机械零件加工工艺研究:浅谈机械零件加工工艺对安全性的影响 【摘 要】阐述机械零件加工工艺对机械安全性的重要意义,针对机械零件加工工艺中零件的抗腐蚀性、抗磨性以及其表面粗糙度进行探讨,指出机械零件加工工艺中存在的问题,并提出相关的建议。 【关键词】机械零件;加工工艺;安全性 0 前言 随着国内现代化的快速推进,机械设备已得到了广泛的应用,国内大多数行业都以及开始引进机械设备进行控制,大批引进的机械设备,同时也造成了一个新的难题,那就是如果保证机械设备的安全性。机械设备从出厂使用一段时间以后,就会产生一定的磨损,从而造成机械设备发生损坏,更有可能造成人员的伤亡,针对机械设备实施定时的安全性检测可以减少机械设备的损坏、避免不必要的人员损伤以及增加使用年限。 实际应用中,提高机械设备安全性可以在零件加工时从三个部分入手,也就是机械设备零件的抗腐蚀性、机械设备零件的抗磨性以及机械设备的表面粗糙度。 1 机械设备零件的抗腐蚀性 据可靠数据,机械设备零件的表面是否粗糙决定了零件是否具有良好抗腐蚀性的关键因素,零件表面的粗糙度很高的话,那么它就会轻易的造成许多的具有腐蚀性的液体向一个位置流,特别是凹槽,凹槽是最容易被腐蚀的地方。因此,利用减小机械设备零件的表面粗糙度,能够增强零件表面的抗腐蚀能力。并且,在现实安全性检测时,一定要针对零件的压紧力进行检测,这样能够保障零件之间的气密性,从而使腐蚀性的液体无法接触零件表面,从而达到抗腐蚀的目的。 2 机械设备零件的抗磨性 当机械设备在工作时零件的磨损是必不可免的,当零件的磨损到一定程度时,机械设备就必须进行更换,否则就会造成损坏机械设备等不必要的损失。所以,提高机械设备的安全性重点是针对机械设备零件的抗磨性能进行提高。 在实际操作中,机械设备零件的磨损重点产生在下列几段时期,第一是初级磨损时期、第二是正常磨损时期、第三是剧烈磨损时期。针对初级磨损时期来说,因为零件中的摩擦副运行时,两个相互摩擦的零件上,特别零件上以面与面摩擦时,初期零件之间摩擦的只是零件表面的加工时遗留下来的波峰之间,所以两个零件之间实际的摩擦面很小,因此无法造成严重的磨损。若机械设备零件在此时加入一个外力时,在两个零件的摩擦面积上会生成很大的压强,特别是在波峰的地方磨损会更加严重,这时机械设备零件的磨损对机械设备造成的影响会很显著的观察到。经过这段初级磨损时期后,机械设备零件磨损会迈入正常磨损时期,在此段时期,机械设备零件的磨损会达到最小,而且将历经一段很长的时间,这段时期也称作平稳时期。此时机械设备零件的表面波峰也在第一时期磨掉,其表面粗糙度减小,性能也达到了最优化。当机械设备零件来到剧烈磨损时期时,机械设备零件也达到了它的使用年限,在这个时期,零件的润滑等性能大幅度降低,摩擦力增到最大,无法继续为机械设备正常工作,机械设备的零件也会随之报销。 一般来说,摩擦副初级磨损时期受到零件表面粗糙度的作用非常大,但是机械设备零部件表面的粗糙程度一定意义上还无法对机械零件本身的抗磨性起决定性的作用,机械设备零件表面上的纹理同样针对抗磨性起作用。如果机械设备零件载荷不高的过程中,若相互摩擦的零件之间的位移方向一致,那么它们相互的磨损量最低;若相互摩擦的零件之间的位移方向不一致,那么它们的磨损量将十分高。若机械设备在超重中工作,在压强和润滑作用等条件的作用下,零件的具体磨损量会和上面所说的状况有所不同。在实际工作中能够得知,针对零件进行淬火、氮化等处理后,其表面硬度提高,能够增强机械设备零件的承载量,而且令零件的表面不会因为外力而轻易的形变,同时利用这种手段也能够增强机械设备零件的抗磨性能,其抗磨性能至少增强翻倍。然而,若仅仅的针对零件进行表面硬化处理去增强零件的抗磨性能,那么会损坏金属本身的结构与间隙,最可怕的是造成机械设备零件产生裂痕或者表皮脱落,这样一来针对零件的抗磨性起到了反作用。 3 机械设备的表面粗糙度 一般来说,机械刀具的所有参数在车床加工当中都会有所体现,可以在工件加工表面上加工出一定的切削表面。依照刀具切削原理能够获知,利用降低主偏角、工件切削进给量、副偏角,提高刀具的加工时的圆弧半径,都能够适当的降低切削表面的宽度以及尺寸;别且,利用适当的提高刀具的前角角度值能够降低塑性材料加工时的变形度,选取润滑剂、增加刀具的刃磨质量同样能够降低接卸设备零部件的粗糙值。对实际生产中的塑性材料而言,因为刀具常常会针对金属材料产生压力,所以产生塑性变形,在刀具各个切削因素的影响下让工件和加工出现有机分离,这时加工工件的粗糙值就会相应提高,上述的这几个方面的问题就是提高机械设备安全性的重点内容,实际安全检测操作中必须进行重点的检测。 4 总结 保证机械设备的安全性,是保障公司工作安全、有效的实施的前提,是企业提高的对工作人员的人身安全以及工作效率的有效方法,因此,为提高机械设备的安全性,企业应该针对相关机械零部件加工人员和管理人员的专业素质和操作的态度的增强进行培训,从而为公司的今后发展以及壮大提供有利的帮助。 机械零件加工工艺研究:机械零件表面加工工艺的自动识别方法研究 摘要 在机械加工的过程中,在零件的表面因为加工行程的作用,会在机械零件的表面产生多种形式的纹理特征。对零件表面的纹理所表达的信息充分的加以利用,对研究零件表面加工工艺,提高零件表面的加工精度有重要的作用。本文通过对机械零件表面纹理信息的分析,研究一种零件表面加工工艺的自动识别和分析的方法,开辟了图像匹配的新思路。 关键词 机械加工; 纹理圆; 纹理特征; 纹理提取; 加工工艺 在机械加工制造业中,在零件视觉检测中,对零件表面纹理进行提取和分析,对表面加工工艺进行识别已经是视觉检测系统中的一项重要应用。国内外的专家都对此加以关注并从多角度进行相关的研究,因为视觉范围有限,加上高精度的测量要求,目前对零件表面的视觉测量也往往是以零件部分图像的匹配度和拼接分析来对零件整体的表面加工特征进行分析,以此来判断零件表面的加工工艺和加工质量。机械零件在加工的过程中刀具的行程会在零件的表面制造出具有明显方向性的纹理,对表面纹理特征进行提取和分析是模式识别和处理方面的一种重要的方法,以此得出零件表面的处理过程,识别加工工艺。机械零件表面的纹理常见的有直条形、圆形和螺旋形等等,具有明显的方向性,通过对纹理的形、密度和方向等因素进行纹理的分析,识别表面加工工艺,为视觉测量中的图像匹配提供判断依据。 1 机械零件表面纹理特征的提取 1.1 机械零件表面纹理特征的产生 在对机械零件进行加工的过程中,通常采用车削、刨削、铣削、磨削等加工工艺进行零件表面的加工制造,但是在加工的过程中因为受刀具行程的作用会在零件表面产生出多种形状的纹理,如直条形、圆形和螺旋形等,其中以圆形纹理最为常见,本文即以圆形纹理为例,分析讨论纹理特征的提取和分析。 1.2 纹理特征的数字化表达 图 1 圆形纹理及局部解析 本文以圆形纹理为例,如上图1中的(a),首先分别在模板图和待匹配图中取若干个有重合可能的圆形,根据图像的大小来确定所选取的纹理圆的直径d,每个纹理圆圆心之间的长度大于圆形直径的一半。在各个纹理圆上取n条直径将纹理圆等分成2n个部分。如图1中的(b)图,纹理圆的解析,以此为例,将圆心设定为,两条直径之间的角度为,设定此角度的直径为,在直径上取以一个像素为间隔的多个像素点,则一条直径上总共会有像素点的总数为(2w+1)个,像素点的坐标为,则可计算像素点的灰度值根据计算结果取最小的标准差所对应的直径角度为此纹理圆的方向角,再通过择优的方法计算平均值,得出工件表面整体纹理角度,从而得出模板图像的纹理走向。 1.3 纹理走向变化规律的分析 我们对两张图像进行对比,第一张图像为水平角度拍摄,第二张图像为模拟工件抖动拍摄,按不同角度进行旋转拍摄。对两张图象的有重合可能性的纹理进行分析和计算,绘制纹理角度变化曲线图。我们选择不同的部分重复进行拍摄和对比的过程,拟出局部图像的旋转纹理变化曲线图,然后对两张相邻局部的图像纹理进行匹配,先计算图像的纹理走向再进行旋转角度的确定。 2 零件加工工艺的识别流程 通过对大量纹理的提取和分析,建立了纹理圆的模型,在此基础上,设计出一种自动识别加工工艺的算法。机械零件表面加工工艺的自动识别流程如下: 对试验用纹理圆直径上的各个像素的灰度值标准差加以检测,测试结果都符合正态分布的要求,此机械零件图像表现为点斑状的纹理特征,与纹理圆理论模型是相适应的,自动识别加工工艺方法为磨削加工,与实际采用磨削加工的工艺相吻合,说明此种方法实际有效。 3 结论 机械零件表面的纹理特征对判断零件表面的加工工艺具有重要的参考作用,本文通过对纹理特征的提取和分析,解读零件表面纹理的数字表达,通过计算和分析,研究纹理走向的变化规律,从而建立纹理圆模型,设计一种自动识别加工工艺的方法和流程。测试表明,此方法能够正确识别零件表面采用车削、铣削、刨削和磨削四种加工方式中的哪种加工方法,为视觉测量的图像匹配开辟了一条新路。 机械零件加工工艺研究:我国机械零件加工工艺的分析与研究 【摘要】随着科学技术技术突飞猛进的发展,数控技术的不断发展和应用领域的扩大,数控加工技术在机械制造业的发展起着越来越重要的作用,数控机床已经成为零件加工的主要工具之一,解决了机械制造中常规加工技术无法解决复杂型面零件的加工,使机械制造的发展进入了一个新的阶段。本文通过对机械零件加工工艺的研究,针对常见的机械零件的加工,进行了工艺方案的分析,确定主要常见零件的加工方法等,希望通过对本文的研究,能够对机械零件加工工艺起到一定的帮助。 【关键词】机械零件;加工;工艺;分析 在机械零件制造业中,其组成零件的材料、结构和技术要求各不相同,各种工具的用途和性能也不同。所以,各种零件的加工工艺是不同的。在各种零件中,最常见的有齿轮类、箱体类和轴类零件等,本文通过对这几种常见的机械零件加工工艺进行了分析与研究。 一、机械零件加工工艺概述 (一)机械零件加工准备 1.确定毛坯 在加工机械零件之前首先要选料、确定毛坯。正确选择毛坯的删选加工方法,这样有利于提高机械零件加工的合格率和利用率。在选择毛坯时,应考虑零件的复杂程度、生产批量的大小、技术要求等方面的因素。在通常情况下,主要应以生产类型来决定。 2.对零件进行工艺分析。本环节主要包括以下几点内容:第一、分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性;第二、分析零件主要加工尺寸、类型等方面的内容;第三、分析加工零件的作用及技术要求。 3.制订机械加工工艺路线。本环节主要包括以下几点内容:第一、制订工艺路线;第二、选择定位基准;第三、确定各表面的加工方法。 4.选择机床及工、夹、量、刃具。加工不同的机械零件要对机床以及相关工具进行调试与校准,争取做到开工前的设备准备充足,以免出现加工过程中的失误与材料浪费。 (二)机械零件加工工艺特征 对零件的特征进行全面、系统而准确地分类有着重要的意义,它可以以使工作人员能够更加方便地获取零件的工艺和制造方面的信息等。因此,对零件特征的分类要具有以下的要求。第一,不同的特征之间要存在相互联系;第二,特征分类覆盖面要广,特征描述要体现高效、简易。本文从加工的角度来对零件的特征进行了合理的分类,主要分为形状特征、材料特征、精度特征、工艺特征、制造资源特征。 图1-1 零件加工特征的分类 第一,形状特征,它是零件的加工特征中最主要的、种类最多的特征, 主要是用来描述零件中具有一定功能的几何形状。第二,材料特征,主要用于材料的类型、热处理要求与硬度值等信息的描述。第三,精度特征, 用于描述加工零件的尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度等方面的信息。第四,工艺特征,主要是对工序步骤、装夹定位、切削用量、加工余量和走刀路线等工艺规则的信息集合。第五,制造资源特征,是对机床设备、定位和夹具装置的资源集合。 二、各种主要机械零件的加工工艺分析 (一)轴类零件的加工工艺分析 轴类零件是旋转体零件,所以,这种类型的零件在加工过程中是经常遇到的零件之一。根据轴类零件结构形状的不同,它可分为空心轴、阶梯轴、光轴和曲轴等。现将轴类零件的加工工艺分析如下。 1.轴类零件的毛坯和材料 第一,轴类零件的毛坯。 大型轴或结构复杂的轴采用铸件,常用圆棒料和锻件。根据生产规模的不同,毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。第二,轴类零件的材料。轴类零件材料是由很多种类型组成的,常用的有45钢、轴承钢GCr15、低碳合金钢、弹簧钢65Mn等。 2.轴类零件一般加工要求及方法 第一,轴类零件加工工艺规程注意点。工艺规程制订得是否合理,直接影响到劳动生产率和经济效益。在制订机械加工工艺规程中,须注意以下几点。一是零件图工艺分析,要研究产品装配图,要做好技术要求的相关准备工作。二是精基准选择,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准,使定位基准与测量基准重合。三是粗基准选择,选牢固可靠表面为粗基准,应选非加工表面作为粗基准。同时,粗基准不可重复使用。四是渗碳件加工工艺路线,一定要做到加工顺序正确。因此,在制订工艺规程时,尽量采用先进加工方法,制订出合理的工艺规程。第二,轴类零件加工工艺方法概述。轴类零件加工工艺方法主要包括以下几点:一是采用车削细长轴的车刀。一般车刀前角和主偏角较大,精车用刀常有一定的负刃倾角,以减小径向振动和弯曲变形,使切屑流向待加工面。二是采用反向进给。这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座,大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。三是采用跟刀架。 采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响,使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致,从而减少切削振动和工件变形。四是改进工件的装夹方法。在高速、大用量切削时,有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象的产生。第三,轴类零件加工顺序的几个问题。处理好基准定位之后,我们还需要注意加工顺序的几个问题:一是铣花键和键槽等次要表面的加工一般安排在精车外圆之后;二是深孔加工应安排在调质后进行,可以有效避免热处理变形对孔的形状的影响;三是数控车削加工,采用数控加工设备为生产的现代化提供了基础,数控车削加工既提高了加工精度,又保证了生产的高效率;四是外圆表面的加工顺序,应先加工大直径的外圆,然后加工小直径外圆。 3.轴类零件加工的工艺分析 第一,轴类零件加工的工艺路线。轴类零件加工的工艺路线主要为:一是粗车―半精车―精车;二是粗车―半精车―粗磨―精磨;三是粗车―半精车―精车―金刚石车;四是粗车―半精―粗磨―精磨―光整加工。第二,典型加工工艺路线。主要为:毛坯及其热处理―预加工―车削外圆―铣键槽―(花键槽、沟槽)―热处理―磨削―终检。第三,轴类零件加工的定位基准和装夹。主要包括以下几点:一是以工件的中心孔定位。中心孔不仅是车削时的定为基准,又符合基准统一原则。二是以外圆和中心孔作为定位基准。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。三是以带有中心孔的锥堵作为定位基准。锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准,又是空心轴外圆精加工的基准。生产中,锥堵安装后一般不得拆下和更换,直至加工完毕。四是以两外圆表面作为定位基准,可消除基准不重合而引起的误差。在加工空心轴的内孔时,可用轴的两外圆表面作为定位基准。 4.轴类零件加工分析 第一,零件设备的选择。数控车床具有加工精度高、刚性良好,能够加工尺寸精度要求较高的零件,能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿。根据零件的工艺要求,一般可以选择采用步进电动机形式半闭环伺服系统。这类车床设置三爪自定心卡盘,适合车削较长的轴类零件。第二,零件毛坯、材料的分析。①材料的分析。塑性、提供冷切削加工、强度、硬度、机械性能都跟工件的材料有关,所以选择适合的零件毛坯、材料是非常关键的。②毛坯的分析。轴类零件的毛坯有棒料、锻件和铸件三种。铸件:适用于形状复杂的毛坯。锻件:适用与零件强度较高,形状较简单的零件。第三,确定工件的定位与夹具方案。在装夹工件时,应考虑以下几种因素:结构设计要满足精度要求;抵抗切削力由足够的刚度;易于定位和装夹;尽可能采用通用夹具,必须时才设计制造专用夹具;易于切削的清理。 5.切削用量和走刀顺序 第一,机械零件加工的走刀顺序和路线一般为:基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精。第二,切削用量的选择。对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证合理的刀具耐用度;保证零件加工精度和表面粗糙度。一是主轴转速的确定。二是进给速度(进给量)的选择。三是背吃刀量确定。切削用量的选择方法:精车时,应着重考虑如何保证加工精度。粗车时,应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。 6.保证加工精度的方法 采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺可以控制对零件加工精度的影响。第一,采用合适的切削液。切削液主要包括非水溶性切削液和水溶性切削液。第二,刀具半径的选定。一是刀具较小时不能用较大的切削量加工。二是刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。 (二)箱体类零件的加工工艺分析 1.箱体类零件的技术要求分析 第一,表面粗糙度。一般箱体零件装配基面表面粗糙度为1.6μm,主要孔表面粗糙度为0.8μm。第二,孔与平面间的位置精度。一般箱体零件主轴孔中心线对装配基面的平行度误差为0.04mm。第三,孔系的技术要求。对孔轴线间的尺寸精度、平行度、垂直度误差等,均应有较高的要求。孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。第四,平面的精度要求。 2.箱体类零件的加工工艺过程 箱体零件的典型加工路线为:平面加工-孔系加工-次要面加工。本文的箱体的加工工艺路线如表1所示。 表1 车床主轴箱体零件的加工工艺过程 3.箱体类零件的加工工艺过程分析 第一,箱体加工定位基准的选择。一是粗基准的选择。一般宜选箱体的重要孔的毛坯孔作粗基准。由于铸造时内壁和轴孔是同一个型心浇铸的,因此实际生产中,一般以轴孔为粗基准。二是精基准的选择。精基准的选择一般优先考虑基准重合原则和基准同一原则。第二,主要表面的加工方法选择。一是箱体的主要加工表面有平面和轴承支承孔。二是箱体上公差等级为IT 7级精度的轴承支承孔,一般需要经过3~4次加工。箱体平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和铣削,也可采用车削。当孔的加工精度超过IT 6级,还应增加一道精密加工工序。第三,箱体加工顺序的安排。一是先面后孔的原则。由于箱体上的孔分布在平面上,所以先加工平面对孔加工有利。二是先主后次的原则。对于次要孔与主要孔相交的孔系,必须先完成主要孔的精加工,再加工次要孔。三是孔系的数控加工。车床主轴箱体的孔系也可选择在卧式加工中心上加工,因为它减少了装夹次数,提高了生产率。 (三)齿轮零件的加工工艺分析 1.普通精度齿轮加工工艺分析 齿轮加工工艺与加工过程还是比较繁琐的,在加工过程中可以分为若干个加工环节。一般情况下,加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段,这个阶段虽然处于初加工,但是却很关键。第二阶段是齿形的加工。这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理。加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。在这个阶段中首先应对定位基准面进行修整,以修整过的基准面定位进行齿形精加工,可以使定位准确可靠,以达到精加工的目的。 2.齿轮加工工艺过程分析 第一,基准的选择。一般基准的选择可分为:对于空心轴,用两端孔口的斜面定位;带轴齿轮主要采用顶点孔定位;孔径大时则采用锥堵。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。为了减少齿轮加工过程中的定位误差,在加工齿轮时应注意以下几点:一是需要加工的齿轮定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来;二是需要加工的齿轮在内孔定位时,其配合间隙应近可能减少,以利于精确度的提高;三是需要加工的齿轮、车床应选择基准重合、统一的定位方式。第二,齿轮毛坯零件的加工处理。齿轮零件的加工应注意对其毛坯的加工处理,在这一环节过程中我们要注意以下几点:一是当齿轮毛坯零件以齿顶圆直径作为测量基准时,必须严格控制齿顶圆的尺寸精度。二是保证齿轮毛坯零件定位端面和定位孔或外圆相互的垂直度。三是需要提高齿轮内孔的制造精度,减小与夹具心轴的配合间隙。第三,齿形及齿端加工。齿形加工方案的选择取决齿轮精度等级、设备条件、表面粗糙度、硬度等。齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。齿端加工必须在淬火之前进行,通常都在滚(插)齿之后,剃齿之前安排齿端加工。 三、机械加工工艺对加工精度的影响 1.热变形对加工精度的影响。有三种热变形会对加工精度产生较大的影响:第一种,刀具热变形对加工精度的影响。降低刀具热变形常会使用以下两个方法:一是在刀具上涂抹润滑剂;二是选用合理的切削参数。第二种,机床热变形对加工精度的影响。所以女要采取相应措施降低因机床热变形对加工精度的影响。第三种,工件热变形对加工精度的影响。 2.受力变形对加工精度的影响。解决这类问题的方法是适当地减小作用在工艺系统上的外力,增加工艺系统的刚度,这样就可适当缓解外力对加工工艺系统的影响。 3.几何精度对加工精度的影响。在对机械零件进行切削加工工艺时,主轴往往会出现回转误差,这种误差会影响零件的加工精度。除此之外,刀具也会出现同样的问题。所以,机床和刀具在使用的过程中要进行定期的检查。 机械零件加工工艺研究:机械零件加工工艺的分析与研究 (大唐长春第二热电有限责任公司 吉林长春 130031) 摘 要:通过对机械零件加工工艺的研究,针对常见的机械零件的加工进行工艺方案的分析,确定主要常见零件的加工方法等,提高工作效率和工艺水平。 关键词:机械零件;加工;工艺 在机械零件制造业中,由于组成零件的材料、结构和技术要求各不相同,各种工具的用途和性能也不同,所以各种零件的加工工艺是不同的。 1 机械零件加工工艺 1.1工艺概述 在加工机械零件之前首先要选料、确定毛坯。正确选择毛坯的删选加工方法,这样有利于提高机械零件加工的合格率和利用率。在选择毛坯时,应考虑零件的复杂程度、生产批量的大小、技术要求等方面的因素。在通常情况下,主要应以生产类型来决定。对零件进行工艺分析,分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性;分析零件主要加工尺寸、类型等方面的内容;分析加工零件的作用及技术要求。制订工艺路线;选择定位基准;确定各表面的加工方法。选择机床及工、夹、量、刃具。加工不同的机械零件要对机床以及相关工具进行调试与校准,争取做到开工前的设备准备充足,以免出现加工过程中的失误与材料浪费。 1.2工艺特征 对零件的特征进行全面、系统而准确地分类可以使工作人员能够更加方便地获取零件的工艺和制造方面的信息等。从加工的角度来对零件的特征进行分类,可分为形状特征、材料特征、精度特征、工艺特征、制造资源特征。 形状特征是零件的加工特征中最主要的、种类最多的特征,主要是用来描述零件中具有一定功能的几何形状。材料特征主要用于材料的类型、热处理要求与硬度值等信息的描述。精度特征用于描述加工零件的尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度等方面的信息。工艺特征主要是对工序步骤、装夹定位、切削用量、加工余量和走刀路线等工艺规则的信息集合。制造资源特征是对机床设备、定位和夹具装置的资源集合。 2主要机械零件加工工艺分析 2.1轴类零件 轴类零件是旋转体零件,这种类型的零件在加工过程中是经常遇到的零件之一。根据轴类零件结构形状的不同,它可分为空心轴、阶梯轴、光轴和曲轴等。 2.1.1轴类零件一般加工要求 一是零件图工艺分析,要研究产品装配图,要做好技术要求的相关准备工作;二是精基准选择,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准,使定位基准与测量基准重合;三是粗基准选择,选牢固可靠表面为粗基准,应选非加工表面作为粗基准。同时,粗基准不可重复使用;四是渗碳件加工工艺路线,一定要做到加工顺序正确。因此,在制订工艺规程时,尽量采用先进加工方法,制订出合理的工艺规程。 2.1.2轴类零件加工的工艺分析 (1)轴类零件加工的工艺路线。轴类零件加工的工艺路线主要为:一是粗车D半精车D精车;二是粗车D半精车D粗磨D精磨;三是粗车D半精车D精车D金刚石车;四是粗车D半精D粗磨D精磨D光整加工。 (2)典型加工工艺路线。主要为:毛坯及其热处理D预加工D车削外圆D铣键槽D(花键槽、沟槽)D热处理D磨削D终检。 (3)轴类零件加工的定位基准和装夹。主要包括:以工件的中心孔定位。中心孔不仅是车削时的定为基准,又符合基准统一原则。以外圆和中心孔作为定位基准。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。以带有中心孔的锥堵作为定位基准。锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准,又是空心轴外圆精加工的基准。生产中,锥堵安装后一般不得拆下和更换,直至加工完毕。以两外圆表面作为定位基准,可消除基准不重合而引起的误差。在加工空心轴的内孔时,可用轴的两外圆表面作槎ㄎ换准。 2.1.3保证加工精度的方法 采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺可以控制对零件加工精度的影响。采用合适的切削液。切削液主要包括非水溶性切削液和水溶性切削液。刀具半径的选定。刀具较小时不能用较大的切削量加工,刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。 2.2箱体类零件的加工工艺分析 箱体零件的典型加工路线为:平面加工-孔系加工-次要面加工。 (1)箱体加工定位基准的选择。一是粗基准的选择。一般宜选箱体的重要孔的毛坯孔作粗基准。由于铸造时内壁和轴孔是同一个型心浇铸的,因此实际生产中,一般以轴孔为粗基准。二是精基准的选择。精基准的选择一般优先考虑基准重合原则和基准同一原则。 (2)主要表面的加工方法选择。一是箱体的主要加工表面有平面和轴承支承孔。二是箱体上公差等级为IT 7级精度的轴承支承孔,一般需要经过3~4次加工。箱体平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和铣削,也可采用车削。当孔的加工精度超过IT 6级,还应增加一道精密加工工序。 (3)箱体加工顺序的安排。由于箱体上的孔分布在平面上,所以先加工平面对孔加工有利。对于次要孔与主要孔相交的孔系,必须先完成主要孔的精加工,再加工次要孔。车床主轴箱体的孔系也可选择在卧式加工中心上加工,因为减少了装夹次数,提高生产率。 2.3齿轮零件的加工工艺分析 2.3.1普通精度齿轮加工工艺分析 齿轮在加工过程中可以分为若干个加工环节。第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。第二阶段是齿形的加工,是保证齿轮加工精度的关键阶段。第三阶段是热处理阶段,主要对齿面的淬火处理。最后阶段是齿形的精加工。应对定位基准面进行修整,以修整过的基准面定位进行齿形精加工,可以使定位准确可靠,以达到精加工的目的。 2.3.2齿轮加工工艺过程分析 (1)基准的选择。一般基准的选择可分为:对于空心轴,用两端孔口的斜面定位;带轴齿轮主要采用顶点孔定位;孔径大时则采用锥堵。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。为了减少齿轮加工过程中的定位误差,在加工齿轮时应注意:一是需要加工的齿轮定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来;二是需要加工的齿轮在内孔定位时,其配合间隙应近可能减少,以利于精确度的提高;三是需要加工的齿轮、车床应选择基准重合、统一的定位方式。 (2)齿轮毛坯零件的加工处理。齿轮零件的加工应注意对其毛坯的加工处理,当齿轮毛坯零件以齿顶圆直径作为测量基准时,必须严格控制齿顶圆的尺寸精度。保证齿轮毛坯零件定位端面和定位孔或外圆相互的垂直度。需要提高齿轮内孔的制造精度,减小与夹具心轴的配合间隙。 (3)齿形及齿端加工。齿形加工方案的选择取决齿轮精度等级、设备条件、表面粗糙度、硬度等。齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。齿端加工必须在淬火之前进行,通常都在滚(插)齿之后,剃齿之前安排齿端加工。 3 机械加工工艺对加工精度的影响 3.1热变形对加工精度的影响 有三种热变形会对加工精度产生较大的影响:第一种,刀具热变形对加工精度的影响。降低刀具热变形常会使用以下两个方法:在刀具上涂抹润滑剂;选用合理的切削参数。第二种,机床热变形对加工精度的影响。所以女要采取相应措施降低因机床热变形对加工精度的影响。第三种,工件热变形对加工精度的影响。 3.2受力变形对加工精度的影响 解决这类问题的方法是适当地减小作用在工艺系统上的外力,增加工艺系统的刚度,这样就可适当缓解外力对加工工艺系统的影响。 3.3几何精度对加工精度的影响 在对机械零件进行切削加工工艺时,主轴往往会出现回转误差,这种误差会影响零件的加工精度。除此之外,刀具也会出现同样的问题。所以,机床和刀具在使用的过程中要进行定期的检查。 4 结论 本文通过对这几种常见的机械零件加工工艺进行了分析与研究,采用合理的加工方法能够提高零件加工的效率和精度。 机械零件加工工艺研究:机械零件加工工艺研究 摘要:零件加工是一项精细的工作,在对其进行加工过程中,其精度会受到机械加工工艺的直接影响。因此,在零件加工过程中,应适当提高机械加工工艺水平,提升零件加工精度,从而使零件能够满足使用需求。 关键词:机械加工;零件;精度 机械加工工艺是零件加工中的一项重要内容。在利用机械对零件进行加工过程中,通过对机械的力量进行应用,完成对零件的加工。零件对加工的精度的要求高,因此如果在实际加工中,采用的工艺不合理,将会导致零件加工的精度受到巨大影响,由此可见加强对该项内容的分析是必要的。 一、机械加工工艺 机械加工工艺由前期生产和后期生产两个部分共同组成,在这两个过程中对技术的要求都十分严格。严格的技术要求下,将半成品和原材料制造成成品,该过程中被称作机械过程。机械加工过程中还包括原材料的运输、存储、准备、零件加工、热处理等多项内容。由此可见,机械加工生中包含的内容十分丰富。现代企业在进行机械加工中,都通过先进的系统工程学对生产过程进行指导,确保生产合理性,同时也促进现代企业的生产效率,使产品的质量得到了提高。机械零部件的生产有多个过程中共同组成,机械加工是一个重要的环节,一般情况下,企业需要通过不同的工序完成对零部件单个或批量生产。 二、机械加工工艺对零件加工精度产生的影响 (一)内在影响 内在因素包括的内容如下:(1)系统几何精度存在误差。(2)机械安全存在不规范情况。如果机械在精度上有几何误差,对零件加工的精度会造成影响。对于机械加工工艺来说,其对机械设备的要求非常高,设备质量会影响零件的加工情况。一般来说,零件加工机械是规模较大的组合型机械,该类型的机械能够使零件在精度上要求得到满足。但是,需要注意,如果采用的为组合型机械,在对机械进行应用前,要做好相应的安装工作,如果安装出现问题,零部件的精度势必会受到影响。此外,加工机械在长期运行过程中,会出现磨损情况,这也将会导致组合机械的各部之间可能会存在些小缝隙,将会导致零件的精度受影响。 (二)受力影响 机械加工的受力影响主要体现在以下两方面:(1)系统实际运行能力较强,在运行过程中,系统应用的夹具、刀具等构件等结构要承受较强大压力,而该做作用的存在,会对导致相对位移的发生。(2)系统运行过程中,各个部件都会受到多方面力的影响,表现为系统中的部件,不仅需要承受来自系统的压力,而且还要承受零件施工压力。(3)部件之间的相互摩擦。由此可见,在受力影响下,零件加工的精度会受到影响。 (三)热变影响 热变影响因素分为以下几种:(1)刀具热变。零件加工中,经常会应用到刀具,为了使加工的零件能够达到要求标准,要对零件进行多次切割,切割过程中会存在摩擦力,此时由于摩擦原因,会产生大量的热量,该热量会导致零件发生变化,最终将会导致零件的精准度受到影响。(2)工件热变。如果在零件加工过程中,零件较长,而对该类零件加工的精准度的要求又较高,此时零件精准度将会受到影响。(3)自身热变。零件加工中,机床会与一些构件发生相互作用,导致机床的整体和自身温度上升,此时,将会导致机床自身切合度受到影响,最终将会导致加工的机械零件存在较大误差。 三、提升机械加工工艺精准度的合理措施 (一)严格控制加工过程 机械加工中,为了控制零件加工精度受几何误差的不良影响,零件加工企业,在进行机械设备选择时,要对机械的性能和各种情况进行认真考察,选择信誉良好的厂家,同时要通过合理的措施手段,检查机械设备的性能,重点检查机械自身是否存在误差问题,通过检查后,选择出最佳的机械设备,为零件加工打下一个坚实基础[3]。此外,如果因为生产原因,需要改造投入使用的机械设备,为了确保改造后机械运行的合理性,要对机械在日常运行中出现的各种误差情况进行详细统计分析,再将通过分析得到的误差结果,输入到机械设备的操作系统中,此时,机械设备会自动消除误差,提高零件的生产质量,减少误差的出现。 (二)减少外力干扰 零件加工中,挤压力和摩擦力,都会对零件的精度造成影响,而降低外力对零件加工造成的影响,就必须要减少这两种力。第一,日常加工中,技术人员要认真检查机械设备,若通过检查发现机械设备中的零部件结合较紧,则要及时做好相应的修正工作。第二,定期打磨机械化设备表面,提高接触面的光滑程度,从而减少接触面与零件之间的摩擦力,降低零件生产过程中,加工误差,从而使零件加工的质量能够得到进一步提升。 (三)控制热变因素 机械设备运行中,温度对零件加工的影响作用巨大,温度偏高会对细节设备的运行产生影响。加工零件中,温度偏高,应当利用冷水,进行降温,避免温度过高。例如,利用刀具反复切割,因为刀具与零件之间长时间摩擦,将会引起零件变形,此时,为了对零件变形的控制,需要利用冷水进行降温处理,从而降低热遍对零件加工产生的不良影响。 (四)厂房环境控制措施 厂房环境也会对零件加工精度产生一定影响,对于厂房的控制主要集中在以下几个方面:1.在厂房内安装空调系统,利用空调系统对厂房内的温度进行调整,从而使厂房内的温度始终都能处于适合机械零件加工生产的温度范围内,避免厂房温度对机械加的精准度造成不良影响。2.保持厂房内环境的“干净”,厂房内的环境相对来说比较复杂,在生产中会存在一些杂质对生产的精度造成不良影响,在具体生产中,要保持厂房内环境的相对干净,避免杂质影响机械加工的精准度。3.处理好机械加工中的乳化液烟气,确保另加工的精准度。 四、结束语 科技的快速发展,使机械加工工艺水平得到了进一步提升。在机械零件加工中,为了使企业生产的零部件的精度得到提高,将零部件的不合格率控制在一定范围内,提升企业零部件生产企业的竞争力,需要加强投入,加强对企业机械加工工艺的研究,将对零件加工精度造成不良影响的各项因素都控制在最低。 作者:雷凯淞 单位:中国航空规划设计研究总院有限公司
机械制造工艺可靠性研究:机械制造工艺可靠性研究 【摘 要】产品的可靠性主要是通过研究设计、制造以及管理出来的,机械产品在设计中对产品的可靠性指标有明确的要求,而机械产品的制造过程是通过科学的集成工艺要素将材料加工成为某一实用产品的过程,也是机械产品设计阶段产品可靠性实现的过程。机械产品的可靠性不仅与产品的设计具有重要的影响,而制造过程是实现产品设计可靠性的过程中,因此在机械产品只有综合考虑各种因素对机械产品可靠性的影响,并采取相关的措施进行控制,才能保证机械产品的可靠性。 【关键词】机械制造;工艺可靠性;机构设计;型面联接 引言 机械制造过程主要是指利用各种技术、设备、工具对材料以及半成品进行机械加工、处理,使之成为最终产品的制造过程。在制造的过程中,在保证机械可靠性以及其他性能的要求下,改善机械制造工艺,降低制造成本,从而满足设计要求,保证制造出来的产品具有可靠性水平的能力。下面主要以机构设计的型面联接作为例进行研究机械制造工艺可靠性。 一、机械制造工艺可靠性的特征 (1)系统特性。机械产品工艺可靠性是一项相对比较系统的工程,机械产品设计可靠性和工艺可靠性以及使用可靠性都是系统工程中重要的部分,三者是相互联系、相互影响,并且根据工程理论进行分析,系统主要由若干组成部分结合成的具有特定功能有机整体,机械制造过程的特点主要是使工艺可靠性分析涉及的面广、复杂以及需要通过系统的方法进行优化组合,协调,才能实现产品的可靠性。 (2)综合特性。工艺可靠性是机械产品在制造的过程中,产品设计可靠性延伸,是产品可靠性的重要保证。机械产品的工艺可靠性应与产品的设计、开发过程以及其他要求进行全面综合的考虑。工艺可靠性应与其他相关工作进行有机的结合,并充分做到资源共享、信息互通等,从而可以提高效率,节约制造以及设计成本。 (3)过程特性。工艺可靠性工作是贯穿机械产品的工艺设计、制造以及使用等产品从研究到使用的整个过程,因此应该全面综合进行考虑,每一个阶段都会有相应工艺可靠性工作,因此应该全面进行分析机械产品的可靠性水平。 二、具体产品结构设计的工艺可靠性分析 (1)方形型面的结构设计。型面联接是一种无键连接的形式,其联接方式主要是通过轴以及相应的轮毂沿着光滑的非圆表面接触,联接表面可以是锥形、柱形以及其他表面形式,其中锥形联接面不仅可以传递转矩,而且还可以采用轴向力,而柱形既可以传递转矩。比如在进行设计减速箱组件的轴衬嵌件之间只需要传递转矩,因此在设计的过程中对于型面之间的联接采用柱形就可以满足要求,在设计的过程中,为了减少设计的难度以及复杂程度,可以采用方形型面进行联接如下图所示: 其中d1、d2、er是重要的参数,在设计的过程中可以通过查找标准或者相关手册得到减速器组件的输出轴直径d1=12mm,然后根据DIN32712的标准,可以查出d2=9mm,根据尺寸可以设计出减速箱组件的输出轴方轴段局部图如图2所示;然后根据设计的配合要求设计出波轮组件的轴衬方嵌件图,如图3所示: (2)可靠性分析 在设计的过程中对于减速器组件的波轮组件轴衬嵌件和输出轴之间的联接采用方形型面联接,这种联接方式属于静联接,通过查找并确定其相关的重要参数和尺寸之后,进行强度校核:联接面最大的压强条件为: 其公式中T表示转矩,T=17N?m;lt表示结合长度此处取3mm;dr表示计算直径,dr=d2+2e;er表示剖面的偏心度,此处取值为0.75mm;Pp表示许用压强,此时处于轴双向旋转,因此受到较大的冲击,并且结构的方形表面热处理采用调质热处理,Pp的取值为0.45 P0,其中P0=200Mpa。把尺寸参数带人公式可以得到: Pp=0.45×200=90Mpa,即P<Pp,强度条件满足设计要求。 三、制造过程中对工艺可靠性影响 机械产品的可靠性主要是受到设计、部件质量以及制造过程中成品率的影响,Bosacchiz根据相应的影响因素提出一些措施保证制造过程中产品可靠性:为了保证产品的工艺可靠性在通过控制制造过程提高产品的成品率,从而产品的工艺可靠性,还可以在制造的过程中通过优化部件质量,提高产品工艺可靠性,在设计阶段应充分考虑产品的可靠性以及测试性。 如上述结构设计中,如果把波轮组件的轴衬嵌件,设计为花键联接的形式,不仅在设计的过程中复杂,而且在制造的的过程中工艺的可靠性很难保证,并且花键需要专门的材料进行设计,这样不仅增加难度,而且极大程度上造成成本上升以及经济增加,因此设计中采用型面进行联接,不仅可以满足强度条件,满足工艺可靠性,制造以及加工简单,可以保证制造的工艺可靠性,对降低经济损失也具有重要的作用。 机械制造工艺可靠性研究:探讨机械制造工艺过程可靠性研究 摘要:本文对机械制造过程中的参数指标与稳定性之间的关系进行详细阐述,同时研究分析了参数指标对工业品品质等方面的影响,文章还定义了工业生产可靠性概念,建立了系统的评价方法体系以及提出改进可靠性的建议。 关键词:机械制造 工艺 可靠性 对于机械制造工艺过程可靠性的认识,许多行业专家认为有必要重视质量检验工作,但是仅仅凭这方面工作还难以有效保证工业产品的可靠性,因此还要充分重视机械制造工艺对产品可靠性的影响。因为,通常产品一旦被生产出来,其品质已经被确定了,因而加强制造工艺的管理来提高产品可靠性十分关键。现实中,机械产品生产涉及多个工艺和技术,而每道工序对产品可靠性的影响程度各异。实际上,机械制造过程中所使用的加工技术、加工进度、采用加工设备和校验方法等都会对产品的品质稳定性产生重大影响。因此,研究和分析制造工艺对产品可靠性的影响途径、以及相应的检验方法具有十分重要的现实指导意义。 1. 制造工艺对可靠性的作用 1.1工艺过程参数同可靠性指标的关系 现在机械理论虽然对产品可靠性与工艺参数之间的关系进行了论证,但并没有很好的回答如何有效提高可靠性这个问题。由于产品的可靠性与质量指标之间具有十分复杂的关系。 首先, 耗损发生在产品制造的每一个过程中; 其次产品生产本来就是一个多种工艺交叉协作的过程;由于机械生产的复杂性,许多影响产品可靠性的生产参数无法直观看到。对于产品可靠性而言,工艺方法与设计工作同等重要。总而言之, 工艺过程对可靠性指标有直接的实质性影响, 尽管这些关系很复杂并且还不太清。 1.2同制造工艺有关的产品故障 产品在制造和组装过程中,就确定了其性能和品质水平,而工艺水平直接影响质量高低,因此产品质量与工艺密不可分。由于工艺过程不完善, 会使产品可靠性达不到要求的水平,由于工艺过程的问题所造成的不允许故障主要可分成如下两类: 第一类是工艺过程自身存在可靠性缺陷,产品容易因为工艺缺点导致故障发生。可靠工艺水平是制造高可靠产品的重要前提条件; 考虑到工艺系统是一个复杂的动态系统, 可以用许多输出参数来表示, 因此, 又必须联系到工艺过程的完善程度、稳定性、检脸方法和其它因素。 第二类工艺过程而产生的残留现象导致的故障。 工艺残留现象,是指产品加工过程中由于高温环境和作用力所留下的结果。 如果工艺产品对精度要求不高,可以忽视这方面的影响。同时,在机械加工过程中,会伴随着一些能源消耗现象, 由此引发产品的一系列微妙的物理和化学反应,导致其性能发生变化, 并在产品中造成残留应力, 使材料结构发生崎变, 产品出现各种缺陷。 1.3工艺过程参数对耐磨性的影响 产品材料属性是影响工业产品耐磨性重要因素,例如化学成分、物理结构和力学性能等都会影响产品耐磨性。 所以, 对生产材料的冶金等过程、材料热处理和化学热处理过程, 都应考虑。影响耐磨性的还有表面层的几何参数和物理—化学参数,工艺参数同使用参数之间的关系是随机性的, 取决于材料中各成分的分布情况、零件在加工时的状态、工艺系统的“刚度”等。 1.4工艺过程参数对疲劳强度的影响 除了材料种类会影响疲劳强度之外, 像零件外表光滑度的影响作用也不可忽视。因此要采取合理的工艺技术,切实有效提高工业品外表层物理品质。如果工业品表面因为机械加工外力残留拉伸应力, 会大大降低产品的疲劳极限; 产生残留压缩应力, 则疲劳极限会提高. 这对于在交变载荷和高沮下工作的零件是特别重要的. 表面加工的最后一道工序很重要, 基本上扶定了显徽痕迹的轮脚形状和表面层的机械性质,即使表面光沽度等级一样, 如果加工痕迹同主应力作用方向一致, 那么零件疲劳极限也会提高。有人做过试较, 分别用金刚石和普通磨轮磨削高速钢, 发现用人造金刚石磨轮磨削的试件, 在承受接触载荷时, 疲劳强度可提高20 一45 % ; 在承受弯曲载荷时, 可提离达30%,其原因是单位表面上磨痕数量和深度要小得多, 徽观轮脚更加平滑,把这一成果应用于实际, 已使冷轧辊寿命得到提高。 1.5工艺过程参数对抗腐性的影响 抗腐蚀性是衡量机械产品性能的重要指标。加工过程中需要利用腐蚀液体的工业产品,容易受到腐蚀性液体的侵蚀而降低产品品质, 尤其是诸如高浓度硫酸、王水等高强度腐蚀性液体,对产品可靠性影响十分明显。这种侵蚀过程是在腐蚀性介质和静力载荷交叉作用下发生的。为了防止产品受腐蚀性液体侵蚀, 工业上通常使用在工业品外表涂覆的方法。涂覆工艺参数— 涂覆材料、涂覆规范、涂贾工艺过程条件、调整和控制工艺过程的可能性等, 都会影响涂覆层抗腐蚀性。 总之,工序的顺序、所采用的加工方法和规范都直接影响到耐磨性、强度、耐腐蚀性、耐热性、物理--机械性能的稳定性以及产品的其它使用指标。 2. 工艺过程可靠性的基本概念 工艺过程十分复杂,整个过程涉及到各种机床设备的使用、辅助设备的应用、运输车俩的调配、加工工具的使用、检验工艺和设备的选择等。由于工艺过程涉及范围十分广泛,因此在实际工作中很难有效提高工艺过程的可靠性。近年来, 一些学者通过对工艺过程可靠性的研究认为: 工艺过程可靠性是指保证工艺过程合乎技术要求的可靠程度. 它不仅保证产品质量, 而且还保证生产率. 工艺过程可靠性是个动态过程, 它包括加工精度、工艺稳定性、最后工序可靠性及工艺遗传性等问题. 3. 工艺过程可靠性评定 同其他系统可靠性评估一样,工艺过程可靠性评价工作具有很强的普遍性特点。可以理解为,工艺过程无事故发生率即为工艺过程中的可靠性指标。工艺系统的故障可能是逐渐发生的(同设备、工具、工装和检验工具的磨损过程, 温度引起的变形, 化学作用等有关), 或突然发生的(同调整工、检验工的过失, 毛坯或配套产品有缺陷而不充分检验有关)。有效的质量管理体系能使这些故障降到最低限度。 结语:工业产品可靠性与每道制造工艺可靠性密切相关,尤其是最后一道工序对工业产品可靠性影响显著,总体而言,工业产品可靠性与加工设备类型、制作工艺、加工水平和技术人员操作能力等方面联系密切。通过提高制作工艺可靠性,能够有效提高产品的可靠性。一般而言,主要通过如下几种方式提高工艺可靠性: 提高机械生产的自动化程度,创造优越的工艺使用环境;提高和改善设备的维护和保养工作质量,不断适应制造工业发展要求;推广和普及产品工艺强化技术,采取特种加工工艺,采用强化表面层的工艺方法;重视和改善检较工作质量; 创新产品设计, 提高产品加工质量。 机械制造工艺可靠性研究:关于机械制造工艺过程的可靠性分析 【摘要】本文对机械制造过程中的参数指标与稳定性之间的关系进行详细阐述,同时研究分析了参数指标对工业品品质等方面的影响,文章还定义了工业生产可靠性概念,建立了系统的评价方法体系以及提出改进可靠性的建议。 【关键词】机械制造 ;工艺 ;可靠性 对于机械制造工艺过程可靠性的认识,许多行业专家认为有必要重视质量检验工作,但是仅仅凭这方面 工作还难以有效保证工业产品的可靠性,因此还要充分重视机械制造工艺对产品可靠性的影响。因为,通常产品一旦被生产出来,其品质已经被确定了,因而加强制造 工 艺的管理来提高产品可靠性十分关键。现实中,机械产品生产涉及多个工艺和技术,而每道上序对产品可靠性的影响程度各异。实际上,机械制造过程中所使用的加工技术、加工进度、采用加工设备和校验方法等都会对产品的品质稳定性产生重大影响。因此,研究和分析制造工艺对产品可靠性的影响途径、以及相应的检验方法具有十分重要的现实指导意义。 一、制造工艺对可靠性的作用 1.工艺过程参数同可靠性指标的关系 现在机械理论虽然对产品可靠性与工艺参数之间的关系进行了论证,但并没有很好的回答如何有效提高可靠性这个问题。由子产品的可靠性与质量指标之问具有十分复杂的关系。首先,耗损发生在产品制造的每一个过程中 ;其次产品生产本来就是一个多种工艺交叉协作的过程 ;由于机械生产的复杂性,许多影响产品可靠性的生产参数无法直观看到。对于产品可靠性而言,工艺方法与设计工作同等重要。总而言之,工艺过程对可靠性指标有直接的实质性影响,尽管这些关系很复杂并且还不太清。 2. 同制造工艺有关的产品故障 产品在制造和组装过程中,就确定了其性能和品质水平,而工艺水平直接影响产品质量高低,因此产品质量与工艺密不可分。由于工艺过程不完善,会使产品可靠性达不到要求的水平,由于工艺过程的问题所造成的不允许故障主要可分成如下两类 : 第一类是工艺过程自身存在可靠性缺陷,产品容易因为工艺缺点导致故障发生。可靠工艺水平是制造高可靠产品的重要前提条件 ;考虑到工艺系统是一个复杂的动态系统,可以用许多输出参数来表示,因此,又必须联系到工艺过程的完善程度、稳定性、检验方法和其它因素。 第二类工艺过程而产生的残留现象导致的故障。工艺残留现象,是指产品加工过程中由于高温环境和作用力等遗留下的结果。如果工艺产品对精度要求不高,可以忽视这方而的影响。同时,在机械加工过程中,会伴随着一些能源消耗现象,由此引发产品的一系列微妙的物理和化学反应,导致其性能发生变化,并在产品中造成残留应力,使材料结构发生畸变,产品出现各种缺陷。 3. 工艺过程参数对耐磨性的影响 产品材料属性是影响工业产品耐磨性重要因素,例如化学成分、物理结构和力学性能等都会影响产品耐磨性。所以,对生产材料的冶金等过程、材料热处理和化学热处理过程,都应考虑。影响耐磨性的还有表面层的几何参数和物理——化学参数,工艺参数同使用参数之间的关系是随机性的,取决于材料中各成分的分布情况、零件在加工时的状态、工艺系统的“刚度”等。 4. 工艺过程参数对疲劳强度的影响 出厂材料种类会影响疲劳强度之外,像零件外表光洁度的影响作用也不可忽视。因此要采取合理的工艺技术,切实有效提高工业品外表层物理品质。如果工业品表面因为机械加工外力残留拉伸应力,会大大降低产品的疲劳极限 ;产生残留压缩应力,则疲劳极限会提高。这对于在交变载荷和高温下工作的零件是特别重要的。 5. 工艺过程参数对抗腐性的影响 抗腐蚀性是衡量机械产品性能的重要指标。加工过程中需要利用腐蚀液体的工业产品,容易受到腐蚀性液体的侵蚀而降低产品品质,尤其是诸如高浓度硫酸、王水等高强度腐蚀性液体,对产品可靠性影响十分明显。这种侵蚀过程是在腐蚀性介质和静力载荷交叉作用下发生的。为了防止产品受腐蚀性液体侵蚀,工业上通常使用在工业品外表涂覆的方法。涂覆工艺参数——涂覆材料、涂覆规范、涂覆工艺过程条件、调整和控制工艺过程的可能性等,都会影响涂覆层(机械产品的)抗腐蚀性。 总之,工序的顺序、所采用的加工方法和规范都直接影响到耐磨性、强度、耐腐蚀性、耐热性、物理——机械性能的稳定性以及产品的其它使用指标。 二、工艺过程可靠性的基本概念 工艺过程十分复杂,整个过程涉及到各种机床设备的使用、辅助设备的应用、运输车俩的调配、运输储存、工具的使用、检验工艺和设备的选择等。由于工艺过程涉及范围十分广泛,因此在实际工作中很难有效提高工艺过程的可靠性。近年来,一些学者通过对工艺过程可靠性的研究认为 :工艺过程可靠性是指保证工艺过程合乎技术要求的可靠程度。它不仅保证产品质量,而且还保证生产率。工艺过程可靠性是个动态过程,它包括加工精度、工艺稳定性、最后工序可靠性及工艺遗传性等问题。 (1)系统特性。机械产品工艺可靠性是一项相对比较系统的工程,机械产品设计可靠性和工艺可靠性以及使用可靠性都是系统工程中重要的部分,三者是相互联系、相互影响,并且根据工程理论进行分析,系统主要由若干组成部分结合成的具有特定功能有机整体,机械制造过程的特点,主要使工艺可靠性分析涉及面广、复杂,以及需通过系统方法进行优化组合、协调,才能实现产品的可靠性。 (2)综合特性。工艺可靠性是机械产品在制造的过程中,产品设计可靠性延伸,是产品可靠性的重要保证。机械产品的工艺可靠性应与产品的设计、开发过程以及其他要求进行全面综合的考虑。工艺可靠性应与其他相关工作进行有机的结合,并充分做到资源共享、信息互通等,从而可以提高效率,节约制造以及设计成本。 (3)过程特性。工艺可靠性工作是贯穿机械产品的工艺设计、制造以及使用等产品从研究到使用的整个过程,因此应该全面综合进行考虑,每一个阶段都会有相应工艺可靠性工作,因此应该全面进行分析机械产品全过程的可靠性水平。 三、工艺过程可靠性的评定 同其他系统可靠性评估一样,工艺过程可靠性评价具有很强的普遍性特点。可以理解为,工艺过程无事故发生率即为工艺过程中的可靠性指标。工艺系统的故障可能是逐渐发生的(同设备、工具、工装和检验工具的磨损过程,温度引起的变形,化学作用等有关),或突然发生的(同调整工、检验工的过失,毛坯或配套产品有缺陷而不充分检验有关)。有效的质量管理体系能使这些故障降到最低限度。 四、结语 工业产品可靠性与每道制造工艺可靠性密切相关,尤其是每个零部件及整个产品的末端工序对工 . 业产品可靠性影响显著,总体而言,工业产品可靠性与加工设备类型、制作工艺、加工水平和技术人员操作能力等方面联系密切。通过提高制作工艺可靠性,能够有效提高产品的可靠性。一般而言,主要通过如下几种方式提离工艺可靠性 :提高机械生产的自动化程度,创造优越的工艺使用环境 ;提高和改善设备的维护和保养工作质量,不断适应制造工业发展要求 ;推广和普及产品工艺强化技术,采取特种加工工艺,采用强化表面层的工艺方法 :重视和改善检校工作质量 ;创新产品 设计,提高产品加工质量。 机械制造工艺可靠性研究:机械制造工艺的可靠性评价 摘 要: 介绍了机械制造工艺可靠性的基本概念及评价的重要性。通过对评价概念的阐述,选择了工艺可靠度、工艺故障发生率、工艺故障平均维修时间、工艺稳定性、工艺自修正性几个概念组成评价机械制造工艺的可靠性指标体系。 关键词: 可靠性; 机械制造工艺; 指标体系; 评价 1 引言 机械制造过程是一个复杂的动态过程,包括加工设备、夹具、刀具、检测设备、加工对象及工艺操作控制人员等。论文将机械制造过程作为研究对象,分析其对产品可靠性的保障能力,因此无论是研究对象还是分析内容都具有其特殊性,不同于普通产品,因而相关的可靠性概念不能简单地采用通常的系统可靠性定义,而需要根据对其规定的功能来加以定义。论文参考可靠性的通用定义,结合机械制造过程的特点,将机械制造的工艺可靠性定义为:机械制造过程在规定的条件下和规定的时间内,保证加工出来的产品具有规定的可靠性水平的能力。这里,机械制造过程就是产品的机械加工阶段,包括了产品的工艺设计与实现。 2 机械制造的外部条件 机械制造的外部条件是指机械制造过程在规定的时间内所处的预先规定的全部外部条件,包括人员、设备、材料、工艺、测量、生产环境等条件。人员条件是对与制造过程相关的所有人员的要求,主要包括工艺设计人员、操作员、检验员等应具备的条件。设备条件是指对实现制造任务所需的所有设备的要求,主要包括对完成生产任务所需的生产、工具等所必需达到的要求。材料条件是指对构成产品(工件)实体的主要材料和在制造中起辅助作用而不构成产品实体的辅助材料所需要具备的条件。工艺条件是指完成制造任务所采用的技术方法及相关工艺文件的要求,包括对工艺技术、工艺方案、工艺流程、工艺规程、工艺细则、工艺标准、操作方法和工艺参数等具体的要求。测量条件是指对原材料检测、生产过程控制、产品质量检验、环保监测等过程所需具备条件的要求。生产环境条件是指生产(包括设计、加工、处理、装配、检测、计量、调整、试验等)的空间或厂房的大小、高低、通风、照明、温度、湿度、振动、噪声、洁净度、电磁辐射、静电、动力供应以及现场生产管理等环境条件要求。 3 评价机械制造可靠性的基本概念 反应机械制造可靠性的基本概念主要有以下几个:第一,工艺故障发生率。在机械制造过程的工艺故障定义为在规定的条件下,机械制造过程丧失保障产品的可靠性指标这一规定功能的现象。一旦制造过程发生了工艺故障,无论是加工完成后产品的可靠性达不到规定要求的“软故障”还是制造设备自身出现的影响其完成加工任务的“硬故障”,势必影响加工任务的顺利完成,为生产商带来损失。因此,制造过程中应该尽量避免工艺故障的发生。在生产实践中,由于多种因素的影响,工艺故障总是不可避免的,但是对一个工艺可靠性水平令人满意的机械制造过程来讲,工艺故障的发生必然较少,所以这里提出了工艺故障发生率这个指标来评价一个制造过程发生工艺故障的频度。第二,工艺故障平均维修时间。对于复杂系统来讲,高可靠性本身不足以保证系统在需要时是可用的,还需要确保它能够快速地修复,特别是对机械制造过程来讲,只有及时地排除工艺故障,才能尽量减低制造过程工艺故障造成的损失。因此,需要通过工艺故障平均维修时间来衡量制造过程针对工艺故障的修复能力。第三,工艺稳定性。机械制造过程保障产品孔位特征的能力主要表现为产品孔位特征的加工过程是否稳定以及产品是否具有足够的加工精度。工艺稳定性是指在规定的时间内,由机械制造过程加工的产品的孔位特征值保持在一定的范围内,即具备要求的精度和偏差。论文通过机械制造过程的工序能力来衡量工艺稳定性。机械制造过程的工序能力是指工序处于稳定受控状态时,加工出来的产品质量满足技术规范要求的能力,通常通过产品孔位特征值的变异或波动来表示。工序能力取决于机械制造过程的技术能力和管理水平,决定于影响加工过程的因素(人、机、料、法、测、环等),并非决定于孔位特征的公差,但是为了通过机械制造过程的数据来评价其工序能力,需要通过与孔位特征相关的综合工序能力指数来进行评价。第四,工艺自修正性。由于多种因素影响,机械制造中不可避免地会产生加工误差。因此,对产品孔位特征的控制主要是确保加工误差在工艺文件允许的范围内。产品一般都需要按照规定的工艺路线经过多道工序加工完成,在每道工序的加工过程中都可能产生加工误差,而最终决定产品孔位特征的往往是位于工艺路线中靠后的工序,因为在前面工序中产生的加工误差有可能在后续的工序中予以修正。机械制造的工艺可靠性是一个比较抽象的概念,对一个具体的加工过程,需要全面客观地评价其工艺可靠性水平,这就要求在理解机械制造过程功能的基础上,确定评价制造过程保障产品可靠性能力的定量指标。由于产品可靠性的保障涉及多方面因素,因此不可能用单个的指标来评定机械制造的工艺可靠性,只有通过一系列的评定指标才能全面的刻画其完成规定功能的能力,这一系列的评定指标构成了机械制造的工艺可靠性的指标体系。 4 工艺可靠性指标体系的选择标准 为了合理准确的评价机械制造的工艺可靠性,将其评定指标体系的选择标准归纳为以下几点: 4.1完备性:指标体系应能够全面地描述机械制造的工艺可靠性要求的各个方面; 4.2适用性:指标体系应能够与机械制造过程的运行机制相适应,即与制造过程功能失效的各种模式相对应; 4.3可计算性:能在实际机械制造过程中进行定量计算,这样才能定量评价制造过程保障产品可靠性的效果; 4.4可达性:指标应对机械制造过程完成其规定的功能起指导作用,只有制定出制造过程能够达到的功能要求,才能够对制造过程的能力提出合理的定量要求; 4.5可组合性:指标体系应能够适用于大多数制造过程,并根据具体的制造过程选取其中部分指标评价其工艺可靠性水平。 5 工艺可靠性指标体系 机械制造的工艺可靠性指标体系的确定应依据工艺可靠性的定义,对定义中规定功能所涉及的各要素进行分解描述,然后再进行综合。在指标体系的确定中要考虑到机械制造过程的多加工设备和多工序的特点,同时注意到指标体系的完整性、适用性、可计算性等要求。由于产品的加工数据主要来自产品的孔位特征测量值,因此对机械制造过程的能力评价主要建立在对产品孔位特征测量值进行分析的基础上。根据前面的分析,在人员、材料、测量、生产环境等条件都能够充分保障的条件下,机械制造的工艺可靠性主要受加工设备和工艺的影响。我们用工艺可靠度、工艺故障发生率、工艺故障平均维修时间、工艺稳定性、工艺自修正性几个概念一起作为评价机械制造工艺可靠性的指标体系。 机械制造工艺可靠性研究:机械制造工艺的可靠性研究 [摘要]机械产品的可靠性与机械制造工艺有着重要的联系,它与机械制造工艺的设计理念、制造技术和管理有着密切的联系。因此产品的可靠性需要通过设计予以完成。若是不充分考虑产品制造过程中面临的一系列问题和各个因素对机械制造的可靠性的影响,便易使得产品在加工后的加工指标达不到要求。就目前来说,我国目前生产力飞速向前发展,产品需求量大,使得产品制造时间短,加工工艺粗糙,技术上面临着诸多的不确定因素产品缺乏技术支持。要想真正的解决这些问题,一个重要的方面便是开展机械制造工艺的可靠性研究,加强技术支持,加强管理,使得技术与管理有效的结合,使得机械制造的工艺可靠性最终达到人们的期望值。本文便将就这一问题提出自己的一些见解,就机械制造过程中的工艺可靠性研究展开自己的论述,为机械制造工艺的可靠性研究提供技术支持。 [关键词]机械制造;工艺;可靠性;研究 一、引言 随着科学技术的不断进步,机械产品的设计难度和复杂程度也在不断的加大,并且随着工业化的不断发展和机械加工业的不断增多,全球的机械加工的竞争压力不断加大,顾客对机械产品的要求度和对产品可靠性的关注度也在不断的提高,只有在较短的时间内生产出高质量的产品,才可以使一个企业长足的发展,在当今世界中长久的生存下去。通过调查,Kim发现在1996年,日本企业便已将产品的可靠性列为企业竞争中除价格外的第二关键因素。[1]在2007年的对一千家澳大利亚企业的调查研究中显示,近些年,产品的可靠性的重要性已经逐步代替了价格,成为世界上目前企业竞争中的一个关键的因素。因为人们已经逐渐意识到产品可靠性在人们生产过程中所占据的重要的影响,若是机械产品的制造工艺不过关,那么这个潜在的质量因素很可能在将来交付给顾客后引起严重的经济损失或是人员伤害,并且可能会导致这个机械制造企业产品销售的困境。[2]在这种因素下,产品的质量问题引起了越来越多的关注。机械产品工艺的可靠性是设计、管理、制造出来的。产品在设计中对产品的可靠性做出了规定和硬性的指标,在制造中通过科学化的制造工艺将原材料合成加工,通过规范化的管理来使得机械制造得以保障,确保机械制造工艺的可靠性。 二、机械制造工艺研究必要性 通过长期的研究实践人们看出,在产品的研究过程中,产品的可靠性与机械产品的周期性维护之间是有着重要的联系的,机械产品制造工艺的可靠性研究越早、越重视,其后期的产品维护费用越低。所以,在设计研究的开始阶段人们便应该重视产品工艺的可靠性。虽然就目前来说机械产品制造工艺的可靠性研究已经有了大量的研究成果,但是由于产品的制造工艺的可靠性与设计与制造环节有着密切的联系,在制造方面仍旧存在着诸多的不足,这也就使得决定了产品可靠性的设计能否实现。因此就目前来说机械制造产品的可靠性只有在一个理想的状态下才能够达到指标的要求。在制造过程中由于各个环节的影响使得机械制造往往无法达到设计的要求,甚至是无法满足顾客的期望。在二十世纪九十年代时,我国的航空航天业曾经对机械方面展开了一次质量清查工作,其中有二十多个机器型号在检查中出现了问题(在这些问题中大多与可靠性有着重要的关系)。对其进行系统分析后发现,这些问题,出现在设计环节的约占25.1%,制造工艺上出现问题的约占24%,其中内部原件出现问题的约占26%,问题出现在管理方面的约占总数的15%,剩余的问题占总数的10%。在这些问题中,电子元件的问题是加工工艺不过关,检查不严密导致的。并且在统计中可以看出产品的工艺加工费用约占总费用的百分之五十,因为制造工可靠性问题造成的产品问题约占总数的半数以上。所以在产品的设计加工阶段不仅要保证产品的设计可靠水平可以达到客户的要求,还要在设计的过程中充分的考虑产品的各个因素对最终的产品质量所造成的影响,这样才能保证产品的可靠性可以达到最终的要求。所以产品的制造工艺的可靠性是机械制造业中急需解决的问题。 三、机械产品制造工艺对产品可靠性的作用 (一)工艺参数与可靠性的关系 现代机械理论中虽然对产品的可靠性与产品的参数之间的相互关系进行了一系列的论证,但是对如何提高产品可靠性这一问题并没有进行很好的解答。产品制造工艺的可靠性与产品的质量之间存在着复杂的联系。一个是产品的消耗产生在产品的各个环节;另一个便是产品的可靠性与产品的多个环节都有着密切的联系,产品的生产过程是一个多种工艺,多个环节相互交叉的过程,由于机械的复杂性和产品制造的多样性使得产品的各个环节的影响无法被直观的感受到。对于机械产品制造工艺的可靠性而言,机械产品的制造工艺和制造手法同等重要。所以,机械产品的加工过程对与机械产品制造工艺的可靠性有着重要的联系。 (二)产品故障与制造工艺的可靠性有关 机械产品在制造组装的过程中,就将产品的质量和性能做了定性。在这里面,产品的制造水平和工艺水平对产品质量的高低有着直接的联系,所以产品的质量的优劣与产品的加工过程和产品的制造工艺有着密切的联系。由于机械产品的加工工艺不完善使得产品的可靠性达不到机械制造所要求的水平,这也就是的机械产品存在这一些问题。由于产品的加工工艺而引起的机械产品的故障主要有以下两个方面:一是加工工艺自身存在的缺陷。加工工艺自身的问题使得产品的内部性能不稳容易发生故障。一个好的工艺水平对产品的性能有着重要的联系,是提高产品性能的前提。由于产品的加工工艺是一个复杂的过程,因此在设计时可以采用和多个手法来进行表示,而这又必须联系到产品加工工艺的完善度和稳定性。第二点便是机械产品制造工艺中所产生的残留所导致的故障。所谓的工艺残留现象是指在加工过程中由于高温和作用力所产生的一系列残留物。若是机械要求不高的情况下可以忽视这一状况所带来的影响。同时在机械产品加工的过程中会产生一系列的物理反应和化学反应,这些会导致产品的性能发生改变,产生各种缺陷。 四、机械工艺可靠性研究进一步探讨 (一)引用现代技术,使加工工艺可靠性进一步发展 现代技术指的是以现代化的专业知识为依托,以计算机技术为主体,以多种科学方法为研究手段,以满足人们对产品的质量、性能需求为目的研究、改进产品技术手段的技术总称。现代技术设计多方面的学科知识和学科技术手段,使之相互融合,对与其中每一个方面的要求也有着不同的界定将现代技术贯穿于机械制造工艺的可靠性研究中,可以细化和拓展研究工艺和研究手段,将现代设计与安全性设计相结合,融入到机械制造的工艺可靠性研究中去,可以有效的提高产品的可靠性水平,是指满足人们的要求。 (二)用制造技术保证产品的可靠性 我国机械产品的可靠性较差,一个重要的原因便是我国起步较晚,产品基础薄弱,技术、观念落后。一些产品在设计环节没有问题,但在实际制造中却往往出现失误。因此,大力发展制造技术,提高我国的制造技术水平,提高产品创新力和市场竞争力是提高我国机械制造工艺可靠性的有效措施。 (三)运用系统工程实现产品的可靠性运行管理 机械制造工艺的可靠性又可以分为固有可靠性、环境适应性和使用可靠性三个方面。除此以外设备还应当具有良好的可维修性。设备的可维修性和可靠性共同构成了机械制造中广义上的可靠性,这也是衡量一个机械制造工艺的重要方面。并且将系统理论有效的引入到机械制造的可靠性研究中去,对设备进行管理。在设备的运行中明确设备的周期性目标和方向,构建设备的故障管理系统,通过修护、修理更新相结合的手段切实加强机械工艺中可靠性的运行和管理。 机械制造工艺可靠性研究:机械制造工艺的可靠性思考 【摘 要】当今世界,各国竞争异常激烈,一个国家整体的科技水平与该国制造业水平的高低息息相关。在形形色色的制造业类别中,机械制造是一项最为繁杂、系统和完整的技术程序,这一技术程序俨然已成为当代化制造业中一类最为成熟的工作模式。因此,机械制造工艺可靠性的探究也显得尤为重要。本文将系统的整合机械制造工艺可靠性的基本情况,详尽分析机械制造工艺可靠性的评价体系。 【关键词】机械制造工艺;可靠性;评价 0.引言 当今世界,各国经济飞速发展,知识竞争、人才竞争以及一个国家科研能力、创新能力的竞争俨然进入白热化状态。但是,一个国家整体的科技水平很大程度上还是要取决于这个国家的制造业水平,而在众多的制造业工艺类别中,机械制造是复杂性最强,有机整合度最高的相对最为完整的技术程序,机械制造业的发展关乎国家制造业的整体水平,也将影响国家整体的科技水平和综合竞争力。 机械制造技术举足轻重的地位决定了机械制造工艺尤为重要;而工艺产品能否按照设计按期保质保量的完成直接受到机械制造工艺可靠性的影响,因此,研究机械制造工艺可靠性也是意义重大。 1.机械制造工艺可靠性简介 1.1机械制造工艺的概念 制造是人类主要生产活动之一,机械制造业是制造业的主要组成部分。机械制造是一个很广阔的研究领域,类属于工业生产部门,涉及各种动力机械、起重运输机械、农业机械、化工纺织机械等各个领域。机械制造除了涉及产品的规划、制造和加工以外,还要对产品进行整体的养护、控制和售后服务。随着科学技术的发展和进步,机械制造工艺也愈加多元化、精细化,从事机械制造的人员也很好的变革新技术、新手段、新工艺和新方案。机械制造业为整个国民经济提供技术装备支持,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。 目前,我国机械制造业已经具有一定规模和技术基础,保证了我国国民经济的稳定增长,支撑着国家科研、创新等各种项目的实施。 1.2机械制造工艺可靠性的内涵 机械制造主要是运用各类技术装备,有机整合各种原材料、零配件、半成品,对其进行机械化处理以制造出新产品的过程。机械产品工艺可靠性则是针对产品设计而言,以科学理论为依据,分析产品设计的合理性,施工的难易程度以及控制过程中所要面临的问题和所需要做的准备。 机械产品的制造过程不光是生产产品的过程,也是机械产品制造工艺可靠性检验和实现的过程。机械产品可靠性不仅受到产品概念设计的影响,还会受到产品制造过程中各种客观因素的影响和限制。因此,在机械产品设计,制造的过程中,必须综合考虑各种因素对机械产品可靠性的影响,从而采取相关措施避免事故的发生,这样才能保证机械产品的可靠性。 机械制造工艺可靠性具备以下几点特征:第一,系统性特征;第二,综合性特征;第三,过程性特征。系统性反应了机械制造的有机整合性,也映射出机械制造可靠性需要采取系统的科学分析方法;综合性是系统性的延伸,其表现在机械设计与企业实际情况相结合的过程中,也表现在工艺可靠性与产品设计、制造、管理、维护等一系列因素的关联之中;过程性也可理解为机械制造的长期性,各个零部件有机整合的过程恰好反应出工艺可靠性需要在具体阶段具体分析的特征。 2.机械制造工可靠性评价体系 2.1评价体系的选择 评价机械制造工艺可靠性主要从四个环节入手:工艺故障发生率、工艺故障平均维修时间、工艺稳定性和工艺自修正性。这四个环节环环相扣才能对一个具体的加工过程全面客观地评价其可靠性水平。由于产品可靠性会受到多重因素的影响,所以在挑选评价体系的时候需要参考一系列的评定指标,这样得出的评价的体系才能在深刻理解机械制造过程功能的基础上定性定量的评价该产品制造工艺的可靠性。 为了合理准备的评价机械制造工艺的可靠性,可以将一系列评定指标与以下几点选择标准对号入座: (1)完备性:该评价指标体系必须能够全面系统的描述机械制造工艺可靠性所涉及的要求与所规定的目标,与机械制造工艺可靠性所具备的系统性相契合。 (2)适用性:该评价指标必须能够适应机械制造的全过程,与机械制造过程中各个功能和时效以及各种模式相对应。 (3)可计算性:该指标体系必须能进行定量计算,要想细致入微地评价工艺可靠性,光靠定性分析不能达到很强的说服力,只有能在实际机械制造过程中进行定量计算才能定量评价可靠性效果,才能保证制造工艺的正确实施。 2.2可靠性分析的手段 机械制工艺可靠性分析一定不是一项简单的工作,它不仅需要工艺可靠性分析人员具备专业的技术基础,还要求分析人员能够统筹掌控各种影响可靠性的因素,诸如操作人员、生产机床、企业生产计划等多方面的内容。 目前较为成熟的几种机械工艺可靠性分析方法由以下几种: 第一、可靠性建模技术:可靠性建模一般指数学建模,以产品的工艺流程图为主要依据,合理构建铸造、加工等子流程,当一系列逻辑流程图建立完毕后再独立分析各子流程,即“由面到点,再由点到面”的建模思想,依据所建模型,找出影响可靠性的各种因素,解决存在的隐患问题,妥善安排预防事宜。 第二、.P-FMEA 技术:这一技术也被叫做工艺失效模型与影响分析技术。该技术优秀所在是表格的建立,在对某个零件的工艺流程进行详尽分析后确定其风险优先数的P-FMEA,然后与预期的评分进行比较,若实际评分大于预期评分,就表明需要进行工艺改进,直至改进后的方案P-FMEA分值低于预订评分才能保证该机械制造工艺的可靠性。 3.总结 通过对机械制造工艺以及机械制造工艺可靠性的探究分析能够看出机械制造工艺可靠性的最大价值在于在生产制造过程,机械制造工艺的可靠性可以保证产品在投入最小的前提下最大化的满足需求和经济效益需求,从而达到利润最大化以及生产效益最大化。这不仅能够开源节流,促进企业良好发展,还能促进整个制造业乃至国家整体的科技飞速发展,为国民经济建设提供有力支撑。 目前,无论是机械制造工艺还是机械制造工艺可靠性的评价体系,都或多或少的存在不足之处,这就需要我们进一探究机械制造工艺可靠性的改进措施,完善机械制造工艺可靠性评价体系。利用更为前沿的技术加强对制造过程的控制,采用更为合理的评估体系来探究某一制造工艺的可靠性,同时要综合各类探究方法,无论是科研还是实践,双管齐下,提升工艺可靠性。着力解决不足之处,这样才能保证机械制造业的稳步发展。
