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。

本文基于此进行分析讨论，将计算机辅助机械设计现存的问题进行分析，最终提出相应解决策略，以此来提升我国计算机辅助机械设计水平，从而促进我国计算机事业发展。 目前，我国科技不断发展，网络发展全面进入人们的日常生活，影响人们生活、工作以及学习。因此，计算机信息技术的发展对现代化社会有重要意义。针对此种发展现状，我国计算机事业在不断进行改革，以此来满足人们对网络的需求，但在计算机发展过程中逐渐出现一定问题，主要是计算机中辅助机械设计水平较低，难以满足人们对计算机网络信息需求。计算机辅助机械设计主要工作原理是通过计算机计算技术以及图形设计能力，提升相关工作人员工作质量以及水平。但现阶段计算机辅助机械设计中存在问题，从而影响相关工作人员的工作质量。本文基于以上观点，首先表明计算机辅助机械设计在计算机中的重要性；其次说明现阶段计算机辅助机械设计应用现状；最后提出计算机辅助技术科学应用措施，以此来提升计算机辅助机械设计水平，满足人们对计算机网络信息要求，使其能够不断为我国相关事业发展做出杰出贡献。 1计算机辅助机械设计在计算机中的重要性 1.1贴合相关设计人员思维 工作人员在利用计算机辅助机械设计时能够在大脑中先行勾勒出大概内容，然后运用立体方式将其展现，为设计工作做好相关准备，最终利用计算机辅助机械设计功能对其进行完善设计，能够有效的帮助设计人员将脑海中的设计进行完美展现，使人们能够直观的感受到同一图形的不同特点，以此满足设计人员的思维要求。 1.2提升设计质量以及水平 将计算机中的辅助机械设计应用到设计活动中能够将原本的构思进行保留，运用简单二维图形将其进行呈现，能够有效的满足设计人员的想法，将设计经过计算机中复杂类运算程序处理能够使设计效率增倍，与传统设计模式相比，更具有先进性。因此，运用计算机辅助机械设计能够提升设计质量以及设计人员水平。 1.3修改设计较为方便快捷 计算机辅助机械设计中还存在一种特殊功能，设计过程中容易出现一定的错误，传统的机械设计难以在原图中进行修改，导致图形作废，浪费相关人员工作时间。但计算机中辅助机械设计能够在出现错误时在原图中进行修改，有效地节约工作时间，还能够使原有零件之间完全配合，所以，计算机辅助机械设计运用较为快捷方便。 2现阶段计算机辅助机械设计应用现状 现阶段，在我国机械设计领域与西方国家相比，我国计算机辅助机械设计较为落后；与传统机械设计相比我国计算机辅助机械设计水平有一定提升，但距离西方国家机械设计依旧具有一定距离，主要原因是现阶段我国科学技术水平与西方国家相比处于劣势。并且我国机械设计起步时间较晚，未曾对相关方面进行深入研究，从而导致我国现阶段计算机辅助设计依旧停留在初级阶段，不利于我国机械设计事业发展。 3计算机辅助技术科学应用措施 3.1辅助绘图设计 计算机机械辅助设计中CAD系统中具有一定灵活性，能够为设计人员提供全新的设计方案，在拥有固定零件配置时能够匹配更高级设计，并且对其进行匹配设计时时间较短，能够有效地避免配件与设计出现失误现象。因此在进行机械设计时应用计算机辅助机械设计能够提升设计效率，将其应有功能价值进行充分发挥，满足国家对机械设计发展要求。 3.2零件以及转配图设计 在机械设计中主要包括线框、表面以及实体方面设计，通过计算机辅助机械设计能够将三种设计进行有效的运算，从而能够运用更加先进的技术将设计完成，以此来促进计算机辅助机械设计中零件以及转配图设计水平的提升。 3.3细节检查设计 通过计算机堵住机械设计能够将零件设计进行回放，从而能够将整个机械设计细节进行展现。通过此种方式设计人员能够有效的检查其中的错误，并及时对其进行修改，以此来提升设计质量，避免出现失误对设计作品产生影响，将整个设计维持可行性以及高效率。 4结束语 综上所述，我国科学技术在不断发展过程中促进我国计算机辅助机械设计发展，在实际应用过程中依旧存在一定问题，主要问题是在于我国科学技术与西方国家相比较为落后。针对此种发展现状，对现有的计算机辅助机械设计进行科学运用，不仅能够提升机械设计水平，还能够促进我国科学技术进行下一步发展计划，为我国计算机事业发展提供前进动力。

0引言 石油企业机械设计制造及自动化综合性很强，具备能耗低、质量高、功能多等技术优势，并与信息处理、自动化控制、传感检测等相关学科联系密切。石油企业要结合自身运营及发展情况，认识到机械设计制造及自动化发展的重要性，明确未来发展趋势，为后续企业各项工作的开展奠定良好基础。 1石油企业机械设计制造及自动化概述 1．1机械设计制造及自动化定义 机械设计制造及自动化，具体而言，指以机械设计与制造为基础，使产品设计和制造更具智能化特点，其是一项综合性很强的工作。如今越来越多的自动化技术被应用到石油企业机械设计制造中，使该项工作更具自动化、智能化和人性化特征。受外部科技发展、经济市场及劳动力成本等因素影响，石油企业希望借助机械化，使工作效率提高，实现成本控制，提高企业的市场竞争力。同时也为其他各类科学技术及经济发展奠定了良好基础。 1．2机械设计制造及自动化优势 相较于以往机械制造，石油企业机械设计制造及自动化的优势体现在自动化和智能化方面。该背景下，微电子技术、计算机信息技术、材料技术、新能源技术等高新技术与机械设计制造技术相互交叉，互为渗透，服务于石油企业的机械设计制造和自动化生产，为其提供技术支撑。石油机械设计制造的优点，具体表现为。1)石油机械设计制造及其自动化以先进的自动化技术为依托，借助信息化技术和机械技术对石油机械设备进行科学控制，从而使各类石油机械设备工作效率不断提高，减少不必要的工作时间，保障工作质量。部分区域工作环境恶劣，选用智能化机械设备对人力施工进行替代，有助于规避具体工程实践中的各类风险。2)传统的石油机械设备一旦发生故障，既不能够自行诊断，又没有针对性的防范机制，仅依靠人工方法修理，不利于石油企业各项工作的开展。而在机械设计制造及自动化背景下，可依托相关自动化程序，及时诊断和修复机械故障，使石油企业工作效率不断提高，生产过程也更加安全。 2石油企业机械设计制造自动化发展趋势 2．1绿色化发展 当前我国环境污染问题严重，石油企业始终秉承绿色、环保发展理念。机械设计制造和工业生产等都会污染环境，石油企业日常生产过程中污染物排放量大，倘若不能够采取针对性措施予以处理，很容易污染环境，甚至导致不可估量的后果。基于这一情况考量，石油企业应秉承绿色发展理念，自动化技术和设备的应用，使石油企业污染降低，但因机械设计制造工作量大，环境污染仍未完全控制，仍需加大机械设计制造及自动化研究力度。 2．2智能化发展 智能化是石油企业机械设计制造自动化发展的必然趋势，其实现方式是人类专家和智能机器相结合。基于控制理论考量，智能化涵盖模糊数学、计算机科学、混沌动力学等诸多学科，并与人工智能制造技术具备一定的关联度。将智能机器设备应用到石油企业中，依托智能化系统分析和判断数据，有助于优化人类专家工作，为石油企业决策提供辅助，并控制目标，开展独立决策。 2．3微型化发展 受新型材料和技术影响，石油企业机械设计制造及自动化产品具备新型特点，不仅操作过程简便，而且产品体积小，便于携带等。石油企业机械设计制造及自动化发展过程中，机械设备的体积减小，其能耗也会相对减少，而且使用过程也更加方便灵活，技术含量高，为后续搬运及运输提供方便，助力石油企业朝着良好的方向发展。 2．4模块化发展 近年来，石油企业机械设计及制造数量越来越多，存在产品功能重复情况。具体工作实践中，要创新产品设计，充分发挥模块化功能，逐一体现产品属性，从而满足不同产品设计需求，以免出现重复设计情况。将模块化应用到石油企业机械设计制造自动化发展过程中，适用性强，而且能够统一零散的产品设计方式，集中管理组织生产等，确保产品质量的提升。 2．5数字化发展 科技的快速发展，使网络化、数字化、信息化技术等应用普遍，在石油企业机械制造设计及自动化领域更具适用性。应用自动化技术，为网络化、数字化、信息化技术的使用和发展奠定良好基础。现如今，石油企业机械设计制造及自动化将网络化、数字化、信息化作为发展方向，与各用户机械设计制造及自动化需求相吻合，应用及发展前景广阔。 3结语 石油企业机械设计制造及自动化发展，使机械设施的稳定性和可靠性不断增强，而石油机械也更具人性化及智能化特点。石油企业要结合日常运营及发展要求，认识到机械设计制造及自动化发展的重要性依托新型技术和设备，将机械设计制造及自动化效用发挥到最大，提高石油企业生产效率，实现生产经营目标。

随着我国不断发展和成熟的制造行业，尤其是在各行各业应用机械自动化技术后，使得我国传统机械制造行业进一步得到了技术完善，机械制造的效率显著提高，这对机械制造行业的快速发展有着极其重要的作用。文章探讨机械设计制造及其自动化的发展前景，有助于推动我国社会经济的全面发展。 1机械设计制造及其自动化的概述和优势 机械设计制造及其自动化在生产产品的机械过程中，依靠自动化技术，使其实现连续生产，并且进一步优化生产过程，改进生产方式。机械设计制造及其自动化是多种技术的融合体，不断朝着微型化、虚拟化以及智能化方向发展，不仅提高了机械生产效率，也为人们的生产生活带来了极大的便利。具体来说，机械设计制造及其自动化的优势主要有以下方面。 1）改进生产方式，提高机械生产效率。机械设计制造是利用机械设备来代替手工作业，能够大大提高生产的自动化程度，提高生产效率，降低人工操作，从而减少在生产过程中对人身造成的不必要的伤害，也可以降低生产成本，扩大公司或企业的生产规模。自动化是在生产过程中使用数控以及相关信息处理等技术，从而使机械操作更加趋向智能化，既能减少人力操作，又能极大的优化生产过程，改进生产方式。通常来说，在进行大型生产过程中，总会不可避免的遇到非人力控制以及一些极端生产环境的状况，此时可以运用机械设计制造及其自动化技术解决所遇到的问题。 2）确保生产安全，完善生产流程。传统的机械生产若在生产过程中出现故障，智能依靠人力来进行检查和维修，在很大程度上都依赖主观经验，没有准确的客观依据，很难提高维修精度，也会在很大程度上使机械设备受到过度磨损。然而，机械自动化生产由于每个生产环节都是由电子元件控制，会在第一时间对出现问题的部位进行自动保护、监控和诊断，不仅会保障生产安全，也会更加完善生产流程。 3）精简生产流程，推动产业变革。机械设计制造及其自动化能够降低因人力而带来的一系列不便，使整个生产流程变得更加的简便流畅，从根本上提高了工业生产效率，推动了整个机械生产产业的变革。 2机械设计制造及其自动化的发展前景 1）机械制造微型化。历史上的工业革命都是由一个生产工具起步，在形状上不断由小变大的过程，机械设计制造也不例外。机械设计制造在刚发展时，全都是超大型的机械设备，当时虽然适应生产要求，但随着科技的不断进步，许多机械设备已经不能适应快速的发展需求，从而相继被社会所淘汰，所以，机械设计制造微型化发展已经是大势所趋。上世纪八九十年代，微型化机械制造已经有了萌芽，随后虽然有些难题阻碍了它的发展，但至今改良大型机械的内部构造、缩小机械体积等一直是机械设计制造领域热门的研究课题。 2）机械制造虚拟化。在制造传统机械的过程中，首先需要进行机械图的设计，在理论方面对机械制造的合理性进行分析，之后反复实验，确定机械的运转效果，最后进行生产制造，这需要十分漫长的过程，浪费了大量的人力和财力。随着科学技术的日益发展和成熟，可以使用专业的软件，在电子设备上来虚拟设计和调试机械，在其完成后进行模拟试验，这不仅能节约机械设计的成本，而且能够更加直观的观察到机械制造的设计过程，这必然会成为当下机械设计制造领域的主流。 3）机械制造智能化。机械制造智能化是指通过设定相应的程序，让机械可以具有类似人类的“智能大脑”，它能将人类思维模拟出来，智能分析推理生产中产生的一系列问题，并给出对应的决策，使机械能够真正实现全自动生产。不断完善的智能机器人技术，必定会使智能机械融入到人们的生产中。 3结束语 总之，将自动化仪表和自动化控制技术应用到实际的工业生产中，实现工业生产管控智能化，进一步促进了工人们的劳动生产效率。虽然这么做可能需要购置很多设备，投入较大的生产成本，但是前期设备投进生产以后，工业生产中的各类资源都可以得到有效的节约，使实际获得的经济效益要远远大于前期的设备成本投入。

1现代化机械设计制造工艺及精密加工技术概述 1.1精密加工技术 随着精密加工技术被人们熟知，机械制造业、建筑行业的发展速度都得到了明显的提升。精密加工技术的适用范围并不局限于建筑业和机械制造业，研究结果表明，应用相关技术对产品进行加工，无论加工的效率还是准确性，都能够得到明显的提升。在机械设计和制造的过程中，对精密加工技术进行合理应用，可以在提高机械精密度、加工精准度的同时，加快技术升级的速度。机械制造的全过程都与精密加工技术存在着密切的联系，具备科学、合理应用相关技术的能力，是推动机械制造业进步的关键。 1.2机械设计和制造工艺 提高机械设计和制造需要应用到的各项工艺，能够为建筑业的持续发展提供强大的支持。未来一段时间内，围绕着相关工艺展开的工作，主要集中在两个方面：一方面利用机械技术完成原材料加工、机械设备制造等工作，为加工的精准度提供保障，提升工作效率，减少相关人员的工作量和工作强度；另一方面不断地进行创新与改革，提高机械制造的质量和精度，在最大程度上降低误差出现的可能性。 2现代化机械设计制造工艺及精密加工技术特点 2.1高精度 高精度不仅是现代化的机械设计和制造工作的特点，还是当今市场对所制造机械产品提出的要求。在制造机械产品的过程中，有关人员可以根据实际情况，对数字化技术、自动化技术在内的现代化技术进行选择与应用，通过精密控制制造过程的方式，提高所制造产品的精准度，使其能够在最大程度上满足市场需求。 2.2组合性 在设计并对机械进行制造的过程中，有关人员通常会选择不同的生产工艺进行综合应用，保证所制造产品在规格、质量及效果上都能够满足相应的要求。正因如此，从事机械制造工作的企业才可以有针对性地对业务进行拓展，提高产品的精密度。例如，将生产制造技术和信息技术相结合，能够保障生产控制的精准度，对产品进行生产与加工可以取得事半功倍的效果。 2.3系统性 无论是精密加工技术还是现代化的机械设计和制造工艺，都具有系统性，它们既有需要分别达到的系统性要求，又有需要共同达到的系统性要求，这样可以提升二者结合时具有的精密度，从而推动建筑业的发展。实践结果表明，合理应用相关技术及工艺，一方面可以节约机械设计和制造需要花费的时间，另一方面能够避免现有资源出现不必要的浪费，为经济效益的提升奠定坚实的基础。在绿色制造理念被越来越多人所认可的当下，基于绿色制造理念开展科技创新工作，避免相关技术和工艺的发展给环境带来不利影响，使节约资源成为现实。 2.4全球性 无论是社会的发展还是经济水平的提升，都使得经济全球化成为现实。无论是对机械制造业还是对企业行业而言，要想在激烈的市场竞争中占据一席之地，根据全球化趋势来看，对发展规划加以调整是很有必要的，具体来说，就是在发展综合竞争力的基础上，有选择性地提升相关技术与工艺的现代化水平，充分发挥现代科学技术具有的优势推动行业发展。 3现代化机械设计制造工艺及精密加工技术应用 当前，机械制造业所制造机械产品需要达到的要求，与过去相比明显提高。针对这一情况，相关企业应当树立现代化发展的理念，在精密加工技术的辅助下，提高产品制造效率。下面就以精密加工技术、现代化的机械设计和制造工艺为切入点，围绕着各项技术和工艺的具体应用展开讨论。 3.1微机械技术 与机械设计和制造过程中应用到的传统机械相比，以微驱动器、压电元件为代表的微机械不仅精度高，而且更具有便于操作、响应速度快等诸多优点。正常情况下，规模较小的微机械产品，在信息捕捉方面的表现要明显优于传统机械，在对压力、速度变化率等因素进行检测时，微机械元件都是不可或缺的部分。微机械技术在精密性方面具有较高的要求，只有将能力传输、控制等技术相结合，在此基础上开展协调作业，才能保证制造产品所具有精准度达到特定要求。现阶段，作为现代化工艺之一的微机械技术，已经在机械设计和制造的过程中得到了广泛应用，并且在提高产品精密性方面发挥了突出的作用，满足了社会及市场的需求。 3.2切剥技术 应用在机械设计和制造过程中的切剥技术，作用主要是处理加工元件，使其符合生产精度要求，传统的切剥技术已经无法达到高标准的要求。如果想要提高机械设计和制造的精度，当务之急在于改进切剥技术，尽量削弱机床给工件带来的影响，精密切剥技术应运而生。目前，机床的最快转速已经可以达到每分钟几万转，工件受到机床和刀具的影响被削弱，精度自然有所提升。将切剥技术和信息系统进行有机结合，自动化控制切剥过程，可以使切剥精度得到大幅度提升。 3.3纳米技术 纳米技术已经被应用在对机械设备进行精密加工的过程中，并且在提高产品精密度方面，发挥了无法替代的重要作用。作为精密加工技术的一种，纳米技术常常被应用在计算机集成电路中和对精密零件进行设计的过程中。应用纳米技术制造所得零件，强度高、质量好、精密度高且保存期长，纳米技术的出现，促进了机械制造业的发展。 3.4研磨技术 在生产和加工机械所需硅片的过程中，研磨技术的“身影”十分常见。正常情况下，硅片表面的粗糙度应当在0.1cm-0.2cm之间，待研磨后，有关人员需要在抛光的同时不断调整外观细节，才能保证硅片具有的作用。由于现代机械制造在精度方面提出的要求明显高于过去，应用传统技术对硅片进行研磨，已经无法达到产品对精度的需求，作为精密加工技术之一的精密研磨技术，出现在了人们的视野中，并且在实际作业的过程中发挥了突出的作用。较为常见的精密研磨技术包括机械化学研磨、流压炫富研磨等。随着需要直接接触工件的传统研磨技术被精密研磨技术所替代，工件表面结构受研磨设备损害的情况得到了有效解决，研磨精准度大幅提升，机械产品质量也会随之提升。 4结论 无论是机械设计制造工艺还是精密加工技术，在发展的过程中都会不可避免地遇到许多困难与阻碍，但是在多方人员的共同努力下，大部分问题均已得到解决。现阶段，应用在机械设计还有制造过程中的现代化工艺与精密加工技术，具有无法被替代的重要作用，甚至推动了经济的发展。

机械制造与设计过程是一项十分困难的过程。在传统的机械制造与设计过程中，经常会出现污染环境与资源浪费的现象。为了纠正这一现象，在进行机械的制造与设计时就应当对其进行基于绿色理念的设计，以提升机械的环保性能和节约性能。作为一种绿色的技术革新方式，绿色理念在机械制造过程中具有十分优秀的作用。 1绿色理念机械设计的基本概念 绿色理念是以可持续发展理念为原则的一种发展理念。在新时代的发展要求之下，为了改善当前由于工业的大规模发展而产生的污染问题与能源短缺问题，出现的一种新式设计理念。机械设计与制造作为将人类从繁重的劳动下解放出来的一种重要的工业流程，不仅解放了人类的生产力，还提升了工业生产效率。为了将传统的耗能大且污染严重机械进行改良，为此需要进行机械设计与制造方面的改良。在整个产品的生产周期之中，设计与制造产品时考虑了产品环境友好程度以及生产过程中的污染等。同时，绿色设计理念还考虑到了机械的成本，质量，性能以及回收问题，在最大化经济效益的同时，还要将资源消耗程度与环境污染程度降至最低。绿色设计理念的重点不仅放在了短期的成绩上，未来的可持续发展方向也是其重点的关注对象之一。作为一种绿色的设计过程，在长远角度下提高产品的循环利用频率，也能减少工业机械对环境的污染[1]。 2绿色机械设计制造的应用理念 （1）降低能源消耗。不论是在机械的制造过程还是运行过程中，绿色机械设计制造理念都能够大幅降低材料与能源的消耗。众所周知，各种燃料类能源，特别是石油、汽油、煤炭等化石类燃料能源属于不可再生能源，随着这些燃料的逐渐消耗，最终会导致依靠这些燃料的工业无法继续发展，最终变为废铁。可持续发展的绿色设计制造理念能够在机械的设计以及制造的过程中便降低能源的消耗，同时将该理念纳入到机械的设计过程中，以保证机械在工作时也能以绿色环保的可持续发展方式进行工业生产活动。这种生产方式不仅能让能源发挥最大的价值，同时还可以提升能源的利用率，降低生产成本，提升企业的利润。（2）节省材料。在工业发展的过程当中，材料的节省能够表现在各种方面，比如在生产过程中对材料的节省、生产器械的使用时间等方面均能够体现出节省材料的重要性。为了降低材料的消耗，为此需要将设备的使用年龄延长。因此材料的使用上有着十分严格的设计。节省材料的方式有很多种，可以利用作用相同但更加环保的材料来代替可能对环境产生危害的材料；在制作过程中对边角料进行回收再利用，都能在节省材料的方面做出优秀的贡献[2]。但是要注意的是，在整个生产与设计的过程中，不能够为了降低成本而偷工减料，影响到机械的质量和产品的质量。（3）保护环境。绿色理念在保护环境的方面有着十分突出的作用。绿色理念的作用就是保护环境、降低污染。绿色机械设计方针在降低污染的同时还考虑到了各种污染物质的回收装备。特别是污染物过滤方面，实际上排出的污染物质有很大一部分都可以进行过滤与回收。在保护环境方面，利用绿色理念设计出的机械不仅可以降低污染，还可以对污染进行回收，以实现环境的保护措施。降低环境的污染，积极响应可持续发展理念，改良传统的制造工艺，以保证环境友好型工业的快速发展。 3应用绿色理念机械设计制造的优势 （1）促进技术创新。绿色设计理念之下，在新式机械的制造过程中，同时还能够实现生态环境效益与社会效益的提升。作为一种新技术，在其发展过程中必然会带动一系列的制造行业对其进行模仿或开展合作。同时，制造企业还会以当前的新技术为踏板，不断提升技术的科学性与有效性，带动环保行业的发展与进步，并在生产过程中保证产品的环保性，促进技术的不断创新，以满足市场对于绿色理念的生产机械的需求。绿色产业是一个发展前景巨大的产业，只有不断地对其进行发掘，才能保证在环境不受到污染的前提下大幅提升企业的利益。（2）促进经济发展。随着绿色生产制造业的兴起，各种与之配套的绿色行业也应运而生。比如材料的回收与再利用行业。作为整个绿色工业的循环过程中重要的一环，新兴的行业必定会在经济发展方面掀起一波新的热潮。新型环保材料的研发、回收行业的大力发展、专门治污行业的出现，都对当前低迷的绿色经济循环圈注入了新的活力。在绿色理念的支持之下，不仅仅是生产行业，在与生产行业配套的服务行业也会迎来大幅的发展。在建设环境友好型生态经济圈的过程中，绿色行业作为其中重要的一环，将为经济的发展做出贡献。（3）废弃物的可循环利用。在废弃物的再利用方面是一项新的优势。作为环境友好型工业的一大特色，对废弃物的循环利用是传统工业无法完成的一项任务。将废弃物进行回收与提炼并将其按照用途进行分类，能够在保护环境的同时节省成本。大部分废弃物废弃的原因是当前生产企业无法对其进行重复利用，但是并不代表其他企业无法对其进行重复利用。大部分工业废弃物中含有大量化学物质或金属残渣，对这些材料的回收不仅仅是为了环保，更是为了节省不可再生资源。因而出现了新型循环工业[3]。可循环利用的废物还能提升工业流程间的关联，为建设新型的循环工业创造新的环境。 4绿色理念在机械设计制造中的应用关键 （1）材料的选择上使用绿色原料。在选择材料的过程中，要优先选择对环境无污染的材料以及便于回收的材料，虽然当前的企业仍然将视线放在更为便宜的材料上，但是这些材料有可能对环境造成严重的污染。为此，若想保证环境的可持续发展，则应当严格对材料进行筛选，选择获得市场许可的绿色材料进行生产。（2）设计过程符合绿色理念。设计的过程中首先要考虑当前的环境因素，确定产品的最终目的。对于机械产品而言，首要的一点便是动力源问题，设计的过程中要选择环保性能优秀的动力，比如电力和清洁燃料等。之后，再对产品生产过程中的装配环节进行设计，以保证在装配环节之中尽可能地降低材料的消耗，使设计过程中的污染与成本降低。（3）制造过程符合绿色理念标准。绿色的制造过程中要坚持绿色经济与节约经济。无论是多么先进的制造业，整个制造过程也会产生污染。因此其重点在于如何处理制造与生产过程中的污染问题。首先在工艺实施的过程中提升工艺的严谨性，优化制造过程，并提升能源的利用率，合理回收工业废弃物，以减少环境的污染。（4）提升产品的可循环利用能力。产品的可循环利用能力是指在机械的使用寿命到期后对其进行处分的过程中有多少资源能够再次投入到生产中的能力。提升产品的可循环利用能力，最好的办法就是在制造机械时就全部使用可回收和易于处理的材料。因此要完善生产工艺与回收作业的先进性，并在高效回收可循环资源的同时，防止其中的污染物质对环境造成二次污染。 5结束语 在新时代的要求之下，绿色的设计与制造理念是一种保证机械工艺得以进一步发展的新模式。为了维持工业发展的可持续性与高效性，为此需要绿色的设计制造理念作为指路的标牌。为了我国的经济能够持续发展，并与自然协调统一，为此要在机械的设计与制造过程中加入绿色理念，并使我国的经济得到更好的发展，进而营造出一种环境友好型工业发展方式，使我国的工业发展更加进步，以达到世界领先水平。 参考文献： [1]章熠辰.绿色理念在机械设计制造中的应用[J].科技风,2018(34):134+137. [2]黄旭.绿色理念在机械设计制造中的应用[J].机电信息,2018(27):140-142. [3]韩东.绿色理念在机械设计制造中的应用[J].中国新技术新产品,2018(16):70-71. 作者:边东岩 单位:濮阳市高级技工学校

市场机械设计竞争力度随着社会的发展越来越激烈，许多企业都想要在最低成本额度上，最大化地提高自身机械设计加工的产品质量。大部分企业依旧沿用传统的机械设计加工流程，在进行机械设计加工的过程中不仅拉低了加工产品的性价比，同时传统的机械设计流程已经老化，不利于机械设计加工的发展。 1机械设计加工的概述 机械设计加工是指通过一种机械设备对零件的外形尺寸等各方面进行改变的过程。机械设计加工的流程是一种复杂的长期性流程模式，需要工作人员过硬的专业素养，在机械设计加工的过程中，结合自己的经验和时代的发展，选用最适合的机械加工模式。时代的发展越来越迅速，人们的要求也越来越高，为了迎合新时代的市场要求和人们的需要，机械设计加工需要在原有的基础上进行深化改革。在保证企业利益的同时，利用最少的资金，让机械设计加工零件的质量最大程度地得到保障，这是我国机械设计企业需要努力的目标。 2机械设计加工需注意的问题分析 2.1加工零件精度低 在机械设计加工过程中会出现许多意外情况，导致加工零件材料精度低。如机械设计加工系统因受热导致变形，刀具的磨损与不合适直接导致切削参数不准确以及切削误差。在机械设计加工中，这些误差都是很难避免的，只能通过深入分析研究机械设计加工的过程误差原因，及时提出有效的建议和预防措施，最大限度地降低机械设计加工零件中诸多因素的干扰，提高加工零件的精度。 2.2加工零件质量差 直接造成现在机械设计加工零件质量差的重要因素在于机械设计加工方面的零件材质和切削用量，如果零件材料塑性变形，加工出来的零件质会很差。而机械设计加工零件的质量将直接影响加工零件的使用质量和使用寿命，在使用刀具进行切削加工时和零件进行分离过程中会产生撕裂作用，将直接影响加工零件的质量。在使用刀具的过程中，对机械设计材料切削加工的过程中，材料较为脆弱，容易出现零件碎粒。 2.3加工产品性价比低 机械设计加工不仅对工作人员的专业性要求很高，同时其操作过程也十分具有精密性。很多企业在实际机械设计加工零件的过程中，依旧采用传统的加工设备，这种落后性的设备加工成本高，加工出来的产品性价较低。在社会主义发展的经济时代，企业在机械设计加工方面投入资金大，但是对加工产品的质量却达不到要求。 3机械设计加工的有效措施 3.1合理选择加工零件 在选择机械设计加工的零材料时应当合理选择加工零件材料，根据材料的价格、性能和质量方面对比，从中挑选出性价比最高的适用型零材料进行加工。严格按照机械设计的加工要求，规范、标准地大批量生产零件材料，不仅可以降低机械设计加工的成本，同时在竞争激烈的市场上给予其它加工商场一定的压力，促进我国机械设计加工企业的发展。 3.2科学制定工艺流程 企业通过科学地制定工艺流程，有效降低机械设计成本和人力，提升工作效率，优化机械设计加工产品的质量。由于机械设计加工的过程中采取不同的加工方法，对机械设计零件后期产生影响，所以企业制定科学的制定工艺流程不仅可以缩短加工时间，延长机械设计加工零件寿命，同时还通过合理科学化的工艺流程和加工方法优化产品性能。 3.3设置合理的切削参数 切削参数是指对机械设计加工的零件材料进行多余部分的切割数据。在机械设计加工过程中，加工零件的质量直接取决于切削深度以及切削速度。根据加工零件本身的材料特性进行切割，需要合理设置切削参数，避免在机械设计加工过程中零件的损伤。 3.4选择合适的刀具 根据机械设计材料的加工零件材料的不同，选择合适的刀具也是机械设计加工的有效手段。根据加工零件材质上的区别选择适用性较高的工具，不仅可以提高机械设计加工效率，同时也避免了因使用不合适的刀具对机械设计材料损坏的浪费。选用合适的刀具还需要注意零件表皮的粗糙程度以及零件的硬度手感，是在机械设计加工中选择合适刀具的重要途径。 4结束语 机械设计加工的过程中应注意找出问题，根据问题进行分析探讨，根据实际情况提出解决措施，对加工零件材料的选择也要针对机械设计加工零件需求，合理科学地选取高效的零件。同时设置合理的切削参数，运用合适的刀具进行加工，规范机械设计加工零件流程，提高机械设计加工的整体质量和水平。

