时间:2023-09-22 17:05:19
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械设备基本原理,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
随着社会经济的快速发展,对于能源的利用和消耗逐渐增大,导致环境恶化问题日益严重,对于自然生态和人们日常生活的影响越来越严重。由于中国在改革开放初期一直注重工业化的发展,没有对环境问题给予相当程度的重视,造成环境问题被破坏的现象越来越严重。因此,需要关注环境问题的发展和保护。
1.1机械设计节能的背景
我国在1972年就提出了“可持续发展”的战略,注重经济增长处于长期发展的模式中,但是由于这一时期,我国还没有开始改革开放,经济发展和社会效益比较落后,工业化发展比较落后,国家的生态环境还比较好,但是在1978年,改革开放之后,国家在初期一直大力发展重工业,为了提高经济效益的发展,对我国的资源和能源进行过度开采,导致我国的环境破坏现象越来越严重。因此,我国在2003年提出“科学发展观”的政策,促进人与自然和谐发展,合理有效的保护生态环境,增强生态资源和能源的使用效率,减少工业废水和污染物的排放,是我国发展的当务之急。机器设备的能源消耗和尾气排放是我国环境污染和破坏的重要原因之一,为了对环境进行合理有效的保护和治理,就需要开展节能减排促使,进行机械设计节能的开展,对环境进行有效的治理,提高经济效益。
1.2机械设计节能的基本原理
机械设计是按照使用要求对机械的工作原理、组成部分、运行模式、能量传送、各部件的形态等进行规划、分析、研究和计算,以及将其从理论的规划转变为实际制作基础的工作流程。机械设计是机械工程主要的构成成分,也是决定机械效能的重要因素。为了减少机械类机器对环境的污染和破坏,就需要开展机械设计节能,其基本原理为:对实际机械体系的效能、动力能量、运行的使用效力以及机械体系的耗能速率等进行整合,然后运用相关的数学函数进行分析计算,通过一系列的设计计算和合理分析最终有效归纳合成,形成机械设计节能的工作原理,减少能源的消耗,促进可持续发展政策的进行。
2机械设计节能基本原理的应用
开展机械设计节能,对于环境保护而言,有非常重要的作用。在机械设计节能中,为了减少能源的浪费,就需要对动力效能进行深入研究,包括:机械体系的动力势能、机械运行时效以及运行速率等进行调整,增强机械使用的时效性和有效性,在一定程度上降低机械使用能源的功率,优化机械体系动力势能的变化速率和实际机械运行功率相结合,为了实现有效的节能减排,将机械体系中的动力势能用多个周期函数进行表示,合理计算动能的结合,从而提高机械的使用效率,以及降低机械的能源消耗,从而起到保护环境的目的。由于机械设计节能基本原理,能够有效的减少能源的消耗,因此,机械设计节能基本原理被广泛的应用在实际生活和发展中,由于机械设计节能的基本原理是利用质点系动能定理所研究出来的,质点系动能定理即在静止参考系中,系统由多个质点组成,对每一质点用动能定理,然后求和后得到质点组动能定理,,即质点组动能的变化等于质点组受的外力和内力做功之和(动能定理),也被称为系统动能定理。因此机械设计节能的实用性和有效性也非常明显。
2.1将机械设计节能原理应用在升降机械的设计中
升降机械是利用也太压力容器或者链条促使升降设备进行移动,主要进行高空作业或者高空维修。由于升降设备主要是进行高空作业,就需要很大的动力能量才能将设备送至一定的高度,进行实际施工作,因此,升降机械的能源消耗量是比较大的,就需要对其进行改进。从升降机械实际工作的流程中,可以发现其在升降这一环节中消耗的能源比较大,产生的功率比较高,由此,将机械设计节能的工作原理应用在升降机械设计中,依据电梯的设计标准进行合理的机构优化和设计,降低升降机械的耗能量,升降物品的质量。将机械设计节能基本原理应用在升降机械设计中,能够有效地降低升降过程中的能源消耗和浪费。
2.2将机械设计节能基本原理应用在机械加工设备的设计中
机械加工是指一种机械设备对需要加工对象实现外观形状或者实际效能方面改变的流程,在实际生活中,很多的日常设备都是经过机械加工形成的,比如:衣柜、电脑桌等。由于现在生产经营讲究效率和质量,一直采用电脑自动机械化进行生产,因此,在进行机械加工设备中,就避免不了使用冲压、焊接等机器,就利用焊接工具而言,对加工对象进行加工按照图纸改造时,需要电力给予支持,势必会在整个加工流程中,浪费一定的能源。
3结束语
[摘要]针对化工设备机械基础课程知识点零散、工程概念多、实践性强的特点,提出课程改革与创新,主要包括教学内容及时更新,教学方式的革新,感性认识的培养,实践能力的强化等,以提高学生学习的积极性、创造性及实践能力,为进一步提高课程教学质量奠定基础。
[关键词]化工设备机械基础;课程改革;教学质量
《化工设备机械基础》是我校化学工程与工艺专业一门综合性的机械类基础课,它涉及多个学科,主要侧重化工机械设备的基本原理和实际工业应用[1-3]。通过学习该课程,可使学生了解和掌握中低压容器的设计标准和规范,包括中低压力容器的结构、材质以及应力分析,了解和熟悉管壳式换热器、搅拌反应器、填料吸收塔、减压精馏塔的结构设计和工作原理,在化工工艺课程的学习过程中认知这些化工机械设备的实际应用与操作方法;了解和掌握化工过程机械设备的基本原理,增加学生对化工机械设备工业应用的认知,培养学生在实际化工生产中善于分析和解决问题的能力,并能应用最新的化工设备设计规范和标准对化工工艺过程中的机械设备进行基本的选型,初步建立起完整的化工设备机械设计思想。本课程的知识点零散、工程概念多、实践性强,要想突出教学重点、提高教学效果、保障教学质量、培养出拔尖的应用型人才,则须注重课程教学的改革与创新。
1课程教学中存在的问题
《化工设备机械基础》课程内容涉及到化工、机械设计、材料力学等多个学科,传统教学方式存在一定的不足,例如教学内容陈旧;教学方式单调,缺乏对学生的引导;理论教学与工程实践联系不紧密;学生工程伦理意识薄弱等问题。因此,为了提高学生分析能力、工程意识、解决工程设计及工程问题的能力,培养出新工科背景下拔尖的应用型人才,有必要进行《化工设备机械基础》课程的改革与创新。
2课程改革探索
2.1教学内容及时更新。随着化工过程工业的进步与发展,教师在授课过程中应该结合现在实际生产中应用的先进化工设备介绍课程中的知识点。例如,在机械传动章节中可以引入新型齿轮传动、主动磁轴承等原有课程内容缺乏的新知识[4-5]。通过调研最新的文献资料,保证教材中知识点的及时更新,使课程内容跟上化工过程工业的快速发展,使学生们了解和熟悉化工机械装备结构设计的更新换代过程。这样既能够打开学生们的视野,也能使学生们了解和熟悉化工过程工业中的新工艺、新技术以及新装备。同时,能够调动学生们学习的积极性,提高学生们的学习兴趣和热情。2.2教学方式的革新。教师在教学过程中需要结合现代教学手段,通过视频动画将复杂的机械设备构造分解,让学生们能够较好了解和掌握化工机械设备内部的构件,更好地理解化工机械设备的工作原理和操作方法。此外,除开课堂教学以外,可让学生们通过在线课程或者微课对教学内容进行进一步的学习理解。同时,可采用对分课堂,将学生们分组,在让每组学生提出组内同学没弄明白的问题,让其它组弄明白问题的同学进行解答,使学生们主动能够参与课堂教学,诱导学生们进行思考,激发学生们的探索求知欲。2.3感性认识的培养。由于学生们缺乏化工生产的工程实践,加之学生们对化工机械设备的感性认识比较薄弱,这无疑加大了教学的难度,降低了学生们对课程的学习兴趣,教学质量也得不到保障。因此,在本课程教学过程中,教师需要注重学生们对化工机械设备感性认知的启发和培养。同时,教师还需注意理论联系实际,适当增加一些化工过程工业中的生产实例,这样不仅能引发学生们的思考,还能调动学生们学习的主观能动性。2.4实践能力的强化。教师需注意增加实践教学环节,让学生们能够有机会参加工程实践,做到在“做”中“学”。教师需要充分利用我校化工原理实验室中的化工机械设备,如化工原理实验室的填料吸收塔、套管换热器、减压精馏塔、板框压滤机以及干燥设备等,可以结合化工原理实验教学进行讲解。同时,可结合学生们的生产实习,对学生们讲解化工实际生产过程中所遇到的化工机械设备,使学生们理论联系实际,在感性认识的基础上,对课程内容进行理解消化,掌握化工机械设备的操作原理及应用范围。
3总结
《化工设备机械基础》是我校化学工程与工艺专业一门综合性的机械类基础课,为提高学生化工综合能力,培养学生化工工程意识,培育拔尖的应用型人才打下了坚实的基础。因此,在教学过程中对该课程的教学内容、教学方法等方面需要进行新的改革和探索,提高教学水平,实现教学目标,保障教学质量,让学生们学习和掌握更多化工设备机械基础知识,提高自身的化工综合能力。通过本课程的学习,旨在使学生们能够提高自身分析及创新能力、工程意识、解决工程设计及工程问题的能力。
关键词:矿山设备 机械