我国正处于从“中国制造”转型到“中国创造”的新时代,作为创新产业发展的重要方式,文化创意产业园作为文化创新孵化基地应运而生,如雨后春笋,在全国各地蓬勃发展起来。无论是作为文创孵化器基地,还是作为一种新兴的经济发展模式,文创园的初衷都是为了振兴民族工业,推动中国创意产业的发展,在全球化的视野下获得文化身份认同。对于文化创意产业来说,从传统文化的沃土中汲取养分,使其进入现代生活的语境,已成为共识。其中,传统手工艺的现代化或者将传统手工艺与当代生活方式联系起来,成为文化创意产业发展中的重要内容。与19世纪英国“工艺美术运动”复兴手工艺的目的不同,当代传统手工艺的复兴已成为现代工业文明的补充与调节。特别是进入到人工智能的今天,传统手工艺中蕴含的人工痕迹以及从事手工劳动的自我价值的认同感,变得弥足珍贵。为了能将传统手工艺、非物质文化遗产发扬光大,进入当代的创意经济之中,各地文创机构都努力抓住变革中的发展机遇,积极挖掘当地的手工艺资源,谋求手工技艺的传承,倡导工匠精神,开发创新产品。许多农村手工艺人被请进城里、入驻文创园,手工技艺与当代文化创意发展联系起来,试图开发出既保留了传统手工艺特征,又能够融入当代生活的新产品。但大陆传统手工艺的创新设计还处在开始阶段,与大陆比较,手工艺进入当代设计和当代生活在台湾发展得比较早。2017年,笔者在台湾访学期间,近距离接触了众多台湾的文创产业园,尤其是关注了台湾文创园里的手艺工坊,考察了台湾传统手工艺在创新设计中的现状,了解手工艺技艺与当代生活的接轨,认为台湾文创园的运作模式比较灵活,理念比较贴近现代生活,在传统文化资源的推广、转化、创新等方面都值得我们借鉴。 一、传承手工技艺 台湾地区众多文创园区展现了台湾丰富的文创业态,虽然这些文创园各有特色,但基本秉持了推广传统工艺文化、推崇创意设计,为当代生活方式提供优良产品的理念。这些理念通过园区相当数量的传统手艺工坊和他们的产品体现出来,如竹编、草编、染织、皮作、木作、漆艺、陶艺、金工等,这些产品基本涵盖了传统手工艺的全部形态。一般来说,台湾的文创园区都有一定的准入门槛。这些工坊的经营者不是技艺精湛的手艺人,就是观念超前的设计师,使工坊既是传授技艺的工艺教室,又是发展创新的实验基地。文创园区的工坊首先承担的是对手工艺的传承,因此,设计也注重空间功能灵活多样,兼顾展览、沙龙等需求,为公众提供认识工艺、体验工艺、亲近工艺的场所。以台中文创园区一个蔺草编工坊为例,业主陈女士是视觉平面设计师,在日本留学期间深受柳宗悦“民艺”思想的影响,回台湾后,致力于挖掘台中大甲地区的传统蔺草编织工艺。大甲蔺草编是当地传统手工艺项目,编织的草席、草帽、坐垫、榻榻米等曾是台湾重要的出口产品。但进入工业化的产品时代后,和许多传统工艺一样,蔺草编织逐渐式微。因为有许多像陈小姐这样的有识之士,蔺草编织才又重新焕发新的生命。陈小姐聘请的授课技师都是当地年逾花甲的家庭妇女,她们从小练就了这门手艺,当时通过编织帮助家庭改善经济。但机器代替手工后,这门手艺也曾一度中断。经过发掘和整理,陈女士把这些民间艺人请到文创园里传承蔺草编织的工艺,工坊会定期举办体验课程和沙龙活动,让爱好者参与体验蔺草编织技艺,运用蔺草编织动物、书签、手环、壁挂等定制课程很受年轻人追捧。越来越多的人愿意通过实物触摸亲近传统手艺,也乐于编织一些技艺不是很复杂的物品获得自己动手制作的乐趣和成就感。笔者曾在文创园竹编工坊师傅的指导下体验传统的竹编工艺技术,亲手制作了一个竹编挂钟。挂钟采用浅棕的大地色系,利用竹篾的挑压方式形成自然起伏的六角浅浮雕造型,极具现代雕塑感,当作品完成看到实物时,深深体会了自己手工创作的成就感。 二、开发现代产品 这些手艺工坊在保存和推广传统技艺的同时,注重关注当代生活,努力开发符合当代生活的产品。尤其是那些有心传承古老手工艺的设计师,他们深知传统的手工艺要想生存下去,只有不断发展,活在生活中才有生存的土壤。传统工艺只有开发出现代生活日用之物,才会拥有消费群体,也会有更多的设计师与手工艺人参与进来,让传统手工艺在现实生活中可持续发展。这一观点,在台湾地区的文创园几乎成为共识。因此,许多文创园经常组织各类活动,积极鼓励设计师和手工艺人关注传统材料和工艺的研究与应用,不断开发具有现代美学特征,适应现代生活需求的原创产品。位于南投县草屯镇的台湾工艺文化园区,拥有数目众多的手艺工坊,有很多资深工艺大师入驻。这个园区有非常优良的传统,曾多次邀请国际设计师来台,了解在地传统工艺材料与技术,并与当地手工艺人合作,使传统工艺与现代设计结合,用更为接近现代生活的方式延续传统。最知名的便是“ANewLayer”项目,被邀请的海外设计师与台湾当地手工艺人合作,用传统手工艺制作当代产品。这个项目的经典之作是由德国设计师SebastianHerkner与台湾竹艺师傅吴民安合作完成的“竹桥凳”。Herkner在台湾考察期间,从传统乡间拱桥、现代高架桥等桥梁造型中获得创作灵感,用桥梁隐寓人际之间、文化之间的沟通交流,并将这个概念引入日用设计之中。竹桥凳高43厘米,长160厘米。超过两米的细长竹条不能通过机械层压的方式塑形,只能手工弯曲,对于工匠来说是一个巨大的挑战。这种长且宽的竹凳,其简洁流畅的造型语言通过传统工艺为现代生活创造了一个联系的纽带。在2017年11月,园区又举办了一个名为“GreenTouch—亚洲绿色设计工艺设计展”的活动,进一步探讨可再生材质、传统工艺、新生功能以及产品生命周期等话题,使最终的设计形态能以适宜的美学样式和使用功能呈现出来,让人们思考传统工艺、现代设计与社会责任之间的关系。对自身生存环境的关注,让越来越多的消费者愿意在消费行为中接受绿色设计的美学观和价值观。在这样的背景下,这个主题有助于引发更多关于设计与生活的思考。参展作品都是采用台湾当地自然材质创作而成,仅灯具一项就有槟榔鞘叶、蔺草、竹编、纸艺等多种可再生材料的尝试创新,充分体现了就地取材与手工制作的特色,色彩沉稳内敛,造型时尚大方。为了配合这次展览,园区的手艺工坊推出八场绿色设计系列活动,除了邀请设计师分享绿色设计概念外,还有不同领域的手工艺人给大家传授工艺知识,使参与者可以亲身感受自然材质的特性以及工艺制作的技巧,创作出独一无二的手工制品。如受当地原住民部落饮食习俗的启发,利用槟郎鞘叶无毒防虫的特质,将落叶制作成环保餐盘、汤匙等。树皮是台湾阿美族早期制作服装的材料,树皮经过捶打会柔软如布,在树皮布工坊师傅的指导下,亲手捶打成布的树皮,搭配其他材质,便成了具有大自然气息的天然树皮胸针。其他诸如蓝染、竹编、木艺、蔺草编等制作体验无不是在向参与者传达这样一个信息:这种崇尚自然简约的生活理念越来越普及,质朴纯臻的传统工艺也会慢慢回归,并会应用到生活的各个领域当中。 三、融入当代生活 随着经济的发展,物质生活的富足,人文素养的提升,人们开始关注生活品质。曾被现代工业视为落后生产力的传统手工艺,不再仅仅是创造物质财富的手段,被现代生活赋予了更多情怀和观念。2014年,日本著名品牌“无印良品”举办以“生活中的恒久设计”为主题的设计大赛,台湾一个年轻设计师跟民间蔺草编织艺人刘彩云合作的“蔺暖帘”获得铜奖。作品符合环保、极简、实用的现代设计理念,同时也贯彻了无印良品提倡的“合适就好”的美学观念。2015年,蔺草编织艺人费时数月与设计师合作的蔺草礼服编织项目,由明星展示巡演,好评如潮,是为传统工艺融入了当代生活的另一个案例。当下各个园区的文创商店或各手艺工坊的展示柜上陈列着许多设计时尚、制作精良的日用品,这些日用品都是用传递着手工温度与痕迹的传统工艺制作而成。如蔺草编织产品,考虑到这个材料,柔软但又富有韧性的质感和编织以后会转变成挺括光滑的触觉享受,跟电子产品酷炫的金属感相得益彰,特别适合做成Ipad和手机的保护套;南国多骄阳,各式蔺编草帽也是琳琅满目,爵士帽、贝雷帽、太阳帽不一而足;还有个性十足的杯套、背包、储物筐等。各式大小不等、形状各异的蔺草灯罩特别受欢迎,当刺目的灯光被灯罩围合住的刹那,从设计师和匠人精心设计的编织花纹孔隙处洒露出的,正是现代人向往的脉脉温情!比起机器工业用合金、塑料等材质制成的日用品,竹艺、藤艺、草编、木作等传统手工艺制品似乎更显亲切,它们本身所具有的古朴清新的气息让生活变得更加温馨自然。传统的手工艺产品大多数随着生活方式的变迁失去了生存的土壤,不再为现代生活所需。因此,只有了解当代生活,关注当代生活,融入当代生活,传统技艺才会具有现实价值。在陶艺工坊中,茶具做得好的老师,一般都是茶艺高手或者与茶艺师过从甚密的匠人。因为要做好茶具,一定是从茶艺学起,从茶艺实践中体会茶具使用的细节,发现问题,从而不断调整、改善茶具的设计。比如,做出来的茶壶壶嘴断水利落干脆,不会有滴洒;茶杯的形状、大小、釉色对不同冲泡方式、不同茶汤、聚香和聚味效果都会有影响,在制作时便要加以考量。设计心理学研究表明,人们在使用产品的过程中,感到易于达到目的,就会充满乐趣,会导向快乐积极的情绪,引导使用者产生美好的情感,使之觉得生活充满意趣。我想,这就是传统工艺服务于“当代生活”最好的诠释。在传统工艺与现代生活的对话中,文创园区里的手艺工坊需要在不断的相互融汇中生发出适合当代生活的新产品。国内现在推行工艺美术大师制度,非物质文化遗产的保护与传承也是如火如荼,但很多大师创作的作品远离百姓的日常生活,在某种程度上手工艺品等同于高档工艺美术品。而一些文创园制作的手工艺产品,或制作粗劣,或在形式、功能上与现代生活脱节,无法成为现代生活美学的一部分。如果只是传统表层符号的拼贴,根本不能反映出当代手工艺的成就和价值。缺乏创新的传统工艺,终将因无法进入现代生活与主流消费群而淡出人们的视线,消失于生活的洪流之中。传统工艺与生活的距离感,仅仅依靠设计和手艺的力量还远远不够,需要社会和企业(文创园)共同担负起把传统手工艺的价值普及到生活中的责任。台湾文创园里的手艺工坊正在发挥着“随风潜入夜,润物细无声”的作用,在体验和开发传统手工艺产品的同时,让人们接受并在生活中使用。对于中国当前的手工艺和非遗传承问题也是一样。只有认识到中华民族数千年绵延不断的造物的价值所在,才能真正推动传统工艺在现代生活中的应用与创新。 作者:殷玲玲 单位:江苏泰州学院美术学院副教授
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近年来,在线课程、翻转课堂等新型教学方式已经成为了现阶段高等教育改革的重要方向之一,将在线课程与翻转教学模式有机融合也成为了改革举措之一。MOOC(MassiveOpenOn-lineCourse)可以翻译为“大规模开放在线课程”[1]。2014年5月,教育部爱课程网和网易合作首次推出了拥有中国自主知识产权的中国大学MOOC平台。在网络信息发展的同时,慕课的建设在各个高校不断兴起。与传统教学模式相比,它具有面向群体广泛、学习方便、授课人数不限及交流方式多样等特点[2]。2000年4月,韦斯利•贝克(WesleyJ.Baker)构建了“翻转课堂模型”(ModelofClassroomFlipping)[3]。翻转课堂是传统课堂的翻转,传统教学存在重理论、轻实践、重知识传授、轻能力培养,“学”和“用”严重脱节的问题。而翻转课堂强调的是应用,通过课下视频等资料的学习,将内涵式的学习放在课堂中,形成以讨论、作业、研究、实践为一体的知识内化模式,有利于学生将已学的知识充分利用起来,同时将不懂的问题摆在课堂上进行更为深入的讨论,让每一位班级学生成为知识的主动吸收者,不断地汲取知识营养。2015年4月,翻转课堂创始人之一的亚伦在“白玉兰”国际论坛上指出,“翻转课堂”不只是简单的视频,而是一种有效且应用性强的课堂管理模式。同时,老师的角色从课堂灌输转变为辅助学生学习,更注重于解惑。随着在线教育、翻转课堂等模式的发展,尽管拓宽了知识面的传播领域,但是对专业学生课程的学习不能忽视,《食品工艺学》作为食品科学与工程专业的优秀课程,更多地需从实际情况出发,探索出一套适合培养专业创新创业人才的教学体系,以契合当前高等教育的迅速发展。为此,本文结合国内外在线教育及翻转课堂教学模式的发展与应用,提出如何有效融合在线教学和翻转课堂教学,从而引领信息化高等教学模式更快、更好、更有效地发展,为培养学以致用的专业人才构建一套成熟的教学体系。 1在线课程实施的目的及必要性 1.1紧跟时展步伐,完善本科教学模式 近几年,随着多媒体技术的发展和网络时代的到来,顺应潮流的网络教学应运而生,它打破了传统教学的模式,更为自由方便,对培养学习者的自主学习能力和主观能动性发挥了功不可没的作用[4]。截止2018年8月底,中国大学MOOC(慕课)已经与国内226所高校合作,包括了北大、浙大、复旦大学等在内的一些985院校。为顺应国情,深化教育教学改革,培养一批个性化、全面化发展的学习者,实现信息与教育的无缝接洽,从而提高本科教学质量[5],本校院出台了系列教学奖励与鼓励政策。 1.2展现学校优质教学资源,提高学科影响力 《食品工艺学》慕课建设团队具有多年的教学与实践经历,并立项省级在线精品,积累了一定的建设经验,成为在线课程-翻转课堂一体化构建和实施的强有力保障,为基于《食品工艺学》在线课程的翻转教学方式的研究提供了技术和理论支撑,以期达到优质教育资源应用与共享的目的。同时,在中国大学MOOC爱课程平台参与学习《食品工艺学》的人数已达到近四千人,初见成效,说明该在线课程的应用有着更深远的影响。 2课程改革的创新点与难点 2.1创新点 在线课程、翻转课堂都是随着高等教育、信息技术的发展应运而生,而如何有效利用二者服务于高等教育是当下研究热点。只有投入足够的时间学习,并且保持学习的高效率,才能系统而深刻地掌握所学内容,提高学习成绩[6]。翻转课堂将“课堂时间”高效化[7],而在线课程正好提供充足弹性的时间去学习,两者结合起来相互补充完善。由此,提出基于在线课程平台构建与实践翻转课堂教学模式,以培养应用型创新人才,提供行之有效的教学方法。这种网络与翻转相结合的教学模式具有时代先进性,具有较强的理论性和实践性,也具有良好的示范性,可以为高等教育创新模式的实施提供思路借鉴和方法参考。 2.2难点 尽管信息技术有了的发展,但是如何利用信息技术,将知识有效传送具有一定的难度。在线课程学习的过程中,学习者的学习过程无法全称监控,不能做到精细化管理[8]。这需要学生养成自觉学习的习惯,是在线课程实施初期需要攻克的一个难点[9]。但上述这些存在的难点是可以通过对学习者自学能力的培养得以解决。此外,对翻转教学内容的设计也存在一定的难度,这关乎到有效考察学生的学习情况,设计不当,反而会影响课程教学目的。对教师的专业能力也是很大的挑战,教师任务包括授课视频准备、课堂与学生的互动以及安排学生之间的互动等[10]。因此,在设计翻转教学模式过程中,要充分考虑课程目标和教学目的,同时还需要兼顾对实践性、创新性的培养。 3教学模式变革及其研究进展 3.1主要改革任务 《食品工艺学》课程的改革具体包括对在线课程与翻转课堂教学模式进行有效耦合、基于在线课程设计翻转课堂内容以及完善在线课程的实践性。以期构建具有国际化视野的在线课程和构建在线课程背景下翻转教学模式教学效果的评价体系,从而探索以学生学习为中心的在线教学-翻转课堂模式。 3.2教学模式研究现状 (1)耦合在线课程与翻转教学模式的设计在调研和阅读国内外关于在线课程建设模式与翻转课堂教学模式理念的基础上,我们提出以在线课程为背景,围绕在线课程内容,搭建翻转教学体系。基于在线教学平台,考虑到知识体系的完整性,我们提供部分传统教学素材,素材具体包括主讲教师的视频、参考资料、阅读书目、单元小测、讨论主题等。另外以QQ群、微信公众平台、微博及其它社交媒体等作为链接补充机制,实现资源共享及信息的快速交换[11],对传统教学素材进行补充,进而创建一个完整的在线学习平台。在此基础上,实施基于在线课程的翻转教学模式,课前预先设计问题与布置任务,课上进行协作训练与研究探索,课后展开交流答疑与评价反馈,反过来进行教学反思和改进,最终构建与实践基于在线课程的翻转教学。(2)借助在线课程设计翻转课堂延伸材料在线平台的一大特点,即具有较好的信息化传播能力。我们可以借助在线平台,在学习基础理论的同时,强化延伸材料的学习,让学生在学习的过程中有发挥自主学习的空间。可以提供与传播知识相关的新闻素材,文献资料,供学生课前阅读,扩大知识接受面,延伸知识体系。可以尝试将专业领域内具有代表性的学术期刊资料与学生进行点对面的分享和学习。此外,可以增加行业领域的平台信息,让学生了解学习知识的目的和用途,转被动为主动。如在《食品工艺学》传授罐头食品加工工艺的过程中,可以将中国罐头协会等相关信息上传,以了解近年来或当年罐头食品产业的发展现状,进而清晰职业发展道路,具有一定的借鉴和学习价值,这样的资料作为延伸材料可以尽可能地与学生分享,帮助大家学到更加实际的内容。在上述延伸材料阅读的基础上,将知识的升华放在课堂上,与学生进行互动交流,分析延伸材料对大家的帮助,以改变旧知识体系陈旧的一面。本课程改革将学生的讨论,作为平时成绩的一部分进行考核,督促同学们与时俱进,帮助大家更好的了解当前食品行业的发展现状。 4提高在线课程的实践性 借助在线教育平台,扩大理论知识的实践性尤为重要。为更好的发挥在线平台对实践能力的培养,可以以主题式的方式布置作业,然后在课堂上检验学生们在课下的实践效果,实践内容的成效可以由同学之间相互点评完成,也可以邀请其他相关老师作为评委,对实践成果作出点评,提供必要的指导,帮助同学们更好地将知识融入到实践中。此外,结合授课内容,邀请行业领域内的企业专家,到课堂上为大家介绍企业运作模式,为学生今后从事相关工作答疑解惑,帮扶学生更好的掌握专业知识,与企业需求有效对接,保障在线教学-翻转课堂模式的实用性和先进性。 5探索以学生学习为中心的在线教学——翻转课堂模式 传统的教学模式注重于教的过程,而忽略了对学习效果的评价。随着高等教育时代背景的发展,传统的教学模式已经远远不能满足当下学习者的兴趣。人们可以充分利用闲散时间,进行碎片式学习,这种快捷式的学习,对传统教学模式构成挑战,在挑战与机遇并存的逻辑下,我们完全可以将传统内容变成新时代内容,这就以我们对在线平台的充分利用,以及对学生学习效果的有效评价为前提。学生的学习是我们教育的终极目标,而有效的评价学习效果对改善教学模式具有举足轻重的作用。随着专业认证的发展,提出了以学习产出为背景的教学模式,这对于信息化教学模式如何进行有效评价也提出了新的任务。为此,我们提出以学生的学习为中心,构建在线教学-翻转模式课堂。在课前学习的基础上,通过翻转课堂,考察学生的学习情况,通过线上线下的考核,进行判断打分,就主要存在的问题进行强调和重复,直到全面掌握。在上述工作完成的基础上,不断完善在线内容体系,尽可能的提供有效的学习资料,帮助学生更好的掌握专业知识。此外,结合问卷调查,就学生学习过程中存在的问题进行调研,对结果进行统计分析,挖掘深层次的问题,提出行之有效的解决方案,良性循环式的改进在线课程框架体系。有效搭建基于在线平台的翻转教学模式,为提升教学质量保驾护航。 6结语 在线课程结合翻转教学模式在《食品工艺学》授课过程中得以应用,受到学生们的高度认可,已初见成效。教师不断建设在线课程,将课程内容更广范围的传播,使得基于在线课程的翻转教学方式如雨后春笋般爆发式增长。为紧跟新时代教育的步伐,对线上课程与线下翻转教学相融合的体系进行深层次的完善,探索出更清晰的思路和更系统的教学方案。在线教学-翻转课堂模式用于《食品工艺学》有着重要的意义,使慕课在线课程的得以广泛应用和推广,也为其他教学模式的发展提供参考。 参考文献 [1]郝丹.国内MOOC研究现状的文献分析[J].中国远程教育,2013,(11):42-50. [2]胡杰辉,伍忠杰.基于MOOC的大学英语翻转课堂教学模式研究[J].外语电化教学,2014(6):40-45. [4]高东怀,裴立妍.基于网络课程的教学模式构建与应用[J].现代教育技术,2013,23(1):80-83. [5]张宇鹏,赵韩强,李亚汉.高校在线开放课程建设现状及对策分析[J].中国电子教育,2015(2):5-7. [6]张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志,2012,30(4):46-51. [7]容梅,彭雪红.翻转课堂的历史、现状及实践策略探析[J].中国电化教育,2015(7):108-115. [8]马照瑞,栗娜,甘琤,等.MOOC冲击下的在线课程建设模式改革与应用[J].计算机教育,2014(14):22-25. [9]刘杰.浅谈对翻转课堂的认识[J]科教导刊(中旬刊),2014(1). [10]王龙,王娟.麻省理工学院开放课件项目经验评述[J].开放教育研究,2005,11(4):10-13. [11]曾明星,周清平,蔡国民,等.基于MOOC的翻转课堂教学模式研究[J].中国电化教育,2015(4):102-108. 作者:梁鹏 魏微 张玲云 庞杰 方婷 单位:福建农林大学食品科学学院
近几年中的政府工作报告多次明确提出“培育精益求精的工匠精神”。大国工匠精神的传承,是工匠对自己的造物精雕细琢、精益求精的执着信念,各行各业都需要工匠精神。对于日益强大的中国来说实现强国梦、中国梦,要做好的事情即:踏踏实实地把中国设计和传统工艺美术创造的水平提高。但需要确认的是,提倡的工匠精神并不是要退回到早已与我们渐行渐远的传统手艺人的生活状态。而是在寻求一种更合理途径,将传统工艺美术与现代智能化机械生产融会贯通。在现代工业生产和信息化社会条件下,通过对设计实践和传统工艺美术技术制造的融合,不断满足现代多元化消费市场的需求并稳步提升“中国制造”的品质,为中国设计和制造提高现实生产力。对传统工艺美术的“商业生产性实践”,是以保持传统工艺美术的技术性、整体性,借助现代商业设计生产等整体系统性手段,将传统工艺美术融入现代社会生产生活,对生活用品的再设计实践,是传承与发展工艺美术最直接和现实的途径。结合现代科技设计出大多数人的日常生活中美观好用的品质造物,是设计者秉承文化传承实现特色设计产品的主流渠道,传统工艺美术需要拓宽局限于陈设摆件工艺品的狭隘圈子,工艺美术与现代设计的再一次融合可以使传统工艺制品更好地符合现代生活审美,也推动着工艺美术的重新回归。 一、工艺美术与生产生活设计实践相融合的必要性 无论传统传统工艺美术还是现代科技智能化生产,都需要贴进生活才有意义。海德格尔的著作中曾经论述艺术的物性时指出“无论是艺术作品还是手工艺品、器具,它们都是生产出来的……我们把创作视为生产。但器具的制造也是一种生产……在陶匠和雕塑家的活动中,在木工和画家的活动中发现了相同的行为……无论是作品的制造,还是器具的制造,都是在生产中发生的。这种生产自始就使得存在者以其外观而出现于其在场中。”[1]作者从物品的生产性出发说明艺术品与生产性之间的关系,生产是为人而服务的,是人作为主体的人的有目的地创造和生产。只有工艺美术通过现代设计实践回归到日常生产生活之中,才能更好地传承与发展,使传统艺术在现代社会生活中绽放光彩。 二、传统工艺美术在现代社会生产实践中的困境 (一)工艺美术高于生活远离生活 以中国传统工艺美术自身发展特点来看,依然固守于师徒传承、技法工艺、自然材料和传统图案装饰的传统自我发展模式,产品与时展不相符,传统的宫廷工艺摆件成为了工艺美术的主要内容和品类其作用和价值正越来越远离于人们的现实生活;而一些民间工艺美术品,大多已经脱离现实生产生活的实用性,仅仅成为一种传统文化的记忆与符号。长此以往,传统工艺美术的仅仅是停留在纹样装饰层面,产品形式的表现也主要以艺术品、收藏品。并且此类产品往往价格昂贵,往往是普通消费大众所负担不起的,传统工艺美术逐步地远离人民生活,远离消费者的审美视野。 (二)传统工艺生产技术脱离现代技术更新 传统手工艺主要以手工作业的方式对材料加工使之改变形态的过程及其结果。长期以来,具体的制作工艺和器物通过传统手工艺的师徒传承和传播。但传统手工艺的从业人员沉浸其中,较为保守闭塞只知其然而不知其所以然。传统制造产业不只是需要传承、保护的研究上,更需要技术、工艺和设计创新,引进现代智能化科技化技术,才能更好地推动制造产业以及工艺美术行业升级。 (三)产品不具时代性无法适应消费升级的多元化商业市场 商业模式的生产是工艺美术产品作为行业存在的基础条件,现代商业生产需要定位目标市场和消费群体。脱离民众失去日常生活的基础,生产就失去了动力。传统工艺产品向现代商业市场化转变,必须从现代消费者的审美需要和日常生活需要出发,设计创意注重融入生活,有效地结合物品的实用性、艺术性和商业生产性,将现代产品设计重生活实用和商业生产的特点融入传统工艺美术物品的设计中,使工艺美术产品的研发设计上能够符合现代工业的生产模式,提高生产效率。生产出定制化、品质化生活用品更好地打入现代多元化的商业市场当中。 三、传统工艺美术融入现代商业生产设计实践中的对策 (一)产品设计符合品质化需求生产制造融入现代设计理念 传统工艺美术需要在现代语境下生存,不仅作为传统文化的内涵和符号,在现代生活中还需要有另一种功能有待开发,是实现手工定制化、高品质生产制造的实用于现代新生活的“高品质生活用品”,逐渐慢慢渗透在现代人的方方面面生活中,如饰品定制、家具定制等等。以区别于现代工业大批量生产、质量粗糙和品质不高的日用产品。这些定制物品都是适当引入现代设计师参与设计,创造出符合当代设计风格的生活日用物品。 (二)引入现代科技手段,助力工艺美术与现代设计的高效融合 推动传统手工艺向现代形态转变而被大众所接受,现代工艺美术设计与制作新设备和新科技的大量涌入到生产开发制造中,大大减轻了手工艺人的劳动强度,提高了劳作效率。而现代产品则可以使用计算机、电动机械、3D打印、雕刻机、激光快速成型机、数控机床等现代机械加工工具实现人手所不能实现工艺技术水平。尤其是传统手工艺制造的工艺品设计、工艺制作和生产加工,同样离不开现代的技术和设备。因此,发展现代工艺美术产业,应设计突破传统手工艺的技术手法、纹样图案与造型形态。因此,现代生活用品设计不仅依靠手工艺,还需要依靠计算机辅助设计、甚至是现代智能设计手段来提升生产效率。 (三)技术、工艺和设计融合创新实践 以产业创新促工艺美术传承与发展的模式,必须转换传统工艺美术理念,以现代的、包容的眼光重新定位传统工艺美术。保持传统工艺美术行业的保护性发展和创新民族商业产业振兴发展共同发展。“针对现代消费者的需求以发展促保护,通过现代新技术、新工艺和设计创新,拓展传统工艺美术产品到现代生活的多个领域,渗透到更多其他文化创意产业的领域,包括服装服饰产品、消费类工业产品、时尚用品、家居产品等,从而提升传统工艺的商业产业化价值。” 四、以现代商业设计融入传统工艺产品的生产性实践 本次实践设计的产品是茶器产品设计,将中国传统陶瓷材料与传统工艺琉璃装饰技艺融合打造全新产品形式,将传统工艺美术与现代商业设计理念相融合,进行全新的尝试。从中华传统饮器文化出发,加入研究传统琉璃镶嵌工艺、改变与提炼传统纹样、改良产品造型形式,使其符合普通大众审美和生活需求,同时将传统陶瓷材料、传统琉璃工艺与现代科技、设计理念进行有机融合。产品具有传统器具—高脚碗的造型艺术特色,形式高挑巧妙,形态简洁大方,使得产品设计富有时代气息,符合现代人的生活审美需求。 (一)本产品设计将传统陶瓷材料与传统琉璃镶嵌工艺及现代工业设计方法有机结合。采用人机工程学中的适用于人手握尺寸与造型原理,合理设计高脚杯结构,使杯座尺寸更加符合人手掌的把握尺寸,可以有效适应人手握防止烫伤与滑落。另外,由于杯座采用镂空结构及中空结构,使得杯体重量轻,使用方便。杯体与杯座组合式设计,为日后产品开发设计系列产品提供可能,部分调整降低产品制造成本。 (二)本案例突破了传统陶瓷产品创作中传统材料和工艺的限制。大胆尝试琉璃与瓷结合。由于两种不同材料结合的创新性,陶瓷加工工艺、琉璃制作技术要求较高,成品率偏低,因而要通过现代科技三维增材制造技术不断研究与尝试,打造机械模具来铸造加工提升产品成品率。在制作过程中,由于足底较高烧制过程容易产生形体变形。如何控制碗部与足底连接是稳定造型后最大的问题。尝试不同高度足底与腕部结合找到最优化的解决方案。 (三)如何让作品灵活变化,在降低成本的同时,可以适合市场多元化需求。目前普通茶器造型发展趋同,作品也通过改进足底高度设计来提高了茶器使用时把握适用性。通过不同材质搭配及颜色组合变换以适应多元化消费市场需求。本次实践所开发的旋转高脚杯设计融入了现代科技三维增材制造技术,更加方便快捷地实现设计思维,将传统工艺美术进行再造与传承,更加符合现代生活品质需求与审美。作者与陶瓷生产销售企业进行了合作,已经开始生产线制造,参与商业展销与市场销售,取得了一定的成果反馈,为下一步产品调整来更好地适应市场需求做好准备。 五、结语 现代产品设计在当今工艺美术的“生产性保护”中扮演着非常重要的角色。与设计者合作,研发符合现代市场的产品,是一种“活态传承”的生产性保护,传统工艺美术与技术的琉璃工艺,结合现代工业科技设备与商业整体理念,将促进传统制造工艺的产业转型升级。对传统工艺的传承与创新是我们的责任。以现代设计推动的工艺美术的保护、传承,为传统制造业发展提供现实可用的产品设计形式来推动产业升级。 参考文献 [1](德)马丁•海德格尔.林中路[M],孙周兴译,上海:上海译文出版社,1997:35. [2]方晓风.生产是工艺美术审美的基础[J],装饰,2014(05):22-25. [3]陈晓华.传统工艺的创新发展模式探析,云南艺术学院学报[J],2013(03):89-92. [4]李砚祖.物质与非物质:传统工艺美术的保护与发展[J],文艺研究,2014(05):26-29. [5]范凯熹.新技术时代的工艺美术产业发展观[J],上海工艺美术,2016(05):14-1. [6]邓卫斌,李雪,陈媛媛.产品设计中传统元素的创新方法研究——以脸谱元素为例[J].设计,2016,29(1):128-129. 作者:尹琳娜 单位:山西工程技术学院
一、福建传统工艺美术产业发展现状概述 溯源福建传统工艺美术发展史,可谓源远流长。时至今日,福建之地所辖的传统工艺美术,不仅呈现出种类繁多、品种丰富等突出特点,而且从全国范围来看,福建的传统工艺美术更可谓是一枝独秀,具备着不可忽视的重要地位和影响。为进一步发展本地的工艺美术产业,并更好地发挥该产业在区域经济中所占据的日趋突出的内驱力和助推力,当地政府不仅出台了具体的政策措施加以支持,并且更将其列为经济领域中的重要产业规划加以落实。不可否认的是,尽管如今的福建传统工艺美术产业获得了巨大的发展,并取得了积极的成效,但依然存在着产业发展的制约性因素。具体而言,首先表现在由于时代的快速发展,而产生的传统与现代融合不足、国内与国外差异明显等因素,因而在客观上致使了福建传统工艺美术产业发展滞后,以至于市场发展空间相对不足;其次是缺乏清晰明确的发展理念,尽管在近年来,不断加深了对当地传统工艺美术产业发展的重视和支持力度,但依然客观存在着发展定位不明确、发展方向不清晰等实际问题,尤其是在全球化背景下如何应对产业发展的实际问题,缺乏明确的理念指引;第三是思想观念亟待转变,换言之,从整体形势上来看,福建的传统工艺美术发展业态,因受传统观念的影响和制约,致使了产业发展存在着规模化、工业化效应不足、影响力较低等客观问题;第四是缺乏强有力的人才资源予以保障和支撑,进而言之,尽管新形势下当地通过相关政策措施的保障性支持,加快了对相关专业人才的教育和培训工作,但人才结构的不合理,在客观上制约了传统工艺美术产业的后续发力,进而切实影响到了该产业可持续健康发展。 二、福建传统工艺美术产业转型发展对策研究 1.健全完善产业发展政策,努力提升行业整体影响力、竞争力 新时代的到来,对福建传统工艺美术产业的发展提出了更新更高的要求,这是由于在新时代环境下,面对不断变化的产业发展环境,必须要适应新时展的具体要求,进一步健全和完善关于传统工艺美术产业的发展政策,并通过体系保障,进而夯实传统工艺美术产业健康快速发展的基础。具体而言,在产业发展政策的完善上,一是要完善相关的行业发展扶持政策,以此来带到行业的创业创新发展;二是要加快制定和完善相关的标准建设;三是进一步健全和完善相关的法律法规,尤其是要切实加强知识产权的保护工作;四是进一步优化政府职能,为促进市场繁荣营造良好的氛围。为进一步提升福建传统工艺美术行业发展的整体影响力和竞争力,笔者认为应着力于通过创新手段来作为行业发展的驱动力,进而促使整体影响力得以提升。鉴于此笔者认为,一是要重视并加大对创新的资金支持;二是要加大政府扶持力度,通过体制机制建设,来进一步优化创新发展的整体氛围;三是要积极引导行业实现技术升级,并促使行业发展朝着产业化、规模化方向发展;四是要切实做好新技术、新工艺、新产品的研发工作,可与科研机构与高等院校建立合作关系,进而确保研发工作的顺利开展和实施;五是要积极优化资源整合,通过整合重组来不断完善市场体系,进而培育出一批有影响力和竞争力的优势品牌;六是展开对市场发展环境的深入细致调查,进而就落实好发展定位奠定坚实的基础。 2.积极转变思想观念,强化自主创新 结合实践来看,鉴于传统工艺美术在福建的重要地位和影响,因而在客观上也致使了一些经营企业错误地认为,既然是非物质文化遗产,既然政府给予了积极的政策支持,那么一旦发生经营问题,最好的解决之策便是政府部门出面。由此不难发现,这种错误的思想观念,在很大程度上制约和局限了经营企业的发展思维和运营思维,因而也导致了,这些经营企业在实际的经营活动中,并未将企业的发展重心,投向对市场、人力资源以及技术手段等的关注和重视,如此一来,势必会极大局限企业的未来发展,进而影响到行业的整体发展。鉴于此笔者认为,在新时代下,作为经营企业首先要做到思想观念的积极转变,不仅要深刻意识到新时代环境下,对于福建传统工艺美术产业发展的内在要求,而且更要以先进科学的经营理念,取代传统落后的思维习惯。可以死,对于新时代下的福建传统工艺美术产业发展而言,既面临着巨大的发展机遇,但同时也客观存在着不容忽视的严峻挑战,因而作为经营企业来说,牢固树立正确科学的思想观念、经营理念,认清发展形势,尊重市场规律,通过不断优化和调整自身的经营发展战略,重视现代科技手段对于企业发展的重要性和必要性,努力提升自主创新意识,通过创新来驱动企业转型发展,进而带到产业的整体转型发展,无疑是当前和今后必须要加以关注和重视的重要内容之一。与此同时还必须要指出的是,鉴于市场竞争力的明显滞后,福建传统工艺美术行业,有必要在充分审视和理解中西方文化差异、审美差异的基础上,切准消费需求,准确把握消费心理,并通过自主创新,进一步缩小竞争差距,进而为提升行业整体竞争能力提供积极支持和促进 3.以“一带一路”为契机,助推传统工艺美术产业转型升级 毋庸置疑,“一带一路”战略思想的提出,对于福建传统工艺美术实现转型升级,无疑是不可忽视的重大发展机遇。可以死,牢牢抓住“一带一路”这一发展的历史性机遇,不仅利于福建传统工艺美术产业,快速打破阻碍产业转型发展的局限性因素,而且更利于在增加与国际市场相互了解的基础上,进而为福建传统工艺美术产业提升工艺价值以及有效增加市场体重。显然,“一带一路”战略思想的优秀解读,就是为了增进我国与其他国际在诸多领域的相互协调和协作,而福建作为海上丝绸之路的重要区域,不仅在历史文化上具备着先天优势,而且更占据着将传统工艺美术推向更广阔的国际市场的区位优势。因而笔者认为,在参与“一带一路”的进程当中,对于福建传统工艺美术产业转型发展而言,一是进一步加深了与国外不同地区、民族之间的相互了解和沟通,并且在借鉴吸收国外经验的同时,也利于将福建传统工艺美术传播出去,进而利于实现更多国家和地域对福建传统工艺美术产生更深的影响;二是通过参与“一带一路”发展战略,不仅在客观上加深了福建与其他国家和地区的联系,而且伴随着产业发展对接的日趋紧密,更利于自身资源配置得以优化;三是依托于全球价值链的巨大促进和支撑,更利于福建传统工艺美术实现工艺价值的快速提升;四是鉴于福建传统工艺美术所具备的独特优势,势必会成为价值链环节中极具亮点的重要展示和推进形象,这对于进一步提升福建传统工艺美术产品的整体形象,以及赢得更为广阔的市场发展空间,无疑提供了巨大的支持和促进。三、结语综述而言,新时代下福建传统工艺美术要想实现转型发展,不仅要正视客观存在的制约性因素,而且还要健全完善产业发展政策,努力提升行业整体影响力、竞争力,通过积极转变传统的落实思想观念,进一步强化自主创新,并.以“一带一路”战略思想为重要的发展契机,努力助推传统工艺美术产业实现转型升级。 参考文献: [1]潘冬东.福州工艺美术产业发展的新常态[J].福州党校学报,2016(2):66-68. [2]曲晓燕.工艺美术:在传统与产业的语境中创新发展[N].中国文化报,2018-7-2,第007版. 作者简介:徐迟(1982.4-),女,汉族,福建省莆田市人,助理工艺美术师,福州大学工艺美术学院科装潢艺术设计系,单位:莆田市报业传媒有限公司,研究方向:传统工艺美术的发展与应用。
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1目前园林园艺工程施工管理中存在的问题 1.1施工现场协调配合能力不够 园林园艺工程施工涉及部门较多,各个部分分属不同的专业领域,在工作人员、工作方法、工作流程、工作设备等方面存在显著差异,这给实施统一有效的管理带来困难。例如,土木施工需要开挖地基,照明施工需要埋设电缆,各种大型建筑机械进入施工现场等,这些作业不可避免地要与绿化工程发生冲突,如果协调不到位,很可能造成延误工期或二次施工。 1.2施工参与人员素质亟待提高 一方面施工管理者的管理理念落后,水平不高。认为园林工程是城建配套附属工程,仅仅是进行人工景观建设和植物种植,没有技术难度。因此,习惯于采用传统的行政命令指挥管理,对运用现代管理方法积极性和主动性不高,造成管理效率和质量低下。另一方面是施工人员的素质问题。在园林工程施工中,相当一部分施工人员都是临时聘用,他们大多文化水平较低,专业技术能力有限,而且组织纪律观念不强。这不仅给管理带来阻碍,而且还会给施工带来安全隐患。 1.3管理体系不够完善 在当前园林园艺工程施工中,一个突出的问题是缺乏完善的管理体系,分工不明确、职责不清晰、制度不健全、执行不到位现象比比皆是。管理机构和人员设置职权交叉,各部门各自为政,被管理者往往无所适从,甚至出现重要的环节无人负责、重要的情况无人处理的严重问题。 2提升园林园艺工程施工管理水平的策略 2.1健全制度 一是严格实施审批制度:对园林工程的设计规划要依据相关法规政策规定,结合本地实际情况,从环保性、实用性、便民性等方面全面考量。二是严格实行市场准入机制:对参与竞标的施工企业,严格核查其资质,真正做到把工程交给施工质量好、技术水平高的企业承建。企业内部要建立健全管理制度,特别是工程质量管理制度、施工安全管理制度,并严格执行,确保施工有序平稳地进行。 2.2提高施工人员素质 首先,提高管理人员素质。园林工程施工管理人员,既需要具备园林工程专业知识和经验,又能掌握现代管理方法,且在管理工作中,始终保持高度的责任心。其次,提高施工人员素质。加强对施工人员的教育培训,重点是规章制度的学习、专业技能培训和安全教育。通过学习规章制度,确保施工队伍组织的纪律性;通过专业技能培训,提高其作业能力,确保施工质量;通过安全教育,提升他们安全防护意识和能力,杜绝安全事故的发生。 2.3施行标准化施工管理 园林工程施工,面对的施工对象复杂,既有土木建筑施工,也有植物栽培作业。因此,施工对象具有多样性和生命体特征,必须实行统一的标准化管理。一是施工技术标准化管理:标准化管理园林工程施工所有项目,从原料、人员、工艺、成本、安全等方面,确立统一标准,使所有工作有章可循、有据可依。二是岗位设定标准化:本着精干高效的原则,结合施工实际要求,确立岗位标准,形成分工明确、职责清晰、规范有序的运行体系。 2.4强化监督 强有力的监督是落实管理制度,保证管理质量的关键。在园林工程施工监督工作中,一是要做好质量监督,确保施工各个项目都符合国家规范和行业标准,保证质量,打造精品。二是做好流程监督,确保每道工序、每个环节都按照既定施工计划方案进行,避免施工的随意性,保证工期进度。三是安全监督,通过对人员、设备的经常性检查,确保安全预防工作不松懈,坚决消除安全隐患。 2.5做好后期管理 园林工程施工,与普通建筑施工不同,其管理具有长期性特点。园林工程中的绿化作业,是整个工程的优秀部分,植物的栽种和后期养护质量,直接决定了园林工程的整体质量。特别是当园林建成投入使用之后,大量游人进入,会给绿化带来不确定的影响。因此,要高度重视后期管理工作,通过建立管理机构,制定专后期养护制度,确立后期养护标准,做好对园林工程的长期管理工作,延长园林使用寿命。园林园艺工程施工具有较强的综合性,其管理工作难度大。需要在实践中,不断探索新方法、新路子,为高质量工程打下坚实的基础。 参考文献 [1]沈家君.园林园艺绿化工程施工中出现的问题及相应措施分析[J].现代园艺,2011(9) [2]苏义才.浅谈建筑工程施工中存在的几个常见问题与建议[J].林业科技情报,2010(2) 作者:王喜春 单位:黑龙江省大庆铁人中学
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贸易公司指从事货物与劳务交易的公司,中国目前已成为全世界吸引外资最多的发展中国家。经济全球化的浪潮中,金融全球化对贸易公司内部财务管理有着直接影响。金融全球化使企业在进行筹资等活动时有更多的选择机会,在金融全球化的背后隐藏极大的风险,国际财务管理理财环境日益复杂,大多因素具有易变性与不确定性。使得贸易公司内部财务管理勉励更大的风险,提高贸易公司内部财务管理能力,发挥企业自身优势,合理规避风险成为贸易公司亟待解决的问题。 1内部财务管理的研究 1.1内部财务管理概念 内部财务管理是内控的重要部分,18世纪国外财务控制思想产生于产业革命后,财务管理了发展迅速,国外许多专家学者对企业财务内控作出了大量理论研究探索。19世纪末,社会生产程度大幅提高,经营者开始意识到企业生产成本控制管理的重要性,我国财务内控方面研究起步较晚,近年来国内学者对其进行积极探索取得了重大突破。20世纪90年代,美国COSO委员会提出报告《内控整体框架》,为营运效率效果,财务报告的可靠性等目标的达成提供合理的保证。企业内控分为会计内控与管理内控两方面。财务管理是企业组织财务活动的一项经济管理工作,财务内控是对各项资金收支活动的控制,内部财务控制是企业为提高会计信息质量,确保相关法律制度贯彻执行等制定实施的控制方法。是实现企业管理高效化,规范化的基本条件[1]。建立企业内控机制的根本目的是为消除资金管理中的弊端,保证资金运作顺畅合法,提高企业资金使用效益。内部财务控制是实现企业财务计划的保证,是实现企业财务管理目标的重要环节内容。企业控制目标与经营管理目标一致,财务内控制度体系为企业经营目标服务,应建立以提高企业经济效益为目的的企业财务内控制度体系。企业管理目标即获得最大经营效益,财务内部控制建立在内控环境基础上,被管理人员素质,企业文化等因素影响,由企业所有制,管理结构所决定。不同的内控环境导致财务内控模式效果不同。 1.2内部财务管理的作用 随着我国市场经济体制的建立完善,我国贸易公司在国民经济发展中做出了积极贡献。企业规模的不断发展扩大,其内部管理中遇到诸多困难。内部财务管理是困扰贸易公司管理经营中的一大难题,寻求企业内部财务管理的有效运作途径,成为贸易公司稳定持续发展必须解决的重要任务。2008年金融海啸波及世界,严重冲击全球资本市场,对中国企业产生了重大影响。企业资本运营风险控制体系的完备性,内部财务管理的完善性对企业应对金融风险具有重要作用。必须科学合理的进行财务管理,才能保证实现企业的战略目标。创建科学合理的财务管理系统,认真研究现代企业制度下有效的财务控制方法十分重要。健全的内部财务管理制度可保证会计信息的采集,汇总如实反映企业经营活动的实际情况。保证会计信息的真实性与准确性。加强财务管理内控制度,有利于防止企业腐败现象的产生。廉政风险会为企业带来直接的经济损失,健全完善内控制度能有效的监督财务资产管理各环节。加强财务人员与管理人员间的相互制约,避免产生纠纷与损失浪费问题。建立财务内控制度可及时发现问题,减少企业经济损失。部分贸易公司对财务管理重视不足,忽略了财务管理的重要作用,导致资金流失频繁发生。会计人员不能及时将来往款项情况分类记录分析,可能造成资金损失或回收期延长等情况。健全的内控制度能促使财务人员核算企业存货,根据实际情况进行修正,降低企业成本,压缩资金的占用量。 2贸易公司内部财务管理中的问题 当前部分贸易公司管理忽视财务管理的优秀地位,使公司管理限于销售型经营中,忽略了财务管理在企业管理经营中的重要作用。导致公司出现会计账目不清,违法乱纪现象,造成公司资金流失。 2.1财务管理中的问题 当前一些贸易公司在内部财务管理中存在许多问题,如财务经理未限定收款单位,用途金额等情况。公司有关制度规定,大额支票进行资金支付应由财务经理与总经理双方共同审批方可使用,实际操作中其中某一方签字即办理了支付手续,公司个人借款为及时结清,无人对账催办。导致制度未得到有效落实,增大了公司财务管理风险。 2.2成本计划控制管理中的问题 加强财务预算管理必须强化预算约束力,预算编制环节要动员全体员工参与,制定科学合理的指标。经集体决策程序审批。财务预算指标经批准分解下达,变为公司在年度经营中必须遵循的控制目标,除外部环境因素发生重大变化会按照程序适当调整,不进行变更。但一些公司在进行财务预算编制环节中决策环节缺乏科学合理的规范性程序,导致财务预算指标约束力软化,为财务管理控制带来较大风险。 2.3财务机构人员管理制度中的问题 很多公司财务部人员多由总经理聘亲友,其大多缺乏良好的职业道德与基本的业务素质。财务部门人员整体素质水平较低,完善的财务制度并不能得到有效的执行落实。有的公司财务管理制度存在不完善的问题,如财务清查制度不够细化,盘点结果账实不符未及时查明原因与处理,实际工作中未完全认真贯彻执行,财务内控操作中常出现不规范的现象。如公司总经理掌握开支公关费用缺乏应有的监控,未严格执行财务预算管理规定。导致相关费用经常出现超范围,超预算的情况。究其原因,公司领导对建立财务内控制度重视不足,财务控制制度不完善,未渗透到公司各业务部门与各工作环节。会计工作秩序混乱,导致会计信息失真。其次,财务内控制度执行不力[3]。已建立财务内控管理制度未得到严格执行落实,执行中常遇到阻力矛盾,使得财务内控制度约束作用得不到有效发挥。最后,财务控制执行反馈迟滞,业务中暴露的问题未得到及时解决,导致资金使用缺乏科学合理性。 2.4基本财务会计制度中的问题 公司未设专门的财务分析部门,不能及时分析公司的财务活动信息,导致难以从整体对企业财务活动进行财务控制。财务信息质量不高其原因为未正确划分财务与会计边界。会计部门的工作主要是进行会计核算,财务部门与会计部门应分设,但现实中,一些贸易公司未设立财务部门,财务管控无专门的部门机构与人员操作,会计从事财务部门工作影响了会计核算质量。内审环节是确保公司财务内控有效运行的保障机制,不少贸易公司未设立专门的内审机构,在内审管理体制及制度执行方面存在重大缺陷。导致内审效力打折。内审管理体制由总经理主管内审工作,有关制度规定内审应对董事会负责,总经理负责财务,不合理的人员配置导致审计失去其权威与独立性。组织上未设立专职的内审部门,管理体制缺乏独立性,审计处理决定不能有效执行,导致不能有效发挥内审在财务内控方面的保障职能作用。 3改善内控财务管理策略 3.1优化财务流程 有效实施控制财务内控的关键因素是财务内控环境。其影响因素包括管理层对财务内控的认识与重视度,分工控制,人员素质控制等。管理层的思想意识对建立有效的财务内控环境具有关键作用。高层决策者应重视加强财务内控管理,提高领导对内控的认识,才能保证贸易公司内控的合理设置与有效执行。管理者的认识问题带有较大的主观性,财务内控管理具有科学性客观性,必须完善公司财务内控体系,有效行使财务内控管理者的权义。会计人员素质在控制链条中扮演重要角色,会计核算系统是内部财务控制的重要方面,权限与管理价格挂钩,减少职工短期管理行为。要及时发现制止各种不合法规的情况出现,加强内控制度执行人员的选用管理,提高其专业能力与职业道德。保证企业各级管理人员与财务人员具有其负责工作相适应的素质。公司要营造积极的财务内控环境,打造优秀的企业文化,增强企业的凝聚力,建立对风险进行事前防范,事中控制,事后监督的财务内控环境。 3.2构筑严密的检察内控体系 在贸易公司各财务后勤相关部门建立财务相互牵制制约的制度,财务内控制度保证流程步骤清晰流畅操作简单,由相关部门管理者轮流担任财务管理稽核专干职位。稽核检查销售各项业务,日常周期性报表,另设审计员职位,建立有效的以核查为主的监督防线[2]。配合上级部门的监督检查,防范化解企业经营风险。公司要按经营价值链要求建立符合企业特点的完备的财务内控制度体系,形成有机整体。一些公司各部门考核与利润挂钩,割裂了相互间的协作关系,直接影响了总利润。要根据财务控制要求,遵循不相容职务相分离的原则,有效发挥财务控制的作用。授权批准控制保证单位既定方针的执行,要明确一般授权与特定授权的界限责任,建立必要的检查制度。编制预算体现单位的经营管理目标,允许经授权批准对预算进行调整,及时定期反馈预算执行情况。限制接近控制是控制对实物资产及其相关文件的接触,除出纳人员及仓管人员,其他人员限制接触,保证实物资产数量与账目记载相符。确保资金安全。经营风险与财务风险对企业发展具有很大影响,必须尽力规避此风险。审计控制对会计控制再监督,内审内容广泛,包括内部财务与经营管理审计,是保证会计资料真实完整的重要措施。要改进严重影响效率效益的流程制度,与管理及财务人员共同探讨内部财务控制方法,使管理人员充分意识到内控财务制度的重要性,使管理人员掌握财务内控流程,提高工作效率。 4结语 企业内部财务管理直接影响企业的生存发展,是企业管理的优秀。内部财务控制为财务工作提供质量保证,健全内控财务体系有利于防止金融危机带来的影响。促进企业更好发展。当前我国贸易公司内控普遍存在结构不规范,财务控制目标不明确等问题,应加强财务预算控制,实施财务信息管理,制定正确的财务控制目标,使贸易公司不断稳定发展。 参考文献 [1]王晓岚.贸易公司财务内控体系构建研究[J].财会学习,2017(5). [2]张艳.贸易公司内部控制问题探析[J].中国市场,2016(20). [3]侯增.企业建立内部控制过程中的问题和对策[D].首都经济贸易大学,2012. 作者:常雯婷 单位:宁夏大学新华学院