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机械设计制造及其自动化的理论概述 在机械设计和制造发展的早期阶段，我们对自动化的理解是用机器代替原本应该手动完成的工作，主要是做一些简单无趣的工作或者需要不断重复的工作。然而，随着人类科学技术的进步，机械设计和制造已经发展到我们今天需要的复杂程度。我们需要的自动化水平不仅仅是简单重复一些动作。相反，我们应该按照人们事先为它设定的步骤，一步一步地完成一些复杂的机械设计和制造，比如计算机程序。机械设计和制造在人类历史上已经存在了相当长的时间，但是自从自动化技术被应用到这个领域仅仅半个世纪。大约在1960年，计算机技术以极快的势头崛起和发展。计算机技术也是一种自动机器，但它控制电子元件。如果将计算机技术与机械设计和制造中的控制系统相结合，使机器能够根据预设程序执行一系列命令，机械设计和制造的效率将大大提高。相关技术人员朝这个方向探索，最终找到了一种将计算机技术应用于机械设计和制造的合适方法。经过长期的发展和完善，机械设计和制造自动化的概念逐渐形成，在现代社会的生产行业中占据着不可或缺的地位。 2机械设计制造以及自动化应用现状 2.1设计方面 事实上，早在上世纪20年代，许多领域已经开始推广机械设计和制造的应用。该行业使用先进的管理理念和技术来提高工业生产效率和产品质量。因此，许多行业重视机械设计和制造技术的引进，并促进其快速发展。在设计方面，机械设计制造和自动化应用技术不能达到西方国家的先进水平，导致机械设计制造和自动化不能满足设计要求。此外，一些设计思想和方法没有被改革，因此自动化技术没有发挥自己的作用。 2.2管理方面 目前，我国在机械设计和制造的管理方法上还相对落后。基本上，没有一家企业在运营过程中采用现代管理方法和数字技术。因此，我国的机械设计制造和自动化应用缺乏相应的专业性和科学性，从而降低了它们的应用效果。 2.3自动化技术方面 在当前的市场经济环境下，企业面临着越来越大的竞争压力。许多企业已经开始推广和应用机械设计、制造和自动化。为了提高他们的综合竞争力，他们也在这个过程中取得了相应的成绩。然而，在机械设计、制造和自动化方面仍然缺乏多样化，总体技术水平和技术含量需要进一步提高。 3机械设计制造自动化应用 3.1生产过程自动化应用 在机械设计和制造中及时引入自动化技术可以提高产品的智能交叉和连续运行。特别是，该过程可以在设计和制造机械的过程中自动完成。在一定程度上，它可以减少机械过程中人为因素造成的各种不安全和不确定因素。它还可以减少机械设计和制造中的人工成本投资，提高生产效率和产品质量。自动化生产完成后，产品损耗明显降低，对优化企业经济效益、增强企业综合实力具有积极的促进作用。 3.2信息自动化应用 近年来，随着计算机技术的不断发展，其内容也有了更广阔的空间，逐渐吸收了更多的技术。例如，包括在机械设计中的工艺流程技术和辅助设计技术可以说在机械设计、制造和自动化应用中具有相当大的优势。在产品设计中采用相关的计算机辅助设计技术可以有效地提高工作效率，同时借助技术程序技术可以提高产品在整个工艺过程中的质量和生产水平。 3.3检测自动化应用 毫无疑问，科技进步可以在一定程度上有效地促进生产材料的创新，并在技术发展过程中不断开发和更新大量新材料。在这种材料的应用中仍然存在相关的问题。例如，普通的机械设计和制造没有更新在新材料检验中学习的方法和技术，传统的技术方法不能检测新材料的性能和相关质量。针对这种情况，我们可以直接采用激光技术、计算机技术、人工智能技术等对新材料进行正确、科学的检测，这不仅可以提高工作效率，还可以缩短材料检测时间。 4机械设计制造及其自动化未来发展趋势 目前，机械设计制造和自动应用技术正在逐步成熟。各行各业已经开始应用机械设计和制造以及自动化应用，并在人们的现实生活中获得了越来越重要的地位。在某种程度上，它们也加速了机械设计和制造以及自动化应用的发展。在未来的发展中，机械设计、制造和自动化将朝着多样化的方向发展。众所周知，机械设计、制造和自动化应用集成了多种学科和技术。未来不断发展的高科技将逐步应用于机械设计和制造以及自动化应用，这不仅丰富了他们自己的技术发展，也满足了设计师的要求。同时，它也在向一体化发展。目前，大多数机械设计和制造与设计、制造、生产和管理分开进行。随着未来工业的不断优化和创新，除了单独实现机械设计自动化之外，最重要的是实现机械设计、生产、制造和管理的集成和自动化集中管理，以满足未来工业发展的需要。其中，制造机械材料应承载相应的原材料，最大限度地利用原材料，以减少机械生产中可能出现的行业污染物。同时，回收可利用的资源将成为机械设计和制造及其自动化的未来发展方向。 5结束语 目前，机械设计、制造和自动化应用也正逐步走向人工智能、大规模集成、数字信息化和绿色环保的发展方向。特别是随着未来科学技术的普及，机械设计和制造将更广泛地使用自动化方法，从而提高企业生产的产品质量，降低人工操作的强度，为企业创造更多的经济效益，同时在日益激烈的竞争环境中为企业提供更广阔的发展空间。

在机械设计制造的初始阶段，自动化是指使用机器替代手工的工作方式，但是随着科学技术不断进步，机械设计制造与自动化已经不再是传统认知中的简单充分机械作业。而后借助于计算机技术，实现自动化生产，且已经在现代社会生产行业之中占据重要地位。 1机械设计制造与自动化的优势分析 （1）优化生产效率。通过机械设计制造的自动化，将可以提高生产精度，极大程度上提升生产效率。信息化的应用更加能够令产品质量获得提升。仿真机似乎则可以帮助机械自动化进行更多设备实验，这样就能够有效避免出现生产风险，降低误差率。借助于计算机也可以针对产品设计进行控制，丰富产品类型。 （2）降低安全风险。传统机械设备生产过程中经常会伴随产生安全隐患或者故障问题，这些对设备的常规运行造成了严重阻碍。借助于自动化系统则能够针对生产机械设备给予充分的实时监控。因而可以从根本上解决问题，并能够针对故障点进行排查和预测。机械自动化对实际生产可以确保降低安全风险。降低设备损耗，从而降低实际生产阶段出现的事故率。 2机械设计制造与自动化技术发展现状 （1）设计方面。从上个世纪20年代之后，诸多领域之中已经开始逐步实现了机械设计以及制造的现代化应用。此类行业之中采用先进理念不断提升生产效率，优化产品质量。为此，企业生产十分看重机械设计以及先进技术的引用。设计方面，机械设计制造以及自动化技术水平尚未能够领先于世界先进行列，造成在自动化设计方面未能够充分达到设计要求，部分设计思想也并未能够得到更新和创新，因此，自动化技术水平尚未能够获得提升。 （2）管理方面。我国机械设计制造管理方面仍然存在一定程度上的落后。企业在实际运转阶段都应当采用先进管理方法与技术手段，但是实际情况却并非如此。我国机械设计制造以及自动化方面因此缺少实践经验，更加缺少相关专业技术与工艺。极大程度上影响了自动化应用效果。 （3）自动化技术层面。结合目前市场环境，企业发展面对的压力也在增加。诸多企业均已经开始进行先进技术推广和应用，并实现了生产经营的自动化。自动化技术水平提升的同样也对企业取得成绩产生了促进作用。但是，机械设计制造与自动化同时也缺少多样性，总之，还需要在技术层面进一步加强。 3机械设计制造自动化的技术应用分析 （1）生产过程的自动化。实践证明，机械设计制造之中结合自动化技术可以极大程度上提升产品职能交叉以及连续作业，也就是提升生产效率。尤其在过程中融合自动化。某种意义上看，自动化技术的融合可以降低机械作业中人为因素产生的各种不确定性因素。自动化更加可以节约企业经济成本，降低在人工方面的投入，不断优化企业生产效率。经过自动化生产方式，企业产品损耗也会大幅度降低。可以极大程度上提升企业综合经济实力。 （2）信息自动化。计算机技术的应用范围不断扩大，在内容上其也能够更多技术之间产生交集。在机械设计阶段工艺流程技术以及辅助设计方面都可以通过与计算机结合，并完成自动化应用。产品设计环节，利用计算机可以进行辅助设计，并可以极大程度上优化工作效率。利用计算机，可以实现企业信息自动化升级，对产品所有环节的工艺进行优化。 （3）检测自动化。科技进步对实现材料创新方面同样具有重要意义，新技术、新工艺、新材料的使用能够极大程度上结合成本。此类材料的使用当然也存在一定问题。假设，普通机械设计以及制造工艺中未对新材料检验相关技术进行更新，采取传统工艺方法无法针对新材料实施检验，则可能造成产品质量与性能受到影响。结合此类情况，需要采用激光技术、计算机智能化技术手段，针对新材料等进行科学检验，目的是为了节约时间成本，提升检测准确性。 4机械设计制造及自动化发展趋势 截至目前，在机械设计制造以及自动化应用过程中，各项技术趋于不断成熟。各行业的发展也都利用机械设计制造以及自动化。尤其在人们现实生活相关领域，这种变化尤其明显。一定程度上，这种应用也推动了机械设计制造与自动化应用程度的进一步提升。未来发展中，机械设计制造与自动化将会表现出更多的可能。一方面不断提升自身高科技含量，另一方面，则也在推动技术进步与发展。当前，机械设计制造与生产、管理等环节相分离，使得企业生产经营存在一定的脱节情况。随着未来工业的进一步优化，除了单独进行机械设计自动化之外，将能够实现企业的设计、生产、制造、经营的充分集成，并实现自动化管理，更好的满足未来工业发展需要。制造机械材料应承载相应的原材料，最大限度地利用原材料，以减少机械生产中可能出现的行业污染物。同时，回收可利用的资源将成为机械设计和制造及其自动化的未来发展方向。 5结束语 综上所述，机械设计制造已经与自动化相互融合，并不断向人工智能的方向发展，且在不断聚集和形成更大规模与绿色环保的技术。科学技术进步对推动机械设计制造提供自动化的技术保障，对优化企业生产效率，提高产品质量，降低企业工人劳动强度方面效果明显，因此对社会经济发展具有重要进步意义。 参考文献： [1]董诚.机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势[J].内燃机与配件,2018(23):184-185. [2]姜毓依侬.浅谈机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势[J].南方农机,2017,49(23):198. [3]王宇航.机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势分析[J].才智,2018(33):237. [4]王迎,张金山.浅谈机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势[J].世界有色金属,2016(18):42-43. 作者:陈世杰 单位:山东康达精密机械制造有限公司

近年来，随着科技水平的提高和领域创新，我国机械设计技术取得了前所未有的突破，一线机械技术研究队伍也逐步壮大，为重工业进步奠定了坚实的人力资源与技术基础。然而，在实际发展进程中，机械制造材料的过度消耗不仅使得稀缺材料供应不足，还与可持续发展观念背道而驰。针对此，本文围绕机械设计中的材料选择与应用展开深度探究。 1合理甄选机械设计材料的价值体现 全球经济一体化风暴的影响势不可挡，加剧了各国的经济竞争压力。为达到可持续发展的宏伟战略目标，现代化城市建设工作的开展至关重要。在推进和扩张城市建设的进程中，机械设计发挥着不可取代的积极作用。机械制造行业与重工业的蓬勃发展，为我国创造了极大的经济效益，也进一步提高了国民生产总值。众所周知，机械设计领域会涉及多类型的原材料，而现阶段诸多稀缺材料的生产加工已无法供应机械设计实际需求，并严重制约了行业的发展。为此，应当立足于可持续发展视角，深度剖析导致材料供应不足的实质原因，提高选材的科技环保性和经济实用性，降低对生态环境的负面影响，促进国家经济的稳定运行。根据专业人士的相关调查研究结果显示，在机械设计过程中，材料的合理选择占据着重要的地位。首先，应当结合实际需求，秉承可持续发展的原则理念，尽可能的提高材料利用率，降低资源过度消耗。其次，从全局出发，综合评价机械结构设计的优越性和功能的完整性，选择适用性较强的机械设计材料。最后，机械设计材料的选择应当着眼于宏观角度，从细节入手，密切关注实际应用过程各项重点内容，以保证机械制造行业的快速稳定发展。 2机械设计材料选用的基本原则 （1）选择满足设计需求的材料。在选择和应用机械设计所需材料的过程中，应当充分遵照基本设计原则和具体要求，从材料的性能和用途着手。不同零构件在机械设计领域都扮演着不同的角色，因此，材料的特性存在本质性差异。基于此，有必要结合机械设计对零构件性能的标准要求，进行材料的分化选择。 （2）选择荷载水平高的材料。随着机械运转时间的延长，部分构件会失去原有作用，其根本原因在于部分材料的荷载水平较低，导致机械零构件基本功能丧失。针对此，应当确保材料的荷载水平达到标准要求。在复核机械设计环节，应当加大对评估材料荷载水平的重视度，与此同时，针对应用频率较高的材料提高荷载限定标准。其中较为常见的案例就是低碳钢的渗碳处理工艺，为确保钢材质量符合出厂标准，需要对材质进行测验和统一处理。 （3）尽量选择无毒害材料。在机械设计的前期规划过程中，会涉及诸多类型的材料，与此同时，具有放射性的元素也会在部分特定的工业生产加工环节出现。采取无污染处理不仅能够避免其对生态环境造成不可逆的危害，还可以保护区域内居民的生命安全，具有相当重要的现实意义。 （4）优先选用可循环再利用材料。当下，机械设计环节所应用的材料以金属材质为主，但由于生产工艺需求差异对材料会有特殊的要求。并且为进一步强化金属的特定功能，也会对多种金属进行综合性处理。而合金材料的选择与应用，能够最大限度满足对机械材料的需求。在机械设计过程中，需要合理规划零构件及各类型材料的生命周期，并着重把控回收处理工作。材料的回收利用不仅能够稳定提升经济效益，还可以提高资源利用率，保护生态环境。例如，在选择金属材料的过程中，要有限选择成分单一的合金材料。 （5）选择低能耗、轻污染材料。实际上，低能耗、轻污染材料的选用原则还应当贯穿整个材料生命周期规划过程。而且在回收再利用阶段也应当保证这一优势特征。从材料本身来说，优先选择经济性、低能耗、轻污染材料是最基本的原则，而在此过程中一旦出现生产加工难度系数加大、短期生产成本剧增等情况，会影响整个工程的决策制定。故而材料的选用需做好科学合理的规划，并综合考量整个材料的生命周期。 3机械工程设计材料选择环节的注意事项 （1）着重把控材料的经济适用性。在进行机械设计材料选用的过程中，应当着重考量材料的经济适用性。机械设计人员要严格把控设计环节所涉及的生产加工工艺、焊接工艺、装配工艺及铸造工艺等。并且要在满足设计要求的基础上，优先选择性价比高的原材料，进而保证材料利用价值最大化，优化完善机械设计。例如，在机械铸造的过程中，要加强机械材料的流动性、收缩性、吸气性以及偏析性；在焊接过程中，应保证材料的实用性和灵敏度；在加工铸造环节，则需增大材料的冷缩性、抗冲击强度及可塑性。此外，机械材料的性能差异决定了机械设计的材料选择方向，切实了解不同类型材料的特征，可以进一步优化选择。在确保机械设计适用性的前提下，应综合卡量材料的经济性，不仅要让其质量标准达到要求，还应尽可能的节约成本。针对可以循环再利用的材料，则可采取恰当的二次处理，以提高资源的利用率，降低设计成本，稳定经济效益。 （2）加大对材料节能环保性的考虑。随着全面贯彻落实可持续发展理念的日益深化，机械制造领域的材料选择与应用成为社会各界关注的焦点。现阶段，公众的节能环保意识逐步增强，资源消耗及环境污染也成为环保工程的核心内容。要想切实保证可持续发展，首要前提就是加大资源利用率，杜绝过度消耗。为此，在机械设计过程中，确保材料选用的节能性和环保性至关重要。机械设计人员要严格履行可持续发展战略理念，在充分满足设计要求的基础上，优先选择低能耗、轻污染的材料，以节约不可再生资源，促进行业的快速发展。 （3）注重可持续发展理念原则。在选择机械设计材料的过程中，必须坚定不移的贯彻落实可持续发展战略方针，充分重视机械设计的稳步发展。机械设计人员需在满足设计需求的前提下，全面增大选用材料的利用率，拓展材料应用方向，挖掘潜力，以发挥材料的最大性能，有针对性的开展设计应用。 4结语 综上所述，在机械设计过程中，秉承可持续发展的基本原则，优先选用低能耗、轻污染材料，提高资源利用率，这不仅可以让机械行业稳步前进，还能够维系生态平衡，保持人与自然的和谐共处。

现代机械设计模式创新探析:现代机械设计模式的创新思考 摘 要：现代机械设计实质上是相对于传统机械设计而言的，它是在对传统设计方法继承的基础上，不断创新和发展的产物，属于一门集诸多学科和多种专业于一身，综合性较强的技术科学。它是机械工程中较为重要的组成部分之一，想要设计出性能优良的机械产品，就必须在现有的设计模式上进行不断地创新。基于此点，本文就现代机械设计模式的创新思考进行浅谈。 关键词：现代机械 设计 创新 一、现代机械设计的内涵及特点 1.设计内涵 具体来讲，现代机械设计就是将微电子、机械、控制、信息等技术在系统工程的基础上有机地结合到一起，借此来实现机械系统最优化的目标。鉴于机械设计是为系统服务的，故此从系统的角度上看，可将现代机械设计看作是一个三维系统，这里的三维主要是指逻辑维、时间维以及方法维。逻辑维具体是指解决相关问题的逻辑程序或步骤，即分析、综合、评价、决策，这是解决现代机械设计中相关问题最为合理的四个步骤；时间维则是反映时间顺序的设计过程，大致可分为四个阶段，即产品规划、方案确定、技术以及加工设计；方法维指的是机械设计过程中所采用的各种思维方式和设计方法。 2.主要特点 2.1计算机化。 在人类社会不断发展的过程中，计算机的出现极大程度地推动了生产力的提高。现如今随着计算机技术水平的进步，使其被广泛应用于各个领域当中，在机械设计的各个环节中都需要借助计算机来完成，如优化设计、系统仿真等等。 2.2系统性。 在应用现代机械设计解决产品设计中的各种相关问题时，其主要通过系统的观点将机械看成是一个具有特定功能以及各部分相互关联的有机整体，这充分体现出了现代机械设计的系统性。 2.3动态性。 现代机械设计不仅重视产品在静态下的性能，更加重视其在工作环境下的动态性能，这样的设计能够进一步提高产品的整体性能。 2.4创新性。 由于现代机械设计主要是以科学的设计理论以及先进的设计工具为基础，故此其能够真正发挥出设计者丰富的想象力和创造性思维，并运用各种具有创造性的手段和方法，研发出更多具有创新性的机械产品。 二、现代机械设计模式创新的有效途径 1.优化设计 现代机械设计模式的创新应当朝着优化设计的方向发展，而所谓的优化设计则是指以数学规划为理论依据、以计算机为设计工具，并在充分考虑与设计有关的各种制约因素的基础上，寻求与预定目标相符的最优方案的设计过程。简单来讲，优化设计方法是现代机械设计创新中比较先进的一种，其建立在计算机技术和最优化的数学理论基础上，并借助计算机和数学函数得出效率最高、最优化的设计方案，这种设计理念完全符合时展对机械设计的要求。设计人员在利用该方法进行机械设计时，能够对各方面的影响因素进行综合考虑，这样可以更加系统和全面地对问题进行分析和解决，从而获得最为精确的设计数据，达到缩短设计周期的目的。优化设计是CAD设计中最为重要的组成部分之一，其充分体现出设计最优的原则，通过找寻最优的设计方案，极大程度地提高了机械设计质量。 2.系统化设计 现代机械设计模式的创新应当以突破传统设计仅重视产品实现预期功能这一目标，借此来使机械设计朝着智能化、自动化、柔性化、信息化和系统化的方向发展。通过系统化设计能够在原有机械设计的基础上使产品的各方面功能和整体性能提高到一个全新的水平线上，而且有极大可能使产品的结构发生变化，从而带来巨大的经济效益和社会效益。为此，系统化设计必然会成为现代机械设计未来的发展趋势。系统化设计通过层次划分、逐层实现的方式，将原本抽象的设计任务转变为具体化，使整个设计过程变得更加系统，有规律可循、有方法可依，更容易实现计算机辅助设计。 3.变型设计 所谓的变形设计实质上就是在原有的设计基础之上进行新的研发，借此来使机械上的零部件更加标准、通用化水平更高，由此生产出具有系列化的产品，满足更多用户的不同需求，变形设计其实就是一种创新，这种设计方法有三种形式：其一，纵系列变形设计，即在产品结构、原理以及功能都相同的条件下，改变尺寸和性能参数的设计；其二，横系列变形设计，即以基础型产品为基础对其各方面功能进行扩展的设计；其三，跨系列变型设计，即设计具有先进动力参数的不同类型产品。采用变型设计能够在确保产品原有功能以及原理不变的前提下，按照用户的使用需求对相关参数进行调整，以此来设计出更加完善且符合用户要求的产品。在机械设计中比较常用的变型设计是产品三维参数化变形设计，即以工程、拓扑及尺寸这三者的约束驱动为技术基础的一种设计方法，它能够实现各类相关信息的自动更新，如视图位置、尺寸、比例等，而且还能实现整个产品生命周期的参数化设计。 现代机械设计模式创新探析:研究型教学模式在《现代机械设计方法》课程教学中的应用研究 摘要：本文对比分析传统教学模式与研究性教学模式的区别，明确研究性教学的基本内涵与特点，分析《现代机械设计方法》课程的特点，在《现代机械设计方法》课程教学中实施研究性教学模式，深度发掘学生的自主学习与创新意识。本文在教学目标的确立、内容的精选、课堂教学模式的设计、教师学生评价体系的确定及电子资源辅助教学五个方面进行了有意义的实践探索。 关键词：教学模式；研究性教学；机械设计 研究性教学模式要求教师多种教学方法综合应用，有效结合教学内容和学生的知识基础，促使学生积极参与课堂教学过程，激发学生对新知识的求知欲。《现代机械设计方法》课程的教学，学生要系统地掌握专业理论知识，培养结合专业理论知识解决实际问题的能力，同时培养学生的创新思维与创新能力。在《现代机械设计方法》课程中应用研究性教学模式有利于教师将教学与研究相结合，有利于学生的全面发展。 一、研究性教学模式的特点 研究性教学模式，要求教师创设一种类似研究的情境，学生进行信息材料的收集、分析，在探索求知的过程中，将外在知识转化为个人内在经验和稳定的个性心理品质，从而培养学生的创新精神和实际能力。它将学生的集中学习变为分散学习，将教师的直接讲授变为有效指导[6]。研究性教学是以学生为中心，教师由传授者、权威者转变为交流者、合作者和学生学习的引导者或促进者；学生由被动的接受者变为学习的主人和主动参与者、创新者[1，2]。 二、《现代机械设计方法》课程的主要特点 《现代机械设计方法》是一门综合性、交叉性学科。《现代机械设计方法》涉及创新设计理论与方法、有限元方法与应用、优化设计、可靠性设计等方面的内容。课堂教学学时有限，要在有限的学时内，完成课程教学任务，使学生了解、认识和掌握现代机械设计的思想、理论与方法。本课程的主要特点如下[1]。 1.创新性。在设计过程中人的创造性与创新性最为重要，这既包括设计者个人的创造性思维，也包括设计团队的集体智慧，通过各种创造方法的综合应用，给出各种新颖独特的设计方案，开发满足市场需求的新产品。 2.系统性。运用系统工程的思维解决技术系统问题。设计方案既要考虑整体最优，又要考虑生产的可能性及市场的接纳性，同时各个子部分又是一个有机的整体。 3.优化性。借鉴优化理论及方法，实现机械设计方案优化：参数选取科学、结构先进，机械系统整体无论是功能还是性能都最优，同时能以较低的成本实现产品的基本价值功能与辅助价值功能。 4.综合性。现代机械设计方法是一门综合性的学科，设计方法多元化，学科交叉性显著。综合应用信息论、相似论、模糊论、可靠性、有限元、人机工程学及价值工程、预测学等理论，大量应用计算机技术进行辅助设计，创新性地提出设计方案，解决工程实际问题。 三、《现代机械设计方法》课程研究性教学模式的实施 1.教学目标的制定。课程教学目标是培养学生追求卓越的学习态度，发现问题、提出问题、解决问题的能力。现代机械设计方法课程实施研究性教学模式，保证学生对基本理论、设计方法的科学掌握，同时提高学生个体创新能力与团队合作意识，引导学生参加科学研究和企业实践等活动，做到学校内外相结合。 2.以企业实际问题为导向，科学安排课堂内容。由于现代机械设计方法课程具有较强的理论性和实践性，应以解决企业实际问题为导向，结合学生的现有知识结构，确定科学的、个性化的、符合市场及企业需求的教学内容，紧凑的教学进度，高效地指引学生深入浅出地掌握现代机械设计方法的概念与方法体系，并能够在实践中真正地解决问题。 3.双元教学模式与评价体系。所谓双元教学模式就是教师研究性教学、学生研究性学习。课前教师要做好现代机械设计方法理论研究，认真备课；学生预习、复习相关基础知识。课上采用教师引入设计案例，把教学内容设计成由学生提问，教师与学生共同对现代机械设计案例或疑难问题进行讨论，学生通过积极的分析生成新的理解、新的假设[2-4]。课后教师给学生布置设计选题，学生完成设计方案、汇报和展示课题研究结果。考虑设计选题的复杂情况，每个设计选题可以让学生单独完成或者分小组完成，设计方案是开放性的，也就是可以有多个方案，老师与学生展开讨论，在讨论中既巩固了基础理论知识，又激发了学生的创新思维。在这个过程中也增加了教师的工作量，教师需要充分的课前准备[5，6]。 评价与激励要从教师和学生两条线展开。对于教师的评价，要从精神上和物质上两方面进行鼓励。由于研究性教学教师课前准备工作量增大，对于课堂的把控能力要增强，因此学校要有相应的教改项目课题，鼓励教师进行研究性教学模式的研究，既实现物质奖励又实现精神激励。对于学生的激励，因为需要学生积极参与课堂讨论及课后作业的广泛资料阅读，因此学生课堂表现对于其最终的成绩影响非常大，可以使学生平时课堂表现占到总成绩的40%，大作业占到40%，基础知识试卷占到20%。这样可以充分调动学生的学习积极性，使学生清楚地认识到，课程成绩的高低，是由实践能力即解决问题的能力及课堂的参与度决定的。 4.开放性的教学资源。研究性教学模式的实施需要电子教学资源的促进，开放性的教学资源对于研究性教学模式的实施非常重要。网络教学资源，例如PPT、教学大纲、课堂导论视频都可以让学生在课前获得。这样学生可以有效利用多媒体课件、电子书籍、专用设计软件、网络资料、网上习题练习，自我学习“现代机械设计方法”知识体系，有效地拓展学生课外学习、研究和交流的空间与时间，不断完善研究性教学模式，使课堂教育的延展性不断增强。 四、结束语 “现代机械设计方法”是一门多元化、学科交叉性较强的课程。本文从四个方面探讨了研究性教学模式的实施，从老师与学生两个视角分别进行了分析，对于教师开展类似教学模式具有一定的启迪作用。 现代机械设计模式创新探析:现代机械设计模式创新思索 1前言 现代设计方法是一种需要不断进行创造的活动，是多种设计技术和设计方法的交叉应用，现代设计方法比传统的设计方法更统一，能够大大提高工作效率，提高产品质量。随着科学技术的发展。人们对产品功能的要求日益增多，更新速度加快，在原有设计基础上进行创新研究越来越重要。 2现代设计方法 2．1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，通过人机交互进行信息的处理，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、生产计划、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。’ 22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。 23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。 2．4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。 2．5机械优化设计 优化设计是把设计的实际工程问题的物理模型转化为相应的数学模型，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。随着科学技术的飞速发展，现代设计方法也在不断改善。 3现代设计方法翻新研究 3．1创新设计原则 (1)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。(2)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。 (3)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。 3．2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。 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。