矿山机械设备在安装、修理和使用中,必须正确合理地加强设备的工作,这对于煤矿安全生产、完成生产任务是具有重要意义的。如果不能正确地进行设备,就会加快设备磨损,降低使用寿命,甚至造成不可估量的损失。为了提高生产效率,提高设备使用效率和延长设备使用寿命,现对矿山机械设备的出现的问题和解决方法做如下分析:
一、的基本原理
把一种具有性能的物质,加到设备机体摩擦副上,使摩擦副脱离直接接触,达到降低摩擦和减少磨损的手段称为。的基本原理是剂能够牢固地附在机件摩擦副上,形成一层油膜,这种油膜和机件的摩擦面接合力很强,两个摩擦面被剂分开,使机件间的摩擦变为剂本身分子间的摩擦,从而起到减少摩擦降低磨损的作用。
二、剂的主要作用
1、作用:减少摩擦、降低磨损;
2、冷却作用:剂在循环中将摩擦热带走,降低温度防止烧伤;
3、洗涤作用:从摩擦面上洗净污秽,金属粉粒等异物;
4、密封作用:防止水分和其他杂物进入;
5、防锈防蚀:使金属表面与空气隔离开,防止氧化;
6、减震卸荷:对往复运动机件有减震、缓冲、降低噪音的作用,压力系统有使设备启动时卸荷和减少起动力矩的作用;
7、传递动力:在液压系统中,油是传递动力的介质。
三、设备不当造成的设备事故表现
1、设备缺油
设备缺油时,往往不能形成液体摩擦,因此造成机件磨损加快,设备精度迅速丧失,甚至造成研损、拉伤、咬死等严重事故,如轴与瓦的粘连,气缸与导轨拉沟等现象。
2、油质不清洁
当油中含有杂质、尘土等物质时,就会破坏油膜的形成,往往会使零件加快几倍甚至几十倍(例如空压机导轨和气缸的油脏,其磨损要加快8~10倍),同时杂质的存在还像砂轮一祥起磨粒切削作用,使工作面拉成沟槽,增大了摩擦阻力和动力消耗。加快了工作面的磨损,有可能会造成重大的故障和事故。
3、用油不当
如果负荷大、速度低的设备用粘度小的油,因承受不了大的压力,油就会从摩擦面挤出去;如果负荷小、速度高的设备使用粘度大的油,因摩擦阻力增大,就会增加动力消耗、产生高热而造成事故。对于不同的设备,要根据设备生产厂家提供的技术资料选择合适的油(脂肪),保证设备的正常运行。
4、加油量不适当
若加油过多,就会引起过热或漏油;加油过少、则不足,将会加快设备的磨损。这类问题多出现在加油设备没有及时进行保养和检测,缺乏相应的管理机制。也可能是操作者对设备操作的基本规程不熟悉造成的。
5、不考虑工作条件
若在潮湿的环境中采用抗水性不好的脂,就会很快乳化变质,失去效能;若在高温的环境中,选用不耐高温的脂,就会熔化流失,达不到的目的。对于不同环境下的设备,要采用相关的防护措施,不但对系统有保护,对其它机械部件也能起到一定的保护作用。
四、矿山设备常用方法及其适用范围
1、手工加油
手工加油主要用于开式齿轮、链条、慢速滑轮轴以及其他经常性的粗糙机械。这种装置最简单,使用的注油工具为油壶和油枪。由于它完全是手工操作,若加油不及时,则容易造成磨损。所以一般只用于轻负荷或低速的摩擦部位。
2、滴油
它主要用在滑动与滚动轴承、链条、导轨、泵和空压机上的。滴油是将油加在针阀油杯内,当手柄平放时,针阀杆由弹簧的推压,将底部的输油孔堵住;当手柄向上提起时,底部的输油孔便打开,使油流到轴承工作表面。旋转螺母可以调节滴油量的大小,滴油量的大小和输油情况,可由油窗观察到。
3、和油池
和油池,主要用在闭式齿轮箱、内燃机、空压机等设备上。飞溅和油池是利用高速转动的机件,从油池中连续将油带到相互接触的各个摩擦表面上。这种方法只能用在封闭的机件上,不需要什么维护,只需要保持规定的油位,而作用很可靠。因为这种方式是密封的,故能防止沾污。而且又是循环,所以既能节约油又能防止漏油。此作用不但较均匀,而且是连续的。油的流量一般不能调整,只有改变油面的高低或在运转的零件上加入甩油轮才能改变。
4、油环、油链
油环、油链多数用在电动机、通风机、提升机天轮、水泵等主轴滑动轴承上。这类方法只能用于水平方向的主轴。油环、油链套在主轴上作自由旋转,它们随着主轴的转动,将油从油池中带入摩擦接触面的间隙中,形成自动。如能在油池内始终保持一定的油位,则这种的作用是可靠的。当主轴密封圈保持紧密和有弹性时,就不会产生漏油现象,油也不会受沾污,油量消耗也很低。
5、油绳、油垫
这种方法是利用油绳、毡垫的毛细管和虹吸管的作用向摩擦表面供油。油绳的。油绳和油毡均浸在油内,摩擦表面可以和毡垫相接触,但油绳最好离开一些距离,以免油绳被卷入间隙中。油绳和毡垫本身就有过滤作用,使油保持清洁,但其本身也容易堵塞。因此,使用一定时间后,需要进行清洗。这种方法的供油量是均匀连续的,但供应量不能调整。
6、强制给油
强制给油主要用于空压机、内燃机、蒸汽机及金属切削机床等设备上。这种方法是在各种设备内部或外部主轴一侧装有可调行程的柱塞式油泵,通过传动轴或电动机带动,随着设备的开停而开停。这种装置较复杂,但清洁可靠。油给量可由柱塞行程来调整,供油量是均匀的,但不是连续的。慢的几分钟送1滴油,快的1min发送几滴油。
7、油雾
油雾方式主要用于高速滚动轴承和封闭的齿轮、链条、滑板、导轨等部件上。油雾装置是利用压缩空气、把油从喷嘴喷出。将其雾化后再送入摩擦表面,并使其在饱和状态下析出,让摩擦表面上粘附薄层油膜,以起作用。其供油量大小可以调整。
8、压力循环
压力循环装置主要用于矿山提升机、空压机和金属切削机床及一些机械设备的减速器上。其系统是由油泵装置、油箱、过滤器、旋塞阀、油压表、调压阀、溢流阀、给油点等组成。它是利用油泵使循环系统的油达到工作时需用的工作压力,压力油可同时送到各给油点进行。因所使用的油是循环的,并能均匀连续供油,对于负荷高、速度大、产生热量多的各种摩擦表面,采用此种方法是最有效的。
9、集中
集中主要用于矿山多绳摩擦式提升机和轧钢机等具有大量点的设备上。这种系统,小的可以用在单一设备上,大的可以用于整个车间的完全自动化的系统。这种系统用油或脂均可,它有一个位于中心区的油箱和油泵,以及一些分送管道和分配阀,以发送定量油脂到各点。这种方法可以手工操作,也可以自动的在调整好的时间内配送油脂。集中系统的优点是可靠、耐久、安全和对杂质的隔离能力强,其供应量是均匀和周期性的,而不是连续的,但可以调整。
的主要作用是在机械零件摩擦表面间建立液体摩擦,液体摩擦将大大减小机械的摩擦力,减轻机械的磨损,提高机械的效率、延长机械的使用寿命。所以,一切机械设备零件的摩擦表面上,必须尽力建立液体摩擦。
参考文献
[1]刘家浚.材料的疲劳磨损和粘着磨损.机械工业出版社,1988.
关键词:机械设备管理 维护 有效措施
1、绪论
近年来,随着我国企业事业的发展,整体设备装备水平逐步向大型化、机械化、自动化的方向发展。由于生产技术的进一步提高,机械化生产的范围有了迅速的扩大,这种变化使冶金行业必须加强机械设备的管理力度。
1.1 机械设备管理的基本任务是:合理装备、安全使用、服务生产,为保证工程质量,加快生产进度,提高生产效益,取得良好经济效益创造条件。
1.2机械设备管理的基本原则是:尊重科学、规范管理、安全第一、预防为主。
2、生产中机械设备管理存在的问题
2.1 机械管理与生产管理存在矛盾
机械管理人员往往不在项目部,生产管理人员对机械的正确使用、定期保养等知识比较缺乏,而操作手对生产技术所知甚少,处于生产被动或受支配地位,这样机械管理被大大削弱。
2.2 生产任务繁重,工作环境恶劣
在生产过程过程中,为了降低生产成本,虽然面临很大的工作任务量,投入的生产机械数量却不多,完全靠少数机械设备加班作业来完成生产任务,在一定程度上造成了机械设备的超负荷运转,有些时候甚至在带病作业,极大地影响了机械设备的技术性能状况与使用寿命,加速了机械设备的老化。
2.3 人员素质不高,培训少
生产现场机械设备的操作人员素质参差不齐,很多操作人员本身文化层次较低,又加之没有经过正规的培训就直接上岗,先上岗操作一段时间,再去补办一个操作证的现象时有发生。更有甚者,个别操作人员在有事离开时,随便叫一个对本机械而言没有操作经验的人来代班。生产现场也是到了非用不可的时候才去寻求相应的操作人员;为了应急,不少生产现场会出现随意叫一个略懂一二但没有受过专业培训(当然也不具有操作证)的人员来进行机械设备的操作,然后通过某种渠道去搞一本操作证来应付检查。而对操作人员的实际培训工作却做得很不够。
2.4 老旧设备更新不及时
一台陈旧的设备,已经丧失了工作的机械可靠性(可靠性是指机器或其零部件在规定的使用条件下和使用期限内,执行规定功能而不出现故障的能力),显然,此时机械设备已经超出了规定的使用条件和规定期限,执行功能是否会出现故障已经不可预料,这就造成设备故障率高,维修成本大,易发生安全事故
2.5 管理层对设备管理重视不够,只重生产进度和生产质量,忽视设备管理。
3、机械设备管理措施
机械设备技术状况的好坏对于项目生产质量和进度有着巨大的影响,特别是大型专业化生产设备,如混凝土搅拌机、挖掘机、装载机和混凝土罐车等常成为影响整体工程进度的关键环节。要想真正管理好机械设备,以避免事故,发挥出设备的最大使用潜力,保证其经常处于良好的工作状况必须从以下几个方面着手:
3.1 建立健全设备管理制度,达到管理标准化
