应的措施进行处理。针对桩基工程施工人员综合素质较差这一问题,一方面,施工企业必须选择专业的,有资质的施工队伍,这是保证桩基工程质量的最基本条件;另一方面,施工企业要定期对施工队伍进行培训和考核,淘汰不符合要求的施工人。同时,不定期的抽查和对员工进行思想政治的理论培训,提升员工的自我素质,从而提高施工队伍的整体素质。此外,施工企业要建立完善的质量技术控制体系,严格按照标准化进行操作,这是桩基施工质量提高的保障。在施工过程中要及时的检修桩基施工设备,确保在施工过程中施工设备处于良好的运作状态。 总之,在现代建筑工程施工的过程中,桩基施工占据着更加重要的地位,高质量的桩基施工是确保建筑工程质量的重要基础,因此需要我们不断加强对其的研究,要提前做好地质勘查工作,以便于采取合理的桩基施工工艺,从而确保工程质量。 建筑施工工艺论文:浅谈高层钢结构建筑施工工艺 摘 要:由于钢结构强度高、自重轻以及施工快等优点,因此钢结构在建筑业备受欢迎。随着建筑造型和功能的多样化,对钢结构施工提出更高的要求。在钢结构建筑施工中,确保各个步骤都能准确到位,同时也要对相关技术进行不断的研究与探索,保证施工技术不断地得到提升。 关键词:钢结构;高层建筑;施工工艺 高层建筑物要求的质量要相当高,所以在建筑中基本都是用钢构结构,钢构结构能保证高层建筑的质量,可以说高层建筑物就是高层钢构结构。高层建筑的施工质量以及施工的技术是非常关键的,施工中的每一个步骤都需要经过精确的计算,用的材料都是经过科学的计算而精心设计的,本人将对高层建筑物钢结构施工工艺进行探讨。 一、钢结构施工前期准备 (一)施工前要对施工的环境以及施工的周围环境进行了解,只有了解了环境问题,才能选择施工环境的机械设备,要考虑现场施工的条件制定出一个施工的规划,然后按照规划进行快速、有效的施工。 (二)选择安装技术路线前要对钢结构的特点进行分析,要了解钢结构的组成以及荷载的途径。只有了解了钢结构的组成才能更好的分配出吊装单元,要想合理的进行施工顺序的按安排,就得清楚知道钢结构的荷载传递途径。了解了钢结构的特点,才能更准确的达到设计的标准。 (三)在进行安装施工前,要对设计的要求以及设计的理念进行了解,选择一个合适的施工队伍,保证施工队伍的技术能力与设计中的安装标准有效的统一起来。只有施工者技术能力的特长方面是设计中需要的,才能使安装技术达到最高境界。 二、建筑钢结构的施工工艺 (一)施工前的准备 在施工前,监理人员首先要对工程的图纸及相关工艺进行熟悉了解,其中包括技术条件与规范,充分领会图纸的意图,加强重难点的理解。其次,要及时组织相关的技术人员进行图纸的会审,以防止图纸中出现缺漏与错误,一旦发现问题及时解决,争取在施工之前保证万无一失,保证施工的正常进行。 (二)具体施工工艺 1、螺栓预埋。要想使建筑工程中的钢结构施工得到质量保证,一定要首先从螺栓的标准化预埋开始,应当保证预埋位置的精准定位,包括在施工时的标高基准点、基础轴线的划定要达到规范要求,并且应当保证两次测量位置的一致性。初次测量需要在埋设定位之后,再次测量应当在基础混凝土浇筑初凝完成时。如果两次测量产生的结果超过标高偏差的 5 毫米,或者是超过定位轴线的偏差 2 毫米,则一定要重新进行埋设。 2、钢梁安装。在进行钢梁吊装时,需要首先检查钢柱标准问距及其相应标高,然后才能进行钢粱吊装。在进行主钢梁的吊装以前,要在梁上安装合适的扶手杆以及扶手绳,主梁吊装完毕后,要将扶手绳和钢柱连接在一起并且紧密绑扎,这样能够给施工者带来安全保障。一般情况下会将开孔当成吊点,它的位置会处在钢梁上翼缘,吊点准确位置会受到钢梁的跨度所限。而次梁与小梁的重量很小,便可以应用多头吊索的形式,一次吊起多根钢梁,这样安装的速度会明显上升。 3、钢柱安装。柱体是钢结构建筑的的核心部件,在制作加工钢柱时应当首先使其满足规范要求,在钢柱的制作过程中还应当系统考虑到纵向负荷作用同焊缝收缩变形所造成的钢柱压缩问题,所以应当先行照顾到不把钢柱实际长度当作建筑设计长度这一问题。另外,即便是截面完全一致的两根钢柱,同样不允许上下两节颠倒使用,每节钢柱均应当以编号的方法加以区别,以确保安装位置的正确,不出现压缩问题。 4、焊接结构。在焊接之前同样需要保障焊条合于规范,并且遵照说明书的要求焊接,不能让焊接表面出现焊瘤与裂纹等一系列质量问题,同样也不能出现气孔、裂纹、夹渣之类的质量问题。焊接完毕后要对相应位置进行无损检测,对易于出现质量问题的位置需要再次进行人工重点检查。 5、放线。施工放线对于钢结构的整体质量影响很大,若是放线工作达不到标准要求,那么肯定会带来一系列的连锁反应,致使最终的工程质量不过关。要在图纸上把放线坐标点标示清楚,并且将标示清楚的图纸当作施工基础,进行连线与找点等项工作。此外,要注意加强针对建筑物本身的地脚螺栓、定位轴线、基础标高等内容的检查与复查。在定位钢架位置时,要尽最大可能避免螺栓同钢架的柱脚发生碰撞,这样考虑周全,还可以防止钢架柱底出现挤压变形,并且能同时让螺栓的弯曲变形问题减小至最低。 除了放线施工以外,还要注意屋面板的安装,应当保证第一板需同屋脊保持九十度角。安装工作人员要让自己处在施工安全位置,等到屋面板安装完毕后,避免无故踩踏,严禁负荷重物在上面行走作业。在安装钢结构门窗洞口时,两侧通长龙骨同门窗框的连接要以外包彩板与扣件相连的办法实现连接,并以铆钉固定。 6、钢构表面油漆。当所有安装工序全部完成后,要把钢结构表面处理干净,去掉表面残留的锈斑、毛刺、焊渣、灰浆、油污、浮土一类的杂物,然后再于表面涂上防锈漆,油漆完全风干后,再把构件表面细致刮平。为了让油漆更具干硬效果,还可以在其中加入一定量的红丹粉。涂抹油漆分成两步,第一步是先选择磷化底漆进行涂抹,接下来在此基础上再涂抹面漆,以达到预防腐蚀、增加使用寿命的效果。一般对钢结构进行油漆涂抹均应当遵循从难到易、从上至下的过程,整个过程应当多次涂抹,防止漏抹,而漆的涂刷次数以二至三次为宜。 (三)施工的安全流程 在具体的施工中,安全措施也是一个重要环节。施工整个过程都要有严格的管理体系,要有专门人员进行防火监管,确保各种操作都按照规范进行,同时要做好安全教育及监察工作,保证施工的每一个步骤都安全有序地进行。 三、结语 随着建筑造型和功能的多样化,对钢结构施工工艺提出更高的要求,施工过程中只有严格按施工图纸及现行规范施工,才能保证施工质量,达到预期控制目标。 建筑施工工艺论文:建筑施工中钢筋工程的施工工艺探析 摘 要:近几年随着建筑行业的不断发展,使得钢筋工程得到了很大的发展。在我国的大部分工程建筑中应用的都是钢筋结构,所以要想控制好建筑工程的安全,必须要做好地钢筋工程的控制,以保证其施工的质量问题。笔者通过对钢筋工程的施工工艺进行分析,提出加强其施工工艺的几点措施,仅供参考。 关键词:钢筋工程;制作工艺;施工要求 随着社会的不断发展对建筑工程的需求越来越多,促进其发展的同时,对其质量问题也提出了更高的要求,而建筑工程中的钢筋工程是其重要的组成部分,在施工的过程中必须要好对其质量的控制分析,特别是对一些施工工艺的控制上,因为其工艺的好坏对工程的质量产生着重要的影响,因此,在施工的过程中要加强建筑工程中钢筋工程的施工工艺分析。 1 钢筋进场检验 要想确保钢筋工程的施工安全,首先要保证在采购的过程中,钢筋质量要符合国家的规定标准,所以施工单位的采购管理员要把握好材料的质量问题,首先要看其手否有质检合格的证书,这是度其最基本的质量保证,另一方面钢筋是最容易发生腐蚀现象的,所以在购买材料的过程中要看其是否存在腐蚀的现象,以免影响工程施工的使用功能,然后在运送到场地之后还要对其进行检验,看其与购买时的样品是否一致,以免厂家发生偷换材料的现象。 在对钢筋的性能进行检测的过程中,首先要注意其在力学性能方面的检测,这是对钢筋质量问题的最基本保障,由于施工所需要的钢筋量非常大,所以必须要进行抽样检测,在抽样的过程中,必须严格按照正规的抽样标准进行检测,对不同批次、不同规格、不同厂家的钢筋要进行分批检测,要在一定的数量中选取抽样的标准,而且要保证选取的数量也要达到一定的标准,这样才能保证抽样检测结果的可用性,也使其检测结果更具参考价值。 2 钢筋制作工艺 在保证钢筋材料符合标准后,就要对其施工的工艺进行控制,在进行施工之前,首先要进行图纸的绘制,在设计的过程中要以实际的施工需要为标准,然后要对材料再次进行检查,看其与实际的施工需要是否相符,然后根据设计的要求对钢筋材料进行试验检测,试验成功后,要按照设计的图纸对钢筋进行加工处理,加工成型后要选择特定的位置进行堆放,以免环境潮湿对钢筋产生腐蚀的现象,如果在施工的过程中,发现钢筋与实际的施工设计图纸不相符,要及时与设计人员进行沟通,查明钢筋存在的原因,以免出现钢筋与实际施工的强度要求不相符,如果需要对钢筋进行调整,施工单位必须要做出书面说明,并经过相关部门允许才能进行替换,以免出现质量问题时差生责任纠纷。 在施工的过程中,一定要做好对钢筋的维护工作,因为钢筋很容易受到环境的影响,产生锈蚀的现象,所以必须保证钢筋的表面干净,如果发现有存在锈蚀的现象,要对其进行处理,如果是锈蚀现象严重的钢筋就要对其进行替换,因为钢筋工程对整体建筑的工程来说起着重要的作用,必须要根据实际的施工需要,截取钢筋的长度,以免出现钢筋的浪费现象,建筑工程应用到的钢筋数量很大,如果浪费现象严重,就会使得工程施工的成本增加,近而使得企业的经济利益降低。 正常情况下钢筋的弯钩有三种形式,半圆弯钩、直弯钩和斜弯钩三种。钢筋在受到弯曲后,其内部会形成收缩的现象,外部会形成延伸的现象,这样是为了更好地确保弯曲的程度符合圆弧的标准,要根据实际的施工需要,对其弯曲的弧度进行适当的调整,以便在长度上也更好地符合施工的需要,这样才能更好地保证工程施工的质量。 3 钢筋绑扎安装 在进行钢筋绑扎的时候要对图纸进行熟悉,同时对配料表和图纸以及设计情况进行检查,再对钢筋制作成品的质量进行检查,这样能够保证钢筋绑扎安装的效果。在对所有检查的项目都检查以后,可以进行钢筋的绑扎。在进行绑扎的时候,如果出现双层钢筋网的情况,要在两层钢筋网中设置固定的钢筋间距,这样能够更好的对绑扎的垂直度进行控制,同时也能对其主筋间距情况进行控制。为了保证钢筋位置的正确,竖向受力筋外绑一道水平筋或箍筋,并将其与竖筋点焊,以固定墙、柱筋的位置,在点焊固定时要用线锤校正。外墙浇筑后严禁开洞,所有洞口预埋件及埋管均应预留,洞边加筋详见施工图。墙、柱内预留钢筋做防雷接地引线,应焊成通路。其位置、数量及做法详见安装施工图,焊接工作应选派合格的焊工进行,不得损伤结构钢筋,水电安装的预埋,土建必须配合,不能错埋和漏埋。 与梁与板绑扎时,当纵向受力钢筋出现双层或多层排列时,两排钢筋之间应垫以直径15mm的短钢筋,如纵向钢筋直径大于25mm时,短钢筋直径规格与纵向钢筋相同规格。箍筋的接头应交错设置,并与两根架立筋绑扎,悬臂挑梁则箍筋接头在下,其余做法与柱相同。梁主筋外角处与箍筋应满扎,其余可梅花点绑扎。若板的钢筋网绑扎与基础相同,双向板钢筋交叉点应满绑。应注意板上部的负钢筋要防止被踩下;在板、次梁与主梁交叉处,板的钢筋在上,次梁的钢筋在中层,主梁的钢筋在下,当有圈梁或垫梁时,主梁钢筋在上。楼板钢筋的弯起点,若在加工没有起弯时,设计图纸又无特殊注明的,可按以下规定弯起钢筋,板的边跨支座按跨度1/10L为弯起点。板的中跨及连续多跨可按支座中线1/6L为弯起点。当框架梁节点处钢筋穿插十分稠密时,应注意梁顶面主筋间的净间距要有留有30mm,以利灌筑混凝土之需要。 4 施工操作要求 操作人员必须持证上岗,挤压操作时采用的挤压力,压模亮度,压痕直径或挤压后套筒长度向波动范围以及挤压道数均应符合经型式检验确定的技术参数的要求。挤压前应做下列准备工作:钢筋端头的铁皮、泥砂、油漆等杂物应清理干净。应对套筒作外观尺寸检查。应对钢筋与套筒进行试套,如钢筋有马蹄、弯折或纵肋尺寸过大者,应预先矫正或用砂轮打磨,对不同直径钢筋的套筒不得相互串用。钢筋连接端应划出明显定位标记,确保在挤压和挤压后按定位标记检查钢筋伸入套筒内的长度。检查挤压设备情况,并进行试压,符合要求后方可作业。挤压操作应符合下列要求,应按标记检查钢筋插入套筒内的深度,钢筋端头离套筒长度中点不宜超过10mm。挤压时挤压机与钢筋轴线应保持垂直。挤压宜从套筒中央开始,并依次向两端挤压。宜先挤压一端套筒,在施工作业区插入待接钢筋后再挤压另一端套筒。筋连接工程开始前及施工过程中,应对每批进场钢筋进行挤压连接工艺检验。 5 结束语 对于建筑工程施工来说,整体的施工质量是非常重要的,要对整体的施工质量进行控制就要对各个施工部分的质量进行控制,其中钢筋工程的质量是非常重要的,它能对整个工程的承载能力进行影响,因此,要保证钢筋工程的施工质量,要对钢筋制作和安装质量进行控制,同时对施工人员的施工也要进行控制,这样才能保证整个建筑工程的质量。 建筑施工工艺论文:建筑施工工艺课程一体化教学的分析与思考 摘 要: 建筑施工工艺是建筑施工过程中的核心工作,为让学生适应当前职业教育需要,培养学生在建筑施工方面的实践技能。通过对建筑施工工艺课程的学习,学生能够了解并掌握建筑施工过程中的问题,并培养学生独立分析和解决问题的能力。施工工艺课程需要理论与实践的一体化教学。实现一体化教学,需要以课堂教学为主体,通过课堂外加以辅助教学,并积极参与建筑施工的现场教学,使专业施工知识和实践技能有机结合,达到一体化教学的目的。本文根据建筑施工工艺课程的特点,对如何实行一体化教学做出分析与思考。 关键词: 建筑施工 工艺课程 一体化教学 建筑施工工艺课程是建筑课程教育中的专业必修课程,主要目的就是研究建筑工程中一些主要施工工艺及相应施工方法和一般规律。一体化教学方法的运用应当以学生为中心,在教师帮助下,学生自行制定科学的学习目标,完成学习任务。施工工艺课程需要大量实训辅助教学,能够较好地解决理论和实践之间的脱节问题,增强教学实效性,充分发挥学生参与作用,提高学生专业技能。那么,教师应当采取怎样的措施教会学生转变呢?笔者认为应当做到以下几点。 一、课程构思,科学开端 “万事开头难”,要让一体化教学成功,首先要有一个科学的开端,也就是最重要的课程构思,建筑施工工艺课程涉及选材、设计、施工及造价等方面内容,这门课程要求学生在掌握最基本概念原理的基础上,多加熟悉其中的材料选择及相应工艺流程,注重理论和实践的结合,注重各种项目的设计。随着经济的发展,人们生活水平的提高,建筑材料也日新月异,从单一的材料到复合型材料都有极大变化。在传统教学模式下,单一的教材和理论性极强的课堂已经无法满足教学需要,学生毕业后将面临尴尬局面。要想让建筑施工工艺课程取得良好的教学效果,就需要实施一体化教学模式,将理论与实践相结合,不仅对材料市场及简单理论加以理解,而且应当对市场上的材料价格及工程造价有十足把握,在现场施工过程中需要充分了解各个项目的流程工艺,对各种施工工具都能有深刻透彻的认识并熟练使用。所以,本课课程的教学思路需要对实践内容进行构思,从传统理论转向实训,构建可持续发展的实践施工工艺课程教学体系,建立一体化的教学机制。 二、课程设计,关键举措 随着市场对建筑施工人才的需求增加,建筑施工工艺课程中的设计理念可以归结为:“以理论为基础,以实践为核心,以市场为背景,以创新为目标。”这一设计理念的提出是为了让学生拥有发散性的设计思维,提高学生施工组织和设计管理能力,最终培养出能够从事相关设计工作的应用型人才。 对于施工工艺课程的设计,笔者认为可以从以下四个方面组织,也就是任务的提出、任务的准备、任务的实施及任务的考核。任务的提出是课程设计的基础,包括项目理论及课外项目两大板块,课内项目需要学生掌握熟悉一些最基本的材料种类和基本性质,课外项目可以让学生以小组为单位寻找建筑施工市场进行采样和调查;任务的准备需要学生完成相应的市场报告分析并发表相关报告;任务的实施阶段,也是至关重要的阶段,需要学生将理论与实践加以很好地整合,按照教师所教,在掌握各项建筑材料及基本的工艺流程之后进行实践;最后一个任务的考核,教师就需要提高自身评价能力,让学生在学中做,在做中学,实现一体化教学设计。 三、课程发展,根本保障 纵观整个建筑施工行业的发展,课程如何发展是施工工艺课程一体化教学的根本保障,现在的课程教学仍然有很大不足,如很多教师自身素质有待提高,对外交流平台还不够完善,现在的教学资源仍有很大局限性,为改变这一局面,就需要让课程具有可持续发展的可能性,据此,笔者对未来课程教学提出以下思考。 1.加强师资队伍建设。教师应当改变传统教学观念,通过多种途径积极投入到实践中,迅速提升教师的实战经验和能力,如果教师做出了好的项目,则学生能更好地接受,教师手上有项目,才是教学的最好载体,通过活的例子鼓励学生积极参与实践,让学生敢于接受社会的挑战。 2.加强校企合作交流。无论是口头教会学生实践,还是在学校建设实训基地,都没有让学生亲自体验效果来得更明显。建筑施工工艺的学习,最关键的还是实训,所以,学校应当经常邀请那些经验丰富的设计师到学校现场开展讲座,与学生洽谈,这样能够有效增强学生的市场竞争力,邀请施工专门人员与学生面对面交流,和学生进行直接的互相感悟,通过这样一些形式,横向加深学生对施工工艺的理解,增强对材料的使用能力和应用创造力。 3.培养学生创新意识。要培养学生创新意识,让他们及时了解当前建筑施工的最新动态,可以根据课程内容衍生出一些“工艺技术交流会”等类似的交流创新性活动,鼓励学生积极参加各种各样的施工工艺设计大赛,以此启发学生思维,拓宽眼界,加强与建筑市场的交流,实现一体化教学。 四、结语 建筑施工工艺课程的一体化教学,最根本的就是让学生通过多种渠道认识和了解施工工艺,培养出应用型和创新型人才,通过课程体系的不断改革及实训基地的建立,不断提高学生的参与度,达到“教学做”的有机统一,真正实现一体化教学。笔者希望广大建筑施工工艺课程的教学者能够通过不断探究,共同推动一体化教学可持续发展。 建筑施工工艺论文:建筑施工中桩基施工工艺刍议 近年来,随着我国经济的发展及社会的进步,人们的生活水平日益提高,与此同时,对建筑的要求也越来越高。众所周知,建筑是人类生存及社会发展所不可或缺的一项要素,所以建筑的质量必须要得到切实保障。在建筑施工过程中,桩基施工是一项基础施工环节,其对建筑工程的整体施工质量有着非常深远的影响。只有先保障了桩基施工质量,才能够确保建筑安全。本文主要针对建筑施工中桩基施工工艺进行探究,希望能够促进我国建筑事业的进一步发展。 对于建筑工程来说,桩基施工是其关键施工内容之一,桩基施工的质量将直接影响着建筑工程的整体施工质量及工程项目的经济效益。近几年来,随着我国城市化进程的不断加快,城市当中建筑工程项目的数量亦日益增多,同时其工程规模也在不断扩大,在此情形下,若想切实保障建筑的质量安全,就必须要打好建筑桩基。以下笔者就结合实际情况来简单谈一谈建筑施工中的桩基施工工艺。 建筑施工中桩基施工工艺简介 在建筑施工中,桩基的作用是给建筑打下基础形式。桩基是由基桩和桩顶这两部分相连而构成的,桩基的形式有很多,比较常见的形式有高承台桩基和地承台桩基。其中,高承台桩基的特点是桩身上部分露于地面而下部分理在地下,地承台桩基的特点则是桩身上下部分都埋在地下。桩基的施工工艺同样也有很多种,其中最为常见的两种桩基施工工艺是预制桩桩基施工工艺与灌注桩桩基施工工艺。对于预制桩桩基施工工艺来说,其需要先在工厂或施工现场预先制作各种桩,如混凝土桩、木桩、钢桩等,然后再采用沉桩设备等将其以打入、压入或振入等形式埋至土中,目前在我国的建筑施工中采用最多的预制桩主要是混凝土预制桩和钢预制桩;而对于灌注桩桩基施工工艺来说,其施工过程比较复杂,一般需要先进行人工钻孔,钻孔的截面为圆形,然后再将钢筋笼置于孔中,最后再以混凝土浇筑钻孔并进行必要的维护,从而形成稳定的桩基。良好的桩基施工工艺可以转移建筑物的竖向荷载至周围土层之中,从而提高建筑物抵御外力的能力,以免当发生地震等自然灾害时建筑物受到较大的损坏。再者,桩基还能够避免建筑物变形,从而有效保障其安全性及稳定性。 桩基施工前的准备工作 为了更好地保证桩基施工质量,必须要在施工前做好充分的准备。具体来说,在桩基施工前,应当要做好以下几项准备工作:①施工人员应当要在施工前先对施工现场进行仔细的勘察,从而详细了解施工环境,为施工打下良好的基础;在对施工现场进行勘察之时,应当重点对地质和水文情况进行查探,并要保证勘察结果的准确性和及时性,从而给相关施工技术指标的制定提供科学的依据。②在勘察完施工现场之后,就要根据勘察结果来制定详细的施工方案,施工方案中应明确规定桩基施工工艺类型、施工机械设备及施工进度等,同时还要针对施工场地附近的其他建筑物及管线等制定一定的保护方案。③在桩基施工前,还需要预先选择好施工所需的各项机械设备,因为只有符合施工实际情况的机械设备才能够确保施工质量和施工进度;在选择施工机械设备之时,不能仅只看一台设备本身的功能和效率,还要结合其他设备来共同进行选择,这样才能够确保各项设备之间的协作效率达到最大化。 建筑施工中桩基施工技术 1.静力压桩施工技术 民用建筑是最常见的一种建筑类型,其主要功能是供人们居住生活,所以大部分的民用建筑都是在城市中的居民住宅区进行建设的。为了避免桩基施工造成过大的噪音而影响到居民住宅区居民的正常生活和休息,采用静力压桩施工技术是非常有必要的。普通的打桩机在打桩过程中往往会产生很大的噪音,而利用静力压桩施工技术则能够有效改善这一问题,减小噪音。静力压桩施工技术的主要原理是以静压力将预制桩打压进土中,所以其不会产生过大的噪音,并且静力压桩施工技术还能够大大节约钢筋及混凝土的使用量,从而降低施工成本、提高施工效益。目前,静力压桩施工技术已经在我国建筑施工中得到了非常广泛的应用。 2.振动沉桩施工技术 建筑施工中常见的桩基施工技术还有振动沉桩施工技术。振动沉桩施工技术是一种打桩效率较高的桩基施工技术,其原理是先在桩顶部安装一个固定振动器,固定振动器会进行振动,而其振动会使得土层也受迫振动,这样土层就会产生一定的收缩和位移,从而起到打桩效果;同时,在土层振动过程中,土层与桩表面之间的摩擦力也会减小,这样桩就能够在振动力与自重的共同作用下而自动沉入进土中。在采用振动沉桩施工技术进行桩基施工之时,需要先采用小距离的轻度锤击将桩沉入至土中约1-2m的深度,然后再逐渐增加落距至要求高度,最后再连续锤击至要求深度。一般情况下,振动沉桩施工技术比较适用于一些施工现场的土质是粘土、软土、黄土及松散砂的建筑工程,利用该施工技术进行桩基施工,不但操作方便简单,而且还能够大大提高施工效率、降低工程造价成本,所以非常值得推广。 结语 综上所述,桩基施工是建筑施工中的重要内容之一,为了确保建筑施工中桩基施工的质量,施工人员必须要积极学习更加先进和科学的桩基础施工工艺技术。 (作者单位:长江工程职业技术学院) 建筑施工工艺论文:浅述建筑施工中桩基施工工艺 【摘要】文章根据影响桩基施工质量的因素进行了分析,重点的阐述了建筑施工中桩基的选型原则及质量控制要点,根据实际情况对建筑施工中桩基施工工艺进行了探究。 【关键词】建筑施工,桩基施工,工艺 一、前言 桩基工程施工是现代大型建筑工程施工中较为常用的基础处理形式,即将整个建筑上部的荷载经过桩承台和桩基传递给持力层,来确保建筑物的结构安全;这也对承建工程的施工企业在整个施工过程中的质量控制提出新的要求,对施工企业施工技能的提高起到了重要推动的作用。 二、影响桩基施工质量的因素 随着社会经济的不断发展,我国的建筑业也得到了较快的发展,各种民用建筑和工业建筑越来越多,建筑也逐渐向高层化和沿海发展、同时也逐步通过吹沙造地以节约土地和提高港口的通航能力,这给建筑基础施工和结构安全及稳定性带来了更加严峻的挑战。为了满足上述要求,依靠桩身及桩基承台将上部荷载传到地基持力层上的桩基作为一种新型基础结构逐步发展起来,桩基具有承载能力高、沉降量小且变形较均匀、应用范围广的优点,已成为地质不良地区建筑物施工中广泛采用的基础形式。桩基工程作为建筑工程中的基础工程,其施工质量的好坏直接影响着建筑工程的整体质量,因此,在桩基施工的过程中,须严格控制施工工艺,以保证施工质量。经过总结分析发现下列因素是影响桩基质量的关键因素。 1、桩倾斜 桩端遇到了地下孤石或坚硬物、桩间距过小,打桩时顺序不当产生的挤压效应均可造成桩倾斜;同时桩机安装不正,桩夹与地面不垂直、成桩过程桩顶受力不均也是导致桩身倾斜诱因;由于桩顶面有倾斜度,并且位置偏移,也会导致的预制桩质量不达标。这些直接改变桩的受力效果。 2、断桩 导致断桩的最为常见的原因为(1)桩倾斜;(2)预制桩多采用锤击的方式进行沉桩,为了保证桩身长度就必须得进行多次锤击次数,如果桩锤击力度过大(一般因桩锤重量和锤距选择不当造成),施工作业时易引起桩断裂;(3)起吊与运输时,位置不当的支点和吊点;(4)沉桩时,过力扭曲桩身,遇到较硬的土层锤击而弯曲;(5)灌注桩施工时工艺和成孔设备选择不当造成塌方引起断桩;(6)桩身混凝土浇筑工艺不当及浇筑不连续都是造成断桩重要因素。 3、设计原因造成桩的单桩承载力不满足要求:(1)桩的有效长度不够,桩端未进入持力层、贯入度过于大,承载力大大下降;(2)前期勘察的报告与实际地质情况不符,如地形的剖面,地基承载力(是否是岩石或粘性土)与实际不符等均可影响到桩基施工质量。 三、建筑施工桩基的选型原则及质量控制要点 1、桩基的选型原则 各种不同的桩基都有着与其特定的适用条件,施工时如果对桩基的适用范围不给予足够的重视,势必会给工程的质量留下钟爱的安全隐患。结合多年的工作经验将选择桩基的原则归纳为以下几点:第一,外部载荷,合理的计算评估外部荷载是很有必要的;第二,地质条件,因每个工程其地下环境的差异,在施工中会遇到各种突发情况(如地下水变化、流沙等),充分地掌握其地质条件是进行桩身选型和承载力计算的前提;第三,施工环境条件,如预制桩在施工过程中,应注重噪音、油污、振动对周边环境的实际影响,而钻孔灌注桩则应做好对泥土、泥浆和地下水的处理;第四,成本、机具设备和施工场地的因素,如果地区比较偏远、施工条件差,必须得考虑机具设备的运输和组装成本;第五,工期要求,如果计划工期时间比较紧张,应该优先考虑预制桩。 2、桩基施工中的质量控制要点 (一)、检测原材料 在施工过程中应该对原材料进行严格检查,如水泥的细度、安定性、初凝终凝时间以及抗折抗压强度;对钢筋进行拉伸、弯曲实验;检查砂石的级配、含水率等。对于商品混凝土,则应当检测坍落度、水灰比及其抗压强度,以此来保证施工原材料的合格。 (二)、灌注桩成孔过程的复核与检测 应严格按照设计文件上的要求进行桩顶部标高,桩长进行严格控制。在双控开挖的过程中,时刻观察地基土的状况,如果出现软弱地层,结合勘探的地质报告,为保证桩基的承载力和其正常受力,应当将桩端进入持力层的长度延伸0.8-1.0m,以便符合规范要求。 (三)、钢筋笼的质量控制 在施工过程中,应对钢筋笼的钢筋焊接质量、直径、搭接长度进行严格检查,其长度也应该与桩基的深度相适应,桩身过长可以采取搭接的形式。焊接接头应该错开使其不在一个平面之上。为了避免施工过程中钢筋笼上浮以及灌注时导管挂笼的状况发生,可将笼底钢筋制作成喇叭状。对终端的配筋桩,笼顶的标高如果低于地面时可通过吊筋焊接来保证其牢固。 (四)灌注桩的混凝土浇筑 成孔后及时清除桩孔内的杂物,并将混凝土浇筑导管插入桩端,待导管内混凝土达到预计高度后开始拔管。拔管要均匀,不宜拔管过高。拔管时应保持连续密锤低击不停。控制拔出速度,对一般土层,以不大于1m/min为宜;在软弱土层及软硬土层交界处,应控制在0.8m/min以内。 四、建筑施工中的桩基及其施工工艺 桩基作为建筑工程基础形式之一,它是由基桩和桩承台构成的。桩基在施工的时候施工的工艺也是有很多种的,其中最为常见的就是预制桩桩基施工工艺和灌注桩桩基施工工艺。预制桩桩基施工工艺在进行施工的时候主要要采用击打或者是振动的形式将桩基打入土中。灌注桩施工工艺在施工的时候相对是比较复杂的,在进行施工的时候要在施工现场进行成孔,然后将钢筋笼放置在孔中,接下来再在桩孔中浇筑混凝土,混凝土浇筑以后还要进行必要的养护,以保证桩基的形成效果,下面简述两种桩的施工工艺。 1、预制桩的施工工艺 (一)预制桩的制作 制作预制桩是钢筋混凝土预制桩最核心的工序,质量是否合格,直接影响到后续的施工和应用。不合格的桩基会影响其受力性能,甚至会给整个建筑物埋下重大的安全隐患。制作过程中,应该注意以下几个问题:第一,保证预制场地平整、有必要的强度且不能积水,具有完善的排水系统,以此来达到一个良好的施工和养护环境;第二,浇筑混凝土时,应保证连续施工,中途不能随意停止浇筑,否则会造成断层现象的发生,对桩身的质量产生重大影响;第三,应保证桩身表面的平整密实,局部蜂窝麻面和掉角的面积应控制在桩总面积的5‰以内,并且不应过于集中在同一个部位,另外,因为桩顶、桩尖位置特殊,不得出现蜂窝和麻面、掉角现象,一旦发生,即为不合格产品;第四,应将桩的主筋和钢筋网连为一体,在打桩的过程中,桩基收到巨大的冲击力,连为一体才能使之更好的承受在打桩时巨大的锤击力。 (二)、预制桩的沉桩技术 常见的混凝土预制桩打桩机械是打桩机、桩锤、桩架,打桩前应充分做好以下几个准备工作:第一,确定好桩基轴线的轴线;第二,在桩点临近地区设置好标准水准点,对装位进一步复核并报监理等单位进行验线,确保无误后开始进行试桩。 在打桩的过程应注意以下规定:第一,开始打桩时,宜轻击不宜重打,尽量将桩锤落距控制在0.5~0.8m之间;第二,当桩身已进入土体一定深度并校核轴线位置后,再逐步加大撞锤落距,并进行重击;第三,打桩时,应对其严格进行实时观测并做好记录,留用备查;第四,打桩过程中出现突发情况,一旦发生,切勿慌乱,应冷静处理。例如施工过程中桩基发生偏离或者扭转,轻微时可以人工进行逐步修正,便宜过大时应该将桩拔起重新打入,锤击过大造成桩身混凝土破裂时,首先应采用钢箍夹将其夹紧,然后对其进行补强焊固、必要时增加桩垫。 (三)、钢筋混凝土预制桩的起吊、运输和堆放 当混凝土预制桩的混凝土强度达到设计强度的70%以上才能进行吊装作业。吊点的个数和吊点的位置都有严格的规定,应该按照相关要求进行计算,严格按照计算结果进行起吊。通常来说,桩长小于15m的桩起吊时采用单点起吊,吊点应设置在距离桩顶为桩长的0.293倍的位置;15m以上25m以下的采用双点吊装,吊点应设置在距离桩尖和桩端的为0.207倍桩长的位置;超过25m的桩体应设置三个或四个吊点,吊点的位置设置应该依照相关规定进行计算确定。桩在运输环节也是很容易出现问题的,在运输之前务必检查桩的混凝土强度、质量、尺寸等指标是否符合要求。短距离运输时,可在桩身下垫上滚筒进行运输;长距离运输时则必须借用平板拖车来进行运输。桩基的堆放也应按照相应要求进行:堆放场地应干净平整,且应坚硬牢固,桩身下部应垫有垫木以防止桩身滚动,堆放的层数不宜过多,以不超过四层为佳,桩身表面应在醒目的位置贴上标有规格型号等的铭牌、进入施工现场后也应逐个进行桩身质量检查、发现桩身断裂或其它质量缺陷的必须弃之不用。 2、灌注桩的施工工艺 (一)、钢筋混凝土灌注桩施工技术 灌注桩按其成孔方法不同,可分为泥浆护壁钻孔灌注桩、干作业成孔灌注桩、套管成孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等。 (二)、浆护壁成孔灌注桩施工技术 下面以泥浆护壁成孔灌注桩为例,介绍灌注桩施工方法:首先是采用钻孔机具进行钻孔、在钻孔过程中应进行桩长的实时监测同时做好桩孔的护壁,在钻孔达到设计要求深度后,应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查,验收合格后应立即进行孔底清理,避免隔时过长以致泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。清理完桩孔之后,就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内,进行定位和固定,然后用导管灌注混凝土,灌注时混凝土不要中断,否则易出现断桩现象。为防止钻孔坍塌,应当在钻孔的同时注入有一定相对密度泥浆进行护壁,泥浆的相对密度比水大,使孔壁内水压增大,从而防止塌孔(对于粘土和粉质粘土的成孔,只需注入清水,用原土造浆护壁),泥浆护壁成孔灌注桩施工过程中也会出现一些常见问题,当护筒冒水时,应立即采取措施,用粘土在护筒周围进行填实加固,当排出的泥浆冒气泡或者护筒内水位突然下降时,则为孔壁坍塌状况,此时应当加大泥浆相对密度,或者回填粘土进行抢救。 五、桩的检测 当桩基施工完毕后,应按照设计要求进行桩身完整性和承载力的检测。桩身检测分为高应变检测和低应变检测两种。高应变检测(或静载试验)主要检测桩基的承载力是否满足设计要求,而低应变则是通过脉冲检测桩身的完整性。 六、结束语 无论是在预制桩的桩基施工中,还是在灌注桩的桩基施工中都必须严格依照设计和施工措施以及有关技能标准进行施工操作,强化桩基工程施工质量、完善桩基施工技能、科学管理,对桩基工程施工质量有着重要的影响,同时对建筑业发展发挥着不可小觑的作用。 建筑施工工艺论文:建筑施工中桩基施工工艺探讨 摘要:本文以建筑施工中桩基及其施工工艺为出发点,分析了建筑施工中桩基施工前的准备工作,并探讨了预制桩桩基与灌注桩桩基的施工工艺,以及桩基施工中需要注意的问题,以期为提高建筑工程中桩基施工质量和和施工效率提供参考价值。 关键词:建筑施工 桩基施工 施工工艺 在建筑工程的施工中,桩基施工工艺不仅可以适应复杂地质,保障建筑施工顺利完成,而且可以提高施工质量和施工效率,消除施工中的安全隐患。因此,探讨建筑施工中桩基施工工艺及应用措施,对提高施工单位经济效益,推动建筑行业的健康可持续发展有着积极的意义。 1 建筑施工中桩基及其施工工艺 在建筑工程施工中,桩基作为建筑结构的基础形式,主要由基桩与桩顶两部分相互连接构成。依据形式不同,桩基主要分为地承台桩基与高承台桩基,前者在施工中桩身上下两部分都需要埋入地下,后者在施工中桩身的上部分需要留在地上,而下部分需要埋入地下。 在建筑工程施工中,桩基施工工艺主要分为灌注桩桩基和预制桩桩基两种施工工艺。灌注桩桩基施工工艺比较复杂繁琐,在施工的过程中,施工单位需要先进行钻孔施工,然后在钻孔中防止钢筋笼,并以混凝土对钻孔进行浇筑施工,最后需要对浇筑后的钻孔开展维护工作,从而确保桩基施工质量满足工程施工要求。预制桩桩基施工工艺相对简单,施工单位只需要利用振动棒通过夯实与打击的方法,将桩基打入地下即可。 桩基施工工艺可以将建筑重量在垂直方向形成的荷载分散到桩基周围土层,从而减轻建筑本身对土层的直接压力。在遇到地震等形式的自然灾害时,建筑的抗震能力可以因桩基作用而大大增加,从而避免建筑结构因外力而变形,影响建筑的安全性与稳定性。因此,在建筑工程的施工过程中,桩基施工工艺的应用非常广泛,尤其是在软体地基的处理方面,通过桩基施工可以使地基质量显著提高,从而在保障建筑施工质量的基础上,延长建筑使用年限。 2 建筑工程实施桩基施工前的准备工作 桩基施工前的准备工作是保障建筑施工质量的重要环节,其内容主要包括:全面掌握施工条件、体制条件、水文状况与原材料的管理情况;科学规划施工工艺,详细制定施工方案;合理配置施工机械设备,保障施工过程按照施工方案顺利实施等。 2.1 仔细勘察水文条件。在进入施工现场后,施工单位需要仔细勘察水文条件与地质条件,为桩基施工工艺提供详细的技术资料,以确保桩基施工的质量与效率。在施工现场勘察时,施工单位需要选择合适的勘测仪器设备,确保勘测结果的准确性、可靠性与科学性,并全面掌握施工现场地质状况,结合土层特点与施工要求,确定合适的桩基施工工艺,保障施工过程不会受到地质与水文状况的不利影响。同时,施工单位需要掌握施工现场地下水情况,为施工过程中采取正确的排水措施,保障地下水排水系统正常运行提供依据。如果建筑工程的施工条件与施工环境非常复杂,施工单位需要严格按照技术要求与施工流程开展施工作业,以提高建筑工程施工质量和施工效率。 2.2 认真编制施工方案。在施工现场的勘查工作完成后,施工单位需要将勘察的数据与资料进行归纳整理,并依据勘察的结果认真编制施工方案,合理安排施工规划,确定合适的桩基施工工艺,确保建筑施工的顺利进行。同时,施工方案需要明确施工材料的准入制度与管理措施,以及施工现场管线的管理规章制度,从而实现对建筑施工过程的全面控制,在确保建筑工程施工质量的基础上,使工程可以如期完工。 2.3 选择先进机械设备。由于建筑工程涉及到很多施工环节,桩基施工工艺的技术要求也相对较高,因此施工单位需要选择先进的机械设备,并做好机械设备的维护工作,充分发挥机械设备集群化与高效化特点,保证建筑工程施工质量与施工效率。 3 预制桩桩基与灌注桩桩基的施工工艺分析 3.1 预制桩桩基的施工工艺。施工单位在建筑工程中采用预制桩桩基施工工艺时,需要做好两个方面的工作:一方面,在制作预制桩的时候,施工单位需要按照打桩的顺序确定其朝向,浇筑时沿着桩顶持续浇筑到桩尖,确保保护层的厚度为25m左右。另一方面,在沉桩方式的选择上,施工单位可以采用静压、振动、击打与水射等不同方式将桩基打入土中,其中水射方式只适用砂土层,而采取静压、振动与击打等沉桩方式,施工过程中会出现挤土情况,所以在实际的施工过程中,施工单位需要结合桩基数量、基础范围及桩基间距,制定合理的施工规划,并采取有效措施以避免挤土情况的发生。 3.2 灌注桩桩基的施工工艺。依据灌注桩桩基的施工工艺,其成孔方式主要分为沉管成孔、冲击成孔、干作业成孔与泥浆护壁成孔等四种,每一种成孔方式对地质条件的要求不同,适用的范围也不同,所以在桩基施工中,施工单位需要依据施工要求,选择合适的成孔方式:①如果施工区域为为砂性土、普通粘性土、与你图纸和粉土土质的时候,施工单位需要选用泥浆护壁成孔的方式,并做好护壁防护工作,避免其出现倒塌情况。②如果施工区域为粉土、沙土土质、淤泥土、碎石土与粘性土时,施工单位需要选用冲击成孔的方式,通过振动或振动冲击等途径进行成孔。由于其在施工中会产生挤土问题以及噪音污染,施工单位需要做好环境保护措施。③干作业成孔方式分为人工挖孔和机械钻孔两种途径。如果施工区域为砂土、粉土与粘性土,施工单位可以选用机械钻孔的方式;如果施工区域土质松散,施工单位可以选用人工挖孔的方式,以注意控制桩体强度,以保证灌注桩桩基施工的质量。 4 建筑工程桩基施工中需要注意的问题 4.1 在桩成孔后,施工单位需要认真检查桩孔垂直度、嵌入持力层的深度、沉渣厚度和岩石强度等相关数据,确保其符合建筑施工的设计要求。如果检查数据与设计不符,施工单位需要及时分析其原因,并在采取有效措施解决后才能移动钻机,以免造成人力资源与物力资源的浪费。 4.2 在基桩开挖前,施工单位需要认真检查成桩的记录及其测试资料,如果存在质量问题,需要经过分析研究后才能挖土,切不可在基桩已经开挖后再进行处理,为桩基工程的顺利施工埋下隐患。 4.3 在灌注桩桩基施工中,施工单位需要保证混凝土强度等级 C15,骨料粒径≤40mm,坍落度在50mm~70mm之间;以水下导管进行混凝土的灌注时,其强度等级需要≥C20,骨料粒径需要小于管内径1/4,最大粒径≤50mm,坍落度在160mm~200mm之间。 4.4 如果钢筋笼的长度 4m,施工单位需要在每隔2m处焊接箍筋;如果钢筋笼埋在钢套管内,箍筋需要放在主盘中,而且钢筋笼的外径需要比套管内径小50mm;如果采取导管进行水下混凝土浇灌作业,箍筋需要在钢筋笼之外,钢筋笼的内径需要比导管接连处外径至少大100mm,其外径至少比钻孔直径小100mm。 5 结束语 总之,在建筑施工中桩基施工工艺在保障建筑施工质量和施工效率中起着重要的作用。施工单位只有做好桩基施工前的准备工作,并结合施工现场的地质条件和水文条件,选择合适的桩基施工工艺,注意桩基施工中的问题,才能确保桩基施工顺利完工。 建筑施工工艺论文:浅谈建筑施工中桩基施工工艺 摘 要:随着城市的快速发展,城市建筑物也越来越多,建筑物施工质量的提升成为建筑行业一直关心的课题。建筑物桩基质量的好坏直接关系着整个建筑物质量。作者结合自己多年的工作经验,就建筑施工中桩基施工工艺进行简要介绍,并对桩基施工工艺的准备工作和施工工艺要点进行简要的阐述,希望与同行业学者共同交流。 关键词:建筑施工;桩基施工工艺;施工要点 随着我国城市建设的快速发展,建筑工程发展飞速,城市中各项建筑工程项目也很多,这些项目的建立与施工,有些是增加了居民楼房,有些是增加了商场企业。这些建筑工程的增加,一方面方便了我们的日常生活,另一方面,我们也要认识到建筑工程质量的重要性,关注工程质量。近些年来,一些由于建筑工程质量问题产生的事故屡见不鲜,在这些负面新闻的影响下,很多人都开始担心建筑物质量,对于新建筑物质量不信任,给建筑行业也带来了很坏的影响。作为建筑施工技术人员和施工单位,要严格执行建筑施工要求,确保施工质量以满足生产生活要求。其实,影响建筑工程质量的因素有很多,我认为最重要的,也是最基础的就是建筑桩基质量。提高建筑物桩基质量最关键的就是提高桩基施工工艺,加强质量控制,为整个建筑物的工程质量打下坚实的基础。 1 建筑施工中的桩基施工工艺 对于一项建筑物施工过程来说,打桩基是第一步,也是最关键的一步,如果桩基质量不能达到设计要求,那整个建筑物工程质量就不可能满足施工要求和使用要求。把好桩基质量关,有利于提高整个工程的质量,确保整个建筑工程的顺利施工。桩基一般由两部分组成,即基桩和桩顶。根据不同的桩基的施工过程不同,桩基的类型又分别高承台桩基和地承台桩基。这两种桩基的施工工艺并不是完全相同的,其中最大的差异就是高承台桩基有一部分是在地面以上的,而地承台桩基全部都是在地面以下完成施工,包括基桩和桩顶全部都在地下施工。 根据建筑施工工程中桩基施工工艺的不同,又可以对桩基进行不同的分类。在我国最常用的有两种,分别是预制桩桩基和灌注桩桩基。预制桩桩基的工艺比较简单,主要是利用打击或振动将桩基打入地下,而灌注桩桩基相对比较复杂,含有多个复杂的施工操作步骤,比如打孔、放置钢筋笼、浇筑混凝土、混凝土养护等等,每一步操作过程都要注意施工要点,以保证施工质量。 为什么说建筑物的桩基质量对于整个建筑物质量的提升有重要意义呢?这是因为建筑物桩基能够将地表上建筑物的震动压力有效的传递到桩基周围的土壤中,这样能够降低建筑物的摇晃,提高建筑物的稳定性,避免在建筑物使用过程中遇到大的震动造成建筑物倒塌。所以说,作为建筑行业技术人员必须重视建筑物桩基质量的提高。如果建筑物桩基质量出现问题,或者是建筑物施工过程中缺少桩基的建设,将致使整个建筑物出现严重质量问题,影响后期的使用,最可怕的是造成整个建筑物的倒塌,即造成经济损失,也威胁人身安全。 2 建筑施工中桩基施工工艺准备工作 在建筑施工过程中,要保证桩基施工质量,需要从各方面着手做好准备工作,首先就是对桩基施工工艺过程的准备工作,这个准备工作主要包括三方面内容,一是勘察施工现场,二是编制施工方案,三是准备相关的机械设备。做好桩基施工准备工作,有利于桩基施工的顺利进行,并有利于桩基施工质量的控制把关,下面,作者简单介绍下各种准备工作的内容。 2.1 勘察施工现场 做为建筑工程施工技术人员来说,都知道在建筑物施工开始前或说设计前就要对施工现场进行勘察,主要是查看地质条件,并根据实际情况设计合理的施工方案,以避免各种不必要的返工情况发生,或是产生不必要的损失,施工现场勘察有利于我们及时发现问题,从而制定解决方案。在进行桩基施工时,现场勘察更是影响施工工艺稳定性与施工质量的重要因素。在我们勘察地质水文状况后,可以根据施工地区的土层性质选择适宜的施工技术,尤其是对于预制桩还是灌注桩的选择提供参考。对于土层性质的勘察还有利于我们了解地下水文状况,有利于排水沟的设计,以防止排水不畅对施工质量造成影响。 2.2 编制施工方案 勘察施工现场后,我们就要编制施工方案。施工方案的编制需要在施工开始前完成,施工方案的选择很大一部分也要考虑施工现场的地质条件,充分勘察施工地区地质水文状况,进行研讨与分析,从而确定出适宜的施工工艺。例如预制桩施工工艺还是灌注桩施工工艺。施工工艺确定后,就要根据工艺完成的要求确定施工所用的机械设备,同时对整个施工操作过程进行具体规划,制定出详细的施工方案与细则,从而使整个施工过程都有法可依、有章可循。 2.3 选择机械设备 完成以上两项准备工作后,要进行施工机械设备的选型与准备工作。提前做好机械设备的准备工作,有利于保证桩基施工过程的顺利进行,提高施工工作效率,减少不必要的麻烦,避免由于机械设备不符合施工要求,或是机械设备不能及时到位而影响施工工期。机械设备的提前选择与准备,对于保证桩基施工过程的顺利进行有着重要意义。 3 预制桩和灌注桩施工工艺 建筑工程施工技术是多样的,但是在我国,就我国建筑行业的施工现状来看,最常用的桩基施工工艺技术有两种,即预制桩施工和灌注桩施工。 3.1 预制桩桩基施工工艺 在预制桩桩基施工工艺中,我们需要重点关注的工艺过程要点有两个:一是对于沉桩高方式的选择至关重要,直接关系着预制桩的质量,对于预制桩沉桩工艺过程有多种方法,比如水射法、击打法、静压法和振动法等,这些方法各有优缺点,且适合的施工环境地质条件各不相同。因此,我们在选择沉桩工艺方法时,要结合施工现场的具体情况,做出恰当的选择,以达到施工质量控制的最佳效果;二是对于预制桩施工过程需要用到浇筑工艺,浇筑工艺过程质量对于预制桩桩基质量也有着直接的影响。在浇筑工艺施工过程中,我们要时刻关注着浇筑过程的持续性,并且要恰当合理的设计保护层,确保保护层参数设置在25米左右,以满足施工质量要求。 3.2 灌注桩桩基施工工艺 灌注桩桩基施工工艺是比较复杂的,具体来看,灌注桩桩基施工工艺主要和混凝土施工存在密切关系。所以我们要严格混凝土施工操作程序,确保混凝土施工质量,进而就可以在很大程度上确保灌注桩桩基施工质量。除此之外,对于灌注桩桩基施工工艺中的成孔操作也需要我们重点关注,在当前我国具体施工过程中主要使用的成孔操作方式有四种,即干作业成孔;泥浆护壁成孔;沉管成孔和冲击成孔。其中干作业成孔又可以细分为机械钻孔和人工挖孔两种方式。对于这四种成孔方式来说,特点各异,具体的施工程序和施工优缺点也各不相同,在具体的成孔操作中需要我们根据现场成孔的具体要求进行恰当选择,比如对于一些施工现场多为粘性土或者淤泥土的情况就应该选择泥浆护壁成孔方式进行成孔操作。 4 结束语 对于建筑物施工质量来说,桩基施工工艺质量是十分重要的,直接影响着建筑物施工质量。因此,对于桩基施工工艺技术必须受到建筑施工单位的重视。我们要认识到桩基施工质量的重要性,做好施工准备工作,尤其要重视施工前的现场勘察工作、施工方案的选择评审确认工作,及施工前机械的准备工作,同时注意施工工艺过程的控制要点,为提高建筑物质量打下坚实的基础。 建筑施工工艺论文:浅析建筑施工几种地基处理方法与施工工艺 摘要:近些年来随着科学技术的快速发展,我国各行各业都取得了比较优秀的科技成果,房屋建筑施工技术也取得了突破性进展,尤其是在房屋建筑中,对地基处理施工技术获得了一些先进的科技成果。本文就地基处理之前的准备工作,对地基处理的几种方法及施工工艺进行阐述。 关键词:建筑施工; 地基处理;方法;施工工艺 一、导言 目前,随着城市化与现代化进程的不断推进,我国建筑行业获得了较好的发展空间,作为建筑建设的基础与前提的地基处理也受到了广泛的关注。对于不同的建筑物类型、建筑物设计构造以及不同的施工环境,其应采取的地基处理方法和施工工艺都不尽相同,本文即重点探讨了地基处理的四种方法及其施工工艺,以澄清房屋建筑的地基处理技术中存在的疑问和模糊之处。 二、我国建筑地基处理的现状 随着我国地基基础研究的进步,其建筑的荷载和建筑规模也日益加大,这就对地基基础要求也跟着越来越高。地基的处理方案是否适用,关系着建筑的安全,并且对工程造价和建设速度等都有极大的影响,也越来越成为工程建设的重要位置。天然地基根本就无法满足高层建筑或有特殊要求的建筑物的承载力要求,在施工之前就得需要对地基进行一个处理。所以说,地基处理的重要性已经逐渐的地被人们所重视起来,发展以及推广各种地基处理的技术,从而提高地基处理水平,加快基本建设的速度。 三、房屋建筑地基处理施工特点 1、地基基础工程的复杂性 由于我国幅员广阔,南北方的地质差异较大,工程地质条件很是复杂,例如淤泥质土、杂填土、湿陷性黄土、冻土、季节性冻土等,不同类型的土壤在进行房屋建造时要进行预先的勘探,对于一些土质难以处理的地点,可以换取其他施工用地进行房屋建造。同时,地震也是造成我国地基基础工程复杂的一方面原因之一,地震对地基基础影响是非常大的,这种复杂地质条件对地基基础工程的勘察设计处理和工程施工增加了不小的难度,提出了大量的而且复杂的技术难题。 2、地基施工不当的严重性 由于地基基础设计或者施工方案不当而导致房裂屋倒,导致非常严重损失的实例时常有发生,所造成工程建设中恶性的巨额浪费确实惊人。在进行房屋建造时,一旦建筑工程施工完成之后,地基产生质量等问题一般无法弥补,这样的损失与建造工程相比其产生的损失要大得多。由于地基所承受的是来自房屋的全部承载力,所以有局部的损坏就会使全部的建筑变成危楼,同时由于身处地下,地基的损坏只有达到影响建筑的程度才会被人发现,那时造成的损失无疑是十分严重的。 四、建筑地基处理方法及其施工工艺 1、高压喷射注浆法 高压喷射注浆法是指用高压水泥浆通过钻杆由水平方向的喷嘴喷出, 形成喷射流, 以此切割土体并与土拌和形成水泥土加固体的地基处理方法。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、 淤泥质土、 流塑、 软塑可塑粘性土、 粉土、 砂土、 黄土、 索填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、 大量植物根茎或有较高的有机质时, 以及地下水流速过大和已涌水的工程, 应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、 喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压喷射注浆法分旋喷、 定喷和摆喷三种类别, 可用于既有建筑和新建建筑地基加固, 深基坑、 地铁等工程的土层加固或防水。根据工程需要和土质条件, 可分别采用单管法、 双管法和三管法。加固形状可分为柱状、 壁状、 条状和块状。对既有建筑物在制定高压喷射注浆方案时, 应搜集有关的历史和现状资料、 邻近建筑物和地下埋设物等资料。高压喷射注浆方案确定后, 应结合工程情况进行现场试验、 试验性施工或根据工程经验确定施工参数及工艺。 2、换填垫层法 换填垫层法是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层, 回填坚硬、 较粗粒径的材料, 并夯压密实, 形成垫层的地基处理方法。此方法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其中垫层材料可选用砂石、 粉质粘土、 灰土、 粉煤灰、 矿渣、 其他工业废渣、 土工合成材料等。应根据建筑体型、 结构特点、 荷载性质、 岩土工程条件、 施工机械设备及填料性质和来源等进行综合分析, 进行换填垫层的设计和选择施工方法。 3、机械压实法 土是岩石风化的产物,其形成过程决定了土是一种碎散的颗粒堆积物,土颗粒在堆积的过程中势必会形成大量的孔隙,并且在实际工程中经常会遇到需要将土按一定要求进行堆填的情况,如路堤、土坝、桥台、挡土墙等,机械压实法根据施工机械、施工方法的不同可分为重锤夯实法、机械碾压法和振动压实法。 重锤夯实法是利用起重机械将重锤提升到一定高度,然后自由下落,以重锤自由下落的冲击能来夯实浅层地基的处理方法。将重锤若干次重复提前、下落的过程可使地基表面形成一层较密实的硬壳,从而提高地基强度,这种方法还可降低黄土的湿陷性并减小杂填土的不均匀性,适用于处理距地下水位0.8m以上的稍湿杂填土、黏性土、砂性土、湿陷性黄土和分层填土等地基。夯实的效果和土的含水率密切相关,只有土达到了最优含水率,才能够获得最好的夯实效果。 4、强夯法、强夯置换法 强夯法是指为提高软弱地基的承载力,用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。在夯击过程中,如往夯坑内不断地回填的砂石、钢渣等硬性粒料并将其夯实.使其形成密实的墩体的地基处理方法,又称强夯置换法。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑一流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。 5、振冲挤密法。振冲挤密法,主要是指凭借特定的振冲设备或器械,利用其反复的横向振动和侧向挤压力,损坏土体的原有结构,使得土体内部的孔隙水压快速提升,密度逐步由低变高。一般情况下,振冲挤密法的具体施工流程主要包含:清洁整理施工场地,使其变得平整后设置各个桩位;将振冲设备或器械安置妥当,对准各桩位后即可开启振冲器;振冲器打击并进入土层至高于原设定的加固深度30cm以上,反复进行这一动作,直至振冲器的孔内泥浆稀释到一定程度,记录下每一次振冲器到达不同深度的电流及所用时间;向已经稀释的孔内填充材料,利用振冲器进行振实的同时拓展其桩径,反复进行此动作,直到此深度下的所用电流达到预想的密实电流,记录下此刻的材料填充量;振冲器持续运作,直到实现一个桩体的完全振动施工,将其拔出、移至另一桩位后重复上诉动作。这里需要强调的是,在施工之前,应先设置排泥水沟;具体制桩时,各段桩体都必须符合密实电流、填料量和留振时间等方面的要求,且此要求应根据现场试验而定。 结束语 综上所述,地基处理方法与施工工程的质量密切相关。因此,施工企业和相关技术人员必须予以足够的重视,紧密结合具体施工环境,针对性的选取合适的处置方法和技术,进而最大程度的保证地基工程的施工质量,并将整个建筑的风险降到最低。 建筑施工工艺论文:浅析建筑施工中桩基施工工艺 【摘要】现代建筑物为了满足人们越来越高的生活质量要求,在建筑形态、结构等方面发生了较大的改变,随着高层建筑的兴起和发展,建筑结构也越来越复杂,而桩基施工工艺作为建筑施工中的重要组成部分,直接影响着整体建筑工程的质量和安全性,也随之有了更高的施工质量要求。在实际施工当中,根据不同的地质条件和施工需要,应该选择不同的桩基类别,本文在此介绍了一些建筑施工中桩基的施工工艺,以期对建筑施工中的桩基工艺施工有所帮助。 【关键词】建筑施工;桩基施工工艺 1、前言 桩基施工作为建筑施工中的重要组成部分,却极容易被忽视,实际上桩基施工的目的是为了提高整体建筑的施工质量和使用安全[1]。一般来说,很多施工现场所处的地理环境、地质条件等因素多不符合施工要求,若直接进行建筑物建设则很可能使建筑地基的稳固性和安全性达不到标准要求,给建筑用户的人身安全和财产安全带来危险。因此,就必须根据施工现场的实际地质条件选择相符的桩基进行施工,以增强建筑物的稳定性以及坚固性,良好的桩基施工质量能够提升建筑物的抗震水平,减少当地质灾害来临时建筑的沉降率。通常根据施工的需要和实际地理环境可以选择不同的桩基工艺,因此,为了保证桩基施工的质量,本文在此对桩基的施工工艺进行浅析,以期能够对桩基施工的选择上有所帮助,提高整体建筑施工质量。 2、影响建筑施工中桩基工艺质量的因素 桩基的施工过程有一定的操作规范和要求,而且并不是所有的建筑物都适合进行桩基施工的,比如在地基过于沉降或是结构不均匀的建筑中最好不要进行桩基施工。若选择使用桩基工艺,则应该注意规范桩基施工操作,以免出现桩倾斜或者断桩的情况,给建筑带来安全隐患。桩倾斜是指在桩基施工中遇到一些硬石或其他不明硬物,造成打桩过程不顺利,出现挤压效应导致的桩倾斜;另一种情况是由于打桩机安装的不正确,导致桩机没有与地面相垂直导致的桩倾斜。出现桩倾斜时若不进行及时的调整,则可能会由于桩面斜度的原因导致整个建筑出现倾斜状态,给建筑物带来严重隐患[2-3]。而断桩的情况通常来说出现次数不多,但若出现断桩情况则表明施工过程中存在严重的问题,一般来说导致断桩的原因除了桩倾斜外还有四种:第一,若打桩的过程中锤击力过大或者锤击次数太多,但却没有达到正常的贯入深度,就和造成断桩的出现;第二,桩钉在运输过程或是起吊过程中置放位子不对,使支点或吊点出现问题,也容易导致断桩的出现;第三,在桩基施工的过程中由于桩钉自身过于屈曲,在进行锤击时容易导致弯曲或断桩;第四,在进行桩基设计时没有考虑到桩钉自身的受力程度,使得在施工过程中不砍受力而出现断桩,或者是导致沉桩的深度没有达到作业指标。 3、建筑施工中进行桩基施工工艺准备工作 桩基施工工艺的准备工作是十分重要的,充分的准备工作能够更好地保证桩基施工的质量,其主要工作有以下几点:首先,要对施工现场进行地质水土条件的实地调查。这样做是为了更好的为桩基设计提供信息资料,以选择合适的桩基工艺,也是对合格的桩基施工质量的前提保障。在进行实地勘测时,应该对土壤条件、水文情况、地质结构等都要有一定的了解,重视地下水情况,进行合理排水工作,才能保证勘测信息的准确性。很多时候建筑施工的地理环境都会存在一定的特殊性,因此有必要在施工前掌握相应的技术指标和机械参数,才能更好地保证施工质量。其次,要认真编制施工方案。在进行过实地勘测后,才能根据收集到的信息进行施工方案的设计。且在设计的同时就要确定桩基的工艺类型,在满足保护施工现场其它管道路线和电路线的条件下设计出合理的施工方案。此外要注意控制施工进度,在满足工期的同时也要保证施工的质量。最后,要选择合适的机械设备[4-5]。选择合适的机械设备是保证桩基施工质量的前提,所以在进行机械选择时应结合桩基工艺、功率大小等情况,以保证各个机械间的协同工作效率,充分利用现代设备的机械化以及集群化的特点,最大限度的提升机械工作效率,以保证施工进度。 4、浅析建筑施工中桩基施工工艺 4.1预制桩施工工艺 预制桩一般可以分为混凝土桩和钢桩。混凝土桩具有结实耐用、受力性强且制作简便的优点,在预制桩中是最为常见的一种。但是要注意,若选择混凝土桩作为桩基材料,就要严格控制混凝土的质量,而且要掌控桩钉的制作工艺,一边预先定制,一边进行桩基施工,保证施工的进度。此外,虽然混凝土桩的承受力强度会根据制作工艺的不同而略有区别,但最低要达到可以进行起吊和运输的标准。且混凝土桩钉的实际长度和直径要根据实际需要进行制作,并控制好堆砌层数,以免发生受压变形或断裂的情况。有必要时可以对混凝土桩进行加长操作,操作方法多种,不过一般是在打桩的过程中进行的;而选用钢桩则多数是在对施工材料有特殊需要的情况下,比如强度、结构精密度等指标的要求,钢桩较混凝土桩所需的成本更大,但受力强度等方面更具优势,但要注意对钢桩进行防腐处理,且要避免存放在一些湿度较大的地方,且在施工前要去除钢桩的表面锈体后,在进行涂层操作。另外,对钢桩进行焊接时也要注意保证对接口与角度的精准,尽可能减少误差,保证钢桩的质量。 4.2灌注桩施工工艺 灌注桩根据灌注方法的不同分为:第一,沉管灌注桩。沉管灌注桩进行施工时就要采取开孔操作,开孔时要注意开孔方法的选择,通常为锤击开孔模式。一般来说,桩尖的直径应保证在300至500毫米左右,且长度要小于20米,这样的桩钉能够较为简单的贯入较硬的粘土层或是中粗砂层中。这种锤击开孔模式的操作相对简便,有利于提高施工速度,减轻施工人员的劳动量,且成本相对较低,但容易产生问题,无法有效保证施工质量。第二,挖孔灌注桩。挖孔灌注桩即是要进行挖孔工作,与前一种沉管灌注桩的施工流程大致相同,只是采用的挖孔方法有所不同,在施工中既能够进行人工挖孔,也可以采用机械挖孔。若采用人工挖孔,则要注意施工人员的安全问题。且挖孔桩一般直径都要求大于一米,其深一般为十五米左右,若桩钉直径略大,在1.2至1.4米左右时,其长度则应该控制在三十米之内。第三,钻孔灌注桩。钻孔灌注桩与另外两种灌注桩的施工流程也大致相同,但开孔选用的器械有所区别,它一般采用回转机来进行钻孔作业,桩钉的直径以及长度也有相应的要求范围。需要注意的是在钻孔操作前应做好防止渗漏的工作,以保证灌注桩的施工质量。 5、结论 在建筑施工中,桩基施工虽然所占比例很小,但却非常重要,其施工质量直接影响着整体建筑工程的施工质量。因此,在进行桩基施工前做好相应的设计与准备工作,保证桩基施工工艺的质量,对保证整体建筑的施工质量和安全性有着非常重要的意义。 建筑施工工艺论文:关于钢结构建筑施工工艺探析 摘要:钢结构建筑是一种新型的节能环保的建筑体系,是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构,符合发展省地节能建筑和经济持续健康发展的要求。文章分析其施工工艺,探讨其施工及管理。 关键词:钢结构建筑;施工工艺;控制措施 引言 钢结构建筑具有施工工艺较为简单,工程投入成本低,施工工期短等特点,不管是在工业建筑或者是民用建筑中钢结构都得以广泛应用。用焊接工艺,将钢板与钢梁之间进行加固,保证施工的质量。 一、钢结构材料及构件的优点 与传统钢筋混凝土结构相比,钢结构具备以下优点: (1)强度高,重量轻。在建筑工程中,钢材能得到普遍应用的原因之一就是其本身的综合性能较好,这是其他建筑材料所难以企及的。尤其是在一些大跨结构,重型工业厂房,高层房屋建筑中得到了广泛的应用。由于钢材的强度较大,所以在建筑设计中可以较小的截面满足较大的承载力,特别是和混凝土结合使用的情况下可以在保证工程质量的前提下取得良好的经济效果。 (2)质地均匀,各向同性。随着钢材的生产工艺越来越先进,钢材的各种性能都得到了良好的发展,尽管目前在钢结构设计中钢材的这个性质通常采取假定的形式,但是试验表明,在钢结构建筑中,钢材的实际性能和理论性能是非常接近的,这在一定程度上保证的计算的准确性,同时使得钢结构建筑的可靠度得到了极大保障。施工简易,工期较短。现代社会机械化发展的程度较高,钢构件一般都可以在专业厂家生产制造。通常在生产工厂加工成型后运至施工工地再进行现场安装。由于生产制造的一体化,极大程度上节约了资源,保护了环境,同时工业化的生产使得钢结构施工质量容易监控,也使工程质量得到了保证。造型灵活,连接方便。由于钢材良好的可塑性,所以许多造型复杂的构件可以直接在加工场通过不同模具加工生产出来,同时由于钢材本身的强度,可以保证构件的可靠性。在施工过程中可通过焊接,螺栓连接等技术使构件有效的连接起来。 二、建筑钢结构安装技术 (一)钢柱在加工过程中技术的应用 建筑钢结构安装过程中经常要对钢柱进行加工,在钢柱的加工过程中常常会产生一些问题。其中最常见的问题就是钢柱加工过程中导致焊缝收缩变形,而焊缝收缩变形将严重影响建筑钢结构的质量。在建筑钢结构安装过程中想要解决这一份题首先要从钢柱的翻样下料入手,对钢柱的长度要严格控制符合建筑钢结构安装的需要,其次在安装过程中要注意钢柱的组装合理,按照正确顺序科学,合理的组装。 (二)钢桩在吊装过程中技术的应用 建筑钢结构安装技术中,钢柱在吊装过程中的技术应用主要包括二个方面:(1)操作挂篮和爬梯是钢柱吊装过程中必不可少的工具,因此在建筑钢结构安装中,在进行钢柱吊装时要预先将操作挂篮和爬梯固定好,以保证钢柱吊装的顺利开始。(2)建筑钢结构安装技术中,地脚影响着钢柱的稳定性,因此为了保证钢柱安全到位,增加钢柱稳定性,在钢柱吊装过程中对钢柱的地脚应加以保护,采取一定的防护措施。 (三)螺丝在安装过程中技术的应用 螺丝的安装在建筑钢结构安装中至关重要,因此其安装技术也相对更复杂一些,针对螺丝的安装技术主要有几个方面,包括:螺丝的预埋,螺丝的安装等。其中螺丝的预埋是一个比较细致复杂的过程,尤其是在预埋螺丝位置的选取上要综合研究,反复测量,根据规定和相应的标准选定螺丝的预埋位置。螺丝的安装技术相对来说要简单一点,只要掌握一个原则即可,即合理安装,不要强行对螺丝进行安装,不同作业情况采取不同安装方式,保证安装的科学性,合理性。 (四)钢板在安装过程中技术的应用 在建筑钢结构安装过程中,钢板的安装对图纸的要求比较高,一定要严格安照图纸的规定进行安装,调整好钢板的安装位置,保证钢板的顺利安装。钢板的规格一定要符合标准,尽量减少钢板自身的误差。同时钢板的安装过程中还要注意钢板的加固问题,以免因为钢板安装不稳造成施工事故。钢板的加固一般是采用焊接工艺,将钢板与钢梁之间进行加固,保证施工的质量。 三、加强钢结构建筑工程施工管理的对策 (一)加强施工成本管理 加强钢结构建筑工程项目成本控制管理是提升项目工程经济效益的关键,是提升建筑工程单位有效积累资本,提升市场竞争能力的重要途径。在钢结构建筑工程施工成本管理控制时,笔者认为应从以下几方面入手: 施工单位应根据市场价格制定施工定额。施工定额要合理科学,尽可能地使施工成本投入满足工程要求的基础上尽可能低。但基于市场价格是具有浮动性,施工定额也应随着市场价格的变化而进行相应的调整。坚持全企业、全体人员及施工全过程的控制原则,基于人员控制比较系统,涉及的部门、人员较多,一旦某个部门或者某个人员出现经济核算失误,将会影响工程经济效益,造成资金浪费问题。应对部门人员实施成本控制落实制度,责任到人,切实让每一位有关成本控制管理人员都能履行职责。基于建筑工程项目管理是个系统的管理工作,建筑工程项目管理贯穿整个建筑工程项目的设计阶段、施工阶段以及竣工验收阶段,应实施动态成本管理。做到施工前明确成本控制管理目标,施工中严格按照成本控制相关规范要求执行成本控制; 竣工后应认真总结整个工程的成本控制情况,查找成本管理中存在的问题,并采取相应的处理措施。 (二)加强施工质量管理 (1)人员管理 在建筑工程项目施工管理中,人是决定建筑工程项目成败最为关键的因素之一。同时人员的管理也是整个建筑工程项目管理中最难管理的。这是因为参与建筑工程施工的人员素质存在差异性,有些建筑施工管理人员道德素质较低,不能严于律己,按照相关的建筑工程施工管理规范要求履行责任,工作积极性不高,对施工中存在的质量问题不能够及时发现并采取行之有效的解决措施。给建筑工程埋下质量安全隐患。所以,作为建筑工程施工单位应加强对施工管理人员的教育培训工作,提高他们的道德素质及业务素质,切实发挥他们的作用,只有这样才能保证在建筑工程施工中能够发现施工质量问题,提前做出工程质量防范措施。 (2)材料管理 材料在整个建筑工程成本投入方面占有的资金比重较大,一旦施工材料出现质量问题,不仅会影响建筑工程质量,还可能会因材料质量问题影响建筑工程的施工进度,影响建筑施工单位的经济效益。所以,建筑工程施工单位应严格把好材料质量关,从材料的采购、运输以及进场使用都应对材料的规格、型号、强度等进行检验,合格后方可投入使用。 (三)加强施工进度管理 对工程量大小以及施工工序建筑工程施工管理人员应做大心中有数,严格按照工程项目制定的进度计划进行施工管理,对于那些影响施工进度的因素应及时发现,查处。对于那些实际施工同既定施工计划进度不相符的,应及时对施工计划进行合理调整,需要指出的是: 施工计划调整要根据工程施工实际情况,尽可能不耽误预定工期制定施工计划。不能因为施工计划有变化而加班加点地赶工期,这样会造成施工人员疲劳作业发生安全事故。此外,施工管理人员的另外一项重要工作是严格按照国家相关施工标准规范控制每一道施工工序质量,在材料方面要保证质量,不能出现偷工减料现象,要求施工人员做大自检、施工质量监管人员做大专检,待工序验收合格后才能进入下一工序施工。 (四)加强施工现场安全管理 安全是建筑工程施工单位必须要遵循的法则,施工单位应对施工人员以及技术人员进行安全施工教育工作,让参与工程项目施工人员明白安全施工重要性。定期地对项目管理人员进行施工安全知识培训,尤其是对于建筑工程施工的重点、难点部位,要进行施工前的安全技术交底工作。 结语 综上所述,筑施工单位应积极提高建筑钢结构安装技术,保证建筑钢结构安装的顺利进行,努力提高房屋建筑的整体质量。随着建筑工作者对建筑钢结构的不断研究发展,建筑钢结构在未来将日趋完善。 建筑施工工艺论文:论建筑施工中建筑外墙保温技术及施工工艺的运用 摘要:近年来,随着我国相继制定实施了相关的建筑节能规范,按照节能规范的相关要求,对建筑外墙保温提出新的要求。在实现建筑节能方面,发展外墙保温技术是一个重要的环节,一方面能够节约大量能源,另一方面为住户提供舒适的环境。因此对其施工技术有效性的分析探讨是很有意义的。 关键词:建筑;外墙保温;技术;措施 1、建筑外墙保温技术的特点 1.1、适用范围广 建筑物外墙保温技术可以在不同领域应用,并且能获得良好的效益。外墙保温技术不仅可以在冬季较寒冷的北方建筑物施工过程中使用,还能在夏季较炎热的南方地区建筑物施工中使用;该技术既可以用于砖混结构建筑物外墙,还能用于剪力墙结构外墙;既适用于新建的建筑物,又适用于既有的建筑物。 1.2、保温效果好 建筑物外墙保温技术具有极强的保温效果。该技术中使用的保温材料均设置在建筑物外侧,既能满足建筑物过冷时的需求,又能满足建筑物过热时的要求。另外,该技术还能发挥新型保温材料的保温性能,保温材料厚度较小,其性能与同种类型的保温材料相比明显偏高。 1.3、保护主体结构 建筑物外墙保温技术中使用的保温材料均设置在建筑物外侧,该保温层减少了自然界温度、湿度以及紫外线等对建筑物的破坏。外墙保温技术还能有效降低建筑物内墙所受的应力,为提高建筑物使用寿命打下坚实的基础。 1.4、改善室内环境 改善室内环境是建筑物外墙保温技术的特点之一。建筑物外侧的保温层能降低建筑物的传导热损失,在增加室外稳定性的同时,还一定程度上减小了风雪天气对建筑物外墙的损害,提高了建筑物的防潮性能,从而营造良好的室内环境。 2、建筑外墙保温材料的选择 2.1、原材料的选取 保温材料是决定保温效果的一个重要因素,现在的建筑工程当中经常用到挤密苯板、聚苯板、聚苯颗粒作为保温材料。其中挤密苯板具有密度大、导热系数小的优点,而聚苯板的抗裂能力则较强。胶粉料和胶粉聚苯颗粒是聚苯颗粒保温材料的原材料,其中胶粉料的导热系数要高于挤密苯板。 2.2、合理选择增强网 外墙外保温技术的快速发展得益于玻纤网格布的使用,它作为抗裂保护层增强材料,不仅能够有效地增加保护层的拉伸强度,同时可有效分散应力,将原本可以产生的裂缝分散为许多较细裂缝,大大的降低了对建筑物的危害。 2.3、保护层材料的选择 如果直接将水泥砂浆作用在保温层外面,则会由于其收缩性大、柔韧性不够、耐候性差而造成开裂。所以,必须采用专用的抗裂砂浆并合理添加增强网以及适量的纤维,来增加水泥砂浆的韧性,防止开裂问题的发生。同时也可加入适量的钢丝网片,但必须保证网片之间的孔距,不能太小也不宜过大。 3、建筑外墙保温技术及施工工艺 3.1、外墙内保温施工技术 选择适合的保温材料和采用恰当的施工技术是外墙内保温技术的重点所在,关系到内保温施工效果。一般来说,苯板和保温砂浆作为外墙内保温的首选材料。外墙内保温施工,施工技术目前在我国大部分建筑中依然使用,原因在于这种技术方便迅速且不过分要求外墙垂直度。但是这种技术也存在明显的缺陷,表现之一在于:由于外墙内冷桥和热桥存在较大温差,结果造成外墙局部结露。如果在太阳的光热作用和昼夜气温波动的状况下,外墙和屋面的温度也会相应存在大波动,这种较大的温差波动会损害外墙以及保温体系。 3.2、外墙外保温技术 外墙外保温技术具有良好有效地保温效果,外墙外保温,顾名思义,是指把保温材料安装在外墙外侧,在外侧形成保温层。正是安装在外侧,它可以将整个外墙面包起来,在保护整个建筑物上具有更加广阔的范围。这样,外墙的保温材料具备的保温隔热性得以发挥,消除了建筑物的热桥,从而起到了保温和节能的双重功效;外墙外保温技术可以有效地保护主体结构。在现代化推进下,可以利用的土地资源越来越少,建筑物不断增加层数已成为现实。目前研究结果表明,温度的变化会影响建筑结构的变化,即:温度升高,建筑物会发生膨胀现象;温度下降,建筑物会出现收缩现象。这种随着温度的变化而出现建筑物时而膨胀时而收缩的变化最终会导致内部非结构构件的龟裂现象。而建筑外墙外保温技术正是把建筑材料安装在外侧,这样减弱了温度、湿度等自然条件对建筑物主体结构的不良影响,从而有效地保护了主体结构;外墙外技术有利于提升住房质量,改善居住环境。首先这种技术是对外墙进行装修,使建筑物更加美观,增强了视觉享受。另外,在外墙外安装保温系统节约了室内空间,提高了经济效益。更重要的是,在雨雪天气下,尤其是雨雪充足的地区,外墙外保温材料的安装避免雨水内渗,从而保护墙体,避免室内出现霉斑、结露的现象,增强了室内的热稳定性。 3.3、内外混合保温技术 内外混合保温技术,又称作夹心保温技术。这种技术结合使用外墙内保温技术和外墙外保温技术。这种技术的显著优势表现在两个方面:一方面弥补了外墙外技术不能有效保护内墙、热(冷)桥的缺陷,从而保证了整个建筑的保温水平;一方面综合使用两种技术,加快了施工的速度,从而起到缩短工期的效果。但是内外混合保温技术也存在严重的缺陷。由于内外混合保温技术在有利于外保温的地方进行外保温处理,不易操作的地方进行内保温处理,这种部分外保温和部分内保温的混合造成建筑物不同的尺寸变化和各异的形变速度,最终大大降低了建筑物的稳定程度。这种技术方式从短期上看似乎是卓有成效的,但是当我们放眼未来会发现,不断出现的形变和尺寸变化会导致建筑物的龟裂,使用年限的缩短,其弊远大于利。 总言之,由于外保温技术相对于内保温以及混合保温技术在设计上较为合理,所以在建筑工程中较多的使用外墙外保温技术,合理的选择材料及施工方法,按照逐层渐变、柔性释放应力的原则可以使其达到很好的保温、抗裂性能。然而,外强保温体系是一个相容性和协同性都较强的有机整体,不仅需要材料供应商经过质量体系的认证,还要系统性能检验合格之后进行成套供应,以此来保证材料的匹配性,确保外墙保温体系质量的合格。与此同时,由于近年来外墙保温的核心技术也开始呈现出技术方面和材料方面的标准化和多元化,要对外保温系统的节能技术进行攻关,提升材料的节能效率和防火、防风等性能,提高外保温系统的适应性,并进一步细化设计施工标准与验收方法,以此为我国的建筑节能事业的发展提供有力的技术支持。 建筑施工工艺论文:建筑施工中的桩基施工工艺 摘要:由于科技水平的不断进步,现代科技不断冲击着传统的施工工艺,在当前的工程施工中其技术逐渐复杂化,不断朝向现代化发展。桩基施工是建筑工程的基础环节,它的施工质量直接关系到整个建筑的稳定,是施工过程中不可忽视的最重要的部分。本文根据笔者工作实践,对建筑桩基的分类与选择、建筑施工中应用桩基施工工艺之前的准备工作、桩基基础技术及地基基础与桩基础土建施工处理方案进行了分析和探讨。 关键词:建筑 桩基 施工 随着社会科技的不断进步,建筑施工技术也随着得到了发展,尤其是桩基施工。桩基施工是建筑工程施工过程中的一项最基本、也是最重要的环节,它是通过现代化科技手段来对地基进行分析与管理的过程。为了能够满足在施工中的施工要求,以及适用于任何机械设备的施工,采取先进的科学技术以及管理措施是非常有必要的。施工管理中,应该通过各种现代化专业应用,从而提高施工的质量,保证整个建筑物的质量。在建筑工程施工过程中,传统的施工手段并不能满足于人们对于建筑物日益增高的需求,这就需要施工单位根据社会的发展不断对技术进行改进,从而将先进的技术工艺以及机械设备运用在其中,保证工程顺利的完成。 1 建筑桩基的分类与选择 桩基是建筑地基施工的最重要组成部分,它的质量直接关系到整个地基施工的质量,也关系到建筑物的质量及稳定。所以在选择桩基的过程中,一定要考虑到其对基础施工的影响,根据总结,我们可以将影响因素分为以下几点: 1.1 在选择桩基的过程中尽量避免建筑物地基沉降变形等。在建设大型建筑过程中,为了防止建筑物出现沉降或变形等故障问题,以及保证各种大高层建筑的负载,所以在选择桩基的过程中,可以根据其质量体积进行选择,然后根据对建筑物的影响程度采取相应的措施来进行施工。在桩基的施工过程中,如果采取大型的机械设备,则需要适量减小机械振动,从而减小对桩基的影响,另外,需要根据桩基对建筑物和地基的影响来采取相应措施提高其工作效率。如果是处于软土地基当中,则需要根据其分类,有效的控制其施工质量,是桩基具有抗震性,保证建筑物的稳定。 1.2 在选择桩基的过程中应该考虑地基的因素。首先,设计师与工程师应该根据实际情况以及建筑特点来对地基的土体结构进行重点分析,如果地基的下部土层比较软弱而深层是比较坚固的岩层,那么就可以采用桩基进行施工;如果是软土质结构,此时桩基端部不能够深入到良好的土层当中,此时就应该将桩基的沉降问题考虑到其中,如果在施工中采用较好土层,将荷载沉入到比较深层的软土质结构当中,这样反倒会使建筑物发生沉降等问题。从而言之,建筑师在进行桩基的设计过程中,应该将地基的承载力以及变形情况考虑在其中。在建筑工程施工过程中,施工人员为了避免地基发生各种质量或者施工问题,就必须要考虑到施工技术以及采取的措施。如果在施工中质量没有得到保证,选择的桩基出现了质量的问题,这样就极容易使建筑在使用过程中出现变形、沉降等缺陷问题。所以在进行施工之前,一定要对地基进行详细观察、深入分析,制定多个方案再行选择,从而保证桩基在施工过程中的质量。 2 建筑施工中应用桩基施工工艺之前的准备工作 在建筑工程施工过程中,为了更好的保证施工质量,在桩基施工工艺前一定要做好准备工作,在进行准备工作的时候要对施工现场的情况进行了解,同时要对施工现场的地质水文情况进行了解。在了解施工现场的情况以后要制定施工的方案,在施工方案制定完成以后要将施工中使用的机械设备进行准备,这样在施工过程中才能更好的避免出现影响施工顺利进行的情况。桩基施工工艺可以将建筑物的竖向荷载转移至桩基附近的土层之中,这样在发生地震或者是其他自然灾害的时候,可以利用桩基的这个特点能够更好的提高建筑物抵御外力的能力,同时也能避免建筑物出现变形的情况,这样在发生自然灾害的时候能够更好的保证建筑物的安全性和稳定性。现在,桩基施工工艺在很多的建筑施工中都得到了广泛的应用,特别是在软土地基中,这样能够更好的保证地基的质量,保证建筑工程的施工质量。 2.1 深入施工现场实地勘察地质水文条件 对施工现场的情况进行勘察能够更好的为桩基施工提供技术资料,这样在施工的时候才能更好的保证施工质量。在对现场进行勘察的时候要对地质和水文情况都要了解,这样才能更好的保证勘察结果的及时性和严谨性。对现场情况进行勘察以后施工单位才能更好的对施工中面临的土层情况进行了解,同时在施工的时候能够更好的对地下水位情况进行重视。了解施工现场附近建筑的相关技术指标也能为施工提供必要的依据,能够更好的保证施工质量。 2.2 认真编制施工方案 在对现场进行勘察以后,要制定施工方案,在确定施工方案的时候要结合勘察的相关数据对桩基的施工工艺类型和施工机械设备进行确定,同时也要对施工现场附近的建筑物和其他管线进行保护。在施工方案制定的过程中也要对施工的进度进行控制,这样能够更好的保证施工的工期,同时也能更好的保证施工的质量安全。 3.桩基基础技术 3.1 CFG 桩复合地基 CFG桩基基础技术程序简单、应用广泛,备受施工队伍重视。桩基技术的沉降时间周期较长、使用寿命长,有利于地基的稳定性需要,具有极大的现实技术要求的意义。 3.2静力法 这种方法主要是通过使用外力压降桩柱使其沉降,从而增大地基的载荷力度、增强地基的坚硬度的一种方式。这种方法虽然耗时大、效率低,但它却有非常好的稳固性与效果性,而且成本低。所以在一般的不限时建筑建设中,这种方法应用极为广泛。这种方法由于采用的是静力沉降的方式,所以一般用在土质较软、易于沉降的软土区域。而且由于其一般很少用外力对其敲打,仅仅是重力的一种压迫沉降,所以产生的噪音较少,因此在居民区也具有实施的基础。这就决定了它具有广泛的实施地域条件,无论是城市还是郊区都可以实施。而且在不限制建设时间的话,它的污染少、噪音少、成本低都决定了它是一个首选的地基基础建设方式。 3.3沉管法 所谓沉管,也即通过重力击打,一般是重锤之类的。使得管柱下沉压入土层之中,然后再往管柱内灌入砂浆使得其形成一个沉管浆柱,从而加固地基的一种技术方法。这种技术方法一般应用于粘性土质之中,具有施工成本低、技术简单、适应强等多种优势,但它却也有许多明显的缺陷。沉管法采用的是外力重击敲打方式,这过程难免会产生许多噪音,而且重力敲击需要耗费巨大的人力、物力,极大的加剧了施工难度。而且沉管由于主要靠人力的击打,所以需要大量的时间,加大了施工的时间周期。一般来说,这种方法不能应用在人多、住宅区的城市区域,一般是在郊区偏僻的地方进行施工。 4.地基基础与桩基础土建施工处理方案 地基基础与桩基础土建施工处理方案需要考虑多种因素。不同的土层结构,其厚度不同,土质类型也有差异,层顶的埋深度和高程也不同。因而,在地基基础与桩基础的建设中,必须根据不同的土层结构选择不同的地基基础处理方案。所选择的处理方案必须适应当前的土质类型,与不同土质的各种特性协调好,从而达到其建设的最优效果。 5.结语 在建筑施工中,桩基施工时一项非常复杂的施工工作,同时也是一项非常系统的施工工作,建筑施工企业在进行桩基施工的时候一定要对地基进行很好的处理,同时要对施工现场的情况进行勘察,在施工前要制定好施工的方案,准备好施工中要使用的机械设备,这样才能更好的保证施工质量,保证施工企业获得更好的经济效益。
先进制造论文:先进制造技术发展研究论文 摘要:本文介绍了当今制造技术面临的问题,论述了先进制造的前沿科学,并展望了先进制造技术的发展前景。 关键词:问题;先进制造技术;前沿科学;应用前景 论文 制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中,制造技术的作用一般占60%左右。专家认为,世界上各个国家经济的竞争,主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。 1当前制造科学要解决的问题 当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面: (1)制造系统是一个复杂的大系统,为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力,必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果,探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义,而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统,以满足制造系统新的要求。 (2)为支持快速敏捷制造,几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面,在三维现实空间(3-RealSpace)中,都存在大量的几何算法设计和分析等问题,特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题;在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面,存在C-空间 (配置空间ConfigurationSpace)的几何计算和几何推理问题;在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(ScrewSpace)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题,其理论有待进一步突破,当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。 (3)在现代制造过程中,信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素,而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性,制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面,都还有待进一步突破。 (4)各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具,在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中,受到越来越普遍的关注,有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在:智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。 这些问题是当前产品创新的关键理论问题,也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破,可以形成产品创新的基础研究体系。 2现代机械工程的前沿科学 不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集,经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望,从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。 超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域,国内外已经做了大量的研究工作,但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究,但仍有许多关键科学技术问题有待解决。 信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学,由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此,与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。 2.1制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学 机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质,另一方面对制造技术本身加以改造,以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深,研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达,以进一步达到实现控制和优化的目的。 与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息,这一领域有如下主要研究方向和内容: (1)制造信息的获取、处理、存储、传递和应用,大量制造信息向知识和决策转化。 (2)非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。 这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物,构成了制造科学中的新分支--制造信息学。 2.2微机械及其制造技术研究 微型电子机械系统(MEMS),是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化,成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度,大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞;制造出3mm大小能够开动的小汽车;可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业,具有许多传统传感器无法比拟的优点,因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。 微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想,1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机,显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样,在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来,微机械的发展令人瞩目。其特点如下:相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功,体现了其现实的和潜在的应用价值;多种微型制造技术的发展,特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术;微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍,微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域,涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。目前对微观条件下的机械系统的运动规律,微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识,还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法,因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜,是亟待深入研究的领域。 2.3材料制备/零件制造一体化和加工新技术基础 材料是人类进步的里程碑,是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用,都会推进物质文明,促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中,世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的设计实现定量化、数字化;要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备/制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面,通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节,获得最佳的工艺方案,实现材料与零件的高效优质制备/制造;另一方面,根据不同材料性能的要求,如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等,研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等,研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法,如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理,突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制,加工过程不需要工具或模具,能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。 2.4机械仿生制造 21世纪将是生命科学的世纪,机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构),开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业,并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。 地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧,是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力,智能化延伸了人类的智力,那么,"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。 仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下,在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。 仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交",它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。 仿生制造的研究内容目前有两个方面: 2.4.1面向生命的仿生制造 研究生命现象的一般规律和模型,例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等; 2.4.2面向制造的仿生制造 研究仿生制造系统的自组织机制与方法,例如:基于充分信息共享的仿生设计原理,基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略;研究仿生制造的概念体系及其基础,例如:仿生空间的形式化描述及其信息映射关系,仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。 机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合,其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作,具有鲜明的基础研究的特点,如果抓住机遇研究下去,将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学,以及与生物工程相关的关键技术基础等。3现代制造技术的发展趋势 20世纪90年代以来,世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展,如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术(IMS)国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。 随着电子、信息等高新技术的不断发展,市场需求个性化与多样化,未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。 当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面: (1)信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合,现代制造生产模式会获得不断发展。 (2)设计技术与手段更现代化。 (3)成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。 (4)新型特种加工方法的形成。 (5)开发新一代超精密、超高速制造装备。 (6)加工工艺由技艺发展为工程科学。 (7)实施无污染绿色制造。 (8)制造业中广泛应用虚拟现实技术。 (9)制造以人为本。 先进制造论文:先进制造技术对生产的应用 摘要:先进制造技术水平的高低直接影响着一个国家的工业化进程,就目前情况来看,我国由于在起步上较晚,因此导致技术水平上与发达国家相比存在一定的差距,而为了加快先进制造技术水平提升,推动工业化进程,我国已将发展高端装备制造列入十二五规划中。本文主要介绍了先进制造技术的模式种类及在生产中的应用,希望能对在生产一线的工作人员提供一些有用的帮助。 引言 制造技术是当前社会以及未来社会发展的基本技能,是一个国家走向富强的关键,先进制造技术的提出源于美国,其为了提高国民经济增长与制造业的市场竞争力,研发了以计算机技术为核心,结合传统制造技术与现代信息技术演变而成的先进制造技术,它的运用,使得制造技术实现了优质、敏捷、低耗等优秀特点,并使得经济效益明显提高,像日韩这类发达国家,九十依靠着先进制造技术,维持着国民经济的平稳增长,而我国虽然作为制造大国,但是由于受到技术水平等方面的诸多限制,导致其进展缓慢,在学科间不断互相渗透的今天,如何加快先进制造技术的发展,成为了当下国人所要思考的主要问题。 一、先进制造特点介绍 1、先进制造技术内涵 制造技术自人来诞生以来就已经出现简单的雏形,期初由于对自然的认知不够,所以都是简单的手工生产模式,而在不断的演变中,随着学科间的不断相互渗透,使得制造技术逐渐摆脱了传统的手工为主生产模式,逐渐形成了以机械为主的可以实现产品量化生产的现代化先进制造技术。自第一次工业革命之后,各行业开始逐渐形成了自动流水生产线,从而开启了量化生产的大门,我们现在所使用的电脑、冰箱、汽车等很多东西,都是运用这种模式生产的。然而由于产品的单一性使其不能满足不同用户的需求,因此,人们又开始着手研发微机数控系统,柔性制造单元,柔性制造生产线等,较传统的制造而言,先进制造技术更加重视技术和管理的统一,重视制造过程中管理者组织和管理体制的合理性。 2、先进制造技术特征分析 先进制造技术具有先进性、系统性、集成性等特征,以以往的制造技术不同,先进性是其一个重要的特征,它是优化先进工艺,并与新技术结合,实现局部或系统的集成。并且针对不同的市场需求,具有一定的灵活性。另外,其具有一定的系统性,是在生产过程中形成的能量流、物质流和信息流等的系统工程,当然,还有集成性特征,它是将机械、电子、信息、材料和管理技术等融合一体的新兴交叉学科。 二、先进制造技术中关键技术 1、现代设计方法 现代设计方法是基于先进制造技术的基础上发展的,传统的设计方法,在加工过程中,存在切削力过大、刀具磨损严重等问题,且对技术人员的要求也非常的高,并难以保证产品质量,而现代设计方法运用了优化设计、人机工程设计、计算机辅助设计、工业产品造型设计等,使这些问题得到了妥善的解决,通过对刀具几何角度、切割方法进行分析,进行系统优化,灵活运用数控切削中螺纹加工循环指令等,发开新的加工方法,实现数控机床的二次发展。 2、先进制造工艺技术 先进制造工艺技术,是通过对各类零件特征分析,编制适合于不同零件的数控加工程序,并将其储存在PC机中,在数控机床加工时,通过输入对应的零件特征,生成适合于加工的该零件的程序。它在粗加工过程中可以提高生产效率,在细加工过程中,可以提高产品的精度,是实现优质、低耗生产的基础。 3、制造自动化技术 自动化技术与信息论、控制论、系统工程、计算机技术等技术都有着密不可分的关系,是一门综合性技术,且是一个动态概念,在工业发达的国家里,为了实现柔性自动化、知识智能化、集成化,因此在生产中主要采用数控机床、加工中心、柔性制造单元、计算机集成制造系统等,它的发展,大大降低了企业的生产成本,解放了劳动生产力,对推动制造企业发展有着巨大的作用。 三、先进制造技术在生产中的应用分析 1、柔性制造系统 柔性制造系统主要是由物料储运系统、信息控制系统和一组数字控制加工设备组成,是依靠计算机为基础,实行管理与控制的高度自动化加工系统,是可以运用于不同种类零件加工的机械自动化制造系统,主要包含柔性自动生产线、柔性制造单元、柔性制造系统三类系统,它的应用,提高了神杯利用率,使生产能力相对平稳、产品的质量提升等诸多优势。 2、虚拟制造技术 虚拟制造技术是在仿真技术、虚拟现实的基础上,对产品的设计、生产过程统一建模,从而在计算机上实现整个生产过程的模拟和仿真。它的应用大体分为四种,即虚拟企业、虚拟产品设计、虚拟产品制造和虚拟生产过程,它的应用,提高了生产过程开发效率,优化资源的利用,缩短生产周期,并可对产品按客户需求做出一定的更改。 结束语 终上所述,大力发展先进制造技术,对于推行我国工业化建设具有深远的意义,是提高我国工业化水平的重要手段,是提高我国国民经济的必要途径。 先进制造论文:汽车零部件的先进制造技术 随着人们对于交通出行需求的日益增加,汽车市场不断火爆。与此同时围绕汽车制造发展起来的汽车零部件生产也不断发展,随着新技术、新工艺的不断革新,现如今汽车零部件生产已经走上了“集群化”发展道路。对于汽车零部件制造来说,先进的制造技术能极大提高生产效率与质量,是汽车零部件制造企业不断扩大规模,降低成本的重要技术。目前来说,新时期的汽车零部件制造技术呈现崭新的姿态,这些先进制造技术正在推动我国汽车制造业的发展。 一、高效多品种的柔性化生产方式 汽车零部件制造技术为了适应市场变化与客户需求,逐步趋向高效多品种的柔性生产方式。如广州丰田与天津丰田配备的GBL(全球车身生产线系统),就能确保车身在焊接工位输送时可以进行不同车型的焊装夹具的来回切换。该技术的应用使得不占节拍的产品品种更换成为现实。并且再搭配以自动控制与自动识别装置、焊接机器人等,从而形成不同类型汽车连续混流生产的模式。再者如普遍应用的用来加工汽车零部件的数控复合机床、快调与快换装置、技术等,无不体现这一点,即通过不同品种零部件的混流生产,促使生产线生产时间缩短,提高效率。 二、更高效的零部件加工技术被广泛应用 高效化的制造与生产工艺在汽车零部件切削加工领域表现得尤为明显,具体表现为强力、快速切削及快调、快装及快进。随着高速切削机的进一步发展及使用性能更加优良的新型刀具材料,使得高速切削在汽车零部件制造加工中应用得更为普遍。不仅如此,一些具有高速移动与转动速度、刚性及动力性能极佳的机床的开发和自控技术的广泛使用,促使自动输送、快装、快调、自动检测等技术或装置迅速发展。上述技术的应用大大提高了汽车零部件的生产与制造。如GC4225刀片,采用新一代技术,赋予刀片抗破损性,避免刀片涂层的剥落,进而避免生产加工汽车零部件时可能带来的不可控风险。汽车制造过程中,必须对铝合金材质的发动机进行高速加工,因此应该根据铝合金不同的材质特性,选择正确的切削液,从而保证加工零部件的质量。不仅如此,正确切削液的选择还能有效减少切削刀具的损耗,适当延长其寿命。除了切削技术,在车身的制造与装配领域,也出现了各种新工艺与新方法。较为成熟的就是以电子控制为基础,将机器人与自动化装置相组合,从而保证产品质量的稳定,进一步提高零部件加工与生产的效率。 三、过程更加精益化 所谓精益化,指在利用先进技术加工生产汽车零部件时,确保人员、资金、时间、场地都控制在最小范围内,并且能够获得较大产出。简单而言就是低投入、高产出、高利润。当前形势下,汽车零部件加工中使用的各类先进技术都已趋向精益化。 四、绿色环保的零部件加工技术 随着人们对节能减排、可持续发展认识程度的不断加深,汽车制造技术开始向节能减排、节能环保方向发展,使得绿色汽车制造技术产生了巨大突破。这一方面的例子较多,如高强度钢板冲压技术、车身中频焊接、激光拼焊技术等,使得汽车轻量化成为可能。再如越来越多的汽车零部件加工中使用水溶性漆涂料,更有甚者一些企业在加工喷涂时利用2C1B或者2C2B技术工艺以便减少烘干喷涂的次数,为了取得良好的效果可能还会利用热量回收装置或者更节能的加热烘干设备进行工作。为了提升毛坯的精度,毛坯精化工艺被广泛应用,并且对零部件的机械加工余量相对减少,一些零部件甚至不需要多次粗加工,可以直接精细加工。另外,废旧的零部件可以作为毛坯再次加工制造,实现资源的重复利用。机械加工时采用干式切削的方式,利用水基冷却液或者中温常温清洗的方式替代原先使用的冷却油。 五、零部件加工智能化技术 这类技术多以强大的计算机运算能力作为支撑,从而实现对加工的零部件精度与质量进行控制。这类技术能够验证零部件加工的工艺方法,通过比较现实因素、加工时的流程、精度要求、工艺参数等数据,以便对其进行优化。智能化技术中以虚拟技术应用最为普遍,它可以迅速完成各类零部件加工工艺的模拟,如热加工的数字与物理模拟或者铸造充型凝固等。除此以外还有计算机控制管理系统的使用,从而实现对零部件加工生产过程的跟踪与监督,从产品源头保证质量,并能够做到故障检测与分析。计算机网络技术可以进行汽车故障的远程诊断,改善诊断环境,提高诊断效率。不仅如此,在加工零部件时还可以通过集中监测与分散控制系统对汽车零部件制造工艺进行全程跟踪,自动识别多种汽车零部件,提高效率。 六、结语 先进制造技术在汽车零部件生产与制造中的应用,能够极大地提高汽车零部件的质量,赋予其极大的防错能力。除此以外,保证汽车零部件具有一定的相似性,避免生产过程中因为时常更换模具而导致的型号不一,从而降低生产成本,提高生产效率。总的来说,当前先进的制造技术具有制造方式柔性化、工艺高效化、过程精益化及技术绿色化几个特点。我们要意识到目前先进制造技术还存在一定问题,技术人员只有不断研究,不断创新生产工艺,才能极大提高汽车零部件的质量,促进汽车零部件制造企业的发展。 作者:王海波 单位:湖南汽车工程职业学院 先进制造论文:先进制造技术班组管理的思考 一、企业车间的班组是企业经营层的决策得以有效实施的基本保证 班组管理既体现在企业产品的生产进度和产品质量,又是企业持续改进,实现整体质量控制和经济效益提升的保证。班组管理既要贯彻企业经营各方面信息,围绕生产班组与生产均衡任务,合理地组织人力、物力,进行各项管理活动,并要通过管理,合理调动、充分发挥全班组人员的主观能动性和生产积极性,更主要的是要以团结协作,最终做到按质、按量、如期完成各项生产计划指标。先进制造技术应用对企业的影响是全方位的,不仅仅是技术水平的提升,还要涉及到更广泛的组织层面的变革。班组是企业的最小生产组织单位,班组管理是企业管理中的基础。一个班组中的领导者就是班组长,班组长是企业中最基层生产管理组织的负责人,更是直接的生产者。班组工作的好坏直接关系着企业经营的成败。 二、先进制造技术被设计用来提高企业生产产品的效率 一方面,严格机械设备的安全操作规程,提高生产效率,降低生产成本,提高产成品质量,防止工伤和重大事故。先进制造技术的使用会对包括质量管理在内的企业管理活动产生影响,班组长要领导员工通过不断地创新并挖掘员工生产积极性、改进操作方法和管理流程,的同时,降低成本(原材料的节省、能源的节约、人力成本的降低),为按时按量地生产出更多更好的高质量的产品而努力。另一方面,先进制造技术与质量管理的目标存在一致性,即都是为了提高生产产品的效率。先进制造技术主要包括三个技术群:主体技术群、支撑技术群和制造技术基础设施。而其中的制造技术基础设施就包括质量管理等内容。先进制造技术的应用和实施,班组及其班组长综合素质的高低决定着企业经营的决策能否顺利地实施,影响着企业达到既定经营目标的最终实现。必会对企业的质量管理活动产生影响。班组管理基本内容是基础管理、基本要求是系统管理,基本形式是民主管理。班组全过程生产管理包括:生产与技术管理、劳动与设备管理、投入产出效费与产成品质量管理、经济核算、安全文明生产及思想政治工作。其管理的重点包括:抓好班组的各项管理制度,涉及:岗位责任、均衡生产、技术质量考核、设备工具维护保养、安全文明生产等制度;交接班与考勤制度、经济核算与民主管理制度、职业道德规范与思想工作制度;执行企业全面质量体系管理,不断完善科学的管理方法和手段。搞好班组的现场管理,一般来讲,就是要从岗位任务实际出发,坚持以人为本,对班组生产现场的各种作业条件与设备的使用状况进行分析,采用最经济、最有效的作业程序和作业方法,有组织地按照生产进度要求落实任务计划,实时对生产过程及其运行效果进行评价,不断推动班组工作的步步深入。 三、从企业层面来看,技术创新能力是企业提升竞争实力战胜 竞争对手的重要前提和保证企业自身创新(自身组织模式、人才结构、生产模式)的投入对班组管理提出新的全面的要求。依据先进制造技术及生产技术工作程序,班组管理应学习掌握运用先进设备、工装、原材料和技术工作及其管理方法,统一工艺操作,实行严格的责任制,每一个职工都应明确规定他们的具体任务,自己该做什么、怎么做、做好的标准是什么,应承担的责任和权利范围都心中有数。做到事事有人管,人人有专责,办事有标准,考核有依据。把同质量有关的各项工作同职工的积极性和责任心结合起来,形成一个严密的质量管理工作系统,一旦发现产品质量问题,可以迅速进行质量跟踪,查清质量责任,总结经验教训,更好地保证和提高产品质量。同时,通过技术练兵,使班组员工掌握操作的基本功,从而可以熟练地排除生产过程中出现的故障,杜绝产品质量缺陷的产生,取得生产的主动权。提高与产品质量直接联系的各项工作质量,提高与综合经济效益直接联系的各项专业管理工作的质量,从各个方面有力地保证产品质量的提高。质量管理的基本特点是增强满足质量要求的能力,实现持续的质量改善。只有通过不断的质量改善,减少资源的浪费与消耗、降低成本、提高产品质量,增强企业信誉,扩大市场占有率,才能不断提高顾客满意度,提高企业的竞争力。开展品质控制活动对于促进企业的管理的良性循环起到积极的意义及作用,在班组建立“品质控制小组”是班组管理质量改善的组织保证。对于提升企业全面质量管理也是相当重要的环节。降低消耗(物资资源的消耗,人力资源的消耗)是降低成本主要途径,更是提高经济效益的最大潜力所在。品质控制小组活动注重全员参与,灵活运用各种品质控制手法,提升员工发现问题、分析问题、解决问题的能力,增强人们的效率意识与节约意识,不断提高生产、服务效率,从而提高经济效益。把员工个人发展愿望集合成企业的发展动力,鼓励优秀的员工与企业一起成长,培养了员工对企业的忠诚度,与企业全面质量管理的理念是相符合的。品质控制在问题分析及解决方案上不可否认会用到先进制造技术与现代企业管理的许多数据,如何提取整理有效的数据,对于整个品质控制活动取得进展起到直接的作用,有利于提高全员参与的整体文化素质及组织协调能力。 四、结论 新一轮科技革命和产业变革凸显先进制造技术是企业的生命,而质量效益则是它的灵魂。先进制造技术应用后产生的组织变革可以通过质量管理与品质控制活动得到系统全面的体现。先进制造技术与质量管理的相互关系,先进制造技术的运用提高、质量的把关是靠班组管理及所有参与产品生产的员工共同做到的。 作者:胡登兴 王青山 单位:重庆电讯职业学院 上汽依维柯红岩汽车制造公司 先进制造论文:机械制造工艺先进制造技术研究 一、工艺技术人员良好全面技术工艺素质的培养 随着现代制造技术的进步,对工艺技术人员的全面技术素养提出全新要求,通过对制造技术研究人员开展定期的思想道德教育,并及时向他们传播最先进的制造技术,在每次培训过后,还应该制定严格的考核制度,只有顺利通过考核的人员才可以上岗。这样能培养出一批。努力培养出一批具备专业的工艺技术知识,保持高度认真负责的工作态度,高素质、技术硬、通管理的制造技术人员来完成产品的加工过程。这就需要工艺技术人员不断的学习新技术和新思想,学习现代先进制造技术、掌握最新的工艺加工理念以及完善工艺加工的方式方法。 二、加强对工艺技术人员的管理与监督,实现工艺标准化 机械制造企业的发展过程中,既要加大对工艺设计应用的技术支持,也要更加严格的对工艺技术人员的工作进行管理和监督,制定产品的质量的生产全过程追溯制度及产品的加工工艺设计应用步骤要求的会商制度,严格防止有残次品、质量过差产品的出现。生产工艺标准化是现代机械制造企业重点发展的目标,也是工艺技术工作的基本要求。工艺标准化工作是对现代机械制造企业的一个整体要求。工艺标准化工作不仅仅是工艺要达到标准要求,它包含整个企业的管理、纪律、以及加工的水平等都要达到标准要求。工艺标准化工作涉及到很多在工艺加工过程中的要求,这些要求都是根据以往加工过程中出现的问题和缺点来制定的。 三、现代机械制造工艺是实现制造技术创新的方向 市场经济的竞争实质是先进制造技术的竞争。先进制造技术是现代技术创新与工艺技术进步的典型代表,不仅体现了应用信息技术与系统管理技术的完美结合,更是新型制造单元技术创新的集成化。现代先进制造技术以优质、节能、环保、经济、高效为中心,在逐渐向基础制造工艺扩展。第一,先进制造技术已经被大范围的运用到机械制造领域,促进了机械制造工艺的进步,并对其他相关产业也有积极影响。第二,机械制造工艺不断革新,其重点内容又是先进制造技术。所以,先进制造技术和机械制造工艺的关系是相互促进,产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具(例如计算机辅助设计(CAD))以及工艺过程建模和仿真等。生产设施与装备、技术应用与优化、工具选用与工艺改进,甚至整个制造企业都可以采用先进技术进行有效地设计。虚心汲取国外先进制造技术,关注机械制造技术自身创新,合理采用先进制造技术。强化先进制造技术过程,全面开发包括技术装备、生产技术、管理体制、市场观念及人员调配等环节。通过积极的汲取过程不断丰富我们自身的制造技术,探索出最符合企业自身发展需要的先进制造技术,并带动相关制造业打下坚实基础。 四、推进绿色制造工艺、创新生产力的生产过程 先进制造技术“以人为本”的理念及对各种技术资源合理且有效地利用,保证产品能达到应有的性能和要求、产品具有良好的经济性等,这就使得先进制造技术所体现的绿色制造具备重大的经济价值和社会价值。绿色制造,是指全面考虑环境和资源因素,从原材料的选择、设计,生产的初加工、精细加工与装配,销售、使用和维修,直到报废回收再利用等产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小,对资源的消耗量最少,对环境的污染最小,并使企业经济效益和社会效益协调优化的现代制造模式。根据绿色制造的根本原则,综合考虑在机械产品生命周期中的技术、环境以及经济性等各种因素,机械制造工艺实现绿色制造,应着重考虑机械绿色设计建模;机械材料的选择;机械产品的可拆卸性设计;机械产品的可回收性设计;机械产品的成本设计;机械产品使用的安全保护设计;机械产品设计数据库和知识库的建立等方面的技术工艺设计。 五、机械制造工艺技术创新是实现绿色制造的保证 1、净成形制造工艺技术应用与创新。净成形制造可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗,大大减少了产品的制造周期和生产费用;2、干式加工工艺技术应用与创新。干式加工不仅简化了工艺、减少成本,同时还消除了冷却液带来的如废液排放和回收等一系列问题;3、工艺模拟技术应用与创新。运用计算机大数据技术,将形状构造的物理模拟,性能指标的数值模拟以及专家系统相结合,获取并确定最佳工艺参数并优化工艺方案,预测并验证加工过程中可能产生的缺陷和防止措施,有效控制并保证加工工件的质量;4、虚拟制造技术应用与创新。在虚拟制造环境下生成软产品模型来代替传统的硬样品进行实验,对其性能、可制造性及质量控制进行预测和评估,减少实型制造成本;5、废弃物回收利用技术的创新,实现生产方式从开式循环模式变为闭式循环模式转变。 六、结论 进一步培养机械制造工艺设计与技术人员的专业知识和能力、计算机辅助设计与仿真的使用能力以及实践操作能力,提升机械制造工艺设计力量;为机械制造工艺设计技术营造良好的高技术应用环境,围绕创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本,全面提升机械制造质量效益。 作者:饶建伟 严伟民 单位:重庆电讯职业学院 先进制造论文:发展先进制造业战略的思考 前不久颁发的《京津冀协同发展规划纲要》就天津城市功能定位做出了新的界定,首先做出了全国先进制造研发基地的概括,为理论界提出了新形势下探讨天津加快发展先进制造业的使命。 一、天津加快发展先进制造业的战略背景 在我国进入经济发展新常态和谋划“十三五”规划之际,推进加快发展先进制造业必须认清面临的新形势。 1.从世界看,新一轮科技和产业革命正在兴起,制造业的供给方加快向智能化和网络化转变,需求方加快向大规模定制转变,新技术应用和个性化需求相融合的趋势将孕育一批具有颠覆性变革的新产业、新模式和新业态,并向传统产业提出了加速升级的新标准。国际产业转移显现新态势,发达国家的再工业化指向高端产业链条。美国政府于2012年了《先进制造业国家战略计划》,实施“重振制造业”战略;德国政府在2013年推出了《德国工业4.0战略》,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新;日本政府在2015年通过了2014年版《制造业白皮书》,提出要转型为利用大数据的“下一代”制造业。发展中国家加快成为吸引和接收大量劳动密集型产业的基地。置于冲破后金融危机困境和迎接新产业革命前提下的新一轮国际分工竞争异常激烈,给各国提出了空前的挑战。发达国家的再工业化和发展中国家的低成本接收产业转移形成了“双重挤压”,成为中国今后产业经济发展亟需面对和破解的难题,也构成以制造业见长的天津面临的新课题和新机遇。 2.从国内看,在“十二五”期间取得新的成就和即将迈入“十三五”时期之际,中国进入经济发展新常态,经济速度呈现中高速状态,产业发展和结构调整展示新特点和新趋势,需要加快推动由中国制造向中国创造、中国速度向中国质量、中国产品向中国品牌的转变,制造大国正转向制造与服务并存并强的大国,技术引进和模仿创新阶段正转向模仿创新与自主创新过渡并存的时段。为了应对新一轮的产业变革和科技革命,顺应制造业转型升级的需要,我国在2015年了《中国制造2025》,形成了实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。各地区对产业优化升级普遍重视,加快发展战略性新兴产业,竞争更具高层性和更显激烈化。但是产业发展的环境要求更高,要素成本和资源环境约束日益强化,中低端的传统优势产业整体过剩,低端新兴产业潜力有限,高端人才和企业对区域发展环境需求更加高层多样。国家部署了优化经济发展空间的新格局,《京津冀协同发展规划纲要》赋予了天津发展的新地位和新任务,凸显了打造全国先进制造研发基地的使命,以深化改革为动力的自贸区和自创区的建设又提供了新的契机。这些都给“十三五”期间乃至更长时期内天津制定加快发展先进制造业的战略指明了努力方向,铺垫了新的条件,注入了动能和压力。 二、天津加快发展先进制造业的战略定位 面临新形势,应当思考区域产业发展的战略定位,这主要涉及该区域较长时期内产业发展在全局中的合理地位及其得以保持并发展的基本特征。在经济发展新常态下,为真正摈弃现行体制下存在的扭曲崇拜GDP的行为,又保持良好发展势头,发挥先进地区的带动作用,需要审时度势,既立足现实又谋求长远、拓宽视野就此问题进行探讨。从现阶段天津加快发展先进制造业标志性任务来看,应深入认识和突出把握建设全国先进制造研发基地的战略性目标。 1.弄清基地的意义。长期以来,天津曾为自身在全国特别是北方发展中的地位而自豪、纠结和奋斗,经历了近代史和新中国初期的北方经济中心、改革开放后的区域辐射作用逐步下降、新世纪被国家认可建设北方经济中心的变化历程。京津冀协同发展规划不再就津冀地区使用中心的定位,对天津采用了全国先进制造研发基地的提法,又引发了担心和不解。应当看到,作为一个大区域的发展规划,为了突破现存行政体制的局限,的确不宜在内部的多地继续命名中心,多中心即无中心。尤为重要的是,以发挥市场在配置资源的决定性作用为导向的改革将不断深化,城市经济作用的发挥越来越不取决于行政方式的指定,目标远大又难被认可的定位称号还不如贴近优势又自主奋斗的特色定位更为实际和可行,因此必须明确,建设全国先进制造研发基地是一个战略性任务,提升了天津制造的特色地位,由新区至全市,由北方至全国,使基地建设成为一个带动先进制造业发展全局和整体上台阶的重要机遇与抓手,对天津的发展影响深远。 2.认清基地的内涵。明确意义和有效行动都必须正确看待全国先进制造研发基地的含义,从全面意义上看可依次把握三个角度,分别为先进制造、研发、全国基地,核心是如何理解先进制造。由于先进属于相对意义的概念,若不陷入概念之争和避免学术考证,从中国实际情况和发展需要看,我国和天津的先进制造业均具有双重相对的含义。一是相对于现阶段国际发展水平,指基于或适应高技术(现阶段主要指新一代信息技术、智能技术、新能源技术、新材料技术等)的创新和发展而衍生出的新产业形态。如,至少属于我国的战略性新兴产业的7个领域,进一步说应瞄着德国提出的工业4.0,或美国提出的先进制造。在技术上体现先进性是其最重要和最根本的特征。二是相对于现阶段国内发展状态,指运用先进技术改造后的传统制造业,是传统制造业升级换代的结果,传统制造业的高级化。欧美国家已经完成了工业化进程,先进制造业以新一代信息技术、高端装备、新能源、新材料等新兴产业为主,突出智能化。我国仍处在工业化进程中,传统产业和资源型产业比重较高,先进制造业需以发展高技术产业和改造提升传统产业并重,突出规模、质量、效益、品牌,因此必然与传统制造业紧密相连,包括制造业的升级版,即保留了基本躯干却更换了技术心脏的产业形态。在技术上保持不断更新性是其最明显和最基本的特点。准确把握我国现阶段先进制造的双重特征,会进一步帮助我们知晓发展先进制造业的必要性和着力点,有利于确定天津的工作内容与任务。研发基地的特点表明,天津的先进制造业必须和生产服务业协同和融合发展,凸显先进技术的研究发明特别是将其转化为产业的功能,这与衔接北京的科技中心作用和发挥天津的制造业优势紧密相连,显示了天津制造基地的特色与层次。全国基地则说明了天津建设的基地在发挥功能方面不局限在京津冀和北方地区,其性质和地位都得到提升,扩大至全国范围,这更说明对此方面基地建设的定位与前景不能低估。 3.理清基地的考量。从我国发展制造业的历程和成就看,事实上的基地已很多,既有特色专项的又有较为综合的,后者如珠三角、长三角地区等,都是被公认的。然而长期以来对制造业基地的评价标准却没有统一规范,往往从数量方面去判断,学界探索了一些指标体系,还形不成一致认识。这直接关系到如何看待天津建设全国先进制造研发基地的标准及其意义。长期以来,天津制造业发展有着很好基础和重大成效,近些年在数量和质量方面更是有了很大发展,从这种意义上说,已形成了全国尤其是北方的工业基地。然而从新形势新要求和我国实现制造强国的战略目标看,天津建成全国先进制造研发基地的任务仍然艰巨,需要从数量规模、结构水平、创新能力、质量效益、两化融合、绿色发展等方面设计一个评价系统与指标体系,这还是一个新的艰巨课题。 三、天津加快发展先进制造业的战略举措 总的说来“,十三五”时期可围绕建设全国先进制造研发基地这一目标努力做到:两个对接、三个前提、四个任务、五个保障。具体设想主要有: 1.两个对接。确定发展战略时,一是要对接京津冀协同发展规划。建设全国先进制造研发基地是这一规划赋予的使命,现阶段谋划基地建设必须与贯彻其指导思想、整体设计、重点突破紧密衔接,特别是落实三地产业协同发展的部署。二是要对接《中国制造2025》。《中国制造2025》提出了我国制造强国建设三个十年的“三步走”战略。作为第一个十年的行动纲领,立足我国转变经济发展方式实际需要,遵照创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展、人才为本的原则,明确了十个重点发展领域。只有瞄准国家建设制造强国的规划来设计天津先进制造研发基地的建设任务,才能保证建设水平与实效。 2.三个前提。一是以提升发展理念为前提。要进一步强化高端、质量、协同的观念。在制定规划、确定重点时敢于追求高端,以瞄准世界制造业的先进水平为努力方向,以认识、适应、引领经济发展新常态谋划布局,以建设京津双核驱动的世界级城市群搭设平台,绝不错过天津实现超越的新机会;对于先进制造业的产业选择与升级,既具有规模要求,更重视质量标准,全力打造引领全国的高水平制造基地;勇于破除狭隘合作的观念,真正确立“一盘棋”的协同共赢理念,以长远目光、全局视野、开放胸怀、相融姿态与京冀地区共同突破产业同构窘况。二是以用好五个机遇叠加为前提。切实把握好京津冀协同发展战略赋予天津建设全国先进制造研发基地的契机,充分运用好自贸区、自创区、一带一路战略的新机遇和滨海新区开发开放的综合优势。三是以求实的态度和行动为前提。真正弄清世界先进制造业的发展态势及其对天津发展的长期影响,我国经济发展新常态新的要求及其赋予天津发展先进制造业的应有地位,深刻认识天津先进制造业特色优势和错位空间、严峻挑战和客观局限,实事求是地评价天津先进制造业的水平,处理好世界高端、国内高水平与天津制造业发展现状的矛盾,制定分步实施的方案。 3.四个任务。一是加快结构调整。做到强力发展新兴产业与积极推进传统优势产业升级共同布局,双轮推进,打造产业转型升级的“双发动机”。加快高端装备、新能源汽车、智能机器人、3D打印、大数据等新技术、新模式、新业态、新产业的发展,积极以“互联网+”推进钢铁、石化、轻纺等传统产业的改造提升,将两大类产业共同设计,协调推进。调整结构必须以新一代信息技术和智能制造产业为发展重点。发展新兴产业要基于国情区情。从世界看,美国提出了产业互联网,德国提出了工业4.0,均与其现在发展基础和优长密切相关。天津的发展基础和目标是先进制造业,在北方具有发展智能制造的综合优势和潜力。而且智能制造业正是建筑在新一代信息技术与制造技术融合的基础之上的,可以带动云计算、大数据、物联网等技术和产业的发展,符合我国两化深度融合的战略。为此可按照产品的智能化、装备的智能化、生产的智能化、管理的智能化、服务的智能化思路,发展智能汽车、智能服务机器人、智慧家庭、智慧健康等产品,再塑制造业竞争新优势。二是强化创新驱动。推动工业发展由要素驱动向创新驱动转变,以建设国家自主创新示范区为龙头,加大推进科技创新力度,以市场为导向、产学研相结合,攻克一批关键核心技术,实现“天津制造”和“天津创造”的双层驱动。充分发挥京津冀协同发展的优势,既采取更有力度的举措加强自主创新,又善于发挥北京科技创新中心的作用,快速弥补天津创新力量的不足,发挥产业转化的功能,培育一批拥有自主核心技术的高端产品,打造规模大、数量多的天津品牌,形成高端产业的领军地位。三是优化集约集聚。加快推进产业进园、进区、进链、进平台,聚集高端科技要素,培育一批新兴产业链、产业集群和龙头企业,充分依靠京津冀协同发展的新条件,努力打造创新主体集聚区、产业发展先导区、转型升级引领区、开放创新示范区,形成产业聚集、效益提升新优势。四是推行绿色制造。实施工业制造绿色化战略,加大力度攻克绿色制造基础理论与共性技术、提升传统产业能效与资源利用率的技术与装备水平、发展和培育绿色化新兴产业的支撑技术与装备,着力降低单位消耗,让发展与资源环境承载能力更加适应,坚持环保集约节约发展,使基地率先走出一条绿色、循环、低碳发展的路子。 4.五个保障。一是科学制定发展规划。建设国家先进制造研发基地,必须做到规划先行。按照国家对天津新的定位,结合“十三五”规划编制发展先进制造业中长期发展规划和实施意见,对接全国先进制造研发基地规划。要注重与京津冀协同发展规划全面对接,明确各个集聚区和园区的特色定位,统筹布局,着力改变无序招商,盲目竞争状态。二是深化体制机制创新。全面深化改革是建设全国先进制造研发基地的根本动力,建设天津自由贸易试验区,是我国在新常态下推进改革开放的重点举措。要以此为契机,开展制度创新,加大开放力度,以深化改革开放为产业优化升级提供制度条件。注重加强新型产学研联盟建设,发挥社会组织的作用,服务新兴产业的创新,努力使灵活多样的民营企业成为发展新兴产业的主力军。三是完善激励扶持政策。制定并发展先进制造业产业导向目录,推出创新激励政策。特别要加大对先进制造业发展的金融支持,加强知识产权保护。四是加大队伍建设力度。人才队伍建设是转向创新驱动的根本保障。在充分发挥现有人才作用的同时,瞄准产业定位着力聚集产业创新的领军人才,围绕科技创新加快创新人才引进和培养,以人才带项目、带资金、带创新,构建覆盖人才成长链条的政策扶持体系。同时激发大众创业、万众创新的活力,拓展人才队伍,打造产业发展新引擎。五是营造良好发展环境。促进创新创业的良好环境,使市场在新兴产业形成和发展中发挥决定性作用。完善法制建设,为人才大胆创新创业免除后顾之忧,在全社会营造鼓励创新、宽容失败的良好氛围。加大新兴产业知识的培训和普及,夯实先进制造业发展基础。 作者:李家祥 单位:天津师范大学经济学院 先进制造论文:先进制造技术及其在机械制造业中的应用 【摘 要】先进制造技术对我国机械制造业发展有着非常显著的促进作用,是我国国民经济发展速度得以进一步加速的重要核心。本文就先进制造技术进行简要分析,并在此基础上重点分析了先进制造技术在机械制造业中的应用,希望能够为我国机械制造业的发展和国民经济的增长带来一定帮助。 【关键词】先进制造技术 机械制造业 应用分析 随着现代科技的不断发展和创新,先进制造技术在机械制造业中的应用日渐普及,但是需要注意的时,现代人们对先进制造技术概念还缺少着一个统一的认识,从而也就形成了很多不必要的误区。先进制造技术的应用和发展,会对机械制造业的发展带来很大的促进作用。一方面,先进制造技术的技术理论,在机械制造业中得到具体应用和实现,能够促进机械制造业的快速发展;另一方面,机械制造业因为自身生存雪球,诸多新工艺和新技术的出现也能够让先进制造技术的理论得到丰富和发展,从而促使其应用范围得到进一步扩大,逐渐推广到其他制造领域中。 1 先进制造技术的概念分析 先进制造技术起始于二十世纪八十年代末,其是由美国学者结合当时美国制造业所遭遇的危机和机遇,通过全面、深刻的分析其在制造业中存在的一系列问题,对国民经济中制造业的地位和作用重新得到认识之后所提出的一种全新理念[1]。而随着现代计算机信息技术的快速发展,在很大程度上行促进了制造技术的快速发展,促使现代制造技术得到了进一步创新改革,相对于传统制造技术而言逐渐发生着重大改变,先进制造技术思想也就是在当下的社会局势下逐渐衍生。先进制造技术概念一经提出就获得了诸多国家的普遍认可,如日本、欧洲各国等,并结合此技术将一系列发展技术制定出来,以此来对先进制造技术的发展予以强有力的支持。近几年来,先进制造技术发展和应用的重要性和必要性在我国也逐渐得到了充分认识。 从当下理论界而言,尚海没有出现一个关于先进制造技术的公认的严格定义。而笔者认为先进制造技术属于一种技术群,其是以计算机技术为核心,对信息、草料以及能源和环保等高新技术和现代管理技术进行综合运用,然后将其运用到制造全过程,如产品设计、加工以及生产管理与销售等上的一种制造技术总称。先进制造技术的特点主要可划分为四种:第一,先进制造技术并不是某种具体技术,而是一种技术群,且这种技术群并不是始终一成不变的,而是具有一定的动态化。第二,先进制造技术不是一种只是指制造过程中的一种技术,而是在产品设计、制造、生产管理以及营销的所有制造过程中予以落实贯彻。第三,先进制造技术是一种技术群且具有着一定程度的综合性特征,其融入了诸多专业学科中的先进技术。第四,先进制造技术的核心在于计算机技术,其是以计算机技术为依据的一种先进技术。 2 先进制造技术在机械制造业中的应用 2.1 在产品设计开发过程中的应用 在机械制造过程中现代设计的思想和方法已经在机械产品的设计、开发等过程中得到了广泛应用,诸多现代设计方法和技术,如:绿色设计、计算机辅助设计、虚拟技术、可靠性设计以及并行工程等,促使传统设计思想和方法逐渐开始发展改变。从设计内容的角度上讲,传统机械产品设计的设计过程主要可分成三个层次,及方案、技术以及工艺设计,其设计的内容存在一定的局限性[2]。而现代设计的内容已经延伸到了产品制造的全过程的全面设计,如产品规划、制造、检验、销售以及维护和回收等。而从设计方法的角度上讲,传统设计的主要示结合所积累的经验、单一化的知识以及滞后的生产设计工具来实施,而现代设计则是在计算机辅助技术的基础上,以多种学科及技术手段为核心,让并行化、最优化以及精确化的设计过程得以实现。 2.2 产品制造是所衍生出来了一系列新工艺和新技术 机械制造工艺主要是指将原材料和半成品,加工制造成机械产品的一种方法和流程,在机械制造的整个过程中有着非常重要的作用。在其制造过程中,随着日渐渗透进来的先进制造技术,再加上生产的实际需求,已然衍生出来一系列全新工艺和技术。例如:在毛坯制造上,近几年来涌现出来了诸多高新技术,包括钢液精炼和保护成套技术、高效金属型铸造工艺及设备、新型焊接电源及控制技术以及激光焊接与切割技术等。从机械加工角度上来看,有精密加工、超精密加工技术,难加工材料的切削技术以及复杂型面的数控加工技术等。从热处理上看,有可控气氛热处理、真空热处理、激光表面合金化等先进技术。从自动化生产角度上看,机床数控技术、工业机器人、传感技术以及集成制造技术等已经得到了较为广泛的运用。这些应用技术,不仅能够让机械制造本身的需求得到有效满足,而且也能够对先进制造技术的体系发展和建设带来一定的支持作用。 2.3 先进制造技术让企业组织管理模式得到创新 在大批量生产模式下,企业组织管理模式大都是以功能专业化为主,通过对刚性生产线进行运用,让各个部门都能够严格执行自身的职责。而随着先进制造技术的渗透,促使现在制造业的生产模式正逐渐转变成中小批量生产模式,由此也就促使企业的组织和管理模式不得不进行针对性的创新和改革[3]。首先,使其从传统的顺序工作方式逐渐转变成并行工作方式;其次,从组织形式上功能划分部门的固定形式逐渐转变成小组组织下的动态、自主管理形式;第三,从金字塔式的多层次生产管理结构转变成扁平式网络机构;第四,从质量为主的竞争战略转变成迅速响应市场的竞争战略;最后,从以技术为核心转变成以人为本。 3 结语 综上所述,先进制造技术是制造技术领域中的一种创新和改革,其为制造技术的发展带来了新的机遇和挑战,为传统机械制造业输入了全新的生命力,进一步促进了诸多相关产业的快速、稳定、可持续发展。 先进制造论文:浅谈现代先进制造技术 摘 要:制造业在国民经济中起着重要的作用,其发展对一个国家的经济、社会及文化的影响十分巨大和深远。随着科技的进步,制造业中现代加工技术不断地创新,突出的特点就是加工的方法与传统的方法所不同。 关键词:先进制造;自动化技术;信息技术 先进制造技术是在传统制造的基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,它不是一般单指加工过程的工艺方法,而是横跨多个学科,包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术,涉及到设计、工艺、加工自动化、管理及特种加工等多个领域,并逐步融合与集成。 一、先进制造技术产生背景 先进制造技术计划是美国根据本国制造业面临的挑战和机遇,为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长,首先提出了先进制造技术的概念。此后,欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。人们往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。 二、先进制造技术的关键技术 一是成组技术。在机械制造工程中,成组技术是计算机辅助制造的基础,将成组哲理用于设计、制造和管理等整个生产系统,改变多品种小批量生产方式,获得最大的经济效益。 二是敏捷制造。敏捷制造是借助于计算机网络和信息集成基础结构,构造有多个企业参加的“VM”环境,以竞争合作的原则,在虚拟制造环境下动态选择合作伙伴,组成面向任务的虚拟公司,进行快速和最佳生产。 三是并行工程。并行工程(CE)是对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。在传统的串行开发过程中,设计中的问题或不足,要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现,然后再修改设计,改进加工、装配或售后服务(包括维修服务)。而并行工程就是将设计、工艺和制造结合在一起,利用计算机互联网并行作业,大大缩短生产周期。 四是快速成型技术。快速成型技术是利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型,并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型。随着计算机技术的决速发展和三维CAD软件应用的不断推广,越来越多的产品基于三维CAD设计开发,使得快速成型技术的广泛应用成为可能。快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型(雕刻)、建筑模型、机械行业等领域。 五是虚拟制造技术。虚拟制造技术以计算机支持的建模、仿真技术为前提,对设计、加工制造、装配等全过程进行统一建模,在产品设计阶段,实时并行模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响,预测出产品的性能、产品的制造技术、产品的可制造性与可装配性,从而更有效地、更经济地灵活组织生产,使工厂和车间的设计布局更合理、有效,以达到产品开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最高化。 六是智能制造。智能制造(IM)是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。它强调通过“智能设备”和“自治控制”来构造新一代的智能制造系统模式。因此,智能制造技术的研究开发对于提高生产效率与产品品质、降低成本,提高制造业市场应变能力、国家经济实力和国民生活水平,具有重要意义。 三、常见先进制造加工技术 一是精密、超精密加工技术。它是指对工件表面材料进行去除,使工件的尺寸、表面性能达到产品要求而采取的技术措施。当前,纳米加工技术代表了制造技术的最高精度水平,超精密加工的材料已有金属扩大到了非金属领域。根据加工的尺寸精度和表面粗糙度,精度加工可大致分为精密加工、超精密加工和纳米加工。 二是精密成型制造技术。它是指工件成型后只需少量加工或无须加工就可用做零件的成型技术。它是由多种高新技术与传统的毛坯成型技术融合而成的综合技术,正在从近净成型工艺向净成型工艺的方向发展。 三是特种加工技术。它是指利用电、磁、声、光、化学等能量及其组合施加在工件的被加工部位上,从而达到材料去除、变形、改变性能等目的的非传统加工技术。 四是表面工程技术。它是指采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学、光学和机械学等技术及其组合,提高产品表面耐磨、耐蚀、耐热、耐辐射、抗疲劳等性能的各项技术。表面工程技术主要包括热处理、表面改性、制模和涂层等技术。 我国制造科学技术有日新月异的变化和发展,为了迎接新的挑战,必须认清制造技术的发展趋势,缩短与先进国家的差距,使我国生产的产品无论是质量、效率,还是品种,都有较强的市场竞争力,因此,对先进制造技术研究和实施是刻不容缓的重要任务,以实现我国机械制造业跨入世界先进的行列。 先进制造论文:以创新推动河南先进制造业发展 先进制造业位于制造业高端,具有技术先进、制造模式先进、组织架构市场网络化等特点。从实践中的成长路径看,先进制造业既包括用先进制造技术、新一代信息技术和现代管理技术等改造提升传统制造业形成的先进制造业,如数控机床制造业、精品钢材制造业等,也包括一些突破性技术创新及产业化形成的新兴制造业,如增量制造(3D打印技术)、生物制造、微纳制造等。