[摘要]本文从黄炎培职教思想的角度探索医药职院工匠精神的培育路径,通过对工匠精神与黄炎培职教思想的耦合基础分析,针对职业院校工匠精神培育存在的问题剖析,构建黄炎培职教思想视域下医药职院学生工匠精神培育创新模式,培育学生成为行业能工巧匠、大国工匠。 [关键词]黄炎培职教思想;医药职院;工匠精神 新时代职业教育的使命重大,任务艰巨;如何有效地培养出企业所需要的高技能应用型人才,首要的就是重视对学生工匠精神的培育。本文分析了黄炎培职教思想与工匠精神的关联耦合,结合学校提出的“厚药德、明药规、强药技、懂智造、接国际”的药学行业高素质应用型工匠人才培养的创新实践,探寻如何更好地培育工匠精神。 一、黄炎培职教思想与工匠精神的理论框架研究 (一)黄炎培职教思想的时代特征黄炎培是中国近代著名的爱国教育家,他对职业教育的研究非常深入,关于职教方面的思想内容丰富、博大精深,既有针对性和时代性,又有实践性和持久性。他认为:职业教育最重要的就是通过学习能获得谋生的方法,有与之匹配的能力,并且能通过就业服务社会;为国家乃至世界的发展做出贡献。他提倡不仅要注重理论,实践同等重要,要注重技能的培养;主张“职业教育者,同时必须注重职业道德”。这些主张在新时代对职业教育的改革创新仍具有重要的借鉴作用。 (二)现代工匠精神的内涵现代“工匠精神”的内涵是从业者在工作过程中所具备的专注认真,严谨求实、一丝不苟,乐业敬业、精益求精、不断创新的工作态度和优秀素养。2016年,政府工作报告中首次出现了“工匠精神”这个关键词,随后党和国家的文件和重要讲话都提到了“工匠精神”。我国已经确立到2050年实现制造业强国的远景目标,为了实现这个目标,重要就是要弘扬工匠精神,更多培养各行各业的“大国工匠”和“能工巧匠”。 (三)工匠精神与黄炎培职教思想的耦合基础分析黄炎培职教思想与新时代工匠精神有内在关联性。黄炎培职教思想为新时代工匠精神的培育提供了理论溯源、价值追求和方法角度,新时代工匠精神是黄炎培职教思想在现代的继承与发扬。具体表现在以下三个方面。 1.指导思想契合。黄炎培实施职业教育目的是开辟出一条救国之路,他教育学生要有爱国之心,适应社会需要,择一行报效祖国;要有职业责任心,深刻理解各行各业的使命和职责,发扬吃苦耐劳、干一行爱一行的品格。新时代工匠精神的任务就是通过高素质技术技能人才推动实现中华民族的复兴。因此,他们两者的指导思想契合,都是通过做好职业本行服务社会、报效国家,救国强国。 2.价值追求一致。“敬业乐群”指的是每个人对工作充满热情,对职业怀有敬畏之情,先敬业后乐业,专注工作,为推动社会进步贡献一份力量。这一思想是黄炎培职教思想中的核心内容,贯穿黄炎培职教思想的各个方面。而新时代工匠精神的核心理念就是追求技术上的精益求精;产品质量的完美,这也是“敬业乐群”理念的价值追求。大国工匠必然是过硬的技术与工匠精神的结合,是由“心”向“技”到“道”的融合过程。工匠精神的培育从心的感受开始,由心的感受走向技的训练,再走向与“道”合一的最高境界。因此,两者的价值追求一致,热爱从事的职业,具有敬业专注、精益求精、奉献社会的职业精神。 3.强调实践应用。黄炎培职教思想强调教育与生活联系;教育与劳动结合;注重学和用的联系,主张手脑并用,要让读书的人动手实践。新时代工匠精神的培育强调实践的重要性,将理论知识融入并应用到实践中,在实践中不断改进技术,磨练技艺,总结经验,实现技术的不断突破与创新,达到知行一致。因此,两者在强调实践应用的方式,注重技能的磨砺、教学做合一的要求完全一致,具有融通性。 二、黄炎培职教思想视域下职业院校工匠精神培育存在问题剖析 (一)工匠类课程体系未设立,“凝匠心”效果不佳大部分高校没有开设专工匠类型的课程,无法对工匠精神进行系统的讲授,大部分高校将工匠精神教育融入思政课程和专业课程中,但融入的力度还不深入,只是浅尝辄止,学生对工匠精神感悟不深,并未真正理解工匠精神的内涵价值、时代特征,导致情感认同不够,“凝匠心”效果不佳,也就很难形成学生良好的工匠品行。 (二)匠技实践体系未完善,“践匠行”评价体系缺乏由于很多职业院校工匠精神培育工作还处在摸索阶段,存在“重知识、轻技能”的现象,没有形成比较完善的实践体系,有效地进行“践匠行”锻炼。随着国家的提倡,职业院校开始思考如何在实践方面加强培育工匠精神,比如“产教融合、校企合作”方式可以让学生提前近距离接触工作内容,是锻炼“匠技”的有效形式,但也存在一些问题:不是所有专业全覆盖,且一般大三才有相应的锻炼机会等。还有一些高校校内实验实训条件有限,对实践内容、实践要素缺乏有效的评价机制。 (三)联动协作体系未构建,“铸匠德”需全方位培育格局工匠精神的培育并非一蹴而就,而是长期努力才能取得效果,需要政府、高校和家庭共同协作,制定具体而详细的计划,按步骤缓缓推进。目前政府对工匠精神的政策指导和保障力度不够,整个社会没有形成对工匠的高度认同。高校则没有做好顶层设计,进行制度的保障和经费的支持,影响到工匠精神培育的实际效果;有些职业院校也开展了宣传教育、活动策划等,学生在“匠心”的凝练和“匠技”的磨练上有进步,但还是很难从“知行合一”达到“品德”的养成。而家庭则认为学校承担学生教育教学的重任,家庭教育无关紧要。 三、黄炎培职教思想视域下医药职院学生工匠精神培育创新机制 工匠品德的养成需要一个过程。首先学生要树立工匠意识,对工匠精神强烈认同;再经历不断磨砺匠技的过程,达到娴熟的程度;“知行合一”,才能让学生坚定爱岗敬业、精益求精、为社会服务的理念,养成良好的从业道德,从“凝匠心”向“践匠行”到“铸匠德”,内化于心、外化于行,最终成长为行业“匠才”。 (一)构建课程体系“凝匠心”,培育学生工匠情怀 1.紧抓思政课教学主阵地,培育学生树立职业情怀思政课是青少年核心价值引领的主阵地,通过案例讲授、分组讨论等发挥学生主体性,弘扬劳动精神,劳模精神、工匠精神,帮助学生摒弃工匠职业地位低下等错误观念,树立劳动光荣的价值理念,坚守良好的职业道德,奉献社会、服务人民。思政必修课《思想道德与法治》等课程授课内容中有“敬业”相关内容,在内容的讲解中可以通过布置小组作业:由学生来分享行业“大国工匠”的故事,通过英雄人物、身边人物的榜样事迹来感召学生,让学生树立职业情怀,为将来走上就业岗位做好准备。 2.挖掘专业课程工匠元素,强调学生重视工匠品行专业课与思政课同向同行,是培育工匠思想意识和情感的重要渠道。工匠精神资源在各个专业课程中都有相内容,要在课程讲授中积极挖掘并在实践操作中加以运用。如在实验操作中强调学生树立实事求是、严格遵守规则、科学严谨、一丝不苟的学习态度;在专业技术领域则要树立职业道德,保守企业机密的意识;用教师的热情授课、实验中的专注认真等人格魅力潜移默化培养学生爱岗敬业、勇于创新的职业精神。如讲授《药事法规》《中医药基础》《GMP实施与验证》《医疗器械法规》等药学专业核心课时,用药品生产、药品流通、药品销售、药物研发等领域发生的“药害”事件为例,让学生讨论谈感受,用反面例子引起学生警示;通过分享药德故事正面激励学生,积极引导学生树立诚实守信、廉洁自律的职业道德观,自觉抵制医药行业不良风气。 3.开设工匠特色课程,增强学生工匠职业认同思政课和专业课对工匠精神的解读比较零碎,为了系统地对学生进行讲授,应该开设工匠类特色课程。目前职业院校都开设了《劳动教育》课程,拿出一定课时系统讲述工匠精神的含义、时代价值;工匠精神的理论依据、历史溯源和现实发展;工匠精神培育面临的困境与挑战;思考如何从社会、政府、学生层面更好地培养工匠精神?探索运用信息化手段更好地开展教学,创新教学模式,让学生认知工匠精神,增强对工匠精神的思想认可,情感认同,厚植学生职业情怀。同时高校还可以结合各行业领域的榜样人物,尤其是平凡岗位涌现的“大国工匠”。编写相关的教材讲义,比如浙江就可以将红船精神、浙江精神、宁波帮精神、枫桥经验等内容编入教材,以家乡生活为题材,以微故事形式启发学生,提升工匠课程亲和力。 (二)拓展实践平台“践匠行”,磨砺学生工匠技能 1.搭建实践模拟平台,设立匠技考评体系搭建专业课程相关实训模拟平台,创建工匠精神培育的真实场所,让学生动手实践,在实践中不断磨练技术、提升专业技能。通过不断练习与体验去感知工作诀窍,通过纠错与改进提高自信心,从模仿到创新,从一无所知到技术高超者,通过“践匠行”逐渐提升工匠的职业认同和职业情感。如学校对接医药产业,建立开放、共享的实践平台,成立了食品药品检测公共服务平台、医疗器械检测中心、省级食品药品智慧监管产教融合示范基地等。这些药学类、医疗器械类专业均建成部级、省级示范性实训基地。在校内成立了四明大药房药店及仓库。药店不仅承担销售药品的经营职责,给师生提供便利;而且更重要的是在药店工作环境中,由学生担任药店店员,教师开展实地教学,大大提高教学效果,让学生清晰明了企业的工作流程和岗位职责,践行工匠行动,为将来就业打下基础。并且高校应根据磨砺工匠技能的要求制定相关的考核标准,将学生在“践匠行”中表现出的劳动态度、工匠认知、技术的熟练度等作为考核的重要指标,将工匠技能与理论知识置于同等重要的位置,改变普遍存在的“重知识,轻技能”的现象,提升“磨匠技”的实效性。 2.校企协同育人,打造校企命运共同体《职业教育提质培优行动计划(2020-2023年)》中的重点任务之一是“深化职业教育产教融合、校企合作”,提出深化职业教育供给侧结构性改革,促进职业教育和产业人才需求精准对接,深化校企合作协同育人模式改革。职业院校重要的特征就是“社会化”办学,因此必须与企业通力合作,共同探索人才培养模式改革,通过“产教融合、校企合作”实现互惠共赢。根据企业人才需求提前在校内选拔优秀学生组建各类“订单班”“准员工班”等,由企业专家与高校共同组建“教学指导委员会”,制订人才培养方案,方案中凸显工匠精神培育。实践教学采取现代学徒制方式,由企业技术骨干带领学生在企业环境中完成,企业教师将丰富的实践经验传授给学生,学生提前在真实的工作环境中体验感受,“近距离”接触工作器械和工作流程,实现学生对岗位需求的精准对接,培养学生认真负责的工作态度。同时可以推动地方支柱性企业与职业院校共建产业学院,广泛吸纳企业的劳模、工匠,充实师资队伍,打造校企命运共同体,推动职业教育的发展。 3.组建社团开展第二课堂,通过竞赛磨匠技高校社团在大学生群体活动中发挥了重要的作用,可以充分利用社团开展相应的工匠活动。组建与工匠精神相关的文化社团,比如中医药研究社团、营养协会、化妆品社团、医用电子仪器社团等。在专业教师的指导下,开展相关“匠技”培训,经常性地开展丰富多样的“比匠技”活动,如药物制剂技术竞赛、医用电子仪器维比赛、药品检测技术、中药调剂员比赛等。让学生在团队活动中进一步磨练“匠技”,体会工匠精神的核心“创新”的重要性,在积极参与国家、省市等各级各类比赛中不断磨砺,不断总结,不断进步,不断超越。通过比赛促进教师的“教”与学生的“学”相互交融,产生更好的效果。在比赛中各个团队在良性竞争的环境中互相交流,共同进步,培养团队之间和团队内部师生间的协作精神,这些与工匠精神中蕴含的爱岗敬业,精益求精,尊师重道,不断创新的精神理念相吻合,让大学生在实践中加深对工匠精神的理解,热爱劳动,增强职业自信,做好职业规划。 (三)构建联动体系“铸匠德”,全方位培育学生工匠品德 1.校园文化无形浸润,激励发扬工匠精神校园是学生生活学习的家,美丽舒适的校园环境能让学生产生共鸣,产生一种无形的力量,深刻影响学生。将工匠精神融入到校园文化环境,渗入大学生日常生活中,可以起到事半功倍的效果。首先,校园环境体现工匠精神。园匠创造和维持着美丽的校园,大学生在校园中感受园匠的劳动成果,欣赏劳动实践创造的美丽,无形中让大学生感受工匠精神的重要性。其次,校园的景观环境中融入工匠元素。可以建设工匠文化广场,用行业“大国工匠”人物命名校园道路及景观建筑,让校园的一景一物都带有工匠元素。如学校培育的主要是食品药品行业的高技能人才,学校景观有著名药学家屠呦呦、顾方舟、孙思邈命名的教学楼、景观湖、医药文化墙,校园道路以“药德大道”命名。再次,组建“技能大师工作室”,评选校内技能大师和学生中的优秀工匠,在校园宣传栏展示校园工匠典型及与专业相关的工匠人才,激励更多的师生发扬工匠精神,争做“能工巧匠”。最后,举办工匠精神宣传讲座,邀请“大国工匠”就新形势下行业人才培养、产业发展和监管形势等开展讲座,让学生了解行业领域最新前沿动态和就业前景、企业对于专业人才的需求等,激发学生的兴趣,促进大学生对工匠精神的价值认同,初步培养学生工匠品德。 2.构建三重协作联动体系,设立全方位培育格局高校工匠精神培育要取得成效,需要家庭和社会的配合,建立健全三重联动机制。首先高校要全员全方位全过程培育。要做好顶层设计,有制度规范和经费保障,有一支有力的工匠培育队伍,包括学校党委,行政处室、专业课教师,思政课教师,学院辅导员和学生干部。他们各司其职,将工匠精神灵活运用到学生的学习和生活中。其次,社会要塑造价值导向。政府要加强宣传,普及工匠精神。街道社区人员中有很多各行业的工匠人才,他们热心公益又有真才实学,可定期举办社区工匠学堂,让这些工匠人才现场传授技艺;在社区老人活动室或图书馆等公益场所进行工匠精神宣传板报,让广大群众了解行业工匠,扭转对工匠社会地位低下的误区,引导人们形成“我是工匠我光荣”的价值导向。在群众喜闻乐见的网络平台开设“工匠专栏”,让全社会参与“我身边的工匠达人”评选,上传工匠达人微视频,让默默无闻的人物走进人们的视野,营造爱岗敬业的良好社会氛围。最后,高度重视家庭的辅助培育。父母是孩子的第一任老师,家长应该和学校经常沟通联系,加强家校联合,以认真负责的工作态度给孩子树立良好的榜样,并且在家庭生活中积极引导学生动手实践,树立孩子不攀比物质,艰苦奋斗、自食其力的思想观念。 3.扩大网络育人实效,创新工匠精神网络载体发挥互联网传播速度快、传播面广等优势,在学生的网络生活中有意识地融入工匠精神主题活动,通过各种智能平台、小程序、微信公众号等潜移默化地引导学生养成良好的工匠品德。在课程的学习中,可以利用学习平台如超星学习通、蓝墨云班课等进行刷脸签到,培养学生实事求是、严肃纪律的意识品行。在学习通中通过互助学习、小组作业让学生培养自我思考、共同协作精神。在日常生活中,通过网络平台创建宿舍文化、班级文化、学院文化,在文化中渗透工匠精神,培养学生认真细致、克服困难、大胆创新、学以致用等品行,从而为养成优良的职业品格打下基础。 参考文献: [1]谢长法.教育家黄炎培[M].济南:山东人民出版社,2016. [2]陈汉新,肖志坚.黄炎培职教思想对新时代工匠精神培育的影响与启示[J].高教学刊,2020(3):62. [3]孙凯宁,孙勇.高职院校思政教育培养学生工匠精神的路径探析[J].教育与职业,2021(12):91. [4]陈瑶.医药类院校“三课堂联动”药德教育模式应用与实践[J].中国药业,2018(6):96. [5]教育部等九部门.职业教育提质培优行动计划(2020—2023年)[EB/OL]. [6]陈瑶.红色文化与当代工匠精神培育的耦合机制研究[J].科教文汇,2020(2):104. 作者:陈瑶 陈慧 单位:浙江药科职业大学
1概述 截止到2014年我国工程教育人才培养规模位居世界第一,但在满足业界需求,与国际工程教育接轨等方面仍存在较大差距。因此,许多从事工程教育实践的专家指出,推行以学生为中心的自主式、项目训练式的工程教育教学模式,是解决我国工程教育问题的有效路径。为此,现代工程教育课程模式发生了深刻变革,兴起了诸多新型课程模式,如PjBL,CDIO,OBE等[1,2]。2015年合肥工业大学依据CDIO工程教育课程模式和工程教育认证的要求,构建了以能力为导向、“培养目标—教学过程—质量提升”三位一体、可检测可控制的闭环教学体系,进行了创新人才培养模式的改革,以实现人才培养质量的提高[3-5]。作为一名从事水利工程教育工作的专业课教师,如何对所讲授的专业课程进行课程体系改革,具体贯彻、实施能力导向一体化的教学指导方针,推行能力为本、实践驱动的课程运作模式,培养学生创新能力、工程实践能力,是目前迫切需要解决的问题。 2目前水工钢结构课程存在的问题 水工钢结构课程是水利水电工程专业主要的专业课程之一,包括课程教学和课程设计两部分,其主要任务和基本要求是:学生通过本课程的学习,掌握水工钢结构的基本理论及基本设计方法,应能正确应用规范进行钢结构基本构件的设计,并具有初步分析和解决一般水工钢结构实际工程技术问题的能力。由此可见,水工钢结构是一门理论性及实践性都较强的专业技术课程。目前,我校水工钢结构课程教学一般安排在第6学期的1周~6周,只有24学时,比国内大部分水利高校的32学时少1/4,在临近学期末时再进行1周的水工钢闸门课程设计。存在着知识点多但理论课时少,工程实践性强但实践学时不足的矛盾。此外,由于课程教学与课程设计间隔时间较长,形成了理论学习在前,实践训练在后,理论与实践的间隔式划分界限分明,结果造成理论知识学习与实践能力训练的人为隔离,直接导致学生知识与能力的严重分离问题。而从学生角度来说,也存在着对课程重要性的认识程度不够,力学基础比较薄弱,空间想象力差等内在因素,形成了老师难讲、学生难学的不利局面,难以适应工程界对工程实践创新人才的要求[6,7]。 3“水工钢结构”理论与实践一体化教学改革设想 本文基于能力导向一体化的教学指导方针,针对水工钢结构教学中存在的理论与实践客观分离的问题,从水工钢结构教学过程着手,将理论教学和实践环节作为一个整体来考虑,实行理论与实践一体化教学模式,以提高学生的创新能力和工程实践能力。 3.1理论与实践一体化教学模式 鉴于水工钢结构课程理论学时和实践学时均较少,而在现有学分制条件下不可能增加学时,课程教学与课程设计分离的现状,推行“做中学”的教学模式,进行理论与实践的一体化教学。实际工程是工科类课程教学最具有活力的资源。在理论教学过程中,将实际工程引入课堂,可以激发学生的学习兴趣,特别是学生自己参与的实际工程,更能帮助其将理论知识和实际工程紧密联系起来,改善学习效果。在理论课程开始之前,结合实际工程或科研项目,根据多样化和一人一题的原则,拟定出每位同学的课程设计题目。在讲解完钢结构构件之后,讲授平面钢闸门理论知识之前,将课程设计任务书和水工钢闸门的参考工程图纸提前发给学生。让学生利用课余时间,参照图纸提前预习钢闸门结构体系布置方面的内容,画出结构布置草图;讲完次梁、主梁等各个构件设计方法后,学生根据自己的结构布置图进行设计计算。当理论教学结束后,学生就完成了一个实际水工钢闸门的设计过程。这种方法不但能使学生熟悉钢结构的整个设计过程,还发挥了学生的主观能动性,通过自己动手设计计算,使理论和实践有机结合起来,并且把学生课余时间充分利用,弥补了理论和实践教学课时量均少的问题。 3.2教学内容优化 作为一门结构设计类专业课程,必须与国家现行设计及施工规范、规程密切联系。目前,最新版SL74—2013水利水电工程钢闸门设计规范已正式实施,但是国内现有的“水工钢结构”教材普遍依据SL74—95水利水电工程钢闸门设计规范和GB50017—2003钢结构设计规范来编写,知识的更新相对比较滞后,并且个别教材的内容存在不少错误之处。而且,学生将大部分时间都花费在理论学习上,忽视相关规范的学习,会造成理论与实践的脱节。因此,依据最新规范,将水利水电工程及相关领域新技术、新成果纳入课堂教学,对教学内容进行适时更新和优化是非常有必要的。此外,引导学生熟悉ANSYS,Midas等结构设计软件,通过软件的实际操作,提高学生的学习兴趣与积极性。 3.3教学方式方法改革 图形(图像)能够简明、形象地表现钢结构构件的受力、连接形式,特别是能够对钢结构空间体系进行实景再现[8]。因此,在理论教学过程中除了采用图片和录像之外,结合3DMAX,Auto-CAD等三维建模技术和ANSYS等结构分析软件,制作利于展示的三维模型、动画视频以及实际工程的结构分析案例,让钢结构的结构体系更直观地展现在学生面前,提高学生的感官认识、空间想象能力,进而提高学习兴趣。在实践教学阶段,大部分学生均已完成水工钢闸门的初步设计方案。此时,先抽查学生汇报其设计计算结果,指出其设计方案和图纸表达中存在的问题;然后通过分组讨论的方式,引导学生查阅设计手册、规范和相关文献资料去解决设计过程中遇到的问题,提高其解决实际工程的能力。同时,鼓励有能力的学生使用ANSYS,Midas等结构设计软件进行数值模拟或EXCEL,VB,C++或Matlab软件编制小型程序计算,将数值计算结果和传统手算结果进行对比分析,使学生能更深入理解这两种算法的区别;将三维投影图和传统三视图进行比较,找出自己图纸制作中存在的不足。通过问题讨论、计算结果和图形对比分析的方式,可以增强学生对钢结构理论知识的理解和掌握,以形成初步的设计经验,并提高学生图纸表达能力。 3.4学生成绩评价机制改革 在学生成绩评价机制方面,改变传统教学法中通过书面考试进行理论知识点考核来反映学生学习情况的现状,增加与实践相关的考核内容,从理论知识掌握程度、平时学习态度(包括出勤、课堂讨论表现)、工程实践能力(包括查找文献资料、熟练运用软件或编制程序、图纸表达等能力)等多个方面进行学生学习成绩的综合评价,合理考虑各部分成绩的权重,建立全面、科学的学生成绩评价机制,引导学生注重实践创新能力的培养,提高人才培养质量。 4结语 在能力导向一体化教学体系下,如何通过水工钢结构课程体系的改革,实现培养学生创新实践能力的教学目标,是这门课任课教师一直探讨的问题。本文针对水工钢结构教学中存在的理论与实践客观分离的现象,提出了“水工钢结构”理论与实践一体化的教学模式改革设想。相信通过后续的实施、反馈与优化,能够逐步提高学生的学习兴趣和学习效果。 参考文献: [1]李敏艳,唐鸿儒,李生权,等.基于CDIO+PBL模式的计算机控制技术的实践与创新[J].高教学刊,2018(22):35-37. [2]戴素娟,李亚楠,王来,等.基于CDIO的“钢结构”课程设计改革与探讨[J].中国电力教育,2011(1):95-96. [3]黄铭.专业认证体系下水利水电工程人才培养模式研究[J].高等建筑教育,2017(4):14-17. [4]徐翘,童子林.水力学能力导向的一体化教学方式探讨[J].山西建筑,2016,42(32):249-250. [5]苏馈足,胡真虎,王伟,等.能力导向一体化教学体系下水资源利用与保护课程教学改革探索[J].教育教学论坛,2016(31):94-95. [6]郑健,王燕.“翻转课堂”在水利水电工程专业课程中的实证与分析———谈“水工钢结构”课程的课堂吸引[J].吉林省教育学院学报,2017,33(3):61-64. [7]姚惠芹,彭朝福.水工钢结构课程设计教学的实践与思考[J].中国电力教育,2011(22):101-102. [8]魏松,王慧,周安.图形记忆法在钢筋混凝土结构基本原理课程教学中应用探讨[J].教育教学论坛,2014(52):170-171. 作者:陈菊香 黄铭 魏松 朱亚林 单位:合肥工业大学土木与水利工程学院
工程机械机电一体化研究:工程机械中的机电一体化 一、工程机械中机电一体化应用所具有的优势 1监控作用工程机械中所具有的电子监控系统,其能够对机械设备的运行状况以及机械设备的实际应用状况进行有效的监测,当机械设备在运行过程中出现严重的磨损或者故障问题时,其能够发挥出本身所具有的诊断功能,发出报警提醒,使得相关的人员能够及时的对故障问题进行有效的排除,从而保障工程机械可以顺利的运行。这样就可以有效的保障工程机械的工作效率,从而降低安全事故出现的几率。 2节能功能在过去,工程机械在实际的施工中,其利用率相对较低,这样就造成了资源的严重浪费。而为了解决这一问题,相关的研究人员研发出有效的电子节能控制器,利用该控制器实现对工程机械设备的有效利用,使得相关的大型工程机械设备能量的利用率可以得到最大限度的提升,从而实现节能的发展目标,这样可以有效的保障资源的储备量,保持生态环境的平衡。而且利用该电子节能控制器,也可以使得工程机械的操作变得更加的简单,同时还能够降低机械设备的磨损率,使得机械的工作效率得到提升,这对于推动工程机械的发展具有积极的影响意义。 3保证成品的作业精度在工程机械中,应用电子控制系统,能够有效的提升工程机械应用的效率,在称量上,也可以有效的提升称量结果的精确度,使得称量的过程变得智能化和自动化,这样能够有效的规避因人工操作失误所带来的测量误差问题,从而可以使得成品在具体的作业中,作业精确度可以得到有效的提高。同时将电力控制系统应用到工程机械中,可以使得工程机械实现自动化,这样就能够有效的减少人工的应用,从而可以降低人工成本的支出,进而使得相关企业的经济效益可以得到提升。 二、机电一体化技术的发展趋势 机电一体化技术是在原有技术的基础上所发展得来的,其体现了现代化工程机械的发展趋势,其应用在工程机械中,使得工程机械的原有功能和性能都得到了极大的改进,从而有效的推动了工程机械企业的进一步发展。机电一体化技术通过计算机技术的支持,实现了机械工程的自动化和智能化。机电一体化在工程机械中所具有的发展趋势有以下几点: 1智能化趋势智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。智能化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、计算机科学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。 2微型化趋势微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3网络化趋势由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术迅速发展起来,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。 三、结语 总而言之,机电一体化具有许多突出的应用优势,其在应用到工程机械中后,能够有效的简化其操作的工序,从而使得相关工作人员的工作负担减轻,进一步的推动工程施工的开展,使得工程机械企业的经济效益可以得到有效的提升,实现工程机械企业的可持续发展。随着工程技术以及机械运行的不断进步,机电一体化技术得以出现,在这一技术出现后,其使得机械的运行效率得到了有效的提高,为企业发展节省了大量的人力、物力和财力,推动了企业经济效益的增长。可以说,机电一体化技术的应用,可以使得工程机械实现智能化和数字化,使得工程机械的质量得以提升,从而使得人们的生活更加的便利。 作者:刘继峰 单位:光大新能源(砀山)有限公司 工程机械机电一体化研究:工程机械中的机电一体化论文 1在工程机械中应用机电一体化技术的必要性 可以说,机电一体化技术的出现,将会是我国现代工程技术水平的重要体现,更是工程机械主要的发展趋势。而这一技术无论是对工程施工质量,还是工程机械的使用性能好坏,都有着关键的影响与意义。在实际的施工过程中,工程机械作为一种不可或缺的设备,随着施工单位对于机械设备的自动化要求越来越高,原有的工程机械技术已经无法再满足工程施工技术需求。因此,通过在工程机械设备中应用机电一体化技术,使其充分发挥自身高效、安全的实用性,确保在预期时间内完成工程任务,同时保障工程项目建设质量,降低工程建设成本。下面,就详细阐释了机电一体化技术在工程机械中应用的必要性,具体表现在以下几个方面:首先,由于当前大部分工程规模普遍较大,这就对工程机械设备的生产效率有着较大的要求,而机电一体化的工程机械能够有效提高施工效率,能够确保在规定时间内,交付工程项目。其次,在现代工程施工中,各大施工单位对于工程机械的耗能量有着明确的要求,通常都是希望在完成施工任务的前提下,又可以降低能耗量,真正实现节约能源,降低施工成本的根本目标。再者,如果工程机械设备的自动化程度越高,这就说明对于工程施工难度也就越高,在实际施工中,有很多分项工程项目是需要应用到大量工程机械。反之,若是这些机械设备的自动化程度较差,就无法充分保障机械施工质量。此外,在工程施工过程中,通常使用的工程机械设备自动化程度非常高时,一般就不会需要浪费大量的人力,甚至有些施工工作完全不用劳动力完成。并且,机电一体化技术的工程机械实际操作起来十分简单,只需一、两个操作人员即可,这就为施工单位节省了一部分的劳动力成本。最后,在工程机械设备应用一体化技术,不仅能够大大提高其使用寿命,还有效降低了运行故障的发生率,在充分保障工程施工质量的同时,还减少了一定的设备维修费用。通常上文几点描述,我们也不难看出,传统的工程机械技术已经无法在满足于现代化工程的施工需要,而机电一体化技术的出现,彻底解决了这些问题,尤其是在工程机械设备中占据十分重要的地位,达到了非常理想的施工效果。 2机电一体化在电力变压器绕线机的应用 电力变压器的环型铁心使用高导磁率的硅钢带绕置。用环型铁心绕制的电力变压器,具有低损耗、低躁声、漏磁小的特点,是近几年电力行业推广使用的电力变压器。电力变压器绕线机是制造这种电力变压器的专用设备。该绕线机可以绕制100kW以下的电力变压器的三相绕组。该设备能够根据绕组导线的线径调整绕制的速度;具有缓慢起动、停止的功能,以防止绕线机因快速起动造成断线的现象;能够自动记录绕组的绕制匝数;能够预置绕制匝数,当实际绕制匝数等于预置绕制匝数时,绕线机能够自动停车。可以说,在变压器绕线机中运用机电一体化,极大的提高了其运行效率和质量。其中,机电一体化绕线机的控制系统是由可编程序控制器和变频器组成。其控制面板包适各种按钮、选择开关,用于给PLC输入控制信号。绕组匝数的预置使用4位拨码盘,将4位十进制数转换成16位二进制数,送到PLC的输入口。旋转编码器将转数脉冲送到PLC的输入口,从而测定绕组的实际绕制匝数。旋转编码器将主轴电动机转数变为脉冲计数信号,作为比较数据。在这样的控制系统下,变压器的绕线机实现了较高的自动化和智能化,生产效率有了显著提升。 3机电一体化的主要发展方向 3.1智能化。机电一体化产品的智能化主要是使高性能、高速的微处理实现机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,机器人与数控机床的智能化就是重要应用代表。智能化通过对机器行为的描述,在控制理论科学的基础上,应用人工智能、运筹学、模糊数学、计算机科学、生理学、心理学等新思想和新方法,使机器具有逻辑思维、判断推理最终能够自主决策。 3.2模块化。模块化是机电一体化技术中的一项重要而艰巨的工程。机电一体化产品种类和生产厂家繁多的现实情况使得相关单位制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配,企业研制和开发具有标准机械接口、动力接口、电气接口和环境接口等的机电一体化产品单元,在这些标准单元的基础上就可迅速开发新产品,同时也可以扩大生产规模。 3.3微型化。微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势,泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积越来越小,耗能也越来越少,运动更加灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。综上所述,机电一体化在工程机械中的应用,具有很多优点,而且体现了工程的现代化。这项技术在工程机械中的应用取得了良好的效果,既加快了工程施工的进度,也提高了工程施工的质量,具有高效的特性。 作者:李松峰单位:特变电工沈阳变压器集团有限公司 工程机械机电一体化研究:工程机械中机电一体化技术的运用 摘要:随着科学技术的发展与进步,我国的机电一体化系统也逐渐从传统技术的束缚中走了出来,并充分融合了时代的技术成果,将技术充分的运用到了工程实践过程中。机电技术的综合性特征表现出技术领域的专业性,交叉学科的融合发展拓展了机电设备的应用领域。下面,本文就针对工程机械中机电一体化技术的应用进行简单分析,以供日后参考。 关键词:工程机械;机电一体化技术;应用 简单来说,所谓的机电一体化技术,指的就是机械电子学,它可以对计算机信息技术以及机械技术等技术均有所涉猎,是一种实践性以及系统性极强的技术。该技术在20世纪70年代就已经被人们所知晓,随着现阶段社会经济以及科学技术的不断发展,微电子技术的产生使让机电一体化技术发生了巨大的改变。它在工程机械领域的大范围应用,不仅可以提升生产质量、产品的性能以及工程机械的施工效率,还能很大程度上改变现阶段的机械面貌。 1工程机械机电一体化技术概述 (1)工程机械现状分析。从本质上来说,如果我们想要有效的提高工程机械的应用效率,把机电一体化技术引入其中,就必须要对工程机械的使用性能有一个充分的了解,才能对工程机械中的机电一体化进行系统的探究。随着社会经济的不断发展,工程项目中的人力作用已经在逐渐的消退,取而代之的是机械化施工,机械化在工程中的施工可以很大程度上减少施工中的人力成本,还可大大提高工程的运行效率。要想使施工进程的工作效率最大化,就要逐步对机械性能进行更新,电子信息系统的应用与探索在不断促进机电一体化的发展进程,所以现阶段的工程机械所面临的要求就是要把机电一体化应用到工程机械当中。 (2)机电一体化的概述。就针对于目前的实际情况来看,我国的工程机械依然处于关键的发展时期,所以将机电一体化应用到工程机械当中成为现阶段发展阶段的必然要求,机电一体化的应用可以促进工程机械的发展,并且使得机械工程逐步地向综合且系统的趋势发展,这样会大大提高工程机械的运行效率,而且也会对工程机械的投入使用效果进行改善,提升经济性以及可靠性。在现阶段的工程机械的制造过程中对机电一体化的使用主要体现在微电子处理器方面,以此来实现综合的处理以及优化、总结项目中的系统设备。随着当前经济水平的不断提升,随之而来的工程机械的发展在不断为机电一体化引导发展方向。在现阶段的工程项目发展过程中,电子设备的应用依旧是运行的主体,并且相关的技术也在工程机械的运行过程中被大范围的引用,比如工程中设备运行过程中的自主故障消除与检测以及实时动态检测等,而且电子控制设备也在安全、高效以及经济的应用至大型的工程机械当中。根据可靠的调查数据显示,我国对工程机械的进口数量在不断提升,这也是当前机械工程在发展中面临的重要问题。 2工程机械中机电一体化技术的应用策略 (1)降低机电设备消耗。就针对于传统的柴油动力的机电设备来说,由于其自身的缺陷已经难以完全满足时代的发展需要,因此,我们应当全面提升技术含量,减少柴油消耗,提升节能技术含量,减少废弃物的排放。在追求工作效率最大化的同时将消耗能源减到最小,平衡消耗和污染两个重要问题。在提升节能技术过程中,在机电设备系统中加入电子控制系统,削减柴油输出,减少耗油损失,来提高能源利用率。 (2)提升自动化能力。从本质上来说,所谓的机电一体化,指的就是机电工程自动化技术的革新,传统的机电一体化已经具备自动化功能,但自动化水平较低。机电一体化的发展趋势就是逐渐提升自动化水哦的过程,自动化的发展将提升工作效率,减少人员投入,降低生产成本,保障产出和效率。自动化是从技术主体为出发点,机电自动完成工作任务,在面对突发问题时自动解决或停止工作,在自动分配过程中保证工程规律性进展。机电自动化发展将提升机电设备的工作能力,减少部分因素的影响,保障整体工程顺利进展。机电一体的智能化是随着互联网信息技术发展而来,智能化的机电设备对技术要求提升到一个新阶段。智能化发展使现代技术提倡的发展战略,也是国家鼓励的机电技术创新政策。提升机电设备整体信息储备能力,协调机电设备各项功能,保障系统化的系统力度。系统化发展是将整体化只能技术进入信息处理阶段,提高信息处理能力,习惯成全系系统化发展模式。同时,利用光学技术,改善传感器敏感度,精确设备,提升技术应用能力。 (3)制定系统化发展战略。事实上,要想促进机电一体化的发展,就要求我们必须要基于机电技术和机电设备,坚持发展理念。机电一体化在未来发展方向上应制定系统化的发展策略。系统化发展包括几点技术在一定程度上应用于实际工程中的系统性,在落实工程建设过程中独立运营机电系统,在多个机电设备同时工作的情况下,有效协调工作内容,形成系统化分配方案。在应对外界变化时,及时采取有效方式。以上的机电一体化都要求机电设备附有完善的自律分配系统。更好地完成机械工程工作。在信息技术发挥作用的今天,对机电工程全方位系统化发展目标越来越明确,全方位的机电一体化系统将从不同方面规划机电工程,对自动化操作制定更晚辈的一体化指令。在人工智能化的时代背景下,发展方向越来越体现出系统化科学化。机电一体化体现出机电工程中的电子工程尤为重要。随着机械工程难度的提升,机械工程要求复杂性和精确性相结合。对于传统的机电一体化设备的继承,光机电一体化加入了光学原理,在设计制造的过程中融入科技内涵,提升了科技含量,尤其对光学利用中传感器的使用,体现在各个系统结构中。所以,制定系统化的机电一体化发展规划,是提升机电技术水平,提高机电设备科技含量,提升机电工程效率的有效保障。 3结语 总而言之,机电一体化技术的使用价值逐渐提升,机电自动化发展也逐渐完善,精确化智能化成为未来机电一体化系统发展的方向。文章从机电一体化系统的应用特征入手,分析几点一体化系统在实际工程中应用情况。在科技领域,机电技术是科技融合发展的重要方面,以机械设备为基础,融合电子信息技术等多学科的结合发展,推动技术水平的提升。机电技术为各领域的发展提供技术来源,学科之间理论与实践的结合,互相渗透在技术领域中。 作者:马永薪;许永行 单位:四川省成都理工大学 工程机械机电一体化研究:工程机械机电一体化论文 1机电一体化概述 机电一体化作为一门独立的交叉学科,具有跨学科性、综合性性的特点。现代信息时代的到来,尤其是现代计算机技术的不断改进和完善,促使机电一体化飞速发展并且在现实生活中得到前所未有的广泛应用。 2机电一体化发展趋势 随着各科技术的不断发展、相互融合,以及社会经济发展对机电一体化提出的必然发展需求,导致机电一体化在未来的发展过程中将呈现以下几大趋势: (1)智能化。人工智作为科技进步的一种体现,代表着一种新的生产力,在问世之初就得到了社会各个方面的关注。“智能化”的主要描述对象是机器设备的行为,这是各科学技术相互融合的一个必然结果,即结合控制理论、计算机科学、心理学等新思想,使机器本身如同人类一样具有逻辑、判断以及自主决策等能力,从而更好的控制发展进程,实现目标。 (2)微型化。微型化主要指的是物体的体积方面,泛指机电一体化产品的体积之小,其尺单位一般用毫米,甚至是微米、纳米。微型化的主要特点是主要体现在:体积小、耗能小、运动灵活。机电一体化技术的微型化将在社会的各个方面得到应用,尤其是精细化的行业和部门,如:医疗、军事、信息等多个方面。 (3)绿色化。社会的持续发展给人们带来巨大改变,在物质丰富、生活舒适的同时,资源减少,生态环境严重污染等问题要同时浮现。在保护环境成为社会发展的必然前提的社会环境下,绿色产品的概念应运而生。作为绿色产品必需满足符合环境保护及人类健康这两大硬性指标,这主要体现在其产品的设计、产品的制造过程、产品的使用以及使用后期的销毁的几大方面。而作为机电一体化这一特殊的对象,其绿色化主要体现在产品的使用以及使用后期的销毁的两大大方面,即在使用的过程中不污染生态自然环境,同时能够回收利用。设计绿色的机电一体化产品,顺应了时代的发展要求,将具有广阔的发展前景。 (4)模块化。在现实社会的生产过程中,生产具有标准的、统一接口的一体化产品需要具备两大方面的因素:第一、一体化产品的各种类具有明确的技术标准,第二,生产机电一体化电子产品的厂家能够严格按照各种类的技术标准进行生产,且所生产的产品各项技术指标过关。但是,现实社会中这两方面的因素不能够达到生产标准化、统一接口的机电一体化产品单元,成为一项十分复杂的事情。但研制和开发具有标准接口机电一体化产品单元本身对于机电一体化的发展是非常重要的事情。 (5)网络化。随着网络技术的发展,科学技术、工业生产、人们生活等方面都发生了重大改变。在全球经济发展过程中,各产品的生产、销售等各个环节都随着网络的全球化纳入到全球经济发展过程中,各企业之间的竞争也随着这种进程呈现出全球化的态势。可以毫不夸张的说,只要研制出的机电一体化新产品满足社会需求且质量保证,畅销全球将不是问题。 3机电一体化技术在工程机械中的应用 机电一体化技术在被引进工程机械这一领域后,其应用领域及范围非常广泛,这主要源于机电一体化技术在工程机械领域所产生的以下几大方面作用: 3.1监督与控制 机电一体化这一技术被引入到工程机械领域之后,在该领域所发挥的作用主要是利用电子一体化产品的各种功能如智能化,其所发挥的作用主要多种多样,其中监督与控制作用是在该领域所发挥的关键作用之一。监督和控制主要是利用了机电一体化的半智能化特点,对工程机械的使用过程及故障的出现进行自动的监督和控制,从而减少相关事故的发生,提高安全性。这主要体现在以下三大方面:第一、电子监控,第二、自动报警、第三、故障自诊。 3.2节能降耗 没有将机电一体化引入至工程机械领域时传统意义上的工程机械领域,存在一个非常突出的问题:功能与功能之间无一定的相关性、联系性,呈现相互杜历的态势,这就致使各功能之间不能进行有机的协调统一,从而致使设备的利用效率偏低,生产资源浪费相对比较严重。 3.3提高作业精度 产品的作业精度直接影响着工程的质量,对于工程所具有的各种效益必将产生直接的影响。这不仅体现在施工过程中,在简单的产品生产过程中同样如此。一般情况下,机床加工的不良产品的成因主要是人的因素,即人的技术水平以及操作经验。机电一体化技术在工程机械中的引用,很大一方面是借助电子系统的精密控制系统,从而,不仅实现了其自动化、智能化,而且同时减少人为因素引起的各种失误和偏差,从而提高工程机械工作的精密程度,确保产品质量。 3.4降低劳动强度 目前,工程机械施工操作过程中呈现的自动化或者半自动化这一特点,是对机电一体化技术引入后的一个必然结果。这促使在施工过程中,劳动者的劳动强大得到大大降低,同时能够在同时间段内完成各种不同工作,促使工作效率得到大大提高。 4结语 机电一体化技术是各种科学技术共同发展、相互融合的产物,是社会进步的一种标志、体现。机电一体化技术在引入至工程机械中的后,所起的作用不仅包括对工程机械的工作过程进行监督和控制,从而降低生产过程中的能耗,提高作业精度、提高产品质量,同时降低人员的工作强度,使人力资源得到更好的配置。 作者:顾子旭 单位:河北南玻玻璃有限公司 工程机械机电一体化研究:机电一体化在工程机械中的应用 一、机电一体化概述 就机电一体化化技术的内容来说,其中最主要的内容就包括机械、电子技术以及计算机这三个方面的内容,机电一体化技术通过利用计算机技术来推动工程的发展。所谓的机电一体化就是在机械设备所具有的原有功能上,结合现代各种先进的技术,来对机械的工作效率以及工作水平等进行提升的一种技术手段,在各个企业中应用机电一体化都可以有效的推动企业的发展,从而实现企业的可持续发展。在机电一体化中所包含的三方面内容都各自有着各自的功能,其可以根据施工具体要求的不同,而发挥出不同的作用。但是,机电一体化系统在运转的时候,也需要依据一定的要求和原则,要有序的进行运转工作,保障每个运转环节都能够顺利的进行,从而避免出现严重的运转失误现象。因此,在工程机械中应用机电一体化的时候,要坚持机电一体化系统运转的原则,对其运转的特点进行全面的了解,以保障工程机械生产可以顺利的进行。 二、工程机械中机电一体化应用所具有的优势 1监控作用 工程机械中所具有的电子监控系统,其能够对机械设备的运行状况以及机械设备的实际应用状况进行有效的监测,当机械设备在运行过程中出现严重的磨损或者故障问题时,其能够发挥出本身所具有的诊断功能,发出报警提醒,使得相关的人员能够及时的对故障问题进行有效的排除,从而保障工程机械可以顺利的运行。这样就可以有效的保障工程机械的工作效率,从而降低安全事故出现的几率。 2节能功能 在过去,工程机械在实际的施工中,其利用率相对较低,这样就造成了资源的严重浪费。而为了解决这一问题,相关的研究人员研发出有效的电子节能控制器,利用该控制器实现对工程机械设备的有效利用,使得相关的大型工程机械设备能量的利用率可以得到最大限度的提升,从而实现节能的发展目标,这样可以有效的保障资源的储备量,保持生态环境的平衡。而且利用该电子节能控制器,也可以使得工程机械的操作变得更加的简单,同时还能够降低机械设备的磨损率,使得机械的工作效率得到提升,这对于推动工程机械的发展具有积极的影响意义。 3保证成品的作业精度 在工程机械中,应用电子控制系统,能够有效的提升工程机械应用的效率,在称量上,也可以有效的提升称量结果的精确度,使得称量的过程变得智能化和自动化,这样能够有效的规避因人工操作失误所带来的测量误差问题,从而可以使得成品在具体的作业中,作业精确度可以得到有效的提高。同时将电力控制系统应用到工程机械中,可以使得工程机械实现自动化,这样就能够有效的减少人工的应用,从而可以降低人工成本的支出,进而使得相关企业的经济效益可以得到提升。 三、机电一体化技术的发展趋势 机电一体化技术是在原有技术的基础上所发展得来的,其体现了现代化工程机械的发展趋势,其应用在工程机械中,使得工程机械的原有功能和性能都得到了极大的改进,从而有效的推动了工程机械企业的进一步发展。机电一体化技术通过计算机技术的支持,实现了机械工程的自动化和智能化。机电一体化在工程机械中所具有的发展趋势有以下几点: 1智能化趋势 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。智能化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、计算机科学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。 2微型化趋势 微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3网络化趋势 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术迅速发展起来,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。 总而言之,机电一体化具有许多突出的应用优势,其在应用到工程机械中后,能够有效的简化其操作的工序,从而使得相关工作人员的工作负担减轻,进一步的推动工程施工的开展,使得工程机械企业的经济效益可以得到有效的提升,实现工程机械企业的可持续发展。随着工程技术以及机械运行的不断进步,机电一体化技术得以出现,在这一技术出现后,其使得机械的运行效率得到了有效的提高,为企业发展节省了大量的人力、物力和财力,推动了企业经济效益的增长。可以说,机电一体化技术的应用,可以使得工程机械实现智能化和数字化,使得工程机械的质量得以提升,从而使得人们的生活更加的便利。 作者:刘继峰 单位:光大新能源(砀山)有限公司
1引言 2014年,山西省森林保险工作按照“边探索、边推进,探索中推进,推进中探索”的思路,在全省范围内铺开。2014年,全省11个市的110个县和8个省直林局与人保财险、国寿财险公司签订了生态公益林保单,近年来,虽然山西省生态公益林保险近年来投保面积不断扩大,保障水平不断提高,保险赔付率显著增长,生态公益林保险取得显著的发展,但是仍旧存在政府补贴方式不够科学合理,保险产品设计人为性及随意性较强,保险赔偿方式单一等问题,山西省生态公益林保险政策尚需完善。 2山西省生态公益林保险运营模式 2.1政府参与模式 保险作为一种金融产品,其运营通常应遵循市场机制,即产品的设计、销售、服务应该交给保险公司等市场主体,产品的交易和定价应遵循市场经济原则。然而,生态公益林作为一种既有鲜明外部性的公共物品,仅仅依靠市场机制无法实现供需均衡。为了解决市场失灵问题,政府的作用不可或缺。目前山西省森林保险实施方案采取的是“政府引导、市场运作”的原则。但从山西的实际情况看,农户作为生态公益林的生产经营主体,既不拥有对生态公益林的所有权,又不享有经营生态公益林所带来的全部收益,因此没有投保动力;保险公司作为产品的供给主体,既缺乏产品设计的定损理赔所需的专业背景和经验,又面临着市场自发需求不足的困境,因此不会形成供给意愿。在这样的情况下,如果主要发挥市场机制的作用,政府仅仅起到“引导”作用,则根本无法形成保险产品的有效需求和供给,整个保险市场无法维系。鉴于此,山西省目前采取的是政府全面“参与”保险运营的模式,这种“政府参与,市场运作”的模式凸显了政府在保险运营中的主体责任,符合生态公益林的公共物品属性,解决了依靠市场机制无法形成保险产品供给与需求的难题。 2.2补贴方式选择 政府对生态公益林保险的补贴模式有两种:全额补贴和部分补贴。山西与大多数省份一样,对生态公益林保险实行100%的全额补贴。目前采用的这种全额补贴方式在是由于生态公益林补偿金过低,经营主体无法享有生态公益林经营的收益,不会产生自发的投保意愿,有效需求不足导致保险运营的大数定律无法满足,进而导致保险公司不具备承保意愿。如果政府不承担全额保费,那么将无法形成生态公益林保险市场的有效需求与供给。因此,作为体现生态价值和全体社会成员公共福利的公共品,生态公益林保险市场的均衡必须依靠政府强有力的干预,全额保费补贴成为必然的选择。 2.3投保模式选择 生态公益林的投保模式一般分为两种:一是以农户作为投保主体;二是以县(区)林业局和国有林场作为投保主体,即统保。投保主体的选择关键是要使生态公益林保险能够顺利开展。山西省生态公益林保险目前采用统保的模式,即以县(区)林业局和国有林场作为投保主体,而不是以农户或村集体作为投保主体,这与全国其他省份生态公益林保险的投保模式一致。以农户或村集体作为投保主体会产生逆向选择和道德风险问题。对于农户来说,生态公益林正常生长带来的唯一收入是微薄的生态补偿金。可是一旦发生火灾,受益人将会得到更高的保险赔偿金。加之林区地形复杂,纵火与自然火灾不易识别,这有可能诱发农户的道德风险。即使将赔偿用于重建,这也变成了一种变相的融资行为。此外,林农在重新栽种林木时首要考虑因素为再植成本吗,因此林农倾向于栽种种植成本低的树种,但此类树种往往生态效益较之前树种会大打折扣,长此以往会对整体生态公益林的恢复造成很大破坏,这就是林农作为投保主体的道德风险。如果以分散的农户作为投保主体,那么保险公司的承保与理赔工作将直接与对保险并不熟悉的大量投保人对接,这会产生很高的交易成本。如果以村集体作为投保主体,村集体成为农户的最终的人。一方面,村集体有着自己的利益和动机,他们可以将赔付资金截留,或在赔付过程中故意或人为性的造成利益不公;另一方面由于委托者对人的监督将耗费较高的成本,因此委托者在监督时遵循有限理性原则无法对者进行有效的监督,催生了者“败德行为”的发生。为避免以分散农户和村集体为投保人产生的高昂交易成本,统保模式也就成为了必然的选择。综上所述,正因为山西省生态公益林具有重要的战略地位,其在维护生态安全,建设环境友好型城市和资源节约型社会,构建社会主义和谐社会等方面发挥着重要的作用,而林农和村集体作为投保主体将会产生逆向选择、道德风险和交易中的委托问题从而增大交易成本,而这种道德风险若是发生将造成山西地区生态失衡、环境恶化、气候破坏、水土流失、生物多样性的丧失;同时,委托问题也或增加农户上访的概率,引发社会动荡。如此等等,贻害无穷。以山西省林业管理部门作为投保主体,能够有更强的约束保证理赔资金重点用于灾后重建,对于维护山西生态安全具有重要的现实意义。 2.4保险产品设计 2.4.1保险金额 保险金额的确定有“保成本”、“保收入”、“保价值”三种选择。保成本补偿灾害后林木的再植成本,保收入补偿林业生产经营者因灾害造成的收入减少,保价值补偿灾害对林木经济价值乃至生态价值造成的损失。目前山西省生态公益林保险目前按照“保成本”原则设计保险金额,但实际上每亩1200元的保险金额远低于实际的再植成本,无法达到恢复造林的目标。在现有的保险条款下林农的利益无法得到保障,影响了其投保积极性。此外,由于不同区域和树种再植成本的同质化程度远高于价值,因此“保成本”产品设计思路客观上使得费率分区的意义不大,使得产品创新难以发挥应有的作用。 2.4.2保险费率 目前山西的生态公益林保险费率由政策统一规定,费率厘定缺乏精细化、定量化的科学依据。森林保险的本质是投保人通过投保将自身的风险转移给保险人,从而实现风险分散。而目前山西省生态公益林保险在保险费率厘定方面人为主观随意性较强,没有经过保险精算,因此不够科学。具体来说,保费率分成两部分:纯费率和附件费率,纯费率应覆盖风险导致的灾害损失,附加费率应包含保险业务运营的成本保险公司目标利润。而目前山西省生态公益林保险的纯保费率并没有反映损失情况,同时定损理赔成本完全由政府承担,没有反映在费率中。目前全国生态公益林保险费率平均水平在3‰左右。费率过高也会加重被保险人以及中央和地方的财政负担。 2.5保险赔偿方式 由于生态公益林灾害管理的特殊性,决定了其保险赔偿方式不能仅局限于一般财产保险的事后损失补偿,而应注重事前防灾减灾管理方面的投入。目前山西省生态公益林赔付率过低,2014年赔付率不足10%,可能的原因有两方面:一是林业管理水平较高,出险率和损失率较低;二是林业风险具有很大不确定性,不同年份间差异极大,山西省森林保险试点还不到两年,此时赔付率低也是合乎常理的。山西可借鉴北京的做法,在结余保费中提取减灾防损资金,用于风险的事前防范与管理。 3山西省生态公益林保险模式优化建议 针对山西省森林保险在实施过程中出现的问题,应采取以下几点优化措施:首先,优化补贴方式,实施差异化补贴方式。对于财政困难的地区,提高中央补贴比例或取消县级财政配套的要求。由于山西采取统保方式,财政应对保费进行全额补贴。其次,完善保险方案,科学设计保险产品。科学确定保险责任、保险金额、保险费率、理赔方式等要素,扩大保险责任范围,丰富险种,提高保险金额,降低保费率水平。最后,完善灾害预防管理体系,建立灾害损失评估系统。林业部门牵头成立防灾减灾工作组,由政府部门、金融机构、林农三方参与,完善灾害的预防管理体系建设,另外,由林业部门将历年灾害发生的损失情况做出详细统计,在充分数据的基础上,通过科学合理的测算,加强各级组织的协调,推动灾害损失评估系统的建设。 参考文献 [1]王珺,冷慧卿.中央财政森林保险保费补贴六省试点调研报告[J].保险研究,2011,(02):48-56. [2]刘春广,刘跃林.北京市政策性农业保险制度建设的实践与思考[J].保险研究,2010,(03):72-77. [3]陈绍志.关于我国森林保险政策及运行机制的研究[J].林业经济,2011,(11):78-81. 作者:李昊 王梦 单位:北京林业大学经济管理学院 河北水利电力学院经济管理学院
摘要:文章介绍了数控编程课程教学改革实践,其包括:以典型零件作为学习载体,设计了包括探究新知、工艺编制、仿真加工以及机床加工四个环节并形成外循环,每个环节内均通过发现问题、分析问题、解决问题三个步骤形成内循环;融合了线上线下混合式教学模式;建立了学生分组合作、讨论和四个维度相结合的多元评价方式机制等。教学效果表明,通过内外循环模型不断迭代,知识的裂变最终带来技能的聚变,提高了学生的实践能力,提升了教学团队的业务水平,培养了其团队协作、精益求精的工匠精神。 关键词:课程改革;数控编程;混合式教学 《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》指出,培养工程实践能力和创新能力强的工程技术人才是高校创新实践教学的重要任务[1]。《中国教育现代化2035》指出利用现代技术加快推动人才培养模式改革,实现规模化教育与个性化培养的有机结合[2]。《江苏省“十四五”教育发展规划》指出完善德技并修、工学结合的育人模式,弘扬劳模精神和工匠精神,强化实验、实训、实习等实践教学体系的质量管理。适应生源多样化特点,深入推进课堂教学改革,实施行动导向教学,推广线上线下混合式教学、理实一体教学等新型教学模式[3]。数控编程是面向高职数控技术专业开设的一门专业核心课程,是理论与实践一体化的课程。通过对课程的教学改革,旨在通过培养学生综合分析和可持续发展能力,为其将来从事数控设备操作员、质量检验员以及加工工艺编制员等岗位工作打下基础,同时,也培养其团队协作、精益求精的工匠精神。 1教学设计 本课程在专业课程体系中处于承前启后的地位。课程开设在第三学期,在本课程之前,学生们已学习了机械图样的识读与绘制、普车技能实训、数控机床原理课程,具备了初步的识读零件图纸、普通车床操作等能力。本课程将进一步提升学生在轴类零件图纸方面的识读能力,强化工卡量具的使用能力,同时培养手工编程与机床调试校验的能力,并逐步践行精益求精的理念。同期开课的课程有数控加工工艺,与本课内容都有相关性,课程之间可以相互补充,相互促进。本课程的学习还将为后续学习数控车床加工技能训练课程及完成毕业设计、顶岗实习奠定基础。本课程响应《国家职业教育改革实施方案》的号召,基于“中国制造”向“优质制造”“精品制造”转型的背景,面对服务企业转型升级对数控技术人才的需求,紧密贴合地方经济发展,对接校企合作企业,对标“1+X”数控车铣加工职业技能等级要求,将教学内容整合并融入三大模块中。以企业典型工作任务为载体组织教学内容,以实现学生的全面、自由、个性化发展为目标,渗入“德技并修、立德树人”的教育理念,最终实现培养高素质、高技能复合型人才的目标。 1.1教学内容处理 课程按照零件常见加工类型分为轴、盘、套三个模块,每个模块根据零件加工的难易程度划分为“简单零件加工”和“复杂零件加工”两个项目。加工难度与要求从模块、项目到任务,皆遵循由简单到复杂的原则,模块知识呈并列关系分布。每个任务均采用企业真实或典型的零件为教学载体,逐步渗入数控手工编程的相关知识,并通过引入自动编程和技能大赛任务工艺分析,实现岗、课、赛、证综合育人的同时,满足当前行业发展对高技能技术人才的需求,有利于学生构建复合型的职业能力[4]。每个项目由四个任务构成,选用典型零件图作为学习载体,综合考核项目四个任务所涉及指令,由浅入深构建教学情景,完成零件加工的学习。将职业素养的养成和岗位技能贯穿始终,每个任务由“探究新知”“工艺编制”“仿真加工”“机床加工”四大环节构成,紧扣企业生产加工流程,通过问题牵引的方式将任务难度分解,实现理论知识与能力技能的自然过渡。在虚实结合的情境中帮助学生顺利完成知识迁移、应用等问题,推进“三全育人”,践行知行合一。 1.2教学策略分析 通过对机械制造企业工作岗位的调研以及日常教学反思总结可知,本课程主要的教学重难点是编程代码格式、走刀轨迹路线理解以及程序的编程思路。坚持以学生为本,以典型工作任务为载体,以工作过程为导向,采用混合式教学模式,多维互动化解教学重难点;将课堂教学与真实任务和真实问题相联系,在虚实结合的情境中引导学生小组协作、自主探究;以复合循环指令应用为主线,贯穿课堂始终,突出教学重点;采用看(观看视频)、论(小组讨论)、练(学生练习)、评(环节点评)化解教学难点。课前学生在丰富的自录微课资源的协助下通过“职教云”平台参与在线讨论,在线测试等方式完成课前预习,教师根据学生预习情况及时调整教学策略。课中通过职业情景的创设,由质疑旧知引入新知,以问题牵引新知探究,引导学生主动思考探索,完成理论知识储备。活学活用,尝试编制零件加工工艺,并通过斯沃仿真软件校验程序编制正确与否,在此过程中不断发现问题,解决问题,修改完善任务加工程序,学会经验共享,借助团队力量完成任务,最终完成零件的真实加工。 1.3教学资源 课程教材主要采用课题组教师团队自主开发的校本教材,贴切师生实际教学需求,该教材为新型的立体化教材,具备以下两个主要特点:⑴教学内容新颖。紧跟机械行业发展方向,与企业合作开发建设,提供了最新的零件加工工艺案例。⑵教学资源丰富。有配套的课件、视频、动画、微课、仿真软件及信息化教材等,丰富的信息化资源可以对课程的实施起到很好的支撑作用,常用的资源主要有四个:——国家职业教育专业教学资源库标准化课程,对本课程的实施起到很好的补充和支撑;——校级特色在线开放课程数控编程与仿真加工,可有益地拓展本课程的知识领域;——在“职教云”平台中构建属于自己的在线教学环境,为自己的学生开设专属在线课程,方便开展线上线下混合教学;——教师自己录制丰富的微课资源,在纵向延伸知识点深度的基础上,解决教师工作量大且重复的问题,便于实施分层次教学。 1.4教学评价 结合技能大赛、技能鉴定和企业评价标准,采取“自评+互评、企业+教师、线上+线下、过程+结果”四个维度相结合的多元评价方式,侧重于对学生学习态度、学习能力、职业素养、劳动意识及安全环保意识方面的考核。教师提前将学生自评、小组互评的考核内容录入“问卷星”考试平台并生成二维码,课上学生用手机扫码进行评价,教师用Pad在线打分,方便快捷。学生在“职教云”平台的课前自学、在线测试成绩、课堂学习轨迹记录等均由平台自动记录,生成过程性评价;同学之间相互对学习态度和协作能力等进行主观性评价;教师对学生在线提交的任务仿真过程报告、模型实物加工给出总结性评价;课后线上联系企业技术员,进行产品验收,从而形成多元化的动态考评体系。多元化的评价手段改善学习习惯,优化学习方法。 2教学实施 为了清楚地描述教学实施过程,以工艺品葫芦模型为加工对象,采用线上线下混合的教学模式,利用网络课程资源实现翻转课堂,让学生在课前时间完成自主学习,课堂上教师与学生之间充分互动,解答疑惑、汇报讨论,课后线上交流,从而达到更好的教学效果。 2.1课前预习 课前学生通过职教云平台观看视频,参与在线讨论,在线测试等方式完成课前预习。教师根据学生预习情况及时调整教学策略。 2.2课中探究 遵循学生的认知规律,以工作任务为载体,将思政教育贯穿始终,教学活动依次设计为新知探究、工艺编制、仿真加工和机床加工四个环节。 2.2.1新知探究环节 课堂导入,播放《葫芦娃》视频,激发学生兴趣的同时,使学生明白“福禄万代”的寓意,讲解彝族史诗《梅葛》汉、傣、彝、藏、白、回等九个民族,都是从一个葫芦里走出来的亲兄弟。在明确本次教学任务的同时,润无声色地进行中国传统文化教育。⑴下发任务,任务分析提问:能否利用旧知G71,完成该图程序编程?如果不行?什么原因?通过对两组刀轨进行演示对比,唤起旧知,引出新知指令,提高学习积极性。⑵新知探究播放G73指令轨迹动画,提问该画中所包含哪些要素?直观形象地将三个问题呈现给学生。学生根据课前预习新知掌握情况,小组代表利用仿真软件进行操作演示,观看走刀轨迹,学生代表举手发言,教师布置测试题。学生分享对三个问题的掌握情况,说出各个参数的含义,通过逐步深化,为工艺编制奠定基础。 2.2.2工艺编制 ⑴情境引入,明确任务在理解G73指令之后,完成工艺卡片编制,组织各小组工艺方案汇报。小组代表阐述组内方案后,点评,确定最终工艺方案。⑵任务实施圆弧加工注意什么?对圆弧的加工,如何避免刀具干涉?引导学生去想象,教师采用软件仿真呈现干涉现象。教师巡回指导答疑,观看学生编程进度,回答学生疑惑。⑶阶段评价对工艺分析这一环节中出现的问题进行点评,集中讲授学生出现共性的问题。在总结点评的基础上,加深对G73指令的理解以及如何选择不同刀片的应用场合。最后,评选葫芦工艺编制最快学生。 2.2.3仿真加工 ⑴情境引入,明确任务播放三秦工匠李晓佳事迹,对学生进行教育,学习主人公追求卓越的精神,执念细节的态度。使学生明白工匠精神应成为人生的价值标高,成为人才质检的衡量标尺,零件加工务必精益求精[5]。任何一把刀尖都不可能绝对锋利,在刀尖处都存在一个圆弧半径,进而导致过切或少切,从而引出新知指令刀尖圆弧半径。⑵任务实施如何保证圆弧的精度?即将原来控制刀尖的轨迹转化为控制刀尖圆弧圆心的运动轨迹。通过教师的讲解,学生掌握刀补和刀沿方位号的判别方法,以及如何对刀的方法。教师演示操作,以R2圆弧刀为例,采用G42,刀沿号为8,R2,X轴正常对刀,Z轴对刀为2。学生观看仿真演示操作过程,掌握刀补的方法。教师巡回指导,收集问题,学生通过微课自学+组内讨论+教师答疑,解决葫芦模型仿真加工出现的各种报警信息,记录问题。完成葫芦模型加工后,网上提交作品。⑶阶段评价对该环节中出现共性的问题进行点评,特别强调国产数控系统的指令和FANUC系统的不同之处。各组代表汇报本组出现的问题,其他同学查漏补缺,在教师点评的基础上,固化新知,最终化解难点。最后,提交斯沃仿真轨迹过程成绩,参与仿真之星评选。 2.2.4机床加工 ⑴情境引入,明确任务实施播放国产数控设备加工视频,虽然国产数控机床产业确实取得很大发展,但距离工业强国的数控机床水平还远远不够。通过教师的教育,激发学生爱国热情,好好学习,报效祖国。⑵任务实施师生一起整理服装,确保领口,拉链,袖口扎紧,养成文明生产习惯。巡回指导,适度点拨,引导学生找出原因及解决措施。注意加工过程中对刀是否正确,退刀是否合理,工件是否装夹牢靠等安全问题,安全第一,做好督察工作。学生装夹工件、刀具,对刀操作,编程人员将仿真校验后的程序输入到数控机床,校验程序。观看粗加工走刀轨迹,注意安全,检测加工余量,调整刀补,进行精加工。加工完毕,取下工件,工具收纳,场地清洁按照6S标准,规范放置工卡量具,整理现场。经过程序编程、软件仿真以及机床加工三个环节的不断迭代,自然而然地化解教学难点。⑶阶段评价监督学生进行零件质量检验,提醒规范使用量具,正确测量。各组学生按照葫芦评分标准完成自检与互检检测。组织并听取各小组代表的总结及学习心得,点评补充,并对本任务进行总体评价。通过评价学会反思,培养学生独立思考的能力,提升学生的学习自信心和挫折耐受力,促进学生知识学习和素质养成。 2.2.5课后拓展 在“职教云”平台课后任务,布置三个不同层次的拓展性问题供学生选择,让学有所成者、学有所思者、学有所创者都能充分发掘潜能。在线评阅,提交修改意见,总结归纳学生意见,优化教学。联系企业相关人员,沟通反馈,听取企业验收意见,完成网上评价。 3教学反思 3.1效果与特色 ⑴选题具有典型性在学习内容的选择上,本课题源自企业真实生产订单,工件轮廓具有代表性、所涉及的指令代码具有广泛性、加工过程具有完整性、课题类型具有趣味性、技能素养具有成长性。⑵打通内外循环,实现双效提升通过探究新知、工艺编制、仿真加工以及机床加工四个环节形成一个外循环,每个环节内均通过发现问题、分析问题、解决问题三个步骤形成一个内循环,通过多个内循环的不断驱动,推动外循环滚动,最终完成零件的加工,实现知识、技能的裂变和聚变。⑶思政教育与安全素养贯穿始终坚持显性教育和隐性教育相统一,通过视频、故事、案例将爱国敬业、工匠精神、精益求精、吃苦耐劳、安全素养与教学内容有机融合。 3.2问题与改进 ⑴学生创新能力有待提升今后应进一步研究探究性学习的组织和实施,激发创新思维,培养创新能力,让学生能够真正成为未来的主人。多与学生沟通,深入了解学生的主观学习态度,在以后的教学中更加耐心细心地给予学生指导,让学生在工作中得到成功的喜悦,获取更大的学习动力。⑵校企合作需要进一步加强教学设备还需要进一步加强,加强企业与本课程的深入、广泛合作,紧跟企业及专业的发展变化,教师需要紧跟专业技术发展。另外,注重差异化点拨,对学生个体差异投入更多的关注。持续关注学生的工匠精神及劳动教育的培养,为中国制造培养更多高素质技能人才。 参考文献 : [1]石端伟,廖冬梅,王忠华,等.综合性大学工程训练与创新实践教学体系研究与应用[J].实验技术与管理,2019,36(07):201-205. [2]中共中央,国务院.中国教育现代化2035[EB/OL].(2019-02-23)[2022-07-02]. [3]江苏省人民政府办公厅.省政府办公厅关于印发江苏省“十四五”教育发展规划的通知:苏政办发〔2021〕115号[EB/OL].(2021-12-31)[2022-07-02] [4]邢剑飞,王龙,郭文松,等.新工科背景下应用型高校数控技术课程改革研究[J].科技视界,2021(33):24-26. [5]李娟.课程思政视域下线上线下混合教学模式研究[J].计算机产品与流通,2020(03):190. 作者: 张南洋 侯园 单位:江苏安全技术职业学院 机械工程学院