要想提高管理水平和质量,严格的管理制度必不可少,而且制度必须覆盖住设备从选型、采购、使用、维修、管理和报废的全过程。要适用、可操作性强。制度一经实施,就要一丝不苟地执行。操作手必须每天认真填写设备运转记录、日常维护记录、日发生费用记录,通过这三个记录,就可以充分了解设备在使用过程中的工作小时、维护、小修项目和故障情况。根据设备运转记录、日常维护记录再结合设备管理人员定期检查、巡视情况,管理人员就可以根据以上实际情况,参照设备使用维护说明书的技术要求,编制下个月度的维护保养计划,安排修理作业。修理作业也要严格执行相应的管理制度,要按照正常的修理工作程序,完成修理之前的技术检验、故障分析判断、解体鉴定、制订修复方案,修理过程要执行自检、专检记录的填写和最终竣工的验收。此外,要注意对设备的季节性维护。持续高温,设备高效运转,需要注意温度过高的问题,防止设备燃烧和毁坏;寒冷冬季,要提前更换冬季用油,进行冬季维护,保证设备在冬季能够正常运行。
3.2 完善岗位责任制和工作情况监督考评制度
进行月度设备考核,制定详细的考评程序、奖惩办法,并对设备运转工作小时、费用消耗、车容车貌、服务态度和维修成本等方面进行考核。在每次检查中发现的问题,应及时传达到操作手或维修人员,限期整改,并到现场监督完成,并做整改后的验收。
3.3 加强岗前技能培训
操作人员上岗或转岗之前都必须按照设备操作使用说明书进行专业化、系统化操作、维护保养培训,并进行认真地上岗考核,要确保操作人员操作技能熟练、会维护设备、懂设备的基本原理、熟悉设备容易出现故障的情况及如何处理等。操作人员素质的好坏,直接影响到设备的使用寿命、生产安全、生产效率,更是企业生存和发展的根本。
3.4 老旧设备淘汰
随着企业经营年限的增长,机械设备使用时间的增多,机械设备大多使用寿命越来越短。这个时候,我们要及时地引进新设备,淘汰旧设备,不能抱丝毫侥幸心理去继续使用。为此,需制定以下机械设备淘汰与报废的技术标准:①到设备使用年限,折旧已提足,技术性能已达不到国家规定和安全操作规程要求的。②因事故等原因设备主要结构性能损坏严重,无修复可能或修复费用超过更新设备价60%的。③能耗高,效率低,污染严重,经济效益差,技术改造又不经济的。④国家和有关部门规定淘汰的。⑤自制非标准专用设备,无继续使用价值的。
对于达到以上任一报废条件的机械设备,都要毫不犹豫地予以淘汰。坚持这样做,确实有效控制了机械事故的发生。
4、生产中的机械管理
4.1 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。
4.2 操作手要服从项目安排,结合本机情况视情作业。
4.3 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。
4.4 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。
4.5 机械的易损件应做好储备,避免因构件周期过长影响施工。
5、结束语
要想真正管好机械设备,使机械设备管理上一个台阶,
关键是要各级领导重视,把设备管理提高到与工程技术和质量管理同等重要的低位上来考虑问题,避免设备使用中的短期行为,杜绝生产中抢工期、拼设备的情况,另外在设备管理制度的贯彻执行过程中应率先垂范,一视同仁,让管理制度真正地运行起来,常抓不懈,要在企业内形成设备管理上轨道,实现设备管理规范化、制度化,提高管理人员、操作人员的高度责任感,形成爱岗敬业、爱护设备、干好工作的良好氛围,真正从上到下重视、管理好企业的资产设备,是企业生存、发展的根本所在。
参考文献 :
[关键词]:建筑机械 ;设备管理现状; 建议
[引言]:
伴随科技的发展工程设备机械化程度也随之在提高,建筑机械设备作为施工现场的重要物质基础,为建筑工程项目的进度和质量提供了必要的条件,结合现状理性的分析及解决在实际管理中存在的各种漏洞,有助于提高施工的生产效率,与此同时提升了企业的市场竞争力,因此对建筑机械设备科学化制度化管理也势必成为相关企业管理的核心重点[1]。
1、建筑机械设备现状
1.1建筑机械设备使用现状
建筑施工单位现场的机械使用仍存在漏洞,比如:(1)很多大型机械是需要特殊工种或者专项的操作岗位合格证书,现场实际操作人员缺少必要的合格证书和一些岗前培训;(2)设备使用记录没有登记,没有建立起系统的管理流程;(3)现场机械的保养、检修和维护工作仍存在些许不足之处,例如有些重要设备缺少必要的遮挡,有些设备周围未设置维护栏杆等等,这不仅仅是加速了设备的老化而且对于施工现场而言这是一种安全隐患。
1.2设备管理存在问题
1.2.1管理机构不健全,制度不完善
许多施工企业没有针对自身情况成立相应的设备管理机构,缺乏一套完整的机械设备管理制度,没有完善对机械设备的台账、操作人员的培训以及技术资料,管理工作无章可循,并存在很多亟待解决的问题。
1.2.2施工资源配置不合理
很多建筑企业在选购机械设备时没有做到观前顾后因此在购买材料后出现很多不利于施工的因素。也存在一些企业施工为节省机械费用的成本,购买的机械设备大多是属于落后当前技术措施的“过气”产品,投入使用后难免会影响到建筑工程进度、质量和安全问题。而且一些特殊的工程就应该采用相对应的机械设备,设备与实际施工作业需求不配套同样是个亟待解决的问题。
1.2.3机械设备安装不规范
机械设备安装准备工作不充分,又未制定专项的安装方案,安装后自检、他检及验收工作未到位,导致安装完成中或者安装完成后出现一些质量及工作效率方面的问题。安装机械设备的单位不具备相应的资质条就进行安装作业,未按编制的施工方案进行安装,在安装过程中也没有相关技术人员在场。
1.2.4施工操作人员的技术水平不高、责任心不强
有些施工企业对机械设备现场管理工作没到位,没有安排专业的人员管理对应的机械设备,有些单位虽然采用了部分专业知识人员来担任机械设备管理员,但仍未能按规范做到定人、定机、定岗位职责。有些施工企业也只注重眼前效益,忽略长远利益,未对特种机械操作人员进行岗位培训,设备的操作员普遍存在文化水平较低、责任心不够强、实际操作时并未按照机械操作规程作业、不按机械设备的要求及时维护机械等众多问题,因为人为导致的原因而造成有些机械设备的损坏严重,使得后期养护和维修成本巨增[2]。
2、建筑机械设备管理的建议
2.1建立完善的设备管理制度
企业应当建立完善的机械设备管理机构与制度。规范机械管理工作目的是确保建筑机械的可持续可循环利用,只有通过良好的管理,才能尽可能延长机械设备的使用年限。建立并完善机械设备管理机构,对岗位进行细分,职责要明确,从管理部门到基层施工人员,都要有维护设备的职责。及时登记设备的使用情况,保养情况,以及检修工作的内容次数。务必做好“定人、定机、定岗位职责”应对每台机器设备,指定相关技术人员进行保养、维护、维修工作,不要随意调配技术人员,以免由于管理上的问题对机械设备产生影响[3]。
2.2正确的选择和调配施工机械
建筑施工企业应合理调配使用机械设备,工程现场机械配置必须有利于施工,而且在经济方面要合理,要防止由于设备不匹配或者是效率过高或过低从而造成设备闲置和资源浪费的现象。各种现场使用的机械设备无论从工艺还是性能上,都必须要满足国家规定的相应技术标准。设备资源的调配方案要科学又要兼顾利益。
2.3加强设备操作人员的管理
企业要完善设备操作人员的管理要高度重视岗位职工的专业培训和技术培训,使每一个操作人员都能达到对应岗位要求的水平。项目部应成立相关的考核制度对现场设备操作人员的工作状态进行考核,考评结果将是项目部对操作人员岗位职责及能力进行评定的依据,评定结果与奖罚挂钩。当然现场管理人员也应当依据施工进度计划,在过程中合理安排人力,降低窝工的现象。
2.4完善机械设备的保养及维修
建筑机械设备管理要以管理为核心,定期进行保养工作,对平时检查存在问题的机械及时维修。建筑机械使用企业要制定维修保养工作计划,按照计划在现场进行落实。维修人员首先要具备理解工程Y构和一些基本原理的基础上才可对机械进行维修工作,对机械设备产生故障的原因不能仅凭主观判断草率的下结论。在现场作业中操作人员要和指挥人员配合默契,有些工程事故产生的原因就是因为这两者之间信号传递存在误解,致使操作存在问题。因此操作人员和指挥人员可以事先约定一些基本的术语或者一些口令,以便于减少实际施工中由于人员信号传递不明而导致一些问题的出现。
3、总结
建筑机械设备管理涉及面较广,综合性很高,除了做好基本的管、用、养、修之外,还必须明确机械管理人员的责任,提高操作人员的技术,培养机械维修人员的专业能力,做到有章可循、有据可查、记录清晰、有人操作、有人监督、奖惩分明、专营与群营相结合。注重强化机械设备使用人员的安全意识,提高业务素质和技术水平,按照企业规定的保养维修制度进行工作。“安全第一、预防为主”,设备管理的各个环节都牢牢抓紧,明确各环节中人员的责任和义务,能极大程度的降低重大机械设备事故的发生,同时又保障了机械设备更安全、更优质、更高效地为施工生产服务[4]。
[参考文献]:
[1]卢勇.建筑机械设备管理中的问题与对策分析[J].科技致富向导,2012(11):41-42.