可以看出,创新在这两类先进制造业发展中都是核心和关键所在。先进制造业在国家和区域经济发展中往往起着先导作用、占有重要地位,因此,必须让创新为河南先进制造业发展插上腾飞的翅膀,实现制造业的跨越发展。 一、 推动河南先进制造业创新发展的制约因素分析 (一)创新发展意识不足 中原传统文化带来的“小富即安”“求安稳、惧变革”心态均不利于河南企业开展技术创新和企业制度变革。在新科技革命和新工业革命来临之际,河南多数企业对重大技术路线变革、产业组织变革和商业模式创新缺乏应对意识和策略,甚至一些企业主至今没有意识到由投资驱动向创新驱动转变是经济发展的大趋势,没有认识到新科技革命与新工业革命给企业发展带来的影响是长期的、变革性的,仍然把企业摆脱经营困境的希望寄托在传统产业的筑底回升上,对新技术、新产业、新设备、新工艺、新产品、新模式等的投资意愿不强。而一些地方的领导干部也没有完全建立起来创新发展的意识,在招商引资、项目审批中仍然聚焦于传统产业项目、聚焦于大项目,把有限的政府资金补贴在传统产业、新兴产业的低端制造环节,致使河南工业明显地向产业链、价值链的低端倾斜。 (二)自主创新能力不强 一是研发投入长期欠账。长期以来,河南企业实行以技术模仿为主导的科技升级路线,自主研发意愿不强,研发投入长期处于较低水平,对基础研究和应用研究投入不足,导致许多领域缺乏具有自主知识产权的核心技术。目前,河南在智能化以及相关高端装备等领域尚没有形成坚实的技术支撑体系,对先进技术的储备更是不足。 二是科技与教育体制制约。河南虽然有不少科研院所和高等院校,但科研激励机制尚不完善、科技研发与产业体系处于分离状态,致使高水平创新不多、创新效率不高、科研成果转化不足,产学研创新协同效应难以发挥,科技资源优势难以转化为现实的生产力。另外,高校学科专业建设与本地制造业也缺乏有效互动。 (三)人才支撑薄弱 河南在新兴产业领域严重缺少领军型创新创业人才,多数行业存在高层次技术研发人才短缺、高素质技能人才供给不足、复合型人才严重匮乏等问题。目前,大多数企业的技术基础、创新能力、装备水平与管理水平难以满足先进制造业对技术、装备、人才等要素素质的较高需求,致使这些企业难以进入先进制造业与传统产业的高端环节。 (四)科技创新平台与科技服务平台建设亟待加强 目前,全省大中型工业企业中建有研发机构的企业占比仅为14.42%(安徽省为35.29%、湖南省为17.7%),绝大多数中小企业没有建立自己的研发机构。河南虽然已经建立了72家省级以上产业技术创新联盟、33个河南省高校协同创新中心,但是这些产业创新平台、产学研协同创新平台以及公共服务平台、众创空间等创新创业平台尚处于起步建设阶段,整体上服务水平不高。而且,河南公共科技资源开放共享程度不高,企业研发机构服务内部化现象普遍,科技服务中介机构存在“小、散、弱”问题,不利于那些没有研发机构的企业及时、便捷、低成本地得到技术服务或者利用外部创新资源实现技术创新。 二、对以创新推动河南先进制造业发展的建议 (一)政府层面 充分发挥政府对创新的扶持引导作用,增强财税金融政策对创新创业的支持,完善有利于创新的体制机制,为先进制造业创新发展营造良好环境。 1.着力提升自主创新能力。一是完善财政支持政策、金融政策、税收政策等,形成稳定的创新创业政策支持体系,增强企业创新的内生动力和创新能力。二是加大对企业研发中心的支持力度,尽快建设培育一批能够走在先进制造技术前沿的研发创新机构。 2.着力提升科技服务能力。围绕制约河南创新创业的体制机制因素,以系统化改革思维构建有利于万众创新、大众创业的制度环境。着力打通科技与先进制造业间的通道,进一步推进政府科技管理体制改革、深化科研院所改革、完善产学研协同机制,通过改革激发科技人员的创新积极性,引导科技创新与河南企业的实际技术需求对接。着力深化政府间合作创新机制,为河南先进制造业发展集聚更多更高层次的技术、人才和资本。积极支持工业设计公共服务平台、科技公共服务平台、科技企业孵化器、众创空间等科技服务平台建设,着力培育一批综合服务能力强、有国际影响力的中介科技服务机构。可以开展“专家服务小企业”活动,尽快建立专家定点服务试点,逐步形成专家服务企业的长效机制,帮助中小制造业企业解决技术难题。 3.集中创新资源办大事。聚焦区域内的各类创新资源,在重大科技专项以及河南的优势产业、先导产业、战略性新兴产业等领域构建联盟创新网络,通过各类创新参与主体的联合,着力突破制约产业升级的核心和关键技术,力争在某些新兴产业领域率先取得突破性创新,或者在原有的优势产业领域实现技术赶超。 (二)企业层面 随着经济社会发展,创新呈现出不同于以往的新特点,如创新的开放性,创新的集成化、协同化、网络化、软化、绿色化等,这些特点也促使企业的创新模式与路径发生变化,因此,作为创新的主体,河南企业要准确把握创新发展的新内涵、新特点,实现创新模式转变。 1.由封闭式独立创新向开放式合作创新转变。开放式创新能够统筹利用企业内部和外部的创新人才、创新技术、创新资金、信息等科技创新资源,快速地把市场需求变化、企业创新思想转变为现实的产品与服务。与封闭式独立创新相比,开放式合作创新能够加快研发速度、实现研发的成本共担与风险共担等。河南的产业创新联盟、协同创新中心、公共科技服务平台等平台建设为企业进行开放式创新提供了条件,企业还可以通过开源创新、产业链合作创新等实现技术进步。 2.从线性创新向非线性集成创新范式转变。先进制造业具有多学科、多技术交叉融合的特点,随着技术创新过程的复杂性增大、不同学科技术的融合性增加以及创新的风险加剧,技术创新模式从线性创新逐渐向创新各环节并行化、技术集成化等方向演进。企业可以利用已有的成熟技术开展集成创新形成新产品,创造新的竞争优势。 3.从硬创新向软创新转变。我国以往强调的多是技术创新(即硬创新),而不注重企业文化、管理、组织、制度、商业模式等方面的软创新,其实对企业而言,软创新同样可以成为企业发展的突破点,如逸阳女裤连续多年打破中国女裤电商销售记录,实现了线上与线下经营的互动,而电商销售的项目管理模式,也是河南服装业的首创。 4.由渐进式创新向原始创新转变。对有实力的大企业来说,在新科技革命来临之际,应重视颠覆性技术创新对本行业发展的重大影响,加大对基础研究的投入,适度开展原始创新、前沿技术创新,加强重大技术储备,以免因为只注重渐进式创新而被产业出现的重大技术创新所淘汰。 5.由标准化制造模式向个性化制造模式转变。适应产品的多样化、个性化、绿色化需求,推动企业制造模式向协同制造、虚拟制造、柔性制造、精益生产、清洁生产等先进的个性化的制造模式和组织管理模式转变,更好更快地满足客户需求。 先进制造论文:基于灰色关联理论的福建省信息产业与先进制造业的关联性研究 [摘 要]信息技术属于一种渗透性技术,可以与先进制造业的各个维度相结合,先进制造业成长性较高,能迅速引入信息技术并加以利用,这样的关联互动甚至是融合将会对制造业发展具有重大的关键性的导向作用和推动作用,同时先进制造业的发展反过来也会推动信息产业的进步。本文采用灰色关联理论来研究福建省信息产业和先进制造业的关联互动,并给出促进两业融合、发展的政策建议。 [关键词]灰色关联分析 信息产业 先进制造业 互动融合 一、引言 《国务院关于支持福建省加快建设海峡西岸经济区的若干意见》中指出,要把海西建设成为“东部沿海地区先进制造业的重要基地”,这说明海峡西岸经济区的定位已经由地方战略上升为国家战略。工信部出台的《海峡西岸经济区先进制造业发展规划(2011-2015年)》对新的五年福建省先进制造业的发展做出了展望和规划。之后,工信部又与福建省人民政府签署了《关于支持推进福建省工业和信息化发展战略合作协议》,包括共同推进海峡西岸经济区先进制造业发展、加速新一代信息技术产业发展和应用、促进信息基础设施先行发展等方面的内容。 近几年,福建省非常重视企业信息化的投入,对先进制造业和高新技术产业的投资力度很大。信息化与先进制造业融合时工业化与信息化融合的一个重要领域,也是国内外研究的热点。B.V.CHOWDARY提出信息系统可以将制造流程的供应链各个环节整合,将IT技术运用到制造业可以节约时间和原材料成本。LIAO Kun和TU Qiang等指出在低不确定性环境下,制造业信息化对制造业的发展有大的正面作用,但对制造业产业间的关联作用不明显;在高不确定环境下,制造业信息化对制造业的发展作用小,但可以推动制造业产业间的互动。胥军运用后发优势、比较优势等理论,结合“工业化和信息化”的可行性、必然性等现实基础,对影响工业化和信息化融合的相关因素进行进一步分析。王晰巍等结合吉林省中小企业发展现状和信息产业建设情况,分析了信息产业与工业相结合的发展方向。郑大庆等结合互补性融合与替代性融合从微观、中观、宏观三个层面分析了信息化与先进制造业的6种融合类型。1 本文通过研究福建省信息产业与先进制造业关联和互动,研究信息产业对各个先进制造业带动的程度,将对福建省如何合理分配资源提升先进制造业信息化水平和竞争优势给出更为合理的建议,并可作为全国其他省份促进两业关联互动发展的参考。 二、相关模型介绍 三、实证研究 本文的数据来源于2011年福建省统计年鉴。为展现出最新的趋势,本文选取了2003-2010年福建省信息产业与8个先进制造业中代表行业的工业总产值,见表1。信息产业中,本文选择通信设备、计算机及其它电子设备制造业(简称通信设备业)作为代表。我们在石化产业中选择石油加工、炼焦及核燃料加工业(简称石油加工业)和化学原料及化学制品制造业(简称化工业)两个行业为代表;在装备制造业中选择通用设备制造业(简称通用设备业),专用设备制造业(简称专用设备业),交通运输设备制造业(简称交通运输业),电气机械及器材制造业(简称电气业),仪器仪表及文化、办公用机械制造业(简称仪器仪表业)为代表;在高新技术产业中选择医药制造业(简称医药业)为代表。 图1 福建省2003-2010年信息产业和先进制造业代表行业的工业总产值变化趋势图 福建省信息产业和先进制造业代表行业的工业总产值变化趋势图1所示。从图中可以看出2003到2010年福建省的信息产业和先进制造业代表行业的工业总产值都强势增长,而信息产业的代表通信设备业工业总产值先于所有先进制造业代表行业工业总产值的增长,可以初步推测信息产业的发展推动了先进制造业的发展。 表2 建省信息产业对先进制造业代表行业的灰色关联度降序排列 灰色关联分析的计算结果如表2所示。在研究信息化和先进制造业的相互关系时,关注的重点在于通信设备、计算机及其它电子设备制造业与各个先进制造业序列关联度的大小排序。因此,我们可以依据信息产业对各先进制造业的影响进行关联的排序,分析二者的同步变化程度,关联度越大,则同步变化程度越高。从表2中的数据可以看出,总体而言,通信设备业对其它八个行业的灰色关联系数均超过了0.6,这说明了通信设备业对这八个先进制造业行业起到了关键的作用,也说明了信息产业和先进制造业的关联不可忽视。 这其中,通信设备业对于仪器仪表业推动作用最大,灰色关联系数为0.9552。信息化是仪器仪表企业进行现代化管理的重要手段。降低仪器仪表企业的运营成本,并同时提高仪器仪表的产品质量和仪器仪表企业的管理水平,增加企业的竞争力,信息化技术无疑是一个重要手段。 四、 政策建议 (1)促进两业互动融合 当前,福建正处在全面加快发展的战略机遇期,要实现发展目标,关键靠实体经济,尤其是要使制造业得到充分发展。从当前我省先进制造业信息化发展状况总体水平上看,信息产业对促进先进制造业跨越式发展有重要的作用。信息产业和先进制造业有机融合和互动发展,不仅是调整产业结构,也是转变经济增长方式的重要途径。两业应从提高共用资产的利用率、降低交易成本、竞争性合作、创造新产品、创造新的市场需求、推动产业升级等方面入手,实现优势互补,达到融合的质变。 (2)提升先进制造业信息化水平 提升先进制造业的信息化水平是两业融合的核心。先进制造业通过信息化可降低成本,实现边际收益递增和规模报酬递增,并提升和带动传统制造业发展,从而加快福建省先进制造业的产业结构升级。与此同时,新兴的信息产业也只有积累了大量的资本、知识等资源后,并依托于先进制造业的实体产品、销售网络,才能寻求进一步的扩散和发展。 (3)加大政策扶持力度,合理布局资金投入 信息产业先于先进制造业发展,并能推动先进制造业跨越发展,所以加强信息产业的信息科技投入对于提高福建省的先进制造业乃至整个制造业的产出都有很大的帮助。政府可以根据信息化对先进制造业重要程度,结合先进制造业发展的特点,将有限的资金优先投入对信息化需求最强烈的部门,如仪器仪表及文化、办公用机械制造业、化学原料及化学制品制造业等产业。信息产业和通用设备业的关联较小,影响力度不足,落后于其他行业,有可能成为福建经济良性发展的瓶颈,所以需要给予必要的资金和政策的扶持,以缩小与其它行业信息化水平的差距,提高福建省先进制造业信息化的总体水平。 先进制造论文:武汉市现代服务业与先进制造业的相关性实证研究 摘 要:在信息时代产业融合的大背景下,通过分析现代服务业与先进制造业之间的内涵与发展关系,使用SPSS对二者的相关性进行定量分析,指出我国现代服务业与先进制造业之间的相关性与融合的必然性,以及现代服务业和先进制造业各细分行业之间的互相影响与推动作用。 关键词:现代服务业;先进制造业;相关性分析 1 研究背景 1.1 发展现状 1980年以来,我国服务业一直在快速增长。然而,我国金融保险业、租赁和商务服务业、科学研究和综合技术开发服务业等现代服务业占服务业总增加值的比重仅为26.6%,现代服务业发展的滞后,己经成为我国经济增长的"瓶颈"。现代服务业主要指在工业化高度发展阶段产生的,依托电子信息和网络技术等高技术和现代管理理念、经营方式和组织形式而发展起来的服务业。 另外,自改革开放以来,我国制造业快速发展并赶超西方发达国家的同时,先进制造业作为制造业中极具竞争力的部分,与西方发达国家的差距也逐渐显露出来。先进制造业包括高新技术制造业和新兴制造业,也包括采用更为先进的制造技术改造后的制造业。根据国标行业分类,将电子及通信设备制造业、交通运输设备制造业、普通机械制造业、电气机械及器材制造业、化学原料及化学制品制造业、医药制造业等6个行业列为先进制造行业。 1.2 研究现状 1.2.1 国内研究现状 国内外有关现代服务业的研究主要集中在三个方面:现代服务业的概念、现代服务业的区位优势和现代服务业产业集群。 荣晓华(2006)提出现代服务业又称新兴第三产业,一般包括金融保险业、信息服务业、旅游业、物流业、房地产及社区服务业等,是现代经济的重要组成部分[1]。有关现代服务业的区位优势的研究在国外尤为盛行。 Daniels(1985)通过对英国现代服务业的区位选择研究,认为投资成本是现代服务业投资环境中的一个重要因素,它决定着现代服务业的功能水平[2]。而有关现代服务业产业集群的研究则最为丰富。 Miller(2001)的研究表明大伦敦区聚集了全英国最重要的服务业集群、伦敦市中心的商业性服务集群、伦敦市区的金融服务业集群、伦敦区的电影、电视等媒体制作集群[3]。 1.2..2 国外研究现状 国外学者提出制造业企业要发展先进制造技术,抢占技术高地从而获得竞争优势。S.E.Gouvea da Costa(2009)认为企业因为同竞争对手竞争的需要而谋求技术进步,但也应当根据自己本身的组织结构选择合适的先进制造技术[4]。先进制造业的内涵分析方面:龚唯平(2008)认为先进制造业是市场网络组织体系、生产制造技术与制造模式具有先进性的制造业生产系统[5]。 先进制造业的行业评价方面:郭巍,林汉川(2010)选取北京市2008年28个制造业行业的统计数据,运用主成分分析法从多个层面、不同角度评价各个制造业行业的先进性程度[6]。 由上可知,虽然国内外对于现代服务业和先进制造业的相关研究都比较丰富,但是国内文献大多采用定性的方法来总结现代服务业和先进制造业的发展规律和特点,而采用数学模型、经济模型和数理统计工具来分析和预测现代服务业和先进制造业发展优势和劣势的研究较少。 2 现代服务业与先进制造业融合定量分析 2.1 变量选择与数据说明 我们对数据的研究主要从相关性及因果性出发,主要有皮尔逊(Pearson)相关系数及格兰杰因果关系检验。 为了保证相关细分行业的相关性分析,我们选取的时间跨度为1994~2012十年间武汉市现代服务业和先进制造业统计年鉴相关数据,研究数据主要来源于历年《武汉市统计年鉴》。 现代服务业(S)包括交通运输、仓储及邮政业(S1)、信息传输、计算机服务和软件业(S2)、金融业(S3)、房地产业(S4)、租赁和商务服务业(S5)、科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)、水利、环境和公共设施管理业(S7)、居民服务和其他服务业(S8)、教育(S9)、卫生、社会保障和社会福利业(S10)、文化、体育和娱乐业(S11)、公共管理和社会组织(S12);先进制造业(M)包括电子及通信设备制造业(M1)、交通运输设备制造业(M2)、通用设备制造业(M3)、电器机械及器材制造业(M4)、化学原料及化学制品制造业(M5)、医药制造业(M6) 本文,我们选取各行业的增加值,并分别对其进行GDP平减。另由于本文数据是从1994年开始按1994不变价计算,用GDP价格缩减指数除以现价GDP,便得到按不变价格计算的GDP。GDP价格缩减指数的计算公式为: 2.2 现代服务业与先进制造业的关系 2.2.1 相关性分析 根据1994~2012年的相关数据,武汉市生产性服务业与制造业走势趋势大体相似,因此初步判断二者之间具有一定的相关性。运用SPSS相关性检验,我们得到现代服务业与先进制造业Pearson相关性达到0.992,因此可以认为两者高度相关。 2.2.2 格兰杰因果关系分析 我们从定量角度说明,进行格兰杰因果检验,现代服务业与先进制造业产值增长互相推动,共同促进武汉市GDP的增长。 2.3 现代服务业与先进制造业各细分行业的关系 2.3.1 相关性分析 运用SPSS对现代服务业与先进制造业各细分行业相关性进行定量分析,得到结果见表1。 表中,现代服务业(S)与交通运输设备制造业(M2)的相关性系数为0.662,其他各细分行业的相关性系数均大于0.9,因此从定量角度,我们可以认为,S与M各细分行业高度相关。 2.3.2 格兰杰因果关系分析 运用格兰杰因果分析,得到现代服务业与先进制造业各细分行业因果影响结果。我们可以得出如下结论,现代服务业与先进制造业除电子及通信设备制造业(M1)以外的其他细分行业均互为因果。 2.4 先进制造业与现代服务业各细分行业的关系 由于相关性分析和格兰杰因果分析建立在一段较长的时间段上才更具有说服力,我们对现代服务业选取具有代表性的几个细分行业,通过这些细分行业相关性与因果分析,探究具体情况。选取的细分行业的原因主要有两点: ①现代服务业这六个细分行业统计口径基本保持不变,因此数据具有连续性;②这六个细分行业总体GDP占现代服务业总体比重较大。 2.4.1 相关性分析 运用SPSS对先进制造业与现代服务业各细分行业相关性进行定量分析,得到结果见表2。 上表显示,先进制造业与现代服务业部分细分行业的相关性系数分别为0.938、0.986、0.986、0.980、0.961、0.995,均大于0.9,因此从定量分析,我们可以认为他们存在显著相关。 2.4.2 格兰杰因果关系分析 同样运用格兰杰因果分析,得到先进制造业与现代服务业各细分行业因果影响结果。我们可以得出如下结论,交通运输、仓储及邮政业(S1)在滞后为4时,导致先进制造业的进步,但是反过来,先进制造业整体GDP的增长,与交通运输、仓储及邮政业(S1)没有关系。 先进制造业(M)与金融业(S3)互为因果,同期共同影响。先进制造业与房地产业没有双向因果关系,但存在明显、持续的单向影响。 先进制造业(M)与科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)在滞后期为3时,互为因果;滞后期为4时,教育(S9)推动先进制造业的发展;先进制造业与卫生、社会保障和社会福利业(S10)交叉影响,滞后期为2时,卫生、社会保障和社会福利业(S10)在一定程度上促进先进制造业的进步,而在滞后期为3时,这种促进作用不明显,反过来先进制造业推动卫生、社会保障和社会福利业(S10)的发展,如此反复。 从相关性定量分析,我们可以认为先进制造业与现代服务业存在显著相关。 2.5 细分行业间的关系 通过整体现代服务业GDP与先进制造业各细分行业GDP,整体先进制造业GDP与现代服务业部分行业GDP相关性与格兰杰因果分析,我们得到,大部分变量间存在较为显著的相关性和不同滞后期的因果关系。将先进制造业(M)与现代服务业(S)各细分行业相关性、因果关系分别分析,得到更明了的结果。 2.5.1 相关性分析 运用SPSS对现代服务业与先进制造业各细分行业相关性进行定量分析,得到结果见表3。 上表表明,S、M各细分行业间相关性系数大部分都在0.90及以上,因此,我们可以推出,各细分行业间存在一定的相关性。 2.5.2 格兰杰因果关系分析 ①电子及通信设备制造业(M1): 现代服务业各细分行业在滞后期为1时,都显著促进了电子及通信设备制造业(M1)的增长; 在滞后期为3时,电子及通信设备制造业(M1)促进交通运输、仓储及邮政业(S1)、金融业(S3),科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)的进步; 滞后期为4时,科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)、卫生、社会保障和社会福利业(S10)影响了电子及通信设备制造业(M1)的GDP的提升。 ②交通运输设备制造业(M2): 在滞后期为3的时候,交通运输设备制造业(M2)是金融业(S3)GDP增长的推动因素,而科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)的GDP增长推动交通运输设备制造业(M2)的进步。 在滞后期为1时,它促进了卫生、社会保障和社会福利业(S10)的发展。现代服务业的其他行业的GDP增长与交通运输设备制造业(M2)的发展没有显著的因果关系。 ③通用设备制造业(M3): 滞后期为1-3时,交通运输、仓储及邮政业(S1),房地产业(S4)都促进通用设备制造业(M3)的发展,反之则不成立,即这种影响只是单方向的; 在滞后期为1时,科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)拉动通用设备制造业(M3)的发展,而在滞后期为3时,通用设备制造业(M3)反过来促进科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)的进步; 通用设备制造业(M3)与教育(S9)的GDP增长在滞后期为2时互为因果,与卫生、社会保障和社会福利业(S10)在滞后期为1时互为因果。 ④电器机械及器材制造业(M4): 仅在滞后期为4时,交通运输、仓储及邮政业(S1)促进电器机械及器材制造业(M4)的发展;电器机械及器材制造业(M4)与金融业(S3),房地产业(S4)在滞后期为2时互为因果; 滞后期为1-3时,电器机械及器材制造业(M4)均促进科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)的进步,而教育(S9)仅在滞后期为3时,推动电器机械及器材制造业(M4)的GDP的增长。 电器机械及器材制造业(M4)在滞后期为1时,导致卫生、社会保障和社会福利业(S10)的进步。 ⑤化学原料及化学制品制造业(M5): 化学原料及化学制品制造业(M5)分别与交通运输、仓储及邮政业(S1),科学研究、技术服务和地质勘察业(S6),卫生、社会保障和社会福利业(S10)的GDP增长互为因果,在1-3期,化学原料及化学制品制造业(M5)的发展在一定程度上促进金融业(S3)的进步,而反过来,房地产业(S4),教育(S9)在滞后期为1-3时,影响化学原料及化学制品制造业(M5)的增长。 ⑥医药制造业(M6): 在滞后期为1时,交通运输、仓储及邮政业(S1)促进医药制造业(M6)的进步,而在滞后期为4时,医药制造业(M6)反过来拉动交通运输、仓储及邮政业(S1)的发展; 医药制造业(M6)仅在滞后期为3时促进金融业的发展; 滞后期为1-3时,房地产业(S4),卫生、社会保障和社会福利业(S10)均促进医药制造业的进步; 滞后期为1和4时,科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)拉动医药制造业(M6)的GDP增长; 教育(S9)仅在滞后期为1时,促进医药制造业(M6)。 即医药制造业(M6)与现代服务业各行业没有必然的互为因果关系,但是在一定程度、不同的滞后期对现代服务业某些细分行业有一定的单向或者交叉影响。 3 结 论 通过SPSS相关性分析,我们可以得出,无论从整体层面还是细分到各个具体行业,现代服务业与先进制造业行业之间都有着较强的相关性。从整体层面,现代服务业整体GDP与先进制造业整体GDP增长在滞后期为3时互为因果,并且这种互为因果表现为同期影响,融合发展。 通过现代服务业整体GDP与先进制造业六个细分行业的格兰杰因果分析,我们得到,除了电子及通信设备制造业的GDP增长与现代服务业GDP没有必然的同期因果关系外,先进制造业的其他五个细分行业交通运输设备制造业,通用设备制造业,电器机械及器材制造业,化学原料及化学制品制造业和医药制造业均在同期与现代服务业存在着显著的同期互为因果。 无论是整体层面,还是整体与细分行业的格兰杰因果分析结果都表明,现代服务业与先进制造业存在着千丝万缕的关系,这种关系具体到各个细分行业,如果影响,整体层面的因果关系是由哪些细分行业之间的互为因果、单向因果或者交叉因果导致。通过现代服务业部分细分行业与先进制造业各细分行业具体的格兰杰因果分析,我们得到整体行业间细分行业的因果关系。 先进制造论文:先进制造技术与机械制造工艺分析 【摘 要】随着我国制造业的不断发展,制造技术也得到了快速的发展,且制造技术在机械制造中得到了广泛的应用,不断推进我国制造业的持续发展。本文主要对先进制造技术和机械制造工艺分别进行了分析,并对两者之间的紧密联系进行了阐述,以期能够为不断提高我国制造技术和制造工艺做出相应贡献。 【关键词】制造技术;机械制造;工艺 制造业是我国第二产业中的重要行业,我国是制造业大国,制造业发展水平的提升对于推动我国经济发展有着重要影响,因而随着社会的不断进步,制造业中的技术和制造工艺也在不断发展,加深对制造技术和制造工艺方面的研究,对于推动我国制造业发展,提升我国制造业在国际上的竞争力具有重要价值。 一、先进制造技术和机械制造工艺 (一)先进制造技术 随着科学技术的不断向前发展,制造技术的内涵也不再仅仅局限于传统手工制造上,现代先进的制造技术是集多家之成,融合电子技术、互联网技术和管理方法等学科内容,先进制造技术在制造企业中的应用使得制造商的生产质量和生产效率不断提升,其主要包括四个部分,制造工艺、设计技术、自动化和管理,是传统制造技术发展到一定阶段的产物。具体来说先进制造技术在当前主要有以下几个特点:一是面向工业应用,先进制造技术发展的主要目的是为了在工业中进行应用,而且不仅仅局限在制造工艺的应用上,而且现代先进制造技术还能够应用到市场调研、产品设计、包装、维修等等各个方面当中,其应用面更加广泛;二是竞争性强。现代先进制造技术的高低直接会影响制造企业在激烈市场竞争中的地位,并且随着全球化的加深,国内产品往往受到来自国外先进制造技术的冲击,这就对国内制造企业在制造技术方面的投入提出了较高要求;三是带来制造业的改革。先进制造技术标志着制造技术发展的新阶段,既继承了传统制造技术的精髓,又吸收了现代科学技术成果,并且将制造技术贯穿到产品生产过程当中,形成制造业中比较特色的产品技术群,掀起了制造业发展的一场革命。 (二)机械制造工艺 机械制造工艺则是机械制造业产品工艺水平的高低,随着制造业的不断发展,机械制造业也发生了深刻的变化,现代机械制造业的发展趋势也与传统大不相同,具体可以表现在以下几个方面上:一是现代机械制造业正朝着自动化的方向发展。随着自动化技术和程序在制造业中应用的推广,机械制造业也正在朝着自动化的方向发展,不仅是管理自动化,而且生产整个过程也要实现自动化。随着国内对机械制造需求量的增加,机械制造业的生产效率也成为制约机械制造企业发展的关键,自动化的生产模式能够大大提升机械制造生产效率,降低生产人员的劳动强度;二是现代机械制造业正朝着集成化的方向发展。为了有效提升机械制造的生产效率,其加工模式也由以往的分散式加工向集成化方向改变,从机械制造工艺的第一步到最后加工成品完全集中在一起进行,这样保证了生产的连续性,而且能够提高管理效率。 二、先进制造技术和机械制造工艺之间的关系 从上面的分析可以看出,制造技术影响的是整个制造行业的发展,而机械制造作为制造行业中的一部分,自然也会受到制造技术的影响,两者之间存在着密切关系。首先,先进制造技术能够推动机械制造工艺的发展,先进制造技术在机械制造业中的应用使得机械制造产品质量和生产效率不断得到提升,促进了机械制造工艺水平的提高,推动了机械制造业的不断发展。近年来,先进制造技术在机械制造中不断得到应用,推动机械制造企业也发生了深刻变化,不仅其产品的生产方式发生了深刻改变,而且其工作方式、管理方式、市场营销方式等都发生了较大的改变,可以说先进制造技术在机械制造业中的应用推动了机械制造业的快速发展,使机械制造工艺水平不断提升,从而不断增强机械制造业在市场经济中的竞争实力,为机械制造工艺和制造业的持续健康发展做出了很大贡献。其次,机械制造工艺作为先进制造技术的一部分,其工艺水平的提升和使用体现了先进制造技术在制造业中的重要地位,从而不断丰富了先进制造技术。由此可以看出,机械制造工艺和先进制造技术之间是共同促进、共同发展的关系。 三、结束语 制造技术和机械制造工艺水平的高低直接关系着机械制造业发展水平的高低,因而应该加强对制造技术和机械制造工艺方面研究的重视,上到国家下到制造企业应该将技术和工艺水平提升作为制造业发展的重点,结合企业自身的经济情况来采取相应措施不断提升制造技术水平,从而不断推进我国的制造业健康持续发展。 先进制造论文:以创新驱动为主引擎 加快建设先进制造业基地 党的十八届五中全会明确指出,创新是引领发展的第一动力。中共江苏省委第十二届十一次全会通过的“十三五”规划建议,把创新作为江苏发展的最大法宝,进一步强化其在发展全局中的核心地位。进入全面建成小康社会的决胜阶段,作为实体经济的主体和实施创新驱动发展战略的主战场,制造业担负着更为重要的职责和使命。“十三五”期间,全省经信系统将全面贯彻落实党的十八届五中全会精神和省委、省政府决策部署,坚持以创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念为引领,更好地认识、适应、引领经济发展新常态,始终把创新摆在制造业发展的核心位置,把打造具有全球影响力的产业科技创新中心和具有国际竞争力的先进制造业基地作为制造强省建设的重要内涵和关键支撑,着力推动供给侧结构性改革,加快制造业动力转换,厚植制造业发展优势,推动江苏制造业发展质量更好、效益更高、结构更优,努力走出一条具有江苏特点的制造业创新之路,为“迈上新台阶、建设新江苏”奠定重要基础。 一、突出创新驱动,加快企业创新能力建设,构筑产业技术新高地 推进江苏制造业创新发展必须把发展基点放在创新上,不断培育发展新动力、厚植发展新优势、构建产业新体系,提高企业创新能力和竞争力,提高制造业产业和技术层次,塑造更多依靠创新驱动、更多发挥先发优势的引领型发展,在建设具有全球影响力的产业科技创新中心过程中发挥主力军和先行军作用。深入实施创新驱动发展战略,加快构建以企业为主体,以制造业创新中心、企业研发机构和公共技术服务平台为支撑,以万众创新为基础的制造业协同创新体系。实施制造业创新中心建设工程,建立由大中型企业、科研院所、行业协会等组成的产业创新联盟,建成一批省级以上跨地区、跨领域、跨行业的制造业创新中心,形成若干具有强大带动力的制造业创新型集群。强化企业创新主体地位和主导作用,加快国家级和省级企业技术中心扩量提质,培育一批有国际竞争力的创新型领军企业。加强应用牵引、平台支撑、重点突破,实施工业强基工程,《中国制造2025江苏行动纲要》15个重点领域的技术创新路线图和绿皮书,引导企业围绕我省战略和前沿导向,加大研发投入,协同开展前瞻和共性关键技术研究,攻克一批先进基础工艺,解决重点产业发展的“卡脖子”问题。着眼于制造业迈向中高端的重大问题,坚持以提高质量和效益为中心,以“调高调轻调优调强调绿”为导向,创新实施产业创新突破、技改智能升级、两化深度融合、制造服务转型、绿色制造推进、企业国际发展六大行动,扎实推进制造强省建设8大工程实施方案,大力发展战略性新兴产业和先进制造业,加速发展生产性服务业,改造提升传统产业,加快构建适应经济新常态的产业新体系。 二、突出智能转型,加快企业装备升级换代,构建先进制造新优势 推进江苏制造业创新发展必须把握新一轮科技革命和产业变革的主要趋势,大力发展智能制造,构建新型制造体系,引导制造业向分工细化、协作紧密方向发展,促进信息技术向市场、设计、生产环节渗透,推动生产方式向柔性、智能、精细转变。把实施企业装备升级计划作为加快推进智能制造发展的关键抓手,突出市场主导、示范引领、聚集重点、自主创新、安全可控。加快制造业数字化、网络化、智能化转型升级,实现“数控一代”全覆盖,建设一批智能车间和具有示范意义的智能工厂。实施数字化装备普及推广、智能化装备升级应用、低端落后装备更新淘汰计划。推动关键工序核心装备性能提升,智能成套生产线、智能专用装备应用,更新和淘汰一批高能耗高污染、低效率低性能的落后装备和生产线,推动数控化装备升级换代。实施万台技术装备智能改造计划,推动基础制造装备智能化改造,加快制造装备与信息化管理系统集成融合,提升现有装备智能化水平。实施万台机器人应用计划,鼓励推广工业机器人、特种机器人,强化项目推进、工程示范、行业推广,扩大关键岗位机器人应用。实施智能制造工程,制定智能制造标准体系,在装备制造、钢铁、石化、轻纺、电子等领域开展智能制造示范。成立智能制造研究院,组建智能制造服务联盟,培育一批智能制造服务支撑机构。实施高端装备创新工程,推进首台(套)重大装备和成套生产线示范应用,加速智能装备国产化进程。实施绿色制造工程,推进能效“领跑者”计划,打造节能量交易平台,开展节能低碳行动,建立绿色低碳循环制造业发展方式。落实和完善企业技改财税政策,有效引导企业瞄准国际同行业标杆,采用新技术、新工艺、新装备、新材料,全面提升产品技术、工艺装备、能效环保等水平。 三、突出两化融合,加快企业互联网化转型,拓展产业升级新空间 推进江苏制造业创新发展必须做足信息化与工业化深度融合这篇大文章,强化信息技术在制造业深度应用,以“互联网+”促进互联网和制造业融合发展,有效拓展产业和网络空间,激发制造业转型升级、创新发展新动能。实施企业互联网化提升计划,以企业互联网应用和业态模式创新为主线,促进信息技术向生产、管理、营销、设计、服务等环节渗透融合,推进企业网络化、智能化、集成化、协同化。突出推进研发设计协同化,培育基于互联网发展众创、众包、用户参与设计、云设计等新型研发设计模式,建立及时响应、持续改进、全流程创新的产品研发设计体系。突出推进生产管控集成化,全面开展两化融合管理体系对标评估,普及首席信息官制度,促进企业资源计划(ERP)、制造执行系统(MES)、产品数据管理(PDM/PLM)、供应链管理(SCM)等重点管控系统的普及推广和集成应用,推动大中型企业关键环节互联网应用实现全覆盖。突出推进购销经营平台化,实施企业电商拓市提升计划,支持行业龙头企业建立综合信息服务平台、行业特色应用平台、电子商务服务平台、大宗商品电子交易平台。以智慧江苏建设为引领,实施互联网+行动计划,打造一批重点行业和领域“互联网+”应用示范工程,以推进数据资源开放共享为重点实施大数据战略,培育发展前景好、容量大、效益高的新产业、新技术、新业态、新模式。大力推进信息基础设施建设,加快宽带江苏建设,推进企业互联网“企企通”工程,实现网络与服务“进企业、入车间、联设备、拓市场”。 四、突出质量品牌,加快供给侧结构性改革,塑创江苏制造新形象 推进江苏制造业创新发展必须牢固确立质量品牌优先方针,大力提高制造业供给体系质量和效率,全面提升产品、服务质量以及自主品牌建设水平,促进形成以技术、品牌、质量、服务为核心的竞争新优势。牢牢把握供给侧结构性改革这一适应和引领经济发展新常态的重大创新,引导企业加强改造升级,组织重大质量攻关行动,大力实施新技术新产品推广应用工程,通过创造新供给、提高供给质量,扩大消费需求。实施质量品牌建设工程,引导企业采用国际标准和国外先进标准,支持行业龙头企业主导,参与国际标准、国家标准制修订。深入推进质量强省和工业质量品牌创新行动,以质量品牌提升增强有效供给能力,积极实施一批质量技术攻关项目,使重点工业产品质量技术达到国内领先、进入世界先进行列。加快推行先进质量管理技术和方法,改进质量控制技术,完善质量管理机制,夯实质量提升基础,优化质量发展环境,努力实现制造业质量大幅提升。实施服务型制造推进计划,围绕全产业链融合优化,以拓展产品功能、提升交易效率、增强集成能力、满足深层需求为重点,推动生产性服务业向专业化和价值链高端延伸。大力发展品牌经济,鼓励企业追求卓越品质,形成具有自主知识产权的名牌产品,依托产业集聚区打造区域品牌,大幅提升江苏制造美誉度和影响力。 五、突出优化服务,加快降低企业运营成本,激发创新创业新活力 推进江苏制造业创新发展必须充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,完善法治化、国际化、便利化的营商环境,持续推进简政放权、放管结合、优化服务,破解企业发展瓶颈制约,营造大众创业、万众创新良好氛围。开展降低实体经济企业成本行动,引导帮助企业通过外部调整和内部挖潜相结合,短期生产经营和长期转型升级相结合,优化运营模式,增强盈利能力。全面清理和规范涉企行政事业性收费,更大力度减轻企业负担,完善公平竞争、促进企业健康发展的政策和制度。创新产业投资基金模式,引导社会资本聚焦重点产业发展、关键核心技术突破、创新成果产业化等重点领域,研究建立制造业技术创新、智能制造、智能服务企业信贷风险补偿机制。推动产业政策由倾斜型向功能型转变,强化行业准入和规范管理,强化事中事后信用监管,以导向更突出的产业政策、更严格的标准和监管,促进企业转型、产业升级。鼓励激发企业家精神,引导民营企业进入更多领域,更好激发非公有制经济活力和创造力,形成有利于创新发展的市场环境和人才环境。实施制造业国际化工程,为企业更大步伐“走出去”开展国际产能和装备合作,搭建国际交流平台,建立跨国合作机制,推进境外产业合作区和产业集聚区建设,鼓励企业全面参与全球经济合作和竞争。高水平推进以质取胜、品牌国际化、市场多元化战略,培育一批有国际竞争力、影响力的跨国公司。开展中小微企业服务年活动,做强一批中小企业公共服务平台,打造一批互联网创新创业大赛、物联网等信息服务业博览会、大数据产业园、军民融合创新示范区等创新发展载体,营造企业创新创业良好环境。 (作者系江苏省经济和信息化委员会党组书记、主任) 先进制造论文:浅谈将学科前沿引进“先进制造技术”课堂教学 摘 要:科学的迅猛发展使得制造技术发生巨大变化,产生一系列的先进制造技术,新技术就会需要新的生产者和管理者,为此高校开设了“先进制造技术”这门课程。新技术随着科学的发展不断更新,所以教师在讲授“先进制造技术”这门课程时引进学科前沿是非常必要的。 关键词:学科前沿;“先进制造技术”;课堂教学 “先进制造技术”是一门新课程,这门课程的特点是涉及的内容比较多,信息量大而且知识比较新。而先进制造技术本身也是动态发展的,随着新科技、新理念不断完善,不断有新成果、新技术产生。结合“先进制造技术”这门课程和先进制造技术本身特点,将学科前沿引进“先进制造技术”的本科课堂教学,以研促教、教研结合,激发学生的兴趣,拓展视野,培养学生的创新能力是非常必要的。 一、将学科前沿引进“先进制造技术”的必要性 先进制造技术由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素,是制造技术的最新发展阶段。先进制造技术的应用使工厂生产发生巨大的变化,产生一系列新的职业及岗位[1]。我国高等院校的机械专业正是为生产第一线培养和输送人才,这些人才作为制造部门的建设者和管理者应该紧跟新技术、新发明、新产品,全面了解制造业,为此高校开设了“先进制造技术”这门课程[2]。先进制造技术是一种动态技术,不断吸收各种最新的技术成果,那么“先进制造技术”课程也应该是一门动态的课程,随着新科技、新理念的出现而不断更新、充实和发展。而新技术、新理念、新产品、新发明等都和学科前沿紧密相关,所以将学科前沿引进“先进制造技术”的本科课堂教学就非常的必要。 二、教师以研促教、教研结合、终身学习 近些年来,国家在科学研究上投入大量的财力、物力和人力,设置不同级别和类型的基金项目,鼓励教师积极申报课题及进行成果转化。所以越来越多的高校教师积极投身科学的海洋,不断有新发明、新产品以及高水平的论文走在科学的前沿。教师在授课的过程中将自己的研究成果以及研究方向的科学前沿和教材有关章节的内容有机结合,对于学生而言能激发兴趣、开阔视野,提高课堂学习效果;对于教学而言教研结合,打破传统的教学模式,深挖教材,增加教学的深度和广度;对于教师而言提出更高的要求,要紧跟学科发展,不断提高自身科研水平,以研促教,树立终身学习的理念,同时将自己的科学研究成果展示给自己的学生是对自己的肯定,也是非常兴奋和自豪的[3]。 三、学生激发兴趣、开阔视野、积极向上 3D打印即快速成型技术的一种,以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术在航天科技、医学、房屋建筑、汽车、电子、服装等领域都有所应用,使得一些不可能实现的变成可能,影响着人们的生活。将3D打印技术的最新成果引进“先进制造技术”快速成型这个章节,对于学生而言能开阔视野,加深书本知识的理解同时还能掌握最新动态学科前沿,这将大大激发学生的学习科研兴趣,同时也会使得一部分学生在本科阶段就投身科学研究中,积极参与感兴趣的教师课题研究并可以在相关教师的指导下自己申请大学生创新创业项目(近几年来高校加大了对大学生创新创业项目的扶持力度)。从学生的长远发展角度而言,也是终身受益的。比如本科阶段参加科研训练,能够提高学生的动手能力和养成思考的习惯,大四完成毕业论文时就能得心应手。如果学生本科阶段对科研产生浓厚的兴趣,就会继续深造,走上科研的道路。常言道:“兴趣是最好的老师。”学生对科研产生兴趣,那么在科研的道路上也会硕果累累。所以教师应该将自己的科研和本科教学有效地结合,激发学生的兴趣,开拓学生的视野,使学生受益终身。 总之,现代科学技术迅猛发展,新成果、新技术层出不穷,学科在高度分化基础上走向高度综合。“先进制造技术”这门课程更是具有这样的特点,所以在本科教学过程中,教师要将课程和科研有机结合,让学生了解学科前沿,开拓学生的视野,培养学生的创新能力,培养更优秀的学生。 先进制造论文:遂宁市先进制造业现状及发展对策 摘 要:在经济全球化的今天,先进制造业已经成为全球制造业竞争最为激烈的领域,先进制造业核心竞争力已经成为决定一个国家在国际分工体系中地位的关键因素,因此,深入探讨先进制造业核心竞争力问题,对于优化产业结构、转变发展方式、促进产业转型升级,对于我国从制造大国迈向制造强国具有重要的理论与现实意义。本文在深入分析遂宁市先进制造业的现状和存在问题的基础上,提出了未来遂宁先进制造业的发展方向和策略,有助于为政府和有关部门的决策提供参考。 关键词:遂宁;先进制造业;现状;发展对策 1 引言 机械制造业是国民经济的基础产业,它的发展直接影响到国民经济各部门的发展,也影响到国计民生和国防力量的加强,制造业直接体现了一个国家的生产力水平,是区别发展中国家和发达国家的重要因素,制造业在世界发达国家的国民经济中占有重要份额,因此,各国都把机械制造业的发展放在首要位置。先进制造业,是技术的载体和转化的媒体,是“手段性”基础产业。它的特点主要是:范围广、门类多、技术含量高,与其他产业的关联度大。发展先进制造业是所有工业化国家的必然选择,工业的水平和先进化程度,决定着整个国民经济的水平和先进化程度,当今世界工业强国无一不是先进制造业的强国。 2 遂宁市先进制造业的现状分析 受宏观经济下行及结构调整矛盾突出等多重影响,以及政策环境、市场环境、要素环境等诸多因素变化,当前遂宁市先进制造业经济运行中存在着不少困难和问题。 遂宁市先进制造业的总体规模较大,但技术水平还比较落后,一是经济总量偏小,比较优势弱。二是产业结构欠优,创新能力低。我市整体产业处于产业链中端、价值链低端,初级加工和代工居多,制造业的结构性问题已成为制约遂宁市经济进一步发展的“瓶颈”。因此,如何改善制造业的结构、实现产业升级,是遂宁市先进制造业面临的主要问题,特别是高技术含量制造业的发展水平。未来遂宁市先进制造业的发展不能仅以扩大能力为目标,还要实现制造业结构的优化,将新技术融入传统产业以实现制造业的技术升级,只有通过先进制造业的振兴,才能保证国民经济持续、健康地发展。 3 新形势下遂宁市先进制造业发展对策 遂宁市要发展工业经济,关键是要善于用好发展机遇,把转型压力转化为发展动力,扎实推进结构调整,全力引进壮大增量,强化创新驱动和融合发展,促进工业经济稳定增长,在转型升级、提质增效上迈出新步伐,取得新突破。 3.1 抓好结构调整,坚持不懈推动转型升级 一是积极培育新的产业动力。加强对符合中国制造2025十大重点发展领域的“集成电路及专用装备、节能与新能源汽车、农机装备、新材料、生物医药”产业的研究,引领遂宁制造走向高端。二是要突破发展成长型产业。抓好电子信息、机电与装备制造、新材料、天然气等四大工业成长型产业发展推进方案的跟踪落实,力争成长型产业继续保持领先发展、加大投入的态势。三是做好化解过剩产能和淘汰落后产能工作。加快建立以差别价格市场化手段为主的淘汰落后产能机制,全面完成淘汰落后产能目标任务。实施重点用能企业分级管理,推进企业能源管理体系建设。加强节能监察,开展重点用能企业能源审计、能效对标、能源利用监测活动,促进绿色循环发展。 3.2 抓好企业培育,合力推动企业协调发展 一是切实抓好大企业培育。加大对大企业大集团的帮扶指导支持重点企业稳定生产和加大投入,发挥好大企业的引领和带动作用。推进大企业大集团兼并重组和转型升级,全面提升企业核心竞争力。二是促进小微企业协调发展。进一步完善中小企业公共服务平台网络,实现平台网络互联互通和服务协同。三是全面推进“大众创业、万众创新”。积极贯彻落实中、省、市出台的关于全面推进大众创业、万众创新的政策措施,搭建各类创业孵化园,为小微企业提供发展平台,努力为创业基地争取更多的支持,充分运用公共服务平台的资源优势提供优质服务,提高初创企业的成活率。 3.3 抓好创新驱动,大力推动企业科技创新 一是加大技术改造力度。大力支持食品饮料、纺织服装、化工、机械等传统行业实施技术装备提升、主导产品升级换代、循环经济和资源综合利用、信息技术和制造技术融合等技术改造项目。二是推进企业自主创新。引导企业进一步加强企业技术中心、工程技术中心等技术创新体系建设,要深入推进产学研合作,实施一批技术改造和技术创新项目,研发一批新产品,培育一批拥有核心自主知识产权的科技创新型企业和高新技术企业。 3.4 抓好政策落实,加大力度优化服务环境 充分利用各种展会、节会、博览会平台,加大遂宁造产品推广对接力度。深入落实政府采购支持企业发展的有关规定,确保在同等情况下优先就近采购相关产品。推进工业品牌战略和企业标准化建设,支持企业创建国家级和省级、市级品牌,鼓励行业协会或龙头企业牵头打造区域性品牌和地标性品牌。着力抓好企业家队伍建设。人才兴才企业旺。要采取请进来和走出去的办法,不断为企业人才队伍注入新活力,为工业经济增添新动力,努力为企业家们拓展视野、转换观念、更新理念,走创新发展之路。 4 总结与展望 先进制造业已经成为全球制造业竞争最为激烈的领域和发达国家控制国际分工体系的战略制高点,先进制造业核心竞争力已经成为决定一个国家在国际分工体系中地位的关键因素。因此,深入探讨先进制造业核心竞争力问题,对于优化产业结构、转变发展方式、促进产业转型升级,对于我国从制造大国迈向制造强国具有重要的理论与现实意义。本文从先进制造业相关概念及理论进行分析,深入分析了遂宁市先进制造业目前的现状和困境,对起未来的发展方向和对策进行了详细的研究,有助于提高遂宁先进制造业的发展和增强其核心竞争力。 作者简介:任国强(1975-),男,四川南充人,本科,研究生,副教授,研究方向:机械设计与制造、CAD/CAM 技术。
制造论文:企业绿色集成制造系统管理论文 一、绿色集成制造的特征 1、绿色特性 (1)产品的绿色性 绿色集成制造的目的首先是生产绿色的产品,这是绿色集成制造的关键环节。只有生产的产品是绿色的才能保证产品的包装、运输、营销、实用、回收等各个环节的绿色性和顺利进行。 (2)技术的绿色性 技术的绿色性,一方面能够保证生产产品的绿色性,另一方面使生产的过程绿色性,从而保证生产人员的健康水平,体现企业以人为本的管理理念。技术的绿色性是说,采用的技术是成熟的、绿色的,在生产过程中不会产生有损员工健康的物质。 (3)过程的绿色性 绿色集成制造包括绿色设计、绿色材料、绿色技术、绿色生产、绿色包装、绿色运输、绿色使用、绿色回收等过程,在这个过程中要保证其绿色性。尽量最大化利用资源、减少环境的污染。 2、集成特性 (1)绿色集成制造的领域集成 绿色集成制造涉及制造领域、环境领域、资源领域和信息技术领域,绿色集成制造就是这几个领域的交叉和集成。 (2)绿色集成制造的技术集成 绿色制造是绿色材料、绿色设计、绿色工艺、绿色包装、绿色运输、绿色使用、绿色回收等多种技术的使用集成,归纳起来主要应考虑“六绿”问题。 (3)绿色集成制造的效益集成 绿色集成制造成功实施,不仅是给企业带来显著的经济效益的行为,更是经济效益、社会效益和生态效益的综合集成,将是一个“三赢”的过程,因此绿色集成制造是可持续战略实现的有效途径。 (4)绿色集成制造的信息集成 绿色集成制造系统除了涉及普通制造系统的所有信息及其集成考虑外,还特别强调与资源消耗信息和环境影响信息有关的信息应集成地处理和考虑,并且将制造系统的信息流、物料流和能源流有机地结合,系统加以集成和优化处理。 (5)绿色集成制造的过程集成 绿色制造所揭示的概念表明,绿色制造覆盖了产品生命周期的每一过程,每一环节都必须考虑资源,能源的利用和环境影响问题,是基于绿色考虑的全生命周期集成。 (6)绿色集成制造的社会化集成 绿色集成制造是一个复杂的系统工程,需要全社会的参与和社会化的集成。企业、产品、用户三者之间的新型集成关系:企业要真正的实施绿色集成制造,必须考虑产品寿命终结后的回收和处理,这样才能形成新型的企业、产品和用户的新型集成关系。 (7)绿色集成制造的功能目标集成 绿色制造的功能目标是多方面的。此功能目标集成模型简称TQCSER模型,其中T表示时间,Q表示质量,C表示成本,S表示服务,E表示环境影响,R表示资源消耗。值得注意的是,传统的制造目标当中不包含目标E和R,而是将其相关功能分布于T,Q,C,S四个目标之中。但随着科技和社会的进步与发展,一方面,制造业己成为环境问题的主要源头,另一方面,IS014000的实行使得各国制造业必须重视环境问题。因此,环境目标和资源目标已发展成为与T,Q,C,S同等重要乃至更加重要的功能目标之一。另外,TQCSER模型还表明,T,Q,C,S,E,R是相互关联的,它们构成了一个绿色集成制造功能目标的有机体系。 3、制造特性 绿色集成制造的主要手段是制造,目的是在尽量利用资源和减少环境污染的前提下进行生产制造活动,创造出产品供人们消费使用,促进社会的发展、提高人们的生活水平,因此制造是十分显然的主要特性。 二、高耗能污染企业绿色集成制造系统管理 根据绿色集成制造的特点、可持续发展对制造业的要求,可以把绿色集成制造系统的体系机构概括为两个目标、两个过程、四项内容。 1、绿色集成制造的两个目标 绿色集成制造的两个目标是资源综合利用和环境保护。这两个目标的实现是在产品的设计和制造过程中,始终按照绿色集成制造的三项内容要求,对绿色集成制造的两个过程进行全过程最优控制,合理配置资源,最大限度地发挥制造系统的效用,利用不同技术途径,最终实现节约资源能源和保护环境的绿色制造目标要求。 2、绿色集成制造的两个过程 绿色集成制造的两个全过程控制,一是指具体的制造过程即物料转化过程中,充分利用资源,减少环境污染,实现具体绿色集成制造的过程。另一个是指在构思、设计、制造、装配、运输、销售、售后服务及产品报废后回收的整个产品周期中每个环节都充分考虑资源与环境问题,以实现最大限度地优化利用资源及减少环境污染的广义绿色集成制造过程。 3、绿色集成制造的四项内容 绿色集成制造的内容包括四部分,即采用绿色资源(绿色材料、绿色能源),历经绿色的生产过程(绿色工艺技术、绿色设计、绿色包装、绿色生产设备、绿色营销等),通过过程集成、功能集成和目标集成生产出绿色产品。这四项内容是用制造系统工程的观点,综合分析产品生命周期从产品原材料的生产到产品报废回收处理的全过程的各个环节,系统地解决环境和资源问题。 三、结语 对于高耗能污染企业必须转变生产方式,采用绿色集成制造模式进行生产,才能符合社会发展的要求,不被社会所淘汰。当然,绿色集成制造系统只是一个框架模型,还需要进一步深入研究。 作者:王艳伟 黄宜 单位:云南农业大学建筑工程学院 云南省统计局能源处 制造论文:机械制造企业内部控制管理论文 一、内部控制管理的涵义与作用 1.能够确保内部信息的准确性和可靠性。 在企业内部控制管理过程中,为了规范企业的财务会计信息的应用、反馈、整理、分类以及归类,可以依靠具有相互制约功能的管理组织结构对其进行约束,从而更加有效的对信息的全部环节进行管理,最终能够确保内部财务会计信息的准确性和可靠性,也能及时对信息进行科学的整理,更好的提供信息给信息的使用者使用。 2.有效的对资产安全进行管理。 对于机械制造企业而言,其所有的资产比较多,为此,很难对所有的资产进行科学的管理,然而依靠内部控制管理能够提高资产安全管理中每一个环节的管理水平,从而保证了机械制造企业资产在每一个环节的安全,最终能够有效的防止资产流失或损失的情况。 3.能够促使机械制造企业风险防范能力的提高。 对于机械制造企业而言,导致风险出现的因素多种多样,为此,提高内部控制管理水平能够及时对所存在或潜在的风险进行科学合理的处理,同时根据事前控制、事中控制的方法对风险进行规避,最终有利于机械制造企业长期稳定的发展。 4.促使企业经营效率的提高。 对于机械制造企业而言,内部控制管理是覆盖整个生产经营活动的,依靠提高内部控制管理水平能够及时发现生产经营活动中所存在的问题,包括售后服务、制造加工、材料采购等环节的问题,并能够合理的解决问题,从而促使机械制造企业经营效率的提高,保证了生产经营活动的顺利进行。 二、机械制造企业内部控制管理所存在的问题 1.机械制造企业内部控制管理的环境比较薄弱。 当前,机械制造企业普遍都成立了与内部控制管理相关的机构,而且还健全了内部控制制度,但是因为企业并不够重视内部控制管理,机械制造企业内部成员并没有全部参与,从而导致了企业的内部控制管理不能有效的执行,甚至是流于形式。除此之外,机械制造企业还存在员工素质不高、管理结构不健全等问题,从而导致了机械制造企业内部控制管理环境比较薄弱的现象并对企业的经营管理活动造成一定的影响。 2.机械制造企业内部控制管理不重视风险的防范。 目前,机械制造企业最为突出的问题是内部控制管理不够重视风险的防范管理,并缺乏对风险管理的认识,特别是财务风险和经营风险,从而导致了内部控制管理不能有效的在风险防范中进行管理,最终不利于企业的生产经营活动。 3.机械制造企业内部信息管理效果不明显。 对于机械制造企业而言,信息管理主要是对企业的财务信息进行管理,然而,比较多的机械制造企业并没有建立相关的信息管理系统,从而导致了各部门不能有效顺利的沟通,最终不利于企业内部信息的传递。 4.内部控制的监督和审计功能不能有效发挥作用。 机械制造企业内部控制的监督审计是为了保证企业生产经营中的合法性而进行的管理活动,同时也是评价和防范内控制度时效性和缺点的主要方式。但是,当前的内部监督审计并没有充分发挥其作用,从而不能有效的对内部控制管理进行指导。 三、提高机械制造企业内部控制管理的措施 1.优化机械制造企业的内部控制管理环境。 提高机械制造企业内部控制管理能够保证其工作的顺利进行,内部控制管理的首要任务就是要对内部控制管理环境进行优化,从而能够为内控工作的有效进行提供一定的前提和基础。首先,要对机械制造企业的管理文化进行优化,凭借营造文化气氛。加大宣传力度等方式,促使企业的全部员工更加了解内部控制管理并提高内部控制管理的意识,从而促使机械制造企业内部控制管理的顺利进行。紧接着,要加大对人力资源的管理力度,凭借培训、再教育等方式,促使企业内部控制管理人员相关能力的提高,从而能为机械制造企业顺利展开内部控制管理提供了一定的人才。然后,要根据企业自身的实际情况,优化机械制造企业的管理组织结构,通过设立具有扁平化特点的管理组织结构,促使内部控制管理以及经营效率的提高。最后,要根据当前的发展情形,及时对机械制造企业的相关管理制度进行系统的调整以及科学的补充,特别是要根据内部控制的相关标准建立完善的管理制度体系。 2.加大对风险的管理力度。 机械制造企业要建立以风险防范为关键点的内部控制管理,从而能够促使风险防范能力的提高。首先,机械制造企业要根据自身的业务流程,合理的设置风险管理数据库,其中要包括责任管理部门、影响性、产生原因、特点、种类等内容。紧接着,要建立有效的生产经营标准化流程体系,并与风险控制制度相结合,对风险的信息进行收集、对风险进行防范处理、对产生风险的责任进行界定、对风险的数据进行分析等,从而促使风险防范能力的提高。 3.建立完善的信息沟通渠道。 对于机械制造企业的经营管理而言,信息具有十分重要的作用,为此,建立完善的信息沟通渠道能够保证内部控制管理的有效进行。机械制造企业要建立科学的信息管理系统,并把企业的基本部门纳入其中,包括销售、财务、管理、生产等部门,从而形成一个可以进行信息分享、共享的信息管理系统,进而促使信息的利用率、准确性以及时效性的提高。除此之外,能够对企业的各种信息进行归纳总结,从而能够有效的分析企业管理所存在的问题,进而促使了内部控制管理针对性的提高。 4.加大内部监督审计的管理力度。 机械制造企业加大内部监督审计的管理力度能够促使内部控制有效性分析评价的准确性的提高,同时也能促使企业经营管理的规范化。对于机械制造企业的内部审计而言,主要的工作是进行事前和事中的管理,从而依靠科学的审计机构,建立健全的内部审计机制,其侧重点在于对企业的综合业务以及风险进行有效的管理。对于机械制造企业的外部监督审计而言,主要是依靠会计师事务所科学的分析企业的事后审计,并对企业财务信息的合法性以及规范性进行系统的监督审计。 四、结语 综上所述,机械制造企业的发展离不开内部控制管理,可见内部控制管理是机械制造企业管理的重要环节之一,同时内部控制管理也是促使企业生产经营活动规范化的重要手段之一。机械制造企业要重视内部控制管理,并通过有效的内部控制管理,利用上述的几种有效措施促使企业管理能力的提高,最终有利于促使机械制造企业综合能力的提高,从而有利于企业健康稳定的发展。 作者:陈百良 单位:浙江越剑机械制造有限公司 制造论文:数字化制造背景下产品设计论文 一、Pro/E与数字化制造 (一)操作中的“数字化” Pro/E在产品开发设计时主要通过参数化来实现。通过几何约束和尺寸约束,把握设计对象造型模块的特征与关联,有效地控制了模型修改的一致性和造型风格的统一性。主要有两种操作类型:一是尺寸约束参数化,对形状特征进行尺寸约束;二是定位约束参数化,即对特征进行定位约束。 (二)数字化设计制造 自从数字计算机在20世纪40年代诞生以来,就改变了过去图纸、模型式的制造方式,利用CAD、CAM等技术,实现了无图纸的计算机辅助设计,被称之为数字化设计。随之,信息集成的数字化设计产品与多功能数控机床、机器人化的生产制造设备等信息并联,使设计的产品能被快速加工成型,这个过程被称为数字化制造。数字化制造实际上就是在对制造过程进行数字化的描述中建立数字空间,并在其中完成产品制造的过程。2014年10月8日中国新闻网刊载了一条新闻:据《纽约每日新闻》报道,世界首款3D打印汽车终成现实……它的制作周期为44个小时,并且最高时速可以达到80公里每小时。中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军在青岛第二届世界3D打印技术产业大会会上表示:“近期,教育部正在制订方案,让3D打印机走进学校,促进3D打印教育普及。同时,科技部、工信部也正在探讨3D打印产业化问题。”诸多实例表明,3D打印技术已然进入并应用到了生产制造领域。国务院参事、科技部原副部长刘燕华对相关媒体也表示,3D打印代表了制造业的数字化。综上所述,数字化设计已经是数字化制造中的一个设计环节,在工业制造业的大系统中被称为数字化设计制造技术。Pro/E操作中的“数字化”主导设计经过机床系统的处理后生成程序段,进入机床成型或3D打印快速成型,即完成了数字化设计制造。 二、Pro/E建模与辅助设计 Pro/E作为美国PTC公司推出的软件,目前是最普及的三维CAD/CAM/CAE应用软件之一,经历几十年的发展,现已成为一个全方位的产品开发软件,集合了众多强大的功能,如草绘设计、产品组件设计、产品造型设计等。它将设计造型的特征以全参数化的方式在其三维建模系统之中运算,形成了其特有的全参数化三维建模功能。利用Pro/E进行设计实践时,常见模型利用软件自带的功能即可组合形成,不规则的或造型较复杂的造型则需要用二维草绘的方式来完成,具体是建曲线轮廓,再由曲线轮廓创建曲面,再根据造型旋转曲面,或切割曲面等方式来完成;结构更复杂的造型,则需要进行建模前的结构分析、特征分解等工作,将这些复杂造型解构成为单一的造型,按“零件”来进行造型建模,再分析这些零件间的位置关联关系,进行组装装配完成建模工作,最后转化为实体模型。利用曲线轮廓特征、拉伸、拉伸加厚、实体切除等方式的油壶模型。现代制造企业的竞争,是产品和设计的竞争。企业产品的开发越来越依靠现代化的产品设计方法和技术手段。现代产品设计方法是以电子计算机为手段,运用工程设计的新理论和新方法,使计算结果达到最优化,使设计过程实现高效化和自动化。以此来看,行业发展的现状使产品设计师必须熟练掌握Pro/E等计算机辅助设计的能力,便于提高产品设计开发的周期、节约设计成本等。 三、Pro/E设计创作与案例展示 当前设计的理念已逐步从“形式追随功能”转变为“设计追随情感”,产品意象造型设计已成为工业设计重要的研究内容。Pro/E作为计算机辅助产品设计软件,它在实践中拓展了设计师的创新思维,提高了设计师对设计造型的开发能力。在产品外观、细节、特性以及功能等方面,设计师均能利用Pro/E完成外观模型以及概念设计原型的制作。Pro/E的强大功能是需要设计师的“催生”才能发挥出其超强的设计功用。数字艺术家肖永亮说,他们团队在做《泰坦尼克号》电影特技时,所在公司的硬盘大小也只有2GB,但作品仍获得了第71届奥斯卡金像奖,这就是说,他的团队能把现有设备的潜力发挥到极致。所以,设计师需要利用其独有的创作造型思维、具备一定的空间设计解构和组合能力,才能将Pro/E软件的辅助设计作用发挥到极致,达到预期的设计意图。在进行教育部课题“3D打印与数字化制造背景下的产品设计研究”研究过程中,科研团队的一项成果参加由中国航空学会2012年主办的“‘创新杯’第五届全国未来飞行器设计大赛”中,团队成员李凤芳主创的作品《“凤之翼”未来高空长航时无人机设计》获得了“优秀奖”。该无人机设计方案,采用大展弦比机翼,前缘呈弧线状小角度后掠,无尾翼布局。机翼中央部分弦长较大,机翼可分为中央翼和外翼两部分。在中央翼的上部,采用弧形机翼嵌入,使中央翼和弧形翼之间形成一个较大的气流通道。通过在中央翼上部安装3个直径为1.4m的电机和螺旋桨,对通道中的空气进行加速,使飞机中央翼部分的升力大大提高,以此提升全机的升力,也能改善飞机的低速飞行和失速特性。中央翼和弧形翼的良好气动力布局设计,能保证无人机的飞行和操纵性能比常规的直机翼布局无人机大为提高,特别是在纵向的俯仰控制上更具有较大的突破。在纵向的俯仰操控性能上,中央翼和弧形翼的气流通道,配合中央翼的S型高升低阻翼型,使飞机具有纵向自稳的特征。在中央翼后缘设置控制面,对飞机进行操纵,从而不需要设计尾翼对飞机进行安定和控制,大大减小了飞机的重量,提高了无人机的结构利用率。从气动布局设计上看,本方案相比于其他布局的高空长航无人机,其气动布局的创新是其总体性能优良的最大保证,也为其进一步的研究发展打下了良好的基础。在作品设计中,Pro/E软件作为主创软件,经过设计图、油泥造型局部模拟,最终利用其完成了设计建模等。产品设计从某种程度来讲,横跨工科(生产制造)和艺术(外观形态)两个领域。综合来看,Pro/E软件能将设计至生产全过程集成到一起,让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作,即实现所谓的并行工程,完成产品的数字化制造设计环节。同时,Pro/E软件也能将设计创意中的产品原创“指甲图”即手绘产品造型设计稿,利用其软件功能变成模拟造型,完成产品的艺术外观设计。 作者:杨明彦 单位:渭南师范学院传媒工程学院 制造论文:VMI电子制造业库存管理论文 1VMI的主要和实施程序 1.1VMI的主要内容 传统的库存管理是以客户发出的订单作为补货的依据,而VMI则是以实际的市场需求或者预测到的近期内的市场需求作为是否补货的原则。这种技术可以提高供应链管理的效率,降低双方的库存,减少运作成本,提高对市场变化的反应速度,更好地满足消费者的需求。VMI的实施,要求双方有着良好的合作关系,相互信任,愿意一起改进供应链管理;双方高级管理层要足够重视,落实有关的负责人员,为以后各部门紧密协作打下基础;双方要建立起可靠的信息平台,将关键信息在平台上进行分享,信息技术、采购、后勤储运等多部门要紧密协作,提高效率,实现双赢。 1.2VMI的实施程序 随着中国电子制造业的发展壮大、管理的规范、市场的规范,供应商管理库存VMI技术会得到广泛应用,推动中国商业的发展,为消费者带来更多的价值。第一步,供应商管理库存框架协议的沟通与制定。这是VMI实施的前提和基础。供需商和企业要在良好沟通和自愿合作的基础上制定出框架协议,明确双方的责任和义务,确定合理的订单业务程序,确定供应商管理库存应遵循的制度。第二步,供应商管理库存的实验性实施。供应商管理库存首先要一定范围定进行实验,发现试验中的问题,供应商和企业根据发现的问题进行协商,完善框架中的协议的有关内容。第三步,供应商管理库存的全面实施。在全面实施的过程中,企业要根据从销售点获得的信息及时要求供应商补货,最大限度地满足客户的需求。 2电子制造业库存管理存在的问题 任何企业一方面要追求尽可能大的利润,使资金能够更快地流动,因此不希望有任何形式的库存存在,另一方面又希望能够有着充足的原料、设备来抵御外界市场原料价格上涨的危机,保证生产的连续性与持续性。特别是对于电子产业尤其如此。电子产业是一个发展较快的行业,产品更新换代的周期在不断地缩短,市场需求也在不断变化,电子制造行业面临着是增加库存量还是扩大再生产能力的选择问题。①信息有效沟通方面的原因。受很多因素的影响,市场对产品的需求是不确定的,每个星期的需求数据都是不同的。电子制造企业如果不能根据需求的变化及时调整库存,就很难满足客户的需要,形成与市场的脱节。除此之外,设计的变更、电子制造业内部库存信息的准确度也是影响企业库存的重要因素。在供应的整个系统中,各个环节之间的需求预测、库存状况等都是库存管理的重要数据。这些数据分布在不同的相关环节之间,要做到快速有效地保证生产,必须使其实时传递,信息传递链过长,会减慢流通速度并造成信息失真,因此电子制造行业要拓宽信息渠道,关注设计变更。②供应商评估方面的原因。供应商参与VMI实施是实现电子制造行业持续健康发展的重要部分。现阶段电子制造行业VMI项目的实施尚处于发展阶段,还并不完善,对于供应商评估指标并不含有VMI订单管理模式的落实情况,导致供应商参与积极性较差,流程的改进、优化和实施,是项目中难度最大、耗时最多的一项,每一环节的数据准确率都会影响最终结果的准确性。供货商的积极参与对于实现双方紧密协作,保障VMI的顺利实施有着重要作用。③有关合同签订方面的原因。企业现有的合约签订缺乏相应的制度规范,进而导致电子制造行业和供应商的利益无法获得有效的保障。只有完善的合约签订制度,才能有效地保障供应商应有的经济利益。 3VMI在电子制造业中实施的价值 VMI给电子设备制造商所带来的价值表现在以下五个方面:①能在规定的时间内保证原材料的供应,并且提高原材料的齐套率。②通过实施VMI可以将库存周转时间缩短,这样就减少了库存资金的占用。运用VMI库存管理的方法,原材料的货物所有权是在其应用到生产线上之后,才从供应商那里转移到制造商,这样又可以大大提高制造商的库存周转率。例如国内一家有名的电子设备厂商在使用VMI的库存管理方式之前,库存周转需要1632天,实施以后该厂商的库存周转时间可以减少2-7天。在物资采购上,长虹推行了三种措施来提高资金周转速度,这三大措施之一就是实施VMI的库存管理方式,通过这些措施的实施财务结账周期降低了一半,资金周转率提高了三倍,并且仍在持续提升中。在同行业当中长虹的物资采购总成本属于相对较低的。③提高了预测数据的准确性,推动了企业内部改进。制造商需要及时更新产品的供货信息,才能有效利用VMI所带来的收益。④通过VMI方式,使供应商成为真正意义上的延伸部分,实施VMI后,供应商可以掌握了解产品的销售情况,明晰哪些产品热销,哪些产品需要改进、升级,可以及时向企业补货,供应商本身也就不会积压很多的货品,降低了库存成本。⑤通过VMI方式备货可满足和弥补临时计划带来的紧急项目需求,提高了供应链的柔性和持续改进能力。 4结论 电子制造业正经历全面而深刻的调整与变革,在实现多渠道布局与网络深化的基础上,强化供应链管理,实现上下游的联动管理,可降低融合发展的风险与成本。实施VMI不仅可以降低双方的交易时间,而且可以使上游企业更加科学合理地安排生产经营活动,从而提高企业的经济效益和客户的满意度。对于供应链下游的企业来说,实施VMI还可以极大程度地降低成本,减少存货投资,同时提高服务质量。VMI的实施能够有效地提高库存周转率,降低资金占用,提高资金的利用效率,使资金风险和库存成本大幅度下降。 作者:许绘萍 张敬云 单位:河南农业职业学院 制造论文:汽车制造企业物流管理论文 一、国外汽车制造企业物流成本控制的先进经验 (一)美国的第三方物流经验 20世纪八九十年代以来,美国汽车企业遭遇了来自德国、日本汽车制造企业的巨大竞争压力,迫使美国通用、福特和克莱斯勒等汽车制造企业在加强内部管理、客户管理和销售终端管理的同时,将越来越多的精力放在了物流管理上,以期通过降低物流成本来提高企业经济效益。经过多年的实践探索,美国汽车制造企业逐渐发现使用第三方物流远比企业自己运作汽车配送要省钱,在此背景下,通用与福特先后与专业的第三方物流企业开展战略合作,通过企业间的高度互动协作,实现物流的最高效与最经济。通用和福特所强调的高度互动协作,实质上已经不再是传统汽车制造企业与物流企业的委托关系,而是建立在企业信息共享基础上、对物流解决方案的探索。一方面,物流企业看重内部职能延伸,在一定程度上承担了汽车制造企业外化的内部功能。另一方面,第三方物流企业对汽车制造企业的生产工艺有相当程度的了解,并与汽车制造企业共同研究制定物流解决方案。在最近3年内,通用汽车平均使用的第三方物流企业达到36家,福特汽车平均使用第三方物流企业达到28家,保障了两家汽车制造企业的物流需求。 (二)日本的JIT精益物流理念 日本是全球最重视物流、库存管理的国家之一。以丰田为代表的JIT精益物流管理模式帮助其在短短二十年间成为了全球第一的汽车制造企业。JIT精益物流管理理念,主要是指企业将流水线上所需的汽车零部件在必要的时候及时送到必要的生产地点,其目标是追求生产过程中的零库存。零库存的好处非常明显,一是可以最大限度降低库存。每个零部件需要多少、什么时候需要、哪个工序需要都有严格规定,以尽可能实现零库存、降低库存成本。正是依靠这点,日本汽车在20世纪80年代进入北美市场后,迅速取得成功。二是可以满足个性化、多样化生产需求。零部件等物品的物流采取了“及时制”管理模式,并依此建立了物流供应链服务体系,使得物流管理可以完全根据生产要求运转。三是有利于提高产品质量。由于库存时间大大缩短,零部件的损耗降至最低,库存流转期间的质量问题大为减少,且避免了零部件的过时,确保了产品质量。 (三)欧洲的数据公共平台建立经验 以大众、奔驰、宝马、保时捷为代表的德国汽车制造企业通过建立数据公共平台,大大提升了物流管理效率,其做法迅速被全欧洲汽车制造企业所接受。利用数据公共平台,不仅汽车制造企业自身的数据交换十分迅速,与其保持合作关系的零部件供应商、第三方物流企业、第四方物流企业以及汽车经销商等都可以共享相关信息与数据,进而围绕汽车制造协调各自工作,合作效率大为提高。数据公共平台的主要优点如下:一是电子数据交换技术先进。汽车制造企业的公共数据平台是整个制造工艺的司令部,生产厂家、部件厂、供应商、物流企业都会根据这个数据平台来安排自己的生产计划,并按照要求进行配送。数据平台可以随时掌握各家企业的执行情况,确保整个系统高效运转。二是服务方式多样化。由于每个国家和地区的情况不一,客户的需求也不一样,数据平台会根据订单提出不同的供货模式,以支持个性化订单生产。相关企业可以根据不同供货要求合理安排自己的工作。三是包装与仓库管理十分先进。由于采用了条形码技术,在仓库管理系统中,每个需求与供应都可以精确到极致,且包装环保、实用,极大降低了库存包装环节的费用。四是运输反应能力超强。由于数据共享彻底,物流企业可以在第一时间予以响应,汽车制造企业可以随时掌握物流情况并做出必要生产调整,完全实现了向全球供货的物流管理能力。 二、国内汽车制造企业在物流成本控制中存在的主要问题 目前,中国汽车制造企业的物流管理大多采取了一体化自营物流模式,即从原材料到零部件、中间件再到半成品采购物流、制造物流以及分销物流都是由汽车制造企业自己完成。换句话说,汽车制造企业既要完成整个生产过程,还要完成整个物流过程。这种模式导致汽车制造企业物流成本控制出现诸多问题。一是汽车生产过程的物流供应链过长,不易掌控的因素较多。中国大多数整车生产企业是合资企业,即使是完全国产化的汽车企业,汽车核心部件包括发动机、减速器等都是从国外采购。从采购到实际使用的过程非常长,企业不仅要支付大量采购费用,还要支付高昂的运输费用,很容易受到市场供求影响,导致采购方面的物流费用不易控制。如因某个零部件不到位导致整个生产线停产,不得不采取空运方式,产生大量额外物流费用。二是零部件供应商分布较广,使供应商地理位置过于分散。中国幅员辽阔,零部件供应商往往会出现在多个地区,使用汽车运输往往容易受到交通条件限制,大大降低了供应链物流的柔性,导致物流成本上升。三是合作意识差。虽然现在不少汽车制造企业都建立了自己的零部件供应基地,建立了比较健全的销售网络和中心库,但由于汽车制造企业习惯了包办所有物流业务,加之汽车制造企业与供应商之间缺乏高效数据信息共享平台,导致整个物流运转效率较低。有的汽车制造企业中心库利用率还不到30%。各家汽车制造企业往往更重视整车物流,当整车运送到达目的地后,往往空驶回来,致使企业物流费用居高不下。合作意识差导致中国汽车制造业第三方物流、第四方物流发展十分缓慢。 三、中国汽车制造企业物流成本控制对策建议 (一)坚持JIT理念,加强库存成本控制 汽车制造企业库存成本控制的关键在于坚持JIT理念,降低库存量,从而控制库存成本。具体而言,汽车整车生产过程中需要准备的物料种类很多,每种物料在生产过程中起到的作用各不相同,所占用的资金也会有所差异。在汽车制造企业物料管理中,应依据其重要程度进行ABC三种物料分类,其中,A类物料最为重要。中国汽车制造企业习惯于重点管理A类物料,对其他两类物料管理的重视程度不够,导致虽然A类物料管理十分到位,库存清空与运转很快,但整体物料管理不能获得好的库存成本控制结果。事实上,虽然A类物料之外的其它两类物料虽然在全部成本中所占比重不大,但在生产过程中往往起到十分重要的作用,采购难度也更大。这些物料供应一旦跟不上,很可能影响整条生产线的生产。因此,在汽车制造企业库存成本控制中,至少也要保证所有物料种类齐全,以确保生产的正常运行。从订货批量与运输成本和库存成本关系出发,要想使库存总成本最优,必须在运输成本与库存成本之间找到平衡。可以采取以下几种控制策略:一是A类物料库存成本控制。由于A类物料占到全部物料总成本的8成,其库存成本控制的目标应该是在保证企业生产不中断的前提下,确保其库存最低,实行供应周期短、经济批量订货方式,最大限度降低A类物料的库存成本。一般来说,A类物料库存成本控制得越好,整个库存成本控制目标就越容易实现。二是B类物料库存成本控制。B类物料一般占到总库存成本的15%左右,宜采取定期订货与定量订购方式。汽车制造企业库存管理的前提是随时掌握库存量,随时根据需要保持一定库存。对于用量较小的B类物料,其订货量可以稍大些;对于用量较大的B类物料,可以与A类物料一样采取批量订货方式。如此才能保证B类物料库存既不断货也不会太多,以真正降低其占用的库存费用。三是C类物料库存成本控制。由于C类物料到总库存成本的比重只有5%左右,且供应商一般不会单独发货,订货次数太多又会增加汽车制造企业此类物料管理人员和运输成本,宜采取较大采购量的方式进行订货。 (二)建立数据公共平台,控制运输成本 汽车制造企业的总装车辆运输成本是其物流成本中非常重要的一部分,其占物流总成本的比重也比较大。日本通产省的统计数据显示,汽车制造企业总装车辆运输成本占到物流总成本的6成左右,是影响物流费用的重要因素。对于汽车制造企业而言,运输费用控制的关键点包括运输时间、价格、方式、准确性以及可靠性。因此,汽车制造企业要想实现运输成本控制最优,必须建立数据公共平台,在以下几方面做好工作:一是根据数据平台选择合适运输方式。在汽车制造企业运输方式选择中,铁路、公路、航空是常见的几种运输方式。从国内汽车制造企业的运输现状来看,选择公路运输的比例较大,这主要是因为水路运输受到自然条件制约较大,且装载汽车的轮船很难在小河流中航行;铁路运输虽然费用较低,但受制于铁路动力不足且运输时间较长,无法满足汽车行业激烈的市场竞争需求。鉴于各个运输方式各有优势和劣势,汽车企业应根据所运输物品的不同,选择不同运输组合,以实现最佳运输成本控制。二是提高运输管理智能化水平。开发运输分配与跟踪自动分配系统是汽车制造企业控制运输成本的不错选择,不仅可以实现运输路径优化与车辆编组优化,还可以提高工作效率、减少运输费用。其主要做法是通过运输分析,系统自动生成运单,根据运输路线与编组自动生成运输费用,使运输费用摆脱以前的模糊管理而变得更加精确。配合GPS定位系统,还可以自动跟踪运输车辆运行情况,进而在运输车辆返回前准确计算回归时间,进行下一次编组,极大提升运输效率。三是根据数据平台选择合适物流外包。物流外包是许多汽车制造企业的选择,通过引入多家物流企业竞标,可以最大限度降低运输成本。但需要指出的是,由于外包物流企业与汽车制造企业追求的目标不同,如果一味要求降低运输成本,很可能引致物流企业以降低物流质量来获得更高效益,进而带来商品损耗,或使顾客利益受损,最终影响到汽车制造企业的品牌效益。 (三)针对装卸搬运特点,控制装卸搬运费用 汽车制造企业在生产经营过程中的装卸搬运作业较多,从原材、材料、零部件、在制品、半成品到产成品等都需要装卸搬运作业。与其它制造行业相比,汽车制造企业的装卸搬运具有以下特点。一是装卸搬运次数多,每个环节都要用到搬运装卸。二是装卸搬运占用时间多。一辆汽车从原料到成品,大概只有20%的时间是在生产线上,剩余时间都处于搬运装卸中。三是装卸搬运费用昂贵。由于汽车制造中所用的零部件、半成品占用空间大,搬运装卸要求非常高,用到装卸搬运机具的比例较大,该部分装卸搬运费用占到整车制造成本30%以上。因此,对于汽车制造企业而言,控制好装卸搬运费用对于降低物流总成本具有十分重要的意义。一是要把握控制点,即高效管理储存物资,降低物品装卸搬运过程中的损耗,提高搬运装卸效率,确保所有物品在最需要的时候以最快速度装卸搬运到位。二是要合理选择装卸搬运方式。根据不同的装卸搬运对象,形成流水线式的装卸搬运作业,这需要对装卸搬运设备进行合理选择。三是杜绝设备超负荷运转或无效作业。尽量减少作业距离和次数,提高每次装卸搬运的质量。四是不断优化作业过程。着重在时间、空间、质量上下功夫,根据本企业生产制造工序,设计自动装卸搬运系统,通过不断节约时间,用最合理的装卸搬运作业来减少分装、转运以及改装的程序。要坚持JIT理念,尽量减少中间件的库存停留时间,降低库存保管费用。同时,不断提高装卸搬运质量,减少产品、零部件以及原材料在装卸搬运过程中的损耗,降低装卸搬运费用。五是优化企业分销体系。用高效的企业分销方式,迅速将物品运送到客户手中,给客户以最好的物流感受,不断减少汽车成品的装卸次数,降低企业损害赔偿比率。 (四)选择合适控制方式,控制包装费用 根据不同的装卸运输要求,企业应选择合理的包装方式。统计数据显示,包装费用在整个物流成本中的占比在10%以上,有些行业的这一比重更高。对于汽车制造企业而言,包装设计如何对后续运输装卸影响巨大。任何包装设计都要考虑到商品的特性、运输方式与运输工具要求,以避免包装浪费和产品损耗。由于在装卸运输过程中,材料、产品要经历装卸、搬运、分类配送、选拣等工序,既不能损坏产品,也不能影响工作效率,故对包装的要求比较高。与其他企业不同,汽车制造企业从最开始的原料、材料到最后的成品,由于形状没有规律、产品种类繁多,其包装要求更高。可以想象,如果针对每一个需要包装的中间件进行包装设计,不仅费用高,而且也不现实。必须根据企业自身的原料、材料和零部件等包装要求,尽可能设计一些可以通用但又不会降低包装质量的包装方案。 四、结语 降低包装费用,关键是要选择合适的控制方式。一是加强成本核算工作,降低包装费用。二是选择可循环使用包装材料,尽可能降低包装材料采购费用。三是推广包装尺寸标准化,对包装过程进行机械化设计。四是针对一些必要环节,在有条件的情况下组织散装物流,以降低整装物流费用。 作者:吴希 单位:河南机电高等专科学校 制造论文:机械制造企业信息化管理论文 一、机械制造企业信息化管理过程中存在的问题 (一)企业信息化系统“花瓶”作用过强。 由于市场竞争激烈,机械制造企业徘徊在生存边缘,机械制造企业主对产品成本、人工费用、利润水平、销售渠道等的关注程度越来越高,也清楚地认识到了企业信息化管理重要性。但由于机械制造业经营者对信息化的认识程度不足,未了解和理清信息化管理体制和机制对生产、管理的操作性作用,使得机械制造企业即使购入了先进的信息化系统,却未能发挥信息化系统的高效管理作用,导致其成为了“花瓶摆设”,机械制造企业信息系统资源被浪费。 (二)财务管理过分松散,财务管理系统作用未发挥。 目前,大部分公司都或多或少选购了财务分析软件,但却忽视了学习财务管理软件的高效功能,导致财务管理系统的作用无法被正确挖掘。同时,财务部过分依赖《会计法》、《企业财务会计报告条例》、《企业会计准则》、《企业会计制度》的法律条规,未能灵活应用财务分析软件,导致无法更好利用财务管理系统完善各项财务管理制度,各项财务管理制度、规范业务流程无法建立健全。尤其是在新产品研发、技术改造项目方面,统一建帐,统一用款现象严重,导致每月财务成本核算时分配不清,合同收款时间混乱,项目经费预算及支出不合理,费用浪费严重。 (三)机械产品质量监督管理落后,信息化不足。 许多企业为提高机械产品质量,都设置质量管理部、质量管理科等管理机构。但这些质量管理机构却依然存在很大的不足。比如,未依照信息化系统数据制定产品质量检测指标;未将ISO9001:2008和TS16949质量管理体系与信息化监督系统结合起来;在强化过程质量监督时过分依赖人的主观能动性,对员工质量知识培训不到位,使得员工在各个环节生产操作未按照流程进行,产品出厂合格率低。同时,由于未构建供应商信息化管理体系,导致购进原辅材料质量不符合质量标准,产品质量严重下降,失去客源。 (四)人力资源信息化管理不善,人才流失严重。 在人力资源管理信息化管理过程中,虽然部分机械制造企业已经使用了信息化管理技术统筹人力资源,由于其服务器性能、网络状况不完善,在实施过程中问题百出。尤其是人力资源管理的基础工作不完善带来的管理流程不顺,缺乏可依据的标准,信息误导现象严重等负面情况,更是使企业决策无法更宏观地利用人力资源数据,导致人才利用率低,人才无法发挥作用,人才资源缺失严重。 二、机械制造企业如何针对性地加强信息化管理 随着机械制造市场竞争愈演愈烈,企业要想扩大经营版图,必须先狠抓信息化管理,进而实现企业的可持续发展。从某种程度上看,机械制造企业信息化程度的高低是衡量机械企业总体水平的重要标志。但综合上述我们可以知道,机械制造企业在信息化管理过程中依旧存在严重的缺陷。只有解决了这些缺陷,机械制造企业才能更好地发展。为此,笔者提出以下建议: (一)全面强化企业信息化管理,做好工程设计信息化工作。 要解决机械制造企业信息化系统“花瓶”作用过强的问题,要求机械制造企业必须强化信息技术在产业化中的应用,加大信息化平台建设,实现信息化在研发设计、生产制造、采购销售和服务等环节的全面覆盖、渗透融合和综合集成。同时,公司要在财务、技术、生产管理、储运、车间管理、质量等部门建立信息模块,满足业务协同和信息共享的需求,以提高各个管理环节的工作效率。另外,企业还需做好工程设计的信息化工作,包括两维、三维绘图及装配检查CAD、模拟整机性能的CAE、工艺设计CAPP、以数控编程为主的CAM等信息系统的引进。 (二)应用ERP软件,构建完善的财务指标系统。 财务管理过分松散,财务活动价值无法挖掘,将导致企业项目管理成本无法受到控制,财政支出浪费大,企业的可持续发展受到威胁。因而,机械制造企业必须要抓紧处理这种不良状况。笔者建议,强化信息化管理,注重财务分析,江苏爱吉斯海珠机械有限公司应用金蝶ERP软件等财务信息化管理设备,每月定期组织编制财务分析报告,对公司经营状况和经营成果进行全面核算、统计与分析。同时,积极分析机械制造企业当前的盈利能力、经营能力、偿债能力、发展能力,构建一个良性财务指标,让财务部工作人员依据指标办事,每月定期向高层领导汇报上月财务经营状况和经营成果,提出合理化建议,为领导或有关部门的决策提供依据。 (三)完善产品质量监督的信息化建设,强化供应商管理。 高效的质量信息化建设不仅要建立健全的企业质量管理机构,还需引进先进的质量管理信息化系统。江苏爱吉斯海珠机械有限公司产品购入的质量管理信息化系统不仅具有了质量决策、质量检测与数据采集、质量评价、控制与跟踪等功能,在产品设计、制造、检验到售后服务的整个过程中还具备强化过程质量监督的作用,贯彻该公司的落实了分层审核制度。此外,该系统还强化了对供应商的管理,确保购进原辅材料质量符合质量标准的要求。坚决执行不合格的原辅料不准投入生产,不合格的半成品不得流入下一道工序,不合格产品不得流入市场的“三不”原则。 (四)加强系统对人力资源的统筹管理,吸引人才。 为确保人力资源管理工作科学规范、持续稳定的开展,机械制造企业还引入了当前较为先进的人力管理系统。如江苏爱吉斯海珠机械有限公司引进的人力管理系统,在很大程度上规范了组织设计、岗位设置、岗位职责、招聘管理、薪酬管理、绩效考核等操作程序,实现了管理的规范化和系统化。此外,公司还积极利用人力管理系统进行梳理、分析、诊断,并进行组织结构、岗位设置、工作流程的优化整合,搭建了现有15个部门23个子部门的组织结构模式,制定了20个一级、二级流程,完善了145个岗位的岗位职责、岗位任职条件和能力素质要求,为新员工的入职指导及人员的招聘、引进、选拔和培养明确了要求,从而保证了工作人员的工作积极性,吸引了大批人才。 作者:高金刚 戚娟娟 单位:江苏爱吉斯海珠机械有限公司 制造论文:制造业文化产业论文 一、我国文化产业与制造业融合路径分析 1.基于价值链的视角。 迈克尔•波特于1985年首先提出价值链的概念:价值链就是互相联系的生产经营活动产生价值的动态过程。文化产业与制造业可以通过重组融合将原有产业的价值链进行分解,打破原有价值链各环节形成一种混沌状态的价值网,之后再将原产业链的核心环节提取出来,通过建立新的价值通道,重新整合为一条新的价值链。融合过程主要分为两个阶段: (1)价值链分解。 文化产业和制造业同时将在技术上和经济上可分离的价值活动逐一分解,形成混沌状态下的价值网。在分离的过程中还要注意竞争优势的影响,即要将能使企业获得相对成本优势和差异性的价值活动分解出来。 (2)价值链整合。 进过上一步的分解后,需要根据未来潜在的市场需求和现有产业特征,截取原有价值链中需要的核心增值价值活动,进行排序重新整合,形成一条新的价值链。在新价值链中,不仅包含了制造业价值链的核心价值活动,还增加了原有制造业所没有的文化核心能力和创意体系,从而构建出一个能够比原有价值链创造更大价值的链条,而这种变化可能发生在基本活动中,也可能发生在辅助活动中。 2.基于产业集聚视角。 产业集聚是指一些相关互补的产业在某个特定地理区域高度集中,这些产业中的企业通过不断投入共享要素在这个空间范围内不断汇聚的现象。这种融合过程一般需要政府的促进和规划,通过鼓励文化类企业与制造业企业在文化创意园区内入驻,形成集聚效应以便利用公共基础设施、专业化服务和劳动力,来降低生产本和交易成本;同时产业集聚区的创新因子从文化产业中溢出并不断扩散,制造业企业通过不断积累“学习效应”克服其在创新过程中的不确定性,获得内在创新动力。在融合过程中,制造业企业把原由企业自身提供的研发、设计、营销、咨询等环节外包给集群内以专业化形式存在的文化企业,制造企业由此提高了资源的全要素生产率,而文化类企业获得了规模经济的好处。由于这种好处,集群外一定辐射半径内的其他企业也会纷纷加入进来,进一步增强区内企业创新能力和专业化水平。 3.基于共生理论视角。 共生理论最早出现在生物学领域,“共生”概念由德国真菌学家德贝里于1879年提出,他将其定义为不同种属生活在一起的现象。经济学中产业共生是指彼此具有联系的业务模块的不同或相似的产业之间基于分工细化而呈现融合、互动和协调的关系。产业共生在大多数情况下是一种自发现象,它与产业融合关注点都是价值增值和产业创新过程中的业务连接关系。这种融合过程遵循以下三个阶段: (1)融合阶段。 文化产业与制造业在最初意义上是一对具有业务融合性质的两类产业,前者的业务融合在后者的价值创造或价值实现过程中,而后者的价值总量又融合了前者的贡献[5]。此时文化产业以寄生的方式依附于制造业上,其价值的实现是融合在制造业的价值活动之中的。例如,在电子信息产业出现时,并不需要文化产业,但当数字内容产业出现后,它就不可能离开文化产业而独立存在。 (2)互动阶段。 文化产业与制造业间的互动实际上就是在融合过程中为维持共生关系而进行的价值创造过程。当文化产业独立为制造业提供创意思想和技术支持时,制造业不仅可以获得来自外部的专业化资源,而且可以将自身资源专用于生产环节提升效率;于此同时,文化产业也可以享受到制造业规模化生产的益处,形成双赢互动。 (3)协调阶段。 文化产业与制造业间的协调实际上就是在互动过程中找到一个数量和质量最优的平衡点。数量的协调通常可以通过产业间投入产出的关系制定出各个产业间应该完成的数值目标。而质量的协调更强调协调效率,这就要考察在产业互动过程中,哪种协调手段最能推动产业技术进步以激发其发展潜力,找出最优共生手段是共生质量高低的关键因素。 4.基于专业化分工视角。 专业化分工是以亚当•斯密为代表的古典经济学的精髓,他在《国富论》一书中开篇就指出“分工是国民财富增进的源泉”。由于文化产业具有与制造业相同的工业属性,所以文化产业归根结底是制造业企业将原先由内部提供的服务转而向外部市场购买而产生的。具体来说,制造业企业出于竞争优势的考虑,逐步将自身资源集中化,纷纷将原企业内部的研发设计、营销服务、管理咨询等职能转移出来,交给内部独立运作的职能部门或专业化服务企业执行。制造企业的交易成本随着专业服务由外部市场提供而降低,从而不仅推进了文化产业的进一步发展又促进了文化服务企业增强自身专业化水平以提高效率,从而进一步推动分工的深化。由此分工专业化和交易成本降低形成了一个良性循环。 二、结语 本文为我国文化产业与制造业融合路径提供了新视角和新思路,从中也能发现产业融合对提升制造业产业附加值、增强制造业自主创新能力的积极作用。因此我国制造业未来发展要形成技术创新与文化创新“两条腿走路”的新模式,充分发挥双轮驱动作用,让我国制造业竞争力由量变向质变提升,从而真正实现制造业的转型升级。 作者:包宏 潘瑾 单位:东华大学旭日工商管理学院 制造论文:管理类制造工业工程论文 一、课程分析 1.教学内容相对陈旧,学生自主学习材料缺乏。 “制造工程基础”的教学内容主要涉及传统知识的讲授,一些学生认为该课程缺乏先进性,课程内容在现代制造环境中用处不大,进而在学习的时候产生排斥甚至抵触的思想。而且随着计算机技术与先进制造技术的发展,制造工业也发生了巨大的变化,数控机床、加工中心、柔性制造系统、集成制造系统、虚拟制造、3D打印等先进制造技术的不断出现,对课程内容的设置也提出了新的要求。另外,该课程课时有限,内容较多,各章节之间存在很强的关联性,而且理论性强,与实际紧密结合,仅仅凭借课堂讲授难以保证取得很好的教学效果,而目前学生课外自主学习材料又比较缺乏。因此,如何结合丰富的教学内容和教学手段,将该课程内容全面、系统地讲授给学生,提高学生的兴趣和注意力,加深学生理解,启发学生思维就变得非常关键。 2.该课程理论性强,难以做到理论联系实际。 “制造工程基础”是一门与实践密切相关的专业基础课,诸如材料的性能、机械结构、制造加工过程、制造工艺等理论知识,学生只听讲述很难理解,必须结合实践经验才能更好地消化吸收,很多内容学生只要到现场一看就很容易明白。但是目前的金工实习等实践内容与课程教学相分离,学生先将理论课程学完才会实践,这种缺少制造工程实际的课堂理论教学,往往会导致学生缺少感性认识而失去了学习的兴趣。因此,如何在课堂教学中做到和工程实践相结合就变得很重要。 二、教学实践 在实际教学过程中,必须要不断探索,才能达到更好的教学效果。根据过去两年的授课经验,以及管理类工业工程专业的培养目标和教学特点,总结得出如下心得: 1.明确课程引导的重要性。 只有产生了浓厚的学习兴趣,学生才会有强大的学习动力。由于学生对于教学计划的设置往往并没有一个全面完整的认识,因此在课程初始,应就课程的内容做一个全面的介绍与引导,给学生讲明本课程的作用,在专业学习中的重要性,与其他课程的衔接关系,提高学生的注意力,并为后续专业课的学习、金工实习以及工程实践奠定基础。 2.充分发挥多媒体教学的优势。 首先,采用多种表现手法制作课件,做到生动易懂。如:将复杂的图形、结构进行分解,在讲授过程中逐层出现,循序渐进,使学生容易理解;制作动画,提高学生学习的兴趣,加深主观理解,例如在讲解刀具角度和坐标系的时候,可以通过三维影像从不同的视角进行分析;插入图像和视频资源,反映生产实际,呈现新技术新趋势;穿插实例和习题,以启发式方法带动学生学习等等。其次,在讲授的过程中,充分利用图像资源与视频资源。过去的教学方式比较单一,仅仅通过课堂讲授难以满足与工业实际紧密结合的要求,另外学校实验条件有限,学生少有机会深入接触实际制造过程。而图像、视频资源具有直观、形象的特点,有利于学生增加更多的感性认识,加深对课程内容的理解。在实践中,结合视频教学改变了枯燥的课堂讲授模式,活跃了课堂气氛,吸引了学生的注意力,而且视频更能把学生吸引到生产实践中来,为学生更好地提供虚拟生产的体验。另外,视频教学也很好地解决了实习机会少、学生多、效率也低的问题。目前在网络资源中有很多可以利用的图像资料与视频资料,如Discovery频道的节目Howit'smade几乎涵盖了所有的制造技术,其中不乏很多日常生活中的物品,也包括很多工业产品,如汽车、飞机等,节目对各行各业产品的整个生产工艺过程进行了详细的拍摄和解说,会让学生有亲临现场和耳目一新的感觉。在课堂中我们可以有选择地穿插讲解,一方面可以活跃课堂气氛,提高学生学习的兴趣,另一方面,可以引导学生自主学习和思考,更好地发挥网络资源的优势。 3.做到理论联系实际。 在教学过程中,应充分利用学校工程实训中心的教学成果,将理论学习与工程实践结合起来,相互联系,前后贯通。金工实习是管理类工业工程专业学生非常重要的一个实践教学环节,对于培养学生的动手能力,解决制造工程基础学习过程中理论与实际相脱节的问题具有很大的意义。为了使学生能够将课程学习内容与金工实习内容更好地联系起来,在课堂教学过程中,可采用金工实习视频教学内容加强学生的理解,将工程实践与理论知识更好地融会贯通,真正做到理论联系实际。 4.融合前沿内容。 新技术、新方法、新工艺的不断涌现,对于“制造工程基础”课程的设置也不断提出新的要求。现代制造工业专业人才要求具有很强的先进制造知识,因此,在传统的课程内容的基础上,应通过研究教学现状与现代制造的发展,融入前沿知识,加入制造前沿的内容,做到课程与时俱进,让学生及时了解到先进的加工方法,了解最新的科技进展,增加学生学习的兴趣。如增加制造工程的实际案例,让学生对实际制造过程有直观和深入的了解;增加先进制造技术(如3D打印)的介绍,使学生在对制造基础知识掌握的基础上,了解制造前沿和最新发展方向。 5.实现管工结合。 现代制造工业要求管理类工业工程专业人才不仅要具有很强的制造知识,同时也要有丰富的管理知识,因此探索将工程制造与工业管理相结合,才能适应现代工业的发展及专业教育的要求。学生对于制造与管理的最初印象是分离的,在课堂中,应结合具体的制造过程将管理知识贯穿始终。现代制造过程产品涉及到各行各业,网络可参考资源也十分丰富,如NationalGeographic:UltimateFactories视频资料,详细地展现了众多世界级产品包括法拉利、宝马、阿帕奇飞机,超级大卡车、超级房车等制造工厂的流水线,通过这些视频不仅可以详细了解产品的制造过程,充分领略制造业的魅力,而且可以拓宽学生视野。同时,现代工厂不仅展示了车间和流水线,其中也包含了诸多工业工程的理念,如5S、标准作业、看板、精益等。通过这些视频资料的辅助教学,不仅可以丰富课程内容,同时可以与管理知识相结合起来,还可以达到培养学生安全、质量、环保意识的目的。 6.提高学生自主学习的能力。 一方面,改革教学资源获得模式,通过建立网络教学案例库及习题库,解决目前教学内容陈旧、学生自主学习材料缺乏的问题,为学生提供大量的学习资源,帮助提高学生学习的积极性与主动性,培养学生的自主学习能力与创新精神。为学生提供制造工艺、材料、技术方面的最新科技文献,使学生密切关注制造工程发展的前沿动态,拓宽教学内容,增加信息量。另一方面,改革教学模式,特别是在教学方法上,打破传统的以课堂讲授法为主的教学方法,尝试运用分组讨论、演示法等多种教学方法,促进学生自主学习和相互交流,提高学生学习的兴趣。要求学生就感兴趣的物品制造过程或行业制造过程开展讨论学习,增加课堂答辩及讨论的环节,以加深对知识的理解,同时通过自主学习来提高学生阅读文献、收集资料的能力,培养学生的创新性。 三、结束语 本文结合“制造工程基础”课程内容较多、理论性和实践性都很强的特点,探讨了面向管理类工业工程专业讲授该课程的经验,强调了“制造工程基础”教学中应综合采用多种教学方法,充分利用图像、视频资源辅助教学,力求实现管工结合,并应在教学过程中积极引导学生开展自主学习,着重激发学生的学习兴趣与提高学生的学习能力。 作者:刘亚芬 单位:天津工业大学管理学院 制造论文:冲压模具设计与制造教学设计论文 1课程教学设计 课程组教师通过走访宁德地区模具行业、企业进行调研,获悉冲压(五金)模具相关企业的产品主要以冲裁模具、拉深模具、弯曲模具等为主.按照企业实际生产过程及学生的认知规律,设计了冲压成形基础、冲压模具与设备、冲裁模设计、弯曲模设计、拉深模设计、成形模具设计、冲压模具制造与装配共七个教学单元,30个工作任务.每个单元以典型冲压件为载体,载体由简单到复杂,涵盖了冲压模具设计及主要零部件制造所涉及的全部知识点和技能点,每个单元都是一个冲压制件完整的模具设计及其主要零部件制造的过程.学生由易到难完成这些项目,逐步掌握冲压模具设计及主要零部件加工的方法和技能,最终达到“冲压三级模具设计师”的职业能力,实现“学生”到“准员工”的转换. 2单元教学设计 第一单元“冲压成形基础”,计划6学时,拟安排在多媒体教室、模具制造实训中心实施教学.本单元通过到模具制造实训中心参观讲解及多媒体展示,明确本课程的学习内容、任务及要求;同时掌握冲压成形的基本概念及特点,以及冲压成形技术的现状和发展方向.第二单元“冲压模具与设备”,计划10学时,拟安排在模具设计实训中心、模具制造实训中心实施教学.本单元通过到模具企业参观,在模具制造中心进行模具拆装及安装调试,并进行模具测绘,了解冲压模具及冲压设备的种类,知道冲压模具的构成及工作原理,了解模具在压力机中的固定方式及简单调试,了解现代模具的设计手段和方法,了解模具的设计制造流程.第三单元“冲裁模设计”,计划40学时,拟安排在多媒体教室、模具设计实训中心、模具制造实训中心、模具CAD/CAM实训室实施教学.本单元通过对闽东常见的一种Y70电机定子冲片冲裁工艺及模具的设计,借助动画录像等影音资料,使学生明白冲裁的基本概念,冲裁变形过程分析,冲裁工艺及模具与压力机的关系,冲裁模间隙对冲裁质量的影响,冲裁模设计程序;能进行排样设计,凸模与凹模刃口尺寸的计算,冲裁力和压力中心的计算,冲裁模的结构设计及其主要零部件结构设计和标准选用.第四单元“弯曲模设计”,计划26学时,拟安排在多媒体教室、模具设计实训中心、模具制造实训中心、模具CAD/CAM实训室实施教学.本单元通过对保持架弯曲工艺及模具的设计,借助动画录像等影音资料,使学生明白弯曲成形的概念、特点和用途,弯曲变形的过程及变形特点,弯曲工艺及模具与压力机的关系,弯曲件的工艺性影响因素,卸载后弯曲件的回弹对弯曲件的影响;会弯曲件坯料尺寸的计算,弯曲回弹值的确定,弯曲力的计算及压力机的选择,弯曲件的工艺设计,弯曲模结构及各零部件的设计或选用.第五单元“拉深模设计”,计划32学时,拟安排在多媒体教室、模具设计实训中心、模具制造实训中心、模具CAD/CAM实训室实施教学.本单元通过对盖零件拉深工艺及模具的设计,借助动画录像等影音资料,让学生知道拉深成形的基本概念和特点,圆筒形件拉深变形的过程和力学特征,拉深工艺及模具与压力机的关系,其它形状拉深件的工艺;能进行拉深件工艺性分析,分析拉深工艺中的起皱和拉裂现象,回转体件的拉深坯料尺寸计算,圆筒形件拉深工序尺寸计算,拉深力计算及压力机的选用,拉深工艺的辅助性工序的选用,拉深模具的典型结构及工作零件的设计.第六单元“成形模具设计”,计划18学时,拟安排在多媒体教室、模具设计实训中心、模具制造实训中心、模具CAD/CAM实训室实施教学.本单元通过对胀形、翻边、缩口及校形工艺及模具设计,借助动画录像等影音资料,了解成形工艺的分类和模具特点,胀形、翻边、缩口及校形的变形特点和极限变形程度;学会胀形、翻边、缩口及校形工艺设计及其计算,正确选择压力机,胀形、翻边、缩口及校形模具结构及零部件的设计.第七单元“冲压模具制造与装配”,计划24学时,拟安排在模具设计实训中心、模具制造实训中心、模具CAD/CAM实训室、生产现场实施教学.本单元通过对普通机械加工方法、特种加工方法、及典型冲压模具常用的装配方法和装配工艺路线等知识的讲授,使学生掌握模具结构类零件加工工艺路线的拟定以及工艺系统的选择方法,会分析加工中所产生的质量问题;掌握模具工作零件常见特种加工方法的原理、加工精度,会分析加工中所产生的质量问题;会拟定和编制中等复杂程度模具的装配工艺,会分析、解决装配过程中出现的质量问题,培养学生分析问题和解决问题的能力. 3教学方案设计 本课程的七个教学单元———冲压成形基础、冲压模具与设备、冲裁模设计、弯曲模设计、拉深模设计、成形模具设计、冲压模具制造与装配———共设计出30个工作任务.这30个工作任务分别为:冲压成形技术与模具材料选用;冲压变形理论基础;冲压模具与冲压工序;冲压设备及选用;冲裁变形过程分析;冲裁工艺计算;冲裁工艺规程制定;冲裁模典型结构;冲裁模零部件设计;冲裁模设计程序;弯曲变形过程分析;弯曲工艺计算;弯曲工艺规程制定;弯曲模典型结构;弯曲模零部件设计;弯曲模设计程序;拉深变形过程分析;拉深工艺计算;拉深工艺规程制定;拉深模典型结构;拉深模零部件设计;拉深模设计程序;复杂形状工件拉深模设计;胀形工艺与模具设计;翻边工艺与模具设计;缩口工艺与模具设计;校形工艺与模具设计;冲裁模的制造与装配;弯曲模的制造与装配;拉深模的制造与装配.根据这些工作任务,学生由易到难,逐步掌握冲压模具设计与制造的知识、方法和技能,最终达到“冲压三级模具设计师”的职业能力,提升学生的就业本领.根据这30个工作任务各自不同的知识和技能要求,教师按照统一的栏目内容和顺序分别进行合适的教学方案设计,使之满足教学要求,实现教学目标.经过近几年的研究和实践,教师制定并完善了工作任务教学方案的栏目内容和顺序,共16项:单元三、教学任务三、教学参考学时、学时分配、学习目标、教学主要内容、教学实施、教学参考综合案例、学生综合实训案例、教学方法与教学手段、考核标准与评价(对知识与能力进行定性或定量的评定)、学生知识与能力要求、教师的知识与能力要求、课程教学实施条件、教学准备与实施、课后强化.比如“冲裁模设计程序”工作任务中“教师参考综合案例”所选取的企业典型产品为闽东地区企业中非常常见的电机定子片的模具设计实例.电机电器是闽东地区最大的支柱产业,而定子片是电机里一个非常常见的零部件.其形状尺寸与要求,该载体的工作任务具有综合性、完整性和代表性的特征,同时源于企业真实产品,并经过教学加工,能够满足教学要求.在“冲裁模设计程序”工作任务中“学生综合实训案例”中,给出了上述电机定子片模具设计工作任务的一种设计结果.要求学生根据其装配图与排样图,进行其非标准零件图的进一步设计和完善,并在标准图纸上完成该模具装配图和零件图的绘制. 4教学资源开发与利用 (1)充分利用教育信息化技术开发教师ppt课件、教学辅助光盘、网上在线答疑与测试等,通过搭建多功能动态的课程学习与训练平台,使学生的兴趣、热情、创造思维得到充分调动和提高. (2)利用现代多媒体技术开发模具库和模具动画素材,将模具拆装、典型模具结构等视频上网,通过网络为学生提供大量模具技术方面的素材、辅助资料以及在线帮助,为学生的自主学习提供一个技术平台.学生在丰富的感性认识基础上可以更好地理解、掌握抽象的内容. (3)积极利用学校图书馆、专业期刊、行业企业网站等多种资源,使教学内容朝多元化发展,以拓展学生的就业能力。 (4)利用计算机仿真技术及模具CAE软件虚拟现实技术,进行虚拟项目、虚拟设计、质量分析等,提高教学效率.这些技术的合理利用,使学生尽快完成从学生到员工的转化. (5)搭建深度校企合作平台,高效开发和利用模具企业的各种资源,提高学生的实践动手及解决实际生产问题的能力,同时注意教学内容的改革和教学方法的调整.积极提供条件让专业教师与行业专家、企业能手合作编写最适合区域产业发展与时俱进的工学结合教材. 作者:林有智 傅高升 赵仕宇 高平生 单位:宁德职业技术学院机电工程系 制造论文:机械制造合理化机械设计论文 1机械制造工艺概述 机械制造工艺是满足产品设计要求、保证产品质量、节约成本、缩减能耗的有效手段,它指导着企业的生产准备、计划调度、生产加工、质量检测等工作,它为产品更新、技术升级、增加经济效益提供了重要保障。其中,工艺流程在产品质量、企业经济效益和竞争实力中发挥着重要的作用,直接指导着产品或者零件的制造过程。 1.1生产和工艺过程 机械制造工艺中的生产过程具体是指制造机械时,将原材料或者半成品制作成产品的过程,主要包含生产技术的前期准备,原材料与半成品的运输、保管,零部件与产品的装配、调试和检验等。工艺过程隶属于生产过程,它是指改变零部件与产品尺寸大小、外形、性质、相对位置关系的生产操作过程,例如,毛坯制造、机械加工等。其中,工艺过程涵盖了机械加工工艺过程,它具体是指采用机械加工方法改变毛坯的外形、尺寸大小以及表面质量,将其变成产品零部件的过程,此过程通常由一个或者多个加工工序构成,主要包含安装、工位、公步和走刀这四道工序。 1.2零件装夹 正式生产零件之前,应将其安放在基床或者夹具等位置,此步工序为固定位置,为进一步保障位置的准确性,应对其进行稳固,此步工序为夹紧,固定位置和夹紧统称为装夹。机械生产技术中零件装夹的科学性严重影响着零件的生产品质,同时直接影响着产品的生产速度、生产成本和安全性。通常包含直线、划线找正式和用夹具装夹式这三种零件装夹模式。 1.3定位 为切实保证零件的精确度,应做好零件的定位作业。定位时,首先严格依照加工工件的具体情况合理选择定位基准,本文中的基准是指点、线、面,且能够在明确工件和加工工具之间具体位置关系中发挥作用,依照所发挥作用和应用场所的不同,将基准划分成设计基准和工艺基准,其中工艺基准依照不同的分类标准,又将其细分为工序基准、定位基准、检测基准和装配基准。 1.4加工精确度 加工精确度是机械制造工艺中的关键,其直接决定着产品的使用性能,依照不同的要求,可将其划分成尺寸大小精确度、外形精确度、位置精确度和表面质量精确度。在具体的机械加工过程中,为获得准确的尺寸大小精度,主要采用试切法、调整法;为获得准确的外形精确度可以采用轨迹法、成形法。 2合理化的机械设计措施 2.1提升加工精确度的措施 在机械设计过程中不可避免地存在误差,只有深入分析研究产生不同误差的具体原因,采取有效的预防措施,方能减少误差的出现,进而提升工件的加工精确度。若想提升零件的加工精确度可以改进所用夹具,也可以改造测量工具;若想有效控制误差,则应全面认真分析加工误差,找到产生误差的具体原因,通常系统应力、受热变形、刀具磨损等都会引发误差,依照具体的原因采取针对性的解决对策。 2.2提高设计标准化的措施 标准化是机械设计的主要发展方向,借助统一的标准,保证机械零件尺寸大小、规格型号、性能和结构的统一,这有助于产品质量的提高,还能够显著降低生产成本。因此,在进行机械设计时应注重产品零件标准化水平的提高,进而提升产品的设计水平,强化机械产品的竞争实力。 2.3改善零件加工表面质量的措施 零件加工表面质量是指机械加工后零件表面的微观不平度,其质量直接影响着产品零件的使用性能、可靠性和使用寿命。为改善零件加工表面的质量,可以采用以下措施:首先,合理选择刀具,尽量依据加工件的属性选取刀尖圆弧半径相对较大、副偏角度较小或者适当的修光刃,进而缩减加工零件表面的不平度;其次,科学选择切削条件。若想获得理想的加工零件表面质量,应严格依据不同的材料选择恰当的切削速度,另外,还可以使用高效切削液;最后,降低表面层的形变程度,可以同时采用多种方法。3.4强化绿色制造的措施绿色制造理念的引入能够有效增加机械设计的成功几率,因此,引入了绿色制造理念的机械制造工艺与原有的制造工艺相比存在一定的差距,它强调对环境的保护,同时在此基础上实现经济效益的最大化。为强化绿色制造,应全面考虑产品的绿色开发,减小其生产使用过程中对环境的污染程度,首先应保证机械建模过程中的绿色设计,借助系统化的设计方法,选取绿色环保型原材料,还应考虑产品的回收和循环利用情况。 3结语 机械设计的合理化除了对生产过程的合理分析,还包含对机械设计方面的科学研究,它直接关乎着机械制造过程中的合理化要求。为获得高效、可行的机械设计,则一定要在具体的设计过程中综合考虑机械制造工艺的各种要求,明确不同阶段的核心内容和注意事项,采用科学、合理的设计方法,依据具体的工件加工过程,贴近制造工艺实际的同时严格进行安装调试指导设计,进而使其满足使用需求,提升机械设计水平。 作者:崔永波 单位:内蒙古赤峰农牧学校 制造论文:机械行业绿色制造视阈下低碳经济论文 1低碳经济视阈下扬州市机械制造业发展现状 扬州市从可持续发展角度出发,在工业、旅游业等方面大力发展“低碳经济”。“十二五”期间,扬州市全力加快传统机械产业的升级改造,向规模化、低碳化方向发展,已具备了加快发展低碳绿色制造业的有利条件。从机械行业的结构看,以低碳制造、绿色制造为特色的高新企业已经成为经济新的推动力。2013年,机械制造业为全市产值做出重要贡献。其中,电气机械和器材制造业实现产值1610.4亿元,居行业之首,占全市总量的18.9%。2013年全市规模以上工业累计综合能源消费量为952.4万吨标准煤,同比增长11.3%。从行业发展趋势看,劳动密集型传统制造业正逐步趋向技术密集型、资本密集型。扬州市业已形成汽车及零部件、机械装备、船舶及配套件三大产业集群。2013年,汽车产业实现产值939.2亿元,同比增长40.7%;机械装备产业发展稳健,实现产值2562.8亿元,同比增长18.5%;船舶产业实现产值547.9亿元。这三个产业集群为低碳经济的深入发展奠定了产业基础。从行业碳排放情况看,扬州市机械制造业已经积累了一定的节能减排经验。机械装备业运用新技术设计制造的节能型内燃机已经在汽车产业进行广泛的运用。从地区产业政策看,低碳发展理念得以体现。机械行业不断增加对创新技术的资金投入,2012年,扬州市政府为规模以上工业企业研发经费投入资金1.5498亿元,全市大中型企业研发机构覆盖率超过80%,规模以上企业研发投入占销售收入的比重达1.2%。此外,扬州实施企业“退城进园”政策,建设了汽车产业园等八大工业园区,为发展低碳机械制造业增加竞争实力。 2低碳经济视阈下扬州市机械制造业发展面临的挑战 “十二五”期间,扬州在经济快速发展的同时,机械行业的碳排放总量也在明显增加。扬州机械行业要实现绿色制造,低碳制造还面临诸多挑战。 2.1机械制造业结构重型化、高能耗特征明显 扬州制造业以机械装备、汽车及零部件、船舶及配套件等机械类传统优势产业为主体。劳动密集型的加工制造业企业及产值依旧占机械行业企业的大多数,对能源产品需求量巨大。扬州清洁能源及低碳能源资源缺乏,机械制造业能源产品消耗依然以煤炭为主,造成能耗居高不下,成为发展低碳经济的一大困难。如下图所示,近年来,机械制造业一直占据扬州制造业能源消费的主体地位。 2.2扬州地区资源稀缺,需加快利用低碳能源 扬州市属于能源欠缺地区,矿产资源产量不足。近年来,能源自给率持续递减,供需矛盾日趋突出。扬州必须开展低碳能源的开发,并且研究在机械行业用低碳能源替代矿产能源,减少碳排放,实现绿色制造。 2.3低碳技术创新能力薄弱 “十二五”期间,扬州机械行业的整体创新能力依然薄弱,低碳技术的研发和推广资金不足。2012年,扬州市政府为规模以上制造业企业研发经费投入费用,比2011年仅增加了19万元;规模以上制造业企业研发机构企业数有913个,仅占制造业企业数的36%;2012年,规模以上制造业企业中博士、硕士学位人才数量为2418人,占企业科技活动人员数的10.3%;2012年,全市专利申请总量18996件,其中规模以上制造业企业专利申请数为4115件,占比为21.6%;全市发明专利申请4222件,其中规模以上制造业企业发明专利数为1287件,占比为30.4%。 3低碳经济视阈下扬州市机械制造业发展绿色制造的对策建议 在整体经济发展放缓、环境污染严重、能源供需紧张的环境下,扬州机械制造业需政府、行业和企业共同努力,优化产业结构,开发应用清洁能源,发展低碳技术,走低碳绿色发展之路。 3.1优化产业结构,构建绿色制造支撑体系 进一步优化产业园区,打造低碳产业集群。同类型企业对能源需求相近,园区可以集中供应电、水和热等能源。在园区设立集中废弃污染物处理中心,降低制造业废物处理成本。上下游制造企业就近安排同一个园区,减少交通运输的碳排放量;重点开发具有高新技术的企业。将产业结构向低耗能产业转移,培育更多的生态型、节能型机械企业;对于传统的加工制造业,进行资本运作和技术升级,实现规模经济。积极解决低附加值、低技术含量企业耗费能源、同质化竞争严重的问题。积极进行企业兼并重组,向集约化生产制造要效益。 3.2落实配套政策和资金,引导企业开发运用低碳资源 3.2.1积极开发清洁能源 扬州可利用地热、太阳能资源丰富的特点,出台税收等优惠政策,扶持清洁能源开发企业,积极组织开发地热能、光能等清洁能源,为本地区机械行业能源结构清洁化、多元化提供动力。 3.2.2制定企业低碳制造管理办法,实施奖惩制度 科学合理的政策法规是督促企业积极运用低碳资源的基础。根据扬州市工业现状,制定相关环保标准和管理办法,加强对企业的环境测评和节能监察。对于运用低碳资源,达到节能减排目标的企业给予奖励和政策扶持。对于高耗能、减排效果不明显的机械制造业依据管理办法整顿或关停,从而有效约束扬州机械制造企业向规模化、低碳化方向转变。 3.3研发低碳技术,实现机械制造全流程绿色工艺 长三角不仅拥有得天独厚的地理优势,更拥有科研院校众多的科研优势。近年来,众多名校来扬州与地方机械企业合作,开发低碳技术。扬州应加大研发投入,提供优厚待遇,建立优势行业的人才、技术高地。同时,针对低碳技术投入巨大,企业无力承担的问题,政府可以实施产业补贴等政策,帮助企业将低碳技术转化为生产力。机械产品在使用过程中依然在消耗能源,排放废弃物。对于机械行业而言,低碳绿色制造不仅局限在产品生产阶段,在设计阶段就应考虑产品使用过程中节能减排的问题。扬州机械行业应全流程贯彻低碳理念,实施绿色工艺。以扬州的汽车产业为例,设计阶段,不仅要考虑零部件选材的环保,还要不断研发创新,设计能耗更低的汽车以及新能源为动力的汽车;制造阶段,需要及时运用先进的加工技术和材料,减少资源损耗,保证产品的安全性和使用寿命,做到科学管理,减少不合格产品。在全球倡导“低碳经济”,国家经济进入“新常态”的大环境下,扬州市机械行业应继续结合地区资源和经济优势,积极开发清洁能源,研发运用低碳技术,实现全行业的绿色制造和产业升级。 作者:王波 张崎静 单位:扬州工业职业技术学院 制造论文:制造技术下机械设计论文 1工业设计 1.1工业设计的发展历程。 工业设计伴随工业革命而得到迅速发展,按照工业革命的发展程度,一般可分为三个阶段,一是蒸汽革命阶段。十八世纪末蒸汽机发明促进了第一次产业革命的到来,进而产生社会分工,有力促进了传统手工艺转向工业设计方向发展。二是电气革命阶段。该阶段更系统地发展了工业设计理论,而且,与日俱增的人对工业设计加深了解,使工业设计的传播更为广泛。三是电气革命后,各国对科技都非常重视,先进设计制造技术的发展更为迅速。工业设计紧密结合了先进技术,相得益彰,设计生产的工业产品具有较强的外观性、人文性、环保性、功能性、创新性等,这些因素对于消费者产生积极的影响。各国企业也逐渐提高面向产品的工业设计,不断增加人财物的投入力度,工业设计水平不断提高,市场竞争力不断增强。 1.2国内工业设计的发展。 因受历史发展等影响,国内工业设计的发展相对与国外较晚且发展不快。一般可归纳为以下三个发展阶段,一是“拿来主义”,也就是引进国外先进经验并进行复制,几乎不存在设计元素。二是“鹦鹉学舌”,也就是引进国外先进经验并进行模仿,尽管很多地方存在引进国外的影子,但也具有一些独特之处。三是“创新设计”,也就是将引进的国外先进经验进行学习分析并再次创新,企业重视利用创新设计使产品核心竞争力不断提高。随着近年来我国外贸出口逐年增加,面临的经济纠纷也日益增多,引发企业高管日益关注工业设计,并相继投入资金用于工业设计的发展。国内很多大学也相继举办工业设计专业,培养高水平工业设计人才。 1.3工业设计特点。 工业设计的特点比较突出,一是在学科知识方面具有综合性。工业设计一般被认为是从事外形设计,并将其与重复的机械劳动、嘈杂脏兮的环境等相联系。但是工业设计不只是工业产品设计,还能解决“人-机-环境”之间的各类问题,具有较强的综合性、有机结合技术与艺术的一门学科,涉及的学科涵盖机械、物理、化学、市场学、美学、社会学及心理学等多个不同领域。二是学科知识的实践性与应用性都很强。利用设计创造,为人民群众生活提供具有合理性的生存方式,使生活具有人性化、便捷、个性化等特点。三是学科的时代性很强。不同时代的要求不尽相同,目前工业设计需要符合绿色环保、健康节能等设计要求。 2机械设计制造技术 机械工程中机械设计与制造技术是十分重要的内容,是其机械性能的最重要决定因素。随着信息技术的发展,新的机械设计制造方法不断出现,诸如基于数学规划理论与计算机程序而建立,利用数值计算优化设计方案,使期望指标实现最优化的方法;利用结构离散化,采用有限个相互连接并进行分析的单元节点,依据变形协调条件对有限元进行综合求解的设计方法;在规定条件及时间内,规定功能可完成的可靠设计方法;利用虚拟现实与仿真技术,对产品设计、制造等全过程进行模拟,并预测评估技术数据与性能指标的虚拟制造技术;采用目前主流智能制造、绿色制造、纳米制造、个性制造等技术,随着新的设计制造技术的广泛研究应用,将会对世界经济发展起到重要促进作用。 3工业设计与机械设计制造技术之间的关系 3.1机械设计制造技术的作用。 工业设计学科具有综合性,涵盖科技、艺术等多个领域知识。工业设计的先决条件就是科技,产品生产应与科技要求相符,违背客观规律的任何设计都无法实现。很多工业设计具有完善的功能,美观的外形,备受人们喜爱,只是与设计制造客观规律相违背为略有遗憾,难以在力学、结构及制造等方面实现。因此机械设计制造技术作为关键的工业设计技术,应基于对机械工程基础知识的深入理解而开展工业设计,确保产品遵循客观规律与基本原理,工业设计人员充分利用自身专业优势,在结构、色彩及外形等方面易于用户广泛接受。 3.2工业设计的重要作用。 在机械设计制造技术中,工业设计在人机工程学具有重要作用。设计理念基于人的自身,综合各方面因素而进行科学判断。结合人机工程学特点有机结合消费者、产品及其使用者开展相关研究,不只是关注个别要素。目前应用的各类成功产品,都具有人机工程学设计理念。 3.3工业设计与机械设计制造技术相结合的应用。 工业设计与机械设计制造技术各有优势,将其有机进行结合才能使企业产生更显著的经济效益,进而使其综合竞争力得到提高。目前很多国内中小企业,因财力、时间等因素所限,其工业产品设计方法与制造技术还相对较为落后,政府资金投入不足,激励措施有待于进一步完善,使工业设计的发展处境艰难。因此要采用必要的行政手段调节市场经济,利用政府干预促进工业设计健康发展,从而转变设计理念,积极拓展综合性合计人才的培养方式,成立专业研发中心,培养更多的高层次工业设计专业人才。 4结语 综上所述,纯功能产品的设计在市场竞争力方面明显不足,艺术家创作只用于观赏的纯艺术品在实用价值方面不强。工业设计有效结合机械设计制造技术优势,并克服自身不足,最有效开发“设计”,使国产机械工业产品在国内外市场不断提高竞争力,并发挥十分重要的作用。机械工程师与工业设计师应互相合作,才能使设计制造水平不断提高,为市场提供设计服务更具有针对性,生产的产品质量也更高,对于提高工业设计与机械设计制造合作的整体水平发挥十分重要的作用。 作者:郑翔龙 单位:黑龙江省纺织工业设计院 制造论文:关于工业制造企业成本会计论文 1工业制造企业对成本管理的迫切需求 随着我国市场经济的发展,企业竞争的逐渐加剧,工业制造企业在成本管理方面存在以下两个方面的问题。 1.1成本管理面临的困境 在当今这个全球经济一体化的时代,企业竞争日益激烈,这包括了直接冲击产品销售链的国内工业制造厂家和国外的老牌知名企业。由于国内通货膨胀、人口结构变化的影响,国内的材料成本和人力资源成本也在迅速的增长,再加上人民币处于长期的升值通道,这对工业制造企业的成本管理带来了巨大的挑战。由于市场经济的发展,社会基础设施、制造服务业的逐渐完善,产业供应链发生了巨大的改变,但是由于我国长期存在的东西部、沿海与内地的差别,成本控制手段受制于地域性的影响较大,一般是通过降低人力成本、原材料成本、运输成本等进行成本管控,在技术创新和科技引进方面,并没有投入足够的资源,这就导致了当原材料和人力资源的成本上升时,导致生产的产品远远高于别的企业成本,这些企业将会直接受到巨大的冲击。 1.2成本管理观念落后 在很多企业的成本管理实务中,企业的管理观念存在成本管理范围、参入人员范围层级的问题,缺乏管理手段,管理目标不明确等,正是因为这一系列问题,国内工业制造企业的管理观念较为落后。对于很多企业而言,他们把成本管理范围局限在生产过程中,而并没有涉及市场的作用范围,因为一个是可见的范围,一个是虚拟抽象的浮动范围,企业无法准确地评估成本,改善管理体制,这导致单件产品的成本也居高不下,工业制造企业无法在行业内具有竞争优势。在成本管理手段方面,大部分的企业手段都很单一,都是依靠在各个环节设置成本管理专员进行统计,然后,汇总所有环节的数据计算出总的成本,这种方法虽然简单但效率很低,无法适应当今高速发展的企业。在成本管理目标方面,企业管理层只是认为成本管理的根本目的是获得企业最大的利润,并没有全面的考虑,例如,很多产品的价格都是在大幅度的降低,企业成本管理的目的应该是为了提高企业的核心竞争力,提高市场占有率,确保企业经营目标的实现,这样才能稳定快速的发展工业制造企业。因此,为了改变工业制造企业的这种成本管理的困境,需要提出一种既高效又准确的成本管理方式,分析出成本管理所面临的问题,合理的控制成本,提高产品质量,提高企业的核心竞争力,成本会计正是符合工业制造企业需求的成本管理模式。 2成本会计的含义和内容 2.1成本会计的含义 在企业中,传统的成本会计,是指为了降低成本提高产品质量,会计人员通过对公司生产消耗的总额进行统计数据,网络信息化储存数据,总结数据规律,汇总各部门结果,最后计算出公司生产产品的总成本和单位产品成本,因此,成本会计是一个流程,包括了预算、统计、跟踪、控制和服务等。然而,随着计算机网络技术的发展,现代的成本会计扩大了原本的设计领域,逐渐向外延伸到工业制造类、金融类、服务业等各个领域,当今世界公认的成本会计,包括了成本分析、成本预测、成本计划、成本核算、成本控制、成本决策、成本考核等多方面的内容。目前,大多数企业所需要的内容是,通过获得传统的成本会计的信息,制定一系列的对策和方案,有机的改善企业的会计环境,系统化的完善成本会计的准确性,提高产品的生产质量,降低资源平均成本,提高产量。但是现代的成本会计的内容,并没落实到工业制造企业的会计实务中,会计的实务工作成为了当今我国制造业提高生产效率的关键内容。 2.2成本会计的基本内容 2.2.1计算成本 原材料的成本对于企业而言,十分的重要,但是盲目的计算成本值却可能成为企业的隐患,因此,在成本会计中,成本数据必须是真实可靠地,能够充分的反应部门中材料费用和加工运输费用,有效地给企业带来指导意义。如果工业制造企业的成本数据是错误的,那么企业的评估和审核结果会受到很大的影响,生产效率也会受到很大的影响。因此,为了改善成本管理的方案,成本会计会及时根据市场中的价格波动评估运输费用和原材料费用,科学地给工业制造提供指导作用,有效地提高生产效率和生产质量。 2.2.2确定目标成本 为了优化成本的决策,企业需要根据成本统计获得的数据进行计算,并采取各种降低成本的措施降低所需要的成本,在优化选择过程中,采取多种方案控制变量,使成本最低化作为制定目标产品成本对比,择优出最合理的方案。同时,提高员工的成本意识,使每个环节的成本都得到有效地控制,最终确定目标成本,通过完美执行设计方案而获得目标成本的有效性。 2.2.3防止挤占成本 在企业的成本会计内容中,加强成本控制,防止挤占成本是重要的一步。企业中加强成本控制的原理是:通过管理者执行成本控制策略,以身作则,进行节约,严于律己,严以律人,从高层到底层改善、节约各项成本的使用,通过制定一系列的培训和奖惩措施,有效提高各个部门的成本意识,让成本会计在这方面起到有效地促进作用, 2.2.4加强成本责任 成本责任,是企业对所有人员在成本方面的职责所作的规定,通过这种责任制的建立,可以提高员工的自我责任感、自我监督意识,把事情的责任分摊到各个职工和管理人身上,并把这种成本责任规定在员工合同中,让员工合同有效地制约员工的成本意识的养成,各个部门和责任人可以有效地提高企业的生产效率,提高产品质量,改善企业的竞争力。 3工业制造企业成本会计工作的落实 随着我国市场经济的发展,工业制造企业需要通过成本会计的管理理念,改善现代成本会计体系,通过加强成本预测体系建设,确定成本目标,优化成本计划方案设计,制定成本方案,完善成本控制方法体系,加强成本管理,完善成本核算程序,强化成本分析,完善会计审核机制,强化会计报表管理,落实工业制造企业的成本会计实务工作,提高企业的核心竞争力。 3.1确定成本目标 成本预测,是成本会计必不可少的阶段,会计部门应当落实工业制造产品的成本预测体系,改进预测值的准确性和有效性,针对市场中的原材料的价格、运输价格、制造设备折旧价格、时间成本、人力资源成本等,估算出同一时期水平的预测成本值,并总结归纳出成本目标。 3.2制定成本方案 成本方案,是成本会计中重要的一步,通过成本方案的制定,可以有效地为工业制造公司的成本管理部门提供坚实的基础,通过改善成本方案的设计,并根据市场的价格的变化,实施有效地和准确的会计原则,科学的提高成本的可预测性,通过成本会计的作用,促进内外部环境的综合发展和企业的整体管理水平的提高。 3.3加强成本管理 成本管理对于成本目标和成本方案的确定都有十分重要的作用,它的好坏决定了成本目标和成本方案的准确性和有效性,成本管理和企业管理有着紧密的联系。与企业管理类似,成本会计中的成本管理是降低企业成本的有效手段,在管理中包括了原材料的采购管理、运输成本管理、制造成本管理、销售成本管理等,这些因素共同构成了成本管理。通过提高成本管理水平,可以有效落实成本会计在工业制造企业中的实施,提高企业的市场占有率,改善企业的管理面貌,带动企业的产品销售,形成成本管理链,提高企业的竞争力。 3.4强化成本分析 现代成本会计中,会计计量和会计核算是主要的组成部分,同时,由于物价的不稳定性,相关部门根据成本会计的方法,设计严格的会计计算体系,结合企业的各项参数,根据实际情况改进成本分析方法,强化风险意识,优化企业对于原材料的选择方式,并结合计算机网络数据技术改进现代的成本会计,提高企业的核算能力,改善各个部门的综合能力。 3.5强化会计报表管理 会计报表是管理的数据,行业内有一定的企业会计标准,工业制造企业要根据自身的特点和需要实施特定的会计报表标准,通过对制造市场进行调查,有效地制定标准,提高成本会计数据信息的实时性和有效性,为了在企业建立合理的标准,国内的工业制造企业需要把企业自身的标准和其他企业进行交流和互动,从而为国内的新标准的形成起到基础建设的作用,促进国内的工业制造行业的提高。 4结语 综上所述,我国工业制造企业在成本管理方面存在不足,成本会计能够适时地提高企业的成本管理水平,分析企业所面临的问题,合理的控制成本,提高产品质量,提高企业的核心竞争力,为了将成本落实到工业制造企业的管理活动中,企业需要加强成本预测体系建设,确定成本目标,优化成本计划方案设计,完善成本控制方法体系,加强成本管理,完善成本核算计算程序,强化成本分析,完善成本会计审核机制,强化会计报表管理,以达到提高国内工业制造企业的成本会计的实务工作。 作者:李振华 单位:株洲联诚集团有限责任公司 制造论文:制造业产品生产质量管理论文 一、质量管理的含义 在只要企业中,质量管理是十分重要的一项工作。很多学者对质量都进行了论述,而对质量管理影响重大的关于质量的定义可以分为两类,它们分别是:服务的特性符合给定的规格要求,而这其中的规格要求通常都是定量的;另外一种是产品和服务满足顾客的期望。而质量管理确定质量方针、目标和职责,并通过质量体系中的质量策划、质量控制、质量保证和质量改进来使其实现的所有管理职能的全部活动。即指的是为了实现质量目标,而所进行的具有管理性质的活动。这些活动中包括了制定质量方针和质量目标以及质量策划、质量控制、质量保证和质量改进这几项活动。质量管理是生产和可学技术发展的产物,同时也是现代管理学的一项重要体现。同时在日趋激烈的竞争下,广大消费者为了保护自己的利益,买到质量可靠、价廉物美的产品,成立了各种消费者组织,最终迫使政府也制定了相关的法律政策。而企业为了能够提供各种可靠、安全、经济的产品就必须对质量进行严格的控制,最终形成了一套完整的质量管理体系。质量目标是指在质量方面所追求的目的。从质量管理学的理论来说,质量目标的理论依据是行为科学和系统理论。质量目标就是以行为科学中的“激励理论”为基础而产生的,但它又借助系统理论向前发展。质量方针指的是由组织的最高管理者正式的该组织总的质量宗旨和方向。质量方针是企业经营总方针的组成部分,是企业管理者对质量的指导思想和承诺。质量策划的定义是确定质量以及采用质量体系要素的目标和要求的活动。质量控制指的是为达到质量要求所采取的作业技术和活动。质量保证的定义是为使物项或服务符合规定的质量要求,并提供足够的置信度所必须进行的一切有计划的、系统的活动。质量改进是为向本组织及其顾客提供增值效益,在整个组织范围内所采取的提高活动和过程的效果与效率的措施。质量改进的目的是为了消除系统性的问题,对现有的质量水平在控制的基础上加以提高,使质量达到一个新水平、新高度。 二、影响质量管理中的关键因素 我国的何桢、赵玉忠两位学者将影响质量管理的因素分为:质量领导、质量体系、质量文化、质量保证、过程控制、质量信息系统、质量理念、质量设计、技术研发、人员管理和员工参与等因素。在这些影响质量管理的因素中质量体系、质量保证、质量理念、过程控制、质量设计、质量信息系统和技术研发可以称为“硬质量因素”,而质量领导、质量文化、职工参与和人员管理则可以称为“软质量因素”。这两位学者通过研究发现顾客满意度和质量领导以及产品质量之间有着十分密切的联系。同时质量领导、质量文化、职工参与和人员管理对产品的质量有着十分显著的影响。正因为如此,企业管理者应该对质量管理活动给予高度的重视和支持,在企业的范围内加强相关的质量制度的建设,对员工进行必要的质量知识和技能的培训,提高员工的质量意识,让员工积极的参与到企业的质量管理活动中。企业在加强相关质量体系建设的同时,加强对过程的控制,建立其一套高效的质量信息系统。企业在加强自身质量管理建设的同时,还应该积极的引进高质量的质量管理人才,推进先进的质量理念和管理体系,并通过合适的激励手段,促进质量管理工作的不断改进。 三、对产品生产的质量管理 (一)产品生产前的质量管理 在进行产品生产前需要进行严格的产品策划。当企业和用户签订合同之后,企业下属的相关产品设计部门需要根据用户的需求和相关的、设计图样、技术规格书等资料对产品生产过程进行严格的策划,策划的内容包括了人员、设备、材料、环境等。策划后的结果必须形成相应的文件,其中包括了过程质量计划、作业指导书、各种规程等。如果需要还必须具备审批表,如过程确认表、代用器材审批表等。进行样的生产条件准备。人员上必须要求操作人员对本岗位的工作十分熟悉,同时还要求操作人员的专业知识要能够过关,在上岗前必须对相关的操作人员进行测试,测试合格之后才能够上岗,如不合格则进行必要的培训。设备上要求必须配备生产和服务过程中所需的、能满足工艺要求的设备、工具、模具和检测器工具,同时还必须随时应对各种设备出现故障时的各种危急情况。对于生产材料必须要严格的按照要求进行采购,所采购的材料必须要符合定货技术条件或其他采购文件中的采购要求,如在特殊情况下需要对相关的材料采用其他的材料进行代用时,必须履行相关审批手续。生产过程中必须准备好有效、充分、合适的各种文件。而最后的生产环境则必须符合国家有关部门的规定,满足相关标准和技术条件的要求,并采取相应的安全防护措施。各项条件准备完成后是进行相关的状态检查。而状态检查一般都是在人员、设备和环境条件等发生重大变化时,或者时设备处于不连续运行并且间隔时间超过一年时。检查时必须对人员、设备、材料、法规、环境都进行检查。检查的过程中还必须邀请用户参加,只有才检查合格之后才能继续产品的生产。 (二)产品生产过程中的质量管理 在进行产品生产的每一道工序之前,生产人员都必须对相关的各种条件进行检查,看这些条件是否符合要求,只有在检查合格之后才能够进行生产,如果出现及检验、试验或未收到必要的报告而需要例外放行时,则必须进行紧急放行审批,并征得用户同意,将审批结果抄送技术质量处。生产的过程中必须对于特殊过程和交付后才显示出问题的过程进行确认。涂改在生产的过程中出现了工艺、设备、人员等发生了较大变化时,或者是连续出现质量问题或者质量事故时都必须对过程进行再次确认。对于各种进行关键过程作业的人员必须保持相对的稳定,避免人员出现较大的改动。同时还必须对关键过程设置控制点,并对关键参数或重要特性进行监视和测量。如果出现了不合格产品,则必须对不合格品进行标识与隔离,同时在不合格品报告中对不合格情况进行描述,由作业科室进行原因分析,最后在根据实际情况确定问题的解决方案。 (三)产品的验收 在进行产品验收的过程中,必须严格按照相关的规定,由生产企业提出申请,验收小组在听取相关的生产总结汇报和质量总结汇报之后,分产品实物与文件资料两方面进行验收。产品实物验收主要是验收产品是否符合相关的技术条件和验收细则。文件资料方面则是对文件的有效性、充分性和适宜性进行验收。