对于公路工程管理来说,现场施工管理是非常重要的一个环节,是公路工程管理的重中之重。现场施工管理的质量与整个公路工程施工都有着十分密切的关系,对于是否能够在规定时间内完成施工以及工程的经济效益都有着十分重要的影响。公路工程管理涉及到的方面较多,特别是在设计过程中应用到的技术类型较多,因此对现场施工管理进行分析研究是十分必要的。 1公路工程现场施工管理概述 现场施工管理指的是按照合同中规定的施工进度,对施工队伍安排到施工过程中的人员、施工工具、原材料等进行综合管理,使其科学化、规范化,最终提高施工质量的过程。公路工程现场施工管理的主要工作内容有对施工现场进行监督,协调各个部门的工作,保证各个环节之间的衔接有效等。了解现场施工管理的含义,首先应当掌握其特点。现场施工管理是公路工程建设的一个基础,从施工队伍的角度来看,现场施工管理的主要内容有测量、制定标准、定额分配、监督、登记备案等,这些工作共同组成现场施工管理系统。另外,实施施工现场管理,每一个工作都应当围绕整体施工目标来展开,将零散的管理环节整合在一起。现场施工管理可以为公路工程的质量提供保证,避免出现施工技术不合规、施工材料质量差等问题。在实施现场施工管理的过程中,由于各种有形的和无形的信息交流性较强,因此应注意加强内外部的沟通[1]。 2现场施工管理的重要意义 2.1减少公路工程管理的成本投入 由于现场施工管理在公路工程的建设中占有重要位置,其对于公路工程建设的资本投入具有决定性的影响,在整个公路工程的施工过程中,现场施工的投入资金量是最多的,从这个角度来看,应当对各个施工步骤进行合理安排,从整体的角度进行考虑,要严格控制采购的材料质量,与供应商进行协商,争取获得最优惠的采购价格,实现资源的最大化利用。 2.2提高公路工程管理的工作效率 保证现场施工管理的工作质量,可以为改善整个公路工程管理的水平提供保障,现场施工管理的一个重要工作内容就是在施工工作开始之前就将所需要的材料和机械等准备就绪,使得工程能够迅速展开,不会因为材料或者机械的不足而受到影响,保证整个工程有序、稳定展开。因此现场施工管理可以在很大程度上提高公路工程管理的工作效率,在发生意外事故时也能够及时处理。 2.3改善公路工程的整体管理质量 由于现场施工管理是公路工程管理的一个重要模块,因而其质量对于整体施工的质量有着很大的影响。对于公路工程来说,只有保证现场施工管理的质量,才能保证整体工程的质量。如果现场施工管理的措施制定不合理,就有可能给公路工程带来危害,如果在现场施工管理中加以注意,很多问题就可以避免,为后期的施工打下坚实的基础。 3现场施工管理在公路工程管理中的应用 3.1公路工程中的定置管理 定置管理是现场施工管理中的一项基础性工作,同时也是非常重要的一项工作。现场施工管理需要用到较多的机器设备、材料等,定置管理就是对这些物资进行位置定位。材料物资是现场施工管理中使用频率较高的,因此定置管理的过程中也应对材料物资进行位置管理,将其保存在特定的位置。公路工程的施工程序较多,人员往来较为复杂,如何对材料物资进行定置管理就是一个非常重要的问题。实施现场管理的工作人员,应当熟悉现场管理的工作内容和工作秩序,及时对施工现场进行监督和检查,对于废弃材料及时进行清理,根据工序的变化及时改变标识物[2]。要保证公路工程的外观完好,避免凹凸不平或者有杂物等。管理人员要对现场施工的材料进行检查,确认其规格、数量等是否与登记的数据一致,保证实际采购的物资与工程所需的物资的差额最小,防止浪费。 3.2公路工程中的工艺管理 工艺管理主要是对公路工程的施工工艺进行监督和管理,使其优化,保证各项施工工艺的有效性。管理人员要制定合理的施工工艺,施工人员在施工过程中应当遵守施工单位下达的工艺要求,保证施工符合技术规范。工艺管理的主要内容就是对各个施工环节进行科学管理,施工人员应当熟悉各项施工工艺和流程,施工各单位应当定期对施工人员展开培训,使其了解最新的工艺要求,提高他们对工艺的理解,全神贯注投入到公路现场施工管理工作当中。管理人员要对工程的施工进度进行判断,根据用料情况、工人的技术掌握情况等及时更新技术规范要求,提高施工工艺的合理性,这是企业工艺管理的重要内容,同时也是公路工程施工管理的重要内容。制定的工艺要求应当尽量细化,在细节问题上也应当给予必要的重视,防止因为细节出现重大失误。施工人员要对照施工工艺对现场进行管理,在工艺进行调整时应当提出申请,经过实践和主管机构的同意之后,将改善之后的工艺应用到公路工程的施工当中。 3.3公路工程中的质量管理 质量是公路工程的生命,只有重视质量才能保证公路工程的建设符合相关部门的规范和要求,在现场施工管理中关注工程的质量,好找到影响公路工程质量的因素,采取一定的方案将变量控制在一定的范围内。现场施工管理阶段既是质量形成的阶段,也是质量改善的阶段。从实际施工情况来看,“三检”制度是提高公路工程施工质量的一个重要措施,它要求管理人员首先根据岗位职责进行自我检查,在保证本环节没有问题的情况下进入下一个环节。在本环节的工作开始之前,首先要对上个环节进行确认,只有在保证符合技术规范的条件下才能投入到下一环节生产中。如果发现上一环节的质量存在问题,就可以要求上一环节的人员进行修复,必要的时候可以向主管人员反映情况,便于及时查明处理。三检制度从每个环节工程的细节出发,从中查明公路工程施工中存在的问题,对管理中的具体问题加以解决[3]。 3.4公路工程中的安全生产管理 安全生产管理在公路工程管理中具有十分重要的作用,对于保障整个工程的顺利施工具有重要意义。管理人员要定期对公路工程展开检查,针对发生次数较多的问题制定有效的解决方案,对于发现的常见问题要在员工大会上进行报告,促使全体施工人员都意识到安全生产的重要性,针对安全事故多发的施工环节,应当提前做好防治措施。施工环节是安全事故多发的一个环节,应当进行仔细研究,针对问题制定针对性的解决方案,每隔一段时间就对系统进行一次检查和维护,保证施工机器能够正常运转。管理人员要加强宣传,促使各个机构认识到安全生产的重要意义,提高安全管理意识和技能,对于技术含量较高的岗位来说,必须配备专业的技术人才,保证岗位职责的履行。 4结语 现场施工管理是整个公路工程施工管理的优秀,施工人员要坚守岗位职责,认真做好各项管理工作,对于施工单位来说,要重视现场施工管理工作,提高安全管理意识,在保证公路工程如期交付使用的同时,也为我国的交通事业的发展做出一份应有的贡献。 参考文献 [1]黄静波.公路工程现场施工管理难点和应对策略[J].住宅与房地产,2016(06):144. [2]王达君.公路工程现场管理中常见问题和应对策略探析[J].科技视界,2016(23):185+193. [3]胡承正.试论公路工程施工现场管理要重视的问题[J].黑龙江交通科技,2014,37(02):200~201 作者:张淑俊 单位:湖南省高速公路建设开发总公司炎陵炎睦高速公路项目部
石油化工分析论文:石油化工分析检验质量管理思考 摘要:随着我国经济的不断发展,石油化工领域也得到了非常大的发展,而石油化工发展过程中,其产品的质量会直接影响到企业的发展,要想更好地保障其产品质量,就一定要对其进行质量检验,因此,本文主要对石油化工分析检验质量管理进行了分析。 关键词:石油化工;分析检验;质量管理 石油化工企业在生产过程中,为了更好地保障生产质量,大多都会配置相应的化验室,而其主要的目的就是对其产品进行分析检验,以此来真正保障产品质量。但是,石油化工在分析检验过程中,其质量管理方面还是存在着一定的问题,而笔者主要就是对其分析检验质量管理所存在的问题进行分析,同时提出了相应的解决对策。 1石油化工分析检验质量管理存在的问题 1.1重视不够 就目前而言,我国有部分石油化工企业在生产过程中,没有对分析检验这一质量管理起到足够的重视,很多企业虽然设置有相应的分析检验室,但是却没有进行相应的实践操作,形同虚设,也正是因为这样,使得企业分析检验质量管理力度不够,进而影响了产品的质量。 1.2分析检验机构没有将其职能发挥出来 就目前而言,石油化工分析检验质量管理所存在最为显著的问题,就是其分析检验机构职能得不到真正的发挥,很多企业分析检验室内都没有按照我国质量管理监督检验制度进行相关操作,还有一些企业在操作过程中存在着一些安全问题,而这些问题的产生,都在很大程度上制约了分析检验机构职能的发挥。 1.3质量管理机制不够完善 就目前而言,我国很多石油化工企业在发展过程中,虽然都已经设立了相应的分析检验室,但是,对于其质量管理机制却不够完善,并没有明确其职能和责任,也没有对其加大监督,这样就使得分析检验室效果发挥不出来,进而就对石油化工分析检验质量造成了影响。 2石油化工分析检验质量管理措施 2.1对石油化工分析检验质量管理机构进行完善 石油化工分析检验质量管理机构本身的目的就是为了更好地保障石油化工产品的质量,针对这目的,为了更好地保障分析检验管理质量,就一定要对石油化工分析检验质量管理机构进行完善。首先,分析检验机构在石油化工企业当中,一定要具备一定的独立性,也就是要将其作为专门的机构进行管理,确保完成质量分析检验这一任务;其次,分析检验质量管理机构还需要建立相应的检验技术标准,这样才能为分析检验提供科学的依据,进而才能真正保障其检验质量;最后,为了更好地保障分析检验工作的开展,还需要加强对检验设备的建设,保障设备的先进性,这样才能更好地促进分析检验工作质量的提升,真正做到质量管理。 2.2对分析检验部门权责进行明确,推行问责制 石油化工企业在对其产品进行质量管理的过程中,还需要对分析检验部门权责进行明确,以此来确保任务的完成和落实,之后还需要推行问责制,通过问责制来对质检人员责任进行明确,并且建设相应的奖惩制度,以此来促进工作人员工作的积极性,尽可能降低分析检验工作出现问题的可能性,这样也能在一定程度上促进质量检验工作的科学性和准确性。 2.3加强分析检验质量管理队伍建设 石油化工企业要想真正保障分析检验工作质量,在质量管理过程中还需要加强分析检验质量管理队伍的建设,毕竟分析检验工作人员其自身素质水平会直接对产品质量产生影响,同时也会直接影响其分析检验工作质量。因此,石油化工企业在发展过程中,一定要加强队伍建设,争取打造一支分析检验能力强、知识丰富、综合素质较高的队伍,这样才能真正促进石油化工分析检验质量管理的水平。针对这一点,石油化工企业在发展过程中可以采用以下两点措施来加强队伍建设,其一是在发展过程中相应的招聘信息,通过招聘的方式来获取优秀的分析检验工作人员;其二则可以对内部分析检验工作人员进行适当的培训和深造,以此来提高分析检验工作人员专业技能和素养,在培训过程中,石油化工企业可以对其进行适当的考核,然后对考核合格的工作人员颁发相应的合格证,留住综合素质较高的分析检验人才,在这个过程中,企业可以采用适当的激励机制对其进行管理,以此来促进其工作的积极性,这样才能更好地促进石油化工分析检验质量管理质量的提升。 3结语 综上所述,石油化工企业要想得到更好地发展就一定要确保其产品的质量,而石油化工企业所生产的产品则必须要对其进行相应的分析检验质量管理工作,这样才能确保产品的质量和安全性。而石油化工企业要想真正加强分析检验质量管理工作,就需要在管理过程中对石油化工分析检验质量管理机构进行完善、对分析检验部门权责进行明确,推行问责制,同时加强队伍建设。 作者:张艳 单位:西安长庆化工集团有限公司咸阳化学剂分公司 石油化工分析论文:石油化工分析检验质量管理研究 摘要:当前我国的很多产业都在随着人民生活水平的提高和社会经济的不断发展而得到了长足的进步,石油化工产业的发展和进步是非常明显的。而决定着石油化工企业生存与发展的基本因素就是产品的质量。 关键词:石油化工;分析检验;质量管理 通常来说石油化工企业对产品质量进行监管的一个最便捷也是最有效的方法就是对产品质量进行检验分析。因此化验室在石油化工企业当中都有相应的设置,以此来对产品的质量进行有效的监督和管理。有关部门通过化验室对产品质量的分析和检验就可以对产品的品质进行更清楚的了解,并且以此依据对企业的设计运输、生产工艺、储存方案等方面进行改进。因此对于石油化工企业来说具有着重要现实意义的就是加强企业的分析检验质量管理。 1存在的问题 1.1职能没有充分发挥 没有充分发挥出分析检验机构的职能,就是当前我国石油化工企业的分析检验质量管理的问题当中最显著的一个,石油化工企业中的一大部分在进行分析检验的相关操作时,对于我国质量管理监督检验制度都没有严格的执行,甚至有一些企业在进行操作的过程中还有一些安全问题存在,分析检验机构职能受到这些问题的影响就不能得到充分的发挥。 1.2重视不够 对于分析检验这一质量管理,在实际的生产过程中我国的一部分石油化工企业并没有充分的重视起来,虽然对于分析检验室这方面很多企业都有相应的设置,但是很重要的实践操作却没有有效的进行,真实可以说是形同虚设,企业分析检验质量管理因为这些因素的影响不能做到有效和充分,对产品的质量也会产生影响。 1.3缺乏经验影响我国石油化工企业分析检验质量管理合理化和科学化的一个重要原因就是缺乏相关的科学经验。流程不规范、方法不科学这些想象因为质检工作人员相关的经验的缺乏,在实际的操作中就很容易出现,质检的效果也就不能得到很好地保障,而想要为产品的生产提供可靠地依据和材料,就要对相关数据进行充分的分析和研究,质检工作人员的素质偏低就不能很好的做到这一点,不能严格把控企业原材料的采购、实验室的硬件设备不够先进、分析检验质量管理意识薄弱都会导致石油化工企业产品质量的不稳定。 1.4机制不完善 当前我国很大一部分石油化工企业虽然已经对分析检验室进行了相应的设立,但是却没有有效的完善质量管理机制,没有对分析检验的只能和责任进行更好的明确,更没有加大对其的监督,想要充分发挥出分析检验室的效果也会很困难,并且还会进一步影响到石油化工分析检验质量。 2加强管理策略 2.1质量检验机构的建立和健全 石油化工产品质量得以保证的一个重要前提就是分析检验机构的设立,以下几点分析检验机构应该保证做到,才能保证检验的权威性、公正性和科学性。分别是:第一,检验技术标准的完整建立。检验的基础和依据就是一套完整的检验标准,检验如果没有标准就没有意义和价值。因此一整套规范、可行、准确的检验标准是石油化工企业必须建立的,并且企业的所有工序和产品都要包含到其中。第二,独立性是分析检验机构必须具备的,要设立一个专门的机构。对于质量检验任务的完成要在管理制度的设置上进行保证。第三,工作设备也要保证完整和先进。质量检验工作的一个重要硬件基础就是工作设备,产品检验的精度和工作设备的精密性存在着很大的关系。因此,一整套先进的质量检验设备是石油化工企业必须购置的,这样才能使检验结果的科学和准确性得到更好的保证。 2.2高水平队伍的建设 产品的质量和质检人员的素质存在着很大的关系。产品质量检验工作完成的好坏和质检人员素质的高低有着直接关系。因此,石油化工企业当前应该重视的一项工作就是加快建设质量检验队伍,致力打造一支具备多方面优势的分析检验质量管理队伍。进一步使分析检验质量管理的水平得到很好的提高。而以下这两方面的措施就非常有效,以加强对分析检验人员的培训,并且在培训之后进行考核,不合格人员要继续接受培训学习,并在此接受考核,三次不合格就要予以辞退,而合格人员则应该颁发合格证,并予以留用。与此同时,分析检验部门还可以通过一些活动来激励检验人员的进步,比如进行“检验竞赛”,并且对于名列前茅的检验人员给与物质奖励,通过这样的形式就可以很好地提高检验人员的竞争意识,使他们自身的素养得到不断的提高。 2.3明确权责 必须明确地将质量分析检验部门的权利和责任划分出来。质量检验部门的职责具体来说就是对质量检验中的漏洞和错误、对未完成的工作任务、对检验报告的准确性和完整性进行负责,也就是对产品检验文件的准确性进行负责。再通俗来讲就是质量监管、把关、建议、报告、考核等这些职能。 2.4问责制 在分析检验部门的权责得到明确之后,就要对质量检验人员的职责进行进一步的明确,制定和推行相应的奖惩制度,制定质量问责制度,也就是对于自己负责的检验过程和结果检验人员要负起责任,在检验过程中出现任何意外都有明确的负责人进行负责,并且对这些出现问题的人员进行处罚,而对于一些出错率低或者没有错误的人员要给与物质上的鼓励。这样将质量检验人员的经济利益和质量检验责任进行结合,就可以使质量检验的科学和准确性得到很好的提高。 3结束语 总之,石油化工企业只有更好的保证产品的质量才能进行更好的发展,而保证产品的质量和安全的一个重要措施就是对产品进行相应的分析检验质量管理工作。而石油化工企业在管理的过程中只有更好地完善分析检验质量管理机构、更好的明确分析检验部门的权责、加强质检队伍的建设、有效推行问责制,才能使企业的分析检验质量管理工作得到更好地加强,质检工作才能更加有效的进行。 作者:刘锡萌 单位:新疆天地源环保科技发展股份有限公司 石油化工分析论文:石油化工工程中工艺管道安装施工分析 摘 要:近些年来,石油化工工程的建设中,工程人员愈加的重视工厂管道的建设,保障输油管路正常运行的同时,重点加强工艺管道的安装方式,使管道在更加的安全可靠,在安装施工的过程中,我们重点分析出现的问题,及时的排除故障。 关键词:石油化工工程;工艺管道;安装施工 引言 石油化工产业的布局和发展促进了社会经济的进步,但是在化工产业中工艺管道的建造是其中的难点和重点,难点在于管道要承受高腐蚀性和毒性,这就要求管道的材质要符合特殊的标准要求,除了材质,管道的安装建造的方式也尤其重要,石油化工的工艺管道需要严格的密封性来保障安全,杜绝安全事故发生。因此,本文主要探讨在管道施工中需要注意的技术环节,保障石油化工的管道工程质量水平。 1 石油化工工程中工艺管道存在的安全隐患 1.1 对于施工图纸以及材料选用审查不严 在施工前的通常做法是先进行管道设计图纸的编制,来确定路线、材料的选用以及具体的建造规范,然后经过专业人员的审查通过以后才开始施工,但是审查人员以及施工单位都没有注重图纸的审查审批工作,盲目大意,仓促开工,造成施工标准根本达不到要求,投入使用后极容易引发重大安全事故,问题的源头就在于图纸以及材质的选择上没有严格的管理和监督机制来约束。 1.2 焊接工艺技术没有达到施工标准 管道工程需要将设置于各个路线上的管道连接起来,才能发挥其应有的作用,但是在焊接工艺以及焊接工人的专业水平方面,都存在不足,导致管道连接处缺陷、纰漏增多,影响工厂的正常运转。 1.3 管道容易受到腐蚀 管道的建设要根据其用途和承载的物体来确定选材,石油化工的管道要保证防腐蚀的特点,对于材质的要求极高,但是在建设过程中,为了降低成本,用其他材质蒙混过关,导致管道的防腐问题日益突出,给工厂的经营带来不良的影响。 1.4 阀门安装方法不当 管道中的阀门是起到控制和保障作用的关键部位,一些管道工程中没有按照规定的位置以及方向安装阀门,导致阀门的作用被弱化,错误的安装方式很有可能造成泄露等安全事故。 2 针对潜在的安全隐患制定相关的策略 2.1 对设计图纸与材料进行严格的审核 管道工程的监管部门的工作人员要负起责任,建立完善的监督机制,对于管道的设计图纸以及材质的选用情况进行细致的了解和严格的审查,将不合格的规划和材料坚决的拒之门外,还要在施工现场检查其是否按照图纸的规定和使用正规的材质进行施工。 2.2 对于焊接管道情况进行严格的检查和监督 焊接对于石油化工程工艺管道安装而言是十分重要的部分,在安装与施工方面都要做好相关的焊接工作。因此,针对这一情况,可以采取相关的措施,施工部门需要严格按照国家规定的焊接标准与操作流程进行操作,对于那些不合理的操作要尽量规避;对于焊接后的每一个管段,都需要及时对其做好相应的标注;在完成相关的焊接工作之后,管理人员必须仔细检查每一个焊接口,对于焊接的质量也要做到严格的检查,对于焊接口的情况也做到合理地观察。在完成焊接检查之后,检测人员需要对检测的内容做好及时的质量评价,只有焊接质量达标以后,才能够对焊接的部分加以使用,否则还需要做到进一步的完善与加工。 2.3 加强检查阀门安装的力度 对于石油工艺管道安装过程中的问题,如阀杆向下、错阀等问题都要做到高度的重视。因此相关部门在工艺管道安装与施工过程中需要做到各种针对阀门安装细节的检查:对于阀门所处的位置要加以明确,针对阀门的操作便利性以及以后的维修便利性都要考虑在内,对于手轮间的距离要格外的注意,不能够小于100mm;对于较大的阀门安装,仍需要注重阀杆不向下,避免出现阀杆掉落砸伤人的情况;对于防止管道间距离过大的情况,可以采取错开阀门进行改善;在安装水平明杆式阀门时,要格外的注意阀门开启空g能够满足工作人员的同行。除此之外,安装阀门的过程中,对施工人员需要适时的题型要查看阀门型号与规格,在管段图上标记好。尤其是对于单向阀方向,要重点的标出,避免出现单向阀装反的情况。 2.4 针对管道防腐切实落实相关措施 由于很多化工工程建设都是在酸碱化情况比较严重的区域进行,而在这些地区又拥有大量腐蚀性比较强的物质,如果管道不能够做到良好的防腐措施,那么在安装后没经过多久就会容易遭受腐蚀物质的侵蚀,引发化工工程建设的质量问题。因此,在安装管道之时需要将管道的防腐问题考虑在内,主要措施具体体现在:在施工时要做好实地的勘察工作,切实了解当地的实际情况,确保管道表面没有遭受腐蚀的影响,没有油污黏着的情况,然后可以通过喷砂除锈的操作流程来进一步加以防范。此外,对于管道表面粗糙情况也要格外加以关注,在涂料正式涂好以后,选择适当的玻璃布将其缠绕,从而保证其表面能够平整而没有凹凸情况。另外,还需要对下道面进行油漆的涂刷,为的也是防止腐蚀,此时需要注意的是在涂刷的过程中需要将玻璃布的每一个网眼都用涂料灌满,在防腐工作完成以后,相P的管理人员还需要做好自己的本职工作,完成相关的检查与监督,从而及时的发展存在的问题并加以解决。 2.5 完善石油化工工艺管道的布置方法 在整个工艺管道的安装过程中,石油化工工资管道的布置成为整个过程中的主要环节。整体上讲,管道的布置需要严格按照管道的《工业金属管道设计规范》规范要求来进行,即便是存在特殊的情况,也需要根据实际情况进行布置,在通常情况下,最佳的方法便是采取架空敷衍的方法,而对消防水和冷却水管则可以采用埋地敷设的方法。针对低温管道的布置,施工单位还需要充分考虑到管道的柔韧情况,防止管道在振动过程中发生断裂的情形,当然,在此过程中还是需要尽量采取必要的保温措施。 3 结语 根据上述研究分析已知石油化工工艺管道在安装的过程中,环境、工程的要求都会对其产生重要的影响,一旦出现相关的问题就很难解决,由此可见,工艺管道的安装是一项巨大的系统工程,在安装的过程中,必须严格的把关才能有效保证施工质量的情况,只有这样才能够保证石油化工工程工艺管道的安装顺利进行。因此本文主要分析了石油化工工艺管道安装工程施工管理中的常见安全隐患以及石油化工工艺管道安装工程施工管理中常见隐患的处理对策两个方面进行了阐述,希望可以为以后的相关研究和实践提供某些有价值的参考和借鉴。 石油化工分析论文:石油化工分析中的气相色谱分析 摘 要:近年来,气相色谱技术凭借其优秀的定量、分离能力以及高性价比的优点,在我国石油以及石油化工行业中已得到了广泛的普及,这是其他仪器分析技术所无法比拟的。基于此,文章将结合笔者实践经验对石油化工分析中的气相色谱分析谈谈自己的几点看法,以供参考。 关键词:石油化工分析;气相色谱;分析;应用 1 石脑油的分析方法 1.1 石脑油族组成分析 结合实践来看,每分析一次石脑油单体烃要花费70min。但是工艺也需同碳的芳烃、环烷以及链烷的分析数据。当前已研发出13X分子筛不锈钢毛细管柱。在分析过程中柱温由180℃-430℃每个样品分析时间需20min,从而能够有效分离复杂石脑油组成(C5-C11)为同碳的环烷与链烷,在极大程度上减少了分析的时长。但是还方法的难点在于需持续升温仪器至430℃,然而因为外涂层材质的影响,石英毛细管无法长时间在300℃以上的环境中使用,所以仅能采用不锈钢毛细管。但是不锈钢毛细管没有钝化处理过其表面,在温度较高的情况下,柱内烷烃会出现分解。烷烃在C8以上的也不能完成测试。而不锈钢毛细管柱经过高温钝化处理的也具有较好的惰性,暂时并未发现分解现象。 1.2 石脑油PNA分析 石脑油作为重要化工原料而被广泛地应用到石油化工生产之中,其一般由C4-C12所构成,目前对石脑油构成分析已经较为成熟,主要是借助于一定长度毛细管柱而将其分析。另外在石脑油诸如链烷、环烷以及芳烃定性定量分析上,现阶段主要采用专门开发的色谱软件进行,并且能够取得较好的分析效果。此外,石油化工企业在碳五烷烃和烯烃分离分析上,可以采取同一根柱的方法,如此一来不但大大地提升效率,而且也能够为石油化工企业碳五综合利用提供准确数据。当前在石脑油PNA分析上主要有两个环节:第一,石脑油PNA分析所采用色谱柱规格应为100mX0.2mm×0.5mm;第二,PNA分析中程序升温同样经历三个步骤,首先提升到28℃初始温度,并维持10min,随后以3℃/min进行升温,之后将温度提升至240℃这一最终温度上,并将进样器与皿温度也提升到这一温度,最后将分流比控制在50:1。 1.3 石脑油中芳烃分析 在分析石脑油时可以发现芳烃出峰与环烷烃和链烷烃相混合,极大程度的提高了芳烃定量与定性分析的难度。目前已研发出了强极性OV-275大口径毛细管柱,能够把苯在十一烷后出峰,每10min对其分析一次,从而能够准确、迅速的对石脑油中的芳烃进行分析。当前,就扬子石化采用色谱分析石脑油中的芳烃看来,已于四川天一科技股份有限公司中得到了应用。 2 C1一C5烃类的分析方法 甲烷是天然气的重要组成部分,其在天然气中的比重高达90%。C2-C5的烃类次之,C5以上的烃类极少。通常情况下,在钻探石油过程中为了更精准、及时的获取到所钻探的地层信息,所以会控制分析C1-C4的时间不超过30s,以期在快速分析天然气的情况下,在30s内在0.6m的填充柱内对C1-C4进行分析,且将C5内的烷烃的分析控制在70s内。通常C1-C7的烯烃与烷烃为石油裂解气主要成份,而分离C4则是一个难点问题。石油裂解装置的主要产物为烯烃,定量分析烯烃能够给石油裂解装置操作工艺参数提供可靠的参考信息,而Al203毛细管柱是该类析的重要方式。结合实践来看,C1-C5烃类分析主要集中在以下三个方面: 2.1 石油裂解气分析 企业通过对石油裂解气分析不但能够起到有效分离诸如乙烯、反丁烯、丙烯以及l,3一丁二烯等烯烃产物的作用,同时更能够使得企业借助于此开展准确的定量分析工作。结合实践来看,石油裂解气分析主要有两个环节:第一,Al203柱采用30mX0.53mm规格;第二,分析中程序升温主要经历三个步骤,首先维持40℃初始温度3min,随后以10℃/min速度进行升温,并在升至200℃后维持10min,最后将进样器与FID二者温度也提升至200℃。 2.2 天然气、石油液化气以及人工煤气分析 天然气、石油液化气以及人工煤气分析上,石油化工企业可以应根据相关规范要求对其进行一同检测,这主要是因为它们具有属于永久性气体以及烃类(碳数存在差异)这两方面共性。如果采取单一气体分析方式,那么石油化工企业往往需要使用至少4台色谱仪才能完成,而得益于这三种气体所具有的共性可以使得企业大大降低仪器数量情况下,只要使用两台色谱仪便能完成。其中一台色谱仪负责永久性气体分析,而另外一台则用于烃类分析。需要注意的是,永久性气体分析中还应加上反吹,并且能够把重组反吹出分析柱。 2.3 石油液化气、二甲醚的分析 二甲醚是一种可再生、绿色环保的能源,较之石油液化气的价格而言,二甲醚的价格要更为便宜,所以,现在在市场上已经开始销售二甲醚。当前也已出台了分析二甲醚的国际标准。但是由于石油液化气的分析并未有相关标准,使得加入二甲醚的量受到了限制。在分析石油液化气以及二甲醚时采用规30mX0.53mmAl2O3的毛细管柱,并对程序进行升温,当温度升80℃时保持2min,之后每分钟将温度升高l0℃,最后将温度升高到200℃,FID温度为200℃并保持10min。通过观察可发现能够有效将二者分离。但是Al2O3毛细管柱出现拖尾的情况,仍需进行不断优化。 3 结语 总而言之,目前由气体分析到各种目的的油品组成或其它项目的分析已经构建起了一个相对较为完整的体系,气象色谱分析技术在石油化工行业中发挥起越来越重要的作用。但是随着新能源的不断出现,以及仪器自踊的发展给我们提出了更高的要求,这就需要相关工作人员在不断的应用与实践过程中不断深入对气相色谱分析技术的研究,以更好的满足石油化工企业分析的需求。 石油化工分析论文:石油化工工程中工艺管道安装施工分析 摘 要:随着近几年来石油化工工程建设工程环境的变化,越来越开始强调工程工艺管道的安装正确性,增强了对焊接、防腐以及阀门安装等细节性环节的重要性,从而大大提高了工艺管道安装的质量。针对不可忽视的细节性问题,需要做到及时有效地解决,否则会产生石油化工工程的建设问题,因此,本文将结合自身的工作经验,研究分析石油化工工程中工艺管道安装存在的风险,并提出相关的应对策略。 关键词:石油化工过程;工艺管道;安装施工 引言 随着经济的快速发展,我国石油产业也在不断进步,在一定程度上推动着我国国民经济建设的发展。然而,石油工艺管道的安装与施工仍然存在着许多问题,由于外部环境的影响,化工管道材料很容易腐蚀,另外,随着有经验的施工人员的退休,年轻的安装施工人员对于图纸和阀门安装缺乏正确的认知,这些都会导致石油化工管道安b出现质量上的问题。这要求更多的相关部分加强对安全性的管理,采取相关的措施来解决存在的问题,从而不断提高石油化工工程工艺管道的安装施工质量,进一步实现石油化工工程的可持续发展。 1 石油化工工程中工艺管道存在的安全隐患 1.1 缺乏对图纸和材料的严格管理 理论上讲在石油化工工程工艺管道安装之前,都已经事先绘制完成了管段线或者是单线图图纸,并且还需要经过相关监理部门的审核,倘若审核没有问题施工单位需要自己全面审核一下,最终根据图纸开展管道的安装。然而,现实却是由于施工单位以及监管部门的审核不力,仓促就完成了审核,导致出现管道设计与现实不符,以至于管道在安装与施工过程中或大或小的出现各种问题。另外,监管部门因为对材料采取的是抽样审核,或者是跳过不做检查,从而导致了材料不合格的情况多次发生,加大了工艺管道安装施工的风险。 1.2 焊接过程在管道施工过程中也存在严重问题 焊接,作为石油化工工程建设中的一项重要的步骤,涵盖了许多力学方面的知识。如果焊接人员在焊接过程中缺乏对安全的重视程度,力道没有符合标准,就会导致焊接质量的严重下滑,更有甚者导致管道破解,引发石油泄露或者是其他重大事故。另一方面,如果焊接人员在操作过程中不能严格按照相关的标注编码进行焊接,那么就会导致焊口工艺和管道性能不一致,导致管道无法做到真正使用。由此可见,焊接问题应该引起工艺管道安装施工单位的额外关注。 1.3 管道防腐问题明显 在工艺管道安装与施工过程中,管道防腐作为一项重要的环节也不能够轻易忽视。只有做到有效的管道防腐,才能够较好地保证管道不会被石油内的腐蚀性物质腐蚀。然而,目前现有的工艺管道安装施工过程中,许多施工单位考虑到自身的利益,往往会偷工减料来节省成本,更有甚者会使用那些没有达到合格标准的防腐材料进行防腐或者是减少防腐材料的涂层。当腐蚀问题出现后,也没有采取及时的补救措施,而是放任管道的继续腐蚀,可见,这一问题也需要在工艺管道安装施工过程中得到格外的关注,避免发生重大事故。 1.4 不到位的阀门安装存在隐患 除了上述探讨的几个问题之外,阀门安装问题也不能忽视,其在安装过程中也起到了关键性作用。例如,施工人员在安装水平阀门的过程中,未能做到水平安装而是无意地完成了向下的安装,导致阀门未能正确安装。另外,对于那些需要重量较大的阀门来说,在安装过程中需要借助其他工具进行辅助,比如吊机,但是针对小型阀门并不需要,可是由于小型阀门对吊机的使用,导致阀门安装问题仍然存在。这些问题的产生可以归因于安装人员缺乏足够的经验,不能够做到阀门的正确安装,针对那些不注重细节,缺乏相关经验的安装人员来说,这些问题都需要进一步培养,倘若不加以重视可能会引发严重的事故,造成不必要的损失。 2 针对潜在的安全隐患制定相关的策略 2.1 对设计图纸与材料进行严格的审核 既然管道安装的前提是审核相关的设计图纸,那么就要做到严格地审查,保证管道安装施工的细节问题做到良好防范,避免因设计图纸问题而导致工期的延长。对此,监管部门需要聘请经验丰富的专业人才对管道设计方面进行严格的审查,判断是否符合现实管道,另外,还需要加大对管道质量的审查,检查管道的安装是否与图纸一致,确保设计图纸与现实管道的真实情况相一致。另外,针对材料审核的不力,必须采取相关的措施进一步加强,对于每一批安装过程中所需要的材料都必须经过严格的调查,避免材料不合格的情况。对于材料不合格的情况,要做到不使用,并让供应商提供相关的赔偿。 2.2 对于焊接管道情况进行严格的检查和监督 焊接对于石油化工程工艺管道安装而言是十分重要的部分,在安装与施工方面都要做好相关的焊接工作。因此,针对这一情况,可以采取相关的措施,施工部门需要严格按照国家规定的焊接标准与操作流程进行操作,对于那些不合理的操作要尽量规避;对于焊接后的每一个管段,都需要及时对其做好相应的标注;在完成相关的焊接工作之后,管理人员必须仔细检查每一个焊接口,对于焊接的质量也要做到严格的检查,对于焊接口的情况也做到合理地观察。在完成焊接检查之后,检测人员需要对检测的内容做好及时的质量评价,只有焊接质量达标以后,才能够对焊接的部分加以使用,否则还需要做到进一步的完善与加工。 2.3 加强检查阀门安装的力度 对于石油工艺管道安装过程中的问题,如阀杆向下、错阀等问题都要做到高度的重视。因此相关部门在工艺管道安装与施工过程中需要做到各种针对阀门安装细节的检查:对于阀门所处的位置要加以明确,针对阀门的操作便利性以及以后的维修便利性都要考虑在内,对于手轮间的距离要格外的注意,不能够小于100mm;对于较大的阀门安装,仍需要注重阀杆不向下,避免出现阀杆掉落砸伤人的情况;对于防止管道间距离过大的情况,可以采取错开阀门进行改善;在安装水平明杆式阀门时,要格外的注意阀门开启空间能够满足工作人员的同行。除此之外,安装阀门的过程中,对施工人员需要适时的题型要查看阀门型号与规格,在管段图上标记好。尤其是对于单向阀方向,要重点的标出,避免出现单向阀装反的情况。 2.4 针对管道防腐切实落实相关措施 由于很多化工工程建设都是在酸碱化情况比较严重的区域进行,而在这些地区又拥有大量腐蚀性比较强的物质,如果管道不能够做到良好的防腐措施,那么在安装后没经过多久就会容易遭受腐蚀物质的侵蚀,引发化工工程建设的质量问题。因此,在安装管道之时就需要将管道的防腐问题考虑在内,主要措施具体体现在:在施工时要做好实地的勘察工作,切实了解当地的实际情况,确保管道表面没有遭受腐蚀的影响,没有油污黏着的情况,然后可以通过喷砂除锈的操作流程来进一步加以防范。此外,对于管道表面粗糙情况也要格外加以关注,在涂料正式涂好以后,选择适当的玻璃布将其缠绕,从而保证其表面能够平整而没有凹凸情况。另外,还需要对下道面进行油漆的涂刷,为的也是防止腐蚀,此时需要注意的是在涂刷的过程中需要将玻璃布的每一个网眼都用涂料灌满,在防腐工作完成以后,相P的管理人员还需要做好自己的本职工作,完成相关的检查与监督,从而及时的发展存在的问题并加以解决。 2.5 完善石油化工工艺管道的布置方法 在整个工艺管道的安装过程中,石油化工工资管道的布置成为整个过程中的主要环节。整体上讲,管道的布置需要严格按照管道的《工业金属管道设计规范》规范要求来进行,即便是存在特殊的情况,也需要根据实际情况进行布置,在通常情况下,最佳的方法便是采取架空敷衍的方法,而对消防水和冷却水管则可以采用埋地敷设的方法。针对低温管道的布置,施工单位还需要充分考虑到管道的柔韧情况,防止管道在振动过程中发生断裂的情形,当然,在此过程中还是需要尽量采取必要的保温措施。 3 结语 根据上述研究分析已知石油化工工艺管道在安装的过程中,环境、工程的要求都会对其产生重要的影响,一旦出现相关的问题就很难解决,由此可见,工艺管道的安装是一项巨大的系统工程,在安装的过程中,必须严格的把关才能有效保证施工质量的情况,只有这样才能够保证石油化工工程工艺管道的安装顺利进行。因此本文主要分析了石油化工工艺管道安装工程施工管理中的常见安全隐患以及石油化工工艺管道安装工程施工管理中常见隐患的处理对策两个方面进行了阐述,希望可以为以后的相关研究和实践提供某些有价值的参考和借鉴。 石油化工分析论文:关于对石油化工分析检验质量管理的研究 【摘要】随着我国经济又好又快的发展,石油化工产业也取得了傲人的成绩。在石油化工产业发展的过程中,石油化工产品的质量是企业发展进步的优秀,而质量检验又是石油企业质量管理的关键,分析检验质量管理是保证石油企业产品质量的有效保障。然而,我国目前对石油化工企业在分析检验质量管理方面还存在着诸多的问题,本文将从我国石油化工企业质量检验中存在的问题、问题存在的原因、解决问题的举措三方面进行简单的论述。 【关键词】石油化工 分析检验 质量管理 研究 企业产品的质量管理从产生以来分别经过了质量检验、统计质量管理和全面质量管理等三个重要阶段。在最后的一个阶段又是按照“确定质量方针――制定质量目标――拟定质量计划――制造环节的监管――质量检验――质量审核――质量改进”这个科学的过程把有关质量管理的技术和方法有机的结合起来形成了完整的质量管理方法。这也就充分的说明了在企业发展的过程中质量检验环节发挥着至关重要的作用,是企业科学管理的重要组成部分。 通常来讲,石油化工企业的生产过程具有连续化的特点,企业产品的质量监管最优秀的环节是在生产过程中,通过长期的实践和研究不难发现石油化工企业对产品质量监管的最有力方法便是对产品质量的检验分析。石油化工企业一般都设有专业的化验室,其承担着该企业产品的监督和管理,同时还是基层生产部门和企业领导了解产品的有效渠道。对于石油化工企业产品的分析检验,企业以及质量监管部门可以很清楚的了解到该产品质量的品质、制作工艺以及改进方法,这还为企业产品的运输、储存等方面提供了可靠的依据。因此,对于石油化工分析检验质量管理的探索和研究是很有的必要的。 1 目前我国石油化工分析检验质量管理存在的问题 1.1 重视程度不够 目前,我国不少的石油化工企业在分析检验质量管理的过程中并没有充分的认识到企业中化验分析机构作用的重要性。甚至有的石油化工企业使分析检验机构形同虚设,这就严重的影响着石油化工分析检验质量管理的科学化和有效化。石油化工企业的质量检验机构的作用就是通过对该企业产品的观察和判断,再加上科学实验和分析对产品的质量进行综合性的评价。石油化工企业所生产的产品与普通产品相比,具有一些特质,例如:高温、高压、易燃、易爆等。因此,石油化工企业中的化验分析机构必须严格按照相关的规章制度和检验方法对该企业产品进行分析检验,发现其中存在的问题,并为生产环节的操作人员改进操作工艺提供真实可靠的依据,最终促进该企业健康有序的发展。 1.2 分析检验机构职能发挥不充分 在石油化工企业的生产过程中,其产品质量分析检验机构应有的职能发挥不充分也严重的影响着该企业石油化工分析检验质量管理的科学化、合理化。分析检验质量的实验室不能够严格的按照我国相关的石油化工产品质量监督管理检验制度去执行;对于石油企业在生产过程中使用的原料和环境质量监控以及大气分析等不能够提供可靠的数据支持;对企业硬件机械设备的安装以及安全操作分析不到位等。这些问题的存在都无法使企业产品质量得到有效的保障,影响着分析检验质量管理的优化,从而阻碍着石油化工企业的健康发展。 1.3 影响分析检验机构发挥职能的客观因素 责任机制不健全。当下我国的石油化工企业通常都设有专门的质量检验机构,然而对于产品质量分析检验质量管理的职能和责任却没有明确的规定和依据。一般石油化工企业的产品分析检验机构都被认为是生产部门的下属机构,在整个企业中处于较低的地位,常常是被动的、软弱无力的开展一些监督管理工作。这就造成了分析检验机构的职能和责任、权利都不明确,并且在实际工作中的责任和权利也不匹配,很难达到对企业产品质量检验和监督管理的目的。 另外,部分石油化工企业为了在激烈的市场竞争中取得竞争优势地位,不顾产品质量的好坏,盲目的追求经济效益,这也就使得企业中分析检验部门的职能被忽视,产品质量得不到有效的监管。相关的质量监管人员因受到行政和经济政策的影响也逐渐的失去了质检人员应坚持的原则和立场,最终质检成为了形同虚设的形式。 1.4 分析检验质量管理缺乏经验 在我国的石油化工企业分析检验质量管理中,缺乏相关的科学经验是影响其趋于科学化和合理化的重要原因。由于相关经验的缺乏和不足,往往使得质检工作人员在实际的操作过程中出现方法不科学、流程不规范等现象,这也就不能很好的保证质检的效果;质检工作人员专业素质偏低,对于相关数据的分析和研究不够,也就很难为产品的生产提供可靠的依据和材料;分析检验质量管理意识较弱,实验室的硬件设备相对落后,对于企业原材料的采购把关不严,都直接的导致了石油化工企业产品质量的不稳定现象的出现。 2 科学的应对举措2.1 完善分析检验机构 完善的石油化工产品分析检验机构的设置是保证其充分发挥应有职能和作用,保障其检测结果的公正性、科学性、权威性的基础。例如:在石油化工企业中,质量分析检验机构必须作为一个独立的部门存在,并且协调开发、生产、运输等相关部门为质量监督管理提供方便,逐步的建立健全相关的管理制度,为分析检验机构充分发挥作用奠定基础。 2.2 明确质检人员的权责 在石油化工企业的管理过程中,必须明确产品质量质检工作人员的权权力和责任,真正的做到权力和责任相互匹配。通过质检人员工作细则来明确的规定相关人员应该做哪样工作,必须完成什么样的任务。另外,在对明确质检人员权力和责任的基础上海要对于工作人员赏罚分明,建立有效的奖惩制度。具体要把质检职能的发挥与其收入水平和能力考核联系在一起,从而达到激励员工的目的。 2.3 提高质检人员专业素养 质检人员的专业素养直接决定着石油化工产品分析检验质量管理的效果,因此,石油化工企业必须建立一支具有高水准的、具有专业技能的质检工作人员队伍。具有专业技能的工作人员才能运用更加先进、科学的技术和方法来促进分析检验质量管理的科学化与合理化。科学技术是第一生产力,具有先进科学技术的人才是关键。 3 结语 石油化工企业分析检验质量管理更加科学化需要完善的机构设置、规章制度,另外还需要具有专业技术的人才队伍,只有这样才能更加有效的发挥其应的监管职能,促进石油化工企业的健康、稳定发展。 石油化工分析论文:石油化工炼制的裂解反应 1、裂解工艺条件 为了使裂解反应能获得尽可能多的乙烯、丙烯等目的产物,尽量抑制生成炭的二次反应发生,必须选择裂解的最佳工艺条件。 1.1裂解温度与停留时间。综合热力学和动力学因素,在792~1107℃的范围内,温度越高,越有利于生成乙烯而不利于生成焦炭,但反应温度不能过高。与温度相应的另一个重要的条件就是停留时间。 1.2裂解压强和稀释剂。脱氢和断链反应是体积增大的反应。从化学平衡的角度来看,显然,反应时压强低一些有利于多产乙烯。从动力学角度讲,裂解是单分子反应,反应级数低;聚合缩合等生炭反应是多分子反应,反应级数高,因此降低压强有利于提高乙烯的产率。但在实际生产中,减压是不易实现的,特别是万一漏进空气容易发生危险。因此通常采用略高于大气压的压强。同时加入水蒸气作为稀释剂以降低分压。由此看来,对于裂解反应,必须创造高温、快速的反应条件。在操作中,要使原料气的温度很快上升到反应所需温度,经过短时间反应,又很快把裂解气降温以终止反应。高温、快速、骤冷就是热裂解反应的基本特点。 2、裂解炉与裂解流程 裂解炉的种类很多,目前有90%以上的裂解炉采用管式炉。管式炉是由许多合金钢管组成,管内通入烃类原料和水蒸气,管外烧火加热,热量通过管壁迅速传递给管内物料,而使烃类原料在高温下发生裂解。裂解炉辐射段炉管单排垂直排布,烧嘴轴线与辐射段裂解炉管轴线平行,烧嘴工作时,火焰的方向是朝下的,故称倒火焰。它的内侧壁呈倒梯台形,故称倒梯台形。对流段炉管是水平的,原料油先经对流段预热,然后按1、2、3…顺序向中间集中。反应后的产品集中于急冷热交换器。迅速降温至550℃左右,进入急冷器3与喷入的急冷油接触。降温后的油品进入汽油精馏塔4,气体与裂解汽油从汽油精馏塔顶排出。经冷却、冷凝后,进入油水分离器5。裂解气从分离器顶部送走,下层是冷凝水,可用来生产蒸汽,供裂解时作稀释剂循环使用。中间是裂解汽油,一部分进一步加工以提取芳烃,另一部分返回汽油精馏塔作为回流液。从汽油精馏塔底排出的是裂解重油,经冷却后一部分作为产品(燃料油),一部分作为急冷油循环使用。 3、裂解气的净化和深冷分离 裂解气是多组分的混合物,它们主要是氢、甲烷、乙烯、丙烯、丁烯、丁烷、戊烯、戊烷以及大分子烃等。部分裂解产物中还有一氧化碳、二氧化碳、乙炔等。它们的含量随裂解原料和裂解条件不同而异。 3.1裂解气预处理。裂解气中所含的水分、一氧化碳、二氧化碳、硫化物、炔烃等,是制冷的有害杂质,也是乙烯、丙烯等在二次加工时,对催化剂有毒害作用的物质。其中水分及二氧化碳在低温时会凝成固体,将管路堵塞;炔烃易聚合,妨碍压缩;一氧化碳、硫化物将使加氢催化剂中毒。因此,这些杂质应设法除掉。 3.2制冷。制冷的目的是使除氢气以外的气体液化,然后把液态组分用精馏方法进行分离。制冷是根据压缩气体在绝热膨胀时温度降低的原理,利用机械能获得低温的过程。为了分离裂解气,常采用乙烯一丙烯复叠制冷的方法先使丙烯在一定压力下,用冷水冷却使之液化,液化的丙烯在复叠换热器中向乙烯供冷,使乙烯液化。液化的乙烯在换热器1中可使物料冷却到-100℃左右而液化。 3.3精馏分离。精馏分离是利用各组分的沸点不同进行分离的操作。一般大型工厂采用的压强为2.8~4.2MPa,相应的温度为-70~-100℃。在这个压强和温度下,除H2以外所有的烃类都液化,然后再在不同的压强和温度下通过精馏逐个分离。分离的次序是按各组分沸点的高低顺序:先把不同碳原子的烃分开,再把相同碳原子数的烯烃和烷烃分开。从塔顶分离出丙烷,将丙烷及比丙烷更轻的组分与C4馏分及比C4馏分更重的组分进行分离的塔,称脱丙烷塔,简称脱丙塔。 作者:史乘忠单位:大庆油田试油试采分公司试验大队 石油化工分析论文:石油化工电伴热设施的使用管理 一、管理策略 在电伴热设施的应用实践中,对导致运行问题的各种因素进行了分析研究。认为虽然导致电伴热发生故障和火险的原因有许多,但对电伴热设施本身认识不足和对其应用缺乏规范的管理,才是导致问题频出的最根本原因。因此,有针对性地提出了以下5项管理策略。 1.合理设计选型(1)设计分工。应由设计院先提出工艺参数要求,由电伴热带厂家进行伴热方案及材料设计,待招标确定厂家后,再由设计院进行电气部分设计,也可由生产厂家负责全部电气及电伴热带设计。但为了安全,电控柜及电缆不宜由电伴热带厂家提供。(2)方案优化。在复杂工艺管道电伴热方案设计中,需充分了解工艺操作过程及设备规格,优化控制方案,特别是注意选择控制回路及测温点位置,保证在各种条件下,电伴热都能有效控制监测,确保能耗降低。(3)合理选型。电伴热的选型,应以国内外的知名品牌为主。为了维修方便,应尽量选择同一品牌的产品,以利于备件采购和存储。(4)基本要求。一是防爆要求。电伴热带一般是在爆炸危险区域应用,必须要求厂家提供具有相应防爆资质证明的产品;二是安全接地要求。电伴热带必须正确接地,控制柜内应选择漏电开关;三是元器件的耐低温要求。控制柜大部分设在室外,必须考虑温控仪等元器件在低温环境下的情况。(5)设计计算。一是电伴热带的长度计算。应包括管子的长度,以及阀门、法兰、支吊架、过滤器等散热量相当每米管子散热量的倍数之和,并适当留有余量;二是电伴热带功率计算。电伴热带启动时的电流比运行时大,在设计控制开关及接触器时必须按照启动电流来考虑;三是电伴热带设计温度的计算。电伴热带的最高暴露温度通常是指电伴热带能承受的最苛刻温度。 2.标准化安装施工(1)施工前检查。电伴热施工之前,应全面检查被伴热管线情况。应达到光滑无毛刺,压力试验无泄漏,满足装置工艺要求等。工序交接手续完备,具备电伴热施工的各项条件。(2)安装敷设要求。一是电伴热带敷设时,应紧贴在管道的下部,最好在15°~45°范围内;二电伴热带敷设时,要考虑到方便管道附件或设备拆卸检修的可能性;三是电伴热带敷设时,在首、尾端及中间需要接线处,应预留足够的接线长度;四电伴热带铺设过程中应避免损伤绝缘护套;五是除自控温型电伴热带外,其他种类的电伴热带安装时,严禁交叉、缠绕,以免造成重叠接触处局部过热,影响产品正常使用寿命或意外烧坏。(3)保温层要求。在电伴热带安装完毕,且检测正常后,方可进行保温层和防水层的施工。保温层施工时,保温材料需保持干燥,切不可损坏伴热带,要避免镀锌铁皮的固定螺钉等扎坏电伴热带。 3.完善控制监测技术(1)自动控制的原理。采用温度监测元件监测被伴热管线的保温层内部温度,同时也监测保温层外部环境温度。在温控器上设定环境温度临界值,当环境温度低于设定值时,电伴热设施开始启动工作,给被伴热管线加热;根据管线温度范围设定电伴热启动工作的条件范围,控制电伴热的供电回路的启停,进而达到自动控制动态运行的目的。(2)自动控制的两种方法。一种是自调控方法,不使用任何外部温度控制元件来调控电伴热带的运行温度,利用电伴热带的材料特性调控伴热带自己的运行温度;另一种是以温控器为中心,根据设定的温度数值和测温元件反馈的数据控制电伴热回路的运行,以保证管道的温度始终控制在设定参数的范围之内。(3)监测控制的两种方法。一是已有企业开发了单独用于电伴热控制监测的软硬件系统。可以全面监测多回路电伴热设施的所有温度、电流、电阻等相关参数;二是利用工艺装置中的DCS系统实现对电伴热设施的实时监测与控制。电伴热设施的各种参数,通过通信协助传送到DCS控制系统中,使电伴热的控制监测得以实现。 4.规范日常使用管理(1)细化管理规程。把电伴热设施作为一个重要系统进行规范管理,制定管理制度、规程和细则。进一步明确内部的管理分工、管理职责和管理内容。从电伴热设施的设计、安装、使用等各个方面进行详细的规范要求,使相关管理工作覆盖其全过程。(2)完善基础工作。电伴热设施投入运行后,做好竣工资料的收集整理工作,加强员工使用维护的培训工作工作。在施工完毕的管道上作好标记,固定好警示标牌,以防电伴热设施被踩踏破坏。生产车间和仪表电气车间建立的电伴热设施的管理台账,需详细记录电伴热设施的设定参数、生产厂家、投用时间及维修情况等,为后续的日常管理、隐患整改和经验总结提供数据支持。(3)加强日常管理。电伴热系统投运期间,装置工艺操作人员每班次至少要进行3次巡检,负责电伴热系统的运行状况和使用效果的监控,检查电伴热管线阀门等处的保温完好情况,电伴热现场开关状态和温度控制参数的记录核实。仪表、电气维护人员,按照专业分工每班次至少进行1次巡检。检查温度控制和保护元器件等的完好情况,负责专业范围内有关的日常维护。每月定期向生产车间和机动管理部门汇报电伴热的运行和完好情况,并提出工作建议。(4)整改缺陷隐患。电伴热设施是一种新型的节能降耗型的伴热系统,还处于发展完善阶段。为避免各种缺陷和隐患,需依据电伴热的完好状况评估报告,编制隐患缺陷整改计划。并有步骤地组织和实施整改工作,改善电伴热系统的运行状况,确保电伴热设施能安全稳定和长周期受控运行。(5)总结使用经验。在年度总结中,把电伴热设施的规范使用管理工作应作为一个单独的部分加以认真总结。每年专门召开一次各专业参加的综合研讨会,进行规范使用和新技术应用经验交流,组织修订电伴热管理规定细则,确保电伴热设施管理能够年年进步。 5.定期检查检测(1)投运前检查检测。初次使用前或新伴热周期开始前,必须进行全面的预防性检查检测。应重点检测电伴热各回路的绝缘电阻,即工作回路与电伴热外皮的绝缘电阻值,排查电伴热带是否存在短路现象。绝缘电阻值应≥200MΩ,最小应>2MΩ。只有符合要求时,才准许投入使用。(2)运行中检查检测。电伴热设施在伴热运行期间,必须进行定期检查检测。一是每周要检测各个伴热回路的运行电流数值,并与初始电流数值对照核对,检查有无较大的波动异常。若发现有较大的异常波动时,应分析判断产生异常波动的原因,及时排除故障,避免发生过流烧毁等事故;二是要检查电伴热带发热量是否正常,管内介质温度是否达到设定温度。用便携式温度计分别在管道上进行抽样检测,抽样部位为首、中、尾部,判定电伴热带是否达到设计标准。(3)停运后检查检测。电伴热设施结束一个周期的伴热工作后,需进行全面检查检测。重新检测各回路的绝缘电阻值是否符合运行要求,电子元器件的绝缘是否符合运行要求。检查校核各保护器的设定数值有无变动漂移,电伴热带保温层是否有损坏,是否有潮湿等异常现象。 二、取得成效 经过近几年的努力,工厂电伴热设施隐患得到有效排除,运行故障明显减少。没有再发生短路烧毁等火险事件,电伴热设施完好率达到99.5%,电伴热设施的规范管理取得显著成效,电伴热设施的防冻和节能优势得到凸显,实现了引入电伴热的预期目标。随着科学技术的快速进步,电伴热设施的本质安全会得到进一步提高,电伴热设施必将向标准化、模块化和自动化方向发展和迈进,应用领域会更加广泛,节能降耗的作用也将会更加显著。 作者:宋捍东杨劲松单位:吉化集团吉林市锦江油化厂 石油化工分析论文:石油化工企业安全阀的选用 一、安全阀的选用原则及相关技术参数 安全阀的选用原则具体有三条,第一,对于石油化工企业的压力容器和压力管道来说,安全阀是必不可少的安全控件,而且石油化工企业的安全阀较多选用弹簧式安全阀,弹簧式安全阀的灵活性与安全性能是比较符合工作需求的;第二,对于某些流量大、压力高的承压设备,同样普遍选用弹簧式安全阀,而且一般是选用全启型式的安全阀;第三,当石油化工企业生产所用的工作介质为易燃、易爆、损害力强大、或者有毒有腐蚀性的物料时,相应的承压设备应该选用全封闭式的弹簧式安全阀。在选用适用的安全阀时应该注意安全阀的排放能力必须大于压力容器的安全泄放量,只有这样才能保证安全阀在安全过程中发挥作用。安全阀的主要技术参数,一是公称压力,表示安全阀在常温状态下的最高使用压力,高温设备用的安全阀不应考虑高温下材料许用应力的降低,安全阀是按公称压力的标准制定的。二是公称通径,即是在管路系统中用来标注管路附件具体尺寸的一个数字标志。三是密封压力范围,用来指示安全压力的控制范围,四是适用介质,五是适用温度;六是额定排量数值,具体用来规定安全阀的额定排量。 二、石油化工企业安全阀的应用探究 1.石油化工企业安全阀的安装安全阀的安装:在设备或管道上的安全阀须直立安装;安全阀的安装位置应尽量靠近被保护的设备或管道,如不能靠近布置,则要求从被保护的设备管口到安全阀入口之间管道的压力降不超过该阀定压值的3%;压力容器与安全阀之间的连接管件的通孔,其截面积不得小于安全阀的进口截面积,其接管应尽量短而直;安全阀与压力容器之间一般不宜装设截止阀门,为实现安全阀的在线校验,可在安全阀与压力容器之间装设爆破片装置,对于盛装毒性程度为极度、高度、中度危害介质,易燃介质,腐蚀、粘性介质或贵重介质的压力容器,为便于安全阀的清洗与更换,可在安全阀(爆破片装置)与压力容器之间装设截止阀门,压力容器正常运行期间截止阀必须保证全开(加铅封或锁定),截止阀的结构和通径应不妨碍安全阀的安全泄放;安全阀应安装在易于检修和调节之处,周围要有足够的工作空间;最后,安全阀必须稳固安装,保证装置的牢固稳定。在安装过程中,需要注意一下几点:首先,安全阀需采购自具有成熟生产技术、较高制造水平、质量保证体系完善的企业产品。其次安全阀的安装位置是压力容器顶部气相部分或气管管道上,蒸汽锅炉需要安装在集箱等的最高位置。安全阀的排放管通径不得小于安全阀公称通径,只有这样才能安全排放,安全阀接管不能有弯头,要保证畅通无阻。 2.石油化工企业安全阀的校验从安全阀的校验期限来说,校验分为两步,第一步是在安装前的校验,称为入厂前校验,第二步是使用中的校验,每年至少要大型定期校验一次,进行生产设备的拆洗、检修、和校验,这就是所谓的动态检查。检验完之后的工作是铅封工作,由专门的铅封技术人员来操作,对校验合格的安全阀进行铅封处置。并由铅封人员做好相关的安全阀校验记录,记录下安全阀开启、回座压力数值。在校验的过程中,具体的校验对象是安全阀的开启与回座,因此,首先要对工作介质做好校验,只有这样才能得出开启压力的具体数值。根据介质压力的不同来具体选择校验措施,例如,当介质为蒸汽时,应以饱和蒸汽为检验介质;空气类安全阀应以空气、氮气为校验介质;水等液体类安全阀,应以水为校验介质。 三、结束语: 在石油化工企业的锅炉、压力容器、压力管道上安装安全阀是调节装置内压、保证安全生产的重要前提,安全阀的选用、安装与校验三个环节所起的作用是至关重要的。通过上文的探讨,笔者首先分析了安全阀的类型、安装条件以及选用原则,并再次基础上具体阐述了安全阀的安装要求以及检验要求,通过上述论述,以期能够改善安全阀的管理与应用现状,强化石油化工企业的安全管理,降低生产事故发生率,维护企业效益。 作者:杨亚川单位:河北宇翼工程设计有限公司 石油化工分析论文:无极灯对石油化工项目的影响 1光源的能效综合评价法 光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率的比值,称为该光源的发光效率,简称光效,光效表示光源消耗1W的电能所能发出的光通量大小。发光效率值越高,表明照明器将电能转化为光能的能力越强,光效单位为流明/瓦,即lm/W。光效是评价光源节能的重要指标,例如,三基色荧光灯、金卤灯和高压钠灯具有较高的光效,节能效果明显。表1是《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)的宣贯教材中所给出的各种光源的主要参数。由表1可见,无极灯光效不及三基色荧光灯,但是寿命却是三基色荧光灯的4~5倍,在无极灯寿命周期内,三基色荧光灯要更换光源4~5次之多,因此会造成生产、运输和销售等全过程的能源浪费。所以,从这个角度来看,无极灯也是绿色节能的光源。由此可见,只考虑光源光效还不够全面,引入光源的能效综合评价法,从光效和寿命两个维度全面的评价光源的节能指标。光源综合能效,采用两个维度来对光源的能效进行评价,单位为lm•h/W,其表达式为:光源综合能效=光效•寿命=光通量•寿命/额定功率即:通过表1,我们可以得到各种光源的综合能效指标如表2所示。由表2可见,在同等功率下,无极灯具有更高的综合能效(103lm•h/W)。因此在同等照度下,可以采用较小功率的无极灯替代较大功率的传统光源,达到既保证可视照明效果又节能的目标。 2无极灯用于石油化工项目的经济性分析 目前石油化工项目规模越来越大,工作环境恶劣,防爆、放水、防尘、防震的要求很高,无极灯寿命长、高效节能、防震、防爆性能好等优异性能很适合广泛地应用于石油化工项目的各种照明设施中。100W的金属卤化物灯是目前石油化工项目使用最多的光源之一。在保证可视照明效果的情况下,可以使用50W的无极灯代替100W的金属卤化物灯。下面以某石油化工项目使用5000套灯具为例,两者相比做出经济性分析。 2.1设备费用 2.1.1初投资可见,无极灯比金属卤化物灯的初投资多花费100万元。 2.1.2维护费对于电磁感应灯,生产厂家一般承诺6年免费维护;对于一套金属卤化物灯:灯管寿命1年,镇流器寿命2年,触发器寿命1年。6年的维护费见表4。 2.2运行费用 石油化工企业照明年工作小时数按4000h,5000套灯具计算,每年的电费比较见表5。根据表4、表5易得,1年可以节约费用130万元,因此1年即可收回初投资多花费用,3年即可收回成本。 3社会效益分析 无极灯高效、节能,如果现有的石油化工企业全部使用无极灯,节约费用相当可观;且使用寿命长,长年无需维护;绿色环保显色性高光色多光通利用系数高且穿透力强;无频闪现象,保护了人的视力健康,有助于提高劳动安全;无辐射,保护了人体健康;无电磁污染,维护了电网的安全运行;瞬时启动或瞬时再启动可减少或避免生产事故的发生;功率因数高于0.99;电压变化对光通量影响小且光的亮度不变,85~277V均能正常工作,交直流通用,适合各种照明;无灯头、无灯丝且耐震,长年使用无需维护,节约了大量人力物力和财力等,凸显了它的社会效益。 4结语 无极灯是一种绿色环保高效且节约型光源,与其它光源特性比较、价格比较及经济、社会效益来看,凸显了其优越性。 作者:杨金付 单位:东华工程科技股份有限公司 石油化工分析论文:石油化工工程施工的质量 1石油化工安装工程施工过程中质量的监督和管理 通过对石油化工安装工程施工过程中安装施工设计图纸质量的控制、招标文件的制定与管理控制、施工材料的质量控制等进行监督管理来保证石油化工安装工程施工的施工质量。除此之外,我们还应该加强对石油化工安装工程施工质量的管理和监督。首先,明确石油化工安装工程施工质量的管理目标。在石油化工安装工程施工的过程中,根据石油化工安装工程施工质量的要求建立符合控制的目标,明确石油化工安装工程施工质量的控制目标,从而实现石油化工安装工程施工质量的控制保证整个石油化工安装工程施工的质量。其次,加强石油化工安装工程施工队伍的监督和管理。为了保证石油化工安装工程施工的质量,需要加强对施工人员的监督和管理。加强对石油化工安装工程中的施工人员进行专业的施工技能培训。对施工中的特殊岗位,必须要求施工人员持特殊施工工种证,以保证在专业的施工机械设备中能够适应石油化工安装工程施工的操作需求,保证石油化工安装工程施工的质量。 同时,在石油化工安装工程施工的过程中,除了对石油化工安装工程施工操作规范、施工材料、招标文件等进行质量控制与管理之外,在石油化工安装工程施工中还可以采取一些监督与管理的措施,进一步提高对施工操作具体的过程进行监督和管理:在进行石油化工安装工程的施工中加强专业工程施工监理人对工程施工进展情况的监督与管理,掌握石油化工安装过程中的施工工艺,及时更改影响石油化工安装工程施工质量的因素,避免对石油化工安装工程施工的质量和工期造成影响;加强对石油化工安装工程施工中各个隐蔽施工部分及施工工序的监督与管理,在各个隐蔽施工部分及施工工序中加强对重要施工工序及重点施工部分制定专项的监督管理规范,确保石油化工安装工程的施工质量;在石油化工安装工程施工的过程中,加强石油化工安装工程施工应用技术运用与管理,确保在石油化工安装工程施工过程中施工技术对工程施工质量及施工进度起到积极的影响作用。 对石油化工安装工程施工过程中质量的监督和管理还应该注意及时开展一系列的施工技术交流与探讨活动。对石油化工安装工程施工过程中的应用技术出现的问题进行协调与沟通避免对石油化工安装工程施工造成影响。 2石油化工安装工程施工过程中的成本控制管理 在石油化工安装工程施工过程中,对于成本控制的管理是控制管理中尤为重要的部分。目前,石油化工安装工程施工过程的工程造价控制目标是“质量好、工期短、造价低”。这三个目标其实是互相影响、相互制约的关系。在石油化工安装工程的施工过程中成本控制的目标应以工程造价目标为基础,更好地避免因工程变更、施工索赔等因素造成的成本增加。在石油化工安装工程施工的后期,对石油化工安装工程施工的成本控制还包括了竣工后人员工资结算的编制控制和竣工后费用的控制两大部分。后期石油化工安装工程的成本控制是石油化工安装工程成本控制管理中的重要部分。工程竣工后要依法按照国家的政策规定对石油化工安装工程施工人员进行工程款项的结算。通过正确、合理地控制石油化工安装工程施工前期及后期的成本因素,使得石油化工安装工程的施工质量优越、成本合理赢得最大利润。 综上,石油化工安装工程施工是石油化工工程中的重要组成部分,其质量严重关系到石油化工工程整体的施工质量。因此,在石油化工安装工程施工过程中要对安装施工设计图纸质量的控制;招标文件的制定与管理控制;施工材料的质量控制等进行严格的管理,保障石油化工安装工程的施工质量及安全。通过明确石油化工安装工程施工质量的管理目标、加强石油化工安装工程施工队伍的监督和管理、加强石油化工安装工程施工应用技术运用与管理等措施,加强石油化工安装工程施工对质量,合理控制施工成本、缩短施工周期,更好的为企业创造效益。 作者:邬海蛟单位:延长油田股份有限公司西区采油厂 石油化工分析论文:石油化工装置工艺分析 1石油化工装置工艺及管道设计存在的问题 1.1装置布置装置布置设计是石油化工设计中的一个重要环节,直接决定着后续管道布置设计的繁简程度及整个装置单元投产后操作运行维护的方便程度。石油化工企业中的管道数量众多,分布较集中,其弊端就是增大了控制事故发生的难度。正规资质的石油化工企业会采用合理的设备布置方式,严格按照工艺流程方向依次布置设备,这样的设计不仅保证了管道布置流畅,而且充分利用了管道长度,降低了管道投资成本,同时也使得管道的使用安全得到了保障。相比之下,基层的石油化工企业为了减少工程投资就没有聘请专业资质的工艺设计人员,其设备布置冗杂错乱,在事故发生的时候会导致较大的连锁灾害,严重影响了生产的安全性。 1.2管道路线设计管道路线设计是整个石油化工装置管道设计的重中之重,但目前一些基层企业在管道路线设计上还是没有按照国家的相关规定和标准执行,管道路线布置不合理,给管道的安全运行埋下了潜在隐患。管道设计的安全性涉及到多个方面,其合理性直接关乎着石油化工装置的安全性。当前国家在管道设计方面虽然有着严格要求,但部分基层企业却没有严格执行国家标准,没有进行管道安全措施的设计。 1.3管架设计石油化工企业的管道是通过管架来支撑的,这样可以明显提高管道的稳定性。但在目前管架的设计过程中,存在着设计支架类型简单单一的情况,这样虽然在设计方面可以大大简化,但不能满足管道管路系统长期运行稳定性的要求。如:用较多的弹簧架在长时间的使用过程中会使得弹簧的质量出现问题。此外,有些设计未考虑管道与支架的相对位移,从而导致管道及支架易发生松动,造成安全隐患。 1.4材料控制由于各个地方的石油化工工艺路线和装置各异,其使用的管道承载能力也有较大的差异,各石油化工企业应该结合自身的实际发展情况聘请专业设计人员进行设计,依据其生产工艺条件选用相应的设备和管道材质,这样就可以保证材料满足服役受载条件和使用温度要求。但目前部分基层石油化工企业一味模仿其他企业的生产模式,为节约投资成本随意更换设备和管道材料,大大增加了其设计的安全隐患。 2石油化工装置工艺及管道设计缺陷的防范措施 由于石油化工装置的危险性较大,因此在装置工艺设计过程中要格外针对安全防范措施进行相应的设计,同时也要对管道设计中存在的缺陷进行及时有效的防范,避免发生重大安全事故。下面详述几种控制工艺和管道设计缺陷的措施。 2.1做好工艺路线选择和设计工作合理的工艺路线是石油化工项目的关键因素。石油化工企业以及设计人员应根据项目的实际情况,考察类似的化工企业,对比各个工艺路线的优缺点,评估工艺的安全性,结合建设投资成本、运行成本以及生产安全性,尽可能选取工艺先进、工艺流程简单、原料便于取得、避免危险性物质使用和产生的工艺路线,为石油化工企业把好安全关、质量关;其次,做好相应的工艺设计工作,对于行业内明确标定的甲类危险性装置区应严格按照国家标准设置防火防爆装置和相应的应急反应系统,生成过程中产生的废气、废液、废渣应按照相关环保要求指标进行处理后达到国家相关环保部门的处理标准以后再进行排放处理。 2.2做好装置的布置工作工艺设计过程中的装置布置是否合理直接影响着管道设计的合理性和生产过程的安全性。设计人员应严格按照工艺路线方向布置装置,合理分配装置资源,优化装置分配空间,加强装置布置设计中的安全设计布置,这是由于石油化工项目存在很多危险性物质,设计人员应严格按照国家规范标准设置装置之间的安全距离,杜绝经验主义的工作作风,在设计中严格遵守安全设计准则,尽量将危险性较大的设备布置在一个区域。 