【关键词】钻井设备 管理
1 的基本知识
1.1 的基本原理
把一种具有性能的物质,加到设备机体摩擦副上,使摩擦副脱离直接接触,达到降低摩擦和减少磨损的手段称为。
的基本原理是剂能够牢固地附在机件摩擦副上,形成一层油膜,这种油膜和机件的摩擦面接合力很强,两个摩擦面被剂分开,使机件间的摩擦变为剂本身分子间的摩擦,从而起到减少摩擦降低磨损的作用。
1.2 油的组成
油由70%~95%的基础油(Base Oil)及5%~30%的添加剂(Additive)经多项工艺调合而成。基础油是油的主要成分,决定着油的基本性质,添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足,赋予某些新的性能,是油的重要组成部分。
1.3 油的主要性能
(1)粘度。粘度是评定油质量的一项重要的理化性能指标,对于生产,运输和使用都具有重要意义。在实际应用中,选择合适粘度的油品,可以保证机械设备正常、可靠地工作。通常,低速高负荷的应用场合,选用粘度较大的油品,以保证足够的油膜厚度和正常;高速低负荷的应用场合,选用粘度较小的油品,以保证机械设备正常的起动和运转力矩,运行中温升小。
(2)凝点或倾点。油试样在规定的试验条件下冷却至停止流动时的最高温度称为凝点。而试样在规定的试验条件下,被冷却的试样能够流动的最低温度称为倾点。凝点和倾点都是表示油品低温流动性的指标,二者无原则差别,只是测定方法有所不同。一般油的工作温度比倾点高3~4℃。
1.4 油的主要作用
(1) 作用:减少摩擦、降低磨损;
(2)冷却作用:剂在循环中将摩擦热带走,降低温度防止烧伤;
(3)洗涤作用:从摩擦面上洗净污秽,金属粉粒等异物;
(4)密封作用:防止水分和其他杂物进入;
(5)防锈防蚀:使金属表面与空气隔离开,防止氧化;
(6)减震卸荷:对往复运动机件有减震、缓冲、降低噪音的作用,压力系统有使设备启动时卸荷和减少起动力矩的作用;
(7)传递动力:在液压系统中,油是传递动力的介质。
2 钻井设备常用油
钻井设备常用的油有:柴油机油,齿轮油,液压油
(1)柴油机油。美国石油学会(API)柴油发动机油质量等级分为:CA、CB、CC、CD、CD-2、CE、CF、CF-2、CF-4、CG-4、CH-4、CI-4、CJ-4等。钻井设备常用的质量等级有:CD、CF-4、CH-4、CI-4。
我国内燃机油已采用国际通用的美国汽车工程师协会(SAE)的粘度分类法,不同年度等级的柴油机油适用于不同的环境温度,在胜利油田区块,一年四季可以使用粘度等级为15W/40的柴油机油,它的适用温度范围在-20℃~40℃。
(2)齿轮油。齿轮油是以石油油基础油或合成油为主,加入极压抗磨剂和油性剂调制而成的一种重要的油。用于各种齿轮传动装置,以防止齿面磨损、擦伤、烧结等,延长其使用寿命,提高传递功率效率,减少功率损失。
齿轮油分为工业闭式闭式齿轮油、工业开式齿轮油、车辆齿轮油三大类。在钻井设备中主要使用的是工业闭式齿轮油,常用的质量等级有L-CKC和L-CKD,常用的粘度等级有100、150、220、320、460、680。
L-CKC油:适用于工作温度-16~100℃的中、中载荷,无冲击载荷工业齿轮副的。
L-CKD油使用于工作温度100~120℃,接触压力大于500MPa的重载荷甚至有冲击载荷的工业齿轮副的。
(3)液压油。用作流体静压系统(液压传动系统)中的工作介质称为液压油,而用作流体动压系统(液力传动系统)中的工作介质称为液力传动油,通常把二者统称为液压油。
常用的抗磨液压油粘度等级有:L-HM22、32、46、68、100。通常夏季使用46号,冬季使用32号。
3 油的选择
3.1 选用油应综合考虑以下三方面的要素:
(1) 机械设备实际使用时的工作条件( 即工况 ) ;
(2) 机械设备制造厂商说明书的指定或推荐;
(3)油制造厂商的规定或推荐。
3.2 油品选择中的常见误区
(1)用好油增加成本。太机械、是形而上学的,没能辨证的看待、备品备件、维修工时人力耗费及总成本之间的有机联系。
(2)价格高就是好油。要看性能,看是否适合工况。只有最适合的才是最好的。
(3)不同设备统一用油。这样做不行,不同工况条件必须用不同性能特性的油脂。
(4)进口设备应该用好油,国产设备因该用差油。
(5)习惯用油。如果换用性能更好的产品,设备检修周期和备件寿命均可得到延长。
4 如何做好管理
4.1 做好“五定”、“三过滤”。设备工作“五定”“三过滤”是把日常技术管理工作规范化、标准化,保证搞好设备工作的有效方法。其内容是
五定:
(1)定点:确定每台设备的部位和点。实施定点给油。
(2)定质:确定设备部位所需的油的品种,牌号及质量要求,所加油质必须经过化验合格。
(3)定量:确定给油部位每次加油换油的数量,实行耗油定额管理和定量换油。
(4)定期:确定各部位加换油的周期,按规定周期加油、添油和清洗换油,对储油量大的油箱,按规定在周期抽样化验,确定下次抽验和换油时间。
(5)定人:确定操作工人,维修工人,工人对设备部位加油、添油和清洗换油的分工,各负其责,共同完成设备的。
三过滤:
(1)入库过滤:油液经运输入库储存时的过滤。
(2)发放过滤:油液发放注入容器时过滤。
(3)加油过滤:油液加入贮油部位时过滤。
4.2 加强设备油水的现场管理
(1)不同油品应分开堆放并标志清楚品名、牌号、级别、数量等,以免使用时搞错。
(2)油品应单独存储,采取防尘、防水措施,做到干净无污染。加油枪、加油桶等器具应做到清洁、专用,避免加油过程中二次污染。
(3)使用好油品检测仪器,定期对油品进行检测并记录,按质换油。
(4)不同种类牌号、不同生产厂家、新旧油禁止混用。(5)换油时一定要将油底壳清洗干净。(6)及时清理油路滤清器,保持油路畅通。
[关键词]煤矿;机械设备;使用;维护;管理
中图分类号:F293.33 ;TD407 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0064-02
随着我国煤矿事业快速的提高和发展,煤矿机械设备的水平也在不断的大幅度提高,机械设备的维护和管理成为了煤矿生产的主要因素之一,在以往的设备基础之上,应该要不断的去完善设备的技术素质,提高生产率,促进技术进步,这些设备上的问题,是需要我们社会及国家重点关注的,应该大力的去支持和提倡的。在日常的煤矿企业生产中,机械设备出现问题及故障会给生产带来很大的影响,有时候不仅仅会造成巨大的经济损失,往往还会带来灾难性的事故,其后果是不堪设想的,也是十分严重的。因此,发展机械故障诊断,并及时的进行有效而又合理的措施是必然的,对机械设备的状态要有一个具体的了解,这样才能防事故于未然,把发生事故的可能性消灭在萌芽,针对煤矿机械设备的使用及维护和管理作出一些合理化的建议,具有一定的现实及重要意义。
一、我国煤矿机械设备运行现状
目前,我国在煤矿机械设备上的使用和维护及管理还存在不少的问题,在煤矿正常生产过程中,如无线绳绞车、小绞车、采煤工作过程中使用的刮板传送机、皮带输送机等的使用、维护和管理上都存在一定程度上的问题,像我国目前大大小小的煤矿有很多,其煤矿企业中使用的机械设备有很大一部分都没能及时的进行更换和维护,造成机械设备没有在完全良好的情况下运行,有的一些机械设备都已经老化,并且带病工作,这种现象时有发生,比如,无极绳车钢丝绳磨损超限、拖绳轮不转及边绳轮损坏等等,小绞车地锚丝不全、信号不好等,刮板输送机少刮板、护轴板损坏等,像这些机械设备中的问题都会影响生产,甚至还会导致事故的发生。在机械设备管理的过程中,有很多人表现出粗心大意、缺少细致、还有一部分的工作人员表现出用惯、看惯、习惯的一种错误的工作态度,在平时对待机电设备的管理工作,不能严格要求自己,不能认真的去执行一些规章制度,久而久之就出现了见怪不怪的现象,只要能正常运行就行,这是一种不负责任的态度。
二、针对设备使用、维护及管理的建议
1、由于煤矿企业对机械化生产的需求,对机械设备的要去也越来越高,然而煤矿企业相关工作的管理者必须对机械设备的使用、维护和管理要有一个较高的了解及认识,要不断的提自身认识的层次。对煤矿的一些管理者要进行机械设备使用、维护和管理上一些知识上的培训,充分掌握机电设备管理的知识,要完全知道机电管理工作的重要性,对平日遇到的问题,不能得过且过,睁只眼闭只眼,时刻准备应对机械可能出现的突发故障。从而提高领导干部对机电设备管理工作的重视和认识。
2、对于各队各组的工作人员也要提高相关工作的知识和认识,不能总是用以前老一套的管理方式来工作,管理工作不仅要及时的创新和探索,还要与时俱进,跟的上时代的步伐,完全的理解及掌握机电设备上的一些知识。在平时的日常生产中,所有的工作人员要严格的按照企业对设备的各项规章制度,遵循设备的运行要求和规律,把设备当做是自己的同事及伙伴,视设备为生命,要保护它、爱护它、它才能更好更有效率的去工作。往往人们的忽略和不在乎,都会导致一些不必要的事情发生,人要适应设备的工作流程及规律,而不是生产设备来适应人,所以在新设备到达煤矿企业后,要立即组织相关人员进行培训。
三、降低维修费用的有效措施
1、要转变企业员工的思想观念,加强科学管理,适应市场经济的发展。建立健全的相关制度,强调机械管理作用,完善数据统计系统,明确责任,对采购及加工配件等工作加大监督力度。
2、把好零配件的质量关,在平日的机械维修中,零配件的质量问题事关重要,零配件的质量直接会影响到设备的使用寿命和整个机械设备的可靠性和安全性。品质优良的配件不但可以使维修人员能够迅速的及时解决故障,并且还可以提高设备的整体性能。
3、加强设备的细长检查工作。日常检查工作,是对设备维护及维修的重要前提,检查的结果不但有详细的记录,还会包含以往的维修保养记录、换件记录等,一些机械技术方面最近的状况也有记录。所以日常的检查及记录是必要的,以便日后的分析,判断机械的故障原因,及时而准确的消除一切隐患。
4、加强平日机械设备的保养工作,从而防止误报、漏报。保养的工作必须要按照要求严格的去执行,要按照机械保养的使用说明书,制定切实有效的保养计划,并要认真的去完成认真落实工作任务。保养的工作质量一定要达到标准,保证机械设备的正常运行,延长设备的使用设备,减少故障次数,缩小故障规模,降低燃油消耗,节约维修成本。
四、加强维护人员的技术培训工作
一支好的专业技术队伍,是整个机电设备维护最重条件之一,所以加强对员工的专业技术培训,是必须的,在了解了和掌握了一些设备的基本原理和知识后,在以后的工作用,就能够得心应手,就能够自觉的按照设备的要求去工作,不但增加了设备的可靠性,还会增加一些安全性。煤矿企业可以自行选择培训的时间,至少每周都能够有针对性的进行一次理论培训,然后安排一个时间设置一次考试,不但可以知道员工的学习情况,也可根据考试的结果来及时的纠正员工在具体工作中的失误。与此同时,生产企业还可以安排一些老员工、老师傅进行一些有模范意义的现场作业,从而能够让所有经验不足的员工能够完全的适应以后每一天的工作,这样就能从根本上提高职工的技术水平。
五、总结
科学化的生产以及现代化的机械设备,势必会给我国煤矿事业的发展带来很大的提高。只要所有煤矿企业的工作人员,都能够重视机电设备的使用、维护和管理,那么未来的煤矿机械设备必将会一步一步的走向成熟,更上一个台阶。机械设备相关的所有工作做的好,做的细心,安全生产才能有了保障。
参考文献
[1] 郑细荣,黄海.浅谈煤矿机械设备的使用、维护和管理[J].江西煤炭科技,2009,01:34-35.