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

一、机械设计制造及其自动化发展现状 在欧美工业发达国家，机械设计制造及其自动化程度很高，在设计、制造、生产等各个环节广泛应用了计算机技术，促使工业生产效率提高。相对于欧美发达国家，我国的机械设计制造及其自动化发展水平相对较低，主要是由于我国工业化起步较晚，发展时间短，大多机械制造企业的主要作法是引用、借鉴国外先进经验和技术，自主创新投入不足，缺乏自主知识产权。同时，由于受技术水平的限制，消化吸收不全面，真正将机械设计制造及其自动化应用到整个生产过程中的企业寥寥无几，致使生产出来的产品粗糙，成本较高，市场竞争力弱。因此，加快发展机械设计制造及其自动化成为推动我国工业现代化发展的重要途径。 二、机械设计制造及其自动化的特点及优势 （一）工业生产方面 1.安全性 机械设计制造及其自动化融合了多领域的综合技术，具有控制、诊断、报警、自我保护等功能，在大量减少劳动力的同时，也避免了一些人力操作过程中的安全隐患。 2.高效性 机械制造高度结合智能化，生产速度快，产品质量高，甚至能够精准地自我检测并销毁质量不合格的产品，很大程度上解决了人力生产的低效率问题。 3.节能性 对于国家战略生产目标提出的有关一次性能源和二次性能源节约的问题，我们完全可以通过机械设计制造自动化取代繁多的机械电力器械，从而有效降低生产能耗。 4.便宜性 自动化机械设备通过程序设计，可以轻松自由地修改其工作程序和工作方式，可以高效率地进行设备调整、维护和升级，无需对设备进行改造，节约了时间成本。 5.稳定性 只需要通过计算机控制系统和电子监测系统进行微微的调整，就可以轻松实现对产品生产的全程监测，可以有效地提高产品的合格率，进而体现了产品的稳定性。 6.多元性 机械设计制造及其自动化这项技术一直处在科技发展的前沿，它本身就必须运用许多高科技的技术手段来达到目的，所以在对产品进行安装和调试的过程中，可根据客户的需求产生不同的设计功能，使生产更便捷、更多元化，从而最大限度地发挥出机械设计制造及其自动化的作用。根据需求，通过对智能化的自动化程序进行修改，从而实现对机械功能的修改，解决问题，充分展示了机械设计制造及其自动化技术的多元性。 （二）处理危险工作方面 机械设计制造及其自动化重要的作用就是可以帮助人类做一些人力难以完成或有极大生命危险的工作。比如，各种各样的机械手臂可以帮助人类在深海、高温、高海拔、低气压等人类根本无法生存的环境采集样本、抓取物品或进行维修工作。目前正在研制的机械外骨骼，人工引导机器使用并控制力的方向，既保留了人的灵活性，又可以发挥出机械远超人类极限的体力和耐力。 三、机械设计制造及其自动化发展方向 （一）智能化 智能化是自动化机械与传统机械的最本质区别。自动化机械模拟人类智能，在控制上赋予机器判断能力、逻辑思维能力、自主决策能力等，提高机械设备的适应能力和精准能力，逐渐代替人工。 （二）微型化 随着机械制造工艺和电子科技的迅速发展，微型自动机械设备应运而生，以其体积小、耗能少、机动灵活等特点，广泛应用于军事、医疗等领域。 （三）网络化 网络技术在我国迅猛发展，4G网络在全国范围内全面普及，国际上5G标准正在紧锣密鼓制订当中。机械自动化产品在网络远程控制和检测技术中进行全程检测，并建立全自动网络信息管理控制系统，大幅节约人工和机械成本。 （四）绿色化 绿色发展是当今发展的主要趋势，顺应形势发展需求，机械设计制造及其自动化应实现绿色发展。这需要在传统的机械制造技术中注入改革和创新思维，主要对高污染、高耗能产业进行改革创新。 四、结语 总之，我们在生活的方方面面都可以找到机械的影子，小到厨房的一个搅拌器，大到宇宙移民飞船。在未来，国家一定会对机械设计制造及其自动化方面的人才更加重视，人才也必然会为国家贡献自己的力量，为我们的美好生活奋斗！

机械设计制造及自动化的应用研究:机械设计制造及自动化的发展 【摘要】我国经济水平和科技水平的不断提高，为工业机械行业的发展提供了机会，但与此同时，也对工业机械行业发展提出了更高的要求。为了满足当前社会对工业机械行业发展的需求，人们加快了机械设计制造及其自动化的发展步伐。机械设计制造以及其自动化的应用，不仅提高了生产效率，还有效的保障了操作过程中的安全性，由此可见，对机械设计制造及其自动化进行更深入地研究，确定其未来的发展趋势是非常有必要的。因此，本文对机械设计制造及其自动化的发展趋势进行了研究，并阐述了自己的见解，以供参考。 【关键词】机械设计制造;自动化;发展趋势 在我国国民经济中，工业经济是非常重要的组成部分，因此，国家对工业行业的重视程度有了明显的提升，在这样的情况下，作为工业行业中的核心部位，机械设计制造及其自动化的发展成为当前人们关注的焦点。 1机械设计制造现状 近些年来，机械制造行业的快速发展，使其在国民经济中所占比重逐渐地提高，与此同时，制造产业的不断发展，还加快了完善我国工业体系的步伐，因此，对机械设计制造及其自动化进行深入的研究，提出创新的制造理念，使机械产品可以更好地为人民服务是极为重要的事情。目前，我国对机械设计制造及其自动化的研究取得了一定的成效，但和发达国家相比，还是存在很大的差距。当前我国在机械自动化技术以及工程系统等方面取得了较为显著的效果，但这些方面的基础理论还不够完善，还需要进一步进行研究，只有坚持不懈的研究，才能推动机械设计制造行业的稳定发展，使其可以顺应社会的发展趋势，在残酷的竞争环境中获取立足之地[1]。 2自动化发展方向 2.1机电一体化 机械设计制造及其自动化在不断发展的过程中，已经逐渐向机电一体化方向发展，机电一体化是建立在机械设计制造自动化基础上的，是对其有效的延续，在工业行业中应用机电一体化，可以进一步的推动机械工业的发展，而且还可以为其持续的发展提供有力的依据以及动力。 2.2模块化 在机械设计制造及其自动化应用过程中，生产出的产品是多种多样的，而且每家企业生产产品的质量也是参差不齐的，在这样的情况下，相关人员研发机械自动化产品具有一定的难度，但是由于此研究方向是非常重要的，对工业机械行业的发展有着极为重大的影响，所以研发人员必须克服一切困难，努力的做好研究工作。比如说，研究人员需要对智能减速等动力单元的机械进行研究，还需要对包含视觉以及测距等功能的控制单元进行有效的研究，研究人员做好此方向的研究工作，可以加快工业企业生产新产品的速度，还可以促使企业扩大生产规模，与此同时，能够对电气产品进行规范化的管理，从而实现推动机械自动化企业稳定发展的目标[2]。 2.3网络化 近些年来，随着我国科技水平的不断提高，计算机网络技术的发展速度也越来越快，其在工业行业领域中的应用范围也愈发广泛。在此种情况下，机械自动化产品逐渐地转变为网络化，是社会发展的必然趋势。计算机网络技术的出现，拉近了世界各国人民之间的距离，也推动了全球经济一体化的发展，所以若是可以推动机械自动化产品走向网络化，就会在很大程度上扩大我国工业机械产品的销售和应用范围，这对我国的经济发展来说具有重要的意义。当前我国网络的远程控制等技术越来越成熟，所以工业企业在自动化产品中应用了此技术，例如：可以通过使用家庭网络，将多个家庭中所具有的电器进行连接，然后以计算机为中心，创设集成家电系统，这样人们就可以在家中享受到高科技所带来的便利，进而使人们的日常生活越来越多样化。 2.4微型化 机械自动化逐渐地进入微观领域，是从20世纪80年代末开始的，自进入微观领域之后，所生产的自动化产品体积有了明显的减小，而且还具有消耗能源少、运动十分灵活等优点，可以这样说，机械自动化在微观领域中的发展，在很大程度上降低了原本需要消耗的成本，而且还节省了资源，并且在实际应用过程中，在生物医疗以及军事等领域中的应用取得了较为显著的效果，但是，机械自动化在微观领域中的发展也还存在一些问题，其中最主要的就是微机械技术，应用此技术生产产品的难度比较高，所以该技术还需要进行进一步的研究。 2.5绿色化 随着温室效应的不断发展，人们逐渐地认识到环境保护的重要意义，在实际生活中，越来越多的人倡导绿色环保，作为污染较为严重，并且消耗能源比较大的工业行业来说，生产绿色产品是非常有必要的。所谓的绿色产品，就是生产既可以保护生态环境，又可以保障人们健康的产品，在生产绿色产品的过程中，应该根据绿色环保理念，在设计生产中遵循可持续发展原则，只有这样才能充分地利用有效的资源，并降低对环境的污染程度。工业机械绿色产品的设计，是符合当前社会发展趋势的，而且使产品绿色化，还可以对人们赖以生存的环境进行有效的保护，最终实现社会的可持续发展。 2.6人格化 目前我国倡导以人为本的发展原则，所以在工业机械自动化在实际发展的过程中，应该重视人和产品两者之间的关系，也就是说，应该实现机械自动化的人格化。工业企业生产出的产品，只有被人们所认可，所使用，产品的价值才能得以实现，因此，为了让人们可以更好地使用产品，应该将智能以及情感等因素融入到产品中。与此同时，人格化的机械产品，还可以对生物机理进行模仿，使产品具有人格化，可以有效的推动机械设计制造行业的发展。 2.7智能化 所谓的智能化，就是指在应用控制理论的前提下，吸收更多具有先进性的思想以及想法，然后通过模拟人类智能，使机械产品具有逻辑思维能力以及推理判断等能力，这样机械产品才能更好地为人们进行服务，满足人们的需求。因此，在机械设计自动化的未来发展中，提高机械产品的智能化是势在必行的。 3结语 综上所述，机械设计制造及其自动化的快速发展，既可以为工业行业的发展提供契机，使产品的生产效率得以提高，还可以促使其为人们的日常生活提供方便，让人们享受高科技所带来的便利。但随着我国经济的不断发展，市场竞争越来越残酷，人们对工业机械设计制造及其自动化技术提出了更高的要求。鉴于此种情况，相关人员必须坚持不懈的对机械设计制造及其自动化进行深入地研究，逐渐拓宽其发展范围，进而为机械设计制造及其自动化的发展提供源源不断的动力支持。 作者:许杨兵 单位:池州学院 机械设计制造及自动化的应用研究:机械设计制造及自动化发展的研究 摘要：由于科技的进步，机械设计呈现出繁杂化的发展特征，其种类更多、结构更复杂。在这样的情况下，机械设计制造中应用了大量的自动化技术。自动化技术的应用推动机械设计制造朝着动态化的方向发展，需求模式也发生了巨大转变，更加侧重于高效节能。本文立足当前机械设计制造发展实际，对其自动化发展方向进行了简要阐述。 关键词：机械设计制造；自动化；发展方向 机械设计制造一般指的就是通过分析机械原理、结构、零件尺寸等，得出计算结果，并将其转化为较为具体的描述，指导产品制作[1]。结合近年来机械设计制造迅速发展的形势来看，其发展的主要推动力在于系统科学以及信息技术的进步。在当前机械设计制造水准不断提高、理论持续扩展的基础上，机械制造更关注新技术和新设备的开发，自动化是其未来发展的总趋势。 1机械设计制造及自动化发展原则 1.1采用新技术，不断创新 一般来讲，不同产品的性能和系统是不一样的，因此，在产品开发出来之后，将不同种类分别投入市场，观察市场的接纳情况和消费者的反应，若效果良好，说明此项产品值得继续研究和大力推广。对于受到大众青睐的产品，应对其受欢迎的原因进行全面分析，并积极应用新技术持续开发，同时，还要将原料都处理好，以便提高产品质量。对于机械设备来讲，技术含量与功能是成正比的，因此，技术开发与应用是改善产品性能的主要途径之一。自动化系统具有多种功能，不仅可以对数据进行分析，还能够指定机械产品的功能。 1.2以功能要求为导向 产品性能不同，其制造设备通常也不一样[2]。结合当前的市场行情来讲，一般用户对于机械产品的需求数量都比较小，所以，批量小是机械产品生产的基本特征。功能差异是不同产品之间必然存在的，其对设备的功能形成了挑战。所以，机械设计制造及自动化发展必须以设备为基础。现代化技术在机械设备中的应用，提高了机械的灵活性和使用效率[3]。产品需要经过设计和制造的过程，在这个过程中，需将内部结构进行有效结合，才能使产品尽可能的满足使用要求。 2自动化系统优势分析 2.1高效 自动化技术在生产过程中的应用，使得失误和错误的发生率大为降低，控制变得更加容易和简单。自动化系统能够显著提高生产效率，对于错误根源也可以及时发现，有助于实现有效的控制。自动化控制系统能够保障设备遵循设计流程运作，同时，模拟仿真技术的应用，使得生产环节和流程得到优化。机械自动化的优势在于其在保障操作实现自动化的同时，还可以确保产品质量满足规定要求。另外，在生产过程中应用的计算机技术，可以实现编程修改，有助于开发和生产多样产品。所以，借助自动化技术，产品更新周期会更短。机械设计制造及其自动化如图1所示。 2.2便捷 信息技术在自动化系统中的应用，使得在生产过程中能够依据需要对设备进行调试，确保最终产品可以很好的满足现实需求。同时，这样的调控无需拆除部件，只需输入控制系统即可实现，非常便利。存储能力是自动化产品的基本能力，将型号存入设备，使用时将执行程度调出，能够确保自动化生产的正常进行。检测技术能够实现自动化的事故修复，稳定性得到了保障。另外，电子技术的应用，使得多数机械的开关数量大为减少，操作更为方便。由于工作内容是提前预定的，所以，系统可以实现自动的转换、循环，还可以根据控制对象，对产品进行自动调整。 2.3安全 自动化系统在保障设备安全、稳定方面，具有十分显著的优势。对于生产设备来讲，安全是必须要考虑的因素，因此，应尽量排除生产过程中的隐患。自动化系统能够实现危险情况预防控制，对于安全生产意义重大[4]。由于各个环节都设置了相应的监控设施，所以，对于设备生产过程中出现的故障和意外，系统能够进行自动的诊断并及时发出警报。在设备使用的过程中，一旦发生短路或者过压等问题，系统能够在切断电路的同时，实现工作模式的调整，对于降低事故危害、保障设备正常运转的积极作用十分明显。自动化设备中包含了大量的电子元件，这些元件可以对部分可动构件起到替代作用，降低了出现事故的几率，生产过程中的安全隐患大为降低，安全生产有了可靠保障。 3机械设计制造自动化发展方向的探讨 3.1绿色化、生态化 随着环境条件的改变，当前的人们对于环境保护的重要性有了新的认识，环境影响经济已经是大众的普遍认知。在这样的背景下，人们对于生态、绿色、节能、环保等新兴理念极为关注，机械制造也受到了一定的影响。绿色设计在机械设计制造中主要体现在尽可能的利用资源获取绿色产品设计。因此，新时期的机械设计制造，除了要保障产品的功能与成本之外，还要使其符合环保的基本要求，重视其环境属性。一般意义上的绿色产品，指的就是既能够满足性能要求，也符合低损害要求的产品。可持续发展观要求经济发展走生态之路，因此，机械设计制造中也要对生态化、绿色化给予重视。从另一方面来讲，机械设计制造的生态化不仅可以起到节能环保的作用，还可以在一定程度上提升产品的市场竞争力。 3.2系统化 对于当前的机械设计制造来说，其中的逻辑性更高。将产品视作一个完整的整体，并利用计算机技术，能够协调人与自然界的关系。系统化指的是把系统细化为子系统，并积极应用现代技术与方法，协调各个子系统，以促进系统化的顺利实现。传统设计模式下，采取的是静态分析，依据主要是经验，动态化与定量设计均无法使用，与当今的要求存在一定的距离。功能设计一般在随机动态下进行，因此，定量化、系统化将是机械设计制造未来的发展趋势之一。 3.3智能化 计算机技术对时代的影响力毋庸置疑，其推动了各项技术的革新。CAD技术以计算机应用为基础，推动了设计工作水平和效率的显著提升。在未来的发展中，人工智能与CAD技术将会实现更为高效的结合，将会大大提升CAD系统的创造力，设计的智能化程度也会更高。另外，得益于现代机械在集成性以及智能性方面的优势，CAD技术与人工智能等现代技术的结合，将使得计算机的功能更为“强大”。以其为基础建设的整体模型，能够描述产品工况，再加上智能化处理，产品设计将会得到更好的优化。3.4微型化与模块化自动化产品具有体积小、使用灵活的显著特征，备受用户青睐，在市场中处于非常重要的地位。这些产品被称为微电子机械，其发展方向是微米级、纳米级。所以，伴随着相关技术的进步，自动化产品将朝着微型化的方向发展。自动化机械种类繁杂，开发过程中的需求也各不相同，但共同点是均需要利用标准单元。就当前来讲，由于生产高效的引导作用，产品单元正在朝着模块化的方向快速发展。 4结束语 在机械设计制造发展的过程中，需要不断总结经验、加强改进。在改进的过程中，新技术的应用是一个十分重要的方面。产品制造需要兼顾成本和效率，因此，自动化技术的应用是机械制造业发展的必然趋势。自动化系统具有高效、便捷、安全等明显优势，在推动机械制造发展方面功不可没。 作者:刘春朝 单位:中铁电气化局集团有限公司 机械设计制造及自动化的应用研究:职高机械设计制造及自动化教学体系的创新 一、引言 本文首先查阅机械设计、自动化的相关教学资料，了解现阶段我国职高在机械设计制造及其自动化的教学现状，并针对教学现状中的问题提出创新教学体系的思想，从教学方法、教学形式、教学体系这三个方面来进行阐述。 二、创新教学体系 1.教学方法的创新 （1）培养全局意识。在对职高机械设计制造及其自动化教学体系进行创新时，首先应当学习世界上一些先进的教学方法与理念，即将理论与实际相结合，使学生意识到理论与实践相辅相成、相互依存与支撑，培养学生形成理性、客观的全局意识。（2）培养实践能力。只有经过实践考验并投入应用的技术才是真正对社会有用的技术。因此，学生要在不断实践中积累经验，提高自己的职业技能及创新能力。职高要适当设置一些实践课程培养学生的实践动手能力，使学生真正地学以致用。（3）完善实习基地。提高学生实践能力以及专业技能最重要的途径就是到实习基地进行实践与学习。因此，在新教学体系下，不仅要完善本校的实习基地，更要注意校外实习基地的重要性，着重建设和发展功能性较强、现代化的校外实习基地，与校内实习基地进行互补，使职高学生能够很好地理解与学习这门课程，达到学以致用的目的。（4）培养设计能力。课程设计不仅要求学生针对某一具体问题提出自己的解决方案，更重要的是能够将设计方案付诸执行。在我国机械设计制造及自动化的教学过程中，课程设计模块往往不利于学生的个性化发展。因此，在课程设计这一模块中，应当重视目标和内容设计，制定质量较高的设计课题，减少学生雷同设计的可能性。（5）培养新型教师。教师在教学体系中发挥着重要的作用，直接影响学生对各项技能的掌握情况。因此，在创新的教学体系中，应当培养高素质的教师。 2.教学体系的创新 （1）完善专业知识体系。在职高机械设计制造及其自动化的教学中，应当建立健全教育体系，这种教育体系不仅注重学生专业技能的发展，更要重视实践能力的培养。优化机械设计制造及其自动化的教学内容，提高学生学习专业知识的效率。（2）完善能力培养体系。职高在具有了专业的知识体系之后，需要建立健全有关学生能力培养的体系，通过组织学生参加多种多样的校内实习与校外实习，锻炼职业技能，提升实践能力。（3）完善综合素质培养体系。在现代化建设中，越来越注重人才的综合素质。在职高的教学体系中，应当注重培养综合素质较高的新型人才，在聆听学术报告、参加实践活动之后，提高职高学生解决问题的综合能力，具有创新思维和创新能力。 3.教学方式的创新 （1）启发式。在职高机械设计制造及其自动化创新的教学体系中，教师充当引导学生学习的角色，将学生作为教学过程的主体，不断启发学生对于加工制造或者自动化问题的思考与讨论，引导学生自主地对某一问题进行设计和学习，提高学生自己解决问题的能力，发挥学生在教学过程中的主体作用。（2）网络教学。如今，多媒体技术迅猛发展，网络教学在机械设计、自动化创新的教学体系中发挥着重要作用。在职高的教育体系中，应当重点发展多媒体教学方式，给学生带来视觉上和听觉上的直观感受，有效地激发学生的学习兴趣，使学生通过直观感受更好地理解课本上的专业知识，提高学习效率，培养学生的创新思维。（3）企业学习。要求将机械设计、自动化传统的课堂与企业教学联合起来，将课堂上所学习的知识有效地应用到企业实践当中去，将理论与实践有机结合在一起，使学生对所学的知识有更深刻的感知，为适应社会打下坚实的基础。 三、总结 机械设计制造及其自动化是一门设计内容广泛、专业性强的课程。为了使得高职学生更好地掌握这门功课，提高机械设计与加工制造的能力，教师应针对这门课在教学过程中出现的问题，进行思考与探讨，提出有关这门课教学体系的创新思考。 作者:叶芬 单位:东莞联合高级技工学校 机械设计制造及自动化的应用研究:地方高校机械设计制造及自动化本科专业人才培养方案规范研究 摘要：对机械设计制造及自动化本科专业应用型人才培养方案进行了探索，从专业人才培养的知识、素质、能力结构的要求入手，按“宽口径、厚基础、强能力、高素质、重个性”的原则，以就业为导向，构建了地方高校机械设计制造及自动化本科专业的人才培养模式。 关键词：机械设计制造及自动化专业；就业；创新能力；人才培养模式 一般高等院校工科（本科）专业人才培养的规范研究是高等院校在高等教育大众化阶段深化教学改革，加强专业建设，切实落实教育部“教学改革与教学质量工程”的重要举措[1]。人才培养的规范是高等院校在专业人才培养模式改革研究与实践的基础上，对专业知识体系、课程体系、实践教学体系以及相应的参考指标进行整体设计，并对专业人才培养目标、培养规格、教育内容、教学要求、教学条件、质量标准等给出定性描述和量化规定。人才培养的规范是对专业人才培养模式主要内容的总体规范，是深化高等院校专业建设与改革的重要切入点，对提高教育质量具有重要现实意义。 机械设计制造及其自动化专业是我院2006年开始筹建，并于2010年正式开始招生。作为本院的新增专业，对其人才培养方案的规范研究具有重要的现实意义。对培养具备机械设计、机械制造及其自动化基础理论、专业知识与应用能力，具有综合素质、创新精神和专业技术能力的应用型高级工程技术人才具有重要的指导价值。 综合我院专业建设的需要以及教育部人才培养的要求，对机械设计制造及其自动化专业人才培养方案的规范研究是亟待解决的问题，并具有实际性的、可操作性的指导意义。 1 人才培养的定位和思路 1.1 服务面向定位 面向基层，面向企业及研究所、面向军工、面向地方经济，培养“下得去、用得上、留得往”的应用型人才。 1.2 培养规格定位 培养具有本专业较扎实的基本理论、基本知识、基本技能，具备“设计、制造、自动化、工程管理、销售”等综合能力的应用型人才。 1.3 人才培养模式定位 确立地方高校机械设计制造及自动化专业的“以能力培养为主线”的人才培养模式： 1）在人才培养模式的总体设计上贯穿“以能力培养为主线”，实现该模式的具体思路是“宽口径、厚基础、强能力、高素质、重个性”。 2）在教学内容、课程体系的构建上，注重理论课程与实践教学环节课程课时的合理分配，增加实践教学课时，强化工程实践教学环节[2]，根据学生发展所需设置不同的系列选修课群，从而达到夯实理论基础，锻炼学生知识运用能力的目的。 3）在教学实践上立足于地方院校的实际，不断加强与企业的联系与合作，延长学生实习时间、丰富教学实践内容。 4）以培养学生的理论能力和实践动手能力为总目标，在保持传统理论教学优势的基础上，加强实践教学环节，注重学生知识、能力、素质的协调发展，重视对学生社会责任能力的培养，建立科学的、合理的、规范的人才培养体系。将实验区建设成为能培养应对纷繁复杂的社会关系、激烈竞争的就业市场，能为社会经济飞速发展服务的高素质的应用型人才。 2 人才培养目标与要求 教育部质量工程的若干意见明确指出“要以社会需求为导向，合理设置学科专业，要密切与产业和行业的联系，加紧紧缺人才培养”，机械类专业建设应当以经济社会发展对人才的实际需求出发，优化人才培养环节，密切与社会用人单位的联系，培养满足经济社会需要的各种专门人才[3]。 我校机械专业的人才培养定位于研究型大学的人才培养，以“加强基础、拓宽口径、凝练主干、灵活方向、体现特色、重视能力”为指导思想，将通识教育与专业教育有机结合，以机械科学、电子技术、计算机技术、机电控制技术为主体构建学科基础课程体系，兼顾工程科学教育与工程实践训练。“机械设计制造及其自动化”专业培养掌握机械设计、机械制造、机械自动化的基础理论和相关知识，具备创新、创造和创业能力，能在工业生产第一线从事机械设备制造及其自动化领域内的设计、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和管理人才。 通过改革培养模式：拓宽专业口径、更新课程体系、改进教学方法、加强能力培养，培养具有爱国主义精神和社会责任感，具备较宽的基础知识和较强的应用能力，能在机械工程领域从事设计、制造、科研和经营、销售等工作、适应社会主义现代化建设需要的全面发展的高级应用型人才。 3 以就业为导向创新机械专业人才培养 如何缓解机械专业学生“难进易出”矛盾，核心的因素是要使培养出的人才满足社会和现代制造工业与技术对机械制造专业人才的各种要求，即要以培养应用型专门技术人才为目标创新机械专业人才培养模式[4]。 1）机械专业要想吸引学生，首先应该改革培养模式，培养宽口径、厚基础的创新人才，应该根据学校自身的特色办出专业特色，注重培养学生的实践能力、创新意识、创新精神。 2）应尝试新的课程体系，机械专业应与计算机、信息等课程紧密结合，着重培养学生的创新能力。比如：把过去学生毕业前才进行毕业设计，变为以全国大学生机械设计大赛、全国大学生创业计划大赛、“挑战杯”等大学生科技活动为平台，学生从大学一年级开始就与其他各年级同学组成一个团队，共同在四年中完成一个产品的创意、设计、制图、分析、生产流程以及市场销售计划等所有环节。从而达到培养学生自主创业、创新意识、创新精神的目的。 3）学校要加大宣传力度，改变人们对机械行业的老看法，因为融入了计算机、信息等技术，机械行业的自动化水平已经大大提高，工作环境已经大大改善。同时，机械是传统、基础学科，所有生产行业都离不开他。 4）从机械行业发展来看，印刷机械、数控机床、发电设备、工程机械等重头产品前景仍看好。除了这些传统工业领域，该行业将进一步向机电一体化发展，经过国有企业的改革，产业结构的调整与人力资源的配置优化，一旦跟上市场经济和信息时代的步伐，定会显示出强大的生命力，经济效益也会回升。 4 结束语 总之，培养大批具有创新能力的高素质工程技术人才，既是一般工科院校教育的根本任务，又是适应时代的要求。我们应不断探索工科院校大学生创新能力的培养途径，并付之于实践。因此对本校新开专业的人才培养方案的规范研究能对提高学生教学质量，培养合格人才有着重要作用。尤其对我们地方高校而言培养学生的目标是应用型、创新型人才，开展本课题的研究与实践符合我校及同类高校人才培养需要。 机械设计制造及自动化的应用研究:机械设计制造及自动化的未来发展策略 摘 要：未来的机械制造的自动化，将拥有广阔的未来，但是当前在传统机械制造自动化的升级转型的关键时期，机械制造自动化还要面对一系列的严峻的挑战和压力。无论是专业的培养还是人才的培养，都要有一个转变的过程。但是方向和目标是不会变的，未来的机械制造自动化将迎来更加智能的前景。 关键词：机械制造化；自动化发展；发展策略 我国工业机械制造自动化的发展，是伴随着国家社会和经济的发展速度一起前行的。在对机械制造自动化的发展进行研究的过程中，必然要遵循发现问题、分析问题、解决问题的思路进行。也就是说，机械制造自动化的发展总是在对传统进行突破的进程中寻求新的创新成果。尤其是近年来随着工业4.0的到来，机械制造自动化面对的是科技进步的浪潮，而且，我国在这方面的发展始终没有超越国际发达国家的水平，并且存在着一定的差距。因此，坚持中国特色社会主义原则，进行机械制造自动化的改革创新，是我国工业生产现代化的一起要求[1]。 1 机械制造自动化的特征 智能化是当代机械制造自动化的显著特征，智能化摒弃了传统机械设计中的缺点，将多种现代化科技掺入机械中的自动化设计中，在质量上进行了改进。形成了多种技术的整合和统一，保证了各项技术的整体化和系统化，将机械自动化待到了智能化的阶段。 为了满足机械制造自动化的自身需求，每个产品都形成了自我开发的目的和要求。机械设计制造和自动化开发，让每个产品都有内在的特点，尤其是经过机械设计自动化的设计之后，产品在输入端的制造，永远是围绕着功能上的要求而来的。机械制造自动化的含义，实际上已经发展成为，机电一体化、自动化功效，内在需求的功能实现。 2 机械制造自动化的现状 机械制造自动化发展至今，在工业领域是进行设计制造和科研开发的前言，这是一门以计算机、信息技术、自动化控制技术为内容的综合型专业领域，需要在先进制造技术和理论的支持下，将现代工程领域的技术问题加以解决。当前，现代机械产品的制造，正在迎来结构、性能和应用的革命性的转变。随着技术的进步，和社会需求的增高，机械制造自动化的发展正在出现一个非常尴尬的局面，一方面，传统的产业还在生产着，一方面，智能化的运行需求又要求机械制造自动化必须要进行智能化的转变。但是当前在生产领域，重复浪费，低效高耗的问题还是存在，在创新领域的发展面过窄，材料的使用，技术以及工艺相对陈旧，创新的动力不足，都是机械制造自动化面对的问题[2]。 3 机械制造自动化的未来发展 （1）世界各国关于机械制造自动化的产品设计的流程，目前来看基本是相似的。从图纸设计到图纸的细化，再到产品的试验和制作，整个产品的生产流程基本是相同的。但是这样的工作流程耗费的时间是大量的，对产品进行实验的时候，大量的物力人力和财力被投入，经济成本居高不下，致使工作效率提升不起来。例如我国随着科学信息技术的进步，电子计算机和网络信息技术的应用在各个行业都得到图像爱你，借助信息技术技术和设备，人们已经可以进行模拟的操作，采用数据传输、连接的技术，在网络中国实现生产过程，时间得到了有效的利用，空间的限制也被打破。即便是远程的操控，效率也是非常高的。因此，这种虚拟化的设计和生产，将未来机械自动化技术发展的必然趋势。 （2）随着数字技术的普及，无论是制造领域还是信息网络领域、管理领域，先进的生产技术都已经得到了广泛的渗透，科技是发展的第一生产力。制造者必须要对网络加以利用，使图形、数据、技能等数字化信息在网络中流动，借助数字化技术，收集其快捷便利的信息。实现虚拟和现实的结合，在信息的分析、重组、排列和规划中，众多产品被制造出来，具有设计、功效、加工制造技艺的高端集中的特征。具有市场满意的功能和形态，而且在生产过程中，拥有了高效的重组生产特征，能够满足客户的个性化和多样化的要求。同时，利用网络与全球制造商沟通，客户的要求可以通过网络发不到世界各地，企业通过网络能够看到世界任何一个角落的客户的要求，利用电子商务进行沟通，将传统的静态的服务模式，转变为多环节的交流的模式，制造商形成了动态的联盟，协议和设计、生产的周期都被大大地缩短，客户的要求很快就变成了产品，这就是数字化给机械制造业带来的广阔的前景[3]。 （3）绿色节能高效是未来机械制造自动化的发展趋势。随着人与自然和谐共处的呼声的加快，人们与社会和自然已经融为一体，每个部分都不能脱离整体而独立，任何破坏整体的行为将被视为破坏。人类在于自然协调的步调上越行越远。在绿色节能环保的前提下从事生产和生活，一切制造技术自动化下生产的产品，都来资源设计，设计成为生产制造的核心，产品的销售到使用，维护和保养，回收和利用，每个阶段都是围绕了绿色展开。客户的生产和生活与自动化设计和制造嘻嘻喜爱那个关。自动化制造为客户打造宜居环境，为客户带来精神和物质生活的双重富足。企业在采纳和应用新技术的时候，必须坚持可持续发展的理念，摒弃急功近利的思想，目光放的更加长远，环保意识始终贯穿在设计和开发的始终。 （4）智能化的设备是由机器代替人类，形成人机结合的智能系统。产品的制造过程，是自我进行数据分析和决断的。智能制造技术的目标通过人类和智能机器的协作和共事，得到了人类脑力劳动的真谛，精简了生产过程中人力物力财力，是的制造过程更加优化。智能化击中了信息技术、网络技术、智能操控，将生活和工作的细节完美呈现，让我们看到智能制造带来的各个领域的自动化趋势。 （5）模块化是未来机械制造自动化在产品生产和研发的发展趋势。模块化的产品生产，拥有测距、辨识、图像处理的控制功能，综合了电动机的智能动力单元，实现了机械动力设施的智能化的典型操作。新产品的研发在各个模块的驱动下能够自动扩大或者缩小生产规模，产品的系列化和标准化将是的一个原本加工简单的企业变成生产机械制造自动化企业[4]。 （6）网络化将给生产制造企业带来网络技术一体的发展格局。企业的竞争扩大到了国际竞争，一个企业能够制造机械自动化的新型科技产品，就拥有了可靠的质量保证。网络载体下的检测和控制技术将机械自动化产品待到了局域网的信息技术领域，全新的技术使用是的机械自动化制造成为了愉悦的技术体验过程。 （7）机械自动化的微型化发展趋势，指的是机械自动化系统中的微电子机械领域，从厘米到微米和纳米，微型化带来的是低能耗、灵活运行、体积微小的优势[5]。例如在军事和生物医疗领域，微型化的机械自动化制造产品正在发挥着巨大的作用，超精密技术的运用在机械自动化产品的研发中不断推出新的产品。 4 结语 机械制造自动化在科技高速发展的时代里，迎来了去旧迎新的转型良机。在转型升级的过程中，机械制造自动化不断融入新技术因子，将技术作为未来发展的不竭动力，在发展中不断探索更加多元的自动化发展方向。