1混凝土施工前的技术准备 在着手混凝土浇筑施工前一定要确保技术对接与交底工作的全面落实,将需要注意的细节问题做好标注,防止施工过程中出现不必要的麻烦。尤其要注意对于柱与梁、梁板与剪力墙混凝土标号等方面的技术应用以及浇筑时间的严格把握。同时还要做好施工机械于设备的准备工作,在施工前对所有机械设备性能进行全面性的检查,进行试运转,聘请专业操作人员进行设备于机械的操作,一旦出现问题可以及时进行检查于维护。另一方面,注意对天气变化情况的关注,阴雨天做好材料的防雨处理,确保混凝土的质量。结合施工季节的气候特点以及项目需求提前做好员工防暑以及材料防雨物资的准备工作。此外还应对模板、钢筋、保护层和预埋件等的质量、数量以及规格等加以检查,确保其满足工程施工标准。 2关于混凝土材料浇筑技术的介绍 进行混凝土浇筑施工时一定要确保材料的均匀度于密实度,搅拌材料运送到浇筑场地后及时入模;浇筑时如果混凝土拌合物出现异常,比如均匀性或者稠度等有较大变化,则要立即采取处理措施;在浇注柱或者剪力墙等构件时,要避免混凝土出现分层离析的现象。浇筑时将混凝土从料斗内直接卸出,控制其自由倾落高度在2m以内;如果浇筑竖向结构,则其高度要控制在3m以内,并且下料时要利用串筒、斜槽或者溜管等辅助设备以控制混凝土的坍落度;混凝土在浇筑过程中要不断观察支架、脚手架以及模板的工作状态,如果出现松动或变形等异常时,浇筑作业要马上停止进行加固,修整后再进行混凝土的浇筑;如果发现钢筋垫块出现移动、钢筋保护层的厚度无法保证、预留孔洞出现位移等情况,同样要及时修整再浇筑混凝土。如果混凝土在浇筑过程中出现堵泵拆管的问题,要在拆管前用麻袋或者模板接住泵中倒出的混凝土,再将混凝土抬至正在浇筑的位置;浇筑进要注意保持施工现场的清洁度,如果发现有残留的混凝土或者迸溅的混凝土,要立即清理,还要注意其它材料不要被混凝土覆盖住。 3对于混凝土振捣技术的分析 对于混凝土材料振捣处理环节,首先应结合施工方案中混凝土结构的参数信息进行振捣器的选择,通常面积厚度在20~30cm的混凝土板应选择表面振捣器,对振捣器面积尺寸较小而有一定垂直深度的构件或厚大结构的混凝土应选择插入式振捣器,通常这种器具有两种振捣方式,分别是垂直与斜向振捣方式。应用振捣器进行操作的过程中需坚持快插慢拔的原则,这里的快插目的在于避免表层混凝土材料和下层结构的材料发生离析或者分层问题。而慢拔的母的就在于促使混凝土材料及时填补器具造成的空洞。在进行结构分层浇筑处理的时候,如果振捣上层结构,需向下插入五厘米左右的长度,以此消除缝隙。并且在振捣混凝土材料的过程中还应对下层材料的状态进行观察,确保在其初凝前完成。严格把握振捣操作时间,振捣时间太短无法保证振捣效果,操作时间过长,混凝土结构可能会出现离析、分层问题,因此,通常都将每一点的振捣操作时间控制在十秒左右,直至混凝土表面为水平状态且无可见下沉现象、无气泡产生、材料表层呈现浅灰色浆液为止。振动棒的插点要均匀排列,一般常采用交错式或者是行列式的顺序进行排列和移动,但是两种排列方式不可混用,防止产生混乱问题而导致漏振。严格控制每次震动位置间的距离,将其控制在震动棒作用半径的1.5倍范围内为最佳。 4关于混凝土养护技术的分析 4.1覆盖保湿 针对已经浇筑成型的结构部分已经要注意覆盖保护处理,在无特殊要求的情况下应用草编或者麻袋等进行覆盖,如果对结构表层的光洁度具有明确要求,则可以选择一些具有一定吸水性的土工布加以覆盖,同时注意定期洒水保湿维护,确保混凝土结构的温度、湿度条件。结合混凝土结构的使用强度以及水化作用等情况确定具体的养护时间,养护时间可以长一些,但是一定不能少于一周。在着手养护处理时可应用喷雾器进行喷雾,确保喷雾器的水雾状态,切忌形成水流,防止混凝土结构受到水流的冲刷作用而受到影响。 4.2塑料薄膜养护 此方法实际上就是应用塑料薄膜将结构露出的部分进行全面覆盖,确保混凝土结构在不失水的条件下得到全面保护。这种方式的主要优势在于操作简单、方便,不用浇水,但应保持薄膜布内有凝结水。 4.3薄膜养生液养护 是将可成膜的溶液用喷枪喷涂在混凝土表面上,将混凝土与空气隔绝,阻止其中水分的蒸发以保证水化作用的正常进行。适用于不易洒水养护的高耸构筑物和大面积混凝土结构。 5关于混凝土防裂技术的应用分析 做好混凝土的表面保温工作,在混凝土的浇筑操作时提高振捣力度,也可以应用塑化剂或者添加剂等物质降低混凝土结构中水泥及水的含量。还有部分施工部门应用矿渣及粉煤灰水泥材料等不同方式对混凝土温度加以控制,以此进一步打破混凝土结构浇筑受到的约束。除此之外,在进行混凝土浇筑施工的过程中应严格把握分块分缝施工环节,调整、优化施工工序,降低误差的产生,进一步提高浇筑施工质量。为了避免结构表层裂缝问题的产生,应尽可能地确保结构内外的温度,降低温度梯度出现的可能性。刚完成浇筑的混凝土结构水分六十速度较快,因此可能会引起水泥与水的水化作用延迟,影响教主效果,特别是表面的混凝土受到的损坏程度最大,所以一定要注意在完成混凝土教主操作后对其进行全面性的养护处理,为后续施工的顺利进行提供可靠保障。 6结语 总之,在建筑工程的具体施工过程中,我们不能全部照着图纸依葫芦画瓢,必须结合工程的实际情况,做到实事求是,同时还要结合既往实际工作经验及施工方法来进行施工技术的应用,只有这样才能确保工程质量,保证建筑工程的施工顺利进行。
力学专业论文:土木工程专业理论力学课程的思考 摘要:理论力学是独立学院土木工程专业的专业基础课程,是后续材料力学、结构力学等课程的基础,在整个土木工程专业课程结构中占有相当重要的地位。文章结合课程教学实践,通过分析独立学院理论力学课程的教学现状,从课程的内容组织、教案设计和兴趣培养三个方面对课程教学进行分析,以期提高理论力学课程教学水平和效果。 关键词:独立学院;土木工程专业;理论力学;课程教学 理论力学课程是独立学院工科专业一门重要的学科基础课,是材料力学、结构力学等后续课程的基础,同时也是一门与工程实际紧密联系的课程[1]。通过学习理论力学,学生可以提高分析和解决问题的能力,建立科学的思维方式和学习方法,提高自身的动手能力和创新能力。理论力学与生活和工程实践紧密相关,学生本应兴趣很高,但笔者在教学实践中发现,学生对理论力学课程学习,普遍缺乏兴趣,积极性不高,尤其在独立学院,形势更为严峻。若教师处理不好,最终会造成教师教不好、学生学不懂的尴尬局面。 一、独立学院土木工程专业理论力学课程教学现状 目前,中国高校改革与国际接轨,办学理念出现了很大的调整[2]。对于独立学院,特别是以工科为主的院校,向应用技术型的本科院校转型已势在必行。在此背景下,独立学院以培养全面发展的应用技术型人才为目标,优化各门课程的教学方法和手段,内容与工程接轨,教学与实践结合。面对如此形势,独立学院土木工程专业理论力学课程教学面临巨大的挑战。 (一)学时受限 在独立学院,理论力学课程教学面临“学时少,内容多”的尴尬局面。一方面,教师为了在有限的学时内完成教学大纲的要求,不断压缩有效授课课时,部分知识点无法展开甚至难以涉及,课堂上PPT完全取代板书的推导,节奏过快;另一方面,由于课堂信息量过大,讲解过快,且缺乏相应的习题课辅导,学生对所学知识理解不够,难以融会贯通,教学效果大打折扣。 (二)生源受限 独立学院本身的生源质量与一本和二本院校相比就存在差距,学生的数学和物理基础较为薄弱。此外,学生在学习上也不够积极,很难真正做到课前预习、课后复习[3]。对于相关难题的解决基本上都靠任课教师的课堂讲解,学生缺乏自主的思考,也很难做到举一反三,导致听课效率低,教学质量不高。 (三)作业受限 为了保证和检验教学效果,对于理论力学课程,教师在每节课后都会布置习题,但习题的数量和难度都有所限制。一方面,由于是大班上课,人数较多,如作业量较多的话,教师和学生的任务都较重;另一方面,由于生源质量的限制,习题若难度过大,学生基本上都不做,或相互抄袭作业,以致学生并没有真正掌握和领会解题方法和技巧,只是为了应付教师检查和获得较高的平时成绩。以上问题,造成了独立学院土木工程专业理论力学课程考试不及格率长期居高不下,教学质量受到一定的影响。 二、独立学院土木工程专业理论力学课程教学质量提高途径 面对严峻的教学形势,笔者结合自身对土木工程专业理论力学课程的教学经验,总结了如下三点切实提高课程教学质量的途径。 (一)合理组织教学内容,处理好与交叉课程内容的衔接问题 从现行的教材中不难看出,理论力学课程教学内容包含基础和专题两个部分。基础部分包含静力学、运动学和动力学;专题部分包含分析力学基础、碰撞、机械振动等内容[4-5]。目前,对于大部分的独立学院,理论力学课程教学内容只涉及基础部分,但这部分内容与大学物理、材料力学和结构力学等课程内容都有交叉的部分,在实际教学内容组织中要处理好相互间的衔接问题。静力学部分,围绕三个核心内容进行讨论,即力矩与力偶、主矢与主矩、平衡条件与平衡方程[6]。其中,前面两个内容重点强调力(滑移矢量)的概念,与中学物理中的相关概念要区分开,让学生建立起矢量的意识,同时还应重点讲解刚体、力偶、主矢、主矩等中学物理中没有涉及到的概念[7]。对于平衡问题,重点讲解平衡的条件和平衡方程的应用;对于静定桁架部分,在课时少的情况下可以不涉及,因为后续的结构力学课程对静定和非静定桁架内容会作详细讲解。运动学部分,应围绕点的合成运动和刚体的平面运动两个核心内容进行讲解。运动学内容与相关课程交叉较少,但与工程实际联系紧密,是教学中的重点和难点。动力学部分,可以说是理论力学中最难学习的部分,而这部分内容与大学物理、材料力学和结构力学课程内容均有交叉。对与大学物理课程交叉较多的三大普通定理部分(动量定理、动量矩定理和动能定理),重点应放在系统化的推进和综合运用上,且应与生活、工程实践相结合。在此基础上,可以适当增加达朗贝尔原理和虚位移原理的教学课时,一方面可以有效避免内容的重复,同时给学生分析动力学问题提供更有效的新方法;另一方面,这两个原理在材料力学和结构力学课程中均有非常重要的作用,在整个力学课程体系中起着重要的承前启后的作用。 (二)根据授课对象实际合理进行教案设计 现在部分教师一味追求PPT多媒体教学,抛弃了传统的教案设计和板书书写的环节,或者将教案当成PPT的打印版和教材内容的摘抄,这是不对的。教案是教师不断思考如何将书本知识通过课堂教学转化为学生能力的过程和载体,教师应该针对不同的授课对象认真进行教案设计,一个优秀的教案对教师上好一门课有着重要的作用。结合理论力学课程性质和独立学院学生的实际,教师在进行教案设计中应注意以下几点:1.语言严谨而生动理论力学本身具有较为严谨的理论体系,因此,教师在教学设计时要充分考虑语言的严谨性,特别是针对特定的概念。不严谨和不准确的表述会造成学生对理论理解的错误或偏差,更为严重的是,这种不准确表述如果初期得不到纠正,会逐渐成为“习惯”,教师自己却很难发觉[8]。此外,教案的语言要生动,换句话说,要口语化、接地气。如果在教案设计中一味追求理论性和概念性较强的书面语言,而不考虑学生的接受理解能力,难以收到理想的教学效果。因此,严谨的背后,教师还要结合自身的理解、感受、经历和生活积累,设计有利于学生理解的生动鲜活的口语化内容,维持课堂的活力。2.内容取舍要得当在进行教案设计时,切忌堆砌教材内容,应突出重点和难点,并将难点和重点区分开来,时间安排上对重点进行倾斜,严格执行大纲的教学安排,不能不分主次地将所有内容都作讲解或只简略讲解。在例题的选择上要具有代表性和针对性,反映课程的重点。同时例题在问题的设计上可以逐步深入,使其具有一定的可拓展性和可讨论性,以便培养学生的发散思维,活跃课堂的气氛。3.板书适当且适量现在大部分独立学院课程都要求多媒体教学。对理论力学课程而言,由于电子课件的使用,大部分信息直接显示在PPT投影上,信息量大,切换快,学生缺乏相应的理解时间,甚至感到记笔记的时间都不够。因此,在教案设计的时候,要考虑在适当的时候进行板书,放缓课堂教学节奏,给学生一定的接受时间和空间。但板书也应适量,不宜过多过杂,避免直接摘抄PPT上的内容,最好可以做到与其相辅相成。 (三)课程教学应环环相扣,培养学生学习兴趣 对于一篇好的文章,开头要像“虎头”一样炫丽精彩,才能引发读者看下去的冲动;文章的主体内容要像“猪肚”一样饱满充实,读者才会觉得有血有肉,不会感到空寡无味;文章的结尾要像“豹尾”一样剪短有力、耐人寻味,才会让读者觉得意味深长。同样,一门理想的课程教学,教师也应做到“虎头、猪肚、豹尾”,以引发学生学习的兴趣,思考的欲望,才能真正提高教学效果。 1.“虎头”———绪论要精彩,印象要深刻 课程的“虎头”便是绪论,是学生和教师互相交流和了解的第一课,它直接影响学生对课程学习的兴趣和对教师的第一印象,教师应充分准备,力求精彩生动。但是,很多教师往往对绪论重视不够,有的轻描淡写,有的只讲纪律要求,有的甚至跳过直奔主题,严重影响学生听课的欲望和兴趣。对理论力学课程的绪论部分,可以先共鸣,然后看发展,紧接着回到现实,最后按课程顺序推进教学,步步深入,环环相扣。共鸣指先从高中所学的牛顿三定律引出,让学生知道课程的理论基础,舒缓学生的畏难情绪;然后,从宏观上讲解漫长的力学发展历程,让学生知道亚里士多德、阿基米德、伽利略、牛顿等力学巨匠们如何探索发现力学真理,感受力学的魅力;接下来,回到现实,介绍当前发生的与力学相关的一些重大科技事件中涉及的关键力学问题,让学生感受到力学发展到今天,不管是理论上还是方法上都仍然在深化和拓展中;最后,回到课程,论述理论力学就是将工程问题简化为力学模型,然后用数学的方法对模型进行求解,对工程设计起着重要的作用。 2.“猪肚”———生活、工程实践伴课行 理论力学课程的“猪肚”就是课程的主要内容。如果只讲定理和公式,这样只能使课程学习更加无味。应主要结合生活和工程实践,丰富教学的内容,拓展课程的实用性。为此,在理论力学课程教学中,教师平时应注意搜集和积累一些古今中外与理论力学有关的趣话和事例,对生活和工程中的问题加以总结提炼,适时适量地运用到课程教学过程中。这样,不但能激发学生对所学基本理论的学习兴趣,还能让学生学会从不同角度、不同层次出发,剖析和解决工程问题,培养学生多元化的工程观,提升学生对课程的认可度和对自我的认同感[9]。例如,在讲解静力学的基本定理———二力平衡定理时,可以适当引入生活中的轮盘抽奖为什么可以保证公平性的原因;在讲解合成运动时,可以引入生活中看到雨点垂直落地而在车上看到的却是雨点迎面而来的现象;在讲解动量矩守恒定理时,可以播放跳水运动员比赛的视频,引导学生思考为什么运动员空中翻转时要抱膝,而入水时却要伸展身体。 3.“豹尾”———铿锵有力搭桥梁 在独立学院,理论力学课程的“豹尾”往往是达朗贝尔原理和虚位移原理。在实际教学中,这部分本应是“豹尾”的内容,却往往变成了“蛇尾”。一方面,教师为了应对期末考试,对相应的课时进行压缩,以预留较多的考试答疑时间;另一方面,部分教师认为这部分内容在材料力学和结构力学课程中会讲解,理论力学课程就没有必要过多过深地涉及。事实上,理论力学课程是材料力学和结构力学课程的基础,应该发挥其“启后”的作用,为学生搭建通向这两门课程的桥梁。如若只是草草了事,不仅不能让学生真正领会理论力学的魅力,也会导致理论力学课程在力学课程群建设中失去其应有的地位和作用。 三、结语 独立学院理论力学课程教学的难度很大,本文总结探讨了教学实践中的一些方法,在激发学生的学习兴趣和活跃课堂气氛等方面取得了一定的效果。但要真正提高独立学院土木工程专业理论力学课程的教学质量,还需要经过长期不断的实践、摸索和改革,更需要教师们的共同努力。 作者:姜毅 陈蓓 单位:南京理工大学 泰州科技学院 力学专业论文:土木工程专业土力学课程教学 1注重工程实例的应用 工程实例在教学过程中的应用,可以使难懂的抽象的原理概念形象化,给学生一个直观的认识,让教学内容生动起来,解释的易于理解。工程实例应用在下面教学节点时,可收到较好的教学效果。1)土力学绪论的讲解时,利用工程实例来加以解释土力学是一门工程实用科学,如果土力学的强度问题、渗透问题、变形问题处理不好,将会导致严重的工程事故。在这里,每个问题举出一些典型的工程实例来讲授,既能激发学生的学习兴趣,又能让学生对土力学这门课程的重要性和实用性有深刻的认识。2)在讲授每一章节的主要内容前,都用与本章理论知识相关的工程实例导入本章内容,让学生在学习本章内容之前,即了解到本章要讲什么知识,学习它可以解决的工程问题,学习目标清楚明了。3)在讲到某一些难懂的概念和原理时,可以用合适的工程实例来加以解释,促进学生对概念和原理的深刻理解。当然工程实例的应用,如何能做到上课时信手拈来,恰到好处,并且具有新意,离不开教师平时的积累。所以,教师平时应多阅读国内外各种新出版的土力学教材,以博采众长,另外还要不断关注国内外专业期刊和各种工程网站,注重工程实例的收集。 2注重土力学公式的示范推导 土力学原理的得来和公式的推导不同程度上是建立在力学的基础上,又加进了适合土这种特殊材料性质的一些假设。所以多数土力学公式和原理是可以进行推导的,在这些地方就要结合学生已有的数学知识和力学知识,区别对待是否要求学生掌握公式的推导。对于学生已具备了数学和力学知识的公式,强烈建议教师要对这些公式做示范推导,并要求学生掌握这些公式的推导。这样,既复习了以前所学的力学知识,也让学生对土力学这门学科的严密性有了认识,更重要的是学生对教材中的公式有了深刻、透彻的理解,不需死记硬背,在使用公式时也不易出错。例如:最典型的例子是在讲解土抗剪强度的极限平衡条件时,用莫尔圆推导土处于极限平衡状态时的基本表达式,教材中提供了三种不同表达式,但如果我们掌握了公式得来的过程,画出莫尔圆和抗剪强度包线,自己即可很容易地导出这些公式。同时也给讲解朗肯主动土压力强度和被动土压力强度的公式推导做了很好的铺垫,朗肯主动土压力和被动土压力强度公式是基于极限平衡条件而建立的,教师只需让学生分清哪个力是大主应力,哪个力是小主应力,就可导出土压力强度公式,然后再根据强度分布图,计算面积即可得出土压力。学生掌握了这些公式的关系,既不需记很多公式,也不会用错公式。例如部分学生在算土压力时,经常会直接用某些教材中的土压力的式子,这往往会因为搞不清公式的适用条件导致出错。如果学生知道公式的由来,先计算土压力强度,再绘制分布图,最后求土压力则不容易出错。当然在土力学中,三相比例指标的变换关系推导,基底附加应力计算时,运用材料力学压弯组合公式时的公式推导等等地方也都应该要求学生掌握。 3注重易混淆概念的对比 在土力学中,经常有些名称相似但内涵不同的概念,学生很容易混淆,所以在讲解时,应该把它们放在一起做对比解释,给学生解释清楚它们的不同,避免混淆。例如在讲解附加应力、自重应力、有效应力和孔隙水压力时,要讲清楚前两个概念是从力的产生原因上对力的分类定义,由外荷载产生的即为附加应力,由土体自重产生的即为自重应力;而后两个概念是从对力的分担上进行分类定义的,由土骨架承担的荷载即为有效应力,由孔隙水承担的荷载即为孔隙水压力。类似的容易混淆的概念还有:土的天然重度、土粒重度、浮重度、饱和重度、干重度之间;塑性指数和液性指数之间;变形模量、压缩模量和弹性模量之间;主动土压力、静止土压力和被动土压力之间等等,在这些地方,采用对比讲解学生理解的会更透彻。 4注重实践教学环节 土力学是一门实践性、应用性很强的课程。实践环节可以包括试验和现场参观。土力学试验是土力学课程教学的必不可少的实践环节,它既可以使学生加深对土力学理论的理解,也可以提高学生的动手能力。土力学课程中的试验很多,可根据试验的特点通过学生不同的参与方式来完成。一种学生亲自动手操作完成的试验,例如土的含水量、密度、液塑限试验,压缩试验、击实试验和直剪试验;另一种试验是教师演示试验,例如三轴试验等;还有一种试验可通过视频来让学生观看学习。现场参观是教师带学生深入到施工现场,让学生现场认识各种地基处理方法和基础施工方法,在施工现场学习有关土力学的理论知识,感受应用理论知识解决现场工程实际问题的过程,和从工程实际中发现问题,充实理论知识,积累工程经验的过程。这样既激发了学生的学习兴趣,又开阔了学生的视野,为早日适应工作环境打好了基础。除了以上四点外,还有几点也是教师在课堂上应给予重视的。例如:土力学中重要的专业术语和词汇要给出英文翻译,让学生早接触,早熟悉,为将来能更快地适应国际工程合作做好准备;一些重要的岩土工程软件可简单地介绍给学生,为感兴趣、有潜力的学生深入学习提供方向;教师应该设计一些综合习题或设计题让学生去做,从而锻炼学生综合应用知识的能力,培养学生独立分析问题和综合分析问题的能力,让学生用所学知识解决实际工程问题,体会学以致用,学有所用的成就感。 总之,土力学课程要想让学生学好,教师必需要花费精力和时间去积累专业知识,摸索合适的教学内容组织方法,掌握与学生课堂的互动技巧,应用灵活多样的教学方法,来引导、启发学生主动学习土力学课程。以上是作者从事土力学教学以来得到的一些教学心得体会,现总结出来供教育界同仁共同探讨。 作者:王宇辉 单位:上海师范大学建筑工程学院 力学专业论文:土木工程专业工程力学教改研究 1概述 《工程力学》课程是土木工程专业的重要专业基础课,在该专业的课程设置中占据了极其重要的地位。课程教学内容包括《理论力学》和《材料力学》两部分。通过该课程的学习后,要求学生掌握静力学的基础知识并能熟练运用静力学基础知识求解工程实际问题。而《材料力学》部分内容则要求学生掌握五种基本变形———杆件的拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲;还要求学生掌握杆系结构的强度计算和刚度计算。学生通过以上专业知识的学习后,能为今后从事相关的工程结构设计提供必备的理论知识,同时也为今后从事工程施工奠定必备的力学基础知识。应用型本科教育的目标是培养适应生产第一线需要的高等技术人才,对于土木工程专业毕业生而言则是毕业后能在勘察设计研究院从事建筑勘察设计工作,在施工单位从事相关的施工管理工作,在监理单位从事相关的建筑监理工作,在机关事业单位、房地产开发企业等单位从事技术管理工作。经过一定时间的工程锻炼,能取得结构师、建造师、造价师、监理师等执业资格证书,成为该行业的专门人才。江西科技学院为适应高等教育转型需要,对《工程力学》课程教学改革进行了积极探索,根据应用型本科人才培养的需要,制定了《工程力学》课程改革的三大目标: 1)为应用型本科院校《工程力学》课程的教学提供指导与借鉴; 2)培养学生对力学课程的学习兴趣,增强学生利用力学知识分析工程问题的能力,并为后续课程打下力学基础; 3)培养一支专业的教师队伍。在多年的教学实践中,我们基本实现了以上教学改革目标。 2《工程力学》课程传统教学中的弊端 1)课程教学内容注重理论,对工程应用有所忽视。土木工程传统的力学课程有《理论力学》《材料力学》《结构力学》等内容,这些力学课程注重系统理论的教学,这个优点在教学改革中应继续发扬。力学知识来源于工程实践的总结,在工程中又可以运用力学知识服务于工程,在应用型本科教学中,我们应做到力学原理与工程实际的有机结合。传统的力学教学主要包括两个方面的内容:a.根据工程问题简化得到力学模型。b.对力学模型进行相关的分析。以往的教学过程中对后者比较注重,前一个问题很少涉及或几乎不涉及,割断了相关知识与工程实践的结合。 2)重视理论知识,轻视试验内容,当前很多高校提出人才培养目标要“厚基础,宽口径”,理论课时压缩严重。《材料力学》部分有较多的实验内容,如测量应力和应变、圆轴的扭转等。当前应用型本科的力学实验教学存在以下一些问题:a.由于实验设备和教师师资的限制,一些力学实验表现在以理论授课为主。b.局限于一些条件,力学实验以验证性实验为主,这些实验是对理论知识的一个补充。c.由于对学生的课程考核评价方式的原因,一些学生对实验教学态度不端正。d.一些老师和教学管理部门对实验教学不够重视。 3)教学手段比较单一,很多学校的教学模式依然比较传统,采取“粉笔+黑板”的教学模式。如今,计算机和多媒体发展技术日新月异,这种单一的教学手段显然不适应这种发展。应将多媒体教学手段引入到课程的教学中,同时对于一些计算量较大的例题或是习题可以采用编程计算,也可以将一些力学软件引入到教学中,这样可以提高教学效果以及教学效率。 3《工程力学》课程教学改革的探索 结合江西科技学院的实际情况,我们进行了教改实验。在教学改革实施的过程中,采取了以下教学改革方式。通过几年的教学改革,取得了较好的效果。 1)兴趣教学法。上第一堂课时,我们要求参加实验的老师采用兴趣教学法,先不要太快讲力学知识,而是先把土木工程专业今后的就业方向:设计、施工、监理等逐一向学生讲解,然后向学生介绍力学知识在这些行业中的应用。通过土木工程中的一些实例来激发学生对力学的兴趣。例如为什么钢筋和混凝土能很好的工作,充分发挥各自的力学性能。这是建筑工程中最常见的一个问题,也是一个力学问题。如果直接给学生讲一些力学概念、力学理论,学生无法提起兴趣,但例子一来,学生兴趣就来了。“兴趣是最好的老师”,通过一些实际工作的力学问题来激发学生对力学知识的理解可以达到事半功倍的效果。 2)培养学生牢固树立力的概念,开展一些理论联系实际的实践教学。力是力学课程中最重要的概念,很多看来和力毫无关联的概念,都可以借助力的概念来加深理解。例如在讲授自由度和约束的概念时,一个单链杆相当于一个约束、一个单铰相当于两个约束、一个固定端相当于三个约束。若能结合支座反力的概念,如图1所示A处链杆可以提供一个约束反力,因此相当于一个约束;B处铰结点可以提供两个约束反力,因此相当于两个约束;C处固定端可以提供三个约束反力,因此相当于三个约束。将约束反力的概念和约束个数等效起来,能更好的加深学生对自由度和约束等概念的理解。此外,在教学实践过程中,我们结合《工程力学》与土木工程专业其他专业课程有机的设计了一些实验。例如结合课程性质,我们将《材料力学》《土木工程材料》有机结合,设计了一个综合实验。学生可以通过土木工程材料实验,了解主要土木工程材料,如混凝土、钢筋、水泥、石子、砂子的性质,通过综合实验验证其力学性能;还可以通过《材料力学》实验验证钢筋、混凝土等脆性材料和塑性材料的相关力学性能;最后还巩固了混凝土的配合比知识,通过配合比计算,制作实验试块,通过养护检测混凝土不同龄期的强度比例。通过这样的综合性实验设计,凸显力学课程的专业基础课程地位。这些做法在教学中获得了老师和学生的一致好评,提高了教学效果。 3)运用多样化的教学方法与教学手段,采用多媒体教学。该课程的理论性和实践性较强,以传统的教师授课为主,辅助部分实验实践学时。在理论教学时,如果部分内容能采取多媒体教学手段,可以提高教学效果。此外,该课程若能结合一些力学求解器等软件进行教学,一方面可以加深和巩固课堂教学所学内容,另一方面,可以通过求解器验证理论教学,加深学生对理论教学的理解,使学生在轻松的多媒体环境中学习枯燥的理论知识。为此,我们专门从上海交通大学出版社、清华大学出版社等出版机构购买了《理论力学求解器》《材料力学求解器》等教学软件并运用到教学实践中。例如结构动力计算的频率分析具有较大的难度。如图2所示的两个自由度结构,在判断ωa和ωb的大小关系时,结合教学软件中的模态分析,学生能较好的理解图2中所示两自由度结构频率的大小关系。 4)加强该课程和实际工程的结合。力学知识是伴随工程发展而诞生的一门学科,力学知识起源于工程的总结,但需要应用到工程实践中才能发挥其生命力。力学的研究对象是将工程实际模型化,简化成杆件或杆系结构。在教学过程中,如何将工程结构简化成符合要求的力学模型,在教学过程中是一个重要的教学内容。如何将梁简化成为杆件结构,如何将杆件之间的结点简化为铰结点、刚结点等连接方式,如何将梁与支座的结点简化为固定端支座、固定铰支座。这些都需要我们将简化的来龙去脉详细向学生讲解。此外还可以结合日常生活,在教学过程中将生活中的一些力学原理结合相关知识点进行教学,可以提高教学效果。例如力偶是一个较难理解的力学概念,我们在教学中列举了一些生活中常见的现象,如司机开车两手握方向盘,实际上就是一个力偶。让学生通过一些常见现象既掌握了力偶的原理,对力偶的力学效果也加深了理解。 5)完善教师的业务素质,培养双师型教师。在知识发展日新月异的时代,教师必须具备新的教育教学观念,做到与时俱进。教师应具备较强的工作能力和教学研究、科学研究能力,具有较强的创新意识。土木工程专业作为工程实践性较强的专业,对教师理论教学水平和实践能力的要求也相对较高。教师需要不断努力,成为“双师型”教师。具备“双师型”能力和资历的老师,具有一定的工程实践经验,能把握好专业的发展方向,同时还具有较强的理论教学能力。在授课过程中可以较好地结合专业和工程实践,针对性较强,在课题教学中可以做到理论联系工程实践知识。作为一名力学老师,应利用好寒暑假和平时休息时间参加工程实践,成为工程师或取得相关执业资格证书。 4结语 通过几年的教学实践证明,我们的教学改革是卓有成效的,但也存在一些不足之处,比如在实施教学改革的过程中,部分学生缺乏一定的学习兴趣,没有找到行之有效的激励学生学习兴趣的方法,对部分教学改革措施没有形成成熟的理论体系。另外还要不断加强该课程与工程实际的结合,这需要在今后的教学实践中进一步完善。同时,我们在实际教学中也遇到一些新的挑战,随着力学知识的不断发展,对力学课程的教学要求提出了新的难题,《工程力学》的教学如何适应这一新的情况,这也是我们有待进一步解决的问题。教学改革无止境,相信今后《工程力学》课程的教学能不断适应社会的发展。 作者:朱街禄 单位:江西科技学院机械工程学院 力学专业论文:木工程专业力学教学机制 1非力学类课程的结构体系 1.1钢结构设计原理 钢结构设计原理在第5学期开设,包括钢结构设计的基本内容、钢结构连接、受弯构件的设计、组合变形构件的设计、无盖和网架结构设计等。钢结构设计基本原理以材料力学和结构力学为理论基础,从力学模型的简化,计算理论的应用,计算公式的推导都是相同或相似的。 1.2钢筋混凝土基本原理 钢筋混凝土基本原理在第5学期开设,内容包括轴心受压构件计算、受弯构件计算、受扭构件计算、偏心构件计算、预应力构件计算等。混凝土梁、板、柱构件的受力模型基本属于弯曲和压缩,在截面积设计、配筋计算时所用的理论方法基本和材料力学相似。 1.3基础工程 该课程在第6学期开设,包括天然地基上浅基础的设计、桩基础与深基础的设计、软弱地基处理、特殊土地基等。不管是独立基础还是筏板基础,其基底均受土压力,力学模型根据土力学知识进行简化,但最基础的计算依据还是静力学和材料力学的外力内力理论。桩基涉及到摩擦力和压力相关理论。 1.4结构抗震设计 建筑抗震设计是第6学期开设的一门专业课,内容包括地震作用下结构抗震验算、结构非弹性地震反应分析、各种类型房屋抗震设计等。结构力学是结构抗震设计的理论基础,材料力学的强度条件是结构抗震设计的依据。 2知识体系的建立 由以上分析可知,理论力学的静力学、摩擦,材料力学及结构力学这三大力学是后续大部分课程的理论基础和设计依据,但由于课程开设时间不在同一时间,相隔较长,且现在相当一部分学生学习力学缺乏钻研和独立思考精神,没有真正掌握有关理论,在学习专业课程时早就将有关力学方法理论忘记,这直接导致专业课学习比较困难。如果能建立起一个相关课程的知识体系,在前期力学课程的学习中穿插讲解后续课程的部分内容,使学生有目的的学习,提前介入专业课,这对学生学习和课群建设是有很大帮助的。 2.1知识体系建立的必要条件 首先需要固定教材,规范教学内容。知识体系的建立关键在于知识的延续性,前后呼应是特点。固定了教材就可以充分满足延续性,规范了教学内容,可以减少教学内容的随意性,还可以避免重复讲授。其次是稳定授课教师。各课程的讲授是由不同教师承担的,教师是知识体系建立之后的实施者和检验者,知识体系的延续性需要教师的延续性,稳定的教师是知识体系延续性的重要保障。第三,需建立各任课教师的备课制度,将知识体系的概念和设想介绍给相关教师,使教师的授课过程主动在知识体系的框架内进行。 2.2将后续课程部分关联内容提前介入教学 静力学是理论力学中最初学到的内容,所以将后续的材料力学、结构力学等求解支座约束反力的例子放到静力学中去讲解是很好的选择。材料力学主要求解构件的内力,特别有必要讲解桁架内力计算、刚架内力计算和弯曲梁内力计算,叠加原理也需要重点介绍,这些都是结构力学所学内容的最基本的知识点。下面通过几个例题用来说明如何将后续课程部分关联内容提前介入教学。 3结语 力学知识体系的建立需要对各课程知识点不断进行梳理和提炼,各教师之间需要坚持不懈的交流和沟通,授课方法需要不断的实践和总结,而授课效果也需要一个时间段来检验。力学知识体系的建立在土木工程专业中的成功实践,对其他以力学为支撑的有关专业的教学都有很好的借鉴意义。 作者:唐红春 王璐 单位:西安工业大学北方信息工程学院 力学专业论文:建筑学专业力学教程探新 一、教学现状 建筑力学是建筑学专业学生最早接触工程知识和工程结构概念的一门课程,学生通过力学课程的学习后,才可能往工程方向发展,因此,建筑力学在培养学生良好的工程能力、学科素养及创新能力等方面具有不可替代的作用。目前建筑力学教学现状及问题:首先,教材选择较为局限,大多数教材都以三大力学部分内容为主,理论性强,知识点多,课时不够内容取舍难;教材内容与实际工程存在一定差距,结合工程实践的例子少,教与学脱节。其次,建筑力学课程在大学一年级第二学期开设,学生对建筑的认识及相关专业术语还不甚了解,导致上课没兴趣,缺乏学习动力。最后,建筑力学课程的学习有诸多计算问题,如微积分应用等,这对部分建筑学专业的学生来讲有难度;课时量的压缩使课程学习进度加快,学生在课外需花大量时间加以巩固。为此,探讨建筑学专业的学生如何学习建筑力学十分必要。 二、如何学习建筑力学 (一)调整教学内容 新疆大学建筑工程学院选用同济大学出版社出版的《建筑力学》(周国瑾等编著)作为教材,该教材融同济大学建筑、城规等专业多年教学改革实践,将传统的理论力学、材料力学和结构力学内容加以综合、归类编写而成。教材内容以掌握概念为基础,突出了建筑物设计、施工安全方面的考虑,如雨篷、塔吊、烟囱等的受力分析,强化力学在结构中的实际应用。教学内容的展开以解析分析和计算为手段,从建筑学专业的特点出发,对建筑力学教学内容进行调整,将建筑力学教学重心转移到为后续建筑结构选型和相关建筑模型制作作准备和铺垫。根据教学大纲的要求和实际工程与理论知识的对应关系,确定建筑力学的理论教学重点内容。考虑建筑力学的课程体系和学生的认知行为,重新确定建筑力学理论的知识学习领域,对各部分知识内容进行重新组合划分,使学生所学的内容更具系统性和合理性。课程内容调整思路如下:(1)在绪论部分介绍与建筑结构有关的术语及荷载的传递等,强化结构计算,特别是支座、杆件的简化,使学生在正式学习之初对建筑结构的基本概念有所了解,明确学习任务和目的,以及与工程实际构件计算的关系,正确认识课程重要性。(2)将空间力系的计算与平面力系结合,作为平面力系的延伸,不单独讲解,并将物体的重心相关内容合并到平面图形的几何性质进行学习。(3)对建筑学专业的学生来说,压缩定理和公理的推导课时,增加受力图分析和相关计算课学时,强化学生应用能力的培养更为重要。(4)将结构力学中平面体系的几何组成分析放入静力学部分约束与约束反力的计算中,通过了解静定结构的组成规则,理解约束的种类和对结构稳定性的影响,在此基础上学习计算约束反力,便于分析结构支座平衡问题,从而可对实际工程中常见的静定结构支座反力计算和杆系结构体系的计算讲解更为深入和透彻。(5)静定结构的内力分析由单跨到多跨,再到刚架,逐层深入,由易到难。把梁的变形和静定结构的位移计算放在一起,可以将挠曲线方程计算位移和用图乘法计算结构的位移联系在一起,前后衔接,精简内容。 (二)改变教学方法 要提高学生学习主动性,调动学习激情,教学方法很重要。教学方法的改变,能够直接促进教学质量的提高,促进学生能力的培养。教师要教给学生学习的方法,学生要掌握学习方法。这就要求教师在教的过程中不断改变教学方法。目前,教学方法多种多样,有头脑风暴法,模块化教学方法、案例教学法、启发式教学法、多媒体教学法、施工现场教学法和实验教学法等。无论哪种教学方法都要求教师“吃透”教材,翻阅与教材有关的书籍,搜集相关资料,制作与教材知识有关的教学道具,还要在教学的过程中使学生产生学习兴趣。在课堂讲授中,如何引出要讲解的知识点,如何与前面所学内容相关联,让学生掌握什么,如何应用。这都需要教师灵活运用各种教学方法。多种教学方法并用能明显提高教学效果,可以使学生产生共鸣。与工程实践相结合,培养学生应用力学基本原理去解决实际问题。如讲空间一力对坐标轴之矩时,用开窗户或开门来举例,就能很好地说明力矩的计算。对于平面图形的几何特性中惯性矩的讲解,可以结合实际工程中柱的截面惯性矩,对于矩形截面,对x轴和y轴的惯性矩分别为Ix和Iy,让学生判断对于矩形柱截面,在柱网中如何摆放柱子,以增强学生对不同轴的截面惯性矩的认识,并用惯性矩的概念去解释一些结构构件受力问题。这样有利于激发学生学习的积极性和创造性,有利于学生基本素质的提高,真正做到基本理论和工程实践融为一体。建筑力学中的部分内容可以采用多媒体进行教学,如:杆件的轴向拉伸和压缩时,内力分布及单元体的受力比较抽象,通过动画演示,抽象的内容简单化,针对性和趣味性更强,便于学生理解和掌握,既提高了学生的学习兴趣,也增加了课堂信息量,使枯燥的理论变得通俗易懂。 (三)学生能力的培养 建筑力学课程人才培养目标是培养掌握必要建筑力学基本理论知识,并具备处理工程实际问题能力的应用型人才。特别是在以后的工作中,作为一名建筑师,要有力学的概念,能在建筑方案设计时处理基本的构件受力问题,避免给后续的结构设计带来不必要的麻烦。这就要求在教学过程中注重学生能力的培养。学生能力的培养体现在对学生思维能力、分析能力、创新意识和创新能力等方面的培养。对学生而言,有的概念较抽象,要调动学生对实物的感性认识,培养学生的思维,比如力偶矩的概念,让学生联想手持方向盘的感觉,以此解释、分析力偶对物体的作用效应。这样既加深了学生对力偶矩概念的理解,又可以活跃课堂气氛,调动学生的积极性。 在教学中要帮助学生提高分析、解决问题的能力。对一些公式和基本定律的推导要注意讲解分析思路,提出其内在规律。各章节相关知识点之间的联系可在教学中帮助学生梳理,并展开横向、纵向比较,使学生能够较好地掌握这些知识点,达到正确应用公式和理论解决实际问题,知识体系更系统化。课堂教学方式的多样性,灵活性和启发性也有助于培养学生独立思考能力和创新能力。比如讲完拉压杆的轴力和轴力图后,让学生思考在相同受力条件下,杆件截面在有缺口和无缺口两种情况下的破坏情况,从而引出应力概念,启发学生思考。 三、结语 建筑力学是建筑学专业重要的专业基础课,教学方法和手段多种多样,但教学的预期目的和要达到的教学效果是一致的。在“教”和“学”两个方面还有很多值得探讨的问题,需要教师不断创新和探索,才能更好地找到建筑学专业学生学习建筑力学课程的新途径和新方法,真正掌握力学知识,为将来从事建筑设计工作奠定良好基础。 作者:韩风霞单位:新疆大学建筑工程学院 力学专业论文:电力学院专业教师个人教学管理工作总结 一、政治思想表现 1.认真学习实践科学发展观 深刻认识学习实践科学发展观活动的具有重大理论意义、实践意义、战略意义和政治意义,科学发展观的实质就是全面协调可持续发展,根本方法是统筹兼顾,科学发展观是与马列主义、思想、邓小平理论及“三个代表的重要思想”一脉相乘,是马列主义、思想、邓小平理论及“三个代表的重要思想”在新时期条件下继承和发展。学习科学发展观注重理论联系实际并指导本职工作,也就是牢固树立“教育以育人为本,以学生为主体”的思想;树立教学管理,服务第一思想观念,强化教学管理服务意思;学习科学发展观牢记党的宗旨,全心全意为人民服务,牢固树立为学院教师服务的思想意思,吃苦在前,享受在后,在工作学习中努力起模范带头作用,对同志热心帮助和爱护,对工作认真负责踏实努力。学习实践科学发展观就要全面贯彻党的教育方针,坚持育人为本,德育为先,切实落实素质教育;树立科学的教育质量观,就是要培养学生德智体美全面发展,着力培养有理想、有道德、有文化、有纪律的大学生,要努力提高大学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力。学习实践科学发展观就要热爱教育事业,敬业爱岗,教书育人,为人师表,树立良好教师职业道德。 2.认真学习学校各项教学管理规章制度 认真学习学校各项教学管理规章制度,深刻理解各项管理制度的深度和宽度,政策执行准确,管理全面到位;深刻理解学校“两严”治校方针,在执行“从严治校,从严执教“方针同时,坚持以人为本的管理理念,树立“严”在当严处,爱在细微中的做事原则,树立人文关怀、亲和管理思想观念,在具体执行政策时即要做到宽严结合,又要注重科学性、合理性、公平性,从以人为本的角度出发,最大限度维护电力学院师生合法权利和利益。 3.执行党员干部廉政自律情况 认真学习党中央及学校关于党员干部廉政建设文件,深刻领会文件精神和内含,按照文件要求自觉遵守党的各项纪律,严以律己,作风正派,做到拒腐蚀永不粘。在项目招投标中积极维护学校利益,能够做到公平公正,不谋私利。在工作中自觉接受群众监督,公正廉明,不打击报复。自从事电力学院管理工作以来没发生行贿受贿问题。 二、电力学院教学管理工作 1.专业建设工作 目前电力学院共有四个专业,分别是热能与动力工程、电气工程及自动化、自动化和电子科学与技术,其中热能与动力工程分为两个培养方向,即火力发电方向和水力发电方向,电子科学与技术专业是我院**年申办新专业。一年来我们专业建设取得显著成绩,热能与动力工程专业评为省级品牌专业,水力发电被列入国家资助重点建设实验室。教学计划改革稳步推进,专业培养计划是完成专业培养目标基础,只有制定科学合理专业培养计划,才能完成培养学生所需要知识水平和技能。现有培养计划大部分是**年教改时制定的,虽然当时制定考虑很全面,经过几年执行实践表明现行的培养计划仍然存在许多不足的地方。本学期我们认真研究现有培养计划,走访几个专业,并与相关专业教师进行讨论和分析,主要存在几个方面问题,一是部分专业基础课按分配计划学时完成大纲规定教学内容很困难;二是有些专业主干课程设置不合理,缺乏专业培养特本文出自公务员之家/色;三是有些专业主干课程设置合理,学时分配不合理;四是相关课程开课顺序不衔接;五是有些课程受实验室条件的限制,实验教学效果不理想;六是选修课程安排多开出的少,学生选择余地不大;七是有些课程当时制定教学计划时没有实验设备,现在有了实验设备需要修改课程授课学时。真对存在问题我们将在以后的工作进行专门讨论研究,力争使我们培养计划科学合理,达到专业培养的目标要求。 2.教学质量监控及评价工作 依据“强化教学管理、深化教学改革,提高教学质量”基本思路,以培养创新人才为重点,以强化实践教学为着力点,以信息技术的应用为提高教学质量的新手段,树立教学的中心地位,稳步提高教学质量。我们主要采取以下几方面措施进行教学质量监控:一是严把考试试卷质量关,即对各科考试试卷难易程度、试题覆盖全面性、试卷题量大小、试卷板面质量、分数设置合理性等进行了严格把关;二是对考试成绩评定提出了明确要求,并对主要课程成绩进行了抽查,绝大部分教师成绩评定符合要求;三是进行两次学生评教活动;四是积极与校督导团沟通和联系,及时对教学活动中存在问题进行反馈和沟通;五是召开学生代表座谈会,建立课堂教学信息反馈渠道,座谈会上学生对电力学院教师课堂教学给予了高度评价,认为电力学院拥有一支基础知识扎实、教学态度端正、师生关系融洽高素质教师队伍;六是鼓励教师利用先进的信息技术提高教学质量,探索运用信息技术改革教学方法,充分发挥信息技术的作用,推进教学方法改革,提高教学质量,为此学院开展了多媒体教学比赛,各个教研室分别进行预赛,这项措施有力促进了我院多媒体教学质量的提高。 3.师职队伍建设 电力学院能否快速发展,教学质量能否快速提高,关键看教师队伍,教师是提高教学质量的决定性因素。建设一支高素质师职队伍,已经成为电力学院一项紧迫的任务,目前我们学院现有教师队伍基本满足教学工作开展,但师职伍结构还不尽合理。一是高级职称人员及高学历人员偏少,目前只有教授4人,博士5人,分别占教师总数6和7,这与我校发展教学研究型大学要求相差甚远(教授20,博士40);二是老中青年龄结构不合理,电力学院35岁以下青年教师占到电力学院教师队伍65,并且承担了75以上本科教学工作量,他们刻苦专研业务,工作积极努力,教学态度端正,教学水平逐步提高,一年来没发生一起教学事故,已成为电力学院教学工作的主力军,三到五年内他们将成为电力学院骨干力量。因此加快青年教师的培养是我们教学管理工作的重心,我们采取多种措施和手段来帮助青年教师提高教学水平,如举办青年教师讲课大赛、多媒体教学比赛、邀请教学经验丰富老教师进行课堂观摩教学等。在引进人才方面我们也做了大量的工作,收效甚微,原因可能是多方面的。在人才引进困难情况下,走自己培养的道路,今年争取到6个在职读博士名额,在全校各院系中是比较多的,力争三年内使在职读博士人数达到20人,争取引进高层次人才10人。教学团队建设成绩显著,以高传昌教授为主水电工程教学团队获得省级教学团队称号。 4.学生选课工作 选课是学生修读课程的基础,学生应根据自己学习能力合理选择所修课程,选课过多过少都会影响到学生学习。学生选课活动是教学管理过程出现问题最多的环节之一,每年都会有一部分学生选不上课,通过调查研究发现这些学生选不上课主要原因是选课态度不认真,为此我们九月分别在龙子湖校区和花园校区召开选课培训指导会,对学生选课进行了严格要求,十二中旬又专门召开各年级导师会议布置本文出自公务员之家/选课工作,进一步强调选课严肃性,要求学生一定认真对待选课,同时对上学期没有选上课学生给予了通报批评。 5.实践教学组织管理工作 理论教学和实践教学同等重要,实践教学是完成专业培养目标重要环节之一。强化实验、实习、课程设计和毕业设计(论文)等实践教学环节教学,对提高学生的实践动手能力、分析问题和解决问题能力具重意义。一是要提高教师对实践教学重要性认识;二是认真审查实习计划和实结,课程设计题目和课程设计总结,并提出性指导建议和意见;三是加强毕业设计过程监督,认真抽查毕业设计选题、毕业设计任务书、指导教师辅导时间及毕业答辩成绩评定等;四是要求大课程实验教学进行合理分组,统筹安排,提高实验设备利用率和实验效率,实验教师不惜牺牲大量业余时间,保证了实验教学任务完成。 6.教学管理日常工作 教学管理日常工作覆盖面广,任务重。我们主要做好以下几个方面:一是教学进程的制定和教学任务的安排,教学进程制定的是否合理,直接关系到教学任务能否顺利落实。电力学院在师资资源紧张的条件下,合理制定教学进程,充分调动全系任课教师的积极性主动性,保证了20**年教学任务的顺利落实;二是学生考试及学籍管理工作,主要有学生英语四六级考试报名和监考工作,计算机等级证考试报名和监考工作,组织学生参加课程的补考及申请课程的重补修工作,指导转专业、转校生进行课程的补退选工作;三是学生学籍管理,按时完成学生成绩的登录及上报工作;四是教师课表、教学任务书的下达、教师授课计划的审核、教师评学工作的管理、实践教学工作的管理、考试试卷的管理、教学检查工作、教材征订统计、教学工作量统计审核、导师和教研室主任的考核。五是协助其他院系完成夸院系教学任务安排,以保证教学工作平稳、有序地开展。 三、本人教学科研工作 20**年承担一门本科课程教学和两门研究生课程教学,总教学工作量360学时。在教学过程中努力做到课前认真备课,认真钻研教材,掌握重点与难点;精心组织好课堂教学,关心学生,重视学生信息反馈,注意调动学生的学习积极性,创造良好的课堂气氛;做好课后辅导,及时批改作业;积极参加听课、评课,虚心向同行学习,博采众长,不断提高教学水平。本年度共指导研究生五名,毕业研究生两名,另有两名研究生完成开题及期中检查工作,认真审查修改研究生论文。科研工作共完成两项纵向项目省级科技成果鉴定;4篇,其中核心两篇,ei收录一篇;科研项目到帐金额11万。 四、其他工作 积极参与东区公寓楼建设工作,受校领导委托被聘为公寓楼电气安装质量监督员。主要参与了东区中心配电设备选型及考查工作,与基建处、工会等相关人员一道共考查六家开关柜生产公司,提交了考查报告;参与了龙湖变电站到中心配电房10kv高压电缆地埋方案论证工作,考查了五家建筑安装公司,提交了考查报告;与基建处、工会等相关人员一道考查了五家电梯公司,完成考查报告;参与公寓楼弱电系统配置方案论证及设备的选型工作。 五、工作存在不足 教学管理工作头绪多事务烦杂,我们也清醒的认识到教学工作无小事,稍有疏忽大意就有可能给教师和学院带来很大的损失,我们深感责任重大,因此我们在教学管理中努力做事无巨细,工作任务早计划、早安排、早落实。本学期教学秘书只有徐燕老师一人,她任劳任怨做好本职工作,不惜牺牲大量休息时间来安排各项教学任务,为电力学院教学管理工作有序开展付出艰辛劳动。虽然我们教学管理做了大量工作,还有很多不足之处,一是我们工作方法和政策落实还不够到位;二是对教师人文关怀不够全面,如果因本文出自公务员之家/为我们工作疏忽给你教学工作带来困难,在此深表歉意。希望广大教师多提宝贵意见,以利于我们今后改进工作,为广大教师提供高质量的服务。 力学专业论文:机械类应用型本科专业理论力学教学改革探讨 摘要:针对机械类应用型本科专业的特点及理论力学课程课时少与授课内容多的教学要求,为满足工程教育的需求,培养学生的工程实践能力、设计能力和创新能力,根据已有的教学经验,以临沂大学机械设计制造及其自动化本科专业为例,从理论力学的教学内容、教学方法和考核模式等方面进行了教学改革,使其适用于应用型机械类本科人才的培养。 关键词:教学改革;教学内容;理论力学 一、引言 近年来,制造业的飞速发展,加快了对工科特别是机械类应用型人才的需求,《中国制造2025》提出将人才作为建设制造强国的根本,需要加快培养制造业发展的专业技术人才。高校作为人才培养的重要基地之一,为国家实施人才强国的战略担负着重要的责任。因此,制定工科学生的培养标准和人才培养模式,提升学生的工程实践能力、设计能力和创新能力[1],成为了新时代下急需解决的问题之一。临沂大学机械设计制造及其自动化专业被山东省教育厅授予“卓越工程师计划”试点专业之一,学校出台了一系列专业培养改革方案。理论力学作为机械专业核心技术基础课程之一,必然面临着教学内容、教学方法和考核方法等方面改革的重大挑战。根据工程教育认证的思维模式,抛弃传统的纯理论教学模式,转变为以研究性学习为主体的现代化教学模式,激发学生学习的主动性、积极性和创新性。 二、理论力学课程教学现状 理论力学是一门经典的、理论性和逻辑性较强的内容体系成熟的力学课程[2]。多年来,理论力学的结构体系、理论框架、基础知识内容基本没有变化。但是,随着教学改革的不断深入,理论力学的授课课时已从96学时逐步削减为64或48学时,课时量被极大压缩,短时间内讲授完理论力学中的全部内容(静力学、运动学和动力学),不能保证学生完全接受和消化,更不要说应用这些理论去分析解决实际问题。 当前的授课方式主要是采用PPT与板书相结合,教师与学生对PPT的依赖性很大,PPT使得每堂课的信息量较大,对应用型本科院校的学生来说,在较短的时间内掌握这么多的内容具有很大的难度,并且学生课外活动较多,课下复习投入的时间少。所以,学生不能完全理解、消化课堂上的内容,总会留下部分知识空白,时间长了,未能掌握的知识就会越来越多,影响后续知识的学习和学习的兴趣,导致较差的学习效果。 我校机械类专业理论力学开设在大学二年级的上半学期进行,学生思维活跃,求知欲较强,同时,网络技术的发展,使学生可以通过网络获取知识,但也使部分学生沉迷于网络游戏中,投入学习的时间较少。这为理论力学的教学带来了挑战,同时,也为教学改革带来了机遇。 三、理论力学课程的教学改革 (一)教学内容的改革 理论力学的课程内容比较成熟,具有较好的逻辑性和层次性,大部分的内容与实际生产和生活活动有着密切的联系[3]。为了与工程教育实践相结合,针对我校应用型机械类工科人才培养目标的要求,坚持“以培养工程实践能力和工程创新能力为目标”的理念,对理论力学的教学内容进行了深化改革与调整,将理论力学的课程定位为“使学生能熟练运用理论力学的基本理论去分析和解决实际工程问题,理论与实践密切结合”,要求在教学过程中,轻理论推导,重分析方法与实践应用。理论力学的基本概念比较清晰准确,学生需要课前自学就能明白,不需要在课堂上再进行讲授;理论力学的部分内容与普通物理的内容重复,如点的运动学、刚体的简单运动等,这部分内容留给学生课下自学;对一些比较复杂推导过程的定理,如点的速度合成定理,不需要给学生详细介绍速度合成定理的数学推导,只要重点强调怎样使用定理去分析问题、解决问题。另外,要合理安排习题课的数量和质量,精心选择题目,尽量使习题来源于生活实践,增加习题的趣味性和综合性,通过对习题的分析解答,提高学生的学习兴趣和主动性。总之,在教学内容的改革上,要结合学生思维发展和时代环境的变化,根据机械类应用型人才培养的目标要求,合理分配教学课时,删繁就简,注重突出知识点在实际工程分析中的应用。 (二)教学模式的改革 为了适应机械应用型人才培养方案和教学内容的革新,理论力学的教学模式也需进行更新和发展,借助现代教育技术手段和信息传输渠道,开发形式多样的教学方法,将知识高效快速地传输给学生。在该课程的教学改革中,课堂教学不再是以教师讲授为主,而是以学生的主动学习为主,将传统的PPT+板书讲授方法转变为教师引导、学生分组研讨的讨论式、研究式教学方法,改变学生课上忙听讲、课下忙作业的学习现状。临沂大学每堂课的时间是45分钟,教师讲授的时间不要超过15分钟,留下30分钟的时间供学生讨论研究。教师在15分钟内,借助多媒体技术,如视频动画、图像等对复杂的力学模型或机构进行演示,提高学生的感性认知。在研讨过程中,要以学生为中心,分组讨论,教师需要提前准备好,选择一些工程实例作为讨论的题目,教师的作用是引导和答疑。讨论结束后,在下一次上课之前,每个小组要选出一人将本小组讨论过程中遇到的问题、问题分析思路和结果用PPT或WORD进行展示。对学生讨论中出现的共性问题,教师要做出详细解答,将相关知识点的讲解录制成微课程,发送到网络学习平台或者直接发送给学生,让学生通过手机或网络进行深入学习。微课程内容的重点明确突出,时间短,学生在学习中会感到特别轻松,能调动学生的学习主动积极性。在视频录制过程中,引进近代科技成果的新内容,使学生能观察到理论力学在实际工程领域中所起到的重要作用。 (三)考核方法的改革 传统的理论力学考试方式多为闭卷考试,理论知识较多,考试的内容包括基本概念、基本原理及其应用,试题来源于各种题库,这种方法不能完全反映学生平时的学习过程和效果。有些学生平时不参与讨论学习,只靠考前突击复习,也能考试及格,但是考完后就全部忘掉了,不利于后续课程的学习。因此,这种纯理论性的考试存在很大的弊端。为此,在考核方式改革中,用学业成绩代表理论力学课程的最终成绩,学业成绩的构成方式由期末考试成绩和平时成绩组成,其中期末考试成绩只占学业成绩的30%,而平时成绩占学业成绩的70%。平时成绩主要由课堂参与成绩、研讨成绩和研讨过程表现成绩三部分组成,课堂参与成绩占平时成绩的20%,研讨成绩占平时成绩的50%,研讨过程表现成绩占平时成绩的30%。研讨成绩占比重较大,可以充分调动学生参与讨论的积极性,避免学生敷衍了事;过程表现成绩鼓励学生多动脑筋,提出创新性的问题;平时成绩的评定比较灵活,教师在平时讨论过程中需仔细考核,严格执行。从考核模式的改革可以看出,学生的学业成绩不再是单一的理论计算,更加注重了平时学习过程的监控,调动了学生的思维活跃性和学习积极性。 四、结 理论力学课程在机械类应用型人才课程体系中起着承上启下的作用,为学习后续专业课程打下基础。作为以培养应用型人才为目标的工科院校,需要积极推进课程教学改革,培养具备解决实际工程问题能力的工程技术人员。对本课程来说,要求学生会用理论力学中的原理解决实际问题。所以,在今后的教学过程中,更加注重学生的工程实践能力和工程创新能力的锻炼,以培养更多的具有工程素养的应用型工程技术人才。 力学专业论文:土木工程专业流体力学教学模式探讨 摘 要 流体力学是防灾科技学院土木工程专业的一门专业基础课。为提高课程教学质量,在教学实践基础上,从提高学生学习效果和教师教学水平两方面,对如何激发学生学习兴趣、引导学生思维方式、加强课堂管理与沟通、注重实验教学以及改革考核方式等问题进行了深入探讨与分析,以期探索出一种更好的适用于土木工程专业流体力学课程的教学模式。 关键词 土木工程 流体力学 教研改革 教学模式 0引言 防灾科技学院土木工程专业的定位是培养适应工程建设需要,具有扎实理论基础和专业知识的高级应用型人才,流体力学作为其课程体系中的一门专业课,在学生能力培养和知识结构体系中起着承上启下的桥梁作用,所以,掌握流体力学基本理论,并能熟练应用解决实际工程问题是土木工程专业学生的一项必备技能。然而,由于流体力学知识晦涩难懂,学生很难在有限的学时内将其掌握,熟练应用就更是勉为其难了。因此,在少学时的前提下,如何激发学生的学习兴趣、改善教学效果、提升教学质量值得探讨。 1激发学习兴趣 兴趣是学好任何一门课程的根本动力。流体力学课程知识结构复杂、概念抽象、数学公式繁琐,教师难教、学生难学。加之学生对其在工程建设中重要性认识不足,心理上不够重视,造成学习积极性差。因此,如何激发学生学习兴趣是教学成败的关键因素之一。结合多年的教学经验认为在教学过程中可以从以下几个方面着手:(1)设计翻转课堂,让学生参与主体教学,从而启迪他们的自主思维、发挥他们的主观能动性。当然,这需要根据授课对象的知识储备量选择适于翻转教学的知识点,比如流体静压强分布这部分内容,首先它易于理解,其次可以通过学识基础进行逻辑分析得到,第三能够对学生的思维产生较强的响应,所以非常适合让学生自主操刀讲授。(2)根据学校特色,优选教学内容, 贴近实际应用。比如,针对防灾科技学院土木偏重房屋建筑的特点,流体的相对平衡、桥梁孔径的计算方法及气体动力学等内容可安排为自学内容,多讲水工建筑物地基的抗渗稳定处理、水流对输送管道的冲击力等等。(3)在教学过程中省略繁杂公式的推导,利用多媒体技术将抽象难懂的物理现象转化为清晰的动画描述,以应用为目标,遵循“基础理论-案例分析-工程应用”的路线,注重基本理论和概念的讲授,重视工程技术问题的引入,培养学生面对实际问题如何提取主要因素建立物理模型的能力,并能用数学方法对其进行描述,建立数学模型。可以说这也是对授课教师的挑战,改变以往只面对抽象理论的现状,深入到工程当中去,与工人打成一片,了解实际问题,熟悉工程技术。 2优选习题,注重引导 掌握基本知识是解决实际问题的必要前提,教师可对习题分类整理,从考察基本概念的基础部分逐步过渡到代表性的、从实际问题中抽象出来的应用部分,注重引导学生从解题过程学会对流体力学知识的应用,并会举一反三。教师在讲解习题的过程中一定要给学生适量的思考时间,充分发挥学生的主动性,加强教学的针对性。另外,作业是学好流体力学的必需环节。通过适量的习题,不仅可让学生对所学知识有较为深入的理解,掌握流体力学的基本思维方法,还可让教师了解学生对知识点的掌握情况,以便及时调整教学内容。批改作业过程中认真记录出现的问题,并及时给予正确的指导,从而保证学生在学习过程中跟得上、不掉队。 3小班授课,加强管理 由于师资紧张,防灾科技学院流体力学课程中学生多教师少的问题突出,一个老师常需对七八十个学生一起授课,管理150左右学生的课程学习。所谓“强将难敌重兵”,即便是精力再充沛的老师面对人数如此众多的学生也难免出现管理不善,况且,伴随手机电脑的普遍而衍生出来的诸多问题都难以解决。课堂上,教师的重点是讲授知识,然而大班管理难度的增加势必会影响授课质量。因此,建议在流体力学课堂中采用三十人左右的小班授课,一方面方便教师管理课堂纪律提高授课质量,另一方面方便教师设置课堂互动和讨论,加强与同学之间的交流,从而了解每个学生的特点,尽量做到一对一指导。陶行知先生曾说过,没有爱就没有教育,然而面对刚结束高中繁重学业、处于青春叛逆期的大学生如何做到爱,这是一个值得深思的问题。严苛的要求肯定会引起他们的反感,疏松的管理势必达不到预期的目的,沟通在此时一定是一个绝佳的方法,放低教师姿态,与学生进行朋友式的交流,课上时间不够可以借助互联网建立QQ群、微信群利用课下时间在线及时了解学生的困惑,只有深入的熟悉,才能找到问题所在,从而进行引导。这显然是大班授课难以做到的。 4注重实验教学 实验教学是流体力学课程学习中的重要环节,然而,集中时间内完成的演示性实验教学不能实现人人操作,且以实验报告为考核手段也往往流于形式,这些都不利于学生责任心的培养和动手能力的锻炼。为此,可以利用周末适当拉长实验时间,让每个学生都能独立参与操作,并且放手让他们去做,将之前教师个人难以实现的实验细化让学生自己去完成,例如雷诺实验,不同管径的拆装、不同流体的转换、不同流速的控制,都让学生自己操作,这样不仅可以培养他们的动手能力,而且能够提高爱护公共设备的责任心。当然,这一方面势必会增加教师的工作量,另一方面对实验设备的维护管理也提出了更高的要求。另外,为了避免出现学生对实验报告的相互抄袭敷衍了事,考核时不能只计较实验结果的正确与否,要全面综合学生的操作能力、理解能力和创新能力,为此可以设置加分环节,给出题目,让学生自主设计实验,这不仅考察了学生对基础理论的掌握情况,又能激励他们对知识的创新利用。 5改革考核方式 课程考试、考察方式是检查教学效果、保证教学质量的有效手段之一,也是实践教学过程的重要环节,旨在全面掌握学生的学习效果、激发学生的积极性,真正发挥考试的检测和导向作用。流体力学的考核长期以来都是采取闭卷、笔试的方式进行的,虽然这种形式简单、高效,但也存在一定的问题,诸如,学生不求甚解,死记硬背花费大量时间,导致学习压力增大,并且考察的内容不够全面。中共中央国务院《P于深化教育改革,全面推进素质教育的决定》明确指出:“高等教育要重视大学生的创新能力、实践能力和创业精神,普遍提高大学生的人文素养和科学素质。”“重视培养学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团队协作和社会活动的能力。”这就要求我们应该全面科学地评价一个学生的综合素质。为此,可以采取半开卷考试形式,即学生参加考试可以携带一张写上课程相关内容的A4纸进场,这样不但可以减轻学生的负担,也可以培养和提高学生的归纳、总结能力,并且使命题更加科学,将重点放在考察学生的理解、分析问题和解决问题的能力上。此外,改革以往“一卷定成绩”的现象,增加过程性考核比重,一方面降低考勤在平时成绩所占分量,将课堂互动和讨论情况、翻转课堂的自学及讲解计入其中,另一方面提高实验教学考核比重。 6结语 任何一门课的教学都是以提高培养学生的质量为目标的,流体力学也不例外,这不仅需要学生积极主动的学习,更需要具有渊博专业知识和精湛专业技能的教师的正确引导,学生的参与和教师的讲授如果能够有效的结合起来,势必会使教学质量有一个质的飞跃。本文根据防灾科技学院土木工程专业的培养目标,结合流体力学课程和现代大学生的特点,对教学改革提出了一些有益的探讨,以期通过对教学实践的不断积累、凝练、升华,寻觅更适合的教学模式,提高教学效果,培养出能学以致用的应用型人才。 力学专业论文:针对未来建筑需求的建筑学专业力学结构课程教学研究 摘要:随着建筑业飞速发展,未来建筑对建筑师的国际化、信息化和技术化要求越来越高,针对未来建筑发展趋势,本文首先分析了具体需求及现状,目前《力学结构》课程分为《力学结构》(1)和《力学结构》(2)两部分授课,论述了不同课程阶段重点培养的能力和知识点,最后针对未来建筑需求,提出了建筑学专业力学结构课程的教学方法改进思路,建议针对国际化、信息化和技术化需求加强专业英语、计算机技术、多专业协作能力和实践能力培养。 关键词:建筑学,力学结构,未来建筑需求,教学方法 建筑W专业属于建筑行业中的牵头专业,是建筑从概念到实现接力赛的第一棒,因此,建筑学专业的同学除了具有良好的建筑空间与形式设计专业素养外,更要培养统领全局的能力,了解涵盖整个建筑行业的知识。各学科中,以建筑与结构的关系最为紧密,掌握《力学结构》课程内容对于学生形成基本的结构概念具有至关重要的作用。 一、未来建筑对建筑学学生的新需求 1.国际化。大型项目的实施,越来越多的开展国际招投标,越来越多的国外建筑公司进驻中国,中国的建设公司也逐渐走出国门,不同国家合作完成项目的实例越来越多,国际联合办学模式也飞速发展,包括国际联合教学、国际短期设计、国际联合培养、国际短期交换等模式[1],这些都要求建筑学学生具有国际视野,专业英语过硬,了解国外的规范规定,加强与国际专业人员合作的能力。 2.信息化。BIM带给建筑行业一场技术革命,BIM技术将主宰未来建筑的全寿命阶段的设计、施工和运营,这一点已经得到广泛认同,各大设计院、施工单位都成立了BIM研究中心[2]。对于建筑学学生来说,应具备较好的计算机软件应用能力,能够熟练应用设计软件,并熟悉BIM技术相关软件的对接,应大概了解不同专业的基本软件知识,适应未来建筑信息化的发展。 3.技术化。目前的建筑学教学与建筑艺术结合较为密切,但是人们对与建筑的需求越来越多元化,绿色建筑的发展,使建筑技术日益受到更多的关注和重视,绿色建筑思潮的影响对绿色建筑人才的培养提出了新的要求[3]。模块建筑、可变形建筑等需求各异的建筑也迅速发展,要求建筑师必须会应用各种绿色建筑技术、模块化连接与设计技术、变形结构的建筑设计技术等。因此,为了适应未来建筑业发展,建筑学学生的培养目标应进行适当调整,在注重美学培养和传统建筑设计技术之外,应注重各种技术类知识的培养,了解新型结构技术、熟练掌握计算机软件、能够进行绿色建筑设计、了解建筑和结构类型前沿、提高专业英语培养等。 二、目前授课中注重培养的能力 不同专业的学生学习《力学结构》目的不同,需要先明白建筑学院学生学习《力学结构》的目的,需要从这门课程获得的能力,对教学非常重要。建筑学专业建筑力学课程总的教学目标是培养未来建筑师的基本力学素养,理解建筑形式与结构骨架间的相互依存关系[4]。《力学结构》(1)是以讲授结构力学为主的课程,《力学结构》(2)是以混凝土、钢结构、地基基础和抗震等学科的基本知识。 1.通过《力学结构》(1)的学习应掌握的能力。通过《力学结构》(1)课程的学习,建筑学的学生首先应该获得一个结构力学的基本概念,并不是仅仅会做简单的弯矩图就可以,而是应该了解力流的走向、传递和相互作用的原理,为建筑的概念设计提供一定的力学功底。因此在教学中的重点并不是仅仅是讲解每一种梁和刚架的内力图、内力算法和位移算法等,还应该讲解不同结构类型可以简化为哪种简化模型、结构计算简图中力流的分布和传递路径、为什么要计算内力图、计算各种内力和位移,利用结构设计实例讲《力学结构1》的各章串成一个整体,形成一个整体的设计流程图。 2.通过《力学结构》(2)的学习应掌握的能力。通过《力学结构》(2)的学习,应该了解结构学科的种类,如结构类型有钢筋混凝土结构、钢结构、木结构和砌体结构等,通过了解不同结构类型的特点、构造要求和简单计算方法,为以后的建筑设计奠定基础,了解什么类型的建筑应该采用什么材料的结构,了解每种结构的构件尺度是多少。此外,根据结构的不同设计阶段,力学结构课程还包括高层建筑结构、地基基础、抗震设计基本知识等章节,通过这些章节的学习,应让学生理解实体结构的设计包含了结构模型的建立、结构模型的静力分析、结构模型的抗震分析、地基反力的计算、杆件应力比的计算和位移参数的计算等,这些流程都是与课程章节一一对应,形成一个整体的流程图,将这一部分串成整体。 3.通过前沿工程技术赏析应获得的能力。除了对课程知识点的掌握外,通过本课程的学习,学生还应了解一些结构的前沿知识点,比如大空间建筑和高层的结构类型、传统和新型结构形式、案例分析,新型建筑材料的分类和特点,国内外代表性建筑的视频讲解、设计流程等。因此在课程中,除了讲述基本知识点,应通过大型工程实例的讲解,让学生提出自己的问题和思考,有助于加深对结构的理解,拓展建筑设计的思路,在思考建筑设计的同时,能够更多的思考结构与建筑的结合,体现出结构美。 三、基于未来建筑对建筑师需求的教学方法提升 1.工程实例结合课本知识点,同时紧密联系建筑设计。目前的授课已将工程设计实例和课程知识内容紧密结合,通过工程实例分析将课程知识点串成一个整体,但是对于建筑学同学来说,将所有知识点反映到建筑设计中更为重要,学生应该了解所有的结构知识将会对建筑设计产生的影响。因此,在教学中,应该注重知识点在建筑设计中的反映。 2.开展建筑、结构和环境设计联合小组。建筑学是一个综合大学科的龙头学科,应该尽早培养技术和沟通能力,可在课程末结合土木系和环境学院课程,组成联合设计小组,完成一套简单的建筑、结构和环境设计,结束后开展项目展示并由不同专业老师给出分数,综合成绩作为最后成绩。通过与结构和环境专业同学的配合和沟通,不仅可以将力学结构的知识点进行巩固,还可以锻炼协同沟通能力和团队协作能力,还能学习相关的结构技术和环境设计技术。 3.增加课程中实践环节。增加2周的结构设计大赛,让学生根据所学的结构力学的知识提出一种桥梁、大跨或者高层建筑模型,进行受力计算、模型设计和制作,考察模型的建筑方案、结构受力和模型制作三部分成绩,得出最终成绩。通过这种形式提高学生的学习兴趣,引导学生借助简单的结构力学计算软件进行结构分析。也可鼓励学生进行新型结构形式模型探讨,尝试变形建筑、模块建筑等新型形式,拓展思路,培养创新意识。 4.增加国外工程实例介绍。播放国外著名建筑的工程实例视频、国外著名高校公开课视频和各大建筑公司宣传视频资料,了解国外建筑设计、建筑技术和结构技术等前沿技术,了解国外建筑设计情况,同时可增强专业英语的培养。 力学专业论文:应用型本科土木工程专业力学课程群模块化建设 摘要:基于榆林学院土木工程专业力学课程建设和教学改革实践,力学课程群的建设将有利于精简课时的同时适应新形势下的应用型人才培养目标。文章从教学内容的整合与优化、实践教学的改革、考核方式的改革等方面,阐述了应用型本科院校土木工程专业力学课程群建设思路。实践表明: 力学课程群的建设,可以有效压缩教学学时,提高教学质量,对培养高素质应用型人才具有重要的意义。 关键词:土木专业;力学课程群;课程模块化;教学改革 0 引言 工科类应用型本科院校以工程教育为主要内容[1],其人才培养不同于研究型高校,亦有别于高职高专院校,培养的人才既要具有良好的综合素质,又要有较强的实践能力和解决实际问题的能力[2]。应用型本科院校专业设置主要突出地方特色以地方市场为导向并主要服务地方经济[3]。其土木工程专业培养目标要求学生掌握土木工程学科的基本理论和基本知识,获得工程师基本训练并具有创新精神的高级专门人才。应用型本科毕业生的就业主要是工程项目现场的施工和管理。而现场工程师的工作是解决一个个实际的现场问题,实际问题往往涉及多门课程知识以及知识的联合应用。但课程的学习常常是独立的,相互封闭的,一方面课程内容之间的相互渗透比较薄弱,另一方面涉及多门课程知识的综合应用型练习较少。因此,在讲授课程的过程中需帮助学生建立知识整体联系,更好地实现知识的联合应用。 1 土木工程专业力学课程群建设的必要性 课程群建设是课程建设的改革发展趋势,课程群建设不同于课程建设的一个重要标志是课程内容和课程体系的改革[4]。课程群建设立足于课程群的系统性,在对课程群内容重组时,删除课程间重复的内容,不强求单门课程内容的系统性[5-6]。 对于土木工程专业而言,理论力W、材料力学和结构力学是三门有各自特性又密切联系的课程,从目前大多数应用型本科院校的课程建设与改革实践来看,减少学时和精简内容是大势所趋,它促使人们对新内容体系的建立这一更深层次上的改革进行认真的思考、探索与实践[7]。将理力、材力、结力三大力学进行有机的内容划分与整合,组成土木专业力学课程群,对于地方应用型本科院校土木工程专业的课程建设而言,是一条值得尝试的路子,也可为土木工程专业的后续专业理论课程奠定坚实的基础。 此外,力学课程群的建设,将有利于课时的合理分配,将精简所得的课时用于分析性的力学教学,用于力学课程的实验或者课外实践对切实地方型本科院校培养应用型人才的培养目标具有重要的实际意义。 2 土木工程专业力学课程教学现状 2.1 力学课程间内容衔接松散 土木工程专业的力学类课程的教学现状主要是理力、材力和结力作为单门课程进行讲授。三门课程安排在三个学期,每门课程有各自的体系。从目前的教学反馈可以看出,在讲授材料力学内容的时候用到理论力学的知识,结构力学又是材料力学的后续课程,但学习后续课程时学生对前面课程的掌握非常影响新课程的继续。因此自成体系的教学模式在对知识的相互渗透和衔接上考虑得不够充分,在追求各课程自身完整的同时造成课时的不合理使用,显著影响了教学效果。 2.2 实践教学涉及较少 土木工程力学课程的实践教学涉及相对较少,几乎是纯理论性质,材料力学涉及的几个实验均为验证性演示性实验,实验过程相对简单,学生只需按实验教师的演示操作和实验指导书即可完成实验报告。且由于力学实验课是作为课内试验,并非单独成课,实验课成绩纳入平时成绩进行考核,在学业总成绩中整体所占比例很少,学生对此也并不重视。此外,作为验证性和演示性实验,大部分学生没有经历独立思考和动手的过程,因此很多学生参与实验的积极性并不高,滥竽充数者不少,这有违实验课设置的初衷,不利于学生解决实际问题能力和创新能力的培养。 3 土木工程专业力学课程群建设探索与实践 3.1 课程教学大纲修订 建立力学课程群,又必须实际教学内容与教学大纲一致,就必须先从教学大纲的修订着手。具体而言,不同力学课程有不同的整合方式。从教学内容的整合不再一味追求单门力学课程体系的完整性和系统性,考核方式的多样化,实践教学成果的考核和评价上都要做出巨大改革,为力学课程群建设的顺利实践提供依据。 3.2 理论教学的改革与实践 3.2.1 教学内容整合与优化 针对目前土木工程专业力学课程的授课特点,对教学内容的整合与优化主要是将原有课程的内容在精简的同时,进行合理的重新洗牌。精简要求删减与土木工程专业联系相对较弱的章节内容,重新洗牌是将原来课程中相关的内容整合在一起,使得实际内容前后联系更紧密,学生更好接受,以达到教学效果的提升。 3.2.2 合理实现课程群模块化 在力学课程教学内容的整合与优化过程中,由于不再追求单门课程的完整性,因此可将原有课程的内容进行重新洗牌,构建相对独立的知识模块,注重课程间相关内容前后衔接,增强教学效果。同时要注意理论教学与实践教学的有机结合,适时增加软件教学的知识模块,提高学生的实践能力和创新思维培养。 项目组拟将原有课程内容进行了重新调整,删除了与应用型土木工程本科培养目标联系较少的内容以及不必要的交叉重复性章节,弱化了应用性不强脱离实际的内容,增加与需求相适应的内容,初步确定设置力学模块12个。 3.2.3 制作密切结合工程实际的多媒体课件 制作与模块化教学内容相应的多媒体课件,充分搜集各种素材,将工程实际与科技发展中的力学问题引入课堂,启发学生的思维、激发学生的求知欲,成本较低地实现理论与实验结合、问题与工程结合、教学与科研结合,起到了知识传授与能力培养并重的教学目的[8]。 3.3 实践教学改革与实践 力学课程常常被认为理论性太强而与实际脱轨,但新的人才培养要求注重能力与素质的培养,在掌握理论知识的同时,要会应用所学知识,从而加强理解。 3.3.1 增加实验教学课时,提高实验教学质量 根据课程内容及教学目标的需求,同时根据学生的能力和兴趣差异,拟增加实验课程的课时。实验内容从基础性课内实验向综合性课外实践延伸,实验性质也由验证性向综合性和探索性转变。基础实验是传统经典的实验教学内容,需要改进的是分组数量要尽可能多,争取大部分学生可以有独立操作动手的可能。综合实验是一门课程多个知识点或多门课程相关知识点的综合应用,体现课程内容的交叉与融合,可以由学生自主建立团队,独立思考,独立设计,独立实施,以提高学生综合应用所学知识解决问题的能力。 3.3.2 开辟丰富多样的实践途径 提高学生的实践能力,培养现场工程师,在理论教学与实验相结合的基础上,还应当考虑增加多样化的实践环节。通过举办各类力学竞赛,比如“内力图绘制大赛“”创新型实验设计大赛”等;鼓励、指导优秀学生参加各级各类力学竞赛以及与力学相关的科技创新大赛;组织教师带队的工程认知实习,切实参与在建项目,开辟第二课堂;邀请企业专家进学堂等作为实践途径,让学生在实践过程中加深对力学知识的理解,提高力学知识综合应用的能力。 4 结语 力学课程群的建设,涉及课程内容的重新调整与优化,需要在实际教学活动中不断探索和推进,更需要各力学课程教师的齐心协作。模块化课程的教学,模块本身知识点一气呵成,利于学生对于知识点的掌握与应用,模块之间具有相对的独立性,便于课程的安排;实践教学的改革能最大限度地学以致用;两方面教学改革后的力学课程群建设,将更有利于培养全面发展的高素质应用型人才。 力学专业论文:采矿工程专业《岩体力学》课程教学改革初探 (河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000) 摘要:本文针对采矿工程专业本科生专业基础课《岩体力学》教学现状存在的不足,提出了理论实践并重、优化教学内容、革新教学方法、培养学生兴趣、拓宽学生知识结构等为一体的优化改革方案,教学实践表明,效果良好。 关键词:采矿工程;岩体力学;教学改革 一、《岩体力学》教学现状 《岩体力学》作为采矿工程专业的一门重要的专业基础课,其目的在于培养学生掌握岩石工程(井工开采、隧道、地下空间工程等)中一些力学现象的分析能力,使学生接受矿山开采和岩层控制基本理论和试验技能的初步训练,为学生学习专业课程及从事理论研究打下良好的基础。《岩体力学》一般在先修课程(高等数学、弹性力学、材料力学、理论力学等)完成后开设,在学生学习本课程时,不仅可对先修课程进行系统回顾,又可有效运用前期基础课程相关分析与计算方法分析宏观工程问题;同时,该课程的学习可为《采矿学》、《矿山压力与岩层控制》等主干专业课程的学习夯实理论基础。但是,随着科技水平的提高及分析方法的多元化,岩体力学所涉及研究范围及方法日趋复杂,这也要求高校教师对岩体力学知识掌握更加全面,推陈出新,与时俱进。传统教学过程中,有关《岩体力学》的教学多以课堂原理的讲授,已不再适用于本科生的教育及行业人才培养的发展需求。因此,结合现有条件对该课程进行教学改革,适应工科专业发展方向,培养学生实践与应用能力势在必行。 二、《岩体力学》教学中存在的问题 对于采矿工程专业的学生,力学基础相对较弱,即使之前已对相关基础课程进行了学习,但由于前期多为应试型学习,且理论性较强,导致学生对于基础知识的掌握多为“碎片式”,无法有效形成知识网络,导致学生学习《岩体力学》时非常吃力。此时,若依然按照传统教育模式采用灌输式讲授方法,则事倍功半。总结传统教学方法下存在的主要问题如下: 1.学生基础知识薄弱,易形成被动接受方式。《岩体力学》是对前期相关力学课程的延伸学习,若前期基础力学知识及运算方法掌握不牢,将导致学生学习过程形成停顿感,由于课程逻辑性较强,一个知识点产生卡顿,学生对于后续知识的学习将产生被动接受的局面,学习效率低下。 2.教师课堂讲授方法单一,不易于接受。资料显示,目前非力学专业教师采用的《岩体力学》课件大同小异,均是对课本一些原理及方法的罗列,讲授过程中多采用灌输式,导致课堂教学环节枯燥乏味,缺乏与专业特点的联系,学生不易参与其中,知识点也难以接受。 3.教学方法机械性较强,难以融会贯通。《岩体力学》主要采用的教学方法包括课堂讲授与岩石力学实验,对于实验部分,一般由实验老师授课,学生容易将理论知识的学习与实验独立开来,因此,实验作为揭示岩体力学现象的一种有效手段,无法让学生理解其独特含义。 4.传统理论讲授过多,新型技术所占比例少。随着科技发展,行业内涌现了大批岩体力学分析软件,这些软件借助于力学原理,在分析工程问题中得到了普遍推广应用。高校教师分析岩体力学问题时,可充分利用新型技术,将问题分析方法多元化,辅助学生学习力学,又可拓宽学生知识面。 三、课程教学改革方法初探 近年来,随着国家经济的发展,我国逐渐跻身世界岩土工程大国,存在较大的发展空间。因此,对于工程类学生,掌握岩体力学分析方法及相关理论,为以后从事相关工作及科学研究铺垫良好的基石至关重要。针对采矿工程专业《岩体力学》课程教学中存在的一些问题,初步提出了课程教学改革,具体包括以下几个方面: 1.注重课堂效果,激发学生兴趣。由于《岩体力学》内容相对枯燥,学生容易失去兴趣,因此,教师在讲授时应注重方法,提高课堂效果。讲授内容时应充分结合本专业工程实例,循序渐进,让学生理解所讲知识的来龙去脉。如讲授平面应变问题下巷道弹塑性分析时,可以具体教学实例进行切入,首先对弹性力学中平面问题进行回顾,进而对问题进行假设简化,最后引入弹塑性力学知识对问题进行分析,不仅对前期所学知识进行了复习,同时应用于解决现场工程问题中去,事半功倍。 2.注重基础,构建知识框架。采矿专业学生由于力学基础相对薄弱,甚至对一些专业术语掌握都不够准确,给课程后期学习带来了极大的困难。因此,教师需注重基础理论、基础知识和基本技能的讲授,讲岩体力学中复杂的理论知识及工程实践成果浓缩在有限的课时内。同时,注重课本知识的统筹规划,强调基础的同时,合理规划授课内容,突出重点,构建知识框架,促使学生对知识内容形成一个宏观的认识,利于融会贯通。 3.理论结合实践,加强学习感知。《岩体力学》具有理论复杂和实践性强的特点,理论复杂体现在不确定性上,实践性强则因与工程实践密不可分。岩石力学实验则是连接理论知识与工程应用的桥梁,因此,在教学环节应注重对实验的教学,同时,实验应在授课教师与实验教师共同参与下由学生独立完成,提高学生的分析问题能力,调动学生独立思考的积极性,培养W生应用创新能力。 4.做好通识教育,触类旁通。岩体物理力学特性受外界条件及自身结构影响极大,不同行业接触的岩体也存在较大的差异性,不同专业分析问题的角度不尽相同。因此,应结合专业特点,对讲授内容突出侧重点,例如,边坡工程、地基工程及地下工程所涉及岩体力学问题求解方法存在较大差异,因此,非专业知识课简单讲授原理,专业知识则重点讲授,做到触类旁通。 5.创新教学方法,未雨绸缪。在《岩体力学》教学过程,可适当引入一些新型分析软件和方法,如有限元、离散元及有限差分等软件,做到与时俱进,同时辅助学生理解一些复杂的原理,学生对于一些数值分析软件的理解可为工作及深造后岩体力学问题的分析提供新的解决路径,做到分析问题针对性强、操作应用快,理解容易,易于自身能力的提升。 结合工科采矿类本科学生的实际特点,加强《岩体力学》课堂讲授与工程应用的联系,优化教学内容,革新教学方法,培养学生学习兴趣,拓宽学生知识结构面,让采矿专业学生掌握岩体力学问题中涉及相关理论及分析方法,综合运用所学知识,在实际工程问题中找到突破口,提高授课效果,培养学生独立发现问题及解决问题的能力,为学生后期工作及学习打下良好的基础。以上具体方案,经过教学实践,授课效果得到良好改善。 力学专业论文:力学在机械工程专业中的应用分析 【摘要】:机械工程学是人类社会发展史上历史最为悠久的学科之一,相对于其他的学科来说,机械工程学更为实用,人们在实际的生活工作中,机械工程学能够利用的范围也非常广泛,可以说,机械工程学是对人类社会的发展和进步所作出巨大贡献的学科之一。随着经济科技的不断发展,机械工程学在当前社会已经发展成为一门涉及机械、电气、控制技术和计算机技术等多学科的综合性学科,其中使用范围最为广泛,最有实用价值的为力学。因此,本文将简单论述力学在机械工程专业中的应用,以供广大读者参考。 【关键词】:力学;械工程 【引言】:力学是力与运动的科学,它既是一门基础科学, 又是一门应用众多且广泛的科学。力学虽然属于机械工程学,但是力学中所涉及的内容之广,是一门独立的基础学科,在很长一段时间的学习和研究中,已经被人们应用到各行各业,其中在力学这门学科中,有一项工程力学所涉及的范围实用性最大,工程力学具有现代多重工程建设以及理论相结合的特点,所涉及到的知识面和实践范围都非常广,也更加具有灵活性,对现代社会经济科技的发展和进步有着重大意义。因此,本文将立足于机械工程中的力学分支,简要论述力学的概念和发展历程,并对力学在机械中的应用进行探讨与分析。 1、力学概念以及力学在机械工程专业中的发展过程 1.1力学的概念:力学是一门非常基础的学科,很多的专业和学科中都有力学的存在,都需要通过学习和研究力学的基础概念和技能进行实际的操作,力学是有关力、运动和介质(固w、液体、气体和等离子体),宏、细、微观力学性质的学科,研究以机械运动为主,及其同物理、化学、生物运动耦合的现象。虽然力学在根本上是一门非常基础的学科,在很多专业和技术上都有非常大的作用,很多学科也都用得上力学,但是力学所被应用最广泛的专业还是机械工程专业,根据机械工程的特点,力学发挥了其最大的作用。与此同时,力学也是一门技术学科,力学所涉及和所要研究的范围非常广,在力学所涉及的众多力学学科领域中,工程力学相对来说是最为实用的一种,实用性非常强,这类基础性很强的实用学科,被广泛的应用于社会各行各业,是解决工程实际问题的重要基础。下文也会对工程力学的重要作用作出简单论述。 1.2力学的发展。力学的发展历史非常悠久,力学的起源最早是人们对自然现象的观察,人们通过观察和研究生产劳动中的各种自然现象,最早在建筑以及农耕方面使用,比如杠杆、汲水器等。最初在古希腊时期,力学附属于自然哲学,后来成为物理学的一个大分支。开始人们只能根据力的特性进行简单的应用,力与运动的结合实在欧洲的文艺复兴以后,人们才正式开始了对力学的研究。十七世纪后期,牛顿三大定律的提出标志着力学作为一门独立的学科开始形成。此后,资本主义从诞生到发展,在18世纪末,以动力学和运动学为主要特征的经典力学日益完善。19世纪,力学通过大机器的生产促进其在工程技术和应用方面的发展,推动了结构力学、弹性固体力学和流体力学等主要分支的建立。19世纪末,力学已是一门相当发展并自成体系的独立学科。 2、不同种类力学在机械工程中的应用 因为力在机械工程中有着非常基础的作用,是机械工程专业发展的基础。力学是力与运动的科学,其中力学也有较多分支,不同作用和特性的力学在机械工程中的应用范围也各不相同,主要有以下几种: 2.1机械工程专业中弹性力学的重要应用。 众所周知,弹性力学也就是弹性理论,主要通过研究弹性体在非内力或者温度变化等不稳定的外界因素下所产生的压力和物理移动。学习机械工程专业的专业人员知道,在机械运动当中,较多的机械在运行和运转过程中,速度相对较快,且承载的压力等都非常大,机械的弹性变化更是变化莫测,不可预知,如果不能从根本上掌握机械的运行状态,就会导致机械的运行出现失误从而变形,因此在机械的系统运行状态之前都必须将机械系统进行细致的设计和分析。由此可见,弹性力学在机械设计中应用广泛。 2.2力学分支中断裂力学在机械工程中的应用。 断裂力学,顾名思义,主要研究含裂纹构件的强度与寿命,是结构损伤容限设计的理论基础,也是固体力学的一门新分支。断裂力学虽然属于力学分支,但是断裂力学下面也有更精细的分支:线弹性断裂力学与弹塑性断裂力学两大类,(1)线弹性断裂力学适用于机械在裂纹尖端附近小范围屈服的情况;(2)弹塑性断裂力学适用于裂纹尖端附近大范围屈服的情况。断裂力学相对于其他的力学分支在机械工程中的应用更为细致,能够更好的应用到机械工程中细小的零部件中,可以有效提高机械的性能与功效,更能防止工程设备发生灾难性的断裂事故,以确保机械、设备的安全可靠与良好运行。 2.3工程力学在机械工程专业中修理系列的实际应用。 这类力学可以说是最为实用并且在我们的日常生活和工作中应用范围最广泛的一项,它能够很好的处理机械工程行业中所出现的大量实际故障及相关机械部件的破损问题。我们的生活中离不开各种各样的机械,机械的使用极大的方便了我们的工作和生活,在机械出现故障时,只要是物理方面的故障,大都需要根据力学方面的知识作出判断和分析,才能更好的明确机械产生故障的缘由。 总结 综上所述,能够清楚的发现,力学尽管是力与运动的科学,但是它的研究对象除物质的宏观机械运动之外,更包括微观方面机械专业工程中的电气、控制技术等。力学既是一门机械工程专业中的基础科学,更是一门在实际的经济科技中应用众多且广泛的科学。此外,力学与天文学和微积分学几乎同时诞生,不仅在机械专业有着举足轻重的作用,在经典物理的发展中也起着非常关键的作用,极大的推动了社会经济科技的发展和进步。 力学专业论文:中职院校水利水电专业土力学教学研究 摘 要:随着经济的发展,给水利水电企业的发展提供了广阔的空间,但是当前水利水电相关的专业人才较少,这就要求学生为社会输送更多能力较强且专业知识丰富的学生。在这种情况下,中职院校需要稳抓教学工作,完成好水利水电相关学科的教学任务。本文以土力学为例,对这一课程的教学问题进行分析。 关键词:水利水电土力学教学对策 土力学是一门涉及到土木工程、水利工程和市政工程等多方面内容的基础课程,该门课程的最大特点就是理论多于解决实际问题,具有理论知识繁多、实践性强且应用具体的特点,课程内部的知识内容连贯性较差,学生在理解的时候存在一定的难度,老师必须要采取有效的教学措施提升学生的学习效果,具体来讲,要做好以下几个方面的工作。 一、启发式教学方法的应用 因为土力学中涉及到过多的理论知识和公式,且内容缺乏连贯性,老师如果采取灌输式的教学方法,将会使得课堂氛围更加枯燥,学生更不愿意学习。为了提升学生的学习积极性,提升学习效果和教学质量,老师需要根据课程特点转变教学方式,启发式教学方法的应用,能够达到较好的效果。 应用启发式教学方法,首先需要在课堂教学方面进行整体设计,教学过程中要把学生放在主体地位,老师通过引导的方式进行课程教学,在这个过程中,老师需要准确的把握好内容的脉络,并要站在学生的角度设置问题,课堂中需要使学生的大脑始终处于兴奋的状态,这样才能够更好的提升教学的质量。老师要注意各个章节之间的联系,让学生掌握好要点,要通过基本原理的工程应用或者是工程实例,启发学生,使其能够进行更深层的分析和思考。 二、借助网络技术优势丰富教学手段 土力学中涉及到的理论较多,单纯的通过老师的讲解,学生很快就会厌烦,而随着网络技术的发展,学生能够在不同的时间和地点在网络上进行学习,寻找相关的土力学资源和信息。老师也可以利用网络技术,将课程的内容制作成为教学课件开展教学活动。后者是将重点难点剖析、实例讲解以及专题讲座等各种板块制作成为播放软件,通过网络平台,学生就能够自主下载进行学习。 老师可以通过在课上播放和本节内容相关的视频的方式调动学生的兴趣,增强教学效果。或者是收集整理相应的工程图片及资料融入到理论知识的讲解当中,将枯燥的理论知识转化为直观形象的图片,或者是将实验制作成为录像,这样既能够方便教学,又能够使学生反复学习,增强认知度。 教学时,老师还需要结合土力学的特点,并从中职学生学习的要求和特点出发,将课程内容按照土工技术的要求进行优化整合,以更好的符合中职院校教学的需求,更加实现对学生应用能力的培养。 三、有针对性的进行复习 土力学内容繁杂,在学完一节内容之后,老师需要带领学生进行系统化的复习,将知识点进行全面的整理,分门别类形成系统,这样便于记忆。同时,老师需要借助习题或者是通过测验的方式检验学生对于知识的掌握程度,随时解决学生存在的问题。老师可以充分的利用课后习题,并增加土力学单元测试,或者是例举和工程实际相关的习题,锻炼学生的实践应用能力。同时,老师需要鼓励学生多思考,对于每一个问题看看是否有不同的方式提出,或者是否有不同的解答思路,让学生能够做到举一反三。 在这个过程中,老师需要抓住学生的特点,并根据学生的实际情况设置题目,因为每个学生的基础不一样,可以分成小组进行互助学习。为了能够使基础较差的学生跟上学习进度,可以对其进行强化性的训练,这样将会有助于提升教学的整体质量。 四、进行实验教学 在土力学教学过程当中,实验教学方法必不可少,在教学中,老师可以跟学校进行沟通建立起开放实验室,加强实验教学,并逐步的完善实验设施,实验仪器设备的配置要符合教学要求。开放性的实验教学,能够让学生自由的进行上课,变被动为主动,学生能够重复进行课堂教学中的实验,能力较强的学生还能够自主探究新实验。老师则主要负责引导,并根据学生的具体特点,协助他们进行实验的O计,并完成实验内容,对实验结果进行整理。通过这种教学方式,能够更好的调动学生的参与热情,彻底打破传统教学方式的束缚,让学生将理论知识和实践完美结合,这样在今后投入工作中后也能够得心应手。 五、结束语 土力学是水利水电专业中一门重要的课程,课程教学模式的探讨也是一项系统性的工程,老师在教学的过程中就需要紧跟实际发展情况进行创新,找到最佳的教学对策。本文就以此为中心,结合工作实际,对中职院校水利水电专业土力学教学对策进行了简要的分析,希望能够对今后的教学工作提供帮助,为社会输送更多专业型的人才。 力学专业论文:对船舶与海洋工程专业《结构力学》课程改革的几点思考 【摘要】《结构力学》是船舶与海洋工程学科的两大力学支撑之一,在整个专业的教学和人才培养计划中具有相当重要的作用。随着教育部“卓越工程师教育培养计划”的出台,工科专业对学生的工程能力和创新能力有了更高的要求,本文结合《结构力学》课程的教学改革工作,对如何培养应用型、创新型的复合人才提出了几点看法。 【关键词】船舶与海洋工程 结构力学 课程改革 《结构力学》是船舶与海洋工程学科的两大力学支撑之一,是船舶与海洋工程专业的重要学科基础必修课程,它既是对前期学习的理论力学、材料力学课程的延续与深入,同时也为后续的船体强度与结构设计、钢结构设计基本原理等课程打好基础,因此在整个专业的教学和人才培养计划中具有相当重要的作用。 随着教育部“卓越工程师教育培养计划”的出台,工科专业对学生的工程能力和创新能力有了更高的要求,本专业按照新要求制定了卓越工程师培养方案,修订了本科教学大纲,并且在教学过程中大力推进改革创新,着力培养适应未来行业发展要求的应用型、创新型复合技术人才。下面我就结合《结构力学》课程的教学改革工作,就如何培养应用型、创新型的复合人才谈谈自己的看法。 一、教学内容改革 1.合理搭配专业教材,突出船舶与海洋特点 目前,工科结构力W的教材主要是针对土建、水利、道桥、力学等专业编写的,教材中对通用的理论知识讲解非常透彻,但是例题和延伸知识中却缺乏和船体结构相关的内容,因此本课程在教材选取上,采用了由高等教育出版社出版的龙驭球教授、包世华教授主编的《结构力学》以及上海交通大学出版社出版的陈铁云教授、陈伯真教授主编的《船舶结构力学》两本书组合的形式。这样既包含了结构力学传统的基础知识,又增加了针对船舶与海洋专业特点内容的拓展,保证了教学内容上的丰富多彩。 2.适当结合工程背景,突出专业知识应用性 部分学生到了毕业设计或是工作阶段会感觉学习的专业知识无法应用到实际工作中,这主要是由于理论知识的学习和工程背景脱节造成的。因此,对船舶与海洋工程专业学生分析和解决实际问题能力的培养,必须在专业基础课程中就予以重视。在结构力学课程的教学工作中,需要将力学知识的讲解和具体工程背景下的力学模型结合起来,在进行计算分析时应多给学生介绍船体结构中板材、骨架的结构形式,使学生对工程实际中各种构件、支座的简化形式、载荷传递的简化方法熟悉掌握,这样才能将理论知识通过简化计算模型同船舶与海洋工程的实际结构联系起来,突出结构力学知识的应用性。 3.增加软件培训教学,贴近工程应用实际 传统的结构力学教学内容,主要是采用手算方法对比较简单的结构形式进行计算分析,旨在培养学生对工程结构进行校核分析的基本方法。而目前在船舶与海洋工程工业领域,已经有很多成熟的计算软件,使用专业软件对工程实例进行计算分析已经是行业内对毕业生基本的技能要求。因此,在结构力学的教学工作中,在打牢理论基础的前提下有必要培养学生使用软件建模、计算分析以及编程二次开发的能力,这样能够提高学生的综合素质、拓宽学术视野,为其后续的学习研究以及参加工作奠定扎实的专业基础。 二、教学方法改革 1.合理搭配板书教学和多媒体教学方法 结构力学是一门实践性很强的理论课程,要想达到良好的教学效果,首先必须坚持黑板板书的传统教学方法。口头讲解配合板书的教学方法逻辑清晰,重点突出,在教学速度上更容易被学生接受,特别是在公式推导和理论计算时,板书教学法对过程的分析更加细致,更容易被学生理解,因此,在教学过程中一定要坚持板书教学。 其次,应当利用多媒体教学手段提高教学质量。结构力学是一门与工程实践联系紧密的应用性学科,一些工程实例特别是复杂的结构形式无法通过语言和板书给学生进行描述,这就需要充分发挥多媒体教学手段的优势,通过图片、视频资料将实际结构形象的展现出来,这有助于学生将枯燥的理论简化模型同生动的工程结构实物联系起来,加深对所学知识的理解并能够学以致用。 2.充分发掘实习环节的教学作用 船舶与海洋工程专业的本科教学非常注重实践环节,安排了大量的现场实习教学工作,如认识实习、生产实习、毕业实习等。实习过程不仅能够使学生了解船舶设计和生产的原理、流程和工艺等实践知识,还可以发挥对专业课程的辅助教学作用。例如对结构力学课程中涉及的船体结构计算分析,就可以在实习工作中进行现场教学,直观生动的教学环境能够加深学生的理解和印象,起到事半功倍的效果。此外,还可以在实习过程中与经验丰富的技术人员进行交流,收集与结构力学专业课相关的生产实践知识,以及拍摄视频和图像资料,用以后续课程中作为补充内容进行授课,进一步拓展学生的视野,并将课程内容与生产实际相结合。 三、考核方式改革 1.考核成绩计入参加相关竞赛的成绩 参加结构力学专业相关的各级竞赛活动,不仅能巩固结构力学专业知识,还可以提高学生的综合能力,因此很有必要进行引导和支持。例如对于参加校级结构设计大赛表现优异的团队和个人,可以在课程考核中合理设置加分,通过加分奖励制度鼓励学生多参加相关竞赛,通过竞赛来检验学生的学习成果,不仅有利于课程教学效果的提高,也能够激发学生将理论知识应用于实际工程设计的创新潜质,推动教学工作和竞赛活动的互相促进。 2.考核成绩计入参加相关科研项目的成绩 教学和科研工作是相辅相成的,要提高专业课的教学质量,可以从鼓励科研入手。本科学习阶段,部分成绩优异且对科研活动感兴趣的学生很早就开始了科研工作的起步,而通过考核成绩中计入参加相关科研工作的方式来引导和鼓励学生参加科研,是提升教学质量的好办法。例如本校的本科生研究发展计划(SRDP)吸引了大量本科生的参与,对于结构力学课程教学而言,可以通过在最终考核成绩中计入相关专业SRDP项目成绩的方式来对学生进行引导,鼓励学生在达到结构力学课程本科要求水平的基础上,进一步深入学习专业知识,为后续的研究和工作提前打好基础。 随着船舶与海洋工程行业的发展和技术进步,对于本专业的结构力学课程教学要求也在不断提高,为了培养适应未来行业发展要求的应用型、创新型复合技术人才,结构力学课程的教学改革工作必须持续推进,而只有通过教学内容、教学方法和考核方式的改革将教学、科研、竞赛等活动有机的结合起来,才能推动结构力学课程教学质量的进一步提升。 力学专业论文:基于创新能力培养的土木工程专业结构力学课程教学改革研究 摘 要:结构力学作为土木专业传统的基础力学课在土木工程专业的教学和学生学习中起到基石作用,随着我国卓越工程师教育改革的深入,如何培养学生的创新能力和实践能力成为土木专业教师需要思考的问题。文章从教学内容、教学手段、实践环节设置等方面探讨了结构力学课程的改革,为今后相关课程改革提供了一定的借鉴。 关键词:结构力学;创新能力;课程改革 0引言 教育部“卓越工程师教育培养计划”要求高校培养造就一大批创新能力强、的高质量各类型工程技术人才。其实质就是要求高校根据社会需求培养出“基本功扎实,上手快,能力强”的高素质创新人才。这就要求高校在人才培养方面从专业基础课到专业课中自始自终贯穿对人才创新能力和工程能力的重点培养。而结构力学作为土木专业最重要的专业基础课,在整个土木工程专业课程体系中具有不容置疑的重要地位。结构力学课程教学的目标,要从传统的“会解题”,转变为会“解决问题”,要从传统的力学知识的掌握,提升为创新能力和工程能力的培养。因此,有必要对土木工程专业结构力学课程从教学内容、教学手段、实践环节设置等方面进行研究和改革,真正提高学生力学素养和创新能力。 1对结构力学教学内容和教学手段的改革研究 (1)教学内容及讲授例题与工程实践紧密贴合。传统结构力学教学通过学习力学理论、讲解例题来达到知识的掌握,对例题的选择与工程实践结合不够紧密,学生学会了解题,却很难提高解决工程实践问题的能力。因此,有必要结合土木工程各类典型结构合理选择各章例题,力求最大程度贴近工程实际,将工程实际问题作为教学例题进行分析讲解和讨论,如运用力学原理分析工程事故、对工程结构进行优化设计等等。由注重单一解题能力的培养向提高力学素养转变,同时,与工程实践的结合也将大大提高学生的学习兴趣,对后续专业课的学习也奠定了更有利的基础。 (2)由单一的课堂讲授向多元化教学模式的转化研究。以前的结构力学授课多采用课堂讲授为主,整个课堂由老师唱“独角戏”,学生被动接受,学习效果不好。而真正要提高学生解决问题的能力,就不能只由老师来唱“独角戏”,也要由学生来“唱一唱”。知识听懂了,还转化不成能力,只有在此基础上经过思考、总结和提高,才能一步步转化为能力。因此,需引入多元化教学模式,注重学生兴趣的激发和创新能力的培养,尤其应加强课堂讨论环节,引导学生思考、总结,通过讨论,加深对知识的理解和把握,从而提升能力。比如,在结构的内力计算相关章节,可以引导学生讨论如何减小杆件的弯矩,如何调整连续梁的内力,如何减小超静定结构的温度应力等等。既激发了学生对力学学习的兴趣,又提高了学生运用知识解决问题的能力。除此,还可以采取学生讲课、学生做分析报告等形式。 (3)结合工程实际合理确定各章节课后作业。作业是课堂授课的必要补充,只有切实认真地完成课后作业,才能真正将力学理论应用于解决问题。为了提高学生解决问题的能力,课后作业的选择非常重要。课后作业应贴近工程实践,更重要的是,要由单一注重定量计算向提高学生运用力学知识对比、分析问题、解决问题能力培养方面进行改革。传统的力学作业注重解题能力,题解出来了,问题就结束了,只解决了“会解题”的问题,而要提高学生的创新能力,不仅要注重加深学生对知识的理解和掌握,更要学生灵活掌握知识,学会活学活用。比如学生学习了位移的计算,课后作业可根据工程实践进行结构的位移计算,并要求分析哪些因素可影响位移值,若位移值不满足要求,可采取哪些办法等等。引导学生养成思考问题的习惯,比会解题更重要,只有经过思考经过总结,知识才能更快地转化为能力,这也是提高创新能力的基石。 2师资力量的合理配置 为有效培养学生的创新意识和实践能力,可尝试选择土木工程的专业课老师担任结构力学课程的授课工作。缺乏工程实践经验的力学老师,很难将力学知识与工程实践问题结合起来,而土木工程的专业课老师一般均具有较高的力学素养,不仅能够胜任结构力学课程的教学,同时又具有较高专业素养及工程实践经验,很容易将专业知识融入于力学教学中,对培养学生利用力学知识解决专业问题有很大的帮助,对后续专业课的学习也起到很好的铺垫作用。 3强化学生综合素质和创新能力培养的实践环节改革 习题做的再多也是纸上谈兵,因此,一定要鼓励学生多接触工程实践,在实践中提高分析问题和解决问题的能力。近年来,国家、省市及院系组织了很多力学竞赛及结构设计大赛,旨在提高学生的实践能力和创新能力。因此,应积极鼓励和组织学生参与这些竞赛。实践证明,对于在校学生来说,参与工程实践的机会很少,而结构设计大赛、力学竞赛等能大大提高学生的动手能力和解决问题的能力,是培养人才创新能力的重要环节。在结构力学的教学中增加这类实践环节,不仅能大大激发学生学习力学的兴趣,更能在动手过程中提高实践能力和创新能力。 4由传统的手算到手算与算结合的改革研究 手算对学生培养清晰的力学思维有很大帮助,然而对于较复杂的力学问题,手算将耗费大量的时间和精力,还容易出现错误。随着计算机技术的飞速发展,工程实践中多采用电算,为很好地与工程实践接轨,在大学教育中应注意手算与电算相结合。手算有助于对解题方法和步骤的理解,在力学的学习中不可或缺。然而大量而繁琐的计算大可采用电算,且可运用电算来进行结构的对比分析等,双管齐下,才能取得更好的效果。 5结语 要提高学生的综合素质和创新能力,要求我们真正把能力培养贯穿于整个结构力学的教学和实践中,及时考察改革效果并不断进行改进,只有这样才能真正培养出符合市场需求的具有创新能力和实践能力的土木工程人才。
机电技术应用论文:浅析煤矿机电管理技术的应用及管理 摘要:煤炭是我国重要的能源,煤炭工业的大力发展,在我国的国民经济建设发展中占居重要的地位。采用机电一体化产品的煤矿,能够获得可观的技术、经济和社会效益。随着现代化设备的不断投入使用,对机电管理人员的业务素质也提出了新的要求,只有熟识电气设备的功能,才会更好的完成本职工作。因而,近年来各级煤矿企业领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。 关键词:机电管理人员;煤矿机电一体化产品;煤炭生产 我国电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化,综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。该系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控,使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度,检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态,自动调节支架推移输送机的拉移等,使综合机械化水平上一个新的台阶。 煤矿机电一体化技术矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中,因为现代化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,因此随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为核心。 1 机电一体化 机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。我国在20世纪80年代成立机电一体化领导小组,并将该技术列为“863”计划。机电一体化正朝着智能化、网络化、微型化、柔软性化、系统化发展,它的发展对煤炭系统产生了很大的冲击,采用机电一体化产品将大大改善煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数,同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定的价值。它可不必更换设备,而对产品结构和生产过程进行必要的调整、改革,对传统的机械工业注入新鲜的血液,实现文明生产。 2 煤矿机电一体化产品 煤矿机电一体化产品已在许多煤矿得到广泛应用。国产的以计算机为核心的电牵引采煤机、全数字直流提升机已占领国内市场,我国已能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设备等。另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视井下关键设备和主要工作地点、调度室的装备实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、财务、人力资源、设备、销售及办公自动化都得到了普遍应用。煤矿机电一体化产品实现了设备的自动化、智能化、信息化等等,为煤矿生产实现高安全、高可靠、高效率和高效益提供了保障。 3改进煤矿机电管理的办法 3.1重视管理,提高机电管理水平 重视机电管理,首先是矿井领导人重视机电管理,这是加强机电管理的关键。机电管理人员要经常向矿领导汇报机电工作,多提工作建议,以获得领导的支持。 3.2因矿制宜建立机电管理机构,授予职权,统一管理 矿井机电管理机构体系不论采取哪处形式,都必须授予机电部门职权,实行统一管理。一般机电部门要具有以下职权,即:制定机电管理规章制度权;编制部署机电工作计划权;设备配件分配权;制止违章作业权;追查机电事故权;检查评比考核奖罚权;机电业务骨干调整调动工作监督权。 3.3加强机电标准化管理,建立健全标准化管理组织,提高全体机电人员的质量标准化意识,按标准化要求开展机电工作。 机电标准化是确保矿井机电安全生产的基础,地方煤矿应逐步完善机电标准化工作,成立标准化领导小组,制定标准化建设奋斗目标及具体措施、完成时间。实行“三抓”,即面上抓质量升级,线上抓达标头面、机道、机房,点上抓薄弱环节。建立机电标准化奖罚制度,开展机电标准化竞赛活动,树立标准化样板机电区队、机房硐室、机道,推动机电标准化工作的全面开展。 3.4扎实地做好设备综合管理工作 设备管理的基本任务是掌握设备动态,建立、保管设备档案,办理设备调拨转移手续,掌握设备技术性能状态,编制审查设备购置、更新、改造、修理、配件计划,掌握大修资金的使用,对设备实行全过程的管理。各矿应建立设备综合管理体系,完善设备综合管理制度,配齐设备管理人员,实行流程化管理,扎实地做好设备综合管理工作,确保设备管理制度化、正常化、规范化。 3.5认真落实规章制度 规章制度是机电业务活动的准则,是做好机电工作的纪律保证,应建立健全。当前,规章制度执行不利是突出的问题,特别是操作、维修、综合平衡、质量验收、现场管理等制度的执行方面尤为突出。矿井机电管理的主要工作对象是设备,落实规章制度也必须以管好、用好、修好设备为主要工作内容。目前急需重点落实的规章制度是:机电管理人员责任制度;设备使用操作规程;设备维护保养、检查、维修、质量验收制度;机电事故管理、设备现场管理、技术管理、综合平衡、班组经济核算等制度。 4 对我国煤矿机电一体化技术的思考 在 20世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。 应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度;以计算机为机电一体化的核心装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠;对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控制;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最优的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测;要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量准确度,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿现代化,达到煤矿自动化生产。 5 结束语 煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础。 机电技术应用论文:机电应用中的检测技术分析 作者:刘成良;战丽红;周恩才 摘要:高等职业教育工学结合的中机电一体化专业的前端检测技术学习与分析,实现了学生的高素质技能型人才培养和教师的实践学习。 关键词:机电一体化;传感检测;传感器;机器视觉 高等职业教育作为高等教育发展中的一个类型,肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命,《国务院关于大力发展职业教育的决定》的2006年16号精神,要求以科学发展观为指导,促进高等职业教育健康发展,改革教学方法和手段,融“教、学、做”为一体,强化学生能力的培养,教学过程实践性、开放性和职业性,突出实验、实训、实习三个关键环节,加强学生的生产实习和社会实践及校内生产性实训基地建设的校企组合新模式等,提高学生的实际动手能力。 我院的机电一体化专业通过和周边区域、企业工学结合、顶岗实习,走产学结合发展道路,使学生、教师的实际能力获得了极大巩固和提高,为社会主义现代化建设培养千百万高素质技能型专门人才。 一、机电一体化 机电一体化又称机械电子学,英语称为mechatronics,它是由英文机械学mechanics的前半部分与电子学electronics的后半部分组合而成。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,它的发展使冷冰冰的机器有了人性化,智能化。 机电一体化具体包括以下内容:机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术。 机电一体化主要课程机械方面有机械制图,机械设计,金属工艺学,数控编程技术,autocad;电工方面有可编程控制器plc,单片机,自动控制原理,电工电子。实习课程:电力拖动,plc,单片机,钳工,普通车、铣、刨床,数控车、铣,加工中心。 主要就业岗位:机电一体化设备的安装、调试、维修、销售及管理;普通机床的数控化改装等。次要就业岗位:机电一体化产品的设计、生产、改造、技术服务等。 二、传感检测技术 传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。 检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路,其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化,并将信息传递给电子控制单元,电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。 国家标准gb7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 可以用不同的观点对传感器进行分类: 按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。 按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。 电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。 电阻应变式传感器。传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。 压阻式传感器。压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。 热电阻传感器。热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合,这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等,它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃~+500℃范围内的温度。 按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量的开关型传感器;输出为模拟量的模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。 按传感器材料分类:可分为金属、聚合物、陶瓷、混合物传感器。 按传感器制造工艺分类:可分为集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。 集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。? 薄膜传感器是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。? 厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是al2o3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。 陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。? 完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性,在某些方面,可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。? 每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。 三、机器视觉技术 采用机器代替人眼来做测量和判断的“机器视觉”,第一步靠的就是传感器技术。 机器视觉系统是通过图像摄取装置把图像抓取到,然后将该图像传送到处理单元,再通过数字化处理,根据像素分布和亮度、颜色等信息,来进行尺寸、形状、颜色等的判别。进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 机器视觉技术日臻成熟,在现代加工制造业中,广泛应用于食品和饮料、化妆品、制药、建材和化工、金属加工、电子制造、包装、汽车制造等行业。在现代自动化生产过程中,广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。机器视觉系统能提高生产的柔性和自动化程度,提高了生产效率和生产的自动化程度,机器视觉易于实现信息集成,是实现计算机集成制造的基础技术。 四、机器视觉工业检测系统类型 机器视觉工业检测系统从检测性质和应用范围而言,分为定量和定性检测两大类,每类又分为不同的子类。机器视觉在工业在线检测的各个应用领域十分活跃,如:印刷电路板的视觉检查、钢板表面的自动探伤、大型工件平行度和垂直度测量、容器容积或杂质检测、机械零件的自动识别分类和几何尺寸测量等。此外,在许多其它方法难以检测的场合,利用机器视觉系统可以有效地实现。机器视觉的应用正越来越多地代替人去完成许多工作,这无疑在很大程度上提高了生产自动化水平和检测系统的智能水平。 用微波作为信号源,根据微波发生器发出不同波涛率的方波,测量金属表面的裂纹,微波的波的频率越高,可测的裂纹越狭小。 自动光学检测 (aoi) 指的是通过在受控照明条件下使检测目标(如 pcb 的一部分)成像进行的目标检测。 在aoi 系统中,捕获和重建3-d 形状的能力是非常必要的。3-d aoi从检测图像中可以萃取出不同类型的信息。其表面颜色一直被成功用于检查零部件情况,对于焊点检测,精确确定焊点质量,形状信息比颜色信息更有用。 高等职业教育坚持育人为本,德育为先,立德树人的根本任务,培养学生的社会适应性,教育学生树立终身学习理念,提高学习能力,学会交流沟通和团队协作,提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。 重视学生的职业道德教育和法制教育,重视培养学生的诚信品质、敬业精神和责任意识、遵纪守法意识,培养出一批高素质的技能性人才。 机电技术应用论文:试探机电一体化技术的应用 摘要:随着 科学 技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微 电子 技术信息技术的迅速 发展 ,机电一体化技术的应用也越来越广泛。本文对机电一体化技术的应用进行阐述,并对其发展进行探究。 关键词:机电一体化 应用 发展 0 引言 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着相关技术的不断发展,其内容将不断更新。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、 计算 机技术、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术,合理配置各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术,它使 工业 生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化技术的应用 1.1 在 现代 机械制造业中的应用 传统机械制造业是建立在规模 经济 的基础上,靠 企业 规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、 网络 化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。 1.2 在饮料行业中的应用 机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高,而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量,提高其国内、国际竞争能力。 1.3 在钢铁企业中的应用 1.3.1 计算机集成制造系统(cims) 钢铁企业的cims是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。 1.3.2 现场总线技术(fbt) 现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。 1.3.3 交流传动技术 随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 1.3.4 开放式控制系统 “开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 1.3.5 分布式控制系统(dcs) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2 机电一体化技术的发展趋势 2.1 智能化 智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能,设置智能i/o接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心 理学 、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 2.2 数字化 微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。 2.3 模块化 是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突,并能使之标准化、系列化。 2.4 网络 化 网络技术的兴起和飞速 发展 给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以 计算 机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 2.5 自源化 自源化是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。 2.6 人性化 人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说更 自然 ,更接近生活习惯。 2.7 微型化 微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、信息等方面具有不可比拟的优势。 2.8 绿色化 工业 发达给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果,所以绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 3 结束语 随着机电一体化技术的发展,各种产品与装置实现了机电一体化,有利实现整体优化,提高产品质量和生产效率,缩短开发新产品的生产准备周期,加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革,同时,随着新产品的研发及高精密等设备的发展,要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展,从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。 机电技术应用论文:浅论机电一体化技术的应用及其发展趋势 【论文关键词】:机械工业 机电一体化 数控 模块化 【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一) 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二) 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三) 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四) 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五) 接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六) 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一) 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、 总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多cpu、多主总线的体系结构。 2、 开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、 wop技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了cnc系统的控制功能。 5、 能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、 以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二) 计算机集成制造系统(cims) cims的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三) 柔性制造系统(fms) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四) 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一) 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二) 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除rs232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三) 微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四) 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五) 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六 ) 绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:浅析传感器技术在机电一体化中的应用 摘要:文章概述传感器 研究 现状与 发展 ,探讨传感器在机电一体化系统中的 应用 ,并 分析 我国传感器技术发展的若干 问题 及发展方向。 关键词:传感器技术;机电一体化;应用 在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 一、传感器的研究现状与发展 传感器是能感受规定的被测量并按一定 规律 转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展, 电子 信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。 从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进 工业 国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的 现代 科技 领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。 二、传感器在机电一体化系统中的应用 传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一,广泛应用于各种自动化产品之中: 1.机器人用传感器。工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,包括:其自身状态信息的获取通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成,操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现,这个过程非常重要,足以为机器人控制提供反馈信息。 2.机械加工过程的传感检测技术。 (1)切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或(金属)材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等,而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲,主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等,其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。 (2)工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比,工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来,工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲,工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外,还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器,如基于tv或ccd的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。 (3)刀具(砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度(按磨钝标准判定)或出现破损(破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称),使它们失去切(磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时,称为刀具/砂轮失效。工业统计证明,刀具失效是引起机床故障停机的首要因素,由其引起的停机时间占nc类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外,它还可能引发设备或人身安全事故,甚至是重大事故。 3.汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的 应用 , 现代 化汽车 工业 进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件,这不仅体现在发动机上,为更全面地改善汽车性能,增加人性化服务功能,降低油耗,减少排气污染,提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性,先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中,必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。 三、我国传感器技术 发展 的若干 问题 及发展方向 传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上 影响 和决定着系统的功能;其水平越高,系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系 统控制的信息就无法获得,进而使整个系统就无法正常有效的工作。 我国传感器的 研究 主要集中在专业研究所和大学,始于20世纪80年代,与国外先进技术相比,我们还有较大差距,主要表现在: (1)先进的 计算 、模拟和设计 方法 ; (2)先进的微机械加工技术与设备; (3)先进的封装技术与设备; (4)可靠性技术研究等方面。因此,必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。传感器技术今后的发展方向可有几方面: 1.加速开发新型敏感材料:通过微 电子 、光电子、生物化学、信息处理等各种学科,各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。 2.向高精度发展:研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。 3.向微型化发展:通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点。 4.向微功耗及无源化发展:传感器一般都是非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。 5.向智能化数字化发展:随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统的功能,其输出不再是一个单一的模拟信号(如0-10mv),而是经过微电脑处理好后的数字信号,有点甚至带有控制功能,即智能传感器。 机电技术应用论文:机电一体化技术专业“项目教学法”应用的探索与实现 【摘 要】高等职业 教育 培养目标是为社会提供大量的应用型技术人才,但高等职业教育的现状是满足不了社会的需求,为此,要求职业教育进行课程改革。本文根据高职学生的实际情况,结合本课程特点,从高职 电子 教学实际出发,在高职电子课堂教学中如何将传统的教学方法与 现代 化教学方法有机的结合,根据课程内容将项目教学法应用于课堂教学中。 【关键词】机电一体化技术专业;项目教学;应用 为进一步落实 科学 发展 观,坚持以学生为本,深化职业教育教学改革,办出职业教育特色,提高人才培养质量,增强职业教育对 经济 和社会发展的贡献力,各级各类职业学校都在进行课程改革,构建以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体的模块化专业课程体系。新课程实施的原则是要使学生“会学”,而不是“学会”。教学不单是知识的传递,更重要的是知识的处理和转换,以培养学生的创新能力。积极探索与新的课程体系相适应的教学模式,改变目标单一的以知识传授为主的教学方法,构建体现项目课程特性的新型教学关系,逐步形成以项目教学法为主要特点的教学,促进教师教学方式、学习者学习方式的根本改变。探索建立“教学内容模块化、能力培养项目化、实践指导个性化”的教学模式。 1.项目教学法的定义 项目教学法,是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目,围绕着项目组织和展开教学,使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。在教学活动中,教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生,在教师的指导下,以小组工作方式,由学生自己按照实际工作的完整程序,共同制定计划、协作完成整个项目。在项目教学中,学习过程成为每人参与的实践与创造活动,它的价值体现主要在完成项目的过程中,而不是最终的结果。 2.项目教学法在机电一体化技术专业中的设计原则 项目教学法与传统教学法相比,有很大的区别,主要表现在改变了传统的三个中心,由以教师为中心转变为以学生为中心,由以课本为中心转变为以项目为中心,由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。具体来讲,要遵守下面的五项原则: 2.1 项目教学的科学性。我们制定的教学目标,必须有利与开发每个学生的学习潜能,而且还注意把教师和学生所花费的时间和精力控制在合适的程度,以防师生负担过重。 2.2 项目教学的系统性。项目教学面向每一个学生的个性发展,尊重每一个学生发展的特殊需要,最重要的是创新能力的培养。对于一个职高学生来说,要很快具有创新能力是不现实的,但是使他们具有创新意识和创新精神是能够做到的,也是必须做到的。除了学科的整合,另外还与教师培养、设施设备条件关联,项目教学是一个系统工程。 2.3 项目教学的实践性。项目教学和现有学科教学最大的不同点是它不对学生进行纯学术性的书本知识的传授,而是让学生自己动手实践,在实践中获得信息时代所需要的能力,这才是设立项目教学这一课程的最根本的目的。如果说,其他课程主要让学生获得基础知识,那么,项目教学则强调让学生得到实践能力的训练。 2.4 项目教学的层次性。项目教学的开展,决不是为了取代学校现有的学科教学。因为职校学生还处在长知识、打基础的阶段,学科教学中的知识、能力训练是他们成长所必需的。不具备一定的从学科教学中获得的知识,开展项目教学只能是无本之木、无源之水,无从谈起。从这个意义上说,“项目教学”的开展非但不取代,相反还有赖于学科教学的质量。 2.5 项目教学的自主性。项目教学是以学生的直接经验或体验为基础而开发和实施的。它是以学生的直接经验为基础而对学科知识的综合运用,是对学科的逻辑体系的超越。在“项目教学”的开发和实施过程中,鼓励学生的自主选择和主动探究,将学生的需要、动机和兴趣置于核心地位,为其个性充分发展创造空间。 3.项目教学法在机电一体化技术专业中的应用 依据项目教学法在高职机电一体化技术专业课程教学中应用的基本原则,现将机电一体化技术专业课程作为实施研究的对象,开展项目教学法的研究。 机电技术应用专业项目大致可以分为: 3.1 典型的切削加工项目:可以构建以《机械设计基础》、《机械制造技术》、《数控技术基础》等形成的项目课程,作为第一个学习领域; 3.2 典型的 电子 装配项目:构建《电工基础》、《电子技术》、《电工与电子操作技能》等形成的项目课程,作为第二个学习领域; 3.3 典型的机电一体化控制项目:构建以《电力电子技术》、《电气控制》、《机电一体化技术》,《数控机床故障诊断与维护》作为第三个学习领域。 3.4 典型的机电产品装配、维修服务项目:构建《单片机接口技术》、《传感器技术》、《液压与气压传动》、《自控控制系统》、《plc可编程控制器》作为第四个学习领域。 这些从一到四的学习领域,按照学制及认知的 规律 ,从简单到复杂,从低级到高级,从一般到特殊展开项目教学过程。每个项目的实施步骤如下: (1)确定项目任务。