[2] 李妍.浅谈机械设备的使用、维护和管理[J].科技致富向导,2012,26:261.
[3] 张猛.煤矿机械设备的使用维护和管理探讨[J].科技致富向导,2012,27:200.
在电子机械设备故障诊断过程中,诊断对象的故障过程是复杂多变的,在故障发展过程中,由于引起故障的因素在性质、特点及作用方式上是不同的,机械功能状况和所受损害的具体情况也不同,使得故障征兆和演变具有不同形式,诊断中往往难以迅速准确地认识故障的性质,导致误诊。
1 电子机械概述
电子机械主要是以研究电子信息设备与电子系统的机械与结构的设计与制造为核心的,努力提高设备或系统在不同的复杂环境中的电性能。我国工业与电子装备发展过程已经超过40年,在电子设备的设计和制造商处于世界前列,但是也必须认识到先进的电子机械,不仅取决于电子设备的可靠性,也与结构与工艺密不可分。电气设计、结构设计及制造工艺在电子装备中有融为一体的发展态势,当今的电子机械工程就是应这种趋势而产生的新兴学科,国内很多高校也设立了电子机械专业。电子机械同以往的普通机械相比,有其自身的特性:从目的上来说,电子机械旨在于提高电子设备的电气性能系统;从实现手段上来说,电子机械主要通过在机械中加入电子信息技术等来实现电子设备的性能;从机电一体化的载体方面来说,电子机械是电子系统,常规机械是机械结构系统;从电子系统对机械的重要性来说,机电一体化对电子设备至关重要。
2 电子机械故障诊断技术分析
所谓电子机械设备故障,就是指机械系统已偏离其设备状态而丧失部分或全部功能的现象。如某些零件或部件损坏,致使工作能力丧失;发动机功率降低;传动系统失去平衡和噪声增大;工作机构的工作能力下降;燃料和油的消耗增加等,当其超出了规定的指标时,均属于机械故障。电子机械故障诊断技术主要有以下几种:
2.1 基于小波分析的故障诊断方法
小波变换是一种新的变换分析方法,它继承和发展了短时傅立叶变换局部化的思想,同时又克服了窗口大小不随频率变化等缺点,能够提供一个随频率改变的“时间-频率”窗口,是进行信号时频分析和处理的理想工具。基于小波分析直接进行故障诊断是属于故障诊断方法中的信号处理法。这一方法的优点是可以回避被诊断对象的数学模型,这对于那些难以建立解析数学模型的诊断对象是非常有用的。具体可分为以下4种方法: ①利用小波变换检测信号突变的故障方法连续小波变换能够通过多尺度分析提取信号的奇异点。其基本原理是利用信号在奇异点附近的Lipschitz指数。Lipschitz指数时,其连续小波变换的模极大值随尺度的增大而增大;当时,则随尺度的增大而减小。噪声对应的Lipschitz指数远小于0,而信号边沿对应的Lipschitz指数大于或等于0。因此,可以利用小波变换区分噪声和信号边沿,有效地检测出强噪声背景下的信号边沿(援变或突变)。因此,利用小波变换可以区分噪声和信号边沿,有效地检测出强噪声背景下的信号边沿奇变。动态系统的故障通常会导致系统的观测信号发生奇异变化,可以直接利用小波变换检测观测信号的奇异点,从而实现对系统故障的检测。
除此之外,小波变换可以看作一个带通滤波器,从而可以对信号进行滤波。近年来,已经出现了很多基于小波变换的去噪方法。Mallat提出了通过寻找小波变换系数中的局部极大值点,并据此重构信号,可以很好地逼近未被噪声污染前的信号。Donoho也提出了一种新的基于阈值处理思想的小波去噪技术。利用去噪后的信号可以直接对系统进行故障诊断,也可利用此信号进行残差分析。通过去噪获得系统输出信号来进行故障诊断,方法上比较简单,但对故障的判断受限于观测人员自身的经验。
2.2 光学检测技术
由于故障诊断资料不足,对故障的认识受到较大限制,给明确诊断带来困难,有时所怀疑的故障的一般规律与故障征兆不完全相符,另外排除了一种故障的可能,因此故障诊断的推理过程往往也是模糊的,具有一定程度的不确定性。近年来,光学技术得到了快速的发展并被应用到工业领域,例如在数控机床中光栅系统的应用。光栅测量是利用光的衍射原理,通过叠放的光栅的相对运动,产生与之同步移动的莫尔条纹信号,然后通过读数头与后续电路,将导轨、工作台的位置等信号转变成信号读出来,其读数分辨率可达5nm。当两块相同的长光栅跌合,如果栅线的夹角很小时,莫尔条纹的方向与光栅条纹方向近似垂直。光栅盘上黑白刻线的相对移动,会产生光强度周期性变化,此光信号经光电池转换成为周期性的电信号,对电信号进行分析处理,就可获得光栅相对移动的位移量。
2.3 人工智能诊断
机电设备在运行时均会产生物理变化或者化学性能的转化,这样势必会造成设备的外在形态的改变,如温度升高、电压电流以及功率的变化等,检测人员可以通过对设备的这些参数变化的分析来了解设备的运行状况。故障诊断技术就是依照不同参数的不同变化规律,而预判断设备是否出现故障及出现故障的具置,以便及时采取科学有效的措施,防止出现不必要的损失,提高了设备运行效率和安全性。近年来,人工智能和计算机技术迅速发展,在机械诊断中的运用也越来越广泛。例如,用于大机组和燃气轮机的诊断专家系统、采用概率神经网络、自组织映象和径向基函数网络等的智能诊断神经网络等。Zadeh曾将专家系统、模糊集合、神经网络、概率计算和遗传算法统称为软计算。将软计算中各种方法集成,形成各种类型的混合系统,如用于诊断的模糊专家系统、模糊神经网络等,使各种方法互相取长补短,相辅相成,是一种值得关注的动向。
关键词:变频技术 矿山 机械设备 应用前景
中图分类号:TD4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)08(b)-0043-02
我国地大物博,是一个矿产资源丰富的国家,特别是地表土层之中矿产种类及储存量丰富,这大大推动了我国的国民经济发展。然而矿山耗电量巨大,只电耗成本一项就占据了总生产成本的70%左右,并且这种能耗对矿山设备在启动、加速、制动、减速及维护方面都是非常大的浪费,这在当前推崇环保节能的社会环境中显得格格不入。伴随着科技的迅速发展,变频技术在矿山机械设备中的广泛应用逐渐解决了这一问题,尤其是对电力能源需求较大的压气、通风等多个方面,更加需要变频技术来防止能源无谓的损耗,从而更好的推动矿山的可持续发展;另一方面,变频技术的应用对于矿山生产设备效率的提高和优化也是至关重要的。为此,加强对矿山机械设备中变频技术的探讨与研究,在当前具有非常重要的现实意义。
1 变频技术概述
随着全国各地区矿山资源的不断开采,总量越来越少,这也就意味着各开采企业之间的竞争会愈演愈烈,尤其是作为耗电大户的煤炭开采企业,其在市场上综合竞争力的优势很大程度上依赖于其所用机械设备的高节能效率和低污染排放。而在矿山机械设备中应用变频技术是节能减排、增强企业竞争力、保护环境、促进企业长期发展的不可或缺的重中之重。当前矿山机械设备的用电量占企业总用电量的绝大部分,因此变频技术巨大的节能潜力决定了其在矿区生产中占有不可取代的地位。
1.1 变频技术
变频技术,简而言之就是电流频率的改变和优化技术,变频技术主要分为以下几种类型:直――直变频技术(即斩波技术)、交――直变频技术(即整流技术)、直――交变频技术(即逆变技术)、交――交变频技术(即移相技术)。现在人们常说的变频技术通常就是指交流变频调速技术,它是将工频交流电通过不同的技术手段变换成不同频率的交流电。就当前来看,交流变频调速技术属于一种综合性的应用技术,不仅包括了电力电子技术、微机技术及电力传动技术等,同时也是一种实现了强弱电与机电设备一体化的综合技术。
1.2 应用原理
矿山机械设备在正常使用过程中,不会在满载负荷的情况下进行长时间工作,当电机在非满负荷状态下运行时,达到动力驱动要求后的多余力矩会增加功耗,造成电能的浪费。为使设备既不造成浪费又能达到工作动力要求,非常有必要在设备运行过程中使用变频技术,变频器会根据实际负荷用改变电流频率的方式来控制电机转速,避免设备产生多余的力矩。矿山机械设备中应用的变频技术,其基本原理是利用半导体元件的通断作用将工频电源信号转换为不同的频率。确切的说,矿山机械设备中的变频技术就是基于电流频率和电机转速之间的同比增长关系,通过改变电机的速度来调节电机输出功率与之匹配进而科学有效的控制机电设备,这是一种可以尽量避免额外转差损耗的高效率调速方式,也解释了在如今能源匮乏的大环境中变频技术为何能够脱颖而出并倍受青睐的原因。同时,变频器的整流、直流、逆变和控制四大组成部分相辅相成,共同实现对设备转速的自动、平稳、节能、高效控制,使矿区的工作效率得到了大幅度的提高并最大程度的减小了能源损耗,也由此促进了变频技术理论和实际生产应用的快速发展。
1.3 发展历程