2.3做好管道设计的组织工作一般来说,石油化工的管道设计任务重、工期短,因此,在整个的管道设计过程中,如果没有能够统筹规划好各个设计步骤的顺序,就有可能导致设计时间非常紧迫,这样就使设计过程变得仓促,难免出现某些未能及时发现的设计不合理之处,同时由于设计周期较短使得设计人员没有详细的审阅设计方案,致使设计方案出现偏差的情况发生。因此,为避免上述情况的发生,一定要统一规划,整体统筹,充分协调各个设计部门,组织好管道设计工作的任务分配,避免设计人员没有充分的设计时间来制订更为合理的设计方案,科学合理的设计组织工作可以明显提高整体设计质量。此外,设计人员还可以采用三维管道设计手段来提高设计的准确度,减少误差,提高工作效率;设计方案制定后还需要各阶层的主管来对设计方案进行评定,使得设计方案更加完备。对于设计方案中不合理的地方要进行及时纠正,还要参考以往的设计案例来评估设计方案的可行性。管道设计是一项综合性较强的工作,其需要团队配合才能设计出更好的方案,因此如何提高团队协作能力是目前管道设计人员所面临的主要问题之一。 2.4合理的管架设计首先,管架设计中所采用的弹簧架比普通的支撑架更加稳定,但是其使用的时间有限,长时间的使用弹簧架会使得弹簧的质量出现问题,因此,要减少弹簧架的使用频次,同时在使用过程中应该及时探测监控弹簧架的服役状态。其次,管道与支架之间的位移会使得管道发生松动,管道一旦松动就会使得相应的机器发生故障,影响石油化工装置的稳定性,因此,要减少管道与支架的位移。此外,沿塔铺设管道,这样不需要较多的承重支架,可以节省工程施工的资金,沿塔进行铺设管道也会使得管道的稳定性得到较大的保障,不易松动而且节省了管道的长度,但是沿塔铺设管道会产生一定的伸缩量,因此要采用管卡和弹簧支架。 2.5提升工艺和管道设计工作人员的综合素质目前的工艺和管道设计人员大多按照以往的设计经验进行设计,鲜有重大的创新思维,在设计工作中只是进行简单的套用传统经验方法,或者直接参考以往的设计数据生搬硬套,这使得石油化工装置的稳定性设计中存在着较大隐患,并极有可能导致重大安全事故的发生。设计人员应该多下现场进行仔细勘察,基于实情充分了解实地工况,实事求是,选取可用数据进行相应的创新性设计。石油化工装置的安全性主要与工艺和管道设计有关,因此,工艺和管道设计人员一定要具备较高的职业素养和岗位责任感,这样才能使得我国的石油化工装置设计更加规范、更加安全、让社会更加放心。 作者:崔阳汪建军高兆宽单位:信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司 石油化工分析论文:石油化工行业污水回用 一、石化行业污水回用技术现状 随着石化行业的不断发展,人们环保节能意识的增强,对石油化工行业中污水的净化处理以及再次利用已经引起了业界的关注,其发展趋势也已经成为了人们日益关注的焦点。石化行业在对所产生的污水进行处理时,在基本工艺上均采用了隔油、生物处理以及气浮等手段,其所需的基本工艺有: 1.隔油池工艺简介隔油池一般分为平板隔油池和斜板隔油池两种。在平板隔油池中,由于油膜的更新速度很慢,其流动性较差,而斜板隔油池其生产状态正好与平板隔油池相反,因而在实际生产中,得到了广泛应用。 2.气浮工艺简介气浮是利用气泡作为载体,对污水中的悬浮物进行高密度粘附,达到了污染物与水面进行隔离的目的。在经过气浮处理后,其污水中油污的含量应控制在每升30毫克以下,油污含量过高,会影响到后续的处理及生化。此外,也可以根据需要进行消毒、过滤等。由于此种方法简单易行,在石化工业生产的污水处理中,得到了推广使用。 二、石油化工行业污水回用面临的问题 1.污水中的含硫量增加随着能源的短缺,一些含有高硫的原油也被作为原料进行使用。其加工工艺以及操作条件也日趋完善起来。由于含高硫的原油大量使用,使得在油水分离以及裂化工序中产生的含硫污水越来越多,用水量也不断加大,使得工业污染日益严重。 2.污水水质越来越复杂随着经济的发展,石化行业间的竞争不断加剧,使得企业的利润空间逐渐缩小,更多的企业为了寻求效益的最大化,开始在炼油工艺上进行了新的探索,炼化一体化模式开始被广泛使用。体现出石化行业已经将其优秀产业向精细化工方向上转移。随着原油质量的不断变差,石油化工企业不得不改变原有的生产模式,向着深加工方向发展。同时,水资源的不断紧缺,造成了石化行业在其生产中,对水的循环使用越来越重视,而污水所经过的装置越来越多,其成分却变得越来越复杂,污染物的种类也越来越多,使得一些难降解的物质的浓度也不断增加。 3.污水的深度处理和回用由于石化行业所产生的污水成分越来越复杂,污染物的种类繁多,难降解的物质的浓度也不断增加,利用传统净化工艺已经无法满足环保需要,因此,必须对污水进行深度加工以及技术处理才能达到排放要求。此外,随着国内水资源紧缺情况的加剧,使得很多的企业在污水处理上,转变了原有思维模式,通过技术改良,已经从工艺处理模式转变到了工艺生产模式。 三、石化行业各类污水处理及发展趋势 1.含油废水的处理。含油废水多来自油气及油品在生产过程中的冷凝水及生成水、洗涤水,化验室及设备的排水等。在对这种污水进行处理时,首先要经过斜板隔油池的简单处理,在进入到集水池,在经过气浮工艺处理后,除去并回收了污水中的大量油脂,在经过过滤以及消毒后,进入后续处理工序。 2.含硫污水的处理。对含硫污水的处理,一般采用物化的方法。其主要包括氧化法、碱吸收法、沉淀与气提方法等。在我国氧化法以及气提法最为常用。这两种方法,对污水中硫的处理能力超过了90%,达到了循环使用及排放标准。其去除原理为:充分利用氧很高的活性,对污水中的硫化物进行氧化,使其以硫酸盐等形式被分离出来。除了以上方法,目前还出现了湿式氧化法,临界水氧化法等,它们可以将污水中的硫及硫化物与氧发生充分反映,生成无极硫酸根这种容易分离的物质,提升了污水的生化性。 3.高浓度有机污水的处理。高浓度有机污水由于其类型复杂,生化物的含量很高。在对其进行净化时,可以采用氧化--生化组合等方法,或者采用厌氧--好氧组合工艺,目前这两种净化模式已经成为了污水净化未来的发展趋势。 4.污水的深度处理和回收利用。目前,水资源的短缺问题不仅仅是石化行业独有的问题,它已经演变成全球性问题,已经引起了人类的广泛关注。在石化行业生产中,对污水的循环使用技术以及回收技术已经成为了主要发展方向。在国外的很多国家,采用了对源头取水量进行控制的方法。同时,在对污水处理中,使用了膜技术超滤及反渗透处理等手段,减少了由于误操作造成的损失。 四、结语 由于石化行业污水排放量大,且成分复杂,给生化以及降解都带来了一定困难。站在环保节能的角度,对石油化工行业所产生的污水进行技术处理已经迫在眉睫。通过对含油、含硫污水的处理以及高浓度有机污水的处理,使水资源得到了循环使用,达到了环保节能的目的。 作者:刘亚单位:安徽省化工设计院工作安徽省合肥市 石油化工分析论文:石油化工管道设计水平 1.加强管道布置 在石油化工管道设计中最关键的一环就是管道布置;管道布置时,不仅要满足管道系统施工、操作、检修以及自身要求,而且还必须结合工艺、生产、设备布置要求进行。所以管道设计中要充分考虑管道布置问题,具体应考虑以下几点:(1)管廊附加余量;在对管廊设计过程中,普遍的做法是管廊设计余量留有百分之十到百分之二十。不过,当装置运行几年时间后,如果还以普遍的设计余量为主是根本不够的,所以应保持百分之二十到百分之三十的管廊设计余量。(2)安全阀的管道布置;在连接安全阀出口和泄压总管过程中,应避免总管内的的凝液逆流进支管,所以实际连接时要从上部朝着正确的流向以45°角斜插入总管,在避免凝液逆流入支管的同时还一定程度上减少了安全阀的背压。倘若安全阀的定压在7.0MPa以上,那么这时就应根据45°角顺着流向插入总管;倘若安全阀出口位置要低于泄压总管,那么应避免袋形管段积液情况。(3)夹套管;要求内管直管段对接焊缝的距离大小应保持在200mm以内,首选无缝对焊管件,弯头不得超过1.0DN。在准备对外管装配前,应做好内管焊缝的无损检测和压力试验,当检测与施压都达到标准要求后,才能真正进行外管的装配。同时,在设计夹套管过程中,应针对内管材质选择相应的支承块,这样就不会因为材质的不同而导致内外管出现涨缩差异。 2.管架设计 管架设计在石油化工管道设计中也属于重点部分,其与管道设计之间有着不可分割的联系。一旦管架设计中存在缺陷,将会出现断裂对所用设备造成损坏,更有甚者导致管道运行中存在巨大的安全隐患。因此设计管架过程中应考虑好以下问题:(1)沿塔铺设的管线;在沿塔铺设的管线中一般只会安装一个非刚性的承重支架。该支架顶和塔顶封头焊缝线间的距离是150mm。如果单个承重支架的荷重要比承重量高,那么应设置弹簧吊架承重支架,与导向支架间应保持适当的距离,要求最底部的导向支架与水平管间的距离应大于其高度的三分之一。(2)适当减少弹簧架;弹簧架属于管架中的一类,相较于其他管架,弹簧架的价格昂贵,安装十分繁琐,更为严重的不足是长期使用后会出现弹簧失效情况。弹簧架安装过程中,通常通过定位销将其固定,这个时候只具备刚性支吊架功能。在水压测试弹簧支吊架后,进行蒸汽吹扫,并将定位销拆除。 3.材料选择 选择优质匹配的材料对管道装置的正常有序运行起到了重要的保障作用,也有利于日后的维修及技术改造。实际应考虑好以下几点:(1)不得将管道的设计温度当做明确管道隔热性能的参考依据,管道是否具备较好的隔热性能,完全在于实际操作环境与环境温度差、生产工艺对介质的要求。(2)通过法兰来连接的管道,管道至少有一端要安装活套法兰。倘若实际未安装活套法兰,那么就会导致实际作业时螺栓孔难以对正的情况。(3)在选择输送具有较大可燃性、爆炸性介质以及起到隔热保护作用的管道材料时,如果以软密封球阀为主,那么使用防静电、防火结构球阀最为理想,保证阀杆长度相当。 4.结论 综上所述可知,石油化工管道设计高水平是保障石油化工管道正常有序运行的关键。本文虽对石油化工管道设计事项予以了详细的分析和研究,但对管道设计造成影响的因素还有很多,所以设计人员设计过程中应善于总结、积累工作经验,不断提高自身设计水平,及时处理存在的设计问题,唯有如此,才会有效抵制安全隐患的发生。 作者:邓晨旭马勇单位:北京华福工程有限公司天津分公司 石油化工分析论文:石油化工仪表电伴热技术的应用 一、施工注意事项 石油化工装置具有高温高压、易燃易爆等特点,因此电伴热施工安装要点需特别注意,结合自身对多套石油化工装置电伴热施工经验,详述如下施工注意事项: 1.电伴热带的安装应在管道系统、水压试验检查合格后进行,应安装在仪表管道的侧面或侧下方,并且电伴热带敷设最小弯曲半径应大于电伴热带厚度的5倍。 2.电伴热系统必须对介质管道、电伴热带编织层及电气附件按照现行《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169的规定做可靠接地,接地电阻应小于4欧姆。 3.管道法兰或法兰闸阀等连接处易产生泄露,缠绕电伴热带时,应避开其正下方,同时电伴热带要安装拆卸自如,不影响被保温伴热设备的维护。 4.试送电检查合格后,再停电进行保温层施工。保温材料需注意一下几点:所采用保温层的材料,厚度和规格应与电伴热供应商和设计图要求符合。施工时保温材料必须干燥,保温层外应加防水外罩,保温层施工时应避免损伤电热带。保温层施工后应立即对电热带进行绝缘测试,并在保温层外加警示标签注明“内有电热带”及重要配件位置。 5.所选用的电伴热带的耐受温度不应低于该管道的设计温度,以免损坏电伴热带。工作温度200℃以下一般采用自控温伴热带,工作温度在200℃以上的需选用高温型电伴热带。 二、优势比较 相比传统热水伴热或蒸汽伴热,传统伴热方式的热效率较低,一般热效率为40%-60%左右;而且铺设常规的热水伴热或蒸汽伴热的管路要耗费大量钢材,在冬季气温低的时候容易发生“跑、冒、滴、漏”等现场,污染环境,浪费热源。相比之下选用电伴热带的伴热方式具有施工简便、维护工作量低等突出优点,主要体现在以下几个方面:1)电伴热施工及维护简单、发热均匀、控温准确,能进行远控,遥控,可以实现自动化管理;2)自控温电伴热带节约电能,稳态时,功率较小,相对于蒸汽伴热,电伴热节省钢材、节约水资源,无泄漏,有利于环境保护;3)能解决蒸汽和热水伴热难以解决的问题,如长输管道的伴热,窄小空间的伴热;无规则外形的设备(如三阀组)伴热;无蒸汽热源或边远地区管道和设备的伴热;塑料与非金属管道的伴热等等;4)电伴热设计工作量小,施工方便简单,维护工作量小。 三、总结 通过对仪表电伴热施工经验的分析总结可知,在石油化工行业仪表电伴热技术应用已经取得了很好的效果,成功解决避免了常规传统伴热方式带来了一些弊端,因此仪表电伴热技术必将得到越来越多的应用。 作者:罗在勤赵宇立毛云峰冯继伟王红彬单位:泸州川油天然气有限公司中国石油西部管道公司中国石油青海油田格尔木炼油厂中国石油长庆油田分公司第三采油厂吴起作业区青海油田采油二厂 石油化工分析论文:石油化工中痕量硫含量 一、测定总硫 检测环境对测定结果的影响。在采用紫外荧光法来进行检测的过程中,测量环境会对测定结果造成一定影响。在实际检测过程中必须要考虑到裂解温度、进样量以及氧气流量等因素对测定结果的影响。一般情况下当温度低于900度的时候,硫燃烧不充分,此时的温度也不利于二氧化硫的生成,最终会导致测定结果偏低。在检测过程中当温度超过1200度的时候显示增值会变慢。在长期实践中人们发现选定1100度是最为合适的裂解温度。在1100度的时候不仅有助于二氧化硫的生长,同时还有助于延长裂解管的使用寿命。在实验过程中人们为了提高检测精度、降低误差通常要加大进样量。这样的方法虽然能够达到目的,但是当进样量一旦超过了界限时就会对仪器造成严重影响,从而最终会降低测量结果。因而要分析人员必须要合理确定进样量,一般情况下进样量需要保持在曲线范围内。实验过程中氧气含量也会对检测结果造成严重影响,当氧气流量过多时就容易生成三氧化硫从而会降低检测值。相反当氧气流量过小时就不利于样品的燃烧氧化,最终也会降低检测值。这些因素对检测结果的影响都是我们在检测过程中需要高度重视的问题。 1.X射线荧光定硫 当前X射线荧光定硫发展快速,这种方法能够检测石油化工产品中的多种元素成分。镁、硫这样的轻元素以及铁、钴、镍等重元素,该方法都能够进行专业测量。X射线荧光定硫可以用来测量固体、粉末、液体以及泥浆等多种形态的样品。X射线荧光法本身一个最大的特点就是在测量过程中不需要发生化学反应,直接就可以测量。与其他方法相比这种方法更为简便。当前X射线荧光定硫法已经成为检测油品元素的主要方法。这一方法的最低测量范围保持在20ug/g。在看到该方法的优点的时候我们也要意识到这种方法本身也是有明显缺陷的,最大的缺陷就是不能够满足痕量分析的要求。这是我们在测量过程中需要高度重视的一个问题。 2.氧化微库仑法 氧化微库仑法是一种已经比较成熟的一种专业测定方法。当前国内氧化微库仑测定技术已经成型。对这种方法的研究也达到了一定水平。这种方法主要是通过把一定量的试样送入到裂解管内,升高温度使其氧化燃烧从而产生二氧化硫气体,该气体进入到滴定池后就可以产生I3-离子。分析人员根据整个反应过程所消耗的电量就可以测定出总硫含量。氧化微库仑法一般用于低硫含量的测定。一般情况下硫的质量分数保持在0.5ug/g到0.05ug/g之间。在测定过程中要选择高偏压、大进样量和高采样电阻。对于高硫含量试样的测定则要选择小进样量、较小采样电阻和低偏压来进行测定。 3.化学发光法总硫检测仪 这种检测技术经大量的实验研究发现与色谱技术的检测精度是相当的。该技术起初是对气相单一硫化物含量进行分析,在经过专业的技术改造之后(设置了一个整体式加热喷射阀)就够实现对所有形态的含硫化合物进行专业测量。 二、测定形态硫化物 在对硫化物进行专业检测过程中掌握硫化物的形态至关重要。掌握硫化物的形态有助于实现精确分析。针对形态硫化物的测定人们主要是通过气象色谱仪以及硫选择性检测仪器结合来进行分析。最常见的检测仪器主要是脉冲火焰光度检测器、硫化学发光检测器、原子发射检测器、火焰发光度检测器以及荧光定硫色谱检测器。 1.气象色谱-电化学硫检测器电化学硫检测器的开发有效地解决了以往检测器响应不是线性的问题,标准配置也比较简单。电化学硫检测器本身是由三部分组成的:电化学传感器、高温微型反应器、气流控制以及数据采集器。这三个部分是电化学硫检测器的重要组成部分。高温微型反应器是带石英热解部件,一般放在色谱柱温箱上方。在检测过程中样品中硫氰化合物主要是在该反应器中被燃烧掉,常压下生成二氧化硫。二氧化硫被带入到传感器中进行专业测定,从而最终确定检测结果。该仪器与其他检测仪器相比的一个显著区别就在于在仪器中设置了一块硫化物渗透管。通过渗透管有效解决了痕量硫化物的标定问题,对于满足痕量形态硫化物的测定具有重要意义。 2.气相色谱——脉冲火焰光度检测器脉冲火焰光度检测器最大的优点是淬火大幅度减小,选择性也要比其他检测器强一些。该仪器的检测最低限是0.1ug/g。石油化工产品中的痕量硫含量是造成污染的重要来源,在人们对生态环境的重视程度越来越高的背景下加强这方面的研究,加强对痕量硫含量的测定具有重要意义。本文重点分析比较了当前硫检测主要的检测方法和仪器。总硫测定与形态硫测定是痕量硫测定的两大基本方式。这两个方式中专业的测定方法需要我们不断的研究和深化。 作者:张文媚闻环单位:国家石油石化产品质量监督检验中心 石油化工分析论文:石油化工项目的规范管理 1评标环节不符规定 按照招投标法的规定,在进行石油化工类项目工程的评标环节中,需要由具备相关专业工程技术和建设经验的评委组成,并且招标单位的评委组成人员不得超过三分之一,以保评标的公平性。但是目前不少招标单位在评标时几乎由本单位人员组成,既无专业性可言,也不保客观性和公正性。而且评标的时间偏短,面对几十页乃至过百页的投标书并未能做到仔细评审,因此也就难以达到择优中标的要求。 2招投标石油化工项目的规范管理建议 石油化工项目招投标是一项严肃的工作,关系到国计民生的利益,因此为保障工程质量、规范招投标行为,针对招投标活动中存在的弊端,提出以下相关建议。 2.1加强对招标项目的审批监督检查国家在对石油化工项目进行招投标的时候应该明确规定招标的范围,哪些该招标,哪些不用招标,以及招标的条件。所以需要设立专门监督小组对相关的项目审批程序、招标文件进行检查,检查是否按照规定的要求进行招标,并审查不须招标的项目是否符合不招标条件,防止招标单位将项目化为多个小项目,将其拆分逃避招标。 2.2加强对评标专家的纪律监督组织专业技术人员和具有石油化工项目施工经验的人员对竞标单位发来的投标计划书进行严格的审查、评估是招投标项目最重要的一个环节,其关系到是否能公平、客观的选择到优秀的承建单位,是招标成功与否的关键所在。因此,首先需要选择具有较高政策法规水平和专业技术知识丰富的人员担任评标专家,要求他们需要本着认真负责和良好职业道德的工作态度进行评标活动;再者,需要对评估活动负主要责任的评标专家进行纪律监督,防止他们接受贿赂、主观臆断的左右招投标活动的结果,并制定相关的专家监管制度,一旦出现规避招标、弄虚作假、暗箱操作、干预招标、分包转包等违规评标现象,需要追究具体的责任,对其进行严厉的经济惩罚和党纪政纪处分,构成犯罪行为的,移交司法机构追究刑事责任。 2.3推广无底标招标无底标招标,就是不设定标底,在评标的时候,专家会从最低报价评起,再向高价逐个评标,如经过论证,价格低而且技术具有先进性、方案具有可行性、施工符合石油化工要求的安全性,则为中标,就不再考虑标价高的竞标者。采用这种方法,可以有效的避免暗箱操作、防止泄露标底,从而遏制编标等违纪违规行为。但是实行无底标招标,需要招投标负责单位在招标前做好相关的市场调查工作,掌握石油化工项目建设所需的材料、设备的市场价格,做好成本核算,对最低价做到心里有数,防止竞标单位串通哄抬标价,串通投标。采用这种招标方法,需要要求有较高素质的工程监理执业人员,防止中标单位低价中标后,在工程施工过程中为获取非法利润,偷工减料,或者单方面终止合同导致工期拖延,给国家带来重大损失。 2.4加强后期合同签订情况的监督在招投标的管理工作中,招投标单位往往只重视招标过程的监督控制,却忽视了后期中标通知书发出和与中标单位签订合同的监督工作。如果忽视对合同签订情况的监督,会出现中标单位随意更改投标时的一些项目,使得合同签订的内容与投标时承诺的内容出现不一致的情况。特别是石油化工这样的项目,施工过程和投入使用都具有极高的危险性,稍有项目施工不到位,带来的后果将会是灾难性的。所以,作为招投标单位的相关负责人一定要组织好监督人员掌握相关政策法规、熟悉石油工程项目的施工方案、组织措施、管理程序、设备工艺流程,如果发现合同签订中有随意更改现象,需要及时制止,纠正。 3结束语 随着我国加入世贸组织,市场化经济的逐步放开,为迎合国际惯例做法,我国石油工程项目的建设也以招投标的方式来选择施工单位,这是市场经济条件下运用市场竞争机制来体现价值规律的科学管理模式,因此,为规范招投标管理工作,需要针对相关问题采取有效的应对措施。 作者:黄丽朱红宇袁冬单位:中国石化中原工程服务有限公司井下作业公司 石油化工分析论文:石油化工废水处理研习 1常规石油化工废水处理技术 1.1吸附法郭继香等研究了利用吸附法处理石油污水中的COD。在实验过程中郭继香等利用蛭石、蛇纹石、膨润土3中吸附剂处理石油废水中的COD。在直径为30mm,高度为600mm吸附柱上装有粒度0.26mm的100g吸附剂,控制污水流速为2mL/min,污水在吸附柱上停留时间2h,观察这3中吸附剂对10L(50±5)℃的中性(pH=7.0±0.5)石油污水中COD的处理效果。观察结果发现蛭石、蛇纹石、膨润土对COD的去除率分别为86.8%,81.5%,65.1%。孙路等研究了混凝-活性炭吸附对化工废水的深度处理,在实验过程中孙路等人对比了活性炭吸附法、混凝-活性炭吸附法深度处理化工废水中有机物的去除效果。实验结果表明在二级出水中只投加45mg/L活性炭量时,污水的COD、硝基苯和苯胺的去除率分别为68.1%、40%和43.6%,并且对浊度的去除效果不明显。而在二级出水中利用混凝-活性炭吸附,在FeCl3与PAM的配比为7:1时,活性炭投加质量浓度为35mg/L,吸附时间40min,pH为5的条件下污水的浊度、COD、硝基苯和苯胺的去除率分别为95.2%、78.7%、66.6%和63.6%。实验结果表明了混凝-活性炭吸附法深度处理化工废水中有机物的效率强于活性炭吸附法。 1.2膜分离法膜分离法是指利用膜两侧的压力差、浓度差或电位差使水中的离子或分子透过特定离子交换膜达到去除的效果。目前常用的膜分离法有电渗析、微滤、超滤、纳滤和反渗透。李娜等研究了利用膜法预处理难降解石化废水,在实验过程中分别以聚合氯化铁(PFC)、聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFs)为混凝剂处理天津某石油化工厂二级氧化处理工艺出水,实验结果证明PFC对废水COD的去除效果最好。同时也做了正交试验确定了加入290mg/LFe2+、100mg/LH202、pH=6、反应时间30min最佳条件的Fenton试剂氧化法处理废水时COD去除率为20.45%。也证明了在活性炭的最佳加人量为2000mg/L,经过膜分离技术处理后的废水的COD去除率最高,为87.78%。 1.3Fenton氧化法过氧化氢与亚铁离子的结合即为Fenton试剂,其中Fe2+离子主要是作为同质催化剂,而H2O2则起氧化作用。Fenton试剂具有极强的氧化能力。黄健盛等研究了利用Fenton氧化法预处理难降解高浓度化工废水,黄健盛等人认为难降解高浓度化工废水直接采用生化法处理较为困难,为了减少后续水处理系统处理难降解物质的量,采用Fenton氧化法对难降解高浓度化工废水进行预处理且非常有效。在实验过程中确定了在pH为3.5,100mL废水中加入1.6mL50%H2O2和200mgFeSO4.7H2O反应时间为5min的最佳条件下,COD、NH3-N的平均去除率分别为59.0%和37.4%。 1.4好氧处理和厌氧处理生物处理法根据参与作用的微生物的需氧情况,可分为好氧法和厌氧法两大类。好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法两大类。石化废水由于浓度高,一般先用厌氧处理使大分子的有机物变成中等分子的有机物,然后再由好氧处理去除易降解的有机物。邱立伟等研究了利用水解酸化-厌氧-缺氧-好氧法处理高浓度化工废水,在实验过程中邱立伟等人以162m3/d,进水COD高达18000mg/L的化工废水为研究对象,经过水解酸化-厌氧-缺氧-好氧法工艺处理处理之后,出水水质COD小于300mg/L,BOD5小于50mg/L。储金宇等研究了利用水解酸化-接触氧化法处理石油化工废水,在实验过程中设计了石化废水的进水水质为CODCr9000mg/L以上,pH5~9,经过水解酸化-接触氧化法处理后出水水质的CODCr为123.29mg/L;CODCr平均去除率为92.04%。实验证明了水解酸化-接触氧化工艺能够有效的降解高浓度、难降解石油化工有机废水,相对其它石油化工污水处理工艺,水解酸化-接触氧化工艺技术先进、设计合理、CODCr去除率高、投资和运行成本较低。 2结论 石油化工废水中的污染物成分复杂、毒性强,不易处理,在常规的处理工艺的基础上应该结合预处理工艺和深度处理工艺,这样才能彻底的去除水中难降解的、毒性强的有机物。在石油化工废水处理中多种工艺相结合的处理法是以后发展的必然趋势。 作者:刘阳刘佳尹文利黄润竹单位:国电东北环保产业集团有限公司辽宁工业大学土木建筑工程学院
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产品设计毕业论文:产品设计专业毕业设计定位分析 毕业设计是培养学生设计能力和创新能力的重要实践环节,毕业设计既是高校教学过程中对学生综合素质与培养效果的全面检验,也是学生对大学四年所学知识和技能进行系统化、综合化运用、总结和深化的过程。而设计类院校的毕业设计尤为重要,主要是指各类艺术设计专业的毕业班学生在专业教师的指导下,运用已掌握的专业基础知识与设计表现技能,结合社会需要以实际性课题或虚拟性课题,进行一次全面的综合性实践教学活动。按设计的目的来分类,艺术设计专业毕业设计主要分为视觉传达设计、产品设计和环境设计三大类。本文主要从产品设计专业的角度来分析毕业设计存在的问题。 一、产品设计专业毕业设计的定位 产品设计专业是将造型艺术、工业生产技术、自然科学和社会科学紧密联系的综合性学科,专业目标是通过专业课程的讲授培养学生思维创新能为,使学生成为懂艺术、懂技术的实用型、技能型人才。在产品设计专业的毕业设计教学环节中,要求学生在设计实践方面具有很强的动手能力,毕业生必须严格按照学校的要求完成。首先,毕业设计的作品,一方面要具有实用性,满足市场需求,另一方面要具备一定的前瞻性,即能预测市场发展方向,比如概念性创意产品的创作。在毕业设计一开始就要求学生要有明确的设计理念,并能很好的表达自己的设计意图,从设计理念的提出到设计模型的展示,是一个学生想象思维能力和具象表达能力的体现。其次,要严格按照毕业设计时间进度。 二、产品设计专业毕业设计的程序分析 以哈尔滨商业大学设计艺术学院为例,产品设计专业的毕业设计分为六个阶段:准备阶段、毕业设计/论文的开题阶段、毕业设计中期阶段、毕业设计末期阶段、毕业设计收尾阶段、毕业设计/论文答辩与成绩评定阶段。产品设计专业的毕业设计/论文与普通的文理生的毕业论文相比,它的内容与要求更为丰富、复杂,除了完成毕业论文,还要完成大量的设计任务,制作设计手册、产品模型、成果展板以及办毕业设计作品的展览等等,工作量极大,要求极高,这需要毕业生必须了解自己专业的特点,很好的来安排工作的时间进度,保质保量的完成毕业设计/论文的所有内容。针对产品设计专业的特点,将在教学过程中对毕业设计/论文的安排的六个阶段应该做的内容和须注意的事项一一分析如下:第一阶段:准备阶段是在11月初,要求毕业生完成毕业设计选题(题目可暂定),并要求近两年的课题重复率应控制在10%以内,同一届学生课题无重复率。好的选题是一篇毕业论文成败的关键,如果选定的题目毫无意义,即使努力完善文章结构,也不会有太好的效果。在这个阶段学生往往陷入迷茫,不知要做什么,甚至不知如何发挥自己的专业优势,那么指导教师应该给予正确的指引和教导,先大量的阅读文献、收集、整理资料,从对资料的整理中确定自己的方向,直到确定题目。第二阶段:毕业设计/论文的开题阶段指导教师向学生下发《毕业设计/论文的任务书》,要求学生在这个阶段广泛查阅国内外参考文献,并撰写开题报告,准备毕业设计与论文的开题答辩。同时在时间进度上,要求毕业生在3月20左右返校,初步完成论文的大框(提纲)及毕业设计图纸1/3的工作量。这个阶段是比较容易出问题的阶段,学生经历了一个寒假,在学习上较松懈,指导教师需要及时监督,并检查要求完成的工作任务:首先检查论文的目录大纲是是否论点、论据清晰、论点是否正确论据是否充分、否符合逻辑性,接着检查设计方案的草图、方案的初稿、方案的过程以及设计图纸是否规范等第三阶段:毕业设计中期是在4月20左右之前,要求毕业生完成毕业论文的写作及毕业设计2/3的工作量,开始筹划模型的制作。在这个阶段指导教师应经常督促、检查学生毕业设计与论文的进展情况,及时指导学生解决问题。第四阶段:毕业设计末期是在5月20左右之前,要求毕业生完成毕业设计/论文的撰写、修改和定稿;严格按照学校统一规定的论文格式做最后的检查工作,无误后,按顺序装订成册。同时模型已开始制作。第五阶段:毕业设计收尾阶段是在5月30日之前,完成毕业设计的论文、设计图册、展板、模型的全部工作。第六阶段:毕业设计/论文答辩与成绩评定阶段,指导教师根据学生的完成情况及答辩的表现,按《毕业设计/论文的评分标准》给出成绩。通过对产品设计专业毕业设计六个阶段的分析,了解到每个阶段的需要做的工作及工作中可能产生的问题,产品设计专业人才培养的定位应以市场为导向,培养综合实践型人才,毕业设计从选题到设计到模型都应与实际的生产生活、市场接轨,必须依托于市场的需求,遵循市场规律,不能孤立发展一个专业。 三、小结 面对新环境和新形势,高校如何应对多变的市场需求,改变毕业设计的“形式主义”成为高校教改的重要课题之一。毕业设计也应该与时俱进地针对教学过程中出现的问题作出相应的修改和调整。 作者:董华君 单位:哈尔滨商业大学 产品设计毕业论文:羌族文化产品设计论文 1实施设计过程 设计过程具体包括:设计环境调查、交互内容构建、设计概念图化、设计产品实施。1)设计环境调查。通过对设计环境的调查与研究,建立起相关联的场景,在设定的原生文化对象中找到关键的文化因素,并且设置满足不同行为或心理层次的场景。基于原生文化因素,设计环境应当考虑到对象被使用的整体环境,包括社会文化、经济影响、科技实施等。在这一环节中,设计师需要筛选符合使用对象的文化因素,并据此决定产品可代表的关键文化因素。2)交互内容构建。这里需要描述的是“可能的用户行为”,同时定义“系统如何配合与响应”这些用户行为[5]。讲述文化产品设计所依赖的用户群体故事时,通过用户自身可能性的观察来探索社会和文化环境,以定义具有文化意义和从原生文化对象中提取出的产品风格。因而,这一环节需构建出文化与技术之间的交互,设计师与用户之间的交互,用户需求与文化环境的交互等,并通过以用户为中心的故事性描述,来阐释用户的需求以及产品应当具有的功能,展示、引申出原生文化的外延或内涵语意。3)设计概念图化。这是概念发展和设计实现的重要阶段,是在情景故事的基础上,创立具体化的概念文字(重在厘清体现设计的逻辑关系,常用树状图、框架图等表达)和概念图形(以线式或二维、三维效果图体现),以满足将文化意义转换为有逻辑的、符合用户需求的文化产品为目的。它提供了消费者需要文化产品的理由以及设计文化产品的具体方法。4)设计产品实施。这需要继续关注已定义的文化因素以及文化产品的关联环境。此外,设计师需要评估产品的功能、寓意和延展度,基于评估结果对原型设计做出反复修改,也可能设计多层级评估原型。 2羌族文化特征 2.1羌族文化研究现状 中国的历史发展和民族发展与古代羌族有着广泛的联系,并深受其影响。羌族民俗艺术与羌族造物文化是羌族研究中的重要组成部分,体现着民族文化发展的方向与文化价值观。20世纪初,羌族研究开始以近代科学体系进行,近20年来,羌族研究领域逐渐拓宽,并显示出多元化的发展势头。汶川地震后,羌族文化的保护与研究更成为学者、专家的关注焦点,也形成了较多的研究成果,其优秀内容主要体现在羌族微观民族志研究、羌族史研究、羌语研究、民族问题研究、民族造物文化研究、民族文化传承保护研究等。在众多研究中,关注较多的是羌族传统文化、礼仪、社会生活态势的梳理,如何保护羌族非物质文化遗产的原生态存在形式、社会价值和艺术魅力,民俗艺术物化内容的单体式研究等。然而,对于羌族造物文化的多样性以及如何形成产业化等的相关内容还没有较全面的研究。 2.2羌族文化的表象特征及内涵寓意 羌族从物质化的生产、生活到精神化的娱乐、信仰、艺术等,都体现出羌族民俗、造物与社会发展同生共融的辩证关系,也体现了在不断的造物活动中产生的艺术性特征和美学价值[6]。羌族民俗及其造物文化见图1(图片摘自中国非物质文化遗产网和福客民俗网)。人类造物活动的目的是满足人类的需要[7]。造物文化一直是世界各民族精神的物化形式,而各民族的造物艺术也直接或间接地表现在生活中,普通民众也在物化的载体中感受到“民族梦想与民族精神”。羌族造物的发展改变着羌族文化,其社会化、生活化的延续也影响着文化特征的演变。多角度展示和剖析羌族民俗和与之伴生的造物形式、精神理念,并以文化产品的形式展呈,传承了民族文化精神,在传统中发展、构建了符合民族文化并反映当代文化的优秀思想。 3基于羌族文化的产品设计研究 羌族造物文化的社会服务性是羌族文化产品创新设计的切入点。在具体设计时应强调利用原始的质地和形态来使设计回归到原点[8],应重点梳理羌族民俗艺术与造物文化的辩证关系,以文化产品的形式让羌族文化立足当下,“活态”发展,在设计中凝聚文化传统的同时又贯穿时代的文化风貌,形成一种融合型文化潮流[9],这同时也是令文化产品设计具有独特性与本土性的关键。 3.1羌族文化产品的概念模型设计 羌族碉楼、羌笛、白石、羌绣等是羌族“活态”的物质载体、标志性符号,其历史演变记载了羌族文化发展的历程,其特别的地域风情、人文特征、生活内涵展现了羌族人民的习俗和文化观,也决定了它与现实生活中各环节、各因素、各群体之间的特别关系。在进行设计概念提取时,应充分尊重羌族碉楼、羌笛、白石、羌绣等造物文化的非物质属性、符号化特征;立足羌族文化的传统性,在尊重羌人特有的生活、环境的同时,紧跟时代脉搏,从创新思维出发,利用语意研究等方法将羌族文化诠释出新的概念模型,让其在现代生活语境中找寻与民族传统文化相契合的设计点,如将羌笛、羌绣进行创新思考和符号解码后产生的概念模型,见图2、3。 3.2羌族文化产品的研究方法 在文化识别上,以羌绣为例,可概括出其图腾崇拜、尊重礼仪、关注自然等文化属性,其实用价值与保存价值等体现了生活文化特征,这同时也彰显出对羌族文化的认识与研究需要尊重羌人特有的生活环境。研究中可找寻各种可能性因素加以概念、形及意的提取与评估。在文化诠释上,意在借羌笛、羌绣等文化产品的开发来思考羌族文化的传承与创新,进而深入到文化与产品设计的最佳融合与发展的方式。在设计思路实施上,可从羌绣等文化的外延及内涵语意的角度来进行描述,从中选取“自然、民族”等语意再加以具体设计扩展,以期体现当代消费者追求时尚、简约的产品诉求。 3.3羌族文化产品的设计过程 设计性思考的优秀概念包含了科技、商业和人[10]。羌族文化产品的设计流程为设计环境调查、交互内容架构、设计概念图化、设计产品实施4个阶段,见图4,以羌绣为例研究时,查阅和了解了羌族人的服饰特征及羌绣的艺术形式,并据此设定出羌族文化产品适合的人物角色为热爱传统文化、追求时尚的年青人,使用情景为家居环境等。设计出交互内容架构后,用线式草图将设计构想快速地表现出来,并通过反复讨论及评估挑选出适合的构思加以效果图制作,并与主题反复比较。这里展示的只是羌族文化产品设计过程中的部分内容,要完整实现从概念模型到产品实体,还需经历反复的市场评估与试生产等。不过,这也从一定程度上体现出文化产品设计过程中的共性思路和方法。 4结语 文化是人们共有的生活形态,展现了人们的人生轨迹与生活体验。借助产品传达人们共有的文化记忆是最易感动人心的,因而,设计师透过文化意涵来诠释这个时代所需要的产品是文化产品的设计秘诀。 作者:张玉萍 陆瀚 单位:西华大学 产品设计毕业论文:七巧板原理产品设计论文 一、多种方法解决设计问题 如果是利用多副七巧板,发挥想象的空间就更大,无数创意的艺术形态展现在人们眼前,可以是寓言故事、体育活动现场、自然景观、诗情画意的创意图画等。正是七巧板得天独厚的构造,创造出千变万化的图案,让人们感受到其奥妙无穷的魅力。例如,先拼凑七巧板的“T”字形,通过观察、揣摩、移动木板可以拼出来很多图案。而且同一种图案也有不同的拼凑方法。可以说七巧板是变换无穷的,可以培养人多方面的思考能力,提高应变能力,在设计中得到广泛应用。 二、七巧板与现代产品设计的结合应用 生活中,许多事物经过抽象化和再提取,就可以用七巧板的原理表现出来,从而激发人们的想象和创造能力。七巧板原理主要体现在培养人的观察能力、概括能力和创造能力。七巧板原理与现代产品设计相结合,将会拓展出新思想,做出更好的设计作品。 (一)七巧板原理是模型化思维方式的一种应用与创新 根据不同的构想设计,通过多种形式的组合成构想的图案。在产品设计中注入七巧板原理,使设计师能够准确找到产品设计的方法和合理的设计程序,七巧板原理可以极大地丰富设计思维的想象力,让思维扩散,创造更多的有效机会来优化设计。 (二)七巧板原理是科学与艺术的交汇 七巧板是分割的科学,其变换灵活、图像传神,是科学与艺术的交汇。七巧板原理提高了人的想象能力、审美情趣、观察能力、概括能力和创造能力。设计就是要用科学的方法和程序来解决问题。设计者可以将七巧板原理融入设计,找到有效的方法和程序。1.简洁性在产品设计中,简洁明确的感觉会给人留下深刻印象。七巧板是一款简单的拼图玩具,但玩法变幻莫测,简洁并不代表简单。简单意味着乏味,而简洁代表的是个性强烈、明确、突出重点,吸引人的注意力,给人留下深刻印象。2.整体性在产品设计中,整体性是至关重要的。人们在认识立体形态时,物体的整体感是最具吸引力,因为在人们的视觉活动中有“整体意向优先原则”。产品设计的最终目的是让人认可,产品是否具有整体性,直接影响消费者的选择。3.创新性追求新鲜事物是人们心理的需求,具有创意的产品设计是最具有吸引力的。产品设计在具有美感的基础上再有创新性,会使产品提升一个层次。七巧板的组合创意,就是把已有的元素重新组合,构成新的整体,设计出理想的结果。这是一种极其有效的方法。意大利设计师DanieleLago设计的七巧板书架就是利用七巧板原理,让原本不能移动的书架动了起来。他的设计中,将书架拆分成7个不同的模块,可以进行任意组合,就形成了不同的书架形态。这款设计就是在七巧板的基础上,将其中一部分功能扩大化,在形不变的情况下,使之成为了另一件产品。目前市面上的一些家具设计,如沙发组合就是利用了七巧板的原理创作的产品。这些产品抛弃了传统的家居设计理念,变成了灵活多变的产品,同时解决了占用空间的问题,为小户型的家庭提供了选择;同时每个家庭的户型格局都不一样,这种自由组合的家具产品可以适应不同格局,自由变换,而且这样的设计在搬运和运输的过程中也比较方便。 三、结语 依据七巧板原理,可以开拓思维、自由创意、大胆创新,将之运用到产品设计中,可以使产品设计成为一个完整的、持续的体系。同时,七巧板原理也给人们的设计带来了新的思路和新的设计理念。这种新的设计思路和理念正是发扬我国民间文化的魅力,使产品设计上升一个新的高度,值得我们去探究。 作者:孟艳婷 靳桂芳 产品设计毕业论文:设计思维与产品设计论文 一、方法变化 (一)注重造型空间思维形成 由于学生在上大学之前的思维一直停留在传统的素描和色彩表现上,对于空间造型感理解较差,而恰恰造型的空间感是产品设计专业最为重要的设计表现基础。所以在基础课程的布置上势必迫切需要将空间造型思维的培养作为重中之重。 (二)着重设计表现思维培养 设计基础课程是专业课程的基石,通过基础课程的学习在锻炼手绘表达能力的同时,更要重视设计思维的表现效果。手绘表达的目的是设计思维的表现,故在学习表现效果的同时就应该加强设计思维的理解。 二、教学内容调整 (一)递进性教学 按照方法性的指引,采纳教学内容以模块的方式递进性教学,以便学生更好的掌握专业表现能力。 (二)与实际相结合 摆脱枯燥的理论、死板的作业方式,取而代之的是变化的、活泼的考试方式,能更好的贴近学生的口味,做到以兴趣点带动学习的浓厚兴趣。 (三)教学内容转变 摒弃传统素描、色彩的设置。将产品设计专业的基础课的课程结构进行重新整合,注重各「1课程之间的衔接性,依次划分为专业技法表现一、二、三阶段的模块化教学,分别侧重于草图造型、色彩材质、综合表达的训练方法。草图造型着重分析产品形体结构细节塑造、用线条把握产品造型以及分析三维空间的思考方式。色彩材质偏重于训练学生在设计表达中的把握产品的明暗关系、色彩和材质以及体量感的绘画技巧。而综合表达意在诉说产品情境、投影与背景处理、图面细节处理、材料与工具的使用技能与技巧的综合运用。针对天津财经大学珠江学院学生自身特点分别在课程总体设计、课程标准与内容设计、教学过程设计、教学方法设计、考核方式设计五个方面进行调整,重新整合归纳的基础课程教学与独立学院的产品设计专业人才培养方向一致并与整个课程结构贯通为以体系。产品设计专业课程结构的延续性与贯通性如下图所示,基础课程是设计思维生成的基石,与后期的专业课程的培养目标一样,需要在设计思维和表达手法上要得以提升。如下图1所示,产品设计课程分为基础课、专业基础课、专业课三个课程模块,每个模块课程都有自己的侧重点,同时都是在培养产品设计设计思维的形成。经过产品设计专业学生的基础课程教学实践,分析并总结出教学改革的思路和方法,并将学生的作品进行展示,较之往届学生的教学效果相对比,此次课程的调整在对学生的设计能力有了很大的改善,针对基础课与后续专业课程的连续性进行分析与展望,将课程完善地进行统一化整合。当然本次调研分析只是针对于我校的产品专业设计类学生,可能有些偏颇之处,后期可尝试在其他独立院校或者其他设计专业开展改革尝试。产品设计专业基础课程旨在将学生的设计思维引人,后期课程将进行深化,完善的课程体系是学生专业课学习成长的保证,而夯实的人门的基础才能保持与培养人才目标一致性。由于独立学院产品设计专业学生的特点需要在专业课基础学习申决速的掌握产品结构的表达方式,直接把产品表达的训练代替传统绘画的课程,从而使学生在第一时间就转换自己的学习思路,在后期设计专业课的学习中更自如地i石鑫自己的设计思路,每门课程应有清晰的课程结构,并能与前后课程卞目衔接,将学生的设计能力得以提高。 作者:魏丽芳 单位:天津财经大学珠江学院 产品设计毕业论文:经济次发达地区产品设计论文 一、专题课是教改的试验田和试金石 人才培养方案是高校教学的优秀,可以形象地将其理解为高校的“人才培养配方”。人才培养方案一经制定就直接决定了大学生4年的课程设置,最低限度会影响7年的学校教学工作。因此对人才培养方案的调整,是一件牵一发而动全身的重大事务,高校对人才培养方案的改革都是慎之又慎的,必须经过通盘考虑、充分验证以后才能付诸实施。专题课是产品设计专业的优秀课程,对整个本科四年的人才培养体系的设定起到高屋建瓴的作用,也是专业定位以及人才培养模式最直接的体现。因此,各种新的教学思想以及理念都可以在专题课中具体实施和验证。基于专题课的前瞻性与灵活性,使其成为了教改的最佳试验田;高校人才培养计划的改革可以从专题课的教学做起,逐步积累经验,为后续的整体改革提供参考。同时,专题课也是综合性最强、最贴近于社会现实的实践性课程,对于产品设计这一实践性极强的专业而言,其是检验教学成果的最佳试金石;能直接体现出学生的专业工作能力,对学生今后的专业工作有着巨大影响,因此各高校都非常重视专题课的建设。在专题课的教学改革工作中,关键问题就是关于“专题”的设定。“专题”是专题课的优秀定义,其设定直接界定了课程的性质、教学的目标任务、教学的重点难点、教学的手段、教学的评价体系等关键性的教学指标,其对课程教学的巨大影响力是不言而喻的。因此,如何设定课程的“专题”是值得深入探讨的。 二、常见的“专题”类型分析 1.基于校企合作的课程专题 此类专题往往是由企业出于自身的发展需要提出具体的课程要求,以专题课的形式利用高校的智力资源,为企业解决生产经营中所遇到的产品设计问题,企业在此过程中可能会给予高校一定的生产信息、市场信息以及资金支持。这是高校教育中最为热衷的一种方式,也是与生产一线、销售市场走得最近的一种方式,使得企业的财力以及高校的人力资源得到充分利用,既可满足企业的生产需求,也可满足高校的教学需求,最终达到双赢。但是这看似完美的专题课形式在实际操作的过程中也会遇到一些尴尬的问题:校企之间的合作目标存在差异,学校要的是教育效益,企业追求的是经济效益,当两者的分歧难以协调的时候,会严重影响课程的走向。由于企业掌握着经济大权,往往会使课程的走向偏离了原定的教学方向,转而滑向企业的经济需求,课程最终可能会沦为企业产品革新、收集创意方案的工具。更为现实的情况是不少地方院校处于经济次发达地区,缺乏成熟配套的工业产业基础,以企业为依托开展的教学活动显得举步维艰。 2.基于赛训结合的课程专题 此类专题一般是以某些大型的产品设计竞赛为切入点。由于大型的设计竞赛一般都是由政府部门以及相关行业协会共同组织的,往往具有较强的前瞻性,代表着某一设计领域的发展方向。如“2013年度(第三届)‘龙’家具创意设计大赛”就将大赛主题定为“电商坐具设计”,这是一次以目前和未来高速发展的家具电子商务为背景的坐具产品设计大赛。以专业设计大赛作为教学的专题来源的优点突出,可以使教学方向与设计的发展思潮保持一致性,竞赛的结果也可以作为院校间教学效果的参照指标,以检测自身的教学水平。竞赛作为一种评估机制,能给学生独立思考、设计的机会与空间,是教学机制的有益补充。①但是参加这类专题的局限性也不少:首先,体现在竞赛时间和课程时间的不统一性。竞赛的阶段性较强,往往公布竞赛主题后一两个月时间就要截稿,当时间安排不过来时就必须更改原定教学计划的情况。其次,体现在竞赛的功利性。为了能够获奖就必须迎合竞赛的要求,当竞赛要求与教学要求不一致的时候就容易产生偏离原定教学目标的现象。以上两种“专题”类型的优势是明显的,这也是它们能够被很多院校采用的主要原因,但是也存在不少严重局限性,如不确定的因素较多:影响了高校教学的主导地位,干扰正常的教学秩序,难以形成持久的教学研究过程,不利于教学研究的深入等。因此,有必要另辟蹊径,寻找其他的“专题”类型,在实践中探讨其可行性,以不断完善专题设计课的教学模式。 三、基于地区自然资源的“专题”设定论证 高校一方面是学术研究的“象牙塔”,另一方面也是人才培养的孵化机,特别是经济次发达地区的地方院校,更应立足于区域经济文化基础开展教学改革,培养出针对性强的地方专业人才,为地方社会经济的发展提供智力支持。肇庆学院作为一所地方性院校,其教学改革也应当是以肇庆地区的经济基础为前提条件的。作为地处经济次发达地区的高校,一般不可能像经济发达地区的院校那样拥有完善的产业配套便利,却往往坐拥丰富的地方自然资源。从地区的自然资源为出发点,进行产品设计专题课的教学改革是一种脚踏实地的做法,必将收到良好的教学效果以及社会效益,以下以肇庆学院为例进行论述。 (一)肇庆市竹木资源概述 竹木资源丰富肇庆拥有丰富的自然资源可用于产品设计开发,其中以竹木资源最具代表性。广东历来就有“广宁竹,怀集木”的说法,而广宁和怀集就是肇庆的两个县。广宁县环境气候非常适宜竹类植物的生长和繁衍,是全世界最大的青皮竹中心。广宁县是全国十大“竹子之乡”之一,也是广东省唯一享有这一盛誉的县份,年产竹子25万吨,产量居全国之冠。②广宁县和怀集县也是茶秆竹的中心产区,出口量占全国的70%,远销五大洲40多个国家。③怀集县广东省重点林业县,杉树、松树、杂树等资源丰富,“怀集木”早已闻名遐迩。解放前,怀集木材已远销珠江三角洲十几个县市。目前有林地面积400万亩,活林木蓄积量为1020万立方米。 (二)基于竹木资源设定课程专题的优势 1.保证高校的教学主导地位 如前文所述,无论是校企合作型课题还是赛训结合型课题都有很多局限性,包括校企之间的合作目标存在差异、竞赛时间与课程时间不一致等,这些外来因素不受校方的控制,可能会使课程偏离原定的教学目标以及进度计划,会严重削弱高校的教学主导地位。而地区特有的自然资源往往具有良好的可持续性,高校如果立足于地区的自然资源开展教学改革,设定相应的专题课,则可排除很多不可控的干扰,根据教学的规律循序渐进地开展教学活动,牢牢掌握教学的主导权。 2.突出材料在产品设计教学中的优秀地位 在我国教育部制定的学科专业名录中,产品设计专业被定为艺术学专业,生源基本上都是文科生,对材料的了解基础比较差,这就为以后的专业生涯留下了很大的知识模块缺陷,因此加强材料的研究学习是必不可少的。教育部高等学校工业设计专业教学指导委员会副主任童慧明曾经指出:“如果说艺术修养不足的人难以设计出具有美感的产品,那么不了解材料和工艺的人甚至连最基本的产品都设计不出来,或者说他的设计只能停留在纸面上,而无法走向成品生产。”因此,材料知识的教学对于产品设计专业的人才培养是极端重要的。基于竹木资源设定专题设计的课程,突出了材料在产品设计中的基础优秀地位,符合专业的特点。 3.打造院校的专业特色 基于地域资源的考虑,肇庆学院以竹材为切入点进行了产品设计专题教学的试点,并取得了较好的教学效果。但是师生对竹材的理解还有待深入,可见材料的研究需要一个较长的过程,基于材料的产品设计教学也不是一蹴而就的事情。如果将竹材作为本校产品设计专业的主攻材料,贯穿整个4年的本科人才培养方案,将基础课和专题课都有机串联起来,就能起到举一反三的作用,明显地提升教学质量;如果长期坚持下去将逐步形成以竹木产品设计开发为中心的人才培养体系,打造出鲜明的专业教学特色。 4.升华地区自然资源,实现校地双赢 肇庆现有的竹木资源基本上是粗放式开发利用的,资源浪费情况严重;加上资源的深加工能力十分有限,大量的竹木资源被用作棚架搭建材料等低值用途,给当地带来的经济效益比较低下。设计是地方产业转型升级的助推器。④基于竹木资源开设产品设计课程,可增强竹木产品的研发能力,丰富区域竹木创意产品的种类,提升竹木文化创意产品的档次,提升资源的利用率和产品的附加价值,从而为当地带来更为丰厚的经济收益。高校可以充当地方自然资源与市场、企业之间的桥梁作用,达成优势互补,实现“产、学、研、商”有效结合的新模式。在增强地方资源向产品化、产业化、市场化与品牌化转变的能力,促进区域竹木资源产业结构升级的同时,高校师生也在市场一线得到了锻炼,提升了教学质量,从而实现校地双赢。 四、结语 产品设计是一个与产业经济联系非常密切的专业,必须依赖于学校所在地的地域资源,包括自然资源、产业经济基础以及社会文化背景等方面,这些因素构成了专业健康发展的土壤。产品设计专业课程必须敢于突破传统的“主题”设定类型,立足于当地的自然资源开展教学改革,才能收到良好的教学效果,从而赢得长远的发展。 作者:王锡斌 产品设计毕业论文:易用产品之产品设计论文 一、界面设计要求 美国著名的认知心理学家唐纳德•诺曼说:产品的界面设计必须反映产品的优秀功能、工作原理、可能的操作方法和反馈产品在某一特定时刻的运转状态。[2]这表明我们所创立的设计界面必须与设计原理,方法功能互相结合,真实地反映产品自身的特性。一件优秀的易用产品需要通过设计将原本复杂的功能简单明了地展现在其操作界面上,使用户通过这个界面可以轻松了解操作信息,快速掌握使用方法,如图3所示游戏手柄设计,其界面设计简单清晰、区域划分合理,按键分工明确,容易操作,主要按键设置于视觉中心,便于使用,其余附属按键分布四周,主次功能一目了然,使人快速掌握操作,圆润的按钮有效地保证了长时间操作时缓解疲劳,降低手指磨损。作为产品自身的界面来说,设计要尽量做到简洁明了,减少不必要的装饰和花哨的效果,但这里所要强调的是并不反对装饰,因为合理的装饰在一些界面当中可以有效解决区域的划分,使人可以更快掌握操作的内容。同时把过于复杂的功能按钮和信号指示按照一定分区划分,通过不同的色彩、材质、形状、指示进行区别,另外从设计师角度来讲,在设计过程当中要尽量使操作界面简单化,真正意义上从人的心理角度进行分析,充分考虑人在操作过程中的活动范围和心理需求,完美展现产品的各个部分的功能与操作,为用户创造一个良好的产品使用环境。另外作为现代电子产品的交互界面(触摸屏幕)来说,如图4所示IPad界面,虽然失去了以往具体的按钮形态,但图形化的视觉效果更需要将按键的形态、色彩和功能指示清楚的展现给操作者,通过合理的层级界面,将信息逐级分类的展示出来,形成有效的操作方式,同时可将震动声音等感官环境与界面图标相互结合,提升人的使用感觉,降低错误操作,带来科技信息化感受。 二、易用产品的功能信息指示 1指示识别设计 易用产品在形态塑造上应具有一定的识别性,这种的识别作用可以引导人们能在众多的产品当中快速地找到所要发现的目标。产品的外部形态实际上就是一系列视觉符号的表达,其形态设计就是综合产品的造型、色彩、肌理等视觉要素并作为独特符号,通过象征的手法表达产品的实际功能,说明产品的特征[3]。作为易用产品的指示是有效地表达出产品内在功能的一种形式,通过图标、信号、按键等将产品内部信息精准清晰、简明扼要地传达给使用者。为准确地传达信息功能,需要建立产品自身的造型和使用方式的界定,例如产品的外观变化、颜色搭配、材料肌理以及风格流派。造型当中的指示识别设计可以确定一种引导方式,通过各个不同的部件提醒人们正确地选择使用功能,同时以设计目标为先导,建立起传达信息的作用。在易用产品的使用与操作方式的设计中,通过优秀的指示识别设计可以引起人们的注意,吸引使用者的眼球,同时作为指示设计需要在合理的人机工程范围内,充分掌握人们的生理与心理习惯,使产品设计建立在易用条件下更加合理、舒适、安全。 2生理条件设计 作为不同的人群对于易用产品的要求各不相同,如儿童、中年人、老人、残疾人和智障人群等都有一定的特殊性,对于易用产品的设计就需要充分考虑到这些人的心理特征、行为习惯、认知能力、爱好取向等进行有针对性的设计。例如对于儿童产品的设计,要了解孩子们的活动能力,使之更加容易掌握、学习、探索,同时还需要保护儿童避免受到产品自身带来的伤害,这就充分要求在设计过程中防止出现产品尖角和锐利部分,另外易用产品设计应根据儿童生理需求提供诸如抓握、爬行等功能,帮助孩子轻松容易的使用产品。而对于肢体行动不便和视力听力下降的人群来说,应当充分考虑人们在使用产品时的活动空间范围和操作的便捷性。在盲人使用的产品中应在按键周围设计盲文凸字,在聋哑人使用的产品中应增加符号信息的提示,而在残疾人使用的产品中应增加可以上下左右高度的调节变化和语音提示等无障碍设计。 三、易用产品的情感化表现 一件优秀易用产品,它不单单是客观物体的存在,而且通过自身特点还能传递给使用者情感上的体验[4]。人们在造物的过程当中不断深化物体与人之间的关系,将丰富的感情融入到产品本质当中,增强产品的亲和力,与人产生心灵上的交流。作为易用产品来说,一方面设计应充分考虑人的心理和生理特征,通过色彩、形状、材质的选用增加产品对人的亲和力和易用性,让消费者容易更接受产品,通过对产品造型细节的设计增强自身的观感,同时吸引消费者去关注、了解和学习新鲜事物,并快速掌握产品使用方法,建立一个充满愉悦的环境下完成体验的过程;另一方面,伴随消费者从产品的使用功能基本要求上升到心理功能追求的过程,易用产品在品牌、审美、包装、造型以及简便的操作和经久耐用的特性都需要不断提升,形成人们对其良好的认可程度。根据人们的使用习惯、审美习惯、情感需求、文化价值观,通过改变产品的形状、颜色、材质或者采用仿生设计、拟人化设计等方法来获取产品形态,能够实现良好的产品情感表达,实现产品与人之间的人机信息沟通,将情感因素融入到产品之中,使产品与人产生一种情感的交流,让产品具有“人的感情”[5]。这样便可以实现人与物的亲近感,从而被赋予情感化的易用产品更容易被人接收,更加具有人性化特点。如图5所示飞利浦的灯光闹钟,根据时间设定灯光会慢慢变亮,使光源在平缓的环境下逐渐改变而不突然产生刺眼的亮光,凸显产品的人性化作用,传达温暖的情感。 四、结语 以用户为中心的易用产品设计,不仅仅再是以往的满足基本功能要求的实现,而是更加关注产品的好用与否、实用与否和适用与否,作为一件优秀的产品,即要满足赏心悦目的外表,又要符合合理功能的要求,更要达到人们心里情感的特征,同时有效控制成本。因此作为易用属性是产品设计的立足之本,生命之源,是实现产品价值的根本要求,是广泛市场的竞争力,也是以人为本必要条件。 作者:陈岩 单位:河南农业大学 产品设计毕业论文:设计人才与产品设计论文 一、当前产品设计教学中存在的问题 1.学生缺乏艺术修养 艺术修养只有经过长期的熏陶才能提高,但许多工科学生进入大学之前根本就没有接受过系统的艺术课程训练,大学艺术类课程主要集中在大学一年级,科目少、学时短,这对美术基础薄弱的学生来说培养艺术修养是远远不够的。由于美术基础薄弱、缺乏艺术修养,致使许多工科院校产品设计学生缺乏艺术审美能力,这已经成为一种非常普遍的现象,许多学生的毕业设计作品从最终的效果图到展板排版设计都缺乏美感。 2.教师缺乏设计实践经验 当前,工科院校引进的教师虽然都具备较扎实的理论知识,但他们大多数没有接触过具体的设计项目,对许多设计可行性问题、实际产品的设计经验、产品开发流程等缺乏了解,这使得许多教师在教学过程中只重视对理论知识的讲授,而忽略了设计的市场性以及设计与市场的关系,这样培养出来的学生既不熟悉产品的生产流程,又无法为企业降低生产成本,无法满足市场对产品设计人才的需求。 3.学科设置缺乏交叉渗透 产品设计教学在学科设置上主要分为三类:机械专业教师讲授的工程力学、造型材料与加工工艺等工程基础课程;艺术学院教师讲述的素描、色彩和效果图技法等艺术类课程,专业设计教师讲授的产品、包装、字体与板式等设计专业课程。这三类课程教师在教学方法和手段上主要采用的是机械专业工程设计教学方法和传统美术教育的教学手段,各课程都由不同研究领域的教师讲授,各学科之间缺乏交叉和渗透,这不仅造成许多学生在择业时选择了与产品设计无关的工作,也造成企业招不到符合需要的产品设计人才。 二、产品设计教学改革方向 1.调整课程结构 产品设计是一门涵盖审美、管理、经济、文化等各方面知识的综合性学科,美学因素对于工科产品设计学生来说具有极为重要的作用。产品设计专业必须尊重学科特点,针对学生缺乏美术专业训练和艺术熏陶的实际情况加大素描、色彩等艺术课程在课程结构中的比例,训练学生准确把握形体、对色彩的敏锐度、设计中色彩的搭配、三维造型能力、对产品形态的把握、增设优秀产品设计赏析课等,培养学生的审美能力和审美评价能力。同时教师可以选择与市场联系紧密的产品设计课题,促进理论知识在实践中的运用,凸显产品设计专业特点,提高学生对课程知识的综合运用能力。 2.优化师资结构 聘请在产品设计领域有重要科研成果或重要影响的人员作为学科带头人,促进学术发展,营造良好的学术氛围;选派优秀在职教师和青年教师到国外深造,提高教师的理论水平,定期委派教师到企业和工厂进行学习锻炼,熟悉产品设计流程,了解市场对设计人才的需求标准;聘请国内或国际著名产品设计师作为学院的名誉教授,推动学科发展。 3.树立全新的教学目标 产品设计的教学目标应当以创新性实践教学为依托,以科技为指导方向,以实践为平台,及时了解企业对设计人才的知识结构和能力要求,调整教学结构有目的的指导学生加强薄弱环节的训练,增强学生适应社会需求的意识和能力。当前,随着国际竞争的加剧,传统的产品设计教学已无法适应产业市场对专业设计人才培养的要求,产品设计教学只有不断改进教学方法、在实践中不断探索创新,才能提高学生的创新能力和运用知识解决问题的能力,才能培养出适应市场需要的专业设计人才。 作者:王冬 单位:河南工业大学设计艺术学院 产品设计毕业论文:UNIBODY技术产品设计论文 我们可以拿普通笔记本电脑外壳和Macbook的外壳进行实例比较,普通笔记本电脑外壳里面的增强结构和壳是分开加工的,多半都是冲压或者塑模,然后再用螺丝、铆接等方法固定在一起的。然而冲压和塑模加工的时候只能上下两个方向用力,但是工件本身上下面和侧面都是有结构的,所以不管如何努力,这种方式生产的工件不会加工出来直角结构,冲压有回弹,塑模有拔模角。但Unibody技术中的CNC和激光就不用考虑这些,只要刀头进得去,想要什么样的就能要什么样的,这样壳和增强结构成为一体,对强度的增加是非常的明显,就可以用更少的材料获得足够的强度,并且没有那些连接件和连接结构。外观看起来会更漂亮更精细。 美国苹果电脑公司的设计部总裁JonathanIve就曾经说过:“产品设计其实就像雕塑艺术一样,雕塑家从石头中将灵魂解脱出来,产品设计师从铝合金、铁、玻璃、塑料中将灵魂解脱出来。”而我相信Unibody技术则就是这种将灵魂从铝合金、铁、玻璃、塑料中解脱出来的催化剂和媒介。同时我还认为这种技术会给产品造型设计方面带来一些变化,有可能会引起产品设计界“形式与功能”这个永恒话题的重新讨论。早在17世纪时,设计界就开始了“形式与功能”的讨论,但当时的设计强调产品的“形式”比“功能”重要,产品设计完全追求奢侈豪华;到了19世纪末20世纪初,现代工业的大发展和产品生产流水线的流行使得工业产品的成本急剧下降,这个时候产品更加注重批量化生产,要求产品的形式尽量简单易于制作,所以当时的设计师们为了使自己的产品设计能为大众所接受,将更多的精力花费在挖掘产品的功能性方面,并且由此发展出“极简主义”产品设计风格。20世纪初的人们由于迫切希望享受产品方便快捷的“功能性”,所以对产品的“形式感”并不是那么注重,然而今天的人们正处在一个“工业产品大爆炸时代”,人们可以对很多种工业产品进行选择,因此人们希望工业产品既能够有着良好的功能性又能够拥有十分个性化的外观形式。 Unibody技术所追求的精致制作工艺则正好迎合这种趋势,它在兼顾产品功能性的同时将产品外观形式美发展到极致。一般来说这种Unibody技术中采用的是高性能的多轴联动数控机床或激光加工。多轴联动数控机床有三轴机床也有五轴机床,通常三轴机床可以实现二轴、二轴半、三轴加工;五轴机床也可以只用到三轴联动加工,而其他两轴不联动。它能将数控铣床、数控镗床、数控钻床等功能组合在一起,零件在一次装夹后,可以将加工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻螺纹等多工序加工,能有效地避免由于多次安装造成的定位误差,可加工形状复杂、精度要求高的金属外壳。例如,Macbook的完整的背壳是用0.5mm的不锈钢板加工成型的,其最大截面在内部(腰鼓形弧线),使用了可收缩型芯,弧线设计十分符合人们的审美。但这样的外壳设计必定会为结构设计和装配带来一些挑战性,它需要有托架焊接到背壳上来支撑内部器件并强化结构性能,装备从底到上,由于元件众多,因此厚度方向上的精度控制尤其重要,所以在托架和衬片焊接完成后还需要进行多轴联动数控机床加工。但是我们也可看到Unibody技术在现阶段是有着一定的缺点的。首先这种加工技术的成本较昂贵,而且这种加工方式需要围绕着一个工件进行多次加工,没有办法形成流水线式的工序,所有的后续工件只能排队等着前面的做完,即便是批量生产,也十分难大幅度降低成本。 所以说尽管Unibody技术能够使工业产品的造型外观变得非常漂亮,但是就现在来说这个技术还很难在一时半会普及整个工业产品加工行业,因此我们只能等待这种技术的进一步完善并最终达到技术成本的降低,才能最终将这种技术广泛推广到整个工业产品加工行业。总的来说,随着现代人们对工业产品外观越来越苛刻的审美要求,Unibody技术会更加广泛地被运用在产品设计方面。相信在不远未来的一天,在一些高硬度的产品合金外壳表面也可以雕刻出中世纪维多利亚式的纷繁复杂的曲线纹理。甚至每个人都能拥有着属于自己的功能相同但造型各异的工业产品,并最终达到功能优良与形式美观的完美统一。 作者:杨道陵 产品设计毕业论文:传统器物与产品设计论文 一传统器物设计造型类比应用 1.造型的现代化改造 传统器物造型是基于一个完全不同的生产力、生产关系以及文化背景,它介入百姓的生活,与人的活动息息相关。不过现代人生活的改变需要我们在传承的基础之上做出改变。一味地模仿西方设计,而不从传统中汲取养分,显然是不可取这将使我们我产品失去应有的民族个性;但只是局限于传统中,复制传统,又会使我们产品显得刻板,满足不了我们的需求。因此我们需要对传统器物造型进行拆解,筛选,提炼,重新组合或者再设计,只有立足于传统又对其不断分解、转变和重构,简化归纳、巧妙提取,即是将复杂繁琐的传统设计形象经过简化概括等手法的处理,由繁入简,使之成为简洁明快的设计形象,才能符合现代设计,符合现代人的审美和现实需求。