组织教师分析项目涵盖的跨学科的知识及涉及到的专业科目,确定项目的目标和任务,详细编写《项目(课题)任务书》。 (2)布置项目。分发《项目任务书》,讲解项目要求,使各小组明确学习任务和要求。 (3)各工作小组拟订活动计划与方案,教师审核计划。项目小组拟订课题实施计划,设计一份详细的《项目活动计划》,每个小组成员都要有成果汇报任务,各小组都要有成果汇报.在计划书中学生可随时记录项目进展情况,以便教师随时检查和指导。 (4)项目小组的活动实施,学生动手实践。根据计划,各小组成员开始分头执行各自的任务。学生通过翻阅、取舍、整理资料,进行项目任务的设计和验证,通过解构单元实体、到实验室做实验验证相关结论、在实习室进行实际装接操作和调试等实际环节,不断提出问题,再通过小组讨论、请教教师等途径解决问题,最终完成课题任务。 (5)项目答辩与师生评价。在此阶段,通过“项目成果汇报、学生自己进行自我评估、组别互评、教师点评、师生共同 总结 ”等程序完成对各小组课题任务完成的评价。并将项目任务完成的评价结果列为项目学习成绩的一个部分。 (6)归档或结果应用。项目教学总结,并把项目工作的结果归档或应用到 企业 和学校的生产教学实践中去,以使项目工作的结果尽可能具有实际应用价值,指导后续工作。 各种教学法没有绝对的对错、优劣之分,都有一定的适用性,因此,“教学有法,教无常法。教学法选用的基本原则就是以“适合”为宜。总之,职业 教育 是一项任重而道远的任务,其教学方法的改革与创新也是无止境的。教师在传授知识的同时,要注重培养能力,在发挥教的主导作用的同时,又要调动学的主体作用,既重视理论学习又要倡导动手实践,只要我们不断地更新思想,推动教学方法的革新,就一定能培养出一大批适应社会 发展 的高素质劳动者,为发展职业教育事业,实现中华民族的伟大复兴和全面建设和谐社会贡献我们的力量。 机电技术应用论文:港口机电设备故障诊断技术的应用研究和推广 [摘要]随着港口吞吐量和机械化程度的增加,对港口设备的要求也越来越高,港口机电设备出现故障的现象也逐渐增多。本文首先介绍了设备故障诊断技术的 发展 及研究现状,分析了传统的设备故障诊断技术方法,然后针对港口机电设备故障诊断技术应用及研究进行了详细分析,并以内燃机为例详细说明了港口机电设备故障诊断的步骤。由于港口设备数量和种类较多,因此港口机电设备故障诊断技术应向自动化和智能化方向进一步发展。 [关键词]港口设备 故障诊断 应用 推广 我国的 交通 运输业是国民 经济 的重要组成部分,自从改革开放以来,我国的水运行业发展迅速,随着港口的大型机电设备的自动化程度的日益提高,我国港口吞吐量增长较快,促进了水运行业的发展,使得我国的交通运输行业在国民经济发展中所占的比重也逐渐增大。随着港口吞吐量和机械化程度的增加,港口机电设备在水运行业中的作用越来越重要,对港口设备的要求也越来越高,港口机电设备的结构及其组成也愈加复杂,负荷越来越重,因此港口机电设备出现故障的现象也逐渐增多,这直接影响了港口作业的质量和进度,降低了港口水运的经济效益。因此,对港口机电设备故障诊断技术的研究成为港口水运行业的的一项迫切的重要任务。 一、设备故障诊断技术发展及现状 机电设备故障诊断技术发展分为三个阶段:初级阶段-感官、专业知识和经验判断; 现代 化阶段- 计算 机技术、传感器技术和动态监测技术综合诊断;智能化阶段-集故障监测、诊断、设备管理和调度一体化的智能化阶段。机电设备故障诊断技术起源于20世纪,并在此期间取得了较大的发展和进步。航天 工业 的发展使该技术取得较快地发展,随后计算机、微 电子 和传感器技术的发展和应用使得该技术逐渐地完善,此时还在航天和核电等大型部门应用较多,其他部门发展较为缓慢,到20世纪末机电设备故障诊断技术在农业、化工、冶金矿山、发电、交通运输和机械制造等各部门开始应用,并且发展较快,取得了显著的经济和社会效益。21世纪,机电设备故障诊断技术在我国国民经济的各部门都已取得长足的发展和普及应用,技术发展转向智能化。 二、设备故障诊断技术及手段 ①机械振动监测诊断技术。通过对振动参数进行监测,来判断设备的运转情况,由于其此种方法简单偏于操作,且对设备没有损伤,因此机械振动监测技术成为首选方法;②磨屑监测诊断技术,该技术主要用于液压系统和润滑系统,由于磨损方式和磨损速度不同而产生的磨屑粒尺寸和形态有所差异,从而来判断破损类型和磨损部位;③温度监测诊断技术,由于设备不同部位产生的温度变化不同,利用温度变化程度来判断设备的运行情况,利用红外线来监测可以实现非接触、远距离监测,且能够进行运算、处理和判断精确测定设备各部分的温度变化;④无损探伤监测技术,该技术应用较广,尤其是γ射线扫描。该技术是射线在物质中的衰减 规律 ,扫描得到相关参数变化的谱线,然后通过系统分析确定设备故障的部位。 三、港口机电设备故障诊断技术 1.港口机电设备故障诊断技术研究情况 港口设备分小型装卸机械和大型装卸机械两类,其中小型机械数量大,流动性大,但活动范围小,大型机械种类多,作业分散,操作要求较高。国内鉴于港口机械的工作性质和工作环境,提出了柴油机、结构裂纹、液压传动、钢丝绳和制动器、粮仓、电器系统、皮带纵向撕裂、监测中心和测试车、设备管理和维修体制改革10个方向的相关的研究专题。 国内外设备故障监测技术与手段的发展,在港口机电设备故障诊断技术中也得到了广泛地应用。目前国内在各港口开展了设备监测研究和故障诊断研究,取得的成果有:上海港务局与上海海运、上海交大和同济大学等院校进行相关课题的合作,上述10个研究课题中9个课题开始进行研究,部分课题已列入交通部和上海市的科技攻关项目。 2.港口机电设备故障诊断实例分析 港口设备动力一般由内燃机提供,内燃机可能会出现故障,以内燃机为例简要分析港口设备故障诊断技术的应用。针对内燃机动力不足问题进行简要分析。 (1)故障现象。港口上使用时间较长的内燃机存在动力不足的现象。 (2)故障原因。内燃机油箱油量是否充足;内燃机的供油管是否有漏油或断裂现象;内燃机的喷油泵油量调节杆是否卡住、锁紧螺栓是否有脱落现象等;内燃机的燃油是否含有空气或其他杂质等;内燃机供油管是否堵塞;内燃机的燃油滤清器是否堵塞;内燃机的供油时间是否合适无延迟现象。 (3)故障排除。内燃机的供油管有没有漏油等问题,内燃机的油箱的油量多少,内燃机的喷油泵油量调节杆有无卡住,内燃机的油量控制杆锁紧螺栓是否脱落,内燃机的燃油成分检查是否空气含量较高,内燃机的供油管和滤清器是否堵塞,最后检查内燃机的供油时间。 (4)采取措施。首先应检查内燃机的油箱油量是否充足,如果油量不足应增添燃油;其次检查内燃机的供油管是否漏油或断裂,发现漏油或断裂及时进行维修,如果是由漏油原因引起则维修内燃机后还要排除管路中的空气壁面油的纯度不够;检查内燃机的调节杆卡住和内燃机的油量控制杆的锁紧螺栓是否紧固,如果在内燃机的运行过程中有异样声响,则需要将部件重新锁紧;然后拆下内燃机的燃油管的进油端进行连续压动,如无燃油流出,可能是供油管或燃油滤清器发生了堵塞,采取措施为进行逐段进行排除;内燃机的供油时间不合适,延迟或过早都会引起动力不足。 四、结论 自从改革开放以来,我国的水运行业 发展 迅速,我国港口吞吐量增长较快,对港口设备的要求也越来越高,因此港口机电设备出现故障的现象也逐渐增多。 本文首先介绍了设备故障诊断技术的发展现状,目前传统的机电设备故障诊断技术主要包括:机械振动监测、磨屑监测、温度监测以及无损探伤等,港口设备故障诊断技术水平已越来越高,然后随着故障现象的增多,港口设备故障诊断技术应向自动化智能化方向进一步发展。 机电技术应用论文:基于 Web3D技术的机电产品虚拟设计及其应用 论文关键词 :web3d技术 机电产品 cult3d技术 汽车 虚拟现实 论文摘要:主要介绍 了 web技术和 3d技 术相结合的产物一web3d技 术的基本概念、特点及实现技术.并以实例的方式详细阐述了web3d技术之一的 cult3d技术 .在机 电产品虚拟设计 中的工作流程,从而可以有效地提高机电产品的信息传达效果,为新产品开发提供一种崭新的互动设计模式,最终提 高企业的竞争力。 0 引言 随着数字化设计技术 的发展 .人们已不再满足在网上浏览一些静态的、文本类 、二维的产品图片,而对那些具有动态的、三维可视化效果的产品需求越来越迫切。以计算机网络和计算机三维图形学为基础的web3d技术以其特有的形象化展示功能、强大的交互性能和对现实世界的模拟功能在电子商务 、远程教育 、工程技术 、计算机辅助设计等领域已经获得 了广泛的应用。利用此技术设计的产品可以做到全方位展示 、色彩设计实时装配等 ,从而提高用户的参与性 。增强体验感。 1 web3d技术概述 1.1 web3d技术的基本概念 虚拟现实 vr (virtual reality)技术是一种逼真地模拟人在 自然环境中的视觉 、听觉、运动等行为的人机界面技术,web3d技术是虚拟现实技术的一种实现形式 [21。web3d还可以简单地被看成是 web技术和 3d技术相结合的产物 。实际上也就是本机的 3d图形技术 向互联网的扩展.网络性、三维性和交互性是其显著的本质特征。它与本机的3d图形技术的主要差别在于:第一,实时渲染 :它是由渲染引擎进行实时渲染从而实时显示的;第二,具有无限的交互性:因为是实时渲染,这就为交互性提供了基础;第三,优化和压缩:由于网络带宽的限制 .文件必须经过优化和压缩以保证用户端快速下载。通过应用 web3d技术 ,用户可以在 网上浏览以三维形式表现的物体 ,并对其进行交互性操作 以体验身临其境 的奇妙感受。 1.2 web3d技术的实现手段 web3d的实现技 术主要分成三大部分 .即建模技术、显示技术 、三维场景中的交互技术 [31。建模技术是虚拟现实技术的基础。把建立 的三维模型描述转换成人们所见到的图像,就是所谓的显示技术。三维复杂模型的实时建模与动态显示技术可以分为两类 :一是基于几何模型的实时建模与动态显示 :二是基于图像的实时建模与动态显示 。交互技术是 web3d的关键技术 ,交互功能的强弱 由 web3d软件本身决定 。但用户可以通过适当的编程来弥补软件的某些不足。 在众多的 web3d软件系统中 。基 于 java内核的cult3d技术因其在交互性能、文件体积和画面质量等方面的优越性而得到用户 的普遍欢迎 ,现已广泛应用于众多电子商务网站的 3d机电产品展示中。 2 cuil3d技术及其开发流程 cuh3d是一种全新的 web3d技术 .它有一纯 软件跨平 台的渲染引擎 ,主要包含 cult3d exporter plug—in、cuh3d designer和 cuh3d viewer plugin三大部分。 开发设计人员可 以使用 3d设计领域广泛使用的 3dsmax或 maya来设计 产 品 3d模 型 .使 用 cuh3d exporterplug—in来转换设计模型 ,在 cuh3d designer中为模 型加入交互 、音效等其它效果 ,再无缝隙地嵌入到 html页面和其他应用程序中 [41。其开发流程如图1所示。用户 即可在网上实时观看 3d模型 ,还可通过 鼠标对其进行旋转 、放大或缩小等操作。 3 cult3d‘技术在产品虚拟设计中的应用实例 3.1 创建汽车 cult3d对象 为方便输 出,必须使 用一个 三维模 型制 作 软件f3dmax或 maya1制作物体 的三维模型。制作前必须先下载插件 cult 3d exporter for 3dmax或 cult 3d exporter for maya。只 有安 装好 输 出插 件 ,3dmax或maya才可以将 3d模型输出成 cult 3ddesign的 c3d格式。在制作模型的细节、真实度上多下点功夫,尽量用最少的面来做模型,以控制好模型的大小。太多的面不仅会加长网络传送的时间 ,更是对浏览者机器 的考验。最后输出成 c3d格式的 3d模型 。 3.2 对汽车 cult3d对象进行交互设置 cuh3d对象的交互设计就是在 cuh3d designer的事件地图窗 口中建立事件、动作和场景的相互关系,使浏览者触发某个事件或某个事件 自动做出相应的动作 ,并将可视化的过程和结果实时反馈给浏览者达到交互的目的。 汽车的时间地图如图2所示,它可以通过鼠标控制实现汽车任意角度的展示、车门的开关、车轮的转动和汽车尾气排放等。在cult3d designer中完成设计后,需将culturald对象导出为可的co格式。在导出过程中还可对文件中的几何图形、声音等特征进行进一步压缩。 3.3 汽车cult3d对象 可cult3d对象的程序有多种,其中基于网络的应用较为广泛,用户可以通过网络或在本地机种用ie或netscape浏览器查看。基于网络的需要编写想应得网页,在编写网页时,有两项主要工作: (1)在网页中编写语句嵌入cult3d对象。ie浏览器是通过activex组件来cult3d对象。ie使用 object 的标签命令来在网页中嵌入activex组件。 netscape浏览器不支持 activex控件 .需要另外设置外挂程序的语法 。netscape浏览器使用 embed 的标签来嵌入 外挂组件 。另外 ,必须安装 cuh3d viewer插件,才能在浏览器网页时播放 cult3d对象。对于 ie浏览器需要在 object 这个标签内插入 codebase指定其下载网址.netscape浏览器需要在 embed 标签内插入 type=“application/x--cuh3d--object”语法说明外挂程序对象.pluginseape指定其下载网址。 同时支持 ie和 netscape浏览器的超文本语句如下 : object classid= clsid:31b7eb4e一8b4b一 11d1一a789--00aocc665 1a8 width= 宽 height= 高 codebase=http:///dianzijixie/" 电子商务模块使用。 4 结束语 虚拟现实技术作为一支崭新的综合性信息领域中的奇葩 ,体现出较高的人性化科技特色与风格。而将虚拟仿真技术同机电产品设计产业相结合 ,为设计师与企业厂商们提供了非常好的技术支持与解决方案.更为产品的推广营销创造了巨大的商业价值。无论是与传统影视媒体 、多媒 体软件 ,还是 与传统虚拟现实技术 比较 ,web3d技术都表现出了在机电产品设计中的独特优势和潜力 。随着网络技术的高速发展必将有更新的 web3d技术出现,服务于设计 、服务于大众、服务于未来 。 机电技术应用论文:机电一体化技术的应用与发展前景 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多cpu、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、wop技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了cnc系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(cims) cims的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(fms) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。 (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除rs232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:煤矿机电一体化技术应用探究 摘要:煤炭是我国重要的能源,煤炭 工业 的大力 发展 ,在我国的国民 经济 建设发展中占居重要的地位。因而,近年来各级煤矿 企业 领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。 关键词:煤矿 机电一体化 应用 1 概述 煤矿机电一体化产品是把各项高新技术融于一体的高科技产品,其主要技术包括:微 电子 、 计算 机、自动控制、人工智能、传感产品可靠性等等,这些都是科技高速发展的热门技术。在煤矿企业中,开始利用机电一体化技术对煤炭系统进行改造旧设备和开发新产品,并取得了巨大的成功,这让人们清楚地意识到,机电一体化技术和产品的发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。 2 煤矿机电一体化技术产品的应用 2.1 矿井运输提升产品的应用 在煤矿生产中,因为 现代 化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,那么随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为核心。在英国和意大利等国家,高性能、高可靠性的磁阻电机在煤矿提升系统中也得以应用。还有德国自主研发的内装式交——交变频调速提升机,它采用机电一体化技术把电机和滚筒做成一体,这样的融合技术不论在机械结构设计方面还是在电气控制系统方面在世界上都处于领先地位。 在我国,大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化,采用大巷强力带式运输机运输的方式也非常普遍。另外,计算机控制系统发展也非常迅速,它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能,如应用过程中的轴承温度、倒转、跑偏及断带等故障,可能在某些方面没有面面俱到,在使用上还不能满足一些功能,但是从发展的角度看问题,这的确是一个很好的开始。目前,我国直径在两米以上的提升机有1700多台,其中90%为交流提升机,并且均是采用转差功率消耗型的转子串电阻调速,电控系统部分绝大多数仍采用继电器——接触器系统,只有一小部分采用可控制编程器。直流提升机多数为发电机拖动,虽有部分可控硅供电系统,也均为模拟量控制。而plc可编程控制器使用比较简单,程序设计起来也比较容易,不需要一些复杂的输入输出接口装置,抵抗外界的干扰能力也很强,因此,它能在环境比较恶劣的情况下进行长时间工作。 2.2 综合机械化采煤 1970年,我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面,并在大同矿务局进行试验使用,一直试验使用到80年代后期,这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展,推动了煤矿自动化的发展进程,同样,采煤机也由液压牵引开始转向电牵引;液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展,以计算机为核心,采用电液控制,移架自动化得以实现。另外,对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置,实现计算机自动化控制。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用,使设备动作趋于协调,且安全性、可靠性大为提高,操作性能更加完善,为煤炭企业带来了更高的经济效益。 2.3 矿井安全生产监控系统 从多数煤矿使用监控系统的效果来看,还存在一些问题,但是主要问题是传感器的不足,并且使用过程中,其稳定性相对较差,使用寿命不足,一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究,对一些关键技术也实施多次再设计改进措施,但仍然没有得到预期的效果,因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外,由于 计算 机 网络 软硬件技术 发展 很快,运行速度和质量也在不断提高,传输介质由同轴电缆发展到光缆,信息媒体由字符发展到声像,煤矿的安全监控系统有了很大的发展,他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术推广应用最快的产品,一些高校、科研所和 企业 正在研究和生产煤矿安全生产监控系统。 3 对我国煤矿机电一体化技术的思考 在20世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。 应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度;以计算机为机电一体化的核心装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠;对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控制;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最优的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测;要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量准确度,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿 现代 化,达到煤矿自动化生产。 4 结束语 煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭 工业 生产打下了坚实的基础。 机电技术应用论文:浅谈机电一体化技术在煤矿的应用 摘要:近年来,我国各行各业竞相 发展 ,依靠机电一体化技术,大幅度地提高产品的性能、质量和可靠性,提高制造水平,增加产品的应变能力,提高劳动生产率,节约大量能源和材料消耗。煤炭系统也在利用机电一体化技术改造旧设备和开发新产品方面做了大量的工作,取得一定的成效。它已使人们清楚地认识到,机电一体化技术和产品的发展,是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。本文对机电一体化技术在煤矿中的应用进行阐述,并对其发展趋势进行分析。 关键词:机电一体化技术 煤矿 应用 发展趋势 1 概述 机电一体化技术就是机械、 计算 机、信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术,是微 电子 技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。机电一体化技术顺应了当今 科学 技术发展的 规律 ,显示了强大的生命力。由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面,因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标,而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。机电一体化将机械与电子技术融为一体,使物流、能流、信息流融为一体。 2 机电一体化技术在煤矿中的主要应用 2.1 机电一体化技术在提升机中的应用 矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备,全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一体,机械结构大大简化,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,大大简化了电器安装,此外,硬件配置简单,互相兼容。“九五”期间,国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ascs是由双cpu构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。此外,我国还应用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。目前,最大装机容量已达到5000kw,主、副井提升机可做到全自动化,不需要专门的绞车司机。 2.2 机电一体化技术在采煤机中的应用 电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相比,它具有一下特点:①良好的牵引特性:可以在采煤机前进时提供牵引力,使其克服阻力移动,也可以在采煤机下滑时进行发电制动,向电网反馈电能。②可用于大倾角煤层:牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6~2.0倍,所以电牵引采煤机可用在40°~50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置。③运行可靠,使用寿命长,电牵引和液压牵引不同,前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外,其它元件均无磨损,因此工作可靠,故障少,寿命长,维修工作量小。④反应灵敏,动态特性好:电控系统能及时调整各种参数,防止采煤机超载运行。⑤结构简单、效率高:电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻,电能转换为机械能只做一次转换,效率可达99%,而液压采煤机的效率只有65%-70%左右。 1991年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作,研制成功我国第一台采用交流变频调速mg344-pwd型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机以来,我国的电牵引采煤机有了较快的发展。国内上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都生产交流变频和直流电牵引采煤机,而且得到了广泛的应用。经过近20年的研制开发,我国的电牵引采煤机一逐步走向成熟,为煤矿生产技术的进步起到了积极的推动作用。 2.3 机电一体化技术在带式输送机中的应用 带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点,已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此,成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的cst可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷,如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台cst驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多,一般为3点驱动,这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且,输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低,和发达国家相比存在显著的差距。 2.4 其他煤矿机电一体化装置 液压支架则向电液控制方向 发展 ,将 计算 机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。我国神华集团大柳塔矿采用从德国和美国引进的电液控制的支架,移架速度为6~8s/架,最快的移架速度达3s/架。电液控制装置还可检测支架的工作状态。 煤矿供电的特点是供电要可靠,质量要高,能满足大功率设备的要求。因此应该推广节能型产品。高压开关柜采用维护量小,使用寿命长的真空开关。采用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数,减少供电系统无功电流,减少无功功率损耗。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”,具备 网络 功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。 3 煤矿机电一体化技术应用的发展趋势 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力,创造了巨大的 经济 效益和社会效益。但是,我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比,还有一定的差距,因此还有很多的工作需要继续研究,其未来的发展趋势是:①开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,研究具有自主知识产权的核心装置;②增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;④煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。 4 结束语 近年来,随着微电子技术、计算机技术、软件技术、传感器技术和自动化技术的飞快发展,信息流成为机电一体化的主要特色。其产品实现自动化、数字化、智能化,在性能和功能方面均实现了质的飞跃。因此,机电一体化技术是 企业 信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭 工业 生产打下了扎实的基础。 机电技术应用论文:机电一体化技术在汽车设计中的应用 摘要:经济的发展和汽车科技水平的提高大大加快了汽车机电一体化技术的发展速度,这对汽车产业的发展具有重要的推动作用。在汽车设计中应用机电一体化技术可以将汽车的性价比大大提升。但是在汽车设计中应用机电一体化技术仍然存在一些问题,对其造成不利影响。所以本文主是对汽车设计中机电一体化应用的进行了具体的研究。 关键词:机电一体化技术;汽车设计;应用 随着我国汽车行业的发展速度不断加快,大大拓展了汽车设计中机电一体化技术的应用范围,同时也大大提高了机电一体化技术的水平。稳定性、经济性和安全性等是机电一体化技术具备的特征,通过对汽车设计中机电一体化的应用进行研究,不但可以将汽车的整体稳定性提升,同时可以为机电一体化技术质量提供保障,从而对我国汽车行业的发展具有重要的推动作用。 1在汽车设计中机电一体化技术存在的问题 1.1陈旧机电一体化技术设备 我国汽车机电一体化设计技术具有较晚的起步时间,这样传统手动汽车控制系统的设计无法使汽车用户的实际需求得以满足[1]。同一汽车厂对不同车型的设计标准和操作流程没有统一的制定,这样无法规范汽车机械零件的设计方法,从而使机电一体化技术出现一些问题,如不够科学和规范以及无法安装等,使人们对现代化汽车设计的基本要求无法满足。这些问题的存在对汽车设计中机电一体化技术的提升和改进产生不利影响。由于汽车设计应用设备的落后性不但对大量的人力、物力和财力造成了浪费,同时使汽车设计中机电一体化技术的成本提升,从而对机电一体化产品的更新和机电一体化设计技术的创新造成阻碍。 1.2汽车设计理念的落后性 由于落后的机电一体化设计理念会大大降低汽车整体运行的性能和工作效率,这对汽车本身的设计方案造成一定的破坏,使汽车发生故障的次数增加,对创新和发展现代化机电一体化汽车设计技术造成影响[2]。另外由于汽车设计理念的落后性,无法有效的推广新型机电一体化技术方法,无法为汽车良好的运转性提供保障。在汽车实际运行中,传统的汽车维修人员对创新汽车设计理念工作并不重视,这样无法进一步推广和使用机电一体化技术,对创新汽车设计方法和提升汽车运行的整体安全性造成影响。 1.3汽车机电一体化技术人员较低的综合素质 由于不断增加汽车需求量,使汽车行业缺乏相应的汽车实际人才,这样在汽车行业中会使用一些非专科毕业的工作人员,从而对机电一体化技术的使用范围无法提供保障。另外汽车设计具有复杂的程序和较高的技术含量,如果汽车汽车人员的专业技术不丰富,会在安全过程中忽视一些小的零部件,这对汽车运行中的稳定性无法保障。而且由于汽车机电一体化技术人员具有较低的综合素质和专业素质,对安装检查汽车机电一体化技术设备造成影响。 2在汽车设计中完善机电一体化技术的措施 2.1将现代化机电一体化技术设备不断更新 在设计汽车过程中,机电一体化技术人员应该对计算机应用软件正确的使用,这样可以对汽车工程领域中机械技术的改善具有重要的作用[3]。技术人员要对机电一体化技术设备不断的改善,从而可以将汽车设计中处理信息的技术提升,而且要将汽车驱动技术和计算机集成技术等合理的应用到汽车的设计系统中。汽车设计中各个方案的执行是通过不断创新机电一体化设计技术设备来完成的,这样可以将汽车运行的整体功能性大大提升,使汽车电子系统与机电运行系统充分融合的目的得以实现。 2.2对传统的汽车设计理论进行创新 在设计汽车过程中关键的技术主要是机电一体化技术,所以在完善汽车性能的过程中机电一体化技术的创新设计的作用是不可代替的,同时创新汽车设计程序和理念可以将汽车的整体性能大大提升。但是在这个过程中要对各个因素阻碍进行克服,造成这种现象的主要原因是人们出行的安全问题,如生命财产安全会受到汽车内部各个零部件运行质量的影响。因此要充分的融合汽车的微电子精算技术和设计机技术,不断提升汽车的整体性能。只有在汽车设计中充分的应用汽车机电一体化技术,才能够将汽车机电一体化的微电子技术水平不断加强,从而可以进一步提升汽车的稳定性和安全性。 2.3将汽车设计人员的综合素质不断提升 智能化和功能化是目前汽车设计中机电一体化技术的主要发展方向,所以引进汽车机电一体化设计的人员不但要掌握较高的专业技术,同时其专业素质要符合要求[4]。同时要对新技术培训和专业考核制度的力度不断加强,这样机电一体化设计人员可以将汽车整体的机构和运行系统的专业规范熟练的掌握,从而可以为汽车的运行质量提供保障。同时汽车设计人员应该将相应的理论和专业技术不断完善,将微电子技术的应用范围不断推广,这样不但可以将技术人员的实践操作能力提升,同时可以将汽车运行的整体水平大大提升。 3结论 由此可见,随着在技术设计中机电一体化技术的应用力度不断加强,消费者逐渐用更高的标准要求汽车的安全性和稳定性等。在汽车设计中应用机电一体化技术,对机械领域各个方面的发展都具有重要的推动作用。但是其也存在一些相应的问题,这需求汽车企业采取针对性的措施,将这些问题合理的解决,从而可以在汽车设计中更好的应用机电一体化技术,进而可以大大提升汽车设计水平。 作者:徐群杰 邢敏 李娜娜 李莎 单位:山东劳动职业技术学院 山东财经大学东方学院 机电技术应用论文:煤矿机电技术管理在安全生产的应用 摘要:阐述了煤矿机电技术管理在安全生产中的作用,分析了煤矿机电技术管理现状,提出其在安全生产中存在的问题与不足,最后结合多年实践经验,针对煤矿机电技术管理在安全生产中的应用提出几点看法,以供参考。 关键词:煤矿;机电技术管理;安全生产;应用 0引言 要想实现煤矿生产安全高效,建成现代化的矿井,必须提高装备水平。矿井的装备水平、对装备的重视程度及使用情况对机电安全管理起到重要作用,具体应做到:要引进技术先进、运行安全可靠的装备;要严管理,建立健全管理机构和制度,统一队伍建设;要加强设备检测与管理;并提前做到对产品进行对比后购买,实现安全高效。 1煤矿机电技术管理在安全生产中的作用 1.1提高机电设备应用的规范性 煤矿机电设备故障大多是由于没有规范使用机电设备。如果操作不规范,就会加大设备损坏的概率,同时还会给煤矿生产安全构成严重威胁。相关统计表明,大部分煤矿安全事故都是由于设备操作不规范引起的,而导致设备操作不规范的主要原因就在于没有合理运用机电技术管理措施。为此,为了使煤矿设备操作更加规范,提高设备运行的可靠性与安全性,使安全事故得到有效控制,就必须对机电技术管理予以强化,确保在生产中对其的应用得到落实。 1.2保障机电设备安全 煤矿生产对机电设备的需求量较大。目前,很多设备没有得到及时更新,存在的安全隐患非常多。然而,有的煤矿企业依然在使用这些设备,使得事故发生率大大增加。而机电技术管理的有效实施,可以使机电设备的维护与检修水平得到提升,通过定期检查,这些设备的正常运行才能得到有效保障,对于煤矿安全生产有着十分重要的意义。 1.3提高机电技术水平 现阶段,中国很多煤矿企业缺乏专业的机电技术人员,难以满足煤矿生产的需求,导致机电设备操作不当,没有得到准确的检测与维护,进而给煤矿安全生产构成了严重威胁。而采用科学、有效的机电技术管理方法,能有效提高工作人员技术水平,在一系列培训中他们的专业技能得到强化,使煤矿机电设备操作更加规范,对于安全生产有着十分重要的意义[1]。 2煤矿机电设备技术管理存在的问题 2.1对煤矿机电设备标准化不够重视 在煤矿生产实践中,有的企业在机电设备标准化人员配置方面存在严重不足。即使有安排相关管理人员,他们大部分也属于兼职,专业水平并不高,进而导致机电设备管理不合理问题时有发生。且有的机电管理人员受限于专业素质低、标准化意识薄弱,在管理煤矿流动设备与固定设备时,没有严格遵守相关规范规定,难以满足管理要求。相关调查显示,在机电设备管理中,很多煤矿机电管理人员对规范制度的落实情况并不理想,时常出现机电设备的编号、标志不全的问题。这一现象在选型、采购、验收及安装等环节非常突出。有的机电设备的更新也存在问题,在长期运转之下,没有及时进行报废处理,导致设备运行存在诸多安全隐患。 2.2机电设备管理部门的职能没有得到充分发挥 就煤矿生产现状而言,尽管大部分煤矿企业针对机电设备管理设置了机电科,然而这些煤矿机电管理部门却没有充分发挥部门职能作用,更多的是追求设备的生产效益,对煤矿机电设备技术管理的重视程度并不高。受这一问题的影响,除了有可能造成管理机电运行的网络中断之外,机电管理人员匮乏问题也越来越严重,在缺乏完善的机电专业组织的情况下,机电管理部门就难以体现出自身价值。 2.3机电管理人员队伍建设不到位 实践表明,尽管大部分煤矿企业都根据有关制度与规范,针对机电管理人员队伍进行建设与发展,并定期或不定期地采取一系列培训与教育措施。然而实际培训效果却不甚理想,很多培训的工作内容与形式的针对性不强,大多停留在理论方面,显得过于抽象,甚至存在与现实脱节的问题。这种走过场的培训与教育显然难以满足工作人员的需求,缺乏实际意义,员工的积极性与主动性无法得到有效提高[2]。 2.4煤矿机电设备管理人员水平有待提升 作为煤矿企业,其机电设备技术管理人员的特点在于流动性很强。而生产需求的增加迫使煤矿企业引进更多的新员工,这些员工在投入生产之前,往往没有经过培训,专业知识水平较低,管理经验也相对匮乏。受限于技术水平与专业素养,这些工作人员在操作中难以严格遵守规章制度,导致煤矿正常生产受到不利的影响。 2.5煤矿机电设备更新不及时 目前,大部分煤矿企业缺乏完善的机电设备保护机制,难以满足煤矿安全规程的要求。有的煤矿企业出于生产进度要求,不得不提升机电设备的负荷,使其长期处于高强度作业状态,进而加速了机电设备的老化。再加上这些设备本身就没有得到及时更新,并且定期维护与保养工作也不到位,使得煤矿机电设备安全状态受到影响,严重威胁到煤矿安全生产。 3煤矿机电技术管理在生产中的应用对策 3.1强化设备的现场管理 a)在设备安全方面,必须提高安全质量,为机电设备运行的可靠性与安全性提供强有力的保障。在安装前必须对安装流程进行合理设计,如果没有有关部门的审核批准,就不得投入使用,如此才能从根源上消除设备安全问题。机电安全部门必须严格按照有关制度规定对设备安全进行检查与验收,在进行下道工序之前,必须有设备管理人员的签字确认;b)设备运行质量的提升也至关重要。煤矿企业必须加强设备检查制度建设,对设备进行定期点检。为了完善点检标准,应对相关数据进行研究与分析,对机电设备运行进行了解,如此才能使故障得以及时发现并得到解决。技术人员应做好设备的跟踪调查工作,确保其得到及时的维修,应对点检周期进行合理制定,使设备点检工作更加合理、有效;c)煤矿企业要针对设备检修予以重视。应对设备采取停产检修措施,在这之前应对检修计划进行制定与完善,使检修工作得以顺利开展。同时还要强化检修人员的责任意识,对检修工作责任制度进行完善,将设备检修质量责任落实到个人,为设备运行的可靠性与安全性提供保障[3]。 3.2加强机电设备检测 a)应加强检测管理制度建设。在检测之前要对相关制度进行完善,对设备运行进行定期检测与检查。针对设备故障问题,要做好故障诊断与预测,应不断改进技术方法,提高检测水平,以此来保证设备运行正常;b)做好对检测人员的考核工作,将设备检修质量责任落实到个人身上。可采用小组形式对设备进行检修,使相关责任得到明确。此外还要做好现场检查工作,定期检测设备运行参数;c)必须提高技术人员业务水平。煤矿企业要做好人才培养工作,坚持以人为本的原则,为机电设备技术管理人员提供机会接受培训。在培训中,必须结合实际情况,使管理人员的专业水平得到有效提升。企业还可以制定激励机制,使员工的积极性得到提升。为了实现这一目标,企业就必须加大资金投入,引进先进技术手段,提高培训质量,使技术人员的实际应用水平得到提升。且要不断完善责任制度,使煤矿生产中存在的责任问题得到解决,将技术人员的作用充分发挥出来。 3.3加强机电技术管理队伍建设 作为开展煤矿机电设备技术管理工作的主体,建设机电技术管理队伍对于煤矿生产正常运行而言有着重要意义。为此,煤矿企业必须重视管理人员的综合素质的提升,促使其业务素质、文化水平得到全面提升,在操作设备的过程中严格遵守规章制度,为煤矿机电设备管理工作的有效开展提供强有力的支持。 4结语 煤矿机电技术管理对于煤矿安全生产而言有着重要意义。然而现阶段中国煤矿生产中,机电技术管理依然存在诸多不足,因此必须对此展开研究,针对煤矿机电技术管理存在的问题进行分析,并以此提出有效的应对措施,使煤矿机电技术管理在安全生产中的作用得到充分发挥,为煤矿企业的发展提供强有力的保障。 作者:乔斌 单位:山西诚正建设有限公司 机电技术应用论文:机电工程技术应用及其自动化问题 【摘要】现代科学技术的逐渐发展与完善,相关学科间开始有相互渗透、交叉的情况,为工程领域(尤其是机械工程)带来了变革。当前,计算机、微电子技术的迅猛发展,不但扩展了应用范围,还开始广泛应用于机械工业领域,并衍生机电一体化,利于机械工业的发展,另外机电一体化实现了机械工业产品结构、管理系统以及生产方式等方面的改善,预示着机电一体化时代的到来。 【关键词】机电工程;技术应用;机电一体化;核心技术;发展前景 当前,计算机、微电子技术的发展,开始广泛应用于机械工业领域之中,并逐渐发展形成机电一体化局面,改善机械工业的同时加速了机械工业的发展。本文就机电工程技术应用、机电工程的核心技术以及机电工程技术的未来发展前景进行分析,加速机电工程一体化发展。 1机电工程技术应用分析 1.1机器构造 就机电工程技术而言,其应用期间涵盖多种生产机器,而生产机器自身有发动机、配器、行驶以及制动等较多的组成部件,想要确保机械的运行效率,需要进行运转精度、改善性能等方面的优化。同时,进行机械效率优化期间,仅考虑机器结构存在明显的片面性,还需要对相关材料进行考虑以及改进。一般传统机器产品的原料为钢铁,但是随着传统机器产品市场竞争力的下降,开始倾向性的选择非金属复合材料以及更优质的金属材料,通过新型生产原料的选择,不但成功降低了机器自身的重量,还降低了能力方面的消耗,在提高驱动系统功率的同时提高机器效率。 1.2技术的优化 想要进行机电工程技术的应用,最为行之有效的方法就是进行弱电控制线路的提高,在提高的同时保证工作的有效运转。具体从提高传感器、电机、微型计算机等方面的综合性能展开分析,提高弱电控制线路,内容如下。 1.2.1电机 电机作为驱动机的代表,应用期间电机响应速度、工作效率存在问题,想要进行电机综合性能的提高,可以研发并选择新型驱动单元,并在期中加入传感器以及控制组件等。 1.2.2传感器 就传感器而言,科技含量低会影响信息精准度、敏锐性以及信息传入的及时性,所以想要提高传感器工作效率,前提就是提高传入信息的敏锐性、精准度。当前,光纤传感器是最为常用的传感器类型,非接触性检测屈董单元是信息传播的介质,能够在避免外界因素干扰的情况下提高信息的可靠性。 1.2.3微型计算机 微型计算器作为信息处理设备之一,在机电技术应用、微电子学发展方面具有积极意义。想要提高微型计算机的综合性能,前提条件是提高信息处理设备自身的快速、准确、可靠,并对干扰等相关问题进行处理。另外,要进行专项技术人才的培养,达到在控制研发成本的前提下研发高速快递方式,确保机器运作效果。 2机电一体化核心技术分析 机电一体化涵盖两方面技术,即软件、硬件(机械本体以及传感器等),为了确保机电一体化发展,需要从机械本体技术、传感技术、信息处理技术、驱动技术、接口技术等5个方面进行分析,内容如下。 2.1机械本体技术 机械本体需要综合考虑几个方面,包括性能方面的改善、质量上的减轻、精度上的提高。机械产品的主要材料就是钢铁材料,想要减轻质量,前提是进行结构改进,并考虑材料的替代,在坚强机械本体重量的情况下实现驱动系统小型化,并最终达到机械本体优化的目的。 2.2传感技术 传感器问题主要考虑三个方面,即可靠性、灵敏度、精准度,并预防干扰。电干扰的预防应采用光纤电缆传感器,外部信息传感器选择非接触型检测技术。 2.3信息处理技术 当前,信息技术的发展与普及,直接促进了机电一体化,所以想要更好的带动并发展机电一体化则必须考虑到信息处理设备自身模/数转换设备、输入输出的可靠性情况,提高处理速度。 2.4驱动技术 基于电机驱动机使用期间的快速响应、效率问题,所以开始研发内部装有编码器、伺服驱动单元替代传统的电机。 2.5接口技术 想要实现和计算机之间的通信,需要确保数据传递具备格式上的标准化以及规格化,利于实现信息传递、维修处理,并进行设计简化。当前,技术工作人员开始在合理控制经济成本的条件下进行高效接口的研发,以解决接口中所涉问题。 3机电一体化技术前景分析 就当前机电一体化发展情况以及高新技术的不断应用,未来机电一体化主要有智能、系统化、微型化、模块化、网络化、绿色化等6个发展方向,内容如下。 3.1智能化 当前,智能化俨然已经成为21世纪机电一体化的主要发展方向,智能机电一体化产品能够有效的进行人类智能的模拟,有一定的判断、推理、思维、决策能力,在工作开展期间逐渐的替代某种程度的人脑劳动。 3.2系统化 系统化表现特征包括两个方面,即开放式/模式化总线结构以及加强通信功能。系统在灵活组态的情况下,能够进行裁剪、组合,以实现系统的协调以及综合管理。就未来的技术发展而言,机电一体化需要着重考虑产品、人之间的关系发展,尽可能的实现产品中部分人的性能,包括智能、情感等,趋向于生物系统化发展。 3.3微型化 微型机电一体化涵盖微机械、微电子、软件技术,成为机电一体化发展方向之一。当前微电子机械系统逐渐朝向更小尺寸的纳米以及微米方向发展中。微机电一体化系统自身兼具诸多优势,包括体积以及耗能小、灵活性等,能够进入一般机械都无法达到的空间中,利于精细化操作,且开始应用于生物、航天、农业等领域的发展中,未来发展前景更为广阔。 3.4模块化 在机电一体化中,产品的种类丰富多样,生产厂家繁多,进行机械接口(电气以及动力等)的研发是复杂且重要的事,需要经历较长的时间,并制定相关标准,确保部件以及单元、接口的匹配。就企业而言,可以借助标准单元进行新产品的开发,并合理的进行生产规模的扩大化。 3.5网络化 就当前网络技术发展而言,网络化是最常听到的词汇,并广泛应用于各个行业中,对于机电一体化来说网络技术同样产生了很大的影响,使此行业向网络化发展。机电一体化产品所涵盖的种类较多,所以网络的对应方式以及形式也会有所不同,网络的普及使得远程控制终端设备成为了机电一体化产品。 3.6绿色化 当前,工业的兴盛发展,在降低资源的同时,更好的提高了人们的物质生活。为了降低生态环境可能受到的污染问题,绿色产品应运而生并占有最突出的市场地位。绿色化已经成为时展的主要趋势,所谓绿色化是指使用期间不污染生态环境且报废期间不进行回收,目的是在产品的整个生命周期(包括设计、制造以及运输等)中将生态环境危害降低到最低,并且最大程度上提高资源的利用效率。另外,绿色化已经成为制造业的可持续、健康发展模式。 4结语 综合本文上述内容,机电一体化已经成为自动化技术发展的最高阶段,机电一体化技术的发展是社会所需、是社会生产力发展所需、是传统机械设计变革所需,在推动机械产品发展的同时,振兴机械工业的发展。另外,机电一体化有智能化、系统化、微型化、模块化以及网络化、绿色化等未来发展方向,也对相关科研工作人员提出了更多的要求,以利于机械工业行业的发展。 作者:梁战昌 单位:岑溪市水利供水有限公司 机电技术应用论文:机电工程技术应用和自动化问题 【摘要】现代科学技术的逐渐发展与完善,相关学科间开始有相互渗透、交叉的情况,为工程领域(尤其是机械工程)带来了变革。当前,计算机、微电子技术的迅猛发展,不但扩展了应用范围,还开始广泛应用于机械工业领域,并衍生机电一体化,利于机械工业的发展,另外机电一体化实现了机械工业产品结构、管理系统以及生产方式等方面的改善,预示着机电一体化时代的到来。 【关键词】机电工程;技术应用;机电一体化;核心技术;发展前景 当前,计算机、微电子技术的发展,开始广泛应用于机械工业领域之中,并逐渐发展形成机电一体化局面,改善机械工业的同时加速了机械工业的发展。本文就机电工程技术应用、机电工程的核心技术以及机电工程技术的未来发展前景进行分析,加速机电工程一体化发展。 1机电工程技术应用分析 1.1机器构造 就机电工程技术而言,其应用期间涵盖多种生产机器,而生产机器自身有发动机、配器、行驶以及制动等较多的组成部件,想要确保机械的运行效率,需要进行运转精度、改善性能等方面的优化。同时,进行机械效率优化期间,仅考虑机器结构存在明显的片面性,还需要对相关材料进行考虑以及改进。一般传统机器产品的原料为钢铁,但是随着传统机器产品市场竞争力的下降,开始倾向性的选择非金属复合材料以及更优质的金属材料,通过新型生产原料的选择,不但成功降低了机器自身的重量,还降低了能力方面的消耗,在提高驱动系统功率的同时提高机器效率。 1.2技术的优化 想要进行机电工程技术的应用,最为行之有效的方法就是进行弱电控制线路的提高,在提高的同时保证工作的有效运转。具体从提高传感器、电机、微型计算机等方面的综合性能展开分析,提高弱电控制线路,内容如下。 1.2.1电机 电机作为驱动机的代表,应用期间电机响应速度、工作效率存在问题,想要进行电机综合性能的提高,可以研发并选择新型驱动单元,并在期中加入传感器以及控制组件等。 1.2.2传感器 就传感器而言,科技含量低会影响信息精准度、敏锐性以及信息传入的及时性,所以想要提高传感器工作效率,前提就是提高传入信息的敏锐性、精准度。当前,光纤传感器是最为常用的传感器类型,非接触性检测屈董单元是信息传播的介质,能够在避免外界因素干扰的情况下提高信息的可靠性。 1.2.3微型计算机 微型计算器作为信息处理设备之一,在机电技术应用、微电子学发展方面具有积极意义。想要提高微型计算机的综合性能,前提条件是提高信息处理设备自身的快速、准确、可靠,并对干扰等相关问题进行处理。另外,要进行专项技术人才的培养,达到在控制研发成本的前提下研发高速快递方式,确保机器运作效果。 2机电一体化核心技术分析 机电一体化涵盖两方面技术,即软件、硬件(机械本体以及传感器等),为了确保机电一体化发展,需要从机械本体技术、传感技术、信息处理技术、驱动技术、接口技术等5个方面进行分析,内容如下。 2.1机械本体技术 机械本体需要综合考虑几个方面,包括性能方面的改善、质量上的减轻、精度上的提高。机械产品的主要材料就是钢铁材料,想要减轻质量,前提是进行结构改进,并考虑材料的替代,在坚强机械本体重量的情况下实现驱动系统小型化,并最终达到机械本体优化的目的。 2.2传感技术 传感器问题主要考虑三个方面,即可靠性、灵敏度、精准度,并预防干扰。电干扰的预防应采用光纤电缆传感器,外部信息传感器选择非接触型检测技术。 2.3信息处理技术 当前,信息技术的发展与普及,直接促进了机电一体化,所以想要更好的带动并发展机电一体化则必须考虑到信息处理设备自身模/数转换设备、输入输出的可靠性情况,提高处理速度。 2.4驱动技术 基于电机驱动机使用期间的快速响应、效率问题,所以开始研发内部装有编码器、伺服驱动单元替代传统的电机。 2.5接口技术 想要实现和计算机之间的通信,需要确保数据传递具备格式上的标准化以及规格化,利于实现信息传递、维修处理,并进行设计简化。当前,技术工作人员开始在合理控制经济成本的条件下进行高效接口的研发,以解决接口中所涉问题。 3机电一体化技术前景分析 就当前机电一体化发展情况以及高新技术的不断应用,未来机电一体化主要有智能、系统化、微型化、模块化、网络化、绿色化等6个发展方向,内容如下。 3.1智能化 当前,智能化俨然已经成为21世纪机电一体化的主要发展方向,智能机电一体化产品能够有效的进行人类智能的模拟,有一定的判断、推理、思维、决策能力,在工作开展期间逐渐的替代某种程度的人脑劳动。 3.2系统化 系统化表现特征包括两个方面,即开放式/模式化总线结构以及加强通信功能。系统在灵活组态的情况下,能够进行裁剪、组合,以实现系统的协调以及综合管理。就未来的技术发展而言,机电一体化需要着重考虑产品、人之间的关系发展,尽可能的实现产品中部分人的性能,包括智能、情感等,趋向于生物系统化发展。 3.3微型化 微型机电一体化涵盖微机械、微电子、软件技术,成为机电一体化发展方向之一。当前微电子机械系统逐渐朝向更小尺寸的纳米以及微米方向发展中。微机电一体化系统自身兼具诸多优势,包括体积以及耗能小、灵活性等,能够进入一般机械都无法达到的空间中,利于精细化操作,且开始应用于生物、航天、农业等领域的发展中,未来发展前景更为广阔。 3.4模块化 在机电一体化中,产品的种类丰富多样,生产厂家繁多,进行机械接口(电气以及动力等)的研发是复杂且重要的事,需要经历较长的时间,并制定相关标准,确保部件以及单元、接口的匹配。就企业而言,可以借助标准单元进行新产品的开发,并合理的进行生产规模的扩大化。 3.5网络化 就当前网络技术发展而言,网络化是最常听到的词汇,并广泛应用于各个行业中,对于机电一体化来说网络技术同样产生了很大的影响,使此行业向网络化发展。机电一体化产品所涵盖的种类较多,所以网络的对应方式以及形式也会有所不同,网络的普及使得远程控制终端设备成为了机电一体化产品。 3.6绿色化 当前,工业的兴盛发展,在降低资源的同时,更好的提高了人们的物质生活。为了降低生态环境可能受到的污染问题,绿色产品应运而生并占有最突出的市场地位。绿色化已经成为时展的主要趋势,所谓绿色化是指使用期间不污染生态环境且报废期间不进行回收,目的是在产品的整个生命周期(包括设计、制造以及运输等)中将生态环境危害降低到最低,并且最大程度上提高资源的利用效率。另外,绿色化已经成为制造业的可持续、健康发展模式。 4结语 综合本文上述内容,机电一体化已经成为自动化技术发展的最高阶段,机电一体化技术的发展是社会所需、是社会生产力发展所需、是传统机械设计变革所需,在推动机械产品发展的同时,振兴机械工业的发展。另外,机电一体化有智能化、系统化、微型化、模块化以及网络化、绿色化等未来发展方向,也对相关科研工作人员提出了更多的要求,以利于机械工业行业的发展。 作者:梁战昌 单位:岑溪市水利供水有限公司
机械传动论文:机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用 摘要:在科学技术快速发展的当今,促使技术水平的提高,使得大功率大容量的技术设备研发出来并广泛投入使用,以促进机械设计制造业的快速发展。液压机械传动系统是一种新型的技术,在机械设计制造中得到较好的应用。文章通过对液压机械传动控制系统基本原理进行分析,研究了该系统的优缺点,并探讨了该系统在机械设计制造中的应用。 在工业得到快速发展的过程中,在机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用范围逐渐扩大,并且液压机械传动控制系统的作用越来越重要。尤其该系统主要是以液体作为介质,以便达到能量的传动与控制目的,在工业控制当中的应用范围比较广,能够更好地促进工业化的发展。目前,对液压机械传动控制系统需要详细了解,对其基本原理进行分析,以便将其更好地应用于机械设计制造中,从而发挥出最大的应用效果。 1 液压机械传动控制系统的基本原理 液压机械传动控制系统的基本原理主要是在确保液体平衡的系统中能够静止,同时,液压机械传动控制系统中的液体在每个阶段的压强是相同的,并且均处于一个相对平衡的系统中,活塞大小的不同,其承受的压力范围也就不同,还需要根据其大小来施加相应的压力。针对较大的活塞,需要增加相对较大的压力,并且需要以液体为传动媒介来将压力转换为需要的能力。当液压在传动的过程中,需要配备相应的元件设备,以便支持液压的传动。其中主要的元件包括:(1)执行元件。主要是将液压泵提供的液体转换为机械能量,该执行元件的主要装置为液压马达,能够高效地将液压能量转换为机械能,以便确保液体对外的作用力。同时,液压元件可以对液体的流动压力与方向等进行全面的控制,以便有效地保障执行元件能够满足各种工作的需求;(2)动力元件。该元件主要是为系统提供重要的运行动力来源,主要的装置为液压泵。该装置在运行的过程中主要是依靠容量的大小来运行的,其中动力部件也称之为容积液压泵,齿轮泵是其主要的容积液压泵,通常是以齿轮的变化来促进液体的传输;(3)辅助元件。该类元件主要为管道,在液压泵中主要是通过将动力元件、液压马达与管道等共同协作来完成的;(4)辅助元件。液压机械传送控制系统中的元件种类较多,其中辅助性元件的功能主要是建设液压回路,以便确保液压机械传动控制系统正常运行。液压机械传动控制系统主要由液压泵、液压控制阀、液压执行元件、液压辅件组成,其液压机械传动控制系统的原理如图1所示: 图1 液压机械传动控制系统原理图 2 机械设计制造中液压机械传动控制系统的优缺点 2.1 液压机械传动控制系统的优势 该控制系统具有较广泛的应用范围,并且在各个领域中均有不同程度的应用。不管是在一般性的工业施工塑料加工机械中,还是在钢铁工业冶金机械中均具有较好的实用性价值。在各个领域中使用液压机械传动控制系统,可以取得较好的进展,并通常具备高效率、高压以及高速等优势。同时,由于液压机械的传动动力能量相对较大,该系统自身也具备较高的集成化作用,从而可以更进一步地促进一体化、小型化以及轻量化目标的实现。另外,由于液压机械传动控制系统与相关的电子技术具有紧密的合作关系,能够在相对较小的空间内进行精准的操作,并且还可以在各个领域中均能够发挥出该系统的最大化价值与作用。在当今世界科学技术得到较快的发展前提下,各个行业对液压机械传动控制系统的要求也在不断提高。通过将该系统与电子技术相互结合应用,并且目前在海洋开发事业以及宇宙航行等事业中得到较好的应用,从而促进了该系统在各个领域中的应用进程。另外,由于电液伺服系统的研发与应用,极大地提高了液压机械传动控制系统的使用效率。并且在该系统的控制元件中,通过灵活、便捷的原则来布置,由于液压机械传动控制系统具有体积小、重量轻与反应速度快等特点,在使用过程中进行操作与控制比较方便。另外,这种系统可以在较大的范围内进行调度处理,液压机械传动控制系统还可以对载荷进行适当调整。在该系统中,其主要的工作介质为矿物油,不仅对自身具有一定的润滑作用,还可以有效地延长机械设备的使用寿命,并且能够快速地完成直线运行,可以促进系统的自动化进程,具有较高的自动控制能力,从而可以有效地满足人们工业生产的需求,适应当今时代的 发展。 2.2 液压机械传动控制系统的缺点与不足 首先,液压机械传动控制系统可能会出现漏油现象,并且会影响到该系统的正常运行,对其运行的稳定性与正确性具有一定的损害。其主要是由于漏油缺陷会导致液压机械传动的比率无法得到保存,从而使得液压机械传动控制系统的运行稳定与正确性受到影响。促使系统运行的稳定性与正确性水平下降,并影响整个系统的运行与运行效果。在一定程度上会影响工业的输出产品质量,对企业的经济效益造成一定的不利影响。其次,液压机械传动控制系统中主要是由液体为传动媒介,如果液体的温度发生变化,会导致系统的运动特性出现一定的变化。液压机械传动控制系统对温度的要求比较高。因此,需要在系统运行的过程中,对温度进行有效的控制,尽量减少温度的变化,避免运行结果由于温差而出现偏差。另外,液压机械传动控制系统的故障检查与排查工作存在一定的难度。液压机械传动控制系统在运行的时候,通常会由于液压元件的运行而产生一定的金属粉末,其对机械设备造成一定的污染,并且容易引发机械故障。并且,一些外部的环境灰尘与粉尘等容易吸附在液压机械设备上,从而对该系统造成一定的影响,尤其是对系统的稳定运行造成较大的不利影响。然而这些粉尘与金属粉末在系统的运行过程中是不可避免的,从而给故障的排查与修复提高了难度。最后,液压机械传动控制系统在运行前,需要对系统进行严格的检查与清扫。由于液压机械传动控制系统在运行之前,需要对系统进行全面的检查与清扫,以便确保系统的正常运行,避免在运行的过程中出现一些由于外界因素引起的不良结果。 3 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用 3.1 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的发展 目前,我国现代化进程在不断的加快,大多数行业在施工与运行的过程中需要借助大型的工程装备,而液压机械传动控制系统可以满足这一要求。另外,由于部分机械设备的功率要求较高,同时其生产效率与精准度也相对较高,使得液压机械传动控制系统在机械设计制造中的使用可以有效地满足高集成化的需求,可以较快地满足施工需求与相关环境与条件的需求,具有较高的应用效率。此外,我国一部分高水平的技术设备具备自身的核心技术,自主研发能力较好,可以为极端化的工作环境以及精准度化的工作需求提供较好的前提条件。而液压机械传动控制系统相关技术的发展,促使我国一些技术在研究方面取得了不错的成绩。液压机械传动控制系统的集成化发展也说明了及时把握住系统的研发方向,才能够研究出社会需求的产品,更好地满足当今社会的需求,并发挥出产品的最大化价值与作用。 3.2 液压机械传动控制系统在机械设计制造中应用的不足 我国液压机械哈攒动控制系统在机械设计制造中的应用取得了较好的效果,但是液压机械传动技术在使用的过程中仍然会存在一定的不足与缺陷。其中我国液压机械传动控制系统中的相关元件使用时,部分元件主要依靠国外的液压产品进行辅助,从而使得我国使用的部分产品与国际范围内使用的产品存在一定的差别。为了促进我国液压机械传动技术的发展,要想跻身世界前列,就必须要对液压机械传动控制系统在使用过程中存在的不足与缺陷进行详细的研究,以便采取相关措施解决,以便促进我国液压技术与产品达到国际标准水平。这样一来,才能够促使我国液压技术水平的提高,能够减少或消除液压机械传动技术在使用过程中的不足与缺陷,从而达到液压发展的目标。 3.3 液压机械传动控制系统在更多场合中的应用 随着计算机技术的广泛应用,液压技术得到了较好的应用与发展。液压技术与计算机技术的有机结合应用,可以不断扩大液压机械传动控制系统的应用范围与领域,并且发挥出更大的作用,同时可以高效率地完成预期目标与控制目标。另外,与传统的机械传动技术相比较,液压机械传动控制系统可以更加容易地实现运动与动力参数的控制。可以在一般的条件下提高液压工业的销售额,在工业领域中的应用比较重要。同时具有较好的传递效率,能够对输出进行有效的控制。另外,在该系统中配套的较大系统铜芯装置,可以对正反方向的运转进行有效的控制与实现,在机械操作的过程中能够实现各种操作动作。液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用具有广阔的前景,能够对变量系统进行开发与调节。 4 结语 在目前高科学快速发展的时代中,机械设计制造技术得到较好的发展,从而促使液压机械传动控制技术的应用领域在不断扩大,将液压机械传动控制系统应用于机械设计制造中,可以取得较好的成就。尤其是将液压机械传动技术与微电子技术相互结合起来,显著提高了液压机械传动技术在机械设计制造中应用的重要性,也促进了机械设计制造的良好发展。另外,目前液压机械传动技术仍存在一定的不足与缺陷,还需要对其进行深入研究,以便弥补不足与缺陷,促进液压技术的快速发展。 作者简介:刁志印(1975-),男,重庆人,四川凌峰航空液压机械有限公司工程师。 机械传动论文:液压机械传动设计制造理论研究 [摘 要]液压机械传动作为一种新型的技术在机械设计制造中不断得到应用,对机械设计制造起着关键性的作用。液压机械传动主要是以液体为介质进行能量传动和控制的方式,该系统以其较灵活的控制方式和便捷的控制属性在工业控制中的使用最为广泛。系统本身是以压流体为能源介质对各种机械进行控制,由一个元件回路的控制对若干个组合进行控制来完成能量的传递。文章就液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用进行分析。 [关键词]机械设计制造 液压 传动控制系统 1 液压机械传动的概述 1.1 系统的基本原理分析 液压机械传动的基本原理是保持液体在平衡的系统中能够静止。液压系统中的液体在各处的压强是一致的,在一个相对平衡的系统中,不同大小的活塞根据其本身承受压力的能力施加不同的压力就可以使得液体保持相对静止,小的活塞上面应该施加较小的压力,大活塞上面应该施加较大的压力。通过液体的传递可以达到变换的目的。液压在传动的过程中需要较多的元件,其中主要的元件有执行元件、动力元件、辅助性的元件和控制元件等,通过动力元件可以让系统产生运行的动力,主要代表元件有液压泵。液压泵在工作的过程中主要是依靠容量的变化进行工作,通常将这种动力部件称为容积液压泵。最常见的容积液压泵是齿轮泵,它通过齿轮的变动使液体进行运动。在对液压泵进行选择时需要注意能量的消耗问题,还需要解决一些液压效率问题。液压的执行元件可以将液压泵中提供的液压转换为机械能的装置,与液压泵相反的工作装置是液压马达,这种装置可以将液压能量转换为机械能,从而使液压对外做功。液压元件可以对液体流动的方向和压力的高低进行控制,能够确保其满足特定工作的要求。液压控制系统除了动力元件还有一些辅助性的元件,通过辅助性的元件可以建设液压回路。 1.2 液压机械传动的优缺点分析 1.2.1 液压机械传动的优势 液压机械传动的应用范围相对广泛,在各个领域都有基本的使用,无论是一般工业施工的塑料加工机械还是钢铁工业用的冶金机械都具有其自身的实用性。使用液压机械传动装置在各方面都能够取得较大的进展,这些装置具有高压、高速和高效率的特点,液压机械传动的功率较大,其本身也是高度集成化的系统,具有一体化、小型化和轻量化的特点,由于该系统和微电子技术可以紧密的配合,可以在小空间内实现对功率的准确控制,在各种行业的使用中发挥着较大的作用。 随着科学技术的发展,各个部门对液压机械传动的要求也逐渐提高。较多的液压机械传动控制系统和电子技术的配合在海洋开发领域甚至是宇宙航行等各个领域发挥着重要的作用。各种电液伺服系统的使用将液压机械传动的应用逐渐提高。总之,对于液压机械传动的元件应该根据需要灵活、方便的布置;液压机械传动具有体积小、重量轻、反应速度快和运动惯性小等特点,方便在使用的过程中进行操纵和控制,此外,这种系统在较大的范围内可以实现调速。传动控制系统还可以对载荷进行适当的调整。液压机械传动控制系统主要的工作介质是矿物油,可以自动润滑,具有较长的使用寿命。该系统比较容易实现直线运动和机械的自动化,如果使用电液联合控制,可以确保高程度的自动控制。 1.2.2 液压机械传动存在的缺点 影响液压机械传动控制系统运行的平稳性和正确性关键在于液压系统存在漏油的因素,从而导致液压机械传动的传动比例不能得到严格的保存。温度的变化对液压机械传动的影响相对较大,不同的温度会导致液压机械传动控制系统中的液体粘性发生变化,从而使得传动控制系统的运动特性发生改变,影响其工作的稳定性,为了保持液压机械传动控制系统工作较为稳定,应该避免在温度较高的环境条件下作业。此外,液压系统发生故障的情况下不能很好的对故障进行检查和排除。液压机械传动控制系统在运行的过程中容易造成污染,一些液压元件在机械加工的过程中容易产生金属粉末,这些粉末粘贴到金属管螺纹地区的胶带碎片上容易造成密封胶的脱落。液压机械传动控制系统在运转时其外部环境中的污染物也会吸附到液压油箱上面,导致系统运行不稳定。此外,系统在运行前没有对杂质清除彻底就会使得外部的杂质和系统本身附着的杂质复合,在元件的运行过程中产生一系列摩擦,不利于系统的正常运转。 2 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用 2.1 机械设计制造中对液压机械传动控制系统的应用和发展 无论是现代建设还是国防建设,都需要将一些大型的工程装备融入到里面,液压机械传动控制系统作为一种新型的机械化系统能够满足当代设备的多种要求,由于一些机器设备的功率相对强大,具有较高的生产使用效率,精度也相对高,液压系统在这些行业中的使用能够满足高集成化的要求,可以很好地适应施工环境和不同的工作条件。我国一些高水平的技术设备具有较好的自主研发能力,主要原因在于极端化的工作环境和精度化的施工技术。液压技术的发展使得我国一些技术在研究方面也取得了较好的成就,系统的集成化说明只有抓住系统研究发展的方向,才可以研发出社会所需要的技术产品。 2.2 我国液压机械传动技术应用中的不足 我国液压技术在应用的过程中虽然在一些产品的使用上面具有较大的进步,同时凸显出液压技术发展的潜力和发展动力,但是在使用和发展的过程中还存在较多的不足之处。我国的液压技术在一些重要的元件使用上任然依靠外国的液压产品进行辅助,我国使用的一些产品在国际范围内和其他国家使用的产品之间存在着明显的差别。需要将我国发展成为液压强国,就必须弥补液压研究方面存在的不足和缺陷,要对液压技术进行研究,从而形成我国的自主产品和液压技术制定详细的发展目标,使我国的液压产品和液压技术超过国际上其他国家的产品和技术。只有这样,才能够使得我国的液压技术水平逐渐提高,减少在装备制造过程中的缺陷和不足,从而实现最终的液压发展目标。 3 结束语 随着工程机械技术的发展,一些新的技术和工艺逐渐出现,使得工程机械逐渐向智能化的方向发展,对工程机械装置的要求也逐渐提高。液压机械传动技术的发展和其在工程机械中的使用也具有较大的优势,尤其是液压技术和微电子技术的结合使得液压机械传动技术在工程机械中的作用越来越突出,极大地促进了机械技术的发展。我国的液压机械传动控制系统还存在一些缺陷和不足,需要加强对该技术的研究,促进我国液压技术快速的发展。 机械传动论文:齿轮在机械传动系统中的应用 [摘 要]齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械传动,是传递机器动力和运动的一种主要形式,是机械产品的重要基础零部件。本文分析了齿轮在机械传动系统应用中常出现的问题与原因,并提出了有效的控制策略。 [关键词]齿轮;传动;磨损;折断 一、齿轮在机械传动系统应用中的损伤和失效形式 齿轮传动与带、链、摩擦、液压等机械传动相比,具有功率范围大、传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长等一系列特点。齿轮传动是许多机械产品不可缺少的传动部件,也是机器中所占比重最大的传动形式。近几年来,虽然其他机械部件的制造技术与电传动技术有了较大的发展,但在生产中起到重要作用的传动形式仍为各种齿轮传动。齿轮在机械传动系统应用中的损伤和失效形式主要如下: (一)齿面疲劳点蚀 齿轮轮齿在交变应力的作用下,当循环次数超过某一极限时,工作齿面便会产生微小的疲劳裂纹。如果裂缝内渗入了润滑油,在另一齿轮的挤压下,封闭在裂缝内的油压会急剧升高,加速裂纹的扩展,最终导致表面层上小块金属的剥落,形成小坑,这种现象称为疲劳点蚀。 (二)齿面磨损 磨损是轮齿在啮合传动过程中,轮齿接触表面上的材料摩擦损耗的现象。主要发生在开式传动中的轮齿齿顶边缘和齿根过渡曲线部位。在闭式传动中,润滑油不洁也可能发生。 (三)齿面胶合 在重载传动中,由于润滑不当或散热不良等造成两齿轮工作齿面发生金属表面直接接触并相互粘连,较软齿面上的金属被撕下来形成伤痕的现象。 (四)塑性变形 在过大的应力作用下,轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面或齿体的塑性变形。在较大载荷和摩擦力的作用下会产生。 (五)轮齿折断 轮齿折断是指轮齿的一个或多个齿的整体或其局部的断裂。通常有疲劳折断和过载折断两种。一般由于在载荷的反复作用下,齿根弯曲应力超过允许限度时,发生疲劳折断;用脆性材料制成的齿轮,因短时过载、冲击发生突然断裂。 二、传动齿轮出现问题的原因 (一)设计方面 齿轮的设计参数的技术要求,与不同应用领域机械的实际工况和使用条件结合不够紧密,针对性不够强,缺乏专项切实的科研和实验。有些标准、规范和测试方法、计算方法不统一、不先进。 (二)制造方面 制造误差齿轮制造时造成的主要异常有:偏心、齿距偏差和齿形误差等。所谓偏心,是指齿轮(一般为旋转体)的几何中心和旋转中心不重合。齿距偏差是指齿轮的实际齿距与公称齿距之差;而齿形误差是指渐开线齿廓有误差。装配不良齿轮装配不当,会造成齿轮的工作性能恶化。 三、传动齿轮问题的控制 (一)设计控制 对于传递功率较大的齿轮,齿根弯曲变形是主要影响因素,宜选用较大模数。而对于一般载荷不大的齿轮,应尽可能选用较小模数,因为此时的加工误差是主要影响因素,而且模数小可增加齿数,是啮合系数增大,有利于提高传动平稳性。 (二)制造控制 1、选择合适的齿轮材料 实践表明,工件材料的硬度大于HB240-260时,滚刀的磨损会明显上升,当走刀量过大时,引起切削过程的冲击和振动也会过大,甚至折断刀齿,进而造成齿轮表面加工质量的下降。因此在条件允许的情况下,被加工材料的硬度应尽可能控制在HB180-220范围内。 2、控制滚齿精度来提高齿轮的加工质量 对一般精度不高的齿轮可采用精滚方法达到产品质量要求,用标准齿轮滚刀加工即可;对汽车用齿轮加工工艺则采用滚剃珩磨工艺加工,滚齿时用剃前齿轮滚刀加工,加工精度应提高1-2级,特别是周节累积误差、公法线长度变动量和齿圈径向跳动必须严格控制,这些项目的精度将直接影响剃齿的加工质量,加工精度应提高2级。 3、正确装卡工件 在齿轮加工过程中,滚齿刀对齿轮的径向压力相当大,如果工件装卡不牢,滚齿刀会在齿轮的齿面产生震动,这种震动有时会使齿轮的齿面产生微裂纹。微裂纹的大小及密度与振动的频率和切削速度有关。?9级以下低精度的齿轮要求齿圈径向跳动在0.07mm之内,齿圈径向跳动过大的原因是工件安装的径向跳动及端面跳动。如果工装上的夹瓣牙形角太尖,开始时能夹紧工件,使用一段时间以后,牙形角开始磨损,并出现工件夹不紧的现象,造成齿轮齿圈径向跳动超差。如果把牙形角的角度改为70°角,并进行淬火处理,消除牙形角磨损的现象,齿圈径向跳动就会在公差允许的范围之内。 4、提高热处理能力 渗碳齿轮的热处理变形直接影响到齿轮的精度、强度、噪声和寿命,即使在渗碳热处理后加上磨齿工序,变形仍然会降低齿轮的精度等级。控制齿轮变形也必须在制造齿轮的全过程中设法去解决:减少齿轮材料冶金因素对变形的影响;采用控温正火或等温退火来处理齿轮锻件;改进设备,优化工艺,减少淬火对变形的影响。 (三)维护 使用齿轮传动时,在启动、加载、卸载及换挡的过程中应力求平稳,避免产生冲击载荷,以防引起断齿等故障。经常检查润滑系统的状况,油面过低则润滑不良,油面过高会增加搅油功率的损失。对于压力喷油润滑系统还需检查油压状况,油压过低会造成供油不足,油压过高则可能是因为油路不畅通所致,需及时调整油压,还应按照使用规则定期更换或补充规定牌号的润滑油。注意检查齿轮传动的工作状况,如有无不正常的声音或箱体过热现象。润滑不良和装配不符合要求是齿轮失效的重要原因。声响监测和定期检查是发现齿轮损伤的主要方法。 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施 [摘 要]随着煤矿机械化、现代化水平的提高,煤矿机械的功率日趋增大。煤矿机械的齿轮大多为中、大模数(模数6~20ram),多为低速(6m/s以下)重载传动,由于两传动齿轮之间是高副接触,单位齿宽的载荷值很高(20kN/cm),因此要求齿轮材料相应的应力达到一定的值。近年来,我国煤矿机械齿轮的制造质量和使用管理水平得到不断提高,但是从现场运转状况看,存在使用寿命不够长等问题,与世界先进水平相比,尚有一定差距。 [关键词]煤矿机械;齿轮失效;原因;改进 在煤矿生产过程中使用的机械设备广泛采用了机械传动齿轮新技术,使得煤矿机械可以有效进行节能控制,实现高效利用、可靠生产。大型、特大型矿井提升机功率达几千千瓦,采煤机的功率增加了4~6倍,掘进机的功率增加了2~3倍。功率的增大导致机械的输出扭矩增大,使煤矿机械的元部件特别是传动齿轮的受力增大,由于受煤矿使用条件和机器尺寸的限制,传动齿轮的外形尺寸却没有多大变化。为了提高煤矿机械的可靠性和使用寿命,对传动齿轮必然要提出更高的要求。 一、煤矿机械传动齿轮传动原理 随着煤矿机械现代化水平的提高,煤矿机械的功率日趋增大,为了提高煤矿机械的可靠性和使用寿命,在煤矿生产过程中煤矿机械传动齿轮应进行科学控制,煤矿企业中使用的现在机械设备中的轴承传动结构需要适应复杂多变的井下工作需求,机械传动齿轮的应用有效提高了开采设备的使用效率,它良好的传动效能比,科学解决了机械能耗的问题,煤矿机械传动齿轮的优势是体积较小,重量减轻,传动比大,结构紧密,承载力高,提高工作效能,较少机械能耗。在我国的煤矿企业中广泛使用,在煤矿机械传动齿轮中由于工艺以及设计问题,机械传动齿轮受到一些局限,这就使煤矿机械中减速器的设计使用成了障碍。 二、煤矿机械齿轮失效形式和失效原因 齿轮运转承载后,齿面相互接触并沿齿高方向滚动和滑动,接触应力使齿面表层内相应产生很大的剪应力,齿面的相对滑动又使滑动前方受压应力,后方受拉应力,齿面又受着拉、压交变应力的作用。除润滑不良、三体(磨粒)磨损、化学腐蚀外,一般地说,若轮齿承受的交变应力超过了材料的疲劳极限或强度极限应力,就会造成上述各种形式的磨损失效。 三、提高齿轮使用的措施 在煤矿生产过程中会存在煤矿机械齿轮传动轮轴承承载过量的情况,对生产工作存在安全隐患,在矿井机械设计中需要着重考虑。利用现在科技与先进的工程机械设备进行煤矿机械齿轮传动轮轴承的有效科学设计可以提高机械设备的使用寿命。在井下开采中煤矿机械齿轮传动轮轴承需采用合理安装以达到提高对煤矿机械齿轮传动轮轴承使用寿命的效果。加强使用管理注意观察噪声、温升是否正常、润滑油的使用是否合理等,可以有效提高齿轮使用寿命。高效生产是安全保障的第一标准,煤矿生产中的能耗大多集中在齿轮传动设备中,齿轮传动中应用新技术进行电机齿轮调速可以有效地提升工作效率,减少能源消耗。在煤矿生产过程中使用的机械设备广泛采用了高效的节能新技术。 1、煤矿机械齿轮的高效技术 煤矿机械齿轮的高效生产是节能的第一标准,煤矿生产中的能耗大多集中在电机设备中,采取煤矿机械齿轮电机功的变频控制可以有效促进高效生产。煤矿机械齿轮的使用中最重要的是应用先进的节能设备进行科学管理,在煤矿机械齿轮传动过程中,齿轮得到了广泛的应用,齿轮中应用数字技术进行交流电机调速可以有效地提升工作效率,减少能源消耗。在煤矿生产过程中使齿轮的机械设备广泛采用可以有效进行节能控制,实现高效利用、可靠生产。 2、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的应用 齿轮传动轮轴承采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径。由于在煤矿生产过程中需要消耗大量的电力资源对机械设备进行科学控制,煤矿生产中的能耗大多集中在电机设备中,采取煤矿机械齿轮传动控制可以有效解决电机的高消耗低效益的问题,实现能源的高效利用。在这个过程中最重要的是应用先进的节能设备进行科学管理,在生产控制过程中,煤矿机械齿轮传动得到了广泛的应用。煤矿机械齿轮传动应用现代技术进行机械设计可以有效的提升工作效率,减少能源消耗。 3、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的结构 用轮内孔充当轴承滚子的外圈滚道,为保证多排圆柱滚子有良好的润滑,采用在轮齿根处钻几个直通排与排之间小孔和在挡环圆周上开设润滑油孔的方法。煤矿机械齿轮存在阻力较大、单位运输量较少,但是功率消耗大,牵引电机运输过程存在运输间断、生产消耗较大的问题,煤矿开采运输系统应延用煤矿机械齿轮以此减少电能消耗。为减少煤矿机械齿轮损耗,首先需要画出电气设计图以及继电器柜的布局,这样才可以安装调试,方便修改控制。但是使用煤矿机械齿轮,润滑油能顺畅地进入密集的圆柱滚子间。煤矿机械轮内圈与轴均充当了轴承滚道,这样就对轮和轴除要求有高的加工质量外,还要有很高的热处理硬度。 4、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的确定 煤矿机械的短圆柱滚子的型号、直径和长度等参数可在轴承样本上选取。煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量选择模型要具有估计归纳的最小错误,并且重新设定模型在煤矿机械的设计中体现。煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的典型选择中使用k=10。虽然每次拥有的是数据1/k(比以前的数据少很多),但计算还是比较贵的相对于不运用交义验证,因此需要训练每一个模型k次。然而k=10是通常的选择,在真正的问题研究中数据往往是缺乏的,有时我们会用一种极端的选择k=m,目的是每一次尽可能的避免无数据状态。计算结果取整数部分,舍去的小数部分在0.2左右,如不符合,可修正轴承孔内径。 5、煤矿机械齿轮的自润滑轴承的应用 煤矿机械齿轮的滑动轴承有抗冲击、振动性好、定心精度高、径向尺寸较小等优点。滑动轴承的摩擦损耗大,煤矿机械齿轮对轴承材料的减摩耐磨性能要求较高,维护比较复杂,煤矿机械齿轮受国内材料业发展水平的制约。滑动轴承主要的失效形式为磨损,防止失效的关键在于能否保证轴颈和轴瓦间形成一层边界油膜。煤矿机械齿轮的自润滑轴承可以任意改变功能性间隔而不用真正改变任何有意义的东西。当压强P较小时,即使P与pv都在许用范围内,也可能因滑动速度v过大而加剧磨损。采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径。机械齿轮直接影响机械设备的使用性能,承受外部载荷,仅有周向压缩应力把主轴受力传递给承力元件,机械内部没有支环,在大型矿井中,煤炭机械设备工作量大,保证安全生产,机械齿轮的工作构件、受力情况等均与所装配的工作元件有关。 结语 我国煤矿机械设备事故率多的现状一直困扰着煤炭生产和运输,是一个亟待解决的重要问题,其中机械齿轮的失效是造成煤矿机械设备不能正常运行的主要原因。因此,对各种齿轮的失效形式及原因的分析和讨论,对改进煤矿机械设备事故率多的现状有非常重要的现实意义。 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮的失效问题处理研究 摘 要:煤矿工作一般都是比较严谨和危险的工作,煤矿机械故障不仅影响着工程的进度,降低生产效率,也影响着施工人员的生命安全,而传动齿轮的失效问题是煤矿机械最为常见的问题,所以加强对传动齿轮失效问题的研究具有重要的意义,文章先分析传动齿轮失效的表现形式,进而探索出现这些问题的原因,最后经过研究得出避免传动齿轮失效的有效措施。 关键词:煤矿机械;传动齿轮;失效;有效措施 在煤矿产业中,传动齿轮应用非常广泛,是煤矿机械的一个重要组成部分,但是煤矿的运输重量一般都很大,在施工过程中,很容易导致超重现象,长时间高强度的工作就会导致传动齿轮出现问题,导致机器瘫痪,影响煤矿的施工作业,降低生产效率,甚至造成安全隐患。 1 传动齿轮的工作环境及工作特点 煤矿的生产作业一般都是在矿井中进行的,传动齿轮的工作环境大多都是在地下进行生产作业,井下的环境比较复杂恶劣,所以传动齿轮要适应井下复杂的结构情况,因此相对而言传动结构也复杂一点。由于煤矿是重型产业,要求传动齿轮具有比较高的承载能力和性能,矿井一般空间不是很大,所以传动齿轮还要满足体积小,抗冲击能力强等特点,传动要求高效率,尽量减少过程中能量的损失。 2 传动齿轮失效的表现形式 2.1 传动齿轮磨损失效 磨损的程度分为很多种,一般分为:正常的磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损以及腐蚀性磨损等。一般性的磨损不会对齿轮的传动造成重大的影响,比如正常的磨损,这是齿轮传动过程中必然存在的,在齿轮的使用寿命中,不会造成齿轮失效,这个磨损是经过时间慢慢磨损的,不影响齿轮的正常转动;对于中度磨损,这个要比正常的磨损速度快一点,在齿轮传动工作的过程中,可能会发出噪音,由于磨损的程度比较大,损失机械能,会降低齿轮工作的效率;破坏性磨损,这个磨损的程度就很大了,齿轮表面会形成严重的损伤,严重影响传动齿轮工作的效率,破坏了齿轮的结构,大大缩短齿轮的使用寿命;磨料性磨损是指在齿轮中间进入了一些颗粒,增大了齿轮间的摩擦系数,摩擦力增大,加速了齿轮的磨损,可能会出现齿轮停止转动的现象;腐蚀性磨损就是在齿轮转动的过程中与周围的化学物质发生的反应,发生了齿轮表面的腐蚀,严重影响齿轮的工作效率。 2.2 传动齿轮疲劳失效 在加工过程中,齿轮的表面肯定存在初始裂纹,加之传动齿轮工作的过程中应力的反复作用下,造成材料的疲劳,当作用的应力超出了材料的疲劳极限时,裂纹就会延伸扩张,加速齿轮的损坏,出现齿轮失效。 2.3 传动齿轮胶合失效 齿轮的转动需要润滑油的帮助,在强重力作用下,齿轮间的润滑油不能及时的补充,造成两个齿轮接触面的油膜挤破,两个金属齿轮直接接触在一起,在高速运转的情况下,温度上升,可能造成齿轮的胶合,出现失效。 2.4 传动齿轮断裂失效 齿轮的断裂意味着彻底不能工作,断裂分为疲劳断裂,高负荷断裂以及淬性断裂等。疲劳断裂就是齿轮在弯曲应力的反复作用下,出现裂痕,当应力超出了齿轮的疲劳极限时,裂痕继续扩张,导致断裂;高负荷断裂是指在高强度的作业状态下,负荷已经超出了齿轮的额定负荷导致的破坏性断裂,或者由于腐蚀使得齿轮部分点出现点蚀,导致断裂等;淬性断裂是指传动齿轮经过热处理时产生了过大的内应力,产生裂纹,外界的压应力与弯曲应力的作用下,产生疲劳,当超过它的疲劳极限时就会促使裂纹延伸,导致淬性断裂,这种断裂的特点就是初始断裂的部位颜色会有点深,这是氧化的结果。 3 传动齿轮出现失效的具体原因 设计阶段:由于齿轮工作环境的特殊性,决定了煤矿机械齿轮设计的特殊性,在设计阶段,可能忽视了传动齿轮在矿井工作的特殊性,按照传统的设计来设计煤矿机械传动齿轮,造成传动齿轮不能满足矿井下高强度,环境复杂的要求,达不到韧度、抗冲击和耐疲劳的要求,这是导致传动齿轮失效的自身原因之一。 齿轮的制造加工阶段:即使齿轮的设计没有问题,若在制造加工方面不合格,齿轮一样会失效,如果质量把控不严格,锻造时化学成分超标或者化学成分有残留,降低了齿轮的性能,不能满足工作的需要。例如:在加工过程中C的含量超标,就会增加齿轮的脆性,容易发生断裂,造成失效。 齿轮的安装使用阶段:不正确的安装方式同样会导致传动齿轮的失效,安装的位置出现偏差,影响整个传动齿轮的安全,同时,传动齿轮的工作需要润滑油的不断补充,一旦缺少润滑油就会增大摩擦力,降低齿轮工作的效率,增加磨损,导致传动齿轮的失效。 4 避免传动齿轮失效的有效措施 根据上述传动齿轮出现时效的形式和失效的原因,制定防止传动齿轮失效的有效措施,避免失效问题的出现。 4.1 齿轮设计阶段控制 设计阶段要充分的对煤矿齿轮的工作环境进行研究考察,只有充分了解齿轮的工作环境和工作性能的需要,才能对齿轮提出合理化的设计。根据煤矿齿轮工作的特殊性,优化齿轮的设计方案,满足齿轮抗冲击力、耐疲劳性以及承载力的要求,进行精确的计算,在符合国家标准的前提下,选择适合煤矿特殊工作的材料,尤其是钢材的选用尤为重要,这直接影响着齿轮的强度,最好经过研究确定选材,确定润滑油等,以免后期工作出现漏洞。 4.2 齿轮工艺制造阶段控制 选材好工艺也好才能保证传动齿轮的质量,要严格控制齿轮制造过程中的质量,改善制造工艺,提高工艺质量。传动齿轮的表面不能过于光滑,研究表明,表面略微粗糙的齿轮要比表面光滑的齿轮使用寿命更长,这个粗糙度应该根据实验来确定,合理的控制粗糙度,将齿轮的性能提升到最佳状态。 4.3 齿轮安装阶段控制 齿轮的安装看起来很简单,其实有比较高的要求,对于传动齿轮的平衡度、垂直度都是有要求的,而且这个标准还很严格,稍微有一点偏差就会影响整体的性能,所以,在安装阶段应该有专业人士来进行指导,运用专业的工具辅助安装,最大限度的减少齿轮间的摩擦,降低损耗,提高工作效率,延长使用寿命。 4.4 齿轮使用及维护阶段控制 在传动齿轮的使用过程中,应尽量不要超过传动齿轮的额定负荷量,润滑油也要及时补充,保证传动齿轮是在润滑油的辅助下工作,此外,润滑油不能掺入杂质,保持纯净,杂质进入齿轮间会增大摩擦系数,影响齿轮的正常工作。设备的使用过程中应该定期维护保养,并检查传动齿轮,及时发现问题并处理问题,对于可能发生的问题做到及早预防,防患于未然,防止出现传动齿轮的失效问题。 5 结束语 煤矿产业是我国比较重要的一部分,煤矿的产量决定于煤矿机械的工作效率,影响着经济的发展,传动齿轮在煤矿机械中发挥着重要的作用,保证传动齿轮的正常工作是保证煤矿机械正常工作的重要前提,传动齿轮失效是齿轮常见的问题,我们必须对其进行研究,找到避免失效的有效措施,每个阶段严格把关,将失效概率降到最低,提高生产效率。 机械传动论文:关于机械传动技术发展探讨 【摘要】 随着科学技术水平不断提高,机械技术得以快速发展,机械传动技术是作为机械技术体系的核心组成部分之一,为机械产业的发展提供了重要的技术支持。本文就业机械传动技术发展现状和未来的发展趋势进行浅显探讨,以期能够为机械技术研究人员提供一定参考价值。 【关键词】 机械传动技术 发展现状 发展趋势 一、引言 近些年来,随着社会经济建设规模的不断扩大,机械在社会生产领域的应用力度越来越大,以机械代替传统的人工生产,在生产效率方面显现较强优势。机械系统有原动力系统、传动系统和执行系统三大部分组成。各个部分在机械系统中发挥着不同的作用。机械的动力由动力系统提供;机械执行系统的结构比较复杂,并具有功能多样性;传动系统是联系这两个系统的桥梁。如果机械系统没有传动系统,那么机械系统也就无法运转。所以,不管是在任何时期,不管是机械技术如何的发展,都离不开机械传动系统。本文就机械传动技术发展现状进行了探讨和分析,并对其未来的发展趋势进行了展望,以期通过本论文的浅谈,能够给机械传统技术研究者提供一定的参考。 二、机械传动技术的雏形 早在我国春秋时代,先人们就已经开始研究机械。桔槔就是先人们充分利用缸盖原理设计制造的简单的机械,这是我国机械的雏形。该种机械可谓是我国机械的鼻祖,对未来我国机械技术的发展有着历史性的影响。先人们所制造的桔槔采用的是缸盖原理。缸盖原理就涉及到传动系统。与其说桔槔是机械技术的雏形,不如说是人类智慧的结晶。随着历史车轮的滚滚向前,我们的先人们又发明了指南车,该种车是利用齿轮传动系统和离合装置开控制和指示车的方向。不过对于指南车的具体叙述在现有历史文献资料上没有详尽的记载。但这也从某种意义上表明了该种车确实存在和使用过,是人类机械技术发展的重要标志。到了西汉,人类发明了齿轮,通过齿轮传动完成某个简单动作。放眼于国外,许多文献资料上都能找到有关机械的记载。从罗马国的谷物碾磨机到法国的谷物磨中率先采用了斜齿轮传动,都见证了传动技术的发展历史。不过需要提出的是,该时期的齿轮的材质是石头,耐久性不是很好。这和当时的社会生产力和科技水平有着必然的联系。从上述我们可以得知不管是我国还是外国从古代就开始研究机械传动技术。到了十四世纪,欧洲所发明的钟表中使用了齿轮系统。基于时钟对工艺要求比较严格,相应地对传动齿轮的精密度要求也比较高,如果采用原始的石材作为齿轮制作原料。那么时钟的准确性将很难得到保障。这个时期,欧洲人使用金属作为齿轮的材质,极大地提高了时钟走时的准确性。不过,我们需要注意的问题是,在第一次工业革命爆发之前,机械和齿轮只是一种概念,尤其是机械传动技术并没有进行深入发展。机械传动技术真正意义的发展是在第一次工业革命爆发后;该时期世界上的一些国家都加大了对机械传动技术的研究力度。蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命的全面爆发。第一台蒸汽机器是一个名叫纽克曼的苏格兰铁匠发明制造的,这在当时是最先进的蒸汽机了。直到20世纪初,它仍然是世界上最重要的原动机,后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。 三、现代机械传动技术的发展现状 随着社会经济的发展,机械传动技术得到了广阔的发展空间。十九世纪末,内燃机和电动机在社会领域中得以广泛的应用,相应地对机械传动技术提出了更高要求。到了二十世纪,随着科学技术的发展,传动技术更是取得了巨大进步,一些构造比较复杂的齿轮在这个时期已经出现,比如直齿轮、斜齿轮、锥齿轮及蜗杆传动。这些齿轮在机械中的应用推动了工业的发展,使工业逐渐向机械化和精密化迈进。二十世纪五十年代,出现了齿轮几何学,并逐渐发展成为一门独立学科,该学科知识在高速重载汽轮发电机传动系统中涉及的比较多。自进入二十一世纪,机械传动技术已经相当成熟,齿轮作为传动系统的重要载体,在社会多领域中都有涉足。比如齿轮在航空航天领域的应用。基于航天领域特殊性,相应地对传动系统的要求也比较高,这就促使传动系统的发展也被推向了新的高度。就我国机械传动技术发展总体情况而言,同国外发达国家技术水平相比,还存在一定的差距,这是我国机械领域需要重点研究的技术课题。 四、机械传动技术未来发展趋势 随着社会生产力的不断提高,人们对机械传动技术势必会提出更高要求,以满足社会生产需求。当今时代是信息爆炸时代,计算机技术、微电子技术、通信技术这些先进成熟技术在当今机械传动系统中的融合力度越来越大。这也必将推进机械传动技术向智能化、信息化方向发展。在这样多种技术共存的年代,机械领域的科技人员应紧握时展脉搏,结合我国机械传动技术发展现状,积极探索机械传动新技术,研究出高品质的机械传动技术,逐渐缩短我国同世界发达国家机械传动技术水平差距,促使我国同世界机械传动技术水平接轨,成为技术强国,进而提升我国的国际地位。 机械传动论文:农业机械传动带的安全使用与维护 摘要:农业机械中传动皮带是负责带动各种辅助机构运转的部件,拖拉机安上皮带轮,可以进行各种固定作业,如抽水、脱粒和发电等。如果传动皮带出现了断裂或打滑故障时,将导致农机性能下降,直接影响到农业机械的正常使用。最常见的是三角形传动皮带,三角形传动皮带通常是数根并用,带轮上有相应数目的型槽,用三角形皮带传动时,带与轮接触良好、打滑小,传动比相对稳定,运行平稳。三角形皮带传动适用于中心距较短和较大传动比的场合,在垂直和倾斜的传动中也能较好工作。但在作业中,传动皮带因制造质量、使用维护等方面的原因,往往会出现不同的故障,使其使用性能下降,不能很好地完成工作,影响到农业机械的正常使用,因此要定期检查保养传动皮带的技术状态。 关键词:农业机械传动带;安全使用;维护 1 农业机械传动带安全拆装注意事项 农业机械上动力输出皮带轮是一个独立部件,可根据需要安装,不用时应拆下。各种机型的皮带轮结构大同小异,一般规定,15.7千瓦以上的拖拉机,在发动机标定转速下,皮带轮圆周速度为(16±1)米/秒。皮带轮的旋转方向可以改变。 更换、安装工作的复杂性取决于农业机械的构造,安装人员通常能够在发动机上或附近的路径图中找到所需的资料。假若没有路径图,下述简易规则将有助于安装人员:(1)传动皮带有V形槽的一边和传动轮槽相互啮合。(2)传动皮带一般环绕传动轮。(3)通常若只有一个传动轮绕带,安装可能不正确,该传动轮靠近传动轮组的中央,而且总是一个无槽传动轮。(4)假若安装的传动皮带显得过长或过短,那很可能是绕过传动轮的路径不对。(5)传动皮带应稳妥地安装在所有的传动轮槽上,传动皮带应自由地跨越而不触及发动机的任何部件。另外,还要注意以下事项: 一是更换传动皮带时,必须使皮带的张力降到最低,才能取出,严禁同步带在有高张力的情况下,利用非专业的工具硬性撬下来。 二是更换皮带时要断开蓄电池,以免手在引擎室内时,风扇叶会意外旋转。在卸下旧的传动皮带之前,先检查传动轮的校准。如果驱动轴不平行,或者传动轮偏离轴线位置,那么驱动装置就会磨损传动带,使其提前报废。 三是安装时要按厂家规定的安装张力要求进行安装。农业机械皮带传动是利用皮带与带轮之间的摩擦来传递动力的。皮带张力的大小很重要,过大会加剧皮带疲劳损伤,过小会引起皮带的打滑。安装时,应注意使皮带的松边在上,以增大带轮包角,可靠传递动力。 四是安装传动皮带时,首先将中心距缩小,将皮带套在带轮上后,慢慢增加中心距,满足规定的初拉力要求,严禁用其他工具强行撬入和撬出,以免对传动皮带造成不必要的损坏。安装传动皮带时两带轮轴线应相互平行。一组传动带的型号要相同,长度要相同,以免各传动皮带受力不均。要采用安全防护罩,以保证操作人员的安全。 2 农业机械传动带安全使用注意事项 一是产品选购的注意事项。要看好皮带轮的型号及选择合适的长度。选择好的品牌并注意其防伪标志。 二是传动皮带都是橡胶制品,因此在使用中要防止油、酸、碱对其腐蚀。在拆卸安装、检查调整传动皮带时,如果手上沾有油脂,要擦拭干净再进行操作,更不要将传动皮带放置在油污中。如果传动皮带不慎沾上油污,请谨慎使用,最好立即更换。 三是机器长期不使用,应放松传动皮带。避免弄上油污,否则应及时用肥皂水清洗。 四是注意传动皮带工作温度不能过高,一般不超过50℃~60℃。传动皮带应保存在阴凉干燥的地方,挂放时应避免打卷。 五是传动皮带靠两个侧面工作,如带底与带轮槽底接触摩擦,则需更换传动皮带。及时清理带轮槽中的杂物,防止锈蚀,以减少V型带和带轮的磨损。 3 农业机械传动带的维护保养 一是在日常检查中要特别注意皮带的磨损情况。如果皮带磨损严重,就会使皮带和皮带轮的接触面积锐减,这时只要用力一压皮带,皮带就深深地下沉到皮带轮的槽内。此外,如果发现皮带表面出现龟裂以及剥落等现象,或者皮带出现滑磨声,表示皮带可能会断裂,必须立即更换。如果不及时更换,皮带一旦在行驶途中断裂,机械将不能正常行驶。 二是定期检查皮带是否有松弛和断裂现象,如有一根松弛或断裂则应全部更换新带。在发动机正常工作的条件下,建议每4年换一次皮带。但发现皮带过度磨损或撕扯时必须随时更换。不同功能皮带的使用情况也影响到皮带的磨损程度。当传动皮带显示出以下情况,就应加以更换:底胶有规律地出现断层、带轮侧壁闪亮或光滑。 三是传动皮带在使用过程中要适当调整。传动系统在使用过程中,要经常检查皮带的张力。传动皮带过松,磨损会加快,而过紧则会使传动皮带拉长,同时还会缩短轴承的使用寿命。正常的张力是:用大拇指按压大小皮带轮切点中间时,能按下15~20毫米为合适。 四是三角形传动皮带在使用过程中,其受力面为两侧,三角形传动皮带两侧成楔形磨损后会自动向内走,继续保持原有的摩擦面。若是三角形传动皮带最窄处与皮带轮的底部接触,两侧的摩擦面就不能正常受力,这时就应该更换三角形传动皮带,否则传递效率会降低。 五是安装带轮时应保证同一回路中带轮槽对称中心面位置度偏差不大于中心距的0.3%。调校不准的情况下可以用直角加以检验。如果在传动轮表面和直角之前出现间隙,就表明存在着轴线不平行的现象。一旦轴线不平行,就必须调校或更换失效的传动轮、传动轮支架或轴。 作者简介:韩鹏,大专学历,公主岭市龙山乡农机技术推广站,助理工程师,研究方向:农机推广。 机械传动论文:液压机械传动控制系统在机械设计及制造中的应用 一、液压机械传动控制系统的原理 液压机械传动控制系统的原理:保持系统内各处压强相等,即保持在系统中的液体能够静止。对不同大小的活塞进行控制,根据不同大小的活塞本身受力能力的差异来调整各处压力,使得小活塞压力相对小一点,大活塞压力则相对大一点,即可保证系统内各处压强相对平衡,液体在系统内能够维持静止不动的状态。通过液体作为介质进行传递来达到能量变换的目的。整个变换过程需要液压控制阀作为控制元件、液压泵作为动力元件、液压马达等作为液压执行元件、管道等作为液压辅助性元件等共同完成。液压泵是一种常用的动力元件又称容积液压泵,能够在系统的运行过程中提供运行所需要的动力,工作原理是容量的变化产生压力的差异。注意事项是,在选择液压泵时应注意液压效率以及能量的消耗问题。液压马达在系统运行过程中充当执行元件,与液压泵的作用刚好相反,其作用是将容积液压泵提供的液压转换成机械能,达到液压对外做功的目的。液压控制系统以及一些辅助性的元件的作用则是建设液压回路,对系统内的液体进行控制,保证系统能够达到预计需要的效果,从而达到满足工作需求的目的。 二、液压机械传动控制系统的优势和缺陷 1.液压机械传动控制系统的优势。(1)高压、高速、高效率。液压机械传动控制系统在控制元件、动力元件、液压执行元件以及液压辅助性元件的共同作用下,使得液压机械传动的功率较传统的液压传动和机械传动要大。同时,系统与微电子技术相结合,使得系统本身高度集成化,能够实现小空间内对功率的准确控制。(2)小型化、轻量化、反应快、惯性小。由于液压机械传动控制系统本身又具有高度集成化的特点,所以系统具有轻量化、小型化、运动惯性小等特征。此外,各种元件的相互协调配合,能够使得系统操作灵活简单,系统内的控制元件可以对载荷做适当调整,从而实现自动变速换挡。并且整个系统与电液联合控制,将会实现机械高程度的自动化控制,能满足人们越来越高的需求,适应时代的发展趋势。 2.液压机械传动控制系统的缺陷。(1)液压系统漏油影响系统运行的平稳性和正确性。液压机械运动控制系统存在漏油的缺陷会导致液压机械传动的传动比率不能得到保存,导致液压传动系统运行的平稳性和正确性受到影响,使得液压传动系统的平稳性和准确性降低,对整个系统的运行以及运行的效果极为不利,进而影响到企业输出产品的质量。(2)温度的变化会导致系统的运动特性发生改变。液压机械运动控制系统对温度要求比较严格,当温度较高时,会改变系统中液体的黏性,从而使得液压机械运动控制系统的运动特性发生改变,造成工作的稳定性受到影响。因此,在系统的运行过程中应格外注意温度的变化,避免运行结果因为温度的变化产生偏差。(3)故障的检查和排除工作不易进行。液压机械运动控制系统在运行过程中会因为液压元件的运作产生一定量的金属粉末对机器设备造成污染容易发生故障。同时,一些外部环境的灰尘粉也极易吸附到机器设备上,从而对系统稳定性的运行产生影响。而这些在系统运行中都是不可避免的,又比较复杂对故障的检查和排除会造成很大麻烦。(4)系统运行前需要对系统进行严格的清扫。液压机械运动控制系统在运行前首先需要对系统进行全方位的严格清扫,最大限度的避免系统运行过程中一些外界因素可能对系统运行的结果产生影响。 三、液压机械传动控制系统在机械设计及制造中的具体应用 液压机械运动控制系统利用其自身系统的高度集成化能够满足各个领域中企业建设对一些大型的工程装备的需要、较大功率的需求、精度和工作效率较高的需求等。同时,由于其自身兼具惯性小、轻量化、小型化、反应快等特点,使得操作灵活简单,适应各种施工环境和施工条件。在一些自主研发的机械的设计及制造中,液压机械运动控制系统能够充分的发挥作用。机械设计可以跟液压机械运动控制系统的工作原理相适应,借助系统自身的各种优势不仅能弥补传统机械传动和液压传动的缺陷,而且将二者结合起来以后对机械制造的难度的降低,精准度的提高以及工作效率的大幅度提升都有促进作用。此外,液压机械运动控制系统能够较容易实现自动化的控制,将其引入到机械设计和制造的应用中,能够促进机械设计和制造的自动化进程,对机械业的发展具有极其重要的意义,是未来机械设计和制造的发展方向,能够较大的改善产品的质量,缩短产品生产周期,促进产品功能的高效,有效的满足人们对机械产品越来越高的要求。液压机械运动控制系统已经广泛应用到国防建设和现代建设中机械的设计和制造中了。 四、液压机械传动控制系统在机械设计及制造的应用中存在的问题 随着液压机械运动控制系统的提出和发展,液压机械运动控制系统已经开始广泛应用到各个生产领域,并为人们的生活带来了极大的便利。但是,在目前的系统中仍然存在着一些缺陷。一个突出的表现就是,我国目前液压机械运动控制系统中使用的一些动力元件、控制元件、辅助性元件、执行元件等都需要从国外进口,并且在国际范围和其他发达国家相比有明显的差异。根据液压机械运动控制系统的工作原理以及一些重要元件在系统运行过程中充当的角色,重要元件在系统运行中的重要性可想而知,重要元件的水平直接影响着液压机械运动控制系统的完善性以及功能的高低。因此,要想机械的设计和制造业能够自主创新稳固的发展,应该重点弥补液压系统中重要元件存在的缺陷,学习借鉴并实现创新,提高液压元件的功能和适应性以及液压机械运动控制技术。只有这样,才能从根本上发展我国的液压机械运动控制系统,并提高其在机械的设计和制造上的应用,带动各个行业领域的共同发展进步。 总结 液压机械运动控制系统,是一种新型的技术,能克服传统机械传动和液压传动的缺陷,运用液压使能量进行转换的原理,并通过控制系统进行一系列的控制,实现机械循环运转的目的,对各类需要大型设备的企业建设具有重要作用。将其运用到机械的设计和制造中能提高工作效率、产品质量,更好的满足人们的需求。但其在发展过程中,仍然存在一些不足,尚需进一步的改善和发展。 (作者单位:空军南京航空四站装备修理厂) 机械传动论文:伺服机械传动链刚度分析 摘要 :在伺服系统中,传动链刚度是影响伺服性能的关键因素。本文主要对伺服机械的传动链刚度进行了特性分析及影响因素分析,在此基础上结合工程实际给出了传动链刚度的一些验证估算算法。 关键词 :伺服机械 传动链 刚度 引言 在伺服系统中,机械结构占有比重很大,优良的机械结构是伺服系统的基础,没有该基础,即使有再好的伺服技术也发挥不了作用。因此如何提高动态性能成为机械结构设计的难点。一般常用机械谐振频率的高低来衡量系统的动态性能[1],式中,K为传动链等效刚度,JA为负载转动惯量。目前,有两个可使谐振频率提高的方法,一是减小转动惯量。一般结构设计的目的就是减小转动惯量,但由于限制因素比较多,如果要达到一定的精度和承载能力,那么结构件就不可太单薄,这样会使重量和惯量都有所增加;二是提高(传动链)刚度,提高传动链刚度并不会明显增加转动惯量。 1、传动链刚度特性 传动链刚度是指传动链承受载荷时发生弹性变形的程度。当电机驱动负载运动时,因为受力不同,会令伺服机械系统的所有零部件都产生不同程度的弹性变形,这会降低整个系统的结构谐振频率,同时限制伺服带宽,从而影响伺服系统的稳定性、动态响应和伺服精度。因此,提高传动链刚度可提高整个系统的谐振频率,保证传动精度。 对于传动链来说,每根轴的扭转刚度折算到电机轴上,各轴刚度需除以减速比的平方。那从电机轴的角度来说,如果各轴按等效刚度条件来设计时,就需要相当大的末级输出轴直径,然而很难将这一设想在结构设计中实现。显然,传动链的末级就是传动链刚度的薄弱环节[2]。 2、影响传动链刚度的因素 影响刚度的主要因素有材料及其结构形式。增加刚度就会选用弹性模量较高的材料;而通过扭转刚度的公式可知,轴的扭转刚度与轴直径的四次方成正比,那么在结构允许的前提下,增加传动链末级轴的直径可明显提高刚度[3]。 设计传动链时,由于负载转动轴的本身刚度比较强,传动链的末级输出轴以及输出轴上的零部件就尤为关键,故而影响刚度的薄弱环节不适合安排在传动链的末级输出端。 在总传动比一定且结构尺寸许可的情况下,增加传动链末级速比,可以使末级输出轴的折算刚度相应提高。 3、传动链刚度的验证估算 伺服机械系统是精密的传动系统,通常为了减少弹性变形对伺服系统的影响,需在方案设计阶段对传动链刚度进行验证估算。 3.1 霍尔兹法计算验证 传动链的刚度是由扭转引起的,对传动链的每根传动轴来说,它的刚度主要是由轴的扭转刚度、齿轮轴弯曲变形引起的附加扭转刚度,以及齿轮的弯曲变形引起的扭转刚度串联叠加组成。一般计算时,分别计算每根传动轴上的各因素影响刚度,再按照串联系统等效刚度算法得出各传动轴的刚度。 现以某伺服系统为例,对传动链刚度的计算作简要介绍。图1是其双链伺服传动系统的结构简图,该系统是电机驱动减速机带动末级齿轮传动。在此传动链刚度计算时,选择轴的扭转刚度、齿轮轴弯曲变形引起的附加扭转刚度为主要影响因素。 齿轮传动链中齿轮轴的支撑方式有简支梁和悬臂梁,不同支撑方式下的齿轮轴弯曲刚度KW按各自方式计算,有辅助支撑的简支梁在计算时,可将该梁分为两段简支梁计算其各自的弯曲刚度后串联计算该梁的总刚度。本文示例中的齿轮轴为悬臂梁。 K为伺服传动链总的等效刚度。文中示例仅为简单的一级双链传动,伺服传动系统通常是多级传动,为了方便计算,一般都将其转化成等效直线系统,计算方法依据以上算法类推。 3.2 简要估算 上述的计算方法比较繁杂,因为传动链输出端是刚度比较薄弱的环节,故在实际工程中对刚度进行估算比对时可先进行简单的估算。通常情况下主要考虑末级小齿轮的扭转刚度对系统的影响,对末级小齿轮在ansys下进行模拟加载,求解出其扭转变形,再通过刚度的原始公式进行计算。 4、结论 本文分析了传动链刚度特性,结合工程实际情况,简单罗列出了传动链刚度的验证估算方法,可供结构设计人员在伺服传动链设计时进行参考。 机械传动论文:机械传动科学技术的发展历史与进展探讨 【摘要】在机械方面,主要包括三个部分,分别是原动力,传动和执行系统,三者是环环相扣紧密相连,原动力系统结构较为简单,主要负责给机械的运转提供相应的动力,相反执行系统种类就比较多。而我们通常所说的传动系统就是一种结合起来的系统,它既起到输出动力的作用,也起到执行的作用。传动系统在当今机械的发展中尤为重要,其优劣也是衡量一台机械好坏的重要指标,一个好的传动系统不仅意味着高效性,并且还具有多功能性和使用寿命长等优点,所以传动系统的优化和发展一直是当今机械领域的热点课题,本文针对机械传动系统的发展历程和前进方向作了相关的介绍和探讨。 【关键词】机械制造;传动系统;机械传动 1 机械传动的种类及起源1 当今机械的传动方式主要有以下几种,带传动、链传动、曲柄连杆传动、齿轮传动等。当然随着科技的不断发展,也有很多新兴技术应用在传动方面,使得传动系统的局限性变小,传动系统的发展所涉及的领域也会相应的扩宽,难度也就会相应的增加。但不管怎样,机械传动仍然是当今机械传动领域的主流,一个的传动系统的好坏直接决定了机器的优良与否。随着我国改革开放的进行,邓小平同志强调科学技术是第一生产力,使得我国各行业技术领域有了飞跃式的发展,尤其是最近这三十年,机械传动技术更是得到了日新月异的发展,当然机械传动技术的发展是与机械本身的发展离不开的,两者相辅相成,相互推进,传动技术的发展对于当今社会生产力的发展有着极其重要的作用,能够帮助我们解决生产过程中的很多问题,使我们的生产力得到飞速的发展。在古代,我国是世界上生产力最强的国家,最主要的原因是我们的农业文明发达,能够运用很多的机械原理去服务人们的生产和生活,现在想想觉得祖先们的智慧真是令人叹服啊,他们所发明的齿轮结构,在指南车方面的应用极大的提高了当时人们的生产效率,指南车更是在20世纪中期在美国进行展览。早至战国时期,齿轮已然诞生,但将齿轮运用于实际生产却花费了几百年的时间,在此期间人们也在不断地探索,直至宋代人们才发明了指南车,不过对于这一说法目前尚有争议。 2 机械传动的发展历程 据史料记载,机械传动的产生大致可以追溯到三千年以前。很早以前在罗马时代,人们用水力驱动齿轮来碾磨稻谷,使得传动首先出现。最难得的是瑞典人率先发明了斜齿轮技术,虽然只是用石头做的一点斜齿轮的样子,但却是传动发展史的一个伟大的进步。 到了14世纪,时钟被人们发明了出来,始终是起到计时的作用,因此时钟的机械设计要求就需要更加精准,这就使得时钟内部的零部件必须很精细,而这些零部件很多都是齿轮或与齿轮相关的结构,而最开始出现的木齿轮显然已经不能满足人们的要求,于是即有人开始研究能否用金属来制作齿轮,使得齿轮既能够满足精度要求,又不至于体积过大。到了18世纪的初期,人们发明了蒸汽机,而这一发明使得英国的工业革命迅速展开,蒸汽机也被广泛运用于个各行各业,英国的生产力大大提高,经济更是迅猛发展,一跃成为世界第一大国,自称为日不落帝国,由此可见机械传动的进步对于推进一个国家发展的重要性。蒸汽机其实也是由机械传动系统构成的,由于蒸汽机的动能更大,所以机器内部零部件的冲击力也会变大,而齿轮这种结构在较大冲击力情况下会损坏,这就使得高精度和高强度的金属齿轮的诞生迫在眉睫。 到了19世纪末期,电动机开始出现,随之出现的还有内燃机,这又是机械传动发展史上的一个伟大进步。紧接着在20世纪初期,更加先进的摆线齿轮和渐开线齿轮也开始出现。1940年左右,齿轮形状的设计和计算也得到了飞跃的发展。到了20世纪60年代,航天技术也在飞速发展,人们不仅在争夺地球上的空间,对于宇宙的争夺也是如火如荼,航天技术对齿轮的精度要求更高,因此齿轮精度在你这一时期也得到了飞速的发展。到了20世纪90年代,齿轮被广泛运用于各行各业,基本上所有机器都依赖于齿轮的传动,因此齿轮的故障诊断和排查监控显得尤为重要,人们根据传动系统的力学原理,开发出了相应的排查故障的方法。 3 机械传动的发展新方向 在传统的机械传动发展史上,机械传动的优化往往只会在宏观上对齿轮的形状,大小,表面粗糙度,平面度等等参数进行设计和调整,而随着现代科技在围观领域的发展,高新技术材料如纳米材料、陶瓷材料等也在高精密的卫星中得到使用,材料其实对于机械的发展也是至关重要的,材料的性能好坏也直接能决定机械传动性能的好坏,由于不同的材料性能各异,因此机械传动也因为材料的突破而有了更加长远的发展,机械的发展离不开材料科学的发展,而材料的发展也依赖于机械的发展,未来机械传动的进步将不再依赖于系统的机械结构,更多的是取决于机械传动系统的材料,因此不断探寻能够优化传动系统的材料将会是机械传动未来发展的主题。 机械作业不一定是在那种常规的环境中,有时候被发送到真空的宇宙中,也可能作业在高重力的深海中,以及腐蚀性的环境中,也有可能会工作在很强的电磁场中,像这类特殊的环境,我们的机械传动要保证不受影响,必须有与之相适应的传动系统,如果机械的传动系统不能满足机械使用环境的要求,那么不论这个机器多么精密高效,都将毫无意义。除此之外,微机械的重点研究对象也就是微型传动系统,由于微型传动系统体型很小,难免会使得其性能与普通的机械传动系统有所差别,如何在缩小机械零件体积的同时,使得机械的传动性能不受影响甚至更加优越,这需要我们更加深入的研究,因为体积减小意味着接触面积的减小,在散热,齿轮啮合以及传动等方面都需要仔细的探讨,不断研究和探索,设计出最合理的方案。 4 结语 21世纪是个科技迅猛发展的时代,尤其是信息能源技术和机械制造技术更加是突飞猛进,在很多方面都得到了充分的发展,但这显然还是不够的,我们必须清醒的认识到我们还是处在社会主义初级阶段,我们的首要任务还是要大力发展生产力,而生产力的发展离不开工业和农业,而工农都需要有先进的机械设备来促进生产力和生产效率的提高,所以机械传动技术的发展仍然会是社会生产力发展的主题,我们不能满足于已经取得的成就,要以更加饱满的热情投入到机械制造的洪流中,促进机械传动科学技术的发展,当然,机械传动科技的发展不是我们一两个人能够推动的,还有赖于广大研究人员的进一步探索。 机械传动论文:机械传动系统控制模块设计与操作 摘 要:随着科技化不断发展,机械传动系统作为大多数机器的主要组成部分,需要对其控制模块进行总体设计思路,并实现传动系统控制稳定操作。在这个过程中要运用Visual Basic6.0、Visual LISP及Visual FoxPro6.0来进行共同开发。在进行控制接口程序时,要对数据进行自行的运行和传递。本文就着重介绍了在机械传动系统中控制模块的程序接口设计技术。将机械传动模块根据系统进行划分,可以实现5种控制模块的任意排列和组合。在组合中有5级传动方案,在自动连续中实现总体设计的计算、承载能力的计算及传动零件图来绘制。 关键词:模块;传动系统;机械;设计 1 引言 在机械传动系统中,大多都是由于若干种串联形成的展开式、同轴式的多级系统。对于较为常用的单级机械传动而言,传动的零件在设计工作中存在强度计算、公差查询及自动绘制等,这些都可以实现可视化语言的协同开发,来完成可视化机械设计。在机械传动系统中控制模块设计是通过模块化设计方法来完成的,将基础模块作为单级可视化的机械设计,并不断的进行机械传动系统控制的开发,这样便会提高常用机械传动系统控制的设计质量及效率。这种开发模式可以解决传动系统在总体设计上的问题。主要是对传动系统的方案问题进行正确的解决。在进行传动系统方案的设计时,方案对系统具有随机性问题,但如果利用人工判断,这样系统使用便会较为灵活。但会存在干预较多,人工的劳动量较大,有着较低的效率,在开发方面较为复杂。对机械传动系统进行开发有这样两个较为关键的因素,一个是要对用户所选择的传动系统方案进行准确有效的判断,这包括传动级数传动类型、传动比及传动效率,另一个是对传动方案所匹配的各个基础模块进行自动的交换问题。 2 机械传动系统控制模块设计 在对机械传动系统进行模块设计时,要采用正确的设计方法,对系统功能进行合理的划分,可以将其划分为主、从模块,并利用调用的顺序及深度,将其继续划分为四级模块,具体如图1所示。 图1 系统功能模块结构示意图 在进行控制模块的设计时,可以将主模块分为四个子模块,在进行子模块设计时,主要是体现用户输入工作机的工作参数,并进行电机类型和同步转速的选择,从而使得若干种传动选择,并将相应级数的传动方案进行组合。在进行各级传动的传动比及传动效率选择的时候,可以实现传动系统与原动机的确定,从而确定工作机之间的联轴器是否可以完成使用。并对用户进行理论总传动在误差范围之内的基础下,实现各级传动比的准确修改,并利用各级传动比、功率、转速浏览的允许,将二级模块与方案匹配的传动设计计算模块进行调用,从而实现自动地依次调用,使公差数据库查询模块与传动零件自动绘制模块能够依次进行调用。 3 控制模块设计开发平台及操作计算 对一级模块与二级模块中的单级传动设计计算模块,可以运用Visual Basic6.0来进行开发,二级模块中还存在数据库维护模块,这与三级模块共同利用Visual FoxPro6.0来进行开发。这些都是通过将模块进行编码翻译的过程,成为可执行文件。但对于四级模块,其是不能够进行编译过程,其绘图模块是利用Visual LISP开发,并保存为.lsp文件,来在AutoCAD平台完成运行过程。 在机械传动系统中控制模块操作关键技术方面,模块在保存为文件时,在运行顺序上存在于数据之间的传递。这些传递都是通过各个模块的接口程序来实现的,所以这便是系统在开发中的关键技术。 对“设计”子模块的接口程序设计,为了操作更为便利、带给我们更深刻的记忆力,可以采用这样一些措施。 (1)BasDeclare模块进行全局建立,并将5个全局数组及1个全局变量进行定义过程。 (2)将1个文本框对象及4个对象数组进行在主输入界面的设置。这主要分为两个步骤,一是将文本框对象txtJishu来为用户进行传动级数的提供,并再将级数存储在变量Jishu中。二是对框架对象数组framel,进行传动类型组合框架对象数组的安置,及传动比文本框对象数组textl和传动效率文本框对象组textX的安置。从而形成具体的关系对应。 (3)对jishu个框架对象数组中的元素可见 这是利用文本框对象txtJishu的改变事件过程,使得其中的framel个对象数组中元素都可见,但其他的元素则不可见。 (4)对用户的输入进行接收 利用命令按钮对象在Click事件的过程中,完成对用户选择的接收机各级传动类型名称、传动比及传动效率的输入过程。 在进行“设计”子模块的接口程序中,要将传动比修改界面中的使命按钮进行写入时,主要包括这样两个核心部分。一是对修改后的各级传动比要进行数组lduan()的存入,二是对调用的数据进行逐级实现,并将数据进行传输。 4 结束语 机械传动系统控制模块的设计和操作可以采用可视化的多平台进行协同开发技术的利用,这样可以将不同的平台特长都能够发挥出来,更好的实现自动连续的机械传动总体设计、各级承载能力的计算以及公差数据库的查询和传动零件图的绘制。对于关键的开发技术要进行细节上的注意,并善于利用对象数组及变量数组,从而更好的实现程序模块间的正确调用及数据的传输。 机械传动论文:机械传动系统扭转振动的有限元分析探讨 摘 要:对于大型机械的传动系统来说,扭转振动的有限元分析是确定其是否发生共振的主要方法。文章用有限元分析方法对机械传动系统扭转振动进行具体的研究,并基于灵敏度分析对传动系统的模型进行了修改,最后分析了扭转振动频率的概率分布,从而得到了在假设参数分布下系统不发生扭转振动可靠度,为研究人员对机械传动系统的振动分析提供了新的思路。 关键词:机械传动系统;有限元分析;扭转振动;可靠度 引言 随着现代机械工业技术的发展,越来越复杂的大型机械开始广泛应用于我们的生产和生活,在大型机械设备的设计阶段,对其动力传递系统的分析也越来越困难。在传统设计中,传动系统的分析计算往往是一项非常复杂的工作,手工调整参数计算,不仅劳动量大、效率低,而且往往因为简化过多而导致结果偏差过大。在现代设计中,人们可以借助于计算机仿真技术对其传动系统的动力学特性进行仿真模拟,对传动系统的传动型式、布局、结构等进行预估,从而以较低的制造成本获得最优的传动效果。基于这些方面的考虑,对大型机械传动系统的有限元分析,对系统的性能、传递方式、振动、固有频道等进行分析研究,具有很重要的理论价值和社会效益。文章对机械传动系统中的扭转振动进行了具体的探讨,尤其对系统的固有频率、振动以及不发生共振的可靠度等进行详细的论述,为大型机械的设计人员提供了有效的借鉴,同时为传动系统扭转振动的有限元分析的研究者提供了思路。 1 机械传动系统扭转振动的有限元分析探讨 1.1 机械传动系统扭转振动的有限元分析概述 传动系统的扭转振动问题是现代大型机械设计中的热点问题,主要是因为机械传动系统是一个连续、复杂的质量系统,很难进行模型简化和计算。目前工程机械中应用最广泛的一种扭转振动模型是当量扭转振动系统,它的建模方式是将惯量与轴段刚度向某一轴线转化,然后采用集中质量法,轴的刚度按两个集中质量件的有效长度计算,忽略齿轮以及轮齿的弹性,从而得到一个包含惯量、弹簧、阻尼的集中质量模型。 1.2 机械传动系统扭转振动的振动特性分析 一般来说,机械传动系统的振动由三个特性决定:固有频率、振型和频响,而系统共振会使系统的这三个特性得到很大改善。 对于复杂机械传动系统的扭转振动来说,共振是对传动系统破坏最大的,也是任何一个机械传动系统极力避免的。在整个传动系统中,每个元件和系统都有固有频率,传动系统本身也有自己的弯曲频率、扭转频率,一旦设计不当,就会发生严重的共振问题,对设备造成极大的损坏。通常来说解决共振问题需要从三个方面入手:振源、传递路径、振动体。其中振源的改变有两种方法,一是改变激振力的频率,二是改变激振力的大小;传递路径的改变主要是通过改变传递元件自身的大小、形状;振动体是指发生共振的元件或系统,改变振动体就是通过改变弹簧刚度、集中惯量单元的转动惯量改变振动体的固有频率,从而避免发生较大的共振。 1.3 机械传动系统扭转振动有限元分析的理论分析 对大型机械传动系统进行的有限元分析,需要对有限元模型的修改理论进行推导,其中扭转振动特征值灵敏度计算和模态匹配分析是理论推导的最重要组成部分,下面是具体的推导过程: 实践经验证明,利用这种计算机仿真方法对大型机械传动系统的扭转振动进行分析,有三个优点:(1)基于灵敏度分析的模型改变是可行的;(2)使用此种方法对模型修改,从而对系统不发生共振的可靠度进行不确定性分析,效果非常好;(3)通过模型修改和不确定性分析的机械传动系统不会发生共振。 2 结束语 文章对大型机械传动系统的扭转振动进行了有限元分析,并对系统模型的修改和不确定性分析理论进行详细的论述,为机械传动系统进行振动分析提供了一个新的思路。 机械传动论文:浅谈煤矿机械传动齿轮损坏原因及改进方法 摘要:在我国煤矿机械的使用中,受煤矿工作环境恶劣和工作时间比较长的影响,煤矿机械事故的发生频率非常频繁,其中煤矿机械传动齿轮的损害是煤矿机事故发生的主要导火线,对煤矿工作的安全运行产生着重要的影响。基于此,文章从煤矿机械传动齿轮损坏的原因出发,对其改进的方法进行了分析和总结。 关键词:煤矿机械 齿轮传动 损坏与改进 0.引言 煤矿机械生产设备中,由于传动齿轮的承载能力和精度都比较高,且拥有着恒功率传动的优势,因此,在煤矿生产中的使用范围非常广泛。但是,传动齿轮使用范围的广泛在某种程度上就增加了它的工作强度,以此导致着传动齿轮的损坏,降低着煤矿机械设备整体的使用性能,给煤矿企业造成了巨大的经济损失。受这些因素的影响,加强对煤矿机械传动齿轮损坏原因的分析,从分析中找出改进的方法,对煤矿企业的生产和发展有着重要的作用。 1.煤矿机械传动齿轮损坏原因分析 从煤矿机械传动齿轮损害的形式分析,其主要为:轮齿折断、齿面胶合、齿面点蚀、齿面塑性变形四种,并主要是由煤矿生产中对机械传动齿轮设计和选材不合理、热处理和加工制造不合理、齿轮安装和使用中缺陷的存在所引起的[1]。 1.1设计与选材的不合理 煤矿机械齿轮具有着机械类型多、低速重载齿轮多和井下工作环境差的特点。但是,目前煤矿机械传动齿轮在设计功能上,尚不能完全的满足这些特点,也无法满足煤矿机械化技术发展的需要和设计参数上的技术要求。在煤矿机械的实际工况和使用条件上,不仅缺乏专项切实的实验,还缺少着一定的针对性。同时,在部分标准、规范、测试和计算的方法上,还存在不统一和不先进的缺陷。煤矿机械传动齿轮在设计上的不合理,某种程度上就导致着齿轮选择的不合适,以此影响着传动齿轮的使用性能。 1.2热处理和加工制造的不合理 从市场中目前所制作的煤矿机械传动齿轮分析,它们在煤矿生产中的使用标准尚不达标,此时,对锻造齿轮要求的忽视就导致传动齿轮在煤矿使用中气孔的出现。在此基础上,由于传动齿轮在热处理上的质量也没有达标,以此导致着齿面硬度的不均匀,齿面出现淬火裂纹,在内应力过大的情况下导致着齿轮破裂情况的出现。同时,受煤矿工作环境的影响,煤矿机械传动齿轮在使用的过程中会渗入不同的碳层,以此导致着齿面粗糙度不合格现象的发生,对齿轮的承载能力和使用寿命都产生着严重的不良影响。 1.3安装与使用中的缺陷 煤矿生产中对机械的使用性能要求非常强大,但是,目前很多的煤矿机械设备在配置上都不是非常的完善,煤矿开采中对测量仪器的使用经常被忽视,以此导致着齿轮在安装的过程中,与质量上得不到有效的保证,并无法良好的满足齿轮安装的标准和要求。煤矿机械传动齿轮安装中,安装水平度、平行度和中心距不合格的现象时有发生。同时,在煤矿工作比较繁重和机械设备量比较大的情况下,齿轮定期清理和油脂的定期更换工作也无法得到良好的实施,以此导致着齿轮中杂质、缺油、漏油和齿轮润滑度不足情况的发生。煤矿器械传动齿轮的安装和使用中,这些问题的存在都导致着齿轮断裂、胶合、磨损等损坏形式的发生。 2.煤矿机械传动齿轮损坏改进方法研究 2.1设计与选材上的改进 在煤矿传动齿轮的设计上,齿轮在不加大外形尺寸时,如何提高它的强度和使用寿命是一个急需解决的问题。从煤矿对机械传动齿轮承载能力的需求出发,其弯曲的极限强度需要增加到1200MPa,在耐久性强度的接触上需要增加到1600MPa,因此,煤矿机械传动齿轮与设计上的要求需要从技术攻关和设计参数的优化上进行。其中,设计优化的实施中,强度计算公式的修正、齿轮结构的优化、加工和处理工艺的改进、装备需求的提升等均包含其中,并需要根据煤矿机械传动齿轮中的实际工作情况严格进行[2]。在齿轮材料的选择上,需要从齿轮的强度、韧性和工艺性能需求三个方面综合的考虑。在工业技术比较发达国家的齿轮钢材使用,以及我国工业的实际发展情况上可以得出,采用低碳合金渗碳钢制造齿轮,其在接触和弯曲的疲劳寿命上和普通电炉钢制造的齿轮相比较,能够有效的提升3-5倍,在齿轮的极限承载力上能够提高15%-20%。 2.2加工工艺和热处理的改进 煤矿机械传动齿轮在加工的过程中,其粗、精滚的工序要求需要分开进行。实施的过程中,先采用滚刀进行粗切,再采用专用的滚刀实施精滚齿,以保持滚刀的精度,对于切齿深度的控制需要采用百分表进行控制,精滚齿滚刀的齿形误差需要控制在0.03mm以内[3]。同时,齿形加工的精度需要达到9级,齿面的粗糙度一定要和设计的要求符合,由于齿面粗糙度好的齿轮在使用寿命上和粗糙度差相比能够提高15-20%,为了提高齿面的粗造度,磨齿后可采用振动抛光或电抛光进行。在热处理上,可将碳、氮共渗工艺应用其中,通常情况下,碳、 氮的伸入深度能够控制在0.02mm以内,这样不仅能够硬化齿轮表层,还能产生压应力,和单纯采用渗碳齿轮相比较,强度极限应力提升了13%以上,使用寿命能提高1倍。 2.3安装和使用的改进 从煤矿机械传动齿轮的使用情况分析,减速器齿轮副的安装精度对齿轮的使用寿命、承载能力和磨损程度都产生着严重的影响。因此,传动齿轮的新安装和检修与更换后的安装,都要严格的按照安装的技术标准和准则进行,尤其在齿轮轴心线的平行度、水平度和中线距上,一定要达到安装的技术要求和质量标准。对于新齿轮,投运前需要进行充分的跑合。在使用的过程中,为了增加传动齿轮的润滑度,减少磨损、胶合和断裂现象的发生,可根据各种润滑工况对齿面的强度的影响具体的实施,合理的选择润滑油的种类。首先需要从齿轮的接触面材质的局部弹性出发,然后对齿轮共轭啮合中,切点部位外滚、滑的运行特别处理。 3.结语 综上所述,我国煤矿生产中机械设备事故的频繁发生是一个急需解决的问题,在这些机械事故中,传动齿轮的损坏是造成煤矿机械设备无法正常运行的一个重要原因。此时,加强对煤矿机械传动齿轮损坏原因的分析,从原因中有针对性的探索改进的措施,这对煤矿机械设备事故的减少和机械设备运行能力的提升,以及煤矿企业经济效益的增长都有着重要的发展意义。 机械传动论文:机械传动科学技术的发展历史及其研究 摘要:机械系统中的传动有三种,分别是机械传动、流体传动和电传动,其中接卸传动具有精度高、响应快、传动效率高等优点,人们的生产生活中应用到的机械传动有很多,机械传动在生产生活中占有主导地位。本文对机械传动系统研究的重要性进行了简要分析,并概括总结了机械传动科学技术的发展历史和机械传动科学技术的研究。 关键词:机械传动;科学技术;发展历史。 一、机械传动系统研究的重要性 在机械系统中工作机、原动机和传动机是其三大基本组成部分,机械系统的原动机为机械系统的运动提供了基本的动力,工作机是机械的具体功能执行系统,机械功能的种类有很多,这就使得工作机的结构形式和运动方式存在一定的差异。原动机的运动具有单一性和简单性特征,工作机的运动具有多样性和复杂性特征,二者之间存在矛盾,因此,在机械系统工作的过程中需要使用传动机将原动机的运动和动力大小、方向进行转换,将其传递给工作机,使得工作机能够正常运转。在机械系统中的原动机运动和动力输出无法满足工作机的工作要求时,就必须将传动机应用到其中。随着科技的快速发展,机械系统开始朝着高速、高效、精密、多功能的方向发展,因此,人们的生产生活中对传动机的功能要求越来越高,机械系统的工作性能、能源消耗和振动噪声大多取决与机械传动系统的性能,因此对机械传动系统进行细致的研究是十分必要的。 二、机械传动科学技术的发展历史 机械传动是机械系统的重要组成部分,在机械诞生的同时就已经出现了机械传动。早在中国古代,指南车这种早期的机械就安装有累死齿轮传动的装置。14世纪,时钟的发明促进了齿轮传动的发展,人们开始研究金属齿轮传动,并在排水装置中采用大型机械传动系统,将风力机械传动装置用于工厂生产中,推动了制造业的迅速发展。18世纪初最早的蒸汽机诞生了,被运用到矿井排水、铁路机车和加工机械中,这就意味着机械传动的需求在极大程度上得到提升,此时,以水能为动力的机械传动系统在纺织和冶金工业中得到广泛应用。19世纪末,电动机和内燃机诞生,这些原动机的产生促进了机械传动的发展,并使机械传动在船舶、制造厂、发电站和铁路机车中得到广泛应用,但是交通和工业的发展对机械传动的需求也逐渐提升,实现机械传动的可靠性成为机械工业发展的主要目标。20世纪初期,摆线齿形和渐开线齿形的齿轮传动诞生了,这些齿轮传动在船舶、铁路机车中得到应用,且对齿形机械传动的精度要求越来越高,齿轮传动设计开始受到重视和关注。20世纪40年代,渐开线和非渐开线齿轮传动的齿形计算方法得以问世,多采用几何学分析方法对其进行计算。20世纪50年代,在大量机械传动试验研究的基础上,齿轮传动设计更加精细,齿轮传动设计要充分考虑齿轮表面的接触强度、弯曲强度和荷载,并将其应用到汽轮发电机传动系统的设计中,有效提高其承载能力。20世纪60年代,机械传动被应用到宇航技术发展中,火箭推注系统对机械传动装置的要求很高,要求其具有体积小但、承载能力大的有点,从宇航飞船安全性角度出发,对宇航机械装置的可靠性要求也更高,细致研究宇航飞船中的机械传动装置和传动装置材料性能,才能确保机械传动装置在宇航技术中应用良好。20世纪70年代,机械传动研究中的空间啮合理论研究成为研究的热点,这些研究成果被应用到新型传动装置的开发中,这在极大程度上推动了机械传动的科学发展步伐。在不同工作条件下,使用齿轮润滑油等添加剂能有效提高机械传动的使用性能,并延长其使用寿命。20世纪80年代,空间啮合理论的研究已经取得了相当可观的成果,空间啮合理论的研究已经达到了很高的水平,空间啮合齿轮受载接触分析方法诞生出来,在应力分析中得到广泛应用。此时,航空、船舶工业中的机械传动振动噪声问题成为人们关注的重点,在机械传动设计的过程中以减振降噪为主要目的,航空、船舶机械齿轮传动材料质量的控制更加严格,成本低、重量轻且润滑性能良好的非金属材料被运用到齿轮传动系统生产中。20世纪90年代,以齿轮传动和带传动为主的力学机械传动成为业界研究的热点,研究的主要目的是减振降噪,对多种类型的齿轮传动系统进行拓展研究。 三、机械传动科学技术的研究 21世纪时科技信息高速发展的时代,先进的信息技术、能源技术、环境保护技术、新材料技术和制造技术成为科技发展的重要技术手段,这些科学研究成果和先进的技术手段成为机械传动科学技术发展的基础。 1.机械传动具有信息化和智能化特征 目前,我国的机械传动呈现出信息化和智能化特征,机械传动研究中要将先进的计算机信息技术、控制技术和机械传动技术有效的结合起来,根据机械系统中原动机和工作机效率特征、功能要求的基本特征,使用计算机技术实现机械传动的智能控制,并对机械传动功率和速比进行实时控制,实现原动机和工作机的最佳匹配和有效协调,才能使得现代化机械装备呈现出自动化、信息化和智能化特征,例如,汽车生产中广泛应用到机械传动理论,并将机械传动的信息化和智能化应用在汽车自动变速传动中。 2.机械传动动力系统具有节能和环保作用 机械传动动力系统的节能和环保既包括传动系统本身的节能环保作用,还包括机械系统中原动机和工作机的节能和环保,在机械传动系统节能环保设计上,使用无污染的润滑剂能有效避免环境污染,并对以行星传动为代表的分流传动进行研究,使用功率流程设计方法实现机械传动系统的分流传动功率流的均载和协调。机械传动系统设计中,充分考虑原动机和工作机的节能和环保作用,根据原动机和工作机的功率和速度对传动系统进行合理设计,使原动机和工作机实现最佳匹配效果,确保原动机拥有最高效率的同时排放的污染物最少。例如在汽车生产中采用多档变速和无级变速实现汽车发动机工作的有效调节,将自动离合器和变速器构成的动力装置结合起来,确保汽车在行驶中达到节能减排的目的。混合动力汽车具有良好的节能环保功能,汽车的混合驱动系统使得汽车的使用性能更佳。 3.材料科学技术与机械传动的有效结合 21世纪的机械传动系统将材料科学应用到其中,促进科学技术的发展。随着新材料的研发,各种新材料在机械传动中的应用得到促进,在极大程度上实现了机械传动科学技术的发展和性能提高。梯度材料、高分子聚合物、智能材料等对机械传动的性能具有十分重要的影响。由表至里呈梯度变化的材料就是梯度材料,由于该类材料由表至里的变化很有规律,因此特别适合用作机械传动零件。高分子聚合物具有良好的耐磨损和润滑性能,在机械传动中的应用较广,塑料齿轮被广泛应用到办公设备中,并且在使用的过程中无需任何润滑介质。随着高分子聚合物复合材料种类的增多,其性能也得到提升。智能材料是通过信息技术来控制的,能有效改变其服役性能,实现机械结构智能可控性的材料。采用智能材料制作机械传动装置,能通过智能材料适时控制实现机械传动系统减振降噪的目的。 总结 通过对机械传动科学技术的发展历史和研究的分析可知,机械传动是机械系统的重要组成部分,机械传动科学技术的发展和人们的生产生活水平具有十分密切的关系。21世纪是科技信息高速发展的时代,各领域都应用到机械传动科学技术,将先进的新机技术、能源技术、环保技术和新材料技术应用到机械传动领域中,才能促进机械传动科学技术的可持续发展。