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）

随着经济的发展，人们物质生活质量的不断提高，对机械设计制造的要求也越来越高了。不仅要美观和实用，还要绿色环保，这样的要求迫使机械设计制造将绿色环保的理念融入设计和制造的过程。 1机械设计制造内涵分析 机械设计制造主要包括以下两个方面：第一，机械的外观设计，这方面的设计是指根据机械的功能，以及机械运用的场地，再结合现有的技术，对其外观的设计，一般要求简单明了，使用方便。第二，功能的设计应按照功能结构，进行科学合理的设计，让机械在具体的运营过程中，不仅要方便实用，还要提高机械的运营安全系数。 2绿色理念内涵分析 绿色理念旨在节能环保，机械设计制造中绿色环保理念主要体现在机械的运营和制造材料两方面。在具体的运营中，机械的工作质量和排污量是体现绿色理念的两大方面，在机械设计制造时就要考虑到机械的性能和排污必须符合可持续发展的绿色理念，创造更多的价值，最大程度地降低排污量，这主要是在机械的设计过程中要渗透的绿色理念。 3绿色理念在机械设计制造中存在的问题 3.1符合绿色理念的设计制造人才缺乏 机械对设计和制造的要求比较高，但目前中国的人才市场在这方面的人才是比较缺乏的，因此机械设计制造中绿色理念的融入并没有落实在具体的设计制造中。这就意味着，专业人才的缺乏严重制约了绿色理念在机械设计制造中的有效展开。机械设计制造的专业人员不缺少，缺少的是专业水平高，能够将绿色理念融入机械设计制造中的人才。 3.2机械的设计不是很合理 机械设计要求既要实用还要美观，然而在具体的实践中，设计人员受自身专业水平的限制，往往是顾此失彼，没有办法将两者都兼顾。绿色理念的要求让机械设计制造出现了生搬硬套的状况，让机械设计制造进入一种很扭曲的状态。为了迎合绿色理念，让机械的设计制造的发展进入停滞状态，甚至是有些退步。 4绿色环保理念在机械设计制造中应用的原则 4.1节约成本与资源 绿色环保理念在机械设计中主要体现在机械的使用过程中，在具体设计的时候，将绿色理念融入其中，提高机械在具体工作中的效益，能够提高对资源的利用并有效地节约资源。在绿色环保理念的使用过程中要将其体现出来，就必须在设计的过程中通过技术改造和升级，提高对资源的利用率，有效节约资源。 4.2既美观又实用 对机械而言，更多的人可能比较关注实用，然而外观会影响人的第一印象，如果机械的外观不能引人注目，那么机械的实用性再高，也没有办法展现在人的面前。所以绿色理念在机械的设计制造中要从美观和实用两方面进行，既要让机械的实用性提高，也要让机械的外表看起来更加美观和灵巧。让客户在使用机械的时候能够获得最大的收益，并且有效地降低排污，保护环境。 5绿色理念对机械设计制造发展推进的措施 5.1培养先进的机械设计制造人员 制约绿色理念融入机械设计制造关键的一个因素是专业知识强硬的机械设计制造人才。人才是绿色理念融入机械设计制造中重要推动因素，所以，绿色理念要有效融入机械设计制造中，就必须从加强专业人才的培养开始。 5.2将机械的作业环境考虑其中 绿色环保理念，一方面是要将高科技的东西融入机械设计制造中，另一方面则考虑的因素就比较多一些，机械的作业环境，如何处理排污，机械的工作效率等。必须还要考虑到机械在将来的运用，它会处在怎样的一个工作环境，这样的环境需要严格管控那些污染，对一些污染要如何去处理，这些东西在机械的设计制造中都必须要去考虑。 5.3机械设计制造中的全局理念 机械设计制造中绿色理念的融入不是指在哪一点或者哪一方面，而是整个机械设计制造的工程中。包括机械的外观设计，要用什么样的材料能降低污染，符合作业环境又可以对工人的视力降低伤害等。机械设计制造有很多方面绿色理念的融入要渗透在涉及的各方面，最终制造出来的机械才是拥有绿色理念的机械。 6结束语 绿色理念在机械设计制造中的融入，是推动机械设计制造向前发展的举措，也是符合当下社会人们的消费需求。今后机械设计制造人员要提高自身的专业水平，将绿色理念不断地深入到机械设计制造的过程中，促进机械设计制造行业发展，也有利于中国经济的科学发展。

本文结合机械自动化的应用情况，展开进一步分析。机械制造能够涉及多个领域，例如动力机械、农业机械、纺织机械等生产设备，是现代化生产过程中不可或缺的一项技术。在计算机技术的带动下，能够取替传统的人工生产，并辅助人类大脑进行工作。可以在最短的周期内生产出产品，提高生产质量的同时，还能够降低成本支出，进而促进资源的合理配置，减少环境污染。 1机械自动化的概况与组成成分 1.1概况 自动化，即机械或在无人干预的环境下按照原本已经设置好的程序或指令进行操作，进而实现自动化的控制过程。机械自动化技术的出现在一定程度上取替了人工的操作，不仅能够降低劳动支出成本，还能够提升生产效率与生产质量。相比于发达国家，我国的自动化技术水平相对落后，但是伴随科学技术的不断发展，我国机械制造的自动化技术水平也取得了显著的效果，并将其合理地应用在实际操作中，为我国的工业生产带来一定的技术支持。目前，我国机械制造的生产规模有限，主要是以小作坊的形式为主，但是在经济条件的制约下，很多机械制造企业很难在短时间得到完善。 1.2组成成分 机械自动化技术，会涉及到诸多领域与学科，是一项综合技术。我国机械制造自动化技术主要包括以下5个系统：传感系统、操作系统、信息处理系统、信息传输系统以及指令系统。传感系统，能够在自动化系统内展开全面的检查，并接收信号；操作系统，将系统中的载重负荷通过定量的方式进行全面分析；信息处理系统，能够对系统内接收的信号及时进行处理，并将指令各个下一个系统，进而展开操作；信息传输系统，在经过信息处理系统所传递的信息进行二次传输；指令系统，将系统内接收的信息与制定进行操作，并引领整个系统展开具体的操作。通过以上5个系统，构成了自动化系统的整个部分，在一条线路的指令下，将具体的工作内容进行指令与操作，以此实现机械制造的自动化。 2机械自动化的具体应用 伴随科学技术的不断进步，机械自动化技术的主要以柔性化、虚拟化、智能化为主，可以在极端的生产环境下进行操作，并保证生产的效率与产品的质量。这样能够更好地为人类的生产制造提供服务，进一步解放了劳动者的双手，提升操作准确性的同时，还能够提升企业的利润，使得企业在激烈的市场中得到可持续发展。 2.1柔性化应用 柔性化，即在展开机械生产操作时，要将信息控制系统与物品储备系统进行有效的融合，进而确保储备物品的合理变化。在经济全球化的时代背景下，不论是机械生产，还是产品制造，都要满足灵活性与实用性的特点，以此来适应市场的发展趋势。将机械自动化应用在柔性化生产中，在提升机械生产的质量与速度的同时，还能够及时跟进市场销售情况与客户的实际需求变化，从而提升客户的满意度，保证交货期，为企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。另一方面，将机械自动化技术应用在柔性化工业生产中，既能够提升企业的经济效益，还能够提高生产制造中员工的能力。柔性化技术作为数控技术中的核心技术，包括诸多范围，例如产品设计、加工制造、信息管理等。伴随计算机的进步，人们借助计算机来编写程序，机床能够自动进行材料加工，操作人员可以根据加工的具体过程来调整加工的节奏，柔性自动化技术是制造领域发展的一个主要趋势。 2.2虚拟化应用 现阶段，虚拟化技术在机械制造中被广泛地应用。伴随近年来技术的进步，其附带技术也在随之产生，并在多个领域取得了效果显著的效果。目前我国的虚拟化技术中已经成功应用在人工智能、信息存储、工艺制造等。将机械自动化与虚拟化技术进行有机的结合，不仅能够实现机械制造过程中的方针模拟，还能够提升其在实际操作中的应用价值。相关技术人员造实际操作前期，可以在第一时间针对其中出现的问题进行故障修复，并以数据的形式将问题产生的原因得以呈现，将其改进，进而减少实际运行过程中设备维修的时间，这样能够在最大限度上保证操作人员的安全，避免危险事故的产生。虚拟化技术与机械自动化的有效结合，企业能够节省花在研究过程中的时间与精力，降低生产前期与后期的投入成本，进而达到提升生产率的目的，确保企业营业收入长期稳定的增长。 2.3智能化应用 智能化制造技术，是在系统生产与制造过程中融入互联网科技的一项生产技术。智能化在机械制造技术中的应用，代表着人类机械制造技术的进一步提升。在实际应用中，主要在生产过程中有所体现，生产系统通过模仿人类的行为来作为合理的决策，并进行判断与分析。计算机智能技术通过指令的方式将信号传输至信号系统的终端平台，进而将信号传出至生产设备中，通过这一系列的操作完成正确的生产与操作。借助智能化技术，专业的技术人员在机械的支持下完成监督工作，如果生产制造过程中出现故障或者纰漏，人工智能能够在第一时间将其发展，并通过产生的原因传达相应的指令，进行修复，以此实现安全生产的目的。在未来的机械自动化发展过程中，智能技术能够全面进行应用，实现智能生产、智能操作、智能监督等，真正做到防患于未然。 3结束语 总之，自动化技术在机械设计制造中的应用，不仅能够提升产品质量与生产效率，还能够有效地降低劳动成本，在根本上增强机械制造产业的综合能力。但是，结合现阶段我国机械自动化生产的实际情况来看，不论是人才还是技术尚未达到成熟的地步，因此需要政府与相关企业的努力，养专业的机械人才，为其创造核心技术。 参考文献： [1]桑文雅.机械自动化技术及其在机械制造中的应用阐述[J].信息记录材料,2018,19(11):107-108. [2]王哲.机械自动化技术及其在机械制造中的应用探讨[J].建材与装饰,2018(37):204. [3]杨泳超.机械自动化技术及其在机械制造中的应用研究[J].现代工业经济和信息化,2018,8(06):43-44. [4]盘应乐.机械设计制造及自动化技术在基层的应用探讨[J].时代农机,2018,45(04):162. 作者:陈世杰 单位:山东康达精密机械制造有限公司

将计算机技术运用到机械设计制造中，大大提高了机械设计制造智能化水平，在机械设计制造中占据很重要的位置。但我国机械制造设计水平同国外发达国家相比，还存在一定的距离。若是可以加大对计算机技术的研究和探索，对机械制造行业的发展是非常有利的。 1机械设计制造及其自动化 机械设计制造及自动化是一门综合型很强的学科，集工业机械、设备等各类产品的设计、制造为一体。该门学科以机械设计、制造为主，融合了计算机、自动控制等多项技术，利用各项技术优势，解决现代工程设计、制造过程中各种复杂问题，以此提升机械设计制造及其自动化水平。 2计算机技术 计算机技术在不断发展的过程中取得了一定的成果，在机械设计制造中，使用最多的有可视化、虚拟及仿真技术。计算机可视技术指的是借助计算机将机械信息转化成可视的数据信息，人们能够直接对这些数据信息进行观察、监控，从而预测机械的各项性能，掌握机械自动化运行状况，根据需要加以改进。在机械设计制造中运用该项技术，大大提升了机械设计的准确性、安全性及自动化水平。计算机虚拟技术主要利用计算机对现实情境进行模拟，实现人机交流，将人的思想观念和现代科技完美融合起来，提高机械设计制造的科学性。而计算机仿真技术主要是运用媒体形态对模型信息进行描述，将系统形态、物理及数学模型等直观、具体地呈现出来，给设计制造人员更好地进行机械制造、设计提供参考依据，同时借助计算机输入及输出功能，使机械设计自傲更加自动化、智能化。 3机械设计制造及其自动化中应用计算机技术的实践 3.1符号图形的应用 在现代机械设计制造中，液压系统是非常重要的一部分，其系统结构变得越来越复杂，而液压仿真技术的出现，大大提高了系统设计与分析的质量和效率。AMESim软件，其具备完全图形界面，在整个仿真期间都是通过图形的方式来呈现，针对液压相关元件主要运用的是基于工程领域的标准ISO符号；针对控制系统，则使用的是图表符号；针对那些没有标准符号的，则使用可以表示系统，且易被识别的图形符号。AMESim按照仿真步骤可以分成草图模式、子模型模式、参数模式以及运行模式等工作模式。在草图模式中，根据几何工程系统的基本工作原理，借助元件库各元件图表构建系统模型，完成系统模型搭建任务后，则进入到子模型模式，这时必须要为各元件挑选合适的子模型，再在参数模式下将各元件的参数设定好，如活塞直径等。最后，在运行模式下，将仿真时间、等各项初始条件设置好。完成仿真后，在根据实际情况，对相应参数进行绘图，并加以分析、探索。 3.2简化设计工作中的绘图 在机械设计制造中，涉及到很多复杂机械图的绘制，而CAD与CAM等都是很重要的计算机绘图软件，利用这些绘图软件，能够简化绘图，将复杂的机械图变得简单化，以此提升绘图效率。并且，CAD等一些计算机辅助绘图技术，可以将机械的整体结构、尺寸等准确地描绘出来，便于设计人员及时发现设计中出现的问题，并根据需要修改图纸、编辑图纸，节省时间。如在机械产品磨削过程中，可以先借助仿真技术将磨削情况进行模拟，在此基础上利用CAD等绘图软件进行机械图的绘制。借助计算机绘图技术，能够降低制图的出错率及产品生产损失，缩短制图时间。 3.3在数控编程中的应用 除了上文中所提高的计算机相关技术外，数控机床技术也是不可或缺的一部分。现如今，软件自动化编程已经成为了数控机床技术重要的编程手段。CAD与CAM等软件的应用可以提升机械设计加工的速度，机械CAD可以通过对实体质量性能进行有效查询，并完成对机械设备；零部件质量、体积等内容进行计算。模具CAD可以通过与CAM的集成应用，对复杂模型进行设计。在机械制造设计中，将CAD与CAM有效应用，能够进行机械模型的绘制，并按照机械特征来模拟与装配零件。同时，再借助其他各类技术手段，对模具途径进行有效完善，模拟加工的整个过程，生成数控程序，在数控机床完成输出与加工制造。 4结束语 总之，将计算机技术运用到机械设计制造及其自动化中，可以提升机械设计制造质量和效率，确保生产效益的最大化。随着现代计算机技术的迅猛发展，各项先进技术的应用，为机械设计制造及其自动化提供了技术支持。在未来的发展过程中，要不断地加大对计算机技术的研究和开发力度，使计算机技术向更高的层次发展，更好地为机械设计制造及其自动化服务。

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。

本文从机械设计制造及自动化的概念出发，分析了机械制造自动化的优点以及未来的发展趋势。机械设计制造及其自动化在国民经济中处于极其重要的地位，是其他技术领域的支撑。各种自动化机械设备大大提高了劳动生产率，保证各项工程的有效建设，同时实现生产效率的大幅提升。 1机械设计制造及其自动化的优点 1.1高效性 机械设计制造及自动化首先的优势便是大幅提高了生产力，同时又节约了生产时间。机械设计制造及自动化跟传统的制造业相比，生产率提高的一个明显表现便是在生产制造的过程中所需的工人数量大大下降，同时整体生产过程并没有因为人员的减少而失去秩序性和条理性。传统的机械设计制造过程中，工作人员需要严格遵守生产中的规则规范，遵守的前提自然是需要先了解这些规则和规范，这就需要花费一定的时间，生产进度自然就会受到一定的影响。依靠机械设计制造及自动化便可以完美地化解这一症结。仅需要有专门的人员对机械进行开启，机械便会严格按照预设的程序与步骤去高质量的完成整个生产。既保证了生产的标准化与规范化，又保证了生产的高效率。 1.2安全性 传统的机械手工操作在实际的工作中极易引起事故，在工人进行操作的过程中，由于工人自身的疲劳或是操作不当，便会引起人身安全事故，轻则受伤，重则死亡，同时企业也会因为事故的发生受到经济损失。机械设计制造及自动化可以改善这种状况。在实际的操作工作中，工作人员不需要自身亲力亲为，只需要通过电脑程序便可以对机械进行控制，一方面增加了工人的安全性，另一方面，工人的工作环境也有了明显的进步。机械设计制造及其自动化能够满足机械功能内在需求，任何产品都有其独特的功能内在要求。所谓机械功能内在要求，也就是机械的开发目的，机设计制造及其自动化能够满足机械开发的基本要求，同时也符合输出端的输出量。实现了产品设计、制造、功能的有效融合。 1.3环保性 传统的机械制造业对工人的依赖程度高，工人需要自身具备良好的工作技能和素质才会把工作中的失误降到最低。但是还是会有工作人员在实际操作过程中的过失出现，而弥补过失的办法便是重新进行生产和加工，这种情况的出现便导致了人力物力的极大浪费，这与环保和可持续发展的理念不符。机械设计及自动化对于生产的准确性便有了充分的保证，生产效率与产品质量保持共同的水平，给企业节约了生产成本，环境污染也降低了。 2机械设计制造及其自动化的发展趋势 2.1智能化趋势 在互联网和人工智能高速发展的今天，机械设计制造及自动化也必然会实现智能化的改造。智能化的改造对我国机械发展具有重要的意义，可以促使我国机械走向世界，占据更多的国际市场。同时发挥人工智能的优势，运用智能思维帮助人类分析难以预测的问题，帮助人类构建虚拟化的思想，让人类思维与实际的操作实现有效的结合。可以运用先进的智能技术切实提高生产率同时保证生产过程中的失误率降到最低。 2.2虚拟化趋势 当前的机械制造业仍然采用传统的方式进行设计与制造，首先在图纸上整体的工作流程以及相关的产品功能都在设计图纸上表现出来，实现穷极所有可能出现的情况。图纸设计完成之后便依据图纸的信息进行产品的实际制造，根据图纸的信息进行生产制造的过程中，随着制造的进程的不断推进，可能会出现图纸上没有反映出的问题，甚至会出现没有发现的问题。这样在产品投入生产中会浪费很多的资源，也会出现资金的浪费，最重要的会导致生产时间的延长。虚拟化的技术提前模拟产品的生产，及时看到在生产制造过程的各类问题。在实验的进程中，还可以根据问题的出现及时对制造进行修改和完善，出现一个问题，解决一个问题，从而达到最优的效果。 2.3网络化趋势 现代科技需要融入到机械制造业中去，现阶段的机械设计过程已经开始出现一些现代科技的影子，但是网络化的程度依然不高，在进行机械设计制造产品时，大部分情况下还是需要人工的帮助。在今后的设计工作中，一定会把自动化技术更多地融入到实际的工作中去，保证网络化的实现。通过网络化，我们可以解决自身解决不了的专业问题，确保生产不受外部因素的影响。 3结语 传统制造业在科技高速发展的今天已经受到了很大的冲击，不得不考虑对自身的转型与改造，传统制造业的低效与损耗必然会被生产过程的自动化所取代。同时，机械制造及自动化也符合我国整体的发展理念，推动了我国的机械制造业水平，也可以实现我国科学技术的进步，为其他行业的发展提供有力的支撑，保证国家整体经济目标的实现与国民经济又好又快地发展。

0引言 面对目前科技高速发展的新形势，将自动化融入到传统的机械设计制造中，既符合新形势的需求，也是制造业发展转型发展的必然趋势。机械制造业的自动化技术的应用，对机械设备自身的稳定性、节能性以及实用性得到提升来讲，呈现出十分出色的状态，推动了现代化机械设备的持续发展。 1自动化的使用 1.1计算机综合制造系统 该系统属于一类集成形式的制造生产系统，它借助于单向辅助技术将自身融合成一个整体，以实现创立信息共享平台以及规范的数据模型的目的，以此提升制造机械设备的工作效率。此系统涵盖了电子信息方面领先的生产技术、现代化开展管理工作的理论知识以及领先的材料，此系统是以全新类型的自动化在管理方面的理论知识、计算机以及传感器为基础，对机械设备的制造工作进行控制，以此方式让其制造效率得到提高。还有，机械设备是整个设计生产环节的集成部分，大范围的呈现在并行的项目当中，这一项目当中的强调中，从制作的需求出发，对产品的使用年限进行考虑，以此为前提，让减小研发和生产这两项工作的周期、减小设计以及维护工作出现的重复率问题等这几个方面的目标得以实现。 1.2柔性自动化制造技术 这一技术是按照产品的制造信息，对数字加工这项技术以及设备，还有其生产物料的储存、运输系统进行协调。以此为前提，提升对存在差异的加工以及制造产品的适应能力。这项技术能够对信息进行控制，主要是借助于计算机，其实质是使用计算机对产品进行制造期间的数据展开监督管理工作，以达成动态对制作规划实施调节；另外，第二层当中计算机承担的工作，是把最底层计算机开展工作的实际情况，传输到之前一层的信息中心；最底层区域计算机承担的对生产工艺设备接口位置的运行情况，进行收集以及监督检测，还有，根据之前一层下达的工作命令，在第一时间对制作环节的施工进行调节。还有这一制作技术当中储存和运输系统承担的工作，是根据下述的流程来实现对制作物料进行储存及运输工作：借助于前端生产环节的工业机器人，实现操控信息系统。 1.3自动检测技术 自动检测技术能够得到发展的前提条件，是传统意义上使用的仪器以及传感器。普遍而言，在对机械设备进行生产期间，自动检测这一技术的使用，不用将大量的人工投入到制造环节当中，能够让产品最终达到的合格率得到显著提高。还有，在这一系统内，使用的主要是对信息进行处理的系统，是微型计算机，以此方式确保了检测工作的可依赖性。 2发展趋势 2.1绿色环保 在对机械设备进行设计制造期间，要最大限度的减小废品出现的概率、拆卸性、运输环节造成的污染等问题。在工业生产当中，同样要十分重视环保工作的开展，机械项目生产和它的自动化工作，要朝着绿色可持续方向发展，大多数国家的创新领域已经证实了这一问题的可行性。国内的所有高校当中，关于环保的比赛项目逐渐增多，同样也证明了这一领域的重要性。在后期的发展当中，国内必然会在环保领域提出更为严格的要求，相关的法律法规同样将趋于完善。 2.2人机一体智能化 在之后的发展阶段，除了上述提到的绿色发展以外，智能化同样属于机械项目生产和其自动化进行发展的主要方向。因此必须要构筑出操作性极强的人机一体智能化系统，这样才可以让人机智能生产这项技术真正达成。该系统不止可以实施人工体力劳动，另外还可以实施脑力方面的劳动，也就是能够替代人脑。这一技术的使用，很大程度上减小了相关工作人员的工作量，另外，可以让公司对人力、财力以及物力等进行优化配置，让机械生产行业可以更为优质的发展。 2.3网络化 网络化的实现，是基于网络技术的不断发展。目前，网络的普及率十分高，这一技术的诞生，让经济全球化得到更快的发展，对所有行业都产生了影响，人民的生活同样由此出现了巨大的转变。若是机械设备自动化在对产品开展设计制造工作时出现了故障问题，有关的技术以及设计员工未处于第一现场，之前的处理方式是让设备停止工作，随后联系相关人员对出现的问题进行解决。此方式不止对生产进度造成影响，同样会导致工作效率减小。可是，若是使用网络化对制作流程进行控制，就算发生了上述提到的问题，技术人员也能够借助于网络化，及时对设备出现的故障问题进行处理，能够让机械设备以最快的速度重新投入生产，让制作加工的效率得到显著的加大。 3结束语 随着社会的发展与进步，将自动化融入到对机械进行设计制造当中已经是未来发展的必然趋势。目前能够做的，就是借助于现有的技术以及理论知识，为其最终的实现奠定坚实的基础，推动其快速实现与发展。