这种设计思维下制作的产品在能在很大程度上保留传统造型艺术的形式和魅力,还保留了其丰富的文化内涵,同时又带有鲜明的时代特征和民族个性,并且还能充清晰地传递产品的语义和其所蕴含的理念。HansWegner设计的“中国椅”,其从中国明椅中得到灵感,并对其进行了现代化的改造,使其更适合现代人的审美需求。“中国椅”似乎就是明式圈椅的简化版,类似圈形的椅背与扶手相连,靠Y字背板同样贴合人体背部曲线,腿足部分结构造型也类似于明代圈椅,除此之外其简化了明代家具复杂的榫卯结构,造型是哪个更加简练,但在整体上保持着明代圈椅原有的风貌。“中国椅”线条洗练、结构简洁,周身圆润流畅,优雅亲切,被誉为世界上最漂亮的椅子。 2.意的延伸 传统工艺造物多含寓意,往往借助形制体量、尺寸、色彩和文饰来表示人生理想和伦理道德观念,强调社会意识或人格思想。因此其不仅仅只是在外观造型上具有很高审美价值,更重要的是透过这些器物让我们联想到传统生活方式和文化背景,其往往蕴含着更为深刻的寓意。中国传统造型背后的“意”是人们对美好事物的企盼与向往,此“意”也同样适合现代人的理念,同样适用于现代设计。这样设计的产品其文化亲和力必然会强于商业气息,也更能够拉近消费者的距离。将传统器物的所蕴藏的“意”延伸到现代产品中,赋予了其新的精神理念,提升其文化性和社会性,对于现代设计而言不失为一种好方法。由OfficeforProductDesign设计的“蒸锅蒸笼”,将中国传统“蒸笼”与现代设计理念相结合,沿用传统材质但赋予现代造型艺术,使其外观上既雅致又圆润,散发着古典与现代气息,因此该作品获得德国IF设计奖等多个奖项。中国特别关注吃,美味总能使我们联想到家,而各式各样的炊具总是给人不限的遐想。设计师设计的“蒸锅蒸笼”其外观形式一目了然,具有很强的中国风味,其展现不仅仅是形式美,更重要的勾对于传统美食的憧憬和传递家的温暖。 二传统器物设计结构类比应用 1.旧法新用 传统家具中视暗藏着许多巧妙的结构包括嵌入式构件如各种榫、销、栓、楔钉等,自锁式构件其中就有我们所熟知的鲁班锁结构等。这些结构在很大程度上改善了传统家具不易搬运的和维护的缺点,同时也赋予了传统家具更多的造型。对于这些结构的旧法新用也不失为一种巧妙的处理手法,不过在这过程中其结构的实用性不在是关注的重点,反而其艺术性,装饰性更加明显。保加利亚设著名建筑师PetarZaharinov设计的简单茶几就是深受鲁班锁的影响,该茶几的组成材料只有玻璃和木材,其支撑结构采用了最简单的鲁班锁自锁式结构,三根条目两两相互紧密咬合。其结构看似简单,但从力学性能上看还是十分合理的,其稳定性无庸置疑。这种柔中带刚的设计很好的将中国传统家具的文化内涵反映出来,同时搭配现代元素给人清新自然感受,值得人们不断的回味。通过分析现代家具中的榫卯结构应用案例发现设计师往往选择较为简单的榫卯结构,单独或者重复使用,这样不仅省时省力,同时视觉上井然有序,丰富而统一,复杂的结构则容易造成视觉上的混乱。这样的设计可以更好的突出产品的结构美,增添审美情趣以及提升用户对于产品可靠性的认识。 2.改进应用 传统器物的的结构改进,并不仅仅是将结构设计的更为简单精巧,而是根据现代人的生活需求进行结构上的改动。这一点在现代产品设计中运用的比较广泛,尤其是对于多功能产品设计的需求。从多功能到可收纳再到组合设计,都是在原有的结构基础之上进行适当的改动,以满足现实的需求。在中国江南地区有一种“母子凳”(图四),是一款非常淳朴和实用家具,形似现在的普通凳子,凳腿有挡板,也可以做凳面使用,侧过来看,在凳面的正底部还有一个挡板,与凳面以及凳腿的横撑结合,正好成为一个小的方格容器,类似现在的婴儿车。这与当时妇女生娃后仍需劳作行为有关,方便大人和孩子休息,这是一种典型一物两用一物,多功能的设计。下图也是为婴儿设计的椅子,和“母子凳”的功能类似,只不过更加的人性化,更符合现代人的标准。同样是翻转凳面,只不过孩子的座位被设置在外面,使其在吃饭时便于够到桌子。类似于这种多功能的凳子在现代设计中比比皆是,不难发现传统器物结构改进设计应用是传统元素现代应用的最有效途径之一,对于传播本土设计文化有着积极的意义,因此值得现代设计师重视。 3.结构原理借鉴 对于传统设计结构原理的借鉴,更多是为了增加产品的认知性。普通消费者对于一个产品的认识首先是类比已知器物结构设计进而推导出可能使用方式和功能。在这个认知的过程中外观结构和机械结构起着重要的作用,现代产品在外观上标新立异,千奇百态,但是其基本的结构设计万变不离其宗,通过揣摩其结构便能揭开其使用方式和具体功能。从产品语义学角度来讲对于结构原理的借鉴其实就是一种功能的暗示,例如市面旋转拍照手机,正是这些可供旋转的结构才是的消费者知道该如何使用。但像一些带有一触即开功能的翻盖手机,多数用户还是手动翻开使用,原因就在与普通消费对于这种传统结构设计根深蒂固,完全是在潜意识下完成的操作,并不存在认知障碍。因此现代产品设计很有必要借鉴这些传统的结构设计,来帮助用户畅快的使用产品。 三总结 虽然高新技术,信息化进程改变着我们的生活方式,对于沿袭传统带来了不少阻碍,但是我们也应该看到其带来了新的契机。尤其是新技术新材料的出现给传统器物的现代化设计提供了新的途径和可能性。通过类比传统器物与现代产品设计,能使我们更容易的设计出具有本土气息的产品,更贴合我们的生活,而不仅仅只是披着传统形式的外壳。 作者:罗利峰 单位:浙江理工大学 产品设计毕业论文:学生男装课程产品设计论文 一、学生男装课程采集与提炼时尚元素 (一)对市场和流行资讯的调研 1.调研的前期准备工作 在设计男装之前对市场的调研是获取时尚信息的重要途径,这个市场包括现实的实体市场和网络市场。从市场中获取时尚信息也是最直接和行之有效的方法。俗话说“磨刀不误砍柴工”,一份好的调研报告对于后续的设计具有很好的指导作用。调研之前首先要让每位同学明确调研目的,进行调研分组和调研计划的编写,可将3-4名同学编为一组,每组设组长一名,以会议商讨的形式进行小组调研计划的编写,在调研计划中要详细陈述调研地点、调研方法、调研形式和调研品牌的选择等内容,并编写好调研问卷,由组长安排每位同学的调研任务,做到人尽其才。 2.调研的后续整合 调研之后对所调研的第一手数据和信息进行全面的分析整合,首先要对调研问卷进行分析整理,以从中提炼出我们要了解的调研对象的生活状态、对时尚的认知程度、对产品的购买心理等信息。除了要对调研问卷进行分析,还要对市场中不同档次和风格的服装品牌当季所主推的款型从款式、色彩、面料、工艺细节、图案、服饰配件、价位等方面进行分析和横向的比较。通过对所搜集的国内国际流行趋势,新流行材料、技术等图文信息的整理和分析,并将市场中的流行元素与之进行比较,通过思维模式的转变来更新我们的设计观念。 (二)提炼时尚元素 1.从市场和流行资讯中提炼时尚元素 将所调研的国际国内流行趋势、市场信息结合自身对时尚的判断进行图文并茂的整合。首先,引导学生对流行风格进行整合。服装风格代表着一个时代的特色和社会面貌,反映着这个时代的潮流、体现着服装与这个时代的关系,从不同的风格中我们可以提炼出其具有代表性的关键性词语,如中性风格:中性、层叠、解构;复古风格:新复古、浪漫、精致;前卫传统风格:更新经典、极繁主义、乐观,等等。服装风格是由款式、面料和色彩组合反映出来的,因此对于款式、面料和色彩的整理也不容小觑。所整理的款式应该是代表时下风格的主流款式,并以图文的形式简要说明其特点和组合方式、运用方式等。对于面料的整理,需从质感和效果等方面对面料进行说明,并要考虑面料的搭配效果。色彩的整理和归类,首先根据季节和地域选择合适的主色和与之相搭配的辅助色;其次还应考虑色彩调式和倾向性,如冷暖色调的不同等。对于市场和流行资讯的整理可以使同学们的思维更清晰,使设计更具有方向性。 2.从历史文化中提炼时尚元素 传统与民族中的许多东西被沿袭了下来,留住了“根”。随着全球化的发展,各国各地域优秀的历史传遗为我们呈现了一幕幕视觉的饕餮盛宴。因此,越是传统的东西就越容易成为“流行”。引导学生调整思维方向,不要把传统工艺当成过时的东西,而应一方面学习传统的工艺特点,另方面深刻地领会其中所包含的形式规律与人性价值观等因素,将服饰文化的精髓提炼出来,以应用到我们现代的男装产品设计中,形成新的设计产品方向,为现代的男装产品设计注入新鲜的血液和深刻的文化内涵。 二、将提炼的时尚元素运用于学生男装课程装产品设计中 (一)把握男装产品的设计风格 风格是设计师个性的自然流露,夏奈尔曾说:“时尚将随时间而逝,但风格永存。”设计师风格的形成也就是他成熟的标志。例如克里斯汀·迪奥(christiandior)所形成的造型夸张的浪漫主义风格,三宅一生(IsseyMiyake)其作品线条明朗,具有较强的雕塑感与民族风格。因此,在设计中引导学生逐渐形成自身的风格尤为重要。一些学生喜欢东抄一些西借一些,不能形成独特的风格,这时候需要耐心地帮助和引导他们。首先要明确风格的定位,从自己搜集的资料中提炼时尚元素,明确风格定位后,总结这些风格的款式、色彩、面料都有什么特点,从提炼的时尚元素入手运用形式美的基本法则如均衡、重复、比例等入手进行男装产品设计。 (二)灵活运用时尚元素 对时尚元素运用的过程也就是设计创意的一个组织过程,采用发散及逆向思维的方式,以创作出具有新意和美感的时尚产品。在设计过程中,指导他们转变思维方式,在教学的过程中注重师生之间的交流和学生之间的互动,相互启迪,运用发散思维的方法进行设计,灵活地运用时尚元素,如在款式设计中,采用长短、松紧、大小、错位、解构、重构等方式进行造型;在面料的设计中,采用破坏、拼贴、肌理与对比等方式进行面料的再造,形成新的视觉美感;在同种时尚元素运用上,通过夸张与反复、和谐与强调、互换与补充等方法灵活地运用在男装产品设计中,形成具有创意的服装造型风格。 三、实训任务的安排 实训任务的安排如表1所示,前期市场调研注重让学生掌握不同风格的男装面辅料、款式、色彩、图案等的特点,加深对男装市场的了解;中期实训任务是使学生掌握各类男装设计的基本规律和要点,鼓励学生大胆进行创新,后期男装系列设计要使学生掌握男装系列设计的方法,灵活运用时尚元素,形成具有系列感的男装产品。在整体的课程安排上,注重与后续“男装制版与工艺”课程的衔接,使男装产品设计与产品统一起来。 四、结语 “男装产品设计”课程旨在引导学生通过不同的技法表现实现自己的设计构想,也是将创意转变为现实产品的一个过程。通过引导学生运用打破常规的思维方式和对各种元素通过美的形式法则的不断组合,使他们不断地锻炼和提升自己对时尚的敏锐性和洞察力以及对艺术的审美意识。 作者:宋明霞 单位:湖南工艺美术职业学院 产品设计毕业论文:三维建模技术产品设计论文 1斜齿轮的三维建模技术分析 本文将对斜齿轮的关键结构齿廓在UG中进行细致分析,确保其精确性。斜齿轮的端面齿廓曲线是标准的渐开线,要想在UG中实现齿轮的精确化建模,就不能用样条曲线来代替,而必须采用标准的渐开线。我们需要先把渐开线的标准方程转化为UG的表达式,然后驱动公式曲线得到标准的渐开线,再通过诸多特征功能实现齿廓的外形曲线,UG中的公式曲线是在直角坐标系中绘制的,所以需要我们把渐开线的极坐标参数化方程转化为直角坐标系中的方程。 2斜齿轮精确建模 1)建立各参数表达式。需要在菜单的表达式对话框中添加各参数,如压力角,各圆直径,齿宽,螺旋角,模数,螺距,倒角半径,齿数,渐开线的轴坐标X,Y,Z。 2)做渐开线跟分度圆。利用基础功能模块,设置相应的数据,得到渐开线跟分度圆。 3)绘制原点与分度圆和渐开线交点的直线,并在变换对话框中操作将其顺时针旋转90/,将渐开线对旋转后的直线做镜像处理。 4)做齿顶圆跟齿根圆,此时的齿顶圆半径最好输入值+0.1,它能保证在后面的布尔操作中不至于出现失败。 5)螺旋线的绘制,并完成单个齿廓。这需要测量直线之间的角度,并运用特征命令,此时操纵需谨慎,防止出现错误。 6)运用倒斜角,选择齿顶和齿根边缘曲线,刀具体为整个轮廓,得到单个斜齿。 7)实体特征的圆形阵列命令得到全部整周的齿廓。 8)进入草图,完成轮毂、轮辐的设计,拉伸并通过求差得到,并对相关部位进行倒圆角跟倒斜角处理,最终得到斜齿轮如图4斜齿轮的模型参数化我们在对斜齿轮的设计过程中,需要通过现有的模型进行稍作修改参数就可得到不同的斜齿轮,其模型可以自动更新,生成新齿轮,这就需要对斜齿轮进行各结构的参数化,在需要时,修改数据即可。 3结束语 许多建模软件在绘制渐开线的时候通常采用样条曲线拟合的方法近似处理,而UG的公式曲线功能绘制的渐开线是非常精确的,并且本文中采用的扫掠方法也有效的避免了扫掠过程通常出现的变形或者失败现象出现,达到了精确建模。并把各个主要结构的尺寸参数都应用参数表达式进行关联,便于修改,实现了真正的参数化设计要求,对斜齿轮的精确、便捷的三维建模。 作者:孙国栋 单位:辽宁机电职业技术学院 产品设计毕业论文:特色产品设计地域文化论文 一、特色产品设计西蜀地域的文化资源分析 1.名人资源 “自古文人多入蜀”,成都及周边地区的名人资源举不胜举。名人资源相当丰富:①历史名人。根据史料记载,因各种历史原因旅居成都的历史文人有:李白、杜甫、王勃、卢照邻、高适、岑参、吴道子、百居易、刘禺锡、元稹、李商隐、苏东坡、黄庭坚、陆游、范大成等;②典故传说名人。历史上,成都向来不缺乏典故传说,主要代表的人物有三国人物刘备、诸葛亮;治水功臣李冰父子;古蜀传说蚕丛、柏灌、鱼凫、杜宇、鳖灵等;③近代名人。近代尤其是抗战时期,更有大批文化名人,各界精英迁往成都,其中包括巴金等。 2.古镇(城)资源 作为老皇城旧址的成都市区,其人文资源众多,如红照壁(老皇城故事)、交子街(已改为均隆街)等。传统的节日和民俗习惯被保留,例如,洛带古镇有客家民俗特色的火龙节:当地客家人的传统习俗是过“水龙节”、“火龙节”,据说“火龙节”其舞龙烧龙的传统源自江西籍刘姓客家人,定居洛带之后,将这一传统引入了洛带及周边地区,至今刘姓家族仍聚居在洛带镇宝胜村,以扎龙舞龙为业,最后形成了一套独特的舞龙程式:接龙、祭祖、迎龙归巢、杀鸡出龙、舞龙点睛等。山水资源成都市及周边主要代表山体9座:西岭雪山、九峰山、青城山、天台山、老君山、丹景山、凤凰山、龙泉山、鹤鸣山等。山体特征各异,有高耸山峰、丘陵等;邛崃山脉、龙泉山脉连绵起伏;各山体接壤,具有连续性、群体性;成都市及周边主要水体有:府河、南河、沙河、江安河、清水河、东风渠、青白江、南河、金马河、羊马河、杨柳河等。各水体间融汇贯通,如府河和南河实则为都江堰引入的四条河中的一条走马河,流入成都形成府河和南河,府河进入成都市区后绕城北、东而流,南河绕城西、南而流在合江亭处汇合,后合称府南河,也称锦江。其中,府河和南河被誉为成都的母亲河;沙河被誉为成都的生命河。 3休闲资源 成都及周边主要的休闲资源具有浓厚的历史内涵,其中的人文资源积淀丰厚,如川茶文化中又兼具典型地域特征的龙门阵文化、茶艺文化等。同时,这些休闲资源又传承了数千年的蜀文化精神。成都市及周边的主要休闲资源有:①“四川”。川菜、川酒、川茶、川戏;②“两蜀”。蜀锦、蜀绣;③传统民俗节日。火龙节、龙舟会、放水节等。 二、特色文化资源与产品设计的关系 1.利用特色文化资源开发特色产品,是文化产业改革的内在要求固有的文化产业模式已经不能适当社会的发展,文化产业的改革势在必行。利用特色文化资源开发特色产品,正好符合这种改革的要求。通过设计手段促使特色文化资源焕发新的活力和能量,创造文化生产力发展条件,不断孵化特色产品,生产经济资本,成都地区创造更多的精神文化财富。 2.利用特色文化资源开发特色产品,是文化创意产业结构调整的必然趋势当前,成都地区的丰富文化资源尚未充分整合和开发,新兴文化创意产业和具有特色文化资源的特色产品还未形成产业集群效应,在以文化创意产业为主导的国际和国内尚处于弱势。如果加快利用特色文化资源开发特色产品,进行有力的资源整体,形成文化产业链的联动状态,对文化创意产业结构的调整将是大有裨益的。 3.利用特色文化资源开发特色产品,是推动城市文化“走出去”的动力推动成都文化“走出去”需要有很好的智力支持,特色产品的开发正是这种强有力的支持。利用特色文化资源开发特色产品,是营造城市对外形象非常具有实效的举措,深刻体现出文化资源作为经济生产力的巨大创造性和活力。 三、西蜀地域文化特色产品系列化设计的类型 1.成套系列。特色产品的开发需要以套系的形式进行,以形成产品的整体性和统一性。如以蜀绣、蜀锦为元素设计餐具类产品时,需要用同一元素设计一整套的餐具,包括餐盘、碗碟、筷子等,而不是一个单件产品,如一个单独的碗碟或餐盘出现。并且,运用现代技术手段在降低产品制造成本的同时提升产品的品质,让具有西蜀地域特色文化资源的产品有机会走入现代生活和国际视野。 2.组合系列。此类型主要是扩展特色产品的功能,增加其使用价值。设计产品时,可以考虑将产品各部分以模块形式组合,消费者够没产品后可以根据个人喜好将不同的构件组合成不同功能的产品。如利用特色文化资源开发设计果汁机等生活用品时,配以不同的组件(榨豆浆组件、研磨调料组件等),实现产品的不同功能。 3.家族系列。以家族形式开发的特色产品极易在视觉上形成强烈的品牌效应。一旦挖掘出特色资源,利用现代设计手法将其转化为视觉符号后,这种视觉符号就植根于同类产品中,形成统一的符号特点,并且在以后的跟新过程中也保留这种符号。如特色产品以一代、二代等不断推出,这样有利于产品的推广。借力西蜀地域文化系列化特色产品,推动成都文化“走出去”的建议和对策争取建立自主品牌并大力培养相关人才,完善相关配套服务,打造良好的内部环境为“走出去”奠定基础;以国际赛事为向导、以项目合作为向导和以企业投资为向导的方向真正实现成都文化的“走出去”。 作者:王蓉 单位:西华大学艺术学院 产品设计毕业论文:产品设计之装饰艺术论文 1.装饰图形的协调与美观 仅仅是纹理和图形这种装饰办法比较传统,需要利用点、线、面的视觉形状来为产品营造细节,让产品显得更加立体和动感,因为点、线、面这种形状本身就体现着不同的变化和张力,利用这种视觉形状的效果可以提升产品的设计效果。比如,点的设计就可以运用到产品的按钮、开关和商标等部位,可以起到突出产品的具体功能,为产品的使用起到导向性或者单纯的点缀性作用;点连成线或者点线结合的这种办法则产生一种视觉上的流动或者切割作用,比如点线结合的装饰手段能够为产品营造出的风格简明的几何面、形式特别的自由面和变化丰富的综合面,让产品的功能区更加的突出和和谐;线条的粗细、长短和硬软程度又能凸显产品的属性,让产品具有质感。 一般来说这种点、线、面的装饰图形手段比较适用于很多的高科技产品的装饰设计中,这种理性化的图形能体现科技产品的严谨性和技术性,而这种点、线、面的变化带来的装饰效果又体现了科技产品的创造性和新颖性。 2.装饰色彩的协调与心理联想 一个产品的色彩是吸引消费者眼球的重要因素,功能齐备、造型良好的产品还需要与之相搭配的色彩作为装饰。装饰色彩之所以重要,一方面是因为装饰色彩也是美化产品的重要手段,能让产品的外观更加具有个性和吸引力。从某种程度上说色彩装饰从提高产品外观质量的方面提高着消费者对产品的使用感受,装饰色彩是吸引消费者注意,提高产品竞争力的手段之一。比如,过去的汽车外壳都选用黑色,但是现在生产商对每款车型都设计了竟可能多的备选色彩,丰富的色彩让汽车显得更加有型更加具有魅力,吸引着不同的消费者前来购车;另一方面来讲,装饰色彩在产品设计中的使用能够展现产品的特性和内涵,产品的内涵需要通过人的思维联想和视觉感受才能体现出来,而颜色的使用则是让人产生心理联想和视觉冲击的必要手段,比如很多使用红色和黄色这种暖色调的家电产品就容易让人联想到家的温情,采用灰色和蓝色这种冷色调的电子产品容易让人感到简洁轻巧,当然很多高科技产品也在装饰色彩中丰富起来,目的就是打破古板的造型设计,增强产品的艺术效果。 装饰艺术在产品设计中的文化价值体现装饰艺术是基于日常生活和传统艺术之上,是服务于生活和生产艺术,装饰艺术展现了产品的魅力,慢慢的得到设计界的重视。产品的装饰艺术表现在其图形装饰和色彩装饰,但是一个优秀的装饰艺术作品还需要表现出其文化内涵,比如举办北京奥运的时候,我们使用的奥运会会徽、火炬以及体育场所等的设计都是基于中国悠久的传统文化之上的,在这种大型的国际盛事中,像祥云、中国漆红这样的图形和色彩设计更能体现传统的东方文化,不仅体现设计之美,还体现文化古韵,让中国传统的文化发扬光大。可见,能够在现代设计中表现出中华民族的传统文化精粹是我国现代设计发展的长远目标。 作者:丁荔芳 产品设计毕业论文:产品设计下的数据管理论文 一、面向制造的数据设计规范的建立 MBD模式下,设计人员的设计要求全部通过一个集成的信息模型来表达,设计人员需要通过最少的工作、用最简洁的方式的表达设计要求、工艺人员要通过简单的操作快速的获取产品制造需要使用的各种信息。这就要求双方在产品设计前,制定双方认可的数据设计规范,该规范应保证设计可达性的前提下,最大限度的面向制造部门的工艺要求,以保证制造部门后续工作的顺利开展。 (一)构型方案的确立 由于当前客户部门对飞机有不同的需求,例如陆基使用、舰载、垂直起降等,这就需要设计人员在设计开始时确立明确的构型管理方案,以满足针对不同的客户需求采用不同的设计解决方案。构型管理的关键在于通过实施构型管理,协调典型部位(客户需求虽然不同,但是机体结构相同的部位)与差异部位间数据的组合、调取、使用关系。这样才能够保证制造出的飞机能够满足不同客户的不同要求。构型方案需要首先确立的主要原因在于,制造部门需要根据不同的构型管理方案,将设计部门提供的EBOM数据转化为PBoM数据,根据PBoM制定不同的生产组织方式,生产过程中形成不同状态的MBOM数据,当前国内外采用的构型方案管理方式有以下几种:*单一架次构建一个BOM结构树这种管理模式对于投产的架次较少,且客户需求的状态较多时非常的适用,虽然不同的架次间数据存在一定数量的交叉应用,但最终的结果是每一架次状态都存在一个物理的BOM。此种管理模式的优点在于各架次的数据状态非常明晰,数据对数据管理系统的依赖程度较低,便于产品的分包协作。*所有状态形成超级BOM结构树此种管理模式必须依赖于数据管理系统进行管理,数据本身存在于不同的构型管理状态中,数据的有效性记录于数据本身内或是其所属的模块中。后续环节的使用过程中必须依赖于数据管理系统的基于架次或是状态的过滤功能才能够获取某架飞机最终的数据状态。此种管理模式的优点在于数据的集成度非常高,不存在数据冗余,缺点在于数据管理工作不能够脱离数据管理系统进行,给后续的产品制造带来了一定量的成本。*基于模块化的构型管理如图1所示,此种管理模式需要首先确立飞机的基本构成模块,这些模块在所有的方案内都是统一的,方案都是通过“构型层”体现的。此种管理模式的优势在于,数据管理的颗粒度非常的灵活,各模块间的关系也比较明确。且后续的改型、选配工作开展非常的容易。 (二)设计几何信息表达传递方式的确立 在MBD模式下以及随着基于三维的数字化工艺设计、数字化检验工作的深入开展,设计人员设计的几何信息不仅需要表达零件最终的尺寸信息,更需要体现出不同类型零件的不同实现方式。例如饭金零件需要体现出从板材到毛料到最终零件的形成过程、机加零件要体现出从锻、铸件毛坯到零件各个细节的形成过程等。这些要求给设计人员的设计工作带来了一些挑战,细化了面向制造的设计思路,在满足设计强度、刚度要求的前提下,工艺实现的可达性也逐渐的成为设计人员需要关心的要点因素。 (三)设计非几何信息表达传递方式的确立 在MBD模式下,不能够片面的追求所有的信息都通过三维表达,需要考虑不同信息的最佳的表达方式。没有了传统的二维纸质介质,一些传统文字描述的内容需要通过一些载体进行表达与传递。当前采用的比较多的方式是通过零件的内部属性信息或是通过在数据管理系统内定义数据外部软属性信息表达。但无论采取哪种表达方式,都需要设计部门与制造部门共同制定数据表达、传递规范,目的是知道制造部门的工艺人员及生产一线的人员能够快速获取本专业或是自身需要的信息。 二、并行工作业务规则的确立 并行工作的开展必须依赖于数据管理规则、数据设计规则的确立,如果没有这些内容作为前提,并行工作的开展将非常的混乱。并行工作的目的是要求工艺人员提前介入产品设计工作中,从工艺可达性的角度对设计数据提出工艺要求,避免因工艺无法实现或是实现困难带来的往复修改等问题,同时基于已完成的设计模型开展必要的生产准备工作,以缩短生产准备的时间,相应的缩短飞机研制的周期。成熟度也就是产品设计状态成熟度,设计部门与工艺部门在并行工作开始前需要制定符合双方设计、制造状态的成熟度管理规则。一般成熟度的管理划分为几级,不同的成熟度状态需要对应不同的设计数据完善程度以及不同的工艺工作开展时机。例如,当成熟度达到某一状态时,设计数据的材料信息及零件外廓尺寸信息确定,制造部门就可以进行制造配套材料的采购、订货工作。基于成熟度的并行工作模式的优秀在于设计人员的成熟度状态控制以及制造部门基于成熟度开展工作的结果。设计部门必须严格控制设计数据的成熟度状态,不能够随意的进行提升或是降低,且提升的时机必须作出严格的要求与控制。制造部门不能单单只要求当成熟度达到某一状态后可以开展哪些工作,而应当明确的要求工作开展的程度。 三、工艺分工数据的管理 工艺分工指企业内部根据不同的专业以及同专业内部不同部门的不同的制造生产能够而进行了内部零件制造、装配的路线的划分。工艺分工的结果是划分出飞机工艺分离面以及所有零件、组件、工艺组合件的工艺路线,根据工艺分工的结果形成飞机制造的PBOM数据,生产计划部门根据PBOM数据制定零件制造及装配计划。 (一)工艺分离面的划分 工艺分离面应由工艺工作主管部门根据装配部门的工作能力进行划分.将飞机的大部件进行拆解.将不同的部件划分到不同的装配部门,后续的小部件划分有装配部门自行组织人员完成。 (二)PBOM的建立 PBOM即工艺BOM,是由设计BOM(EBOM)向制造BOM(MBOM)转化的中间数据。PBOM一般分两个步骤形成,第一步为将EBoM中部分数据进行分解、组合形成工艺组合件,第二步为工艺部门在EBOM及工艺组合件的基础上增加零件、组件、装配件的工艺路线形成最初的PBOM。PBOM的数据是在EBOM数据的基础上形成的,底层数据必须与EBOM数据保持关联关系或是直接引用EBOM数据。但表层数据的权限必须与EBOM数据的权限进行分离,以使工艺部门能够对数据进行后续的操作。当设计部门的EBOM建立过程中,工艺部门的PBOM数据即可开始建立,建立过程需要保证所有的EBOM数据都有对应的PBOM数据与其一一对应,不能够出现冲突或遗漏。当前多使用DS公司的Delmia软件的DPE模块或是DS公司的V6平台Delmia模块完成此项工作。建立完成的PBOM数据应与设计EBOM数据基于同一数据管理平台进行管理,以保证数据的关联性以及数据更改更新的继承性。 (三)工艺分工数据的传递与使用 工艺分工数据是在PBOM零件工艺路线数据的基础上形成的基于专业部门的所有数据的集合,这些数据是在PBOM工艺路线的基础上形成的,是生产计划部门编制部门生产计划的基础。工艺分工数据一般通过数据管理系统开发基于单一车间的数据提取功能完成的,一般为动态的数据,生产计划部门可在数据管理系统内进行提取,并将计划的结果与PBOM数据建立关联,以保证当PBOM数据发生更改后,数据能够得到及时的更新于反馈,不会出现零件或组件的遗漏。同时,工艺分工数据也是工艺主管部门进行产品设计工艺性判断工作的输入,工艺主管部门根据其负责的不同专业部门提取出与本专业相关的零、组件目录,并基于此目录协助设计人员进行产品设计的工艺可达性判定。 四、工艺审查数据的管理 工艺主管部门以及工艺分工的结果提取出与本专业相关的零、组件目录后协助设计人员进行产品设计的工艺可达性判定的工作也相当于进行零、组件工艺性审查的工作。将所有的工艺要求都灌输到产品设计工作中后即完成了相应产品的工艺审查。工艺审查的结果应作为产品成熟度状态控制的一个重要条件,工艺审查的结果应记录在制造部门的PBOM数据中,通过工艺审查结果的属性与设计EBOM建立关系,只有产品通过工艺性审查后才能够允许其提升至下一个成熟度状态。工艺审查的数据以及工艺人员与设计人员进行沟通的数据应在数据管理系统进行统一管理,以作为后续工作的依据,以及后续出现问题后的主要依据,避免推诱扯皮的现场发生。除以工艺分工数据作为工艺审查工作的输入外,也可以在设计EBOM属性内增加零件的工艺类型,如:饭金件、机加件、钦合金零件等,工艺审查人员通过过滤功能进行零件目录的提取继续后续的工作。 (一)工艺审查工作的启动 工艺审查的工作应在PBOM建立后启动,各专业根据自身的需要进行审查的目录分别开展工作。并行工作管理部门应把握所有产品数据的设计状态以及工艺审查工作的进行状态.当产品数据达到可进行工艺性审查的状态后,及时组织相关人员对相关数据进行工艺性审查。 (二)审查数据及信息的获取 参与工艺审查的人员除具体的零件负责专业人员外还有一些常规专业需要开展工作,如:标准专业、热处理专业、表面处理专业等。这些专业与具体的专业部门的关注点不同,具体的专业部门对数据的几何关注程度比较高,主要关注点在产品的形成工艺可达性,而常规专业的人员只关心与本专业相关的某些注释信息等非几何信息的工艺性判定。国内航空企业多使用DS公司的CATIA软件进行产品设计,随着客户对飞机性能要求的不断提高,飞机产品数据的数据量越来越大,而大的数据量导致了对计算机等设备的硬件水平要求较高,如果所有专业都基于打开产品模型进行工艺性审查无疑会带来一部分成本,同时数据逐项打开的工作效率也非常低。所以要求数据管理系统能够将需要进行工艺性审查以及需要生产一线的工艺及工人查看的非几何信息提取到数据的表层,通过过滤功能能够完成同类非几何信息的批量捍取供常规专业人员进行工艺审查,同时支持审查结果的批量反馈给数据管理系统作为产品数据成熟度状态提升的依据。 (三)审查结果的管理 工艺审查的结果应在PBOM中进行保存管理.并作为被审查数据成熟度提升的判定条件,未通过工艺性审查的数据不允许进入某个成熟度状态。工艺审查的结果应能够进行汇总及状态标识,以保证所有的相关专业都完成了工艺审查,且汇总的结果将作为工艺审签的基础数据进行管理。 五、工艺审签数据的管理 当某一产品数据通过所有必须的工艺审查后,可提交发放审签流程,发放审签流程中需要工艺部门的工艺总代表汇总该产品的工艺审查结果后判定是否通过工艺审签环节。此过程可交由数据管理系统完成,通过系统开发使得数据管理系统能够实现产品数据工艺审查结果的汇总及判定,当所有专业都通过工艺审签后,系统能够代表工艺总代表自动完成发放审签的工艺审签环节。 六、结束语 产品设计并行阶段的数据管理作为产品并行设计的基础管理工作,在产品设计过程中占有重要的地位,起到关键的作用。产品数据管理不但需要包含底层数据的组织、存储、使用这些问题,更需要关注与相关的业务开展模式的结合,面向制造的设计及数据组织、管理思路更是航空制造业面临的首要挑战。 作者:李德峰 孙岩 单位:中航工业沈阳飞机工业集团(有限)公司 沈阳航空航天大学北方科技学院 产品设计毕业论文:包装印刷行业下产品设计论文 1主题词提取研究现状 大量网络数据以文本的形式存在。要获取有效的数据资源,就需要对文本进行分析,获取文本的主题词,即主题词提取。所提取的主题词在对文本进行分析时,被用作文本主题的描述词[3]。主题词是面向信息索引和检索的标准化语言,是信息检索的基础。国内外对主题词提取已开展深入探索和研究。对于小规模文本,通过提出相关的文本内容能够提供主题词提取线索,从而达到从给定文本中提取主题词的目标[4]。在此方法中,由于充分利用了相关文本所提供的线索,从而能同时处理文本摘要和主题词提取。对于英文主题词提取而言,由于英文语言本身的特点,关注点主要是进行词干加工。因此,可以构建出对英文文本的主题词自动提取系统[5],由于不需要进行分词处理,因此系统效率较高。中文文本的主题词提取,可以从语义的角度进行分析,构建出语义网络,使用概念之间的匹配来进行处理[6]。通过这种方法能够解决传统方法以关键词进行主题词提取的缺陷。通过对词频率进行分析,同样可以进行主题词提取。通过增加文本预处理环节,能够进行合成词的识别,进而提高主题词提取的满意度[7]。通过主题词提取,能够获取文本内容的基本描述。现有的主题词提取方法主要关注于一般文本内容,缺少对行业应用领域的背景分析。通过对包装印刷行业产品设计要素进行分析,将产品设计要素与主题词的提取进行关联,从而提高数据资源获取效率,为包装印刷行业产品设计提供参考。 2基于产品设计要素的主题词提取算法 2.1包装印刷行业的产品设计要素分析 包装印刷行业的产品设计要素分析包装印刷行业中的产品设计,不仅是对产品本身特点的关注,与应用场景密切相关,还需要与众多的外在设计要素进行关联。而应用场景往往随着时间而发生变化,这就要求产品设计能适应应用场景的变化,满足新的设计要求。应用场景的变化与热点事件、用户群体特性、时节、地域等多种外在因素相关。这些外在因素往往能在互联网上以文本形式出现,并及时更新。因此,通过分析互联网上的文本,能够及时、有效地了解潜在的设计要求与设计趋势,从而为产品设计提供支持。定义包装印刷行业的产品设计要素合S。S中包含所有的设计要素,共n个,记为E1,E2,E3,…En。每个设计要素Ei具有属性A(Ei)和相关系数C(Ei)。其中,属性A(Ei)表示设计要素所具有的设计属性,是对设计要素Ei的基本描述;相关系数表示设计要素Ei与产品设计之间的关联程度。相关系数C(Ei)实际上表达了设计要素Ei在整个产品设计中的重要程度,是一个权重系数。 2.2文本向量空间模型 文本经过预处理后,可以得到分离出来的词。这些词是从文本当中抽取出来的关键词,用来表示文本的特征项,代表文本的性质和特点。基于产品设计要素的主题词提取算法采用向量空间模型的方法来表示文本。从文本集合向向量空间模型进行映射时,整个文本集合映射为向量空间;文本映射为向量空间中的向量,文本的特征项映射为向量的维度,从而构成完整的文本集合的向量表示形式。 2.3基于产品设计要素的主题词提取算法 主题词提取是文本分析的基础工作。从式(4)可以发现,传统的主题词提取方法往往关注文本本身主题词提取,而包装印刷行业的产品设计,需要关注与行业相关的文本分析。采用传统方法,会得到大量无关的主题词,并获得大量无关的文本,增加文本分析的难度和工作量。因此对式(4)权重计算方法进行优化和改进,基于产品设计要素进行主题词提取算法设计。根据对设计要素的定义,每个设计要素Ep,都有一个C(Ep),表示Ep对于设计的重要程度。为了反映设计要素在文本中的出现频率、重要程度,将C(Ep)作为特征项的一个重要权重系数。 3实验结果与分析比较 CF-TF-IDF与传统的TF-IDF之间在特征项提取上的有效性和效率。实验数据集为从互联网上抽取的5 000篇文本数据集合。实验步骤:首先对数据集合进行预处理,形成基本的特征项集合;然后按照算法步骤进行特征项提取。在预期特征项中,选择与包装印刷设计要素相关的词作为特征项;然后分别由CF-TF-IDF和TF-IDF的特征项提取结果进行对比。具体实验结果如图2所示。显然,DF-TF-IDF在特征项选择上具有比TF-IDF更高的准确率。TF-IDF只根据文本本身的特点进行特征项提取;因此,尽管TF-IDF能够抓住文本的特点,并提取特征项,但由于未考虑包装印刷行业产品设计的特点,所提取的特征项可能无法体现其与设计要素之间的关系。而CF-TF-IDF方法则通过设计要素权重因子,在选择特征项时,直接通过权重来进行筛选,从而使得特征项选择更符合行业应用设计要求。 4结语 以包装印刷行业的产品设计为中心,抽取出设计要素,形成设计要素权重因子,进而构建出CF-TF-IDF权重函数。通过该权重函数,将包装印刷行业产品设计的行业特点纳入到主题词提取过程当中,为面向产品设计的数据分析提供支持,提高设计效率。 作者:胡威 单位:武汉科技大学 产品设计毕业论文:机械工业中产品设计论文 1工业设计的发展现状 在国际上,人们越来越重视机械产品的艺术性,因此,工业设计在机械产品设计中发挥着重要的作用。不同的企业为了吸引顾客的眼光,往往别出心裁,在工业设计方面花费大量的时间和精力。品牌效应是影响消费者购买力的巨大效应。因此,各个企业都需要通过工业设计,挖掘自己产品中独有的特质,创造属于自己的品牌。而品牌更是极大程度上提高了企业的知名度和影响力。随着人们对品牌打造重视程度的不断加深,工业设计也更加受到重视,工业设计的水平也在稳步提高。为了提高公司的影响力,许多国际大企业都会选择优秀的专业人员,组建专门的工业设计部门,通过各种市场调研,了解潮流动向,设计出适合公司发展的品牌产品,提高企业自身的竞争力。在中国,工业设计的发展也经过了漫长的历程,但是无论发展起点,还是发展速度,与国外相比都存在较大的差距。在工业设计领域,我国还处于探索进步阶段。由于工业设计上的不足,我国在国际经济贸易中遭受了不小损失,因此,国家领导人也在会议中指出,必须重视工业设计。工业设计在我国还具有巨大的发展空间,创新性是它的主题。目前,我国大部分的设计产品缺乏创新性,借鉴的部分较多,这就很大程度上阻碍了工业设计的发展进步。要想提高我国民族品牌的国际影响力,形成“民族的就是世界的”的结果,必须不断提高我国的工业设计水准,将更多的创新性和创造力投入到工业设计中去,生产出更多带有民族特色的产品。 2工业设计在机械产品设计中的作用 在机械产品的设计中,我们一般将工业设计应用于人机工程学方面。以往在机械产品的设计过程中,设计师大多只会考虑机械产品本身的功能问题,大多数思路用来进行机械产品功能的设计,力求完善产品本身的功能,做到最好。然而,设计师们极少考虑使用者的感受,不会思考人们使用该机械产品时是否方便,更多的时候人们需要自身去适应机械产品的功能,使得大量生产出来的产品虽然自己功能强大,却无法满足人们正常使用的需求。这样造成的问题是,设计者无法判断自身产品的设计质量,从而无法寻求方法提高设计质量、促进机械产品的进步提高。而人机工程学则是重点强调人与机器的统一性,将人与机器作为整体进行考虑,在设计的过程中充分考虑到人的适应性,使得设计出来的机械产品更加符合人们生活生产的需求。一般来说,机械产品设计中工业设计的应用主要包括两个方面。首先,工业设计能够使得产品与人形成一个整体,使得生产出来的产品和人类很好地匹配。人类使用这种机械产品,不仅各种功能都能够满足需要,而且还能够使人们的身心都得到满足,真正做到使用该产品时产生愉悦之感,与目前我国强调的“以人为本”的思想完美融合。其次,工业设计具有极强的创造力,将其运用于机械产品的设计,将有助于创造出适合人们生活生产需求的机械产品,极大程度上促进我国机械产业的发展进步。 3工业设计在机械产品设计中的应用策略 3.1机械产品造型设计的主要特征 首先,对于机械产品,最重要的还是它本身的功能性,在进行造型设计时,必须将功能性放在第一位。机械产品的设计生产是使用合适的材料运用一定的工艺而实现的,是各过程工作的完美结合。其次,随着现代化生活的不断推进,机械产品的设计必须能够适应时代的发展潮流,在加工方面要做到方便迅速,满足现代化生活的各项要求,能够与经济发展相融合。此外,机械产品的造型设计还应该满足人类的生理和心理需求,极好地与人类的生活相适应,更加有利于人类的使用,使人们使用起来方便快捷。最后,机械产品的造型设计必须具有极强的创新性,应将当下的流行元素加入到机械产品的造型设计中去,设计出更能适应时展的机械产品造型。 3.2将造型设计的美学原则融入到机械产品中去 首先,必须严格掌握机械产品设计的比例和尺寸。时代不同,人们的审美也同,生产出来的机械产品的比例和尺寸也会产生较大的差异。应该根据当下人们的审美特征,设计出人们比较认可的机械产品的比例和尺寸,使得生产出来的机械产品具有较强的时代性。同时,必须注重产品设计的统一和多样性。这是产品设计中的美学原则,也是最能体现设计师水平的一部分。设计师必须在整体把握机械产品设计统一性的基础上,通过各种细节处理,使设计的产品具有多样性。在设计过程中,设计师必须要与技术人员加强沟通,使设计的产品能够协调统一,提高机械产品的质量和设计水平。 4总结 本文主要分析了工业设计的发展现状,将我国工业设计的发展与国际上的发展进步进行了对比,同时,对工业设计在机械产品设计中的应用进行了详细的说明。最后,通过对工业设计特征的研究,得出了将工业设计运用于机械产品设计中的主要策略,其他的方法策略还有很多,有待进一步研究。 作者:刘军华 单位:常州信息职业技术学院
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制造工艺论文:机械制造工艺可靠性研究的论文 机械制造工艺是一个极其复杂的过程,具有抽象,客观性特点。细说就是指运用机械设备和机器,以及相关的生产制造技术来对原材料进行加工,从而形成一个实在的物品这样的一个过程。这种工艺是机械制造过程中不可忽视的一个环节,也是最为普遍的,但是因为这种工艺涉及到许多的数据要求以及技术规定,一不小心就容易犯错,从而不能达到生产的最终目标。当对机械产品加入一些其它的物理特征,例如抗腐蚀,耐高温,耐磨等,这些物理特征就会影响到产品的可靠性。目前大多数企业都追求速度,从而设计时间短,无法研究新技术,因此,要想使复杂的机械制造工艺达到可靠性的目标,还需要机械制造方面的人才重点探讨研究。 1机械制造工艺可靠性的含义 机械制造工艺看似简单其实是一个很复杂的过程,造成这种复杂的原因是因为制造工艺是动态的,是人在操作时因为各种因素而产生变化的。机制制造工艺分为制造主体、制造对象、制造方法和制造设备等。要想对其进行有效的控制,首先制造主体也是个人需时刻保持着严格谨慎的工作态度;然后制造对象就是指原材料了,原材料的选取也是需要经过层层检验以达到标准,减少残次品率;制造设备就相对于广阔许多,主要有机床、运输机器、检验机器、辅助机器等,对于这些机器的维护与修理也是不容马虎的。现可以举一个例子来表述机械制造工艺的复杂。例如某企业要求制造一台有1万个零件组成的大型机器,而这1万个零件中每一个零件都是需要经过几道加工程度。现在就假设每一个零件要加工10次,因此,可以想象到这台机器如果9999道加工程度都没有错误,但是其中一个零件一个加工程序出现错误了,那么就会对这台机器产生具大的影响,有可能会造成这台机器全部报废,因此,避免加工的过程中出现错误,保障制造工艺的可靠变得很重要。有学者曾说,机械制造工艺的可靠性在于在进行机械制造的过程中每一首工艺都要按照技术标准与数据来完成以达到百分之百的可靠性。只有这样才能保证生产出来的成品机器在运用到实际中时能够保证产品的质量,又能发挥成品机器在生活中的实际作用。同时对于机械制造工艺的可靠性我们要将其和加工精度、稳定性等概念区分开来。一般情况下,加工精度是指机械制造过程中的产品所需要符合的数据要求,这是一种静态的理念,它表示的是产品性质所承受的范围,而机械制造工艺则是一个动态的过程,它具有无法预见性的特点,最终工序要求可靠性。 2机械制造工艺可靠的特征 目前,通过机械制造工艺方面的学者坚持不懈的研究,得出机械制造工艺具有以下几个特征的结论。(1)机械制造工艺可靠性具有过程性的特征。这也是由其本质的动态性特征决定的。之所以说它具有过程性的特征,是因为机械制造工艺连续贯通整个生产制造的过程,包括设计、生产制造以及成品之后的检测制造这样的一个全过程,每一环节都和可靠性息息相关,都不是独立存在的,一环影响着下一环。也是因为具有过程性这一特征,要求我们在生产时统筹全局,进行全面的动态分析。(2)机械制造工艺具有综合性的特征。机械制造工艺可靠性的综合性特征是从其过程性的特征总结出来的。利用这一特征可以做到和其他的设计以及销售工作的人员进行资源与信息共享,从而达到高效生产的目的,做到节约成本,减少浪费。(3)机械制造工艺可靠性具有系统性的特征。机械制造工艺中包含设计可靠性和使用可靠性,而机械制造工艺可靠性是不能与这两者同等而论的。这三者是独立存在,但又不可分割的,形成了生产过程中的一个整体。从严格意义上来说,机械制造工艺可靠性具有承上启下的特点,连接了设计可靠性和使用可靠性,三者相互影响。 3机械制造工艺可靠性对产品的作用 3.1机械制造工艺可靠性与制造参数指标的关系 机械制造工艺的过程由加工方法、设备和工序组成的,生产过程极其复杂,而这几个部分最终决定了成品的参数。参数包括这些方面:机器的生产性能、质量和生产出来的产品的精准度,这几个方面构成了质量指标。而机械制造工艺的参数和质量指标与可靠性有着密切的联系。这种关系很复杂,与生产效率和经济效益之前存在矛盾。机械制造工艺还与产品的一些使用性能息息相关。其中有抗腐蚀、耐磨、而高温等。仅仅靠一些参数和指标也是无法解决产品可靠性这一问题。第一,产品的使用性能与质量指标存在着复杂的关系,这样导致一些能够直接影响成品性能的参数没有显现出来。第二,机器在生产的过程中,工作能力不是一尘不变的,在工作过程中会出现在一些损耗,这样就会有一定的随机性。因此,机械制造工艺能否达到完美,能够决定机器在实际用途中是否能够达到可靠性。完美程度与可靠性是成正比的。 3.2机械制造工艺中的参数对产品性能的影响 产品的性能主要表现在耐疲劳、耐磨、抗腐蚀、耐高温等。(1)耐疲劳。通俗来说,原材料的材质是会直接影响产品的耐疲劳性。除这之外,还有零件的缺陷和表面的状况也会对产品的耐疲劳性产生世大的影响。其中表面状况是影响最大的。在机械制造生产过程中,对于原材料的选择需要精挑细选,在最好的里面选最好的,只有选择了最好的零件来进行机械制造才能保证产品所有达到的物理特征,满足产品要求的指标和参数。如果因为选择不当而造成产品不具备耐疲劳的特点,那么最终会导致成品使用寿命的减弱。(2)耐磨。原材料本身的构成成分以及结构对机械设备是否耐磨有重要的决定性作用。因此,在对材料进行生产时,要综合考虑其化学成分和热处理能力,并通过材料表面状况来分析其化学参数。在产品运用到实际中时,我们发现产品表面状况对称的产品磨损期限较长。(3)抗腐蚀。机械产品在实际运用中会长期处于化学腐蚀较为严重的环境下进行生产工作,因此,对于机械产品的搞腐蚀性有了很高的要求。一些产品当遇到化学腐蚀液时会破坏其生产能力。因此,在进行机械制造的过程中经常会在产品的表面涂抹上一层特殊材料,以加强其抗腐蚀的能力。(4)耐高温。机械产品在进行生产的过程中,经常会有高温加热的情形出现。因此,对于机械产品本身耐高温的能力也有了一定的要求。当在进行高温生产时,将机械表面加入一些抗高温的物理元素,使机器处于一种保护状态,以保证机械制造工艺的正常运行。 4总结 机械制造工艺的可靠不仅仅只是针对产品的制造过程,还包括了产品的设计与产品的销售和使用等都是有着密切的联系的。提升机械制造工艺可靠性,我们可以对原材料的选购进行严格监测,定期对生产设备进行检查与维护,进一步强化产品的自身工艺,从而根本上提升机械制造工艺的可靠性。时代在变迁,生产技术也随着时间的推移而更新换代,要立足于原有理论的同时,不断实践得出新的结论与方法。 制造工艺论文:机械制造工艺基础课程改革论文 一、《机械制造工艺基础》课程教学方法的改革创新 《机械制造工艺基础》课实践性很强且内容大多枯燥、难懂。这对缺乏实践经验的学生来说更是如此,无形之中给专业课的教学带来了困难。因此要设法提高学生的学习兴趣,实践证明,教学方法的改进是解决这一问题的根本途径。目前,国内教育专家在探讨这一个问题时提出过不同的教学方法,比如激励式教学法、引新式教学法、开发式教学法、情景式教学法、兴趣式教学法等等。这些方法的共同点都是正确引导学生积极学习,培养学生对专业学习的兴趣,充分发挥学生的主观能动性。《机械制造工艺基础》课程特点要求学生具备扎实的专业基础知识,如工程制图、机械零件和机加工工艺装备等。同时又要求学生具有灵活处理问题的能力。随着科技的进步,新材料、新工艺不断出现,传统的加工制造方法被许多先进工艺所取代。这就要求教师不断更新知识,苦练基本功,加强教学内容的时代性和新颖性,加快实践教学的步伐,及时掌握最新的理论研究和发展动态。传统的教学方法与现代化的教学手段相结合应该说是一种挑战,信息化的快速发展为这种教学方法提供了可能。多媒体教学的建立为这提供了技术支持。在教学过程中应充分运用网络教学资源和现代化的教学手段,加大了教学信息量,使教学效果更加直观。通过建立虚拟网络实验室,使得学生自主学习,掌握学习的主动权。这种教学模式由传统的学生的被动接受知识和教师“静态”教学转变为一种学生积极主动的参与学习和教师“动态”的教学。通过这种交流,使师生之间的关系更为融洽 二、建立以能力为中心的课程考核体系 改变传统的考核方式,强调考核学生的能力,实现课程考核向过程考核的转变。学生学习效果的好坏,主要取决于整个教学过程与之相适应,考核也贯穿整个教学过程。提高学生的综合素质为考核中心,考试不再局限于闭卷一种形式,而是采用开放灵活的考试方法,比如考核成绩可以由三部分组成:平时成绩占30%期末成绩占35%创新思维及能力35%。同时,每个部分又由理论和实践组成,其中理论成绩占40%,实践成绩占60%。在平时成绩中,理论部分可以由课堂提问、作业、考勤等获得,实践部分可以由平时实训、实验的能力获得。期末成绩中,理论部分由基本理论考试获得,实践部分由技能实训操作获得。创新思维及能力成绩中,理论部分可以由专题讨论等形式获得,实践部分可以由生产实习报告、体会等形式获得。建立合理的考核评估体系指标是衡量教改成功的关键因素。考核指标的出发点必须结合本专业的实践教学特点,充分体现素质教学和实践能力教学的情况,考核的优秀是学生的实践动手能力。同时,要注重考核反馈,现在我们在教学中往往注重考核,不注重反馈,其实考核的目的是要重视反馈,通过反馈来是学生了解自己的不足,使老师反省在以后的教学中如何讲解来是学生能够更好的减少错误,学生在反省中找到原因,改正错误。 三、加强实践教学,培养创新素质 机械制造工艺基础是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,而且还要把这些理论灵活应用于实践中。实践是知识的源泉,实践性教学对于知识的获取、能力的形成与发展起重要的作用,因此,实行理论与实践相结合的教育,使学生掌握的理论知识向实际能力的转化,这样才有利于学生的创新素质的培养。为此,在教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论,由实训引出相关概念及相关加工方法。首先是教师提出学习的内容、目的、要求及其他相关事项,学生自主学习有关内容,再通过自己动手做的方式来加深对所学知识的理解,同时获得相关技能的训练。这种在教师指导下,感性认识与理性认识交互进行,对学生自主学习起到良好的促进作用。在本课程教学中,要创造条件让学生更多的接触生产实际。例如:参观实验室、陈列室、工厂车间、开设实验,进行多媒体教学,组织现场教学等等,不断积累实践知识,激发求知欲。如机床工件的装夹方法的学习,可以让学生在现场进行装夹练习,提高学生的学习兴趣,使学生容易掌握不同形状工件的装夹方法。对渐开线齿轮的范成,可组织去工厂现场参观齿轮加工,对插齿、仿形加工过程进一步加深理解。对减速器的结构分析及装配,可使用生产实用减速器进行结构分析、拆装实验等。只有教师在实践教学中不断丰富,不断提高实践教学的能力,具有较高的创新素质,成为领头的创新者,才有利于促进教学相长,培养出创新素质的人才。 四、总结 根据社会和企业对机械类人才的需求,结合职业教育的特点,应遵循“以拓宽基础、注重实践为优秀,以培养学生实践操作技能为主线,以新技术、新方法、新手段为内容”进行课程改革。这就要求在教学中,要整合教学内容,使之能够适应现代机械产品的设计以及制造的要求;拓宽基础、注重实践为优秀,从多方面培养学生动手能力,培养学生实践操作综合技能,把所学的知识融会贯通,打破相关课程彼此封闭的学科界限,有利于发掘学生的潜力;在教学中要以学生为中心,为充分调动学生自主学习的积极性,采用讲授、实践操作、讨论和自学相结合的教学方法,充分利用学校教学资源,通过实践环节培养和提高学生的创新能力。总之,教师要认真钻研业务,拓宽思路,吸收本专业领域的新技术、新方法,吸收新的教学方法,大胆进行课程改革,更好的为技工教育服务。 作者:赵升彦 单位:陕西省建材技工学校 制造工艺论文:可靠性机器制造工艺论文 1机械制造工艺可靠性的内涵 1.1研究背景 整体的机械制造全过程是一项复杂的工程,包括机械产品前期的规划、产品的设计、生产、加工以及后期的维修等。这个生产过程由不同的人力团队完成或者不同的单位负责承担,机械制造过程的分工安排显得越来越明确,为了达到目标生产高效产品就显得越来越困难,因此就需要整个生产过程人员拥有团结一致及系统思维进行配合完成,来提高机械制造工艺的可靠性。 1.2机械制造工艺可靠性的特点分析 机械制造工艺本身是一个系统工程,因此可靠性也具有系统性。也就是说,根据机械制造工艺特征的系统性,就需要结合生产过程中的周期进行考究,但是这个过程中的每个环节又是相互依赖的,所以具有过程性。将机械制造工艺的系统性和过程性结合起来进行研究,才具有完整性。 2机械制造工艺可靠性的影响因素 2.1工艺的管理过程 工艺管理是研究整个机械制造工艺系统过程必不可少的部分,企业的管理直接影响到机械产品的生产效率高低。因此就必须完善工艺管理,严格要求每一个生产过程环节,从而使得机械产品达到原先设计模型,降低生产过程中不必要的障碍因素,从而提高生产质量。 2.2机械产品的测试过程 机械产品的测试过程是保证产品满足出厂要求必不可少的一步,检测考察环节目的主要就是及时发现不合理的非真正产品,及时弥补或者维修,特别需要处理的可以删除,提高产品的可靠性。在这个环节中加强企业的管理也是很致命的一步,企业高层管理者必须对每个执行者灌输高度重视的思维。 2.3产品成型检查过程 所谓的产品成型,也就是产品出厂,对产品出厂的进一步检查是保证整个产品质量完善的必要步骤。产品成型检查过程主要以设计原型为目标,同时企业员工的工作态度和企业的管理水平也是具有决定性意义的。 3机械产品工艺可靠性架构 根据机械产品工艺可靠性系统特征,进行综合评价机械产品工艺可靠性。机械产品可靠性主要体现在产品工艺的可靠度、工艺是否有故障、工艺故障的维修时间、工艺是否稳定、工艺修正性要素、工艺遗传性因素等。 3.1工艺可靠度涵义 工艺可靠度是一个概率值,主要是诠释制造的工艺产品是否满足机械产品设计要求的能力。 3.2工艺故障发生率涵义 工艺故障发生率指的是在产品正常生产的过程中,每一个生产运作过程周期中,由于生产技术和产品质量等问题所导致的故障发生的概率。工艺故障的出现影响产品的正常加工和机械产品可靠性达标,不管出现哪种情况都会影响企业的效益。因此为了避免出现工艺故障,企业管理者必须强调每个生产环节的完整性和质量度,同时提高员工的重视程度,在此基础上将出现的工艺故障频率作为衡量机械产品工艺是否可靠具有很大的参考性。 3.3工艺故障的维修花 费时间整个生产环节出现工艺故障是难以避免的,但是为了将经济损失减到最少,缩短维修时间就显得至关重要。企业理所当然应该把故障的维修时间缩短,这也将作为考究可靠性指标的一个优秀因素。 3.4工艺稳定性 考究工艺的稳定,顾名思义指的是产品使用过程的精细程度、机械产品制造过程的每一个环节,每一个产品部位的设计都与产品的稳定性不可分割。广义的工艺稳定性指的是,在外界环境条件影响下,机械产品的孔位都在允许的范围之内。 3.5工艺修正性 考究工艺修正性指的是在机械产品生产过程中,由于人工操作的疏漏或者机器的不达标所造成的误差,为了保证机械产品的孔位值都能够达到预期的目标,那么必须对误差进行修正、不断完善。这种修改误差的过程被称为工艺修正,也是衡量机械产品可靠性的重要手段。 3.6工艺遗传性 考究在整个机械产品生产过程中,将生产过程的误差进行修正为后续的工程提供了前提和保障,但是修正的过程无法解决实质的问题,这是因为在进行机械产品修正的过程中设计工序流程,修改上一个工序影响下一个工序流程,彼此影响。机械产品的工序误差难以消除而转移并共同作用的现象被称为工艺遗传性。工艺遗传性难以把握,不能够将其形成结果最小化,会影响产品的形态,因此,机械产品遗传性的考究也是必要的。机械产品可靠性是机械产品自动化和时展的要求,机械产品能否快速实现自动化和完成企业利益最大化,评估机械产品可靠性是基础。机械企业如何对机械产品进行评估以及影响评估因素,本文通过实证考究分析并概况。在科技快速发展和市场环境压力较大的背景下,企业管理者必须带动企业员工共同重视,将达到企业最终效益,完成考核指标。 4结语 总之,随着时代的发展,生活质量的不断提高,人们的需求在增加,对机械产品的依赖性也在增强,所以造成机械产品质量和可靠性是至关重要的,它直接影响着机械产品的使用时间。因此对机械产品的可靠性进行研究,对于机械产品的长期发展具有重大意义。 作者:龚远虎单位:中国特种飞行器研究所 制造工艺论文:机械制造工艺哲学理论论文 1课程改革的能力本质 马克思辩证唯物主义认为,人的认识是客观物质世界的运动化在人脑中的反映。辩证唯物主义的认识论既唯物地又是辩证地解决了人的认识的内容、来源和发展过程的问题。它认为物质可以变成精神,精神可以变成物质,而这种主观和客观辩证统一的实现都必须通过实践。实践的观点是辩证唯物主义认识论的第一的和基本的观点。认识来源于实践,又转过来为实践服务。实践、认识、再实践、再认识,循环往复,以至无穷,这就是人们正确地认识世界和能动地改造世界的无限发展的过程。将认识论应用到高职教学中,《船舶机械制造工艺》课程知识是物质的、客观存在的。但是每一个人对课程知识的理解和认识是不一样的,表现出来解决问题的能力也是不一样的。与课程知识相对应的产品工艺分析、编制工艺文件、改进工艺路线等能力是精神的、主观存在的。在学习、实践、再学习、再实践的反复过程中,能力是可以得到锻炼和提升的。传统的教学一味强调理论知识体系的重要性、忽视甚至忽略了实践教学,这与高等职业教育属性完全背道而驰。事实上,对于高等职业教育受众而言,理论知识够用即可,实践能力、自学能力、创新能力等则是应该大力培养的。根据马克思辩证唯物主义认识论,笔者认为课程改革的本质是要改变传统教学理念和授课方式,通过教学使学生完成从学习知识到具备能力的转变,而能力的具备和提升最终是为了能够适应企业需求、应用新技术、创造新产品、提升行业竞争力。 2课程教学目标研究 课程目标是指导整个课程编制的准则,也是后续一切教学资料整理的重要准则。通过对企业的调研走访、对职业岗位的分析研究、对技术知识的对比研究,确定了《船舶机械制造工艺》课程的目的是培养在现代船舶机械生产和管理模式下,具备发动机及其他机械装配工、机械工艺设计员、数控操作员和生产管理员等一线岗位所必需的识读和编制船舶机械产品加工工艺文件能力的专业技术人才。立足这一目的,本课程综合考虑高职学生的学习能力特点,结合产品工艺设计、产品生产制造,及工艺设备管理等岗位的职业能力要求,依据船舶机械制造的主要工作内容共制定了四条课程目标。 (1)掌握机械加工的基本概念,能对零件图纸进行工艺分析,合理选择加工时的定位基准;能安排加工路线,确定各工序余量、尺寸及公差,确定时间定额。 (2)能够根据机械加工设备,对影响加工精度的各种原始误差进行统计分析;根据加工原始误差的影响规律,可以采取相应措施控制加工误差。能够根据产品的冷热加工过程,分析影响零件表面粗糙度和表面层质量的工艺因素,并选择合适的措施进行改善。 (3)根据机械制造的标准规范能够识读、编制船舶机械零件的加工工艺规程,据此合理实施车间计划、安排人员进行安全的工作生产、维护设备正常运转。 (4)根据机械制造的标准规范能够识读、编制船舶机械部件的装配工艺规程,并能严格按照技术文件对船舶机械零件、部件等项目进行检验。 3课程教学内容研究 现代知识分类理论将广义的知识分为了陈述性知识、程序性知识和策略性知识三大类。其中陈述性知识是用来说明事物的性质、特征和状态等信息,是关于“是什么”的,陈述性知识的获得是通过记忆完成的;程序性知识是用于完成某项任务的行为或操作步骤,是关于“如何做”的,程序性知识是通过某种作业形式间接推论得到的;策略性知识是指学习者在学习情境中对任务的认识、对学习方法的选择和对学习过程的调控,是关于“如何学习、如何思维”的。基于知识分类理论,结合前述《船舶机械制造工艺》课程的培养目标,本文提出改革后课程的教学内容体系。将课程分为机械加工、机械制造工艺规程制定和夹具设计三个部分,根据知识类别将每个部分都进行“打包”,“应知理论包”对应的是陈述性知识、“应会技能包”对应的是程序性知识、“能力应用考核包”对应的是策略性知识。应知理论包,就是以够用为度。以机械加工部分为例,在教学中把各种机械加工方法中所用到的机床设备、工作原理、加工内容、运动形式、刀具、夹具的形式,各种加工方法所能达到的加工精度、表面质量等作以详细介绍。并将各种机械加工方法进行认真对比,掌握特点,使之有效地掌握机械加工的基本知识。应会技能包,就是突出技能。根据现在学生的特点,企业生产的需求,在进行课堂教学的同时,到注重培养学生操作技能。以机械加工部分为例,在教学中注意培养学生按照特定的公式、经验程序等进行金属切削用量的计算,能够将加工精度的控制措施与加工精度原因一一对应,能够根据机械加工方式的不同判断加工零件的表面质量等。能力应用考核包,就是培养学生分析问题解决问题的能力,比如给出生产实际中某个零件最终加工精度误差很大的实例,让学生找出引起该产品质量问题的工艺原因,并提出解决问题的工艺措施。科学技术是不断向前发展的,建构主义知识观认为“知识是动态的”,因此在课程教学内容体系中增加了描述新技术、新工艺的“开放性知识库”。既可以作为补充知识,供学有余力的学生自学;又可以方便学生做课程设计、毕业设计时查阅参考。 4课程教学案例设计 知识只有在不断实践中被应用,才能真正转化为个人的能力。建构主义教学观提倡在教师指导下以学习者为中心的教学。只有当学生积极自主地学习新知识、掌握新知识、试探性地应用新知识、理解新知识,才能实现新旧知识体系的建构、应用能力的提升。因此,建构主义提倡建构一种开放的学习过程,激活课堂组织的社会和文化资源,激发学习者的主动学习因素。基于此,在进行《船舶机械制造工艺》课程教学时,必须认真设计教学过程,构建一种开放式的教学案例。典型船机零件加工工艺设计的职业活动具有典型的过程导向实践模式的特点,为了使学生形成编制典型船机零件工艺规程的能力,柴油机连杆加工工艺教学程序可设计成图2所示的行动教学程序。任务描述是明确任务,需要进行某种型号柴油机连杆的加工,生产企业的加工条件、生产模式等。任务分析是通过识读连杆零件图,明确加工精度,提出科学、先进、可行、经济的加工工艺路线,指出粗加工、精加工基准,计算切削用量等。任务实施是按照加工工艺路线,编写柴油机连杆的工艺卡片,设计工序加工中夹具结构。成果评价是在pro/E或者UG软件平台上,根据零件加工工艺规程,模拟刀具轨迹路线,评价是否该加工工艺可以达到了图纸要求的加工精度,成本、时间是否合理等。学业评价是评价学生在完成开放性项目案例的过程中所展现的自学能力、综合应用知识能力、认真严谨的态度等。 5结束语 《船舶机械制造工艺》作为一门重要的专业优秀课,其课程教学是一个复杂的过程。要取得较显著的课程教学效果,离不开金工实习、认识实习、生产实习、课程实验和课程设计等实践性教学环节,更离不开教学内容、教学方式和教学方法等的改革和深入。只有在教学实践中不断探索,才能进一步提高学生学习的积极性和主观能动性,培养出适应现代船舶工业发展需要的应用型人才。 作者:康双琦单位:江苏海事职业技术学院船舶与海洋工程学院 制造工艺论文:制造工艺统计数据汽车电子论文 1制造工艺统计数据分析原则与方法 1.1原则制造工艺统计数据分析应坚持以下原则:系统性原则,汽车电子产品制造前,为了解客户需求,把握市场形势,需要进行市场调研,而市场调研并不是单纯的资料记录、整理和分析,而是由周密的策划、步骤、活动和科学实施成果组成的。科学性原则,必须以客观标准进行数据的收集、分析和解释。针对性原则,制造工艺统计数据分析方法众多,每种分析方法都有其自身适用领域和局限性。实用性原则,由于制造工艺统计数据分析是为制造企业决策提供指导和服务的,必须保证其与企业实际生产相符合。趋势性原则,市场环境处于一个不断变化的过程中,需要以发展的眼光看待问题,随着工业环境和市场环境的变化,应对制造工艺统计数据分析方法做出进一步调整和完善。 1.2方法制造工艺统计数据分析方法包括推论性统计分析方法和多元统计分析方法。回归分析和方差分析属于推论性统计分析方法,其中,回归分析主要是从定量角度对大量观察数据进行分析计算和归纳的;方差分析则属于t检验的扩展,主要是通过检验多个总体均值是否相等来判断分类型自变量对数值型因变量是否有显著影响。多元统计分析方法包括相关分析、主成分分析、因子分析、聚类分析、判别分析等。在汽车电子产品制造中,通过定量分析和定性分析相结合的研究活动,我们能够发掘数据中隐藏的信息,并将其以恰当形式表现出来,从而更好反映企业生产经营活动基本情况和生产计划执行情况,回答企业各种经济活动变化趋势,及时发现并解决汽车电子产品生产经营过程中产生的问题和偏差,为企业做出科学合理的决策提供指导。 