浅析室内设计的功能与艺术美:室内设计中古典美与其功能的适合性初探 摘 要:近年来,伴随社会经济水平的提升,人们的审美能力也显著提升。室内设计与人们的生活息息相关,室内设计的模式以及功能τ谑夷谏杓频男Ч呈现影响较大。传统文化在室内设计的融入,有效的提升了室内设计的古典美,同时能够满足室内设计的功能需求。基于此,在本文中将针对室内设计中的古典美与其功能的适合性进行探索。 关键词:室内设计;古典美;功能;适应性 1前言 在现代社会发展的大环境下,室内设计的发展从传统的理论模式中转变为了多元化的理念。传统文化能够作为室内设计的理论基础,在当今的室内设计中提供了较多的建议。如今室内设计能够与古典元素相互结合,使得内部空间环境的设计实现了功能与美学思想的融合。因此,传统文化和古典元素对于室内设计的发展提供了诸多的新思想。 2室内设计空间布局 在现代室内设计中,室内设计的空间布局至关重要。科学合理的室内空间布局能够为人们的生活、学习以及工作提供便利。那么在室内空间环境的布局上,首先需要以设计方案为核心,合理布局,设计师在方案规划环节中,与建筑设计的类型、业主需求相互结合,实现精心设计;其次,室内空间布局设计的要保障安全性,一方面是对于室内空间内部人的安全进行保护,另一方面是对空间结构稳定性进行维护。包含了装饰品、家具、电器等实际应用,对于人的安全影响等;再次,室内空间布局的比例舒适度,良好的空间布局比例,决定着人的视觉感官、审美满意度等。同时,在布局合理的情况下能够有效的提升室内空间面积。第三,室内空间布局中的颜色选择,色彩的应用实际上是对室内环境氛围的烘托,与室内的艺术性息息相关。 在具体的室内空间布局设计中,特别需要实现空间环境上的处理,其中包含了虚拟空间、交错空间、凹入空间、外凸空、迷幻空间、下沉空间、地台空间的应用。以地台空间的布局设计为例,地台能够将地面的边缘划分出来,并且能够将地面抬高,具有较强的展示性,那么处于地台的人其视野比较开阔,具体的布局设计上能够将家具、设备以及地面等相互结合,对空间进行充分的利用,使得空间效果营造的更加理想。 3室内设计中古典美与功能适合性布局 在室内设计中,古典美的应用,与结构设计的功能性体现,需要从空间功能设计角度出发,并且将传统文化与现代主流设计相互融合。 3.1功能设计 如何在室内空间设计环节中,既能够保障某一模块的设计符合室内中人对其功能性需求,并且使得结构布局中体现出古典美,是摆在室内设计中的难题。首先,需要充分的挖掘古典美艺术元素,并且找寻艺术元素与室内空间功能之间的衔接,保障室内设计能够体现出古典美,并且符合人们的审美要求。提到古典设计风格,很多的室内设计时就会想到复古元素在室内设计中的应用,但是基于古典美与功能适应性的空间布局设计,还需要从环境、生态等角度出发进行分析。在当今社会经济发展模式下,低碳环保理念在多个领域中得以应用。因此,设计师从自然元素角度入手,将很多自然物象引入到室内设计中来。 中国传统装饰元素在室内设计中呈现形式不同,既包含了民族创新与民族古典美学精神,也包含了丰富的审美习惯。在具体的设计中,设计师往往能够与中国传统古典元素相互结合,从而能够设计出具备简约美、空间美、意境美等设计作品。基于古典美的室内设计,效果最为直接的方式就是中国的书法与绘画作品,如,在2012年上海世博会中国馆的设计中,以“东方之冠”为馆的名字,运用中国传统的建筑魅力,通过层叠的结构造型设计,提升建筑物整体都雕塑感,体现出桂冠的风采。 3.2现代主流设计 现代化室内设计中的古典美体现与功能适合性彰显,不能一味的应用传统元素,需要与现代化的主流设计风格相互结合,在古典设计风格中体现出现代化设计理念。如,基于竹编的家具设计。竹编家具在近年来应用比较多,在室内空间中应用既能够满足人们的生活需求,也能够将古典美诠释的淋漓尽致。竹编艺术元素能够与室内空间中的屏风、座椅、飘窗等结构相互结合。再如,将竹子作为水龙头,装饰实木洗手台桌子,将自然气息引入到卫生间,即能够体现出室内设计的环保功能,也减缓了现代城市节奏,呈现出室内设计的古典美感。 4结论 综上所述,室内设计中古典美与功能的适合性应用,首先需要保障室内空间结构设计合理。在现代室内设计中,室内设计的空间布局至关重要。科学合理的室内空间布局能够为人们的生活、学习以及工作提供便利。古典美的应用,与结构设计的功能性体现,需要从空间功能设计角度出发,并且将传统文化与现代主流设计相互融合。 浅析室内设计的功能与艺术美:从机械结构的功能审美看室内设计中的极简主义 [摘要]极简主义所主张的形式简洁、高度功能化与理性化的设计理念,与机械设计中所表现出来的功能审美意义指向不谋而合;多学科间的交叉、渗透是室内设计走向科学化、生态化、人性化的重要途径。本文从交叉学科的角度,阐述机械结构设计与现代室内设计间互动先行的理念与方法。 [关键词]学科交叉;机械结构;极简主义;室内设计 自从进入环境艺术设计领域,一直想尽快摆脱“机械”这个“干系”,好让自己脱胎换骨更像一名“艺术设计”的教师。但是,经过多年室内设计教学,近来忽然对机械设计这个老本行怀起旧来。其实现在行业及学科间的交叉、渗透越来越多,人们考虑问题多样化、思维方式发散性,所以,将老本行与新专业联系起来也不足为奇。特别是近年来室内设计中不断推崇极简主义风格,更使我联想起精美绝伦的机械结构,如果将机械结构设计的某些理念,运用到室内设计的思路中,那将是一番别有的境界。 一、机械结构之精简 所谓机械结构,大到造船机械、煤炭机械、钢铁机械,小到仪器仪表设备,其结构不外乎是各种轴套类、盘盖类、箱体类零件和一些诸如齿轮、带轮的传动零件以及起零件连接、支承作用的标准件等等一系列零件的组合。 在这些组合中,零件与零件之间的有序排列、部件与部件之间的合理空间,无不透露着精密、简洁的设计风格。每根轴的直径由其所传动的扭矩来决定,决不会多用一点材料;每个齿轮的齿数由其所要求的速度来定夺,更不会无缘多出或少掉一牙。细看那些机械结构,你会发现你不能移去任何一个零件,哪怕是一个小小的垫圈,可见机械结构中的极简主义风格已经用到了极至。再从另外一个视角观察,那些零件有序而合理的组合,宛如一件精致的艺术品,让人叹为观止。 机械设计是一种以科学为基础的技术领域,它既要保持过去设计技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。不断创新的设计理念与现代高新技术相结合,从而产生了一个完整的技术群。设计师的意图只有通过精密的加工和精准的配合,才能真正得到实现。 二、室内设计中的极简主义 极简主义,顾名思义,就是崇尚以尽量少的元素来表现尽量多的内涵,即主张形式简单、高度功能化与理性化的设计理念,这与机械设计的理念不谋而合。不可否认,“极简主义”是当下室内设计中最具代表性的风格,其影响力已涵盖室内设计中所有的领域。从住家到服饰店、餐厅至美容疗养院,简约风格已经成为设计师们表现空间的一大法宝。 极简主义室内设计的特征就是要做到高度理性化,摒弃无谓的繁琐装饰。它不仅是否决、减少和净化。而且对家具选择、空间布局都很有分寸,从不过量。传统概念下的室内设计总是将室内空间装饰得尽可能丰富,而极简主义设计却会留下足够的空间,达到人对空间的潜在要求。它惯用硬朗、冷峻的直线条,这些基本要素有可能只有几组简单的线条,光洁而通透的地板及墙面,利落而不失趣味的设计装饰细节等,极简主义室内设计还主张运用大片的中性色与大胆而强烈的重点色、轮廓鲜明的直线条与少量的图案装饰作夸张的对比,达到一种视觉冲击力。 这种简洁、明快的设计风格十分符合快节奏的现代都市生活,在某种程度上能使人的心情更加放松,创造一种安宁、平静的生活空间。 三、机械设计与室内设计理念互动 室内设计是一种以科学(理性)为机能基础,以艺术(感性)为形式表现,为了塑造一个物质与精神并重的室内环境所采取的一连串创造性活动。理性强调的是实用性、安全性及效率;感性则比较着重在灵感上的满足,强调对于视觉美感以及抽象境界素质之提升。 室内环境的设计,要运用科学的法则,加强空间机能的作用,以“实用”和“经济”为原则,满足生活上的多重需要。诸如空间计划、家具陈设,乃至于通风、采光,及管路线路的装配等,都要完善地配合生活机能,有效地利用人力、物力及财力,使有限的物质条件发挥最大的机效,以提高物质生活的水平。这是室内设计的先决目标。而室内设计的终极目标,则是室内空间的造形、色彩、光线和质感,这些都要在美学的规范下,取悦感官并鼓舞情绪,表现生活的格调与内涵,提升生活价值。 机械设计中的简洁、秩序和几何形式以及机器本身所体现出来的理性和逻辑性,会产生一种标准化的、纯而又纯的模式。因此,室内设计和机械设计在某些层面上还是相通的。这不禁使我联想起前面提到过的,即机械设计师的意图只有通过精密的加工和精准的配合,才能真正得到实现。所以,如果要将“极简主义”延续下去,室内设计并不只是采用朴实材料这样的做法而已,讲求简单纯粹美感的同时,在施工品质上千万马虎不得。比方说以往惯用装饰线板去遮掩不同材料接口的痕迹,强调极简主义没有过多装饰接头的作品,施工上必须格外精准以强调这些几何理性的线条。另外,室内设计的家具与室内整体环境的协调非常重要,总的特征是造型简单但不失优雅,减少装饰图案,要含蓄而大方以突出这种简单、纯粹、优雅、时尚的风格。“材料、加工工艺、产品功能”这三段式的机械设计要求,会越来越多地运用到室内设计中去。 四、结束语 机械结构的核心是,在考虑满足功能性的前提下,简洁、合理、精准地组合好各相关零部件。在能源紧缺、环保当头的现今社会,人们开始对现代科技生产对环境及生态的破坏进行反思,设计师的社会责任心将对设计进行重新思考。室内设计也可启用一些机械设计的理念,“简洁、精致”,良好的极简主义风格设计作品,会呈现出相当具有深度内涵的意象,并会在精炼和使用功能上寻找一个平衡点,把造型、结构和功能同时演绎得不可或缺。 浅析室内设计的功能与艺术美:色彩构成在室内设计的功能 摘要:从心理、个性体现、光线、空间、温度五方面,分析了室内设计中色彩的功能,并针对不同的颜色,论述了室内设计中色彩运用的注意事项,有利于最大限度地发挥室内空间的使用功能,创造良好的居室氛围。 关键词:室内设计,色彩,空间,装饰风格 由于经济水平的提升,人们不再仅局限于物质消费的追求,开始追求精神层次的满足。从室内装饰来看,以往大多是简单的白墙红瓦,而现在逐渐出现了各种不同的风格,比如复古风格、地中海风格、现代风格、北欧风格等,体现了人们不断提升的精神消费需求。色彩是室内装饰的重要组成,各种色彩的搭配组合形成不同的装饰风格,在装饰中,色彩必须尽可能使住房的功能以及人们的精神需求得到满足,最大程度提升居住的舒适度。 1室内设计中色彩的功能分析 1.1心理调节作用 在家居设计中,色调发挥的作用非常大,颜色不同,人的心理感受以及视觉感受也会有差异,色彩可以被视为一类信息刺激,如果高纯度多个色彩进行比较,人会有过分刺激的感觉,从而容易烦躁、存在视觉疲劳情况,但是色彩对比过少,人会有无聊、空虚感受,整个房子会显得冷清。所以,室内色彩必须依据住户的社会阅历、文化水平、性别以及年龄、性格等综合情况进行确定,设计出独特个性化的色彩,使用户视觉上和精神上的需求都得到满足。此外,必须依照不同房间具体的功能划分实施合理配色,对心理平衡进行调整。颜色不同,人的心理以及情绪受到的影响也会不同,比如橙色、黄色以及红色等暖色系会让人觉得心情舒畅,提升兴奋度,相反冷色系比如绿色、灰色以及青色会让人比较安静。黑色和白色是两个视觉极点,研究显示,黑色会让人注意力分散,让人有乏味以及烦闷的感受。另外研究发现色彩明朗可以加快儿童智力发育,儿童在色彩和谐的环境中生长,其会较普通环境中成长的儿童更具有创造力[1]。 1.2个性体现作用 进入一个房子,可以从设计的颜色、色彩搭配看出主人的个性特点,一般在装修阶段,设计师都会考虑住户的个性特点决定装修颜色和色彩搭配,通常热情、开朗性格的人可以选择暖色调,喜静、性格内向的人可以选择冷色调为主。此外,一般喜欢浅色调的人性格比较开朗率真,喜欢灰色调或者暗色调的人性格比较含蓄深沉。 1.3光线调节作用 色彩不但可以对空间氛围起到营造作用,还能够对室内光线进行调节,主要是由于不同颜色其本身的反射度不同,按照各个房间对于采光的需要,可以合理选择反射率高的颜色或者反射率低的颜色对进光量进行调节。一般来说,灰色的反射率为10%~70%,白色的反射率为70%~90%,黑色的反射率不足10%。如果小居室光线较暗,必须注重装饰色彩的选择,可以将墙面涂淡色漆,选择淡色或者白色家具,能够帮助改善房间光线,提升居室宽敞感。 1.4空间调节作用 通过色彩物理效应的运用可以使室内空间的体积或者面积视觉感得到改变,促使空间实体不良形象的尺度得到改善。比如说对于狭长空间,假设顶部选择强调的暖色调,两边墙体选择明亮的冷色调,则能够对狭长感进行弥补。色彩能够让人有远近、凹凸以及进退的不同感受,通常高明度的色彩以及暖色系的色彩能够产生接近、凸出以及前进的视觉感,而低明度色彩和冷色系色彩能够产生远离、凹进以及后退的视觉感,室内设计时候经常对色彩的该类特点进行运用,使空间的高低以及大小得到变化。比如说如果房间空间比较大,为了避免出现空旷感,可以选择低明度色彩,比如可以选择深棕色,给人以收缩感,同时明度较低的色彩可以让人有一种冷静稳重的感受[2]。如果空间面积比较小,通常选择高明度的颜色,比如可以选择黄色,让人有房间明亮感受,从视觉感受上使得空间扩大。 1.5温度调节作用 因为色彩具有性格特征,所以人们才会对色彩有冷暖感,而温度感则指的是色彩的冷暖不同。从色彩学角度看,按照心理感受,可以区分颜色为中性色调,具体包括灰色、白色、黑色、绿色、紫色;冷色调,具体包括青色和蓝色;暖色调,具体包括黄色、橙色以及红色。在设计以及绘画中,暖色调会让人有亲密以及温暖的感受,而冷色调则会让人有距离感以及凉爽感受。这样区分主要是基于人们长时间的感觉结果,比如说到黄色和红色,人们容易想到火和太阳,从而会有温暖感受;一说到绿色和蓝色,人们会想到森林、湖泊、大海,人会有凉爽感受。颜色搭配方式不同,人们对气候温度的感觉也有不同,在设计中运用各类色彩方案能够使人们对室内温度的感受改变[3]。当然,我们还能够将人们对色彩的感受进行室内设计调节,比如在炎热的房间中,在设计上可以选择冷色调让人有凉爽的感觉,而在比较阴凉的房间中,可以选择暖色调让人有温暖的感受。所以应该按照每个地区的常态根据具体情况和需要确定色彩方案。 2室内设计中色彩运用的注意事项 紫色:这个颜色能够抑制机体心脏系统、淋巴系统以及运动神经系统[4],能够实现机体内钾平衡的维持,让人有足够的安全感。橙色:这个颜色可以诱发人的食欲、激发活力,能够帮助钙的吸收。所以,这一颜色可以用在饭店、餐厅等地方,不过需要注意彩度要保持适中,避免让人兴奋感过高,导致不良情绪。蓝色:这个颜色人们最容易联想到大海,让人有悠久、深沉、理智、远大以及理想等感受。蓝色是非常冷静的颜色,不过换个角度来看,蓝色也可能让人感觉冷淡和忧郁,所以必须合理利用,避免引起副作用[5]。蓝色还可以对紧张情绪起到缓解作用,对失眠、头痛等情况起到改善作用,帮助人们机体平衡进行调节,让人有宁静以及幽雅感受。绿色:这个颜色人们最容易联想到植物,充满生机感,让人有健康、清纯、新生以及永恒的感受,绿色也象征了安静、谦逊、公平,绿色能够帮助镇静以及消化,保证机体平衡[6],非常适用于身心压力较大的人以及好动的人,此外,绿色还可以帮助缓解消极情绪以及疲劳晕厥感受。总的来说,在对房间进行色彩处理时,必须掌握常规色彩可能引起的心理效果,另外还要重视颜色引起的生活效果,这样装饰出来的房间才能够保证温馨、舒适,又能够促进人们身心健康。 3结语 在室内设计中,色彩起到非常重要的作用,不但具备审美功能,还能够对室内气氛以及空间起到调节作用,人们对色彩的印象以及感知会形成对应的身心影响。合理的运用室内色彩,可以对人们的情绪进行调节,甚至对人们的行为和活动起到一定的影响,所以有效的利用色彩进行室内设计能够使空间使用的功能得到最大程度的发挥,提升学习或者工作的效率。假设装修过程中可以对色彩的视觉效果以及明暗分配给予足够重视,则可以实现良好居室氛围的创造,还可以将本身建筑上的不足或者不合理的空间分配被掩盖,对整体空间起到修饰作用。 作者:代洪琴 单位:云南省楚雄师范学院 浅析室内设计的功能与艺术美:谈室内设计的功能与形成 摘 要:本文主要针对不同时期室内设计功能与形式、不同类型现代室内设计的功能与形式以及室内设计创新的发展进行简要分析,仅供参考。 关键词:室内设计;功能;形式 一、不同时期室内设计功能与形式 随着社会的发展,人们对于室内的要求也在不断发展,在原始社会、封建社会和近现代的日常生活中室内所具有的功能与形式不同,并不断的发展。 1、原始社会时期的室内功能与形式 人类社会最初主要进行的行为是生存与生产,在这一时期对于居住环境来说主要能够满足居住的功能。这一时期居住的室内通常由简易材料构成,室内的功能要能够遮风挡雨、趋避野兽、保温防潮等,要给人类提供安全的居住环境。这一时期室内多以土、木、石等天然材料为主,因此在室内的形式上会有所限制。室内在形式的表达上比较单一,出现了以红色的烧土地面,以兽形图案装饰的日常器物。此时的室内重点在以功能为主,形式为辅。 2、封建社会时期的室内功能与形式 这一时期对于室内功能上的要求有所增加,满足于这一时期人们的活动要求。对于社会各阶层要求室内具有会客、休息、制作食物等基本的物质功能,室内空间的划分相应的出现厅堂、卧室、厨房;还有能够用于传统的祭祀、祈福、供奉祖先、礼拜等活动的空间,使得室内还出现礼堂、佛堂、教堂等类型;文化的出现,使得读书成为风尚,室内空间相应的出现书房;各类商铺的出现,也增加了室内的使用功能。此外,上层社会的人们为显示身份地位的不同,亦使得室内具有一定炫耀的功能,这种功能主要借助于室内装饰的形式予以体现。 社会阶层的出现,使得单一的室内装饰形式已经不能够满足社会各阶层的需求,特别是上层社会的要求,迎合上流社会的喜好逐渐成为室内形式设计的重点。室内设计在形式上有所丰富,封建社会中无论是国内还是国外,室内设计的形式都较原始社会有了进一步发展:将建筑中的柱式、雕刻、装饰纹样等装饰引申到室内;在区分室内空间时除采用墙和门之外,还出现了用带有装饰的屏风;门、窗也出现了装饰形式;墙面不再是单一的纯色墙面,采用字画、锦绣、壁画等装饰;由于功能的发展,丰富了家具的形式,对于室内也起到装饰的作用。为了彰显身份的尊贵,室内在材料上会选择较为珍贵的材料,装饰镶嵌、彩绘等多种手法运用其中。 3、近现代时期的室内功能与形式 工业革命使人类的社会生产进入了一个新阶段,新材料、新技术的应用带来建筑形式上的变化,如英国的水晶宫、法国的埃菲尔铁塔等等。建筑学家们意识到设计的社会性功能,提出了早期功能主义要以“实用性”为设计的目的,这样的建筑设计理念同样影响到室内设计。随着科学技术的不断发展,使得近现代的室内在功能上较封建社会有所丰富,并且在保持封建社会时期的基本物质功能增加的同时,在色彩、光环境、温湿度、节能、环保等方面有所丰富,且更加注重精神功能,在室内体现出风格特征与文化内涵的功能。 近现代室内在形式上的表现,出现功能或形式成为重点的境况。建筑师沙利文提出的“形式服从功能”的建筑观念,使得这一时期室内形式服从于功能,室内设计以功能为主。包豪斯强调技术与艺术的新统一,创建一种简洁、明快、具有现代审美感性和时代性的新风格。后现代主义设计中的形式主义,又强调物品的装饰性,大胆、夸张的使用鲜艳的颜色。而现代室内在形式设计上更加注重个性化设计、文化涵养、健康的观念,丰富装饰材料也使得室内形式的表达更加鲜明,室内的光、色彩等因素结合室内功能进行科学、合理的表达。 二、不同类型现代室内设计的功能与形式 现代室内设计以建筑类型进行分类,分为公共建筑室内,住宅建筑室内和工、农业建筑室内。人们根据各种具体的使用功能会将室内予以一定区分,确定空间形式,再根据具体的空间尺度要求、所需的风格特征等进行相应的室内形式设计。 1、公共建筑室内功能与形式 公共建筑室内主要包括文教、医疗、商业、旅游、观演等类型。这些公共建筑室内,主要为大众提供室内活动的场所,需要考虑室内人员容纳、流通、交流等功能,要根据室内的使用性质来确定具体的功能。公共建筑室内设计时主要以功能为主,根据具体用途设计相应的区域。例如在观影建筑中的音乐厅室内空间中,要考虑视觉效果、音声效果、人员的流动、空气的流动、公共安全等方面功能,对这些功能需要进行科学的规划。要根据具体的场所的功能性,合理规划室内空间,设计特殊的使用功能会使得室内设计在艺术和工艺上有所突出与强调。 公共建筑室内形式的表达要在基本功能体现的基础上注重艺术性、文化性、精神意境的表达。室内的装饰、光环境、色彩各方面结合科学、合理的设计,材料的选用合理且符合标准。如在对宗教建筑和纪念性建筑的室内进行设计时,则需考虑其纪念意义、文化内涵、崇拜信仰等更多注重精神层次的因素,更加注重意境的形态表达、技术表达和艺术表达,而在对医院设计时需考虑健康、合理的环境用色。 2、居住建筑室内功能与形式 居住建筑室内主要包括居民住宅、公寓、宿舍三种,是人们日常生活中必不可少的场所。对居住室内进行设计要求考虑人的使用功能,根据人们日常主要的起居、休闲、饮食学习、洗漱等活动的要求,室内设计上应具备前室、起居室、餐厅、厨房、工作室、书房、洗手间等。各个功能的室内会因建筑面积的限制,相应功能空间会有所减少,或者与其他空间公用形成多功能交叉的空间,如客厅又兼具休闲、会友、工作的功能。 不论是各种单一功能的空间还是多种功能交叉的室内空间都需要良好的设计形式将居住空间进行装饰。根据使用者的具体要求进行设计,选择科学合理的设计形式,现代居住室内更加注重排他性和个性化室内的表达。如在住宅设计时,根据业主的喜好风格,在确定功能区间后再进行相应风格的装饰设计。 3、工业建筑室内功能与形式 工业建筑室内包括各类厂房的车间、生活间等。这两类建筑室内,主要以功能为第一要素进行设计。在工业生产性室内设计的过程则需考虑生产时的工艺流程和设施、设备的合理设计,合理安排车间布置,考虑防火、通风等安全因素。在形式设计上通常要考虑室内的工作及背景色、环境色的因素的影响,在进行室内装饰形式的设计,除展厅设计以外,进行生产部分的室内形式设计的比重较小,主要是在色彩、光照上进行设计,以满足基本生产、提高生产效率为要求。 三、室内设计创新的发展 室内设计体现出了物质和精神文明,促使人们可以通过设计居住空间对环境进行改善,并且有效提高自身的生活质量。未来室内设计需要不断创新,满足人们日益提高的要求。 1、室内设计创新向个性化发展 工业化社会的住宅造就了统一化的生活环境,人们居住的环境的房间构造都是相同的,家具设备也是相同的,为了改善这种情况,需要提高人们的生存质量。首先,可以在室内引进自然,促使室内和室外成为一个整体。其次,抛弃方盒子的房屋设计理念,利用斜线、曲线等装饰室内,突出住宅的个性。最后,利用图画、色彩以及图案扩大空间。室内设计要体现出主人的生活特点和品位,通过创新性的设计,赋予每一个住宅和房屋个性特点。 2、室内设计创新向艺术化发展 随着人们生活水平的不断提高,人们不仅追求物质生活,也追求精神生活。居民希望自己的室内设计成为一个艺术品。室内设计就是结合形体、色彩、空间以及虚实把握好室内环境和室外环境的和谐,促使室内设计成为一个和谐统一的艺术品。 3、室内设计创新向自然化发展 随着人们不断提高的环保意识以及生活节奏,当前居民更加向往自然,希望自己置身于自然环境中。所以室内设计需要创设一个良好的自然环境。设计者就要利用自然色彩和自然材料,通过不同的艺术手法,增加室内设计的自然色彩,促使人们在居住环境中感受到自然的舒适和恬静,放松人们工作和生活的压力。接着,室内设计创新向现代化发展。随着我国不断发展经济和科技,室内设计开始应用科技手段进行创新。例如,各种声光技术,促使室内的光线和声音符合人体的舒适范围。 4、室内设计创新向民族化发展 随着通信技术的不断提高,各个地区之间增加了交流,居民更加频繁的迁移,进而缩小了各个区域的差异。可是人们在走向现代化的过程中丧失了民族传统。这些得到了有关人士的关注,所以室内设计在向现代化发展的同时,也要注重民族化的体现,促使现代设计融入民族文化。 结束语 人们从长期的成功经验中形成创新思维,因为室内设计创新要以思维规律为基础。室内设计的创新是非常重要的,可以推动建筑行业的发展,为人们的工作和生活带来更好的体验,具体来说就是带给人们美的体验,舒适的体验,自然的体验,民族的体验,将人们从繁重的工作和紧张的生活解脱出来。
随着我国人民的生活水平的不断提升,我国人民的环保意识也得到了极大的增强,正因如此,绿色设计理念也在各行各业中得到了广泛应用,尤其是在机械设计制造行业,该理念受到了格外重视。通过对绿色设计理念的高效应用,可以让机械设计制造工作开展过程更加环保,避免对自然环境造成严重污染,有效实现了可持续发展的理念。因此,在机械设计制造领域发展过程中,加大力度对绿色设计理念进行研究和应用非常关键,也是促使该行业顺利发展的重要保障。 1绿色设计理念概述 1.1绿色设计理念阐述 绿色设计理念又叫作生态设计理念,是一种基于环境保护意识进行的设计工作。绿色设计理念指的是在产品的生产和使用周期之内,将设计重点放在其环境属性的设计上,如强化产品的可重复利用属性或者可回收性等方面;与此同时,在机械设计制造过程中,也需要以产品的环境属性为主,以此作为核心要求并全面满足产品的功能性、产量、质量等要求,才是真正落实了绿色设计理念[1]。绿色设计理念是一种环境友好型理念,可以有效减少环境污染和能源消耗,使生产出来的产品及其零件都可以回收再利用,通过这种方式,可以有效实现保护生态环境的目的,降低机械设计生产对自然环境造成的影响,更加符合我国的可持续发展理念,避免了工业生产领域的发展以自然环境为代价的后果。 1.2绿色设计理念基本原则 绿色设计理念应用过程中,需要遵循以下几方面原则,这样才能保障设计质量符合要求。首先,需要遵循系统性的原则,绿色设计理念应用过程中必须考虑到设计产品的技术和环境等因素,从而实现对各个设计环节的高度控制,包括设计、研发以及后续回收等多个环节,这些环境都必须囊括在绿色设计理念之中,只有确保这些环节的环境影响得到控制,才能真正在保障产品设计质量的同时提升其绿色环保性[2]。其次,需要遵循动态和静态评价原则,主要原因是人对事物的认知过程是在不停变化的,因此对于机械设计工作来说也需要对市场和人民的需求有动态化的了解,这样才能在全方位的背景下开展科学的机械设计制造工作,也才能对绿色设计理念有更科学的认知,与此同时,绿色设计理念又是一个比较稳定的过程,因此需要采取动态和静态相结合的评价原则开展设计工作。最后,需要遵循科学性的原则,在绿色设计理念应用过程中,遵循科学原则指的是利用科学合理的方式对设计方案进行统计和检测,确保设计出的产品相关指标符合要求,这样才能真正落实绿色设计理念。 1.3绿色设计理念特点 首先,绿色设计理念最主要的特点就是覆盖了产品设计生产的全生命周期,可以从产品设计、研发、生产、使用以及回收等各个环节加以考虑,要求设计师对上述所有环节可能造成的环境影响充分考量,确保使用的材料和设计技术都是低碳环保的。其次,绿色设计理念具有闭环特点,在针对产品的全生命周期进行分析时可以建立相对应的反馈机制,从而实现其闭合循环,使得产品可以得到循环利用[3]。最后,绿色设计理念具有动态化特点,基于绿色设计理念生产的产品,其设计、生产以及后续使用等过程中需要进行动态维护,这样才能保障其能耗符合绿色环保理念的要求。 2机械设计制造的特点 机械设计制造行业最主要的特点就是全球化和服务化,产品在生产后的销售过程中,对服务质量的要求非常高,甚至会因为服务质量对销售结果产生影响,如今我国机械制造业正在高速发展,只有在设计生产过程中充分融入绿色设计理念,才能真正生产出环保且低能耗的优质产品。基于此,要想进一步推进机械制造业的可持续发展,就必须在机械产品设计和生产过程中根据实际情况对产品性能和环保特性加以控制,帮助企业提升核心竞争力[4]。另外,在进行机械产品材料的选择时,也要尽量选择绿色环保污染性低的材料,同时确保其可回收性可以让机械产品的使用价值得到提升,还可以有效避免环境污染问题的发生,在减少企业生产经营成本的同时带来更高的经济收益,促进企业的长久发展。 3绿色设计理念在机械设计制造中应用的重要性 3.1经济发展的必然要求 随着我国工业化进程的不断推进,能源消耗问题和碳排放问题已经成为了社会各界非常关心的问题,同时也对工业领域的发展产生了一定约束作用,为了进一步推动经济的发展,就必须对传统的工业生产方式加以改变,采取绿色可持续的发展道路。而作为工业领域的重要组成部分,机械设计制造业对经济发展有着重要影响,也只有在机械设计制造工作中充分发挥出绿色设计理念的作用,才能真正改变传统工业行业高能耗且环境污染的设计方法,向着更加绿色环保的方向发展[5]。 3.2社会健康发展的必然要求 工业领域的高速发展也带来了大量废弃物排放和严重的能源消耗问题,进而对自然环境产生了极为严重的影响,甚至会威胁到人民的生命健康安全。正因如此,必须对传统的工业生产方式加以改进,尤其是在机械设计制造领域,需要采取绿色环保的设计理念,确保机械设计制造工序低碳节能,避免对自然环境造成污染,可以推动社会健康发展。 3.3生态环保的必然要求 由于工业化进程的不断推进,机械设计制造工作开展过程中产生了大量废气和废弃材料,对空气环境、水环境造成了严重污染,不利于我国的生态环保工作的落实,甚至会威胁到人类的健康发展[6]。因此,必须改变传统的机械设计制造方式,采取绿色环保的设计理念,避免产生大量的空气污染或者固体物污染,强化生态环境保护。 4绿色设计理念在机械设计制造中的应用难点 4.1缺乏足够的设计人才 有相关调查研究显示,如今我国机械设计制造领域对于绿色环保设计理念的应用没有提起足够的重视,也正因如此,未能及时聘用一些专业的设计人才,人才不足必然会导致设计工艺和水平方面出现问题,不利于绿色设计理念在机械设计制造行业中的应用。与此同时,在机械设计制造行业中应用绿色设计理念对设计人员的技术要求比较高,虽然该行业也具有很多专业人才,但是其水平不符合要求,因此必须加大力度进行人才的聘用和培养,以此来提高机械设计制造水平。 4.2机械设计方案不合理 机械设计工作的要求比较高,需要从结构、功能以及外观等多方面入手,但是在实际的机械设计制造领域,很多设计人员无法对上述因素全面兼顾,经常会出现没有根据实际需求进行设计的问题,这种生搬硬套的现象会对机械产品的功能产生一定影响[7],机械设计方案不合理的问题还会对绿色设计理念的价值发挥产生影响,不利于机械设计制造行业的绿色环保发展。 5绿色设计理念在机械设计制造中的应用 5.1绿色设计理念在机械设计制造视觉环境中的应用 首先,基于绿色设计理念,要求机械设计制造必须考虑到产品的现实、非现实形态,其中前者指的是人工形态和自然形态,分别指通过技术创造或者改造的形态以及自然发展的形态,绿色设计理念要求机械设计产品的形态必须与自然充分融合,从而避免对自然环境造成破坏。其次,在进行机械设计制造绿色设计时,必须使用低能耗且低污染性的材料,避免使用一些污染性较强的材料对自然环境造成影响。最后,在机械绿色设计制造过程中,必须对产品的结构充分考虑,因为不同材料的结构特点有所差异,受力点也不尽相同,而机械产品设计必须有足够的支撑,所以必须保障设计材料的支撑性[8],除此之外,基于绿色设计理念还要多关注机械产品不同部件的回收利用,避免产生过多废弃物对环境造成损害。 5.2绿色设计理念在机械设计液压系统中的应用 传统的机械液压系统(如图1所示)的设计存在一定缺陷,会导致其出现漏油现象,若未能合理使用就会对周边自然环境造成严重污染,因此基于绿色设计理念,必须对机械液压系统进行科学设计,确保机械液压系统的绿色环保性能。首先,需要针对机械液压系统的污染问题加以预防,避免系统使用过程中造成污染泄漏问题,采取科学手段防范污染现象。其次,需要严格按照我国环境保护相关要求设计机械液压系统,对其制造使用的材料进行严格把控,考虑到其回收利用的问题,循环利用可以有效节约资源并提高生态保护效果。除此之外进行机械液压系统的设计还必须考虑其生产期间产生的污染问题,必须采取相对应的环保措施来防范污染现象[9]。再次,机械液压系统使用过程中也必须严格按照我国相关规定进行操作,使用合格的液压油,强化液压系统的使用绿色性。最后,在进行机械液压系统设计过程中,应用绿色设计理念还要求考虑到液压系统产生的噪声污染,可以采取安装噪声控制设备的方式来实现对液压系统的噪声控制。 5.3绿色设计理念在机械设计界面中的应用 首先,在机械设计界面需要根据用户的使用特点进行针对性设计,需要全面掌握用户的心理特点和消费观念,以此为基础进行机械设计界面的调整才能确保其使用符合用户身心要求。其次,需要对机械设计界面进行简洁的布局规划,确保其操作简便,让用户可以快速、简便地完成布局设计。再次,需要在机械设计界面设置一些引导性元素,让用户可以快速反应、便捷使用,避免因为操作延迟产生资源消耗现象[10]。最后,机械设计界面需要进行统一规划设计,使其操作按键以及屏幕等配置都是统一的,以免因为配置差异产生操作失误现象,可有效节约操作延迟时间,进一步强化了机械设计制造的绿色发展。 5.4绿色设计理念在机械设计材料选择中的应用 传统的机械设计制造行业对经济收益更加关注,正因如此,其对于环保工作的重要性会有所忽视,所以在进行机械设计材料选择时,更多地会选择一些与市场发展相迎合的材料,对材料的环保性能有所忽视,进而会出现破坏自然环境的问题。因此,在如今的机械设计制造领域,充分融入绿色设计理念,必须在材料的选择方面加以把控,选择绿色环保性和可持续发展性能较强的材料,可以选择一些对环境和人体没有危害性的新型材料,同时还要对材料的质量加以控制,只有符合质量和环保要求的材料才能生产出更加环保优质的机械产品[11-12]。 5.5绿色设计理念在机械产品制造中的应用 作为机械设计制造中的关键一环,产品的制造是落实绿色设计理念的重要环节,所有的设计、研发工序都是为机械产品的制造服务,因此,在产品制造过程中必须发挥出绿色设计理念的作用,但是传统的机械设计制造企业会为了提高产品的吸引力而增加很多没有价值的内容,这些内容提高了产品生产成本,还会产生无谓的资源消耗,因此,为了更好地落实绿色设计理念,必须对制造工序加以管理,规范制造环境,节约资源实现可持续发展。 6结语 总而言之,随着我国经济水平的不断提升,我国人民的生活水平也得到了一定提高,人们的绿色环保意识越来越强,使绿色设计理念也在机械设计制造行业中得到了广泛应用。基于此,该文对该理念的应用情况进行了深度讨论和分析,对该理念的应用必要性和具体应用方式展开了阐述,希望可以为我国机械设计制造行业的环保化、可持续化发展做出贡献。 作者:李国岩 单位:菏泽市牡丹区工业和信息化局
1肤觉体验的理论基础概述 1.1肤觉的概念和分类 肤觉是指刺激作用于人体皮肤而引起的各种感觉[1],肤觉对于物体的硬度、重量、大小和形状等特性的认识有重要意义;通过肤觉还可以回避各种伤害人体的危险。皮肤表层内部分布着不同种类的触觉受体、游离神经末梢等,分别对触摸、压力、振动和温度等外界刺激进行感知。肤觉的基本形态有触压觉、温度觉和痛觉。触压觉又包括触觉、压觉、振动觉和痒觉。由于痒觉生理机制复杂,因此暂不讨论。 1.2肤觉感知的特点和优势 在人类的五大感觉通道中,视觉和听觉处于主导地位,是远距离感觉。但肤觉也是获取外界信息的重要方式,是一种近距离感觉,在判断、警戒和情感体验方面具有独特的作用。与其他感知方式相比,肤觉能够感知接触、压力和温度,对外界有害刺激能够做出迅速反应;其反应时间与视觉、听觉相当;肤觉在感知灵敏度方面一般;肤觉捕捉注意百分比为4%,与嗅觉相当,视觉为70%,听觉为20%[2]。当人们没有聚焦于其他事物时,触觉刺激能自动抓取注意,其最重要的优势是相对不受听觉背景噪音的影响[3]。肤觉中的触觉还具有多感官促进效应。研究表明,相对单一通道刺激而言,被试者对双通道刺激能做出更快、更准确、更稳定的识别;且视触觉双通道刺激中的触觉刺激呈现越早,被试反应越快[4]。因此,肤觉是唯一具有双向信息传递能力的感觉通道,是最能让人产生真实感的感觉通道。肤觉感受器分布广泛,且反应速度快;抗噪音干扰能力强,也较少产生噪音,可以提供一种安静的交互方式;对注意力占用少,受到刺激时会自动抓取注意力。此外,肤觉也是诱发和调整人类情绪强有力的工具。 1.3肤觉感知的局限 就其中的触觉而言,心理物理实验室的研究表明,在打算运动或正在运动的时候,人们对触觉刺激的敏感性会降低。当触觉刺激发生在运动的部位时,这一现象更明显。这就是感官抑制现象。当用户穿着厚重的衣服时,特定触觉刺激对身体尤其是背部可能会无效。关于其他类型肤觉局限性的研究较少。 1.4肤觉设计的应用场景 目前对肤觉感知的研究主要集中在触觉感知,常用在传达类似影响和紧迫性等定性信息和不精确定量信息的场景中,也常用于一些视听觉功能受损伤人群的日常生活,或者视听觉信息过载的情境中。在接触丰富的灵巧操作任务中,触觉起到至关重要的作用[5]。尤其是军事或一些民用工业中,通过皮肤表面的触觉变化特征来操作设备对人类很有帮助。在体验设计中,如餐厅的用餐体验设计中,或者采用虚拟现实技术的沉浸式游戏中,肤觉也有着广泛的应用。在产品设计中,不同的材质和操控结构有着不同的触压感,传递着不同的信息,构成了人们丰富的使用体验。 2肤觉体验在背包设计的应用发展现状 根据肤觉的形态分为触压觉、温度觉和痛觉,可以将肤觉体验在背包设计中的应用分为:背包的压力分布,背包给人的触觉感受,背包使用时用户对温度的感知。目前关于背包压力分布的研究较多,对长时间、超负荷背包对身体造成的不良影响的研究也较多。如任建厂等人在《背包对青少年学生身体健康的影响》一文中提出了青少年双肩背包的适宜重量、长时间负重可能会造成的身体异常状况。在文中不仅提出了关于背书包的健康方式的建议,而且提倡对老师、家长、学生进行健康教育。但是对于背包超重问题的解决方案仅限于生物力学和结构方面,没有从用户对重量的认知和交互设计的方向提出解决办法。在背包的触觉感受和温度感知方面的研究较少,目前关于面料舒适性的研究主要集中在日常服装、运动服装、贴身衣物、功能性服装等方面,对于背包面料的研究较少。在背包种类方面,研究主要集中在左右对称的双肩背包上,而对单侧负重的研究相对较少;在用户研究上,多针对青少年和成年男性,对于成年女性及老人的关注度不够。 3背包设计要素分析 通过对市场上现有的背包进行调研,总结了背包设计要素主要有:大小或者容量、背包自重、面料、背负系统、颜色、款式、隔层,以及其他配件等。通过整理分析,背包的肤觉穿戴体验很大程度上取决于背负系统和材料两个要素,而背负系统的设计应依据肤觉感知中的压觉和痛觉理论;背包材料的选择应依据肤觉感知中的触觉和温度觉理论。 3.1背包背负系统分析 目前市场上背包的背负系统一般由减压背板和背带、腰带、胸带等各种背负带组成。减压背板部分,某些背包背板结构中,肩胛部和腰部有减压海绵,其他部分为保证透气性没有海绵层;还有些背包背板结构为整块的减压珍珠棉。背带一般为S型,加宽处理,使用透气海绵或者气囊减压。另外,较大的户外背包设有腰带,将部分重量分散到髋部,还有胸带和负重调节带用来增加背负稳定性和调整背包中心。以压觉的理论为依据从压觉的理论来说,压力刺激是由慢适应受体感知的[1],因而压觉短时间内不会被忽略,背包背负系统的设计尤为重要。压觉是由较强的刺激导致机体的深部组织变形而引起的压力感觉[6],背包设计涉及的机体内部组织主要是上身躯干和手臂的骨骼系统、肌肉系统、上躯干的内脏器官,还有神经系统。再者,皮肤表层对压力的敏感性在身体不同部位的差异非常大,面部最为敏感,其次是腹部、胸部、背部、手指、肩部、臂部、腿部和脚部。因此,背板的形状和结构要考虑脊柱的生理曲度、肩胛部和胸廓¥的骨骼结构和承受能力,以及上身躯干的肌肉活动;背板位置应可调,不同位置应该考虑人体结构进行材料密度的区分来获得良好的支撑;背带的形状、宽度、结构和位置都会影响背负体验,由于肩胛骨和锁骨的结构复杂且易受伤,肩部不适宜分担过多的压力,以保证肩部的舒适感;胸带和腰带的设计应在宽度和结构上降低胸腹部的压力,保证胸腔的自由舒张和收缩,以提高用户的背负体验。以痛觉的理论为依据从痛觉的角度来说,引发痛觉的刺激种类有很多,包括物理的、化学的、机械的、温度的刺激等,任何一种刺激对机体造成损伤或破坏时,均能引起痛觉。背包引起的痛觉主要是由背包重量施加于骨骼和肌肉系统引起的机械刺激。痛觉的感受性因身体部位而异,与背包有关的身体部位中,背部对痛觉的感受性最高,手的感受性较差,而且痛觉的适应性很差[7],时间久了不会被身体忽略。因此,应尽量降低背包重量对身体各系统的影响,避免痛觉的产生,或者一旦有痛觉产生要有调节和消除的方法。还可以结合智能穿戴技术,对背包重量进行管理,根据用户的体重确定背包重量的上限,当背包重量超过限度时,应通过适当方式给予提醒,或者将各接触部位的压力可视化,提高用户对压力的关注;对用户的背包姿势进行提醒和纠正,通过背板和背带对背负系统进行动态调整,避免身体一些部位长时间受力;还可以尝试将背负系统结构和健身器材结合起来,将背包压力分散到运动中。 3.2背包材料分析 在背包使用过程中,与身体皮肤接触的部分主要有:手触摸的背包外部、内衬和隔层、拉链头、提手,以及装饰性部分等,提起背包时手部一般会接触背带,背着背包行走或奔跑时颈部也可能接触到背带。现有背包材料调研通过市场调研发现,双肩背包外部面料和背带主要有涤纶、锦纶、纯棉帆布、网布等,内衬一般用锦纶或190T涤塔夫,拉链头大多用金属材料,装饰性部件用人造革等。涤纶面料,也就是聚酯纤维,较常用的1680D双股牛津布,挺括不易皱,强度和弹性恢复能力较高,耐冲击强度比锦纶高,耐磨性仅次于锦纶,使用PVC或PU涂层增强防水性;涤纶面料吸湿性较差,穿戴有闷热感。因此涤纶牛津布适宜用作户外背包或者负重较大的背包外部面料。锦纶,也叫做尼龙,学名是聚酰胺纤维,强度高,耐磨性是织物中最优的一种,回弹性好,吸湿性在化纤中较好;但耐光性、耐热性较差,面料久晒会发黄,强度也会下降,常用于休闲背包外部面料,有时也用于背包内衬。纯棉帆布,耐用耐磨,色彩鲜艳,手感舒适,透气性好,容易清洗,采用环保印染工艺,对皮肤无刺激,且无污染,缺点是防水性较差,常用于环保包袋外部面料。190T涤塔夫,由涤纶长丝织造而成,明亮鲜艳,强度高,结构紧密,不易变形,清洗后极易干燥;但涤纶织物熔点较低,遇烟灰、火星等易出现小孔,常用于背包内衬。网眼布料,材质为涤纶,色牢度好,具有优越的透气性,回弹性好,结实耐用,但容易刮破。常用于背包网兜或透气部分。EPE珍珠棉,又称为聚乙烯发泡棉,内部由无数的独立气泡构成,其特点是防水、缓震、韧性强、抗撞击能力强等,无毒环保可降解,但透气性较差,在背包中常用做背部缓冲棉。以触觉的理论为依据背包面料选择中,在考虑面料强度等功能性因素的基础上,应考虑材料的触摸舒适性,面料的触感主要有轻薄或厚实、柔软或偏硬、光滑或粗糙等感觉。触觉是指皮肤浅表层的触觉受体受到微弱的机械刺激产生的感觉[1],在评价背包材质等微观结构中起主导作用,触觉感知的机械刺激依赖于材料的物理特性。粗糙度、柔软度和刚度是手感的三个基本参数[8],目前对粗糙度的研究最多。在心理物理学研究中,粗糙度的主观感觉似乎是沿着一个单一维度变化的,并且已经被证明是随着表面特性进行可预测的变化[2]。背包常用布料中,1680D双股牛津布表面光滑,手感较硬,有明显的颗粒感,原料是由两根420D的涤纶丝合为一根840D的涤纶丝;用于箱包的锦纶牛津布由210D的锦纶丝织成[9],与1680D双股牛津布相比,粗糙感明显下降,柔软又不失挺括;而190T涤塔夫面料手感柔软,光滑细腻,原料为涤纶FDY63D/24F,也就是63D的涤纶长丝;旦尼尔数(D)越小,纱线越细,纱线粗细是影响材料粗糙度的重要因素。从材料的微观属性出发,将不同粗糙度的面料根据知觉组织原理搭配,可以实现可预测得更加微妙、丰富的触觉体验,以及特定的触觉交互。3.2.3以温度觉的理论为依据温度觉的产生是由材料的表面温度和皮肤表面温度的差别来决定的,各部位皮肤表面温度称为生理零度。也就是说,材料表面温度高于生理零度产生温觉,低于则产生冷觉,等于则不产生温度觉。身体的不同部位对温度刺激的敏感程度不同,且受刺激皮肤的面积越大,温度觉越强烈。背包的温度觉体验主要涉及背部和手部。背部的生理零度大约为37℃,且背部皮肤比手部皮肤面积大,更容易产生热觉,因此室温条件下使用背包时,接触背部的材料表面温度在背包使用过程中的温度应稍低于37℃,并保证良好的透气性;手部的生理零度大约为28℃[1],因此室温条件下,接触手部的材料表面温度应保持在28℃左右。为获得良好的肤觉体验,在背包使用过程中,材料表面温度应根据环境温度做出调整,如在夏季,背包稍凉的触感会带来舒适的肤觉体验,而冬季恰恰相反。 4结语 肤觉体验对于双肩背包的使用体验至关重要,关于双肩背包设计的背负方式和材料选择还需要通过具体实验进一步验证。除此之外,肤觉交互在双肩背包设计中的运用也是需要进一步研究的问题,这将会使双肩背包的背负更为轻松,操作更加舒适自然,也将增进用户对健康负重方式的了解。 作者:张帅 李慧君 单位:沈阳理工大学
机电技术论文:表面技术在机电和金结中应用展望 摘要:三峡工程是“千年大计、国运所系”的跨世纪工程。工程的质量、寿命、运行可靠性和检修维护费用,取决于多学科技术的发展水平。对表面工程技术在三峡工程机电设备和金属结构工程上的应用进行了全面的讨论和分析,对三峡工程机电设备、金属结构表面预处理、表面涂覆技术和产品提出了技术要求。 关键词:金属结构 机电设备 表面技术 1 引言 表面工程,是经过表面预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。三峡工程通常被人们称为“土木”工程,但是大坝全长2309.47m中,实际上起挡水作用的溢洪闸门、电厂进水口闸门、船闸人字门和输泄水闸门占坝线全长的72%(1679m),实际上就好似一个“钢秩”工程。三峡工程作为一项水资源综合利用的工程,其机电设备和金属结构的总重量达50万t,其费用占工程总概算的1/3。 表面工程以多个学科交叉、综合、复合为特色,以应用多种表面技术及其复合表面技术为特点,是主导工业发展的关键技术之一。三峡工程是“千年大计”、“国运所系”的世纪性工程,一定要重视质量问题,把质量看成是三峡工程的生命。在国际招标的机电设备技术条件中,明确了应用表面加工技术、表面技术和复合表面技术的要求,以改善提高零部件材料表面性能,有效地提高设备运行可靠性,延长使用寿命和方便维护和修复。表面工程技术在三峡工程建设中得到广泛应用。 2 三峡工程应用表面技术的对象 三峡水利枢纽由挡水和泄水建筑物、发电建筑物和通航建筑物组成,大坝轴线全长2309.47m。泄水建筑物位于河床中部,设有表孔、深孔和导流底孔;电站厂房位于泄水建筑物左、右两侧,为坝后式厂房,共装设26台700MW水轮发电机组。通航建筑物布置在枢纽左岸,包括双线连续五级永久船闸、单线垂直升船机和施工期通航的临时船闸。 2.1 水轮发电机组和其它机电设备 三峡电站水轮发电机组及辅助机电设备总重量约达26万t。埋设在混凝土中的设备部件、常年受含沙水流冲刷的水轮机过流部件和常年暴露在空气中的机电设备表面都需要应用表面工程的基础理论,提出优质、高效、低耗的表面工艺技术,在设备和零部件的表面进行严格的处理以保证设备可靠运行。 2.2 水工闸门和金属结构 三峡工程的水工闸门埋设件、闸门本体、输水钢管及启闭机等金属结构总量约26万t。其中大坝及电站合计共有30种不同规格的闸门539扇,永久船闸有各类人字门、充泄水阀门等共89扇,两者共约7.3万t。其中工作环境最恶劣的是导流底孔和泄洪深孔的弧形工作门,最高工作水头达85m,流速达35m/s,并有局部开启的要求。 2.3 对外交通工程 三峡工区对外交通工程的金属结构表面防护,包括桥梁表面涂覆、装卸重件码头上的起重设备和金属结构的表面处理以及集装箱码头钢管桩和粉煤灰钢罐内表面的防腐等。 三峡工程对外交通金属结构工程包括大中桥梁34座,其中联系坝区两岸的西陵长江大桥1118.66m。 3 三峡工程应用表面技术的试验与实践 3.1 三峡机电设备和金属结构表面的工作环境 三峡机电设备和金属结构表面,根据其功能要求,分别暴露在在室内外大气和潮湿大气中,干湿交替环境。在静水工况、动水工况、高速含沙水流中和与混凝土结合的环境下工作运行。 (1)暴露在大气中工作的有:大坝顶部门式起重机及轨道、自动抓梁、厂房顶敞开式高压电气设备、高压出线塔、主厂房大门、电站尾水门式起重机及轨道以及部分闸门的局部外露部分。还有永久船闸、临时船闸和垂直升船机的桥机、大梁及清污机等。这些暴露在大气中的结构和装备表面,常年经受日晒雨淋、风雪冰霜的袭击。 (2)在室内大气中工作的设备主要有:水轮发电机组、变压器的外露表面、主付厂房内各种桥机、大梁、轨道、厂内高压设备、大电流母线设备和其他机组辅助设备如水泵、空压机、制冷机表面,电站厂房屋架、船闸人字门启闭机及其附属设备、中低压配电盘、动力盘、保护盘柜表面等。 (3)在潮湿大气中工作的结构和设备如:电站厂房进水口竖式液压启闭机、长期存放于门库中的检修门及埋件、闸门吊杆、尾水排水阀、水轮机顶盖排水泵等。这些设备常年处在潮湿的空气中,易锈蚀和腐蚀。 (4)在干湿交替环境中工作的结构极易发生表面破坏如:船闸人字门、所有闸门的门槽埋件、船闸浮式系船柱、泄水表孔闸门和检修门等。有的干湿交替频繁,有的交替频度不大,对结构表面影响也有所不同。 (5)在静水状况下工作的装备有:船闸人字门、检修闸门和叠梁门,电站进水口检修门,泄洪坝段深孔和表孔检修门等。他们都是在闸门前后平压后才开启或下落的。 (6)动水工况下工作的电站进水口工作闸门、压力钢管、拦污栅事故检修门、水轮机过流部件包括涡壳、导水机构、转轮、基础环和尾水管里肘等。 (7)在特别恶劣的环境中工作的排沙孔工作闸门及事故检修门、底孔工作门、深孔工作门、船闸输泄水廊道阀门、钢衬护以及水轮机转轮都是在高流速的含沙水流中工作和运转的,泥沙磨蚀的破坏作用,对其材料和表面的处理都有特殊要求。 (8)一些与混凝土面结合的钢结构,如压力钢管外壁,所有闸门和启闭机构以及钢结构的埋件、水轮机钢里衬、蜗壳、座环以及发电机埋件、设备基础埋件等。 3.2 三峡坝区的空气和水环境特性 三峡坝址位于湖北宜昌市二斗坪镇,此区域属南温带和亚热带过渡地带,其气候特征是高温、高湿、雾多风小,秋雨多温差小。坝区大气年平均相对湿度75.8%,平均温度21~22C,最高温度43.9C,最低9.8C。年平均降雨量达1251mm,以7、8月份较高。大气中S02浓度较高,酸雨比较严重,降雨pH值为5.44,大气环境腐蚀性大。 三峡坝址处多年平均水量达4500亿m3,多年平均流量为14400m3/s,水中含有泥沙,多年平均含沙量1.2kg/m3。实测最大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移质相对较小,悬移质居多,平均粒径小于0.1mm。水中有生物作用,如海蜊子等。江水的PH值为7.95,水中溶解O2为6.4mg/L。在动水下工作的装备和结构,承受的动水速度多不相同,拦污栅的过栅流速约lm/s,压力钢管内约8m/s,船闸输水廊道内约20m/s,深孔、底孔闸门处30~35m/s,排沙底孔内18~28m/s,水轮机转轮叶片约30~40m/s。这些结构和装备特别是在高速含沙水流中工作的结构和装备,面临空化和泥沙磨损的联合破坏。 3.3 三峡工程设备和钢结构的表面技术应用试验 为了使表面科学与工程相结合,为了结合三峡工程的空气环境、水环境和工作环境特点,通过试验研究提出有效的工程措施,达到改善材料的表面性能、有效延长使用寿命、节约资源、提高生产力和减少环境污染的目的。 为此,中国长江三峡工程开发总公司委托武汉材料保护研究所进行了不同涂覆材料和多种表面技术复合处理的实验。 (1)大气暴露实验 从1995年1月开始,在三峡坝区、宜昌市区和秭归县城,对30多个国内外厂家的120多种防腐体系的试件作挂片试验,其中有机涂装体系42种,热喷涂金属体系7种。现在试验仍在进行中。 (2)水环境暴露实验分别对全暴露在水环境中(全浸)和干湿交替的环境进行了试验。实验安排在三峡坝址下游40km处的葛洲坝水利枢纽进行,全浸试件浸没在葛洲坝二号船闸上闸首的人字门上,干湿交替试件装设在葛洲坝二号船闸下闸首的人字门上。试验涂装材料有,有机涂装体系35种,热喷涂金属体系7种,电化学保护1种。 (3)室内加速腐蚀实验分别对13个厂家的34种防腐体系,即4种水溶性无机富锌类、3种醇溶性无机富锌类、4种环氧富锌类、13种富锌底漆/中间漆/面漆、5种金属喷涂层、8种金属喷涂层/封闭底漆进行试验,分别应用常规试样和划叉破坏性试样在中性盐雾条件下进行加速腐蚀试验、在5%盐水溶液中浸渍试验、紫外线加速腐蚀老化气候试验、在自来水和盐水中的电化学对比试验、涂层电气学保护性能试验以及涂层与基体(或其他涂层)界面粘结力试验。 上述各项现场挂片试验的初步成果,已在机电设备和金属结构招标文件的技术规范中得到应用,供货厂商将根据合同的要求进行表面涂覆和表面改性处理。 3.4 三峡工程应用表面技术的实践 三峡工程自1994年12月正式宣布开工以来,表面技术在桥涵、码头、施工变电所和储运设备等方面得到比较广泛的应用。 (1)桥梁 三峡对外交通工程桥梁中特大桥4座,大桥7座,中桥23座,合计34座,累计长3793m其中较具特色的有莲沱大桥、黄柏河大桥、下牢溪大桥和横跨长江南北两岸的西陵长江大桥。 莲沱大桥全长340.87m,主桥为中承式三孔钢管混凝土连续拱桥。拱上桥面总宽20m。钢管的寿命直接影响大桥的安全。钢管拱表面防护,采用三道漆,分别为底漆、中间漆和面漆,干膜总厚度达305μm。在涂装前表面经除锈处理达Sa2.5级,粗糙度Ra30。 下牢溪大桥全长286.06m,为六孔三柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面防护采用热喷铝。 黄柏河大桥全长284.76m,为七孔桩台式双柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面采用热喷锌。 上述钢管拱的涂装寿命要求达到20年。 西陵长江大桥是横跨长江的坝区南北重要通道,和其他大桥一样,都是永久性的公路大桥。大桥全长1118.66m,主孔跨度900m为单跨双铰式钢箱加劲梁悬索结构。两座主塔高120m,为钢筋混凝土三层门式柜架结构。主塔基础为12根中Φ2.2m挖孔灌注桩。两根主缆各由10010根φ5.1mm镀锌平行高强钢丝组成,直径为φ570mm,每根主缆长约1478m,重约2300t。两岸各有一重力式锚锭。在大桥施工过程中,为了解决悬索鞍座的推移以调整力的平衡,全军装备维修表面工程研究中心提出了复合减摩涂层设计及相应的现场施工方案,替代国外采用的在鞍座磨擦副中安装数千枚滚针的方案,使鞍座顺利推移到位。采用这种复合减摩技术使磨擦系数降低1倍以上,大大节省了施工费用。此外,主塔表面和钢缆都采用了表面涂装防护,主塔表面总漆膜厚度达280μm。涂装寿命为5年,修复不需铲除只需在原涂装上再次涂覆。 (2)公路 专用公路采用封闭管理,为保证昼夜行车安全,设有公路防眩网及护栏,网和护栏波形梁表面采用热浸镀锌防护,锌层厚度在61~85μm。 (3)码头在三峡坝区设有一座杨家湾港口集装箱、杂货码头和一座重型设备装卸的重件码头。码头是三峡坝区水上的货物吞吐口,保证安全运作十分重要。 杨家湾码头的水下φ800/1000的钢管桩是码头的基础,钢管桩采用16mm的3号镇静甲类钢,其表面用氯化橡胶铝粉和氯化橡胶防腐漆进行处理。 2×300/50t重件码头的起吊设备为2台300t小车的桥式起重机,桥架结构总重300t。桥机及吊梁金属结构的所有内、外表面,机械零部件非接触表面,都进行了表面涂装处理。表面先经喷丸、机械手或手工除锈处理,然后涂以底漆、中间漆和面漆,分别采用环氧铁红车间底漆、环氧云铁防锈漆和可涂覆聚氨酯面漆。 (4)粉煤灰储运罐罐体为钢结构,全部储运罐总重约1830t,对其罐体、中转仓进行涂装处理,用铁红为底漆,合成树脂调和漆用作中间漆和面漆,输送粉煤灰的地下管道用环氧煤焦油沥青涂料。 表面工程在三峡工程的应用实践,不但起到了对金属和非金属表面的防护作用,还增添了建筑物的美感。据不全面的检查,涂复材料和工艺的应用是成功的,其使用寿命还有待进一步跟踪调查和考验。 4 机电设备、金属结构表面技术应用展望 迄今为止,三峡工程机电设备和金属结构的招标工作还在进行中。已完成招标的项目有左岸电站14台700MW水轮发电机组,合同金额7.4亿美元。二期工程厂(房)坝(溢洪坝段和永久船闸闸门及金属结构)采用国内公开招标,合同金额10.7亿元。现在在正进行500kV高压电气设备(15台840MVA变压器和全封闭组合电器)国际招标,电站主厂房1200t桥式起重机国内招标、500kV电抗器,20kV大电流封闭线的招标。还有大坝顶部和电站尾水平台的门式起重机等还未招标。这些机电设备和金属结构是2003年发电、通航的关键设备,这些设备和构件的表面处理,影响到设备的寿命、大坝整体建筑艺术处理甚至设备的安全可靠运行。 4.1 水轮发电机组和辅助电气设备的应用展望 在机组招标文件技术规范和合同文件中,对工厂涂装和保护涂层都有明确的规定,明确规定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164进行表面涂层处理。明确规定涂层必须在合适的气候条件(环境温度低于7C或金属表面温度小于外界空气露点以上3C时不能进行)。 同时明确了设备表面的清扫要求。选用溶剂清洗,进行喷丸发亮处理。使金属表面发亮呈均匀的灰白色。 对在运输过程中暴露在大气中的重要机械加工的黑色金属表面,先用溶剂清洗干净,并涂一层厚的防锈化合物。 所有暴露在大气中黑色金属非机械加工表面,如水泵、空压机外表面需喷砂发亮处理。再涂2层防锈漆,并明确涂层厚度要求。 所有与混凝土接触的非配合黑色金属埋件表面,如水轮机蜗壳外表面需进行机械清扫。并涂一层保护层,便于运输、堆放。在安装时必须先清理保护层,以利埋件表面与混凝土有效结合。 所有与水接触的非配合黑色金属表面,如活动导叶表面,蜗壳内表面,需用喷砂发亮处理,流道内的焊缝需用砂轮打磨光滑,在工厂涂两层环氧树脂富锌漆,安装后再涂一层保护漆。水轮机转轮是在含沙水流中运转的部件,其不锈钢表面未要求特殊处理。 所有盘、柜、压力油罐、泵组和管道外表面,在机械清扫后深4层装饰颜色涂料。盘柜的非工作内表面,进行机械清扫后,再涂两层防护漆。 对油罐铁质金属全部内表面需进行喷砂处理,直至露出金属光泽为止,再按要求涂保护层。 其他小型辅助设备,如电动机、接触器、开关和其他设备的表面,需按相应标准进行涂覆。 4.2 水工闸门和金届结构的应用展望 在水工闸门和金属结构的招标文件中,参考了三峡地区挂片试验的成果,按国家和行业规定的标准,对不同工作环境下工作的设备和构件,提出了不同的要求。 对经常处于水下或干湿交替环境,不易检修,或检修对航运、发电及泄洪有重要影响的设备或结构。要求采用具有高机械强度的防腐体系,有较好的抗冲刷能力,附着力极强,抗微生物和附着生物的性能优异,其保护年限长达20年。 对经常处于水下或干湿交替的环境,但易检修且对发电、航运、泄洪影响不大的钢结构和设备。要求采用粘附力强、耐水性的、抗微生物和附着生物性能优异的防腐体系,其保护年限可达10年。 对在大气环境中,包括室内与室外的钢结构和设备,要求采用具有较强的耐气候变化性能的装饰性能好的防腐体系,表面涂料要求不易变色,不粉化,其保护年限应达15~20年。 对这些设备和构件的表面处理,要求按国标GB6484-6487规定,要求基体清洁度达到GB8923规定的Sa2.5级。 对防腐材料亦作明确的规定,要求采用国家或行业标准产品系列,底、中、面漆最好选用同一厂家产品。 对各类水工闸门和金属结构的具体表面涂覆要求,合同中都有具体规定,例如: 永久船闸人字工作门和第一闸首事故检修门及其埋件,总重约23865.2t。门体和底层采用热喷锌,最小局部厚度不小于160μm,封闭层为磷化底漆一道,面漆为氯化橡胶两道,干膜厚度100μm,涂层总厚不小于260μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站进水口快速工作闸门、排沙孔工作门约4911t,表面涂覆采用底层热喷锌加封闭涂料防腐。热喷锌厚度为120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯树脂一道,干膜厚30μm,中间漆环氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为改性耐磨坏氧两道,干膜厚100μm。涂层总厚300~340μm。 泄洪深孔弧形工作闸门23扇、排漂孔弧形工作闸门2扇及其埋件,息重约10306t。门体采用底层热喷锌加封闭涂料防腐休系。要求热喷锌厚120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯材脂一道,于膜厚30μm,中同漆坏氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为环氧金刚沙二道,干膜厚100μm。涂层总厚300~400μm。 5 结语 表面工程技术在三峡工程的应用,一直受到国家有关部门、单位的重视,通过上述的讨论,我们可以看到表面技术与三峡工程成功建设、运行可靠和市省维护费用息息相关。 (1)三峡工程在中国国家科技攻关项目,如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻关项目的安排,在三峡工程重新论证和投计审查中,始终是一项研究和讨论的重要课题之一。从材料表面加工工艺选择、涂覆材料及喷涂工艺研究以及表面电化保护等在“九五”三峡工程重大装备研制项目中占有重要地位。在三峡工程开工后,为有效的使用有关表面处理材料和适应三峡坝区的环境,迸行了多厂商多种材料的涂装挂片试验,以便有针对性的选择合适的涂装材料和工艺,以使表面材料应用达到寿命长、装饰美的效果。 (2)如前所述,所有机械设备、金属结构、水工闸门都在不同程度上离不开表面技术,他们运行的可靠性、经济性都在不同程度上仰仗表面技术的应用,这牵涉到多专业、多学科的应用,不但是简单的现场的涂装技术,还有许多是在设计中要求应用的在工厂实施的技术、工芝,从目前的应用范围看,它是一项在工程中无所不在、应用广泛的技术。欢迎国内外表面工程学界积极参与三峡工程表面技术应用研究。 (3)随著国内外表面技术的研究和发展,将使三峡工程通过表面技术的应用广泛受益。采用长效且与坏境相宜的表面涂装材料和工艺,对延长设备的使用寿命,延长维护性涂装的周期,有着重要的经济效益。与整个建筑和周边环境协调的装饰涂装,将会给人们美的享受。针对三峡工程具体的环境、目标进行研究和开发的成果和产品,将会给三峡工程带来更大的经济效益。 (4) 对三峡工程表面技术应用的跟综研究将水电工程或类似工程的应用提供有价值的参考。三峡工程表面技术应用广泛,应用材料品种之多,应用对象工作坏境的千差万别,按照目前技术和工艺水平应用的表面工程技术能否获得预期效果,还有待长期跟综研究和改迸。毋容置疑,随着科学技术的进步,表面工程技术作为现代科学的一门新兴的综合学科,必将得到迅速的发展,三峡工程必将从中获益。 机电技术论文:机电一体化技术及其应用研究 摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(DCS) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(CIMS) 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。 2.5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术论文:机电一体化技术的发展浅论 论文关键词:机电一体化;技术;现状;产品;制造技术;发展趋势 论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,不取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。 3.2 模块化 模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。 3.6 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。 结语 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。 机电技术论文:浅析服务区域经济培养高素质农业人才——湖南生物机电职业技术学院的办学实践 [论文摘要]文章从湖南生物机电职业技术学院组建职教集团、加强校校合作和校企合作、创新人才培养模式、实施农民扶贫培训工程、推行产学研推相结合和致力振兴农村经济等方面阐述了学院围绕服务区域经济来培养高素质农业人才的办学实践,提出“服务区域经济,培养高素质农业人才”是做大做强特色农业职业教育的必然要求。 [论文关键词】农业职业教育;区域经济;产学结合;高素质农业人才 进入21世纪以来,随着我国农村改革的不断深入,农业产业结构调整和农村经济的发展对农业职业教育提出了新的要求。湖南生物机电职业技术学院作为一所具有百年办学历史的农业职业技术学院,在长期的办学过程中,秉承“为时养器,器为时用”的办学宗旨,积极探索校企合作、工学结合的办学途径,创新农业职业教育办学模式,采取多种形式,主动为农业、农村和农民服务,逐步走上了健康发展的快车道。 一、牵头组建职教集团,探索农业职业教育办学新模式 2008年初,经省农业厅、教育厅批准,同意由湖南生物机电职业技术学院牵头组建“湖南现代农业职业教育集团”。历时半年,学院承担了大量筹建工作,起草了筹建方案、集团章程和系列校企合作协议等文字材料;为了建立战略合作伙伴关系,学院先后与湖南省十大农业产业龙头企业进行洽谈;并举办了“湖南省农业厅敬聘袁隆平院士为湖南生物机电职业技术学院名誉院长暨学院专业对接农业产业校企合作签约仪式”;举办了集团成立大会;组织召开了集团理事会第一次会议,以“资源共享、优势互补、互惠互利、共同发展”为集团宗旨,明确了集团初步运行机制;设立了集团理事会、常务理事会、秘书处和种植业、养殖业、加工业、农机业四个专业委员会等机构,理事长由湖南生物机电职业技术学院院长担任,秘书处设于湖南生物机电职业技术学院。 集团成立后,完成了两项非常重要的工作: 一是组织了湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境调研。为全面了解和掌握湖南农技人才及农业职业院校办学现状,2008年10月,集团组织三个调研小组,分别对湖南省农业职业技术人才现状、人才培养等方面的问题进行了为期两个月的专题调研。通过调研,我们认为,湖南省农业职业教育虽然发展迅速,在推进新农村建设和现代农业发展中发挥着不可替代的作用,但现状却不容乐观。存在着整体功能发挥不充分,社会地位不高,招生困难,农业人才流失严重,发展条件相对落后等问题。必须进一步加强政府的主导作用,努力优化农业职业教育结构体系,提高人才培养质量。在形成《湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境的调研报告》,并对调研数据进行认真分析的基础上,集团向省委、省政府、省人大、省政协有关领导、省教育厅、省农业厅有关领导及部分湖南“两会”代表递交了《建议免费培养高等农业职业技术人才的报告》。《报告》提出了三条建议:(1)实行免费培养高等农业职业技术人才政策,建议省政府借鉴教育部直属师范院校学生学费全免,中央将逐步对中等职业教育实行免费教育的政策,由省财政出钱,每年安排高等职业院校纯农业专业免费培养计划5000人。(2)加大对农业职业教育的扶持力度,对高职院校纯农专业实行单独招生,以改变湖南省农业职业院校农业类专业招生困难,办学规模小,与农业产业发展需求极不相适应的现状。建议省财政设立农业职业教育专项基金,用于加强农业职业院校的基础设施、实训基地和教师队伍建设,提高人才培养质量。(3)发挥政府统筹作用,整合农业职业教育资源,建议由省政府相关部门牵头,对全省农业职业教育情况进行一次全面调研,在此基础上,对农业职业教育资源进行科学合理的整合,充分发挥职业院校在农业技术人才培养、培训方面的主渠道作用,推动湖南省农业职业教育事业的持续、健康发展。 二是启动了农业国际化实用人才培养项目。2009年8月,学院与袁隆平农业高科技股份有限公司多次洽谈后,决定联合实施“农业国际化实用人才培养”项目。2009年9月,双方各派一名专职人员和若干兼职人员,正式成立“农业国际化实用人才培养”项目部,项目部设于湖南现代农业职业教育集团秘书处,由秘书处负责运作。该项目拟在3年内培养1000名农业领域人才,打造国家援外农业技术人员和高端农业国际化实用人才培养培训基地,为国家l4个援非中心及相关农业企业储备和输送高素质农业按术人才。目前,项目部已经完成了签订合作协议、管理制度制定、课程体系设置等系列工作。并从集团内部的湘西职业技术学院、永州职业技术学院、岳阳职业技术学院、怀化职业技术学院大三学生和相关企业员工中选拔学员,拟挑选30—40人进行培训。 二、加强校企合作,创新人才培养模式 (一)校企合作一体化 企业主动向学校投资和提供技术设备,在校园里建设生产性实训实习基地。2008年9月3日,都市花乡有限公司与湖南生物机电职业技术学院进一步合作,正式成立“都市花乡湖南生物机电职业技术学院生产性实训基地”,将花卉生产基地搬进学校。企业、教师、学生共同参与花卉生产。湖南生物机电职业技术院抓住契机,从园林技术、园艺技术两个专业着手,启动项目承包教学方案,教师带领学生生产水仙花1.5万盆。这一举措,不仅帮助都市花乡有限公司完成生产任务,及时把花卉产品投放春节市场,同时又锻炼了教师,提高了学生实际操作能力。2008年11月3—6日,由湖南生物机电职业技术学院帮助策划都市花乡有限公司承办的“中国一长沙花艺国际交流会”在长沙成功举办,来自日本、韩国、荷兰、台湾等十多个国家和地区的花艺大师出席了会议。在大会组织的插花大赛中,湖南生物机电职业技术学院园林技术、园艺技术专业学生向竹君、王鉴、朱娇荣获一、二、三等奖。2009年学院再次与深圳百通通讯设备有限公司达成初步协议,该公司拟投资400万元,在湖南生物机电职业技术学院建设生产实习工厂,作为校企合作培养人才的生产性实训实习基地。同时学院还把自办产业实体基本都剥离出来与专业系捆绑,建立系企一体化运行机制,每个专业系至少负责一个产业实体的经营管理,实现经济效益和教学效益双重目标。 (二)专业创造性地对接产业 各专业系与合作企业创造性地建立了一系列各具特色的校企合作人才培养模式。归纳起来主要有以下三种模式:一是“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。在湖南生物机电职业技术学院开办的十几个订单培养班级的教学中,企业参与人才培养的全过程,融入了行业的新技术、新工艺、新材料和企业文化,学生前两年半在校内完成专业基础阶段学习,最后一个学期在校企合作企业顶岗实习,形成了“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。二是“231”工学结合人才培养模式。植科系广泛开展校企合作,加大人才培养的力度,以“专业+公司(基地)+师生员工”的专业建设模式为平台,创立了“231”工学结合人才培养模式,特色突出。即以长沙小康园艺园林有限公司(基地)、产学研示范场和校外园艺企业为依托,将学生在校三年的学习全过程划分为三个时段,2个学期在校内进行专业基本素质培养,3个学期在系办公司、实训基地和学院示范场进行职业技能训练,1个学期在校外园艺企业进行顶岗实习。打破了常规的教学实训方法,采取“师傅带徒弟”、“项目经理带员工”的实训方法,使学生完全融人生产实践中去,提高了学生的实践动手能力,了解了企业的生产管理方式,为实现“零距离”上岗打下了坚实的基础。三是“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式。动科系按照畜牧兽医工作任务领域,课程教学计划按模块安排,专业课程分专门技术和专业方向两大模块,其中专门技术叉分为种畜、营养、畜牧管理、动物疾病防治、兽药和畜牧环境与畜场规划六个小模块,专业方向分繁育、养殖、兽医、检疫、营销5个方向,创立了“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式,即五天课堂教学,早中晚三个时间段在校内企业和生产性实训基地实训,周末两天集中进行生产性实践。目的在于培养具备“强技能、能管理、会服务、懂经营”的高素质技能型应用性畜牧兽医人才。 三、建设农民扶贫培训工程。帮助农民脱贫致富 根据国务院“关于进一步加强农村教育工作的决定”精神,2003年l0月,学院主动与省扶贫办等有关部门联系并签订了协议,从2004年开始,每年举办3期农民科技骨干培训班,每期培训学员150—200人,培训时间两个月,为全省每个贫困村培训2—3名有一定种养规模和经验的科技骨干。学院党委和行政非常重视农民培训班工作,成立了以院长为组长的农民科技培训工作领导小组,选派了教学经验和专业实践经验丰富,业务水平高、工作责任心强的教师担任教学任务,教师们经过广泛调查,周密制订了教学计划,并根据培训班的要求和农民学员的具体情况,精心组织编写了种植技术和养殖技术两套培训教材,共计80多万字。目前培训班已成功地举办了15期,培训学员3000余人。2006年以来,学院举办为贫困地区搭建科技平台,“养殖业”“食品加工”“种植业”科技兴村项目创业培训班10余期,培训学员600余人,举办草食动物品改员培训班14期,培训草食动物品改员1000人。学员们通过培训,将所学知识带回家乡,致富一家带动一方,发挥了科技带头人的作用。 四、产、学、研、推相结合.致力振兴农村经济 (一)积极推广科研成果 近几年来,湖南生物机电职业技术学院先后有10个科研项目和成果广泛应用于农业生产,进入直接服务农村经济的主战场。动科系欧阳叙向教授自2002年开始研究推广湘东黑山羊生产技术,该技术先后在浏阳、醴陵等四县推广,初步估算可创造经济效益2000余万元。植科系肖君泽教授主持的“外源DNA导入水稻育种研究”科研课题,成功地选育了高产优质水稻新品种“长晚籼1号”和高蛋白水稻新品种“长早籼9号”两个水稻新品种,两年来通过学院“长沙小康园林园艺有限公司”这个桥梁,在湖南省长沙、益阳、株洲、湘潭、岳阳等10多个县市推广,推广面积达150多万亩,为广大农民带来了极大实惠。 (二)送科技下乡,帮农民致富 为了贯彻落实湖南省“科教兴村富民工程计划”和“扶贫支教工程计划”,帮助农民脱贫增收,湖南生物机电职业技术学院先后派出30余名中青年骨干教师下乡扶贫支教。2001—2005年,作为技术依托单位,湖南生物机电职业技术学院对口支持长沙县黄兴镇新冲子村。学院派出了9位教师组成的专家智囊团,指导该村制订村级发展规划,举办种养技术培训班,培训农户科技骨干,指导调整该村产业结构,一年半时间,该村村民人均年收入增至4260元,比专家组进村前人均年增纯收入1500多元。2008年湖南生物机电职业技术学院应长沙市科技局和市委组织部要求,向望城县靖港渔业合作社派遣科技特派员董益生老师。两年来,董益生老师与渔业合作社农民打成一片,重点帮助渔业社解决了淡水鱼深加工问题,使该渔业合作社共获得了100多万元的收益增值。2001年以来,按省委、省政府的统一部署,湖南生物机电职业技术学院先后选派了13位青年骨干教师到湘西自治州9个市县的乡镇开展扶贫支教工作,深受当地村民欢迎。 (三)拓宽社会服务领域,提升服务能力 动物科技系承办学院的“兽医院”,兽医院老师为了解决附近地区农民家禽家畜诊治问题,每年出诊达1000余次。何德肆副教授有12年的兽医服务经历,成为远近闻名的兽医专家。他为湖南省数百家养殖专业户提供兽医技术服务,诊治疾病,近几年为这些养殖专业户挽回经济损失达数百万之巨。他还担任长沙伟嘉集团、湖南五指峰生化有限公司等企业的技术顾问,与合作企业研发新产品。湖南生物机电职业技术学院中德长沙现代食品技术研究所,早已成为德国BCS有机保证有限公司在中国唯一授权的有机农产品认证机构,根据欧盟、美国、日本的授权,可分别开展欧盟EU2092/91、美国NOP和日本FAS的有机认证。认证涉及的农产品众多,认证项目分布30多个省市(区),为推动中国农产品生产、加工和贸易的发展作出了贡献。 农业高职院校,主动走出校园、面向社会和市场开放办学,大力发展与推进校校合作和校企合作之路,依靠企业的支持和参与,为培养高素质技能型农业人才服务,为企业和地方区域经济服务,同时也是做大做强湖南生物机电职业技术学院特色农业职业教育的必然要求。 机电技术论文:机电一体化技术的发展浅论 论文关键词:机电一体化;技术;现状;产品;制造技术;发展趋势 论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,不取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。 3.2 模块化 模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。 3.6 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。 结语 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。 机电技术论文:表面技术在机电和金结中应用展望 摘要:三峡工程是“千年大计、国运所系”的跨世纪工程。工程的质量、寿命、运行可靠性和检修维护费用,取决于多学科技术的发展水平。对表面工程技术在三峡工程机电设备和金属结构工程上的应用进行了全面的讨论和分析,对三峡工程机电设备、金属结构表面预处理、表面涂覆技术和产品提出了技术要求。 关键词:金属结构 机电设备 表面技术 1 引言 表面工程,是经过表面预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。三峡工程通常被人们称为“土木”工程,但是大坝全长2309.47m中,实际上起挡水作用的溢洪闸门、电厂进水口闸门、船闸人字门和输泄水闸门占坝线全长的72%(1679m),实际上就好似一个“钢秩”工程。三峡工程作为一项水资源综合利用的工程,其机电设备和金属结构的总重量达50万t,其费用占工程总概算的1/3。 表面工程以多个学科交叉、综合、复合为特色,以应用多种表面技术及其复合表面技术为特点,是主导工业发展的关键技术之一。三峡工程是“千年大计”、“国运所系”的世纪性工程,一定要重视质量问题,把质量看成是三峡工程的生命。在国际招标的机电设备技术条件中,明确了应用表面加工技术、表面技术和复合表面技术的要求,以改善提高零部件材料表面性能,有效地提高设备运行可靠性,延长使用寿命和方便维护和修复。表面工程技术在三峡工程建设中得到广泛应用。 2 三峡工程应用表面技术的对象 三峡水利枢纽由挡水和泄水建筑物、发电建筑物和通航建筑物组成,大坝轴线全长2309.47m。泄水建筑物位于河床中部,设有表孔、深孔和导流底孔;电站厂房位于泄水建筑物左、右两侧,为坝后式厂房,共装设26台700MW水轮发电机组。通航建筑物布置在枢纽左岸,包括双线连续五级永久船闸、单线垂直升船机和施工期通航的临时船闸。 2.1 水轮发电机组和其它机电设备 三峡电站水轮发电机组及辅助机电设备总重量约达26万t。埋设在混凝土中的设备部件、常年受含沙水流冲刷的水轮机过流部件和常年暴露在空气中的机电设备表面都需要应用表面工程的基础理论,提出优质、高效、低耗的表面工艺技术,在设备和零部件的表面进行严格的处理以保证设备可靠运行。 2.2 水工闸门和金属结构 三峡工程的水工闸门埋设件、闸门本体、输水钢管及启闭机等金属结构总量约26万t。其中大坝及电站合计共有30种不同规格的闸门539扇,永久船闸有各类人字门、充泄水阀门等共89扇,两者共约7.3万t。其中工作环境最恶劣的是导流底孔和泄洪深孔的弧形工作门,最高工作水头达85m,流速达35m/s,并有局部开启的要求。 2.3 对外交通工程 三峡工区对外交通工程的金属结构表面防护,包括桥梁表面涂覆、装卸重件码头上的起重设备和金属结构的表面处理以及集装箱码头钢管桩和粉煤灰钢罐内表面的防腐等。 三峡工程对外交通金属结构工程包括大中桥梁34座,其中联系坝区两岸的西陵长江大桥1118.66m。 3 三峡工程应用表面技术的试验与实践 3.1 三峡机电设备和金属结构表面的工作环境 三峡机电设备和金属结构表面,根据其功能要求,分别暴露在在室内外大气和潮湿大气中,干湿交替环境。在静水工况、动水工况、高速含沙水流中和与混凝土结合的环境下工作运行。 (1)暴露在大气中工作的有:大坝顶部门式起重机及轨道、自动抓梁、厂房顶敞开式高压电气设备、高压出线塔、主厂房大门、电站尾水门式起重机及轨道以及部分闸门的局部外露部分。还有永久船闸、临时船闸和垂直升船机的桥机、大梁及清污机等。这些暴露在大气中的结构和装备表面,常年经受日晒雨淋、风雪冰霜的袭击。 (2)在室内大气中工作的设备主要有:水轮发电机组、变压器的外露表面、主付厂房内各种桥机、大梁、轨道、厂内高压设备、大电流母线设备和其他机组辅助设备如水泵、空压机、制冷机表面,电站厂房屋架、船闸人字门启闭机及其附属设备、中低压配电盘、动力盘、保护盘柜表面等。 (3)在潮湿大气中工作的结构和设备如:电站厂房进水口竖式液压启闭机、长期存放于门库中的检修门及埋件、闸门吊杆、尾水排水阀、水轮机顶盖排水泵等。这些设备常年处在潮湿的空气中,易锈蚀和腐蚀。 (4)在干湿交替环境中工作的结构极易发生表面破坏如:船闸人字门、所有闸门的门槽埋件、船闸浮式系船柱、泄水表孔闸门和检修门等。有的干湿交替频繁,有的交替频度不大,对结构表面影响也有所不同。 (5)在静水状况下工作的装备有:船闸人字门、检修闸门和叠梁门,电站进水口检修门,泄洪坝段深孔和表孔检修门等。他们都是在闸门前后平压后才开启或下落的。 (6)动水工况下工作的电站进水口工作闸门、压力钢管、拦污栅事故检修门、水轮机过流部件包括涡壳、导水机构、转轮、基础环和尾水管里肘等。 (7)在特别恶劣的环境中工作的排沙孔工作闸门及事故检修门、底孔工作门、深孔工作门、船闸输泄水廊道阀门、钢衬护以及水轮机转轮都是在高流速的含沙水流中工作和运转的,泥沙磨蚀的破坏作用,对其材料和表面的处理都有特殊要求。 (8)一些与混凝土面结合的钢结构,如压力钢管外壁,所有闸门和启闭机构以及钢结构的埋件、水轮机钢里衬、蜗壳、座环以及发电机埋件、设备基础埋件等。 3.2 三峡坝区的空气和水环境特性 三峡坝址位于湖北宜昌市二斗坪镇,此区域属南温带和亚热带过渡地带,其气候特征是高温、高湿、雾多风小,秋雨多温差小。坝区大气年平均相对湿度75.8%,平均温度21~22C,最高温度43.9C,最低9.8C。年平均降雨量达1251mm,以7、8月份较高。大气中S02浓度较高,酸雨比较严重,降雨pH值为5.44,大气环境腐蚀性大。 三峡坝址处多年平均水量达4500亿m3,多年平均流量为14400m3/s,水中含有泥沙,多年平均含沙量1.2kg/m3。实测最大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移质相对较小,悬移质居多,平均粒径小于0.1mm。水中有生物作用,如海蜊子等。江水的PH值为7.95,水中溶解O2为6.4mg/L。在动水下工作的装备和结构,承受的动水速度多不相同,拦污栅的过栅流速约lm/s,压力钢管内约8m/s,船闸输水廊道内约20m/s,深孔、底孔闸门处30~35m/s,排沙底孔内18~28m/s,水轮机转轮叶片约30~40m/s。这些结构和装备特别是在高速含沙水流中工作的结构和装备,面临空化和泥沙磨损的联合破坏。 3.3 三峡工程设备和钢结构的表面技术应用试验 为了使表面科学与工程相结合,为了结合三峡工程的空气环境、水环境和工作环境特点,通过试验研究提出有效的工程措施,达到改善材料的表面性能、有效延长使用寿命、节约资源、提高生产力和减少环境污染的目的。 为此,中国长江三峡工程开发总公司委托武汉材料保护研究所进行了不同涂覆材料和多种表面技术复合处理的实验。 (1)大气暴露实验 从1995年1月开始,在三峡坝区、宜昌市区和秭归县城,对30多个国内外厂家的120多种防腐体系的试件作挂片试验,其中有机涂装体系42种,热喷涂金属体系7种。现在试验仍在进行中。 (2)水环境暴露实验分别对全暴露在水环境中(全浸)和干湿交替的环境进行了试验。实验安排在三峡坝址下游40km处的葛洲坝水利枢纽进行,全浸试件浸没在葛洲坝二号船闸上闸首的人字门上,干湿交替试件装设在葛洲坝二号船闸下闸首的人字门上。试验涂装材料有,有机涂装体系35种,热喷涂金属体系7种,电化学保护1种。 (3)室内加速腐蚀实验分别对13个厂家的34种防腐体系,即4种水溶性无机富锌类、3种醇溶性无机富锌类、4种环氧富锌类、13种富锌底漆/中间漆/面漆、5种金属喷涂层、8种金属喷涂层/封闭底漆进行试验,分别应用常规试样和划叉破坏性试样在中性盐雾条件下进行加速腐蚀试验、在5%盐水溶液中浸渍试验、紫外线加速腐蚀老化气候试验、在自来水和盐水中的电化学对比试验、涂层电气学保护性能试验以及涂层与基体(或其他涂层)界面粘结力试验。 上述各项现场挂片试验的初步成果,已在机电设备和金属结构招标文件的技术规范中得到应用,供货厂商将根据合同的要求进行表面涂覆和表面改性处理。 3.4 三峡工程应用表面技术的实践 三峡工程自1994年12月正式宣布开工以来,表面技术在桥涵、码头、施工变电所和储运设备等方面得到比较广泛的应用。 (1)桥梁 三峡对外交通工程桥梁中特大桥4座,大桥7座,中桥23座,合计34座,累计长3793m其中较具特色的有莲沱大桥、黄柏河大桥、下牢溪大桥和横跨长江南北两岸的西陵长江大桥。 莲沱大桥全长340.87m,主桥为中承式三孔钢管混凝土连续拱桥。拱上桥面总宽20m。钢管的寿命直接影响大桥的安全。钢管拱表面防护,采用三道漆,分别为底漆、中间漆和面漆,干膜总厚度达305μm。在涂装前表面经除锈处理达Sa2.5级,粗糙度Ra30。 下牢溪大桥全长286.06m,为六孔三柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面防护采用热喷铝。 黄柏河大桥全长284.76m,为七孔桩台式双柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面采用热喷锌。 上述钢管拱的涂装寿命要求达到20年。 西陵长江大桥是横跨长江的坝区南北重要通道,和其他大桥一样,都是永久性的公路大桥。大桥全长1118.66m,主孔跨度900m为单跨双铰式钢箱加劲梁悬索结构。两座主塔高120m,为钢筋混凝土三层门式柜架结构。主塔基础为12根中Φ2.2m挖孔灌注桩。两根主缆各由10010根φ5.1mm镀锌平行高强钢丝组成,直径为φ570mm,每根主缆长约1478m,重约2300t。两岸各有一重力式锚锭。在大桥施工过程中,为了解决悬索鞍座的推移以调整力的平衡,全军装备维修表面工程研究中心提出了复合减摩涂层设计及相应的现场施工方案,替代国外采用的在鞍座磨擦副中安装数千枚滚针的方案,使鞍座顺利推移到位。采用这种复合减摩技术使磨擦系数降低1倍以上,大大节省了施工费用。此外,主塔表面和钢缆都采用了表面涂装防护,主塔表面总漆膜厚度达280μm。涂装寿命为5年,修复不需铲除只需在原涂装上再次涂覆。 (2)公路 专用公路采用封闭管理,为保证昼夜行车安全,设有公路防眩网及护栏,网和护栏波形梁表面采用热浸镀锌防护,锌层厚度在61~85μm。 (3)码头在三峡坝区设有一座杨家湾港口集装箱、杂货码头和一座重型设备装卸的重件码头。码头是三峡坝区水上的货物吞吐口,保证安全运作十分重要。 杨家湾码头的水下φ800/1000的钢管桩是码头的基础,钢管桩采用16mm的3号镇静甲类钢,其表面用氯化橡胶铝粉和氯化橡胶防腐漆进行处理。 2×300/50t重件码头的起吊设备为2台300t小车的桥式起重机,桥架结构总重300t。桥机及吊梁金属结构的所有内、外表面,机械零部件非接触表面,都进行了表面涂装处理。表面先经喷丸、机械手或手工除锈处理,然后涂以底漆、中间漆和面漆,分别采用环氧铁红车间底漆、环氧云铁防锈漆和可涂覆聚氨酯面漆。 (4)粉煤灰储运罐罐体为钢结构,全部储运罐总重约1830t,对其罐体、中转仓进行涂装处理,用铁红为底漆,合成树脂调和漆用作中间漆和面漆,输送粉煤灰的地下管道用环氧煤焦油沥青涂料。 表面工程在三峡工程的应用实践,不但起到了对金属和非金属表面的防护作用,还增添了建筑物的美感。据不全面的检查,涂复材料和工艺的应用是成功的,其使用寿命还有待进一步跟踪调查和考验。 4 机电设备、金属结构表面技术应用展望 迄今为止,三峡工程机电设备和金属结构的招标工作还在进行中。已完成招标的项目有左岸电站14台700MW水轮发电机组,合同金额7.4亿美元。二期工程厂(房)坝(溢洪坝段和永久船闸闸门及金属结构)采用国内公开招标,合同金额10.7亿元。现在在正进行500kV高压电气设备(15台840MVA变压器和全封闭组合电器)国际招标,电站主厂房1200t桥式起重机国内招标、500kV电抗器,20kV大电流封闭线的招标。还有大坝顶部和电站尾水平台的门式起重机等还未招标。这些机电设备和金属结构是2003年发电、通航的关键设备,这些设备和构件的表面处理,影响到设备的寿命、大坝整体建筑艺术处理甚至设备的安全可靠运行。 4.1 水轮发电机组和辅助电气设备的应用展望 在机组招标文件技术规范和合同文件中,对工厂涂装和保护涂层都有明确的规定,明确规定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164进行表面涂层处理。明确规定涂层必须在合适的气候条件(环境温度低于7C或金属表面温度小于外界空气露点以上3C时不能进行)。 同时明确了设备表面的清扫要求。选用溶剂清洗,进行喷丸发亮处理。使金属表面发亮呈均匀的灰白色。 对在运输过程中暴露在大气中的重要机械加工的黑色金属表面,先用溶剂清洗干净,并涂一层厚的防锈化合物。 所有暴露在大气中黑色金属非机械加工表面,如水泵、空压机外表面需喷砂发亮处理。再涂2层防锈漆,并明确涂层厚度要求。 所有与混凝土接触的非配合黑色金属埋件表面,如水轮机蜗壳外表面需进行机械清扫。并涂一层保护层,便于运输、堆放。在安装时必须先清理保护层,以利埋件表面与混凝土有效结合。 所有与水接触的非配合黑色金属表面,如活动导叶表面,蜗壳内表面,需用喷砂发亮处理,流道内的焊缝需用砂轮打磨光滑,在工厂涂两层环氧树脂富锌漆,安装后再涂一层保护漆。水轮机转轮是在含沙水流中运转的部件,其不锈钢表面未要求特殊处理。 所有盘、柜、压力油罐、泵组和管道外表面,在机械清扫后深4层装饰颜色涂料。盘柜的非工作内表面,进行机械清扫后,再涂两层防护漆。 对油罐铁质金属全部内表面需进行喷砂处理,直至露出金属光泽为止,再按要求涂保护层。 其他小型辅助设备,如电动机、接触器、开关和其他设备的表面,需按相应标准进行涂覆。 4.2 水工闸门和金届结构的应用展望 在水工闸门和金属结构的招标文件中,参考了三峡地区挂片试验的成果,按国家和行业规定的标准,对不同工作环境下工作的设备和构件,提出了不同的要求。 对经常处于水下或干湿交替环境,不易检修,或检修对航运、发电及泄洪有重要影响的设备或结构。要求采用具有高机械强度的防腐体系,有较好的抗冲刷能力,附着力极强,抗微生物和附着生物的性能优异,其保护年限长达20年。 对经常处于水下或干湿交替的环境,但易检修且对发电、航运、泄洪影响不大的钢结构和设备。要求采用粘附力强、耐水性的、抗微生物和附着生物性能优异的防腐体系,其保护年限可达10年。 对在大气环境中,包括室内与室外的钢结构和设备,要求采用具有较强的耐气候变化性能的装饰性能好的防腐体系,表面涂料要求不易变色,不粉化,其保护年限应达15~20年。 对这些设备和构件的表面处理,要求按国标GB6484-6487规定,要求基体清洁度达到GB8923规定的Sa2.5级。 对防腐材料亦作明确的规定,要求采用国家或行业标准产品系列,底、中、面漆最好选用同一厂家产品。 对各类水工闸门和金属结构的具体表面涂覆要求,合同中都有具体规定,例如: 永久船闸人字工作门和第一闸首事故检修门及其埋件,总重约23865.2t。门体和底层采用热喷锌,最小局部厚度不小于160μm,封闭层为磷化底漆一道,面漆为氯化橡胶两道,干膜厚度100μm,涂层总厚不小于260μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站进水口快速工作闸门、排沙孔工作门约4911t,表面涂覆采用底层热喷锌加封闭涂料防腐。热喷锌厚度为120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯树脂一道,干膜厚30μm,中间漆环氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为改性耐磨坏氧两道,干膜厚100μm。涂层总厚300~340μm。 泄洪深孔弧形工作闸门23扇、排漂孔弧形工作闸门2扇及其埋件,息重约10306t。门体采用底层热喷锌加封闭涂料防腐休系。要求热喷锌厚120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯材脂一道,于膜厚30μm,中同漆坏氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为环氧金刚沙二道,干膜厚100μm。涂层总厚300~400μm。 5 结语 表面工程技术在三峡工程的应用,一直受到国家有关部门、单位的重视,通过上述的讨论,我们可以看到表面技术与三峡工程成功建设、运行可靠和市省维护费用息息相关。 (1)三峡工程在中国国家科技攻关项目,如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻关项目的安排,在三峡工程重新论证和投计审查中,始终是一项研究和讨论的重要课题之一。从材料表面加工工艺选择、涂覆材料及喷涂工艺研究以及表面电化保护等在“九五”三峡工程重大装备研制项目中占有重要地位。在三峡工程开工后,为有效的使用有关表面处理材料和适应三峡坝区的环境,迸行了多厂商多种材料的涂装挂片试验,以便有针对性的选择合适的涂装材料和工艺,以使表面材料应用达到寿命长、装饰美的效果。 (2)如前所述,所有机械设备、金属结构、水工闸门都在不同程度上离不开表面技术,他们运行的可靠性、经济性都在不同程度上仰仗表面技术的应用,这牵涉到多专业、多学科的应用,不但是简单的现场的涂装技术,还有许多是在设计中要求应用的在工厂实施的技术、工芝,从目前的应用范围看,它是一项在工程中无所不在、应用广泛的技术。欢迎国内外表面工程学界积极参与三峡工程表面技术应用研究。 (3)随著国内外表面技术的研究和发展,将使三峡工程通过表面技术的应用广泛受益。采用长效且与坏境相宜的表面涂装材料和工艺,对延长设备的使用寿命,延长维护性涂装的周期,有着重要的经济效益。与整个建筑和周边环境协调的装饰涂装,将会给人们美的享受。针对三峡工程具体的环境、目标进行研究和开发的成果和产品,将会给三峡工程带来更大的经济效益。 (4) 对三峡工程表面技术应用的跟综研究将水电工程或类似工程的应用提供有价值的参考。三峡工程表面技术应用广泛,应用材料品种之多,应用对象工作坏境的千差万别,按照目前技术和工艺水平应用的表面工程技术能否获得预期效果,还有待长期跟综研究和改迸。毋容置疑,随着科学技术的进步,表面工程技术作为现代科学的一门新兴的综合学科,必将得到迅速的发展,三峡工程必将从中获益。 机电技术论文:浅析服务区域经济培养高素质农业人才——湖南生物机电职业技术学院的办学实践 [论文摘要]文章从湖南生物机电职业技术学院组建职教集团、加强校校合作和校企合作、创新人才培养模式、实施农民扶贫培训工程、推行产学研推相结合和致力振兴农村经济等方面阐述了学院围绕服务区域经济来培养高素质农业人才的办学实践,提出“服务区域经济,培养高素质农业人才”是做大做强特色农业职业教育的必然要求。 [论文关键词】农业职业教育;区域经济;产学结合;高素质农业人才 进入21世纪以来,随着我国农村改革的不断深入,农业产业结构调整和农村经济的发展对农业职业教育提出了新的要求。湖南生物机电职业技术学院作为一所具有百年办学历史的农业职业技术学院,在长期的办学过程中,秉承“为时养器,器为时用”的办学宗旨,积极探索校企合作、工学结合的办学途径,创新农业职业教育办学模式,采取多种形式,主动为农业、农村和农民服务,逐步走上了健康发展的快车道。 一、牵头组建职教集团,探索农业职业教育办学新模式 2008年初,经省农业厅、教育厅批准,同意由湖南生物机电职业技术学院牵头组建“湖南现代农业职业教育集团”。历时半年,学院承担了大量筹建工作,起草了筹建方案、集团章程和系列校企合作协议等文字材料;为了建立战略合作伙伴关系,学院先后与湖南省十大农业产业龙头企业进行洽谈;并举办了“湖南省农业厅敬聘袁隆平院士为湖南生物机电职业技术学院名誉院长暨学院专业对接农业产业校企合作签约仪式”;举办了集团成立大会;组织召开了集团理事会第一次会议,以“资源共享、优势互补、互惠互利、共同发展”为集团宗旨,明确了集团初步运行机制;设立了集团理事会、常务理事会、秘书处和种植业、养殖业、加工业、农机业四个专业委员会等机构,理事长由湖南生物机电职业技术学院院长担任,秘书处设于湖南生物机电职业技术学院。 集团成立后,完成了两项非常重要的工作: 一是组织了湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境调研。为全面了解和掌握湖南农技人才及农业职业院校办学现状,2008年10月,集团组织三个调研小组,分别对湖南省农业职业技术人才现状、人才培养等方面的问题进行了为期两个月的专题调研。通过调研,我们认为,湖南省农业职业教育虽然发展迅速,在推进新农村建设和现代农业发展中发挥着不可替代的作用,但现状却不容乐观。存在着整体功能发挥不充分,社会地位不高,招生困难,农业人才流失严重,发展条件相对落后等问题。必须进一步加强政府的主导作用,努力优化农业职业教育结构体系,提高人才培养质量。在形成《湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境的调研报告》,并对调研数据进行认真分析的基础上,集团向省委、省政府、省人大、省政协有关领导、省教育厅、省农业厅有关领导及部分湖南“两会”代表递交了《建议免费培养高等农业职业技术人才的报告》。《报告》提出了三条建议:(1)实行免费培养高等农业职业技术人才政策,建议省政府借鉴教育部直属师范院校学生学费全免,中央将逐步对中等职业教育实行免费教育的政策,由省财政出钱,每年安排高等职业院校纯农业专业免费培养计划5000人。(2)加大对农业职业教育的扶持力度,对高职院校纯农专业实行单独招生,以改变湖南省农业职业院校农业类专业招生困难,办学规模小,与农业产业发展需求极不相适应的现状。建议省财政设立农业职业教育专项基金,用于加强农业职业院校的基础设施、实训基地和教师队伍建设,提高人才培养质量。(3)发挥政府统筹作用,整合农业职业教育资源,建议由省政府相关部门牵头,对全省农业职业教育情况进行一次全面调研,在此基础上,对农业职业教育资源进行科学合理的整合,充分发挥职业院校在农业技术人才培养、培训方面的主渠道作用,推动湖南省农业职业教育事业的持续、健康发展。 二是启动了农业国际化实用人才培养项目。2009年8月,学院与袁隆平农业高科技股份有限公司多次洽谈后,决定联合实施“农业国际化实用人才培养”项目。2009年9月,双方各派一名专职人员和若干兼职人员,正式成立“农业国际化实用人才培养”项目部,项目部设于湖南现代农业职业教育集团秘书处,由秘书处负责运作。该项目拟在3年内培养1000名农业领域人才,打造国家援外农业技术人员和高端农业国际化实用人才培养培训基地,为国家l4个援非中心及相关农业企业储备和输送高素质农业按术人才。目前,项目部已经完成了签订合作协议、管理制度制定、课程体系设置等系列工作。并从集团内部的湘西职业技术学院、永州职业技术学院、岳阳职业技术学院、怀化职业技术学院大三学生和相关企业员工中选拔学员,拟挑选30—40人进行培训。 二、加强校企合作,创新人才培养模式 (一)校企合作一体化 企业主动向学校投资和提供技术设备,在校园里建设生产性实训实习基地。2008年9月3日,都市花乡有限公司与湖南生物机电职业技术学院进一步合作,正式成立“都市花乡湖南生物机电职业技术学院生产性实训基地”,将花卉生产基地搬进学校。企业、教师、学生共同参与花卉生产。湖南生物机电职业技术院抓住契机,从园林技术、园艺技术两个专业着手,启动项目承包教学方案,教师带领学生生产水仙花1.5万盆。这一举措,不仅帮助都市花乡有限公司完成生产任务,及时把花卉产品投放春节市场,同时又锻炼了教师,提高了学生实际操作能力。2008年11月3—6日,由湖南生物机电职业技术学院帮助策划都市花乡有限公司承办的“中国一长沙花艺国际交流会”在长沙成功举办,来自日本、韩国、荷兰、台湾等十多个国家和地区的花艺大师出席了会议。在大会组织的插花大赛中,湖南生物机电职业技术学院园林技术、园艺技术专业学生向竹君、王鉴、朱娇荣获一、二、三等奖。2009年学院再次与深圳百通通讯设备有限公司达成初步协议,该公司拟投资400万元,在湖南生物机电职业技术学院建设生产实习工厂,作为校企合作培养人才的生产性实训实习基地。同时学院还把自办产业实体基本都剥离出来与专业系捆绑,建立系企一体化运行机制,每个专业系至少负责一个产业实体的经营管理,实现经济效益和教学效益双重目标。 (二)专业创造性地对接产业 各专业系与合作企业创造性地建立了一系列各具特色的校企合作人才培养模式。归纳起来主要有以下三种模式:一是“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。在湖南生物机电职业技术学院开办的十几个订单培养班级的教学中,企业参与人才培养的全过程,融入了行业的新技术、新工艺、新材料和企业文化,学生前两年半在校内完成专业基础阶段学习,最后一个学期在校企合作企业顶岗实习,形成了“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。二是“231”工学结合人才培养模式。植科系广泛开展校企合作,加大人才培养的力度,以“专业+公司(基地)+师生员工”的专业建设模式为平台,创立了“231”工学结合人才培养模式,特色突出。即以长沙小康园艺园林有限公司(基地)、产学研示范场和校外园艺企业为依托,将学生在校三年的学习全过程划分为三个时段,2个学期在校内进行专业基本素质培养,3个学期在系办公司、实训基地和学院示范场进行职业技能训练,1个学期在校外园艺企业进行顶岗实习。打破了常规的教学实训方法,采取“师傅带徒弟”、“项目经理带员工”的实训方法,使学生完全融人生产实践中去,提高了学生的实践动手能力,了解了企业的生产管理方式,为实现“零距离”上岗打下了坚实的基础。三是“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式。动科系按照畜牧兽医工作任务领域,课程教学计划按模块安排,专业课程分专门技术和专业方向两大模块,其中专门技术叉分为种畜、营养、畜牧管理、动物疾病防治、兽药和畜牧环境与畜场规划六个小模块,专业方向分繁育、养殖、兽医、检疫、营销5个方向,创立了“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式,即五天课堂教学,早中晚三个时间段在校内企业和生产性实训基地实训,周末两天集中进行生产性实践。目的在于培养具备“强技能、能管理、会服务、懂经营”的高素质技能型应用性畜牧兽医人才。 三、建设农民扶贫培训工程。帮助农民脱贫致富 根据国务院“关于进一步加强农村教育工作的决定”精神,2003年l0月,学院主动与省扶贫办等有关部门联系并签订了协议,从2004年开始,每年举办3期农民科技骨干培训班,每期培训学员150—200人,培训时间两个月,为全省每个贫困村培训2—3名有一定种养规模和经验的科技骨干。学院党委和行政非常重视农民培训班工作,成立了以院长为组长的农民科技培训工作领导小组,选派了教学经验和专业实践经验丰富,业务水平高、工作责任心强的教师担任教学任务,教师们经过广泛调查,周密制订了教学计划,并根据培训班的要求和农民学员的具体情况,精心组织编写了种植技术和养殖技术两套培训教材,共计80多万字。目前培训班已成功地举办了15期,培训学员3000余人。2006年以来,学院举办为贫困地区搭建科技平台,“养殖业”“食品加工”“种植业”科技兴村项目创业培训班10余期,培训学员600余人,举办草食动物品改员培训班14期,培训草食动物品改员1000人。学员们通过培训,将所学知识带回家乡,致富一家带动一方,发挥了科技带头人的作用。 四、产、学、研、推相结合.致力振兴农村经济 (一)积极推广科研成果 近几年来,湖南生物机电职业技术学院先后有10个科研项目和成果广泛应用于农业生产,进入直接服务农村经济的主战场。动科系欧阳叙向教授自2002年开始研究推广湘东黑山羊生产技术,该技术先后在浏阳、醴陵等四县推广,初步估算可创造经济效益2000余万元。植科系肖君泽教授主持的“外源DNA导入水稻育种研究”科研课题,成功地选育了高产优质水稻新品种“长晚籼1号”和高蛋白水稻新品种“长早籼9号”两个水稻新品种,两年来通过学院“长沙小康园林园艺有限公司”这个桥梁,在湖南省长沙、益阳、株洲、湘潭、岳阳等10多个县市推广,推广面积达150多万亩,为广大农民带来了极大实惠。 (二)送科技下乡,帮农民致富 为了贯彻落实湖南省“科教兴村富民工程计划”和“扶贫支教工程计划”,帮助农民脱贫增收,湖南生物机电职业技术学院先后派出30余名中青年骨干教师下乡扶贫支教。2001—2005年,作为技术依托单位,湖南生物机电职业技术学院对口支持长沙县黄兴镇新冲子村。学院派出了9位教师组成的专家智囊团,指导该村制订村级发展规划,举办种养技术培训班,培训农户科技骨干,指导调整该村产业结构,一年半时间,该村村民人均年收入增至4260元,比专家组进村前人均年增纯收入1500多元。2008年湖南生物机电职业技术学院应长沙市科技局和市委组织部要求,向望城县靖港渔业合作社派遣科技特派员董益生老师。两年来,董益生老师与渔业合作社农民打成一片,重点帮助渔业社解决了淡水鱼深加工问题,使该渔业合作社共获得了100多万元的收益增值。2001年以来,按省委、省政府的统一部署,湖南生物机电职业技术学院先后选派了13位青年骨干教师到湘西自治州9个市县的乡镇开展扶贫支教工作,深受当地村民欢迎。 (三)拓宽社会服务领域,提升服务能力 动物科技系承办学院的“兽医院”,兽医院老师为了解决附近地区农民家禽家畜诊治问题,每年出诊达1000余次。何德肆副教授有12年的兽医服务经历,成为远近闻名的兽医专家。他为湖南省数百家养殖专业户提供兽医技术服务,诊治疾病,近几年为这些养殖专业户挽回经济损失达数百万之巨。他还担任长沙伟嘉集团、湖南五指峰生化有限公司等企业的技术顾问,与合作企业研发新产品。湖南生物机电职业技术学院中德长沙现代食品技术研究所,早已成为德国BCS有机保证有限公司在中国唯一授权的有机农产品认证机构,根据欧盟、美国、日本的授权,可分别开展欧盟EU2092/91、美国NOP和日本FAS的有机认证。认证涉及的农产品众多,认证项目分布30多个省市(区),为推动中国农产品生产、加工和贸易的发展作出了贡献。 农业高职院校,主动走出校园、面向社会和市场开放办学,大力发展与推进校校合作和校企合作之路,依靠企业的支持和参与,为培养高素质技能型农业人才服务,为企业和地方区域经济服务,同时也是做大做强湖南生物机电职业技术学院特色农业职业教育的必然要求。 机电技术论文:机电一体化技术及其应用研究 摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(DCS) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(CIMS) 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。 2.5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术论文:机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用 【摘 要】煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,近来,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。数控技术是实现机械制造自动化的关键,以数控技术为核心的机械设备广泛采用数控技术应用于制造业。 【关键词】 煤炭机械 机械制造 机电一体化 数控技术 煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机的结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。中国论文联盟 煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产;也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。 煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单、生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视,故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。 一、机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能: (1)在线监控、自动报警及故障自诊,即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用plc控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 (2)节能降耗,提高生产效率。例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、plc控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。 (3)自动化或半自动化程度的提高 煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国marco公司合作生产的pm31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。 二、机械制造中数控技术的应用 1、煤矿机械 现代采煤机开发速度快、品种多,都是小批量的生产,各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件,传统机械加工难以实现单件的下料问题,而使用数控气割,代替了过去流行的仿型法,使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料,从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势,一些零件的焊接坡口可直接割出,这样大大提高了生产效率。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。中国论文联盟 2、机床设备 机械设备是机械制造中的重中之重,面对现代机械制造业的需求,具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即把计算机控制装置运用到机床上,也就是用数控技术对机床的加工实施控制,这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上,从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,使机床自动加工出所需零件。 在机械制造业中,数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧,传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大,产品交货质量和成本要求的提高,要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力,就需要我们能利用现代数控技术的灵活性,最大限度的应用于机械制造行业。 机电技术论文:浅析传感器技术在机电一体化中的应用 摘要:文章概述传感器研究现状与发展,探讨传感器在机电一体化系统中的应用,并分析我国传感器技术发展的若干问题及发展方向。 关键词:传感器技术;机电一体化;应用 在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 一、传感器的研究现状与发展 传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。 从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。 二、传感器在机电一体化系统中的应用 传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一,广泛应用于各种自动化产品之中: 1.机器人用传感器。工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,包括:其自身状态信息的获取通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成,操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现,这个过程非常重要,足以为机器人控制提供反馈信息。 2.机械加工过程的传感检测技术。 (1)切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或(金属)材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等,而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲,主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等,其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。 (2)工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比,工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来,工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲,工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外,还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器,如基于tv或ccd的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。 (3)刀具(砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度(按磨钝标准判定)或出现破损(破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称),使它们失去切(磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时,称为刀具/砂轮失效。工业统计证明,刀具失效是引起机床故障停机的首要因素,由其引起的停机时间占nc类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外,它还可能引发设备或人身安全事故,甚至是重大事故。 3.汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的应用,现代化汽车工业进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件,这不仅体现在发动机上,为更全面地改善汽车性能,增加人性化服务功能,降低油耗,减少排气污染,提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性,先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中,必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。 三、我国传感器技术发展的若干问题及发展方向 传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能;其水平越高,系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系 统控制的信息就无法获得,进而使整个系统就无法正常有效的工作。 我国传感器的研究主要集中在专业研究所和大学,始于20世纪80年代,与国外先进技术相比,我们还有较大差距,主要表现在: (1)先进的计算、模拟和设计方法; (2)先进的微机械加工技术与设备; (3)先进的封装技术与设备; (4)可靠性技术研究等方面。因此,必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。传感器技术今后的发展方向可有几方面: 1.加速开发新型敏感材料:通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科,各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。 2.向高精度发展:研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。 3.向微型化发展:通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点。 4.向微功耗及无源化发展:传感器一般都是非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。 5.向智能化数字化发展:随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统的功能,其输出不再是一个单一的模拟信号(如0-10mv),而是经过微电脑处理好后的数字信号,有点甚至带有控制功能,即智能传感器。 机电技术论文:机电一体化技术现状和发展趋势 摘 要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。此简述机电一体化技术的基本情况和发展背景,综述国内外机电一体化技术的现状,分析机电一体化技术的发展趋势。 关键词:机电一体化 技术 现状 发展趋 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化概述 机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:(1)20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。(2)20世纪70—80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。(3)20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的 学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系。 我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面: 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。 3.2 模块化 模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。由于利益冲突,近期很难制定出国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业,还是对生产机电一体化产品的企业,模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到、质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system,cias),能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(mems),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小,耗能少,运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 环保化 工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其 设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。 3.6 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。一般除rs232外,还有rs485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。 机电技术论文:浅谈机电一体化中的接口技术 摘要:接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。文章以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机接口与机电接口两大类进行探讨。 关键词:机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口 机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素(子系统)组成。本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。 一、机电接口 由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用: (1)行电平转换和功率放大。一般微机的i/o芯片都是ttl电平,而控制设备则不一定,因此必须进行电平转换;另外,在大负载时还需要进行功率放大; (2)抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离; (3)进行a/d或d/a转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置a/d和d/a转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。 1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。 2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。 3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。 (1)输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(di)。由于开关信号只有两种逻辑状态“on”和“off”或数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。 (2)输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又称为数字输出通道(do)。do通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。 二、人机接口 人机接口是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息;另一方面,操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求的功能。 1、输入接口。 (1)拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、bcd码输出的bcd码拨盘。bcd码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连,以bcd码形式输入信息。 (2)键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有: 1)编码键盘,自动提供被按键的编码(如ascii码或二进制码); 2)非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。 2、输出接口。在机电一体化系统中,发光二极管显示器(led)是典型的输出设备,由于led显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的led显示器有7段发光二极管和点阵式led显示器。7段led显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式led显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。 结语: 接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机地结合在一起,形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。