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。

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。

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。

在此背景下，实现对机械制造技术设计方面的研究探讨，能够有效的为机械制造技术的现代化发展，以及机械产品的创新研发、优化设计和高效生产创造更加丰富的条件。基于此本文主要对机械制造技术的入手，实现对机械制造技术设计方面的研究探讨，旨在为机械制造产业进一步发展奠定理论和实践基础。 0引言 机械制造技术是近百年来社会生产力的主要组成力量，无论是工业生产还是生活活动，都离不开机械制造技术设计。而机械制造设计涉及到研发、生产、制造和维修养护等多个环节，这些工序也直接影响机械设计的实用性、科学性和合理性。另外随着我国科学技术的进步，当前个别行业领域中的机械制造规模、机械制造技术已经走到了世界领先的地位，但是整体上来说，我国的机械制造设计水平同先进国家仍有一定的产局，如何缩小差距，发挥我国机械制造设计的优势成为社会大众普遍关注的问题所在。因而展开对我国机械制造设计特点以及机械制造设计现状的分析，能够为机械制造设计技术的发展带来较大的发展空间。 1机械制造技术的特点 机械制造技术设计的水平是衡量一个国家科技水平和生产力水平的重要指标，它的发展水平直接影响到社会生产的各个行业领域中。如对于重工业而言，大型机械产品的自动设计研发能够实现我国经济的独立，获得更好的经济效益；并且在一些新生的行业领域中实现机械化的发展，能够推动社会生产力的发展，形成产业的优势。如在地能源产业中，利用机械产品进行能源的挖掘，能够提高生产效率，节约生产的成本，在国际上都能形成产业优势。所以机械制造技术在我国的发展中占据重要的地位。当前只有把握住机械制造技术的几个特点，才能够在未来的设计创新中把握住最佳的效果。 1.1机械制造设计的范围较广。机械制造技术并不是单纯的实现机械性制造，还要求能够将信息技术、电子机械等现代化管理的内容安如其中，在机械产品中实现自动化、智能化管理等等，因而可以说机械制造设计技术的范畴越来越大，其技术研发的难度也较大。 1.2机械制造设计结构的整体性。这主要是体现在机械制造设计技术不仅包含机械产品的设计图纸，还包括研发、加工、生产以及后期的维护管理的全过程，这是一个密不可分的结构整体，牵一发而动全身，因而在机械制造设计中需要实现全方位的考虑。 1.3机械制造设计的性价比。机械产品最主要的作用在于其能够投入市场应用，为市场的生产活动带来进步。因而一个具有较高的竞争力的机械产品必须是质量好、造价低的产品，这样才能够在市场的洗礼下不断的实现创新研发。 2机械制造技术设计的总体概述 机械制造技术设计拥有一个主要的技术依靠，即数控技术。数控技术可以说是机械制造技术设计中的核心所在。这是由于数控技术能够机械产品带来自动化制造和智能化制造应用。在机械制造设计过程中，数控技术通过电脑程序来进行数字信号的传导，达到控制机械零件加工的方式。数控技术一是拥有解放重复劳动力的优势，二是实现机械处理的高精准度。如数控技术是实现将微处理器和半导体存贮器装置安装在机床上，实现数控机床一体化的发展。通过在数控软件中设计程序命令的方式来驱动机械执行相关工作，同时还会及时将加工处理的情况反馈给计算机，由计算机进行逻辑分析和处理。如数控机床一体化的机械制造技术设计前提下，机床上的刀片长期使用后容易出现磨损，从而影响后面的工艺的准确性，而数控机床一体化技术能够对刀片的磨损情况进行预测，或是对现场制造下的相关数据进行处理，得出机床是否出现故障情况，并且及时发出报警信号，启动保护模式。正是通过数控技术的使用，给工业生产带来巨大的变革，使得机械制造能够在各种各样复杂的环境中操作，完成一些精准的、高难度的制造任务。 3新时代新技术在机械制造技术设计中的应用 上文所提到的数控技术是机械制造技术设计中的核心所在，而随着社会的发展，一些新的技术手段的出现，能够为机械制造产业带来天翻地覆的发展，这些新技术也成为机械制造技术设计发展中重要的研发内容。本文以直线电机技术为例，探究其在机械制造技术设计中的应用情况。传统的电机技术是转动工作的，在一些机械产品的机床生产中需要实现直线运动，因而传统的电动机无法满足这一工艺需求，需要增加一种装备将旋转运动变为直线运动。而增加装备的方式过于繁琐，也会增加机械设备设计的繁复程度，在此情形下，直线电机技术应运而生。直线电机技术作为机械制造中的新型技术，主要应用于机床伺服系统中，通过节省传动环节的时间来提高机床的运作效率，另外其功率因素较大，能够实现单位内的加减速度的快速变化，在冷却措施中直线电机技术的结构简单，能够很快散热，机床不会因为长久的运行过热而出现故障。当前直线电机技术在机床中的应用处于初级阶段，因而仍旧有出现一些问题制约着机械制造技术的设计发展。如：①直线感应电机的起推力主要是依赖电源电压的，即一旦出现电源或是电压不稳定的情况，会直接影响直线电机的启动，因而在未来对于机械制造技术的设计过程中，需要注意采用措施来保证电源的稳定性或是通过改变直线电机的相关特性来减少其对电源电压的绝对依赖；②直线电机的磁场是敞开式的，其在机械制造机床中的会配套安装一排强磁的永久磁铁，而对于机械制造设备而言，如机床床身和工具都是磁性材料，这两者之间容易产生吸力，从而使得正常的工作中，一些磁性切屑会被吸入到直线电机中，从而造成电机的阻塞，电机将会停止工作，改变直线电机的磁场的设计成为当务之急；③机床伺服系统中，中间传动环节容易出现弹性变形、摩擦和间隙等因素对机械制造设计的精度产生影响，而采用直线电机技术后，虽然其能够省略掉中间的传动环节，实现全闭环的控制，但是这些干扰将会直接传到直线电机上面，加大了伺服系统控制整个工艺的难度。另外直线电机技术还面临着推力大大增大的问题，以及重力加速度在电机断电后所带来的问题，这些都将成为直线驱动技术的关键问题，只有不断地研究并且提出解决对策，才能够实现直线电动技术在机械制造设计中的广泛应用。可以说，随着社会生产对于工业技术的效率、精准度的要求的提升也带动的新技术、新工艺的出现，这些新技术在不断改良当前机械制造设计的技术的同时也带来一系列新的问题，如直线电机技术已经成为机械制造技术的设计重点所在，其能够有效改善传统机械制造设计技术下的个别问题，但同时其正处于初级阶段，也会另行带来一些其他的困扰。因而只有加强对机械制造专业人才的激励管理，实现新技术的研发，缩短解决问题的时间，才能够推动机械制造设计的全面发展。 4结语 综上所述，我国机械制造设计涉及到社会生产生活活动中的方方面面，并且在新技术、新领域的出现，机械制造设计拓展了电子、能源、信息和现代化管理等方面，并且要求机械制造设计具有整体性、较高的性价比和创新点，以便应对越来越激烈的市场环境。所以机械制造设计必须不断的强化数控技术的应用，实现新的数字信号的传导和控制，提高机械化、智能化的水平，如在机械制造设计中的机床伺服系统中利用直线电机技术，由此节约不必要的机械传动环节，在最短时间内实现加速或是减速。由此可知，机械制造设计技术随着时代的变迁在不断的优化创新，因而在未来打造机械制造强国需要机械制造研发人员不断的学习，开拓思想，大胆创新，设计出更具有竞争力的机械产品。

市政工程机械设备管理篇1 与一般工程项目施工相比，市政工程施工中所使用的机械设备数量大，种类多，做好市政工程机械设备管理，不仅可以保证市政工程顺利有效开展，同时还能够在保证施工质量的同时提高市政工程施工建设的经济效益。机械设备管理属于市政工程施工管理中一项重要内容，市政工程所使用的机械设备因为不同的设计、制作和使用场所，机械设备的使用寿命也各不相同，做好市政工程机械设备管理，能够使机械设备的使用寿命明显延长的同时还能够将机械设备的使用价值和作用充分全面发挥出来，提高施工质量和施工效率，本文就此展开了研究分析。 1市政工程机械设备管理的意义 1.1提高机械设备使用经济效益 市政工程机械设备有着其独特的运行规律，如果使用人员不了解设备使用和保养方法，在机械设备使用过程中不仅容易导致设备损坏，降低机械设备使用寿命，甚至还会出现严重的人身安全事故。因此，必须要对工程机械设备管理工作有足够重视，普及各项机械设备使用和维修技术措施，帮助操作人员对机械设备有详细的了解和把握，通过科学合理的保养和维护措施，维持机械设备的安全、稳定运行，使机械设备的利用率和完好率显著提高，更好地满足市政工程施工质量要求，创造出更多的经济效益。 1.2满足机械设备工作需求 市政工程施工过程中，温度等环境因素的变化对工程项目施工影响非常大，为了使市政工程施工质量得到保证，很多工程施工集中在夏季和秋季，受到工期等因素影响，工程机械设备往往会长时间处于超负荷运行状态，容易使机械设备产生严重磨损，大幅度降低机械设备性能，对整个施工效率有严重影响，为了避免这一情况的出现，就必须要提高在工程机械设备管理方面重视度，在满足工作需要的同时加强机械设备的保养，使机械设备的价值和作用得到充分全面发挥。 1.3满足机械设备管理需要 在科学技术发展过程中，电子信息技术等迅猛发展，在机械设备设计制造中有着非常广泛的应用，这些技术的应用，机械设备的性能显著提升。比如，新式沥青拌合站、液压式摊铺机等，在传统机械设备的基础上融合高新科技，机械设备结构复杂性有明显提升，操作要求更高。以往的机械设备管理模式已经很难满足新设备管理需要，必须要提高在机械设备管理方面的重视度，使技术管理水平得到提高和改善。 2当前市政工程机械设备管理中存在的问题 2.1管理模式落后 机械设备主要是为市政工程服务，市政工程部门和施工单位拥有机械设备的使用、分配和管理方面权利。技术管理工作不能仅依靠机务部门进行，还需要在各个施工工地展开分散式管理。受到工期任务以及施工资金等因素影响，很多市政工程项目存在重用轻管等行为，甚至让设备带病作业。因为管理方面缺乏计划性和系统性，过于随意，技术管理工作很难取得理想的管理效果。 2.2缺乏健全的管理制度 市政工程施工过程中，工程项目施工周期相对较长，存在频繁的人员和设备调动情况，相关的组织机构存在人员力量薄弱等情况，单纯的认为机械设备管理是施工现场的责任，管理部门与基层单位的沟通仅集中在业务联系方面，存在精简机构、甚至取消设备管理人员等情况，现有的设备管理人员由其他部门员工兼职担任。管理层与操作层之间严重脱节，设备管理工作很难顺利有效开展。另外，由于机械设备管理制度的不健全，未能做好机械设备台账和技术资料档案的建立，管理工作过于混乱，有些企业购买新设备后未及时入账，管理工作过于被动。想要提高机械设备管理水平，必须要健全管理机构，明确各个机构和人员责任，为机械设备管理工作的顺利开展打下良好基础。 2.3操作人员素质有待提高 市政工程施工环境往往相对较为恶劣，各项机械设备笨重，在原有工资待遇情况下，很多技术人员不愿上岗工作。施工单位需要外聘人员，甚至很多环节施工由农民工进行，因为其流动频繁和稳定性差等特点，操作技术水平无法满足要求，很难实现对机械设备的及时有效保养，存在违规操作等情况，设备有问题出现往往未在第一时间分析解决，最终加速设备的磨损，降低机械设备使用寿命。 2.4使用过程管理粗放 市政工程项目的建设对质量、速度以及效益有严格要求，机械设备使用过程中，机械设备的管理和保养等工作需要避免与工程施工发生冲突。很多机械设备在施工过程中往往会长时间超负荷运行，很难及时展开各项维修保。另外，一台机械设备往往需要为不同的工程项目服务，设备的使用和管理相对较为粗放，会严重威胁设备使用寿命，很多机械设备使用过程中往往难以维持良好运行状态，不仅影响工程项目的顺利开展，甚至会有安全事故出现。 3市政工程机械设备管理要点 3.1健全管理体制，完善规章制度 想要保证机械设备管理工作的顺利有效开展，首先，需要对现有的管理体制优化和完善，成立机械设备管理委员会，负责对施工机械设备重大问题决策，在设置机械设备分管部门，负责机械设别的日常管理和保养，同时完成各项机械设备管理条例的制定，采取企业内统一规划等方式，明确专门得机械设备管理人员，做好技术人员责任和权限的划分，保证各项规章制度得到有效落实。同时针对一些重要工程机械可以采取“三定三包四会”等方式进行管理。严格执行安全操作规章制度，将机械使用费用与人员的收入挂钩，督促工程人员各项管理工作的开展严格按照制度进行，使机械设备管理有效性得到提高。 3.2做好对人员的培训 市政工程所使用的各类施工机械设备专业化程度高，对工程机械操作人员有较高要求，工程机械设备投入使用前，必须要做好人员的培训，针对具体人员，给与不同的培训内容：第一，机械看管人员。这些人员不需要熟悉机械设备操作，但是要对机械本身有一定的了解，培训工作需要集中在机械磨损和保养方面，同时还需要重点做好机械设备看管培训；第二，机械操作人员。机械操作人员的培训需要按照国家相关标准进行，操作人员熟练掌握各项操作标准和规程，了解设备注意事项，普及机械设备故障方面知识，能够实现对机械设备状态的准确判断和检查，当机械设备出现故障后，及时联系维修人员检查维修；第三，机械维修人员，现有的机械维修人员能够实现对机械设备常见故障的检查和维修，但是针对一些较为复杂的故障或者维修难度大、涉及电气、液压等方面故障，维修人员还很难满足设备维修需要，一旦有故障情况出现，很难在第一时间完成维修，延误施工工期。因此，还需要做好对机械维修人员的培训，提高其专业水平，每个小组配备2名专业维修人员，实现对机械设备的及时抢修，机械维修人员培训合格后颁发结业证，持证上岗。 3.3强化机械设备使用过程管理 机械设备的磨损和损坏等往往发生在施工过程，因此，机械设备使用过程的管理具有十分重要价值和作用。做好机械设备使用过程中的管理工作，能够使机械设备整体管理水平有明显提升。市政工程施工部门可以与工程情况相结合，成立专门的管理委员会，实现对机械设备的统一管理和调度，将机械设备日常使用管理责任落实在具体小组。有条件部门还可以采取委托使用责任制，签订看护合同，明确人员权利、责任。 3.4做好维护保养工作 维护保养工作的开展能够使机械设备使用寿命明显延长，部分工作人员错误的认为机械设备处于正常运行状态就不需要维修保养。维修保养主要是为了消除设备存在的故障隐患，如果未做好设备保养，当设备有严重故障出现时，不仅增大维修成本，甚至还会拖延工期。市政工程机械设备维修保养需要分阶段展开，降低各类重大故障发生率。市政工程机械设备的维修保养工作的开展可以从设备清洁、添加润滑油、螺栓紧固等方面出发，取得理想的保养效果。 4结语 市政工程机械设备种类多，数量大，做好机械设备管理工作具有十分重要价值和作用。当前市政工程机械设备管理还存在一定的问题，需要与市政工程实际情况相结合，从管理体制、人员、使用、维修保养等方面出发，进行针对性的管理，提高机械设备管理水平，维持机械设备的持续、稳定、安全运行，发挥其应有价值和作用，为市政工程施工的顺利有效开展打下良好基础。 作者:张亚凯 单位:山西省临汾市政工程集团股份有限公司 市政工程机械设备管理篇2 1前言 工程施工必须依靠机械设备的投入和使用，此过程包含策划、计划、验收、检查、检验、检修、改造、采购、保养、结算、核算等工作，而设备管理工作在工程施工管理中起着非常关键的作用。不同的机械设计制造、工作性能、工作条件、工作要求、工作环境等，导致了不同的机械设备管理方法。管理方式直接关系到机械设备的施工质量、使用安全、使用寿命和经济效益，因此，加强对工程机械设备的管理，是提高工程质量和企业效益的关键。 2加强市政工程机械设备管理的意义 2.1满足机械设备管理需要 随着科学技术的发展，电子、信息技术等的迅猛崛起，现代机械设备的设计制造和管理都朝着智能化和信息化发展。例如，新型搅拌系统、桩机系统、摊铺机系统等越来越电子化和智能化，塔吊、架桥机、大型起重设备等引入了远程智能监控系统，一些大型企业引入了设备管理系统。在先进技术和管理系统的支持下，机械设备施工越来越高效和便捷，管理也越来越简单和人性化。但是，新技术的不断引入和更新，要求设备人员也要不断学习和与时俱进。传统的机械设备管理模式难以适应新的设备管理要求，要加强对机械设备管理知识库的更新，用新知识、新理论、新技术促改进旧的管理模式，以满足当下市政工程机械设备管理需求。 2.2提高企业经济效益 设备是企业的第一生产力，也是企业拥有竞争能力的强有力保证。设备安全、稳定、高效地运转，才能保证项目施工生产任务的稳步推进，企业才能取得良好的经济效益。而且设备也是企业固定资产的重要组成部分，在企业的固定资产总额中设备的占比很大，是企业发展的核心保障。通过一系列的方法和措施对设备进行综合性的管理，以保持设备的完好、精度和性能，或者通过维修改造和更新来恢复设备的精度和性能，最终提高设备的生产功效和素质，这是设备管理的本质。强化机械设备的管理，能够为企业和项目建立良好的生产秩序，为实现均衡稳定的生产创造有利条件，保证施工生产的产量和质量，提高企业的经济效益。 3市政工程机械设备管理现状分析 在市政工程项目的建设中，投入使用的机械设备种类多、数量多且存在交叉施工的情况，机械设备复杂的同时投入占比大，其使用和管理直接影响工程的整体进度、质量和安全，直接与企业效益挂钩。但是，从当前市政工程机械设备的管理现状来看，仍存在着诸多问题，给管理上带来了一定困难。首先，企业的整体管理水平不高，特别是一些中小型企业，没有一个先进成熟的管理体系，更缺一套行之有效的设备管理制度，企业设备管理水平的高低往往取决于个人管理水平的高低；其次，从目前市政工程项目管理状况来看，仍存在重机械设备使用轻管理的情况，工地上的各种机械设备调度使用无序、超时超负荷运转频繁、设备存放随意无防护、设备保养不定时等情况时有发生，有的企业甚至没有配备专业的设备管理人员。再次，存在项目设备的管理与项目整体管理分离的情况，企业在签订工程合同时未将设备管理相关条例纳入合同，导致项目的设备管理缺乏约束力，给项目设备管理人员的日常管理带来一定阻碍。此外，重视机械设备的使用管理而忽视了人的管理，有的操作人员违规操作、暴力驾驶、忽略日常的检查维护等，加速机械设备损耗的同时给施工带来了安全隐患。最后，企业没有一个成熟的学习体系，项目设备管理人员知识更新匮乏，没有将新技术、新理论引进项目设备管理工作中，用老方法管理老设备或者老方法管理新设备，缺乏突破创新，且没能达到降本增效和节能环保的目的。 4加强市政工程机械设备管理的策略 在了解到目前市政工程机械设备的管理问题后，企业的设备管理部门及人员必须高度重视，加强设备管理的同时进行突破创新，制定出相应的改进措施，从而进一步提高机械设备的管理水平。 4.1完善管理制度和管理系统 要搞好市政工程机械设备的管理，必须从制度的建立、制度的健全、系统的完善、责任体系的落实等方面入手。建立健全的管理机构和管理系统，建立属于公司内部的管理和监督机制，制定机械设备应急管理措施，引入新的管理方式。将责任落实到每个管理人员和操作人员的身上，确保机械设备日常管理工作的有效执行。设备管理制度的完善要建立在解决当下问题的基础上，解决问题的同时要归纳总结，引入新技术、新理念和新的管理系统，将设备管理流程电子化和信息化。现在大中型企业都有自己的企业管理系统，基于自己的管理系统开发新的设备管理模块和手机APP模块，在模块中引入整个设备管理流程：初始化管理-设备计划管理-设备采购管理-设备合同管理-设备注册管理-设备进场管理-设备运行管理-设备检查管理-设备退场管理-运行监控管理-设备报表管理-设备知识学习等。将整个设备管理流程信息化后，用信息化流程反逼管理人员和操作人员进行一系列操作，以达到促使设备管理的目的。设备管理流程和系统完善后，要建立一套设备管理奖励机制，分为月度考核和季度考核，对考核优秀的设备操作人员和管理人员进行奖励，以达到激励促竞争的良好管理氛围，最终促进企业的设备管理工作。 4.2提高设备人员的综合素养 当前市政工程机械设备管理中存在的问题与人有很大关系，一是设备管理人员的管理水平普遍低，二是操作人员的技术水平相对差，三是两者的责任心不强。要加强市政工程机械设备的管理，首先要提高设备人员的综合素养，为此要对设备管理人员和操作人员进行定期培训和考核，提高岗位职责内技能水平、安全意识、责任意识。在过程中，企业要注意的是4个方面。第一，对于设备管理人员来说，并不需要真正的会操作和维修机械设备，但是要熟悉设备的性能、特性、工作环境和要求，懂得如何管理设备操作人员，让人和设备在最优的状态下工作，以达到高效和安全的目的。第二，要根据国家相关标准，组织操作人员进行岗位培训，使其掌握机械设备的操作规程和职业操守，并熟悉常见的问题和需要注意的问题，在生产工作中能娴熟干练、安全高效的操作设备。第三，在机械设备发生故障时，设备管理人员能最精确地判断设备的运行状况，并与维修人员一起采用最优的方式完成维修工作。第四，就设备管理工作而言，有自己维修人员的企业也要加强对设备维护人员的培训，针对常见的机械故障进行分析，能最快最准地找到故障并解决问题。另外，为应付机械设备的常见故障，应储备足够的设备材料、配件或有多方维修渠道，当设备发生故障时，能第一时间内解决问题，确保施工生产的有序进行。 4.3注重机械设备的安全管理 要进一步强化市政工程机械设备的管理，还要注重机械设备的安全管理，而机械设备的安全管理往往是一些细节上的管理，有完善的管理制度和体系，有高水平的设备人员，但仍不能忽视了细节，“千里之堤溃于蚁穴”，设备管理中一些可能是微不足道的细节，真正地反映了执行力的强度和深度，特别是在设备的验收、日常检查、专项检查和操作人员交接班过程中。现在的市政工程大多是露天进行，容易受到气候的影响，在某些恶劣的环境下，机械设备容易被腐蚀或发生危险，且市政工程大多处于市区人员密集处，一旦发生危险，对企业造成的影响和损失不可估量。针对常见市政工程项目施工的情况，要加强日常巡查、自检、月检和专项检查的力度，特别是施工点容易引发机械设备故障和危险的因素，要以安全教育或采取班前喊话的方式告知。对于用电设备要做好绝缘防护和接地保护措施，所有设备做好防火防水措施，避免极端灾害性天气操作设备。特种设备要严格按照相关法律法规进行管理，注重安全防护装置的检查和检验。对于交叉施工的点，要编制合理的施工组织设计，合理组织调配设备进场施工。设备操作人员要做好设备运转日志的填写及交接班记录，以确保交接人员对当前设备的状况了然于胸。编制设备应急处置预案，当设备发生危险时，能立即启动预案并排除险情，将损失降低到最小。设备管理人员要加强自己责任心的培养，设备管理中的一些细节不将就，认真仔细地验收和检查每一台设备，及时制止操作人员被发现的每一次违规操作，及时排除每个微不足道的安全隐患，设备安全管理才能真正落实到位。 4.4强化机械设备使用过程管理 搞好机械设备的使用管理，可以显著提高机械设备的整体管理水平。根据实际情况，由企业和企业的在建项目分别设置设备管理机构，对机械设备进行统一的管理和调度，并把机械设备的日常使用和管理职责分派到人。在有条件的情况下，可以实行委托使用责任制，订立照管协议，明确人员的权利和责任。 4.5重视设备的保养和维护 设备的维护保养指的是日常通过对设备的擦拭、清扫、润滑和调整等对设备进行护理，以达到维持和保护设备性能和技术状况要求标准的目的，通常分为三级保养。如果不重视设备的保养和维护，将会使设备总寿命周期大大的缩短，难以保证设备完好、如期、高质量地运行，降低功效的同时增加了企业和项目的投入，同时还潜藏了诸多的安全隐患。为此，企业要制定一套详细的维护保养制度和考核机制，将责任划分到机构和人，根据设备出厂附带的使用说明书编制维护保养计划，设备的维护保养严格按照保养计划进行，做到设备维护保养标准化和规范化。设备的使用和日常维护采取定人定机的原则，明确设备管理机构、设备管理人员和设备操作人员在维护保养方面的责任与义务，将维护保养职责纳入绩效考核，用考核激励先进人员，约束不负责人员，最终提高企业的设备维护保养管理水平，促进企业设备安全高效、降本增效和节能环保的运行，以最终提高企业和项目的经济效益。 5系统化地管理机械设备 5.1设备的成本控制 企业经营的主要目的是提高经济效益，设备管理也是如此，由单一的技术管理逐渐向经济和技术管理转变，以达到最大的经济效益。在设备选型、大修、更新、技术改造等方面，要在前期进行大量的市场调研，进行必要的方案论证和经济效果评估，优先选择投资回报快、回报率高、效果最明显的机械设备。对设备的使用、维护和保养，要坚持节约成本、提高功效的原则，并定期进行评估和改进。在设备购置、零配件、材料等方面，要有科学的管理办法，并严格执行审批制度，不仅要确保库存的合理，而且要避免库存的积压和使用的浪费，以提高企业的经济效益。 5.2设备的动态控制 对设备进行有效的管理是保证设备运行的先决条件，也是保证设备运行的最大效率的保证。“零故障”的设备管理是以零失败为目标的，这种管理的目标是防止应急维护和非计划维护。“零故障”管理是确保生产均衡、稳定、降低维护费用、改善设备的可靠性与安全的关键。为了达到“零故障”的管理目标，设备管理者应从设备损坏维修向设备定检、定维、定修机制的转变，根据预定的检验周期和方法，及时了解设备的状态，动态跟踪和控制，力求在设备出现故障和事故前完成检修，避免设备在施工生产中突然损坏维修的情况，保证施工生产的连续性和提高设备的利用率，延长设备的使用寿命。 6结语 总之，在市政工程中，机械设备占有很大的比重，机械设备的管理工作，在某种程度上影响着机械寿命、施工效率、施工质量、企业的经济效益。设备管理者必须从多方面考虑，进行深层次的研究，从而使机械设备管理更加科学。 作者:李卓轩 单位:中交（昆明）建设有限公司 市政工程机械设备管理篇3 0引言 机械设备管理是市政工程施工管理中不可或缺的一部分，市政工程机械种类繁多，设计、制造及使用的不同，造成了工程机械的使用寿命也不尽相同，做好市政工程机械设备管理工作，一方面可以延长机械的使用寿命；另一方面也可以提高工程质量及效率，下面本文就对市政工程机械管理工作的重要意义进行阐述，并对市政工程加强机械管理的要点进行介绍。 1市政工程机械设备管理的重要性 1.1加强市政工程机械设备管理可以提高使用机械设备的经济效益 市政施工机械设备有其自身的运作规律，若工程机械使用人员不懂得机械的使用及保养方法，在使用机械时极易造成机械设备的损坏，减短机械设备的使用寿命，因此，必须加强工程机械设备管理工作，普及机械使用及维护等技术措施，使操作人员能够充分的了解机械，适应机械，并通过良好的保养及维护手段来保证机械的良好工作状态，延长机械的使用寿命，提高机械设备的利用率及完好率，保证市政工程的施工质量，提高使用机械设备的经济效益。 1.2加强市政工程机械设备管理与机械设备的工作需求相统一 在市政工程施工过程中，气候温度的变化对工程有着显著的影响，为保障市政工程施工质量，大多工程的施工工期均选在了夏秋两季，因工期时间有限，使得工程机械设备在施工中处于长时间不间隙工作，有的机械还出现了负荷工作的现象，这些都造成了工程机械设备的严重磨损，使得机械的性能大幅度下降，继而影响了整个工程的施工效率，为杜绝此种情况的发生，就必须加强工程机械设备管理工作，在满足机械设备工作需求的同时加强对工程机械设备的保养，以保证机械应有的技术性能. 1.3加强市政工程机械设备管理可以满足机械设备的技术需求 随着科技的不断发展，电子信息技术及液压传动技术等均有了长足的发展，一些新的工程机械设备也逐步的在工程施工中涌现，如机械、电子及液压系统一体化的摊铈机及新式的沥青拌合站等，这些融入了高新科技的机械设备都具有结构复杂、操作要求较高的特点，旧式的技术管理模式已无法适应新的机械设备，因此，必须要加强机械设备管理工作，革除旧式弊端，提高技术管理能力。 2加强市政工程机械设备管理的技术措施及要点 市政工程机械设备管理工作具有至关重要的作用，要做好这项工作，必须要抓好以下几个要点。 2.1健全管理体制，完善规章制度 要做好工程机械设备管理工作，首先应建立健全的机械管理体制，成立机械设备管理委员会，委员会负责对施工过程机械设备的重大问题进行决策，下设各机械设备分管部门，保证日常的机械管理及保养工作，制定相关的机械设备管理条例，实行企业内统一规划，确定机械的专管及群管技术人员，明确各技术人员的权限及责任，抓好规章制度的落实情况，对重要的一些工程机械可实行三定三包四会措施，三定定的是人员、机械及岗位责任，三包包的是使用、保养及维护，四会指的是会使用、会保养、会检查及会维修。严格执行工程安全技术操作规程及规章，可将相关人员的收入与机械使用费挂钩，这样可以促使相关工程人员遵循规章制度办事，提高机械设备的管理成效。 2.2做好操作人员培训工作 市政工程所采用的施工机械均专业化程度较高，对于工程机械操作人员来说具有一定的难度，因此，在工程机械设备投入使用之前，必须要做好对相关人员的培训工作，对于不同的机械相关人员，其培训内容也不尽相同，具体如下：1）机械看管人员培训。机械看管人员虽不需操作机械，但是应对机械本身具有一定的认识和了解，培训时应针对于机械的磨损及保养方面进行，另外对工程机械设备的看管也应作为培训的一个重点；2）机械操作人员培训。按照国家有关标准有针对性的对工程机械操作进行培训，使机械操作人员掌握机械的操作规程，了解工程机械的性能及注意事项，同时也要对检断机械等有关知识进行普及，使之可以准确的对机械状态进行检查及判断，当判定机械出现故障时，应及时联系机械维修人员进行检修；3）机械维修人员培训。目前来看，对于一些常见的机械故障，机械维修人员均可及时的检修，但对于一些不易出现且难度较大的机械故障，维修人员就只能到专业的维修部门去进行检修，当突发故障发生时，维修人员无法在第一时间给予维修，会造成工期的延误，因此，应对机械维修人员进行检修培训，提高他们的专业素质水平，另外在维修小组中配备2~3名专业的机械维修人员，确保在任何情况下至少有一名专业机械维修人员可对机械进行抢修。在各机械相关人员经过培训后，为合格的员工颁发培训结业证，限定只有相应培训结业证的人才能够承担相应的岗位。 2.3强化机械设备使用过程管理 机械设备出现磨损、损坏的情况均发生在机械设备施工过程中，因此，可以说机械设备使用过程中的管理工作是机械设备管理工作的核心，要加强工程机械设备管理工作就必须抓好工程机械在使用过程中的使用与管理，对于市政工程施工部门，可根据工程情况，成立机械使用过程管理委员会，对工程机械设备实行统一管理及统一调度，将机械管理的具体措施列为规章制度，将各机械日常使用管理的责任分派给各下级管理小组，各管理小组要将机械设备的工作状态、维护及检修情况及时上报给机械使用管理委员会。有条件的部门还可实行委托使用责任制，即管理小组与机械的使用人员、检修人员以及看护人员分别签定合同，合同内可明确该工作人员的责任、权利以及义务及相关要求，将工作人员的奖金与其工作挂钩，奖金的多少要视其完成合同内容的程度而定，若成绩突出，机械的状态较好，则可给予一定的奖励，反之则应受到相应的经济处罚，以经济手段来提高相关人员做好机械设备管理的积极性。 2.4做好维护保养工作 维护保养工作是处长工程机械使用寿命的关键，一些施工人员认为机械只要可以正常运作就不必进行维护保养，这种想法是错误的，保养工作的目的就在于将机械可能或将要出现的故障消除掉，以防患于未然，如不及时保养，待机械出现严重故障时，只会造成维修成本的增加及工程的拖延，因此，对于使用中的市政工程机械设备，应分阶段对其进行检测、维护及保养，以杜绝较大故障的产生。维护保养工作可包括对机械设备进行清洁、加固、涂润滑油及涂防腐层等作业。 3结论 市政工程机械设备管理在市政工程施工管理中占据着不可替代的作用，做好市政工程机械设备管理工作，不仅可以提高企业的经济效益，延长机械的使用寿命，同时也缩短了工程工期，提高了市政工程的施工质量，对于一名市政工程机械管理人员来说，如何将工程机械设备管理工作做的更好，以进一步提高企业的经济效益，仍然是一个值得深入研究的问题。 参考文献 [1]张文华，闫立红.建筑(市政)工程基础[M].北京：机械工 业出版社，2008. [2]张明轩.市政公用工程项目管理[M].北京：机械工业出版社，2008. [3]赵武.论市政施工机械设备技术管理[J].科技情报开发与 经济，2002（6）. [4]国家城建总局.市政工程机械设备管理暂行规定[EB／OL].中国工程机械信息网，2006，11. 作者:李冬生 单位:南宁市政工程集团有限公司