变频技术是在交流电机无极调速的广泛需求下产生,并在能源危机中不断发展。变频控制装置的功率器件经历了GTR(达林顿功率管,电流驱动)和IGBT(绝缘栅双基极场效应管,电压驱动)交替的过程,并且进一步发展成为了智能功率模块IPM(Intelligent Power Module),IPM可以将变频的功率不断的增大。在控制技术方面,随着压频比U/f控制方式的巨大进步,矢量控制变频调速和直接转矩控制变频技术被更加广泛的应用于变频器的实际操作中。同时,人工神经网络、模糊自动化控制等变频节能技术新的研究思路也得到了设想和开发,技术也由以前单一的数字信息处理发展到目前较先进的高级专用集成电路。最后随着当前变频器系统化和综合化的不断加强,在功能上不仅具有基本的调速功能,还通过内置设备具有了编程、通信和参数辨识等功能。在我国变频技术在实际应用中越来越广泛,并随着转矩直接控制与矢量控制的不断应用研究有了新的方向。比如:交流变频向直流变频方向转化;功率器件向高集成智能功率模块发展;缩小装置的尺寸;高速度的数字控制;模拟器与CAD技术等。
2 变频技术在矿山机械设备中的应用
变频技术因其自身的优越性在我国矿山机械设备中得到越来越广泛的应用,这不仅大幅度的降低了矿产工作中所造成的电能耗费及环境污染情况,同时也缩短了设备的维修和养护开支,有效的提升了矿产开采效益。
2.1 矿井提升机中变频技术的应用
提升机作为矿山机械中的一项主要设备,主要担负着安全输送施工设备、物料、人员等方面的任务,是矿山日常生产和建设中必不可少的一部分。其传统的调速方式是在电动机转子电路内接入金属电阻,而后利用鼓形控制器或者接触器切除电阻,但这种方式在实际运用中存在极大的安全隐患,并会大量消耗电能且散热性能差。在提升机当中使用变频技术,可改变这一现状,既能实现无级平稳的加减速,又能增强系统各方面的性能。主要做法是选用交流四象限变频调速系统配上变频防爆提升机,实现数学信息化控制,在完备的输入输出接口电阻中,实现对提升机的远程控制,确保提升机顺利完成自身任务。变频应用的优点:(1)在对电路图与梯形图之间进行转换控制上更加简便;(2)在一定程度上可以免除维护,故障查找简单,且在查找的过程中也会对机械和电汽进行故障检测;(3)不需要对硬件经过接线,就可以实现对提升机柔性控制;(4)当提升机负力的情况下,电机产生回馈制动的效果将再生能源反馈到电网,电能节约明显提升。而且制动力矩增大的同时也提高了绞车的安全性;(5)相对以前减少了系统冲击和机械磨损,增加了设备的使用年限。
2.2 采煤机中变频技术的应用
采煤机由早期的液压牵引发展到如今的交流电牵引,与提升机相同,采煤机也具有启停频繁、变速复杂的特点,因此,在引入变频器时理应考虑进行四象限工作。目前,采煤机变频调速系统已从“一拖二”发展到“一拖一”,我国能量回馈型四象限运行的交流变频调速采煤技术处于世界领先水平,能够实现额定转速下恒定转矩调速,额定转速以上恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。从现场运行情况来看,采用四象限工作形式能够对采煤机进行较大范围的控制和调节,维持牵引速度在一个较为稳定的水平,避免机器出现溜车、下滑等现象。此外,引入变频技术后采煤机的操作也相对简单,控制更加精确,操作方便、速度调节可靠。目前我国很多采煤机都是采用四象限变频器,这种变频器具有结构简单、容易控制、速度可以随机调节的优势。
2.3 皮带机中变频技术的应用
在矿井机械设备中皮带机的使用功率比提升机还大,皮带机是借助绕线电机的经转子绕组来进行降压启动后工频巡行,而后再经由液力耦合器转换到皮带机中。其工作原理是利用驱动轮毂转动产生的摩擦力牵动皮带运动,进而通过皮带上特殊的张力变形,来带动皮带在滚轴上的运动。在这个过程中,转子串接电阻会改善转矩以及减压空载启动等,不过其启动电流依然过大,易产生电网电压的剧烈波动、电机内部机械冲激及发热等现象;而且因启动时间太短也造成了皮带的断裂以及老化,所以对皮带的韧性提出了严苛的要求;同时液力耦合器自身运转时存在部件磨损严重、油温上升等问题,这无疑加大了设备的维护成本和难度,也极大的污染了环境。在皮带机中融入了变频技术后,可从根本上稳定皮带机的工作性能,实现皮带机的软起软停,系统就可以根据皮带的实际负荷,来调节输出频率及力矩,有效降低了对电力能源的消耗,而且过程中系统的功率因数也高于90%,大大提高了矿井的工作效率。变频技术的能量回馈功能在减少能源消耗的同时还降低了设备的维护费用,节约资金和完善环保,一举两得。
3 变频技术在矿山机械设备的应用前景
虽然目前我国矿山机械设备中变频技术的应用尚不完全成熟,但随着我国相关技术的推广和开发,加之对能源利用率提出的更高要求等可以看出,变频技术在矿山机械设备应用中的发展空间还是很大的。首先,矿山中采用的机械设备种类繁多,解决好变频器与设备的匹配问题,就能更加大范围的推广;其次,我国矿产丰富,未来设备升级对变频器的需求量加大,也推动了变频技术的推广应用;再次,矿山工作环境特殊繁杂,对变频器特殊功能的需求也呈现专业化趋势;最后,随着电子技术的飞速发展和矿山改造中对变频器需求的增加,变频器的控制也会成为矿山管理中的重要工作环节。
总之,随着变频技术在矿山机械设备中的有效应用,其速度可调、操作简单、工作效率高、占地面积小、拆装方便以及节能降耗等特点,使我国的矿山生产和建设不仅改善了当前的工作环境,同时还降低了生产成本,保护了生态,有效提高了采矿业的效益。《中华人民共和国节约能源法》第39条,已将变频技术列为通用节能技术加以推广。随着变频技术的不断改进,相信在不久的未来将在各业当中都能得到广泛的应用。本文由于作者的水平有限,所述内容不足之处,望同行予以斧正。
参考文献
[1] 赵光辉,金洪翔,张恒龙.交流电机调速原理及变频技术的应用[J].黑龙江科技信息,2009(22).
关键词:机械制造;数控技术;运用
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)21-0068-01
数控技术是指按照工艺以及设计的具体要求,将加工产品的过程,使用计算机信息化并且数字化处理、控制了该过程,实现了生产的自动化,达到综合效益提升的目的。实质上讲,数控技术将计算机、机械、自动控制、检测与电子技术融合到一起,这些所有内容密切结合之后构成的高新机电一体化技术就是数控技术的最深层次内涵。对于制造自动化的实现,数控技术不但是基础,而且是核心,是现代集成制造系统的重要组成之一。
1 数控技术的基本原理
1.1 CNC系统的基本构成
CNC也就是现代数控系统,依赖的为存储程序,借助于存储程序,将各种不同机床的控制要求予以实现。图1数控系统整体构成包括如下部分:单元模块主要为控制速度、控制主轴、控制可编程,装置模块为CNC(即计算机数控)以及输出输入设备和程序,这些所有组成组合之后整体上被称作CNC系统。通过将事先给定的位于载体上的数字值予以阅读,并对这些数字值予以译码,实现零件加工的符合性。
1.2 CNC装置的基本运作原理
在现代数控系统中,CNC装置位居非常核心的地位,从本质上分析,CNC装置为数控装置,但是这种数控装置是在计算机的控制之下、借助于计算机的调控实现操作的,因为计算机系统的引入,加工生产实现了高效率化。CNC装置的主要优越性在于计算机结构的配备以及接口单元和功能模块的匹配。对于CNC装置而言,其主要包括了硬件软件两种,对于实现CNC装置的正常运转,这些硬件软件是最基础的条件,是程序可以正常执行的前提。CNC装置最基本的工作原理可以描述为将各种不同的数据信息输入到设备之中,借助于计算机之不同的处理功能,位于不同坐标轴上的之移动分量就会被传至与之相对应的驱动电路,在放大和转换的基础之下,伺服电机被驱动运转,坐标轴跟随运动,此后,数据信号再次被反馈至控制装置,最终实现各数据指令得到正常的处理,加工生产有序化进行并得到很好的维持。
从性能划分,如果CNC装置为需连续切削,这个时候不但需要把工作台定位好,还需要把工件位置固定处理,控制刀具相对于工件给定速度沿着指定的路径运动,保持切削运动朝着编制好的路径进行。然而,切削过程中每一点的精度和粗糙度,主要靠CNC装置的插补功能来维持。数控机床加工曲线过程中采用了一小段折线逼近要加工的曲线。“插补”本质上属于数控系统按照零件轮廓线型的有限信息,对刀具的各个加工点详细计算,最后实现了精密加工处理的要求。数控系统中负责插补工作的装置是插补器。软件插补器选择CPU通过软件编程实现,能灵活运用,但插补速度会受到CPU速度和插补算法的影响。数控设备购买的过程中,一定要认真地考虑对实际功能的需求,综合分析插补功能。
2 机械制造中数控技术方法运用
2.1 机械加工系统使用数控技术
在制造各种不同机壳的时候,焊件被积极引进,相比于传统加工制造技术来讲,以往单件下料这种比较难实现的问题,引进数控气割后,问题逐渐得到了解决。产品实现了从毛坯料到成品的持续性加工生产,质量得到了满足,质量要求可以得到更好地实现。对于切屑加工来讲,借助于数控系统,很多方面的需求都可以得到很好的满足,比如对精度有着相当高要求的零件,再比如本身的形状异常复杂的零件等等。将系统引进到机械浮动油封中的时候,有一点需要予以特别的注意,那就是内环凸曲面、外环凹曲面,在密封圈的各处压缩量处实现相等。在压缩接触面被保持在均匀状况的时候,密封功能可以得到很好地实现,对于密封性来讲,加工内外环凸凹曲面之精度发挥着重大的影响。加工行星架在对图样的精度予以维持和实现的情况下,能够有效地实现生产加工的改进。对于数控设备而言,一般它们的加工效率相对于坐标镗床的生产加工而言,能够达到5~8倍的提升。在现代的技术条件下,机械设备在充分的密切的与数控镗铣床编程加工相结合的基础之上,更加优越的实现了加工的需求,基本的过程为程序首先被编制,而后结合偏置角度或者坐标旋转编程加工剩余齿,最终实现加工目的。