工程系列论文:软件工程系列课程的双语教学改革与实践 摘要:软件工程专业具有较强的实践性,在软件工程专业系列课程中实施双语教学改革,能使学生更加深入地理解和掌握软件开发技术,从而锻炼学生的基本技能,提高其解决实际问题的能力。 关键词关键词:软件工程;双语教学;实验课程;教学改革 0 引言 随着信息化的普及和IT技术的不断应用,高等院校在培养软件工程专业应用型专门人才方面已逐步形成了一定规模。面向英语、日语等外语与中文环境相结合的软件外包服务业也迅速发展,大型IT企业需要大量的掌握双语文化知识的软件开发人才。同时,教育部在《关于加强高等学校本科教育工作,提高教学质量的若干意见》中指出:为适应经济全球化和科技革命的挑战,本科教育要创造条件使用外语进行公共课和专业课教学。因此,在软件工程专业系列实践课程中引入双语教学,改革教学模式,使学生通过实践环节深入理解和掌握课堂教学内容,使学生得到基本技能训练,提高其解决实际问题的能力,适应社会对人才的需求。 1 双语教学的内涵与作用 双语教学指用非母语进行部分或全部非语言学科的教学。在课程教学中,使用中文、英语语言文字作为教学媒体,使学生在整体学识、两种语言能力以及这两种语言所代表的文化学习及成长上,均能达到顺利而自然的发展。 本文通过在软件工程专业系列课程及实验中开展双语教学,采用新的与国际环境相适应的教学模式,构建双语实验教学体系,主要起到三大作用: (1)有利于软件开发人才与国际接轨。近年来,欧美公司的软件外包服务逐步向印度、中国等新兴国家转移,印度由于其母语为英语,其软件公司和软件人才无论从数量还是质量上都明显好于中国,中国要获得更多的软件外包或培养有国际竞争优势的软件人才,必须让从事软件开发的大中专学生广泛接受英语语境教育,实现跨国软件人才的无缝接轨。 (2)有利于教师教学质量的提高。教师通过双语教学,锻炼了教学语言能力,开阔了国际视野,真正实现了教与学的统一。 (3)有利于实验教学体系的完善,通过开放、标准的双语实验教学体系,更能使外来人才和学生适应当前社会和企业的需求。 2 课程教学环节设置 在软件工程专业系列课程及实验中设置双语教学环节,这对教师提出了更高的要求,需要具备通晓国内外的软件开发环境、理论体系及实践环境的知识。能进行双语教学环节的软件课程有:数据结构、软件工程、软件项目管理、操作系统、编译原理、数据结构、汇编语言、C语言、Java语言、数据库原理等。 课程涉及的外语环境软件,比如电子设计软件Protel、Java开发平台Eclipse、C#应用软件VS2008、操作系统Linux、Cisco Systems、SQL Server 等开发平台及软件大部分都是全英文版的。并且从国外引进的比较先进的实验技术和实验课程教材大部分也是英文版的。 3 双语教学案例分析 由于实验课程平台的多样性,需要在软件实践课程中采用双语实验教学。 现以数据库实验课程和Java实验课程为例,进行相关的实验课程双语教学。数据库实验课程由具备海外留学经验的教师主讲,采用的是自编SQL Server 教材(电子工业出版社)和Administering a Microsoft SQL Server 2000 Database(英文版)两本教材相结合,实验软件为SQL Server 2000。实验教学模式采用案例分析和分组实验方式,实验演示软件和数据库软件采用英文版,讲授和示范采用中英文结合的方式。 主要通过如下几个环节来提高学生对双语实验教学的认知能力: ①实验指导预习环节:在进行实验课之前,先给学生列出有中英文对照翻译的详细实验指导,并让学生自行熟悉SQL Server 2000等英文版软件; ②实验操作环节:对实验的关键部分用英文注释并向学生作中文解释; ③实验小组采取“1+1+1”模式,即1个英语好的学生+1个软件操作能力强的学生+1个理论理解能力强的学生组合; ④实验报告环节:实验报告主要以英文撰写的模式,并附上中文解释; ⑤综合性实验环节:借鉴香港大学IS信息系统集成方面特色,实验数据库技术和其它系统进行集成和整合。 实施教学的过程中也遇到一些困难,学生对英语特别是与数据库相关的专业英语术语的接受程度不一,并且对软件操纵能力的水平不一,这要求教师在教学过程中对学生实验分组的搭配要合理。在进行该门课程的实验教学前,可制定一份详细的摸底调查表,对学生的英语水平和软件开发能力进行摸底,然后进行人员搭配和分组。 根据摸底情况进行差异化教学,先对英语能力和软件掌握程度好的学生进行培训。以掌握英文阅读能力和英文软件为主,而英文能力差的学生则以掌握中文为主。再通过“1+1+1”模式,让英文好的学生传、帮、带英文水平差的学生,最后实现共同进步。 关于实验过程中教师在进行英文讲解时与学生的沟通问题,由于一些术语比较专业,学生往往难以理解,这就需要教师预先给予注释并进行解释。 由于数据库实验课程引进了双语教学,其实验课时的安排有所增加,具体课时如表1所示。 4 双语教学效果分析 通过对双语教学课程中学生反馈信息的总结,可以确定双语教学的开展产生了如下效果: (1)学生不仅掌握了相关课程的基本概念和基本理论知识,而且通过双语学习掌握了准确系统的英语专业表达方式,并提高了专业英文的阅读能力和自学能力。 (2)通过课堂提问、软件实践、书面作业等形式,以介绍软件开发的基本概念、基本理论为重点,结合软件开发规则、编程特点和设计思想、强调容易发生错误和编程应注意的地方,使学生能对软件工程专业理论知识有全面了解,初步培养了学生用外语进行专业交流的能力,增强了学生开口说、动手写的技能,提供了学生与教师间进行专业交流的平台,提升了学生的综合素质。 在进行双语教学实践后,学生在毕业论文设计初期可以充分自由地利用新的外文资料。这有利于培养学生毕业后从事软件服务行业的外文阅读能力,从而提升学生面向市场的竞争力。 经过几年的努力,软件专业系列课程双语教学改革取得了一定的成效,学生能力前后对比如表2所示。 5 结语 通过以上措施的改革,可以提高学生对各门专业课程的综合运用能力,拓展学生解决实际问题的思路,提高实验效率。 实验室也是科研的基地,是出人才的地方,也是出成果的地方。把实验课教得更好,把科研搞得更好,才能为我们的教学、科研做出更大的贡献。 工程系列论文:基于卓越工程师培养的冶金类专业控制理论与控制工程系列课程改革 摘要 根据冶金类专业控制理论与控制工程系列课程的现状,结合应用型本科“卓越工程师教育培养计划”的基本要求,文章提出了控制理论与控制工程系列课程建设的基本思路和改革方案,阐述了课程建设与改革的基本内容,确立了培养学生工程知识、工程素质和工程能力的目标。从课程整合优化与更新、教学方法与手段改革及教材建设等几个方面进行改革与创新,全面提高学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。 关键词 卓越工程师 冶金类专业 控制理论与控制工程 课程改革 苏州大学沙钢钢铁学院成立于2010年5月18日,是苏州大学与世界500强企业江苏沙钢集团合作共建的苏州大学二级公办学院,是目前国内第一家校企合作创办的新型钢铁学院。本文主要针对“卓越工程师教育培养计划”的要求,论述冶金类专业控制理论与控制工程系列课程改革的思路与方案。 1 “卓越工程师教育培养计划”提出的基本要求 “卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和《国家中长期人才发展规划纲要》的重大改革项目,致力于面向工业界、面向世界、面向未来,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势,增强我国的核心竞争力和综合国力。① “卓越工程师教育培养计划”是推进我国高等工程教育改革,促进高等工程教育质量全面提升的重要举措。②它从指导思想、培养目标、参与专业、培养标准、培养模式和师资队伍等六个方面对我国高等工程教育进行了规划。本文将从“卓越工程师教育培养计划”的角度,分析沙钢钢铁学院冶金类专业控制理论与控制工程系列课程现状,探讨相关课程建设的思路与方案。 2 控制理论与控制工程系列课程现状 学院现有冶金工程一个本科专业,以及机械工程及自动化(冶金过程装备及控制)和材料科学与工程(冶金过程自动化)等2个本科专业方向,开设的控制理论与控制工程系列课程包括:《热工仪表与自动化》、《冶金过程检测与仪表》、《高炉过程控制》等几门课程。 目前国内冶金类专业的控制理论与控制工程系列课程通常由自动化专业课程简单削减而成,体系不够完整,针对性差,缺乏冶金行业背景。控制理论与控制工程系列实验通常采用电路模拟分散的、个别的典型环节与系统,其结构简单,难以模拟复杂的生产过程,与冶金工程实践脱节较大,缺少针对冶金生产过程自动化的综合性实验,学生难以将自动化基础知识与实际冶金生产联系起来,实验教学成效不显著。 3 课程建设与改革 3.1 课程整合优化与更新 学院现开设控制理论与控制工程系列课程(热工仪表与自动化、冶金过程检测与仪表、高炉过程控制),由自动化专业课程简单削减而成,体系不完整。但另一方面,“卓越工程师教育培养计划”在工程人才培养模式上明确要求按现有学制培养工程人才,在增加企业学习的情况下,不增加学习时间,因此,冶金类专业就需要在有限的课时内,完成控制理论与控制工程基础知识到实际应用的全部教学。 针对课时有限,又要保证课程体系完整的要求,将已有的三门课程,更改为过程控制与检测技术,冶金过程控制,增加选修课程现代控制工程,并对课程内容进行优化调整。过程控制与检测技术包括自动控制原理(比例-积分-微分控制)、系统辨识与滤波、过程建模与仿真以及冶金企业常用仪表及检测技术,对于控制理论中较复杂且不常用的部分归并到选修课程现代控制工程中,供学有余力的学生选修。冶金过程控制则覆盖钢铁企业典型生产过程(高炉炼铁,转炉炼钢,连铸连轧等)的控制系统,并涉及部分有色冶金的典型过程控制系统,使学生能够全面掌握冶金工业中常见的控制系统,缩小学校教学与实际应用的差距。 3.2 教学方法与手段改革 (1)课堂教学和实验实习相结合。包括课程实习和毕业实习,通过生产一线的工程训练,增加学生接触社会的经历。通过结合工程实际,使学生能够理论联系实际,通过实际应用加深对课堂学习知识的理解。并针对实际工程中遇到的问题,结合学习的理论知识,分析其原因,寻求解决方案。做到理论和实践相互促进,共同发展,培养学生的工程创新能力。③ (2)学校教学与冶金工程实践相结合。通过产学研合作,鼓励学生参与教师科研项目及校园各种科技活动,营造浓厚的工程实践氛围。以社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,通过学校和企业的密切合作,统筹规划学生校内学习和企业学习所应达到的培养目标,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。 (3)实验教学改革。改革实验课教学体系,从根本上改变原有教学体系中验证性实验多,综合性、设计性实验少的状况。④在加强基本操作技能训练的基础上,向以综合性、设计性实验为主,验证性实验为辅的方向发展,使实验教学由被动模式转变为主动模式,使学生掌握初步的科研设计方法,提高实验的科技含量。⑤ (4)教材建设。综合性实验的开展离不开实验指导书的支撑,由于针对冶金行业的综合性实验没有现成材料借鉴,因此设计冶金专业综合性实验的同时,应同步编写综合性实验指导书,确保综合性实验的教学效果。 4 总结 本文针对苏州大学沙钢钢铁学院现有专业控制理论与控制工程系列课程现状,结合“卓越工程师教育培养计划”的基本要求,从课程整合优化与更新、教学方法与手段改革以及教材建设等方面,对课程建设与改革的思路与方案进行了详细的论述,为学院推进“卓越工程师教育培养计划”打好了基础。 工程系列论文:面向工程创新人才培养的电气工程系列课程建设探讨 摘要:结合浙江理工大学机控学院电气工程及其自动化专业的培养要求与教学特点,对电气工程系列课程教学改革问题进行探讨。根据多年从事电力系统自动化系列课程的教学工作体会及多年的实践工作经验,结合当前社会就业与人才的需求情况,从系列课程建设的角度出发,阐述电力系统自动化系列课程的教学队伍建设、教学内容与课程体系改革、实验(实践)教学的改革与建设、教学方法与手段的改进、考试改革、教材建设等。经过几年实践,取得了良好的效果,为培养符合社会需求的工程创新人才提供了一条新思路。 关键词:创新人才;电气工程;课程改革;教学改革 随着社会的发展,其对学生的能力、素质要求越来越高,《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》又一次明确要求学校在人才培养上坚持“德育为先,能力为重,全面发展”。[1]目前,我国高等教育长期形成的以传承知识为中心的观念使教师注重传授知识,忽视工程能力,使学生满足于对知识的学习和记忆,注重模仿和重复以应付考试,缺乏解决实际问题的能力和创新能力。社会更看重的是学生的工程应用能力与创新能力,而对学生能力素质的培养需要相适应的培养方案、课程体系。[2-4] 浙江理工大学(以下简称“本校”)电气工程及其自动化专业2009年经教育部批准开始招生,本校的电气专业主要有两个培养方向:电机与电器和电力系统自动化。由于是新专业,这两个方向并没有严格分开,也就是说,这两个方向的课程学生都要学习。与国内清华大学、上海交通大学、西安交通大学、浙江大学及东南大学等高校的电气专业相比,本校的电气专业刚起步,办学经验不足,专业建设更处于较低水平。为了避免电气专业学生在起步阶段与其他名校学生拉开差距,本校汲取其他高校在电气专业办学上的经验和长处,结合该专业的培养目标及培养特色,开展面向工程创新人才培养的“电气工程”系列课程建设,这对电气新专业的建设将起到举足轻重的作用。 一、建立教授为首的系列课程 本校以实际工程为背景,以工程素质和工程创新能力培养为目的,构建电气工程及其自动化专业的知识体系和课程体系。电气工程系列课程主要包括电力电子与电气传动、电力系统自动化、嵌入式系统及自动控制四个系列课程。电力电子与电气传动系列课程包含的课程有“电机及电力拖动基础”、“电力电子技术”、“电机设计”、“运动控制系统”、“MATLAB与系统仿真”及“电气传动大型综合设计”;电力系统自动化系列课程包含的课程有“电力系统分析”、“继电保护技术”、“电力系统自动化”、“高电压工程”、“供变电技术”及“建筑电气与自动化”;嵌入式系统系列课程包含的课程有“单片机原理与应用”、“电源技术”、“ARM嵌入式系统技术及应用”、“现场总线技术”、“DSP技术及应用”及“单片机原理与应用”课程设计;自动控制系列课程包含的课程有“自动控制原理”、“现代控制理论”、“智能控制导论”、“计算机控制技术”、“纺织电气控制”及“控制系统组态设计”。 以本校电力系统自动化系列课程建设为例,探讨一下电力系统自动化系列课程的改革情况以及建设特色、建设成效。 二、系列课程建设改革 1.加强教学队伍的建设 为了建设电力系统自动化系列课程,保证教学质量,提高教学水平,不断深化教学体系和教学内容的改革,本校建立了一个电力系统自动化课程教学团队。该教学团队共有教师9人,其中教授2人(博士生导师1名),副教授5人,讲师2人;具有博士学位6人,在读博士1人;45周岁以上2人,其余均为35周岁以下的青年教师。成员学历与职称层次高,年龄、知识、学缘结构合理,团队意识强,合作出色,另外,还聘请了5名相关专业指导教师。 电力系统自动化系列课程建设组的职责、功能、任务是:制定课程体系;整合课程内容;修订教学大纲;相互随课堂听课;开展教改和教学法研究;规划和编写教材建设;教学与检查实验;培养青年教师。 2.教学内容与课程体系改革 (1)课程体系科学化。以电力系统分析精品课程的建设为龙头,按照整体优化、突出特色的原则,围绕本校纺织电气特色,形成一整套科学的、具有鲜明特色的专业课程体系和建立一套适应性更强的“421”全方位教学新体系,即通过理论教学、CAI技术、实践教学、参与科研等环节,促进教学质量和教师学术水平的提高,最终促进学科建设的发展。而学科建设的发展是否达到预定目标,还要和预定目标进行比较,根据比较结果改进教学方法与手段保证目标的实现。同时,根据各课程之间的内容衔接完善现有教学计划,从时间上顺序相连,从内容上环环相扣,使课程体系科学化。 (2)教学内容现代化。根据本校电气工程及其自动化专业的培养目标和特色,修订面向21世纪、科学合理、严格规范的电气工程系列课程教学大纲和教学方案,更新教学内容,使教学内容现代化;选用面向21世纪课程教材、“十一五”国家级规划教材或国家级优秀教材等,注重教材的先进性与前瞻性;讲课时引入教师科研中运用的新技术、新方法、新设备等,使学生不仅能够掌握基础理论与实际应用,而且能够关注学科前沿。 3.实验(实践)教学的改革与建设 电气工程及其自动化专业是工科专业,培养的是工程人才,必须以工程实践为基础,以实践作为立足的根本。[5]目前,本校电气工程专业开设的实验都是验证性的实验,学生只要按照实验指导书上的实验步骤按部就班地操作就可完成实验。但是,电力安全生产具有一定的特殊性和重要性,对于电气设备的操作、电气设备事故和异常情况分析处理等电力生产运行的主要内容,需要学生动手操作,要求学生有工程实践体验,不能只纸上谈兵。基于以上的认识,本校在以下几个方面进行了改革和建设: (1)根据电气工程行业特点结合本校的实际情况,通过软、硬件开发改造实践教学平台,使实验过程接近于实际的工作环境,为课程设计、毕业设计和学生科技创新提供一个良好的实践场所。 (2)开发电力系统分析实验平台,精心设计实验教学内容并修订实验指导书,增加创新性、综合性、设计性实验的内容。综合性实验要体现专业课程间的整体性和连贯性,打破单个课程进行实践教学的界限,实现一体化实践教学体系。例如在“微机保护”实践教学中,可以综合“单片机原理”、“电力系统分析”、“电力系统调度自动化”、“电力系统仿真”等多门课程知识。此外,鼓励学生积极参与实验室的建设和设备开发,综合训练学生的自学能力、独立思考能力、实践动手能力及对所学知识的综合应用能力等,提高学生的科技创新能力。 (3)选择教师科研过程中的生产实践问题作为教学案例,使学生将实践教学与工业现场相结合,从而锻炼学生解决生产实际问题的能力,同时可以为生产企业提供技术支持。 (4)编写电气工程大型课程设计任务书,课程设计来自教师的工程设计课题,与实际应用相结合。例如35kV或110kV变电站的设计等,让学生通过大型课程设计,熟练掌握变电所设计主要内容及设计流程,把电气工程系列课程知识串在一起,形成系统化,使学生得到一次综合性应用锻炼,有利于他们对知识的掌握、巩固、以及对知识的综合应用。同时将课程实验、毕业设计、课程设计、科研实训多个环节相结合,充实教学内容和提高教学效果及本科生毕业设计质量。 (5)对学生开放实验室,开展预约实验、兴趣实验,力争实现网上实验。这个开放包括两个方面:一是实验时间开放,实验室安排一个时段完成某一个或某一类实验,由学生自己来预约实验时间和实验内容;二是实验内容开放,即实验指导书只提出实验的基本要求,由学生自己来设计实验的具体内容、步骤和实验线路。 (6)利用MATLAB电力系统仿真工具箱开发潮流计算软件、负荷计算软件、短路电流计算软件、微机保护算法等,搭建电力系统仿真平台,进行电力系统各种短路、变压器励磁涌流、变压器保护、线路保护等各种仿真研究。并将开发的各种软件移植到电力系统自动化实验装置中,检验这些软件和算法的实用性。 4.教学方法与手段的改进 (1)提问式教学与启发式教学相结合。在课堂教学中,应以教师为主导,学生为主体。学生可以自由发表意见,对有见地的学生发言要充分肯定,鼓励创新思维,鼓励个性发展。对理解有失偏颇甚至理解错误的学生,不要挫伤他们的学习积极性,要给以鼓励,给予正确引导。教师要潜心研究、精心备课,做好课堂教学策划,营造一个和谐宽松的课堂氛围,让学生怀着轻松愉快的心情参与学习,调动学生学习专业知识的兴趣和学习的主动性;教师结合课题进行案例分析,把研究性学习的方法贯穿在专业课程的教学中。 (2)互动式教学与讨论式教学相结合。在课堂教学中,教师充分调动起学生“参与”的兴趣,引导学生积极思考并提出问题和解决问题,与学生形成互动。此外,在教学结束时,教师可以给学生提出一些问题,让学生在课外准备,留作下次课进行讨论。学生为了准备这些问题,事先必须对本章节进行学习,查阅相关资料。这种方法促使学生积极地思考,提高学生的自学能力和创新意识。 (3)多媒体教学与传统教学方法相结合。多媒体教学具有信息量大、速度快、图文并茂、声形相应、生动逼真等特点,可以使教学过程更加生动、直观,使学生全方位地接受信息。例如,继电保护的动作过程、控制回路的动作过程、高压电器的工作原理等内容都可以开发和制作成FLASH动画,教师在讲课过程中反复操作,既可以吸引学生又使该内容容易被学生接受。但是,多媒体教学也有不足之处,例如会使学生来不及记笔记,或为记笔记而不注意听课。课堂上全部采用多媒体教学,效果往往也不理想。因此,可以将多媒体教学与传统的理论教学结合起来,一方面通过多媒体让学生了解更多的知识,扩大信息量;另一方面,学生也可向教师直接提问,形成互动以解决学生在学习过程中遇到的问题。 (4)充分利用网络。目前,本校已经开通了无线上网功能,学生可以非常方便地通过手机等在校园和生活区上网,这为加强教师与学生的互动提供了条件。学生有问题时可以利用网络将问题发往邮箱,教师通过回复邮件来解答学生的问题;此外本校建立了4A网络教学平台,“电力系统分析”、“供变电技术”等已经申请了网络课程,学生可以在课程网站直接下载许多学习资源。教师也可以通过“网上答疑”系统与学生在线交流,解答学生的疑问,探讨共同关心的问题,了解学生的学习和其他方面的动态,及时调整教学方法和进度。 (5)教学与科研互动。本校提倡“双师制”教学模式,将理论讲解和工程实践相结合。以教学带科研,以科研促教学,实现教学科研双赢。 (6)采用案例教学、现场教学。采用现场教学手段不仅使教学内容形象化而且可以加大教学信息量,使学生能以工程为背景,理论联系实际,加探对知识的掌握,做到学以致用。 (7)数字虚拟实验。随着电力系统的发展,现有的纯物理的动模实验室已经难以满足现代电力系统实验教学要求;而且,本校电气工程及其自动化专业是新专业,实验仪器数量不足,实验场地和教学经费有限。数字虚拟实验可以使学生在计算机上仿真电力系统的各种稳态和暂态过程,例如利用LabVIEW中的Prony分析工具对三相短路电流进行分析,得到各个模态的信息。此外,出于安全性的要求,很难将纯物理的实验做到开放性和设计性,数字虚拟实验可以实现实验的开放性和设计性,对于培养学生的实践能力、创新意识和创新能力大有裨益。 5.考试改革 学校应注重对学生平时学习状况与效果的考查,将其按适当比例计入期末总成绩,其中卷面考查占50%,综合性、设计性实验占20%,平时成绩占10%,案例分析占10%,机动奖励分(、参与项目)占10%。逐步实现教、考、评分离,使考试更加科学、规范、公平。考核方式采用多元综合考查法,同时鼓励学生参与教师的项目,发表研究论文。 6.教材建设 教材编写必须整体考虑系统性和学习的渐进性。教材与课程以及与课程体系乃至知识体系密不可分,因此在编写教材时必须要注重教材与课程、课程与课程体系、课程体系与知识体系的衔接。本校相关课程组针对电气工程及其自动化专业培养目标和特色,结合电气工程系列课程建设情况,编写了《电力系统综合实验原理与指导》实验教材一部。内容涵盖“电力系统分析”、“电力系统自动化”、“电力系统继电保护”、“电力系统分析”“供变电技术”、“建筑电气与自动化”等课程的主要实验项目、实验原理和实验方法,增加设计性、综合性及创新性实验内容,并计划出版一本符合本校电气工程及其自动化专业特点与定位的《电力系统综合自动化》教材。 7.教学文件的制订与完善 这一环节由相关部门辅助完成,主要包括:修订教学计划、教学大纲,突出实践性环节;制定实践教学的各项规章制度,对教学过程实施动态监控,建立实践教学的质量评价指标体系,定期由教师和学生填写,对检查的结果进行分析和综合并形成反馈,再根据反馈的信息调整教学计划,以此形成良性循环;将教学大纲、教学计划、教学日历等相关教学文件装订成册,规范管理。 三、结束语 本系列课程的建设通过“优化理论课程、强化实践环节”,形成一系列颇具特色的教学理念、内容、方法和手段。主要课程教学特色如下:进行了理论课程的优化重组,形成了课内研究型授课方法、课外自选研究专题、数字化实验平台、研究型实验等系列研究性教学方法。总结和补充国内外科研重大成果和学科前沿;加强实践教学环节的作用,通过建设可由以前单一的基础性实验模式发展为基础实验、设计型实验及综合开发型实验,并对综合设计型、创新型实验实行开放式教学;综合运用多媒体课件、Flash动画、数字化实验新技术等多种现代化教学手段。突出网络教学特色,可实现网上课件演示、习题提交解答、制定网上学习活动等,对加强教学效果,激发学生的学习热情,将起到积极的促进作用;建立实验教学网站、构建网络实验教学平台,推进学生自主学习、合作学习、研究性学习的实验教学新模式;将教师的最新的科研成果转化为教学资源,开发先进的电力系统动模数字化实验平台,同时教学研究也可以带动科学研究,促进数字化实验平台的研究。 工程系列论文:新疆焦煤集团中级以上管理人员工程系列知识分子中层管理人员163人体检分析 2007年对焦煤集团中级以上管理人员及工程系列知识分子中层管理人员进行了一次健康体检,共检163人,其中男124人,女性39人,年龄32~55岁,平均42.55岁;汉族153人,少数民族10人,焦煤集团公司部分领导因工作关系,未在此体检之列,检查结果具体情况分析如下。 根据体检的要求,做了心电图的检查,肝、胆、脾、胰、双肾的B超检查,X线胸片的检查,乙肝表抗及大生化的检查,以及内科的一般检查。经检查发现163被检中,心电图提示窦缓伴律不齐的10例,肢导低电压伴ST-T异常改变8例,肺型P波1例,左室肥厚1例,右心扩大1例,右位心1例。B超提示胆囊炎合伴胆石症的28例,脂肪肝46例,右肾囊肿3例,多囊肾1例,右膈粘连1例,肺气肿5例。表抗+大生化检查,甘油三脂偏高或明显升高66例,尿酸增高或明显增高41例,胆固醇增高28例,丙氨酸氨基转移酶升高29例,草氨酸氨基转移酶升高19例,空腹血糖增高或明显增高27例,肌苷升高2例,表抗阳性2例。一般内科体检,心律不齐10例,心动过高3例,心动过缓5例,血压偏高或明显增高36例,其中血压122/82~140/98mm之间25例,血压 142/100mm者11例。 甘油三脂偏高或明显升高的66例,占体检人数的40.49%;脂肪肝46例,占体检人数的28.22%;尿酸增高或明显增高的41例,占体检人数的25.15%;丙氨酸氨基转移酶增高29例,占体检人数的17.79%;胆固醇增高28例,占体检的17.17%。经过心电图检查及内科听诊,心脏有异常的38例,占体检人数的23.31%,血压偏高或明显增高36例,占体检人数的22.08%,空腹血糖偏高或明显升高27例,占体检人数的16.56%;草氨酸氨基转移酶升高19例,占体检人数的11.65%。胸片提示有异常情况9例,占体检人数的5.52%。 从上述分析可以看出,集团公司中级以上的管理人员以及工程系列知识分子中层管理人员人员,目前身体状况不容乐观。163人体检高血脂的人达66人,其次是脂肪肝46例,尿酸高41例,心脏有异常情况38例,血压偏高或明显增高36例,胆囊炎合并胆石症28例,血糖高27例。前面所列举的有明显异常情况的,一般与生活习惯有很大关系,现在人民生活水平普遍提高了,所以导致上述疾病的明显增高。 笔者建议,要保持清淡、低油、低脂、低糖饮食,多食水果蔬菜、戒烟限酒,多运动、劳逸结合的良好习惯,必要时及时就诊治疗。 工程系列论文:博物馆展陈建设工程系列问题的思考 内容提要:博物馆展陈建设是多项专业工程的综合建设,本文针对博物馆展陈建设中容易发生遗憾和遗漏的环节,提出有益于工程建设的想法。文中重点分析了博物馆展陈建设中的分项工程管理,在安防建设、多媒体和灯光搭设方面从专业的角度给出了相关建议,为提升博物馆建设水平提供有益的理论和经验。 关键词:安防;多媒体;灯光;进度 “十一五”期间,国家出台了一系列针对博物馆建设发展的政策,为中国博物馆未来的发展指明了方向。今后博物馆的发展应注重数量与质量的共同提升,①从“馆舍天地”走向“大千世界”,让博物馆更加满足公共文化设施的功能需求,成为文化大繁荣大发展中的一个重要组成部分。 博物馆作为丰富人民文化生活的场所,通过对展陈环境的搭建,把精美的藏品展现在观众眼前,吸引更多的人走进博物馆,是博物馆质量提升的具体表现。而博物馆在展陈建设方面,由于缺少相关专业人员,使得工程建设不得不以请代建公司代为管理的方式进行,博物馆的建设工程成了交钥匙工程,导致了建设完工后经常会发现有这样和那样的遗漏,甚至出现不宜使用的情况。下面将通过对展陈工程建设中几个重要环节的分析,探寻其中具体问题的解决办法。 招标文件的制定 博物馆作为非营利性质的公共服务设施,其建设资金一般都来自政府财政,近年来政府对于财政的支出管理相当严格,这就要求建设方在建设中严格按照国家法律法规执行。在招标文件制定过程中充分考虑到每一个细节,这其中除了馆舍的展区设施项目外,还有一些容易被遗漏的项目,如公共服务设施、无障碍设施、环境绿化、电容量扩容等方面。此外,在招标文件中应对标书中的工程造价确认有所规定,所有主材和辅材的品牌材质要做细致的界定,对于各方的权利和责任做详细的划分,由监理人员和审计人员共同对造价进行控制,做到合理申报,多方控制。在招标阶段,由于有些不诚信的施工单位会通过对招标文件的修改,达到降低价格的目的,所以就要求建设单位必须仔细比对招投标文件,避免漏项的出现而造成不必要的损失。 分项工程的管理 ㈠分项工程管理原则 由于博物馆较高的功能需求,使得其分项工程种类繁多,包括:强弱电、消防、安防、暖通、加固、展柜等。多项目同时进场开工,直接导致施工面的重叠和人员设备的难以管理,所以总的原则就是把握每个施工项目的流程和熟悉相关专业项目的规范要求,根据现场的情况和实际使用需求,合理的划分和衔接各分项工程的施工面。当出现施工重叠面较多的情况时,宜采取以下措施: 1、要求施工单位提前排定施工进度和材料进场表,错时进场施工。 2、保证每周召开一次分项工程协调会,根据现场情况制定分项工程施工细则,汇总和公布各分项工程进度,并做到赏罚有分。 3、主线施工单位必须在每个任务节点考虑次线施工单位的因素,例如强弱电施工时必须考虑展柜的设计尺寸,计算预留管线长度以及为其他布线工程预留空间和管道,避免重复施工。 4、所有分项工程的设计与施工必须服从政策法规要求,例如同样是顶部施工,暖通设备的管线如果与消防管线设计重叠,则必须以消防管线的布置为先。 5、对于已出现的施工矛盾,建设方代表必须深入现场直接协调解决,避免由于时间因素导致矛盾的扩大。 安全设备的搭建 博物馆既是公共服务设施,又是文物保管单位,所以安防建设是博物馆建设中最重要的分项工程。但在进行安防建设中,防火与防盗究竟谁该服从谁,一直困扰着博物馆的建设者们,而要建成一流的展馆,协调好它们之间的关系尤为重要。如何做到既满足文物的安全要求,又符合消防验收规范呢?综合多方经验告诉我们,只有在建设初期,针对消防和安防统一规划设计才能从根本上解决这个难题。我们知道,目前展馆安防的主要手段是由物防与技防组成,在没有统一规划的情况下,其只能实现单一的防盗功能,一旦其与消防设备功能融合后,矛盾就迎刃而解了。这里以消防通道为例,我们可在钢制防火门上安装门磁感应器,正常情况下闭合门磁,当入侵发生时可以通过报警设备通知值班人员,如发生火情,消防主机可以接管操作,优先处理,切断门磁电源,打开生命通道同时通知监控主机发出入侵报警,也就是双联动的概念。 ㈢多媒体设备的搭设 多媒体展陈作为现代化展览中必不可少的展示工具和辅助手段,其在博物馆展陈工程建设中所占的比重越来越大,对它的验收要求也区别于普通的安装工程,除了要在展览中起到画龙点睛的作用,还必须兼顾造价、节能等多方面的因素。 在硬件选择方面,如何让硬件配合软件双向和谐发展是建设者们需要仔细考虑的问题。在硬件选择时,应从博物馆的实际情况出发,充分考虑配置、维保等各方因素对造价的影响,通过对每个单元软体程序的分析,以及其在展览中所处地位的高低,阶梯式地选择合适的硬件,避免攀比之风和铺张浪费等情况的出现。同时考虑到未来的维护成本,尽可能选择同品牌且易于维护的产品将有效降低维保的难度。 柜灯光的布局 如果说展品是展览的骨骼,多媒体是让展览流动起来的血液,那么灯光就是展览的灵魂,好的灯光设计可以让展览更具艺术气质,合理的灯具类型和照度角度的选择,可以为观众营造一个和谐舒适的展厅氛围的同时又满足凸显文物展品的需要。环保与创新将成为未来展览灯光设计的主要方向,大环境中过去我们经常看到的顶部直接照明已渐渐被展柜与场景中的反射光源所取代,不仅满足了环境效果的要求还间接达到了节能的目的。在通柜中选择可调照度与角度的轨道射灯除了可以让文物的轮廓更加突出,也为日后的灯具维护提供了便捷。在射灯灯口选择合适的滤镜,将有效避免光斑的形成,也使得照明光线对文物的损害减到最低。为独立柜配上寿命更长,能耗更小的Led光源将大幅降低由于维护展柜而对文物造成损坏的几率。大型场景中,分轨分层照明的应用可以使得人物和背景的明暗关系更加分明,同时方便博物馆根据不同的展览需求及时调整照明层次。 施工进度管理 在最后的环节中,我们不得不提到工程进度这个概念,博物馆建设作为政府工程,在造价和质量都满足要求的前提下,加快施工进度,按时交付使用是最难完成也是最不可预见的目标。由于并没有立竿见影的控制手段,所以根据实际经验,采取以下措施将会在一定程度上降低工期延误的发生几率: 1、划分时间控制节点,采取进度考核的方法,利用每周的进度会,对上周的进度进行总结和考核,对下周的进度提出节点控制要求。 2、以总进度为依据,明确各分包单位的分包目标,通过合同责任书落实分包责任。 3、及时协调施工中遇到的各种问题,顾全大局,围绕核心问题把握进度。 4、尽量避免边设计,边施工的建设模式,频繁变更设计方案同样会使工程进度受到影响。 博物馆功能的特殊要求使得其区别于普通的大型公共建筑,它建设完成后需要集展览陈列、文物保护、公众服务宣传、修学休闲于一身。而建设过程更是涉及招投标、展览格局设计、消防安防、强弱电、进度管理等多个领域。作为涵盖多项专业领域的展陈工程,就需要建设者们在设计与建设时站在全局的高度统一规划,充分考虑准备阶段、建设阶段和维护阶段中各分项环节的具体要求,对博物馆建设过程中的规律及遇到的问题,做出理性的思考,为工程建设提出合理化的建议,帮助施工单位及时修正错误的工程决策。希望文中对当下博物馆展陈工程建设思路的梳理,有助于提炼、归纳出有益的理论和经验。 摘自《博物馆功能和职能的加强与完善》作者:单霁翔 在国际博物馆协会第 22 届大会管理委员会学术会议上的发言 工程系列论文:案例式教学模式在岩土工程系列课程教学中的探索与实践 摘 要: 岩土工程系列课程是土木工程专业的重要专业基础课程,也是实践性较强的应用技术类课程。文章在教学实践中结合岩土工程系列课程的特点,坚持土木工程应用型人才培养的目标定位,以工程实践能力培养为核心,将工程案例引入岩土工程系列课程教学中,深入探索分层次培养学生工程实践能力的途径,为土木工程专业应用型人才培养提供有力保障。 关键词: 案例式教学模式 岩土工程系列课程 工程实践能力 1.引言 近年来,随着教育部“质量工程”、“卓越计划”的实施及土木工程行业的发展,我校作为省属一般性本科院校将土木工程专业人才培养目标定位调整为:为地方经济和土木工程行业培养具有创新意识和较强工程实践能力的复合性应用型人才,其中工程实践能力的培养是应用型人才培养的关键。 岩土工程系列课程是土木工程专业课程体系的重要组成部分,系列课程的教学与实践对土木工程专业人才培养具有重要意义。为实现土木工程类专业应用型人才培养目标,我校岩土工程系列课程教师以提高教育教学质量为宗旨,以改革课程体系、教学内容、教学方法和手段为重点,在教学质量与效果、教学环境与教学条件建设等方面均取得较好成绩,其中案例式教学在岩土工程系列课程理论教学中取得较显著的教学效果。 2.案例式教学的实施 岩土工程系列课程(包括工程地质、土力学、地基与基础工程等课程)是土木工程专业的重要专业基础课程,也是工程实践性较强的工程技术类课程。系列课程教师在保证实现人才培养目标的前提下,与精品课程建设相结合突破以传授知识为中心的传统教学模式,通过案例式教学将理论教学与工程实践相互融合、理论教学中渗透工程应用培养学生理论联系实际及分析问题解决问题的能力,探索以能力培养为核心的新型教学模式,这项研究与实践开辟了综合素质与工程实践能力培养的新途径。 在教学实践中,岩土工程系列课程的案例式教学以工程应用为导向,与教学内容结合适时引入工程案例,激发学生的学习兴趣,引导学生深入思考。案例式教学模式从真实的工程案例出发,注重“主导―主体相结合”,既重视发挥教师在教学过程中的主导作用,又充分体现学生在学习过程中的主体地位。经过多年的探索与实践,系列课程的案例式教学已形成两个教学层次,即工程案例引入式教学模式与工程案例探究式教学模式。 2.1工程案例引入式教学模式 岩土工程系列课程均为实践性较强的课程,如果只按教材的章节按部就班地介绍成熟的基本理论和设计方法,则学生会感到抽象和枯燥,不利于学生对知识的理解,违背课程的学习规律。为此,收集整理国内外土木工程建设、防灾减灾及软弱地基加固等工程问题及所运用的技术方法,以实施这些技术方法形成的真实而完整的典型工程案例为教学资源,结合相关教学内容进行介绍与分析,将理论与工程实践紧密结合,加深学生对理论知识的理解。工程案例引入式教学是以激发学习兴趣和增强感性认识为核心的案例教学,已经成为岩土工程系列课程最常用、最有效的教学模式。 2.1.1结合重大地质灾害开展教学 在工程地质课程的地震部分引入2008年“5.12四川汶川地震”和2011年“3.11日本大地震”等重大地震灾害。2008年5月12日14时28分,四川汶川县发生8.0级特大地震,震中位于北纬31.0度,东经103.4度。而在2011年3月11日,日本气象厅宣布,日本于当地时间11日14时46分发生里氏9.0级地震,震中位于宫城县以东太平洋海域,震源深度20公里。地震引发大规模海啸,造成重大人员伤亡,并引发日本福岛第一核电站发生核泄漏事故。教学中,及时将这些典型地质灾害引入课堂,并在此基础上介绍地震的形成原因、类型及地震的危害等相关概念与知识,以帮助学生建立防灾减灾的意识与责任感,促使学生探索防灾减灾的工程措施。 2.1.2结合社会焦点和热点工程问题开展教学 在土力学课程的地基变形与稳定部分曾引入“成都楼歪歪”事件和“上海市闵行区莲花河畔景苑小区在建住宅楼倒塌”事件等社会关注的工程事件。2009年7月17号,成都“校园春天”小区6栋和7栋两栋楼发生倾斜,两栋楼越向上贴得越近最窄距离为6厘米,6栋、7栋相邻的墙壁呈20度夹角,屋内墙面出现细微裂痕、房门变形,邻近的8栋楼业主家里也陆续发现了细细的墙面裂缝。而在这3栋居民楼的楼下,道路路面出现多条纵横交错的裂痕,最宽达1厘米以上。道路与两边绿化带相交处,出现最宽达14厘米的裂缝。路边就是小区的围墙,上面也有五六条裂缝,最宽的一条达到4厘米。经过分析认为是相邻的“德馨苑”小区开挖基坑,影响到“校园春天”小区楼房的稳定性。此事件被网友称为“成都楼歪歪”事件。而在2009年6月27日,上海闵行区莲花南路罗阳路口一幢13层在建商品楼发生倒塌事故。事故发生后专家分析事故原因与该商品楼的地基基础问题有关,此事件的发生在社会上引起强烈反响。将这些社会的焦点与热点工程问题作为案例引入教学,对激发学生的学习兴趣和增加学生对工程问题的感性认识具有事半功倍的作用。 2.2工程案例探究式教学模式 工程案例探究式教学模式以工程实践能力培养为核心的教学模式,教师通过对工程案例的介绍,引导学生了解工程实践背景,对当前教学内容进行自主学习与探索,为工程实践能力的培养奠定基础。 2.2.1课内探究式教学模式 此方法在学生已掌握理论知识的基础上针对具体的工程问题提出观点,课堂上学生可以各抒己见,互相启发、集思广益地找出解决问题的最佳答案。这种方式有利于培养学生独立思考的能力与语言表达能力,提高分析问题和解决工程问题的能力。 比如,曾在工程地质课程中的地下水危害部分引入地面沉降、海水入侵等内容,以此引导学生探索解决问题的途径。其中地面沉降问题是区域性地面高程下降的一种环境地质现象,也是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成威胁的地质灾害。地面沉降成因复杂,公认是由于抽汲地下流体,而引起松散层内液压降低,是导致区域整体性沉降的主要原因。随着我国工业化的快速发展和城镇化进程的加速,由于过度开采地下水,我国的地面沉降问题越来越突出。目前,我国的地面沉降主要发生在长江三角洲、华北平原和汾渭断陷盆地这三个地区。而海水入侵问题则以大连地区为例,大连市作为海滨城市长期以来由于布井不合理,地下水开采量过大,渐渐引发区域地下水位下降、地下水资源衰竭、海水入侵等问题。这些发生在身边的事件增强了学生对地下水引起的地质灾害问题的认识,促使学生围绕这些问题展开深入思考。 又如在地基与基础工程教学中结合经典工程案例“意大利比萨斜塔”开展教学。教学中向学生介绍几个世纪以来,比萨斜塔倾斜的原因始终是广泛关注的问题,各种解释众说纷纭。进入二十世纪后,“地基原因”逐渐占了上风,这种解释认为,比萨斜塔倾斜的主要原因是塔本身的重量较大,塔基北部的地下的土质较松软,无法承受塔的压力而导致塔身发生不均匀沉降。同时,列举拯救“意大利比萨斜塔”的历次地基加固方案,如环形基坑卸载、灌浆加固等引导学生开展课堂讨论。 2.2.2课外探究式教学模式 此方法由教师布置课外综合性作业,考查学生对课程知识的掌握情况,并以此作为评定学生成绩的依据。学生根据课堂所学内容,课外积极查找资料完成作业,事实上学生查找资料的过程就是再学习的过程。通过课外的自主探究学习,学生运用理论知识解决工程实际问题的能力得到提高。 在教学实践中,一般结合重点工程问题布置课外作业,要求学生以小论文等形式提交学习成果。近年来,曾结合大连地区建筑工程、道路工程等普遍存在的滑坡问题及地铁、隧道工程存在的坍塌问题,以“建筑工程中滑坡的防治措施”及“地铁、隧道工程坍塌问题产生原因及防治方法”等为题目,引导学生探究综合、复杂工程问题的解决方法。 3.结语 教学实践证明,在岩土工程系列课程中进行案例式教学模式的尝试可以丰富课堂教学内容,强化学生的自主学习意识和工程实践能力,有利于提高岩土工程系列课程的教学质量,有利于实现土木工程应用型人才的培养目标。 工程系列论文:基于系统思想培养的系统工程系列课程建设 摘 要 在系统工程系列课程的教学过程中加强系统思想的培养对控制类研究生树立完整的系统观具有重要作用。结合教学实践,对基于系统思想培养的系统工程系列课程建设进行了探索和实践,从加强对学生培养系统思想的引导、加强学生系统思想培养方面的训练、引入系统级任务驱动的教学模式、将科研成果融入到实际教学中等方面探讨了基于系统思想培养的系列课程建设。实践表明,在控制类研究生的系统工程系列课程的教学过程中加强系统思想的培养有利于学生系统思想和创新能力的培养。 关键词 系统思想 系统工程 系统观 课程建设 系统工程师的培养已经成为国内外大学教育的一个重要方向,如果在控制类研究生教育中忽略了系统思想与理念的培养与引导,而只是局限于具体的、具有非常强的时间性的技术细节,将很难培养出符合飞速发展的时代要求的具有很强的适应能力与创新能力的新型人才。①②作为系统思想和工程技术核心体现的系统工程系列课程的建设对控制科学与工程、系统科学等学科的研究生培养有着重要意义。③该系列课程包括系统工程理论与方法、线性系统理论、运筹学、系统辨识与自适应控制、制造系统工程、生产系统的建模与仿真等,在控制科学与工程学科体系建设中占有举足轻重的地位,可为研究生形成关于系统工程的知识体系奠定基础。探索与实践表明,在控制类研究生的系统工程系列课程的教学过程中加强系统思想培养对培养学生树立完整的系统观,使其能站在系统观的高度来观察、分析和处理现实世界中的实际问题具有重要作用。④ 1 在系列课程建设中加强系统思想培养的意义 控制科学与工程学科所设置的一些基础课程和专业课程最终都是为系统设计服务的,特别是系统工程系列课程,是进行系统设计的基本工具,与系统设计结合紧密。⑤⑥而培养控制科学与工程学科研究生的目标,学生应当具备系统级设计能力,因此系统思想的培养应该贯彻在学生的培养过程中。 在系统工程系列课程中加强学生系统思想的培养,可以让学生学会站在系统层面上看问题,具有系统观和整体意识;让学生掌握基础知识的体系结构,将各个基础知识点融会贯通,并将基础知识与实际工程相结合;让学生学会对系统进行逐级分解,并进行设计的方法。总之,加强系统思想的培养有利于将学生培养成具有总体系统设计能力的人才。 2 当前系列课程教学过程中存在的问题 系统工程系列课程经过近几年的建设,为本学科硕士研究生形成关于系统工程的基础知识体系发挥了重要作用。这些课程主要讲授开发、运行各类复杂系统所需要的思想方法、工作程序和分析手段,包括贯穿始终的系统思想和系统工程技术,既有系统工程的理论基础,又有系统工程的方法论和应用。系统工程系列课程在控制科学与工程学科研究生人才培养过程中所具有的重要地位决定了其在教学中的重要性。在实际教学中,学生对课程学习非常重视,学习热情也很高,但在教学过程中还存在不少问题,影响了教学质量和效果。 (1)传统的系统工程系列课程的教学方法偏重于其中数学方法的掌握和应用,而对于更重要的系统思想却很少关注。 (2)教学中忽视了实践的重要作用。学生们只是学会了基本原理,而不注重系统工程在实际中的应用,不能将系统工程的理论和方法与本专业结合起来。 (3)学生的头脑中没有完全形成“系统”的概念,表现在理解系统最优化比较吃力。这主要是因为学生对“系统”的认识不足造成;另外,教学方法和教学手段的相对落后也阻碍了学生头脑中及时形成“系统”的概念。 基于以上教学实践中遇到的问题,并结合本校办学定位与人才培养目标,系统工程系列课程需要结合控制类学科的建设目标,将系列课程建设成培养学生系统思想的示范性重要平台。 3 基于系统思想培养的系统工程系列课程建设实践 (1)加强对学生培养系统思想的引导。引导学生瞄准世界科学的前沿,研究和思考人类社会和科学面临的重大现实问题。正面地介绍现代系统科学的思维方法和思想成果,使学生对于现代系统科学带来的启示有所了解,有所体会,让学生们能和国际学术界同步地研究和思索。教师以专业学科领域研究的历史沿革和跨学科分析的视角准备自己的教学内容,通过基础理论的传授方式引导研究生了解所学专业领域的研究前沿。教师引导学生对系统思想进行培养,包含指导学生对本学科或者相近学科领域相关的方法论理论进行比较深入的学习。 (2)加强学生系统思想培养方面的训练。在系列课程的授课过程中有意识地加强学生系统思想培养方面的训练,在课堂上组织学术报告、学术交流、学术辩论等,课后组织学生进行资料查阅、对实际问题进行系统分析并进行论文撰写。着重细化系统初步分析、规范分析、综合分析方法,并要求学生根据实例利用系统工程的思想和方法做出相应分析。⑦如在“系统工程理论与方法”课程的授课过程中,组建由三到四人组成的分析小组,各个小组首先完成第一阶段布置的思考讨论题,并且在“系统工程方法论”一讲结束前,结合自己所要开展的课题研究或者以前自己曾实现过的系统提出一个可以用系统分析原理进行分析的问题,或者根据教师提供的问题背景,初步形成小组拟进行分析的题目(课堂讨论Ⅰ);随着课程内容的推进,各小组完成系统分析报告的框架,结课前在课堂上进行交流(课堂讨论Ⅱ);课程结束后需要完成正式的系统分析报告,分析中鼓励学生使用必要的专用软件。课外自觉并及时地做好各章节的思考与练习题,并在此基础上做好两三次集中的课堂练习,强化对基本知识的掌握。 (3)引入系统级任务驱动的教学模式。以系统级任务为脉络展开教学,并在教学过程中始终强调系统分析与设计的思想,通过系统级任务将各个基本知识点整合在一起,让学生可从整体上把握知识的体系结构。系统级任务设计应当体现系统设计的基本方法,如果总体任务具有一定的复杂度,则可将任务逐级分解为一些子模块,从而将系统思想融入到任务当中。 (4)加强系列课程之间的联系,建设案例库。在尽量考虑系列课程联系的基础上,加强对系列课程中各门课程教学理念、教学方法、教学内容等方面的研究。在考虑完成本课程教学内容的基础上,增加能增强系列课程中课程间联系的知识点的讲解学时。⑧对课程内容相关的案例进行收集与设计,加强系统工程相关案例库建设,以丰富课堂内容,供学生进行案例分析使用。 (5)将科研成果融入到实际教学中.老师们在承担相关研究生课程时,将自己的科研成果尽量融入到实际教学中去,将实际的工程系统作为工程实例呈献给学生,让学生进行系统分析。通过将实际工程系统作为教学案例并和理论教学结合,让学生融会贯通所学的知识点,通过自己的思考拓宽自己的视野,使其能站在系统观的高度来处理现实世界中的实际问题。⑨ 4 结论 系统工程系列课程的建设对研究生建立完整的系统观具有重要意义,对学生系统思想和创新能力的培养意义深远,通过这些课程的学习,基本掌握了系统工程方法论,能初步用系统的观点分析问题,并基本掌握系统工程分析解决问题的基本概念、基本原理和基本方法,初步具有运用系统工程方法分析解决实际问题的能力。我们对基于系统思想培养的系统工程系列课程建设进行了一些探索和改革,将系统思想的培养融入到系列课程的教学过程当中,既有利于培养学生的系统设计思想,也有利于学生知识体系结构的形成。当然,在系列课程建设中培养学生系统思想的教学改革是一项长期而艰巨的任务,还有大量工作需要我们去继续努力,我们要不断积极探索和研究培养学生系统思想的方法、措施和管理手段,以适应培养具有很强适应能力与创新能力的新型人才的需要。 工程系列论文:面向移动应用的软件工程系列课程改革方案的研究 摘 要:近年来,移动软件行业蓬勃发展,市场对此方向的人才需求也急剧增加,鉴于移动应用与传统桌面应用在软件开发过程、开发方法、质量管理等多方面存在不同,高校现有的软件工程系列课程内容也需随之调整。在深入分析了移动开发的特点和目前高校软件工程系列课程所存在问题后,该文从教学内容、教学方法和考核机制三方面论述了面向移动应用的软件工程系列课程建设的研究内容及实施方案,该方案的初步构建和实施,对于系统的增加学生的移动开发知识,训练移动开发能力具有重要的意义。 关键词:软件工程 移动应用 课程改革 当前计算机的发展已经进入了移动互联网时代,智能手机、平板电脑,甚至电视机都成为了计算机终端,继而社交、导航、支付等应用日益盛行。随着对移动设备使用率的飙升,人们对移动应用的需求骤增。从2011年至今,移动软件开发成为就业首选,移动软件开发技术也成为学习热点和就业必杀技。分析移动互联网行业的人才需求,首先是熟练的移动开发技术,此外还要求人才的创新能力和知识结构的跨界复合能力。该院将软件工程专业设为教学试点,调整培养目标,改革软件工程系列课程,强化移动开发知识和技能,以适应日益完善的移动开发生态体系。 1 教学改革的目的和意义 移动应用(Mobile Application)简称APP,是指运行在智能移动设备上的软件。从本质上讲,移动应用仍是软件,其开发过程依然遵循软件工程过程。但是,移动开发有其自身独特的技术特点,平台多样化、数据安全性、系统能耗等传统桌面软件开发相对关注程度较少的问题,在移动应用领域尤为突出。 另外,移动应用也有其独特的开发模式。2014年8月15日,在主题为“在移动计算时代获得成功”的客户研讨会上,Gartner研究副总裁Van Baker提出了“传统应用程序开发实践将对移动应用失效”的观点。他表示“应用程序开发经理应该采用功能、性能、负载、用户体验测试以及敏捷开发实践。”以区别于传统的线性软件开发过程。移动应用所采用的这一开发模式将开发和测试周期延长至企业应用使用的整个周期。开发完成一定功能,立即测试,并部署上线使用,根据反馈和需求变化,再继续开发,测试,部署。即将原来线性的周期,变为更短的不断循环的多个小周期[1]。 综上所述,移动应用呈现出一种不同于传统桌面应用的开发模式和特点。而与此同时,在高校的软件工程系列课程中,却缺乏对近年来蓬勃兴起的移动应用软件开发过程的应有关注。为此,研究移动应用开发中的需求工程、软件重用与软件质量度量等问题,分析相关研究者的研究成果与开发者在工程实践中的实际应用成果,并将其引入软件工程系列课程中来,作为相应的教学内容,对于提高计算机相关专业学生的移动应用开发能力与移动互联软件工程意识都将有着重要的推动意义。 2 教学改革的内容 通过在该院建立软件孵化实验室作为改革试点,对移动应用软件开发过程进行跟踪和分析,总结经验不足,将软件工程系列课程改革的重点集中在3个方面:优化教学内容、改进教学方法和完善考核机制。 2.1 优化教学内容 该院软件工程系列课程包括理论类课程、系统开发设计类课程和实践类课程等,而鉴于移动应用开发与传统桌面应用开发的主要区别集中在软件过程模型、软件质量度量、对用户界面和用户体验的关注上,因此,该次课程改革方案主要集中在《软件工程》、《统一建模语言UML》、《人机交互》和《软件测试》四门核心课程上。 (1)在《软件工程》课程中,除介绍传统软件工程知识体系以外,增加移动互联软件开发过程和模型的相关知识,并在实践环节中,使用并验证此类知识。 (2)在《统一建模语言UML》课程中,依然采用案例驱动的教学模式。在实践环节,增设移动应用开发案例,并指导学生通过UML对案例进行分析与建模,对比非移动开发案例,体会其间异同。 (3)在《人机交互》课程中,除介绍人机交互界面的一般设计原则及方法以外,补充有关移动界面的设计原则、要素、设计技术与工具的相关知识。在实践环节,增设基于Android的移动应用设计实战项目,让学生体验移动界面开发过程。 (4)在《软件测试》课程中,除介绍常规功能测试和性能测试的方法以外,针对移动应用在用户操作方式、界面布局、设备网络连接方式等方面的特点,补充移动应用的用户体验、网络链接及安全性、兼容性等方面的测试知识。在实践环节,增设移动应用的系统测试项目,让学生参与测试用例和测试过程的设计,总结其与传统桌面应用测试间的异同。 2.2 改进教学方法 由于软件工程系列课程具有理论与实践紧密结合的特点,所以仅采用传统教学方法是不能满足社会对软件工程人才的培养需求的,因此需综合运用各种先进的多媒体技术作为教学手段,配合多样化的教学方法,以达到既普及知识又训练技能的目的[2]。 (1)课堂教学方法的改革 鉴于软件工程类课程具有较强的应用和实践性,在授课过程中,建议采用案例教学方法,教师变身为项目导师,充分调动和发挥学生的主导作用,引导学生独立思考,寻求和验证解决方案,激发学生的创新能力。 在此基础上,推动实施软件工程课程群“一案到底”教学法[3],摒弃传统教学中以课程章节或知识点作为案例的讲解方法,改进原有系列课程中独立选择案例的教授方法。精心挑选综合性的系统案例,既保证学生对其业务处理熟悉、感兴趣,且功能足够全面、具有代表性,又要兼顾传统桌面应用和移动应用的特点。通过课堂教、学互动完成对案例核心部分的分析和设计,并形成完整的解决方案,使学生深入理解课程内知识点之间、课程之间、以及课程与实践之间的衔接关系,并逐步形成整个软件工程课程体系的全局观。 (2)实践教学方法的改革 在完成核心部分的解决方案后,综合性案例的扩展部分可作为学生自主实验内容。如果案例规模较大,则可采取分组形式完成。通过案例实战,将理论与实践紧密联系在一起,有效调动学生主动学习的积极性,锻炼学生在课堂所学知识的指导下独立分析问题和解决问题的能力,加强学生团队合作和沟通表达的能力。 在单独开设的实践环节中可采用“项目式-任务驱动”教学方式,以学生为主体,将项目或案例进行任务分解,并分配到各小组,要求学生严格按照时间要求完成任务,并进行讲评和答辩。同时,针对移动软件开发中具有的软件规模较小、需求较明确等特点,采用“场景法”,由学生扮演最终用户的角色,切身感受和想象手机用户在不同场所需要的交互和功能,继而完成软件的需求采集、需求分析、设计和测试任务,在很大程度上调动学生学习的兴趣和主动性[4]。 (3)加强课程信息化建设 充分利用学校的在线教学平台,共享教学资源,将教学计划、教学内容、自学任务和课后作业等及时,帮助学生更好的学习。教师主动与学生进行网络互动,利用各种沟通交流工具,了解、解答学生在学习过程中遇到的问题,掌握学习情况,及时调整教学进度,帮助学生实现课外主动学习的目标。 教师在授课的同时,通过此平台进行网络课程建设。教师定期对内容进行维护和更新,修订教学大纲、课件、案例库等教学资源,增设有关移动软件开发的相关知识和内容,收集有关移动应用领域的成功案例,对软件工程系列课程完成全方位覆盖,并保证知识新颖、内容详实,实现网络平台内容的动态化。 (4)扩宽学生获取新知识的途径 除了课堂教授、实践过程巩固等教学方式外,通过“任务型”教学、案例分析拓展实战、推荐阅读经典教材、借助网络资源等方式鼓励学生多渠道获取知识,培养学生自主学习的能力,增强职业素养。 2.3 完善考核机制 由于软件工程系列课程的特点,其培养目标要求学生在理解基本理论和原理的基础上,能够熟练掌握主流软件的工程管理体系、质量管理体系、系统建模工具、程序设计方法等技术,培养科学的思维方法和开发方法,并提高动手实践能力和独立分析解决问题的能力。而现有的考核方式过于单一,重结果而轻过程,考核内容偏理论轻实践,大大影响了学生学习的积极性和兴趣,而对学生动手实践能力的培养没有得到应有的重视。因此需建立科学完善的课程考核机制。 (1)注重过程考核 将过程考核纳入考核评价体系中,并适当增加比重。过程考核内容主要体现为课堂出勤率、案例的参与度、自主完成作业的质量、实践环节解决方案等。通过将考评侧重点向过程考核转移,督促学生积极主动的学习。 (2)完善实验考核制度 在传统的实验教学中,实验指导教师对学生实验成绩的评定主要是以出勤率、实验成果和实验报告作为评价依据,这种考核方式通常无法考核出学生的真实水平,且所有学生用同一种标准来衡量,尽管公平却不利于学生个性的发挥和创造力的培养。可将实验项目分配至各小组,对学生实验成绩的评定综合考虑整个小组的实验结果、学生的态度和表现、在小组内部发挥的作用等方面,并增加小组集体答辩和小组互评环节[5],增强学生团队合作意识和集体荣誉感。 3 结语 随着移动互联软件开发产业的蓬勃兴起,移动互联企业的人才需求突飞猛进。与移动互联开发相关的软件工程领域的研究也方兴未艾。作为人才培养土壤的高等院校,其软件工程系列课程中目前更是缺乏其应有的支撑内容。因此,在高校软件工程系列课程中,提出合理的软件互联知识域框架,引入移动互联开发所需知识,增加移动互联实践案例,建立配套的考核机制将成为必然之举。一方面可以为面向移动互联及“大数据”的先进软件工程技术提供理论研究基础,另一方面也为学生在移动互联开发时代提供技术利器,以更好的适应社会发展的需要。 工程系列论文:以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革研究 摘要:培养工程设计型人才是工业现代化的迫切需求。我校结合机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标,针对机械工程系列核心课程的教学现状,进行了以培养学生工程设计能力为目标的教学改革。以完成工程项目的CDIO过程作为核心课程群设置或整合、教学内容安排,以及师资和教材建设的核心,以完成“完整技术工作”的训练实现工程综合应用能力的培养,加速学生从在校生到工程技术人员的角色转变。已历经机械工程系累计4届学生的实践,取得了很好的效果。 关键词:工程设计;核心课程;CDIO;完整技术工作;角色转变 一、培养工程设计型人才是工业现代化的需求 随着计算机、微电子、自动控制等技术的发展,工业自动化正向集成综合自动化过渡。机械设计制造及其自动化技术的综合应用正起着越来越重要的作用,由于机械产品及设备的技术复杂性和涉及知识的交叉性,使得现有的技术人才难以胜任技术含量较高的工作。 机械制造业是工业自动化的重点,机械设计制造及其自动化是工科院校主要专业,其培养的学生毕业后相当一部分将直接面向工厂、面向车间、面向工程应用与设计的现代化主战场。而现有的高等教育人才培养模式长期采用灌输式理论教育,且受多种因素制约,学生对工程实际的认知较少,综合运用知识的能力较差。学生毕业进入企业后,由于遇到的实际工程问题通常是隐性的,无法再像课堂学习一样,根据已知条件和固有步骤就可得到答案,加上新的科学技术成果大量应用于生产实际,设备的复杂性和涉及学科的交叉性大大提高,使得现阶段的高等教育人才培养模式已经阻碍了高素质工程技术人才的培养,其培育的纸上谈兵型人才已经远远不能适应工业现代化的需求。因此,各高校工科专业进行以培养学生工程设计能力为目标的教学体系改革已经迫在眉睫。 二、机械设计制造及其自动化专业工程设计能力的内涵 机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标是现代机械工程师,使学生接受机械工程领域的基本知识和专业理论知识,受到机械工程师基本技能的训练。学生毕业进入企业后,除具备机械设计制造及其自动化专业的一般知识与能力外,作为现代机械工程师,还应具备以下能力:(1)能够正确判断机械设计制造及其自动化专业领域的工程实际问题;(2)具备针对工程实际问题的系统分析能力和解决问题的能力;(3)具备机械制造行业的工程设计、工程开发能力;(4)能适应机械制造行业涉及学科的交叉性和复杂性,具备协调与合作能力;(5)具备终生学习的能力。 三、机械工程系列核心课程教学培养现状 机械工程系列核心课程包含机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、电工电子技术、互换性与测量技术基础、机械制造工艺学、机电传动控制、液压传动与气压传动、数控技术等理论课程,以及课程设计、专业课程设计、毕业设计、认识实习、生产实习等实践教学环节。每门课程的理论性和实践性都非常强,与相关课程关联关系强,在机械类学生的知识结构中都具有举足轻重的地位。 以《机电传动控制》为例,该课程的理论性、实践性和综合性强,涉及动力学基础、电机与拖动、传感器、机床电气自动控制、电力电子技术、传动控制系统、可编程序控制器等知识面,关乎《理论力学》、《电工电子技术》、《机械制造技术基础》等前期课程,和《金属切削机床》、《机床夹具设计》、《液压传动与气压传动》等同期课程,甚至《数控技术》、专业课程设计、生产实习、毕业设计等后期课程的关联教学,在机械设计制造及其自动化专业人才培养体系中尤为重要。现有教学体系中,机械工程系列核心课程均存在内容量大,知识面广,教学以理论为主,实验为辅的现状。理论教学方面,由于原理图多,文字叙述较抽象,学生又无实物接触,难以全面了解、掌握机械工程技术在生产实际应用中的内涵和精髓,不仅影响了学生的实际应用能力,也降低了学生在今后的工作中不断学习提高的后劲。在工科教学中尤为重要的实验或实践教学环节,多采用验证型实践教学,且往往由于受控对象体积大、重量重、价格高、维护难等因素,难以大量装备于实验室,使学生在实践教学中无法感受工程实践的趣味性、知识性和实验成功后的成就感,在很大程度上挫伤了学生的积极性,更谈不上对工程设计能力的培养。对于教学另一重要环节,即考试,现有的考试方式仅注重于考查具体知识点的了解或掌握,比较理论化,并不注重与工程实际的联系,往往出现教师为考而教,学生为考而考、考后即忘的现象,无助于对工程技术人才的培养。 机械工程领域知识的复杂性和交叉性,使得实际工程问题通常是隐性的,学生毕业进入企业后,无法再像课堂学习一样根据已知条件和固有步骤得到答案,企业必须投入相关资源进行二次培养,企业的经济效益和高校的人才竞争能力都大受影响。因此,工科院校机械设计制造及其自动化专业,针对机械工程系列核心课程实施以培养工程设计能力为目标的课程改革,培养学生对工程实际问题的分析判断能力、工程设计能力和终生学习能力是实现该专业人才培养目标的需要,是适应社会发展需求的需要。 四、以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革研究与实践 我校以培养工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革的思路是以培养学生工程设计能力为总体目标,贯彻以工程项目构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(Operate)全过程为载体的CDIO高等工程教育理念,打破以理论知识全面性为原则的专业课程群设置方式和课程教学内容安排方式,以完成工程项目CDIO过程作为课程群设置或整合、课程教学内容(含实践教学)安排、教学方法以及师资和教材建设的核心,系统推进教学改革。一个典型的领域工程项目(一级项目),其CDIO过程所需的专业知识和技能几乎可以涵盖一个专业方向甚至一个专业的所有课程(含实验),这就给专业课程群设置及其教学内容整合提供了一个内在的“纲”,极大地增强了专业课程群的整体性。与此同时,工程项目的实施流程及各部分工作内容也为专业课程的教学内容和教学重点安排提供了有效依据。以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,构建真实的工作场景,以完成“完整技术工作”的训练并以此来实现工程综合应用能力的培养,加速学生从在校生到工程技术人员的角色转变。解决现有教学体系中重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题;解决现有实验环节以传统的验证型实验为主的实验教学模式下,学生动手能力差、综合分析问题能力欠缺,以及现有实验设置与工厂实际脱离、与先进技术的发展和应用相脱离的现状,使实验教学环节与培养工程设计人才目标相促进;解决现有考试方式“考”老师所“教”、考试内容简单化、命题标准化等教学问题,真正避免现有教学制度下,老师教学生“考”而不是教学生“学”和“用”的现状。 针对教学体系改革,建立以能力培养为中心、以工程设计为主线的课程教学体系,优化课程结构,改革教学内容。如教学过程中,以“车用气瓶螺纹接口自动加工专机”的完整设计工作为主线,给出学生某企业待加工气瓶产品的不同形状与尺寸规格、加工精度要求、加工效率与设备成本要求等参数,要求学生直接进行该产品加工设备的设计。整个教学过程既围绕“气瓶螺纹接口自动加工专机”的实际工程课题研究,又紧密围绕《机电传动控制》课程各章节内容,注重工程实际在恰当知识点的引入。如进行第二章“机电传动系统的动力学基础”内容的教学时,将转矩折算与电机选择、专用钻孔动力头设计、车床变频器主轴改造等工程实际案例逐层相结合,扎实培养学生的工程设计思路和能力。教学过程中适当引入“三通球阀加工专机设计”、“铝塑药品包装机改造”、“80喷漆线伺服系统”等相关工程设计实例贯穿课堂的教学和设计指导。部分章节如“继电器接触器控制系统”、“PLC控制技术”等采用了现场教学模式,使学生易学,老师易教。 在《机电传动控制》课程教学改革过程,共有三条主线:其一,课程自身教学系统主线;其二,工程设计项目与实验教学主线;其三,对相关课程知识进行验证学习的主线。三条主线围绕工程设计项目主线同步展开,最终为学生的《机电传动控制》课程服务。学生在课程学习过程中,在授课教师的带领下,进行了企业委托项目《气瓶螺纹接口自动加工专机》的研究与设计。因涉及学习内容多,工作量大,单靠课堂学时远远不能完成。但是由于构建了一个学生进入企业后真正的现代化生产主战场,极大地激发了整个团体的学习积极性和创造性。依靠课后大量的资料查阅与学习,课堂上再结合教师对《机电传动控制》相应章节的讲解与对该工程项目的设计思路引导,学生在课程学习期间即完成了该项目的工厂调研、工艺分析、方案设计、刀具设计等工作,完成了企业要求的设计任务。并成功申请了发明专利“气瓶螺纹接口自动加工生产线”1项和实用新型专利“直动式电控叠加溢流阀”、“专用锪车复合刀具”等9项,目前均已获得授权。由于学生学习积极性高涨,课后主动学习时间大增,在这个环节中扮演重要角色的教师的实际教学过程相对以往教学模式轻松。教师更多是扮演“导师”角色,而不是以往的“填鸭式”教学;学生通过实际的工程设计历练逐步建立和深化了工程意识与能力,达到的是双赢效果的工程设计人才培养目标的实现。同步实施的实验环节改革,强调针对工程实际进行设计、选型、搭建、调试的系统性实验,培养动手操作和创造能力,注重该课程与相关课程的关联设计,注重该环节理论与实践的联系;对于考试环节,不以最后一考来定输赢,而以阶段性工程设计与期末整体性设计相结合,笔试与口试结合,注重工程设计的实际应用方面的考评。 五、总结 目前,我校《机电传动控制》课程以培养学生工程设计能力为目标的教学改革已经实施了五年,并带动了机械工程系列相关核心课程群的教学改革。由于在改革实践过程中,以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,以完成“完整技术工作”的训练实现工程综合应用能力的培养,加速了学生从在校生到工程技术人员的角色转变。从用人单位反馈情况(两届)看,就业学生在创新能力、实践能力、知识结构、团队意识、岗位适应能力等方面较往届有较高水平的提升。 总之,我们将继续积极进行改革,密切观察实施过程,冷静分析成绩和不足,不断总结经验教训,期望能为中国的工程教育改革做些实事,提供新的改革思路,为培养符合现代企业要求的工程技术人才做出贡献。 工程系列论文:机械工程系列核心课程的交叉渗透浅析 摘 要 机械工程技术的综合应用正起着越来越重要的作用。研究机械工程系列核心课程的知识交叉渗透,能解决教学中各课程步调不一的问题,消除“知识孤岛”现象,帮助学生建立完整的专业知识体系。同时,提出了进行核心课程交叉渗透研究需注意的一些问题。 关键词 机械工程 核心课程 交叉渗透 知识孤岛 1 工业自动化的集成综合发展对机械工程领域人才培养提出了更高的要求 随着计算机、微电子、自动控制等技术的发展,工业自动化正向集成综合自动化过渡,机械工程技术的综合应用正起着越来越重要的作用。机械工程的发展已经进入一个新的阶段,其概念和体系已经涵盖了信息处理技术、自动控制技术、系统工程理论、计算机技术和现代设计方法等知识的高度综合交叉。 机械制造业是工业自动化的重点,机械设计制造及其自动化专业是本科院校常设的主要专业,其培养的学生毕业后相当一部分将直接面向工厂、面向车间、面向机械工程应用与设计的现代化主战场。机械工程领域的技术复杂性和涉及知识的交叉性,使得市场需求对未来就业者的知识结构、综合素质能力提出了更高要求,制造业对具有厚机械基础、宽专业口径,同时实践能力和适应能力强的复合型人才的需求很大,这给我们的教学工作带来了严峻的挑战和切实的机遇。 2 国内外高校机械工程类专业课程设置及其教学现状 基于机械工程类专业平台,能灵活应对该领域技术复杂性和涉及知识交叉性的人才培养模式及教学体系,国内相关专门研究及实践均较少。国外在这方面的研究目前主要有美国大学提出的“本科整体知识观”,其强调大学课程的完整性,各课程之间应构成一个相互关联的统一知识体系,使本科教育内容尽可能系统、连贯并形成一个整体,并正成为美国21世纪大学教学改革的发展趋向。日本机械类课程比较注重应用性和广泛性,着眼于与实际工程应用和工程设计的联系,扩大机械相关知识的学习。德国的工科类高校则比较注重理论课程与实践教学的衔接,注重对复合型人才的培养。这些都是值得我们借鉴的经验。国内,吉林大学针对会计学专业课程进行过知识交叉性的研究。 国内高校机械工程类专业的人才培养方案,基本都按照“厚基础,宽口径,注重实践环节”的原则设置,不可避免地出现理论课程压缩的问题,又进一步限制了学生学习和发展的空间。因此,培养适应社会需求的复合型机械人才,建立合理的专业知识培养框架知识体系,更重要是培养学生的自学能力,在实践中能灵活分析和解决问题,从而将高等教育的阶段性教育转化为终身教育,是目前国内高校亟需研究的问题,也是国外机械工程类高等教育研究的热点。 机械工程类人才培养模式一般采用基础课、专业基础课和专业课构成的三段式框架,基于这一框架,由主干课构成机械类人才培养的主要知识系统,由其他课程构成关联知识系统和辅助知识系统。通过近几年来调研国内外众多高校的机械类专业人才培养方案及其教学现状发现,目前在机械类专业人才培养体系的课程设置及教学过程中,主要存在以下问题: (1)相同的知识和内容,在诸多门课程中重复出现和重复讲解的现象,即各专业课程间存在知识的交叉与渗透问题。各课程教学体系在知识的呈现和表述上各自为政,出现“你唱你的,我说我的”步调不一致现象,教学的广度和深度取决于教师对教学大纲、课程的理解和对学生的了解,而不是来自社会对人才的需求。这样一来,在其他专业课或专业基础课中已经讲授过的知识和内容,在教学中重复出现,不仅浪费了教学资源、教学时间和教师的劳动,同时也收不到应有的教学效果。特别是在中、后期的教学实践中,专业课程间的交叉与渗透出现的频率更高。 (2)不合理的课程交叉点设置打断了完整的“教”与“学”的链条。具有先后知识衔接关系的课程可能同时进行甚至错位安置,使得本应实现的拓宽同期课程学习、印证前期课程学习、为后续课程打下教学衔接基础的完整教学链条被打断,学生难以建立完整系统的专业知识体系。尤其在工科教学中尤为重要的实验教学环节,在一些高校纷纷实施的“开放型实验”模式教学改革过程中,对培养创新能力和实践能力,并对理论课程进行验证学习的实验环节与理论学习环节存在着更为严重的脱节现象。 (3)各课程独成体系,缺乏连接能力,课程与课程之间的衔接存在诸多知识“孤岛”,不能使学生建立完整的机械工程知识体系,进入社会后适应能力差。忽视课程之间的衔接关系,各自为政的教学模式使得有些知识支离破碎、关联松散,学生的整体知识体系构建过程受到影响,掌握的知识具有片面性。学生毕业进入企业后,由于遇到的实际工程问题通常是隐性的,无法再像课堂学习一样,根据已知条件和固有步骤就可得到答案,加上新的科学技术成果大量应用于生产实际,设备的复杂性和涉及知识的交叉性大大提高,知识“孤岛”缺乏连接,导致学生“只见树木,不见森林”,难以应对在将来工作中出现的新问题,适应力差。这也是美国一些高校失败的教训,我们应当注意。 3 实施机械工程系列核心课程交叉渗透研究需注意的问题 (1)工业自动化集成综合发展形势下,机械工程人才培养模式、课程体系与社会对人才需求之间的关联关系与契合程度。机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标为具有宽厚的现代机械工程及自动化理论基础和较强的工程意识、实践能力及创新精神,能在机械工程及自动化领域从事设计、制造、技术开发、科学研究、生产组织和管理等方面工作的高素质应用型高级专门人才。视野开阔、具有灵活应对机械工程领域复杂技术和涉及交叉知识的能力、社会适应性强的专业人才才能适应工业自动化的集成综合发展。机械类专业的人才培养方案及课程体系,就必须具有完整性和连贯性,注重学生知识结构的平衡,建立起结构紧密、整合的本科课程体系。 (2)探索可行的教改模式,机械工程系列核心课程间的交叉渗透,促成知识和技能的灵活迁移与紧密联系。在现有各课程体系各自为政的情况下,研究如何创设一种类似于学术(或科研)研究的情景,协调机械工程系列核心课程的交叉与渗透,在教学中加以引导,推陈出新、举一反三,促使学生在学习的过程中加强知识与技能的迁移和练习,培养学生自主独立地发现问题,运用实验、操作、搜集与处理信息等探索活动,达到知识、技能、态度的发展,特别是探索精神和创新能力发展。 (3)基于机械工程系列核心课程交叉渗透平台下各课程的具体教学体系、知识体系、教材体系、实验体系,研究各课程具体的教学广度与深度。需注意机械工程领域知识复杂性与交叉性背景下,人才培养方案的适应性修订或调整;解决专业平台下课程之间的知识交叉渗透问题的同时,需注意衔接课程教学的深度与广度问题。 同时,需注意在教学过程中,创设一种类似于学术(或科研)研究的情景,利用机械设计制造及其自动化专业核心课程的交叉渗透,增强学生对其他课程乃至整个专业知识体系的关注度和信赖感,培养其大机械工程的视野和主动学习能力。 4 总结 通过研究机械工程系列核心课程的交叉衔接关系,可完善机械设计制造及其自动化专业核心课程群逻辑上的一致性与连贯性,消除现有教学体制下课程间的重复或“孤岛”。同时,帮助学生建立机械设计制造及其自动化专业整体知识体系,使其面对机械工程领域实际问题能融会贯通、相互促进、多角度思考以及综合判断,提高他们的竞争能力和生存能力,变阶段性教育为终身教育。 工程系列论文:结构工程系列课程的综合改革与整合实践 【摘要】本文提出把结构工程系列课题的专业课设计部分,以一个整体方案将各分支连接起来,然后进行整合,使其达到系统化的教学目的,从而明确学习理论知识的目的,提高专业设计的质量,培养学生的综合能力。 【关键词】结构工程 综合改革 整合实践 本科教学中的理论部分都是多年延续的知识,学生在学习的过程中不知道如何将书本上的知识合理的应用到现代建筑结构中,因此,多数毕业生反映工作后还要重新学习,导致学生学习兴趣差,理论学习不扎实[1];同时设计和施工部门也反映学生在实践和理论的结合方面领悟性差,培养起来时间长。因此,本文对结构工程的系列专业课进行了综合改革与整合实践的初探,希望使毕业生能够尽快进入实战的工作环境中,达到入手快、实践能力强的目的。 1. 结构工程设计类课程现状分析 (1)学生从大学一年级和二年级进行基础课的学习,从大学三年级开始进行专业课学习,结构工程设计类专业课安排见图1,专业理论课和设计课彼此独立 [2]。而进行一个具体结构工程其包含的设计理论知识是多方面的,首先甲方下达设计任务,建筑和结构设计人员按照场地情况(水文地质条件、周边环境等)和设计要求,初步确定建筑方案和结构选型,方案通过后进行建筑设计,然后由结构设计人员开始结构设计。内容主要包括荷载计算――构件主要内力计算――梁、板、柱等主要结构构件的选择和计算――节点、附属构件、围护结构的构造和计算――基础的设计和构造。 (2)一个结构工程设计中所涉及到的专业课有:房屋建筑学、结构选型、结构力学、钢筋混凝土、基础工程、土力学、土质工程学等各门专业课程,在一个工程中各环节彼此衔接的非常紧密合理。而在教学任务中则拆开授课,各自完成独自的教学任务,学生学完专业课后,所掌握的专业知识是孤立的,缺少完整性。 (3)以钢筋混凝土结构为例,见图2,理论部分讲解的是在各种受力状态下,钢筋混凝土结构的计算方法,包括各种主要构件的计算;设计部分讲解的是在各种结构体系中主要构件梁、板、柱以及剪力墙等部件的计算。授课方式也仍然是基础课的教学方式,学生通过学习也只是了解混凝土结构构件怎么设计计算。当在实际工程中,遇到各部件的衔接部分时,就不知道如何下手。因此,这样的传统教学模式(各门专业课课程内容相对独立),导致了理论与实践的严重脱节。 2. 结构工程专业课程整改措施 在现有理论教材和课时的基础上进行整合,合理的布局,进行整合优化现有课程,使学生学习达到事半功倍的效果。 2.1课程改革与整合。 (1)从大一到大三的基础课内容和授课方式保持传统授课模式,需要学生牢固的掌握专业基础知识,从大四开始,进行专业设计部分,首先,教师通过基础课对学生的了解选择由浅入深的设计方案,再根据设计方案选择需要的教师,不要采用一个方案一个老师讲到底的传统教学方式,这样教师各自发挥各自的长处,同时与现代结构形式相联系。但是需要教师之间彼此沟通,集体备课,共同讲解一个设计方案的整个设计过程,防止知识的漏讲和重复讲解,每个教师在讲解每个阶段的设计时,要尽量让学生联想专业基础部分的知识。这种授课方式是设计任务不变,设计人员不变(即学生),而老师在变,每个设计阶段都是由对该设计方法最为熟悉的教师去讲解,充分保证教学质量。 (2)设计内容不再是纯粹的砌体设计、钢结构设计或混凝土设计,按照设计院的要求布置任务,模拟真实的设计工作流程,按照工程招标要求和工程地质条件,进行结构选型以确定合理的结构形式,结构形式的确定要突破传统的结构体系,与当代建筑的发展需求相结合,由此得到的结构设计方案可能不再拘泥于一种材料,可能是:钢材、混凝土或砌体,或者是某两种或三种材料的结合,根据教师的教学领域选择不同的专业教师进行深入讲解。在整个专业课设计过程中,学生随着教师的讲解,需要进行一榀框架的手算和整体结构的电算,将结构从基础到主体部分的设计全部完成。 2.2整改方案的优势。 (1)学生尽快进入实战状态按照设计流程进行教学。 (2)教学质量容易保证,因为每个环节都由最熟悉该部分的教师讲解。 (3)避免教师讲授的永远是自己熟悉的方案,讲来讲去十几年不变,严重与社会脱节,对学生的发展不利于。 (4)增加学生的学习兴趣,由于明确了学习目标,增强了学生学习的兴奋点,学生对下一设计环节充满期盼。 3. 结束语 结构工程设计类课程是结构工程学科专业基础课的总结,具有非常重要的作用,是学生进入工作岗位之前的专业准备阶段。对于这一重要的教学阶段,教师应很好的运用,真正要学生从理论升华到实践,培养出更有特色的学生,使其更能适应建筑业的快速发展。 工程系列论文:“公路工程系列课程”国家级教学团队建设 【摘 要】教学团队的建设是“质量工程”的主要内容之一。文章对长安大学公路工程系列课程国家级教学团队的设置特色与建设发展进行了归纳和总结,阐述了团队在公路工程系列教材与教学队伍方面的建设内容与成果和教学改革措施,以及在全国范围内应用推广教学成果的情况。 【关键词】公路工程 系列课程 国家级教学团队 基金项目:“公路工程系列课程”国家级教学团队建设项目(2009)资助。 教育部要求,各地、各高校要通过国家级教学团队的建设,改革教学内容和方法,开发教学资源,促进教学研讨和经验交流,推进教学工作的传、帮、带和老中青相结合,提高中青年教师的教学水平;探索教学团队在组织架构、运行机制、监督约束机制等方面的运行模式,为兄弟院校培训教师提供可推广、借鉴的示范性经验。 根据公路工程课程的特点,针对教学中存在的问题,本课程教师队伍在教学方法、课程内容、教材编写和实践教学改革上进行了大量的探索与实践,取得了显著成效,《路基路面工程》与《道路建筑材料》分别于2008年和2010年被评为国家级精品课程。 教学团队的建设是“质量工程”的主要内容之一,是精品课程的支撑者和执行者,是保证课程教学质量的关键因素[1]。 团队概况 长安大学道路与铁道工程学科经过五十年的建设与发展,已成为我国公路交通科学研究和高层次人才培养的重要基地。1981年以来先后取得硕士、博士学位授予权,1999年建立了博士后流动站,2000年获准设立长江学者奖励计划特聘教授岗位,2002年被教育部批准为国家重点学科,拥有特殊地区公路工程教育部重点实验室和道路结构与材料交通行业重点实验室,“道路桥梁与渡河工程专业”被评为国家级特色专业和陕西省名牌专业,“土木工程实验中心”为省级教学实验中心。 在本学科发展过程中,形成了一支面向道路桥梁与渡河工程专业及相关专业的本科生,讲授由公路工程专业基础课和专业课构成的课程群,教师的政治素质好、业务水平高、职称年龄结构合理、治学严谨、专业配套且稳定的“公路工程系列课程教学团队”。团队中现有教师7人,其中教授6人、副教授1人,博士生导师5人,6人具有博士学位。教学团队中包括省级教学名师、国家新世纪“百千万”人才、教育部新世纪优秀人才、交通部优秀青年骨干教师等优秀人才。团队带头人是著名的公路专家、“新世纪百千万人才工程国家级人选”、“陕西省优秀留学回国人员”和“教育部优秀青年教师”。 团队建设 1.教学队伍建设 (1)现在教学队伍情况。团队建设需要成员具有优秀的教师风范。团队成员具有良好的教师风范不仅为学科建设作出突出贡献,也为全校师生树立榜样,发挥引领和示范作用[2]。配置好团队成员是建设和培育高水平教学团队的基础[3]。 团队中现有教师7人,其中教授6人、副教授1人,博士生导师5人,6人具有博士学位。本团队以公路工程本科专业系列课程建设为平台,经过长期的教学科研积累和改革实践,形成了学历层次高、年龄结构合理、教学质量好、学术水平高、团结协作、富于创新的团队特色。 (2)培养青年教师,接受教师进修工作。 ①为使青年教师尽快提高教学水平,对青年教师培养实行导师制,由教学经验丰富的教师作为指导教师,言传身教,在各个教学环节指导青年教师适应教学要求,从课堂助课、批改作业、参与课程设计等环节参与教学实践,培养青年教师认真扎实的敬业精神和教学方法。 ②定期组织讲课观摩、经验交流等活动帮助青年教师成长,定期开展教学内容和方法的研讨活动,培养青年教师树立热爱学生、热爱教学、热爱教育事业的思想。 ③有计划地安排青年教师进入同济大学、美国弗吉尼亚理工大学等国内外著名大学深造和进修。 ④鼓励并带动中青年教师参加各类科研课题,特别是积极鼓励中青年教师指导和参与学生的课外实践活动,所指导的学生多次在全国竞赛中获奖,其中获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖1项和三等奖4项,还获得过“挑战杯”创业计划竞赛、第二届全国大学生交通科技大赛、全国大学生数学建模竞赛以及全国大学生电子设计竞赛等奖励。 ⑤在加强对团队内青年教师培养的同时,本团队还指导来自福州大学、重庆交通大学、兰州理工大学、西安建筑科技大学等多所兄弟院校的青年教师在职攻读博士学位,收到了良好的效果和派出学校的好评。 2.教材建设 公路工程是实践性很强的专业,随着工程技术的发展,尤其是我国近年来公路基础设施建设的快速发展,新技术、新工艺、新材料不断涌现,教学内容的更新和教材建设必须适应新的形势。 本教学团队注重教材建设,编写了8部本科生教材,其中《路基路面工程》与《道路勘测设计》2部为国家“十一五”规划教材,2部为面向21世纪教材,3部获得了省部级优秀教材奖。道路承担教改项目10余项,获得省级奖励5项和软件著作权多项。《路基路面工程》与《道路建筑材料》被评为国家级精品课程,《基础工程》被评为省级精品课程。 3.教学改革措施 (1)改进教学方法。为进一步提高教学效果,学校投入大量资金用于多媒体课程的建设。本团队积极组织教师制作多媒体教学课件,通过电子邮件或网络答疑等方式探索与实践网络教学,积极改进教学方法和手段,极大地提高了学生学习的主动性和积极性。 采用启发式教学方法,重视实验和实践,注重学生创新精神的培养,所指导的学生多次在全国竞赛中获奖,其中获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖1项和三等奖4项,还获得过“挑战杯”创业计划竞赛、第二届全国大学生交通科技大赛、全国大学生数学建模竞赛以及全国大学生电子设计竞赛等奖励。 (2)改进教学内容,修订教学大纲。在教学中注意教学重点与专业发展需求相结合,根据专业技术的国内外发展动向和新的行业标准规范的修订,结合教师科研与生产活动中的研究成果与工程经验,及时更新教学内容,保持教学内容的前瞻性,拓展学生的专业视野,增强学生的工作适应能力。 根据调整的教学内容和新编写的教时完成若干示范工程和培育创新研究基地用于教学。 本教学团队利用充足的科研经费自行开发或购置了相关实验设备,在进行科学实验的同时,分批组织学生进行参观,拓宽了学生的眼界,提高了其分析问题与解决问题的能力。 在科研工作中,有意识地给部分本科学生提供参与科研活动的锻炼机会,以培养其动手能力与创新能力。本团队教师指导的学生的科技创新作品《高性能化学构网改性桥面防水材料》获“挑战杯”全国二等奖,《基于废橡胶微波处理的以废治废型沥青路面再生剂》“获挑战杯”全国三等奖,《AMF-I型沥青路面磨光仪的研发及室内评价体系的建立》获全国第二届交通科技大赛三等奖。 本团队平均每学期举办学术报告与讲座3-4次,结合最新的科研成果,进行广泛地学术交流,极大地开阔了学生的视野。 应用推广情况 团队经过多年建设取得了丰硕的成果。本团队主持的教改项目的研究成果现已广泛应用于教学管理与本科人才培养之中。本团队进行的教学内容、教材建设、教学大纲等方面的教改成果已经在本专业的教学过程中得到贯彻。根据《道路桥梁与渡河工程专业人才培养模式及教学内容的研究与实践》的研究成果,按照我国目前公路建设大发展对人才知识结构的需求,调整了公路工程专业本科生课程体系和学时分配比例,一方面加强了学生的实习实践环节,另一方面增加了专业选修课的门类,不仅增强了学生的动手能力,还拓展了学生的知识面,增加了学生对毕业后工作的适应性,满足了公路大发展对专业人才的需求。 在公路工程专业的课程设置中,测量实习、道路勘测课程设计、勘测实习和道路勘测毕业设计是四个主要的实践性教学环节。以前由于受实习场地(校园)、仪器及经费的限制,测量实习和道路勘测设计生产实习只能采用传统的仪器和方法,这非但不能使学生得到全面的技术训练,也不利于学生对先进测设仪器和方法的掌握。自《公路勘测实习基地生产实习教学改革与实践》教改项目完成以来,加强了学生的教学实践环节,提高了学生的动手实践能力及独立从事测设工作的能力。与此同时,注重测量实习、勘测实习与道路勘测课程设计、道路勘测毕业设计之间的有机联系,加深了学生对实践教学内容的理解,提高了学生的实践效果。目前学校太白公路勘测实习基地在国内已颇具影响,不仅满足了本校公路专业学生实习的需要,而且多次接受本校土木大类专业和西安建筑科技大学、西北工业大学等学校的学生前来实习。 目前本团队教学研究成果不仅在本校的专业教学中取得了良好的效果,而且这些教学方法和教学内容,尤其是所编写的教材和制订的教学大纲也为国内多所高校的同类专业所采用和借鉴,对国内其他高校同类专业的课程建设起到了促进作用。 作者单位:长安大学公路学院 陕西西安 工程系列论文:浅谈交通土建工程系列特种新材料的性能与应用 摘要:由于我国有着极为广阔的幅员面积,无论是从地理因素、从地质因素、还是从气候环境因素的角度上来说,都有着较大的变化。为了能够确保各类环境条件下,交通土建工程建设项目质量的安全与可靠,就需要积极展开对各类特种材料的研发与应用,以适应不同环境对于建筑结构提出的挑战。本文以交通土建工程为切入点,对近年来交通土建工程施工领域所涉及到的新材料性能以及新材料的应用要点展开了较为详细的分析与探讨,希望能够通过对上述各类材料的综合应用,达到提高交通土建工程项目整体施工质量的目的。 关键词:交通土建工程;特种材料;性能;应用 交通土建工程的主要构成项目包括以下几个方面:1)公路建设工程项目;2)铁路建设工程项目;3)机场建设工程项目;4)海港码头建设工程项目。在上述各类工程项目施工作业的实施过程当中,受到环境、气候等多个方面因素的影响,施工难度会相对比较大。以我国西部地区广泛存在的盐湖区以及盐碱地而言,由于地下水当中存在有大量的硫酸盐以及硫酸成分,使用常规混凝土材料下可能会受到硫酸的侵蚀影响,对此区域内的建筑物使用寿命产生极为不良的影响。同时,在隧道等项目施工作业的实施过程当中,所穿越山体结构当中含有大量的煤层,煤层中的瓦斯浓度较高,常规内衬混凝土施工下的气密性无法满足其施工要求,存在一定的安全性隐患。为此,展开对特种新材料的研发,并将其作用于交通土建工程施工领域,具有极为重大的现实意义与价值。本文即围绕此问题展开详细分析与探讨。 1 超早强混凝土快速抢修材料性能与应用 超早强混凝土快速抢修材料首先应用于对军用机场跑道在受到敌方攻击的情况下需要进行的紧急性修复工作当中。超早强混凝土快速抢修材料是一种建立在特种超早强剂渗入干预状态下的水泥基复合材料。按照流动性的不同,可以划分为两种类型:1)超早强混凝土快速抢修材料。此类材料的流动性取值在30.0~50.0 mm范围之内;7d抗压强度高于80.0 MPa,28d抗压强度高于90.0 MPa;7d抗析强度高于10.0 MPa,28d抗析强度高于12.0 MPa;7d限制膨胀率为0.03 %,28d限制膨胀率为0.04 %;2)高流态型混凝土快速抢修材料。此类材料的流动性取值为260.0 mm;7d抗压强度高于60.0 MPa,28d抗压强度高于80.0 MPa;7d抗析强度高于5.0 MPa,28d抗析强度高于7.0 MPa;7d限制膨胀率为0.04 %,28d限制膨胀率为0.04 %,无明显变化。 超早强混凝土快速抢修材料的技术性能优势体现在以下几个方面:1)材料凝结硬化速度较快,支持在3.0~60.0 min时间范围内实现材料的终凝反应;2)早期强度发展速度较快,7d时间内的抗压强度、抗析强度数值能够迅速提升;3)超早强混凝土快速抢修材料具有一定的膨胀性特点,无收缩,同时具有较高的材料粘结强度;4)此类材料对于酸碱、高盐侵蚀环境具有良好的抵抗性,耐久性优势突出,抗冻等级高,不会对钢筋材料产生锈蚀作用。 超早强混凝土快速抢修材料的应用价值则表现在:对于超早强混凝土快速抢修材料而言,可将其作用于对道路混凝土材料的紧急快速抢修工作当中,路面修复完成后45.0 min内即可投入使用,具有相当快的恢复功效;而对于高流态型混凝土快速抢修材料而言,当前主要将其作用于对复杂环境与结构条件下,混凝土的灌注作业当中。道路抢修完成后10.0 min内可以承受重载货车碾压,对道路交通通行不会产生明显影响。 2 抗腐蚀混凝土泵送剂材料性能与应用 对于我国西部地区广泛存在的盐碱地、盐湖区而言,地下水当中往往含有大量的硫酸盐、以及硫酸成分。使得在以上区域内所形成的建筑物混凝土材料无法避免受硫酸的侵蚀作用、同时,由于我国当前所生产的抗硫酸盐水泥原材具有成本高、效果差的特点,始终无法从广泛意义上替代常规混凝土在工程中应用。而对于抗腐蚀混凝土泵送剂材料而言,由于将此类材料渗入常规普通水泥后可发挥良好的反应,对于当前的抗硫酸盐水泥原材具有良好的取代价值。值得在盐碱地、盐湖区有关交通土建工程的建设作业中加以广泛应用。 抗腐蚀混凝土泵送剂材料的性能优势体现在以下几个方面:1)在抗腐蚀混凝土泵送剂材料的干预作用下,所配置形成的混凝土抗蚀系数达到0.9 以上;2)抗腐蚀混凝土泵送剂材料满足我国当前有关行业标准《混凝土外加剂》(GB8076-2008)中对于混凝土泵送剂材料一等品的划分标准,对酸碱、高盐侵蚀环境具有良好的抵抗性,可提高混凝土使用寿命。 抗腐蚀混凝土泵送剂材料的应用价值则表现在:以隧道工程为主要作用区域,可以解决超强侵蚀性地下水环境当中,混凝土材料抗腐蚀方面的问题。大量隧道工程内衬混凝土抗蚀系数监测结果显示:在该材料作用下的实测强度可达到35.0 MPa以上,满足设计要求。 3 高压灌注堵漏材料性能与应用 在地铁工程、隧道工程等项目施工作业的开挖阶段当中,针对所涉及到的地下压力水围岩,需要通过灌注堵漏的方式,对此类质量问题加以可靠的解决。同时,针对已投入使用的大量地下工程而言,受到环境侵蚀以及使用年限等因素的影响,也不可避免的存在开裂、以及渗漏等方面的问题。而高压灌注堵漏材料无疑在此类工程灌注堵漏中具有深远的意义。 高压灌注堵漏材料的性能优势体现在以下几个方面:1)高压灌注堵漏材料遇水后会呈现出一定的发泡趋势,能够在较短时间内达到制止结构性渗漏水问题的目的,且可渗入直径在0.02 mm以内的发丝性裂缝当中,堵漏效果良好;2)在高压灌注机的压力干预作用之下,高压灌注堵漏材料能够通过止水针头渗入墙壁裂缝当中,并具有面向四周进行扩散的优势,能够实现大面积的灌注堵漏目的。 高压灌注堵漏材料的应用价值则表现在:可作用于对下工程开挖面岩缝渗水的灌注堵漏,以及隧道、地下室、大坝、屋面等各种已建混凝土工程的灌缝堵漏工作当中。在此基础之上,还可将此类材料应用于对地基的加固、以及护坡工作当中。 4 结束语 受到技术投入、设备投入等方面因素的影响,我国大量的已建交通土建工程项目的质量相对较低。加之环境、自然灾害、以及突发情况等因素的影响,往往会对交通土建工程运输作业的开展产生极为不良的影响。特别是针对如本文所提到的公路、铁路、机场、海港码头工程项目而言,一旦出现结构失稳等方面的质量问题,就需要及时对其进行修复,避免产生更加严重的后果。因此,就需要结合交通土建工程施工的实际需求,展开对特种材料的研究与开发,并将其作用于实践。总而言之,本文针对当前具有较大发展潜力的几类特种材料展开研究,总结了特种材料的性能优势以及应用要点,望能够引起各方人员的特别关注与重视。
1混凝土质量检测的内容和方法 在水利工程的施工质量要求中,对整体的建筑抗压性和结构的稳定性能的要求是很高的,因为混凝土的整体结构和稳定性使得现在的一些大工程在施工时,都会选择混凝土作为基础的建筑材料,混凝土本身在制作的过程中受人为的因素干扰比较大,因为它是一种人工合成材料。基于混凝土的质量会不受控制的情况,而水利施工又是关乎着国家大计和人民生活的重要工程,所以在混凝土的施工过程中,利用混凝土的检测试验对混凝土进行质量检测和整体控制变得尤为重要。在混凝土质量检测时主要分为两方面的内容,一方面是对混凝土的成品的质量进行基本检测,看一看混凝土的抗压性能,受钢筋腐蚀后的耐腐蚀程度和紧实程度。另一方面是对混凝土制作的原材料进行检测,看看是否符合整体的需求标准。在混凝土的质量要求中,最重要的就是混凝土的抗压性,因为混凝土是建筑中的主体材料,在建设过程中还要受建筑本身的重量压迫和横风的影响,所以对成品的整体抗压性能要着重要求。在建筑水利枢纽这种大工程里,在水坝的建筑中选择使用混凝土不仅要承受水坝的自身的重量,还要在承受几十米的水位落差形成的压力,这种重量承受能力可想而知有多大,所以在水利工程的建筑中,对混凝土的整体质量要求是很高的。在检测混凝土抗压性能好不好的时候,可使用的方法有很多。我们最常用到的就是回弹法,这种利用混凝土的表面弹性对混凝土进行抗压性能的检测换算,这种操做起来简单而且成本低,但是精确度就不是太高。相比精确度来说,精确度做高的检验方式就是钻芯法,主要操作是在混凝土的表面钻取混凝土的芯,从而对混凝土内部的整体抗压性能进行检测研究,这样获得到的混凝土的抗压性能准确率是很高的,但是也有一些负面的影响,就是会破坏建筑物的整体结构。因为混凝土是人为加工的,所以即便混凝土是一种很好的建筑材料,但是在具体的施工过程中,还是会出现结构不稳定。钢性程度过强的状况,为了解决这个问题,增强混凝土的整体结构强度,在使用混凝土的时候一般都和钢筋一起使用。在对混凝土进行强度检测的时候,往往对混凝土中间中间穿插的钢筋结构的锈蚀程度也进行一些检测。在现在检测中,经常使用的方法就是半电池电位检测法来检测钢筋腐蚀的情况。利用铜线把处于混凝土中的钢筋结构与锈蚀测定的仪器链接在一起,利用不同介质中,电压产生的变化情况,来判断刚进的结构情况和整体的锈蚀程度。在混凝土中密实度也是会直接的影响混凝土建筑结构强度和自身承受能力的一个主要因素,特别是在很多大型的建筑施工过程中,建筑本身就存在着很大的体积重量,这时候要是建筑底部的混凝土结构密实度达不到建筑要求,就会给建筑的内部结构造成重大影响,使建筑底部的结构变得松化甚至是瓦解。现在对于混凝土的密实度的测量中,经常被采用的方法是弹性波测试方法,这种声波的测试方法,使用声波在介质中传播时,只有均匀介质中才会产生直线传播的物理原理。在检测中,一旦出现了裂缝或者空洞的结构变形情况时,声波会因为介质的不均匀形成漫射,就可以根据不同声波的变化情况检测到具体问题。通过声波的频率和波段的变化,更好的了解混凝土的紧密程度。 2混凝土质量控制的目标和内容 要想确保使用在建筑工程中的混凝土各项质量指标都达到工程的施工标准,在混凝土的生产和使用过程中确保质量目标的实现,严把每一个施工环节,做到工程的全程监管和检验,从混凝土生产到运输,最后投入工程使用,各个环节都不能放松。在对混凝土的生产环节监管的时候,要密切注意生产过程中原材料的质量,混凝土是用很多材料进行比例混合搅拌的主要的原材料就是水泥、粉煤灰、骨料,所以要对这几种材料进行严格的把控监管。在混凝土比例调配中,因为都是人为的操作,所以对混凝土中的材料配合比例的影响比较大。材料的比例出现偏差的时候,也就影响了混凝土的整体强度,因此给主要材料的混合搭配比例是很重要的。为了解决这个问题,在施工之前就要对建筑单位的结构和需要的混凝土结构强度进行了解,然后配比好适合工程强度的搭配比例,在以后的配比中,严格按照这个比例进行整体的质量生产。在生产过程中,为了更好的达到使用标准,也要相应的实行监管检验制度,如果出现了问题,将具体问题落实到具体的负责人身上,以此来保证人员的责任达到标准。保证在施工中混凝土的生产质量符合工程用料标准。在混凝土生产过程里,很容易出现一些机械问题引起的生产故障,不仅耽误进程,还会影响混凝土的生产质量,给整个工程的施工带来严重的质量影响。因此在混凝土的整体生产过程中要时刻关注混凝土生产机械的工作情况,机械的故障问题会导致生产的缓慢,故障发生的时间长了会延误到整个工期,影响工程的正常进度。混凝土完成了整体的生产后,为了更好的控制质量,要对混凝土成品进行检测,检查各项的材料对比含量,检查混凝土在硬结后的结构强度和整体抗压性、密实度是否符合要求标准,做到每一道工序都严格到位,为混凝土的出品把好做后一道工序。 3混凝土生产质量的控制方法 在水利建筑工程施工中,由于工程量巨大,会需要很多的施工工人,在众多的工人中,我们一定要严把工人的职业素养和专业技能的掌握情况。在招工中,注意工人的职业技能,在是施工中注意培养混凝土的生产人员,做好人员安全防范意识的培养,提高工人技术技能,从而提高混凝土的生产质量。在原材料的选择上,要严格把控原材料的质量问题,只有原材料质量过关,才能保证整体施工的过程安全有效,保证整个水利工程以主要材料的安全使用。没有好材料是建筑不出来好的工程的。在原材料的选择上,积极了解周围市场,选择性价比高的原材料,不仅提升质量,还能为工程节约成本。严格把控原材料从采购到检测再到运输的这几个工序,做到把控到位,控制整体的材料来源和施工。在建筑工程施工的过程中,尤其水皮工程这种大工程的施工现场,会有很多的大型设备,在建筑施工前要对设备的整体性能进行检测,确保设备在施工中能保持做良好的状态,减少因设备故障引起的工期问题,在使用中,尽量使用性能好,质量好的设备,保证混凝土的质量。 4总结 综上所述,是本文对水利工程中混凝土检测试验及其质量控制措施展开的研究和讨论,本文从混凝土质量检测的内容和方法为入手点,进而研究混凝土质量控制的目标和内容,通过研究讨论总结了控制混凝土质量的方法。在水利工程这样的重大工程施工过程中,一定要保证整体工程的施工质量,最基本的混凝土的质量会更加是关键,因此要运用科学的方法积极的采取措施,保证工程高质量严要求的完成。
1概述 一次性机械设备和零件相较于传统机械设备零件,其最大的特点是使用寿命短,但其材质较轻、体系较小。一次性机械设备在军事活动中(例如火箭和导弹等消耗性、一次性、瞬间性产品)应用十分广泛。一次性机械设备虽然寿命短,但其质量要求并不能降低,反而由于应用于军工等环境的特点,其质量要求往往更严格。一次性机械是机械设计、机械制造和机械自动化专业学科中较为重要的部分之一,也是依靠融合高科技技术的产业。 2一次性机械设计的特点 2.1一次性机械化设计的多元化。随着我国科学技术水平的不断进步和市场经济的不断发展,机械设计产品、设备和零件已经融入了各行各业,并成为人们生活、工业生产和军工活动不可缺少的元素。一次性机械的设计也在各种高尖端机械设计制造中得以广泛应用。针对一次性机械在各行各业中的大规模应用,其设计方式具有独特的多元化。例如在伺服电机设备、火炮控制系统、医疗微创手术技术等方面均有发展空间。 2.2一次性机械设计的稳定化。凭借大量的资料显示一次性机械设备在实际科技生活中的应用,其发展速度远远快于普通的机械设备,追根究底就是采用正常的机械设备设计模式,在很多地方并不能最大化的压缩工业生产的所需成本,起到优化设计确保机械承载能力的预期效果,而采用一次性机械设备的话其内部结构的稳定性则大大增强。 2.3一次性机械设计的性能优势。一次性机械设计虽然在使用寿命上和磨损度上不占优势,但其在短时间内的机械强度、机械精度和机械性能保持度均可超过传统机械器件的性能,在前期、短期的工作过程中展现的优势十分明显,十分切合我国工业高速发展的背景。 3一次性机械设计的应用 3.1一次性机械设计应用前模型的建立与测算。在设计一次性机械设备或零件前,必须精确建立应用数学模型,以达到设计要求。在电动方面的一次性设备结构的设计上,要确保电动机械整体结构的科学性,全面升级设备的设计实力,用科学理论化的手段给予机械设备设计方案的合理性。例如在锥齿轮儿类设备的设计开展时,就要特别注意在材料上进行调制处理,凭借正火处理的方法,针对可能影响齿轮失效的问题进行排查处理,从传统的设计模式中总结经验,就以往的齿轮疲劳导致的老式机械问题进行特别的设计,建立齿轮接触面强度计算模型,采取高强度的计算模式,加大材料接触强度对比。 3.2一次性机械设计应用前的性能测试。当一次性机械设备的设计方案确定后,接下来要进行机械设备的实际性能测试。在测试过程中,必须尽量贴近设备实际运行环境,例如电机机械设备中,对设备最大负荷的测试,是其减速器装置是否满足设计要求的保证。一次性机械设备在测试中必须不断进行有效完善,对设备研究和改善做到精益求精。 4一次性机械设计的使用条件 4.1多方面影响因素的排除。一次性机械设备的设计过程中,其影响因素较多,必须一一进行克服与回避,才能提高一次性机械设计的质量。首先在一次性机械设计的过程中将操作人员的行为因素作为重点,由于在设计与操作过程中,操作人员的素质、经验以及能力均布相同,因此必须对操作人员的综合能力进行有效划分和分析,提高操作人员团队的素质素养,是保障一次性机械设计产品质量的关键。其次是根据设备的使用量、运行量及使用频率、生产大环境相关参数进行合理分析,在一次性机械设备的应用中,必须考虑其失效和磨损的可能性,以保证一次性机械设备的使用效率达到最高。除此之外,还要考虑设备的周期疲劳因素,以各种有效手段提升设备的强度和质量,从而更好适应当前时代下科技发展,建立科学、高效的一次性机械设计的体系。 4.2科学确保使用效益的最大化。在电动机对航天器的控制实践中,由于一次性机械设计在整体空间局限性的影响下,因此要参考长期设备使用的方式完成设计。在电机减速装置的实践中,应当结合实际背景开展设备的一次性机械设计,以发挥最大收益为设计目的。在电机运转设备的实践中,根据设计要求必须降低电机运转整个过程中的复杂程度,以实现降低传动机整体质量的要求,从而实现设备长时间稳定运行的目的。由此可见在一次性机械设计的时间中,必须对电机的转动效率进行合理的数学模型建立,并根据实际参数整合,调整电机转动参数,从而提升装置齿轮整体运行性能。 5结论 一次性机械设计,是提高相关设备综合性能的关键技术,在中国提出的“中国制造2025”的首个十年发展纲领下,一次性机械设计的应用,配合非标机械化设备、非标自动化设备和智能制造机电一体化设备,将为从传统制造向智能制造转变注入一剂强心剂,为工业化快速发展提供坚实的依靠。
机械制造论文:机械制造企业财务成本管理的论文 一、现状 我国众多机械化制造企业存在的一个普遍现象,都是一些大龄的职工工作,没有青年血液注入,整个企业的工作没有激情,生活没有活跃度。 二、现今机械制造企业存在的问题分析 机械制造企业的一个很明显的变化成本上由于财务管理没有及时更新本该可,导致产品成本居高不下,不能够得到良好的效益。虽然在现在社会改革开放的有力条件下,许多的企业进行了扩张和一个升级,但是对于机械制造的企业却是缺乏了应该有的活力,企业制度陈旧,管理方式单一,这些都导致了机械企业制造企业接近了发展的边缘。存在有以下的一些问题来具体分析一下。 (一)在资金的账目记录上存在严重问题 由于机械制造企业的管理不善,导致了招收的会计的工作技能不过关,不能够快速,有效的管理好企业中该有的账目,有的机械制造企业甚至存在着会计职位空缺的这一现象,管理制度不够,监督力度不够,都导致了企业的坏账,错账居多 (二)管理不切实际,投资没有规划 现在的机械制造企业的管理仍然存在于改革之前的一个作坊式的水平上,不能够有效地规划好发展企业本来拥有的资源,也不能有效的发展创新技术,提升企业的价值,仅仅是追求的是保守,没有能够跟随时代的发展,投资上没有专业的人士介入,盲目的投入资金引进一些没有实际应用的技术,导致了资金的浪费,甚至达到了入不敷出的困难地步。 (三)资金管理存在重大问题 资金是一个企业发展的动力能否合理的将现有的资金利益最大化,是每一个企业都应该考虑到问题,但是许多机械制造企业并没有思考过这个问题,没有注意到资金运转的处理不合理性也是资金缺乏的一个重要影响因素,企业知识盲目的追求的是制造大量的成品,却没有合理有效的利用现有的资金来投入,从而导致了企业的发展时刻得不到提升,让企业的运营难以维持。 (四)费用管理无计划 许多的企业中存在着一个普遍的公款吃喝的现象,虚度偶的管理人员并没有利用自身的才能发展企业,反而是借机公款消费。 (五)成本管理不合理 在企业采集购买原材料是没有一个明确的计划,导致不能够正确的,适当的购买到所需要的生产材料,导致了许多材料的多余的废弃问题,还存在着设备维护,物资处理等等多个方面的问题没有及时的解决。 三、解决机械制造企业财务成本问题的具体方法 (一)建立一个标准的成本制度 具体为三个方面:1.标准成本。标准成本就是要求在合理的准确的估算下,对所要花销的资金数额有一个大体的估计,这样一来可以有效的控制公款吃喝等问题,也能够为下一步资金的运作提供一个参考。2.成本差异及分析。只有具体分析成本的差异才能够更有效的合理选择成本的来源地,进一步的节约成本的开销。3.差异处理。成本和产品数量计划上总会有差异,所以要计算合格差异,具体控制这个差异的波动范围,实现产品的利益最大化生产。 (二)实现财务集中制管理 机械制造企业在财务管理上,一定要设立专门的机构来统一的进行统筹安排,实现整个企业的整体的财务集中制度。在财务的运作方面,一定要招聘专业合格的会计师来进行财务账目上的一个整理,而且得对他们进行一个思想的统一培训,不能懈怠,要拿出工作激情,对财务管理的各个部门要进行一个合理有效的分配,具体的工作分配到每一个具体的科室来处理完成,这样的机制可以有效的解决财务和企业的实际管理相互交错的一个复杂局面,能够有效的改善机械制造企业在财务管理上存在的问题。 (三)实行全面预算管理 之所以要解决这个全面预算的问题,那是因为它在企业管理中有着重大的实际意义,首先能够有效的减少公款贪污的现状发生,还能够具体明确的规划处各个部门的资金上限,可以极大程度上减少部门和部门之间的摩擦,这样一来能够增加企业员工的积极性,利于分工合作。那么如何做好这个呢?就需要建立一套切合实际的全面预算管理制度。设立相应的不蒙机构对这些财务上出现的问题进行具体的解决,专门负责编制、审定和组织等工作,子公司一定要在主公司的管理下,不能够子公司脱离管理。 (四)建立财务监督制度 我们可以借鉴一些国有企业的制度,来设立一个财务总监的岗位,从专人专职这个角度上来进行机械制造财务管理的升级,然后健全完善企业的每部分的财务监督制度。 四、结束语 在当今的社会发展的浪潮推动下,无论曾经企业有过多么辉煌的历史,机械化企业都需要面临的就是在企业财务上的一个改革,模式上的一个创新,资金使用的一个明确分配,只有这样,机械制造企业才能够继续向前发展,屹立于企业发展的浪端。 机械制造论文:绿色机械制造的论文 一、选择绿色材料 在我们的生活中不乏一些产品,或性能优质,或性能普通。但是在真正的生产制造过程中,过多地考虑到产品的性能和作用,然而却忽视了最重要的一点:其对环境的影响;同时也对所用材料的再回收利用没有过多地进行考究。所以常常避免不了在生产过程中或者使用后期造成对环境的巨大影响和资源浪费。所以,材料的选择方法和选用何种材料是一个重要的环节。理应选择对环境污染尽量少、利用率高的材料,避免对环境造成不必要的破坏。在选用何种材料的时候应该在尽量满足功能的条件下选择绿色环保材料。近年来环境污染的加剧使人们的环境保护意识有了很大的转变,所以应考虑可持续发展。 二、选择绿色设计模式 在绿色设计中,我们应考虑到如下几个问题:随着社会的不断进步和发展,各方面的功能完善是现今的主要市场需求,大家会选择同价位、高性比的产品,因而也就产生了只重视工艺,不注意产品的回收利用以及绿色性。所以绿色设计就是根源,为解决源头问题,应考虑所有的因素。因此,在绿色设计的过程中,我们也应该考虑到以下几个问题: (1)产品在进行设计的时候应该考虑尽量简洁化以及可拆卸功能; (2)回收再利用设计。尽量能做到回收利用最大化,为环境保护发挥一定的表率作用; (3)产品运输方便性。总之,在设计的过程中应该加强绿色化的概念,提高回收利用率,在保证绿色的情况下也要保证企业的经济效益。 三、采用自动化模式 目前,自动化技术是最受大家欢迎的一种热门技艺,可以代替手工化的制造技术的主要性能是采用一体化的运作程序将复杂的程序简单化、系统化,可以直接用一种方式、统一步骤进行生产制造,省去了不必要的损耗。自动化模式是顺应时代要求而产生的新兴技术,在将来肯定会更加简化甚至全自动化,广泛应用于生产制造、一体化工艺、现代化生产模式等诸多方面。四、机械制造要绿色化地球上资源的不断缺乏和资源告急,引起了世界人民的广泛关注,同时也引起了各种保护部门的绿色环保意识。人们的追求也渐渐以绿色为主。绿色制造,简而言之就是,从生产到制造再到应用,后期的回收等都遵循环保健康的理念,能最大化地确保原材料和利用率的高效。这就是绿色化的重要意义所在。 四、结语 总之,在如今这个快速发展的社会中,只有顺应消费者诉求及高精度、高效率的绿色概念等,才能长久发展。现在有很多建设取得了不错的成绩,在绿化方面也取得新成绩。但在环境方面也付出了一定的代价。对于今后的发展,绿色化、自动化、机械化是未来的方向和目标,只有以之为契机,才能更加快速地发展壮大。所以,机械制造业要有长远发展,必将以降低资源耗费,发展纯净的再生能源,治理、减轻以至消除环境污染作为永恒发展奋斗目标。 机械制造论文:现代机械制造技术专业群教学的论文 一、构建高职现代制造专业群课程体系 目前部分高职院校在发展战略上基本达成共识:专业建设要突出重点、摁住底线,即通过一个核心样板专业(实力强、就业率高)来示范辐射,带动专业群(工程对象相同、技术领域相关、学科基础相近的专业)建设,实现整合资源、提高绩效、分层分类教学。 (一)“特色专业辐射示范、相关专业优势互补”,组建现代制造技术专业群 国内机械制造企业众多,在一些经济发达地区,形成了完整的产业链。借助产业集群,企业间相互支撑,优势互补,大大降低了产品的研发与生产周期,同时催生了大量综合性强的技术型产品,促进了工业4.0时代的正式到来。高职院校的发展必然要适应产业集群的需要,走专业群路线。湖南工业职业技术学院通过“特色专业辐射示范、相关专业优势互补”的方式,组建机械制造技术专业群,涵盖从原材料组织搬运、产品设计、机构设计、数控加工、夹具制造、模具设计制造、电气控制、气动技术、光感技术、工业视觉、产品装配等一系列技术技能要求,并结合目前装备制造产业技术升级,涵盖高端技术集成等技术领域。整合后组建的现代机械制造技术专业群,包括:机械制造与自动化(侧重流程控制、装调维修)、计算机辅助设计(侧重造型设计、结构设计)、数控技术(侧重工艺、材料、加工)、模具设计与制造(侧重模具设计与成型)、检测技术及应用(侧重产品检测、品质管理)以及焊接技术及自动化(侧重现代焊接与装配)等。 (二)构建“基础模块+专业核心模块+拓展模块”的模块化课程体系 在设定专业培养层次与目标时,离不开国家强调的现代职教体系构建总的思路。核心牵头专业设计时结合专业和社会需求,在辐射、带头功能的指引下,以培养技术能人、素质国人(生活+技能)来匹配现代产业体系,进而规划专业群发展版图。我院现代机械制造技术专业群密切依托机械装备产业,跟踪光机电气综合性前沿技术,提升人才技术技能含金量。通过多次下企业观摩和学习,结合目前制造业发展现状,围绕机械装备制造业核心岗位的工作领域构建专业群核心课程和拓展课程,按照工作岗位涉及的工作内容确定课程内容,最终形成“基础模块+专业核心模块+拓展模块”相互渗透、共享开放的课程体系。 二、创新现代机械制造技术专业群实训条件与实训手段 (一)通过跨界合作和资源共享,拓宽专业群实践教学条件 建设适应专业群各专业内在共性需求和特色化发展的实践资源体系,通过专业群内专业之间相互交叉、渗透、融合,降低实训师资和实验实训设备等软硬件方面的投入。提高教学管理信息化水平,开放共享专业建设全部资料,满足个性化学习和企业培训需求,提高资源开放共享效益, (二)深化校企共建模式,提升实践教学内涵 在专业群实践实施方面,通过校企资源互补,夯实企业职工培训、职教师资培训以及企业技术服务平台,使得专业群在职业培训、技能鉴定、师资培训、产品开发、技术革新、设备维修等方面的工作成效全面提高,为行业企业发展和兄弟院校师资队伍建设提供更有力的支持和保障。 (三)依托专业技能抽查标准题库,真刀真枪开展项目训练 针对职业院校来说,规范与优化专业技能考核标准是提高教育质量尤为重要的举措之一。以“贴近企业行业实际需求、引导教学和专业建设,提升人才培养质量”为宗旨,湖南省于2010年12月在全国率先启动了首轮高职院校学生专业技能抽查工作,反响强烈。构建并优化与高职日常教学相辅相成、凸显人才培养质量评价与过程监控的专业技能考核标准与抽查制度,已经成为高职教育教学改革深入发展的一个关键。 (四)构建“大综合+小项目”为特征的实训体系 为适应现代机械装备制造业岗位群能力要求,结合职业成长规律和教育教学规律,整合实践教学资源,在专业群内广泛开展跨专业实践,系统设计实训体系。在专业群实践平台基础上,分类组建实训基地,形成满足专业群共性需求与专门化需求的、校内校外相结合、以“大综合+小项目”为特征的实训体系。 三、逐步健全专业群教学体系保障发展机制 (一)校企实现资源共享,共建专业群 我院现代机械制造技术专业群整合行业企业和职业教育资源,逐步形成了优势互补、资源共享、合作共赢的校企合作模式。通过联合国内知名机械装备制造行业企业,“校企双主体”建立以专业群负责人、专业带头人和课程负责人主导的专业建设组织运行构架。建立专业群校企共建制度、教师企业顶岗制度、技术研发与推广制度以及培训中心运行管理制度等。通过实时跟踪职业岗位新技术、新技能要求,主动适应产业群中典型产业链各个环节的人才需求,强化现代机械制造技术专业群实训基地的集约化管理,建立校内、外共享机制,对实训基地逐步实行企业化管理、市场化运作,营造企业化的职业氛围,逐步实现实训方式、过程企业化。 (二)完善教学评价,改进质量监控 机械制造技术专业群融合现代机械制造技术国家职业资格标准要求,注重能力评价,建立以专业知识、职业技能与职业素养为评价核心的开放式多元综合评价制度。强化以现代机械制造技术专业群负责人为主导,协调各专业相关管理资源,制定了柔性模块课程选修办法。在专业教学过程的关键点设置质量监控要素和指标,掌控教学过程组织和教学质量情况,实行教学全过程动态控制。 机械制造论文:关于机械制造与自动化教学改革和实践分析 高职的培养目标是为生产服务与企业管理第一线人才,实践教学是培养技术应用型人才的关键,也是高职教学的特色所在。针对高职的机械制造及自动化专业的教学,如何创建理论教学和实践教学的体系,如何提高教师队伍素质,加强实践教学,建全和完善实验教学,提高机械类专业教学质量的核心。因此,围绕机械制造及自动化专业教学改革探索,探索应用型人才的实践教学新的模式。 一、注重教师队伍素质的提高 为培养应用型人才的教学模式,教师队伍的业务素质起着决定性的作用。所谓教师的业务素质,要求教师应具备较高的教学业务素质外,还具备有高级工程业务素质。有扎实的专业理论知识和善于传授科学知识的能力,又有高级工程应具备有较强的工作实践能力,善于开发技术和吸收新的科学技术。教师自然不能要求基础专业教师懂机械类的专业知识,但却要求基础教师能了解机械装配的传动机构原理和机械设备的电气控制图等能力,同时还具备一定的动手操作能力,用新的科学技术改造旧的机械设备,开发新的产品。教师具备上述的本领是培养应用型人才的必备条件,否则教师的教学中免不了从书本到书本,理论脱离实践,教师在教学中不能熟悉地举出几个像样的应用实例。教师的工作实践能力,主要应从生产实践中获得,对于刚从事任课的教师,先要求到生产第一线进行半年上岗学习,或者下到各个实验室进行见习,同时利用余时间辅导学生实习,担任各个实验室仪器修理任务,并到金工车间进行实际操作实训,把这些作为教师应具备的素质要求。学院还安排专业教师下到厂矿企业或到有关单位参加机械设备检修和工程技术改造学习。在教学中教师结合教学特点进行充电,参加校内或校外的各类研讨班学习,尤其是参加新的学科学习。要求任课教师既能上好专业课,又能上好基础课,同时还可带学生进行各类生产实践,拓宽老师的知识面,教师能适应教学的发展,能为社会培养应用型的高职人才。 二、创造高职特色的实践教学体系 1.突出机械类实践教学的培养目标。培养具有较高层次专业技能的教育对象是高职教学的特色,但是,必须认识到培养目标不是增加几节实验课,增加几个实习课就能实现的,如何建立实践教学体系迫在眉睫。目前完善教学实训设施是各类技能课实现的基本保障,高职实践教学必须具备以下设施:金工实习车间、数控实训车间、电工电子实训中心、PLC实训车间、CAD/CAM实训中心、数控机床控制实验室等设备。另外不能忽视理论课的基础实验室:如公差与测量、工程力学、金相实验、机械原理与机械零件实验室、液压传动实验室等。这些基础设施实验室是培养学生基本专业理论和专业技能的基础,是完成实践教学的基本保障。根据机械工程自动化专业的培养目标,制订相对独立的实践教学模式,按从低级到高级,从简单到复杂的原则把这些模块落实到整个教学过程中。如机械类专业的中、高级工技能的目标是具有较强的计算机数控编程、进行数控机床调试,安装、机械维修技能。在金工实训中,应用一个星期的时间认识数控的操作。同时进行各类典型的技能培训,如焊工、车工、钳工实习,使学生对机械类专业有一个全面了解;紧接着开设数控编程课,同时进行生产实训,解决学生操作问题。在开设机械制造和数控机床结构与维护课后,再进行五周的数控实训,解决学生加工复杂的零件和机床维护问题。最后一个学期用十五周的综合性知识运用强化训练和毕业设计。为就业打好基础。2.以机械类专业建设为龙头,推动实践教学的探索。高职教学的目标是培养应用型技能人才,如何培养应用型技能人才,各个高校都在探索中。改革是探索,改革是创新,为了理清探索思路,明确培养应用技术人才,应以学生就业为导向,以学生为中心,以能力为本位,加强实践教学,以行业为依托,坚持产学研结合、企校互动的办学模式,改革原有的教学模式。构建.五大模块的实践教学体系,通过实践教学,使学生获得较系统的机械类专业相关的理论知识和实践技能,培养和强化学生的专业综合能力。实践教学是培养学生创新意识和实践能力的重要环节,理论联系实际、培养学生掌握科学技术和操作技能的重要平台。加强操作能力和技术创新能力。3.完善实践教学机制,加强实践管理。进一步完善实验、实训室的教学管理,对实践课的安排、实施、考核;;学院汇编实验、实训教学管理;按照行业标准和职业教育特点,编写.实验实训安全操作规程;按院系两级管理职责,从而确保了实验实训教学资源的有效利用和实践教学的开展。4.建立合理性的开放性实验室。我院开放性实验室给学生提供了较大的自主学习的时间和空间,易于调动学生学习的主观能动性,培养学生的学习兴趣和创造性思维。创建各类的学科学会,学院对各个实验室进行开放。这些实验室每天课余时间都吸引着一大批的学生在实验室进行实验、实训操作,从而提高了学生的动手能力,培养了一批专业技能拔尖人才。2009年我院在全区数控车床操作技能大赛获得团体第一荣誉,首次参加全国大学生电子竞赛并取得一等奖成绩。 三、加强高职技能培训,为社会培养应用型的人才 实践教学管理与质量评价是提高实践教学质量的重要保障,它包括实践教学计划与学分制管理、实践环节教学大纲、实践教学质量考核体系、实践基地的管理模式改革等方面。应用型人才已经由过去的劳动密集型向科学技术素质型发展,第一线的生产工人,已 由过去师傅带几个月就独立上岗生产,目前的企业需要求人才是通过学校学习后,掌握一定的科学文化理论知识和技能培养后服务于企业,这就对我们高职的毕生提出了更高的生产技术的要求,除了要掌握高等教育必须掌握的科学知识文化理论知识之外,还必须一专多能,技能水平又不低于技校生和中专生,同时高职的毕业生必须具备有.多证。即有毕业证、技术等级证,计算机等级证、英语等级等。针对高职生今后就业的需要,多年来,我院每年组织对毕业生进行各种技术等级培训,凡是参加过技术等级培训的高职毕生中,科学理论水平达到企业发展的需求,技能水平又能在生产实际操作中独当一面,深受企业的欢迎,在企业中很多毕业生在短期的时间内成为企业生产第一线的骨干力量。在技术等级培训中,使毕业生明确各个工种的技术等级的要求,按照有关劳动部门国家等级标准统一规定,通过强化训练及实践,学生成为熟练技术能手,并培养和强化学生的职业意识。随着科学技术的不断发展和我国的企业用人劳动制度的变革,企业用人的劳动力科学文化素质要求越来越高,已由过去的劳动密度型向现代的科技素质型发展,生产第一线的工人已经从过去的老师傅带几个月后就上岗生产工人变为上岗就独立工作,毕业生具有一定科学知识又有操作技能的技术人员和高级管理人才,深受社会的好评。 机械制造论文:机械制造自动化节能设计的论文 1经济大发展下的机械制造业与自动化 在我国,机械制造产业得到了极为快速的发展与进步,与此同时,已经在我国的工业的发展进程中占据着极为重要的作用,加上近百年以来计算机行业的迅猛发展与优化,机械制造业汲取了计算机集成技术中的精华,逐步的实现了全面的自动化生产,完成了机器与计算机之间的完美的组合,自动化了的机械制造实现了生产业的空前的提升,更快、更好、更安全的生产已经基本实现,机械生产自动化代表的是社会发展的速度与效率。但是,不得不承认的是我国的机械生产自动化的发展仍然处于一个初级阶段,尽管已经取得了不菲的成绩,但是仍然具有从多方面发展的需要。再者,相对于其他发达国家,我国的机械制造的自动化产业的起步比较晚,很多技术方面的内容并不是非常的成熟,还具有非常大的进步空间,因此,难免要面对生产质量不佳,技术落后的尴尬局面。随着人们对于地球环境问题的关注,环保话题已经成为企业发展中必须关注的话题,现阶段的机械制造行业要想立于不败之地就必须加强自身的品质建设和技术水平的提升,而标志性的准则就是能源的消耗,在各个生产环节的设计中加入环保理念。 2如何在机械制造自动化中加入节能设计理念 要想将节能理念深入的渗透到机械制造与自动化中,必须做好以下几个方面的工作。 首先,需要对现有的机械制造的程序进行优化。只有目前现有的机械制造系统实现了结构上的优化才能够充分的将引入的节能理念的作用发挥到极致,进而保证相应的设计做到节能与环保,具体来说一是要选择最环保的发动机,发动机在机械生产中的重要性众所周知,因此需要将发动机的公害、污染降低至最小,这样才能够在节能的前提下做到减少机械生产对于环境的破坏与影响;其次需要将节能环保的理念应用到机械生产的液压系统中,液压系统在工程生产中的重要性是不容忽视的,其发挥的作用是辅助机械的清洁与维护,所以在设计机械制造的液压系统的时候应该将环保放在重要的地位上,比如液压元件和除油液的设计上,这样的话液压系统在工作的过程中可以最大限度的降低磨损并减小故障的发生率,并能起到阻止各类微尘杂志对系统的损害,增长元件的使用寿命,这样的话,可以边去频繁的对液压元件的更换,从另一个角度来说就是减少了液压系统对于周围环境的污损,实现节能;三是,机械驾驶室也是精心环保节能设计过程中需要关注的问题,一般的,对于大型机械工程,驾驶室的操作成为机械控制的核心,为了实现对驾驶员的安全的保证并帮助驾驶员提高操作技能,就一定要在驾驶室的设计方面增加环保节能的因素,具体来说,就是要求设计人员能够从驾驶室的结构的安排、辐射的防御等角度制作出基本实现全封闭的驾驶室。将驾驶员放置在一个与紫外线、电辐射相隔离的环境中,再者,应该增加对于驾驶室的人性化的设计,为了使驾驶员可以更加方便舒适的驾驶,可以将驾驶员的座位和手柄通过人体学的理念进行改造,尽量将手柄中的各项功能集中到手的一侧,对于座椅的条件也应该方便,比如实现座位多方位的调节,最大限度地符合驾驶员的生理特征,进而实现工作效率的提升。 其次,需要从机械材料等方面进行节能设计。所谓的机械材料的节能度就是指在设计阶段应该将回收的可利用的各种材料充分的利用,减少能源的消耗,之所以增加对可再回收的资源与材料的利用是为了降低的机械生产过程中各类废物、废气和废水的产生对于环境造成的各类不良的影响,其中最重要的是对各种结构零件的回收,零件的无毒无害的特点可以使得机械生产的再生率得到极大的提升,避免资源与材料的浪费;对于其他方面的材料的选择上也应该以轻质量的材料为主,这样的话就可以减小机械生产过程中机械本身的负荷,进而间接的减小能源的消耗并延长机械的使用寿命。 再次,在制作工艺方面也应该发扬节能环保的理念。在机械设计中,要想实现节能环保的目标就需要将结构和材料作为设计的重点,但是不可忽略的另一个因素是生产工艺的优化。在工艺方面,设计者应该引入各类节能的理念,对产品的生产流程进行重新整理优化,以减少生产过程中的能源的消耗,通过实际的观察会发现,不同的生产工艺对于能源的消耗是不同的,因此,要对产品的制作技术进行改进和完善,实现生产技术的优化,是每一部设备都可以同时满荷工作,使得设备的工作效率达到最大。 3结语 总之,随着制造行业的飞速发展,能源的消耗问题成为各大企业竞争力提升的瓶颈,只有实现了资源的高效利用的企业才能在激烈的竞争中脱颖而出,带领企业走向可持续的发展道路,所以,机械制造与自动化作为能源消耗的主要行业,必须在产业的发展中将降低能源消耗作为其发展的重心,加强对于节能设计理念的引入与应用。 机械制造论文:试论机械制造技术课程多媒体教学的探索 引言 《机械制造技术》是机械制造专业学生必修的技术基础课之一,主要讲述有关机械制造领域的基本理论、基本知识和基本技能,是一门综述性、实践性强,覆盖面宽的课程,课程内容涉及面广,内容多而杂。由于课程内容与生产实际紧密相联,各种加工设备、加工方法、新技术、新工艺只靠传统的教学手段,如挂图、幻灯片、模型、黑板、粉笔来讲解,不仅枯燥无味,而且难以表达清楚。因此,要搞好机械制造技术课程的教学就必须进行教学改革、教学创新,作为教学改革的手段之一,教师可以制作机械制造技术的多媒体课件,将多媒体教学引进机械制造技术教学的课堂,取得了较好的教学效果。 1传统教学模式的弊端 由于受传统教育思想的束缚和片面追求升学率的影响,传统的教学模式过分强调书本知识,强调教师在课堂上的单向灌输训练,轻思维能力培养;重教师指导,轻学生主体。教师教得辛辛苦苦,学生学得精疲力尽,而培养出的来的学生是高分低能,唯书、唯上、唯名人,缺乏求新、求实、求异的创造精神。这种死板、枯燥的教学模式,不仅不能很好地对学生实施素质教育,而且严重地摧残了学生的身心健康叶圣陶先生曾经指出:现在的学校教育,不可能达到疑难有自决、是非能自辨、斗争能自奋、高深能自探的主动境界。 2新型教学模式的基本原则 现代教学论认为,学生不仅是教授的对象,而且是教学的主体这是现代教育思想与传统教育思想的根本区别。学生的主体地位,是教学的出发点、依据和归宿,是教学中实施素质教育的核心新型的教学模式的基本原则之一,就是学生主体性的素质教育,把学生从被动苦学的束缚中解脱出来,让学生成为学习的主体在教学中让学生自主地、主动地参与,充分发挥学生的能动性和积极性。而教师的主导作用,重在激发、引导和提高学生主体性,激发学生内在的学习欲望和要求,帮助学生实现从要我学到我要学,从被动接受到主动探求的转变。教师应让学生感受到学习的快乐,越学越有味,趣在其中,乐在其中,从而改变少、慢、差、费和学生厌学、弃学的现象。 3运用多媒体、构建新型的教学模式 3.1创设情境,诱发学习动机 学习动机是学生学习的内驱力,它具有指导学习方向、集中注意力和添加活力的功能。我们在教学中运用多媒体创设教学情境,激发学生的学习动机,诱发学生强烈的求知欲,吸引学生的注意力,从而从根本上改变过去的单调乏味的导入、讲解分析。我们把学生带入特定的情境之中,使学生自然而然地对课文产生兴趣,感到学习的快乐。 3.2创造最佳的教学境界,激活学生的思维 运用多媒体创造最佳的教学境界,把教材的此情此景变为我情我景,激励学生思维活跃。这样,使学生的注意、记忆、思考、兴趣、情感、意志等智力因素和非智力因素凝聚在一起,使学生的智力活动进入最佳时期,使学生灵感的火花得到较多机会的撞击,使学生的想象力得到自由驰骋,使学生的思考得以充分发展,使学生显得格外聪明、活泼,使学生感到学习几乎到了机不可失,失不再来的境地,从而提高教学效率。 4多媒体技术的应用 多媒体技术能把原来抽象的理论知识和加工工艺变得形象、具体,把零件工艺的设计、产品加工流程真实地展现在学生眼前。课件所需的多媒体素材主要应包括:模拟加工三维动画、现场加工视频、产品实物照片等 4.1三维动画、图片的应用 三维动画在课件中主要起到动作演示的作用,直观形象地对加工动作进行说明。例如,在讲解各类典型零件的加工时,可在多媒体教师上课,可以把提前做好的模拟加工给大家看,便于学生深刻的理解加工过程还可以用;3dsmax制作成立体动画,使机械零件产生移动、旋转、分离、合并等运动,学生看后感觉内容直观、生动、容易理解,改变了传统教学中的不足。学习的积极性和主动性自然会增加 4.2现场加工视频材料的收集 现场加工视频主要从三个方面去工厂专门摄制教学录像:(1)可以摄制铿削、插削、铣削、磨削加工等录像,这些视频可以详细介绍各种加工的特点以及功能。(2)针对教材中涉及的各种实际案例有目的地进行专项拍摄,如针对相应的工序,拍摄该工序的定位夹具、夹紧机构、切削机床、切削刀具及零件的加工过程等,如典型零件的加工工艺,轴累零件的加工、套筒类零件的加工、箱体类零件的加工等都可以去车间加工场地去拍摄,把每一道工序都完整的拍摄下来,这样就把枯燥的文字变成了形象生动的生产现场。(3)拍摄各种先进机床加工的片段,可以在网络上搜索,也可以自行拍摄,主要收集一些激光加工、五轴联动机床等,作为现代先进加工技术等知识点的视频素材。 4.3实物素材的收集以及模型的制作 对于教材中涉及的各种零件,应尽可能找到实物,把实物与该零件的三视图同时放到课件中,帮助学生更快更好的理解,如在讲刀具结构的时候如果没有实物或者是模型的话,只靠学生的想象很难理解刀具的前角、后角、主偏角、副偏角等,而且特别容易混淆。对于某些缺乏或者是昂贵的零件可以做一些模型来代替,例如拉刀模型。 4.4提高多媒体教学质量的思考 (1)抓培训,提高教师素质:我们以计算机网络中心为主,对全体教师进行培训,高级班培训骨干,中级班培训整体,并适当安排进修提高,同时将考核结果作为教师晋级、定岗的依据记入教师个人业务档案 (2)抓现代教育技术技能,提高设备使用效率:学校要支持和鼓励教师更多使用现代化媒体,发挥多媒体技术应有的作用。 5结束语 总之,多媒体校园网络的建设给传统的学校教育带来了新的挑战,但它们不是互相独立的,而应是相互借助形成有益互补。在促进素质教育,开发学生智力潜能,优质高效地培养能够适应时代要求,适合21世纪需要的新型人才,发挥教育资源的最大效益。 机械制造论文:机械制造节能设计理念的分析 1机械设计制造中的节能设计理念 1.1设计安全环保的驾驶室 在工业生产中,运用节能设计理念设计出的安全环保驾驶室,既可以提高制作的工作效率,还可以为司机创造一个良好的驾驶环境。同时,安全环保的驾驶室既可以缓解司机驾驶的疲劳感,也可以提高驾驶的安全系数。所以,在设计驾驶室时,可以运用人机工程学的设计原理为司机提供比较人性化的服务,并且司机的座位是可以全方位调整的。在设计过程中,可以运用调动和转向的驱动器,并且它要带有电子监控装置。在设计驾驶室的操作环境时,要采用整体性、全部封闭的样式玻璃,这样就可以防止紫外线的辐射,同时,还要配置无氟环保型冷暖空调。 1.2选择低公害的机械发动机 在对工程进行机械制作时,其最大的部件就是发动机,并且发动机的质量会对工程环境造成直接的影响,因此,为了降低发动机产生的噪声,要选择比较节能环保的发动机。这样,就可以有效地解决噪声污染大的问题,从而实现了节能、降低能源消耗的目的。另外,由于发电机具有耗费油量少、排放低等特点,所以,从另外一个角度看,它提高了加工效率,有效缓解了环境污染严重的问题。 1.3液压系统的节能设计 对液压系统进行节能设计是机械设计制造中非常重要的部分,所以,要想保证液压系统能够高效运作,一定要定期清洁液压系统。同时,机械设计师在设计液压系统时,一定要严格控制液压机造成的污染,并且还要选择适合的油料。除此之外,还要将油液中所有的杂质清理干净,并且延长换油的时间,这样就可以降低液压系统出现故障的概率,在很大程度上降低了液压系统的能源消耗,延长了机械系统的使用寿命。在设计液压系统时,除了要选择合适的施工材料外,还要认真检查软管的损害度和规定时间内的报废量。 2节能设计理念的应用 2.1选择使用可回收再利用材料 在进行机械制造与自动化设计的过程中,一定要选择合适的材料。在选择材料时,一定要坚持降低自然资源消耗的节能理念,要尽可能地选择可以再生的资源和可以回收利用的资源。这样选择的原因是,机械制造与自动化在进行生产加工时,选择可以再生的资源既能够起到分解和回收再利用的作用,还可以减小对生态环境的危害,而且还不会排放出各种有毒有害的物质,有效地减少了对环境造成的污染。除此之外,在设计零部件结构时,一定要遵循“可重组、容易分配和容易分解”的原则。这样做,不但可以提高环保材料的使用效率,还能够有效避免有毒材料的使用。 2.2按照环境通用标准设计机械构件 要尽可能地延长设备的使用时间,降低设备的报废率和机械部件废弃所导致的污染处理成本。在设计过程中,在选择材料时,必须要使用环保负荷比较低的材料,这样就会降低材料的成本,并且还可以减少机械设备报废之后处理污染物质时的工作量。在机械制造与自动化的设计过程中,要遵循“重量轻、能源消耗低和延长设备使用寿命”的原则,要尽量避免使用一些容易污染环境的材料。与此同时,还要注意通用性的特征,要不断优化机械产品的设计,还要针对具体的情况适当降低机械自动化产品的质量,并要严格按照保护生态环境的原则完成机械设备的优化设计,这样才能保证其符合环境通用的原则。除此之外,还要严格按照环境通用的标准设计机械构件。 2.3根据环境需要完善制作工艺 在机械制造与自动化的设计过程中,要不断完善制作工艺,并且在选择制作工艺时,单一零件的加工要与施工现场使用的设备相互匹配,例如,锻压工艺主要包括冷锻压、热锻压等。与冷锻压方式相比,热锻压工艺可以有效提高能源的利用率,而且从施工工艺上讲,冷锻压的成本会更高,不然就会对环境造成很大的危害。因此,在以后的设计中,设计师会选择温锻压工艺施工。除此之外,还要根据具体要求有效地调整施工工序,并且要不断完善工艺,这样才能保证每一个环节都达到环保的要求,进而提高能源的利用率,实现了节能的效果。 3结束语 目前,我国资源浪费的情况比较严重,并且对人们的生活造成了一定的影响,所以,要将节能设计的理念运用到机械制造与自动化中,同时,还要使用环保、节能的材料,采用科学、合理的制造工艺,这样就能够保证机械的高效性和稳定性,同时,也能够降低设备的能源损耗。 机械制造论文:我国工艺机械制造论文 1发展现状 1.1激光技术在机械制造工艺中的应用 目前激光技术广泛应用于快速切割成型和激光热处理技术两个方面。 1)快速切割成型。激光技术目前在人们的日常生产和生活中得到了十分广泛的应用,快速切割在机械制造工艺中创造了巨大的财富。激光技术的引入,使得模块的定型和切割更加迅速。激光快速切割技术具有很大的优势,尤其是对复杂零件的模型,可以进行快速的切割,给机械制造工艺创造了福音。 2)激光热处理技术。零件的加工过程中灵活地使用激光处理技术,对于零件可以起到很好的保护作用,使其机械性能得到很大的提高,并且延长了零件的使用寿命。 1.2自动化控制技术在机械制造工艺中的应用 1)自动化制造工厂。随着科技的发展,自动化技术综合性不断提高,并且实现了产品到原材料的自动化完成。计算机技术的引入,使得物料运输系统大大方便简化,减少了人力的浪费。目前自动化成本较高,很多企业因为投资的问题,望尘莫及。为了加强自动化制造工厂的发展,政府相关部门应该采取一定的激励措施。 2)自动化制造生产线。自动化控制技术在机械制造中应用较多,自动化系统在较少的人工间接或者直接的干预下,将零件组装成产品或者原材料加工成零件,在加工的过程中实现工艺过程或者管理过程的自动化。 3)自动化制造单元。自动化制造单元可以使生产成本降低,并且可以提高制造业的产品生产效率。自动化制造单元外形比较小,可以独自完成生产任务,进而得到了较为广泛的应用。自动化制造单元可以根据实际情况进行设置,可以设置一台设备也可以设置多台设备。 1.3机械制造工艺中高精度技术的应用 现代机械制造业不断地朝着精密加工的方向发展,微型机械、研磨加工技术和复合加工技术离不开精密加工工艺。随着科技的发展,纳米技术不断地涌入人们的生活,在很大程度上促进了光学、机械学的发展。从目前趋势来看,纳米微型机械技术在未来有很大的发展前景。智能技术与机械制造工艺的融合,促进了机械工艺的高效率和高精度发展。 2发展趋势 2.1工艺数字化 计算机信息技术的发展,促进了机械制造工艺的数字化。生产过程的数字化管理是机械制造工艺数字化的重要组成。计算机技术的引入,使得机械的制造和零件的使用可以灵活地进行模拟,进而更好地实现零件和工艺的设计和改进。计算机自动化技术的引入,使得生产流程变得更加系统,将生产和物料运输多个系统灵活地结合起来。机械制造生产过程的数字化管理,可以对数字信号进行传输和处理,进而科学地管理整个生产过程。 2.2全球化 随着经济的发展,机械制造业的竞争愈来愈激烈。为了巩固企业的竞争地位和竞争实力,应该不断地运用新的技术,开辟新的生存道路和新的市场。国内外机械市场的竞争促进了机械制造业的全球化。网络技术的引入,对于机械制造业全球化的发展起着十分重要的作用。 2.3集成化 计算机技术的发展促进了机械制造业中自动化技术的应用和推广,使得机械制造工艺逐步由加工模式转为集成模式。所谓的集成化主要是指生产更加连续,最终实现机械制造的高度自动化。机械制造工艺的集成化摆脱了逐级加工的缺陷,设备和技术的高度集成,使得产品可以在一个系统内生产,并且实现自动化生产。 2.4自动化 机械制造工艺的自动化管理是制造业追求的目标,这主要是因为自动化的机械制造工艺能够使生产的成本降低,可以大大地减轻工人的劳动强度,并且可以保证机械产品的质量和生产效率。现代机械制造技术对于生产的模式有着较高的要求,为了实现真正的自动化,机器和人应该达到一体化,并且能够灵活地引入和使用各种制造技术。 3结语 社会的发展和科技的进步促进了制造技术的发展,制造技术对于提高一个国家的竞争实力具有十分重要的作用。本文对于机械制造工艺的发展进行了详细的研究,并且展望了未来的发展趋势。科技的飞速发展带来了机械制造工艺的不断创新,提高了我国科技的发展水平,带动了我国国民经济的发展。所以,应该认识到机械制造工艺发展的重要意义,把握好其发展的趋势。传承并且创新传统的机械制造工艺,不断地引入新的技术,使得机械制造的效率和质量进一步提高。 机械制造论文:矿山机械制造和维护技术的创新 随着我国改革开放的不断加深,经济发展突飞猛进,对资源的需求也越来越大。因此,国家正逐步加大对矿山等资源的开采力度以保证经济发展,同时还在不断引进和自主研制各种矿山机械设备以提升开采效率。在最近几年,国内外专家相继研制或改良了各种矿山设备,大大提升了矿产的开采效率,同时,还减少了环境污染问题。本文对目前国内外矿山机械设备的制造与维护技术的创新进行了具体分析,对新技术中存在的问题进行了探讨,并给出了部分解决措施,希望对我国采矿业的正常发展有所帮助。 关键词:矿山机械;制造与维护;创新 1矿山机械制造与维护现状 矿山机械作为矿物资源开采中的重要设备,在我国矿产开发中起着重要的作用。我国一直以来都在不断尝试制造和引进先进的矿山机械,不断学习先进维护技术,从而为经济增长中资源的需求提供有力保障。但目前国内在相关机械的制造与维护方面,仍旧与西方发达国家存在着较大差距,往往出现使用寿命较短,开采效率较低以及破坏生态和浪费资源等一系列问题。因此,有必要及时对现有矿山机械设备的发展研究进行反省,努力提升机械设备质量,不断在制造和维护方面进行创新,从而更好地促进我国矿山开采行业的发展。 2制造与维护中出现的主要问题 2.1部分设备对环境破坏较大 大多数矿山机械设备在使用时,均会对当地的地表环境造成严重破坏,从而导致较严重的生态问题。这主要是因为设备在制造时,相关人员并未将环境作为主要的考虑因素,而是一味地从开采效率和生产利益的角度出发进行装备的制造。我国改革开放以来,各地都坚持贯彻以经济建设为中心的指导思想,而或多或少的忽视了生态环境的保护,并因此造成了较大的环境问题。因此,有必要将保护环境的意识融入到设备的制造环节中来,考虑设备在具体工作时对环境的影响,达到从根本上减少对环境的破坏的目的。 2.2维护工作困难繁琐 由于矿山机械设备常常在野外进行作业,操作环境十分恶劣,因此容易出现各种损伤等问题,需要经常性的对其进行维护以确保正常使用。但由于目前国内所采用的各种矿山机械大多都从国外引进,部分由国内制造的设备其核心技术仍由外国公司把控,一旦关键部位出现重大问题,便需要外国公司派专人来进行维修,十分繁琐。同时,由于需要一定的手续和流程,申请维修往往会对施工造成一定延误,导致给企业或有关部门带来很大经济损失。因此,有必要加大国内自主研发矿山机械核心技术的进程,减少对外依赖。同时,还要从制造层面加快研发新型技术,以适应我国矿山开采的众多复杂恶劣环境,降低设备损伤率,减少维护次数,提高生产效率。 3矿山机械制造技术的创新 3.1矿山机械制造特点分析 矿山机械设备一般分为采矿设备、选矿设备和探矿设备,其在实际作业过程中往往保持高负荷状态,机器内外容易出现严重磨损现象,若不加以重视,则会对作业精度造成较大影响。因此,相关制造人员在给矿山机械设备进行材料选择时,会要求材料具有高耐磨性以及高硬度的特点,例如耐磨性较好且强度较高的高锰钢材质,同时,还会在原材料中加入各种元素以提高其使用效果和寿命。 3.2矿山机械制造创新原则 矿山机械制造的创新要围绕两个主要方面:一个是环境保护方面,针对目前矿山机械给生态环境带来的众多严重问题,有必要在设备的设计制造时对环境问题进行考虑,与建立环境友好型社会的目标相一致;另一个是资源利用方面,大多数矿山机械在进行开采时效率较低,对资源造成极大的浪费,因此,有必要对现有设备进行改良,通过运用先进技术,最大化资源的利用。在进行矿山机械制造的创新时,需要遵循以下几个原则:1)在选取零件时应强调低能耗、寿命长的原则,降低能源消耗,降低产品报废率从而减少对环境的影响;2)尽量不使用有害材料,优先选用低环境负荷材料,同时,做好废弃零部件的回收工作;3)优先采用可再生材料,应用无毒材料与大模块技术 3.3矿山机械制造创新方向 未来的矿山机械设备的制造要将改良设备性能、降低生产成本以及保护生态环境等作为创新的方向。通过在技术方面进行创新,运用可靠性设计,优先运用新材料,从而提高设备的性能;通过技术创新,降低生产成本,从而提高产品的竞争力;通过技术创新,采用环境友好型材料,充分利用资源,从而实现资源的循环利用。不仅如此,今后矿山机械制造技术还会偏向于虚拟化和网络化。通过将计算机技术运用于模拟真实的操作环境,可最大限度的保证零部件质量,缩短研发和生产周期,同时还能有效降低生产成本,提高经济效益。运用网络的优势,跨区域甚至跨领域进行产品的设计制造,原材料的选择等,大大提升了产品竞争力,降低了成本。还可通过网络进行技术交流等活动,达到实现行业共同发展的目的。 4矿山机械维护技术的创新 4.1矿山机械维护技术的特点分析 由于矿山机械的作业环境一般比较恶劣,流动性比较大,在使用中容易造成零部件的损坏,因此,要保证设备在损坏时得到及时的维护,做好定期的检查维护工作,保证设备的使用效率,从而保证较高的生产效率。因此,相关单位会设立常备的机械维护工作组,在矿山机械的作业期间随时准备进行检查和维修,最大可能的保证矿产资源开采的按期进行,从而减小利益损失。 4.2矿山机械维护技术的创新分析 在目前国内外对于矿山机械维护方面的创新主要体现在设备的检测和维修技术方面的创新。例如,运用超声波技术来检测设备内部的质量缺陷,该技术通过利用高频率声波在不同介质中传播特征的不同,通过进行专业的分析,找出故障设备的问题所在,具有准确高效的特点。矿山机械设备一般体积较大,而其内部结构也十分复杂,在长期高强度的负荷作业后,内部易于出现孔洞和裂缝,影响设备的正常运行。当其出现故障时,如果通过较传统的拆卸方法则比较麻烦和困难,且需要专业的人员方能完成,而超声波无损探伤技术则不具有上述缺点,既简单方便又精确可靠。龙门式三坐标测量机的应用也是设备维护技术创新方面的例子,由于在对损坏零件进行加工再利用时,难免会涉及到焊接和热处理等工艺,导致零件内部出现应力,并呈现出一定变形,引起尺度的变化,这会在一定程度上影响零部件的精度控制。而通过运用三坐标测量机,则可对零件尺寸做出调整,从而保证精度。 5结语 随着我国经济的不断发展,对资源的需求将越来越大,矿产资源的开发也会越来越普遍。但由于开发过度,我国目前的矿产资源正日益枯竭,开采的难度也在不断增加,同时还造成了严重的生态环境问题,引起了社会各界的广泛关注。因此,有必要在制造和维护矿山机械设备时考虑环境保护等因素,通过技术创新的方式来改善目前的状况。本文对目前我国矿山机械的制造和维护中存在的问题进行了仔细分析,并客观详细地探讨了通过创新技术来改善现状的方法,为相关研究人员提供了一定帮助。 机械制造论文:浅谈机械制造与自动化课程设置 1夯基础、重能力的专业基础课程设置 机械制造与自动化专业(以下简称机制专业)是培养我国装备制造领域技术型人才的重要专业,本专业的专业基础课程设置是否合理直接关系到后续课程的学习和人才培养的质量,而且机制专业在装备制造企业又被称为万金油专业,在人才培养方面需要掌握大量的专业知识,所以我院机制专业在基础课程设置方面,进行了如下的探索尝试: 1.1细化专业基课程,采取理实一体化的上课模式 在专业基础课程上,我们将机制专业的基础课程进行细化,学生不在使用多本书整合的教材,将一些能够独立成为一门课的知识单独设置成一门课程,分别是机械制图与CAD、电工电子技术、工程力学、金属工程材料及热处理、互换性与技术测量、机械设计与应用,这些课程在授课形式上均采用理论和实践一体的授课形式,使学生在学习的过程中就能实现将理论内容和实践相互融合,从而提高学生的职业技能。 1.2专业基础课程教学内容均来自企业生产一线 以前的传统理论教学,学生学习后只掌握了有限知识的理论内容,理论和实践相脱节,学生学习后不会将所学习的知识运用的实践中,目前根据这一现象,我们将课程的内容进行重新进行编撰,所有专业基础课程的教学内容均来自企业的生产一线,所授课内容和企业紧密相连,学生边学边练,实现了理论和实践教学的一体化,如机械设计与应用课程在教学内容的选取上以机械加工车间的压力机为课程的学习载体,整个教学任务都围绕着压力机进行展开,使教学内容和学生十分的贴近,学生通过去实习车间就可以观测到压力机的基本结构,避免了以前在授课过程中学生只会公式计算,到机械零件计算时出现不知如何应用的局面。我院专业基础课程的设置实现了学生基础的夯实,学生知识面不但没有缩小,反而得到了扩展,同时学生的动手能力也得到了大幅度的提高,真正的实现了学以致用。 2基于工作过程导向的专业课程体系构建 在机制专业的专业课程设置上,我们采取了以工作工程为导向的课程体系,通过对机制专业工作岗位群进行充分调研,分析专业岗位工作任务和岗位职业能力要求,提出专业岗位群工作人员应具备的素质、知识与技能,归纳出16个典型工作任务,2个学习领域。