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。

机械设备论文:房建施工现场起重机械设备的管理 摘要:对于建筑施工企业来说最为重要的工具就是起重机械设备。它们是建筑施工企业日常运营的基础,也是企业外部形象之一。因此,加强房建施工现场起重机械设备的管理,是确保起重机械设备生产能力及良好机械状况的重要手段之一。基于这个背景,本文对房建施工现场起重机械设备的管理进行了探讨,提出了相关的设备措施和管理方法。 关键词:房建施工现场起重机械设备管理施工企业 1 概述 目前,建筑施工企业现场使用的起重机械是施工升降机和塔式起重机,这些设备的特点是工作幅度大、调试高、适用性强、服务范围广,这些设备采用吊笼、吊钩等取物装置,进行起升、水平移动或下物。对于建筑施工企业来说最为重要的工具就是起重机械设备。它们是建筑施工企业日常运营的基础,也是企业外部形象之一。因此,加强房建施工现场起重机械设备的管理,是确保起重机械设备生产能力及良好机械状况的重要手段之一,也是我国施工起重机械设备管理的发展方向。基于这个背景,本文对房建施工现场起重机械设备的管理进行了探讨,提出了相关的设备措施和管理方法。 2 我国房建施工现场起重机械设备现状及存在的问题分析 2.1 房建施工现场起重机械设备的管理制度和管理方法存在不足 ①对于我国建筑起重机械的安装拆卸、租赁,施工单位虽然建立了相应的责任制,但是这些单位对于责任主体安全管理制度的制定却不到位。某些单位虽然制订了相关的管理制度,但是却没有真正落实相关责任人。因此,我国房建施工现场起重机械的管理水平还处于较低水平,时常出现各种问题。 ②我国建筑起重机械的运行、安装及维护的台帐资料不完善,施工单位对于这些资料的编审工作不重视,且相关编审文件的针对性和实施性不强。且某些单位制定的管理方案有明显错误,不能对现场机械的运行起到指导左右。 ③我国为了加强建筑起重机械的管理,设置了起重机械设备安装专业承包资质,这些资质管理虽然一定程度上规范了建筑起重机械的管理工作,但实际情况是,某些施工单位为了获得工程承包权,常常共用或挂靠有资质的装拆单位,这些单位因实际不具备起重机械设备管理能力,因此,在设备使用上常常出现各种问题。 ④我国某些施工企业相关起重机械设备安装之后,往往没有按照《建设工程安全生产管理条例》及《规定》对施工机械进行管理,往往仅仅是操作人员的 “感觉”对起重机械设备进行管理。 2.2 监理单位现场监管不到位 起重机械设备的监理单位的相关工作人员,往往由于自身水平有限,无法对现场机械设备进行检查管理,从而无法找到事故隐患,对于现场机械设备的检查流于形式。 2.3 施工现场安全管理工作不到位 ①建筑起重机械设备进场前对其安全性能未能进行有效检测,相关设备安装后也没有进行严格的自检,在使用的过程之中,对于设备的检验、检查、调试也不认真。相关企业没有严格按照《建筑机械使用安全技术规程》对起重机械设备进行严格管理。 ②我国建筑施工企业对于起重机械设备的吊物悬挑平台没有进行定型化设计,存在着重大的安全隐患,且某些施工单位往往对于起重机械的使用没有配备专业的管理人员和指挥人员,也存在着某些隐患。 ③在使用过程中物料提升机出现防坠落装置、楼层停靠装置 、吊篮防护门、超高限位装置、自落门失灵或不齐全时,没有进行及时的调试或修理。 ④没有及时对人货两用梯限速器进行检测,设置上下联络信号存在不齐全的现象。 3 提升房建施工现场起重机械设备管理水平的对策与措施 3.1 严格遵守设备安全技术操作规程 ①对上级颁发的有关规程规定、规章制度、定额指标等进行认真的贯彻执行,各建筑施工企业应该结合本公司的实际工作特点,制定详细的实施细则和补充规定。 ②建筑施工企业应该参照施工现场起重机械设备的行业管理规范标准,对机械设备的操作、装拆、保养制定出详细的要求,对于每一台机械设备在投入使用时制定详细的操作规程,提高设备运营管理水平。 3.2 制定严格的交接班制度 在施工现场起重机械设备的使用过程之中,应该制定详细的交接班制度。同时应该做好台班记录本的交接记录工作,记载内容应该包含以下几个方面的内容:作业内容、作业环境、操作者、作业时间、指挥者、维护保养情况、设备运行情况等,同时对于施工现场起重机械的机械故障应该及时进行排除,且对于故障排除过程进行详细的记录。 3.3 强化施工企业主体安全责任,提高从业人员素质 ①对于施工企业的安全生产责任进行一一落实,建筑施工企业应该签订《安全生产目标责任书》。在相关条例的实施过程中,对各级安全责任制的落实情况加强考核,建筑施工企业的工作重心应该移到项目部的安全生产各项具体管理工作中去。同时,对于安全专职人员的工作职责进行强化,对于施工作业人员进行三级安全教育,以确保施工安全。 ②我国建筑施工企业应该引进新设备并淘汰旧设备,应该加强监管工作,对于那些国家禁止使用或者明令淘汰的设备,坚决进行淘汰,以减少设备的安全隐患。 ③对于设备的安装过程进行严格把关,对于设备的安装人员进行严格的培训,设备安装之后,应该对设备主体及其限位装置、保险等进行安全性能测试和检查,按照设备出厂使用说明书及有关规定进行严格的测试和检查,禁止超标准、超荷载安装。 ④对于建立施工现场重大危险源制定相关的预控制度。要求监理企业针及施工企业对在建工程的实际情况进行严格的制定,使用过程中的列出起重机械设备的重大危险源,落实相关责任人并制定相应的预控措施。 3.4 重视维修保养,提高设备使用寿命 ①要根据设备使用的规范要求,及使用年限等编制设备相关的保养计划,明确相关的保养工作,编制保养计划,并定期对设备进行检修保养。 ②维修保养切记走过场,要建立健全机械设备维修质量检查验收制度,机械设备的保养、维修竣工后,承修单位或人员应填写《机械设备维修保养验收记录》,将维修情况、主要零部件更换情况及维修主要尺寸、规格等详细 填写并纳入设备档案。 3.5 强化监理企业安全责任,规范安全监理行为 ①严格按照《建设工程安全生产管理条例》要求监理企业应认真按规范、标准、强制性条文对施工现场实际情况及施工单位报送的专项安全施工方案进行严格的审查,并严格督促严格按专项方案实施。 ②对施工现场危险点、重点部位及关键工序必须实施旁站监理;对施工设备的安全检查进行认真组织,对于安全事故隐患进行查找。“定时间、定人、定措施”的要求督促施工单位按进行整改,并对复查工作进行认真履行。 ③在实施监理过程中工程监理单位对于施工现场的设备及安全防护设施的重大安全隐患应该进行严格的管理,同时通知施工单位停止施工活动,并旁站督促施工单位整改及报告建设单位。 机械设备论文:论水电站机械设备管理 摘要:随着我国经济水平的不断提升,国家在水利工程方面的投资也越来越大,水利工程的建设不仅能够制造更多的清洁能源,还能有效保障农业生产对水资源的需求。除了工程质量之外,工程的运行管理工作也是水电站功能能否得到正常发挥的重要保障,本文首先对设备运行管理工作的意义进行了介绍,在对当前管理工作中存在问题进行分析的基础上,对如何做好此项工作提出了建议。 关键词:水电站 机械设备 运行管理 0引言 随着我国经济水平的不断提升,国家在水利工程方面的投资也越来越大,水利工程的建设不仅能够制造更多的清洁能源,还能有效保障农业生产对水资源的需求。据相关部门的统计数据显示,我国境内河流总长度约为4.2×105km,年均径流量为2.8×1013m3,位居世界第6位。其中,可以进行开发利用的部分超过了50%,为了加速完成社会主义现代化建设,国家大力加强了对水利水电事业的投入力度,并出台了一系列措施鼓励企业和个人参与到水电站的开发和建设当中。 1做好设备运行管理工作的重要意义 在水电站的日常生产和运作过程中,为了更好的完成水电站的全部工作任务,确保水电站安全生产的顺利进行,就必须要确保水电站的设备时刻处于良好的运行状态。因此,水电站的工作人员和管理人员就应该加强对新工艺、新技术的引进力度,在日常工作中注意做好对水电机组设备的改造、维护和保养,在提高设备使用效率和年限的同时降低企业的生产成本,使企业获得更大的经济利益。所以,工作人员应注意将电站机械设备的管理工作放到一个更加重要的位置,为水工建筑物、水电机组设备的安全生产和高校运行提供更多的保障,从而更好的完成企业的发电任务。 2当前管理工作中存在的突出问题 2.1工作人员的职业技术水平有限小型水电站大多位于偏远地区,工作人员较少,职业技术水平也较大中型水电站有明显的差距,职工大多没有接受过专业的、系统的培训,只会简单的进行开机、停机。同时,水电站也缺乏专业的检修队伍,只要设备还能够正常运转,工作人员就不会考虑其他的事情,结果就是小的故障发现不了,等到设备出现大的故障时,却又无法解决,只好停下设备,等待专人进行处理。 2.2领导不够重视小型水电站大多是由个人或企业投资建设的,因此往往存在着资金短缺的问题,加之投资人对于利润的过度追求,使其在日常经营中忽略对设备的运行管理,即便是到了检修期,也不进行修理,直到设备出现问题的时候才对其进行处理。除此之外,电器、配件的高昂价格也是制约设备维修和管理工作发展的主要因素。 3如何做好小型水电站的设备运行管理工作 3.1完善水电站的组织结构科学、完善组织结构的是水电站设备运行管理工作的基础,因此,管理部门应该委派那些具有丰富实践经验和较高业务水平的专业人员来完成小型水电站的日常管理工作,在水电站的部门设置上,应坚持精简实用的原则,如无特殊情况,要保障管理队伍的相对稳定性,以便使其在工作中相互磨合,积累更多的经验,从而不断提高设备运行管理工作的水平。 3.2实行岗位责任制水电站要制定科学、合理、完善的岗位责任制度,让每一个工作人员都能够充分发挥出自身应有的作用,实现分工明确、责任到人的岗位责任制管理。 3.3严格执行各项制度 交接班质量的高低直接影响着电站的安全和经济运行,同时,完善的交接班手续对于事故责任的分辨也具有重要的意义,因此,应制定合理的交接班程序,使各班组的交接班工作能够按照程序合理进行。值班人员在进行现场巡视时,要做到认真检查,充分利用自身的工作经验和直觉来发现设备运行过程中存在的各种问题,以便及时向值班组长进行反应,在第一时间对其进行处理,确保设备始终处于健康、稳定的运行状态。 3.4做好水电站的技术管理工作 作为管理工作有效开展的重要保障,管理人员首先就要对相关设备和技术流程有着深入、细致的了解,以便在做好管理工作的同时完成对工作人员的技术培训任务,确保工作人员的各项操作都能够完全按照有关标准和流程的要求进行。除了临时性的培训和指导外,管理人员还应根据水电站的实际情况定期开展岗位培训活动,目的就是进一步提升工作人员的职业素养,使其能够对机组设备的运行情况进行正确的判断,当设备发生故障时能够在第一时间对其进行排除,确保每一名工作人员都能够完全胜任所在岗位的操作、巡视、检测、故障排除等任务。具体的培训方式可以根据工作情况和实际条件进行合理选择,例如技术报告会、离岗培训、现场讲解、事故演习等。 3.5做好水工建筑物的安全监测工作 对于水工建筑物的安全监测是水电站运行管理工作的重要组成部分,小型水电站的主要水工建筑主要有水库大坝、引水、泻水、输水建筑物,过鱼、木、通航建筑物以及厂房等直接承受谁的作用力的建筑。其安全运行不仅关系到水电站发电工作的顺利进行和其它效能的充分发挥,还直接影响下游地区人民群众的生命财产安全,应引起足够的重视。 一般来说,水工建筑物的安全监测工作都是从建筑施工之初就开始进行,贯穿项目的通水期和正式运行期,尤其是在水库正式进行蓄水时,更是要对水库大坝的实际情况进行有效观测,从而对建筑物的实际运行情况与设计要求进行对比,若发现存在差异,则应在第一时间查明原因并采取相应措施进行补救。 3.6制订科学、合理、完善的检修制度 一般来说,水电站水工建筑和机组设备的检修都分为年度和日常两种模式。其中,年度检测和维修主要在所处流域的枯水期进行,而日常检测和维修则根据水电站自身的实际情况进行灵活选择。在进行年度检修之前,应对水电站过去一年的工作进行全面的统计和总结,对设备存在的问题进行了解和掌握,在此基础上确定检修项目和具体流程。对于机组设备的检修主要包括主机和辅助设施的维护和修理。可以说,对于机组设备的检修工作是确保设备正常运行以及安全生产顺利进行的重要保障,在开展此项工作时,必须要坚持预防为主,防治结合,质量第一,安全为先的基本原则,按照全方位、高质量、不遗留的方针认真完成对水电站的设备检修工作。对于水电站水工建筑物的维护和保养则是改善其工作和运行状态,保障安全生产顺利进行的重要举措,目前,在对水电站大坝进行整体加固以及防渗 、混凝土裂缝处理工程中应用较为广泛的方法有化学灌浆、喷锚技术等。 4结语 随着我国水利工程覆盖面积的逐渐增加,中小型水电站在改善我国电力工业的总体布局,调节用电峰谷方面所发挥的作用越来越大,同时,中小型水电站的建设也有力的保障了当地工农业生产对于电力的需求,为地区经济的繁荣作出了巨大贡献。因此,做好小型水电站机械设备的运行管理工作,提高电站的安全管理水平,无论是对于提高水电站的社会效益还是经济效益都具有重要的意义。 机械设备论文:土工织物与机械设备相结合在堵复口门中的应用及技术研究 近年来，在许多重大的工程和防汛抢险过程中，石料、铅丝笼传统防汛料物被广泛使用，效果明显。但是发生在某些特定场合或狭窄地段的险情，使用传统方法与料物抢险效果不明显。笔者依据多年来的抢险经验，依照“灵活多变，因地制宜，就地取材”原则，总结了一套切实可行的口门堵复技术方案。 1.堵复口门方案选定 “96.8”洪水期间，一段防洪路口门冲块恢复时，在石料，柳料运不进去情况下，利用滞留在工程上的机械和土工布做土袋抢堵，利用装载机和挖掘机结合土工织物纺织布做成土工袋进行口门复堵，取得了堵复口门的最终胜利。 1.1方法：在装载机斗容里铺一长5米、宽4米的土工织物纺织布，编制布的长宽可根据实际需要任意调整。用挖掘机向装载机斗容编制布上卸土，装满后利用电动缝包机和三股尼龙线将土工布上口往返两道缝严，用电动剪刀将多余的土工布剪掉，然后利用装载机的力量将一个长2米、宽1.5米，高1.2米的土工织物土袋倒入决口处，利用此方法层层叠压，步步进占。 1.2优点:比重大，在动水条件下充填，铺设比较方便，袋体柔软变形能力强，在压载作用下很好地服帖于基面上，便于储备、运输，且施工简单，操作方便，机械化程度高、速度快，效果好，劳动力强度低，节省大量石料和铅丝笼，并且闭气效果比石料、石笼更佳。 2.土工织物与机械设备的配合设计 2.1装载机斗容上的铲爪应卸掉，以防装卸时挂破土工织物土袋，斗容的大小可根据需要进行更换调节。 2.2土工织物可根据斗容的大小加工成适当的布块，也可以为增强土工织物的强度缝成双层或多层。 3.土载织物土袋尺度的确定 利用土工织物反滤土袋进行合龙后的闭气效果要比石块和铅丝笼好的多。 3.1单个土袋的长度:单个土袋的长度可视水流流速和水流动能系数及所做占体的宽度等因素通盘考虑。按《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》的规定，计算出土工织物土袋长度为2-3米，如此长度不能满足占体的宽度需要时可铺2-3排，甚至多排。可根据实际需要灵活掌握。 3.2单个土袋的宽度：单个土袋的宽度与水流速条件及装载机斗容体积有关。块体宽度大，搭接少且省料速度快，但需要和其配套的施工机械的斗容相适应，块体过窄，则排压多且费料，整体性能差。因此，单个土袋宽度更要根据具体情况适当选择，结合实践经验，笔者认为单个土袋的宽度在1-1.5米之间效果最佳。 4.土工织物工程材料的选择 4.1土料 土袋可用各种土料，包括取用附近滩地、提防后戗和淤背体的土料（沙土、两合土、砂砾石），情况急时可临时取用堤防超高部分堤身的土料。 4.2土工布 土工布要保证它的透水性，又要使细土颗粒不能穿过。 5.堵复口门工程的实施 5.1施工方法 首先探测口门水深、流速情况，如水深较深、流速过大，装载机在抛投土袋前可在土袋两端系上绳缆，在工作面两端适当位置打1.5-2.0米的木桩，打入后的木桩高出地面0.3-0.5米，用以固定绳缆，直到袋体露出水面不需系绳缆固定为止。如水较浅、流速较缓时，袋体抗滑稳定安全系数在于允许抗滑稳定安全系数时，可不系缆绳。 5.2工效分析 根据原阳武庄控导工程复串沟实验资料统计：由3名机械操作手和5名抢护队员及两台大型载机、一台挖掘机组成，串沟水深5米，宽10米，流速小于2米每秒的情况下，挖掘机配合两部装载机连续不断地装袋抛袋，经过2.5个小时，一个长10米、宽6米、高6米的土工织物占体顺利完成，如果增加几部机械两岸同时作业，进度则会更快。 6.结论 6.1堵复口门所用的土工布、缝包机、尼龙线、电剪刀的规格尺寸品种繁多，在市场上极易购到，为了满足紧急堵口或其他险情抢护的需要，应在黄河仓库中储存一定数量。 6.2抢险用的挖掘机、装载机和发电机等机械及木桩麻绳可结合黄河防洪工程使用。 6.3机械抛投土工包的技术，不仅适用于各种堵复口门施工，而且还适用于水中进占快速筑坝和坝垛固根。护坡抢险可在今后的推广工作中进一步积累经验，从而锻炼队伍，培养人才，提高抢险技术水平。 机械设备论文:纺织机械设备的管理浅议 [论文关键词]纺织企业 机械 管理 策略 [论文摘要]试对纺织机械设备的管理问题作探析,旨在阐述机械设备管理在企业发展中的重要作用。纺织企业的机械管理具有“机械设备精良、专业技术配套、机械操作精确”的特点,也是提高管理技术水平不可忽视的关键。工作中注意上述管理问题能够为纺织企业的机器正常运转和经济效率的提高奠定良好的基础。 纺织企业中的机械管理是企业正常运转不可缺少的重要环节。随着纺织市场竞争的日益激烈,企业改革的进一步深化,机械设备在现代化纺织中的作用已尤为突出,机械设备管理在纺织企业中也越来越受到重视。纺织企业中的机械设备管理工作,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、修好纺织机械,对提高企业设备管理水平和技术水平,提高企业的市场竞争力都有重要的现实意义。 一、纺织机械设备管理中的问题 (一)管理机构及制度不够完善 机械设备管理是公司维护员的事,管理部门与车间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,设备管工作很难实施。 一些现有的纺织企业为了便于管理,往往减少管理环节,甚至缺乏完整、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,造成了不必要的浪费。 (二)新旧机械装备使用存在脱节 随着高新技术的高速发展,纺织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。 为了适应当前形势,纺织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纺织项目的施工要求,新置设备如入“冷宫”。 (三)机械设备的保养不够科学 目前大多数纺织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。 企业为了提高经济效率,往往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,其结果是机械设备严重磨损老化。 二、解决上述问题的策略 (一)依据机械管理需要,健全管理的体制和制度 企业应根据设备的运用状况,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。 我们公司结合实际情况制定了定机、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。 (二)重视机械设备的保养维护,纳入考核奖惩条例 我们知道,机械设备的保养、维修、使用这三者是相互关联,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。 机械维护完全靠工作人员的责任心来实施。对此,将机械设备的管理纳入企业考核条例,有利于明细工作责任,调动员工的工作激情。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。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。 (三)加大技术培训力度,选拔优秀设备管理人才 随着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。因此,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、会细算的“一专多能”型人才,以满足企业今后的发展需要。 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。企业也可根据施工的具体情况,采用专题讲座、参观学习等形式,及时推广、宣传 有实效的经验体会,逐步提高企业各级人员理论知识水平和实际操作技能。 三、纺织机械设备管理的注意点 1.注意技术人员素质的提高。纺织机械设备维护是一项专业性较强的技术工作,提高技术人员的素质势在必行。 2.注意设备的长期运行维护。设备维护时应根据使用说明和运行期限进行合理的操作运用,切不可“带病”工作。 3.注意设备的前期检测维修修。技术人员应在设备保养期,详细的了解每个要件的运行情况,以做到“未雨绸缪”。 总之,我们应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。机械设备管理应该抓住搞好设备现场管理、强化维修保养这项中心工作,以发挥其最大功效。 机械设备论文:化工机械设备管护与修理 从理论上来说,化工机械设备是对所有应用子化学工业生产的设各及仪器的总称.它具有涉及能量形式多、运行工况领域宽以及工作性质灵活等特点。在现代化工业生产向着规模化、系统化方向发展的大前提下.一台处于运行状态下的化工机械设备又可以被看作是一个复杂化、综合化的集成系统。然而当这一系统中某个环节突发故障时,如果没有及时且有效的处理措施,那么这种故障就会迅速的扩大、蔓延,给整个运行系统带来不可预估的损失。据此,如何在化工机械设备复杂结构与自动化管理要求下,对其日常管理与维修工作加以规范化处理。已成为当下相关工作人员最亟待解决的问题之一。 1化工机械设备管理的工作权贲 化工机械设备的管理从本质上来说是有关设备及仪器使用周期与寿命时长的全过程管理,有关化工机械设备的选用、使用规范、维修养护以及升级更新等都隶属于管理的权责范围之内。一般而言,化工机械设备的运动过程可以依照运动主体形态的不同划分为物资运动状态与资金运动状态两种。相应的,设备的管理对这两种运动状态也有着不同的表现形式。首先,化工机械设备的物资化运动状态是指设各自设计之初,历经规划、成形、投产、养护、维修、升级等各个环节步骤并直至撤废的全过程。对这一过程的管理被称之为化工机械设备的技术性管理。其次,化1二机械设备的资金化运动状态是指设备往投资、运行、收益等备环节中有关资金的投入2之产,这一过程的管理为化T机械设备的经济性管理。总之,整个化T机械设备管理足技术性管理与经济性管理的统一。两者相辅相成,缺一不可. 2化工机械设备维修决策模式 根据维修参照对象的不同,可以将化工机械设各的维修决策模式划分为以下三大类型. (1)以设备状况为依据的决策模式.原化工部设暨的有关化工机械设备日常管理、检修周期以及验收标准等制度章程为这种以设备实际状况为依据的决策模式提供了保障。它最大的缺陷在于没有考虑到设备在运行中的实际状态、条件,过分按照既定的规程对设备进行维修,很可能造成修理不足或修理过剩. (2)以状态监测为依据的决策模式.这种决策模式从本质上来说是一种在充分把握设各状况的基础之上。以设备故障发生周期为参照,合理选择恰当的时机,有针对性、有目的性的对化工机械设备进行维修的一种科学方式。其最大的特点在于各种维修动作完全以设备在运行状态下所反映出的效能来决定,并且实时监测所耗费的资金投入很大,难以大规模的应用与推广。 (3)以设备状况和状态监测共同为依据的决策模式。这种模式是一种将上述两种决策模式优点融合在一起,并摒除缺陷的较为科学的组合型模式。一方面,对于总系统中较为关键、大型、事故发生率比较高的设备利用状态监测进行实施监督,另一方面对于大部分较为常见且普通的设备,可以在既定维修章程基础卜结合设各实际运行情况对其进行维修。 3化工机械设备管理与维修现存主要缺陷分析 随着化工机械设备在现代科学技术的推动下不断升级与发展,在设各管理与维修上的许多缺陷也逐步显露出来,影响着设备仪器乃至整个化工生产系统的稳定运行。具体来说,主要体现在以下几个方面: 3.1化工机械设备在管理方面的缺陷。 众所周知,润滑油的管理是化工机械设备管理中最为重要的组成部分,直接关系着一个系统乃至生产企业的成本投入与经济效益。它对于减少设备直接性摩擦、延长使用寿命、最终提供合格化工产品而言具有非常重要的意义。但当前我国对有关润滑油管理方面的问题还不够重视,还没有形成系统性的规范工作,由此造成的人身及财产损失十分严重。概而言之,有以下几点: (1)润滑油管理制度不到位。这类问题常出现在中小规模的化工企业当中,既不设立专门的润滑油管理岗位,又没有一套健全完善的管理制度与之相适宜。领导班子重维修、轻管理的思想直接影响到润滑油的管理问题上,使润滑油使用混乱且用量极不科学. (2)设备在设计环节对润滑油的忽略.在化工机械设备的规划、设计阶段,设计人员在选择润滑油的时候往往比较依赖历史数据与个人经验.所选取的润滑油报可能并不适宜该设备的运行状况。这会使得设备在运行过程中,润滑油不仅不能起到相应的保护作用而且还有可能影响到设备的长期、稳定运行。 (3)以机械油替代润滑油的现象时有发生。我国当前国产润滑油的种类及型号并不多,进口润滑油成本的投入往往又过大,这使得国内大部分化工企业在实际生产过程中常常选用贷源充足、成本低廉的机械油作为替代。 3.2化工机械设备在维修方面的缺陷。 化工机械设备的维修是一项系统而全面的工程,及时发现故障点。判断故障程度,并采取合理的维修措施,将设备的损害程度尽可能降到最低是设备维修最核心的任务所在.当前化工机械设备在维修工作方面的缺陷概括如下: (1)控制仪表故障现象时有发生。一方面测量流体实时流量的仪表设备时常出现不显示、测量偏差大、零点不稳定等现象,另?方面温度变送器的信号输入与输出以及误差现象也频频发生. (2)机械密封泄漏缺陷。就理论而言,机械密封之所以能够起到对化工机械设备的密封作用,其关键在于端面膜与机械材质的契合程度。依据设备实际工况的不同,端面膜可以分为气相、液相、气液混合相三种形式。无论是何种形态的端面膜,当密封液体处于饱和状态并发生相变时,端面膜的反压力会超过承受极限,从而引发密封黏合程度的不稳定. 4化工机械设备管理与维修的改善措施 针对上述有关化T机械设备管理与维修T作中的缺陷问题分析,相关_T作人员需要在遵循管理权责与维修决策模式的一般性原则的基础之上,对其进行相应的改善。具体而言,可以分为以下几个方面: 4.1化工机械设备在管理方面的改善措施。 就大多数化工生产企业现阶段在润滑油管理方面的缺陷而言。相应的改善措施需要从润滑油的合理选用、以及润滑油在日常管理中的规范性操作流程等两方面入手。 4.1.1润滑油的合理选用。首先,润滑油应向着高性能方向发展,在润滑油中添加适量的硫、氯试剂,使其能够在设备仪器的金属表面产生一层化学吸附膜,以此提高润滑功效。其次,润滑油应向着多级化方向发展。