2.2 机床中使用数控技术
从现代化自动生产的实现来讲,机械设备是一个理想的场合,借助于机床上充分运用数控技术,产品生产愈发一体化。对于机械制造来讲,数控技术能够更好地予以多元化的控制,各项装置能够实现更加有序地、良性的配合,功能加工,即使复杂的,也能够得到实现和满足。数控机床加工在数字化处理了工艺信息以及关于零件加工的集合信息之后,有序引导了数据机床之加工,人工作业被慢慢的代替,工件、操作和刀具之间的速度、位移在数字化表示的基础之下,实现了自动化的作业,加工精度得到更好的提升。对于编程人员来讲,将代码与系统之间予以完好的对接,而后编制加工生产程序,按指令,对机床设备予以操作,加工生产目的就可以实现,在机械加工中,数控机床具备的最大程度的优越性可以描述为相关程序指令在被改变的情况下,加工最终能够并且可以实现自动化,对于工作台不需要进行位置的重新调整或者调动,操作更加的便捷、更加的简单。
2.3 工业生产中使用数控技术
从中国经济的各种不同构成来讲,工业是非常重要的,它对经济效益的提升发挥着非常重大的影响,当前,机械设备生产的时候,数控技术已经被广泛的应用,尤其是难度非常高的产品,可以说数控技术发挥了完美的作用。如:重工业中的金属冶炼、化肥农药的加工等,这些都需要利用机器代替人工生产。根据长期加工生产情况看,引进数控技术主要发挥以下几方面的优势:改善了劳动条件,正常的生产加工秩序得到了维持;机械化的生产线,降低了人工操作的难度,显著提高了企业的加工效率;提高了生产质量,自动化生产模式让产品的精度更加准确稳定,严格按照设计图纸上的要求完成生产加工,与设计图纸上的标准尺寸误差较小。数控技术和计算机技术是相互关联的,通过计算机技术实现了各种加工控制要求。计算机也可执行同步检测,系统运行中,如果有故障发生,这个时候检测和传感系统就会出现故障,故障信息被传至由计算机予以控制的系统,系统保护设备在输送报警信号的提醒下,启用并发挥自己的功能。
3 结 语
总而言之,对于现代工业的发展来说,将数控技术引入机械制造行业,这不但是一个趋势,而且有助于生产效率的快速提升。在未来,数控技术对于机械制造行业来讲,也是必不可少的。
参考文献:
《机械基础》是中等职业学校机械专业的一门专业基础课程。它具有较强的综合性和实践性,重在培养学生掌握机械传动原理、机械零件、常用机构的结构应用特点,掌握机械设备的日常维护和简单维修的基本技能,为以后工作打下必要的基础。由于该课程涉及机械原理、机械零件、液压传动等多方面的内容,而学生的学习时间有限,若处理不当,就会影响教学目标的实现,达不到培养学生能力的要求。
一、关注课堂教学,强化目标管理
“以学论教”是现代课程教学评价的指导思想。这里的“学”是指学生能否学得轻松,学得自主,能否主动参与、乐于探究、勤于动手,是否具体有效,获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。课堂教学是一种有目的、有计划的活动。《机械基础》的教学应摆脱传统的学科教学系统性、完整性的束缚,强调基础知识、基本原理,注意实际应用,适当引入新理论、新技术、新工艺和新方法,以求在较短的学习时间内提高教学效率。
《机械基础》中的机械原理,研究的是机器中机构的运动特性性能和设计问题。这与一般的基础课程存在不同之处:第一,一题多解;第二,只要能实现给予的运动要求,其方案都是对的,而差别在于考虑现实问题的周到性和合理性;第三,不限于逻辑推理的结果。例如,在讲解机械传动时,从传动是把机器动力部分的运动和能量传递给执行部分的这一目的入手,引出传动的类型、特点和应用;最后,根据机器的功能和要求选择合理的传动方式。机械零件部分是学习通用零件的结构、功能和特点,在教学中指导学生在熟悉零件结构、功能和特点的基础上,进一步掌握通用零部件的选用方法和装配技能等。这种引入目标意识的发散思维,往往会得到意想不到的结果。因此,课堂教学应紧紧围绕教学目标进行,培养学生的目标学习意识。
二、抓好课程设计,调动学生的学习积极性
教师的启发诱导和学生的积极思维相结合,是当代兴起的“情境教学”的成功经验总结,符合课堂条件下心理活动规律。孔子曰:“不愤不启,不悱不发”,引用在当今教学中,就是要求教师能够不断启发学生,创设问题情境,使学生面临一定的、迫切需要解决的问题,积极思考、活跃思维、触类旁通、举一反三。它可以是直观启发、比喻启发、对比启发、练习启发、演示启发等各种方式的相互使用。充分利用直观教具和生动具体的语言描绘,并结合学生的生活经验,学生就会感到新奇,并逐渐通过学习在知识上有所长进,在精神上有所享受。例如,在讲解滚动轴承时,出示各种类型的轴承,让学生观看,然后让学生分析、归类、总结它们的使用性能;在讲解铰链四杆机构的类型时,把学生分成几个小组,用硬纸板和图钉做成四杆机构,并通过改变相关杆的长度来演示各种基本机构之间的转换,并体会他们的运动特性。这样,通过直观形象的教学活动,从而激发他们学习的兴趣,调动其学习的积极性,使课堂教学效果极佳。
三、重视实践教学,强调理论联系实际
《机械基础》不仅是一门技术基础课程,也是一门能直接用于生产,与现实生活联系比较紧密的课程。很多学校已形成了较完善的多媒体课件,利用这些课件能将一些黑板教学不易描述清楚、学生难以理解,甚至于有些是在实验中看不到的现象,直观而形象地展示出来。例如,液压传动部分,只利用挂图讲解,收不到好的教学效果;而利用课件,把液压的动态过程直观形象地演示出来,学生很快就明白了。然而,技工教育是针对生产一线培养技术工人的教育,加强学生动手能培养,是其中很重要的组成部分。这种与工程实际紧密相连的课程,教学中的多媒体课件不能取代实践性教学环节的作用。例如,在讲授机构部分时,除了用多媒体形象展示各种机构的运动外,还要让学生观察各种机构模型、动作演示装置。实验课可以帮助学生理解理论知识、基本原理,实践课能培养学生的动手能力。因此,教学中还要安排一些有较强实用性的实训课,如带传动中心距的调整、齿轮间隙的调整、减速器拆装等。实训前,要求学生认真预习,掌握基本理论。实训中,指导学生正确使用各种工具,按照操作步骤认真操作;安排一定课时去工厂车间见习,向工人师傅学习操作经验和窍门;结束后,要求学生按时按量地完成实践报告,特别要把观察到的现象、操作的步骤和自己分析、感受写在报告中。这样完成实践课,既增强了学生参与的积极性和主动性,又强化了学生自主学习的主体地位,锻炼了动手能力,还提高了学生发现问题、解决问题的能力。
总之,中等职业学校《机械基础》的教学方法是多种多样的,应以培养学生富有创新能力、熟练的操作技能为主,更新教学观念,因地制宜,不懈努力和探索。在教学中,把握教学目标,重视理论联系实际,利用现代化的教学设备和教学手段,培养出社会需要的、合格的实用型人才。
(作者单位:山西省临汾市尧都区技工学校)
关键词:石油特色 机械测试技术 教学效果
中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)11(c)-0116-04
Abstract: This paper puts forward the plan of the course construction of “mechanical testing technology” from the aspects of classroom teaching method, teaching material construction and experiment construction aimed at the characteristics of the petroleum university and some problems in the teaching of “mechanical testing technology”.The purpose of the course construction is to make the teaching of “mechanical testing technology” in our school has a distinctive petroleum characteristic, at the same time, the students can have strong interest in the mechanical testing technology, and the teaching effect can be improved.