针对职业岗位任职技能要求,归纳行动领域,融入机械制造行业企业标准,转换学习领域,构建以典型工作任务为载体,以一体化实训室、生产车间为实施地点,以完成工作任务为目的的贯穿工作流程主线的课程体系。通过基于工作过程导向的专业课程体系的构建,我们最终形成了8门核心专业课程体系,这些课程分别是设备控制基础、金属切削加工及设备、液压与气压传动、特种加工、机电设备安装与调试、机械加工工艺及夹具、数控机床及数控编程、CAD/CAM应用技术。每门课程都以典型工作任务为导向,学生在学习过程中真正的实现了理论实践一体化,如CAD/CAM应用技术课程根据企业岗位需求设置了六个学习情境,如学习情境五平面零件铣削加工包含2个学习任务,这两个学习任务分别是定心模的加工和卡座的加工,这两个典型工作任务均来自企业生产一线,所以学习内容与企业生产过程相一致。 3专业拓展课与职业资格考试和素质教育相挂钩 在专业拓展课方面,我们将学生要考取的职业资格所需的理论知识和专业拓展课内容相挂钩,我们根据职业资格考试内容和学生应具备的专业知识选取了CAXA制造工程师、数控仿真应用软件、高级车工、高级铣工、设备维护与保养等五门为机制专业的专业拓展课,学生根据需要考取相应的职业资格证书,每个学生至少选取2门的专业拓展课进行学习,这样学生在学习后就可以掌握职业资格考试所需的理论知识等内容,不仅实现了学生知识面的拓展,同时也实现了学生顺利的通过职业资格考试,同时为了使学生养成良好职业素养,我们在五门课程中开设了一门与机床维护和保养有关的课程,学生通过该课程的学习并到车间亲身经历,使学生慢慢养成对机床维护和保养的好习惯,这样学生在学习中就能实现职业素质的逐步提高。 4实训课程的设置注重强化学生技能的飞跃 我院机制专业学生通过各个学期的课程学习,已经具备了一定深度的专业能力,但我们高等职业院校培养的是高素质、高技能型人才,单靠基于工作过程系统化的课程并不能达到高技能型人才培养所需的规格,所以我们在每学期安排大量技术实训、专业综合训练、生产实习、毕业设计、生产(顶岗)实习等专门的实训课程,这些实训课程的设置丰满了学生的羽翼,学生在实训课程引领下,技能实现了从量变到质变的飞跃,学生的技能得到了突飞猛进,到毕业时能够真正的达到社会所需要的高技能型人才。总之,教学的探索是一个复杂和长期的过程,培养出符合企业和社会需求的高素质、高技能型人才是当下职业教育亟待解决的问题,我院机制专业虽然在这方面进行一系列的探索,但是职业教育发展是一个长期的过程,课程设置的方案没有最佳的只有更好的,所以我们在课程设置方面还将不断不完善,不断的去探索,为我国的职业教育发展贡献一份力量。 机械制造论文:机械设计和机械制造技术探析 目前我国的经济发展十分迅速,社会也不断进步,带动了科学技术的快速发展,在机械设计和机械制造技术方面取得了一定的成果。传统的机械制造业,设计人员根据原来的机械原理对机械构造、工作性能和零部件等进行重新构思,依据原有的设备和条件为基础进行机械设计。但是,综合其他技术因素分析,机械设计要以机械制造技术为基础,才能设计出高质量的机械产品和保证机械制造的质量。 1我国机械设计技术 1.1机械设计初期计划设计 机械设计的初期计划设计分析在某种程度上与计算机软件设计分析有相似之处,机械设计进行前,设计人员要整理和搜集机械的有关资料,充分了解需要设计的机械性能和功能,依据相关资料和数据对机械设计进行初期计划设计。 1.2机械设计的设计方案 机械设计的关键是设计方案,其直接的影响机械设计的质量和水平。在机械设计的设计方案阶段,很多问题需要及时、有效地处理。通常应着重处理理论和实践间的矛盾问题。机械设计的设计方案不仅需要符合机器本身的性能和功能需求,还需要考虑测试人员自身的因素,这包括测试人员对于机器开发、创新等方面的认识是否充分。设计方案的设计步骤主要有以下几点:机械运动方式、结构特点、工作原理、零件选择的正确性等。 1.3机械设计的主要技术设计 机械设计的主要技术设计时,对于主要技术方面的要求较高。对于机械设计的主要技术设计阶段,首先需要核对设计图纸的信息,认真的进行图纸数据的计算、分析总图与部分图,并对数据进行整理。其次要对机械设计的技术设计部分进行仔细审核,确保不出现问题,如出现问题,则需要对各个环节进行重新检查。 1.4机械设计的技术发展方向 现代机械产品对于性能和功能的要求越来越高,这给机械制造业中的机械设计提出更高的要求,当前,机械设计在科学技术的发展中起到了越来越重要的地位,设计质量也不断提高。目前智能化已经成为现代机械产品所必须要具备的。机械产品的智能化需要使用高水平的设计软件对产品进行模拟与设计,增强机械产品的结构和功能性,提高设计水平。另外,机械产品未来还需要具备系统化。现代的机械产品设计需要将产品的各个部分进行系统的有机结合,使其功能发挥到最优的状态。现在机械产品的设计在未来还应更加模块化。模块化的优势是能够快速的将机械性能与功能进行结合,大幅度提升产品的优势,满足机械产品的设计方案需求。现代机械设计的未来发展方向: 1.4.1性能更优的现代机械产品。机械制造业需要设计出性能更好的产品,这需要机械产品的设计人员对产品的性能和质量设计更加严谨。想要让机械产品的性能更加优越需要通过技术设计、防腐设计、控制设计等技术来共同实现。 1.4.2适应市场的现代机械产品的设计技术。在当前的竞争激烈的市场中,想要在市场中占据一席之地,需要机械产品的设计人员开发出新的技术,改变原有机械产品的使用功能,提高机械产品的质量。在进行设计时需要加大技术创新,降低成本和提高智能化水平。只有不断进行技术创新,才能维持市场的竞争力。1.4.3现代机械产品注重节能环保的设计。当前,节能环保已经成为企业发展的目标,环保保护的意识越来越高,成为当今社会发展中重要的组成部分。因此,机械设计人员在进行设计时需要将节能环保和绿色的理念融入到机械产品的设计中去。 2我国机械制造技术 2.1我国先进机械制造技术的特点 目前我国的科学技术不断发展,机械制造技术在机械制造中起到了决定的作用,应用于各行各业,技术与设备的更新需要在原有技术的基础上,应用先进的技术进行改进和创新,满足市场越来越高的要求。另外,先进的机械制造技术对于机械产品的性能和功能提升上有较大的影响。目前我国在工业生产中应用先进的技术,已取得较大的进步,极大的提高了生产效率,对机械制造的技术进行不断的创新,开拓了市场。最后,先进的机械制造技术还具有系统性技术综合的特点,对于机械制造的范围进行扩展,优化产品及后续生产加工的工序。 2.2我国机械制造技术的发展方向 我国的机械制造技术未来的发展方向有以下三点: 2.2.1机械制造的管理。我国机械制造技术发展的未来方向是严格规范计算机管理制度,所以计算机管理的加强,能有促进我国机械制造业的和机械制造技术的发展。 2.2.2机械制造的设计。现在的机械产品设计注重智能化设计,例如应用各种软件及模拟技术对机械产品进行设计,有效的提高了产品的性能和结构。2.2.3机械制造的工艺分析。我国机械制造技术和机械制造工艺向高精密加工和精细加工方向发展。 结束语 总之,在机械制造、机械设计和机械制造技术三者密切联系,相关影响,为机械制造业的发展提供强大的推动作用,依据两者的特点来说,机械设计水平对机械制造技术水平影响较大,机械制造的基础是机械设计,为机械产品的质量提供保障,促进机械制造的发展。机械设计和制造技术决定了制造业的未来发展,有效的促进科技进步。当前我国市场发展形式和科技的发展水平上来说,对于机械设计和机械制造的发展前景十分广阔,所以需要在机械设计中,确保机械制造的质量,提高机械产品的性能。 机械制造论文:浅论突破机械制造工艺基础的难点教学 本文以《机械制造工艺基础》课程教程的现状和面临问题,从提高机械类专业学生的实践能力出发,根据实际探讨了教师在讲授过程中从如何改进教学方法与培养学生创新思维能力,发展趋势以及改革措施等方面突破《机械制造工艺基础》的难点教学。 《机械制造工艺基础》课程是机械类专业的一门重要的专业基础课,涉及面广,概念性强。与生产实践关系密切,学生在学习过程中普遍感觉不易掌握,缺乏兴趣。为激发学生学习该课程的积极性、主动性,针对该课程目前存在的问题在教学中进行一定的改革尝试,很好地解决该课程的重点、难点。下面谈谈自己的教学。 一、分析教学现状和存在的问题 1、教学内容和教学体系陈旧。该课程的内容多且相互独立,学时少,同时有些内容随现代科学技术的发展已日显陈旧;课程内容和课程体系的变化与原有的教学方法和教学手段难以保证在较少学时内完成教学大纲的要求,更别说培养学生的理论联系实际和创新思维的能力。 2、教学方式陈旧在教学方法上仍采取灌输式教学,导致学生失去兴趣,获取的信息量较少。这种单一的教学方法显然很难培养出具有创新性的高素质的人才。 二、教学应在以下的几个方面得到突破 1、合理安排课程体系,更新教学内容在设计课程体系时对于一些内容较陈旧的或在其他课程里讲过的内容可进行删减。增加计算机辅助制造内容,使学生接触到现在化工业生产的新方法、新问题,而成新思路。并且根据电脑在学生中普及率较高的特点,鼓励、引导学生利用课余时间进行学习研究。此外在保证掌握有关基础知识和基本理论的前提下,针对各专业的特点,突出重点、提示一般。 2、改革教学方法和教学手段。提高教学质量重视“绪论”教学,提高学生学习兴趣良好的开端是成功的一半,讲好绪论课犹如优秀作者对戏剧的“序幕”和小说的“开头”。教师“亮相”的好,在学生心中树立一个先入为主的良好形象,对今后的教学产生积极的促进作用。给学生介绍课程体系,包括毛坯制造工艺、零件切削加工工艺和机械加工工艺规程制定等三部分内容。通过本课程的学习,可以使学生获得机械制造的常用工艺方法和零件加工工艺过程及装配的基础知识,对机械制造工艺过程形成一个完整的认识,从而增强学生在实际工作中的适应性,为达到一专多能打好必要的理论基础。同时采用启发式教学以引导、帮助和促进学生对知识的领悟,激发学生独立思考和创新的意识。如在学习有关锻压的内容后,给出一个工程应用中因某一质量不合格的锻件而造成故障的实例让学生进行讨论,帮助、引导学生从材料的选择、锻件的结构以及锻造工艺等各个方面进行考虑、分析,找出原因,提出解决的方法。这样,通过启发式教学,不仅可以巩固所学过的知识,而且可以帮助学生学会从多方位,多角度去思考,有利于调动学生的学习积极性,培养学生的创造性。变灌输式教学为方法论教学。将传统教学中的教学模式,变为师生共同活动的教学方式。在教学的过程中,多开展师生互动,采用“教师引在前、讲在后,学生想在前、听在后”的方法,引导学生自己思考解决问题;让学生多开展讨论,使学生积极思维,打开思路,同时教师参加讨论,对重点、难点处做讲解,最后进行总结;也可以安排学生动手实践,这样就更能取得意想不到的效果。 3、因材施教,教师传授知识的同时,应注重能力培养。课堂上着重讲清基本概念和基本理论,分析重点和难点。简单的让学生自学,使学生表达能力和逻辑思维能力得到一定的锻炼。在自己解决了一些实际问题后,学生会感觉到成就感,进而激发了学习的兴趣,对于学习兴趣更浓、能力较强的学生,每个章节均应推荐学习参考书及相应的制造工艺手册。并介绍手册的使用方法,这对他们以后从事工程技术应用工作非常有益。 4、重视实践教学,加强能力培养。实践教学是培养学生综合能力的重要环节,把理论教学与实践教学相结合,是专业知识向实践能力转化的重要手段。培养既懂专业又会操作的“双师型“教师是开展实践教学的前提。这样的教师才能将理论教学与实践教学融为一体,得心应手的将各方面知识融会贯通,最终达到较好的教学效果。在本课程的学习中一般安排两周左右的实践教学,实践教学包括参观、实习。根据授课内容,将学生带到实习工场,组织学生参观,参观前应布置预习,使学生做到心中有数,参观时教师引导学生注意观察机床主体结构、主要部件及作用、传统系统、刀具、夹具等,并边操作边讲解,提高感性认识,解决学生的问题。参观后进行总结。实习的内容有车、铣、刨、磨、钻等工种,着力培养学生的动手操作能力。要求学生根据零件图,读懂图样、制定加工工艺规程、加工零件。训练学生运用已学知识,应用到实际生产中,让他们真正感觉到学有所用,从而提高学生学习理论课的自觉性,使学生获得一个完整的机加工过程概念,这样不仅可以巩固已学的知识,强化学生的专业思想,也能够为后续课程的学习打下良好的基础。 5、演示法直观教学。直观教学是为学生提供必要的感性材料的有效途径。在讲授过程中,经常适时的演示与教学内容相关的实物、模型或实物图片。在教学中灵活运用各种直观形式,不仅能激发学生的学习兴趣,而且有助于他们对所学知识的领会、理解和巩固。 6、多媒体形象化教学。利用计算机软件将教学过程中需要的文本、图形、图像、动画、录像等多种媒体有机会地组织在一起,替代传统的粉笔、挂图、幻灯片和录像片等。形象生动、直观易懂、方便快捷。能够使学生犹如身临其境。用多媒体课件教学,形象的揭示了复杂的机械制造过程,有效地解决了许多教学中难以讲解而又必须理解的问题,大大提高了教学效果,激发了学生的学习兴趣,对教学效率的提高是传统教学方式无法比拟的。 三、结束语 随着科学技术的不断发展,教学内容也在发生变化,这就要求教师自身不断学习,改革教学内容,与时俱进,大胆创新。不断学习,提高自身素质,要不断的用新知识、新技术丰富教学内容,培养出能够满足生产一线需求的高素质的职业应用型人才。 机械制造论文:机械制造教学有效性策略的探讨 一、注重学生实践操作 机械制造专业的课程实践性较强,其理论知识与实践生产进行有效结合,才能实现学校教学目的。因此,加强课堂教学与实践性教学的有机结合是必然的选择,教师可以通过实践教学,将学生从课堂领进操作现场,面向机械加工企业,通过科研和实践教学中的联系,收集更多富有特色的适合课程设计的典型零件,进一步扩充并更新课程设计题库,为学生创造更多的实践机会,在校期间能够接受工厂训练,加强实践教学,有效减少机械设计过程中的盲目性、随意性,培养学生工厂实践、创新和动手能力,不断开拓学生的视野,为企业生产一线培养高技能应用型人才。因此,机械制造课堂教学与实践课程的结合,是社会发展的必然的选择。 二、科学有序的课程设置 专业综合性实验课是实践课程中的重要组成部分,教师可以通过各种实验,培养学生对机械制造专业的喜爱,同时也进一步启发学生在实验教学中积极动手、思考,在不同实验中总结所获与所感,在实验过程中反思还存在哪些需要在课堂学习中继续完善的理论知识。学生实验过程中,教师一定要做好示范和引领作用,课堂教学环境中需要实践操作的环节,教师要组织学生多进行相关实验课题的讨论和研究,把课本上比较空洞枯燥的教学内容,转化为实验课题进行学习,增强学生的综合应用能力。在考试检测时,把实验题目与综合能力考察的题目进行有效整合,列入考试内容。以此激发学生对实验的重视程度,引导学生重视自我实践能力的培养。在教学中,我们要根据社会时展需求,紧跟社会对人才需求的趋势,不断调整课程设置,改进教学方式。在学校专业学科教学中抓好文化课教学,同时加强专业课教学,两者相辅相成,互相促进。开设丰富的中职文化课,如语、数、外、计算机等课程,能够有效提高学生的文化素质和基础知识,形成正确世界观、人生观、价值观,积极乐观地面对学习、生活、人生,形成健全人格。专业是学生今后参加工作的基本,因此课时设置要结合今后工作岗位的实际需求来安排,狠抓专业课程,同时要跟踪当前领域的发展趋向,及时向学生渗透新技术,保证所学技能的实用性。 三、充分运用现代教育手段 现代教育媒体在各课程中已广泛应用。在中职机械制造教学中,教师要大胆尝试,充分发挥现代媒体的教学优势,利用现代媒体音、形、声、视频、动画等手段,改进教学,不断创新探索,把空洞的语言描述变得形象生动,把深奥抽象的道理变得浅显易懂,把繁杂的专业知识变得简单易解,真正实现课堂趣味性和有效性。 机械制造论文:矿山机械制造技术问题研究 1我国矿山机械制造设计产品的发展方向 1.1设备大型化 随着我国经济的发展,大量的矿产资源逐渐地被开发并利用,这也促进了我国的选矿机械设备向大型化方向发展的速度。当前,相关的工作人员对我国的选矿机械设备已经做了大量的研究,也取得了一定的成果。但依旧有很多没有解决的问题,需要相关的工作人员进一步的进行研究。选矿机械设备是用在矿选过程中的重要设备,根据其基本工作流程来分析,主要的设备分为破碎设备、磨矿设备以及筛选设备、脱水设备和分选设备。现阶段我国的企业都十分的重视选矿机械设备的研发以及应用,因为用于选矿的相关机械设备能够直接的影响到生产的整个过程,并且能够对企业的整体经济效益产生较大的影响。这些设备在科学技术含量等方面的提升,可以有效地提高工作的效率以及企业的经济效益。选矿设备大型化是工作的需要,也是企业提升工作效率以及工作能力的需要。 1.2露天开采设备及其地下化 国外很多的露天开采设备正在逐渐地向高舒适性、节能性以及自动化控制的方向发展,并在机械设计中采用了减震、油脂集中润滑等相关提升使用效果的措施,以及工况监测手段等等,所以我们也要加速矿山机械制造技术方面的研究,并提升相关采掘设备的质量,只有这样才能更好地提升设备的技术水平以及技术的可靠性。在对设备进行设计的时候,要注重成套设备的相关匹配性。另外,要考虑到我国高寒地区的特殊性,为特殊地区设计出合适的机械设备,例如,我国的疆域非常的大,各个地区的环境肯定是不一样的,矿山机械在进行设计的时候要根据实际的状况对机械设备进行设计。我国的内蒙古地区不但地域宽广,并且经常需要对软岩褐煤在露天中进行连续的开采,这就需要相关工作人员设计相关的设备来应对此类情况。矿山开采中的相关生产工作本身就非常具有危险性,所以研究出安全、合理的设备并应用到工作中是十分有必要的。随着近几年的发展,很多开采设备逐渐地向地下化的方向发展,设备的使用方向更加的广阔,地下化已成为了设备发展的方向,设备地下化可以有效提升工作的效率。矿山机械设备在进行地下生产时,要与水、火、瓦斯等非常不利的自然条件作斗争,并需要相关的移动机械设备与其他设备相互合作交替的进行工作,矿山开采机械设备在地下工作的时候还容易受到自然地质情况变化的影响,这就需要矿山开采的设备一定要在质量上过关。 1.3提升的相关设备并使其与采选设备相适应 现阶段提升设备的发展方向是提高产品的相关机械性能以及安全性能,再就是机械设备的寿命、工作效率等方面的提升,并逐渐地把矿山机械设备的使用范围扩大。在对设备进行设计与开发的过程中,可以运用现在先进的计算机辅助设计功能,以及PC设计、远控和自控等技术,实现相关技术水平的提升,提高工作的效率。在设计发展的过程中将旧的,比较落后的相关技术逐渐的淘汰,例如,气动制动技术是在我国工业时代的发展中做了非常大的贡献的,其非常具有实用性,但是随着科学技术的发展,这样的技术已经影响到工作的效率,所以这一类比较落后的技术就应该被淘汰掉了。在矿山的工作中需要用到各种机械设备,只有将各种设备进行联合使用,才能真正地提升工作的效益。潜孔钻、铲运机以及矿用汽车等等设备都属于矿山机械,这些设备是在矿山的开发中经常被用到的,并且能够直接关系到矿山相关工作的质量与效率,在工作中这些设备是与选矿设备相互合作进行工作的,所以就需要提升矿山设备与选矿设备的配合度。另外,工作人员在进行工作的时候也要尽量地配合选矿设备,进而提升工作的效率。 1.4提升矿山机械设备的可靠性与维修性 矿山相关机械设备的工作环境比较恶劣,并且流动性非常的大,其作业面也非常的分散,这就需要相关的工作人员一定要按照要求来严格地进行操作,并按照规章制度来进行维护,这样才能用正确的方式提升机械的工作效率,降低生产成本。随着科学技术的发展,矿山机械设备的机械化程度也不断的提高,矿山机械设备安全运行可以为相关矿山企业的发展提供可靠的保障,并且能够在很大的程度上提升企业的经济效益。所以要想提升相关机械设备的可靠性以及维修性就需要分析并解决矿山机械设备出现的各种问题,只有这样才能逐渐地提升其可靠性与维修性。 2设备大型化面临的困境 2.1目前市场的相关需求趋势 性能方面好并且可靠性高的高水平大套设备,其市场需求率现在逐渐的正在呈现上升的趋势,所以市场对其的要求也就比较的高。特别是在提高机械化水平以及适应中小型的煤矿技术方面更是这样。 2.2我国政府已经逐渐地加大了对矿业的整合力度 并逐渐地把煤矿的管理推向规模化,对煤矿的管理实行现代化生产模式根据我国相关机械技术发展的速度以及部分企业中选矿设备的现状、市场需要来进行科学的分析,我国的相关矿山加工设备发展方向必定是大型化、智能化与绿色化。大型化是矿山开采工作的实际需要,但是受到近几年燃料、原材料等价格的上涨,开采深度的增加,矿物品价格下降等等因素的影响,矿山机械大型化发展的脚步已经受到了阻碍,这就需要不断地对机械进行研究,提升相关机械的科技含量,减少燃料的消耗,在多方面进行努力,逐渐地提升大型设备的受欢迎程度。 3矿山机械使用中要注重安全 在井工开采矿山的工作中,要具有相关安全政策、制度及法律法规的参考规范,矿山机电管理应依据相关法规来执行,和矿山本身安全管理的体系相结合,构建完善安全管理体制,如劳动纪律、安全职责分工与操作规范等,充分运用经济及行政方法,保证安全法制的执行力。安全管理目标制定,可让矿山管理者与井工做到心中有数,知晓该如何落实安全管理,并朝着安全目标方向进行努力,安全管理目标构建是需要一定时间的,依据安全管理总目标,在整个生产过程中,对每个环节均实施安全管理。另外,在进行施工的时候要注重对环境的保护,尽量减少对周围环境的影响,要做到生态施工。为社会主义和谐社会的建设发展做出应有的贡献。 在矿山机电管理当中,安全管理是其重要组成,是矿山员工与生产顺利实施的重要保障措施,树立员工安全意识,尤其是矿山开采井工的安全意识,并提高相关技能培训,做好机电设备的安全监测,减少机电设备故障率发生,为员工工作提供安全环境,有效发挥安全控制理论的作用,能有效确保安全管理水平提高。 机械制造论文:机械制造的教材体系探索 1设计总体要求 通过理论教学,使学生在理解机械制造理论知识的同时,了解传统和现代机械加工手段及其对应的工艺装备,掌握机械制造工艺的编制、机床夹具的三维CAD/CAM、数控编程以及零件的制造精度测试方法,培养学生的工程实践能力和创新意识,为今后的工作和学习奠定坚实的基础。其目的在于:①掌握机器零件机械加工工艺规程的一般过程,学会机械加工工艺规程的编制思想和方法。②通过机械加工专用夹具的设计课题,掌握机床夹具的一般设计方法。③学会使用有关标准、手册、图册以及其他技术资料,学会分析和解决设计中的各种问题。④综合运用所学课程知识,进一步提高机械设计、分析计算、机械制图、编写工艺技术文件及独立的技术工作能力。⑤熟悉三维软件的使用方法,强化三维设计能力的训练。⑥熟悉CAPP软件,学会用CAPP软件实现计算机辅助工艺的编制。 2设计内容及要求 为保证课程设计质量,达到培养学生机械制造创新能力的目的,课程设计内容包括下述各项:①工艺分析。熟悉零件的结构,用三维软件对零件建模,并绘出零件二维工程图;零件的加工工艺审查;设计毛坯,分析计算毛坯余量,用三维软件对毛坯建模,并导出毛坯二维工程图。②工艺编制。编制零件的工艺流程,需考虑先进加工设备的使用;填写工艺卡片(可使用电子版)。③夹具设计。设计某道工序使用的夹具,确定使用专用夹具或组合夹具,进行夹具结构设计;夹具的三维设计与装配,利用《机床夹具标准件与三维图库》和《组合夹具标准件与三维图库》,选取夹具所用的标准零件,并设计绘制非标件;提交夹具的二维工程图(装配图)。④零件制造。参考所编工艺文件,指导实验室完成该零件的加工。⑤数控加工。对零件进行手工编程(或用Mastercam等软件实现自动编程);熟悉数控机床操作面板上各控制键的操作(如加工中心、数控慢走丝线切割机床、数控雕刻加工机床、数控电火花成型机);加工仿真或实际加工。⑥测试实验。对加工完成后的零件尺寸精度、形状精度、位置精度等进行测量,提交测量结果报告;把测量结果和零件设计图比较,分析加工工艺。 3教材内容体系 全书共分8部分。①总体要求。②零件工艺分析与毛坯设计。③工艺规程编制,主要有编制过程、加工方法选择、热处理工序安排、工序加工余量、机床设备选择、金属切削刀具、量具选用、切削液选用、机械加工定位与夹紧、工艺文件填写等内容。④切削用量计算,主要有车削、铣削、孔加工、插削、拉削加工等。⑤机床夹具设计,主要有夹具设计与计算、夹具结构与绘图、夹具的公差与配合、夹具零件的公差和技术条件、定位误差的分析与计算、夹紧力的确定、机床夹具常用定位件、常用夹紧件、其它元件与部件等内容。⑥计算机辅助工艺过程设计,讲解了CAPP概念和CAXA工艺图表的用法。⑦典型设计题目与夹具示例,给出了CA614后托架、法兰盘、拨叉等几个典型工件的专用夹具三维图。⑧附录部分给出了轴类、轮盘类、支架类、箱体类、杆叉类等典型工件供学生选用。 4教材特点 4.1针对该课程设计中题目少、多人同题的缺点,选择了34个常规零件作为参考题目。大部分题目网上资料较少,可有效避免学生拷贝,促使学生认真完成自己的题目。每个零件都用二维图、三维图片、三维模型(Pre/E、NX/UG、CATIA、Solidworks)等6种形式给出,方便学生读懂零件结构,也便于学生进行夹具设计时快速进行三维装配。图1、图2为某零件的三维图片、Solidworks三维模型。 4.2在工艺规程编制部分,弥补该课程理论教学中金属切削刀具、量具选用部分的欠缺,编列了孔加工刀具和铣刀的型式和尺寸参数,并给出了三维图片。量具部分编列了实物类量具(量块、塞规、塞尺、R规、螺纹规)、卡尺类量具(游标卡尺、表盘卡尺、电子卡尺、高度尺)、千分尺类量具(外径千(百)分尺、内径千(百)分尺、电子千分尺、杠杆千分尺)、角度类量具(万能角度尺、万能角度规)、指示表类量具(百分表、杠杆百分表、内径百分表、千分表)、形位误差类量具(水平仪、平台、平板、方箱)、综合类量具、可靠度类量具等。 4.3机床夹具设计部分,对机床夹具常用定位件、常用夹紧件、其它元件与部件等详细列举了其二维图、三维模型图片和有关尺寸数据,V形块如图3所示。为配合该部分设计,课题组编写了《机床夹具标准件与三维图库》和《组合夹具标准件与三维图库》两个数据库和本教材配套,便于学生进行数据查询和三维装配。5结束语机械制造工程学课程设计教材内容组织以培养学生的现代制造能力和创新意识为出发点,配以大量的三维图片和三维模型,为学生进行机床夹具的三维设计提供方便。也可为指导教师进一步促使学生提高课程设计质量提供可用素材。
机械设计基础课程教学探究:基于应用型本科人才培养模式下机械设计基础课程设计教学的探讨 摘要: 机械设计基础课程设计是机械设计课程体系中的一个重要的实践教学环节,它是工科院校机械类专业学生进行的第一次较全面、较系统、工程设计性很强的综合性设计训练。针对培养应用型本科人才的教学要求,在机械设计基础课程设计实训中,在教学方法和手段、教学重点和设计成果的展现形式等方面进行了教学改革和探索。为提高实践教学质量和方法,培养符合时展需求的应用型本科人才奠定了基础。 关键词: 机械设计基础课程设计;综合性设计;教学方法;教学改革 0引言 机械设计基础课程设计是机械设计课程体系中的一个重要的实践教学环节,它是工科院校机械类专业学生进行的第一次较全面、较系统、工程设计性很强的综合性设计训练。通过该环节的实践训炼,不仅能使学生巩固加深扩展己学过的知识,并且能使其综合应用这些知识去解决实际问题。机械设计基础课程设计是理论和实践相结合的第一次初探,是一次真正意义上的工程应用能力的培养,是培养学生的工程创新设计思维方式在实践中的验证所迈出的真正意义上的第一步。 近几年,随着社会对人才需求类型的改变,进行教学改革改变人才的培养模式,培养应用型本科人才,作为我校培养人才方案的重点以成为必然,为实现这一人才培养目标的要求,相应的教学体系也在进行适应性调整。机械设计基础作为工科院校的一门重要的技术基础课,它将为这些专业的学生学习专业机械设备课程提供必要的理论基础,使其在了解各种机械的传动原理、设备的正确使用和维护及设备的故障分析等方面获得必要的基本知识,机械设计基础课程所占的教学比重在逐年增加。机械设计基础课程设计是机械设计基础课程最重要的综合性与实践性教学环节,其在实践教学中的意义越加显现出了其重要性。我们围绕着培养具有一定的实践能力和创新设计理念的应用型本科人才的目标,从教学内容、教学方法和手段、设计成果展现形式等方面进行了教学改革和探讨,指导学生从工程应用的角度,结合创新设计思维,应用先进的现代设计方法及设计手段去解决工程实际问题,考虑相关的工程技术要求,逐步树立正确的设计思想,增强设计创新意识和竞争意识。 1教学内容的改革 长期以来减速器作为机械设计基础课程的设计的经典设计题目,这是由于减速器自身的特点决定的。减速器作为机器中一个相对独立的部分,组成减速器的零部件覆盖了机械设计基础课程的绝大部分内容,便于学生在设计实践中应用检验所学的知识,实现理论和实践的结合。另外,不同类型的减速器和参数的设计参数要求,所设计出的减速器的结果是不同的,因此, 选择减速器作为机械设计基础课程设计的题目是可行的。然而, 减速器只是一个部件, 每届学生都重复同样的设计内容, 势必会影响教师的创新设计的积极性。另外, 我校制图课的测绘练习也选择减速器, 这就使得课程设计的题目过于重复,使学生缺乏新奇感,势必会影响学生的设计积极性,影响设计成果。因此,结合学生所学的相关专业和学生对本门课的掌握程度,适当地拓宽课程设计的选题势在必行。 鉴于我校的机械设计、材料成型、车辆工程、汽车服务、材料科学、机电一体化、工程机械、数控等专业的学生都要进行课程设计,其专业跨度大、学生人数多以及减速器涉及的设计问题的经典性,故减速器齿轮减速器设计题目仍予以保留,但根据不同的专业特点适当地增加了设计题目,例如,对于数控专业的学生可以设计普通机床的传动系统, 给出电动机的动力参数, 通过带传动,带动主轴箱的运动。在这样的传动设计中, 学生可以通过参观相关机床,这样既进行相关的带传动和减速器传动设计,也结合学生的自身专业知识,增加了学生的设计兴趣,使学生真正体会到什么叫学以致用。 对于汽车专业的学生,不再进行传统的一级圆柱齿轮减速器设计,而是结合其专业特点,设计汽车用变速器,这样,需要考虑的因素更多了,同时也符合专业培养的特色。实践证明, 适当拓宽课程设计的选题不仅能够让学生得到更多的工程设计训练, 而且能发挥学生的主观能动性, 对于培养创新设计思维和进行创造性设计, 可起到事半功倍的效果。 对于机械专业等为期三周的机械设计课程设计,要求学生在提交一份装配图、一到两张零件图和一份设计说明书外,还要提交箱座和箱盖的零件图。这样更能较全面地考查学生对《机械制图》、《互换性与技术测量基础》、《机械制造基础》、《机械设计基础》等几门课的掌握程度。 2教学方法和手段的改革 现代的教育要求“以人为本”,学生是教学的主体,教师则是教学过程中的主导者。课程设计作为教学中的重要部分,在设计过程中也要充分激发学生设计的主动性和创造性。要达到以上教学目的,首先应重视实践教学的环节,实践教学是学生获得感性知识的重要手段,课程设计也是如此,为了让学生在设计过程中能有一个整体的设计观念,我们在进行课程设计之前,让学生应用机械设计基础理论课上所学的知识,自行设计一个具有一定创新性的实验,来实现预定的运动规律。然后,让同学进行减速器的拆装实验,通过这次实验让大家对减速器的常见类型有一个直观的认识,使学生了解减速器内部零部件的类型、结构和装配关系, 对加工制造的工艺过程形成初步的认识。装拆的重点是轴系零部件的结构及装配关系, 再此基础上让学生应用已有零部件设计一个合理的轴系,使学生能在课程设计中结合实际的参数要求设计出合理的轴系结构和尺寸。 在课程设计过程中也要重视老师的指导作用,一次成功的课程设计与教师的悉心指导是分不开的。为此应改变以前过于集中的指导方式,变“集中式指导”为“集中与分段相结合式指导”,设计前通过集中式的讲解交待清楚所要完成的设计任务,针对具体的设计任务如何入手去做,通过教师已有的设计经验,引导学生解决设计初期的入手难得问题,对于设计中的主要注意事项应交待清楚避免在设计过程中学生走弯路,在设计过程中教师应经常到教室中去,发现共性问题要及时地集中讲解,对个别底子薄的同学应进行个别指导,及时解决存在的障碍性问题,便于设计的如期完成,在设计的后期主要是检查与纠正细节。在具体的指导过程中要求教师要以学生的设计思想为主线,在不改变学生原有总体设计方案的前提下,进行指导完善此设计,让学生能真正地进行应用所学的知识进行创造性设计,让学生能够真正成为设计的主体,在完成此设计的基础上,让学生能够真正地领会完成一次设计的总体设计思路和收获自己的设计成果的成就感。总而言之,课程涉及的改革方向应以培养学生的设计创新能力和解决实际问题的能力为出发点。 3设计成果的展现形式 采用现代先进的机械设计手段,改变传统的纯手工绘图的方式。要求学生提交的设计成果为手绘的设计草图,手写版的设计说明书,以及电子版的设计总体装配图和典型的轴类、齿轮类和箱体类零件图。随着科技的进步,计算机在设计、生产、试验各领域发挥越来越重要的作用。为了顺应社会对人才的需求,必须重视学生的应用和掌握计算机的能力,在我院的机械设计专业率先试点要求总体装配图利用CAD完成。对于基础较好的同学要求应用SolidWorks、CATIA等三维绘图软件完成齿轮、轴、箱体、端盖等所有机械零件的结构设计,完成整机的装配,然后进行机构的运动仿真和干涉检验。 设计成果的评定方式,改变原有的只看图纸的评定方式,采用答辩与平时的设计表现相结合的方式,以图纸、计算说明书和答辩成绩为主,兼顾设计态度、准备情况、出勤率、进度、协作、总结等表现。答辩过程中师生间的相互交流是教师评定设计质量高低最有效的手段,通过答辩老师能够发现总结设计过程中所存在的问题,同时也是学生自我检验的最有效的方式,通过答辩锻炼了学生的语言组织和表达能力,有利于培养学生的宏观地看待问题和总结能力,能够强有力地督促学生及时地解决设计过程所存在的细节问题,防止懒散和懈怠现象的发生。 4结束语 机械基础课程设计是机械类专业重要的实践教学环节之一,对培养学生分析和解决工程实际问题的能力起着十分重要的作用。经过全体机械设计基础教师的努力,在课程设计过程中所进行的相关改革和实践,在组织教学内容方面加强专业特色适当地改变教学内容,在设计手段上应用现代的设计方法,在成果的展现形式上突出了实时动态的考核方式,能够全方位提高机械设计基础课程设计的质量,提高学生的综合能力。随着应用型本科教育改革的进一步深入,如何再提高教学质量,保证应用性本科人才培养模式的实现是我们全体机械教师不断努力地探索和奋斗的目标。 机械设计基础课程教学探究:如何加强高职院校学生在机械设计基础课程教学中能力的培养 摘要: 机械设计基础是一门实践与应用性很强的专业基础课。本文一方面提出开发应用一套现代化教学手段的课件系统,以提高教学效果;另一方面在机械设计基础课程教学中加强培养学生的四种能力。 关键词: 机械设计基础课程;能力;培养 1加强机械设计基础课程的教学优化 1.1 改善现有的教学手段,研究开发出一套新型适应现代化教学的课教系统,提高机械设计基础及其相关课程的教学效果电化教育是现代社会经济,科学技术与教育发展的产物,是实施教改和开展课题研究的需要,是提高教师自身业务素质的需要,是加强教师备课程度,优化课堂教学过程的需要。使用电化教学要注意以下几个要点:①要有利于创造生动和谐的教学情境;②要有利于发挥学生学习的主动性;③要有利于学生智力发展和能力培养。而不论是传统教学方法还是现代电化教学方法,都应坚持“学生为主体,教师为主导”,要有效地发挥学生的主体作用,真正突出学生的主体地位,防止电教为“电灌”。因此,在教学设计上,预先估计学生在学习过程中心理上会发生变化,适时合理运用电教媒体,实现教学过程的优化。媒体使用的最佳时机,主要有以下几种情况:重点内容尚未引起学生注意时,学生思维展开尚缺少形象材料时,复杂机械动作的运行方式难以想象时。投影片的使用方式,可以是老师先演讲,后播放,再概括;也可是先设疑,后播放,再演讲;还可以边播放边讲解等。为获得课堂电化教学的最佳效果,必须先进行教学设计,然后再动手制作教学课件。 1.2 利用新型的动态模型展示,提高学生实践感受力华裔诺贝尔奖得主杨振宁等人也多次对我国教育不重视培养学生的创造性提出批评。提倡死记硬背,实行题海战术,使用标准答案,压制学生的个性发展,把教学过程单纯理解为对现有知识传透和积累,在教学方法和考试制度上也是重继承轻创新、重灌输轻发现等等,这是当前我国教育包括高等教育普遍存在的流弊。 2提高教师自身实践创新素质 机械设计基础课程是一门创新实践性很强的课程,年轻一代的创新能力要靠教师的创造力去培养。而教师要想胜任自己的教学工作,不仅要善于不断地更新和扩充自己的知识,还要能交给学生获取新知识的方法;而这些不断更迭的新知识、新技能,又难有召之即来的现成的教科书提供答疑和咨询;只能靠教师本人在丰富多彩的实践中去摸索、去探讨、去学习、去掌握。当前部分教师在认识上有“重理论、轻实践”、“重课堂、轻课外”的思想,有些人片面的认为只有增加投入才能提高实践教育能力;另外,在教师能力方面,存在部分教师专业实践能力不足,不能积极主动地参与实践教育活动,一些从校门到校门的青年教师扎在的小圈子里,缺乏从事专业实践教育的底气。通过探讨机械设计基础课程理论教学与增强实践相结合的过程中,促进教师对自身实践创新素质提高的思考。这就要求教师必须具有相应的独立思考、自主意识和怀疑精神,具有学习能力、实践能力和创造能力;要注重自身的知识积累;要乐于参加实践活动,教师的教学实践能力不仅表现在对学生的方面,而且更体现在对自己教学活动的反思上。这种反思是教师教学实践的重要内涵。不能及时反思自己的教师不是好教师,而这种反思是教师不断提高自身素质的一个重要途径。 3在机械设计基础课程教学中加强培养高职学生的四种能力 3.1 将四种能力的培养贯穿课程教学过程中高职高专教育是培养面向生产第一线的应用型工程技术人才。从职业教育、专业、职业的关系来看,职业教育课程应以工作过程为导向。既工作过程导向课程的名称和内容不是指向科学学科的子区域,而是来自职业行动领域的工作过程,且以项目、任务、工艺、范例、案例、设备、产品、实验、厂家等作为课程的实践形式。传统的机械设计基础课程内容包括机械原理和机械零件两大部分,理论性强、概念抽象,涉及的基础理论和知识面广、系统性强,各自成体系。这种学术型的教学模式显然不能适应高职高专教育对应用型人才培养目标的要求。根绝从职业群众归纳整合出的典型的职业工作过程。结合历届毕业生的调查反馈信息及用人单位对机械设计基础课程教学的要求,可对机械设计基础课程进行全面改革,将原机械原理、机械设计的教学内容按一般通用机械的设计过程来安排。 3.2 加强教学方法和教学手段的创新研究在教学过程中,坚持教学方法与教学手段的改革,施行“精讲多练”及启发式教学、讨论式教学、案例教学等等,突出学生四种能力的培养/如对于机械创新设计方面的内容采用讨论式教学,将工程案例引入课堂中,由教师提出案例问题,学生分组讨论,激发学生自主学习的积极性,提高学生的创新能力。采用理论教学、现场教学、实验教学等教学手段相结合,形象直观,用大量的应用实例让学生对生产和生活中的机械装置和机构有更广泛的了解,开阔了眼界。 3.3 大力开展第二课堂围绕课程教学内容的改革,大力开展第二课堂活动,如举办科技文化艺术节、科技人文讲座等,同时积极组织学生参加全国性竞赛活动,如全国大学生数学建模竞赛、大学生"挑战杯"创业大赛、机械创新设计大赛等,培养学生的实践能力、创造能力和就业能力、创业能力。如机械创新设计大赛,学生可自由报名、自选课题参加比赛,在此过程中教师仅起到抛砖引玉的作用,组后学生将自己完成的作品在大赛演示并参加评奖,充分发挥学生的创造能力。此外,还可积极引导学生参与教师承担的部分科研或科研项目,学生能够从中或得许多创新设计的感性认识和理论知识,学到许多书本中没有的东西,并可以综合运用到已学过的知识,解决实际问题,从而提高学生的实践能力和创造能力。 机械设计基础课程教学探究:机械设计课程实践教学环节的改革与探究 摘要: 实践教学是提高大学生创新能力的重要环节和有效途径。本文分析了高等教育中机械设计实践教学的现状,指出了存在的不足,结合教学实际,对机械设计实践教学各环节的内容、教学方法、教学手段、考核制度等进行了研究与探索,构建了新的实践体系和实验管理模式,为提高机械设计实践教学质量提供了保障。经过教学实践,证明实践教学改革对提高学生的创新能力有较大的促进作用。 关键词: 机械设计;实践教学;创新 0引言 机械设计是一门实践性很强的技术基础课,是对学生进行机械综合设计能力、创新能力和工程意识训练的主要课程。其实践教学环节对实现课程教学的目标,培养学生的创新思维和潜能起着关键作用。目前,在实践教学环节中普遍存在,测试仪器和设备落后,教师队伍力量薄弱,实验教学内容陈旧,实践教学学时相对较少,内容脱离科技发展和企业需要等问题,不利于学生综合知识的运用和动手、创造能力的提高[1-3]。在培养过程中,教师掌握实践教学的开发、设置、实施、管理和评价的主动权,学生只是被动完成和接受,教学互动较差,无法提高学生的积极性,达不到学生运用知识和提高能力的目的。因此,完善实践教学体系,加强学生实践能力的培养,探索学生专业素质培养的新途径和新方法,是摆在学校面前的一大现实问题。 1更新教学内容,优化培养环节 实践教学是专业技术应用能力和专业技术理论的有机结合,是培养学生动手能力、实践能力、创新能力和独立工作能力的主要途径。加强实践教学环节不仅可以提高学生的综合素质和创新设计能力,而且可为学生专业课程的学习和专业人材培养目标的实现打下良好的基础。 1.1 完善基础实验,扩宽学生的知识面购置新式机械零件陈列柜、机械创新设计陈列柜等设备,增加学生的感性认识,调动学生的热情和积极性,使学生得到工程能力的培养和训练。完善实验内容,将单纯的基础性实验转变为理论知识、测试手段、方法并重的交叉性综合实验项目。如带传动实验和滑动轴承动压润滑油膜形成原理实验。在实验中,教师除了实验内容的介绍外,还要加强测试技术、设备的原理讲解。通过介绍测试手段和方法,使学生不仅掌握了课程教学中所学的理论知识,而且对各种传感器及不同测量和数据处理方式有新的认识。 1.2 增设设计性、创新性和综合性实验,提高学生的动手能力 根据学生特点和生产实际,增设和拓展实验项目,增强学生综合认识问题和解决问题的意识和能力,为学生提供广阔的思维空间,培养学生的设计能力和创新能力。这类实验只给出实验题目、实验重点、难点,由学生查阅资料,拟定实验方法,然后在教师指导下独立完成。如机构运动方案创新组合实验。学生根据自己的能力、特长、兴趣设计实验,利用各种运动副和构件搭建各种新型机构,验证机械传动设计方案,加深对机构组成理论的认识,培养学生机构创新设计意识和综合设计能力,训练学生的实践动手能力。 1.3 增加创新实践环节,提高学生的创新能力和协作能力实践教学不仅仅是为了验证理论教学中的某个公式或结论,更是设计中的一个重要环节。当学生有了一定的实验能力以后,便可给学生独立完成实验的机会,以锻炼、提高其实验能力。为了培养大学生的创新思维、竞争意识、团队合作精神和理论联系实践的能力,学院为学生提供科技制作场所,利用教学资源,广开兴趣小组,对一些在动脑、动手及创新方面有特长的学生进行重点培养,因材施教。在学生中,展开“创新设计”大赛、“挑战杯”之类的课外科技活动,鼓励学生参加教师的教改课题,拓展创新实践途径,增强学生的团队协作意识,培养了学生丰富的个性和全面的能力,为机械设计课程提供好的选题和实践项目奠定基础。 2改革教学手段,探索教学方法 机械设计实践教学相对其他课程枯燥乏味,图形复杂、结构抽象。教学手段和方法是影响学生的学习主动性、兴趣和教学效果的关键。多媒体技术、网络技术、虚拟仿真等现代信息技术可为提高教学质量提供了重要技术支持和依托。 2.1 引入多媒体,丰富教学手段应用多媒体教学,改变了传统的“教师口述+板书”的教学授课方式,扩充了课堂信息量,突破了实验设备的局限,扩大了现代实践教育的规模,提高了教学质量。如齿轮范成模拟实验和机构运动简图的绘制实验。通过多媒体给学生播放一些机构运用的录像,齿轮啮合和轴系运动的影片,将难以讲授和理解的内容表达的直观易懂,生动形象,加深学生对所学知识的直观认识和理解。 2.2 利用froe等软件,扩充实验内容实验设备匮乏是目前高校普遍面临的问题。引入计算机虚拟、仿真实验技术,可有效地弥补实践教学资源的不足,节约学生的实验时间,提高实践效果。利用计算机辅助软件,将机械零部件、机构三维化,并进行各种装配、拆卸、组合实验,可达到一些在实验设备上难以完成或无法完成的实验项目。在减速器装拆课程设计在中,学生不受所给设备和条件的限制,运用所学理论知识,利用计算机软件设计减速器,模拟机构的运动和装配,检验机构的运动状况和故障等,可充分调动学生的积极性,拓宽学生的设计思路,为毕业设计等工作提供参考。 2.3 以互联网为载体,实现资源共享利用互联网络技术,将实践大纲、指导书、课程资源库等资料上传共享。学生通过网络可以预习实验、预定实验,提交作业,甚至与老师互动交流。“以趣引思,以疑引思,以用引思”,最大限度地调动学生的求知欲和钻研精神。同时,网络教学信息量大,信息传递便捷、交互性强,不受时空限制,有利于培养学生提出问题、解决问题的能力和创造能力。 3加强教学管理,完善考核制度 实践教学是一个教学相长的互动过程。严格的管理和完善的制度是设备顺利运转,教师辛勤工作,发挥专长,学生不懈努力,健康成长的保障。 3.1 根据内容特点,改革考核方式在实践教学的考核过程中,变一次性考核为过程考核,激发学生的自主性。在实验中,随时对学生实验课程的预习情况、原理认知、注意事项、操作态度、实验进行状况等情况进行考核。在评价手段上,尽可能的采用课堂提问、书面作业、专题报告、技能测试等多种评价方式。在学习成绩评定中,加大实验操作、平日表现等方面的成绩比重,实行实验成绩的“一票”否决,加强对学生学习过程和应用能力的综合检查与评定。鼓励学生进行“产学研”合作,积极引入企业评价考核机制,及早与企业接轨。在培养方案允许的情况下,实行实践单独设课,保障学时数,提高实践教学的针对性,便于科学管理和评价。 3.2 规范管理体系,提高教学质量教学管理是实践教学环节的另一重要部分,是保证实践教学顺利进行的重要保障。加强教师和教学质量的考评,是提高教学质量的根本。学院根据学科特点,规范教学档案,实现授课经验的制度化,鼓励优秀老师的“传、帮、带”。同时,组织教师互相学习,结成梯队,参加各项学术活动。制定规范的实验课程表和计划,将实践环节与理论课程同等对待。要求对开课老师进行严格的“试讲”和“试做”考核,并定期组织听课和经验交流,保证了实践环节的教学质量。对考核不合格的老师将进行培训或停课的处理。除此之外,学院实验设备专人管理,定期检修,保证设备的使用率。对利用率低的设备,鼓励老师积极展开实验教研项目的研究,拓展实验,改进实验设备,杜绝设备的闲置。 4结语 实践教学是学生从理论知识走向社会实践的桥梁和过度,是关系高校教学质量的关键,对推动教学改革,培养学生理论联系实际的能力具有重要的意义。经过实践和思考,机械设计实践教学环节的改革,在挖掘学生的潜力、培养学生的动手能力和创新能力等方面取得了一定的成绩。通过实践教学环节的学习与锻炼,学生参与实践环节的主动性和积极性大大提高,参加各类大赛的热情高涨,取得的成果明显增多。但是,实践教学是一个系统工程,还必须在各个环节上综合运用,才能取得良好的改革效果。为此,为了进一步提高学生的综合能力,今后对机械设计实践教学模式的探索还有待于进一步完善。 机械设计基础课程教学探究:基于工程能力培养的《机械设计基础》课程改革 摘要: 分析了机械设计基础课程在培养工程能力方面的现状和存在的问题,以工程能力培养为导向,结合课程特点对机械设计基础课程进行了课堂教学、课程设计和实验的改革,达到培养学生的主动思考与探索能力、创新意识和实践能力、分析与解决问题能力、文献检索能力、思想表达能力、团队合作精神等,提高学生在社会的竞争能力,增加就业率和提高就业质量。 关键词: 机械设计基础;工程能力培养;课堂教学;课程设计;实验;改革 0 引言 《机械设计基础》是高校近机械类专业开设的一门主干专业技术基础课,是培养学生工程能力和创新能力的主要课程,是从基础课过渡到专业课的必修课[1]。工程能力是我们培养未来工程师最重要的能力之一[2]。因此,《机械设计基础课程》面临的实际问题就是如何与专业结合,与实践相结合,培养出具有工程能力的学生来。目前,我们在教学中重理论教学、轻实践教学,忽视工程能力培养的现象仍然很普遍;学生团队意识、工程意识不强;独立解决问题,研究开发能力相对较弱。因此,学生很难将学到的课本知识用于实际中去。 针对上述问题,本文对机械设计基础课程进行了课堂教学、课程设计和实验改革,以期使学生具备一定的工程能力,提高在社会的竞争力,增加就业率并提高就业质量。 1 课堂教学改革 进行课堂教学首要任务是教材以及课程体系的改革。在保证必需的知识点的前提下,避免内容冗长重复。教材内容要以“会用”为目标、“需要”为准绳,以“够用”为尺度[3]。传统的教材需要重新审核,删除陈旧的章节,增加社会发展所用到的工农业生产中产生的新知识点和新的经验。强调机械设计基础与工程实际相结合,重新确定重点、详略并重新编排课程顺序,以项目实施为主线构建出新的与实际更加接近的课程体系。 第二,增加研讨课。在研讨课的选题中要选择与工程实际相结合的题目,使学生有针对性地将理论知识应用到实际工程模型中。例如,可以讨论分析各种工厂中实际机构的设计方案,画结构运动简图,分析能否实现设计意图,并提出行之有效的多种修改方案。将学生分组,让学生自由组合分组做准备,每组在上讨论课前将题目的求解过程准备充分。在讨论课上,让每组学生展开热烈讨论,然后选出每组代表,将讨论结果到讲台上进行讲解,老师再对其讲解进行点评和总结。将讨论课成绩计入期末成绩,这样既增加了学生的参与感,又使学生对研讨课极其重视。通过选择与工程实际结合的研讨课题目,使学生增加工程意识,并培养了独立思考的能力、团队合作能力、发散思维能力以及语言表达能力。 第三,采用类比式的教学方法来理解新学到的知识点。例如,学生在学习齿轮的精度等级时容易记错。那么,我们在讲解齿轮的精度等级时,可以将齿轮的精度等级类比成中国古代的官位等级,告诉学生一品官要比七品官职位高,这样学生就会很容易地理解齿轮的一级精度比七级精度的精度要高,从而来掌握这个知识点。 第四,在教学的过程中,可采用可先实验后理论的方法。比如进行轴的结构设计时,可先让学生走进实验室,亲自对轴系进行装拆试验,这样学生就会对轴系上各个零件的先后装配顺序以及各个零件在轴系中所起到的作用深入理解和掌握,然后再回到课堂进行理论教学,相信学生就可以很快掌握轴系的相关知识点了。 第五,黑板授课与多媒体相结合。对于复杂难以理解的公式推导、学生经常出错的课后题等可以在黑板上进行讲解,而对于基本概念和复杂的设备内部结构和难以理解的运动状态可以用多媒体来进行讲解。例如,在讲解自由度计算应该注意的事项时,对于复合铰链、局部自由度和虚约束的概念都可以用动画展示出来。例如,在讲解动压油膜形成时,可以利用多媒体动画,将难以理解的概念形象、直观、生动的展现出来。 第六,经常邀请生产一线上的工程师来学校开设论坛和讲座,使学生了解到与工农业生产最接近的信息,拓宽知识面,并与时俱进,而不是“关起门来学习”。 2 课程设计改革 首先,课程设计的改革应打破“多年一题”的状态。传统的机械设计基础的课程设计是减速器设计,由于该设计题目基本上涵盖了该课程的所有知识点,因此一直被许多高校使用。然而该项目已经使用了几十年,学生在做这个题目的课程设计时,可以从网络上找到好多相关资料,然后直接按部就班,比葫芦画瓢进行设计,可以说没有什么创新。因此,可以将课程设计的题目转变为具有一定开放性满足一定条件的传动系统设计项目。例如,卷扬机传动装置设计,搅拌机传动装置设计,简易卧式铣床传动装置设计等。这些题目,让学生进行独立思考,增强团队合作性并积极查找资料。通过这样的课程设计题目,学生的解决问题的能力可以得到很大的提高。 第二,应该增加课程设计答辩环节。答辩可以督促学生对于相关知识进行复习,搞清楚细节问题,也可以避免课程设计抄袭;答辩的同时,学生的语言组织表达能力也得到了进一步的锻炼。 第三,在课程设计中,可以让学生组成兴趣设计小组,让学生对现有的设计问题提出自己的见解和想法,经过讨论选出最佳设计方案,并将之付诸于实际的设计过程中。引导学生学习和使用CAD和CAE软件,学生可以先使用软件进行有限元分析,进行结构优化,选用合适的材料,进行性价比最高的设计。对于比较好的想法和创意,可以帮助学生申请专利,写成等。 3 实验改革 机械设计基础课程中传统的实验内容仅仅是课堂理论教学的认知和验证,缺乏深度和新意,无法调动学生的实验兴趣,因此实验教学质量较低。如:机构运动简图的测绘,齿轮参数的测定等。而要培养具有工程能力的应用型大学生,必须要开设工程型、开放式、创新型的实验项目[4]。因此,本着“试验与工程实际相结合”的原则,可提出两种层次的实验课程:基础性实验和工程创新型实验[5]。例如,实验课中可增加机械设备的主要零件检测与测绘、机械设备的安装调试等与实际紧密结合的工程型创新性实验。新增实验均采用真实的机械设备,这些真实的机械设备要涉及到学生在机械设计基础这门课程中所学到的四大结构:平面连杆机构、凸轮机构、齿轮结构、带传动和链传动。这样,学生通过实验可以掌握机械参数的测量方法,学会使用量具,并通过对零件的测绘,更进一步地掌握了零件尺寸的测量方法,而且加深了理论课所学习的知识点。除此以外,可以使实验与大学生创业项目相结合,组织学生独立思考,自己搭建试验台,在指导教师的帮助下,对原有设备存在的问题进行解决,对原有设备进行改进,甚至自己设计出新的设备来。最后,要重视实验成绩的考核,不能仅仅通过考勤和实验报告给成绩,应该增加实验前的预习考核,以及实验操作过程中的技能考核,这样不仅学生重视实验,也可使实验老师重视实验。 4 结论 机械设计基础的课程改革不是一蹴而就的事情,要想培养出符合社会需求的工程型人才,必须要摒弃陈旧和重复的教学内容,增加与时俱进和创新实际的项目,提高机械设计基础课程的教学质量和层次。通过培养学生的主动思考与探索能力、创新意识和实践能力、分析与解决问题能力、文献检索能力、思想表达能力、团队合作精神等,提高学生在社会的竞争能力,增加就业率和提高就业质量。 机械设计基础课程教学探究:基于三维软件和云班课APP的机械设计课程教学实践 摘 要:针对机械设计基础课程中铰链四杆机构部分内容教师难教、学生难学的情况,本文介绍了如何运用CAXA实体造型软件和云班课手机App课前教学资源共享、课中教学环节合并、课后作业整合等方式将知识点交织利用,并配以电子任务书等手段来搭建立体的辅助学习平台,以“做中学,学中做”为指导思想,鼓励学生自主探究、发现、验证并理解知识,以培养学生知识运用能力和自学能力。 关键词:三维软件 机械设计基础 教学实践 教师教学最终目的在于让学生学会学习、主动学习、终生学习。职业学校新设课程教学应以学生运用已学的知识为基础,去学习新课程的新知识,在提高学生自信心的同时,也让学生明白了知识的用处,学以致用,从而增强学生的学习动力。在职业学校课程改革的大背景下,在信息化的浪潮推动下,教学内容急需打破原有的课堂模式,采用“双课堂结合”的模式,将教与学、学与练,练与用有机结合在一起,从学生的就业需求出发,优化教学资源,提高课堂效率。通过小组合作探究的方式,实现组内学生的优势互补,通过小组竞争培养学生的职业能力和学习能力。 一、教学现状 1.教学内容直观性、互动性较差 机械设计基础课程中的平面四杆机构传统教学手段缺乏动态,直观性差,抽象难学,往往采用先理论后计算的教学模式。学生需要掌握大量的平面四杆机构各种类型特点,动力传递方式等知识。学生锻炼较少,学习兴趣不大。通过多媒体教学的介入可以部分解决直观性的问题,但互动性的问题并不能很好地解决。 2.教与学效率低下 由于受到教学内容和教学方式的限制,以教师讲授为主的教学模式缺乏学生的主动性,学生参与度低,难以形成“教师主导、学生为主体”的教学环境。学生的练习需要通过大量的手工计算来完成,要消耗大量的课堂时间。教学反馈周期长,教师不能及时处理学生遇到的问题,学生易出现厌学、弃学的现象。 二、解决策略 数控专业高级工班学生已经学过三维软件包括CAXA实体设计,PRO/E,UG等,能运用三维软件进行零件装配,具备了本次课学习的必要条件。而他们较强的表现欲望和动手能力,有助于通过已经学习过的知识,去化解枯燥的未学知识。 本课以信息化为平台,以“动手-发现-验证-分析-总结”为主要脉络,以任务驱动为主要教法,发现学习法为主要学法,能激发学生的兴趣,吸引学生的注意力。 1.发现学习法 利用职高学生较强的动手能力,课前设计完成平面四杆机构的三维杆件库,包括机架,连架杆,曲柄,连杆等不同长度的杆件,搭建学生自主学习的舞台。将本课程理论知识和任务有机结合起来,培养学生发现问题、解决问题的能力。 2.任务驱动法 通过游戏式的任务驱动法结合学生感兴趣的三维软件,将原本以教师理论教学为主的讲演内容,转变成以学生完成任务为主的实践内容。发挥学生的主观能动性,活跃课堂气氛。 3.小组合作学习法 单独的行为参与不利于学生高层次思维能力的发展。只有积极的情感体验和思维交流,才能促进学生全面素质的提高。 4.信息化手段 运用微视频导入,点燃学生学习热情;运用电子教室,完成学生电子签到,学生可通过电子教室举手提问;下发任务书,组织学生分组完成,对学生进行屏幕控制,实现课堂信息化沟通,提高教学效率;用电子任务书代替纸质任务书,提高课堂效率,游戏式的评价机制,学习效果有效反馈。 三、教学实践 CAXA实体设计是一款在中职学校得到广泛的推广应用三维设计软件。我们已经跨入移动互联时代,智能手机、平板电脑、笔记本电脑已经在我们身边普及,而传统的教室多媒体将老师和学生固定在 PC 前教与学,教室没有开展课堂互动反馈的设施。蓝墨云班课App专门为移动环境下的教、学而设计,能实现即时的沟通分享,让教、学更轻松、自由、有趣。课前确保教师和学生手机都已下载安装蓝墨云班课App。教师课前上传铰链四杆机构的课程资源,创建铰链四杆机构的班课并发送邀请码邀请学生加入,根据需要可组织班课成员进行投票问卷,讨论答疑,头脑风暴,课堂测验,布置任务,小组讨论等教学环节,丰富移动课堂与学习体。 1.创设情景 教师结合学生闲暇时常玩的游戏跑跑卡丁车来吸引学生的注意力。学生在三维软件模拟操作卡丁车三维模型,引出铰链四杆机构实现车辆的转向机构。 2.任务一 教师进行演示并且讲解铰链四杆机构的定义和组成并布置任务一:在电脑三维软件中打开准备好的四套铰链四杆机构模型,模拟连杆现实运动,在任务书内填入四杆机构各杆杆长。该过程充分利用中职学生好动手的特点。学生在摸索中完成对知识点的理解和记忆,同时提高了积极性和自信心。 3.任务二 教师讲解铰链四杆机构的三种基本形式以及三种机构的各自特点,并列举实例,如汽车前轮转向机构、汽车雨刮器、搅拌器、火车车轮、吊车、雷达、旋转式水泵等,最后布置任务内容:判断以上任意四种实例的连架杆是否能作360度整周运动,并判断属于哪种铰链四杆机构,并鼓励学生进行相互竞赛。学生多角度地观看实例的三维模型,动手操作并找出每个模型的机构原型。带着理论知识去看实践,更能发现知识的真谛。 4.任务三 学生根据自己的分工和设想,尝试从三维软件杆件库中选择相应的杆件进行组装,进行探究。在任务书的帮助下,归纳总结曲柄机构的共同特点,进而验证曲柄存在条件,最终总结出平面四杆机构曲柄的存在条件。学生通过自主探索,培养了归纳总结的能力,团队协作工作作风,一丝不苟的职业素养。 5.任务四 教师归纳本节课的上课重点,并以寻求帮助的方式给学生提出最后一个任务,判断雨刮器和健身平步机分别属于哪种类型的铰链四杆机构。学生相互讨论完成任务,展示任务成果。 6.拓展与评估 评价是对学生项目完成情况的判断过程,包括专业知识掌握、职业能力提升情况等多方面内容,同时是对教师教学设计是否合理的反馈。学生通过电子任务书包含的自评和小组评价环节,每完成一项不同难度任务都能获得相应的“经验值”。教师可以随时让学生提交任务,主动接收每个学生的即时任务完成情况,并通过电子表格进行统计整合。 最后的拓展可以从课堂延伸至课外,作业布置,巩固提升,通过超星数字图书馆查找发现查看相应机械设计类课程电子图书,教学视频,进行拓展学习在生活中寻找更多生活中的四杆机构。鼓励学生学以致用,知行结合,培养主动学习及创新能力。 四、小结 学生利用已学过的三维设计软件,学习新的机械设计课程中的铰链四杆机构部分的内容,通过小组探究学习,在尝试过程中发现问题。教师演示解决问题,并给学生锻炼的机会,充分体现了学生的主体地位,把时间交给学生,实现了“做中学,学中做”的教学理念。采用分组互评、老师点评等评价方式,让学生交流分享,调动了学生的积极性,学生勤于动手,课堂气氛活跃。从整个教学任务情况看,知识目标完全达到,能力和情感目标基本实现。同时,电子表格、电子书、网络学习平台等信息化教学手段,使教学的各环节紧密相连,层层递进,通过多种途径实现了对教学内容的过程性评价和总结性评价。本课的教学实践证明,信息化的使用在提高学生学习效率和提升学习质量方面的确有着积极作用。 ( 作者单位:浙江省海宁市高级技工学校)
机械制造与自动化技术研究:机械制造自动化技术特点与发展 摘要:随着科技发展的日新月异,机械制造自动化的发展趋于自动化、精密化,本文就我国目前机械制造技术自动化的技术特点作以概述,并对其发展趋势作以浅析,以供参考。 关键词:机械制造;自动化;特点;发展趋势 1机械制造的技术特点 1.1机械制造已成为专业化体系 当今越来越多的科技被应用到了机械制造技术当中,而关于其整体的研制、生产、出售、修护等一系列完整的生产链已经形成,因此当下的机械制造渐渐开始从相对传统的制造业逐渐发展为综合各项技术的全新高新产业,其对于计算机的植入使用大大地加快了其自动化技术的开发,进而使得整个制造业进入了全新的领域[1]。 1.2机械制造技术趋于一体化 任何技术的发展都不会是单一的、与其他科技毫无干系的,机械制造也不例外,为了提高整个行业的潜力,提升市场竞争力,加快生产速度,该门技术将逐渐融合市场调研、产品研发以及生产自动化、营销技术以及专业服务等诸多方面,并且将之联合起来,进行统一研究;而将这些技术聚合在一起对于整体的研发以及减少中间环节提高效率有着极为有效的实际效果。 1.3机械制造技术中的市场性提高个体劳动生产率 古往今来一直都是赢取市场主动权的首选,随着我国的市场经济的稳步发展,全球经济一体化进程的提高,在二十世纪八十年代以后,制造业对于效率与质量的追求就已经成为发展的主流,而机械制造业的特点就是整个市场追求的特点,其自身的竞争性导致了其必将向市场化发展[2]。 2我国机械制造现状 不少发达国家已经开始普及诸如纳米技术、微激光加工技术、复合型加工技术,相比之下我国甚至还存在很多的作坊式生产车间,其生产效率自然不可同日而语。传统的工业大国一般都会历经一个较为完整的、血腥的原始资本积累过程,在具备较多资源以及百年的制造发展,其自身已经形成一套行之有效的合理体系,在相关制度内各行各业都有相应的规则,并且由于制度完整,其整个生产周期都通过电脑进行计算进而使得整个过程效率极高,提升了其整个产业链的循环速度。相比之下,我国由于整个制造行业都处于开发的阶段,因而对于电子技术的应用还相对较少,整个行业的制度稍显稚嫩。 3机械制造自动化技术发展趋势 3.1自动化技术的发展趋势 科技的发展,尤其是电子技术的发展使得整个系统即将达到真正的自动化,这一转变的关键就源自智能化的日益发展。随着智能化的提高,智能系统通过学习可以进行更多的判断,简言之智能系统本身相当于人工大脑,其具备人类大脑的部分性能,可以对于相关自动化系统进行合理判断进而保证其自身的完美运行。精度以及效率的提高是一直以来所有机械产品所追求的,在这一标准中主要起到决定性作用的是核心控制系统的性能。复合加工可以使得整个生产过程的冗余步骤大幅省略,并且对于同种机械的多种生产工艺加以择优使用,大大提高产业效率。 3.2自动化功能的发展趋势 多媒体的使用对于直观的表现整个系统的运行情况是十分有效的,充分利用多媒体对于自动化系统进行检查可以更加方便快捷的找出整个生产工艺中所出现的问题以及影响生产效率的步骤,进而便于决策;而由于将实际数据转化为其他形式借以通过多媒体设施展现需要很多相关人员,因此对于高新技术人才的培养就非常重要了[3]。数控机床实际所提供的数据十分庞大,相应的管理软件更是数不胜数;而为了方便人工管理,其实际的操作平台的优化、简化就显得十分必要了,因此为了使得自动化的管控效率得到提升进而降低相关技术人员的工作量,以使得其拥有更多的时间精力参与到更有意义的活动当中,对于整个软件系统的简化处理是十分必要的。科学计算直观化。信息的实际交流更多运用的是数据信息,但是通过相关技术将数据转化成曲线图、饼状图等可以更为直观地看到潜在的规律所在,进而分析实际情况,使得数据自身能够提供的潜在信息也能清楚地表现出来,并且通过相关技术的开发提高办公效率,加快产业更新升级,进而提高产品品质[4]。 4结束语 综上所述,把握机械制造自动化技术的特点,掌握其在未来的发展趋势,对于我国机械制造企业来说是十分重要的。 作者:柳向阳 单位:河南宝钢制罐有限公司 机械制造与自动化技术研究:机械制造与自动化设计中的节能设计理念 摘要:本文首先分析在机械制造与自动化设计中应用节能理念的优势,然后分析机械制造与自动化发展的现状与趋势,最后分析节能设计理念应用于机械制造和自动化的有效途径,即优化机械结构的设计、利用节能环保的材料和优化制作的工艺。 关键词:机械制造;自动化设计;节能理念 引言 在当前的工业化现代进程中,机械制造业在经济发展中具有重要作用。伴随着计算机技术、通信技术在机械制造业中的不断实践和发展,我国将机械制造和自动化完美结合在一起。当前,我国的机械制造和自动化技术的水平较为初级。一方面,技术成熟度不足,降低了产品的质量;另一方面,机械制造中消耗着大量资源和能源,使得资源过度耗亏。因此,需要在机械制造和自动化技术中积极引入相关的节能设计理念。 1在机械制造与自动化设计中应用节能理念的优势 相较于传统的机械与自动化设计理念,节能理念的渗透具备着相应的专业性。这样的节能理念主要体现在自然环境的设计、生态设计和环境意识的设计中。换言之,节能设计突出在工程制造过程中,并能够实现自然资源的循环再利用。机械制造工程减少对环境的污染,并能够在机械报废中做到重复使用,将有利地促进人类社会和自然环境的协调与可持续发展。机械制造与自动化工程实践中,需要投入大量人力、物力,且利用大量资金实现相关的节能设计应用。利用节能理念,做到绿色管理行业的发展,进而取得一定的经济效益,对我国当前较为严峻的的资源和环境态势具有很强的缓解作用。 2机械制造与自动化发展的现状与趋势 计算机技术加强了机械制造业的自动化水平,并在生产效率和相应的生产安全性能方面具有重要作用。机械制造和自动化技术的结合,对我国工业化的发展具有不可忽视的作用。同时,国内的制造企业与相关的国际接轨是大势所趋,很多产业实现了相应的跨国界、跨区域发展。此外,新技术和新设备的引入和实践,推动着我国制造业的规模不断扩大。在机械制造和整个自动化发展过程中,应该积极引入节能环保技术加强发展。在能源工业生产领域,大量相关的发展需要不断加强相应的能源支持,且需加强机械制造实现自动化发展。对于企业,要缩小相关的工业生产成本,降低工业生产的能源消耗,需要相应的工业生产企业给予支持。伴随着环保理念的实践,相应的节能技术陆续实现,一定程度上促进了机械制造业的发展。为了实现技术的优越性和相应机械制造环节的发展,应该加强机械制造的节能环保,进而实现一定的技术发展,促使我国产业走向可持续发展道路,并促进经济良好发展。 3节能设计理念应用于机械制造和自动化的有效途径 3.1优化机械结构的设计 3.1.1发动机的选择 发动机是整个机械制造工程的核心内容。发动机排放的气体对环境影响很大,需要利用环保型、低污染与低功耗的发动机缓解当前的污染情况。要尽量控制油耗与排放量,进而提升机械的动力系统和工作效率。 3.1.2液压系统的设计 液压传动系统的正常运行,加强了机械制造的高效运转和保证。保证传动系统的正常使用,较为重要的任务便是保证整个系统的清洁性。要彻底清除机械零件上的微尘和杂质,增长设备的使用寿命。选择液压管时,需要选择具有较好密闭性的器材,选择抗老化的管材,降低因管道破裂而污染环境的情况。采用节能型液压元件是系统的重要节能手段。常用的节能液压元件有限压式变量泵、恒功率变量泵、恒压式变量泵、蓄能器、电液伺服阀、集成阀、变截面液压缸等。 3.1.3自动加脂装置的设计 当前,大多润滑脂依靠人工操作,且需要耗费时间来避免溢油的现象。因此,建议设置自动加脂装置,实现相应的定量添加,方便操作的同时,实现环保。 3.2利用节能环保材料 机械制造中尽量选择可以进行回收利用的节能环保材料,然后加强相关回收和可以分解的物质使用,尽量降低大量有毒材料的应用。另外,在结构设计中,需要考虑材料的拆卸与回收的无毒性,并且能够提升机械材料的再次回收利用机率,降低机械工程材料的浪费。 3.3优化制作工艺 机械制造节能理念的应用和实践,重要的部分在于将结构简单化,并且降低零件的使用数量,简化零件的外形。因此,在进行机械设计时,需要保证零件性能,尽可能优化设计构造。例如,以四冲程汽油发动机为载体,构想设计出一款节能型汽油发动机。利用燃烧做功后排放废气的能量,通过热交换装置产生饱和水蒸汽,再将饱和蒸汽送入气缸与残余废气混合。饱和蒸汽膨胀推动活塞做功。达到二次做功的目的。利用合适的加工工艺和优良的锻压工艺,使相较于热锻压工艺利用冷锻压工艺更能降低对环境的危害。综合两者情况,实际中更多偏向于温锻压工艺。 3.4合理安排加工工序 工序的安排直接影响加工时间的长短。节能理念的体现就是合理安排工序,缩短工序间的等待时间,提高机械的工作效率,有效降低能源消耗。 3.5加强虚拟化发展 机械制造技术的虚拟化是在信息技术的基础上实现的一种创新设计,是一种高端的制造方法。虚拟化发展具有非常高的创新价值,可以借助互联网平台和计算机操作,在模拟中完成机械制造。虚拟化的实现可以使机械制造更具灵活性,可以根据制造行业要求对虚拟的机械制品随时进行更改,以生产更符合需求方的机械成品,有效避免材料的浪费,同时节省人力、物力和财力。通过虚拟化的机械制造,可以一次性完成机械制造设计,避免再次加工。机械制造技术的虚拟创新也可以解决技术中存在的潜在问题,保证机械制品的质量和性能。 4结语 基于制造业与自动化技术对我国工业发展的重要性,应将节能理念应用于机械制造与自动化,并准确把握我国机械制造与自动化技术发展的脉络与趋势,针对当前机械制造与自动化技术做好相应的结构设计、工艺优化与材料选用,进而达到节能环保的目的。 作者:江凯瀛 单位:上海瓦锡兰齐耀柴油机有限公司 机械制造与自动化技术研究:机械制造自动化技术特点与发展方向 摘要:机械制造自动化技术被广泛应用到制造业,被制造业称之为最核心的技术内容。随着信息技术的发展,带动了机械制造自动化技术的发展,使制造业产品的安全性和使用性能等多方面都得到很大的提升,本文从机械制造自动化技术的特点出发,分析机械制造自动化技术的未来发展趋势,希望对指导我国机械制造自动化技术的发展有一定的作用。 关键词:机械制造;自动化技术;信息技术 0引言 机械制造自动化技术被很多人所熟知,主要是从事产品的设计加工方面。机械制造属于工程学科的内容,所以需要不断地创新与发展,对保证我国制造业的发展有重要作用。信息技术在很大程度上可以带动机械自动化的发展,可以提升制造企业的发展,所以机械自动化在未来发展中,会以信息技术作为依托,逐步提升制造企业的发展。 1机械制造自动化技术的特征分析 初期的机械制造技术的核心目标是满足人们的需求,机械制造自动化技术与传统机械制造技术项目相比,其应用能力更强,可以在很大程度上满足要求。以自动化为核心的内容,可以从根本上优化以往机械制造技术,对提升企业的生产能力有很大的帮助,机械自动化技术有着更便捷的操作特点,自动化技术可以使以往繁琐的操作形式变得更简单,工作人员可以进行简单的操作就可以完成很难的动作,同样也可以减少人力。在安全性方面,机械制造技术依靠人工,但是随着自动化技术的应用,大大的减少了人工操作,避免了安全问题的出现。另外,机械自动化技术还可以实现高效生产,随着客户对技术要求的提升,人工操作很容易存在误差,机械自动化技术的使用,不但可以优化生产环节,还可以从根本上提升生产效率。 2机械制造自动化技术的发展 随着经济的快速发展。机械制造的自动化技术得到了前所未有的发展,信息技术被应用到机械制造行业中,更加优化了机械制造行业的发展。笔者通过分析,将我国机械制造自动化行业的发展总结为一下几个发展方向。 2.1智能化发展方向 结合机械制造行业的特点,自动化技术的应用提升了行业的发展速度。在未来的发展过程中,智能化的发展模式将成为机械制造行业发展的中心。随着经济的发展,人们对生活要求越来越高,智能化发展将成为未来发展的趋势,为人们提供更加便利的服务。我国已经走进了“互联网+”的时代,提高技术的智能化水平,实行智能化监控,减少人力成本的应用,将成为机械制造自动化行业未来发展的必由之路。 2.2技术核心将向微型化发展 从以往的设备发展模式看,都经历了大型到微型的转变。计算机在最初的时候是庞然大物,发展到今天已经成为笔记本电脑。所以以往的机械设备的体积也很大,但随着时间的推移,操作技术逐步改善,也会逐渐变得很小,从而减少了能源的消耗,对简化操作流程也有很大的作用。所以机械设备的设计人员,在设计的过程中,会将设备逐步设计为小型、耗能小,所以说机械自动化在未来的发展过程中,会向微型发展。 2.3技术将向环保技术发展 环保将成为未来技术发展的一个重要内容,环保意识也将成为机械自动化技术未来发展的重点。我国本来就是一个资源紧缺的国家,所以在众多技术的革新与发展中,都将以环保作为重点,在研发产品的过程中,也注入了更多的环保绿色理念。机械自动化制造行业也会将环保绿色产业发展作为未来发展的核心,在保护环境的基础上,应用信息技术来获取更多的发展空间。 2.4向光机电一体化的技术发展 信息技术优化了机械制造自动化技术,也带动了机械自动化技术的发展。光、计算机、微电子三中技术有效的结合,对提升技术有很重要的作用。所以机械自动化技术的发展,也会向光学、计算机、微电子三方面发展,逐步更新技术,从而优化技术核心。在机械制造自动化发展中,运用光学传感性能、激光轨迹等技术,对提升机械自动化产品的附加值有很大作用,为提高制造业的工作效率奠定基础。机械自动化设备微光电一体化,也将成为机械自动化技术未来发展的必然趋势。 2.5机械自动化技术向虚拟化发展 机械自动化设备制造企业,从产品的设计到销售一直都很复杂,所以在人员、物资等方面的成本消耗非常大,所研发新的产品有一定的影响,也存在资源浪费的现象。当信息技术融入到机械自动化生产中,将会使上述问题优化,避免上述问题对企业未来发展产生不利影响,所以综上所述,将信息技术融入到机械自动化技术中,需要一套完整的虚拟流程,对减少成本的支出避免因为销售造成的不利影响有重要作用,对减少资源的浪费也起到抑制作用,所以可以说,机械自动化技术在未来发展中,也将逐步向虚拟化的方向发展,虚拟化的发展模式将为机械自动化技术也将成为未来发一个重要方向。 3结束语 机械自动化技术涉及的范围和内容都很多,所以其发展方向将是综合性的,系统性的。机械自动化技术未来发展对我国的经济发展有很大的影响,合理的发展将推动我国经济发,所以我国要在未来发展中,不断地总结发展过程的成功经验,结合西方发达国家的成功经验,实现我国机械自动化的多元化发展。 作者:赵政 单位:黑龙江科技大学 机械制造与自动化技术研究:高职机械制造与自动化专业课程建设 摘要: 基于工作过程系统化的课程体系构建的第一个环节是职业分析,采用正确的分析方法可以对专业所对应的岗位任务有清晰的了解。黑龙江职业学院机制专业采用BAG方式进行职业分析,在此基础上完成机械制造与自动化专业课程体系的构建并对核心课程的学做一体化改革进行了探索。 关键词: BAG分析法;工学结合;课程体系 近年来,在国家示范性高职院校建设项目的推动下,高职院校普遍开展了工学结合人才培养模式改革,其中工作过程系统化课程开发是工学结合人才培养模式改革的核心内容之一,构建工作过程系统化课程体系的基本思路是在专业人才培养目标确定的基础上,借助职业分析的方法,将专业对应工作岗位的典型工作任务进行归纳和整理,再将其转化为专业学习领域课程,形成基于工作过程系统化的课程体系。 1高职机械制造与自动化专业课程体系存在的问题 高职机械制造与自动化专业在进行专业课程体系改革的过程中,出现了许多问题,使课程体系的构建偏离了正确的方向。其问题主要表现在如下几个方面:第一,许多高职院校在课程体系构建的过程中往往只关注机制专业毕业生的初次就业岗位,而不是关注毕业生在1~10年职业生涯历程的工作经历,这样就导致职业分析时只归纳了学生初级就业岗位的典型工作任务,而忽略了学生职业生涯发展岗位的典型工作任务。如此构建的课程体系更接近中职或职业培训的课程体系,而不是高职的课程体系。第二,在进行基于工作过程课程体系建设的过程中,许多专业教师试图将原有专业课程体系全部解构,将其完全变成基于工作过程系统化的学习领域课程,这样的课程体系构建既不符合我国高职专业的宽口径定位,也不符合我国高职院校软硬件条件的现状。最终只会导致课程改革不成功或是只停留在纸面上。基于上述原因,黑龙江职业学院机械制造与自动化专业在进行课程改革期间,邀请行业、企业专家座谈,采用实践专家研讨会的方式(BAG分析法)进行专业对应岗位的典型工作任务分析,基于分析所得数据及专业师资、设备情况构建机械制造与自动化专业课程体系。 2机制专业课程体系构建过程 2.1实践专家研讨会在课程体系构建之初,对黑龙江地区的装备制造企业进行了详尽的调研分析。在分析调研情况后,运用典型工作任务分析(BAG)的方法两次召开了由企业技术主管、高级技术工人等实践专家参加的职业分析研讨会。参加职业分析研讨会的实践专家毕业于本科院校或职业技术院校,研讨会重点分析归纳企业高职毕业生的职业生涯历程,在其职业生涯中经历的工作岗位,以及这些工作岗位对应的典型性工作任务。 2.2课程体系构建专业教师实践专家研讨会采集的典型工作任务进行分析整理,总结这些典型工作任务需要哪些知识、技术和能力;根据行业标准、企业标准以及高职学生的认知能力,序化出本专业的专业技术课程方案,课程体系构建流程见图1所示。结合课程性质和学院的软硬件条件将专业技术课程分为理论性较强的讲授型课程和实践性较强的一体化课程。讲授型课程以专业基础课程为主,不改变原有的课程结构,以课堂理论讲授为主,辅以讨论和实验课;一体化课程以专业课程为主,对原有专业课程进行解构与整合,一体化课程突出与职业标准的对接,将职业岗位的国家标准融入教学内容中,采用基于工作过程的学、做一体化教学模式。构建以基于工作过程课程为主导的包容理论课的课程体系模式,改革后的课程体系见表2。机械制造与自动化专业课程中,公共课12门、专业基础课5门、专业课7门、拓展课程4门、实践课3门,共计2752学时。 2.3学做一体化课程改革专业课程中的一体化课程改革将原有的理论课程与实践课程充分整合,参照职业岗位标准制定教学内容,选择典型性的工作任务作为教学载体,采用学、做一体的教学模式。例如,“零件的机械加工与工艺”和“零件的数控加工与工艺”两门课程,采用企业生产的典型零件由浅入深地安排学习情境。在课程运行期间,教师充分利用现代化信息手段,采用微视频、微文本等手段引导学生进行课前学习。在课堂上,70%的时间都是教师辅助学生进行实操训练,而另外30%的时间是教师和学生共同解决教学内容中的重点、难点以及理论知识的运用问题。 3总结 基于BAG分析法的机械制造与自动化专业课程体系的成功构建,使专业课程体系所开设的课程更加贴近企业的需求,培养的学生在基础知识、专业能力和职业素养方面较课程改革之前有了很大的提高。当然,课程体系中偏理论型课程学生的听课效果不理想以及由于硬件条件不足造成的一体化课程实际运行困难等问题依然存在。 作者:李子峰 单位:黑龙江职业学院机械工程学院
工程机械类论文:正确认识和开展施工企业工程机械设备管理 摘 要:本文主要介绍了当前施工企业机械设备管理过程中存在的几个问题及其相应的解决方法,为施工企业提高机械设备管理水平提供借鉴作用。 关键词:施工企业 工程机械 管理工程机械是当前施工企业从事施工生产极其重要的工具。随着建筑工程市场竞争的日益激烈,企业改革的进一步深化,工程机械在现代化建筑施工中的作用已尤为突出,机械设备管理在施工企业中也越来越受到重视。但由于各方面因素的影响,施工企业在机械设备管理过程中仍面临着许多实际问题需要解决,如:工程机械装备落后与施工要求逐步提高之间不配套,专业技术力量薄弱与机械装备技术先进之间不满足,企业设备管理水平低与施工机械化程度高之间不适应等。而古语有云:“工欲善其事,必先利其器”。由此可见,如何设法搞好施工企业机械设备管理工作,正确分析与解决管理过程中的各种矛盾关系,管好、用好、养好、修好施工机械,对提高企业设备管理水平和技术水平,加快施工进度,提高工作效率,降低劳动强度,增强企业的市场竞争力都有十分重要的现实意义。 1、当前机械设备管理中存在的问题及原因 1.1、管理机构不健全,管理制度不完善 (1)一个施工企业要搞好机械设备管理工作,需要适当建立和健全相应的管理机构,明确制定各级机构、人员的职责,这是机械设备管理工作顺利进行的组织保证。在施工过程中,工程项目往往点多线长,设备、人员调动频繁,而施工企业却普遍存在着管理班子不全,人员力量薄弱等现象。因为他们错误地认为,机械设备管理是施工现场的事,管理部门与基层单位只局限于个别业务上的联系,以致盲目地精简机构、压缩甚至取消设备管理机构及管理人员,或将其工作职能并入其他部门兼管。由此必然导致管理层与操作层之间上下脱节,出现谁也不管的局面,设备管理工作很难实施。 (2)其次,相当一部分施工企业仍缺乏完整、严格的机械设备管理制度,对机械设备的台账、技术资料档案的建立等工作尚未完善,管理工作无章可循、管理无序,有的企业甚至在购买了新设备后,没有及时或根本不入账,造成管理工作相当被动,设备糊涂使用,严重的甚至造成国有资产的流失。 1.2、机械装备落后,设备盲目购置 (1)随着建筑市场竞争的日益激烈,建设单位对施工企业的工程质量、工程进度的要求也越来越高,市场竞争已演化为人才与设备的竞争。与此同时,由于高新技术的高速发展,施工企业现有的机械设备已显得过于陈旧,其机械设备整体技术状况已进入老化阶段,大半处于落后水平,造成企业在部分大型项目的投标及施工组织上受到限制,在一定程度上制约了企业的发展。 (2)为了适应当前形势,施工企业的确需要适当引进一些国内外较为先进的机械设备,以提高企业的技术装备水平。但有些企业没有根据自己企业发展的需要,未能科学地制订机械设备的发展规划和购置计划,未能正确预测所引进机械设备的市场使用前景,导致所购设备不能满足工程项目的施工要求,新置设备如成“废物”。 (3)还有的企业为了一味追求设备的生产率,盲目购置一些大型设备,但又未能充分考虑所购设备会受到资源、市场消耗能力、搬迁运输、施工场地、环保、操作使用等诸多因素的限制,投入使用后的运转费用难以维持,以致设备平均利用率很低,不得不停机处理,这些都给企业造成巨大的经济损失。 1.3、舍不得智力投资 (1)虽然目前大部分施工企业都根据自己企业的实际情况,设立了机务管理部门,但由于机构、人员更迭较为频繁,设备管理及维修人员接受专业教育时间短,管理人员对设备管理的整体认识尚较模糊,技术管理水平参差不齐,在实施管理过程中,还未能规范地开展机管工作。 (2)而有些企业只是片面注重眼前利益,宁愿花耗大量资金用于购买先进设备,但在管理人才培训等智力投资方面却显得过分吝惜,舍不得花钱。这样,就算有再先进的设备,但管理跟不上、人员素质低劣,是很难适应机械自动化、机电液一体化程度高的设备管理需要。 1.4、机械设备的使用与保养相互脱节 (1)目前大多数施工企业虽然都实行定人定机制度,即每个操作人员固定使用一台机械设备,但却忽略了定人保养制度,没有把机械设备维修保养的各项规章制度明确落实到个人。正因为如此,操作人员往往只是“包用不包修”,维修人员也是马虎应付了事,每当机械设备出现故障,操作人员与维修人员往往互相推卸责任。这样,不但影响了产量、质量,也增加了维修费用、运转费用以及降低了设备的使用寿命。 (2)此外,不少项目负责人只考虑眼前利益,没有从长远打算,短期行为严重,只注意产值与效益挂钩,在设备管理使用上表现为“重用轻管”,为了赶工期、抢进度,而不惜拼设备,造成机械设备常常处于超负荷状况工作,或带“病”作业,甚至违章操作,其结果是该工程项目完工后,机械设备严重磨损老化,而调运到新工程又需花费大量的精力与费用进行整修,造成施工工期贻误,项目部之间在维修费用上互相推诿,固定资产无形流失。 1.5、设备维修“滞后”,浪费严重 (1)由于目前大部分施工企业还未能有效地实行点检制度等保养措施,设备维修管理往往局限于“事后维修”,“预防维修”意识不够重视,对设备的故障及劣化现象也就未能早期发觉、早期预防、早期修理,以致造成人力、物力、财力不必要的浪费。 (2)施工企业机械设备“浪费维修”的现象也十分严重,个别维修人员为了贪图方便,对一些仍有很大修复价值的旧件不加以修复利用,任凭其主观随意地报废,更有甚者,不考虑其它设备的整体性能,采取“拆东墙补西墙”的做法,得过且过,只要机械能动就交差了事,结果也只会是事倍功半。 2、提高机械设备管理工作的方法要解决上述问题,搞好施工企业工程机械设备管理应抓住以下几个方面的工作: 2.1、完善管理体制,健全规章制度 (1)建立并完善机械设备管理机构,实行统一 规划,专人负责,进行全面的综合管理。努力做到专业管理与群众管理相结合,明确专管和群管人员的职责与权限,充分发挥各级职能人员的积极性。 (2)贯彻执行定机、定人、定岗位责任的“三定”制度,让每台机械都有专人负责保管、检修、操作。由于“三定”制度是机械化施工生产和设备管理工作的基础,其执行的好坏将直接影响到企业劳动生产率、施工安全、机械的完好率与使用率,因此在执行过程中除应配备相应人员外,还需注意不要随意变动其工作岗位,以免影响机械设备性能的了解与掌握程度。 2.2、加强设备维修保养制度,坚持设备评优工作 (1)我们知道,机械设备的保养、维修、使用这三者是相互关连,互为条件的。任何设备在使用了一段较长的时间后,都会出现不同程度的故障,为了降低故障率、延长设备使用寿命,应根据机械设备的使用情况,密切配合施工生产,按照设备规定的运转周期(公里或小时)定期做好各项保养与维修的工作。设备管理部门在制定维修及保养计划时须认真分析各类设备的具体情况,针对新旧设备的不同特点,采取不同的措施。对于老旧设备,要以保证运行、消除隐患、及时修理为重点;对新设备,则以提高人员的技术水平、加强维护为重点,从而有效地保证每台设备的使用性能和安全生产。 (2)对于施工企业已装备的具有先进技术水平、价格昂贵的机械设备,因其技术含量高,单凭经验与普通工具已难以对这些设备进行正确的修理。因此,这些机械设备应采用现代的手段,以经济合理的方法开展维修,改变以往计划经济背景下实施的强制修理制度,实行“视情修理法”,即视乎设备的功能、工作环境、磨损大小,在充分了解与掌握其故障情况、损坏情况、技术情况的基础上进行状态维修、项目维修,这样既保证了设备的完好率,在确保正常使用的同时,又能充分发挥设备的最大工作效率,避免了机械不坏不修,坏了又无法修的局面发生。 (3)为了促进各基层单位的管理工作,每年应组织开展机械设备检查评比活动。检查评比宜采用不定期抽检的方式,以防止基层单位平时不重视设备现场管理,检查时再搞突击应付。检查评比的结果还应与奖惩制度相结合,要体现增产节约有奖,损失浪费要罚的原则,对管理优秀的单位与个人给予奖励,对管理差的予以处罚。这样,不但有效地推动了企业的设备管理工作,还减少了设备的故障停机率,保证了企业的正常生产。 2.3、加大技术培训力度,选拔优秀设备管理人才 (1)随者现代科技的不断发展,机械设备也在不断更新换代,其自动化程度将越来越高,技术含量也越来越重。它要求管理者要有全新的思想、全新的观念,科学地对机械设备的购置、安装、维修、更新改造等进行有条不紊的综合管理。因此,施工企业要想从根本上提高全体管理和维修人员的专业技术素质,就应采取“走出去、请进来、集中培训”的方法,加大技术培训力度,选拔和培养一批懂技术、会管理、会核算的“一专多能”型人才,以满足企业今后的发展需要。 (2)施工企业也可以有重点地组织由设备管理、维修、操作人员共同参加的设备管理研讨会,大家集思广益,出谋献计,形成学技术、钻业务的氛围。并根据施工的具体情况,采用示范表现、专题讲座、参观学习等形式,及时推广、宣传有实效的经验体会,以点带面,逐步提高企业各级人员理论知识水平和实际操作技能。 2.4、加强职业道德教育职业道德,不仅是个人修养的问题,它与企业的经济效益也息息相关,可以说是一种无形的资本。当前施工企业设备使用与管理上存在的野蛮操作、缺乏保养、随意浪费、马虎维修、以劣充优等行为,都是缺乏职业道德的表现。因此,施工企业仍需不断加强政治思想和职业道德教育,让广大职工树立爱惜设备的良好风气,使机械设备发挥最佳效能。 3、结 语 总结经验,我们深刻体会到机械设备管理是一个系统工程,需要各方面人员的全面参与、积极配合;其次,要认识到机械设备管理工作无论在任何情况下,都要以提高设备完好率、保证设备稳定运行为目标;都要紧紧抓住搞好设备现场管理、强化维修保养这项中心工作;都要重视各级管理人员技术素质的提高。只有这样,机械设备管理工作才能做得更好。 工程机械类论文:工程机械行业融资租赁应用问题的浅议 摘要:由于工业化进程不断加快,中国95%以上的产品都处于供大于求的状态,企业销售难的问题越来越突出。传统的销售模式的路越走越窄,并一直困惑着中国的设备制造企业。融资租赁业务作为一种边缘产业,将融资与贸易有效地结合起来,形成一种独特的交易方式。它不专属某一特定行业的边缘性,可以组合成若干种灵活的结构,降低对信用的过渡依赖,提高控制风险的能力,从而可以解决工程机械企业销售困境的难题。 关键词:工程机械行业;融资租赁;厂商 1工程机械行业融资租赁应用现状分析 1.1业务开展尚处于起步阶段 面对国内工程机械市场的激烈竞争,制造企业为了扩大自己产品的市场份额,采用了“分期付款”、“以租代购”或“先租后购”等灵活销售手段,有点类似融资租赁,但还不是具体的融资租赁业务。融资租赁进入我(文秘站:)国虽然时间不短,由于各方面的原因,其发展一直滞后于我国的经济发展,在工程机械领域的应用就更少。对目前具体业务的开展更是很少,基本上处于理论认知与实践探索阶段。除卡特彼勒(中国)融资租赁有限公司依托其全球融资租赁经验在中国市场为客户提供融资租赁服务外,国内现有的融资租赁公司涉足工程机械融资领域的并不多,而国内制造厂商开展融资租赁的更是很少。这与国外发达国家相差甚远。在融资租赁发展的比较成熟的国家,租赁公司中的大部分是有银行或厂商背景的。 1.2工程机械融资租赁的前景广阔 我国实行的西部大开发、振兴东北老工业基地,以及南水北调、西电东输、西气东输等重大工程,需要的大量的设备投资,单靠银行贷 款、直接购买,既行不通也不现实。通过融资租赁,即可满足上述地区、工程的投资需要,又能盘活东部发达地区的闲置设备、存量资产,促进中国设备制造业的发展。在新经济环境下,为数众多的中小企业由于贷 款的相对困难,对生产设备的融资租赁,对库存商品和闲置资产的租赁,表现出高度的热情。当下,对大多数中小企业来讲,贷 款、上市这两条融资渠道尚难走通,融资租赁是中小企业解决融资难的现实选择。 目前,中国工程机械的租赁需求量仅占全国工程机械设备需求量的10%左右,与高达80%的相应的国际水平相距甚远。2004年,美国租赁业对GDP的贡献已接近2%,而我国仅为0.17%。比例低正说明市场空间大。市场经济有一定的共性,对比发达国家,面对全国供、求市场都非常巨大的工程机械设备,工程机械租赁业发展前景是十分广阔的。 2工程机械企业融资租赁模式比较分析 2.1直接融资型厂商租赁 直接融资型厂商租赁指融资租赁公司和厂商达成合作销售产品总意向,当用户需要租赁设备时,融资租赁公司则向厂商直接购买设备,然后租给用户,用户再分期向租赁公司缴付租金的租赁形式。 一般情况,直接融资型厂商租赁中的承租人大都对其自身承担的责权利有清楚了解,采用租赁形式也是以解决分期付款的融资需求为主,而金融租赁公司则以收取租赁手续费或租金价差为主要目的。这种模式虽然具有参与各方角色明确、操作程序简单的优点,但是已经不适应租赁业“专业化、规模化、多元化”的发展趋势,若不予以操作模式创新,不适合融资租赁公司提高综合服务水平,加强市场竞争力的经营需要。 2.2转租赁 转融资租赁是由出租人从另一家融资租赁公司或厂商租进设备,然后租给下一个承租人使用。转融资租赁与其他融资租赁的主要区别在于转融资租赁是从租赁公司或开发商取得融资便利,其他是从银行或非银行金融机构取得融资便利。转融资租赁的关键在于多了一个第三人充当转租人,其功能可以通过最终承租人和转租人两方面以体现。对转租人而言,当租赁公司在其借贷能力较弱,融资技术也不发达,资金来源有限的情况下,为了利用别家租赁公司条件优厚的融资便利,往往会采用转租赁的方式。 转融资租赁在租赁中引进了转租人这样一个中间人,解决了承租人信用额度不足的缺陷和贸易壁垒的障碍,使承租人通过转租人完成融资,使承租人在直接融资租赁成本的基础上,还要增加转租人的成本利息、转租人承办租赁业务的费用、转租人向承租人提供租赁服务所赚取的利润,这样就不可避免地增加了租金,使融资成本远远高于其他融资租赁方式。 2.3委托租赁 委托型租赁指厂商作为委托人,将产品委托租赁公司分别给其指定用户达到销售目的的租赁形式,而租金额等租赁款项则由厂商与用户事先约定。 在委托型厂商租赁中,融资租赁公司一般不承担风险,只是担当租赁中介角色,以收取委托租赁手续费为目的。租赁物的所有权归厂商。这种方式一般适用于拥有较多闲置资产的工程机械厂商、综合实力较强的大型设备制造厂商、能控制用户租金归还风险的厂商等。在当前租赁市场,该模式的创新现实意义也很大,融资租赁公司也可以打破常规,在承担部分租赁风险、代为寻求承租客户、增加中介经纪或二手设备供应商参与合作等诸多方面进行创新构想。 2.4杠杆租赁 对于建设和运营中所需的一些购置成本特别高的大型设备的融资,利用直接融资租赁的方式难以实现,杠杆租赁则为此提供了一个较好的解决办法。杠杆租赁指租赁公司以现金投资设备成本费的20%~40%,其余购置费用通过向银行或保险公司等金融机构借款获得,然后把购得的设备出租给承租人。租赁公司要把租赁物的所有权、融资租赁合同的担保受益权、租赁物的保险受益权及融资租赁合同的收益权转让或抵押给贷 款人。对于隧道挖掘的专用机械设备等购置成本特别高的大型设备,采取杠杆租赁方式可以分担资金风险、解决融资困难。 在杠杆租赁中,对于出租方而言主要体现在债务杠杆作用。出租方自有资金投资利润率的提高,出租方的收益由两部分构成:一部分是出租方使用权益资金所获得的收益。另一部分是出租方使用负债资金所获得的收益负债对权益资金收益能力的放大效应,称为 财务杠杆正效应,财务杠杆正效应的条件是:息税前全部资金利润率高于债务资金的利息率;税收的屏障效益,负债筹资可以给出租方带来税收上的优惠,因为按照规定,生产经营期间的负债利息作为出租方的财务费用可以在当期或以后若干期内的税前利润中扣除,从而减少应纳税所得额,表现为国家财政少收了税款而给出租方带来价值的增加。企业的负债越多。利息抵税效用就越大。 3工程机 械企业融资租赁的可行性分析 3.1融资租赁对工程机械企业的功能优势 工程机械制造商投资融资租赁公司,有着企业长远的战略考虑。因为现阶段相当多的制造商销售受到了很大的外部力量牵制,随时会有来自银行的不确定因素。尽管有了银行的介入,其风险控制的专业手段和给客户的心理压力确实有助于项目的风险控制;但当银行亦要求厂商、商提供回购担保时,信用风险的最终落脚点仍然落在了厂商和商身上。因此,当工程机械企业发展到一定阶段的时候,用自己的融资租赁公司改善销售产品的风险控制、降低销售门槛、提升产品市场占有率更为有效直接。 对于工程机械企业来说,融资租赁在法律上明确地界定了所有权问题。银行按揭是一个抵押担保问题,但是如果涉及到承租人破产及三角债问题,从法律上来讲没有清晰地界定物权。而融资租赁过程中,法律已经十分清晰地界定了物权,只有当承租人缴纳完全部租金,并付清最后的设备残值费之后,设备的所有权才转移到承租人手中。融资租赁将所有权和使用权分离,一旦承租人不还租金,一可以收回物件;二可以保留债权,避免三角债;三可以处置担保资产。法律上,租赁物件不参与承租企业的破产清算,一旦承租人经营不善、企业破产,租赁物件不会灭失,债权不会全损,避免了许多不必要的纠纷促销租赁创新模式的探寻过程,实际上就是金融租赁公司和厂商之间不断寻求共同创利方法的过程,厂商租赁创新必须服从于获取利润的需要,否则就失去了现实意义。 3.2应对国外厂商的冲击 中国的工程机械市场和金融租赁市场都是世界上最大的潜在市场(《2004年世界租赁年报——中国分报告》)。从2000年以来,外国工程机械厂商、外国金融机构和投资者纷纷抢滩进入中国工程机械金融租赁市场。近年来,一些欧美大的跨国公司及其工程机械厂商开始进入中国租赁业。这些大公司介入中国融资租赁业的首要目的就是为推销他们产品提供金融服务,以扩大市场占有份额。因此,国内企业要想在市场上保持并提高自己的市场占有率,必须结合实际借鉴国外制造商发展融资租赁业务的经验,引入融资租赁业务,抢占先机。 结语 在我国国民经济快速发展的新形势下,我国工程机械行业在拥有巨大市场的同时也将面临整个行业竞争加剧的问题。我国工程机械企业一直采用厂商销售模式来销售产品,但是目前这种方式的局限性日益突出,因此,我国工程机械厂商引入融资租赁业务是其发展的当务之急。 工程机械类论文:工程机械修理方式的研究 摘 要:工程机械现场修理可以缩短设备的维修周期,降低设备的故障率,它直接关系到施工的效率、质量和经济效益。开发一系列功能较全、使用可靠和实用性强的工程机械修理车,将对保障工程机械在各种复杂环境下的高效率运行产生积极的作用。 在高度现代化建设的今天,我国各地都有大规模的基础设施建设工程,投入了大量的工程机械、车辆和设备。各种施工机械、设备在运行中发生的故障和维修保养任务绝大部分应在现场予以解决。现场修理能力强可以缩短设备的维修周期,降低设备的故障率,它直接关系到施工的效率、质量和经济效益。 现场修理有许多特殊的要求,它的能力强弱首先取决于它使用手段的现代化程度。一般情况下,工程机械作业现场高度分散,机械的使用强度大,发生故障的突发性高,施工时间紧迫,因此,现场修理现代化首先是要求所使用的维修设备、仪器、工具和工艺材料的现代化,并要求能将这些维修设备、仪器、工具和各种材料等成套装车,形成不同功能机动灵活的修理车系列,便于及时、迅速靠近作业机械,组织实施紧急抢修和预防性检修。有些施工单位也曾因陋就简地设计改装过若干修理车,但皆因配套设备陈旧、落后,不能适应车载要求、功能不全、故障率高加之机动能力差等原因,逐渐被淘汰。 我们长期从事工程机械设备的研制、开发工作,并要求经常不断地到工地上去对大量的工程机械组织维护保养和修理。其中有不少修理项目,如各种机械的修复;电气电子设备的修复;柴油机的修复;液压部件的修复等等,在所使用的维修设备、仪器和工具方面,都已获得了不少新的科研成果,并具有很强的通用性,尤其是在工程机械的维修中,可汲取的内容很多。如能将这些成果加以修改、组合,就不难推广到工程机械修理的广阔领域里来。因此,开发一系列功能较全、使用可靠和实用性强的工程机械修理车,将对保障工程机械在各种复杂环境下的高效率运行产生积极的作用。 开发新颖的工程机械修理车系列,目前条件比较成熟,随着我国汽车工业和军用修理车制造业的发展,各种新技术、新工艺、新材料的引进和广泛应用,各种专为修理车车载配套设计的设备、仪器和工具的相继研制成功,都为其打下了良好的基础,如能充分利用这些条件,将能缩短其开发周期,节省开发的费用。 1、现场修理手段现代化的内容 对修理现代化手段的主要要求是:首先,是在故障诊断、零部件拆装、净化处理、修复工艺和组装调试等各个环节,要求所使用的维修设备、仪器、工具和工艺材料的性能能满足维修质量的要求;其次,要有足够的精度和可靠性;第三,操作简单,容易掌握,不污染环境,不伤害人体健康。 1.1大力推进电子技术的应用。电子技术在维修设备、仪器中应用的广度和深度,是衡量维修手段现代化水平的重要标志。 在检测设备中,大量地采用计算机技术和先进的传感器,可使发动机和液压系统在故障诊断、参数测量和调试时达到不解体、快速和准确的目的,使维修工能在较短时间内掌握测试技术和提高故障诊断能力。 采用电力电子逆变技术检测喷油泵试验台的主轴转速,其瞬时稳定度极高,转速可以预先设定;采用计算机技术和高性能传感器,可使试验台的集油、量油数字化,且快速、直观,测量精度大为提高,量油的准确率可达10-5L以至更高,操作实现了半自动化并十分可靠。 采用电力电子逆变技术,还可将直流弧焊机的质量从200多千克降到20几千克,它的焊弧稳定,焊接质量极好,工作可靠,尤其适合在野外机动使用。将焊机的外特性稍加改变,再配上自动送丝机和电弧喷涂枪等,即可变成一套轻便的高速电弧喷涂设备,就可在现场对各种零件的磨损、腐蚀部位进行修复和保护。 采用超声电子技术,可在液压系统油管外测其流量,判断故障部位;超声波清洗机配上高效、无毒、无磷的常温水基金属洗涤剂,就可以快速、安全、低成本地清洗许多手工难以清洗的零部件;超声电子技术还可进行无损探伤、测厚等。 1.2大力发展各种表面工程技术。表面技术是维修工程中的一门既古老又新兴的学科和实用技术,是现代化维修手段中不可缺少的项目。它可以提高在现场修复各种零部件的能力,还可根据需要改变零件的表面性能状态和消除其缺陷。 电刷镀和高速电弧喷涂是在野外容易进行的表面维修工艺。广泛引入先进的化学材料和处理工艺,可以弥补在表面工程技术中一般物理、机械方法的不足。 采用各种性能优异的有机和无机粘接剂,能较好地解决各种强度要求的零部件的粘接修复。克服螺栓连接和铆接的一些致命弱点;采用一种新型的常温下固化的粘接剂,能快速修补轮胎和橡胶零件;采用多种性能的化学密封剂,可解决在复杂条件下使用的油、水、气的密封和堵漏;采用一些高抗腐涂料,可解决南方湿热和沿海盐雾地区工程机械使用过程中的防腐问题。 采用一种特殊的清洗剂,通过自动循环装置,对发动机的燃油系、冷却系、润滑系进行不解体清洗,净化程度高,不腐蚀机体,不污染环境。和分解机体后清洗的办法相比,工时仅为其几十分之一,发动机的功率、油耗、排放也随之大幅度改善。按期清洗,对延长发动机使用寿命有明显的好处。 发动机和用油液润滑的各种机械部件,如果所用润滑油管理不善或者盲目换油,都将造成浪费;如果更换不及时,将使机器严重磨损。一种新型的鉴别润滑油质量好坏的成套化学试剂,能在野外快速、准确地辨别润滑油的质量状况。可以随身携带,随时检测,十分方便。 引进一系列新型的用于发动机的化学养护材料,能自动提高其机件表面润滑能力,使机件减少磨损;或能使发动机气缸内燃烧充分,提高功率输出,降低燃油消耗,减少污染排放,值得在现代维修工程中加以推广。 1.3采用多功能、轻型的机械加工设备。多功能小型设备可以在野外独立无援的情况下,临时加工仿制部分急需的零部件。这是在现场修理时经常会遇到的情况,十分必要。如一种重量较轻、功能很强、专为修理车设计制造的多功能小型机床,利用变换多种功能附件,便能实现车、铣、磨、钻等多种功能,尤其适合在现场修理时使用。 要大力发展各种高效、多功能、适用的电动、液压和手动的工具,以便快速、安全地拆装零部件。 2、现场修理手段的现代化 应根据实际需要组装成一系列不同用途的多功能工程机械修理车,按照不同的性能价格比供用户选用。如有的以检测为主;有的以通用机械修理为主;有的以发动机、液压系统修理为主;也可以是单项功能的,如专门调修喷油泵或专门用于不解体清洗发动机等等。当然如有用户需要,也可生产功能较全的综合型的修理车或车组(即由几辆车组成的一套修理车)。 3、人才队伍建设和观念的转变 现场修理手段的现代化只为维修工作创造了一个良好的物质基础,能否使这些新型的、现代化设备充分发挥作用,关键在于要有一支掌握现代化修理能力的队伍,两者缺一不可。 3.1业精于勤。这支队伍应能刻苦学习,有潜心钻研、不断创新的精神,使先进的设备充分发挥潜力,得到事半功倍的效果。维修设备现代化后,操作使用往往更加简单可靠、容易掌握,训练的周期将相应缩短,但仍需要努力钻研,要想得到预期的好效果,不付出辛勤劳动是不行的。 3.2要转变观念。维修工作尤其是现场修理,长期不被真正地重视,被认为是一种修修补补、辅助性的工作,它的建设和投入被放 在次要的地位。现在提出手段现代化问题,和现实情况相比反差很大。不少人抱观望态度,或者“敬而远之”,觉得这些要求太“超前”了。仔细分析起来,这主要是因为我们过去长期受经济条件和知识结构的限制,看不到问题的实质。 实际情况怎样呢?当我们大胆地采用一系列新的维修技术和工艺后,不但能使那些陈旧、落后的修理手段得到更新,变为高效、准确、可靠且操作简单的技术和工艺,而且能给工程机械现场技术保障带来一片新的气象。 3.3现代化的设备坏了怎么办?设备现代化的概念中很重要的一条是不仅要求设备有很高的可靠性而且还要有很高的可维修性。在一般情况下它是不会出故障的,万一出了故障就要尽可能地缩短故障的现场修复时间。这是设计开始时就必须考虑的事,也是设备研制最着力的地方。许多新型设备十分复杂,其设计制造的难度很大,没有一定的工艺技术水平是做不出来的,但它的操作使用却十分简单、可靠,修理也不困难;对操作者不需要进行长期的培训,但对维修设备的制造厂,则应要求做好售后服务工作。 工程机械类论文:谈在工程机械中远程监控及智能化系统的应用 在我国进行基础设施建设时,使用的重型机械比较多,但是由于管理上或使用中存在不足,经常会出现丢失或者被损坏的现象,在这种情况下就必须停工,对工程工期造成很大的影响,而且工程机械在长期的使用当中,会出现一些提供故障,使用远程监控及智能化系统能够将故障及时的传送给售后,尽早解决问题,也方便了用户的统一管理,提高了设备运行的效率。 一、系统基本功能 ①机械紧急保护。在机械长期的运行中会出现老化、磨损等,引起的机器的故障,使用远程监控及智能化系统能够在操作人员采取措施之前,就会停止系统的运行,进入保护模式,避免机器出现其他的故障。这样就降低了机械损坏的程度,不仅缩短了维修的时间,而且降低了维修的费用。②统一管理。在GPS定位的基础上,能够实现对重型移动机械动态位置的确定,然后传输给用户中心,就实现了对机械的运行状况的实时了解,所以在很大程度上提升了系统的管理能力。③提高售后的质量。在机械出现故障时,通过GSM网络将故障的原因传送给生产厂家的数据中心,然后对故障进行分析处理,将处理的措施反馈给用户,减短了维修的时间。④性能参数的反馈。在系统的设定中在定期内就会将机械的运行参数通过网络传送到生产厂家,然后对运行参数进行分析,如果出现潜在的隐患,就能够及时的解决,为改进机器和创新产品提供了有效的技术支撑,同时也提升了产品的市场竞争力。 工程机械监控系统的主要的结构是集散型分布式处理结构,其组成部分包括主要由地面中心站、井下监控分站、传感器、控制执行器、图形工作站、集线器及远程终端等组成。其中监控中心站是整个工程机械安全监控系统的核心,该部分的监控软件能够实现系统任务调度、设备组态、定义配置、数据通信、数据处理以及网络数据共享任务。而监控分站主要是具备各类数据实时采集、预处理、报警、控制以及与监控中心站间的数据通信等功能。其中监控系统中心站的设计主要有通信协议与交互连接设计。 配置接口提供了请求数据和更新数据两个方法实现外界与动态数据库间得交互连接。配置接口能够设计各种配置程序,来满足用户对系统的各种需要。该配置接口的程序配置的过程主要,首先通过传递一个参数向动态数据库进行请求数据,然后动态数据库对传递的参数进行相关的处理,并将核实的数据传回给请求者。当配置程序对配置修改以后, 可以通过数据更新方法把新的配置更新到动态数据库。所以在煤矿安全远程监控系统中,配置接口能够实现设计了数据库配置、分站类型配置、模拟量类型(传感器类型) 配置等配置程序的功能。 二、可满足的技术指标参数 在设计的指标上要满足以下几种参数的范围:工作温度:—20℃——50℃之间;存储温度:—25℃——70℃之间;系统电源功率不能超过60W;交变湿热保持在95%以上,(30℃——60℃);部件的重量不能超过12KG;平均无故障工作时间:MTBF要大于2000小时。通过子系统的作用下,对智能仪表的所有数据能够进行有效的处理分析,实现系统的安全可靠运行。 在GPRS无线网络的运输上要满足:使用三级网络控制系统。传输的过程为:首先是操作人员,然后传送到用户控制中心,最后传达到生产制造厂的网络控制中心。 三、具体的技术应用 远程监控及智能化系统采用了三层网络结构,在底层网络上使用了CAN总线技术;上层网络采用GPRS传输技术,在底层系统中能够将各种参数通过传感器的作用传递给CAN总线,然后再传送给监测分析嵌入系统,经过系统的处理,将数据通过上层的GPRS网络传输给生产厂商。 1、移动机械性能检测分析综合系统的应用 主要是将智能仪表的数据信息进行相关的处理,然后对机械的整体运行情况做出评测,使操作人员能够清楚的了解机械的使用性能,如果在检测中性能参数出现问题,在应急系统的作用下能够实现机械的快速保护。监测分析主要的性能参数包括:机械发动机的转速、工作时间、总计时间、冷却液的流出、机油的温度、液压油的温度以及输出电流电压等。只有对这些参数及时的评测,才能保证系统的正常运行。通过GPRS的网络传输,能够将所检测到的机械运行的性能参数传送到用户中心的上位机处理系统中,这样用户就能够掌握机械的运行状态,同时制造商也可以通过远程监控的系统来监测机器的运行情况,提供更加优质的售后服务。在GPS定位模块上能够准确的定位到机械的位置,主要是通过在通信模块的基础上,将地理位置信息传送到用户中心,然后在嵌入式系统的作用下,将机械的位置信息存储在存储器当中,为用户查询机械位置信息提供了很大的方便。由于操作人员在操作上出现失误,会导致机械的性能的改变,如果程度不严重,在报警后会提醒操作人员及时的修复;如果对机械的损害非常的大,就会强行的采取保护措施,比如自动切断电源、停止机械运行。 2、人机页面的应用 远程监控及智能化系统使用了移动机械车载操作监控界面,操作人员能够直观的在液晶显示器上看到机械运行的状态,该界面操作简单、信息量大,能够满足重型机械生产环境的使用要求。在用户中心监控界面中,用户可以通过输入机械型号的形式来查询机械的性能参数,同时接收远程系统传送来的报警信息,在这个界面上,能够对报警信息、机械的损坏信息以及位置信息都能及时的掌握。 总而言之,目前在我国的重型机械越来越多,通过使用远程监控及智能化系统能够使用户及时的掌握设备的运行状态和性能参数,当在运行中出现故障时,快速的给用户提供解决措施,保证了机械的正常运行,实现了工程机械的智能化的发展,提升了系统自身的性能,所以该系统具有广泛的应用价值和发展前景。 工程机械类论文:工程机械故障诊断系统设计研讨 1系统总体设计 1.1系统规划 系统由手持式智能工业终端(PDA)模块、专家故障诊断模块、数据录入模块、工作原理结构检测装配与调整模块、维修方案生成模块、训教模块、帮助模块和打印输出模块等组成,图1为程序流程。 1.2专家故障诊断软件 故障专家诊断的主要功能是根据使用维修人员提供的现场故障信息,综合系统所融合的维修保障领域专家有关故障现象分析、故障原因识别、总成或系统工作原理、结构、分解、检修、装配与调整等方面的经验、技能信息,对工程装备的故障进行系统的诊断与分析解剖,并能根据故障原因的不同给出故障维修方案,包括维修方法、维修时间、维修编组、维修器材与工具等技术方案。另外,专家诊断模块也可用来进行维修操作人员的维修保障训练、实习等工作。该模块的流程图如图2所示。 1.3数据录入软件 为防止初学者输入无效数据,破坏故障数据库内容,所以数据录入模块面向高级用户,在进入数据录入功能时要求输入高级用户密码,只有正确输入密码才能进入数据录入界面。数据录入界面除下拉式操作菜单外,也提供了方便的操作命令按钮,如“插入节点”、“插入子节点”、“更改节点名称”等,用户可以利用菜单或命令按钮,方便地进行新型工程机械故障的数据录入工作。各个故障数据节点均由自身编号(ID)和父编号(parent)组成,如图3所示。上级节点和下级节点由par-ent链接,下级节点的父编号(parent)与上级节点的ID号相同,形成从上级节点到下级节点的单向链接关系。故障树的层次结构成为动态扩展的树形结构,有效地解决了大数据量存储与数据库结构的固定分配空间约束这一难题。 1.4维修方案生成软件 维修方案主要包括故障现象、故障分析判断、故障原因分析、故障的排除和调整方法、故障零部件的更换与修理时间、零部件维修的编组、机具设备、工具材料及辅料等内容。维修方案和排除步骤是在专家诊断并确定故障原因后,提供的给维修人员的维修方案和维修操作步骤。维修方案数据的存储方式与故障数据存储方式相似,也是采用单向链表的形式,不再赘述。 2系统设计中的关键技术 2.1故障层次结构数据库与检索方案的设计 由于新型工程机械的结构与工作原理的复杂性,在设计故障信息数据库时面临极大的困难。实际工程应用中,同一故障现象,可能由多种原因引起,而每种故障原因又可能由不同的零部件引起。同一零部件又会产生多种故障原因。因此,故障零部件、系统、故障原因、故障现象等元素之间的关系错综复杂,再加上领域专家的相关的经验知识,这些元素在数据库的存储时很难处理。在设计数据库时,合理的融合了链表式结构与层次化结构,构建了故障现象、故障原因和故障分析过程数据表,满足了专家推理的需求和程序的高效运行的要求。 2.2工作原理、结构、检修、分解、装配与调整数据信息高效存储与显示 每一个新型工程机械,其组成零部件至少上万,考虑到其检修、分解、装配与调整等信息数据,其数据量几乎是海量的。如何存储这些数据,并恰当地显示出来,这是一个巨大的挑战。经过对当前所能见到的帮助系统和工程装备信息化管理手段进行仔细分析和比较。应用了Word文档格式转换为Html格式,将相应的主题信息存储到SQLServer数据库中,开发了编译软件,对转换后的html文件和数据库进行编译链接,较好地处理了数据库信息检索、html文档数据存储和可执行文件数据查询三者联合作用的工作原理等数据存储与显示模式。程序执行效果与人机界面都是比较优秀的。 3结论 新型工程机械故障专家诊断系统在研制开发过程中,认真贯彻了有关设计标准、规范,主要性能指标满足了规定的技术指标要求。所采用的嵌入式工业级移动数据终端、嵌入式数据库技术、面向对象软件开发技术和数据库技术等,具有先进、成熟、可靠等优点。系统的开发设计充分贯彻了模块化、一体化、结构化、面向对象和面向应用的设计思想,使系统的软件稳定、可靠,达到了使用要求。 工程机械类论文:谈工程机械机电一体化技术应用 1我国机电一体化在工程机械中的功能 在机械工程中,有效利用智能化和机电一体化不仅可以提高机械工程中的生产效率、减小能量的损失、节约能源,而且可以有效地保证施工质量,提高自动化水平,使其具有较高的精度。广泛使用机电一体化不仅可以使机械工程有较好的经济性和较高的技术价格比,而且可以使操作更加简单、轻便,在当前,我国的机电一体化在工程机械中具有以下功能: 1.1自动报警、电子监控以及故障自检功能 在工程机械中,电子监控就是对其传动系统、工作配件、制动系统、发动机以及液压系统等的工作状态进行监控,一旦在监控过程中发现了异常现象,自动报警系统就会对出现故障的部位进行准确地定位,然后便能有效改善工作人员的工作条件,迅速提高机械设备的效率,还可以使设备的维护检修工作变得更加简单,使停机维修的时间减少,降低维修使用的费用,尽量延长机械设备的使用寿命。 1.2有效控制柴油机的功能 在工程机械中,有效利用电子油门的控制装置、自动停机装置、自动升温控制装置以及电子调速器等机械设备可以真正实现控制柴油机的功能。 1.3使作业精度提高的功能 在沥青以及水泥混凝土搅拌的现代设备中,为了能够提高成品料的作业精度,都广泛采用了微机控制的电子称量系统,而且实现了称量过程的自动化。因为应用了自动化的找平系统,所以大大提高了沥青混凝土摊铺机的施工质量。另外,沥青混凝土摊铺机因为使用了有超声波技术的自动供料系统而完全实现了调节的自动化,进而在一定程度上提升了摊铺的质量。对铲运机铲斗刀刃、平地机刮刀以及土机铲刀进行机电一体化的控制,不仅可以有效减轻机械工作人员的劳动强度,而且真正提高了工程机械作业的精度和效率。 1.4使生产率提高、降耗节能的功能 在传统的工程机械中,一般能量利用率比较低,比如液压挖掘机的燃料能量的利用率在30%左右,这样低的能量利用率使得工程机械必须注重节能发展。在发达国家,他们的挖掘机都已经采用新型的节能控制器,这种控制器不但有良好的节能效果,而且采用卡特电子效率的控制系统,通过综合控制泵和发动机,大大提高了工程机械的生产效率。 1.5工程机械作业过程的半自动化或自动化功能 为了真正减轻工作者的工作效率,提高机械的生产效率,大量的企业在工程机械中开始实行半自动化或自动化控制。这种功能还减少了由于工作者的经验不足而对作业精度的影响。在我国一些先进的企业中,其挖掘机都设有特殊的轨迹控制系统,即挖掘轨迹控制系统。在控制板上,有关的工作人员只要把挖掘机运动轨迹的路线设计好,就可以依照各种角度传感器的信号利用微机控制系统对动臂、铲刀和斗杆进行自动控制,这样不仅实现了对工程机械作业进行自动化控制,而且还能够精确挖掘各种特定开口与断面的斜面、沟槽。 2我国机电一体化在工程机械中的应用前景 由于控制、电子、计算机、光学等多种学科与技术的快速发展,我国的机电一体化也得到了前所未有的发展,如今在工程机械领域机电一体化的应用前景可以分为以下几个方面: 2.1模块化 由于科学技术不断进步,社会分工不断精细,我国机电一体化的产品数量和产品种类也变得越来越多,所以,应该加快实现机械产品的动力接口、机械接口和电器接口的标准化,虽然这项工作比较复杂而且困难,但是却尤为重要,因此说,工程机械机电一体化的发展变成模块化是一项任重而道远的任务。但是,只要实现了工程机械机电一体化的模块化,就可以有效匹配各单元和部件,比如:具备视觉、识别以及图像处理等功能的控制单元、减速于一体的动力单元等等。只有这样,整个社会才能进一步分工,新产品才能更快被研发,工程机械才能不断扩大生产规模。 2.2智能化 在21世纪的工程机械领域,机电一体化将会把智能化应用作为一个重要的发展方向,现如今,有越来越多的人开始研究人工智能方面的内容,主要表现在机器人和数控机床的智能化应用上。一般所说的智能化就是指在有关的控制理论的基础上,利用人工智能、模糊数学、心理学、运筹学等新思想、新手段在工程机械上中进行应用和分析,让工程机械通过自己的判断推理、逻辑思维以及自主决策等能力进行运作,这样就使得机电一体化满足了更高的要求。为了符合时代的发展趋势,工程机械的智能化发展将成为必然。 2.3网络化 机电一体化之所以在工程机械中获得广泛应用,这与计算机信息网络技术的快速发展是分不开的。目前,大多数新型的机电一体化都具有较高的质量、强大的功能,而且有相当好的社会价值和经济价值,因此只要借助网络就会在很短的时间内迅速畅销。与此同时,在工程机械中监视技术和远程控制技术也已经应用越来越广泛,现在看来,机电一体化的发展趋势将逐渐趋向信息化和网络化。 2.4可持续化 不可否认,工业化的进程在很大的程度上提高了我们的生活质量和水平,然而,对我们的生活环境也造成了一定程度上的破坏,严重浪费了大量的自然资源。新世纪以来,人们越来越关注环保问题,公民也一直在不断加强自己的环保意识,绿色产品的概念和设计制造越来越受到欢迎。已经有越来越多的企业在制造、使用、设计以及销毁工程机械产品时都注重环保的要求,尽量提高资源的利用效率,满足人们的健康需要。所以,在工程机械中,可持续化的绿色机电一体化产品将会越来越受人们的欢迎。 3结语 在工程机械领域,机电一体化技术占据越来越大的优势,而且已经被广泛地应用,因为大量企业对机电一体化都很重视,也使机电一体化技术有了很大的发展。作为工程机械的使用者和管理者,就应该及时顺应时展的潮流,赶上科学技术的发展速度,快速地了解、掌握和学习机电一体化技术,只有做到了这些才能更好地参与到现代化的工程建设中去,为我国的工程机械建设事业做出更大的贡献。 工程机械类论文:工程机械技术保养计划管理 1各等级技术保养时机的计算 无论是制订季度保养计划还是月保养计划,都必须计算出各台工程机械的各级保养时机,这样才能进行各种工程机械的保养次数统计,才能确定具体的保养日期。为便于计算,现以工程机械运行时间(h)为矢量坐标,得出如图1所示的某型号工程机械运行时间与各等级保养的关系,其中TD表示大修间隔期(h),TZ表示中修间隔期(h),TⅢ表示三级保养间隔期(h),TⅡ表示二级保养间隔期(h),TⅠ表示一级保养间隔期(h);同时,设某台该型机械至本月底已运行了T0小时,按使用计划,该机下月需运行T1小时,即该机至下月底总的运行小时数为T=T0+T1;并假设:本月的保养项目已按计划实施完毕,没有推迟到下月进行。需要特别说明的是:1)按照保养规程的规定,在做高等级保养时,应完成低级保养的内容;2)由于中修的停修时间比较长(1个月左右),所以某型工程机械若在某月需进行中修,则在之后至本月底基本上不能承担施工作业任务。 2当0 如果T0TZ,则该机在下月需进行1次中修;否则,继续向下推算。如果T0n×TⅢ,则该机在下月需进行1次三级保养;否则,继续向下推算。其中:n为保养间隔期的倍数,正整数。如果T0n×TⅡ,则该机在下月需进行1次二级保养;否则,继续向下推算。如果T0n×TⅠ,则该机在下月需进行1次一级保养;否则,该机在下月可以不进行任何等级的保养。 3当TⅠ (1)如果T0TZ,则该机在下月需先进行1次一级保养,再进行1次中修;否则,继续向下推算。(2)如果TZ-T1 4当2TⅠ (1)如果T0TZ,则该机在下月需先进行2次一级保养再进行1次中修;否则,继续向下推算。(2)如果T0TZ,则该机在下月需先进行1次一级保养再进行1次中修;否则,继续向下推算。(3)如果TZ-T1 5实例说明 下面以某型机械为例作简要说明。该机的相关定额参数分别为:TD=4800h,TZ=2400h,TⅢ=1200h,TⅡ=400h,TⅠ=100h;同时,该机械至本月底已运行小时数为T0=1090h,按使用计划,该机下月需运行小时数为T1=230h。那么根据以上方法,可推算出该机下月的保养时机为:该机在本月运行到1000h已完成了一级保养之后,又运行了90h,那么在下月运行10h(即总运行时间达1100h)时,需进行1次一级保养,之后再运行100h(即总运行时间达到1200h)时,需进行1次三级保养,之后继续运行100h(即总运行时间达1300h)时,还需进行1次一级保养。因此该机在下月总共应进行2次一级保养1次三级保养,分别在其总运行时间达到1100h、1200h和1300h之时进行。 6执行技术保养计划应注意的几个问题 (1)如果工程机械使用计划因受自然条件或其他因素影响而调整,则保养计划的保养日期也将随之变化。保养计划在执行中,可依据工程机械实际运转小时数,视完成任务的需要和工程机械技术状况等情况,允许适当提前或推迟,但提前或推迟时间一般不应超过各级保养间隔期定额的10%。(2)下达保养计划时,工程机械技术保养计划应与工程机械使用计划同时下达,技术保养计划应同时下达给工程机械使用单位和保修单位,月保养计划还应抄送通知工程机械使用操作人员,以确保技术保养计划的落实。(3)工程机械技术保养计划与施工或培训任务发生矛盾时,不可因施工或培训任务重而挤掉保养工作,应本着既要坚持定期保养制度,又要满足施工或培训需要的原则处理。(4)工程机械技术状况确实较差,不能延期保养,而施工作业任务重,可利用施工作业的空闲时间,分时分段进行保养,即将规定的保养项目分几次进行,这样既完成了规定的保养内容,又不影响施工或培训任务的完成。 7结论 根据文中给出的关系图和计算方法,可准确地推算出各种类工程机械的等级保养时机,为科学制订技术保养计划提供了依据。把握好文中所提出的几个应注意的问题,可有效解决保养计划与施工任务之间可能存在的矛盾,确保技术保养计划得到有效落实。 工程机械类论文:营销模式在工程机械中的应用 广大朋友们,关于“几种营销模式在工程机械中的应用”是由精品学习网论文频道小编特别编辑整理的,相信对需要各式各样的论文朋友有一定的帮助! 随着国民经济的不断发展壮大,对工程机械的需求也是突飞猛进, 市场上的需求已发展到目前高质量全方位的竞争, 迫使厂商不断的提高产品质量, 改变经营方式,各个工程机械制造企业所采用的营销方式不尽相同。工程机械制造企业立足于市场,除了要重视产品质量、售后服务等因素外,还要重视营销。 一、不同营销模式特点 工程机械企业主要采用以下几种营销模式:直销、一般销售、授权销售、区域独家( 专营)销售、融资销售和租赁销售。 1.直销。直销方式就是企业自身建立营销机构、设置办事处,在所属区域内开展营销工作,与终端客户面对面交流沟通,由企业与终端客户直接签订最终的合同。由于工程机械产品的专业性、复杂性及工程机械技术的快速发展,营销和售后服务人员具有较高的综合素质。在国内,对于经营规模较小且产品专业性较强的一些工程机械产品适合采用直销方式营销。 2.授权销售。授权销售被定义为“ 执行联系生产者和用户,以完成营销任务的活动的组织机构网络”。工程机械产品的终端客户较为分散,产品价值较高,销售过程需要特别的服务,销售周期较长。一般来讲,授权商无权独立制定销售政策,如价格、折扣等。 3.区域独家(专营)销售。区域独家(专营)(以下简称区域总)销售是企业在一个界定的营销区域内仅仅授权一个商,这种制具有排他性和唯一性。区域总以其特有的经营方式,在制的发展过程中,表现出强有力的优势和巨大的发展潜力。 4.融资销售。融资销售是利用社会资本进行销售的一种运作方式,也是企业拓展市场的有力措施之一。融资销售的主要优点是:较好解决了终端客户资金不足的问题,终端客户在购买工程机械产品时,仅仅需要支付部分货款,就可以取得设备的使用权,降低了终端客户资金运营成本,解决了客户资金短缺而又急需设备的难题;制造企业可以快速回笼资金,加速资金周转,扩大再生产,避免了其他营销方式中的经营风险;商可以在短时间内获取利润,完成资本积累;有利于企业、商拓展市场。 5.租赁销售。租赁营销是生产企业或商为了拓展市场,提高产品的市场占有率或将新产品尽快推向市场,为用户提供的具有金融服务性质的销售。租赁销售建立在高度诚信基础之上的分期付款销售的一种特殊表现形式。 工程机械类论文:工程机械电液比例阀的特点及其应用研究 摘要:电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点,具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。 关键词:电液比例阀 负载感应 压力补偿 先导控制 遥控 1 引言 电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点,具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。 2 工程机械电液比例阀的种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。根据工程机械液压操作的特点,以结构形式划分电液比例阀主要有两类:一类是螺旋插装式比例阀(screwin cartridge proportional valve),另一类是滑阀式比例阀(spool proportional valve)。 螺旋插装式比例阀是通过螺纹将电磁比例插装件固定在油路集成块上的元件,螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点,近年来在工程机械上的应用越来越广泛。常用的螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式,二通式比例阀主要是比例节流阀,它常与其它元件一起构成复合阀,对流量、压力进行控制;三通式比例阀主要是比例减压阀,也是移动式机械液压系统中应用较多的比例阀,它主要是对液动操作多路阀的先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统的手动减压式先导阀,它比手动的先导阀具有更多的灵活性和更高的控制精度。可以制成如图1所示的比例伺服控制手动多路阀,根据不同的输入信号,减压阀使输出活塞具有不同的压力或流量进而实现对多路阀阀芯的位移进行比例控制。四通或多通的螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独的控制。 滑阀式比例阀又称分配阀,是移动式机械液压系统最基本的元件之一,是能实现方向与流量调节的复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想的电液转换控制元件,它不仅保留了手动多路阀的基本功能,还增加了位置电反馈的比例伺服操作和负载传感等先进的控制手段。所以它是工程机械分配阀的更新换代产品。 出于制造成本的考虑和工程机械控制精度要求不高的特点,一般比例多路阀内不配置位移感应传感器,也不具有电子检测和纠错功能。所以,阀芯位移量容易受负载变化引起的压力波动的影响,操作过程中要靠视觉观察来保证作业的完成。在电控、遥控操作时更应注意外界干涉的影响。近来,由于电子技术的发展,人们越来越多地采用内装的差动变压器(LDVT)等位移传感器构成阀芯位置移动的检测,实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成的高度集成的比例阀,具有一定的校正功能,可以有效地克服一般比例阀的缺点,使控制精度得到较大提高。 3 电液比例多路阀的负载传感与压力补偿技术 为了节约能量、降低油温和提高控制精度,同时也使同步动作的几个执行元件在运动时互不干扰,现在较先进的工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与压力补偿是一个很相似的概念,都是利用负载变化引起的压力变化去调节泵或阀的压力与流量以适应系统的工作需求。负载传感对定量泵系统来讲是将负载压力通过负载感应油路引至远程调压的溢流阀上,当负载较小时,溢流阀调定压力也较小;负载较大,调定压力也较大,但也始终存在一定的溢流损失。对于变量泵系统是将负载传感油路引入到泵的变量机构,使泵的输出压力随负载压力的升高而升高(始终为较小的固定压差),使泵的输出流量与系统的实际需要流量相等,无溢流损失,实现了节能。 压力补偿是为了提高阀的控制性能而采取的一种保证措施。将阀口后的负载压力引入压力补偿阀,压力补偿阀对阀口前的压力进行调整使阀口前后的压差为常值,这样根据节流口的流量调节特性流经阀口的流量大小就只与该阀口的开度有关,而不受负载压力的影响。 4 工程机械电液比例阀的先导控制与遥控 电液比例阀和其它专用器件的技术进步使工程车辆挡位、转向、制动和工作装置等各种系统的电气控制成为现实。对于一般需要位移输出的机构可采用类似于图1的比例伺服控制手动多路阀驱动器完成。电气操作具有响应快、布线灵活、可实现集成控制和与计算机接口容易等优点,所以现代工程机械液压阀已越来越多地采用电控先导控制的电液比例阀(或电液开关阀)代替手动直接操作或液压先导控制的多路阀。采用电液比例阀(或电液开关阀)的另一个显著优点是在工程车辆上可以大大减少操作手柄的个数,这不但使驾驶室布置简洁,而且能够有效降低操作复杂性,对提高作业质量和效率都具有重要的实际意义。图2是TECNORD公司JMF型控制摇杆(joystick),利用一个摇杆就可以对如图2中的多片电液比例阀和开关阀进行有效控制。该摇杆在X轴和Y轴方向都可以实现比例控制或开关控制,应用十分方便。 随着数字式无线通讯技术的迅速发展,出现了性能稳定、工作可靠、适用于工程机械的无线遥控系统,布置在移动机械上的遥控接收装置可以将接收到的无线电信号转换为控制电液比例阀的比例信号和控制电液开关阀的开关信号,以及控制其它装置的相应信号,使得原来手动操作的各个元件都能接受遥控电信号的指令并进行相应动作,此时的工程机械实际上已成为遥控型的工程机械。 无线遥控发射与接收系统已成功地应用于多种工程机械的遥控改造。从安全角度考虑,它发射的每条数字数据指令都具有一组特别的系统地址码,这种地址码厂家只使用一次。每个接收机只对有相同地址码的发射信号有反应,其它无线信号即使是同频率信号也不会对接收装置产生影响。加上其它安全措施的采用使系统的可靠性得到了充分的保障。在装载机、凿岩机、混凝土泵车、高空作业车和桥梁检修车等多种移动式机械的遥控改造中获得成功。工业遥控装置与电液比例阀相得益彰,电液比例阀为工程机械的遥控化提供了可行的接口,遥控装置又使电液比例阀得以发挥更大的作用。 5 电液比例阀在工程机械上应用实例 图3所示为某型汽车起重机的液压系统简图,图中仅画出了与电液比例阀有关的部分。该机采用了3片TECNORD TDV-4/3 LM-LS/PC型比例多路阀,负载传感油路中的3个梭阀将3个工作负载中的最大压力选出来送至远程调压溢流阀的远控口,调整溢流阀的溢流压力,使液压泵的输出压力恰好符合系统负载的需要即可,从而达到一定的节能目的。压力补偿油路使得通过每一片阀的流量仅与该阀的开度有关,而与其所承受的负载无关,与其它阀片所承受的负载也没有关系,从而达到在任一负载下均可随意控制负载速度的目的。 图4 是某推土机推土铲手动与电液比例先导控制实例。当二位三通电磁阀不通电时,先导压力与手动减压式先导阀相通,梭阀选择来自手动先导阀的压力对液动换向阀进行控制;当二位三通电磁阀通电时,先导控制压力油通向三通比例减压式先导阀,通过梭阀对液动换向阀进行控制。 6 小结 以上简要介绍了电液比例阀的工作原理和结构形式、工作特点,对比例阀的负载感应和压力补偿原理进行了分析研究。对电液比例阀的不同应用,特别是在工程机械的先导控制和遥控方面的应用进行了论述。电液比例阀对简化工程机械操作、提高效率和作业精度以及实现智能化作业都有着极其重要的意义,其性能的进一步提高和应用范围的日益拓宽必将使工程机械产品的技术水平得到较大程度的提高。 工程机械类论文:工程机械现场的应急维修 摘要:在工程机械工作中,机械设备一旦损坏,往往会由于缺少个别零部件而影响机械的使用和施工工期,因此应该能够在工程机械的使用维护工作中,灵活处理一些看来比较棘手的问题。文章从寻找零部件不能正常工作原因、掌握几种应急维修技巧、使用日用品应急代用三个方面,介绍了工程机械应急维修的方法。 关键词:工程机械;应急维修 在工程机械工作中,现场环境往往是不佳的,例如在工程施工中,由于施工多在比较偏远的地方,加之工程施工经费偏紧、机械设备的品种多且型号杂,因此机械设备一旦损坏,往往会由于缺少个别零部件而影响机械的使用和施工工期;在机动车维修中,机动车行驶突然出现故障,一时买不到标准配件时。因此我们应该能够在工程机械的使用维护工作中,灵活处理一些看来比较棘手的问题,这样常能收到事半功倍的效果,例如可以采用某些容易得到的日常用品应急代用,能够收到比较好的效果。 在这里,本文介绍几种简便易行的应急维修方法。 一、零部件不能正常工作的原因及现场如何解决 1.零部件的安装失误 例如有些工程机械中液压缸密封件中的支撑环(主要由充填四氟乙烯材料制成)的弹性较差,因此在安装前应先将其在100oC的油中浸泡10~20分钟,使其变软,然后乘其弹性较大时安装上。 2.零部件操作上的问题 这方面引起的问题较多,尤其时在工程车运行中,新驾驶员不熟悉机器性能的情况下。例如,有台工程车的半轴的花键经常磨损,后来发现是驾驶员使差速锁一直未脱开,导致使用时加重了传动部位的负荷,使其磨损严重,因此要改善操作。 3.相关部位的故障引起零件的损坏 例如,一台挖掘机上的两个行走液压马达同时坏了,经检查,是多路回转接头上的油封损坏而堵塞了回路所致,因此要及时解决这个问题,否则日后液压马达还会损坏。 4.零件的质量问题 例如有台挖掘机,其液压马达、液压泵、减速器的轴承都损坏过,更换了原厂的轴承后还是坏,最后安装了进口轴承就解决了问题。同样,这台挖掘机动臂缸的油封在夏天也经常损坏,后来发现是原厂的活塞与缸筒的配合的间隙太大之故。现场重新加工活塞后,油封就没再坏过。 二、几种应急维修技巧 1、巧用扳手拧螺栓 有时由于缺少合适的扳手导致拆装零部件困难,特别是进口工程机械的有些螺栓,拆装时用国产扳手非大即小。另外,有时由于随机携带的扳手不全,拆装也会出现问题。此时采用下面的办法可解燃眉之急(主要针对梅花扳手、开口扳手(呆扳手)和内六角扳手而言,尽可能少使用活动扳手和管钳等工具,否则易损坏部件),如果所使用的梅花或开口扳手比所要拧的螺栓头(或螺母)大,内六角扳手比所要拧的螺栓头小,可在扳手内(梅花、开口扳手)或扳手外(内六角扳手)垫一些铜皮、铁丝或螺丝刀等物,而后慢慢加力拆、装;而当开口扳手比螺栓头(或螺母)小、内六角扳手比螺栓头大时,可分别用锉刀将开口扳手开口锉大、将内六角扳手的六方尺寸锉小。通过以上处理多数情况下可以解决应急拆、装工作,而且经改制的扳手可以留作以后使用。 2.巧拆轴承座圈 W4一60挖掘机打气泵(SKI一82型)的连杆轴承常易损坏,损坏后轴承外圈仍镶在连杆孔内很难取下,因外圈坚硬用钢锯锯时易打滑,而硬打硬敲又易使连杆损坏。这时,可将连杆夹于台钳上,选用重型套筒扳手中的套头,一侧使用比轴承外圈稍小的套头顶住轴承外圈,另一侧用比连杆轴承孔尺寸稍大的套头顶住连杆孔侧面,然后逐渐加力夹紧台钳,这样轴承外圈就会慢慢被压出来。如有气割工具,则可直接用气割割断轴承外圈。 3.巧拆轮胎 在拆卸大型轮式装载机、推土机的轮胎时,分离轮胎和轮辋是一件较困难的事,由于长时间使用而未拆卸过,轮辋可能发生锈蚀,使轮胎和轮辋粘得很紧。采用放气、来回行走碾压的方法拆卸,效果并不十分理想,而用下述方法则能取得较好效果:即在取下锁圈后(有些进口工程机械如WD140推土机其轮胎装有外边环),在轮胎和轮辋之间加水以利润滑,用两台推土机铲刀分别压轮胎两边,中间用长短合适的一根铁棒横在轮惘上,而后穿上钢丝绳用起重机或装载机等起吊,这样轮胎和轮辋就很容易分开。 4.巧换销套 W4一60C挖掘机各销轴处销套因长时间使用,缺乏润滑而损坏,更换时如不注意方法,常使销套安装不到位,造成端部损坏。对此,可将销套套在对应的销轴上,再将销轴穿人销套座孔对中定位,而后用手锤锤打销轴端头,使销轴头部将销套压入销套座孔内。此法不损坏销套、不产生歪斜,简单可靠。 