多级油在系统启动初期能够极大的减少关键设备的磨损程度,并且无论是在高温还是低温运作状态中都能够保持现有的粘合程度,减少了使用机械油润滑时频繁的换油操作,降低了生产中的能源消耗. 4.1.2润滑油的日常管理规范。化工机械设备的润滑管理是一项系统且繁琐的长期性工程,化工生产企业需要对润滑油的管理引起足够的重视,并对日常管理工作进行规范化处理,将由润滑油所引起的机械设备故障率降到最低。具体而言,又可以细化到以下几个方面: (1)编制基础管理资料。企业需要对有关润滑油的消耗量、使用周期、油箱储油量、油品代用等问题以账目或卡片的形式记录在案,以各查6蹙4。 (2)定时定期进行检测。相关工作人员需要按时对所有化工机械设备的润滑状态进行检测,及时排查隐患并解决问题,对于检测情况同样需要记录在案。 (3)执行交接班制度。操作人员需要严格执行交接班制度,对于设备润滑情况在交接班时间点上的状态要予以注明,并以此为事故责任人的落实提供依据。 4.2化工机械设备 在维修方面的改善措施. 针对上述有关化工机械设备在维修方面的缺陷分析.合理的改善措施可以从以下几个方面入手: (1)测量流体流量设备的故障缺陷处理方式。第一步:检查流量计电源接线与等级是否正确:第二步检查显示器插件是否存在松动现象;第三步:检查内部保险管与变压器的运作足否正常;第四步:检查转换器的安装位置。 (2)温度变送器的故障缺陷处理方式.第一步:检工作电源是否处于正常供电状态;第二步:检查各设备仪表线路接线是否正常;第三步:按照现场温度传感器一内部度变送器一PLC模块的处理方式判断备环节运行状态足常. (3)机械密封泄漏的故障缺陷处理方式.首先,机械密封一定娑结合设稀的实翰运行工况进行设计,材质需选用使用寿命较长且耐磨性较高的摩擦剐材料:次,密封介质的内外端材料不能盲目追求一致,其外端并不直接接鲢行磺,对性能磴求不必过高;最后对机械崭封零部件弱加:f成力求做到规范化、标准化,另外对于编制安装、使用说明书的工作样应给予高度重视。 5结束语 总而言之,化工机械设蔷的管理与维修是整个化工生产系统中的核心与基础性工作,它在¨化工企业稳定运行、安全生产的过程中发挥着不可替代的作用,及时发现管理与维修工作中存在的不足,运用各种先进的管理及技术手段对其进行实时控制,可以有效降低机械设各的故障率。从而可以实现不断提升整个化工企业竞争力的最终目的。 机械设备论文:谈施工机械设备的维护与保养 摘要:当前,在随着我国在基础设施公路建设方面的快速发展,在其施工过程当中各种工程机械也在广泛地使用,因此,对于机械设备的应用水平也在不断地提升,同时也逐渐提高了施工质量与工程的进度。由于在工程施工的机械的应用当中,会受到不同条件与不同因素的影响,所以会制约机械设备主要应用性能的效率,对此,在施工当中,就必须要了解掌握造成影响机械设备应用性能的制约原因,以科学合理的对机械设备进行维护与保养,在实际工作中以最低的成本取得最大的收益。因此,详细探析施工机械设备的维护和保养策略。 关键词:施工 机械设备 维护 保养 由于在施工机械设备的管理工作中,其主要的维护与保养工作属一个系统工程,所以就必须要全面的充分意识到施工机械设备的重要意义。在施工机械设备管理中其水平的高低,会直接影响到施工的经济利益。所以,就必须要加强提高施工机械设备的管理模式,用其先进的管理方法,以科学合理的指导方针,互相协调,探索研究的管理维护手段,把施工机械管理的保养与维护工作逐渐的以规范化、科学化思想加以完善。 1 对于施工机械设备管理工作中的问题 在施工单位中,对于机械设备的管理应用已经越来越得到一定的重视。在其施工过程当中,施工机械设备的维护与保养在一定程度上可以制约施工单位的工程效益,因此,必须在管理中研究分析和解决所存在的各种问题因素,可以确保对机械设备的维护与保养管理,在提高施工单位的机械设备技术水平与管理方法,有利于增强施工单位在市场竞争力中发挥出主要作用。 1.1 在施工机械设备的管理当中,由于对机械的保养制度没有落实到位,所以就导致了机械设备的完好率有所降低。一般施工企业在机械设备管理的使用方面通常都会注重使用却忽略了保养的作用,在实行了定人、定机的制度同时,忽略了设备保养制度的制约性,并没有明确地落实到位。然而一般操作人员只会注重机械的使用,如果在出现问题的时候却没有进行及时的处理。另一方面,如果当机械设备在出现故障时需要进行维修,因维修人员没有足够的责任心,出于应付的心里,而不是在基础上解决问题,同样会造成机械设备故障的发展和扩大。再者,在机械设备出现故障时,负责操作维修的工作人员之间会存在相互推卸责任的情况,并没有从根本上意识到重要的性质。因此,在施工中不仅会影响到施工的进度与质量问题,同时也会增加了相应的费用,从而导致机械设备安全性的降低,也减少了使用的期限。 1.2 在施工过程中,由于没有足够的机械设备管理措施,因此也就影响了正常的施工。在施工当中,一般工程项目面比较广,并且人员的调动与机械设备也比较复杂,作为管理部门也存在没有目的性的精简管理人员与机械设备,或者是合并相关的部门,从而也就会导致在具体操作与管理层之间出现脱节的现象,致使在施工机械设备方面的减弱。另一方面,在施工单位中并没有形成严格完整的管理制度,没有健立健全的施工机械设备的技术档案和技术资料,从而造成施工机械设备在管理上的混乱,也影响了正常的工程施工。 1.3 在施工单位中没有注重机械设备所需的正常更新工作,从而出现施工效率降低等情况。当前,在一部分施工单位中所存在的机械设备的老化,存在的故障问题都没有得到有效的重视,对机械设备更新的比较缓慢。负责机械的管理人员只看重眼前的经济利益,没有想到长远的发展,更有甚者会违反国家的相关规定而继续使用,同时也就导致了施工机械设备出现故障的机率有所增加,这样不仅在安全方面给施工人员造成一定的威胁,并且在施工效率方面也会有所降低,增加了整体的施工成本,减少了工程效益,而影响到整个施工单位的发展。 2 施工机械设备的维护和保养工作 2.1 在施工机械设备的维修工作主要的作用就是可以延长机械设备的使用年限,也作为关键环节,应用科学合理的维修方法有效地延长机械设备使用时间。在延长机械零件使用期限的方法可以采用低成本的快速修理法,通过应用这种方法除了在设计机械时所应用的维修性的设计以外,还主要可以通过两种方式进行:①通过刷镀以及胶粘进行修复。在施工现场可以采用刷镀与胶粘的修复方法,它可以低成本并且快速的对失效零件进行有效的修复。②通过零件换位的方法进行修复。在施工机械设备中有很多的零件,比如在挖掘机、推土机和柴油朵缸套等零件,这些零件在工作运行过程中一般会承受单向的负荷作用。因此就会受到不够均衡性的磨损,但是通过适宜地更换受到磨损负荷的位置零件,从而促使它们可以受到均衡的磨损,也可以延长使用的期限。 2.2 在施工机械设备中如果可以定期的对机械进行保养工作,对于延长机械设备的使用期限是非常必要的。在部分施工单位中加强对机械设备的保养工作是有明确规定的。然而,由于很多施工单位有明确规定对机械设备进行定期的保养,但是到施工期间如果工期比较紧张,任务比较重的时间,一般就会忽略了机械保养的规定,只要机械设备没有出现故障并且可以正常的运行就可以,没有必要对其进行保养工作。对机械设备进行保养主要是可以消除机械所存在的安全隐患,如果不及时进行保养,机械设备会出现故障问题,更有甚者会发生安全事故问题,所以,这样不但会增加相应的维修费用,并且还会延误工程进度。 3 加强施工机械设备的保养工作 3.1 在进行工程施工机械工作中必须要注意到溢流阀与液压泵的声音。在当液压泵发出气蚀的声音时,必须要检查其主要的原因并且消除故障以后再进行使用。在当某一个执行元件没有进行负荷的状态下出现缓慢的动作,并且有溢流阀溢流的声音,需要马上停机加以检修。 3.2 在进行施工机械作业时要尽量避免粗暴,那会产生冲击负荷,促使频繁的发生机械故障问题,同时也降低了使用的期限。在般在作业时会产生一定的冲击负荷,也会促使施工机械的结构早期出现断裂和磨损以及破碎等情况。 3.3 在施工机械设备作业时需要防止有飞落的石块会打击液压的油缸、活塞杆、液压油管等部件。如果在活塞杆上有击伤的情况,则必须要进行及时的修复,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。 4 结论 总之,对于施工机械设备的维护与保养作为施工的系统工程,必须要充分全面的认识到施工机械设备因素方面的重要作用。所以,在工程施工中需要切实地提高加强机械设备的维护和保养工作,以科学合理指导方针,做到互相协调,积极的探索研究,运用先进的管理模式等。因此,在工程施工当中,需要加强提高机械设备的管理应用,准确及时的进行保养、维护,并且可以有效的减少机械设备所出现的故障,一直处于良好的管理状态中,发挥出一定的效能作用。 机械设备论文:试论机械设备管理 论文关键词:机械设备;管理;问题;措施 论文摘要:对企业机械设备管理存在的问题及其应对策略进行了浅显的讨论,以期对企业的发展有所启迪。 由于科学技术水平的快速发展,机械设备的结构及应用日趋复杂,机械设备的管理也暴露出一系列的问题,如管理机制不健全、管理不规范,设备利用率不高等,这此问题是企业设备管理落后的根本原因,制约着企业的进一步发展。由于市场导向的作用,企业管理也越来越社会化、市场化,企业要想在生产中充分发挥机械设备的作用,就需要采取相关的措施来处理好机械设备管理中所突显的问题,来维持现代化的物质技术基础,以保证企业的正常运转和快速发展。 一、机械设备管理中的问题 (一)管理不规范 长期以来,很多企业对机械设备的管理的最大问题就是管理不规范,这主要体现在以下几个方面:首先,企业对机械设备并没有进行系统化、科学化的管理,只是凭经验、凭感觉来管理;其次,企业对机械设备的维修保养并没有建立专门的系统进行分析和研究,只是停留在依靠说明书和经验进行维修的层次;再次,企业对机械设备的管理缺乏有效的制度管理,在设备管理工作中主观性较大。 (二)激励机制的不健全 激励机制不健全是困扰很多企业机械设备管理的一个问题。在相当多的企业机械设备当中,并没有建立相应的激励机制,即使建立了所谓的激励机制,也只是让员工做好自己的本职工作,如果做的不好就会采取惩治措施,并没有从根本上鼓励员工的工作积极性和主动性,这挫伤了限制员工的积极工作态度,大多数员工的工作变成应付差事,甚至会形成员工与组织的对抗心理,这样的激励机制,很容易造成员工的流失。 (三)组织机构的不灵活 组织机构的不灵活是企业机械设备管理的又一问题,这主要体现在以下几个方面: 首先,直线式的组织结构,极容易造成家长式的管理方式,领导缺乏有效的授权,完全是一个个人指挥企业的所有管理工作,各部门分工不明,职责不够明确,一旦发生问题容易造成推诿扯皮,极大影响力组织的绩效。 其次,各部门之间各自为政,协作不力,无法发挥团队作用,也不利于调动员工的积极性。很多部门和员工只对自己的工作负责,与其他部门和员工没有太多的关系,无法形成一个有效统的工作团队。 再次,设备管理人力资源适应性不强。现在很多企业的设备大都是专门针对某种施工工艺的大中型专用设备,专业性太强,但此类工艺没有任务就要处于闲置状态,假设长期没有任务,设备就有闲置报废的危险。同样,设备的管理人员专业技能也存在着单向性。使用者只会使用、维修者只会维修、保养者只会保养,这是对人力资源的大浪费,同时也无法适应市场专多能的要求。 另一方面,管理体制落后还体现在维修体制落后上。如今,现在随着设备使用的市场化,很多国外的复杂先进的机械设备进入国内市场的各领域,然而很多企业的维修技术水平还远远的落后于先进的机械设备。 二、机械设备管理的措施 (一)实现规范化管理 企业要想实现在对机械设备的规范化管理,一是需要建立健全各项规章制度;二是要建立、健全设备管理档案。首先,从长期工作实践中总结出来的行之有效的规章制度具有强烈的科学性,也是在企业中实现管理工作有章可循的保证,只有建立健全规章制度并严格执行,才能实现科学管理机械设备,进而提高企业的经济效益;其次,完善的机械设备档案体系是设备管理中非常重要的环节。通过机械设备档案,能够帮助人们了解机械设备的使用性能,现存状况、调动情况、维修情况,能够及时发现机械设备的问题并进行维护,充分发挥设备的潜能。 (二)深化组织机构改革 对于企业机械设备的管理着眼于整个企业的管理,不应该是只服从少数管理人员的命令,更不应该是各个部门各自为政。这就要求企业深化组织机构改革,形成企业机械设备管理系统,对于管理中的决策问题要有更多的人参与,互相监督、互相协作、互相提醒,增强大家的团队意识,发挥整个团队对设备管理的作用。 (三)建立健全管理体制 首先,企业要加强对员工的培训,定期的对主管设备的管理人员、操作人员、技术人员、和维修人员进行业务技术培训。通过培训,让他们系统地学习设备科学管理知识,提高他们的现代化科学管理水平,能够运用先进的管理方法和先进的技术去指导实际工作。例如,管理人员通过能根据本单位实际,切实抓好设备管理基础工作,采用新技术,提高设备完好率,搞好设备管理,提高企业管理水平。操作人员通过培训应能够熟练掌握操作规程,努力达到“四懂三会”的境界,所谓“四懂”指的是懂性能、懂原理、懂作用、懂构造;所谓“三会”指的是会操作、会保养、会排除故障。维修人员通过培训能够学会准确、迅速地排除故障,掌握设备维修,学会维护保养设备的技术,消灭隐患,能当好设备的“保姆”。 其次,要完善维修机制。企业可以从以下几个方面实行: 一是对要机械设备的维修进行预防。这是从预防的立场出发,为了对设备的异常做工到早期发现、早期治疗,在拟订的设备计划(或设计选型)和设备安装阶段,有针对性地进行维修。要想做好预防维修,就需要进行技术分析并掌握设备缺陷,并加强日常工作的检查,如,定期更换零部件,机油调整等工作。 二是根据设备运转周期对机械设备按预订的计划进行定期维修,这种方法对大型、连续性生产装置比较适用。要想做好定期检修,企业需要制定好完善的计划,制定好相关标准,准备好相关材料,组织好参加维修人员,争取一次性检修成功。 三是对机械设备进行事后维修。所谓事后维修指的是,机械设备设备发生故障后所进行的维修。在企业中,有一些设备是比较重要但他们并没有备机,对于这类机械设备应尽量避免这种维修。而对于那些对企业的生产影响力不高但又有备机的设备,采取事后维修可节约维修费用,是一种比较经济合理的维修方式。 机械设备论文:浅析机械设备管理与维修保养 论文关键词:机械设备;管理;措施;保养 论文摘要:设备的使用、管理、保养及维修阶段占设备总寿命周期的绝大部分,抓好设备管理工作,保证设备的安全、正常运行,是企业管理工作中一项基础性工作,它维系着企业生产经营的根基,影响着企业的方方面面。本文分了析施工现场建筑机械设备管理存在的问题及解决对策。提出了施工机械设备强制保养的措施。 机械设备是建筑施工企业至关重要的施工工具,也是企业的外部形象之一。确保机械设备资源的过程使用能力,以良好的设备经济效益为企业的生产经营服务,是机械设备管理的主题和中心任务,也是企业管理的重要对象。因此,如何加强建筑施工企业机械设备的管理力度,充分发挥机械设备效能,挖掘机械设备的潜力,具有重要的现实意义。 1 施工机械设备管理工作存在的问题 1.1 设备管理工作中存在着潜在的安全隐患 由于目前建筑市场还不甚规范,管理制度还未完全到位,一部分企业的领导为了追求利润和政绩,千方百计降低成本,必须的设备更新改造资金舍不得投入,致使设备异常陈旧、老化现象较普遍的存在,设备中存在着隐患,埋藏着诱发事故的祸根。 1.2 企业的设备管理工作逐步弱化 企业内不重视设备管理工作这种现象尤其在非公有制的中、小型企业中更为普遍地存在。首先在企业诸多管理工作中,生产经营、安全无疑是被摆在最重要位置上的,而设备管理则成了说起来重要,做起来次要,忙起来不要的“下等”工作。其次,许多企业中缺乏真正既有专业技能,又具备管理协调能力的专项人才。第三,资质高、管理能力强的建筑施工企业目前大都作为施工总承包单位出现,客观上退出了设备管理工作的一线,这也是该项管理工作正在弱化的重要原因。 1.3 建筑工人队伍发生了变化,给做好设备管理增加了难度 我国的建筑工人由原来企业自有的1-8级技术工人,变成了绝大部分是未参加过任何培训的、游兵散将似的临时工、农民工。这部分人流动性大、人员素质参差不齐,对机械设备的性能、操作规程、维护保养等基本常识知之甚少。再加上他们的工作内容大部分属承包性质等客观条件,决定了本该由这部分人来完成的设备的日常维护、保养工作不会被完整地进行,设备的日常维护工作也只能停留在表面上。 2 施工机械设备管理的措施 机械安全是从人的需要出发,在使用机械的全过程(使用、维修、保养)的各种状态下,达到使人的身心免受外界因素危害的存在状态和保障条件。针对以上几个难点问题,结合施工过程的实际情况提出以下几点解决措施。 2.1 正确选型,合理调配 任何一种机械由于自身的性能、结构等特性,都有一定的使用技术要求。如能严格地按规定合理使用机械,就能充分发挥机械效率,减少机械磨损,延长使用寿命,降低使用成本。对于各项目之间的机械调配问题,做到提前及时的掌握各个施工项目的工程进度与机械设备方面的需求、退场信息,安排好机械设备调用过程中的二次保养维护工作,解决好使用与保养的矛盾冲突。 2.2 做好特种设备的安全检测 特种设备就是与人身、财产安全,人体健康密切相关的承压和载人设备的总成,在生产过程中,比一般性生产设备具有更大的潜在危险性。由于特种设备是属于危险性较大的设备,易发生事故造成操作者本人或他人的伤害,以及机械设备,公共设施等重大的财产损失,为保证其正常运行必须进行定期和巡回检测检验,以避免机械事故的发生,保障生产安全和生命安全。 2.3 人员培训,持证上岗 人员培训包括作业技能的培训与人员的安全教育培训。人员的培训教育工作要做到有计划、有部署、有检查、有考核、有针对性:一要抓好施工项目机械操作人员的准入关,将上岗前的三级安全教育工作做到位;二是编制相应的安全生产知识与安全操作规程手册,发给现场的每一位作业人员;三是做好机械设备管理人员的安全培训工作。同时,对相关人员的安全教育培训工作应树立“全员安全教育培训”的理念。无论什么人,只要直接或间接地参与机械设备相关生产活动,就必须受到安全教育培训,上至领导,下到一般工作人员,甚至包括生产者的家属,要让他们知道所从事的生产劳动其安全的重要性和防护意识、自我保护意识和自我保护方法,让他们从思想上认识到安全的重要性,从而达到从源头上控制机械设备安全事故的发生。 3 施工机械设备强制保养的经济效益 维护保养技术要求简单,费用低,同时保证设备的正常作业,减少零部件的磨损,延长设备的使用寿命,特别对大型、进口等主要机械,必须强化必要的技术保养作业,以消除故障隐患,保证设备正常运行。更能减少大量的不必要成本,极大提高企业的经济效益。 设备使用年限越短,可靠性越高,使用年限越长,可靠性越低。可靠性越低即机械设备容易发生故障,设备的有形磨损越严重,修复其所需费用也就越大。现代化机械设备是资金密集的装备,设备投资和使用费用十分昂贵,迫切要求设备管理的经济效益。 4 施工机械设备的维护保养 4.1 方法 首先,强保养、零等候工程制度,从实现3万公里无故障升到10万公里无故障里程指标考核。其工程的主体内容是:以“强保养”为核心,辐射修订和实施以生产者为执行主体的64种类别的设备完好标准和操作维护保养规程,指定了主要生产设备(含进口设备)的维修保养条例等管理制度;以“零等候”为核心,辐射设备修管人员为执行主题的软硬件增补与完善。“零等候”是指:设备发生故障后等候维修人员时问为零,等候维修备件时问为零,等候维修工具时问为零,等候维修资料时问为零。“强零工程”对于隧道施工企业来说同样具有较高价值的借鉴作用。 4.2 措施 针对施工机械设备保养的现状以及施工企业的新特点、新情况,我国提出了机械设备强制保养制度。机械的维修保养可以提高效率,但如何在保证使用效率的前提下使维修保养的费用达到最低,最终达到企业的经济效益最优,笔者经过长期的实践和探索总结出几条建议: 提高认识,明确强制保养的原则,所谓强制保养,是对保养的硬性规定,必须按时进行,决不能因为施工紧张而不安排时间、人员进行保养。要开展现代化设备管理教育,使各级领导和广大设备管理者明白机械设备的完好率和使用寿命,很大程度上决定于保养工作的好坏。 要建立健全保养制度并合理确定维护保养周期 施工企业应该采取定期维护、保养、检查(点检)制,执行“养修并重,预防为主”的方针,严格执行定班保养、定期保养、巡回保养制度,并按各级保养规程执行,低级保养由操作人员进行,高级保养由维修人员会同机械操作上进行。只有保养做好了,机械出现故障的几率下降了,才能降低维修费用,提高经济效益。同时,维护保养周期应根据机械设备使用维修的实际情况,收集使用维修的各种数据,分析机械设备各子系统的使用标准,故障出现的规律等多种因素综合确定,其方法有概率统计法、技术一经济分析法和维护作业统计法等。 强化机械设备保养的技术管理,机械设备具有施工工期较强的季节性、施工作业的分散流动性和作业环境的恶劣。针对工程施工机械设备的这些特点,加强机械设备的保养,和及时维修是强化其技术管理工作的主要内容。首先,加强保养,确保设备技术状况良好,要树立“按时保养、按级保养、按项保养”的思想,突出“科学性、强制性、预见性”,做到防患于未然。其次,精心修理,保障设备及时修复。在设备维修工作中要配备技术水平高、经验丰富的维修人员,突出预防性、针对性和有效性,注重装配工艺和优化修复工艺。 5 结束语 机械设备的管理和强制保养维护一个复杂的综合性课题,除了把好管、用、养、修关之外,还必须做到领导重视,各级机械管理人员、机械操作人员、维修人员及相关配合人员之间责任明确,只有持之以恒,常抓不懈,保持居安思危的忧患意识,真正做到“预防为主”,就一定能够杜绝重大机械设备事故的发生,保障机械设备安全优质高效地为我们的施工生产服务。 机械设备论文:高速公路工程中的机械设备管理 摘 要：随着高等级公路建设的不断发展，对筑路机械的要求也越来越高，机械设备的高效管理是 决定工程质量和工程效益的必要条件，因此加强工程机械设备的管理，做到科学管理，合理 使用，及时保养，视情维修，经济核算，以更好的为公路工程建设服务，取得设备管理的最 佳经济效益。本文通过公路工程设备管理的分析，针对存在的问题提出自己的一些看法。 关键词：筑路机械设备 管理 技术措施 经济效益 1 设备管理存在的问题 招投标制和项目部制是市场经济条件下公路建设市场发展的 产物，项目部属非常设机构，因此决定了机械设备的管理存在诸 多问题。 1.1 施工设备不配套 工程中标后组建项目部，从各项目部抽调的机械设备大多是 技术状态较差，投入新的公路工程难免影响工程进度和质量。而 一些公路工程所需大型或特殊的设备不到位，设备不配套同样是 个棘手的问题。 1.2 项目部设备管理短期行为严重 项目部所追求的是工程质量，工程进度和效益。对机械的 使用自然是越快越好，但由于受各种外界因素的影响，不得不加班加点，长时间超负荷工作，这 种“重管理，轻使用”的行为直接影响机械的技术状态和使用寿 命。而对于施工过程中发生故障的机械，尤其大型机械，项目部 都不愿承担高额的维修费用，而仅由一个项目部承担也不尽合 理。 1.3 机械管理与生产管理存在矛盾 项目部主要以路桥技术人员组成，机械管理人员往往不在项 目部或不是项目部重要组成人员，而生产管理人员作为机械使 用管理的门外汉，对机械的正确使用、定期保养等知识可想而 知，而操作手对施工技术所知甚少，往往处于施工被动或受支配 地位，这样机械管理被大大削弱。 2 设备管理的措施 2.1 积极作好设备的组织工作 项目部成立时应立即建立项目设备组织管理体系，根据项目 的大小做好组织计划，确定机械种类，数量和主导机械，编排所 有进出场计划和机械总量控制，及时上报组织计划，组织机械到 位，并深入了解各机械技术状态，撤换低劣机械，为公路工程 顺利进行做好准备。 摘 要：随着高等级公路建设的不断发展，对筑路机械的要求也越来越高，机械设备的高效管理是 决定工程质量和工程效益的必要条件，因此加强工程机械设备的管理，做到科学管理，合理 使用，及时保养，视情维修，经济核算，以更好的为公路工程建设服务，取得设备管理的最 佳经济效益。本文通过公路工程设备管理的分析，针对存在的问题提出自己的一些看法。 关键词：筑路机械设备 管理 技术措施 经济效益 1 设备管理存在的问题 招投标制和项目部制是市场经济条件下公路建设市场发展的 产物，项目部属非常设机构，因此决定了机械设备的管理存在诸 多问题。 1.1 施工设备不配套 工程中标后组建项目部，从各项目部抽调的机械设备大多是 技术状态较差，投入新的公路工程难免影响工程进度和质量。而 一些公路工程所需大型或特殊的设备不到位，设备不配套同样是 个棘手的问题。 1.2 项目部设备管理短期行为严重 项目部所追求的是工程质量，工程进度和效益。对机械的 使用自然是越快越好，但由于受各种外界因素的影响，不得不加班加点，长时间超负荷工作，这 种“重管理，轻使用”的行为直接影响机械的技术状态和使用寿 命。而对于施工过程中发生故障的机械，尤其大型机械，项目部 都不愿承担高额的维修费用，而仅由一个项目部承担也不尽合 理。 1.3 机械管理与生产管理存在矛盾 项目部主要以路桥技术人员组成，机械管理人员往往不在项 目部或不是项目部重要组成人员，而生产管理人员作为机械使 用管理的门外汉，对机械的正确使用、定期保养等知识可想而 知，而操作手对施工技术所知甚少，往往处于施工被动或受支配 地位，这样机械管理被大大削弱。 2 设备管理的措施 2.1 积极作好设备的组织工作 项目部成立时应立即建立项目设备组织管理体系，根据项目 的大小做好组织计划，确定机械种类，数量和主导机械，编排所 有进出场计划和机械总量控制，及时上报组织计划，组织机械到 位，并深入了解各机械技术状态，撤换低劣机械，为公路工程 顺利进行做好准备。 2.2 做好所有设备的查验、保养、调试工作 (1)做好预防性维修。对所有到场的运行机械进行一次全面的 启动检查，并组织机械手对机械设备进行例行保养，包括三滤检查、加注润滑脂、紧固螺栓以及油品的污染程度检查。对于存在问 题的机械，应编制合理的检修计划，并立即组织实施。 (2)新购机械要选拔素质较高、责任心强的人员，协同厂方做 好设备的安装调试并对机械手实行岗前培训，掌握操作规程、熟练 操作技术后方可上机正常工作。 3 施工中的机械管理 (1)项目部要周密安排，搞好设备组织工作，及时对设备进行 调配。 (2)操作手要服从项目安排，又要结合本机情况视情作业。 (3)操作手要严格按照操作规程，随时观察设备的动态状 况，及时排除各种隐患，杜绝因油水等问题影响正常运转。 (4)操作手要严格执行机械保养制度，避免过时保养，使机械保持良好的工作状态。对利用率高、易损坏、易出故障的设备 应做好跟踪诊断，变事后修理为预防性修理。机械发生异常现象 时应立即停机检查，并及时汇报给领导，以便迅速组织维修人员 进行现场抢修。 (5)机械的易损件应作好储备，避免因购件周期过长影响公 路工程施工。 (6)对缺口机械应进行租赁，保证公路工程如期进行。机械租 赁应多做好市场调查，努力降低租赁成本。 4 设立机械维修基金，加强机械设备的成本核算 (1)设立机械维修基金，实行专款专用，能够有效解决项目部 的短期行为。机械维修基金可从各项目部提取，比例可根据项目大小或效益的情况而定; (2)成本核算应对燃油、润滑油和维修费等执行单机登记，随 时掌握设备完成单位产量、所需动力、配件消耗等杂费开支等情 况。健全机械设备使用记录，对运转台班、台时、完成产量、油 料、配件消耗等作好基础资料的收集，按月汇总和对使用效果进 行分析评价，以便对机械使用技术指标的比较和调整。 