2制造工艺统计数据分析对汽车电子产品的作用 2.1有利于汽车电子产品生产线布线的优化和改善汽车电子产品生产布线不理想会严重影响生产效率和生产质量。以车载多媒体控制模块生产线为例,传统生产线布局中重力传送架、工作台表面、物料摆放方式、重力滑道入口的设置都有很大改善空间,布局的不合理造成了人、机、在制品的共同等待,因此需要重新考量生产线布线。这个时候,就需要统计人员收集生产线各站位标准工时数据,运用统计数据分析方法,进一步平衡生产线,并将机器时间与人工时间分开,然后统计出基于客户需求节拍所需的最为理想、最少的员工数量,将其与现在实际生产中使用的员工数量进行对比,确认其是否存在改善空间。一般而言,改善后的生产线布局为U型生产线,一个人员可控制多道工序,不仅能够减少浪费,对于产品质量而言,由于物料的流入和成品的流出经一人之手,所以容易发现由原材料不良或生产工艺不当产生的质量问题,有利于质量问题的及时解决。 2.2有利于汽车电子产品精益生产的实施所谓精益生产指的是最大限度减少浪费的生产方式,它是一种制造理念,主要是通过消除浪费来缩短客户订单到成品发货间的时间。一般来说,一个企业精益生产实施较好,就说明该企业没有浪费或很少浪费。在汽车电子产品生产过程中存在七种浪费,即过量生产、库存、运输、移动、等待、过度加工、不良报废,这些都是精益生产的薄弱环节。由于市场环境在不断变化,导致企业生产过程也有起有伏,今天这个薄弱环节加强了,明天那个薄弱环节可能就凸显了,如果不经常进行统计数据分析,一些薄弱环节可能就会被忽视,或是发现太晚,无法补救。只有常常进行统计数据分析和研究,才能实施精细化管理,才能及时发现问题,揭露汽车电子产品制造中存在的漏洞和薄弱环节,从而为企业制定并实施各项管理措施提供依据,持续改善精益生产过程。 2.3有利于实现汽车电子产品零缺陷生产以某企业制造的HC908GZ60微控制处理器为例,其主要销售客户为世界大型汽车电子产品供应商,这些供应商对该产品的质量有着很高要求,在对该企业产品质量产生疑虑之后,以德尔福汽车公司为主的客户更是提出了零缺陷的质量要求,若企业不对HC908GZ60微控制处理器的质量做出进一步改善,其市场份额将会大大降低。在零缺陷要求下,该企业利用制造工艺统计数据分析,对近两年的所有客户反映的质量问题数据进行分析,同时分析客户购买量变化,发现存在原预期新产品投产计划没有按期进行的问题,一些客户对未来产品质量也表示出了担忧,基于此,企业找出最主要的客户群体对产品进行改善;为了有效追踪和分析产品质量,该企业开发了客户质量分析工具,运用软件并采用统计数据分析方法,准确计算出了产品在不同客户应用上反映出的质量水平,测量出了良品率,在此基础上,制作出了缺陷分析走向表,以此为依据,产品工程师对产品设计和工艺做出了进一步改善,为HC908GZ60微控制处理器的零缺陷生产提供了保障。 3结语 总之,制造工艺统计数据分析是汽车电子产品制造企业完善管理工作、监督生产活动的重要手段,也是制定和实施生产计划的重要依据,将制造工艺统计数据分析应用于汽车电子产品生产中对于优化生产过程、实现精益生产具有重要作用,有利于实现汽车电子产品零缺陷生产。需要注意的是,企业应注重对统计人员的业务培训,使其具备扎实的统计业务知识、全面的制造工艺统计数据分析方法,同时熟悉汽车电子产品生产工艺流程,熟悉企业业务流程,提高统计人员综合素质和各项能力,为汽车电子产品的零缺陷生产提供保障。 作者:刘卓林单位:柳州航盛科技有限公司 制造工艺论文:我国机械制造工艺企业发展论文 1当前我国机械制造工艺和设备的发展现状 1.1管理技术较为落后,不能适应现展环境 随着社会的进步,计算机在全世界已经得到了较为普遍的发展,但是在中国,还是不能很好的使用计算机进行管理技术的发展,通过不断提高管理技术,能够让企业进行大程度的提高工作效率。在中国现阶段,我们国家的管理技术还是较为落后的和西方发达国家相互比较,这个主要表现在不能很好的使用国外的先进的管理经验,一味的蛮干。如何能够提高管理技术,让管理者真正能够实实在在的进行管理成为一个重要的话题。在管理技术落后的情况下,适应现展环境的发展,变的越来越重要。 1.2设计参数与设计标准不能紧跟世代的发展 随着全世界的经济发展,经济全球化现在已经是一个必然发展的趋势,西方国家的技术不断提高和更新,我们国家的技术更新和设计参数和设计标准还是不能很好的同西方国家相匹敌,不能够很好的进行创新已经成为阻碍我们国家发展的一个真实存在的问题。通过不断提高技术的发展,设计参数和设计标准的不断更新的提高会让一个国家得到很好的发展,只有掌握最新的技术和设计标准,才能在世界的发展浪潮中处于一个不败之地。 1.3国内的机械制造工艺和西方国家的差距还是很大的 在国外,机械制造业已经发展的尤为迅速,其中主要表现在自动化和智能化技术,这些技术的发展,让机械制造工艺设备的管理工作已经实现了自动化和智能化阶段。同西方国家相比较,我们国家的机械制造工艺还是处于港星单击自动发展阶段,这和西方国家的差距还是很大的,要落后20年。这样就要求我们自己不断学习新的技术和制造工艺,同时还要不断创新,只有这样才能不断缩小和西方国家的差距,提升自己的实力。只有通过不断提高自己的实力,才能在世界经济一体化的现实社会中,提高自己的竞争力。 1.4计算机管理模式的普及范围并不广泛 随着现代社会的不断进步,计算机的使用已经变得很普通,也很常见,这样通过计算机的使用,一些问题就会变得较为简单。但是在中国,在机械制造业的发展过程中,计算机的管理模式的普及范围并不广泛,这样就使得我们国家的机械制造业的发展受到了较为重要的影响,主要表现在计算机管理技术的普及范围不广泛会给机械制造业的发展带来一定程度的影响,同时也要提高自己的管理水平,只有让真正的计算机管理技术的使用,投入到正确的使用过程中去,才能不断提高机械制造业的发展。 2现代企业发展和机械制造工艺提高的思考 2.1不断提升制造设备智能化,提高企业发展进程 在进行企业的发展过程中,智能化机械技术制造工艺也变得重视起来,通过智能化技术,可以很好的进行监控等工作,这样就能很好的较少人力的使用,提高工作效率,同时还能减少错误的发生,使工作变得轻松和自如。同时经过智能化的机械使用,可以使工人的劳动强度减小,让生产变得更加的准确和规范,提高企业的发展进程。 2.2不断提升制造设备的清洁化,减少对环境的污染 在现有的阶段下,较为干净的制造工艺是一项较为重要的措施,能够很好的保证在一定实践内不影响产品的质量,在生产过程中,能够很少的对环境进行污染,同时还能够增强资源的利用效率,提升资源的循环利用。 3结束语 对于机械制造企业来说,机械制造技术和设备的发展是不可缺少的,是机械制造工业发展的支撑基础。不断提高机械制造企业先进的水平,才能提高机械制造技术,就能够在机械设备上才能得到反映,提升企业自身的竞争力。只有这样,机械设备制造工业才能得到长足的持续的发展。 作者:王欣满 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺企业发展论文 1当前我国机械制造工艺和设备的发展现状 1.1管理技术较为落后,不能适应现展环境 随着社会的进步,计算机在全世界已经得到了较为普遍的发展,但是在中国,还是不能很好的使用计算机进行管理技术的发展,通过不断提高管理技术,能够让企业进行大程度的提高工作效率。在中国现阶段,我们国家的管理技术还是较为落后的和西方发达国家相互比较,这个主要表现在不能很好的使用国外的先进的管理经验,一味的蛮干。如何能够提高管理技术,让管理者真正能够实实在在的进行管理成为一个重要的话题。在管理技术落后的情况下,适应现展环境的发展,变的越来越重要。 1.2设计参数与设计标准不能紧跟世代的发展 随着全世界的经济发展,经济全球化现在已经是一个必然发展的趋势,西方国家的技术不断提高和更新,我们国家的技术更新和设计参数和设计标准还是不能很好的同西方国家相匹敌,不能够很好的进行创新已经成为阻碍我们国家发展的一个真实存在的问题。通过不断提高技术的发展,设计参数和设计标准的不断更新的提高会让一个国家得到很好的发展,只有掌握最新的技术和设计标准,才能在世界的发展浪潮中处于一个不败之地。 1.3国内的机械制造工艺和西方国家的差距还是很大的 在国外,机械制造业已经发展的尤为迅速,其中主要表现在自动化和智能化技术,这些技术的发展,让机械制造工艺设备的管理工作已经实现了自动化和智能化阶段。同西方国家相比较,我们国家的机械制造工艺还是处于港星单击自动发展阶段,这和西方国家的差距还是很大的,要落后20年。这样就要求我们自己不断学习新的技术和制造工艺,同时还要不断创新,只有这样才能不断缩小和西方国家的差距,提升自己的实力。只有通过不断提高自己的实力,才能在世界经济一体化的现实社会中,提高自己的竞争力。 1.4计算机管理模式的普及范围并不广泛 随着现代社会的不断进步,计算机的使用已经变得很普通,也很常见,这样通过计算机的使用,一些问题就会变得较为简单。但是在中国,在机械制造业的发展过程中,计算机的管理模式的普及范围并不广泛,这样就使得我们国家的机械制造业的发展受到了较为重要的影响,主要表现在计算机管理技术的普及范围不广泛会给机械制造业的发展带来一定程度的影响,同时也要提高自己的管理水平,只有让真正的计算机管理技术的使用,投入到正确的使用过程中去,才能不断提高机械制造业的发展。 2现代企业发展和机械制造工艺提高的思考 2.1不断提升制造设备智能化,提高企业发展进程在进行企业的发展过程中,智能化机械技术制造工艺也变得重视起来,通过智能化技术,可以很好的进行监控等工作,这样就能很好的较少人力的使用,提高工作效率,同时还能减少错误的发生,使工作变得轻松和自如。同时经过智能化的机械使用,可以使工人的劳动强度减小,让生产变得更加的准确和规范,提高企业的发展进程。 2.2不断提升制造设备的清洁化,减少对环境的污染 在现有的阶段下,较为干净的制造工艺是一项较为重要的措施,能够很好的保证在一定实践内不影响产品的质量,在生产过程中,能够很少的对环境进行污染,同时还能够增强资源的利用效率,提升资源的循环利用。 3结束语 对于机械制造企业来说,机械制造技术和设备的发展是不可缺少的,是机械制造工业发展的支撑基础。不断提高机械制造企业先进的水平,才能提高机械制造技术,就能够在机械设备上才能得到反映,提升企业自身的竞争力。只有这样,机械设备制造工业才能得到长足的持续的发展。 作者:王欣满 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司 制造工艺论文:绿色机械制造的类型与开发路径探究 本文作者:秦志光 单位:西南交通大学 在当前的机械生产制造中,通过利用精确成型的生产方法来制造机器零件的工艺,被称作少无切削加工。现阶段,随着生产制造的新技术以及新工艺的不断发展和成熟,在产品的生产制造过程中,精铸、摆辗等新技术以及相应的工程塑料技术在产品的生产制造过程中已经得到很好的应用和发展,而且从已经从近似成型逐渐向净成型的方向转变。在生产过程中,部分已经成型的零部件已经不需要经机械加工,就能直接使用。这样不仅节省在生产制造过程中对传统毛坯机械加工时所消耗的能源、物料,也在一定程度上大大降低产品的生产制造周期以及生产成本。 水作为一种资源在产品的机械生产制造过程中有着非常重要的作用。但由于我国的水资源分布不均,相比南方,我国北方的水资源比较匮乏。因此,基于可持续发展以及绿色制造的基本理念,在产品的生产制造过程中,应积极探索和研究节水制造的新技术以及新工艺。 在产品的生产制造过程中,尽可能的减少对刀具材料的消耗,特别是对那些复杂、造价昂贵的刀具材料的磨损消耗。在绿色制造理念下,降低对物料的磨损消耗也实现绿色机械制造的有效途径。在生产过程中,可以使用新型的刀具材料以及应用和发挥在那涂层刀具来实现降低对刀具的磨损消耗。在产品的绿色设计与生产制造过程中,应重视对已报废的机械产品的回收再利用。对已报废的机械产品进行回收再利用,使得在产品生产制造过程中,物料的运行模式已经从传统的开环式转变成为部分闭环式。在这个环节中生产制造商可以对部分元器件进行选择、回收以及再利用的处理。 节省能源的工艺技术 (1)技术节能通过对生产制造以及加工技术进行改良、创新,来提高对产品生产加工过程中对能源的使用效率,比如使用节能型的电机、新型的数字机床等。同时,将那些结构老旧,且能量消耗较大的机械设备及时淘汰。 (2)工艺节能在产品的生产加工过程中,对传统且能量消耗较大的生产加工工艺进行改良创新,或者直接引用比较先进的新工艺或者绿色新工装。 (3)管理节能在产品的生产加工过程中,加强对能源使用的管理,对生产加工设备的负荷、进行定期的检查和维修,以消除其漏、滴、冒等能源浪费的现象。此外,在生产加工过程中,应尽量避免空车运转的情况。 (4)合理利用新能源在产品的生产加工过程中,合理利用回收再利用技术,实现对部分元器件的再利用。同时,在生产产品或者产品加工时,使用污染较小的新能源,在减少环境污染的同时,有效的降低生产成本。 简单来说,产品在生产制造过程中,其实就相当于一个输入与输出系统。当系统在运行过程中输入所需要素时,系统对这些要素进行生产加工,输出最终产品。不过在输出产品时,还会输出一些对周围环境以及操作人员造成危害的物质,比如废气、废液、废渣等。而所谓环保型工艺技术是指在产品的生产加工过程中,通过使用一些工艺手段,尽可能的消除或者减少在输出产品时,输出的对人或者环境造成危害的物质,以切实提高系统的运行效率。 绿色制造工艺的开发策略 (1)使用电子技术对旧机床进行改造创新在产品的生产加工过程中,对旧机床进行改造、创新的目的主要在于提高机床生产效率以及加工精度,降低操作者的劳动强度,增加机床的使用功能,并在一定程度上,提高机床的工作稳定性以及自动化程度。在改造创新过程中,经常使用到的电子技术主要有:PLC技术、数据技术、数显技术以及变领器调速技术。 (2)干切削技术所谓干切削技术是指在对材料进行加工切削时,无需使用切削液。在对材料进行生产加工时,传统切削液的冷却、润滑等作用已经被刀具设计和制造等其他方法所替代。在产品的生产加工过程中,对原材料进行切削是常见的机械加工工艺,一般情况都是湿切削。经过实践证明,在对材料进行切削时,所使用切削液的费用已经超过了切削刀具的费用。此外,使用湿切削加工工艺还会环境造成一定的污染。在产品的生产制造以及加工过程中,绿色设备已经逐渐开始向着与环境相协调以及低能耗的方向转变。现阶段干式切削加工机床以及强冷风磨削机床已经逐渐应用和推广开来。在其生产加工过程中,绿色设备有效的缩减了机床材料的使用量,而且优化、改良了机床机构,进而提高了机床使用效率,同时,在产品的生产加工过程中,也有效的降低了对生产环境的破坏。 (3)冷碾扩技术在以往的产品生产加工过程中,冷碾扩技术只能实现产品的辗扩以及成型,无法实现产品对精度的要求。而随着比例技术以及数控技术的发展、成熟,再加上材料性能的不断改进、创新,冷辗扩工艺已经得到了很好的发展和应用。 在工农业生产过程中,绿色制造理念的应用和推广,不仅能够有效的降低生产对环境的污染,而且在一定程度上,也能有效的降低生产成本,同时为企业的可持续发展提供一定的支持。因此,这就要求我们要做好绿色理念下生产机械制造工艺的研究和探索工作。 制造工艺论文:模具制造工艺知识管理论文 1提高模具制造工艺水平 在模具制造企业中,很多老员工不会轻易将自己的知识和经验传授出去,而且员工在模具制造上的交流较少,这种情况不利于模具制造工艺水平的提高,在开发模具制造工艺相关的知识管理系统中,不仅要通过一定的激励机制去鼓励员工将自己的经验技能分享出来,并且要鼓励在这个知识管理系统的平台进行模具制造知识工艺的探讨交流,从而在这种交流分享的过程中提高模具制造工艺水平,并进一步创新模具制造工艺。 2及时淘汰落后的模具制造工艺 知识管理系统可以促进模具制造工艺知识的动态更新,及时淘汰落后的知识。落后陈旧的模具制造工艺知识,很可能已经阻碍模具制造工艺的创新发展,影响新技术的实践和应用。因此及时对模具制造工艺知识进行更新,有利于模具制造员工及时了解模具制造工艺的先进技术和发展趋势,及时改进自身的模具制造工艺知识,从而提高企业的生产力和竞争力。 3知识管理系统的开发 3.1获取模具制造工艺知识部分 模具制造工艺相关的知识管理系统首先要获取到充足的模具制造工艺知识,才能进行后续的加工处理。这个基础部分主要是从以下途径获取模具制造工艺知识:首先是对模具工艺专家的经验进行归纳总结,对于有些陈旧落后的经验要予以剔除,对于积极有效的经验进行保留;第二是收集相关科研部门的研究成果,比如国内外的先进模具制造工艺,一些还未开始应用的模具制造工艺理论。当然也包括政府有关部门制定的模具制造工艺标准和模具制造产业发展规划等政策;第三是企业内模具设计部门制定的模具制造方案、图纸、规格等相关的模具制造工艺文件;第四是模具产品的使用情况,尤其是保养、维修、回收等方面反馈的知识,以及模具产品在当前市场上的生命周期。 3.2模具制造工艺知识转化与加工部分 模具制造工艺知识转化与加工是整个知识管理系统的关键组成部分,起到承上启下的作用。模具制造工艺知识转化与加工部分首先要对收集到的模具制造工艺知识进行筛选和分类整理。合理完善的模具制造工艺知识可以直接纳入计算机数据库中,供员工检索使用。但是一些不完善的模具制造知识必须要适当转化与加工,比如改变其中的数据误差、规格不符等情况,使该模具制造工艺知识具有实用性。对于一些国外的模具制造工艺知识,要进行必要的翻译处理,并且在进行试验后才能放入到知识管理系统的数据库中。在日常维护中,要经常对整个计算机系统进行更新,确保知识管理系统中的模具制造工艺知识的全面性和先进性。 4结束语 随着市场竞争的日益加剧,广大模具制造企业应该深刻认识知识管理系统对于提高企业生产力和竞争力的推动作用。在模具制造实践中,应促进理论和实践相结合,大力支持模具制造工艺相关知识管理系统的开发工作。通过知识管理系统的应用,促进模具制造工艺水平的提高,推动模具制造企业取得更高的经济效益。 作者:归春峰 单位:中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 制造工艺论文:制造工艺的光化学论文 1光化学蚀刻工艺的流程 (1)切料切料是将卷料分切成工装所需要的尺寸,以便最合理利用材料。(2)预处理清除金属表面污染物,如油类,蜡,脂类和其它有机物,以及锈,氧化物,污垢,污染性粒子等无机物。不同的污染物通常需采用不同的清洗剂来处理。油类,蜡,脂类和其它有机物通常采用氯化烃气态/碱洗以皂化脂肪酸酯/用含有阴离子或非离子的浸润剂、除垢剂、“助洗剂(”如硅酸钠,它呈碱性,起缓冲作用)和螯合剂(软化水)的乳化液清洗;轻有机物污染通常采用用含有阳离子浸润剂和磷酸盐“助洗剂”的酸性乳化液清洗;有机物和微粒则采用碱性、中性、酸性的阳极或阴极电解清洗;锈,氧化物和无机污染物采用中性乳化液清洗/酸性水溶液清洗来溶解不溶性的污染物(3)光刻胶涂履光刻胶涂履是指在金属表面涂盖一层感光油墨,其方法有多种,如离心涂覆、浸涂、网印、帘幕、滚涂等,目前通常采用滚涂的方法,效率高,质量好。光刻胶包括正性湿膜,负性湿膜,正性干膜,负性干膜。最常用的是负性湿膜,具有价格低廉,精密度高等优点。(4)曝光曝光是指将金属工件放置于两层菲林中,利用抽真空把之夹紧,经过UV光照射曝光,使照射过的光刻胶发生交联聚合反应,膜硬化而不被显影液影响,从而实现精密图形转移至金属板上。(5)显影显影是指通过浸涤或涂喷特定显影剂,把未曝光部分光刻胶溶解,剩下塑化部份。(6)蚀刻金属板放入蚀刻机中,通过一定压力,浓度,温度等方式对金属进行局部快速蚀刻,以获取需要图形。(7)去膜蚀刻完毕,使用强碱去除感光胶,使用工件表面清洁。(8)检验将工件进行分离并依据检验标准检验出货,变到成品。3光化蚀刻的影响因素对于FeCl3蚀刻液(1)蚀刻速度随时间的变化由实验可知,蚀刻时间小于60s时,蚀刻速度随蚀刻时间的增加迅速减小;而蚀刻时间超过60s之后,随着蚀刻时间的继续增加,蚀刻速度下降的,趋势非常缓慢。这是因为Cu在FeC1 2溶液中的蚀刻 机制是扩散控制机制,包括Fe3+从溶液中通过扩散层向Cu表面的扩散和蚀刻产物从蚀刻表面向溶液中的扩散。在蚀刻进行前,Cu表面没有CuCl钝化膜。随着蚀刻的进行,表面的钝化膜开始形成,并在很短的时间(60s)内在局部形成并覆盖整个表面。因此,当蚀刻时间在60s内,随蚀刻时间加长,蚀刻速度急剧下降,蚀刻速度主要由Fe3+向蚀刻表面的扩散控制。而蚀刻时间超过60s之后,Cu表面钝化膜已经完整形成,蚀刻速度主要由Fe3+通过钝化膜的扩散控制,同时也伴随钝化膜的增厚,蚀刻速度下降的趋势大为减缓。(2)FeCl3蚀刻液密度(比重)的影响FeCl3蚀刻液的密度(比重)也是影响其蚀刻速度的主要参数之一。一开始随着蚀刻液密度的上升,蚀刻速度也逐渐加快;当密度达到约1.2g/cm3时,蚀刻速度达到最大值;蚀刻液密度继续增大时,蚀刻速度又逐渐下降。因此,在操作过程中要严格控制蚀刻液的密度(比重)。(3)蚀刻速度随溶铜量的变化FeC13蚀刻液中,由于铜的不断溶解,溶液蚀刻能力将有下降。当蚀刻液溶铜量低于20g/L时,溶液蚀刻速度处于一个稳定的高水平;溶铜量超过20g/L,蚀刻速度开始下降;当蚀刻液中溶铜量达到60g/L,蚀刻速度又趋于一个稳定的低水平,相当于高水平的50%左右。(4)HCl的加入量对蚀刻速度的影响加入的HCl的作用与所蚀刻的金属材料的不同相关。例如,当蚀刻304不锈钢时,HCl的加入降低了蚀刻速率,这是因为在金属表面生成了扩散阻挡层。因此,必须仔细控制HCl的加入量。而当蚀刻Cu时,研究结果表明,HCl的加入量对蚀刻速率的影响不明显。因此,当蚀刻不同材料时,必须对其中HCl的加入量各自考虑。(5)氯化物添加量对蚀刻速度的影响添加KClNaCl对蚀刻速度有较大的影响。随着蚀刻液中KCl的添加,蚀刻速度明显升高,溶液中KCl的添加量达到0.4~0.6mol时(500mL蚀刻液),蚀刻速度达到最大值,与未添加KCl比较,蚀刻速度提高了25%左右;之后,随KCl的添加量增加蚀刻速度开始下降。而添加NaCl具有不同的影响,蚀刻速度随添加量增加而下降,当添加量达到0.6mo(l500mL蚀刻液)以后,蚀刻速度趋于稳定,蚀刻速度大约为未添加NaCI时的80%。由此可见,阳离子对于FeCl3蚀刻液的蚀刻速度也具有不同的效果。 3光化学蚀刻质量的控制 3.1侧蚀 影响侧蚀的主要因素:(1)蚀刻方式:浸泡或鼓泡式蚀刻侧蚀严重,喷淋和溅射式较轻微。(2)蚀刻速度:蚀刻速度慢会造成严重的侧蚀。(3)蚀刻液的密度:蚀刻液的密度越高,蚀刻速度越慢。 3.2基材绝缘电阻 蚀刻后,溶液残留在基材上会使导线间的绝缘电阻降低。对于酸性CuCl2蚀刻液,蚀刻后基材表面可能残留铜和亚铜的盐类,它们都不溶于水。去除方法为用5~10%的HCl漂洗,然后水洗,或采用机械刷洗方法。对于碱性CuCl2蚀刻液,产生的原因主要是蚀刻后水洗不及时、彻底。对于FeCl3蚀刻液,基材表面会吸附和残留FeCl3的络合盐,在水洗时发生水解,经干燥形成氧化铁复盐。去除方法为用5~10%的盐酸或草酸漂洗,然后水洗。 3.3抗蚀层耐蚀性 抗蚀层不耐蚀刻液的原因是干燥不够或固化不彻底。干膜耐酸性蚀刻液的能力很强,一般不会出现被破坏的现象。但是,如果铜基底清洁处理不良、干膜结合力差,也会出现局部破坏。当碱性蚀刻液的pH值大于8.5时,干膜可能出现脱落现象。聚乙烯醇抗蚀层主要用于FeCl3蚀刻液。当其固化不彻底或蚀刻液的盐酸含量较高时可能被破坏。若其用于酸性CuCl2蚀刻液,如果其分子量较低,热聚合温度低,也可能脱胶。4.4蚀刻系数要增大蚀刻系数,可以采用以下方法:(1)用喷射或溅射蚀刻方式,增大垂直方向的蚀刻作用力,提高垂直蚀刻速度。(2)利用分阶段蚀刻的方法或在蚀刻液中加入侧蚀保护添加剂,尽量减小侧蚀。 4光化学蚀刻液再生 4.1FeCl3蚀刻液的再生 (1)Cl2再生法2FeCl2+Cl22FeCl3(2)NaClO3再生法6FeCl2+NaClO3+6HCl6FeCl3+NaCl+3H2O(3)臭氧再生法2FeCl2+2HCl+O32FeCl3+H2O+O2(4)电解再生法 4.2酸性CuCl2蚀刻液的再生 (1)Cl2再生法CuCl2+Cl22CuCl2(2)H2O2再生法Cu2Cl2+2HCl+H2O22CuCl2+2H2O(3)空气再生法2CuCl2+4HCl+O24CuCl2+2H2O(4)电解再生法5.3碱性CuCl2蚀刻液的再生(1)结晶法,即通过冷却蚀刻液产生结晶并过滤,降低蚀刻液中过多的铜离子。(2)向蚀刻液中加入NaOH,使过多的铜离子沉淀,然后重新调整其它组分与pH值。(3)萃取法,将蚀刻液和能够萃取铜的有机溶剂混合,分离出含铜的有机层,再用H2SO4与含铜有机层混合,从有机层中萃取出CuSO4。随着制造业的高速发展,光化学蚀刻技术也广泛应用于手机、电脑、彩电、集成电路封装、洗浴用品、装饰等多领域,相信在不久的将来,其应用领域也将越来越广。 作者:尹国钦 郑腾威 单位:宁波东盛集成电路元件有限公司 宁波太古新材料科技有限公司 制造工艺论文:可重构制造工艺设计论文 1.零件群的加工信息处理 可重构制造系统本身具有模块化,各个模块是可以完成自治的,这种自治是保证后续的重构的基础,使得每个自治的模块可以能够完成自身的加工功能。功能模块的执行部件有的时候是一个单独的主轴头,有的时候是多轴箱的形式。每一台多轴箱都有许多的之星部件,可以并行加工以达到高效生产加工的目的。可重构制造系统的这些特点,使得每个工序单元都可以被规划为零件群的加工方案,而每个单元又是对应相应的多轴箱的,这两者结合所形成的工序段,构成了一个相对完整的工序内容。上文中我们提到,这种制造方法,是针对加工过程中的柔性生产与生产成本之间的矛盾的,每个零件群的加工工艺都有一定程度的相似,这种相似在某种程度上保证了尽可能少的功能调整与重构,满足了尽可能多的零件群内部加工需要。我们在制定可重构制造系统方案的时候,要在找到所有能满足加工需求的工艺方案的基础上进行,在足够多的工艺方案的基础上,提出最为合理的重构方案。同时,为了使得可重构制造系统能够达到我们所需要的柔性生产,就要建立一套统一的、规范的、基于计算机平台的零件群可重构制造工艺规划方法,以加快设计速度,制定出最为合理的可重构的制造工艺。为了达到这个目标,就要对零件群中各零件加工特征、技术要求等进行细致的分析,并具体到每一个零件身上,从尺寸、方位到公差都要掌握,并将这些加工信息加以数据化,以便后续的方案制定。 2.建立相对完整的工序单元 通过上文的分析,我们基本了解了可重构制造系统,结合上述的零件加工,可以通过两个步骤建立一个完整的工序单元:首先是要将同种类型的加工类型进行合并,形成自然的合并单元;第二是要将已经自然合并的单元再合并,形成新的工序单元。这两个步骤的结果是,一个工序单元可能包括有两个工序特征,即一个主轴头,也有可能包括多个工序特征,即一个多轴箱。 3.不同工序段的划分 一台多轴箱是可以完成统一工序段内多个加工内容的加工的,这种加工可以使并行的,同时又可以做到并不互相干扰,在相同的加工基准下,对工序段的划分也就显得非常重要,具体的划分方案需要根据以下的划分原则:(1)相同的工序段内的不同工序单元,其切削力差异不应该太大,举例来讲,需要粗加工的工序单元就不应该和需要精细加工的工序单元放在同一个工序段。(2)相同工序段内的不同工序单元要有一定的加工基准,这种基准要能够保证统一,能够在一次装夹的情况下就满足各个工序单元的加工需要。符合了上述的划分原则,还需要将不同方位的工序单元进行排序,排序后还需要进行双向的顺序组配形成工序段方案,并在此基础上形成多种具体细致的工序段方案。需要特别提到的是,各种方案都需要进行原则检验和方案评判,找到最为合理科学的工序方案。 4.可重构制造的设计方案 在相同的工序单元,仍然会形成多种的单元方案,而不同的工序段又有多种不同的工序方案,这样,就会形成多种多样的设计方案。具体来讲,可以利用工序段进行方案的规划,划分步骤为:面类、孔类的技工根据加工顺序进行不同方位的工序段方案排序;不同方位的工序方案再进行交叉双向组配,形成针对于特定面类及孔类的加工工艺方案;将这种特定的加工工艺方案进行排列组合,再细化为纯的加工工艺方案;对这种方案进行相应的检验,结合纯的加工工艺方案,制造出工艺路线方案;最后,是要对这个整体的设计方案进行检验的,检验的结果运用到加工工艺中,并在实际应用中加以改善。 5.设计方案的选择 基于工序单元和工序段的概念,我们可以取得多种多样的不同层次和内容的加工方案,这些方案的获得,可以为我们后续的可重构制造工程提供多种依据。我们获取方案的出发点是为改善高效生产和柔性生产之间的矛盾,这种矛盾是阻碍零件群加工的一大障碍。因此,这种可重构制造系统的制造方法,可以结合多种加工工艺方案,可以从一种零件加工工艺迅速切换到另外一个零件加工工艺,并且从不同的角度,制定不同的工艺方案。通过不同设计方案的分析比较,我们可以取得重构的依据,即相似的零件群工艺方案,并运用这种方案,用最少的加工模块,最小的生产成本,最柔性的生产过程,取得最完善的加工效果。 6.结语 通过文章的分析,我们从工序单元的概念入手,把零件加工与可重构制造系统的制造方法结合起来,取长补短,最大限度运用其功能特点,形成最为合理的加工工艺方案。在方案的设计过程中,需要遵循相应的规范和基准,将工序单元和工序段细分,形成多种的可重构制造工艺方案,在多种的工艺方案间进行优化选择和相似性比较,重构所需的工艺方案。 作者:曾令奇 单位:秦皇岛首钢长白机械有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺设计论文 一、提升机械制造工艺设计人员的实践能力 培养机械制造工艺设计能力离不开大量的实践,对此,应当提升机械制造工艺设计人员的实践能力,提升设计人员的机械制造工艺设计能力。设计人员在学习及提升的过程中,应当注重自身实践能力的培养,确保机械制造工艺设计和实际操作有机结合,从本质上培养和锻炼自身的机械制造工艺设计的实践操作能力。 二、注重社会环境构建 社会环境对设计者机械制造工艺设计能力有着重要影响,对此,应当注重机械制造工艺设计社会环境的构建,提升机械制造工艺设计人员的实践能力。 (一)提升对机械制造工艺的关注度目前,我国大多数的机械制造工艺能力培养均为对学生的培养,社会对机械制造工艺的关注度直接影响着机械制造工艺设计人才的培养,对此,应当提升对机械制造工艺的社会关注。目前,我国很多高校较为注重机械制造工艺人才的培养,然而社会对机械制造工艺的关注度仍需进一步提升。在社会职业技能培养过程中,应当加强对机械制造工艺能力的宣传,注重机械制造技能的培养,提升机械制造工艺的社会关注度,培养机械制造工艺设计能力。 (二)营造良好的机械制造工艺设计社会环境机械制造工艺能力的发展一定程度上会受到机械制造工艺社会环境的限制,对此,应当营造良好的机械制造工艺设计社会环境。相关部门应当注重机械制造工艺社会环境建设,为机械制造工艺设计人员提供良好的学习环境和实践操作条件,提升机械制造工艺设计人员的专业素质。同时,相关部门也有注重对机械制造工艺相关社会资源的管理,特别是机械制造工艺相关企业资源,确保机械制造工艺相关社会资源的科学、合理利用。此外,企业也应当注重自身机械制造工艺与相关社会资源的有机结合,为机械制造工艺能力的培养提供场所,提升机械制造工艺设计能力培养实效。 (三)注重对企业设计研究的投资管理在培养机械制造工艺设计能力过程中离不开资金的保障,企业在培养机械制造工艺设计能力方面的资金投入和管理直接影响着机械制造工艺设计能力培养成效,对此,应当注重对企业设计研究的投资管理。企业应当加强在机械制造工艺设计能力培养方面的资金投资管理,确保培养资金落实到位,为机械制造工艺能力培养提供经济支持,确保机械制造工艺设计能力培养各项工作的顺利开展,为机械制造工艺设计培养更多优秀人才。同时,企业应当注重对机械制造工的管理力度,注重机械制造工艺管理制度的改革和创新,满足社会对机械制造工艺的需求。 三、结束语 为进一步培养机械制造工艺设计人员的机械制造设计能力,应当了提升机械制造设计人员的专业知识和能力、计算机辅助工具使用能力以及实践操作能力,提升机械制造工艺设计力量;同时,也应当不断提升对机械制造工艺设计的关注度,为机械制造设计营造良好的社会环境,并注重对企业设计研究的投资管理,构建机械制造工艺设计的社会环境,提升机械制造工艺设计能力培养实效。 作者:吴刚单位:辽阳职业技术学院 制造工艺论文:机械制造工艺可靠性研究论文 摘要:机械产品在制造和设计的时候,对于产品的可靠性具有明确的指标。机械产品在制造的过程中会通过这些指标来进行原材料的加工,以实现其可靠性的特点。因此,在机械产品制造的过程中只有按照可靠性的指标进行生产,才能有效的发挥机械产品的可靠性与实用性。 关键词:机械制造;制造工艺;可靠性 机械制造工艺是一个极其复杂的过程,具有抽象,客观性特点。细说就是指运用机械设备和机器,以及相关的生产制造技术来对原材料进行加工,从而形成一个实在的物品这样的一个过程。这种工艺是机械制造过程中不可忽视的一个环节,也是最为普遍的,但是因为这种工艺涉及到许多的数据要求以及技术规定,一不小心就容易犯错,从而不能达到生产的最终目标。当对机械产品加入一些其它的物理特征,例如抗腐蚀,耐高温,耐磨等,这些物理特征就会影响到产品的可靠性。目前大多数企业都追求速度,从而设计时间短,无法研究新技术,因此,要想使复杂的机械制造工艺达到可靠性的目标,还需要机械制造方面的人才重点探讨研究。 1机械制造工艺可靠性的含义 机械制造工艺看似简单其实是一个很复杂的过程,造成这种复杂的原因是因为制造工艺是动态的,是人在操作时因为各种因素而产生变化的。机制制造工艺分为制造主体、制造对象、制造方法和制造设备等。要想对其进行有效的控制,首先制造主体也是个人需时刻保持着严格谨慎的工作态度;然后制造对象就是指原材料了,原材料的选取也是需要经过层层检验以达到标准,减少残次品率;制造设备就相对于广阔许多,主要有机床、运输机器、检验机器、辅助机器等,对于这些机器的维护与修理也是不容马虎的。现可以举一个例子来表述机械制造工艺的复杂。例如某企业要求制造一台有1万个零件组成的大型机器,而这1万个零件中每一个零件都是需要经过几道加工程度。现在就假设每一个零件要加工10次,因此,可以想象到这台机器如果9999道加工程度都没有错误,但是其中一个零件一个加工程序出现错误了,那么就会对这台机器产生具大的影响,有可能会造成这台机器全部报废,因此,避免加工的过程中出现错误,保障制造工艺的可靠变得很重要。有学者曾说,机械制造工艺的可靠性在于在进行机械制造的过程中每一首工艺都要按照技术标准与数据来完成以达到百分之百的可靠性。只有这样才能保证生产出来的成品机器在运用到实际中时能够保证产品的质量,又能发挥成品机器在生活中的实际作用。同时对于机械制造工艺的可靠性我们要将其和加工精度、稳定性等概念区分开来。一般情况下,加工精度是指机械制造过程中的产品所需要符合的数据要求,这是一种静态的理念,它表示的是产品性质所承受的范围,而机械制造工艺则是一个动态的过程,它具有无法预见性的特点,最终工序要求可靠性。 2机械制造工艺可靠的特征 目前,通过机械制造工艺方面的学者坚持不懈的研究,得出机械制造工艺具有以下几个特征的结论。(1)机械制造工艺可靠性具有过程性的特征。这也是由其本质的动态性特征决定的。之所以说它具有过程性的特征,是因为机械制造工艺连续贯通整个生产制造的过程,包括设计、生产制造以及成品之后的检测制造这样的一个全过程,每一环节都和可靠性息息相关,都不是独立存在的,一环影响着下一环。也是因为具有过程性这一特征,要求我们在生产时统筹全局,进行全面的动态分析。(2)机械制造工艺具有综合性的特征。机械制造工艺可靠性的综合性特征是从其过程性的特征总结出来的。利用这一特征可以做到和其他的设计以及销售工作的人员进行资源与信息共享,从而达到高效生产的目的,做到节约成本,减少浪费。(3)机械制造工艺可靠性具有系统性的特征。机械制造工艺中包含设计可靠性和使用可靠性,而机械制造工艺可靠性是不能与这两者同等而论的。这三者是独立存在,但又不可分割的,形成了生产过程中的一个整体。从严格意义上来说,机械制造工艺可靠性具有承上启下的特点,连接了设计可靠性和使用可靠性,三者相互影响。 3机械制造工艺可靠性对产品的作用 3.1机械制造工艺可靠性与制造参数指标的关系 机械制造工艺的过程由加工方法、设备和工序组成的,生产过程极其复杂,而这几个部分最终决定了成品的参数。参数包括这些方面:机器的生产性能、质量和生产出来的产品的精准度,这几个方面构成了质量指标。而机械制造工艺的参数和质量指标与可靠性有着密切的联系。这种关系很复杂,与生产效率和经济效益之前存在矛盾。机械制造工艺还与产品的一些使用性能息息相关。其中有抗腐蚀、耐磨、而高温等。仅仅靠一些参数和指标也是无法解决产品可靠性这一问题。第一,产品的使用性能与质量指标存在着复杂的关系,这样导致一些能够直接影响成品性能的参数没有显现出来。第二,机器在生产的过程中,工作能力不是一尘不变的,在工作过程中会出现在一些损耗,这样就会有一定的随机性。因此,机械制造工艺能否达到完美,能够决定机器在实际用途中是否能够达到可靠性。完美程度与可靠性是成正比的。 3.2机械制造工艺中的参数对产品性能的影响 产品的性能主要表现在耐疲劳、耐磨、抗腐蚀、耐高温等。(1)耐疲劳。通俗来说,原材料的材质是会直接影响产品的耐疲劳性。除这之外,还有零件的缺陷和表面的状况也会对产品的耐疲劳性产生世大的影响。其中表面状况是影响最大的。在机械制造生产过程中,对于原材料的选择需要精挑细选,在最好的里面选最好的,只有选择了最好的零件来进行机械制造才能保证产品所有达到的物理特征,满足产品要求的指标和参数。如果因为选择不当而造成产品不具备耐疲劳的特点,那么最终会导致成品使用寿命的减弱。(2)耐磨。原材料本身的构成成分以及结构对机械设备是否耐磨有重要的决定性作用。因此,在对材料进行生产时,要综合考虑其化学成分和热处理能力,并通过材料表面状况来分析其化学参数。在产品运用到实际中时,我们发现产品表面状况对称的产品磨损期限较长。(3)抗腐蚀。机械产品在实际运用中会长期处于化学腐蚀较为严重的环境下进行生产工作,因此,对于机械产品的搞腐蚀性有了很高的要求。一些产品当遇到化学腐蚀液时会破坏其生产能力。因此,在进行机械制造的过程中经常会在产品的表面涂抹上一层特殊材料,以加强其抗腐蚀的能力。(4)耐高温。机械产品在进行生产的过程中,经常会有高温加热的情形出现。因此,对于机械产品本身耐高温的能力也有了一定的要求。当在进行高温生产时,将机械表面加入一些抗高温的物理元素,使机器处于一种保护状态,以保证机械制造工艺的正常运行。 4总结 机械制造工艺的可靠不仅仅只是针对产品的制造过程,还包括了产品的设计与产品的销售和使用等都是有着密切的联系的。提升机械制造工艺可靠性,我们可以对原材料的选购进行严格监测,定期对生产设备进行检查与维护,进一步强化产品的自身工艺,从而根本上提升机械制造工艺的可靠性。时代在变迁,生产技术也随着时间的推移而更新换代,要立足于原有理论的同时,不断实践得出新的结论与方法。 作者:张克昌 单位:湘潭大学 湖南铁道职业技术学院 制造工艺论文:玻璃钢面板的制造工艺研究论文 摘要:玻璃钢属于一种复合型材料,其既具有玻璃的耐高温、耐腐蚀、透明性等特点,也具有钢铁的硬度和不易碎属性,其很好地结合了钢铁和玻璃的属性优势,目前已经成为了建筑行业重要的施工材料。文章针对玻璃钢面板的制造工艺进行研究,分析了玻璃面板的优越性、制造工艺相关问题,并对玻璃钢面板的发展做出新的展望。 关键词:玻璃钢面板;制造工艺;复合型材料;建筑行业;优越性;先进性 近年来,随着我国市场经济快速发展,工艺水平不断提升,材料工程技术日益成熟,玻璃钢面板应用变得越来越广泛。玻璃钢作为一种新型的复合材料,其被广泛应用于各行领域,例如玻璃钢面板材料被广泛应用于家电制造、船舶制造、汽车、制造零件以及玻璃纤维增强塑料等方面。近年来,国家加强了金属消耗管理和控制,很多材料消耗考虑到节约问题,发明新型节能材料势在必行。本文针对玻璃钢面板制造工艺进行研究,比较性地分析了玻璃钢面板的优越性和先进性,探讨了玻璃钢面板新技术的发展趋势。 1玻璃钢面板工艺简介 玻璃钢(FRP)即通常所说的纤维强化塑料,指的是环氧树脂、增强不饱和聚酯、酚醛树脂基体。玻璃钢主要以玻璃纤维或者制品作为增强材料的增强塑料。玻璃钢具有质轻、坚硬、不导电、机械性能较高、耐腐蚀等特性,其能够替代钢材制造机械零件。近年来,玻璃钢技术发展日益成熟,作为塑料基的增强材料,玻璃纤维已经扩大到了很多方面。各种类型的纤维材料制成增强塑料,导致了增强塑料的类型逐渐增多,而玻璃钢材料逐渐成为了新型增强塑料的一部分。随着人们对于环境卫生要求越来越高,新型材料的安全性、环保性、节能性等均被很多制造企业所看重,而玻璃钢面板很好地满足了这些条件。 2玻璃钢面板的优越性比较研究概述 玻璃钢面板被广泛应用于各行各业,而且其优越性比较突出,下面将针对电器市场上的玻璃钢面板和不锈钢面板的燃气灶性能进行比较,分析出玻璃面板的优越性。 2.1材质比较 不锈钢属于耐空气、水以及蒸汽等弱腐蚀介质和酸碱盐侵蚀的化学腐蚀钢材。不锈钢经过多年使用之后还可能保持原来的模样,其耐用程度很高,但是钢材的消耗相当大,不锈钢的燃气灶所有器件均需要金属,甚至螺丝钉都需要钢材。玻璃钢面板属于一种预应力玻璃,为了提升玻璃钢的强度,通常会采用化学方法和物理方法来挤压玻璃,玻璃承受外力之前要抵消表层应力,进而提升玻璃钢的承载能力。玻璃钢面板的材质主要是由硅元素构成的,其元素储量在地球上非常庞大,因此材料易取、方便生产。 2.2安全性比较 不锈钢的燃气灶在工作的时候,其灶头温度相当高,而且燃气灶不锈钢面板的隔热问题经过特殊处理得以解决。因此即使燃气灶工作时间相当长,面板的温度也仍然如常温一样。玻璃钢面的燃气灶出现过爆炸事件,因此很多用户非常担心玻璃钢面板的安全性。玻璃钢面板本身不具备爆炸条件,但是用户在使用过程中操作不当则很容易引起爆炸。值得注意的是,玻璃钢燃气灶必须定期清理灶圈杂质,避免出现火孔堵塞问题,平日做好玻璃钢面板的清理和养护工作,如此便可有效预防玻璃钢燃气灶爆炸。 2.3清洁性能比较 不锈钢面板清洁上可以使用抹布和清洁剂进行清洗便可直接去除油污,但是抹布擦拭之后不锈钢面板很可能留下水渍,影响不锈钢面板的美观程度。玻璃钢面板的清洁和不锈钢的清洁方法一样,但是即使清理过程中遗留水渍也不会影响面板的美观度,而且玻璃钢面板在清洁上较之不锈钢面板的清洁更加容易简单且不影响美观。综上所述,不锈钢面板和玻璃钢面板在燃气灶中的应用各自具有其独特的优势,因此在进行选择的时候要根据实际情况选择材质。玻璃钢面板的应用变得越来越广泛,其优越性体现在很多方面,而且在不同的行业领域应用不一样,本次仅针对燃气灶应用优越性方面进行二者比较,由于篇幅关系其他领域应用不做赘述。 3玻璃钢面板制造工艺流程以及技术 玻璃钢面板制造生产的时候,具有完整的生产工艺流程:模具清理玻璃纤维制品裁剪抛光涂刷脱模剂配料涂刷胶衣层铺层检查检验以及测试。其中模具清理作为玻璃钢面板制作的工艺准备阶段,尺寸检查和表面加工必须在该阶段完成。尺寸检验的时候应将误差控制在5%之内,模具的结构形成形状必须要符合图纸要求;表面加工主要是针对模具平面加工,确保成品玻璃钢面板经过模具糊制完成之后表面能够光洁、平整。玻璃纤维制品裁剪时,需要开展裁剪前检查,确保玻璃纤维制品必须要无褶皱、无缺陷、无潮湿、无变霉等情况,裁剪必须要按照规定的布纹方向进行,且裁剪的尺寸要与设计保障一致。抛光涂刷脱模剂操作在玻璃钢面板制作的时候必不可少,通过抛光可以使得表面变得光洁,而涂刷脱模剂则为后期工件脱模打基础。配料要求玻璃钢面板制作时必须按照手糊工艺操作规程,应使用厂家提供的原料进行配比,配料过程中应注意配料的温度适中,配方配料要满足要求。胶衣层涂刷过程中应限制涂刷的厚度,涂刷必须要保障涂料均匀,胶衣层的厚度为250~500g/m2。铺层操作时,要求玻璃纤维不能够出现变霉、弯曲变形、褶皱、潮湿等缺陷,否则不能够进行转序;铺层操作时要严格控制树脂用量,确保涂敷均匀。检验检查以及测试作为玻璃钢面板制作的最后流程,那么在进行检查的时候必须要开展固化情况检查、糊制作业完成之后检查,并完成成品检验以及热性能测试等操作。 4玻璃钢面板制造新技术展望 随着科学技术的发展,新型技术在工业生产中迎来了极大的挑战和机遇。我国面板厂商的生产能力随着市场份额的增加,其生产量、销售量也在逐渐增加。虽然玻璃钢面板行业也呈现出增长态势,但是和世界其他玻璃钢面板生产企业来比,还仍然属于初级起步阶段。经过多年的发展,我国玻璃钢板面在电器行业、汽车行业、建筑行业以及手机行业的应用比较广泛。玻璃钢面板在电器行业中的应用分为彩晶玻璃面板和钢化玻璃面板两种形式,彩晶玻璃面板是最近几年出来的新型材料,其在家电配件行业应用率还较低,很多还是应用的白板玻璃面板,而钢化玻璃则更多被应用于黑白家电玻璃配件。钢化玻璃在汽车行业的应用也相当广泛,20世纪50年代将玻璃钢应用于企业制造,其主要作为车用的潜在材料。经过长时间的发展,20世纪80年代实现了玻璃钢汽车零部件的批量制造和研制,其已经成为了车用材料之一,涵盖了GMT、SMC、手糊等工艺,这些工艺选择较为灵活且投资少、工艺门槛低,被国内汽车生产商逐步掌握。 5结语 随着玻璃钢面板制造工艺日益成熟,其在国内的应用变得越来越广泛,玻璃钢面板材料作为一种新型的复合材料,符合环保和节能要求,因此玻璃钢面板的发展潜力巨大。本文针对玻璃钢面板制造工艺相关问题进行研究,从基础认识到工艺施工进行详细介绍,希望能够为广大读者提供玻璃钢面板制造与发展相关研究交流。 作者:马伟 单位:中车四方车辆有限公司 制造工艺论文:电机制造工艺装备质量检测论文 1电机制造工艺装备的具体探讨 电机制造的具有深远的发展前景,因此得到广泛的重视。在电机制造中,不仅要保证电机性能适合电力系统的配置,质量的安全,还需要提高电机制造的经济效益。电机制造具有结构的复杂性,在操作过程中,由于组合的复杂以及组合方法对于电力系统极为重要。主要是由于在电机制造装备的组合方式中,零件的数量及其多,且配备复杂,每个零件都在不同的组合中。其中,每个组合中的零件的配置及加工情况不同,材料与质量也存在差异。因此,想要使每个零件适合各个组合方案,就必须克服零件的多样化及材料的异同的特点。在制造设计操作中,点电机配备人员必须具备一定的能力及水平,保证电机操作的规范性与精细化,提高电机制造工艺装备的质量与性能。 2电机中几种重要的装备的制造工序 电机中端盖及机座是电机中的主要零部件,能够起到保护电机运行,为电力系统带来重要的保障的作用。因此,对于端盖和机座的性能、质量、制造的工艺、技术要求较高。对于端盖和机座的具体操作及性能分析如下: (1)端盖。端盖是连接转子与机座的重要结构零件,其对电机而言,不仅能够在一定程度上起到保护电机内部构造的作用,还能够通过端盖内滚动轴承的安放进一步确定定子与转子之间的相对位置。因此,对端盖的制造加工则尤为重要。尤其是通过分析,我们可以得知在实际端盖加工中,端盖的加工过程还是相对比较简单的,但是由于端盖壁普遍较薄极易变形,一旦切削量过大或夹紧力过大,都可能造成端盖尺寸的偏差与变形。因此,在端盖制造加工中,要根绝不同的需求,使用不同的夹紧力,在不同精度等级的车床上进行加工。 (2)机座。机座是电机中重要的零部件,对于电机起着支撑电机的作用,能够将定子铁心进行固定,保证各个电机内部结构的稳定性。在于端盖互相结合的情况下还能够进行电机绕组的支撑与保护,对于电机有着重要的影响。因此需要加强对于机座的质量与性能的重视。 (3)我们通过分析可以知道,以机座的结构类型为主进行划分,则可以将其分为:在划分过程中,经过对于机座的制造工艺进行划分的情况,会导致分离性焊接机座的质量安全,同时影响底脚的整体质量。因此,在装备制造过程中,应该根据实际要求及电机内部的整体情况进行综合型的分析,在保证电机整体质量的情况下进行各项制造工艺的操作。 3对电机制造工艺装备的质量检测与性能分析 电机工艺的优劣直接反映着电机本身的性能的好坏及质量的好坏,即电机工艺能够提高电机制造的质量,同时能够降低其质量及性能。由于电机的种类几期滋生特点的异同,导致其操作困难性的增加,质量的检测也具有一定的复杂性。因此要求专业人员在电机制造操作过程中,应该具有针对性,具体问题进行具体的分析。其中,针对电机机座、端盖以及转子铁芯等装备的制造中,必须具备严格的质量要求,以增加装备性能与质量,延长耐用性,为电机的保护提供保证。 (1)当转子铁心外圆尺寸较小时,会使气隙大于设计值,将导致定子谐波漏抗和转子谐波漏抗减小,电机总漏抗随着减小,因而起动电流增大。同时,也导致气隙磁动势和空载电流增大,功率因数降低,定子电流和定子铜损增大、效率降低、温升增高。 (2)当转子铁心外圆尺寸车大时,会使气隙小于设计值,导致定子谐波漏抗和转子谐波漏抗增大,因而电机总漏抗增大,结果使异步电动机的起动转矩和最大转矩降低,满载时电抗电流增大,转子电流和转子铜损也增大,效率低、温升高、转差率增大。 (3)当机座止口、端盖轴承室和止口、轴承挡、定子铁心内圆与转子铁心外圆等处的圆柱度、同轴度和端面跳动偏差过大时,会造成气隙不均匀,使电机产生单边磁拉力,引起振动和噪声,严重时,将使转子外圆与定子内孔相擦,电机发生局部烧伤。 (4)当定子与转子铁心间发生轴向偏移时,会引起铁心有效长度减小,将导致空载电流增大,功率因数降低。当普通封闭式电机机座内圆表面粗糙度偏大或缺陷过多,使得定子铁心与机座接触不良、热阻增大,将导致电机温升增高。机座止口、端盖轴承室和止口、轴承挡等部位加工尺寸超差,使电机装配困难、运转不灵活或抱死。轴承室和轴承挡的尺寸精度与形位公差超差,将使滚动轴承内外圆变形,产生振动与噪声,轴承摩擦损耗变大,轴承温升增高。 4结语 制造业的发展是我各项新技术得到发展与应用,同时促进在造业的进步。同时,电力系统对于我国发展起到关键性的作用,并未人类生产生活提供物质保障。电机制造的各个装备在人们会高度重视的情况下得到质量与性能的提高。经上述分析了解,电机制造的工艺装备的检测方法具有多样性。为了保证电力系统的正常运行、电机的质量安全,必须将电机制造装备的质量及性能进行重视与改善,以提高电机的质量,促进电机装备性能的最大发挥,提高电力系统的质量安全与发展。 作者:唐清亮单位:哈尔滨电机厂有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺中的机械设计论文 一、机械制造工艺的基础知识 1.制作程序以及技术程序。 关于机器生产技术,制作程序具体是指原材料通过机器设备和劳动力的劳动转化为可以在市场上进行销售的商品。这一程序的内容比较丰富:制造工作开始实施的准备工作;原料与毛坯等材料的准备工作;半成品生产的基本操作;附加工作的具体实施环节;商品的包装设计工作以及需要注意的工作细节问题。然而技术程序是指在具体的工作当中通过更改需要制造的商品的大小、样式的方式,促进程序的多方面操作完善,例如半成品的有关内容、机器的相关问题、热处理的具体操作等具体工作。具体来说,机器生产技术程序是指用机器生产方式对已经经过加工的半成品进行操作,促进商品生产的完成。这些由多个步骤构成的商品生产程序是商品生产的基本步骤和环节。 2.零件装夹。 零件在进行生产之前,要先把工件放置在床或夹具的准确位置上,这一程序就是固定位置,并且为了能够确保位置的准确性,还要把零件夹紧进行稳固,这个程序就是夹紧,所以这两个步骤综合起来就是装夹。机器生产技术的零件装夹是不是科学对零件的生产品质有着很大程度上的影响,并且还会对商品的生产速度、生产成本以及安全性产生直接作用。普遍来讲,在机器生产技术中最常运用的零件装夹模式主要包含直接找正式、划线找正式以及用夹具装夹式。 3.定位。 作对于有效到达零部件的质量要求具有重要的作用,零件的定位方法有很多种,应该根据具体情况选择适合的定位方式,通过对零部件的加工处理,促进装备质量的提高。定位标准的确定对于定位的工作安排是非常关键的,可以通过选择适宜的定位标准加强机械设备的质量。在细节的问题上需要工作人员进行比例的研究,通过实践调查和理论研究,促进设备的安装质量的提高。依据具体的使用场合的差别所使用的标准也各不相同,技术标准也是跟随具体的要求不断提升的重要标准内容,这对于包装安装标准的实施具有很大的作用。 4.加工精度。 在机械制造工艺的具体工作当中,加工精度是重要的工作内容之一,对于影响加工的质量,保障加工的工作顺利进行具有关键性意义。具体而言在加工的方式上,在尺寸、形状、位置和表面质量等方面需要分门别类进行精度控制。有效的精度控制是加强机械质量工艺不断提升的重要方面,需要多方面进行努力。基本试切法、固定标准刀具法、自动形成法等是经常使用的重要方法;与获得尺寸精度有比较大的差异,轨迹法、成形法、展成法是基本的需要不断改进的方法。 二、机械设计过程中的注意事项 为了保障机械策划的质量要求,需要在设计策划方案的时候就对机械设计的要求进行多方面的努力,通过对方案的多方面改进调整设计理念,促进工程的进步。机器策划的总体程序对于保障机械设计的整体流程的顺畅具有比较关键,在机器策划的整体规划工作当中需要不断对每个环节的工作进行规范,确保每个工作人员做好自己的基本工作,促进策划方案的全面贯彻实施,就需要不断在工作中完善体系、合理、适宜进行方案的有效策划,工作中不断进行注意:首先,工作基本要求符合策划方案,做到实践和理论的基本一致。在技术工作的各个环节进行多方面的注意,促进工作的综合实施。其次,装置的具体调解的控制管理。装置的具体调解的控制管理是全部机器工作的最后一项内容,这一环节的工作也需要在具体落实上做到系统化。 三、基于机械制造工艺的机械设计合理化措施 1.在刀具选择的时候予以重视。 为了保证加工表面质量的提高,在进行刀具选择的时候,应该根据加工件的实际属性选择那些副偏角比较小、刀尖圆弧半径比较大的刀具或者合适的精车刀、修光刃等等,选择和工件材料适应性比较好的刀具能够更好的降低工件表明的粗糙度。 2.在进行切削条件选择的时候必须慎重。 想要提高工件表面质量便必须根据材料的需要选择合适的切削速度,尽量避免产生积屑瘤的产生,此外还可以降低进给量,采用那些效果比较好的切削液等方式来提高工件表面质量。 3.在一定程度上减少表面层变形强化。 想要更好的减少表面层的变形,可以采取的方法是比较多的,在用刀具进行工件加工的时候,必须很好的控制切削用量和刀面的磨损宽度。而一般情况下降低供给量使用比较高的切削速度,选择好的切削液能够取得比较好的效果。 作者:李景阳单位:河南机电高等专科学校机械工程系 制造工艺论文:涂塑钢管制造工艺分析论文 摘要:目前市场上对大口径涂塑有较大的需求,而以现有的技术条件其制造成本极高。通过开发专用涂料,实现了常温制造涂塑(弹性体)钢管。其工艺主要特点:降低了钢管表面处理要求、无需对钢管进行加热处理、无需大型机具。口径在ø10-3800钢管均可实现内外涂塑,产品超过国标要求。该技术填补了大口径涂塑钢管的空白。涂层全部采用无毒弹性涂料,具有水阻低、带锈防锈和无毒保洁功效,能有效抑制青苔和红虫的滋生。 关键词:涂塑钢管制造工艺常温大口径 1.前言 钢管在传输介质时或置于大气、土壤等自然环境中,管壁都会经受不同程度的腐蚀,直接影响了管道的使用寿命。食品、饮用水管道、石油化工管道等诸多介质都不允许管壁腐蚀而影响传输介质受到污染,钢管壁防腐防护成为关键技术问题。涂塑钢管就应运而生,目前国内钢塑管是从衬塑走向了涂塑,涂塑材料大都采用塑料粉体材料,其中性能较好的是聚乙烯(PE)和环氧(EP)。但它们的施工要求高,工艺难度大,品质控制不易,设备投资大,严重影响涂塑钢管的推广与应用,而且国内目前只能生产口径小于ø250mm的涂塑钢管。在常规生产工艺中喷砂过程产生极大污染且对人体造成伤害,而加热过程能耗极大,造成大口径涂塑钢管无法生产。为有效解决大口径涂塑钢管生产难的问题,制作工艺专家组首先从涂层材料上着手,研制并应用了弹性体带锈防锈涂料,再引入防腐及卫生性能较好的防护涂料。采用了常温直接喷涂的方法,解决了大口径钢管涂塑生产难的问题。 2.常温涂塑(弹性体)钢管的制备 将常温涂塑(弹性体)钢管是如何突破原有技术难点及制造工艺进行了系统的介绍。由于外管的喷涂工艺比较常规,本文就重点介绍管内处理及喷涂的工艺。 2.1技术难点的突破 常规制造涂塑钢管的方法,首先需要对钢管进行喷砂除锈处理,其污染较大且工艺复杂。常温涂塑(弹性体)钢管采用了金属防腐中最前沿技术,带锈防锈涂料作底涂。带锈防锈涂料需要满足特殊性能:带锈防锈、附着力强、无毒、可喷涂、防腐性能好等。 另外,常规的涂塑钢管是通过对钢管高温烧成,静电粉未喷涂来实现涂料对钢管内壁的良好附着。因此,选择内喷涂材料的时,须考虑到:附着力强、无毒、耐磨、耐冲击、耐各种化学腐蚀、常温可喷涂等。 所选用的材料,均为聚氨酯类涂料,无毒且具有良好的保洁功效。材料的主要性能指标如表2.1。 2.2涂塑钢管的制备工艺 2.2.1钢管表面的预处理 对于新旧钢管,一般不需要专门的除锈工艺。最好选用新出厂的钢管,无需镀锌,管内有少量的锈斑也可满足要求,只要将疏松浮锈清除,清涂油污即可。即达到手工除锈St2或电动除锈Sa1级要求即可。如钢管表面有油污,可用丙酮清洁表面。 2.2.2涂料的喷涂 喷涂设备包括:空压机、无气喷涂机、管内牵引机构等。动力装置为空压机,采用无气喷涂机及管内牵引机构将带锈防锈底涂喷涂于钢管内壁,厚度约30微米。待底涂固化好后,再用喷涂两遍聚氨酯面涂,每道80微米。整个涂膜总厚度约200微米。整个喷涂设备造价在几万元即可满足喷涂施工要求。 2.2.3检测处理 抽检涂塑钢管的涂层质量,涂层表面应均匀,涂层的最小厚度要达到150微米,平均厚度应在180微米以上。 2.3不同涂塑钢管制造工艺对比 与聚乙烯和环氧涂塑钢管工艺对比,由于我们采用聚氨酯涂料作底涂,降低了钢管表面处理的要求,无需喷砂除锈清除浮锈油脂即可作业;另外,无需对钢管进行加热处理,在常温下即可喷涂。做到了施工方便,减少污染,节耗能源,可现场施工,造价较低,并且性能优异,完全满足工程需要。其工艺流程对比如表2.3. 2.4不同涂塑钢管性能对比 聚氨酯涂层不仅性能优异,而且体系全部采用了弹性体涂料,具有涂层薄、防腐能力强、阻力系数小、带锈防锈和无毒保洁的特殊功效,能有效抑制青苔和红虫的滋生。涂层质量按CJ/T120-2000[1]进行检验,完全超过国标要求,不同涂层性能指标对比,结果见表2.4。 2.5工程应用实践 大口径涂塑(弹性体)钢管近期在深圳水务集团盐田港海边外管工程、合肥自来水公司大口径过河管道工程、杨州钢管总厂等工程中应用,效果非常理想,完全达到《给水涂塑复合钢管》国家标准CJ/T120-2000的要求。 3.结论 3.1常温涂塑(弹性体)钢管与用聚乙烯和环氧涂塑的工艺相比,主要工艺特点是:无需喷砂除锈,清除浮锈即可施工;无需对钢管进行加热处理,常温即可喷涂施工;施工机具简单,可现场施工。 3.2常温涂塑钢管解决了国内大口径涂塑钢管生产成本极高的情况,填补了国内ø250mm以上直径涂塑钢管的空白。 3.3经大量的试验研究证明,常温涂塑钢管应用于自来水工程,常能有效的抑制青苔和红虫的滋生。可减少藻类及红虫在管网的大量滋生,有利于保障居民二次供水的质量。 3.4常温涂塑钢管的涂层薄,阻力系数小在0.0082以下,过水流量可大于普通涂塑钢管,也有利于节省能耗。 3.5常温涂塑钢管的防腐防护能力极强,可用于酸、碱、盐、海水、石油化工等复杂环境,涂层可耐180℃高温且高温下体积变形极小,耐磨性也极强。因此,也可用于输送含固量较高的流体物质。 3.6常温涂塑钢管属于弹性体涂层,比其他涂层更具有弹性,可适应不同情况下的应力变形。小口径涂塑钢管可直接打弯,及在卡箍连接下涂层不受影响。常规涂塑钢管,在卡箍连接方式中经常会脱落,现场又无法修补。 制造工艺论文:常温涂塑钢管制造工艺研究论文 摘要:目前市场上对大口径涂塑有较大的需求,而以现有的技术条件其制造成本极高。通过开发专用涂料,实现了常温制造涂塑(弹性体)钢管。其工艺主要特点:降低了钢管表面处理要求、无需对钢管进行加热处理、无需大型机具。口径在ø10-3800钢管均可实现内外涂塑,产品超过国标要求。该技术填补了大口径涂塑钢管的空白。涂层全部采用无毒弹性涂料,具有水阻低、带锈防锈和无毒保洁功效,能有效抑制青苔和红虫的滋生。 关键词:涂塑钢管制造工艺常温大口径 1.前言 钢管在传输介质时或置于大气、土壤等自然环境中,管壁都会经受不同程度的腐蚀,直接影响了管道的使用寿命。食品、饮用水管道、石油化工管道等诸多介质都不允许管壁腐蚀而影响传输介质受到污染,钢管壁防腐防护成为关键技术问题。涂塑钢管就应运而生,目前国内钢塑管是从衬塑走向了涂塑,涂塑材料大都采用塑料粉体材料,其中性能较好的是聚乙烯(PE)和环氧(EP)。但它们的施工要求高,工艺难度大,品质控制不易,设备投资大,严重影响涂塑钢管的推广与应用,而且国内目前只能生产口径小于ø250mm的涂塑钢管。在常规生产工艺中喷砂过程产生极大污染且对人体造成伤害,而加热过程能耗极大,造成大口径涂塑钢管无法生产。为有效解决大口径涂塑钢管生产难的问题,制作工艺专家组首先从涂层材料上着手,研制并应用了弹性体带锈防锈涂料,再引入防腐及卫生性能较好的防护涂料。采用了常温直接喷涂的方法,解决了大口径钢管涂塑生产难的问题。 2.常温涂塑(弹性体)钢管的制备 将常温涂塑(弹性体)钢管是如何突破原有技术难点及制造工艺进行了系统的介绍。由于外管的喷涂工艺比较常规,本文就重点介绍管内处理及喷涂的工艺。 2.1技术难点的突破 常规制造涂塑钢管的方法,首先需要对钢管进行喷砂除锈处理,其污染较大且工艺复杂。常温涂塑(弹性体)钢管采用了金属防腐中最前沿技术,带锈防锈涂料作底涂。带锈防锈涂料需要满足特殊性能:带锈防锈、附着力强、无毒、可喷涂、防腐性能好等。 另外,常规的涂塑钢管是通过对钢管高温烧成,静电粉未喷涂来实现涂料对钢管内壁的良好附着。因此,选择内喷涂材料的时,须考虑到:附着力强、无毒、耐磨、耐冲击、耐各种化学腐蚀、常温可喷涂等。 所选用的材料,均为聚氨酯类涂料,无毒且具有良好的保洁功效。材料的主要性能指标如表2.1。 2.2涂塑钢管的制备工艺 2.2.1钢管表面的预处理 对于新旧钢管,一般不需要专门的除锈工艺。最好选用新出厂的钢管,无需镀锌,管内有少量的锈斑也可满足要求,只要将疏松浮锈清除,清涂油污即可。即达到手工除锈St2或电动除锈Sa1级要求即可。如钢管表面有油污,可用丙酮清洁表面。 2.2.2涂料的喷涂 喷涂设备包括:空压机、无气喷涂机、管内牵引机构等。动力装置为空压机,采用无气喷涂机及管内牵引机构将带锈防锈底涂喷涂于钢管内壁,厚度约30微米。待底涂固化好后,再用喷涂两遍聚氨酯面涂,每道80微米。整个涂膜总厚度约200微米。整个喷涂设备造价在几万元即可满足喷涂施工要求。 2.2.3检测处理 抽检涂塑钢管的涂层质量,涂层表面应均匀,涂层的最小厚度要达到150微米,平均厚度应在180微米以上。 2.3不同涂塑钢管制造工艺对比 与聚乙烯和环氧涂塑钢管工艺对比,由于我们采用聚氨酯涂料作底涂,降低了钢管表面处理的要求,无需喷砂除锈清除浮锈油脂即可作业;另外,无需对钢管进行加热处理,在常温下即可喷涂。做到了施工方便,减少污染,节耗能源,可现场施工,造价较低,并且性能优异,完全满足工程需要。其工艺流程对比如表2.3. 2.4不同涂塑钢管性能对比 聚氨酯涂层不仅性能优异,而且体系全部采用了弹性体涂料,具有涂层薄、防腐能力强、阻力系数小、带锈防锈和无毒保洁的特殊功效,能有效抑制青苔和红虫的滋生。涂层质量按CJ/T120-2000[1]进行检验,完全超过国标要求,不同涂层性能指标对比,结果见表2.4。 2.5工程应用实践 大口径涂塑(弹性体)钢管近期在深圳水务集团盐田港海边外管工程、合肥自来水公司大口径过河管道工程、杨州钢管总厂等工程中应用,效果非常理想,完全达到《给水涂塑复合钢管》国家标准CJ/T120-2000的要求。 3.结论 3.1常温涂塑(弹性体)钢管与用聚乙烯和环氧涂塑的工艺相比,主要工艺特点是:无需喷砂除锈,清除浮锈即可施工;无需对钢管进行加热处理,常温即可喷涂施工;施工机具简单,可现场施工。 3.2常温涂塑钢管解决了国内大口径涂塑钢管生产成本极高的情况,填补了国内ø250mm以上直径涂塑钢管的空白。 3.3经大量的试验研究证明,常温涂塑钢管应用于自来水工程,常能有效的抑制青苔和红虫的滋生。可减少藻类及红虫在管网的大量滋生,有利于保障居民二次供水的质量。 3.4常温涂塑钢管的涂层薄,阻力系数小在0.0082以下,过水流量可大于普通涂塑钢管,也有利于节省能耗。 3.5常温涂塑钢管的防腐防护能力极强,可用于酸、碱、盐、海水、石油化工等复杂环境,涂层可耐180℃高温且高温下体积变形极小,耐磨性也极强。因此,也可用于输送含固量较高的流体物质。 3.6常温涂塑钢管属于弹性体涂层,比其他涂层更具有弹性,可适应不同情况下的应力变形。小口径涂塑钢管可直接打弯,及在卡箍连接下涂层不受影响。常规涂塑钢管,在卡箍连接方式中经常会脱落,现场又无法修补。