Key Words: Petroleum characteristic; Mechanical testing technology; Teaching effect
《机械测试技术》是机电工程学院的重要专业技术基础课,其涉及的知识面较广,与力学、物理学、材料学、数学、信号处理、控制工程以及计算机技术等有着紧密的联系。并且,随着传感器技术、计算机技术、信息处理技术等的迅速发展,机械测试技术也在不断发展,课程内容也时常更新。《机械测试技术》是一门理论性和实践性都极强的课程。作为一所石油高校,如何让学生通过机械测试技术课程的学习,既能满足对通用机械的测试要求,同时又能对油田机械设备开展正确的测试工作,这是笔者的工作重点。因此,石油机械测试技术课程既应具有通用机械测试技术的共性,更应具有石油机械测试技术的个性。
由于《机械测试技术》课程的特点,使得在以往的教学中往往存在这样的一些问题:一方面学生在学习过程中觉得难度较大,缺乏学习的积极性和主动性;另一方面学完后又不知在实际工作中怎样应用这些知识。如何改变这种局面,使得学生能对机械测试技术课程产生兴趣,并真正能将所学的知识运用到实际工作去,是笔者一直在思考的问题。
“知行合一,学以致用”,是课程建设的主要目的。根据多年的教学、科研经验,笔者提出了以下一些思路,并开始进行尝试,希望能使《机械测试技术》具有鲜明的石油特色,同时也能适应通用机械测试的要求。
1 课程建设的思路
1.1 课堂教学方式的多重组合
改变以往的较为单一的教学模式,针对不同章节的特点采用不同的课堂教学方式。表1中列举出了针对《机械测试技术》的几个重点章节采用的教学方式。
1.1.1 介入自组织式教学环节
关于教育,法国教育学家卢梭曾经说过:“问题不在于教他各种学问,而在于培养他爱好学习的兴趣,而且在这种兴趣充分增长起来的时候,教他以研究学问的方法”。而以往的课堂教学多以教师讲授为主,教师将浓缩、总结好的知识直接灌输到学生脑子里,这样看上去信息量大,效率似乎很高,但由于与学生互动很少,学生的学习积极性也就不太高,往往只是被动地接受,自然也谈不上什么对这门课程学习的浓厚兴趣。
印度教育科学家苏伽特・米特拉认为,“教育是一种自组织行为”,在课堂教学中介入自组织式教学环节将提高学习效率。
再者,对于高等工科院校机类专业学生的《机械测试技术》课程来说,其主要目的之一就是要求学生在学完此门课程之后,应能在实际工作中针对机械对象C械参量测试的具体要求,能够恰当合理地选择和正确无误地使用为完成测试任务而设置的整个测试系统,含传感器、中间转换放大器、数据采集显示记录、信号分析处理等。也就是说要选得准、用得好。机类专业学生的《机械测试技术》课程与理科类和电子学科类《机械测试技术》课程的最大不同侧重点就在于前者是“用”(应用)测试系统,而后者是“搞”(研制)测试系统。
为此,选择“传感器”这一章,首先告诉学生本章的学习目的和要求,并结合适当的具体对象给出相应的测试要求, 其余的就交给学生自己去完成了。这需要学生在课后去查阅相关资料,通过自主学习来达到学习的目的和要求。学习的效果则通过课堂内的讨论题目来检验。这样的方式虽然看上去需要学生花费更多的时间来学习同样的知识,但这却能让学生在学习过程中增加主动性,在这样的主动学习中更容易培养学生对机械测试技术的兴趣,同时也能锻炼学生查阅科技文献和资料的能力。之所以选择“传感器”这一章,是因为传感器技术发展迅速、种类繁多,学生的自主发挥的空间更大,也更容易通过查阅资料主动掌握一些最新的有关传感器的知识。毕竟,教材的更新不可能太快。
1.1.2 传统黑板板书结合课堂多媒体与课前自媒体
随着计算机在教学中的普及,如今的课堂教学大多采用PPT的形式。这种方式能提供给学生更丰富的知识、更形象的感受,但对于《机械测试技术》这门课程而言,单纯采用PPT教学效果是不够理想的。主要是因为“信号分析基础”一章中涉及到较多的积分变换、复变函数等数学知识,而其中的一些知识是学生以前没有学过的,因此如果仅仅采用PPT教学,由于节奏相对较快,容易造成学生理解困难,出现畏难情绪,直接影响到学生对课程的兴趣。而如果在这章中采用传统黑板板书与PPT相结合,将一些公式推导通过黑板板书讲解,这样就降低了学生接受新知识的难度,有助于学生的理解[1]。
由于大多数学生对测试工作缺乏基本的认识,为了加强学生对测试工作的认识,可以利用自媒体,如微信视频,在课前先让学生通过微信视频观看一些现场的实际测试的视频,这将有助于学生对机械测试工作有一个较全面的认识。同时,利用微信这个平台,在课前让学生了解到下一周的学习内容、重点、难点,并提出一些思考题,这样可以让学生在课前就对将要学习的内容有所了解,并带着问题去听讲,这样学生的主动性增强了,学习效果将会更好。
1.2 体现行业特色的教材建设
目前,机械测试方面的教材众多,每种教材都有各自的特色,但大多数是通用的机械测试。作为专业性极强的石油院校,笔者希望该校的机械测试技术能够具有比较鲜明的石油特色,因此特编著一本《石油机械测试技术》作为教材(即将出版)。在这本教材中,除了机械测试的基础知识外,更多地是将测试技术与石油行业中的一些常见设备联系起来。例如,在“振动测试”这一章,打破了传统教材中纯理论介绍的惯例,以振动筛为中心,通过对振动筛的较为完整的振动测试过程来讲述振动测试的基本原理、振动测试系统、测试过程以及注意事项;而在“应变测试”这一章,则围绕着井架,通过对井架的静态、动态应变测试来讲述应变测试的基本原理、过程及注意事项等。之所以采用这样的编写方式,目的是为了让学生不仅掌握机械测试技术的基础理论知识,而是能真正应用这些知识在今后的具体工作中,去解决石油机械设备的实际测试问题。这样,既可以增加学生的学习积极性、课程的生动性,又可以在以后的工作中,当面对一个具体的测试对象时,就知道从何入手去进行和展开测试工作。
1.3 从验证实验到创新试验的尝试
机械测试技术是一门实践性极强的课程,必须通过大量的动手操作才有利于学生掌握这门技术。因此,在完成6个学时的课堂实验外,采用多种实验方式,尽量增加学生的动手机会。同时,机械测试的实验也不能仅仅是按部就班的验证性实验,还应该有能帮助学生突破思维定势、开拓思维空间的创新性试验。
图1列出了课程建设前后实验开设的变化,从图中可以看出,课程建设后,不仅实验的类型增加了,实验的学时数也增加了,但课堂实验学时保持不变,实验学时数的增加主要是课外实验。(注:开放实验和项目实验学时数不是固定的,图中所列数据为平均数)
1.3.1 提供开放实验题目
针对一些对测试技术特别感兴趣的学生,每年提供几个有关测试技术的开放实验题目供学生选择,这些实验需要学生利用课余时间来完成。这些题目大多与教师的科研项目有关,也可由学生根据自己感兴趣的内容自行确定,这样学生就可以更好地利用课堂所学的知识去解决一些实际问题,这也能激发学生对机械测试技术的更大兴趣。例如,学生已经进行过的一些开放实验项目有:跳远踏板的动态响应分析、网球拍的动态响应分析、弓箭的动态响应分析、振动筛应力应变测试。
1.3.2 自研自制测试实验装置
结合石油高校的特色,自研自制一批适合该校机械测试实验的测试系统。其中,“振动筛综合测试实验装置”获得了由中国高等教育学会主办的第三届高等学校自制教学仪器设备评选及优秀作品展示活动“最具实用价值作品”二等奖。利用这些自研自制的测试实验装置,更方便学生对一些典型的石油机械设备开展测试工作。
1.3.3 编写相应的实验教材
为了与新编著的教材《石油机械测试技术》配合使用,同时也更好地便于学生开展实验工作,理解实验原理,掌握实验步骤,特编写《石油机械测试技术实验教材》(即将出版)。在这本实验教材中,对钻井振动筛、钻机井架、抽油机井架、钻井泵等石油装备的测试目的、测试要求、测试项目、测试过程、测试信号分析处理等都有详细的描述。
1.3.4 开设创新性综合实验
该综合实验是在学完《机械测试技术》之后,综合运用所学知识对具体对象进行的实测。测试对象主要有振动筛、井架、钻井泵等一些重要的石油机械设备。对于这样的综合实验,教师只提出测试的目的,也就是测试任务,学生根据自己的测试任务设计出具体的测试方案、选择合适的测试系统和测试方法、确立合理的测点、拾取正确的信号,并能对拾取到的信号进行处理和分析,得出较为合理的结论。之所以说这是创新性综合实验,是因为,这样的实验没有一个定式,W生可以充分发挥自己的想象空间,自行确定多种测试方案,而方案正确与否,也将由学生通过实验来验证。通过这样的综合实验,学生基本上能对一个机械测试的全过程有较为深刻的理解,使学生在今后的工作中能较快地适应现场的测试工作,完成测试任务。
更进一步,对于学习积极性更高的同学,还可以提出更全面、更深入的要求。以钻井振动筛为例,要求学生考虑并实施如何通过机械测试取得相应的、必需的静、动态特性参数如频率、振幅、抛掷指数、相位、应力、应变等,去说明并阐述其与钻井振动筛工作中的动态性能如对泥浆处理量的大小,固液分离效果好坏的关系。其间,任课老师参与由同学自己主持的课外讨论课,并通过师生一起交流讨论得出最后的正确结论。
1.3.5 建设虚拟实验室
建设虚拟实验室的目的之一是为了弥补实验设备的不足。机械测试技术必须通过大量的实验来巩固基础知识,掌握基本测试技能,而由于经费的限制,无法购置太多的实验设施,开设出太多的实验项目,而虚拟实验室的建立则可以解决这个矛盾。通过建立丰富的测试对象库、信号源库、传感器库、中间转换放大装置库、信号处理与分析软件,使得学生可以在网络上自由选择测试对象、组建相应的测试系统、完成相应的测试任务。这也是对实体实验的补充和延伸。
在虚拟实验室的虚拟测试系统中,设计一个开放的接口以供学生自主编写开发信号采集、处理和分析程序,以完成相应的测试任务。在这个过程中,除了让学生了解目前比较流行的美国NI公司的LabVIEW图形编程开发系统外,更侧重于立足于我国自主研制开发的VMIDS“框架协议”开发系统(“Frame Agreement System”)。两类系统模式各异,但却各有所长。利用我国的VMIDS“框架协议”开发系统更方便于用户自主实现多种形式和功能测试仪器的开发。[2]
2 课程建设的深入
由于《机械测试技术》这门课程与工程实际结合紧密,为了能进一步提升学生的能力,可以协调各部门关系,在本院、本校,乃至各石油高校之间开展以石油机械设备整机或部件为对象的机械测试技能竞技比赛,结合科研和教学,以解决实际问题为目的,通过学校的科研课题或生产厂家的具体生产问题,实行产学研相结合、老师与学生相结合,共同完成测试任务。既通过实践锻炼提高了学生的知识技能,又解决了科研和生产中的具体问题,极大地弥补和完善了课堂教学的局限性。
3 课程建设的初步效果
通过对《机械测试技术》课程建设的逐步推进,效果已初见端倪。主要体现在以下两个方面。
(1)自组织式教学使课堂教学中学生的主动参与性大大提高了。大部分同学能积极参与到课堂讨论中,课堂气氛也更活跃。从被动接收到主动参与,这使课堂教学的效果有了质的飞跃。学生对测试技术基础理论知识的掌握更加牢固。
(2)通过多种形式的实验以及实测,使学生对机械测试这门技术的掌握不再停留在纸上,大多数同学基本能根据实际的测试任务设计出基本合理的测试系统并完成测试任务,同时对测试信号进行简单的处理分析。学生对这门课程的兴趣也大大增强。
由于还有部分措施刚开始实行,这些措施的具体效果如何,还需要通过时间和实践的检验。
4 结语
总之,以上课程建设的措施都是围绕着增加学生对《机械测试技术》的学习主动性和自觉学习的积极性,加强实际操作能力,解决“知行合一,学以致用”的问题,建设有石油特色的《机械测试技术》课程来进行的。这些措施的实施将使《机械测试技术》的教学与实践的效果得到大幅提升,也更能适应社会的需求。
参考文献