三、使用日常用品进行应急代用 使用日常用品应急代用是不得己时的应急措施,必须从实际出发:一是要简便易行,制作时间短;二是要保证行车安全;三是要不损坏原有装置,不造成其它零件的损坏;四是应急之后,要及时调换正规的配件。 1.使用自行车零件应急 1.1如果柴油机喷油器顶杆内孔的小钢球丢失,可以用自行车飞轮滚珠代替,也可以用报废的黄油嘴内的小钢珠代替。 1.2当农用车离合器分离轴承回位弹簧断裂,可以用自行车车座下的拉伸弹簧代用。 1.3东风一12型手扶拖拉机上固定转向拨叉与转向臂的销子若磨损,可以用自行车曲拐销代替。 1.4在给轮胎充、放气时,经常需要把气门芯拧出来,有时因用力不当,或经长期使用后气门芯的螺纹下部折断在气门嘴内,而断头部分较难取出。这时,可取一根自行车辐条,将其带螺纹一端强行向断芯的气门嘴内拧入,使辐条螺纹攻人断芯内,而后用力猛地将辐条向外拔出,即可将残留在气门嘴内的断芯取出。此法简便易行,屡试不爽。 2.使用生活用品应急 2.1清洗发动机油底壳或者机体内表面时,如果铁屑和杂质太多难以洗净,可以用适量的面团粘吸。 2.2当汽油机化油器的浮子破损时,可以用热水瓶的软木塞改制代替。 2.3如果机动车的制动液泄漏流失,可以用白酒或一定浓度的肥皂水代替。 2.4牙膏中含有研磨材料,可以用牙膏研磨气门与气门座、柴油机三副精密偶件以及机动车车灯玻璃上的经微划痕。 2.5家庭用的洗洁精等,可以用来清洗机械零部件,尤其适合清洗橡胶零件,洗后不会发生溶胀和变形现象。 2.6用洗衣粉加锯末清洗沾有润滑油的零件。 2.7如果发现蓄电池电解液液面过低,为防止极板硫化,可以购买市场的纯水、太空水倒入蓄电池内。 2.8剪开易拉罐壳,可以很方便地制作机动车上的铝垫圈或者加油、加水的漏斗。 2.9当发现水箱、机油冷却器和液压油散热器等多管(芯)部件损坏导致漏油、漏水和漏气时,为迅速判断损坏部位,可利用香烟吹气法找到泄漏处。即点燃一支香烟,深吸几口,含烟于口中,将怀疑有故障管(芯子)的一端堵死,对准另一端吹烟,则管(芯)上冒烟处即为故障部位,然后再查找下一个部位。此法简便易行,有效可靠,但要注意安全。 3.使用电器用品应急 3.1如果柴油机高压油管接头台肩处漏油,剪一段16号电工保险丝绕在紧固螺母下面。 3.2如果拆卸磁电机时不慎丢失高压触点炭棒,造成磁电机不能产生高压电,可以用干电池的炭芯磨短一段代用。如果汽车分电器盖中心电极碳棒损坏或丢失,可以用5号干电池中的碳棒稍磨后代用。 4.其它应急方法 4.1如果高压油管乳头处漏油,可以用塑料片或软金属片剪成一个小环形,垫在接头凹穴内。 4.2当发电机碳刷磨损过度或弹簧力不足影响发电时,可以用木块或树皮削成炭刷长宽一致的小块,垫在弹簧与炭刷之间,以增加炭刷与整流子的接触压力。 4.3可以用洗净的丝瓜络代替空气滤清器的铁丝滤芯。 4.4如果橡胶油封的自紧弹簧过松,可以用加添橡皮筋的方法予以弥补。 4.5零件的接合表面常用密封垫片密封,并在垫片上涂一层耐油密封胶以增加密封效果,但如一时没有密封胶,也可使用油漆代替;油漆的粘性较大并干后变硬,使密封可靠,效果较好。如一台日产WD140-4型推土机打气泵出现故障,修理后安装时由于没有密封胶而在泵盖密封垫上涂上一层油漆,经使用证明效果很好。 工程机械类论文:论常用工程机械液压系统的维护 论文关键词:工程机械;液压系统;维护 论文摘要:本文分析了常用工程机械液压系统维护不当而对其造成的危害,探讨了如何适当维护液压系统。 就液压传动的工程机械而言,液压系统的正常运行是其良好技术状况的一个主要标志。合格的液压油是液压系统可靠运行的保障,正确的维护是液压系统可靠运行的根本。为此,本人根据工作实践,就一般作业环境中工程机械液压系统的维护作一粗略的探讨。 1选择适合的液压油 液压油在液压系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用,液压油选择不恰当是液压系统早期故障和耐久性下降的主要原因。应按随机《使用说明书》中规定的牌号选择液压油,特殊情况需要使用代用油时,应力求其性能与原牌号性能相同。不同牌号的液压油不能混合使用,以防液压油产生化学反应、性能发生变化。 深褐色、乳白色、有异味的液压油是变质油,不能使用。 2防止固体杂质混入液压系统 清洁的液压油是液压系统的生命。 液压系统中有许多精密偶件,有的有阻尼小孔、有的有缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等,危及液压系统的安全运行。一般固体杂质入侵液压系统的途径有:液压油不洁;加油工具不洁;加油和维修、保养不慎;液压元件脱屑等。可以从以下几个方面防止固体杂质入侵系统: 2.1加油时 液压油必须过滤加注,加油工具应可靠清洁。不能为了提高加油速度而去掉油箱加油口处的过滤器。加油人员应使用干净的手套和工作服,以防固体杂质和纤维杂质掉入油中。 2.2保养时 拆卸液压油箱加油盖、滤清器盖、检测孔、液压油管等部位,造成系统油道暴露时要避开扬尘,拆卸部位要先彻底清洁后才能打开。如拆卸液压油箱加油盖时,先除去油箱盖四周的泥土,拧松油箱盖后,清除残留在接合部位的杂物(不能用水冲洗以免水渗入油箱),确认清洁后才能打开油箱盖。如需使用擦拭材料和铁锤时,应选择不掉纤维杂质的擦拭材料和击打面附着橡胶的专用铁锤。液压元件、液压胶管要认真清洗,用高压风吹干后组装。选用包装完好的正品滤芯(内包装损坏,虽然滤芯完好,也可能不洁)。换油时同时清洗滤清器,安装滤芯前应用擦拭材料认真清洁滤清器壳内底部污物。 2.3液压系统的清洗 清洗油必须使用与系统所用牌号相同的液压油,油温在45~80℃之间,用大流量尽可能将系统中杂质带走。液压系统要反复清洗三次以上,每次清洗完后,趁油热时将其全部放出系统。清洗完毕再清洗滤清器、更换 新滤芯后加注新油。 3防止空气和水入侵液压系统 3.1防止空气入侵液压系统 在常压常温下液压油中含有容积比为6~8%的空气,当压力降低时空气会从油中游离出来,气泡破裂使液压元件"气蚀",产生噪声。大量的空气进入油中将使"气蚀"现象加剧,液压油压缩性增大,工作不稳定,降低工作效率,执行元件出现工作"爬行"等不良后果。另外,空气还会使液压油氧化,加速油的变质。防止空气入侵应注意以下几点: 维修和换油后要按随机《使用说明书》规定排除系统中的空气,才能正常作业。液压油泵的吸油管口不得露出油面,吸油管路必须密封良好。油泵驱动轴的密封应良好,要注意更换该处油封时应使用"双唇"正品油封,不能用"单唇"油封代替,因为"单唇"油封只能单向封油,不具备封气的功能。 3.2防止水入侵液压系统 油中含有过量水分,会使液压元件锈蚀、油液乳化变质、润滑油膜强度降低,加速机械磨损。除了维修保养时要防止水分入侵外,还要注意储油桶不用时,要拧紧盖子,最好倒置放置;含水量大的油要经多次过滤,每过滤一次要更换一次烘干的滤纸,在没有专用仪器检测时,可将油滴到烧热的铁板上,没有蒸气冒出并立即燃烧方能加注。 4作业中注意事项 4.1机械作业要柔和平顺 机械作业应避免粗暴,否则必然产生冲击负荷,使机械故障频发,大大缩短使用寿命。作业时产生的冲击负荷,一方面使机械结构件早期磨损、断裂、破碎,一方面使液压系统中产生冲击压力,冲击压力又会使液压元件损坏、油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管、溢流阀频繁动作油温上升。还有一个值得注意的问题 :操作手要保持稳定。因为每台设备操纵系统的自由间隙都有一定差异,连接部位的磨损程度不同因而其间隙也不同,发动机及液压系统出力的大小也不尽相同,这些因素赋予了设备的个性。只有使用该设备的操作手认真摸索,修正自己的操纵动作以适应设备的个性,经过长期作业后,才能养成符合设备个性的良好操作习惯。一般机械行业坚持定人定机制度,这也是因素之一。 4.2要注意气蚀和溢流噪声 作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音,如果液压泵出现"气蚀"噪声,经排气后不能消除,应查明原因排除故障后才能使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢,并伴有溢流阀溢流声响,应立即停机检修。 4.3严格执行交接班制度 交班司机停放机械时,要保证接班司机检查时的安全和检查到准确的油位。系统是否渗漏、连接是否松动、活塞杆和液压胶管是否撞伤、液压泵的低压进油管连接是否可靠、油箱油位是否正确等,是接班司机对液压系统检查的重点。常压式油箱还要检查并清洁油箱通气孔,保持其畅通,以防气孔堵塞造成油箱真空,致使液压油泵吸油困难而损坏。 4.4保持适宜的油温 液压系统的工作温度一般控制在30~80℃之间为宜(危险温度≥100℃)。液压系统的油温过高会导致:油的粘度降低,容易引起泄漏,效率下降;润滑油膜强度降低,加速机械的磨损;生成碳化物和淤碴;油液氧化加速油质恶化;油封、高压胶管过早老化等。为了避免温度过高:不要长期过载;注意散热器散热片不要被油污染,以防尘土附着影响散热效果;保持足够的油量以利于油的循环散热;炎热的夏季不要全天作业,要避开中午高温时间。油温过低时,油的粘度大,流动性差,阻力大,工作效率低;当油温低于20℃时,急转弯易损坏液压马达、阀、管道等。此时需要进行暖机运转,起动发动机,空载怠速运转3~5min后,以中速油门提高发动机转速,操纵手柄使工作装置的任何一个动作(如挖掘机张斗)至极限位置,保持3~5min使液压油通过溢流升温。如果油温更低则需要适当增加暖机运转时间。 4.5液压油箱气压和油量的控制 压力式油箱在工作中要随时注意油箱气压,其压力必须保持在随机《使用说明书》规定的范围内。压力过低,油泵吸油不足易损坏,压力过高,会使液压系统漏油,容易造成低压油路爆管。对维修和换油后的设备,排尽系统中的空气后,要按随机《使用说明书》规定的检查油位状态,将机器停在平整的地方,发动机熄火15min后重新检查油位,必要时予以补充。 4.6其他注意事项 作业中要防止飞落石块打击液压油缸、活塞杆、液压油管等部件。活塞杆上如果有小点击伤,要及时用油石将小点周围棱边磨去,以防破坏活塞杆的密封装置,在不漏油的情况下可继续使用。连续停机在24h以上的设备,在启动前,要向液压泵中注油,以防液压泵干磨而损坏。 5定期保养注意事项 目前有的工程机械液压系统设置了智能装置,该装置对液压系统某些隐患有警示功能,但其监测范围和程度有一定的局限性,所以液压系统的检查保养应将智能装置监测结果与定期检查保养相结合。 5.1250h检查保养 检查滤清器滤网上的附着物,如金属粉末过多,往往标志着油泵磨损或油缸拉缸,对此,必须确诊并采取相应措施后才能开机。如发现滤网损坏、污垢积聚,要及时更换,必要时同时换油。 5.2500h检查保养 不管滤芯状况如何均应更换,因为凭肉眼难以察觉滤芯的细小损坏情况,如果长时间高温作业还应适当提前更换滤芯。 5.31000h检查保养 清洗滤清器,更换滤芯,清洗液压油箱,更换液压油。长期高温作业换油时间要适当提前。当然,如能通过油质检测分析来指导换油是最经济的,但要注意延长使用的油,每隔100h应检测一次,以便及时发现并更换变质油。 5.47000h和10000h检查维护 液压系统需由专业人员检测,进行必要的调整和维修。根据实践,进口液压泵、液压马达工作10000h后必须大修,否则液压泵、马达因失修可能损坏,对液压系统是至命性的破坏。 工程机械类论文:环保节能工程机械产品设计与趋势 随着工程机械品种和数量的不断增加,大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物对环境产生了难以估计的负荷。为保护人类十分宝贵且有限的地球资源,实现全球可持续发展,提高操作人员的安全性及工作舒适性,努力达到人、机和环境的亲和,很有必要按照汽车行业的环保标准来设计工程机械产品。尽管目前工程机械尚未归并入限制排放的机动车行列,但随着国内外各大中城市对城市环境保护的日益重视,对机动车辆尾气排放用烟度、噪声等指标的限制愈来愈严格;特别是随着装载机等数量大的工程机械产品在市政建设中的使用量不断加大以及人们日益增强的环保意识,可以预见开发研制环保节能型产品是今后工程机械发展的趋势。鉴于此,徐工科技在装载机行业中率先推出了ZL40G环保型轮式装载机。 本文以ZL40G环保型轮式装载机为例,就机械材料的选用与设计、所要遵循的要点和所需考虑问题,提出几点建议和设想。 1、环保型材料的利用 1)尽量采用能再生利用的材料和资源 在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。 2)长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则 通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。 3)尽量采用低环境负荷材料 工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。 4)废弃零部件处理的污染最小化及综合成本最优化 工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。 2、环保型工程机械产品设计 1)选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等,努力适应第三次排放法规要求。 2)降低整机振动与噪声 减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中,动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏;后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合,很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音,避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。 3)液压系统的清洁和防渗漏 保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。 4)系统高效节能的设计 工程机械的高效节能也是环境保护的重要一环,减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械最基本的一环;另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。 3、工程机械产品人性化的设计 1)环保安全关怀型驾驶室的设计 如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。 2)自动加脂装置或集中润滑系统的配置 传统的手动加注润滑脂费时费力,而且通常有多余的油液溢出来污染周边环境。因此研制环保型工程机械就能自动定时加注润滑脂的设备,如集中润滑系统就能自动定时给各铰销加注黄油,其加油量经过仔细计算后设定,可很好地保证各销轴得到足够的润滑而又没有多余的油溢出,既环保又方便。另外对于小型机械,鉴于降低设计成本,可采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构等防止外部异物的进入和内部油脂的排出,从而延长加注润滑油的间隔,减少对环境的污染。 3)外观美学设计 传统的工程机械产品一直是外形粗放、笨重的形象,环保型产品更应注重外观美学和车身的流线型设计,达到机器的环境的谐和,给人以视觉上的美感。如发动机机罩就可进行造型别致美观的流线型设计,整机的标识标牌应精心布置、设计,良好地体现环保特色。 4)人性化设计 工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,实现了各种工况下自动判断、挖掘机器发动机的功率输出,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗,并自动诊断机器状态,使机器使始终能保持良好状态,因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全性和舒适性。 5)系统可靠性设计 尽量运用高可靠性的成熟技术和借用经市场考验后的成熟系列零部件可延长各关键系统或零件的使用寿命,减少更换次数。例如降低制动元件的更换频率就相当于减轻了对周围环境的破坏与污染。 工程机械类论文:电气工程机械管理探究 摘要:伴随电气工程机械化水平的持续提高,电气工程机械已是企业的核心生产力。而电气工程机械的普及不但缩短了工程工期,同时从根本深化了工程品质。但是,电气工程机械在使用环节会因很多外在因素所影响,在一定程度上影响着电气工程机械的正常使用。因此,怎样完善电气工程机械的管理是亟待解决的问题。文章将以试论电气工程机械管理作为切入点,在此基础上予以深入的探究,相关内容如下所述。 关键词:电气;工程机械;管理 一、影响电气工程机械管理工作的因素 在工程环节,电气工程项目通常存在涉及面大的特性,机械装置、工作者调动频繁。管理系统若无目的的精简机械设备及管理工作者,或将工作人员整合至其他系统予以兼管,那么就可能造成管理层和操作层断档,进而导致工程企业机械设备管理有效性下滑。同时还有一些工程企业未构建健全的机械管理体系,对机械设备的台帐与相关档案缺乏有效且明确的管理,致使机械管理工作毫无章法,这在很大程度上影响了工程进度。一些工作者只是侧重于使用,对所存在的问题无法第一时间予以有效的处理;同时,在机械发生故障需维修时,一些维修者无法从实质处理故障,因此导致机械故障变得更为严重。这但会影响工程的质量及工期,同时还提高了维修资金与运转费用。因为个别工作者对工程技术与设备使用并未完全掌握,特别是短期聘用人员,专业能力层次不齐,通常不会侧重于工程条件与作业方法的适应性,进而造成机械设备始终在超负荷状态下工作,更有甚者会出现违规操作的情况,这从根本加剧了机械的磨损度。现阶段一些工程企业对电气工程机械的故障与老化问题缺乏必要的重视,电气工程机械无法匹配于现代工程的需求。个别管理工作者仅侧重于短期收益,并没有顾及电气工程机械的有效性,通过“拆东墙补西墙”的举措使用已经淘汰的设备,造成电气工程机械故障率骤增。这不但为相关工作者带来安全隐患,同时还会导致施工效率降低的问题。 二、电气工程机械管理的有效举措及建议 电气工程机械管理即为电气工程的核心构成部分,其基本理念为:从电气工程机械的使用周期掌握管理的客观规律,同时深入了解电气工程机械系统的最优管理机制。电气工程管理的侧重点即为分析保障系统的有效性,以保证维修能力的实现,在此基础上收集分析电气工程机械的稳定性与维修保障方面的参数,和过去积累的使用维修分析参数予以对比,分析其保障的有效性,因此对电气工程机械使用及维修情况予以评价及研究,在此基础上给出改进建议同时反馈至维修设计以及设计制造阶段,以深化此阶段内的工作,同时为设计新机型的维修规划及维修设计奠定良好的基础,同时依附于运行费用统计参数予以经济评价。构建现场电气工程机械的保养及维修工作,第一时间处理现场电气工程机械故障;依附于电气工程机械的使用状态,设计维修计划,安排好现场电气工程机械的保修,从根本减少机械维修对工程的不利影响。现场修理的侧重点是对电气工程机械突发故障的现场抢修。而抢修即在工程现场上通过应急诊断与修复举措,以恢复工程所需的基本功能为先决条件,第一时间对电气工程机械的损坏区域予以修复,让电气工程机械可以完成预定的工作并撤离现场,其特点为:时间紧迫、恢复状态存在多元化特性。现场抢修的特性直接影响了修理的模式,其既可以是现有规程上制定的修理手段,举例说明:总成互换修理、原件修复,同样也可以是临时性的修理模式,举例说明:配用、粘接、焊接、捆绑以及拆拼修理。众所周知,电气工程机械具有更新换代较快的特性,而更新换代也会从根本影响企业的工程竞争力。所以,企业要有高瞻远瞩的目光,不要仅为眼前的效益,我们要遵循机械报废原则,深化电气工程机械的换代。经合理的检测,把高能耗、效率低且无法适用于工程的机械换掉,用以保障工程品质及稳定运行。同时隶属明令禁止淘汰的电气工程机械,予以报废处理。要让电气工程机械时刻保障良好的工作效率,因此为工程项目建设铺平道路,从根本深化企业的核心竞争力。电气工程企业若想深化电气工程机械的管理,那么就要遵循下述几项基本管理原则:第一,要构建完善的管理体系,完善的体系即为电气工程机械管理工作的先决条件,定岗到人,予以整体管理;第二,构建完善的机械设备统计机制,深化电气工程机械的整体管理,同时要设立明确的设备档案,同时做到按时检查;第三,拟定绩效机制,调动相关工作人员的积极性。电气工程机械管理者要遵循保养使用说明,拟定有指向性的保养计划,同时和操作者予以技术交底,阶段性抽查保养工作。构建明确的奖惩制度,将电气工程机械的保养以及运行等归类于奖惩制度,以深化相关工作者的责任心,进而确保电气工程机械的稳定运行。伴随现代科技的全面进程,电气工程机械也在持续的更新,其技术含量也不可同日而语。因此需要相关工作者加强学习,了解前沿的技术知识。工程企业要深化培训力度,挑选掌握前沿技术的专业工作者,为企业未来的发展奠定良好的基础。可以定期组织工作者参加电气工程机械操作竞赛,构建一个技术交流、学术研究的良好氛围,同时依附于工程的实际情况,利用技术知识讲座等举措,第一时间推广有效的经验,因此去深化工程机械操作工作者的专业能力。 三、结束语 综上所述,对电气工程机械管理我们需构建有效的管理体系,定岗到人,在此基础上予以整体管理。构建机械设备统计机制,深化电气工程机械的整体管理。同时要拟定绩效机制,调动相关工作人员的积极性。电气工程机械的管理与维护对企业有着一定的影响,因此我们要侧重于电气工程机械的管理工作。电气工程机械管理有效性会从根本影响企业利益。所以,要有指向性的完善电气工程机械管理,相互制衡,以科学为基点,探索并择取前沿的管理举措,让电气工程机械的管理工作更为规范化、合理化。 作者:张勇 单位:山东招标股份有限公司 工程机械类论文:工程机械研发中的环保节能技术 摘要: 自从改革开放之后我国的经济持续高速发展,在这样的背景下,生态环境也受到了较为严重的破坏。在工程建设领域当中,工程机械不仅直接关系到工程建设的效率,同时也对生态环境也具有极为重要的影响。因此,在工程机械研发的过程当中,加强节能环保技术的运用具有非常重要的意义,基于此种情况,在本文当中笔者对此进行了必要的研究。 关键词: 工程机械;产品研发;环保节能;生态环境 自从商业世纪90年代开始,以房地产市场为代表,我国的工程建设领域开始快速发展,同时大量的工程机械被投入到建设领域当中,极大的推动了工程建设的力度,为我国的经济发展带来了新的动力。同时在现阶段我国城镇化进程不断加速的时代背景下,工程建设的力度也将不断加深。在工程建设的过程当中,工程机械发挥了极为重要的作用,是工程建设进度以及效率的有力保证,因此工程机械被大范围的使用。但是工程机械的大范围使用为生态环境带来了一定的危害,这对于我国的经济可持续发展存在着极为不利的影响。因此,在工程机械研发的工程当中加强环保节能技术的使用可以从源头上解决这一问题,既保证了工程建设的稳步发展,同时也避免了环境污染。 一、国内外工程机械产品的环保节能分析 (一)国外工程机械产品的环保节能分析 目前阶段西方发达国家在工程机械领域当中已经基本趋于成熟,同时也非常重视节能环保的问题,同时还制定了具体的标准。例如,在德国的工程机械领域当中大部分的发动机都可以通过计算机进行控制与管理,可以随时对发动机的功率进行调整,从而使得动力损失的状况可以得到有效的缓解,大幅度的节省了燃料,同时也使得发动机的寿命得到了大幅度的提升。在西方发达国家,在最近几年当中以微电子为代表的各种先进技术都逐渐被运用到工程机械的研发过程当中,从而极大的推动了工程机械节能环保的水平。一般来说国外在进行工程机械节能环保的过程当中都是从生态环境的角度出发,降低发动机排放,提高液压系统的效率,同时最近几年当中也逐渐开始向着混合动力的方向不断发展。 (二)我国工程机械产品的环保节能分析 我国在工程机械领域方面起步较晚,但是随着我国工程建设市场的拓展,一大批工程机械公司逐渐开始发展起来,例如,三一重工、徐州重工等都已经成为国内外知名的工程机械公司。但是目前阶段我国在工程机械的环保节能研发方面的起步较晚,还没有制定统一的技术指标与法律法规。例如,目前阶段我国大部分的工程机械都存在着噪音大、尾气排放量大的特点,从而对生态环境造成了一定的污染。此外,目前阶段我国的工程机械领域在节能多路阀以及液压泵方面还存在着一定的欠缺,从而无法与发动机实现有效的匹配,限制了节能环保技术的进一步发展。 二、工程机械研发中的环保节能技术研究 在上文当中笔者对当前阶段工程机械研发过程当中环保节能技术的重要性进行了分析,同时介绍了目前阶段国内外市场当中在工程机械环保节能方面的基本情况,在下文当中笔者将介绍在工程机械研发当中的几种环保节能技术。 (一)发动机电子控制技术 目前阶段,全电子控制的柴油发动机在工程机械研发中的使用力度已经逐渐越来越大,通过电子控制技术,发动机的柴油喷射量以及喷射时间都可以得到有效的控制,同时还可以通过软件来控制其实现动态的变化,因此,在不同的工况下就可以选择不同的曲线,从而使得柴油机的动力性能可以得到充分的运用,同时还可以提高燃料的使用效率以及排放量。目前阶段我国潍柴发动机已经开始研发发动机的电子控制技术,也已经取得了突破性进展。 (二)电子插装结构多路阀 电子插装结构多路阀与传统的多路阀之间存在着较大的差异,其主要是通过电子液压系统来实现对产品不同功能的实际控制,同时还采用了CAN总线控制技术,通过这种技术可以实现双平行阀功能,此外还需要采用整体式结构,最终使得电子控制有效实现,能量损失被控制在合理的范围之内,最终达到节能的根本目的。 (三)新型传动系统 目前阶段许多企业对传动系统进行了大量的研究,研究结果也表明改进传动系统可以有效节省能源。新型传动系统主要包括液压传动系统、机械传动系统以及电传动系统等不同的组成部分,多种系统共同组合的方式有效提高了机械传动的效率,从而使得极大的提高了节能效果。例如,在液压传动系统当中,静液压传动装置是以液压泵和液压马达为主组成,附加各种变量控制单元和传动元件成为一种无级变速的传动装置。与传统的液压传动系统相比其效率更高,布局也更加的灵活,同时对于功率的利用也更加的合理。 (四)人性化设计 在现阶段的工程设计当中,人性化设计已经逐渐引起了人们的广泛关注,加强工程机械的人性化设计不仅可以使得产品的安全性以及舒适性得到极大的提高,同时也可以使得操作人员操作的灵活性得到极大的提升。在最近几年当中我国的工程机械研发在人性化设计方面以及取得了较为显著的成效,尤其是在驾驶室的设计方面取得了一定的成果,设计的加热空气悬浮式司机座椅可全方位调节、防紫外线辐射玻璃的透明天窗。 三、结语 随着生态环境的恶化以及我国工程建设的不断发展,加强工程机械研发的环保技能技术的研究不仅对于生态环境的改善具有非常重要的意义,同时对于工程建设的效率也具有重要的保障作用。在本文当中笔者首先介绍了目前国内外在工程机械研发环保节能方面的基本现状,并总结了具体的环保节能技术,希望能对现阶段我国工程机械的研发有所帮助。 作者:舒龙挺 单位:浙江工业大学 工程机械类论文:公路工程机械配置与维护 摘要: 公路施工为社会交通事业做出了重要贡献,在公路施工过程中,对于公路建筑设备和机械管理十分重要,为了能够更好地管理机械设备,文章展开研究,首先分析了公路工程机械设备的经济化配置,并提出相关建议,进一步分析了公路机械设备的管理科学化策略,希望能够为公路施工建设机械设备管理起到作用。 关键词: 机械设备;公路施工;配置与维护 公路工程机械设备配置和维护在公路建设方面发挥着重要作用,为了能够加深对公路机械设备配置与维护的了解,本文展开分析,首先分析了公路工程机械设备的经济化配置中优化选择施工机械设备和在选配机械设备注重效率的具体内容,进一步对机械设备维护提出对机械设备进行日常化检查和科学合理维护机械设备等建议,希望能够对公路工程建设中机械设备的配置和维护起到作用。 1公路工程机械设备的经济化配置 在公路的管理过程中,要能够针对公路机械设备进行优化配置工作,通过对公路建设机械设备的优化管理,能够进一步提高公路建设进度,能够有效的提高公路建设工作效率,从而能够缓解管理建设劳动强度,有助于达到节约人力物力,增加劳动生产率,进一步加强管理效率,取得更加优秀的经济效益。 1.1优化选择施工机械设备 在公路施工建设中,要能够根据不同的施工方案进行不同的施工设备选择,要能够根据施工量的大小进行机械设备的选择,要能够根据施工量的不同来选择不同的施工设备,同时要能够根据不同的机械来选择不同的型号和数量,同时要能够提前规定好不同的进出场时间,以保证施工设备和技术能够应用在公路的施工建设中来,同时要能够根据不同的建设标准来选择不同大小的设备和机械。比如针对一些建设工程量较大的公路工程,要能够选取数量较多和型号较大的施工机械和设备,以保证公路施工工程有序进行。针对一些公路施工量小的工程,要能够选取数量较少同时型号也是较小的施工设备,以保证公路施工工程有序进行。但是在进行设备选择方面,不能够简单的依据施工工程量的大小来进行选择,同时要能够考虑到不同的施工工程量,采用科学分析的态度,选择更加科学合理的设备和设施。以保证公路施工设备之间能够科学高效配合,保证整个公路施工科学高效进展。要能够根据公路施工的条件和手段来进行选择更加适宜的公路建设设备,保证整个公路施工经济成本得到合理控制。在公路施工方面,不仅仅要选择科学适宜的施工设备,同时要能够选用科学高效的施工技术,以施工技术作为主导,指导工作人员进行更为合理的施工工程建设。比如针对公路的土方施工,要能够综合考虑到土方的运输情况,在进行施工设备选择方面,多选用推土车和运输车等设备,以保证整个土方施工工程合理进展。在针对公路路面建设方面,要能够针对性的选用混凝土拌和设备与摊铺机,同时要注意对路面的夯实机的选择,通过对不同施工设备的选择,保证每个工程建设能够各司其职,每个设备都能够发挥出自身独特的功能效用,这样才能够保证整个工程建设迈向新台阶。 1.2选配机械设备应注重效率 在进行公路施工建设过程中,要能够科学选择合理的机械设备,要能够根据不同的设备来选择相应的施工技术,以保证整个施工过程的连贯性。另一方面,要能够将整个公路施工设备的工作性能和工作条件及基础综合分析。机械设备本身制作的条件和实际的工作条件略有差异,要能够结合具体的工作去进行选择合适的工作设备,在进行施工设备选择时,要避免设备选择的盲目性。在实际的工作期间,机械设备的使用条件主要指的是机械设备所发挥出的自身效益和工作效率。所以在整个公路工程建设期间,要能够从根本上对机械设备进行科学管理和维护,避免在公路施工过程中,机械设备出现相关问题,阻碍公路工程建设的进展。对于整个公路设备机械要能够从以下几个方面来做到对机械设备的维护:(1)进行设备机械选择的过程中,要能够综合考虑到公路建设工程后续工作,尽量避免选择功能单一的施工设备,尽量选择一些有相对搭配的施工设备,保证机械设备发挥出应有的工作效益。(2)在进行机械设备选择的同时,除了选择有可搭配的设备,还要能够选取相关综合性能的机械设备,以缩小建筑设备配套环节,保证整个公路施工过程中简单便捷,从而能够进一步提升整个公路建设的工作效率,为后续的工作建设打下良好基础。(3)施工过程中,往往存在相关的主力设备和设施,但同时也存在相应的薄弱环节,比如在进行道路路面施工过程中,运输车的效用要比在土方施工中发挥效用低,但是同时也要注重对土方运输车的使用,可以安排土方运输车进行输送其他与公路建设相关的物品,保证机械设备的使用科学高效,从而能够达到局部施工机械设备之并列实施,提高工作效率的目的。 2公路工程机械设备的科学化维护 在公路工程建设期间,机械设备很容易存在相关障碍,机械设备一旦出现障碍对于整个工程的建设影响是十分巨大的,有的工程设备是主力施工机械,一旦出现故障,就会导致整个公路建设停滞。而对于一些重大的机械故障,主要是因为一些小故障没有得到重视造成的,由于忽略了一些设备中的小障碍,久而久之,才可能引起整个机械设备出现大障碍的情况,机械设备一旦出现大障碍,不仅会导致工程的建设进度减缓,同时也有可能造成整个机械设备报废。为整个公路工程的建设带来严重影响,同时会造成企业的重大经济损失。所以在施工工作进行中,要能够加强对机械设备的维修和保护工作,保证整个公路建设设备处于健康平稳的状态。 2.1对机械设备进行日常化检查 众多实践表明,在整个机械出现故障过程中,多数都是由于不重视日常出现的小毛病而导致的,如果在故障发生最初时间内,对机械设备进行相应预防检查,那么就会很大程度上避免机械设备出现更大故障。所以对于机械设备,要能够实现日常检查工作。对于机械设备的检查,要能够从日常维护和巡检两个方面进行,在日常维护方面,可以借助相关的技术来达到对机械设备的检查效果,可以对机械设备在运行过程中和中途休息内进行检查,对此可以利用“十字作业法”来加大对机械设备的检查,保证检查的高效率性。另外一个方面,可以设立专门的巡查人员,进行对设备机械的检查工作,每日进行检查,做好记录,然后每周进行汇总,将其中的数据进行分析,从中能够看出机械设备的使用特征和潜在故障,可以设立奖励机制,以鼓励每个工作人员的检查意识。 2.2科学合理维护机械设备 通过对机械设备进行日常化和科学技术的检查工作,能够发现机械设备之中存在的相关障碍,对此要能够采用科学合理的维修措施,加大对机械设备的维修力度。针对不同的故障要能够采用不同的方法,切不可盲目修理。比如针对机械设备缺乏润滑油的情况,要能够针对性添加润滑剂,同时要做好工作记录,为后续工作进展提供数据支持,千万不可随意进行维护,必须合理选择润滑剂维护机械设备。 3结束语 总体来说,公路工程施工与建筑设施和机械的选择有着十分紧密的联系,对此我们要能够在机械设备选择的过程中优化选择施工机械设备和在选配机械设备时注重工作效率,同时要能够对机械设备进行日常的科学检测,针对机械设备存在的故障采取更为科学的方法进行维护,只有这样,才能够保证公路工程建设工作有序进行,促进工程施工效率的提高。 作者:许伟芳 单位:云南第二公路桥梁工程有限公司
前言 笔者在这篇文章里,简单介绍了一下道路路面垫层的相关信息,并且提出了道路垫层技术目前存在的一些问题,从使用的材料、垫层的质量、施工三方面提出了简单的技术改进,希望可以让读者从本文中有所收获。 1关于道路路面垫层的概述 1.1道路路面垫层的形式 我国地域广阔,气候差异较大,所以不同的地区对垫层的需求存在差异,这也就造成了我国路面垫层的形式的多样化。道路垫层根据选用的材料不同,来进行相关分类。例如:在道路施工中最常用到的碎石垫层以及砂砾垫层,两者就是根据主要所用材料不同来分的类。其中碎石垫层以碎石为主要施工材料,碎石的硬度很高,所形成垫层的承载能力满足道路质量相关要求,但是不得不注意的是碎石孔隙较大,长期使用稳定性并不好,所以在使用碎石垫层时候,施工技术人员还要再用到其他的材料来填补孔隙,解决长期使用稳定性差的问题,使碎石垫层能更好的发挥作用。砂砾垫层是采用级配良好、质地坚硬的中粗砂和碎石、卵石等,经分层夯实,作为基础的持力层。我国二级或二级以下公路主要使用的是砂砾垫层。 1.2道路路面垫层的作用 路面垫层指的是基层或底基层与路基之间的结构层次,主要起到扩散荷载力和改善路基水温状况的作用,从而保证了面层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化而造成不良的影响。此外,垫层还可以起到过度的作用,实现公路模板的完整性,有力的保障了公路的建造。道路垫层还可以将道路内部的建筑材料于地表层的水分等其他影响材料属性和质量的因素隔离开来,使每种材料在相对适宜的环境因素下发挥作用。不仅仅提高了道路的寿命,还可以提高路面的整体质量效果。 1.3路面垫层现存的问题 随着我国综合国力的提高,公路建设的总量在世界上已经达到顶尖水平,但是客观的讲,我国目前的公路建设还是存在一些问题。例如,路面垫层中存在的问题。具体来看,垫层主要是由骨料组成,材料的标准选择至关重要,但是这个标准却很难确定,需要一代又一代人去实践去摸索。垫层在施工机械进行压实以后,由于力度的控制不容易把握,所以往往会造成垫层结构不稳定,甚至在日使用过程中还会出现变形的情况。弯沉检测工作进行的很艰难,垫层沙砾的相对位置会在外力的作用下发生改变,弯沉检测过程中往往容易受到这种现象的影响,导致测量结果出现误差。测定压实度不精确,由于结构层很不紧密,就导致了常规的灌砂法不能够在挖坑的时候进行测定,但是使用其他的方法进行测定后也误差比较大,测量的校核工作相对困难。要解决现存的种种问题,就不能拘泥于传统的方法,要在深度认识现在技术的前提下,大胆改进,从而提高应用水平。 2道路垫层施工技术的改进 2.1对材料的改进 垫层施工中用到的材料关乎整条道路的质量,所以我们对材料的选择要务必严格。在我们的成本预算内,做一个全面的规划,尽量用高质量的沙砾和碎石。与此同时,为了让道路的防水效果更好,要使用粉尘含量低的原料。骨料的选择也会对道路的强度有很大影响,所以选择的骨料要符合有关部门的质量规定。材料选取工作完成后,要合理的调整每种材料的比例,使材料整体的粘性适中,降低温度、水分等因素对颗粒的膨胀影响。此外,分析每种材料的渗透功能,防止在毛细现象作用下公路开裂的现象出现。 2.2对质量的改进 质量的重要程度不言而喻,所以就要求相关技术人员在施工准备阶段的时候就要制定出一个科学可行的道路垫层施工规划,并且要做好技术交底的相关工作。道路垫层的质量的好坏主要取决于抗剪能力和弹性模量。对于抗剪能力来说,它直接影响的是公路抗车辙能力和后期公路通车的抗变形能力。而弹性模量的优劣决定着道路垫层能满足公路的负载需求,弹性模量好的垫层不会因车辆的长期碾压而形成车辙凹槽,从而延长道路的使用年限。另外重要的一点是,要设置合理的道路路面垫层排水渠道,借助排水渠道可以轻松的将路面积水排除,从而避免水分因素对道路材料产生长期的影响,提高道路的质量。 2.3对施工的改进 在施工开始前,管理人员要对总体的路面状况加以分析,确保路基和路桥的清洁和路面的平整,施工单位要清除不良土壤,对于一些土壤不够紧密的路面要加大压实施工力度,在这些工作得到完善后,相关技术人员确定合格并且验收完成后,才能开始铺设相应的材料。在施工阶段,机械化的施工效果粗糙迅速,人工则相对精细缓慢,要让机械施工和人力施工完美的结合,这样才能提高工程的效率和质量。平衡运输单位的施工材料运输能力和现场摊铺碾压机械的摊铺碾压能力,如果两者的效率不匹配,会出现现场卸料延迟或者机械频繁停机待料的情况频频出现,使施工现场效率低下,对施工产生很大的负面影响。当道路垫层施工完成后,施工的质量会得到外界各种因素的考验,这时往往会出现弯沉或翻浆的现象,很大一部分原因出自路基的问题,对于这些现象要及时的处理,通常会将有问题部分的垫层破坏掉,排出其中的积水,然后再对垫层进行修补。 3结语 国家经济的飞速增长给道路建设提供良好的发展土壤时,道路建设不能止步于现状,要改进相关内容让道路建设水平迈上新的台阶。道路垫层作为道路建设的一部分内容,也应该得到了更多的重视,通过科学有效的施工真正发挥路面垫层的作用,提高道路的稳定性,延长道路的使用寿命。
工程技术创新论文:机械工程技术创新的思考 摘要:在工业经济发展中,机械工程经济不仅发挥着不可替代的作用,占据着重要地位,也是推动我国经济迅速发展的关键部分。但是,随着全体经济的一体化发展,我国工业经济要承担的市场竞争压力也不断增加,而要想在日益激烈的市场竞争中获得更好的发展,就必须要重视起机械工程技术创新。 关键词:机械工程;技术创新;思考探究 前言 现阶段,再我国社会经济快速发展带动下,机械工业也取得了不小的发展成就。但相比于世界先进国家的机械企业,我国机械工程企业还存在很大差距,其关键原因还是在于我国机械工程技术缺乏创新,其核心竞争力还有待提升,各机械企业的自主创新能力也较弱,进而导致企业的后期发展缺乏技术支持,这也在一定程度上制约着我国经济的稳定发展。 一、机械工程技术创新模式分析 机械技术创新模式主要是指通过科学整合新理论、新技术与工艺来进行全新机械设备的开放与生产。其模式可以按照技术创新内容、重要性等方面划分为一下几类:一是,合作创新。合作创新模式主要是指企业、高等院校,以及科研机构联合开展的创新活动,再新兴和高新技术领域应用的比较广泛。资源共享和效益是应用其模式的重要前提,并且还要进一步明确合作目标与期限,而在技术创新过程中,合作各方则要协商投入,一同参与,并合理的分担技术创新中存在的风险。企业、高等院校和科研机构的合作创新模式,是国内外再开展机械工程技术创新过程中应用的重要模式[1]。二是,模仿创新。模仿创新模式简单来讲,就是通过对已有技术进行模仿和改进的创新活动,也就是对一些率先进入市场的机械产品进行合理改造与创新。再创新过程中,首先要对被模仿产品的技术诀窍进行准确分析和掌握,然后在此基础上融入一些新的创意,进而超过原来产品的技术水平,使创新出的新技术具有更强的市场竞争力。这种创新模式的应用不仅节约大量的研发与相关的市场费用,也能够有效降低投资风险,但同时其模式也具有很强的技术跟随性。而在我国知识产权保护力度逐步提升,以及对相关专利制度的不断完善,要想应用这种模式来获取新技术的难度也不断增加。三是,自主创新。机械工程技术的自主创新,主要是来源于其组织内部的技术探究和突破,通过开展独立的研究开发活动来获得具有自主知识产权的新技术,其技术研究成果往往都是一些史无前例的重要科学发现,以及技术发明等,同时也意味着其在研究开发方面做出的贡献是独一无二的。应用这种创新模式不仅可以有效摆脱及时引进,以及模仿产生的依赖性,也能够充分掌握技术领域的主动权[2]。 二、机械创新应用分析 一是,虚拟化。再社会科技迅猛发展背景下,机械工程技术创新也应该与时俱进,科学合理的利用计算机,以及仿真技术等,这也能够为实现机械工程虚拟化应用提供基本保障。再应用机械工程的虚拟化技术时,应充分重视起先进虚拟仿真技术的应用,对加强机械创新有着积极作用[3]。其虚拟化的应用不仅可以为解决机械制造过程中产生的一些问题提供先进的技术帮助,其技术创新中出现的相关问题也能够得到科学有效解决,能够合理的缩短产品的生产周期,更重要的是可以在科学控制企业成产成本的基础上,促进企业综合竞争实力的不断提升。二是,集成化。为了从整体上提高我国机械工程企业的制造水平,各企业应注重集成化的应用,通过科学整合和利用先进信息技术来帮助企业实现发展目标。再具体实施过程中,集成化应用主要是通过利用一些合理手段重组企业生产要素,进而将其组成另外一个整体,并通过从整体上提高其经济效益来不断增强企业产品制造的实用性,这样不仅可以使企业的服务态度,自动化技术创新,以及实践发展等各个方面都得到有效完善,通过不同的完善,也能够进一步增强企业综合实力,并在日益激烈的国际竞争中获得更长远的发展。三是,智能化。在机械工程技术创新过程中,应注重先进技术与人工智能的有机结合,以此来逐步取代人工操作,进而促进机械创新智能化的有效实现。同时智能化的应用也使机械操作的时效性得到了大幅度提升,技术创新过程中出现一些突发性问题也能够得到更好解决,避免出现更多问题。 三、机械工程技术创新的作用 首先,在创新过程中,具有丰富、扎实的专业理论知识与技能固然是重要的,但更重要的还是要具备一定的创新意识与能力,而要想促进其相关技术创新活动的高效进行,就必须培养出更多创新型人才,因此,可以说机械工程技术的创新过程,其实也是创新型人才的培养过程;其次,在世界经济一体化背景下,我国机械工程企业的发展也面临着较大的竞争压力,而要想获得更好的发展,就要直面这些压力,加强技术创新,积极引进高素质的技术创新人才,进而将机械工程与自动化技术进行科学整合,促进机械工程综合竞争实力的逐步提升,并在创新发展中获得更大的经济效益。结语总之,机械工程企业在现代经济发展中占有重要地位,而面对日益激烈的市场竞争,我国机械工程企业要向获得更长远的发展,不断增强自身的核心竞争力,进而在机械工程发展方面,不断缩小与国外发达国家的差距,并将机械技术创新,以及创新型人才的培养和技术实践发展有机整合,以此来推动我国经济和机械工程企业的创新发展。 作者:彭焕伟 单位:吉林省经济管理干部学院 工程技术创新论文:石油工程技术创新策略探讨 随着我国社会经济的不断发展,人们生活和工作对石油能源的消耗越来越多,使我国石油工业在不断发展。石油工业不仅促进了我国经济水平的提高,并且还可以保证社会的稳定和国家的安定。虽然我国的石油工程已经发展了了较长的历程,但是石油工程的技术依然比较落后,已经不能适应现代社会的发展,限制了石油工程的可持续发展。 1石油工程技术创新中存在的问题 1.1石油创新投入的资金不足 石油工程技术的创新离不开先进的技术和设备,但是目前在我国的很多石油企业中,使用的设备都比较落后,技术创新缺乏设备基础,由于企业在石油工程方面投入的资金较少,一方面石油工程的设备比较落后,另一方面缺乏技术创新人才。在加上我国的自主知识产权比较少,很多高校以及机构科研出来的结果不能很好的运转,同时加上没有自己的科研平台,很多石油企业没有和科研的机构和高校之间进行交流,所以石油工程技术的创新没有一个良好的环境。 1.2缺乏对科研资源的整合 石油工程的技术创新依然受到经济制度的限制,石油工程技术的资源一直在被重复利用和封闭使用,于是就降低了石油工程企业的生产效率,石油工程技术的创新也得不到提高。此外,石油工程在技术方面创新的人才的素质有待提高,不同企业的技术创新人才的素质参差不齐,但是一般而言,企业基本都严重缺乏中层次的技术人才,在创新过程中缺乏创新性和综合性[1]。 1.3对石油工程技术的重视程度不够 石油企业在不断发展的过程中,过于重视眼前的利益,而对技术的创新却没有引起足够的重视,技术创新需要花费大量的人才资源和物力资源,因此一些责任人就不予重视,只有一味地注重石油的生产和销售来获得眼前的利益[2]。另外,一些石油企业虽然对石油工程技术方面的创新给予了足够的重视,但是对技术创新的管理却不够完善,很多责任人都没有全面管理技术创新,最终影响了技术创新的质量和进程。由于管理方面的不完善,技术创新人才容易流失,导致技术创新效果不理想。 2创新石油工程技术的措施 2.1加大技术创新的投入 石油企业必须加法技术创新的投入才能促进技术的创新。对石油技术创新的投入包括资金投入、人力资源投入和社会的政策扶持。首先石油企业应该完善技术创新的人才体系,从社会上招聘经验丰富、专业素质较高的专门型技术创新人才,其次是加大技术创新的资金投入,扩大融资范围,采用丰富的融资方式,引进先进的设备。另外应该建立完善的管理体系,使投入的人力资源和资金都能够被充分利用,实现资源的最大化利用,以有效的资源创造出更高的经济效益。最后,还应该对技术创新的风险进行管理,采取各种方式降低风险,从而更好的对石油工程技术进行创新。 2.2建立专业的技术创新队伍 石油工程的技术创新需要专业的技术人员共同合作,因此需要建立专业的技术创新队伍,只有这样才能进行后续的创新工作。在建立技术创新队伍的时候,技术人员的素质水平非常重要,因此需要选择高素质的技术人才,创建高素质的技术团队。在建立了高素质的技术团队之后,就需要以石油市场的实际环境为导向,并从现代国际的石油技术中吸取精华,将各种资源进行优化配置,充分利用各种资源来进行创新。为了提高创新队伍的水平,应该对技术创新队伍进行定期培训,在对创新人才进行培训的时候,不仅要重视其技能水平的提高,同时还应该加强思想水平的教育,培养技术人才的创新意识[3]。 2.3完善技术创新体制 为了实现石油工程的技术创新,就应该建立完善的技术创新体制,不断完善技术创新的管理体系,为技术人员的技术创新提供一个良好的环境基础。在建立完善的创新体制的时候,企业应该将影响技术创新的各项因素进行调查分析,例如人员的配置以及工程技术水平等,最后组织专业人员建立技术创新的核心,确定技术创新的重点工作,从而慢慢的开发新的技术,提高石油企业的整体技术水平,定期组织技术交流活动,不断提高创新人员的技能水平和科研水平,同时还应该对创新人才的管理水平和创新水平出更高的重视,提高创新人才的综合素质。 3结语 随着市场经济和科学技术的不断进步,我国的石油企业也应该适应时代的发展,不断创新和改革石油工程技术,通过扩大融资渠道加强技术创新的投入,同时建立一支高素质的专业技术创新队伍,并不断提高队伍的整体素质,最后建立完善的技术创新体系,从管理层面支持技术创新。 作者:娄新凯 单位:中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司金马油田开发公司 工程技术创新论文:机械工程技术创新分析 1机械工程的发展现状 1.1机械创新是现在的重中之重 现在的各国都拥有很强大的机械工程,而且,更重要的是,各国很注重机械行业的发展地位,不仅因为它有很强的连锁能力,还对其他各行各业有着极其重要的影响。所以,机械工程不仅仅能够影响其自身的发展,也能对这个国家的国民经济的发展起到决定性的作用,更是这个国家的经济发展的重要标志。机械工程是以机械工业为基础的,而机械工业是以科学的技术物化为基础的,一个产业的结构优化必须依靠一些高新技术为前提的,这样才能做到技术的突破,达到将机械工程的真正作用发挥到极致的作用。机械工程其实就是以提高劳动生产率,将生产的经济性作为目标来触发新的机械技术的出现。不过,这有一定的风险,主要还是环保的压力,随着环保的不断普及,现在的机械工程也受到了很大的打击,所以,现在机械工程的发展将会把减轻甚至消除环境的污染作为当务之急,并将全力避免环境污染的发生,做到及时治理并减少污染的出现,促进机械工程工业包括社会经济结构的优化发展。 1.2技术的创新——TRIS TRIS理论是俄国的学者阿利赫舒列尔和他的朋友最先提出来的,是一种创新理论,能够适用于发明过程中出现的很多新问题,帮助人们找到这些问题的最快的解决办法。目前,国际上已经有了多个成功的专利研究,已经大大的充实了TRIS理论的发展。它能够有效的解释发明创造过程中的内在的定律以及创新原理,所要达到的目标就是完全的解决发明过程中的矛盾,最终获得最后的理想解释。实践证明,TRIS理论明显是可以加快人们的创造和发明的进程的,最后可以通过创新获得高质量的成果。 2机械创新的开发实现 我国的机械工程在很多的方面已经有了很大的进步,这位我们的机械创新提供了很大的帮助。 2.1虚拟化应用 在现在这个科技发展迅猛的时代,我们必须合理的运用计算机以及信息技术的仿真技术,这是实现机械工程虚拟化应用的最基本的需要。在对机械工程进行虚拟化的应用时,需要运用到一下较为先进的虚拟的仿真技术,这对于机械创新有着极其重要的作用。虚拟化应用在机械的制造过程中能够给予问题解决的相关技术帮助,也是能够有效的解决创新过程中出现的相关的问题,能够缩短它的产品的生产周期,并且在降低企业的很多的生产成本的基础上帮助企业得到综合力竞争的胜利。 2.2智能化的应用 在机械创新的过程中将技术与先进的人工智能结合起来,进而取代人工操作,能够有效的实现机械创新的智能化。智能化的应用也大大提升了机械操作的时效性,也可以更好的处理创新过程中出现的一些突发性问题,避免更多的问题的出现。智能化在一定程度上对于企业的经济效率有很大的帮助,更能提高一家企业的综合竞争力。 2.3集成化的应用 为了有效的到达提高整个企业制造水平的目的,集成化的应用可以很好的利用先进的信息技术来帮助企业达到其最终目的。并且,在实践过程中,集成化应用就是通过一些手段让企业的生产要素进行重组,将其组成另一个整体,通过它的整体效益的提高来促进企业产品制造的实用性,使企业在服务态度、自动化技术和实践发展等方面有一个相应的发展改善。并通过这些种种的完善,将企业的综合实力提高,以此来提高国际的竞争力。 3机械创新的作用 3.1有利于综合性人才的培养 在机械创新的过程中,具有基础的相关的理论知识是十分必要的,但是,最主要的还是要具备很强大的创新意识,为了促进机械工程这块的发展,还必须要注意培养创新性的人才,在培养这方面的人才时就要其具备最基本的专业的技能知识,在理论的基础上还有注意创新能力的培养以及创新意识的树立。 3.2有利于提高机械工程的综合竞争力 随着经济的发展,和世界经济一体化的发展,我国的机械工程制造业的发展面临着很强大的世界各国的竞争压力,而我国的机械工程制造业要顶住这一系列的压力就必须注重机械设备的发明以及创新,不能一成不变,多多利用我国的创新型人才来促进我国的机械工程的发展。同时,还有学会将机械工程与自动化技术的结合,这样能够有效的提高我国的竞争实力水平。这样,才能够在当今这个竞争力很大的机械制造业中获得喘息的机会,并在技术的推进下加快国民的工作效率,进而在最后制造比较好的经济效益。 4结语 在这个现代化的经济发展过程中,机械制造业占有主要地位,从而使得机械创新成为当务之急,由于一些制造业的竞争压力很大,对我国的机械工程发展有很大的影响,这就使得我国的机械工程的发展面临很严峻的市场环境压力。为了摆脱这一情况,我们必须将机械的创新与人才的培养还有技术的实践发展应用结合起来。这才能推进我国的经济发展以及机械工程创新的有效改善。 作者:刘松 单位:重庆电子工程职业学院 工程技术创新论文:探究矿业工程技术创新能力培训 对于技术创新理念和必备知识,可以通过矿业工程硕士研究生通过在学习培养高校,通过课堂讲授或专题报告及相关的科研训练、试验等教学环节获得的;而技术创新的科学方法以及对创新的敏感性是矿业工程硕士研究生在其所工作煤矿企业,勇于承担技术创新实践活动中,通过一次次成功与失败中“干中学、学中干”获取的。立足于培养煤矿企业自主创新人才这一目标,制订矿业工程硕士研究生培养的技术路线是一项重要任务。从一个系统角度出发,输入端为研究生,输出端为掌握基本方法与技能的技术创新型人才,而中间部分则是由培养要素构成的培养核心模块,相当于计算机中的CPU。在这个核心模块中,赋予了两大培养路径:一方面通过借助于高校知识密集、人才荟萃的优势,充分要获取显性知识进行充电,努力在创造理念、创新意识和创新方法方面得到提升;另一方面,通过在自己工作的煤矿企业中积极承担技术创新实践活动,在创新精神和创新能力方面得到锻炼和培养,二者有机互动,构成了较为完整的矿业工程硕士研究生创新性人才培养的基本框架。很显然“知识、能力、意识、精神”四大要素协调一致,是煤矿企业自主创新人才培养的关键。 一、矿业类工程硕士技术创新能力培养的关键环节 对于矿业类工程硕士的培养,应重点把握好“课程设置与授课、选题要求、答辩”三个关键培养环节。 1.在课程设置与授课内容力求“实效性”尤为重要。由于国民经济各个行业都有其特殊性,仅仅承认创新的共性,而忽略行业特点,往往创新做不到“实”处。煤炭行业就有着其特点,施工地点狭小、自然灾害多、安全易患多、对技术的可靠性要求很高;同时,不同矿区因地质条件的复杂性,面临技术难题的类型和特点也有很大变异性。因此,依靠科技进步,进行煤矿安全、高效生产是企业实施人才战略不能仅仅停留在一般的口号中,而是要落到实处。这就要求矿业工程硕士研究生的培养方案的制订,应充分考虑学生所在企业技术需求,由高校和企业协商共同制订量体裁衣式的培养方案。根据我国煤矿特点,对矿业工程领域硕士研究生提出了如下培养方向:并实施模块化管理:矿山压力与岩层控制、采矿方法与工艺、绿色开采技术、资源经济与管理、矿井特殊开采、安全技术与工程、矿业地质工程。对上述方向,实施模块化管理。 2.强化论文选题的“实战性”。采矿工程最大的特点是地质条件变化大和采掘施工进程的动态性。矿业工程专业硕士研究生必须在选题上贴近实际,进行实际工程的训练,日积月累方能做到创新能力的提高。如果选题仅仅停留在“模拟”上,其创新能力就有可能呈现“教条式”性态,无法应对未来千变万化的工程环境。因此,矿业工程专业学位论文的选题要特别注重应用相关理论和、知识,解决矿山生产实际中技术的研发,这种“务实性”是矿业工程硕士研究生学位选题必备基本条件。 3.注重过程、严格细化培养环节、全程严格监控。由于矿业工程技术人才要求的特殊性,要培养过程必须严格把关。矿业工程硕士学位论文质量评价最主要的标准是学生能否已经掌握实际工程技术创新的能力,而不是推演出新的理论公式,这一点与学术型硕士生的培养有着质的区别。从某种意义上讲,一篇矿业工程硕士学位论文质量好坏直接体现在是否为企业解决了生产中的某些关键技术问题,是否已经获得发现实际技术问题、有效解决实际难题的能力。为了达到这一培养目标,根据实际需求,矿业工程硕士学位论文的指导可以采取双导师制,即学校导师和企业导师联合指导:校内导师重点指导理论、方法及创新理念的提升;企业导师重点指导创新实践技能的提升。 二、矿业工程硕士技术创新能力培养初步实践 山东科技大学矿业工程专业学位研究生作为教育部改革试点单位,积极探索矿业工程专业学位硕士技术创新能力的培养,取得了良好效果。在授课方式上按照培养方案要求,为了便于学员学习和力求教学效果,组织建立多个教学基地如新汶、内蒙、枣庄、济宁、淮南、攀枝花等,并选派富有教学和科研实践经验的高职称教师亲临各个工程硕士教学点进行授课,并有企业对听课人员严格考勤。这样,在教学地点、时间上体现了高度灵活性;在教学内容上,根据学员构成和企业需求,进行专场技术讲座或报告会:深部矿山岩石力学灾害、采动巷道支护技术、综采综放工作面关键技术、薄煤层开采方法、煤矿火灾防治技术等,把学员带入矿业工程最新技术前沿。在学位论文选题上,要求以解决矿山企业在工程技术中的急需技术难题为目标,基于开发研究新技术、新工艺、新装备等,来训练提高自己的技术创新能力。自2002—2011年10年间招收和培养的矿业工程硕士452人选题的专业方向比例为:矿山支护技术占24%;采矿方法、工艺等方面占22%;选择资源经济与管理等偏软方面的占到了6%;涉及地表沉陷控制等特殊开采技术方面约占17%;与煤矿安全有关的占19%;选择矿业地质工程方面占到了7%;而选择矿山岩土加固工程方面占5%。从选题的工程特点来看,有94%的论文源于矿山生产和安全技术急需的课题,直接指导和应用于矿山开采与安全生产实践中。严格答辩程序,是保证矿业工程专业学位研究生培养质量的最后关口。山东科技大学矿业工程专业学位硕士研究生在答辩以前必须通过分学位委员会组织的专家内部盲评。对于盲评不合格者,将延期半年答辩。同时严格控制全票通过率,自2002—2012年期间,有32%的学生全票(5票)通过论文答辩,有34%的学生4票通过论文答辩,有18.1%的学生3票通过论文答辩,有15.9%学生未通过论文答辩。通过严格的答辩程序,提高了学位论文质量并维护了学校办学声誉。通过对237名已经毕业矿业类工程硕士工作情况调查表明,有93%以上的矿业工程专业硕士学位毕业生已经成为煤矿企业的骨干力量。创新使企业的灵魂,教育是保障企业可持续发展的关键。努力提高矿业工程专业学位研究生培养质量,是保障我国煤炭工业可持续发展的重要举措,任重而道远。 作者:刘鲁萍 谭云亮 单位:山东科技大学 资源与环境工程学院 工程技术创新论文:电子信息工程技术创新分析 摘要:本文基于电子信息工程技术应用,探讨了提升电子信息工程技术的核心意义,并就如何实现该目标制定了科学策略。对全面激发电子信息工程技术核心价值,使其为国民经济发展、现代社会建设做出更大的贡献,有重要的实践意义。 关键词:电子信息;工程技术;途径 1电子信息工程技术应用 由目前应用技术来说,电子信息工程在各行业领域之中实现广泛的普及,体现出了一定的影响力。同时,电子信息工程令人们日常生活更加方便快捷,整体生活质量水平迅猛提升,更多繁重复杂的工作可由电子信息工程技术代替,使人们有更多的精力从事其他种类的工作。可以说,人们日常生活之中,电子信息工程技术无处不在,日常办公应用的计算机系统、移动手机等设备均以电子信息工程技术为核心模块,具体涵盖了信息处理、通信系统与网络技术等。也就是说,电子信息产业即是电子信息工程的核心构成内容,以计算机系统、网络技术为重要支撑,在大众工作生活过程中体现出了更高的实效性。另外,电子信息工程还在我国农业建设以及运输行业发挥了极为重要的作用。我国可以说是领先世界前列的农业大国,各类农业机械设备从以往的手动操控逐步发展成智能操控以及网络化管理。农业机械化生产阶段中可利用配置标准化电子调控元件、智能信息处理终端以完成自动化的生产加工。另外,通过电子信息工程技术还可精准的预测天气状况,预判自然灾害以及环境变化等,并形成专业化的数据库系统,为员工制定决策提供科学的参考依据,甚至可通过智能化处理提供应对处理问题的方案。 2提升电子信息工程技术现实意义 信息技术是当前我国各学科领域之中发展极其迅速的一类,具体来说,电子信息工程涵盖信息收集、汇总处理与储存,信息软件工具的应用等,在我国国防安全建设、提升综合国力等层面具有重要的影响力。当前,我国虽然在电子工程技术领域实现了较大的发展,为大众日常工作与生活提供了更多的便利,然而同发达国家电子信息技术领域比较,仍然包含较大差距,并没有构成属于自身的核心技术。我国电子信息工程技术的研究与发展基本停留在效仿学习国外现代化技术层面,欠缺自主研究开发的本土电子信息产品,由于欠缺创新研究开发模式,致使我国科学技术实力远远落后于发达国家。当前,我国正处在向创新国家发展转型的时期,因此需要进一步深入研究电子信息工程领域技术。当前,我国研究发展方向逐步朝着科技变革的模式发展,唯有提升科技实力的发展,方能最终增强综合国力,因而电子信息工程的发展与提升成为现代科技腾飞的必由途径。 3提升电子信息工程技术科学途径 3.1增强投入力度 为推动我国电子信息工程技术向前发展,应持续增强投入力度,政府部门应颁布推动电子信息工程发展的优惠政策,并扩充经费投入量,为该领域的发展创造更大的保障。另外,应扩充投资渠道,积极开拓融资,利用各类途径使资金量不断增长。政府可组织创建电子信息工程技术的专项基金,并对电子产业给予必要的引导支撑,令电子工程技术在越来越多的领域实现广泛应用,发挥自身核心价值。 3.2培养创新人才,提升产品服务与创新 同发达地区比较,我国电子信息工程技术的发展滞后主要成因在于欠缺创新,过于盲目的效仿学习国外经验。为扭转这一不良局面,应在学习效仿的基础上真正提升自身实力水平,开创电子信息工程技术全面创新模式,积极培养创新人才。唯有具备高素质人才团队,方能开创更加优质的创新发展环境,通过人才的自主创新、积极研究开发形成具有我国特色的信息工程技术。电子信息工程技术的优化发展具体表现在产品的质量水平以及实践应用上,为推动电子信息工程技术的持续全面发展,在研究开发阶段中,应围绕市场导向,依照现实需要研究与生产,还应重视产品的优质服务以及创新发展。唯有实现电子信息产品与服务管理的全面创新,方能研究开发出符合大众需求、赢得更多人群认可的产品。当前,我国生产行业创新发展水平普遍不高,同我国当前致力于高科技发展的现实国情不匹配,为此,电子信息产业应持续提升创新创造力,同时重视产品环保性,选择应用新型环保材料,在提升产品功能属性的基础上,对环境保护事业贡献一份力量。 3.3增强研究开发人员产权保护意识 为全面提升电子信息工程技术创新创造力,应进一步增强研究开发员工知识产权保护意识,确保研究开发取得的成果获取社会乃至国家的全面肯定,继而激励科研人才更加积极主动的研究开发,形成更大的创新积极性。从事电子信息技术应用开发的单位应为研究人员开创更优质的创新环境与良好的工作氛围,持续优化健全企业内部结构,为工作人员的积极研究创新给予充足的经费、资源保障。另外,还应积极了解掌握国际电子信息技术的更新发展方向与趋势,为工作人员的向前发展提供重要的市场信息。 4结论 总之,信息时代,电子信息工程技术无论是在我国经济建设还是现代社会发展的众多领域之中均发挥了极为重要的功能价值,获取了令人可喜的成绩。当然,同发达地区比较仍然存在较明显的差距,为此我国应进一步扩充对电子信息工程技术经费、资源的投入,强化政策支撑,积极培育打造富于创新意识的人才,围绕市场发展这一导向主动研究开发电子信息产品,组织生产建设,提升电子信息产业研究开发产品以及市场服务的整体水平,促进研究开发员工形成良好的知识产权保护意识,唯有如此方能推动我国电子信息工程技术领域的全面升华。 作者:崔泽辉 单位:道里区榆树镇卫生院 工程技术创新论文:石油工程技术创新思考 摘要: 当前我国经济不断发展和进步,石油工程也随之取得到了快速的发展变化。如今,我国石油工程的发展是有目共睹的,石油是国家的重要能源,其重要性是不可言喻的,石油工程不仅能够促进经济的发展,更是国家安全和社会稳定的重要保障,对于国民经济的发展和社会的进步起到了积极的作用。所以必须要重视石油工程的技术创新问题,以便更好地促进这一行业的稳健发展。 关键词: 石油工程;技术创新;策略研究 1石油工程技术发展现状 1.1对各种科技资源欠缺有效的整合,人才供需矛盾逐渐加剧。由于当前我国的石油工程在科技资源系统性完善上存在着较为突出的结构性矛盾,再加上原有的经济制度对其产生的影响,造成了石油工程方面科技资源被封闭使用和重复使用,其较为显著的影响就是资源逐渐分散,效率也显著下降,石油行业中技术服务的作用难以充分地发挥,也导致石油技术的创新能力无法显著提升。除此之外,由于在进行科技创新时在人才素质上存在着较多的劣势,人才主要层次还是处于初级和中级水平,高层次的创新人才十分匮乏,严重缺乏掌握世界前沿技术的专业性、高水准人才,最终造成石油工程技术缺乏综合性和创新性。 1.2针对市场的反应欠缺灵活性。尽管在某种程度上,石油行业的发展促进了技术的更新,然而从整体角度上来看,整个石油行业中的技术与发达地区仍然存在着很大的差别,尤其是在高端技术上这种差别更加明显。在学习高端技术方面,仅仅局限于对技术的跟踪和模仿,无法形成对技术的彻底消化与吸收。所以也仅仅是拥有一些外观设计技术和技术含量非常低的实用型技术,无法对技术创新彻底加以有效把握。而且由于我国在石油工程技术创新中缺乏明晰的流程管理,在对信息的管理和决策上存在着较大的失误,这就造成了管理效率的地下,再加上信息决策的滞后性,无法对市场变化做出相应的调整与改变,因此存在着十分明显的低灵活性。 2石油工程技术要点研究 2.1油藏数值模拟技术。该种技术主要是对油气田的开发以及油气藏的特征加以研究的一种技术,通过对其的分析研究,采取有效的措施对油气田的开采过程加以优化和调整,这对于有效提高油气藏的采收效率是极其有用的。 2.2采收率技术。采收率主要反映了油气田的开采效果,采收率同时还是评价石油天然气资源能否得到有效利用的一个关键性指标。 2.3天然气开采技术。由于天然气具有高效和清洁的性能,所以天然气的广泛使用可以改善我国当前的能源结构,对于生态环境的保护也有着非常显著的意义。当前随着天然气技术的不断发展与进步,其的广泛利用也逐渐受到了国家越来越多的关注与重视,当前随着天然气地区地质条件的复杂化以及开采深度的逐渐加深,而且正是由于目前天然气的开采深度不断加深、地质条件逐渐复杂,部分老区的挖掘难度也越来越大,所以开始在各个气田广泛推广使用低渗储层改造、复杂机构井、排液采气、增压开采等新技术。 2.4海上油气田开发技术。我国针对海上油气田的勘探工作已经开始了很多年了,相较于陆地上的而言,我国的海上油气田开采率具有着十分广的发展前景,然而由于发展起步相对较晚,整体上的科研技术也较为落后,造成整个深水工程的技术能力仍然非常薄弱,没有核心技术做支持,对于外国技术又无法加以引进,因此在很大程度上与国外的发达地区相比差距一直较大。 3石油工程技术创新的策略探究 3.1气藏工程。按照不同的地质特点和开采特征(如压力、产量、产油气水和气质情况等),可以把常规气藏气开采划分为无水气藏气井、有水气藏气井、低压气藏气井开采。 3.1.1无水气藏气井的开采。天然气弹性能量是此种气藏的主要驱动方式,在开采过程中,除过会有少量的凝折水产生之外,气井基本上产纯气。 3.1.2运用大压差采气的优势来增加大小缝隙间的压差,将缝隙里的气排除出去,对于低渗透区的补给作用应当充分发挥,有效地降低低压层的作用,切实提升气藏的采气速度,充分满足生产的需要,对于井底应加以净化,改善井底的低渗透条件。 3.1.3采气速度应加以合理的确定。在采气的早中期阶段,受到举升能力充足的影响,气井受到凝析液的作用并不是很大。确保合理的采气速度同时制定相应的开采制度,能够有效保障采气的安全平稳。有些气井由于渗滤条件不好加上井底遭受损害,就应当采用酸化压裂的方式加以预防。 3.2采气工程。 采气工程的整个系统较为复杂,它是以气藏工程的研究成果为基础的,每一个气田要进行开发和开采,都需要各个开采系统的紧密结合,系统之间相互作用、相互联系的过程也就是气藏进行开采和开发的过程。 3.3钻井工程。这是落实石油勘探和开发目的的关键策略,也是实现油气生产、储量以及稳产的一大关键。石油钻井工程每取得一次进步,对于推动其的勘探和开发均有着积极的意义,而且钻井工程对于增加油气储量、降低成本消耗以及确保开发增产上均有着积极的促进作用。实现石油钻井,首先应落实好钻井前的准备工作,例如对井口的准备、各种设备的搬运、打基础以及对设备进行安装等;其次就是钻进,这一环的工序主要包括下钻、钻进、固井以及洗井测井等;灾后就是钻井的过程。在这一过程中,需要密切注意以下几点:当第一次开钻后,应当从地面钻出比较大的井眼,当达到一定的设计深度以后,再下表层套管。当第二次开钻后,停当从表层套管内用一些比较小的钻头加以继续钻进,结合底层的复杂情况再决定钻井的具体程度,当面临的地层复杂时,就应当继续下技术套管,当地层较为单一时,就可以钻到目的层后再下油层套管完井。第三次开钻时,要从技术套管内再用小一点的钻头往下钻进。直到最后钻到目的地层深度,下油层套管. 作者:柴利侠 单位:陕西省天然气股份有限公司 工程技术创新论文:铁路工程技术创新影响因素研究 摘要: 大规模铁路建设需要对技术创新机理和规律有进一步认识和研究。通过文献研究,本文结合典型案例和半结构访谈,分析面向铁路工程的技术创新影响因素及其关系,提出研究假设,并以参与铁路工程技术创新的各主体为问卷调查对象,运用因子分析、结构方程模型等方法进行实证检验。结果表明:需求、环境、资源和管理对铁路工程技术创新绩效有明显影响;需求具有引领作用,环境具有调节作用,资源起基础性支撑作用,管理有明显的推动作用。在此基础上建立铁路工程技术创新的作用机理概念模型,并得出相关启示。 关键词: 铁路工程;技术创新绩效;影响因素;作用机理;结构方程模型 以青藏铁路、高速铁路和重载铁路为代表的铁路工程技术创新取得显著成效,标志着我国铁路工程技术整体进入国际先进水平行列[1-3]。伴随铁路的快速发展,我国通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,取得铁路设计、建造、运营等一系列重大成果,建立中国铁路技术体系,走出一条铁路发展的成功之路。总结铁路工程技术创新实践,特别是高原铁路、高速铁路、重载铁路等铁路工程技术创新的成功经验,清晰界定铁路工程技术创新内涵,探讨其作用机理,对于提高我国铁路工程技术创新绩效和管理水平,具有重要意义。 1铁路工程技术创新内涵界定 铁路工程技术创新是以铁路工程为依托,以铁路工程实践问题或行业共性问题为需求,通过技术攻关、技术集成和试验开发等手段,应用新技术、新工艺、新材料和新设备,采用合理的管理机制和模式,集合优势力量联合攻关解决工程实际问题并最终实现铁路工程目标的过程。铁路工程技术创新涉及资源、信息、组织等众多要素,其内涵较丰富。(1)起点是工程需求。铁路工程技术创新的首要目的是解决工程实践中的技术难题,有需求才有创新,需求拉动技术创新,技术创新成果接受工程实践检验。另外,铁路主管部门从行业发展角度提出铁路行业技术体系和技术创新系统规划,国家战略、行业发展、市场竞争等需求必须结合工程实际需求共同落实到铁路工程中。(2)重点是新技术应用。铁路工程具有明确的工程目标,同时又受环境、资源等因素限制,其技术创新主要包括技术研究、试验开发及科研成果应用等内容,重点在于实现工程目标所必须的新技术应用,即如何将具有针对性和实用性的新技术成功应用到工程实践中。(3)过程是多主体协同。铁路工程技术创新是一个分阶段实施的动态过程。前期决策阶段需要进行技术蓝图设想和技术方案策划,包括行业共性技术问题以及具体工程项目的实际问题,在工程实施中进行应用研究和试验开发;勘察设计阶段需要提出设计方案,并提出相应技术指标,通过技术评审对不同技术方案进行择优;施工阶段是技术创新最密集的阶段,需要各技术创新主体在铁路工程施工过程中协同合作,研究解决工程实际中的技术难题。 2铁路工程技术创新影响因素与研究假设 2.1影响因素分析铁路工程技术创新的成败不仅取决于技术方案和创新环境,更与技术创新过程中的组织和管理密切相关。绩效可视为技术创新结果,这里将其作为技术创新成果评定的方式。技术创新绩效影响因素很多,不同学者从不同角度进行了探索。一般认为企业层面技术创新的成败与市场、文化、战略、组织、管理、资源、制度、信息等非技术因素密切相关,是多种因素共同作用的结果,且这些因素的互动和协同起关键作用。一般认为工程层面技术创新特点体现在需求衍生性、时间约束性、多主体参与性、风险复杂性、技术集成性和收益模糊性,是各类创新主体技术创新成果的集成过程。基于铁路工程技术创新内涵、文献调研及专家访谈,铁路工程技术创新绩效的关键影响因素包括工程需求、环境,资源(资金、人才、信息)和管理(组织、激励、协调)等,按性质归纳为工程需求、环境因素、资源因素和管理因素四大类。 (1)工程需求工程需求是铁路工程技术创新活动的起点,也是技术创新活动的重要动力源泉。工程需求包括铁路工程本身对工程技术、工程质量、工程材料、建设工期等方面的直接需求,还包括工程组织中各参与方自身发展的长远需求及国家宏观层面的需求,需求随着铁路工程的推进不断调整和变化。直接需求是解决铁路工程建设过程中的技术难题、突破关键技术,开展技术创新时注重实用性和针对性,通过各种创新手段实现工程目标。长远需求是为铁路行业发展解决重大共性技术问题,通过重大铁路工程的建设引领铁路建设技术的潮流,提升铁路建设水平,为国家增强在铁路技术方面的话语权和铁路技术体系的输出创造条件。这种技术创新是自发、主动的行为,有益于自身发展,不仅能降低工程成本,而且能增强企业的市场竞争力。 (2)管理因素管理因素是技术创新绩效影响因素中最具能动性的因素,通过实施有效管理,可以促进技术创新绩效的大幅提升。结合铁路工程技术创新实践,铁路工程技术创新的管理因素主要包括组织、激励和协调等。①组织。技术创新是有组织的创造性活动,组织形式直接影响铁路工程技术创新活动的绩效。铁路工程技术创新组织系统运行良好的标志是各类建筑企业的技术创新动机、创新行为、创新成效、技术创新动机之间形成一个正循环,各主体的创新动机在技术创新过程中不断加强。在铁路工程技术创新过程中,各参与主体技术创新动机及利益实现途径均具有较大差别,如果各类技术创新主体的创新动机和利益实现途径彼此相悖,那么各参与方之间不可能形成合力,不仅会造成工程技术创新成效的降低,而且会导致技术创新偏离预期方向,最终导致技术创新目标难以实现。因此,建立有效的运转机制来规制与激发技术创新参与主体,使各创新主体能够自觉围绕工程目标开展协同创新,是确保铁路工程技术创新成功的关键因素。②协调。正确处理组织内外各种关系,为组织正常创造良好的条件和环境,离不开协调。协调是铁路工程技术创新网络综合集成管理的核心任务,也是统筹技术创新目标、进度、标准,协调各参与主体利益的关键问题,更是确保铁路工程技术创新高效进行的重要支撑。铁路工程技术创新协调机制的作用体现在:一是实现技术创新各参与主体的合理分工与有效协作;二是约束与激励参与主体的技术创新行为,避免信息不对称而产生道德风险;三是有效消除成员之间的目标冲突、任务冲突、利益冲突,增进合作伙伴的信任与理解,提高合作效率;四是确保技术创新信息传递的实效性、真实性、流畅性和完备性。③激励。与其他工程活动相比,铁路工程技术创新同样需要激励。首先,铁路工程技术创新的成果蕴含无形的知识、方法,创新成果运用到铁路工程才能体现价值,这些知识和方法可以被合作单位掌握,来分享知识带来的收益。由于复制知识比创造知识更容易,所以复制者可以在投入较少经费的情况下得到收益,需要采取知识产权保护和利益分配等激励措施,保障技术创新主体对创新成果的所有权和收益权。其次,技术创新从投入到产生创新收益的时间间隔较长,需要经过选题论证、关键技术攻关、评审验收等环节,这些环节往往没有收益补偿,因此,需要进行必要的资金投入和补偿。第三,技术创新具有不确定性,采用一种新的施工工艺或者新材料、新技术、新结构,与技术成熟的方案相比,往往不确定性较高,这种不确定性有时会造成创新的失败。这些特征和特性影响创新主体的积极性,需要进行有效激励。 (3)资源因素资金、人才、技术和信息等资源要素是铁路工程技术创新的重要保障。技术创新过程是复杂的系统资源整合过程,实现协同创新的首要困难便是资源的限制。铁路工程技术创新需根据工程需求及技术创新现状,充分利用、整合技术创新网络的创新资源,将技术相关企业、优势互补的制造企业或科技型企业集团纳入技术创新网络,充分发挥有关科研院所、大专院校在创新人才与技术等方面的优势,整合各方面力量,形成技术创新合力,共同解决工程技术难题,在研发过程中注重知识产权保护和技术成果推广应用。此外,建立科技成果共享制度,在实现协同创新的同时,充分发挥协同创新的收益放大优势。 (4)环境因素环境因素包括宏观政策和市场环境,对技术创新绩效具有重要影响。铁路工程技术创新在宏观政策的指导下开展,宏观政策导向直接影响铁路工程技术的发展方向。同时政府为铁路工程提供信息和指导,降低参与方的交易成本,提升市场运行效率。站在整个行业的视角,对铁路技术创新进行系统规划,调动全国铁路相关领域创新要素的有效整合。通过大力推进铁路新技术的推广应用,在创新成果与创新绩效之间搭建桥梁。通过政策措施,实现创新激励、信息共享、成果保护。在铁路主管部门的主导和统一组织下,科研院所、大专院校、建设单位、设计单位、施工单位集中优秀科研力量,采用先进技术装备,围绕重大铁路技术课题开展科研攻关,突破了一大批技术难题。铁路工程技术创新还受到市场因素的影响,市场竞争推动铁路工程的各参与方提升技术创新绩效。当前铁路建设体制改革不断深化,铁路工程参与方面临的市场竞争压力越来越大,为争取市场份额和实现盈利目标,就必须通过技术创新,降低成本以确保效益,提升自身的核心竞争力,巩固在市场中的竞争地位。 2.2研究假设提出铁路工程技术创新实施过程受需求、管理、资源、环境等因素的影响,创新绩效能够衡量工程目标和创新成果的实现程度,通过影响因素与绩效之间的作用关系研究、探寻铁路工程技术创新的内部机理。铁路工程技术创新的动力是什么,哪些手段可推动其实施,其发展的基础、支撑是什么,在不同的环境下是否有不同的作用,这些都是需要回答的问题。由此提出一个描述需求、管理、资源、环境因素与技术创新绩效关系的研究假设,如图1所示。 3研究方案设计及实证研究 3.1方案设计 3.1.1问卷设计为验证铁路工程技术创新影响因素与绩效关系的研究假设,进行问卷设计。根据相关文献分析并结合铁路工程的特点提出问卷的测量指标。调查问卷分为三个部分:第一部分是工程项目参与人及铁路技术创新项目基本情况;第二部分是铁路工程技术创新环境、资源、管理及绩效的相关测量量表;第三部分是问卷补充及建议。为了验证研究假设,采用5级李克特量表打分,其中“1”代表“强烈反对、最小值或零频率”,“5”代表“完全同意、最大值或高频率”。为减少因答卷者不能理解问题而带来的负面影响,问卷在设计过程中广泛听取企业界与学术界专家意见,并对问卷进行预测试,对问卷的表述与措辞反复修改完善,尽量避免题项难以理解或表达含糊不清。 3.1.2数据采集为保证问卷覆盖面,使调查具有代表性,问卷调查对象来自参与铁路工程技术创新活动的各个主体,主要是参与高速铁路和重载铁路建设与管理的各单位,包括政府机关(原铁道部科技司工程管理中心)、业主单位(上海铁路局、朔黄铁路发展有限责任公司等)、高等院校(中南大学、西南交通大学、北京交通大学)、科研院所(中国铁道科学研究院、原铁道部经济规划研究院)、设计单位(中铁第三勘察设计院、中铁第四勘察设计院)、施工单位(中铁五局、中铁七局、中铁十六局)和材料设备供应商(原中国南车、原中国北车、华为技术有限公司)。要求答卷者具有10年以上的铁路工程工作经历,且在访谈时不带任何角色设定,依据自身知识和经验判断。 3.2描述性统计与信度分析 3.2.1问卷回收情况与描述性统计问卷发放与回收工作在2012年4月至2013年4月进行,受访专家通过电子邮件或邮寄方式反馈问卷,共反馈问卷118份,经过整理和鉴别,得到有效问卷104份。对有效问卷与无效问卷对应专家所在的单位性质进行了t检验,分别为p=0.22和p=0.29,反映出问卷在单位和主体上面不存在显著性差异。就样本数目而言,结构方程模型分析所需的样本数要求为样本数与模型中欲估计的参数差大于50,并认为样本数至少在100~150间才适合采用结构方程模型,因此所搜集的样本数(N=104)是适当的。 3.2.2可靠性分析数据的信度是衡量测量项目数据质量的重要指标。采用SPSS19.0对收回的104份有效问卷进行可靠性分析(信度分析),本次调查的Cronbach′sα值为0.878,所评估项目的标准化Cronbach′sα值为0.873,大于0.8,调查量表的信度较好。 3.3假设检验运用Amos软件进行结构方程建模与分析,对研究假设进行检验,验证观察变量与潜在变量的关系,以及潜在变量的相互关系,即对测量模型与结构模型进行参数估计,并分析数据拟合结果。主要拟合指标包括卡方自由度比值(CMIN/DF)、适配度指数(GFI)、渐进残差均方和平方根(RMSEA)、增值适配指数(IFI)、比较适配指数(CFI)等。一般,CMIN/DF小于5、RMSEA低于0.08,表示模型可以接受,且GFI值、IFI值、CFI值介于0与1之间,越接近1表示适配度越佳。 3.3.1假设H1的检验假设H1试图说明工程需求与绩效之间的关系,如图2所示。从模型的拟合结果来看,CMIN/DF为1.475<5,RMSEA为0.051<0.08,GFI为0.714,IFI为0.789,CFI为0.778,均接近0.80,模型的拟合效果较合理,说明模型有效。从路径系数来看,工程需求对绩效的标准化回归系数为0.89,P小于0.001,说明工程需求对绩效与管理有明显的正向作用,假设H1获得支持。 3.3.2假设H2的检验假设H2试图说明技术创新管理与技术创新绩效之间的关系,如图3所示。从模型的拟合结果来看,CMIN/DF为1.874<5,RMSEA为0.072<0.08,GFI为0.798,IFI为0.774,CFI为0.764,均接近0.80,模型的拟合效果较合理,说明模型有效。从路径系数来看,技术创新管理对绩效的标准化回归系数为0.41,P小于0.001,假设H2获得支持。 3.3.3假设H3的检验假设H3试图说明技术创新资源与绩效的关系,如图4所示。从模型的拟合结果来看,CMIN/DF为1.776<5,RMSEA为0.077<0.08,GFI为0.767,IFI为0.742,CFI为0.730,均接近0.80,模型的拟合效果较合理,说明模型有效。从模型拟合结果来看,技术创新资源对绩效的标准化回归系数为0.63,P<0.001,说明资源对绩效与管理有明显的正向作用,假设H3获得支持。 3.3.4假设H4的检验假设H4检验技术创新环境对需求、管理、资源和技术创新绩效关系的影响。主要采用分组处理方式,将干扰变量依群组做情境区分,依据环境特征对样本进行分组处理。环境变量主要考虑市场环境,分为高市场动荡和低市场动荡两种。在高市场动荡、低市场动荡环境下分别构建与前述假设相同的结构方程模型进行分析,模型分析结构见表2。由此可见,环境在技术创新需求、管理、资源与绩效之间均存在影响,假设H4获得支持。 4研究结果与讨论 通过实证研究,验证在高速铁路、重载铁路建设与管理实践中,铁路工程需求、环境、资源和管理等因素与技术创新绩效的作用关系。工程需求、环境、资源和管理因素对技术创新绩效产生明显影响,且这些因素的作用各不相同。工程需求具有引领作用,铁路工程以工程需求为导向,需求既是铁路工程技术创新活动的起点,也是其重要动力源泉。技术创新管理具有推动作用,实施技术创新管理,不仅可以促进组织的有效运行,明确各参与主体利益及风险分配、权责划分等,同时建立良好的激励与协调机制,强化过程监督与反馈,有利于技术创新目标更好地实现。技术创新资源具有支撑作用,资源是技术创新开展的基础并为技术创新提供经费与物力支持,人力资源是其中关键,信息则对技术创新效率有重要作用。技术创新环境对技术创新绩效有调节作用,铁路工程的创新环境涉及宏观政策、市场环境和社会环境等,是铁路工程技术创新实施过程的一系列约束条件,既可以阻碍技术创新也可以促进技术创新,影响技术创新实现的速度与绩效。由此,提出基于高速铁路与重载铁路的铁路工程技术创新作用机理概念模型,在工程需求的引领下,构建技术创新组织,通过科研立项、技术研发、联合攻关等技术创新活动,取得技术创新成果,经评定验收、推广应用,实现工程化,从而形成技术创新绩效。工程需求的牵引力、管理的推动力、资源的支撑力、环境的影响力共同促进技术创新绩效与水平的提升。铁路工程技术创新作用机理概念模型,即铁路工程技术创新“四力模型”,如图5所示。 5相关启示 为进一步提升铁路工程技术创新绩效与水平,结合我国铁路工程技术创新现状与经验,从环境、资源、管理等方面着手,采取切实可行的措施。其中,特别强调坚持技术创新行业统筹,搭建面向铁路工程的技术创新平台,发挥核心企业的主导作用,构建激励相融动态反馈的管控体系,调动各方技术创新动力与积极性,注重技术创新过程监管与第三方评审制度建设,加强知识产权保护和成果转化,从而提升技术创新能力,实现铁路工程的可持续创新。 (1)坚持技术创新行业统筹发挥社会主义制度下集中力量办大事的优势,坚持技术创新行业统筹,是铁路行业的成功经验。中央政府及铁路主管部门在制定行业规划和技术政策、激励企业技术创新、整合各方资源方面起到重要作用,形成市场优势、资金优势和联合优势,可有效避免低水平重复研究。应继续加强铁路科技宏观管理,密切跟踪世界铁路科技发展趋势,制定铁路科技发展规划、技术政策,确定铁路行业重大、关键性和共性技术领域,组织开展自主创新,引领铁路科技发展。应通过政府采购和加大引进、消化、吸收、再创新资金投入等方式,引导和支持铁路装备制造企业和设计施工企业加快采用世界先进技术的步伐。应紧紧围绕运输和建设的重大需求,统一安排技术创新的重点课题,组织科研力量开展科技攻关,协调科研资金和资源,推广应用自主创新成果。大型铁路企业应在行业统筹下制定技术创新战略,有重点有步骤地开展科技攻关,为铁路工程技术创新做好储备和铺垫。 (2)搭建面向铁路工程的技术创新平台铁路工程是一个复杂系统,应在明确其外部环境和内部构成的基础上,各参与方协同合作,共同完成铁路工程技术创新工作。铁路工程技术创新的开展应以工程项目为依托,以需求为引领,建立以项目业主为核心、各创新主体共同参与的技术创新网络组织,搭建面向铁路工程的技术创新平台。铁路工程技术创新平台的建设,既是全面提高科技实力和进行科技创新的物质基础和重要措施,也是开拓铁路科技新领域、发展前沿科学和培养高层次人才的重要保障,有利于高效配置、综合集成全社会的创新资源。构建铁路工程技术创新平台,应坚持政府统筹与市场主导相结合,并充分发挥核心企业在技术创新中的主体地位,发挥其组织、管理的主导作用,协调各方关系,理顺各方责任和义务,均衡各方利益,更好地推动铁路工程技术创新。 (3)构建激励相容动态反馈的管控体系铁路工程技术创新是多主体参与、多要素联结的有机整体,各参与方的创新动力与积极性的调动、激发,是工程技术创新的一块短板。因此,应建立健全铁路工程技术创新动力机制,从文化、制度等方面调动铁路工程技术创新参与方的积极性,创造良好技术创新氛围,重视、鼓励与支持技术创新;建立健全技术创新奖励制度,激励参与主体积极创新;开展铁路工程技术创新的相关学习培训活动,激发参与主体的创新思维,提高参与主体的创新能力。同时,应加强技术创新评估的制度化、法制化建设,建立由第三方评审、过程监管为核心的符合中国国情的铁路工程技术创新监管体系,与动力机制共同形成激励相容动态反馈的管控体系,保障技术创新活动的顺利进行。 (4)加强知识产权保护和成果转化铁路主管部门已制定加强铁路科技成果管理、促进科技成果转化的相关规定,要求围绕铁路工程技术难点,组织开展创新成果的沟通与学习交流,重视创新成果的孵化与推广应用,不断促进铁路工程技术创新的交流与成果转化。铁路工程企业应增强知识产权保护意识,加强创新成果的知识产权管理,设置专门的知识产权管理部门,明确其权责;注重知识产权管理人才建设,强化知识产权保护的合同化管理;建立知识产权数据库或网络共享平台,促进创新成果的信息、交流与推广,从而不断提升技术创新能力,实现铁路工程的可持续创新。 作者:王孟钧 王涛 郑俊巍 张镇森 单位:中南大学 土木工程学院 工程技术创新论文:制药工程技术创新分析 近年来,医药安全成为社会诟病的主要对象,劣质药品、假冒药品、违规药品等在市场的流通,不仅造成消费者的重大经济损失,甚至造成生命和健康的威胁,是国家法律治理的重点对象。药品是一种特殊的产品,直接影响着使用者的生命和健康安全,世界范围内对药品质量的监督管理都很严格。同时,随着社会经济的不断发展,药品种类和产量的不断增多,并作为一种常见商品在市场流通,逐渐制药工业也成为国民经济支柱产业之一。 1制药工程技术概述 实事求是地说,我国的制药工业整体水平不高,一方面制药技术、研发能力远落后于国外发达国家,尤其在药物合成技术方面(包括生物合成和化学合成);另一方面,在生产设备、生产工艺等方面也存在较大弊病,限制了医药产品的质量和产量。积极开展制药工业技术创新,对我国经济、民生、科技等都具有重要的意义。结合我国现实情况分析,制药工程技术主要包括两个方面,即工艺和设备。 1.1工艺分析第一,针对制药过程的技术分析。一般来说,制药过程就是对药品生产流程的模拟,其中涉及化学、物理学、生物学、数学等多种学科的应用,通常一种药品的制造,事先要按照其化学性质进行组合实验,反复对比,找出药品与疾病之间的关键要素,减少风险和副作用,最终才能批量生产。以合成药品为例,当前已经进入了“科学设计时期”,即“反合衬分析”,从疾病特点与合成目标分子出发,利用化学反应的逻辑知识进行分析,并设计出科学的合成路线。第二,针对制药批量技术的优化。制药企业针对工艺特点建立生产线,需要详细剖析各个流程的特点,如高温处理、灭菌处理等,确保每一个环节都精确无误。但随着技术的发展,新的设备会不断投入使用,就要进一步从产量和质量角度对工艺进行优化,以提高经济效益。第三,针对制药质量的监督管理。质量是企业生存的底线,尤其是制药企业,其产品关系到人民群众的生命健康安全,因此必须从制药工程技术角度入手,建立一套完善的药品质量监督体系,并按照国家规定开展审核工作。 1.2设备分析制药设备与制药工程技术之间存在密切的关系,特别针对药物合成方面,发挥了很大的限制作用。近年来,随着药品生产质量管理规范(GMP)的推广,制药设备主要体现出以下几个趋势。第一,从加大药物合成技术研究力度出发,在设备设计、设备选型、设备安装、设备操作等方面加大投入,一方面符合国内药品生产质量要求,另一方面,向国际高标准要求靠拢。第二,制药设备加大生产环节的管理。在药物合成技术的前提下,需要对药品成分进行必要的分离、浓缩、还原、氧化、卤化等处理,复杂的只要工业需求就决定了设备的多样性、综合性;因此,开发易于清洗、便于灭菌消毒、方便保养维护的新型设备就成了必然需求,一方面可以有效减少制药工业生产中的失误几率,另一方面,可以有效减少对生态环境的污染。 2制药工程技术创新 2.1加强高新技术制药人才的培养药物合成技术在整个制药工程技术体系中处于顶端位置,具有复配型居多、药物更新快、工艺复杂、周期较长等特点,我国制药工程技术整体落后于国外发达国家,究其原因,人员因素占据很大部分。现代制药工业技术在我国起步较晚,国内缺乏完善的人才培养体系,专业知识、理论较为缺乏,尤其是涉及制药工业中创新性人才的培养,即缺乏理论方向,也缺乏必要的实践环境;因此,必须确立高新技术制药人才的重要地位,积极构建培养的环境,以最快的速度建立起我国自主知识产权的制药工程技术模式。 2.2借鉴国外发达国家的生产经验进入21世纪,全球经济一体化的趋势越来越明显,任何产业之间都不是孤立的,再合作范围上也从国内延伸到了国际。通过借鉴国外发达国家制药工程技术的理论和实践经验,以及化学技术、物理技术、生物技术等方面的先进成果,不断弥补我国制药工业的技术缺陷,缩小与国际先进水平的差距。 3结语 改革开放以来,随着我国经济发展不断进步,人民群众生活水平不断提升,对自身健康维护的意识也越来越强烈。药品安全是一个全社会共同关注的话题,这直接对我国制药工程技术提出了更高地要求,要不断完善,不断创新,才能适应国家法律要求和市场的认可,实现经济效益和社会效益的平衡。同时,积极创新制药工程技术,可以有效减少对资源的浪费和环境的破坏。 作者:蒋栋 单位:浙江新赛科药业有限公司 工程技术创新论文:水电工程技术创新实践与挑战 中国大陆水力资源理论蕴藏量达6亿kW,技术可开发装机容量达5.4亿kW,经济可开发装机容量达4.0亿kW,水力资源居世界第一位。1949年以前,我国水电装机容量不过360MW。新中国成立以来,我国的水电工程建设发展迅猛,特别是近十余年来,三峡、溪洛渡、小湾、龙滩、水布垭、构皮滩、彭水、拉西瓦、锦屏、向家坝等多座高坝大库相继投入运行,中国水电工程建设取得了举世瞩目的成就,截至2014年底,我国水电装机3.02亿kW,约占全球水电装机总量的1/4。按规划,2020年装机将达到3.5亿kW,水电开发还具有巨大的潜力。依托以三峡工程为代表的一批国家重大水电工程建设,通过原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新,我国的水电工程在筑坝技术、电站技术、通航技术等关键技术上取得了许多重大突破。目前,我国水电工程的建设规模、技术难度和技术创新等方面都已进入世界先进和领先行列。 1水电工程技术创新实践 1.1坝工技术 1.1.1混凝土重力坝20世纪50年代以来,我国建成了一批高混凝土重力坝,积累了丰富的高重力坝设计施工经验,取得了诸多重要成果和突破性进展[1],如大坝深层抗滑稳定技术、多层大孔口结构技术、大坝温控防裂技术等。三峡大坝按1000a一遇洪水流量98800m3/s设计,按10000a一遇洪水加大10%洪水流量124300m3/s校核。大坝所需泄洪前缘和电站进水口前缘长度均较长,工程布置困难,且1~5号坝段深层抗滑稳定问题突出。针对三峡大坝高水头、泄洪量大、排沙量多等特点,对泄洪坝段采用表孔、深孔和导流底孔3层相间布置,以缩短泄洪前缘长度;利用左导墙、纵向围堰和右岸非溢流坝段布置3个泄洪排漂孔;左、右厂房坝段共设10个排沙孔,在150m水位下兼用于泄洪。采取上述措施,使泄洪前缘长度控制在483m,不仅满足了泄洪、排沙、排漂及施工导流等功能,同时也解决了泄洪坝段与电站布置的难题。三峡大坝泄洪坝段布置有22个表孔、23个深孔、22个导流底孔,其中表孔尺寸8m×17m,深孔尺寸7m×9m,底孔尺寸6m×8.5m,坝体孔洞多、孔口大、门槽多,坝体多层大孔口结构体型复杂。设计中通过优化孔口布置,使表孔、深孔、底孔错层相间布置,以合理利用有限的泄水前缘长度;在坝段中央布置泄洪深孔,表孔跨缝布置,其下方布置导流底孔;通过孔口体型优化、横缝接触灌浆等措施,改善了孔口应力,增大了坝体侧向刚度,减少了孔口对坝体刚度的削弱,提高了结构安全裕度。三峡左岸1~5号坝段为电站厂房坝段,缓倾角结构面发育,倾角20°~30°,最大连通率达83.1%,深层抗滑稳定问题突出。通过采用厂坝联合受力、坝踵设置混凝土齿槽、厂坝基础联合封闭抽排、固结灌浆、相邻坝段横缝灌浆、预应力锚索加固等综合处理措施,有效解决了深层抗滑稳定问题。 1.1.2高拱坝2000年,我国建成了最大坝高240m的二滩混凝土拱坝,成为中国拱坝建设的里程碑。继二滩大坝之后,坝高285.5m的溪洛渡、坝高294.5m的小湾、坝高305m的锦屏一级等一批特高拱坝相继建成。岩溶地区最高的拱坝———构皮滩拱坝坝高达232.5m,亦投产发电。超高拱坝建设需解决坝基坝肩岩体变形与抗滑稳定问题、强震区抗震安全问题、泄洪消能问题等。近十余年来,我国在高拱坝设计理论与施工技术方面取得了许多重大突破,如岩溶地区高拱坝枢纽布置、高拱坝体形优化设计、大功率泄洪消能技术、大坝抗震设计等。针对复杂岩溶对拱坝稳定与变形的影响问题,结合构皮滩双曲拱坝工程实践,研究提出了岩溶地区“精细勘探、大坝优先、避让为上、系统兼顾”的枢纽布置原则,解决了岩溶地区优良岩体范围有限所导致的水工建筑物布置难题,为岩溶地区筑坝提供了新思路。 1.1.3碾压混凝土坝碾压混凝土技术具有机械化程度高、简化施工程序、缩短工期、节省投资等优点。目前,我国已建在建的碾压混凝土坝有120余座,无论数量、规模、技术难度、工艺水平均处于世界领先地位。其中世界最高的碾压混凝土重力坝龙滩水电站,坝高达216.5m,获得“碾压混凝土国际里程碑工程”荣誉。在三峡三期碾压混凝土重力坝围堰建设中,通过提出的适应快速施工的结构措施、相应快速施工技术,创造了最大月浇筑强度47.5万m3、最大日浇筑强度21066m3、连续上升37.5m的世界纪录,其最大浇筑强度已超过国内外当时纪录的1倍以上[1]。由我国设计建造的马来西亚沐若水电站碾压混凝土坝,首次提出了“坝体上游设置防渗区+强化碾压层面施工质量+利用坝面排水孔全面压水检查浇筑缺陷+灌浆强化处理浇筑缺陷”的先进坝体防渗设计技术,及热带雨林地区碾压混凝土施工工艺与质量控制技术,为多雨地区碾压混凝土大坝建设提供了宝贵经验。 1.1.4高堆石坝土石坝由于其具备对基础条件良好的适应性、就地取材、能充分利用开挖料、造价较低等优点,是世界各国广泛采用的坝型。土石坝类型多样,其中近年来我国在高混凝土面板堆石坝与高心墙堆石坝筑坝技术上发展迅猛。(1)混凝土面板堆石坝。混凝土面板堆石坝具有较高的安全性、经济性和适应性等优点,具有很强的竞争力和生命力。目前,我国已建在建坝高超30m以上的混凝土面板堆石坝达210余座,其中水布垭面板堆石坝坝高233m,是世界上已建、在建的最高面板坝,是“面板堆石坝里程碑工程”。针对面板坝建设中存在的难题,如高应力下堆石体力学特性变化、超高坝变形控制、适应大变形的止水结构与材料等,相关单位通过自主创新、集成创新,在坝料性能及试验方法、坝体变形控制、大坝防渗系统结构和材料、大坝施工与质量控制、大坝性状监控及安全评价等方面均有重大创新和突破,形成了一整套超高面板坝筑坝关键技术体系[2]。如“坝体变形时空预沉降控制法”、“反抬法”预压以及下游堆石区与主堆石区同参数施工等技术,有效解决了高面板坝变形控制难题;以表层为主的面板止水系统的设计新理念与相应的结构措施,以及面板中上部设置永久水平缝的结构措施,可显著提高面板适应坝体变形的能力。(2)心墙堆石坝。国内100m级高心墙堆石坝较多,先后建成了碧口、石头河、鲁布革、茅坪溪、水牛家等,积累了丰富的工程经验;200m级已建成小浪底、瀑布沟。特别是近十余年来,高心墙堆石坝技术取得了较快发展,在建的长河坝坝高240m,而坝高261.5m的糯扎渡水电站已于2014年全面投产;拟建的300m级两河口水电站坝高达295m、双江口水电站坝高达314m。结合工程实践,我国对高心墙堆石坝坝体结构与材料分区、大坝变形及渗流控制、坝体分析方法、大坝安全评价及预警等关键技术开展了系统研究,形成了超高心墙堆石坝静动力稳定分析理论与方法、渗控分析方法、设计准则与筑坝成套技术,建立了超高心墙堆石坝安全综合评价体系[3]。 1.2电站技术 1.2.1巨型机组设计制造技术水轮发电机组是水电站的“心脏”,其设计制造直接关系到水电站在各种运行方式下的稳定性。三峡工程之前,我国国内最大的电站机组仅为320MW。三峡工程设计施工中,通过创新思路,以市场换技术,成功实践了“引进、吸收、消化、国产化、再创新”的技术和产业发展道路,取得了许多关键技术,研究开发出世界首创的全空气冷却700MW级水轮发电机,并在三峡地下电站800MW发电机上首次采用全空冷和蒸发冷却方式,打破了巨型机组只能采用风冷技术的论断。对三峡工程而言,在同一电站的巨型水轮发电机中同时采用全空冷、半空冷和蒸发冷却3种冷却方式,推动了水轮发电机冷却技术的进步和发展[4]。通过三峡工程实践,我国实现了巨型水电机组的国产化,并推广应用至向家坝电站(单机容量800MW)、溪洛渡电站(单机容量770MW)等后期建设的大型水电站,为我国重大技术装备的发展作出了重要贡献。特别是目前自主研发了百万级巨型机组成套技术,使我国巨型机组设计制造技术水平跨入世界领先行列。 1.2.2巨型机组蜗壳埋设技术蜗壳埋设技术关系到机组稳定运行与厂房结构安全。三峡电站蜗壳进口直径及控制结构变形的HD2值为同期世界最大,而蜗壳外围混凝土相对较薄。大型电站蜗壳埋设国外均采用充水保压技术,在三峡工程建设工程中,研究发现该技术需7道工序,工艺复杂、施工困难、工期长、投资大。在系统研究保温保压埋设、垫层埋设、直埋设等方式的基础上,研发了巨型机组蜗壳“组合埋设”新技术,建立了相应的技术标准。组合埋设技术只需两道工序,大大简化了施工,有利于缩短工期。三峡巨型机组蜗壳不同埋入方式在电站的成功实施以及完整设计技术体系与相关技术标准的形成,不仅保证了水电站引水发电建筑物及机组安全稳定运行,而且为巨型机组相关行业规范制定技术标准奠定了基础,提高了我国水电行业的竞争力。组合埋设技术完全取代了国外的充水保压技术,已被国内外后续的多座巨型电站采用。 1.2.3大型地下电站洞室稳定控制技术我国大型地下电站多位于西部高山峡谷区,单机规模大,洞室稳定控制技术难度大。随着一批复杂地质条件下大型地下电站洞室的成功建设,我国在大型地下电站洞室勘察、设计等方面积累了丰富经验,取得了众多创新成果,如大型洞室“岩体稳定拱”设计理论[5]、地下电站“单洞型”布置新型式、厂房轴线与岩层走向“小交角”布置的设计新理念、大型洞室岩溶软岩及大型关键块体处理的成套综合新技术等。三峡地下电站应用“岩体稳定拱”设计理论,成功建成了埋深最小的大型地下电站;彭水地下厂房采用“小交角”布置,成功避让了岩溶系统,并采用“单洞型”布置、高边墙变形综合控制技术,顺利建成首座洞轴线与岩层走向呈零度交角的大型地下厂房。 1.3高坝通航技术内河通航建筑物主要分为船闸和升船机两大类。以长江三峡双线连续5级船闸、长江三峡水利枢纽垂直升船机为代表的通航建筑物,使我国水利水电工程通航技术水平跃居世界前列。 1.3.1船闸三峡船闸通航水头达113m,通航标准高,要求大坝泄洪达56700m3/s时万吨船队安全过闸,而且工期紧,须在2003年蓄水时投运,避免长江断航。船闸设计面临船闸结构型式、深切高边坡稳定、高水头大流量输水、巨型人字门及启闭设备等关键技术问题[6]。三峡船闸长达1600m的主体建筑需沿山体深挖(最深170m)后建造,设计成双线(上、下行)5级,每一线船闸分别设有5个闸室,每个闸室长280m,宽34m,由10个大型船闸组成,槛上最小水深5m,首末船闸上下游落差达113m。船闸若采用传统重力式结构,开挖及混凝土量巨大、工期长、高边坡复杂。基于三峡船闸良好的地质条件,研究采用“全衬砌船闸”新型式,闸首和闸室墙全部采用钢筋混凝土薄衬砌结构,通过专门研制的拉剪型高强锚杆,形成衬砌-锚杆-岩体联合受力的全衬砌船闸结构体系,共同承受人字门、水压力和船舶等荷载,有效减少了工程开挖和混凝土量,降低了高边坡施工难度。三峡船闸高边坡采用预应力锚固技术,对边坡岩体进行系统和随机加固支护,通过截、防、导排等措施,在边坡岩体一定范围疏干地下水,减小渗水压力,并严格控制施工程序与开挖爆破,有效解决了高边坡的变形稳定问题。三峡船闸单级闸室最大输水水头45.2m,最大输水流量720m3/s。高水头大流量条件下,船闸采用“高空化数输水廊道”技术,解决了特高水头船闸输水系统阀门空蚀与振动等难题;采用改进型“等惯性输水系统”,保障了船舶在闸室内安全停泊和升降;采用等惯性分散正向进水和旁侧泄水方式,使上下游引航道具有良好的通航水流条件。闸室采用人字门挡水,双线5级共24扇门。每扇门长38.5m、宽20m、厚3m,最大单扇门重850t,其外形与重量均为世界之最。船闸采用“低周高应力”人字门结构设计理论,解决了巨型人字门易产生疲劳裂纹的问题,采用液压启闭机“无级变速”和“负载分级平衡”技术,解决了大淹没水深人字门运行时大型卧式细长油缸的稳定性问题。 1.3.2升船机三峡升船机过船规模为3000t级,上下游水位差达113m,且航道水位变幅和变率均较大,其中上游水位变幅30m,下游水位变幅11.8m,变率±0.50m/h;受船闸充、泄水影响,上、下游引航道水流通航条件复杂。通过比选,采用齿轮齿条爬升式垂直升船机,船厢有效水域为20m×18m×3.5m,船厢总重11500t,最大提升高度113m。升船机设计面临船厢全平衡及安全控制、承重塔柱变形要求严等关键技术问题[7]。三峡工程升船机采用齿轮齿条爬升式垂直升船机技术,当船厢升降中发生漏水等失衡事故时,安全机构可随时将船厢锁定在螺母柱上,避免发生船厢坠落或冲顶事故,安全可靠性高。针对承重塔柱变形控制严的难点,采用“墙-筒体-墙-筒体-墙”的整体对称结构,满足塔柱结构的整体刚度要求,保证塔柱与船厢变形协调。继三峡水利枢纽垂直升船机之后,该关键技术已在向家坝升船机等工程中得到推广应用。 1.4其他除了上述介绍的筑坝技术、电站技术、高坝通航技术外,依托多个大型水电站的工程实践,水电工程在复杂地形地质条件下的综合勘探技术、高水头大流量泄洪消能、深水大流量高落差截流、深厚覆盖层处理、水工新材料、大型水电工程施工与建设管理等方面均取得了巨大的成就,为我国的水电建设提供了强有力的技术支撑。 2我国水电工程面临的挑战与创新方向 2.1面临的挑战 2.1.1更加恶劣的自然条件随着西部大开发和西电东送的大力推进,我国水电工程建设重点地域也从中、东部转向西部。未来的高坝大库多集中在这些高海拔、高寒、高地震烈度、高陡边坡地区,水电工程面临的自然环境更加恶劣。在高海拔、高寒地区修建大坝,坝基冰冻覆盖层与破碎岩层一般难以挖除,冰冻覆盖层与破碎岩层在蓄水后的变形和渗流控制难度大;高海拔、高寒地区筑坝材料抗冰冻和耐久性问题突出;有效施工时段短,加之高海拔地区缺氧等恶劣环境下,施工人员和机械设备作业困难,施工质量控制难度大;高强度地震可能带来坝体结构与基础破坏或严重变形、坝体液化、涌浪超高,或堰塞湖等危害。 2.1.2生态环境更加脆弱西部地区是我国生态环境最脆弱的地区,环境承载力低。修建高坝大库,可能会引起多年冻土层融化。这种变化使区域地下水位及生态水位发生重新分配,结果表现为水分不再被局限于近地表土层的深度,植物可利用的水分大为减少,可能导致短根系植物枯死,生物多样性减少,植被退化,土地荒漠化趋势增强等生态环境问题。特别是海拔3700m以上高寒植被一旦遭到破坏,其恢复和再造将非常困难。 2.1.3工程移民更加困难工程移民本身是一个非常复杂的社会问题。西部地区本身可用于耕作的土地资源就十分稀缺,筑坝蓄水淹没了大量可耕作的土地,人多地少矛盾更加突出,传统安置方式难以满足移民安稳致富要求。西部又多为少数民族聚集地,生计模式、社会结构特殊,宗教文化复杂,这些更增加了移民的难度。水电工程建设区,地方经济基础薄弱,地方政府对水电开发促进经济发展寄予厚望,导致水电开发企业工程移民投资大,影响了水电开发企业的积极性。 3科技创新方向的探讨 针对我国水电工程建设面临的新挑战,未来需要从安全、技术、环保、移民等方面开展研究。 3.1提升工程安全理念工程建设安全自始至终是开发水电资源的先决条件,抛弃工程安全,一味追求世界第一的虚荣心理,是不理智的行为。面对新挑战,必须要革新工程安全文化理念,包括公开透明、以人为本、加强投入。公开透明,就是要系统分析工程建设区域可能存在的安全风险,并使工程建设参与各方对安全风险有深入认识。人是各种生产要素中最活跃的因素,以人为本就是要确保人的安全。高寒、高海拔、高陡边坡地区,空气稀薄,自然环境条件恶劣,需加强投入,提高劳动安全保障措施和标准。 3.2提高工程技术水平 3.2.1完善与提升技术标准体系目前我国设计标准“政出多门,参差不齐”,应协调统一现有国家标准、行业标准(电力标准、水利标准)、地方标准。未来水电工程建设的趋势是高坝大库,现有的技术标准适用范围有限,应总结高坝建设的实践经验,拓展完善现有标准。我国虽已成为水电建设的主战场,但设计标准尚未与国际接轨。随着“一带一路”战略的提出,我国水电建设理应借此东风,推进标准国际化,加快国际化进程。 3.2.2研发及实践“四新”技术探索应用新材料、新技术、新工艺、新设备,提升工程建设能力。针对高寒地区施工,研发高性能混凝土,提高抗冻性、抗碳化等耐久性能;面对西部高地震烈度建设环境,研究总结高地震烈度下高坝抗震技术,支撑后续工程建设;高寒、高海拔地区基础处理更加复杂,应探索高寒、高海拔地区基础处理工艺;针对高海拔地区,传统的地质勘探手段受到限制,应研发地质勘探的新设备。 3.2.3应用现代信息技术信息技术在水电工程中的应用,使信息的重要生产要素和战略资源的作用得以发挥,使人们能更高效地进行资源优化配置,从而推动水电行业不断升级,提高社会劳动生产率和社会运行效率。“大数据”、云计算、BIM、“4S”技术等现代信息技术,能实现工程设计数字化、可视化、协同化,工程建设管理监控自动化、管理规范化,及工程运行管理高效化、智能化。 3.2.4倡导绿色水电开发受能源需求的约束,水电适度开发是大势所趋。在水电工程建设中,需强化高原生态环境保护研究,深入研究高原高坝大库对气候及生态环境的影响及保护措施。如永久冻土层融化对生态环境的影响,气候改变引起冰川变化,水量、水质变化对上下游环境与生态的影响,河流生态系统变化对生物群落的影响。在高原地区建设水电工程,需深入论证,在保护生态的前提下,绿色开发水电,实现可持续发展。 3.2.5重视水库移民问题水电建设往往涉及大量移民,移民问题是水电工程能否顺利实施和最终成败的关键。水电建设移民安置要与时俱进、以人为本,深刻认识水库淹没对移民造成的损失和机遇,用动态和发展的观点,把移民安置放在更大的时空范围去谋划,突破“三原”补偿限制,推动水电开发和当地经济社会可持续发展。探索新型移民安置方式,搭建良性发展平台,积极推动农业结构调整,发展优势农业。探索“灵活就业+技能培训+社会保障”的综合安置模式。重视移民社会重建,增强移民归属感、认同感和融合度,物质方面与精神方面重建并重;构建居住安全、功能配套、邻里和谐、环境优美的新社区。突破“三原”补偿限制,建立库区和安置区经济社会发展的长效机制。重视有形损失补偿,适度关注无形损失补偿,加大后期扶持力度,共享工程效益。 4结语 在全球倡导绿色能源及我国大力实施减能减排的大背景下,我国能源结构亟需调整,水能资源需综合开发利用,未来大多数工程处于我国西部,自然条件更加复杂,只有通过不断创新,才能解决工程建设中的关键技术难题,并推进水利水电行业的科技进步,使我国真正由水电大国成为水电强国,水电技术走出国门,引领世界。 作者:钮新强 单位:长江勘测规划设计研究院 国家大坝安全工程技术研究中心 工程技术创新论文:石油工程技术创新建议 随着我国经济的不断发展和进步,石油工程也得到了快速发展。当前,我国石油工程的发展是有目共睹的,石油是国家的重要能源,因此,石油工程的重要性也是不可言喻的,石油工程不仅能够促进经济的发展,更是国家安全和社会稳定的重要保障,对于国民经济的发展和社会的进步起到了积极的作用。然而,目前在石油工程的发展中,石油工程技术仍然存在一些不足和缺陷,严重影响到石油工程的进一步发展。所以,为了实现石油工程的可持续发展,就要不断加强石油工程技术创新,从而提高石油工程的竞争力,发挥其重要作用。 一、进行石油工程技术创新的必要性分析 技术创新与拥有核心技术是作为技术与资金密集型的石油工业的一个源源发展的生存之本。随着经济全球化趋势的不断加快,日益激烈的市场竞争在不断的督促着石油行业要取得绝对的技术优势,进行技术创新。这样才能在残酷的市场中有了一席之地,永远立于不败之地,取得长远的可持续发展。所以技术创新符合石油工程的特征。随着中国改革开放的不断深入,全球经济一体化的不断加深,中国加入世界贸易组织后参与全球的经济循环以及竞争,中国石油行业在面对着全球的市场发展的机遇的同时也要应对严峻的挑战。残酷的市场竞争在不断的冲击着中国的石油工程项目的进步,着就决定着要从服务以及技术两个层面进行创新,根据市场发展重新确定石油工程的长远发展战略。但是我国的石油工程呈现着很大部分的技术层面的缺陷,没有创新的方法以及创新的意识。所以必须要运用创新技术才能改变我国石油工程落后于世界先进国家技术水平的现状。 二、石油工程技术的现状与问题分析 2.1缺乏整合技术资源的能力。众所周知,石油工程一直是关乎我国经济命脉的支柱产业,也是我国国有企业的代表,像中石油、中石化、中海油等等。这也决定着中国石油工程受着原有的经济制度的惯性制约,存在着结构性矛盾是石油工程技术资源系统的一个弊端。这造成了石油工程的效率极大的降低、资源很大程度上分散了、技术资源的封闭使用以及重复利用。技术服务对于石油工程的积极正面作用难以发挥出来。除此之外,石油工程的高级素质人才短缺也是一个瓶颈,对于石油行业来说。在素质层面,我国技术创新型人才短缺严重阻碍了创新能力的提高。我国石油工程的创新型人才大多是初级或者中级人才,而用于世界尖端技术的处于科技前沿的高端人才缺失严重缺乏,人才的特点是确是没有综合性、创新型以及继承性。 2.2没有科学的创新制度。因为我国石油产业工程还没有形成完整的服务体系,存在着相对落后的运行机制,阻碍了科学技术的发展与创新。石油工程的技术创新研发部门仅仅是石油机构的一个内部部门,没有高效科学的研发体系以及缺乏这个研究体系背后的资金技术人才政策激励。再加上整个石油研发机构背后没有生机活力的根本原因是没有培育制度创新的土壤与温床,有的只是适当性的调整层面的技术性改革。 三、石油工程技术创新策略 3.1培养一批以市场为导向的高素质人才队伍。作为关系到我国国计民生以及经济发展命脉的关键产业,石油工程要想实现技术创新的一个重要因素是技术人员的努力与智慧。为了打造石油工程的技术创新,就要培养一支以市场为导向的高素质的技术人才队伍。重视国内外市场的需求变化导向作用,在进行资源能源优化配置的同时,要面向国内外的市场。 3.2建立健全技术创新体制。健全完善的技术创新体制是进行技术创新的一个重要因素。可以从企业的实际情况出发,明确投资领域,构建以技术为首要目标的技术创新体制。加强对于知识产权以及技术质量管理,实现岗位技术的程序化以及有形化。 3.3加强研究开发人员的薪酬激励机制。合理地薪酬激励机制能极大地激发石油企业研究开发人员的潜力和忠诚度,提高吸引人才的力度,提高石油企业的竞争力。应依据石油企业研究开发人员的特点,遵循重要性原则、稀少性原则、复杂性原则,重点解决研究开发人员的薪金水平、薪金结构和加薪标准等内容,设计合理的薪酬激励机制,解决好石油企业研究开发人员公平与激励问题。 四、总结 总之,石油工程是关系着我国经济安全与社会稳定的重要因素,在具体的石油工程中要不断加强石油工程技术创新,从管理体制、技术投人、人才引进等方面加强技术创新的发展。 作者:辛伟 单位:长江大学 工程技术创新论文:土建工程技术创新论文 一、土建工程施工中的新型节能技术 土建工程新型节能技术,主要表现在建筑物的选材上,建筑材料是工程施工的基础和前提;当代社会科学技术日新月异,新型建筑材料层出不穷,它们不仅可满足高层建筑对施工材料刚度、耐腐蚀性等的要求,还具有重量小、耗能少、污染少等特性,最重要的是,新型节能技术站在长远的角度来看,能够在很大程度上减少施工成本和未来的使用成本,而且对环境保护和节约资源都将做出积极的贡献。与传统的建筑材料相比,新型节能技术、材料的使用需要更高的施工要求与之相配套,因此,新型节能技术的使用对于施工效率和施工质量的提高都有很大帮助。 二、土建工程施工中混凝土技术的探讨 混凝土施工技术主要有材料的配比、搅拌、浇灌、振捣以及后期的养护工作,每个环节都需要高水平的专业施工,以确保混凝土的质量,提高建筑物的使用寿命。 1.混凝土材料的配比混凝土由于自身具备的优点,是目前建筑行业中应用最广泛的建筑材料之一,在土建工程中涉及到的混凝土施工,需要在选材上进行精细的检测,还需要严格的配比试验才能确定,它将直接决定了建筑物的安全性和使用性能,因此这是一项非常重要的工作;同时在施工过程中,还要根据不同建筑物的用途对选材进行限制,或者是要求材料能耐高温、或者是要求材料具有一定的抗震性能。 2.混凝土的搅拌混凝土的搅拌工作,是混凝土投入施工的一个重要环节,搅拌效果的好坏会对建筑物的质量有很大的影响,因此要特别注意以下几点,首先,在进入搅拌环节之前,要确定材料性能是否符合要求,并对计量工作进行严格的控制;其次,就是对搅拌设备的检查,看其是否符合相关要求;最后,就是在搅拌过程中要按照不同材料的投放顺利依次放入,并且还要把握好搅拌时间,特别是在最后的卸料环节,要控制好混凝土的温度;这一系列的工作都将对混凝土的质量产生影响,因此,整个搅拌过程中,要求施工人员必须具有精细、准确、严谨的工作态度,认真按要求完成每道工序。 3.混凝土的浇灌对竖向的施工结构来说,要想确保施工质量,要特别重视以下几个方面的问题;第一,要用水泥砂浆在竖向建筑的底端进行填充,将厚度保持在五厘米到十厘米之间;第二是要及时解决建筑过程中出现的离析现象;第三是在混凝土浇灌过程中,如果模板的高度超过了三米,那么应该在施工中采取具体的措施来确保混凝土的施工质量,尽可能地避免混凝土出现下滑。比如说通过由外向内的方式,连续性地浇灌墙体和柱体,减少模板承受的压力;在完成浇筑工作后,要给予它两个小时的时间用来完成混凝土初凝工作;当混凝土具有一定的强度之后,再进行接下来的梁板施工;第四在混凝土浇灌中要注意好时间的控制,包括各道工序持续的时间,还要提前对模板、预埋件、支架等进行检查。 4.混凝土的振捣在进行混凝土振捣工作时,一定要注意工作的连续性,并控制好振捣面的沉落情况,以尽量避免出现过振的现象。如果在施工中使用的是插入式的振动器,要在对振捣范围进行控制的基础上,按照一定间距完成振捣工作,一般情况下振捣器的直径应该控制在3倍范围之中。除此之外,混凝土施工中常用的振捣方式就是行列式以及交错式。 5.混凝土的后期养护混凝土的后期养护措施主要有以下几种,第一种是太阳能养护;第二种是构建加热养护法;第三种是通过养护剂来对混凝土进行保护。混凝土的后期养护工作的理论依据,就是控制好混凝土表面的温度,避免内外产生较大的温差而发生裂缝。结语:土建工程是建筑施工中的重要环节,而混凝土施工技术也是其中最重要的建筑技术。为了在实现绿色建筑的同时提高建筑的质量,创新土建工程施工技术,完善混凝土施工手段,是未来建筑行业迫在眉睫需要解决的问题。 作者:王涛肖永辉韩波单位:北新建材集团有限公司 工程技术创新论文:岩土工程技术创新研究 【摘要】我国在岩土工程技术的创新发展中从未停止,目前我国已经在岩土工程技术中积累了一定的经验以及实际工程项目的应用。对于高速铁路、跨海大桥、海底隧道等工程项目中,可以看到我国在岩土工程技术中的应用已经处于很高的发展阶段。而我国的建筑行业不断发展的同时,也应当注重对于岩土工程技术的创新发展,本文对其创新途径进行了研究。 【关键词】岩土工程;技术创新;研究方式 1岩土工程的特点表现 (1)岩土工程具有隐蔽性的特点。对于岩土施工而言,其包含了多种技术方法,而在地下连续墙和桩基的施工中,我们能够发现,其主要特征都在地下深处隐藏,而在其具体施工中也是在隐蔽的环境下进行的。这是施工环节中与施工地点的隐蔽性特点。(2)岩土工程中复杂性的特点。在岩土工程中,具体的施工人员需要进行工程作业的阶段,一般情况下受到环境制约,以及多种施工情况因素的限制。那么从施工程序上可以发现,岩土工程需要多工种配合作业完成项目,而具体的部分施工程序中其工作人员呈现出密集状态,而且在进行前期施工准备阶段上,其任务量也是一般工程所无法相比较的。其中工程勘察现场作业的设备和仪器,较为复杂但是也相对方便使用,比较容易在施工中进行较为灵活的应用。除此之外,岩土工程的施工中,对于施工技术的工艺问题也是其复杂性的表现,在不同的施工地点,即便使用同一种工法和同一种桩型施工,也需要考虑匹配情况,所以导致其施工工艺也存在一定的差异化。从而形成了岩土工程中相对复杂性的特点。(3)岩土工程中严格性的特点。在岩土工程中,其施工的每项环节都要求其严格性。比如说在岩土工程中需要应用灌注柱,那么在其柱身结构中,能够保障质量的严格性,也要保障其柱身的材料强度,从而确定对整体施工进行质量强化。而且在灌注柱施工的具体操作中,准许出现的偏差也要严格的要求,如果出现偏差过多的情况,必要影响后续工程。所以在施工方向上,岩土工程是具有必要的严格性。 2岩土工程技术创新途径 (1)在岩土工程中钻探与坑探技术的创新。岩土工程技术中,钻探和坑探对于较物探进行的对比,是最为直接的勘探方式。钻探与坑探可以直接明确地质状态。一些大型施工中会使用钻探与坑探。钻探是地层类别和勘探要求,在深度不同的地层中,直接采样进行研究的技术,从而确定内部岩土物理性质。而坑探采用动力设直接勘探,其勘探方式耗费人力和物力,也相对存在风险。所以勘探时择经济适用型方法是目前的主要方式。那么对于这种现象,在广泛的岩土工程技术应当创新研究钻探与坑探技术。(2)在岩土工程技术中对于静力触探技术的发展创新。岩土工程技术是需要多种技术相互结合的,而且需要进行较为快速的判断,同时也需要在较为复杂的施工环境中灵活应用,从而在其施工上进行优化的重要作用。而静力的触探技术,恰恰是一种可以快捷测试的技术,而且也相对轻便,在岩土施工中能够得到方便使用。例如:越南福尔摩莎集疏运港区的岩土工程施工中能够发现,钻探方法和静力触探技术,对土质和土层类别的划分,能够得到相对准确的数据信息。触探技术得出的数据信息,在计算不排水抗剪强度中具有较高的实用价值。(3)创新动力触媒技术在岩土工程技术中的应用发展。在岩土工程技术中,动力触媒是一种新型技术,也是原位测试中一种普遍可以实际应用的技术。而这种方法是利用探头的贯穿能力,进行土中15cm-35cm的地下位置,从而将需要获取的数据通过锤击的方式,来明确物理性标志的风化基岩,这一技术具备测试勘测的性能。虽然在岩土工程中已经得到一定的应用,但是对于其探头可以加深地下勘察能力,而且也应当发放在不同环境下的作业能力,从而在未来的岩土工程技术中能够得到重要的发挥作用。(4)对于GPS测量定位技术在岩土工程技术中的创新。全球定位系统GPS,在岩土工程技术上是能够有所发挥的重要技术,在我国GPS技术尚未完善的阶段应用于岩土工程之中,确实相对缺乏应用经验,以及理论支持,但是在近现代GPS技术的稳定发展中,已经积累了相对较高的操作技能,所以我国岩土工程技术的创新途径中,也应当将GPS技术作为可以重点发展的方式。从其技术实践中可以明确,定位技术是进行测量的主要工具,通过借助空间卫星群的勘察扫描能力,进行与地面接收站的信息传达,从而形成更为广阔的数据勘察工作。利用这种方法可以有效开展岩土工程的前期准备工作,为工程项目提供有利的数据支持,从而提高岩土工程中的施工效率。(5)计算机技术中CAD应用于岩土工程技术的创新。AuotCAD技术应用于工程建筑行业较为普遍,而在岩土工程技术中,其具体施工项目上也得到了一定的应用,但是基于岩土工程的技术具有一定的严格性,我国对于其具体应用于岩土工程技术的方向上还应当超测量和指导施工方向上进行发展。而针对于CAD软件的设计能力,应当根据工程测量中的具体数据,进行有效的编辑和处理,对于工程资料在CP端的表现,应注重实际地形的绘制能力,以及有针对性的地质描绘工作。与此同时也应当注重广泛强化野外数据的处理整合,以及采集功能的实践应用价值,通过及时有效的数据规划,从而对所测量数据进行分析,在其软件中将可以施工的方向进行总结,从而得到能够应用于实际的工程图纸,以便于在岩土工程技术中更好的发挥出,CAD的应用方向。 作者:张承成 单位:张家口市京北岩土工程有限公司 工程技术创新论文:建筑工程技术创新能力研究 1加强毕业设计指导教师的创新意识 毕业设计是学生在毕业前对所学知识的总结和创新,包括在校期间所学的理论知识和顶岗实习期间的实践经验。具体工作是指在指导老师的指导下,进行选题、分析、研究、解题,在此过程中指导老师有着较强的指导意义和示范作用。如何在此过程中培养大学生创新能力,首先要求指导教师具有较强的创新意识和创新能力,只有指导教师具有了创新能力和创新意识,才在指导学生的过程中引导学生独立思考、大胆质疑、培养学生获取新知识和创新知识的能力。 2采用不同的选题模式 建筑工程技术专业毕业设计的选题为学生毕业设计确定了设计框架和方向,选题是否恰当新颖、技术是否先进是培养大学生创新能力的前提保障,因此,毕业设计要从以下几个方面进行选题:(1)鼓励学生积极主动的参与毕业设计的选题。引导学生去主动观察、主动发现、主动思考问题,在学生选题过程中积极培育大学生追求创新、推崇创新的思想意识,使学生爱上学习、爱上专研、爱上创新,为成功完成毕业设计打下良好的基础。(2)毕业设计选题紧扣建筑工程企业(包括建筑设计单位、施工单位、监理单位、装备企业)的工程项目。设计选题要接地气,选题不仅要有科学意义,而且要有经济意义,因此设计选题必须与建筑工程企业生产经营密切相关,要通过毕业设计解决工程实际问题,解决在工程中出现的新问题。(3)毕业设计题目要有一定的广度和深度,要结合我院建筑工程技术专业分流培养的实际情况,在题目的设置中,要根据分流程度,选择难度适宜的项目,同时在题目的内容中要尽量覆盖本专业的所有主干课程,并能体现建筑工程技术专业的特色。(4)毕业设计题目要体现建筑工程技术专业的最新研究方向,要体现社会发展对专业的要求和特点,要体现专业研究的新技术、新方法、新理念,进而使学生通过毕业设计了解国内外本专业本领域的最新动态和前沿信息;同时通过毕业设计这一环节,使同学们能够利用最新的技术、信息、软件、办法,解决工程项目中的实际问题。 3创新毕业设计指导模式 建筑工程技术专业毕业设计是在老师的指导下由学生自主独立完成,指导教师要做到“因人因材施教”,要根据不同基础的学生分流指导,要在不同的内容上、深度上、广度上进行指导;要注重对学生的启发和引导,要加强对学生的创新能力培养;而不是要求学生单纯的按照指导老师的的方式方法去设计。对于校内外指导老师而言要从创新教育的理念出发,注重培养学生发现问题、提出问题、分析问题的能力,进而加强学生获取知识的能力和创新的能力。对于指导老师而言,一要严格要求学生,强化纪律;二要对学生放手,让学生主动去思考、去分析、去创新;三要加强对学生的引导。通过上述的方式方法,提高学生的毕业设计成果,从而加强学生的综合能力和创新能力。 4在设计中加强创新性考核 改革现有毕业设计评价体系,使评价体系向有利于促进学生全面发展的方向进行。为此,我们在毕业设计考核时不仅对所学专业知识的全面性进行考核,还引入创新性知识点的考核,并提高其在毕业设计成绩评定标准中的分数比例,使其引导毕业设计的方向,推动毕业生在毕业生中向创新性方面健康前进。随着社会经济文化的发展、“大众创业、万众创新”的全面推行,社会对建筑工程技术专业毕业生的要求越来越高,如何提高毕业生的竞争能力,这就要求不断提高大学生的创新能力。在新形势下,如何提高毕业设计的质量,如何在毕业设计实施过程中培养大学生的实践技能和创新能力就越显得重要的。 作者:蔡济众 张曦 王鹏 单位:武威职业学院 工程技术创新论文:农业机械工程技术创新研究 1地膜覆盖技术应用分析 1.1地膜覆盖技术的基本概念 地膜覆盖技术是目前面向旱区农作物节水工程作业的针对性技术,它的主要功能就是有效减少土壤内部水分蒸发与无度流失,最大程度实现农田保墒。其具体做法就是在地表覆盖塑料薄膜,保证土壤中水分不会轻易被蒸发到空气当中,切实确保塑料薄膜内湿度,进而实现对土壤耕作层中温度、湿度、水分、肥料等外在条件的有效保护,同时也能做到对土壤内部物理环境的良性改善,在这种综合保护环境下,农作物就能实现正常生长,达到增产增收的农业发展目的。相比于农业机械旱作节水技术操作方式,地膜覆盖技术不但是农业机械工程技术的一种全面革新,也是对技术操作简易性、高效性的有效改善。它能够适用于多种旱区农耕技术,以确保地方达到农作物增产增收的目的。当然,该技术方法也存在一定缺点,比如它由于长期覆盖薄膜就导致了农田无法实施大面积灌溉,可能影响到农作物的后期种植处理工作。为此,许多地区也将农业机械工程技术与地膜覆盖技术有机融为一体,希望达到再一步的技术革新,确保新技术对旱区农业节水作业的进一步改善[1]。 1.2某地区的玉米地膜覆盖农业机械工程技术应用 以某地区的玉米耕作为例,该地区整体上光温资源相当丰富,但年均降水量仅有317.9mm,蒸发量却达到2500mm,为年降水量的8倍左右,属于典型的半干旱地区。该地区由于受到春季干旱及早霜影响,所以在露地条件下玉米种植存在一定阻碍,难以成熟,在特别严重干旱年份还容易遭受大量的玉米减产甚至绝收问题。自2015年开始,该地区大力推广地膜覆盖综合技术,希望达到玉米旱作综合节水目标,到目前为止,该地区已经通过该技术覆盖了全地区32万亩的玉米耕种面积,并取得了良好农业成效。下文将主要介绍该地区利用地膜覆盖综合节水技术配合农业机械工程技术所实现的玉米良性种植过程。1.2.1精细整地技术玉米种植前的精细整地技术主要在春季进行,考虑到春季昼消夜冻问题,所以选择坡度为15℃~20℃左右的地块来进行扦插作物残留根及秸秆的情理工作,同时也要做到有效清理残留地膜和破碎田间土块,做到田间表面平整。1.2.2耕地覆膜技术利用大型耕地机械在春季昼消夜冻时期进行玉米农田的全面起垄覆膜,同时实施机械化复式作业,达到最大限度保墒目标。在机械设备操作过程中,要保证起垄覆膜中小垄的两面沟距离在40~50cm左右,而大垄两边沟则要保持间距在80cm以上,可以考虑在垄后两角位置各加入一个浮土器,进而提高覆膜技术效果及作业效率。在操作过程中,要保证地膜的宽度在1.2~1.5m左右,而厚度保证在0.01m左右。如此操作可以保证膜厚度保墒提温效果良好,且更利于残膜处理。一般来说,耕地覆膜技术要在春季4月中旬到下旬前完成,在覆膜之后利用打孔机配合细铁丝头为垄沟做成集雨渗水孔,确保播种过程中将无效降雨转化为有效降雨。再者,可以考虑利用改制后的铺膜机对玉米耕地进行W型沟垄雨铺膜,并同时在此基础之上来辅以高效立体化玉米作物种植模式,也能充分发挥农业机械工程的节水效应,大幅度提升耕地覆膜技术效率和旱地玉米种植效益。2016年,该地区全年采用了“旱地全膜双垄沟播”技术,其玉米亩产普遍达到900kg以上,其中核心攻关技术田亩产量更超过1200kg,实现了地方旱作玉米地膜覆盖综合节水与全程机械化、标准化高效生产双目标[2]。 2机械化深松技术应用分析 机械化深松技术目前是保护性耕作技术体系种的关键内容,它也是目前我国农业部与地方各省所重点推广的农业机械化技术。 2.1机械化深松技术的基本作用 机械深松主要利用不同动力机械配套设备来完成农田整地工作,做到土壤疏松、犁底层打破,实现对雨水入渗速度与数量的有效增加,同时做到径流及水分蒸发损失有效减少。考虑到机械深松只是松土而不是翻土工作,所以作业后也能确保耕层土壤不乱,拥有着相当小的动土量,非常适合于那些浅层土及不宜耕翻作业土壤的有效深松。在旱区耕作作业中,机械化深松的蓄水技术已经相当成熟,它能够做到有效改善土壤蓄水保墒能力,并大量接纳天然降水,甚至可以建立土壤水库,解决旱区农业生产中各种问题,以下具体阐述以下机械化深松在旱作节水耕作过程中的各项技术要点。 2.2机械化深松作业的技术要点 2.2.1作业标准阐述 一般来说,机械化深松作业的作业方式主要利用大型机械配合复式整地机组带深松铲来实现对土壤的深松与深翻作业。而在作业质量标准方面,则要求深松达到深、细、平、实4大效果。通常深松整地的实际深度都要达到30~40cm左右范围,且深松整地一定要做到土壤细碎和田面平整,确保没有漏耕、耕地深浅不一致(上实下虚)等问题的出现,要确保播种状态始终保持良好,以切实达到旱作保水保墒目标。 2.2.2作业技术要点分析 首先,机械深松作业一定要根据实际的土壤墒情、耕层质地来进行针对性调整,基本要确保耕层下无石头、树根等硬物,如果耕层质地条件合适,可考虑适当的深层深松,反之则要进行浅度深松。其次,要根据旱作节水作业季节来分析土壤含水量程度,如果土壤含水量相对较高且土壤相对较为粘重,如此地块是不适合深松的,更不能采取全方位深松作业,这样能够有效防止第二年耕作出现耕地坚硬板结垄条结构。深松深度要依据不同的耕作、节水目的和不同的土壤来展开并确定。比如说在渍涝地排水、盐碱地排盐洗碱方面,其机械化深松松土深度就应该保证在40~60cm左右为最佳。一般土壤耕层可以选择30~40cm的松土深度,且这一标准不能小于25cm,这样也有利于土壤水库的形成。最后,机械化深松作业主要提倡在秋季全方位展开,确保耕层深松具有一定深度,而夏季则主要以局部深松为主,不宜对大面积耕层进行整地深松[3]。 在旱作节水农业作业实施过程中,传统技术是存在一定局限性的,因此地方农业一定要做到敢于突破创新技术,基于传统技术基础上结合新技术,并配合农业机械设备来促进旱作节水作业的合理化,以达到最终的农业旱作的经济高产化成果。 作者:高云峰 单位:莱阳市河洛镇农机站 工程技术创新论文:机械工程技术创新思考 摘要:机械工程技术作为工业领域中不可缺少的生产手段,其有着举足轻重的作用,而且其还是提升国家经济水平的重要工具。然而,由于全球经济一体化的到来,国内工业面临着巨大的挑战与压力,所以想要让我国的机械工程企业在愈来愈激烈的国际市场中站稳脚步,就有必要全面认识和思考机械工程技术的创新。 关键词:机械工程;技术创新;思考 改革开放以来,国内的经济已经获得了前所未有的发展机遇,并表现出了十分旺盛的生命活力。特别是国内的制造行业,发展速度和规模相当可观。提升经济水平的基础是工业经济,同时,在工业市场竞争如此激烈的情况下,机械工程经济更起着相当关键的作用,在市场经济中有着不可忽视的影响力。现代化的机械工程是一门将自然学科理论和制造实践过程里的经验结合在一起的专业,其目的是主要处理和分析有关设计生产和装配应用修理环节中出现的问题。改善机械工程技术是国家经济水平提升的关键措施,机械工程是一个国家经济赖以发展的基础行业,是其它工程领域顺利开展的根本。 1机械工程技术进行创新的意义 在对机械工程技术进行创新的过程中,不但需要技术人员有充足、牢靠的相关专业基础知识和实践经验,还需要其拥有自主创新意识和创新能力。为了提高机械工程有关技术创新的工作效率,就有必要培训相应的创新型团队,所以,机械工程技术的创新,在一定意义上就是对团队的创新培养。特别是对于当前全球经济一体化的大环境下,国内机械工程行业的开展面临着不小的竞争压力,为了得到更多的发展机会,就需要正视这些问题,强化技术创新,不断吸收创新型团队,并对企业内部人员进行创新能力与意识的训练,从而把机械工程和智能化技术实现合理整合,全面推动国内机械工程行业的竞争能力,同时在技术创新的过程中得到更多的企业运营收益。 2机械工程技术创新的类型 (1)协作创新。联合不同企业,各个高校和相关的科研机构共同进行机械工程技术的创新,目前这种形式普遍应用到了各种新兴与高新技术的研发过程中。数据信息同享与工作效率保障是使用协作创新的关键基础,同时还需要更一步确定协作目的和有关规定,并且在机械工程技术创新探索中,每个参与方都必须要互相协作,积极沟通,遇到问题需主动协商,共同参加到技术创新的过程中,同时还应当采取恰当的措施来担负技术创新过程中潜在的风险。机械工程企业、高校与科研机构的协作创新形式,无论在国内还是在国际上,都是展开机械工程技术创新活动的关键形式。(2)借鉴创新。借鉴创新形式指的是经过对既有的机械工程技术实现仿制与革新的创新行为,即是对某些较早投入市场的机械制造品实现科学改造和创新。在机械工程技术的创新环节里,第一步需要针对借鉴对象的生产流程和工艺进行研究,对其中的技术实现正确剖析与把握,继而根据这些工作,加入原创性的改造,从而使原先产品的技术层次上升一个高度,让创新过的机械工程技术具备更强大的行业竞争能力。借鉴创新形式的使用不但能够节省一定程度的开发和有关的投资成本,还可以在很大程度上减少投资风险,然而借鉴创新形式也有着较大的技术依赖性。并且由于国内对知识产权保护程度的不断深化,和对有关权利保护制度的持续健全,想要利用借鉴创新形式来实现机械工程技术的创新,其难度愈来愈大。(3)独立创新。想要真正实现机械工程技术的创新,就必须要具有独立创新的精神和能力。而要进行机械工程技术的独立创新,需要有关行业内部不断进行技术研究与技术难关冲破,经过展开不依赖于外部技术的研究探索行为来得到具备完全自主知识产权的创新型技术,而该过程得到的技术研究成果通常都是有较高关注度的科学理论与技术发明,其有着相当巨大的影响力,并且也表示着其研究成果的作用在机械工程行业中是至关重要的。利用独立创新模式不但能够顺利脱离不断模仿、吸收外部技术的跟随性,还可以在很大程度上把握机械工程技术领域的主动权。 3机械工程技术创新应用 (1)机械工程仿真技术。伴随着国家科技水平的提升和计算机技术的快速发展,机械工程技术创新也需要跟上时代步伐,正确引进计算机技术,善于利用网络技术和仿真技术,这可以给完成机械工程虚拟化提供根本保证。在利用机械工程仿真技术的过程中,需要对虚拟仿真软件的科学使用给予足够重视,这对于强化机械工程技术的创新有着重要影响。仿真技术的使用不但能够给机械设计环节里出现的某些问题提供合理的处理方案,还可以适当的缩减制造品的生产期限。(2)机械工程集成技术。想要全面提升国内机械工程行业的生产水平,有关机构就必须加强对集成技术的研发和创新,经过融合与使用数据信息处理技术来辅助企业完成发展目标。在目标实现过程里,集成化技术关键是应用有关的科学方式来对企业制造要素进行重新组合,从而把其整改成另一个整体,且利用从宏观角度提升其经济收益来持续强化企业产品生产的实用性。(3)机械工程自动化技术。在机械工程技术创新环节里,需要关注科学技术和自动智能技术的科学结合,从而逐渐代替手工操控,推动机械工程创新自动化的顺利发展。并且自动化的使用还可以让机械操控更加准确和及时,在机械工程技术创新环节里遇到的某些突发性难题也可以被恰当地处理,减少事故的发生。 4结束语 我国的机械工程行业在国际上已经名列前位,然而其中的含金量并不乐观,需要从根本上对机械工程技术进行研究和创新,以此提升国内机械工程行业的真正水平。机械工程技术水平能够体现一个国家的经济发展的真正实力,然而只能说我国是第一机械工程大国,却谈不上强国。强化机械工程技术创新能力,不断调整产业结构,提高机械工程行业的核心竞争能力与品牌效益,是国内机械工程行业发展的当务之急。 作者:张利 单位:广东理工学院工业自动化系