5 结束语 项目部加强设备生产要素的优化配置，使用管理，成本核算， 一方面可以相互协调，有机结合，共同完成公路工程项目的预期目 标。另一方面可以促进机械设备与公路工程项目的两者管理效益 的共同提高，这是加强公路工程项目施工设备有效管理、提高经 济效益的根本保证和有效途径。 机械设备论文:浅析机械设备管理与维修保养 论文关键词:机械设备;管理;措施;保养 论文摘要:设备的使用、管理、保养及维修阶段占设备总寿命周期的绝大部分,抓好设备管理工作,保证设备的安全、正常运行,是企业管理工作中一项基础性工作,它维系着企业生产经营的根基,影响着企业的方方面面。本文分了析施工现场建筑机械设备管理存在的问题及解决对策。提出了施工机械设备强制保养的措施。 机械设备是建筑施工企业至关重要的施工工具,也是企业的外部形象之一。确保机械设备资源的过程使用能力,以良好的设备经济效益为企业的生产经营服务,是机械设备管理的主题和中心任务,也是企业管理的重要对象。因此,如何加强建筑施工企业机械设备的管理力度,充分发挥机械设备效能,挖掘机械设备的潜力,具有重要的现实意义。 1 施工机械设备管理工作存在的问题 1.1 设备管理工作中存在着潜在的安全隐患 由于目前建筑市场还不甚规范,管理制度还未完全到位,一部分企业的领导为了追求利润和政绩,千方百计降低成本,必须的设备更新改造资金舍不得投入,致使设备异常陈旧、老化现象较普遍的存在,设备中存在着隐患,埋藏着诱发事故的祸根。 1.2 企业的设备管理工作逐步弱化 企业内不重视设备管理工作这种现象尤其在非公有制的中、小型企业中更为普遍地存在。首先在企业诸多管理工作中,生产经营、安全无疑是被摆在最重要位置上的,而设备管理则成了说起来重要,做起来次要,忙起来不要的“下等”工作。其次,许多企业中缺乏真正既有专业技能,又具备管理协调能力的专项人才。第三,资质高、管理能力强的建筑施工企业目前大都作为施工总承包单位出现,客观上退出了设备管理工作的一线,这也是该项管理工作正在弱化的重要原因。 1.3 建筑工人队伍发生了变化,给做好设备管理增加了难度 我国的建筑工人由原来企业自有的1-8级技术工人,变成了绝大部分是未参加过任何培训的、游兵散将似的临时工、农民工。这部分人流动性大、人员素质参差不齐,对机械设备的性能、操作规程、维护保养等基本常识知之甚少。再加上他们的工作内容大部分属承包性质等客观条件,决定了本该由这部分人来完成的设备的日常维护、保养工作不会被完整地进行,设备的日常维护工作也只能停留在表面上。 2 施工机械设备管理的措施 机械安全是从人的需要出发,在使用机械的全过程(使用、维修、保养)的各种状态下,达到使人的身心免受外界因素危害的存在状态和保障条件。针对以上几个难点问题,结合施工过程的实际情况提出以下几点解决措施。 2.1 正确选型,合理调配 任何一种机械由于自身的性能、结构等特性,都有一定的使用技术要求。如能严格地按规定合理使用机械,就能充分发挥机械效率,减少机械磨损,延长使用寿命,降低使用成本。对于各项目之间的机械调配问题,做到提前及时的掌握各个施工项目的工程进度与机械设备方面的需求、退场信息,安排好机械设备调用过程中的二次保养维护工作,解决好使用与保养的矛盾冲突。 2.2 做好特种设备的安全检测 特种设备就是与人身、财产安全,人体健康密切相关的承压和载人设备的总成,在生产过程中,比一般性生产设备具有更大的潜在危险性。由于特种设备是属于危险性较大的设备,易发生事故造成操作者本人或他人的伤害,以及机械设备,公共设施等重大的财产损失,为保证其正常运行必须进行定期和巡回检测检验,以避免机械事故的发生,保障生产安全和生命安全。 2.3 人员培训,持证上岗 人员培训包括作业技能的培训与人员的安全教育培训。人员的培训教育工作要做到有计划、有部署、有检查、有考核、有针对性:一要抓好施工项目机械操作人员的准入关,将上岗前的三级安全教育工作做到位;二是编制相应的安全生产知识与安全操作规程手册,发给现场的每一位作业人员;三是做好机械设备管理人员的安全培训工作。同时,对相关人员的安全教育培训工作应树立“全员安全教育培训”的理念。无论什么人,只要直接或间接地参与机械设备相关生产活动,就必须受到安全教育培训,上至领导,下到一般工作人员,甚至包括生产者的家属,要让他们知道所从事的生产劳动其安全的重要性和防护意识、自我保护意识和自我保护方法,让他们从思想上认识到安全的重要性,从而达到从源头上控制机械设备安全事故的发生。 3 施工机械设备强制保养的经济效益 维护保养技术要求简单,费用低,同时保证设备的正常作业,减少零部件的磨损,延长设备的使用寿命,特别对大型、进口等主要机械,必须强化必要的技术保养作业,以消除故障隐患,保证设备正常运行。更能减少大量的不必要成本,极大提高企业的经济效益。 设备使用年限越短,可靠性越高,使用年限越长,可靠性越低。可靠性越低即机械设备容易发生故障,设备的有形磨损越严重,修复其所需费用也就越大。现代化机械设备是资金密集的装备,设备投资和使用费用十分昂贵,迫切要求设备管理的经济效益。 4 施工机械设备的维护保养 4.1 方法 首先,强保养、零等候工程制度,从实现3万公里无故障升到10万公里无故障里程指标考核。其工程的主体内容是:以“强保养”为核心,辐射修订和实施以生产者为执行主体的64种类别的设备完好标准和操作维护保养规程,指定了主要生产设备(含进口设备)的维修保养条例等管理制度;以“零等候”为核心,辐射设备修管人员为执行主题的软硬件增补与完善。“零等候”是指:设备发生故障后等候维修人员时问为零,等候维修备件时问为零,等候维修工具时问为零,等候维修资料时问为零。“强零工程”对于隧道施工企业来说同样具有较高价值的借鉴作用。 4.2 措施 针对施工机械设备保养的现状以及施工企业的新特点、新情况,我国提出了机械设备强制保养制度。机械的维修保养可以提高效率,但如何在保证使用效率的前提下使维修保养的费用达到最低,最终达到企业的经济效益最优,笔者经过长期的实践和探索总结出几条建议: 提高认识,明确强制保养的原则,所谓强制保养,是对保养的硬性规定,必须按时进行,决不能因为施工紧张而不安排时间、人员进行保养。要开展现代化设备管理教育,使各级领导和广大设备管理者明白机械设备的完好率和使用寿命,很大程度上决定于保养工作的好坏。 要建立健全保养制度并合理确定维护保养周期 施工企业应该采取定期维护、保养、检查(点检)制,执行“养修并重,预防为主”的方针,严格执行定班保养、定期保养、巡回保养制度,并按各级保养规程执行,低级保养由操作人员进行,高级保养由维修人员会同机械操作上进行。只有保养做好了,机械出现故障的几率下降了,才能降低维修费用,提高经济效益。同时,维护保养周期应根据机械设备使用维修的实际情况,收集使用维修的各种数据,分析机械设备各子系统的使用标准,故障出现的规律等多种因素综合确定,其方法有概率统计法、技术一经济分析法和维护作业统计法等。 强化机械设备保养的技术管理,机械设备具有施工工期较强的季节性、施工作业的分散流动性和作业环境的恶劣。针对工程施工机械设备的这些特点,加强机械设备的保养,和及时维修是强化其技术管理工作的主要内容。首先,加强保养,确保设备技术状况良好,要树立“按时保养、按级保养、按项保养”的思想,突出“科学性、强制性、预见性”,做到防患于未然。其次,精心修理,保障设备及时修复。在设备维修工作中要配备技术水平高、经验丰富的维修人员,突出预防性、针对性和有效性,注重装配工艺和优化修复工艺。 5 结束语 机械设备的管理和强制保养维护一个复杂的综合性课题,除了把好管、用、养、修关之外,还必须做到领导重视,各级机械管理人员、机械操作人员、维修人员及相关配合人员之间责任明确,只有持之以恒,常抓不懈,保持居安思危的忧患意识,真正做到“预防为主”,就一定能够杜绝重大机械设备事故的发生,保障机械设备安全优质高效地为我们的施工生产服务。 机械设备论文:浅谈施工机械设备的维修管理 论文关键词:机械设备　设备维修　管理 论文摘要:分析比较了周期性维修、事后维修及状态维修三种维修方式的特点，并针对企业施工机械维修管理中存在的问题，从人员管理及培训、维修的监赞管理、经济核算等方面提出了一些改进措施。 铁路施工企业机械设备资产已占企业全部固定资产的相当一部分，设备固定资产的管理使用、维修成本的大小直接影响到施工生产和经济效益。几十年来，铁路行业已创出具有自己特色的周期维修方式及一系列非常先进的管理方法和技术。设备维修按不同的维修内容和工作量分为日常维护保养、小修、中修(项修)和大修，即周期维修，按承修对象又分为内部维修和外委维修，主要取决于单位维修人员技术水平及设施的配置情况。 我租赁站承担着本公司机械设备的管理及维修工作，基本上是坚持维护保养和预防性维修相结合，强化重点部位的维护管理.按设备状态合理确定维修时间。这些措施一定程度上提高了设备利用率和成新率，降低了维修费用和设备故障率，缩短了维修停机时间。在实际工作中，我们根据设备的不同情况总结归纳了以下三种维修方式。 1周期性维修 即以上所说的小、中、大修，这是一种预防维修方式，在以往采用较多，但企业在进行设备周期性维修时，又往往局限于生搬硬套行业的条文性规定，没有根据设备本身磨损规律做必要的调整，所以制定的修理计划未能较好地结合设备实际和生产实际。比如有些设备还未达到大小修周期就已损坏，不能正常运转。在这种情况下，如果强行按周期维修对设备进行修理，就不能满足施工生产的需求。 另外，由于企业的设备管理水平有高低之分，而且相同设备的运行情况也有所区别，设备操作人员的素质也不同、设备工作环境不同及保养工作的落实不同等等。在周期维修中，如果不考虑这些具体因素，就不切实际。 总之，周期性的维修是一种计划性的、被动的维修方式，它只适用于那些已掌握磨损规律的部分设备。 2事后维修 事后维修是设备发生故障后，或者设备的精度、性能降低到合格水平以下时进行的非计划性修理。这种维修能提高设备的利用率，减少设备的停机时间。但若设备一旦发生故障，就会给施工生产造成很大影响，给修理工作造成一定的困难，特别在一些重要设备、连续运行的设备和地处偏远工地的设备上，损失更为严重。 大多数的事后维修只是对发生故障的部位或零件进行修理，而不是对整台设备进行全面检修，就好像消防队一样，哪有火就到哪，因此设备经常连续出现故障。 事后维修采用的很普遍，但这也是一种被动的维修方式，适宜于一些设备和发生故障后对正常生产影响小，能及时提供备件、并且修理技术不复杂、利用率不高的设备。 3状态维修 状态维修是一种以设备实际技术状态为基础的预防性维修方式。它运用各种检测手段和人的感官能力，根据设备的日常巡回检查、定期检查、状态监测和诊断提供设备状态变化资料，及时发现设备故障的特征和预兆，提前做好备件和有关的准备工作，适时地安排维修，减少突发性故障，使设备经常处于良好状态。 由于状态维修方法能对设备适时地、有针对性进行维修.不但能保证设备经常处于良好状态，减少设备停机时间和维修工作量，降低设备突发故障率.从而降低各种维修消耗和费用。 状态维修是一种主动的、积极的维修方式，比周期维修和事后维修更合理.对一些利用率高、发生故障后对生产影响较大的关键设备及配件供应困难的精度高、大型设备可实行状态维修。 综上所述.设备的维修方式各有自己的优缺点和适用性.盲目地生搬硬套某种维修方式都不科学合理。在实际生产中.要根据设备的不同特点和对生产的影响程度.选用适合自己企业情况的维修方式;要积极地做好设备预防性检修工作;同时，要尽可能地推广状态维修方式;提高故障诊断的效率和经济上的合理性，使设备停机损失小，综合效益高，寿命周期费用低，使设备效能得到充分的发挥，为企业多创效益。 以往，在设备维修管理工作中，我们实行操作、维修明确分工，导致操作人员认为，设备维修是维修人员的事，与使用人员无关或关系不大，从而使日常保养和维修工作分离开来，造成企业人员利用率下降及设备的损耗加剧。在实际工作中，操作人员由于只负责设备的日常维护保养，因而对设备的机械原理、构件磨损等情况理解和掌握不够。使用中，就会想当然地进行一些简化操作程序或不规范操作，结果加剧了某些部件的磨损。有时设备在使用中遇到突发故障需采取紧急措施时操作人员便不知所措，直接影响着施工生产。 另外，还存在着一些诸如:操作人员同维修人员之间沟通不够，对进人报废期的设备及有价值部件的利用率不高，对技术人员培训不力等问题。 自我单位成立了机械设备租赁站，统一对机械设备进行管理及维修，从而克服了以上种种弊端，进行了一些改进措施。 首先，在管理上加强了对操作人员、维修人员的要求。要求操作人员要做到“三懂、四会”—三懂指懂操作规程、懂设备性能、懂结构原理，四会指会操作、会保养、会修理、会判断和处理一般故障。在对操作人员进行培训和考核时，应加强对操作人员在设备维护保养方面技术能力的提高和考核。要求维修人员能快速、准确地判断设备故障及做出相应维修处理，以保证施工生产的顺利进行。要求操作人员、维修人员要做好工作记录。在维修时，尽可能合理地安排操作人员陪同维修人员进行设备维修作业，以进一步提高操作人员对设备各部分性能的了解.使其进一步改进操作方法，提高技术水平。其次，实行操作人员、维修人员联合包机，对设备所出现的问题，由双方共同分析研究，找出原因，总结并搞好整改预防，从而加强了操作人员与维修人员的沟通及他们的责任心。在设备维修完毕后，双方共同确认并在有关资料上签认。这样做的目的是:使设备维修保证规范化和合理化，通过操作人员与维修人员相互了解和监督，提高设备使用和维修质量，延长维修周期，降低维修费用，提高操作人员、维修人员的技术水平。 其次，加强对设备维修的监督管理。为有效控制设备维修质量，企业首先要收集各种修理工艺规程和质量标准，这些是保证设备维修质量的基础。在维修过程中，要实行有效的监督制，设专人严格按规程和标准对维修过程进行全程或不定期监督检查。对需要更换的主要部件，要检查测量核实，做出详实记录，对非正常损坏的部件要分析找原因，做出整改预防方案。这样做的目的在于:通过查找原因，采取措施，预防和避免非自然规律发生的部件损坏事件发生，同时可以提高监督管理人员的技术水平。 第三，加强维修人才的培养，建立一支高素质的设备维修队伍。随着科学技术的发展和企业装备水平的提高，机、电、液一体化的设备将逐步增多，传统的维修方法凭感官的检查手段己不适应现代设备保养维修工作的需要，因此要采取各种培训方式，培养一批掌握现代检测仪器，能准确判断故障，及时排除故障的高素质人才，以提高设备的使用率和完好率，为企业及时提供所需的机械设备，保证施工生产的顺利进行。 同时，考虑到自身企业的实际状况，在培训时要注意不断调整培训方案，如在对维修人员进行培训时，要同时对维修监督技术人员进行培训。而在对操作人员进行培训时，要适当增加设备操作与磨损规律的讲述。在培训时，要及时讲述新的、先进的工艺技术和方法。要普及安全常识，加强安全教育，增强职工安全意识。在日常工作中，要采取相应的激励措施，鼓励技术人员积极地学习、和采取先进的维修技术。通过这些方法提高相关人员的技术能力，保证设备维修质量。对那些因操作不当、不规范的维修引起的设备损耗应对相关责任人员进行适当的处罚。 第四，进行设备维修的经济核算。要根据设备的实际技术状态确定设备是否需要修理、什么时间修理及修理的具体实施等问题，以免出现过剩维修。在不同的修理时期，要根据设备各部件的实际情况采取相应的修理方法，使设备各部件达到最好的配比，发挥最大的功效，最大限度地降低维修费用。 在设备进人报废期后，应充分利用现有的条件进行技术改造，挖掘其可使用的潜在功能，以期增加设备的功能和效益，对老旧淘汰设备有使用价值的部件，可通过必要的技术改造，予以充分利用，减少维修费用支出。但同时要考虑分析修旧利废的经济可行性，以免造成不必要的人力、物力的浪费。同时设备改造的方案要周密慎重，需经过专业技术人员进行可行性论证后方可实施。 最后，我们还加强了维修工时、材料备件的定额管理，减少库存积压，加速资金流转以期提高企业经济效益。 总之要获得良好的维修效果，在维修管理工作中要注意以下几个方面:①正确选用设备，即设备必须完全适合所承担的作业项目。②良好的操作。③预防维修工作。④合格的维修人员。⑤充足的备件供应，这并不是要在库内存有过多的备品，而是指很好地预测备件需要量和良好的材料管理。⑥有效的维修管理制度，将责、权、利有机结合，充分发挥人的作用。只有统筹全面，考虑到各环节，并充分利用企业现有条件，才能最大限度地提高设备维修质量，延长设备维修周期和使用寿命，更好地发挥设备的经济性能。 机械设备论文:试论机械设备管理 论文关键词:机械设备;管理;问题;措施 论文摘要:对企业机械设备管理存在的问题及其应对策略进行了浅显的讨论,以期对企业的发展有所启迪。 由于科学技术水平的快速发展,机械设备的结构及应用日趋复杂,机械设备的管理也暴露出一系列的问题,如管理机制不健全、管理不规范,设备利用率不高等,这此问题是企业设备管理落后的根本原因,制约着企业的进一步发展。由于市场导向的作用,企业管理也越来越社会化、市场化,企业要想在生产中充分发挥机械设备的作用,就需要采取相关的措施来处理好机械设备管理中所突显的问题,来维持现代化的物质技术基础,以保证企业的正常运转和快速发展。 一、机械设备管理中的问题 (一)管理不规范 长期以来,很多企业对机械设备的管理的最大问题就是管理不规范,这主要体现在以下几个方面:首先,企业对机械设备并没有进行系统化、科学化的管理,只是凭经验、凭感觉来管理;其次,企业对机械设备的维修保养并没有建立专门的系统进行分析和研究,只是停留在依靠说明书和经验进行维修的层次;再次,企业对机械设备的管理缺乏有效的制度管理,在设备管理工作中主观性较大。 (二)激励机制的不健全 激励机制不健全是困扰很多企业机械设备管理的一个问题。在相当多的企业机械设备当中,并没有建立相应的激励机制,即使建立了所谓的激励机制,也只是让员工做好自己的本职工作,如果做的不好就会采取惩治措施,并没有从根本上鼓励员工的工作积极性和主动性,这挫伤了限制员工的积极工作态度,大多数员工的工作变成应付差事,甚至会形成员工与组织的对抗心理,这样的激励机制,很容易造成员工的流失。 (三)组织机构的不灵活 组织机构的不灵活是企业机械设备管理的又一问题,这主要体现在以下几个方面: 首先,直线式的组织结构,极容易造成家长式的管理方式,领导缺乏有效的授权,完全是一个个人指挥企业的所有管理工作,各部门分工不明,职责不够明确,一旦发生问题容易造成推诿扯皮,极大影响力组织的绩效。 其次,各部门之间各自为政,协作不力,无法发挥团队作用,也不利于调动员工的积极性。很多部门和员工只对自己的工作负责,与其他部门和员工没有太多的关系,无法形成一个有效统的工作团队。 再次,设备管理人力资源适应性不强。现在很多企业的设备大都是专门针对某种施工工艺的大中型专用设备,专业性太强,但此类工艺没有任务就要处于闲置状态,假设长期没有任务,设备就有闲置报废的危险。同样,设备的管理人员专业技能也存在着单向性。使用者只会使用、维修者只会维修、保养者只会保养,这是对人力资源的大浪费,同时也无法适应市场专多能的要求。 另一方面,管理体制落后还体现在维修体制落后上。如今,现在随着设备使用的市场化,很多国外的复杂先进的机械设备进入国内市场的各领域,然而很多企业的维修技术水平还远远的落后于先进的机械设备。 二、机械设备管理的措施 (一)实现规范化管理 企业要想实现在对机械设备的规范化管理,一是需要建立健全各项规章制度;二是要建立、健全设备管理档案。首先,从长期工作实践中总结出来的行之有效的规章制度具有强烈的科学性,也是在企业中实现管理工作有章可循的保证,只有建立健全规章制度并严格执行,才能实现科学管理机械设备,进而提高企业的经济效益;其次,完善的机械设备档案体系是设备管理中非常重要的环节。通过机械设备档案,能够帮助人们了解机械设备的使用性能,现存状况、调动情况、维修情况,能够及时发现机械设备的问题并进行维护,充分发挥设备的潜能。 (二)深化组织机构改革 对于企业机械设备的管理着眼于整个企业的管理,不应该是只服从少数管理人员的命令,更不应该是各个部门各自为政。这就要求企业深化组织机构改革,形成企业机械设备管理系统,对于管理中的决策问题要有更多的人参与,互相监督、互相协作、互相提醒,增强大家的团队意识,发挥整个团队对设备管理的作用。 (三)建立健全管理体制 首先,企业要加强对员工的培训,定期的对主管设备的管理人员、操作人员、技术人员、和维修人员进行业务技术培训。通过培训,让他们系统地学习设备科学管理知识,提高他们的现代化科学管理水平,能够运用先进的管理方法和先进的技术去指导实际工作。例如,管理人员通过能根据本单位实际,切实抓好设备管理基础工作,采用新技术,提高设备完好率,搞好设备管理,提高企业管理水平。操作人员通过培训应能够熟练掌握操作规程,努力达到“四懂三会”的境界,所谓“四懂”指的是懂性能、懂原理、懂作用、懂构造;所谓“三会”指的是会操作、会保养、会排除故障。维修人员通过培训能够学会准确、迅速地排除故障,掌握设备维修,学会维护保养设备的技术,消灭隐患,能当好设备的“保姆”。 其次,要完善维修机制。企业可以从以下几个方面实行: 一是对要机械设备的维修进行预防。这是从预防的立场出发,为了对设备的异常做工到早期发现、早期治疗,在拟订的设备计划(或设计选型)和设备安装阶段,有针对性地进行维修。要想做好预防维修,就需要进行技术分析并掌握设备缺陷,并加强日常工作的检查,如,定期更换零部件,机油调整等工作。 二是根据设备运转周期对机械设备按预订的计划进行定期维修,这种方法对大型、连续性生产装置比较适用。要想做好定期检修,企业需要制定好完善的计划,制定好相关标准,准备好相关材料,组织好参加维修人员,争取一次性检修成功。 三是对机械设备进行事后维修。所谓事后维修指的是,机械设备设备发生故障后所进行的维修。在企业中,有一些设备是比较重要但他们并没有备机,对于这类机械设备应尽量避免这种维修。而对于那些对企业的生产影响力不高但又有备机的设备,采取事后维修可节约维修费用,是一种比较经济合理的维修方式。 机械设备论文:机械设备对工程项目中的责任成本管理影响甚大 【摘要】：通过对机械管理中的各个环节论述了在施工中洲设备的责任成本管理的重要性及管理方法。 【关键词】：机械设备；责任成本；管理 建筑施工离不开机械设备机械设备的管册坏直接影响着建筑施工的进度、质量及成本。作为责任成本管理一部分的机械设备责任成本管理，贯穿了整个项目施工的始末，在责任成本管理中有着举足轻重的作用。 1.机械设备的选型、配套 随着建筑施工的机械化水平日益提高，各种机械设备层出不穷，满足了施工企业的需求。由于机械设备生产厂家的不同，其适用于各类工程施工的机械设备的型号、规格。性能、价格亦不尽相同。因此，每个工程项目施工前，都要对其所要使用的机械设备进行最合理的配置，即优化配置。在进行机械设备的配置时，应遵循以下原则： ⑴ 经济性原则 配置机械设备时，必须遵循经济性原则，即要确定需要哪些机械，每种机械设备需要的数量、进场时间，同时还要考虑本单位现有机械设备的技术状况，维修费用的高低，本公司人员的维修水平。新购设备的价格等等，通过比较选择最经济的机械配置，既能满足施工生产的需要，同时产生的责任成本又低。 ⑵ 实际操作可行的原则 选择机械设备，还需要根据施工场地的情况，选择那些利于在现有施工场地安放的机械类型。 ⑶ 合理性原则 配置机械设备的数量时，要根据施工生产的需要来安排，既不能因配置过多造成成本上的浪费，也不能因配置过少而致使制约了施工生产的进度。 2.现场管理 ⑴ 设备数量的确定 同一种设备有时可能需要两台或多台，具体数量的确定应以保障工程施工需要为前提， ⑵ 进场机械设备的技术状况的确认、维护 机械设备的技术状况对施工生产起着决定性的作用，如果使用一台故障较多的机械，不仅会影响施工生产的正常进行，还会增加机械设备的责任成本。进场后的设备在对其技术状况确认后，应在开工前对其进行一次全方位的保养，以保证开工后能正常使用。 ⑶配件合理库存量的核定及进货质量把关、价格核定 配件的库存量要根据机械设备的多少来核定，同一种设备配件的库存宜以一台设备的库存量来定，且库存配件应为易损件，非易损件的 库存应根据机况进行确定。配件的价格因地区不同而会有所不同，但配件管理人员应掌握常用配件的基本价格，以保证所购配件的价格在合理的范围之内。 ⑷ 日常配件消耗的管理 ① 建立健全完整的配件申请、批准、领用制度，建立并认真执行单机核算制度，以便于及时查找出配件消耗不正常的原因，并总结经验教训，为以后的管理提供借鉴。 ② 配件管理需要领导的重视 领导的重视程度对配件管理工作有一定的影响。如果公司领导对配件的管理比较重视，对管理人员的素质要求高，能为管理人员提供一个良好的工作环境，管理人员当尽心尽力地做好本职工作，把握好配件的进货质量及数量关，做好配件的库房存放管理工作，严格按以旧换新制度进行发料，保障机械设备的正常运行，为施工生产快速、顺利地进行提供可靠的后勤服务。 ③ 重视修旧利废工作 修旧利废，就是将原来从设备上换下来的可以修复的零件，经过研磨、修整或更换一部分易损件后，使其恢复使用性能。对于进口件或价值较高的零配件，如能进行修旧利废，则可以为企业节约资金，降低机械设备的责任成本。 ④ 抓好配件的库房管理 配件的库房管理也是一个重要的环节。配件入库后，要按照规定分门别类地进行摆放，保证库房内的空气流通、干湿度适当，库房内应无酸碱类物品，同时做到防盗、防火、防鼠、防水、防虫等。总之，要保证配件在使用之前必须完好无损，才能保证其使用性能，否则会造成损失，增加设备的责任成本。 ⑤ 完善机械配件的调拨制度 由于集团公司内子公司和分公司较多，不可能每个子公司每个项目都配备足够的机械设备，因此机械设备需要在各个子公司中进行协调，设备在调转过程中就必然存在着配件的调转问题。在调转设备时，调转该设备配件应采用"独机全调，多机择多而调"的原则进行调转，既可为原子公司减轻成本压力，也为调转该设备的子公司减少因新调设备而需购买易损件的麻烦。 ⑸ 机械的日常维修管理 机械设备的责任成本很大一部分取决于设备的日常维修管理，日常维修管理工作搬了，可以减少因维修机械而消耗的配件费、材料费、人工费等。 机械的日常管理，应建立台帐，每台机械不仅要有运转记录本，还应有维修保养记录，以便于对机械进行定期的保养维护，确保机械的正常运行。机械维修保养人员应具备一定的维修保养知识，对设备的结构、原理应熟悉了解，机械操作人员应了解本人所操作的机械的性能、结构、原理，经过培训合格后方准予操作机械，否则会对机械的使用造成不必要的损坏。 （6）退场设备的修复与调转 当工程进展到一定时期时，某些前期使用的设备就有可能在后期的施工中不会再使用，为保证设备的机械状况良好，随时可以调转到新的工程中去使用，我们必须要对这些设备及时进行修复。清洁、润滑，最大限度地发挥机械设备的效能。当全部工程施工完成后，还需要对所有设备进行一次全面的整修，恢复其性能，以便于在下一工程中再次使用。 ⑺ 电力设施的配套工作 机械设备的责任成本也包括自发电费用和地方电费以及架设线路的费用，这部分费用在责任成本中占有的比重也较大。因此，及时合理地架设线路、减少不必要的线路都可为施工企业节约资金，降低设备责任成本。 3.结束语 机械设备的责任成本管理是一项比较复杂的工作，我们要不断提高自身素质，通过培训、学习等方式培养出一批技术好、操作熟练、爱岗敬业的技术工人，降低机械设备的责任成本。

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。