自离子型稀土矿发现至今,一直采用溶液浸矿工艺开采。随着科学技术的进步和我国生态环境保护制度的逐步完善,离子型稀土开采技术也在研究与实践中不断改进和完善。按溶液浸矿工艺的浸矿方式可以分为池浸工艺、堆浸工艺和原地浸矿工艺三种,这三种开采方式对矿区生态造成的影响程度各不相同。原地浸矿工艺有对矿区地表植被破坏程度小、尾矿无需异地堆放、开采前后矿区植被和地貌变化小等优点,因此得到广泛的推广。离子型稀土开采历程中,溶浸剂大量工业化的有氯化钠、硫酸铵,因氯化钠造成土壤盐碱化的问题,目前工业上大面积采用硫酸铵作为溶浸剂,同时硫酸铵带来了严重的氨氮污染问题,因此,我国大量科研工作者正寻找一种新型无氨氮污染溶浸剂,现阶段正在研究的无铵溶浸剂有镁盐、铝盐等[1-6]。研发新型溶浸剂的同时,本文就离子型稀土发展历程中不同浸取工艺和溶浸剂对生态环境的影响进行分析,剖析不同浸矿方式对生态造成的破坏程度,结合环境质量标准要求分析各种溶浸剂浸矿给矿区带来不同的污染因子对环境的影响,论述了离子型稀土开采中生态环境防治措施,为离子型稀土矿山开采过程生态环境保护提供一定的理论依据。 1离子型稀土矿浸矿方式与生态环境影响 1.1池浸工艺与生态环境影响 池浸工艺是最早形成的第一代工业化离子型稀土矿开采方式,工业上大量采用的溶浸剂以氯化钠为主,沉淀剂以草酸为主。池浸工艺首先需建造一些砖混结构或混凝土结构的浸矿池,浸矿池容积一般较小,池底沿收液方向倾斜,浸出的浸出液会顺着倾斜角流向收集池。浸矿池底部设置人工底板和过滤介质,将筛选出粒度较小、品位较高的稀土原矿堆在人工底板上方,然后注入氯化钠溶液浸矿,浸出浓度较低的母液循环浸矿,浓度较高的浸出液用草酸沉淀[7],池浸开采首先要剥离矿山的植被和表土,开挖出品位高的矿石进行浸矿,表土、尾矿和低品位矿石的异地堆放给矿山生态带来非常大的影响,造成矿山开采后水土流失严重,引起矿山沙漠化。采用氯化钠溶浸剂残留在离子型稀土尾矿中,导致土壤盐碱化、板结,部分矿山开采后寸草不生,经雨水冲刷后甚至会污染地下水。沉淀剂草酸pH值较低,泄漏到环境中导致周边土壤和水体pH值降低。离子型稀土矿山开采历程中,池浸工艺开采对矿区生态环境影响非常大,目前还遗留了大面积的污染地块[8],池浸工艺已列为淘汰类生产工艺。 1.2堆浸工艺与生态环境影响 随着机械化发展,池浸已无法满足开采需求,科研工作者在池浸的基础上进行改进,研发了离子型稀土矿堆浸工艺开采,主要采用的是溶浸剂硫酸铵,沉淀剂碳酸氢铵。堆浸工艺是在堆场上方先布置好防渗层,防止浸出液渗漏到土壤中,同时布置好收液沟、集液管、导流管等浸出液收集工程,然后再把离子型稀土矿石堆放在收集系统上方,在堆顶注入溶浸剂,浸出液经矿堆底部集液系统收集。与池浸工艺相比,工程机械设备的使用大大提高了工作效率,降低了筑堆的成本,使低品位离子型稀土矿开采也具有了价值,减少了低品位离子型稀土矿石丢弃现象的发生,但矿山开采规模急剧加大,造成了大规模的生态破坏[9],堆浸工艺剥离表土、破坏植被、转运矿石、尾砂堆积等问题依然存在,因其开采规模更大,大量的表土剥离和尾砂堆积,对生态环境的影响范围更广。堆浸工艺用硫酸铵作为溶浸剂,用量较大,致使大量的硫酸铵残存在尾矿中,经雨水冲刷进入周边环境中,导致矿区土壤及周边的水体氨氮超标严重,硫酸根也对水体有一定的污染,堆浸工艺已列为淘汰类生产工艺。 1.3原地浸矿工艺与生态环境影响 随着环境保护制度的逐步完善,同时人们认识到生态环境保护的重要性。为减轻离子型稀土矿山开采生态环境破坏严重的问题,科研工作者经科技攻关,在堆浸工艺的基础上研发出了原地浸矿开采工艺。原地浸矿开采工艺首先要破坏少量矿山植被,在矿体地表布设注液管网,同时在矿山底部布设集液沟或在矿体底部开挖巷道和布导流孔等集液工程,从注液管网注入溶浸液,浸出的浸出液经集液系统收集[10-13],原地浸矿开采方式与池浸、堆浸开采方式相比,具有非常明显的优势,如开采效率高、对矿区植被破坏程度小、无尾砂异地堆存等优点,因而原地浸矿开采工艺在离子型稀土矿山开采中得到广泛的应用,目前还是离子型稀土开采的最佳工艺。但原地浸矿相比于池浸工艺和堆浸工艺,缺点是浸矿液的浸矿途径、母液收集更难控制。原地浸矿母液收率低,易发生浸出液渗漏,污染矿区周边土壤及水体,采空区内残留溶浸剂受雨水冲刷也会对环境造成污染,且经原地浸矿开采的离子型稀土矿山存有山体滑坡等安全隐患[14-15]。 2离子型稀土开采溶浸剂产生的污染因子 原地浸矿开采工艺是目前离子型稀土矿山开采的最佳工艺,目前科研工作者研究较多的是离子型稀土原地浸矿工艺中选用的溶浸剂种类。离子型稀土矿开采过程中溶浸剂是环境污染的源头,目前研发绿色环保的溶浸剂是实现离子型稀土绿色开采的热门研究内容。可以作为离子型稀土矿山开采溶浸剂的主要是K+、Ca2+、Na+、Mg2+、NH+4等阳离子与Cl-、SO2-4、NO-3等阴离子组合的盐类。这些溶浸剂用于离子型稀土矿开采,分别会造成矿区环境pH值、氨氮、总硬度、氯化物等因子超标[16-18]。 2.1pH的污染 pH是水溶液酸碱程度的衡量标准[19]。离子型稀土开采过程中,使用的溶浸剂和沉淀剂是不同的盐类,呈酸性、中性和碱性,若土壤对酸或碱的缓冲能力较弱时,离子型稀土开采过程中渗漏的化学试剂溶液会引起土壤及地下水pH值变化,甚至会因土壤pH值变化引起二次污染[20]。 2.2氨氮污染 氨氮是指以游离氨(NH3)和铵离子(NH+4)形式存在的氮。水体中主要耗氧污染物包含氨氮,氨氮氧化分解过程会消耗水中的溶解氧,水中溶解氧减少会使水体发黑发臭;另外氨氮可为水体中藻类生长提供营养源,氨氮浓度过高会使水体富营养化。从人体健康角度来看,氨氮属低毒类污染因子,人类饮用含氨氮的水与人体健康没有很大的关联。但硝酸盐的污染已成为全球很多地方较为普遍的地下水污染因子,由于植物、霉菌、人的口腔和肠道细菌有将硝酸盐转化为亚硝酸盐的能力,因此,硝酸盐往往会带来有毒性亚硝酸盐。人类摄入较多的硝酸盐和亚硝酸盐会引起高铁血红蛋白血症[21]。离子型稀土矿山采用铵盐或硝酸盐作为溶浸剂浸矿都会引起矿区周边水体氨氮浓度超标,很容易造成水体富营养化,导致水体质量恶化。氨氮相对于其他金属离子,更容易在自然环境中净化循环。 2.3总硬度的污染 总硬度是指水中Ca、Mg离子的总量,有暂时硬度和永久硬度之分。暂时硬度是指水中Ca2+、Mg2+与CO2-3、HCO-3形式结合存在的部分,遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去。永久硬度是指水中Ca、Mg离子与SO2-4、NO-3和Cl-等离子结合存在的部分,性质比较稳定,通过加热的方式也不能够除去。硬度是衡量水质的一个主要指标之一,在工业用水上,水的总硬度高是形成锅垢和影响产品质量的主要原因,对工业影响很大[22]。钙、镁盐作为离子型稀土开采的研发的主要新型溶浸剂,若工业化应用,长期在矿山中累积富集很大可能会引起周边水体的总硬度增高,带来氨氮污染以外的新污染。 2.4氯化物污染 氯化物是指Cl-和带正电的阳离子结合而形成的盐类化合物。当水中的Cl-达到一定浓度时,常常和钙、镁、钠等离子共同使水产生不同的味觉,给水质带来感官污染。如当水中氯化物浓度达到250mg/L,与钠离子结合会使人察觉出咸味;而当水中氯化物浓度达170mg/L与镁离子结合会使人察觉出苦味。不同阳离子与Cl-结合使人产生的味觉不同,所以饮用水对氯化物含量有要求,饮用水中氯化物含量大得高于250mg/L;且工业行业作为生产用水的氯化物含量也不能太高[23-25]。离子型稀土历史开采中采用的氯化物作为溶浸剂会引起矿区水体氯化物增高,影响水资源的开发与利用。 3离子型稀土开采过程中的生态环境保护措施 3.1源头控制 3.1.1矿体的选择 原地浸矿工艺集液工程对矿体赋存的要求较高,要求矿体全部位于当地侵蚀基准面以上,矿体非均质及底板较完整,或者矿床开采技术条件相对简单,能够采用工程手段有效控制浸出液回收率,而且对矿体渗透性、滑坡风险等均提出了要求。3.1.2分区防渗离子型稀土矿开采时要加强管理,一方面要确保把溶浸剂溶液按要求注入到矿体;另一方面要防止浸出液泄漏污染矿区土壤及地下水环境,浸出过程需采取有效的防控措施[26-27]。1)清污分流,对原地浸矿采场的收液系统和地表汇清水进行分流,从源头上控制地表径流水及雨水等进入母液收集系统,防止收集的浸出液浓度被其他水体稀释。2)防渗工程,原地浸矿采场所有收液巷道、导流孔、集液沟、集液池、避水沟、车间工艺池的底板均需做防渗处理,工程中使用的设备、管道等设施均需做好防漏措施,提高浸出液回收率,同时从源头上减少母液进入地下水和地表水,降低环境污染的风险。 3.2监测回收系统 在浸釆过程中,应加强对注液量、浸出液量、母液浓度及监测孔(井)、环保回收井的日常监测记录工作。要加强矿山巡查和监测,及时发现滑坡地质灾害征兆,以便采取预防和控制措施,对存在高陡边坡的拟采矿块应建立边坡变形监控预警系统,监测矿山边坡的稳定性[28-29]。1)在矿块下游合适的位置布置若干环保井,在抽取环保井地下水时,会在围绕抽取的中心区域,形成地下水降落漏斗。地下水降落漏斗在潜水层中表现为漏斗状的地下水水面凹面。抽取的浅层水为矿山补充生产用水,一旦监测有母液渗漏,及时收集渗漏的母液返回生产流程,实现闭路循环。环保回收井是防控地下水污染重要的设施。2)矿块需布置若干浸出液监测井,一般设置在矿块山脚集液沟,井深达到潜水层或基岩,对监测井中的水进行监测,及时回收泄漏的浸出液。布设原地浸矿采场、母液处理车间和矿区下游地下水长期动态监测系统,掌握原地浸矿区域及周边地下水的水质变化情况,一旦发现有污染因子超标,及时采取措施,防止污染扩散。 3.3生态修复与环境治理 离子型稀土矿山要依法依规“边开采,边治理”,编制矿山地质环境保护与恢复治理方案、水土保持方案及土地复垦等方案,按照方案进行矿山生态、地质环境恢复治理和矿区土地复垦[30]。矿块开采前应对预采矿块是否存在滑坡、坍塌风险进行预测。对存在较大滑坡、坍塌风险矿块,暂不开采,并采取措施保护起来;对存在较小滑坡、坍塌风险的预采矿块,应做好防滑坡、防坍塌工程。防滑坡、坍塌工程设计施工应参照相关标准执行,同时应加强后续监控及巡查,及时发现滑坡、坍塌征兆,为采取进一步防控措施争取时间。浸采结束后,对生产废水进行治理达标后排放,对注液井、集液沟、工艺池等设施进行恢复矿山原貌处理,并做好复垦工作。 4结论 1)离子型稀土矿山原地浸矿工艺是目前最佳的开采方式,但是开采过程中,会对矿山表土植被造成一定程度上的破坏,开采过程的植被保护和开采后的生态修复是离子型稀土绿色开采的重要措施。2)离子型稀土原地浸矿开采选用任何溶浸剂,均会对矿区土壤及周边地表水、地下水带来不同的污染因子,因此,离子型稀土开采过程中污水收集及污水治理是防治矿山环境污染的唯一途径。3)离子型稀土开采原地浸矿过程中,前置条件是甄别矿块条件是否适合开采,不符合原地浸矿工艺开采条件的矿山待技术改善后再开采,确保开采矿块的稳定性,防止发生山体滑坡。因山体结构的差异性,浸出液的收集难以完全掌控,先进的母液收集工程、完善的防渗措施和科学合理的浸出液监测回收系统是离子型稀土绿色开采的重要工程。 参考文献 [1]丁嘉榆.离子型稀土矿开发的历史回顾———纪念赣州有色冶金研究所建所60周年[J].有色金属科学与工程,2012,3(4)14-19. 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机械零件论文:学生机械零件课程设计论文 1学生在课程设计中的问题分析 1.1学生对课程设计的重要性认识不足 一直以来中国传统的教育体制,使教师和学生都特别重视书面应试能力而较忽视“实践”这一重要环节。因此,学生普遍认为课程设计只是辅助性的作业,是机械地套用经验公式,查手册,计算必要的数据,画出图而已。其实,课程设计是将所学理论知识与实践相结合地极好机会,也是培养学生创造性思维能力和想象力等良好素质的必要过程,但由于学生存在上述想法,这两项目标很难达到。 1.2结构设计中的不合理问题 从现场工作的学生反馈信息得知,设计中的结构设计比设计计算更为重要。合理的结构设计,对实际生产会产生严格的影响。由于学生实践经验和感性知识的缺乏,从而,在学习过程中不能运用已有理论知识透彻地分析和理解某种结构的功用,以至在设计图纸中出现不恰当甚至错误的结构。 1.3图纸的规范化问题 图纸是课程设计的最终反映,本应很清晰地表达出全部零件的装配关系、总体轮廓尺寸、各零部件的具体结构。但是在学生的图纸中,却不能完整、确切地表达出上述要求。例如,学生总装图中对轴和孔间的配合尺寸及公差不加标注,对加工表面粗糙度标注不全或不当等多种问题,反映出学生对图纸的规范缺乏全面认识和严谨的科学态度。 1.4设计说明书编写中出现的问题 设计说明书的编写,可以培养学生撰写技术文件的实际能力。它应全面包括课程设计总体方案、设计结果、结构设计依据以及维护、安装等内容,使读者在结合图纸的条件下,从说明书中能够完全了解所设计产品的结构、特性及科学依据。但有些学生却片面地认为,设计说明书的内容只是各零部件有关尺寸及数据的计算过程和结果,而对图纸中零部件结构的设计依据不加任何说明,说明书便成了各类计算题的汇集。 2对改进《机械零件》课程设计的建议 2.1提高学生对课程设计重要性的认识 学生对课程设计的重视程度,直接影响着设计效果。因此,提高学生对设计重要性的认识,应作为搞好设计的首要条件。将本思想贯穿于《零件》课程教学的始终。在基础理论教学中,可列举部分内容在实际生产中应用的反例,来强调设计的重要性。比如,讲授某种传动装置的设计时,可通过分析实际生产中由于某部分结构设计的不合理或错误,甚至由于某一参数选择不当而造成的不良后果,加强学生对设计重要性的认识。加强实践认识。在教学中,可安排适当的课时,带学生去现场参观,针对同一部件不同的结构设计而获得相异的生产效率进行分析,使学生在实践的过程中领悟到设计的重要性。 2.2课程设计与教学内容及实践性环节的有机结合 针对学生实践经验和感性知识贫乏,动手能力差等特点,在教学过程中,应适当减少课堂授课学时而增加见习课时。即在课程标准授课的过程中,根据不同教学内容,安排针对性较强的短期见习,其目的在于为课程设计积累一定的感性素材和设计要素。在见习中,教师对有关设计内容要加以讲解,分析关键及难点,使学生加深对书本知识的理解。例如在“轴”一章授课结束后,可安排一次实训,教师可针对往届学生在设计中存在的问题进行指导,从轴的加工工序至装配工序,针对选材、结构设计、图纸的规范化等实际问题进行分析。把实际中轴的具体结构设计要素;生产中用于加工的图纸应如何正确、全面地反映所设计零部件的结构、尺寸及技术要求总结出来。这样,既解决了课堂上难以理解的实际问题,又培养了学生观察问题、分析问题及独立思考的能力,充分调动了学生的主观能动性和积极性。 2.3做好课程设计的准备工作 课程设计前的准备工作是提高设计质量的必要条件。为此,设计前,指导教师可针对设计课题,做好两项准备工作:①参观有关设计内容。针对设计课题,带领学生参观现场,加强学生对实物的直观认识,在具体感性认识的基础上进行设计,对学生和教师均有“事半功倍”之效果。②突破设计难点。对书本上较难理解的关键和难点内容,进行实地测绘。比如,在设计1台减速器之前,带学生去工厂对减速器进行折装,同时,对其中某些关键或较难的零部件结构进行测绘,是获得具体的设计要素的有效之法。 2.4加强金工实习对课程设计的辅助作用 金工实习是机械专业类学生在学习《零件》课之前对机械的加工原理,生产工序,装配过程及工艺处理方法等进行的一次全面性认识实习。为了使学生在学习《零件》课前对各种机械及零件具备初步的感性认识,在金工实习过程中教师应指导学生有计划、有目的的掌握有关《零件》及其课程设计的基本知识。如可安排学生画出齿轮轮廓示意图,观察齿轮与轴的装配关系及热处理工艺方法,使学生对齿轮及轴等零部件具备初步的感性认识。实习结束后,学生将上述内容及测绘图以实习报告的形式写出出。 3结语 总之,教学内容、设计内容、实践性环节三者应融为一体,将理论与实践有机地结合起来,这对提高设计质量,培养学生设计及创造性思维能力会产生良好效果。同时,把对学生进行科学素质方面的教育寓于教学和实践过程中,不失为“一举两得”之法。 作者:陈星宇 单位:四川职业技术学院 机械零件论文:机械零件论文:土石方机械零件维修技术分析论文 [论文关键词]工程机械;维修;问题;研究 [论文摘要]土石方施工中,土石方机械维修直接影响到施工设备的使用率和生产率。该文浅析了土石方机械维修中常见影响维修质量的一些技术问题,旨在土石方施工中提高土石方机械的完好率和使用率。 维修是恢复土石方机械技术性能,排除故障及消除故障隐患,延长机械使用寿命的有效手段。当前国内汽车维修行业已具有相当规模,而土石方机械维修行业起步相对较晚,在维修中还存在着诸多技术问题。这些问题的存在,导致机械维修质量不高,装备可靠性差,甚至重大土石方机械事故的发生。现针对土石方机械维修工作中遇到的常见技术问题做简要分析,旨在引起有关人员的重视。 1对机械故障判断失误,修理人员技术不过硬、修理过程不规范 1.1不能正确判断分析故障,盲目更换零部件,一味“换件修理”造成浪费 凭着“大概、差不多”的思想盲目对机械大拆大卸,结果不但原故障未排除,而且由于维修技能和工艺较差,又出现新的问题。例如我单位一台YZ26压路机出现振动力不足、机械无法正常工作的故障,经拆卸分解振动泵和起振开关,更换振动泵和起振开关故障依旧。最后检查故障是由于液压油不足、滤网堵死导致液压油进入不到大泵,大泵因缺油而烧坏。因此,当机械出现故障后,要通过检测设备进行检测,如无检测设备,可通过“问、看、查、试”等传统的故障判断方法和手段,结合土石方机械的结构和工作原理,确定最可能发生故障的部位。在判定土石方机械故障时,一般常用“排除法”和“比较法”,按照从简单到复杂、先外表后内部、先总成再部件的顺序进行,切忌“不问青红皂白,盲目大拆大卸”。 1.2螺栓拧紧方法不当的情况较严重 土石方机械各部位固定或联接螺栓多数有拧紧力矩要求,如喷油器固定螺栓、缸盖螺栓、连杆螺栓、飞轮螺栓等,有些规定了拧紧力矩,有些规定了拧紧角度,同时还规定了拧紧顺序。一些维修人员,认为拧紧螺栓谁都会做,无关紧要,不按规定力矩及顺序拧紧(有的根本不了解有拧紧力矩和顺序要求),不使用扭力(公斤)扳手,或随意使用加力杆,凭感觉拧紧,导致拧紧力矩相差很大。力矩不足,螺栓易发生松脱,导致冲坏气缸衬垫、轴瓦松动、漏油、漏气;力矩过大,螺栓易拉伸变形,甚至断裂,有时还会损坏螺纹孔,影响了修理质量。 1.3不重视螺栓的选用,螺栓使用混乱的现象较突出 在维修土石方机械时,乱用螺栓的现象还比较突出,因螺栓性能、质量不符合技术要求,导致维修后机械故障频出。土石方机械使用的专用螺栓,如传动轴螺栓、缸盖螺栓、连杆螺栓、飞轮螺栓、喷油器固定螺栓等是用特殊材质经过特殊加工制成的,其强度大、抗剪切力强,确保联接、固定可靠。实际维修作业中,常常在拆卸时所有螺栓堆在一起,不分类堆放,但组装时随意乱装和替代,这些螺栓因材质差或加工工艺不合格,给工程机械的后期使用留下故障隐患,如EX200-5挖掘机后桥轮边减速器内连接行星轮架和轮边减速器壳体的6只螺栓承受较大的扭矩,这6只螺栓发生断裂损坏,使用其它螺栓或自行加工代用,常出现因螺栓强度不够而再次折断的情况;有些部位需用“小螺距”的“细扣自紧”螺栓、铜螺栓、镀铜螺栓,却使用普通螺栓代替,导致出现螺栓自行松脱、拆卸困难等现象,如柴油机排气歧管固定螺母多为铜制,防止受热或使用时间过长不易拆卸,但在实际维修时,却多数使用了普通螺母,时间一长拆卸十分困难;有些螺栓经使用后会出现拉伸、变形等缺陷,有些技术要求规定拆装几次后必须换新的螺栓,若不了解这些情况,多次重复使用不合格的螺栓,也易导致机械故障或事故的发生。因此,在维修工程机械时,当螺栓损坏或丢失要及时更换符合要求的螺栓,切忌乱用螺栓。 2各零部件配合间隙不能正确掌握,导致机械加快磨损 2.1维修时不注意检测零部件配合间隙 柴油机活塞与缸套配合间隙、活塞环“三隙”、活塞顶隙、气门间隙、柱塞余隙、制动蹄片间隙、主从动齿轮啮合间隙、轴承轴向和径向间隙、气门杆与气门导管配合间隙等,各类机型都有严格的要求,在维修时必须进行测量,对不符合间隙要求的零部件要进行调整或更换。实际维修工作中,不测量配合间隙而盲目装配零部件的现象为数不少,还有凭手感觉和经验装配,造成起动困难或爆燃、活塞环折断、机件撞击、漏油、漏气等故障,有时甚至会因零部件配合间隙不当,导致机械严重损坏事故的发生。 2.2不成对、成套更换偶件或组件 土石方机械上有很多偶件,如柴油机燃油系统的柱塞副、出油阀副、喷油嘴针阀副偶件;驱动桥主减速器内的主、从动齿轮;液压操纵阀中的阀块与阀杆;全液压转向器中的阀芯与阀套等,这些配合偶件在工厂制造时经过特殊加工,成对研磨而成,配合十分精密,在使用的寿命期内始终成对使用,切不可互换;一些相互配合组件,如活塞与缸套、轴瓦与轴颈、气门与气门座、连杆大头瓦盖与杆身等,经过一段时间的磨合使用,相对配合较好,在维修时,也应注意成对装配,不要弄串;柴油机连杆、活塞、风扇皮带、高压油管、挖掘机中央回转接头油封、推土机主离合器胶布节等,尤其是同时使用一套的配件,发生损坏一定要成套更换,否则由于配件质量差别大、新旧程度不同、长短尺寸不一,会导致柴油机运转不稳、液压系统漏油、载荷集中现象严重、更换的配件易早期损坏等。在实际维修工作中,为了减少开支、不了解技术要求,不成对或成套更换上述零部件的情况还不少见,降低了工程机械的维修质量,缩短了机件寿命,增加了故障发生的可能性,应引起足够的重视。 2.3装配时零部件装反 在维修土石方机械时,一些零部件装配有着严格的方向要求,只有正确安装,才能保证零部件正常工作。有些零部件外部特征不明显,正反都可以安装,在实际工作中时常出现装反的情况,导致零件早期损坏、机械不能正常工作、土石方机械损坏事故等。 3对零配件材料质量不能正确识别 不检查新件质量,装配后出现故障的问题比较常见。在更换配件前,有些维修人员对新配件不做技术检查,拿来后直接安装到工程机械上,这种做法是不科学的。目前市场上出售的零配件质量良莠不均,一些假冒伪劣配件鱼目混珠;还有一些配件由于库存时间过长,性能发生变化,如不经检测,装配后常常引起故障的发生。以为新的就是好的,结果问题仍然存在,造成更大的损失。1台ZL50装载机,柴油机机油压力过低,分析是机油滤清器堵塞,更换了一新机油滤清器,试机机油压力仍低。后检查或更换了所有可能导致机油压力低的零部件,但机油压力仍不能升高,最后在没有查到故障原因、机油压力偏低的情况下勉强使用,结果导致柴油机烧瓦抱轴、造成损失。后经检查是由于更换的机油滤清器滤芯(粗滤器)已被过多的铁锈堵塞,原因是该滤清器长时间库存保管导致内部生锈。因此,在更换新配件前一定要进行必要的检查测试,检测包括外观及性能测试,确保新配件无故障,杜绝其引起的不必要麻烦。 4在维修过程中治标不治本,只追求数量而忽视维修质量 4.1维修方法不正规,“治标不治本”仍是惯用的手段 在维修土石方机械时,一些维修人员不采取正确的维修方法,认为应急措施是万能的,以“应急”代“维修”,“治标不治本”的现象还很多。挖机旋转油压马达油封更换要将整个液压马达解体,从内向外装配,因图快从外向内装配,结果只用两三个小时又出现漏油,又要重新维修,结果维修时间增加,工作时间变少,影响设备使用率,降低效益。 4.2垫片使用不规范,随意使用的现象仍然存在 土石方机械零部件配合面间使用的垫片种类很多,常用的有石棉垫、橡胶垫、纸板垫、软木垫、毛毡垫、有色金属垫(铜垫、铝垫)、铜皮(钢皮)石棉垫、绝缘垫、弹簧垫、平垫等。一些用来防止零部件配合面间漏油、漏水、漏气、漏电,一些起紧固防松作用。每一类垫片使用的时机和场合有不同的规定和要求,在维修土石方机械时,垫片使用不规范甚至乱用的现象还比较严重,导致配合面间经常发生泄漏,螺栓、螺母自行松动、松脱,影响工程机械的正常使用。如发动机气缸垫过厚,导致压缩比降低,发动机起动困难;喷油器与气缸盖配合面间使用铜垫片,如使用石棉垫代替,易使喷油器散热不良发生烧蚀;柴油机输油泵和喷油泵结合面间垫片过厚,导致输油量及输油压力不足,柴油机功率下降;如漏装弹簧垫、锁紧垫、密封垫,致使接合不紧,易发生松动或漏油等现象;因垫片中间有孔而忘记开孔导致油道、水道堵塞,发动机烧瓦抱轴、水箱开锅的现象也经常发生。在此提醒广大维修人员维修时,切记“垫片虽小用处大”。 4.3“小件”好坏不重视,因“小”失“大”导致故障增加 在维修作业时,往往只重视喷油泵、输油泵、活塞、缸套、活塞环、液压油泵、操纵阀、制动、转向系统等零部件的维护,却忽视了对滤清器、溢流阀、各类仪表等“小件”的保养,认为这些“小件”不影响机械的工作,即使损坏也无关紧要,只要机械能动就凑合着用,孰不知,正是这些“小件”缺乏维护,导致机械发生早期磨损,缩短使用寿命。如工程机械使用的柴油滤清器、机油滤清器、空气滤清器、液压油滤清器、水温表、油温表、油压表、感应塞、传感器、报警器、预热塞、油液滤网、水箱盖、油箱盖、加机油口盖、黄油嘴、储气筒放污开关、蓄电池箱、喷油器回油接头、开口销、风扇导风罩、传动轴螺栓锁片等,这些“小件”是工程机械正常工作及维护保养必不可少的,对延长机械的使用寿命至关重要,在维修作业时,如不注意维护保养,常会“因小失大”,导致机械故障的发生。超级秘书网 4.4维修禁忌忘脑后,隐性故障频繁出 维修土石方机械时,若不了解维修中应注意的一些问题,则会导致拆装中经常出现“习惯性”的错误,影响机械的维修质量。如热车拆装发动机气缸盖,易导致缸盖变形裂纹;安装活塞销时,不加热活塞而直接把活塞销打入销孔内,导致活塞变形量增大,椭圆度增加;曲轴主轴瓦或连杆瓦背加铜垫或纸垫,易堵塞油道,导致烧瓦抱轴事故;在维修柴油机时过量刮削轴瓦,轴瓦表面的减摩合金层被刮掉,导致轴瓦钢背与曲轴直接摩擦发生早期磨损;拆卸轴承、皮带轮等过盈配合零部件时不使用拉力器,硬打硬敲,易导致零部件变形或损坏;启封新活塞、缸套、喷油嘴偶件、柱塞偶件等零件时,用火烧零件表面封存的油质或腊质,使零件性能发生变化,不利于零件的使用。 4.5零部件除污、清洗不彻底,早损、腐蚀常发生 维修土石方机械时,正确清除零部件表面的油污、杂质对提高修理质量,延长机械使用寿命有着重要意义。由于不注意加强零件的清洗、清洗剂选用不合理、清洗方法不当等,导致零部件早期磨损、腐蚀性损坏的现象,特别是工地上修理时常不注意清洁,随便清理后就安装,导致机械磨损加快。 5结语 综上所述,土石方机械维修常见技术问题不可小视,特别是铁路施工企业,因点多线长,设备维修更加艰难,只有解决上述维修过程中存在的问题和提高维修人员的素质、遵守维修质量第一的原则,才能遏制设备管理和维修的“滑波”;才能提高机械设备的完好率和使用率;以最少的投资获取最大的效益。 机械零件论文:机械零件制造结构设计论文 1机械零件制造结构设计及其原则 1)要满足该机械零件所应有的使用要求:首先,其设计的结果应能使该机械零件达到预期的使用目的;其次,被设计出的机械零件能够长期可靠地运行。综上所述,结构设计所制作的机械零件应该满足基本的功能、寿命、精确度、稳定性等要求。 2)要考虑最大经济性的原则:经济性原则是人类生产生活中一成不变的原则,其涉及到产品的诸多细节方面,在设计、生产、使用的整个过程中才能综合体现出经济性的指标。即结构设计的结果应能使产品满足制造成本较低、使用高效率、维护费用较低等特性。 3)要考虑到机械零件的使用者的劳动需求:机械零件的安全性能必须要严格把握,以保证劳动者及周边人员的人身安全;另外,还应该尽可能地改善劳动者的劳动条件,为劳动者创造安全轻松、省时省力的劳动环境;最后,对于机械零件的外观设计上也应最求一定的美观要求。 4)要满足机械零件其他的环境、功能等上的特殊要求:如大型的机械产品应设计上便于运输的要求,机械机床精度长期保证和保持的要求等。 2机械零件结构的设计方法 设计是在正确的基本原理和已有的实践经验基础上来创造和发展新事物或者改造旧事物。对于机械零件的设计,也应与该概念相合,从知识上的理论原理到实践中的经验总结都应该体现出来,因此,从理论到实践的结构设计,可有以下的几种结构设计的设计方法: 2.1理论设计 理论设计是日常生活中已掌握的合乎客观实际规律的理论和实践知识的基础上,与现代的各种物理力学理论、机械与金属的知识原理和规律相结合,来实现对机械零件的最理论的结构设计。根据零件的整体载荷情况、材料性能、零件工作情况和应力分布规律等方面的条件,运用理论知识下的简单的数学计算公式来确定该机械零件的几何尺寸、设计要求等。运用数学计算公式初步建立机械零件的形状尺寸后,下一步则是进行校核计算。校核计算是指运用理论的校核计算方法对计算出的机械零件的危险剖面的安全系数数值进行比对校核。该设计步骤多应用于机械内应力分布规律比较复杂,但该规律又能通过材料力学公式表达出来的机械零件结构设计。同时,它也适用于在已知零件尺寸的基础上而又应力分布规律相对简单的结构设计情况,如轴和弹簧的设计。一些实践经验丰富的设计工作者为了简化计算过程,常在进行机械零件制造的结构设计时,在相关资料数据的基础上先进行粗略估算,直接实施结构设计,然后再进行校核计算。理论设计是一种比较科学和现代化的设计方法,随着科技的发展,该方法正在不断进步和改善,它阐明了机械零件的材料性能及应力分布规律,是在大量的感性知识的基础上总结出来的一种设计规律,可广泛适用于绝大部分的机械零件的结构设计。 2.2经验设计 经验设计是指根据设计者本人的设计经验,再结合零件已有的设计使用经验,采用类比的方法来进行的结构设计就叫做经验设计。在理论设计非常困难或者理论欠缺等不适用的情况下,可考虑使用经验设计的的方法。经验设计与理论设计相比,虽然没有足够多的理论科学分析作为设计的基础,但是根据设计经验本身形成的公式与理论就已具备有一定的科学参考价值和理论统计性,所以经得起实践过程中的考验,具有很大的实用性的价值。并且一般来说,理论设计和经验设计在某种意义上是相辅相成的,可以相互应用。经验设计适合应用于载荷情况不明、无法用理论分析且外形复杂的机械零件的结构设计中,多在机架、变速箱体的设计中得到应用,也多应用在一些价值不高的机械零件结构设计中。2.3模型实验设计模型实验设计是指在对机械零件作出已有的初步设计的基础上,再做整体和局部的非特殊处理,形成一体上的模型,并对提出的模型进行反复试验,结合实验经验加以修正完善。该设计方法要能制定出复杂机械零件的工作应力分布和极限承受能力,相对于经验设计更加合理,更加完善。这也是一种使经验设计顺利转化为理论设计的重要途径。模型实验的设计方法与实验相结合,能改善理论设计指导上的不足,同时也弥补了经验设计中不够科学的地方。对于一些理论知识不够完备的大型的、结构复杂的机械零件的结构设计,模型实验设计是一项不错的选择。 3机械零件的结构设计需要有创新意识 创新精神是一个国家和民族进步的前提和不断源泉,同时,为了与国际现代化科技的创新发展理念相接轨,每一个机械零件制造的结构设计者都应当尽力附上自己的创新设计,以促进产业发展,并能提高产品的竞争力,实现经济效益。以上的设计方法和原有的理论设计步骤上设计者都可以做出自我的创新改变。如在进行机械零件内部结构分类时除了按各部分的功能进行分类外,还可以根据不同结构的不同价值,进行成本优化,做出结构评价再分类。 4结语 目前来看,在现代社会发展中的很长一段时间内,机械制造业都是一个国家经济和社会发展的重要产业。在我国,机械制造的相关产业也正在迅猛发展,并不断创造佳绩。但应该意识到,机械零件制造机构设计是一项实用性强、操作精细而且非常重要的工作,其设计的结果将直接关系到整个机械产品的性能和质量,因此在机械零件制造的机构设计前,应保证对基本设计原则和基本设计方法的熟练性,在设计过程中,应加强思想上的重视和思路上的创新,完具创新意识,敢于将自我的想法应用下来,以创造出优秀的设计作品。 作者:蒋名宇单位:重庆市耐德新明和工业有限公司 机械零件论文:机械零件检测分析论文 一、测前准备 1、阅读图纸。检验人员要通过对视图的分析,掌握零件的形体结构。首先分析主视图,然后按顺序分析其它视图。同时要把各视图由哪些表面组成,如平面、圆柱面、圆弧面、螺旋面等,组成表面的特征,如孔、槽等,它们之间的位置都要看懂、记清楚。检验人员要认真看图纸中的尺寸,通过看尺寸,可以了解零件的大小,看尺寸要从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析,要分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在关键尺寸中,根据公差精度,表面粗糙度等级分析零件在整机中的作用,对于特殊零件,如齿轮、蜗轮蜗杆、丝杠、凸轮等有专业功能的零件,要会运用专业技术标准。掌握各类机械零件的国家标准,是检验人员的基本功。有表面需热处理的工序零件,应注意处理前后尺寸公差变化的情况。检验人员还应分析图纸中的标题栏,标题栏内标有所用材料零件名称,通过看标题栏,掌握零件所用材料规格、牌号和标准,从中分析材料的工艺性能,以及对加工质量的影响。工作中,我曾遇到这样一个问题,在铣床上加工一批不锈钢支架,因所选铣刀材料不对,造成加工表面粗糙度不好,并且效率较低,严重影响了产品精度与产品质量。我发现了问题严重性后,选择了合适材料的铣刀,试用后,速度又快,表面粗糙度又好。 2、分析工艺文件。工艺文件是加工、检验零件的指导书,一定要认真仔细查看。按照加工顺序,对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算都要认真审阅,同时应了解关键工序的装夹方法,定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求。往往有个别操作者不按工艺中所制订的工序加工,从而对整个机械零件的加工后造成不合格的后果,这一问题常常又被检验人员所忽视。待安装时,不能使用,造成了成批产品报废。 3、合理选用量具、确定测量方法。当看清图纸和工艺文件后,下一步就是选取恰当的量具进行机械零件检测。根据被测工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用。如测量圆柱台阶轴时,带公差装轴承部位,应选用卡尺、千分尺、钢板尺等;如测量带公差的内孔尺寸时,应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。有些被测零件,用现有的量具不能直接检测,这就要求检测人员,根据一定的实践经验、书本理论知识,用现有的量具进行整改,或进行一系列检测工具的制作。 二、检测(测量) 1、合理选用测量基准。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时,要选用精度高,能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。如测量同轴度、圆跳动、套类零件以内孔,轴类零件以中心孔为基准;测量垂直度应以大面为基准;测量辊类零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶(将两端轴承台阶放在“V”型铁上)为基准。 2、表面检测。机械零件的破坏,一般总是从表面层开始的。产品的性能,尤其是它的可靠性和耐久性,在很大程度上取决于零件表面层的质量。研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律,以便运用这些规律来控制加工过程,最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的,如磕碰、划伤、变形、裂纹等。细长轴、薄壁件注意变形、冷冲件要注意裂纹、螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。对以上检测的机械零件,检测完后,都要认真作记录,特别是半成品,对合格品、返修品、报废产品要分清,并作上标记,以免混淆不清。 3、检测尺寸公差。测量时应尽量采用直接测量法,因为直接测量法比较简便,很直观,无需繁琐的计算,如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量,就需用间接测量,间接测量方法比较麻烦,有时需用繁琐的函数计算,计算时要细心,不能少一个因素,如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂,尺寸较多的零件时,测量前应先列一个清单,对要求的尺寸写在一边,实际测量的尺寸在另一边,按照清单一个尺寸一个尺寸的测量,并将测量结果直接填入实际尺寸一边。待测量完后,根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否,这样既不会漏掉一个尺寸,又能保证检测质量。 4、检测形位公差。按国家标准规定有14种形位公差项目。对于测量形位公差时,要注意应按国家标准或企业标准执行,如轴、长方件要测量直线度,键槽要测量其对称度。 三、测量误差与原因分析 测量过程中,影响所得的数据准确性的因素非常多。测量误差可以分为三大类:随机误差、粗大误差、系统误差。 1、随机误差。在相同条件下,测量同一量时误差的大小和方向都是变化的,而且没有变化的规律,这种误差就是随机误差。引起随机误差的原因有量具或者量仪各部分的间隙和变形,测量力的变化,目测或者估计的判断误差。消除的方法主要是从误差根源予以消除(减小温度波动、控制测量力等),还可以按照正态分布概率估算随机误差的大小。 2、粗大误差。粗大误差是明显歪曲测量结果的误差。造成这种误差的原因是测量时精力不集中、疏忽大意,比如测量人员疏忽造成的读数误差、记录误差、计算误差,以及其他外界的不正常的干扰因素。含有粗大误差的测量值叫做坏值,应该剔除不用。 3、系统误差。在相同条件下,重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变,或者测量时条件改变,误差按照一定的规律变化,这种误差为系统误差。引起系统误差的原因有量具或者量仪的刻度不准确,校正量具或者量仪的校正工具有误差,精密测量时环境的温度没有在20度(摄氏温度)。消除系统误差方法有,测量前必须对所有计量器具进行检定,应当对照规程进行修正消除误差。另外,保证刻度对准零位,必须测量前,仔细检查计量器具,保证足够的准确性。 四、检验工具的要求 在对于各种设备、机床的零件和部件以及整机的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、接触精度等进行检测时,为了能够准确、合理、快捷测量可用适当的通用检验工具和专用的检验工具量具配合使用。检验工具和量具要进行等温后才可以进行测量,检验工具不可以放在高的温度环境以及有高的磁场中,以免变形、磁化、锈蚀。 论文关键词:检测误差原因分析 论文摘要:检测是对机械零件中包括长度、角度、粗糙度、几何形状和相互位置等尺寸的测量。机械零件的检测极为重要,它是把握产品质量的关键环节,检测人员必须在充分准备的基础上按照程序进行,并要分析误差的产生原因。 机械零件论文:机械零件检测误差原因分析论文 论文关键词:检测误差原因分析 论文摘要:检测是对机械零件中包括长度、角度、粗糙度、几何形状和相互位置等尺寸的测量。机械零件的检测极为重要,它是把握产品质量的关键环节,检测人员必须在充分准备的基础上按照程序进行,并要分析误差的产生原因。 机械零件的技术要求很多,它有几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材质的化学成份及硬度等。检测时先从何处着手,用哪些量具,采用什么样的先进方法,是检测中技术性很强的一个问题。为了使产品质量信得过,避免出现错检、误检和漏检,对此检测人员应遵守程序,做好各方面工作。 一、测前准备 1、阅读图纸。检验人员要通过对视图的分析,掌握零件的形体结构。首先分析主视图,然后按顺序分析其它视图。同时要把各视图由哪些表面组成,如平面、圆柱面、圆弧面、螺旋面等,组成表面的特征,如孔、槽等,它们之间的位置都要看懂、记清楚。检验人员要认真看图纸中的尺寸,通过看尺寸,可以了解零件的大小,看尺寸要从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析,要分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在关键尺寸中,根据公差精度,表面粗糙度等级分析零件在整机中的作用,对于特殊零件,如齿轮、蜗轮蜗杆、丝杠、凸轮等有专业功能的零件,要会运用专业技术标准。掌握各类机械零件的国家标准,是检验人员的基本功。有表面需热处理的工序零件,应注意处理前后尺寸公差变化的情况。检验人员还应分析图纸中的标题栏,标题栏内标有所用材料零件名称,通过看标题栏,掌握零件所用材料规格、牌号和标准,从中分析材料的工艺性能,以及对加工质量的影响。工作中,我曾遇到这样一个问题,在铣床上加工一批不锈钢支架,因所选铣刀材料不对,造成加工表面粗糙度不好,并且效率较低,严重影响了产品精度与产品质量。我发现了问题严重性后,选择了合适材料的铣刀,试用后,速度又快,表面粗糙度又好。 2、分析工艺文件。工艺文件是加工、检验零件的指导书,一定要认真仔细查看。按照加工顺序,对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算都要认真审阅,同时应了解关键工序的装夹方法,定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求。往往有个别操作者不按工艺中所制订的工序加工,从而对整个机械零件的加工后造成不合格的后果,这一问题常常又被检验人员所忽视。待安装时,不能使用,造成了成批产品报废。 3、合理选用量具、确定测量方法。当看清图纸和工艺文件后,下一步就是选取恰当的量具进行机械零件检测。根据被测工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用。如测量圆柱台阶轴时,带公差装轴承部位,应选用卡尺、千分尺、钢板尺等;如测量带公差的内孔尺寸时,应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。有些被测零件,用现有的量具不能直接检测,这就要求检测人员,根据一定的实践经验、书本理论知识,用现有的量具进行整改,或进行一系列检测工具的制作。 二、检测(测量) 1、合理选用测量基准。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时,要选用精度高,能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。如测量同轴度、圆跳动、套类零件以内孔,轴类零件以中心孔为基准;测量垂直度应以大面为基准;测量辊类零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶(将两端轴承台阶放在“V”型铁上)为基准。 2、表面检测。机械零件的破坏,一般总是从表面层开始的。产品的性能,尤其是它的可靠性和耐久性,在很大程度上取决于零件表面层的质量。研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律,以便运用这些规律来控制加工过程,最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的,如磕碰、划伤、变形、裂纹等。细长轴、薄壁件注意变形、冷冲件要注意裂纹、螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。对以上检测的机械零件,检测完后,都要认真作记录,特别是半成品,对合格品、返修品、报废产品要分清,并作上标记,以免混淆不清。 3、检测尺寸公差。测量时应尽量采用直接测量法,因为直接测量法比较简便,很直观,无需繁琐的计算,如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量,就需用间接测量,间接测量方法比较麻烦,有时需用繁琐的函数计算,计算时要细心,不能少一个因素,如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂,尺寸较多的零件时,测量前应先列一个清单,对要求的尺寸写在一边,实际测量的尺寸在另一边,按照清单一个尺寸一个尺寸的测量,并将测量结果直接填入实际尺寸一边。待测量完后,根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否,这样既不会漏掉一个尺寸,又能保证检测质量。4、检测形位公差。按国家标准规定有14种形位公差项目。对于测量形位公差时,要注意应按国家标准或企业标准执行,如轴、长方件要测量直线度,键槽要测量其对称度。 三、测量误差与原因分析 测量过程中,影响所得的数据准确性的因素非常多。测量误差可以分为三大类:随机误差、粗大误差、系统误差。 1、随机误差。在相同条件下,测量同一量时误差的大小和方向都是变化的,而且没有变化的规律,这种误差就是随机误差。引起随机误差的原因有量具或者量仪各部分的间隙和变形,测量力的变化,目测或者估计的判断误差。消除的方法主要是从误差根源予以消除(减小温度波动、控制测量力等),还可以按照正态分布概率估算随机误差的大小。 2、粗大误差。粗大误差是明显歪曲测量结果的误差。造成这种误差的原因是测量时精力不集中、疏忽大意,比如测量人员疏忽造成的读数误差、记录误差、计算误差,以及其他外界的不正常的干扰因素。含有粗大误差的测量值叫做坏值,应该剔除不用。 3、系统误差。在相同条件下,重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变,或者测量时条件改变,误差按照一定的规律变化,这种误差为系统误差。引起系统误差的原因有量具或者量仪的刻度不准确,校正量具或者量仪的校正工具有误差,精密测量时环境的温度没有在20度(摄氏温度)。消除系统误差方法有,测量前必须对所有计量器具进行检定,应当对照规程进行修正消除误差。另外,保证刻度对准零位,必须测量前,仔细检查计量器具,保证足够的准确性。 四、检验工具的要求 在对于各种设备、机床的零件和部件以及整机的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、接触精度等进行检测时,为了能够准确、合理、快捷测量可用适当的通用检验工具和专用的检验工具量具配合使用。检验工具和量具要进行等温后才可以进行测量,检验工具不可以放在高的温度环境以及有高的磁场中,以免变形、磁化、锈蚀。 机械零件论文:煤矿机械零件加工误差分析与工艺要求浅谈 摘要:本文主要分析了煤矿机械零件加工的误差原因,阐述了在当前形势下,加强煤矿机械零件加工工艺的重要性,针对目前机械加工过程中的误差形成进行研究。笔者通过研究,总结和归纳自身多年工作经验,提出一些加工工艺原则及要求。希望通过本文的分析能帮助提高煤矿机械零件加工工艺水平和质量,更好地提高煤矿产业的经济效益。 关键词:煤矿机械;零件加工;误差分析 前言 机械产品的性能多种多样,其中耐用性与可靠性在很大程度上需要依靠精良的机械加工工艺。一个机械零件往往需要经过许多加工工艺才能完成,并且还要根据零件的大小、生产技术指标等因素选择具体的加工方式,进行针对性的加工。 1.机械加工过程中的误差形成分类 1.1定位过程与机床制造中形成的误差 位误差主要是在定位制造过程中出现数据误差或基准不能重合等原因造成的;机床制造过程中造成误差的原因分为三种:一是传动链误差,也就是传动链两端的传动元件之间进行相对运动所造成,而且随着传动链不断运动,产生的磨损过大,也会形成误差;二是导轨误差,导轨在运动中的磨损不平衡容易造成误差出现;三是主轴误差,主轴在瞬间回转的过程中会产生平均变动量,这种现象产生的误差会影响加工零件的精确度。 1.2刀具的几何误差和受力形变误差 刀具在经过长期的切削工作后会形成磨损情况,逐渐改变工件的形状与尺寸。刀具的自身尺寸与形状会形成刀具几何误差,从而在加工工件时影响工件的加工精度。例如在煤矿机的加工中,如果工件在切削时刚度不足就容易产生形变,这种形变误差对于机械加工而言影响是非常大的。此外,在切削过程中,力度大小会不断变化,也会造成受力形变的误差。 2.加工过程中的误差补偿法分析 误差补偿也就是在加工过程中,最大限度的降低加工误差情况,制造出一种与之前误差不同的新误差形式,补偿加工工艺中的原始误差。例如在制造数控机床的滚珠丝杆时,机械师可以刻意的将螺距磨小,在装配时产生的拉伸力会将螺距拉长,这时螺距就会达到标准大小,从而补偿原始误差。 2.1直接减少误差 工作人员在明确发现误差情况以后,可以直接采取改进措施。例如,在切削细长轴时,工件受到剧烈温度影响而产生形变,工作人员可以进行反向切削的方式直接将形变减小;在磨削薄片工件的两个端片时,可以将所有工件都利用环氧树脂粘强剂粘连在同一块平板上,将工件与平板都固定在吸盘上,上端面磨平之后取下,以上端面磨削程度为基准对其它平面进行磨平,可以直接减少薄片形变。 2.2有效误差分组 在机械加工过程中,每个工序的工艺能力和加工精度都是标准化的,但是对于加工半成品时很难控制其精度。因此可以将半成品的尺寸按照误差大小分为几个小组,以减少误差情况。机械师可以刻意调整工件与刀具之间的位置,以缩小工件的尺寸范围达到降低误差的目的。 3.加工工艺原则及要求 3.1矿零件加工工艺原则 矿机械零件的加工工艺直接关系到煤矿的生产效率。在这一过程中,很多因素都与煤矿的安全生产息息相关,在一定程度上还能直接决定煤矿的生产效率。因此,在设计矿机械的零件时,一方面应根据其规格、零件的大小以及零件的质量进行仔细的检查。另一方面,应在规范工艺原则的前提下,积极改进零件加工技术水平,有效保证其加工精度,从而提高矿机械零件的有效利用率。在矿机械零件的加工过程中,对其加工工艺的要求也是十分严苛的。主要包括以下几点: (1)确立目标。矿机械零件的加工是建立在机械设置的整体要求之上的。只有当零件满足矿机械的要求,才能保证煤矿的生产效率。 (2)确保质量。在机械加工前,应严格把好原材料的质量关,包括零件的质地和耐热性等情况,确保原材料的质量,是矿机械零件加工的先决条件。 (3)确定毛坯。在矿机械零件的加工工艺中,对毛坯的质量也有很好的要求,确定合适的毛坯能大大促进矿产事业的发展。 4.制定工艺路线 在全方位了解相关零件特征的基础上,应清晰的了解零件表面的处理方式,只有这样才能为零件加工提供更好的基础。完成这一项工作之后,应将零件划分成不同的类型,其划分类型主要包括精度、粗糙程度及其区域分布。再根据划分情况制定加工工艺路线。 在整个加工过程中,应注重设备的选择,加工设备的质量与零件的加工质量是密不可分的。其设备的选择根据零件生产量的不同也不尽相同。如需大批量的生产矿零件,应选择专用的工具夹和通用机床;如需小批量的生产矿零件,对于零件的切削用量应由主控人员来操作。总的来看,在矿零件的成产中,不能轻易更改相关零件的规格和切削用量,只有这样,才能保证矿零件生产的安全性和合理性。 4.1矿零件加工工艺的要求 煤矿机械零件加工工艺中应始终遵循“两高一低”原则,高品质、高质量及低成本。应在保证加工质量的基础上,最大限度地减少生产成本,从而提高煤矿生产的经济效益。其要求应包含以下几个方面: (1)技术前提。优质的加工技术是煤矿生产的先决条件。即使现阶段的煤矿产业得到了一定的发展,但是其整体技术水平还是较落后,所以,应以提高矿机械零件的加工技术为己任。 (2)设备的引进。在矿机械零件的生产过程中,先进的设备与机械是必不可少的条件之一。应尽可能拓宽自身的视野,向西方发达国家引起先进的设备,以促进我国煤矿事业的发展。 (3)加工理念的树立。在矿机械零件加工中,应积极提倡加工自动化与机械化,引导相关人员树立正确的加工理念,积极的学习先进技术,为更好地加工矿机械零件提供有效保障。 5.结束语 随着国际机械加工工艺技术的不断进步,我国机械加工技术水平不断提高。技术是煤矿效益的基本前提,尽管煤矿产业的发展较为快速,但是其机械加工工艺水平发展较为缓慢。因此必须学习国际先进技术、引进先进设备,大力提高机械加工工艺水平,以提高质量为前提,降低生产成本,全面提高煤矿生产的经济效益。 机械零件论文:机械零件常用修复措施浅谈 摘 要:机械设备在运行过程中,总会因为零件的破损而影响到机械的正常使用,因此,机械设备在运行过程中,要尽可能地减少对零件的磨损,针对零件的不同破损,选择合适的修复措施进行零件修复。本文就机械零件常用修复措施进行简单的分析。 关键词:机械零件;修复措施;浅析 在机械设备进行运作过程中,多多少少都会对零件造成磨损现象,但是不能因为零件磨损而经常换零件,这样并不利于设备的精确度使用。因此,在使用设备时,对于磨损的零件要经常进行修复,保证零件能够使用的同时,保证设备的正常运行。在修复零件的过程中,要尽量减少零件的维修时间,降低零件修理的成本。本文主要是围绕着机械零件的修复方法进行简单的分析。 1 机械零件常用的修复措施 在正常的机械设备运行过程中,主要对磨损的零件进行修复的方式有以下六种:涂覆修复法、电镀修复法、粘接修复法、焊接修复法、切削加工修复法。 1.1 涂覆修复法 所谓的涂覆修复法主要是指,当零件磨损以后,用电弧或者乙炔火焰将某些合金或者尼龙塑料粉末融化成雾状,然后使其喷向零件的磨损位置,进而其合金或塑料材料能够沉淀到零件磨损表面,在其表面形成涂层,进而修复了零件。这种方式主要适用于轴部位的零件(青铜轴承、导轨灯)修复。值得注意的是,要在零件表层留有适当的位置进行涂层磨削加工处理。 1.2 电镀修复法 所谓的电镀修复法,主要是指对磨损的零件表面镀一层铁或者铬,比较常见的是在零件表面镀一层硬铬。用这种方法修复破损的零件,不光是能够修复零件的大小尺寸,同时还能够加强零件表面的性能,使零件具有更强的耐磨性、硬度、润滑性以及耐腐蚀性等特点,值得注意的是,在电镀之前,要对磨损的零件进行除油和磨削,磨削一般是用细纱布打光,电镀之后还要检查修复的零件是否已经无裂痕、斑点等现象,这样能够排除电镀磨损零件表面的不均匀现象,能够使零件表面更润滑,但是由于电镀强度比较大,铬比较脆,因此电镀不用用来修复受冲击性的零件。 1.3 粘接修复法 所谓的粘接修复法,主要是指在对零件进行修复的时候,一般是对磨损的零件用粘接剂进行修复,这种方法主要适用于修复轴、拔察、套等零件容易断裂的地方。粘接法能够粘接很多金属或者是非金属物质,比如说,在粘接机床导轨时,主要是在导轨面上镶嵌钢或者其他材料的导轨面;对于磨损的轴等材料一般是先镶嵌,再粘接,这样能够保证零件表面出现的气孔、缩孔等位置被粘接重合。在粘接的过程中,不会因为修复能使零件变形,其密封性好,具有耐腐蚀性、耐水、耐油等特点。但是值得注意的是,在粘接之前,要对零件磨损的部位进行清理,这样才能够保证在使用粘接剂粘接时,不易产生过多的气孔,影响零件的使用。粘接法修复零件时,其抗冲击性不够,不宜在高温条件下进行,耐老化性也不强,因此修复的零件不宜长时间使用。 1.4 焊接修复法 焊接修复法,主要是指对零件磨损的部位或者说是在局部断裂的情况下,采用焊接的方法进行修复。一般来说,焊接修复法是采用振动电推焊的方式对齿轮、花键轴、主轴等零件进行修复,在零件磨损的表面进行焊接,涂抹耐磨的物质;用气焊的方式焊接磨损的合金钢、有色金属、碳素钢、其他合金等零件,之所以用气焊修复这些零件,首先是因为气焊设备比较简单、轻便,在修复过程中能够修复低融点的零件,有时候也会用手工电弧焊的方式修复合金钢、碳素钢等零件。利用手工电弧焊的方式修复零件,首先是因为其能够焊接比较厚的零件,同时焊接时不容易产生缝隙,设备轻便、简单,焊接质量根据焊接工作人员的技术掌握能力而有所不同;气焊的方式虽然焊接质量好,但是相对的成本比较高,尤其是利用氩、氦弧焊进行不锈钢、铝、镁、耐热钢、钛合金等零件的修复,对它们采用填充金属的钎焊进行焊接,众所周知,钎焊的温度比较低,因此焊接之后的零件不宜变形,能够适用于合金钢、有色金属、碳素钢或其他合金材质的零件修复。 1.5 切削加工修复法 所谓的切削加工修复法,主要是指,在修复零件磨损部位时,根据实际的磨损情况。利用切削技术(乱削、研磨、钻孔、锉削、攻螺纹、矫正与弯形、扩孔、套螺纹、铰孔、锯削等)对磨损零件进行加工修复,使零件能够正常使用。 2 机械加工修复法 所谓的机械加工修复法,主要是指利用机械设备来修复磨损的零件,具体操作主要以下几种修复方法。 2.1 镶嵌零件修复法 所谓的镶嵌零件修复法,主要是指在修复磨损的零件时,可以添加一个零件充当磨损的部分发挥作用,进而与设备配套使用。主要的镶嵌零件修复发有以下几种:加垫法,这种方法主要是用在轴肩的零件磨损时,用切削的方式去掉磨损部分,然后添加合适尺寸的垫进行补偿;镶套法。这种方法主要是针对箱体类零件中有孔的部位磨损时,可以切削加工,使磨损的控扩大,然后镶嵌一个合适尺寸的套,进行补偿配套。 2.2 局部修复法 所谓的局部修复法,主要是指当零件某个部分发生磨损之时,而其他部分可以正常使用的情况下,可以单纯地去掉磨损部分,然后配制合适的新件进行组合固定,可采用的方法有焊接、压配、螺纹连接、粘接等。对于一些齿轮断裂情况的修复,可以采用镶齿法进行修复。 2.3 改变尺寸修复法 所谓的改变尺寸修复法,主要是指,在对磨损的零件进行修复,根据零件与设备配套的尺寸,进行配套修复,保证零件修复之后能够和设备配套进行运行,这种修复方法在对结构比较复杂的零件进行修复时,要经过精度测量,主要是对其进行切削加工,这样才能够对磨损的零件进行配制。 3 总结 时代在发展,高新技术的出现,使得机械零件在出现磨损的情况下,可以采取相应的措施进行修复。零件修复质量的好坏,直接影响到设备使用的情况,因此,应该重视对零件修复的工作,这样才能够保证零件正常发挥功能,不影响设备的运作。 作者简介:丁永昌(1956―),男,云南通海人,一级教师,本科,研究方向:机械工程类。 机械零件论文:机械零件设计中几何公差的合理选用分析 【摘要】现代各类企业的蓬勃发展,所需要的机械设备数量大,种类繁多。在该社会形势下,机械制造业也得到了长足的发展。对于机械零件的设计是与之相配套的产业。在进行机械零件设计时几何公差的合理选用会受到各种因素的影响,其选用的基本原则也会有所差别,也直接影响到设计的合理性及零件的质量,具有重要的意义。本文简单阐述了合理选用几何公差项目的根据,如功能及精度要求、结构特征、项目特点及便于检测等;公差原则的选用;基准要素;几何公差值等,为从事机械零件设计的人员提供一定的参考与借鉴。 【关键词】机械零件;设计;几何公差;合理选用;研究 前言 机械制造业为各个产业提供了先进机械设备,保障生产的正常及生产力的提高。科学技术的进步促进了其发展,零件制造、修理行业等配套产业也随之得到了长足的发展。零件的设计与制造业与机械制造业的关系极为密切。在进行机械零件的设计时,需要注意许多方面的因素,包括零件的尺寸精度、表面质量、几何精度等,其能够直接影响到产品的质量。零件设计精度、使用功能、质量等又受到几何公差项目、公差原则、基准、公差值等方面的限制,因此对其进行深入的研究是十分有必要的。 1、几何公差项目的选用根据 选用几何公差项目是的基本原则是在尽量达到零件功能要求的情况下,运用较少的几何公差项目,得到良好的的经济性。因此需要先掌握零件的功能及精度要求,并集合零件的结构特征、项目的特殊性质、便于检测等,综合把握,具体内容如下: 1.1功能及精度要求 在达到零件的功能及精度要求时,应充分考量形位误差带来的影响,如零件的配合程度、可靠性、装配的互换性、工作精度等。在设计时,为了确认保障零件性能所需要选用的几何公差项目,需要全面掌握设计目标零件的各项使用性能,如在保障一对锥齿轮良好的啮合传动,在箱体上安装锥齿轮轴时需要打孔,此时则需要掌握其垂直度要求;由于车床主轴旋转时对精度要求较高,因此需要规定其前后颈的轴度保持一致,以保障主轴的精度[1]。 1.2结构特征 零件自身的结构特征对于可选择的几何公差项目有着决定性的影响。零件的结构分为许多不同类型,因此要素的选择也有所区别。如果属于平面要素的零件,一般选择平面度、平行度误差;有曲面要素的零件一般选择面轮廓度;如果是圆柱体零件,则需要结合零件的各种要素合理选择,包括素线直线度、轴线直线度、圆柱度、圆度、径向圆跳动误差等;阶梯孔零件一般存在同轴度误差,另外零件上存在孔或者轴时,孔或者轴的位置会存在一定的偏差。 1.3项目特点及便于检测 机械零件设计过程中,需要掌握各个几何公差项目的特点及其联系,不仅要满足功能要求,还应选用检测方法易行的项目,如形状公差、定位公差、跳动公差等。形状公差可以控制其他部分公差;定位公差带能够对相同要素的定向公差及形状公差进行有效控制,使之保持在一定位公差范围内,其具有综合控要素的位置、方向、形状等性质的功能;跳动公差则能够控制其他几何公差,径向全跳动公差具有极强的综合性,能够全面控制圆柱零件的圆度、圆柱度、素线等[2]。 2、公差原则 公差原则的应用是在机械零件设计的过程中需要充分考虑的。公差原则是指协调几何公差和尺寸公差关系的原则,根据性质的不同可以分为独立原则及相关要求两个类型,具体内容如下:①独立原则 其是属于几何公差和尺寸公差需要遵循的首要原则。具体是指几何公差及尺寸公差需要分别达到相关要求、没有联系及影响的公差原则,适应该原则的情况较为丰富,包括齿轮箱各孔的尺寸精度、各孔轴线的平行度等对尺寸及形位精度要求较高且需要分别满足的方面;平板形状精度要求高而尺寸精度要求低等对尺寸及形位精度要求差别较大的方面;对保证运动精度、保证密封性及未注尺寸公差与几何公差的方面等;②相关要求 其是指图样中的尺寸公差和几何公差二者之间相关的公差要求,包括包容要求、可逆要求、最大实体要求、最小实体要求等。包容要求主要应用于保障孔、轴的配合性质等重要的配合;可逆要求一般需要配合最大实体要求或最小实体要求使用,应用范围较为狭窄,仅能应用于被测要素,而无法应用于基准要素。最大实体要求的主要作用是保障被测中心要素及基准中心要素零件的可装配性场合;最小实体要求的作用主要应用于保障最小壁厚的方面[3]。 3、基准要素 基准要素的确认是确定位置公差项目是必须的工作之一。合理选择几何公差项目的基准,需要参考多方面的因素,不仅包括零件的结构特点、基本功能、设计要求、加工工艺、装配等要求,还需要根据各个及基准统一的原则,包括设计基准、加工基准、测量基准、装配基准等,进行合理选用,具体考虑以下几个方面:①在加工零件的过程中,需要采用在夹具中定位的相关要素作为基准,包括加工较为平整的表面、接触面积较大,工件将其作为表面定位的参照物,提高重心的固定性,保障工件的稳定性等要素;②在零件结构设计方面可以采用长度及面积均较大,且刚性优良的要素作为基准,能够提高基准的稳定性及准确性;③零件在制作完毕后行检验时,需要采用在计量器具有定位作用的相关要素作为基准;④进行零件装配时,应选用零件相互咬合、相互接触的表面作为各个零件的基准, 使得装配符合基本要求[4]。 4、几何公差值 几何公差值确认的方式可以分为计算法和类比法。一般情况下采用类比法予以确定。其是根按照零件的结构特点、功能要求、结合设计经验及相关资料,将其与已经验证的类似零件的基本要求,进行全面的对比分析,最终予以确认。在进行类比时有几点注意事项,具体如下:①一般情况下,中、高精度零件的形状公差值在占尺寸公差值中的占比约为25%~65%之间,位置公差值在尺寸公差值中的占比约为50%。中等精度的几何公差值可以和尺寸公差保持一致,中等尺寸与和中等精度零件的表面粗糙度值在几何公差值中的占比约为20%~25%之间。②在下列情况下,充分考量加工难度及辅助参数的影响,在达到零件功能要求的条件下可适当降低2个左右的公差等级,包括与轴、细长相比较大孔;轴、间距较大的孔;轴或者零件表面的宽度超过长度的一半等。 5、总结 机械制造业的发展也带动了其上游、下游及周边产业的发展。零件制造即为其十分重要的产业。由于机械设备的类型、型号、规格等均有较大的区别,其所需的零件差异也十分巨大。在进行零件设计时,为了达到适应各类机械产品的使用要求、性能标准等,对于其设计的精确度有着较高的要求,几何公差的合理选用是提高设计精确度的重要途径之一,其直接影响到零件的使用质量、性能等均有着直接的影响。在实践的过程中还需要设计人员先全面掌握各项零件的各项要素,如机械设备的要求、性能要求、功能设定、制造技术、使用材料等,综合把握,合理选用几何公差,提高零件设计的精确度,保障产品质量,促进机械制造业的发展。 机械零件论文:机械零件的许用应力和安全系数分析 摘 要: 强度条件是机械设计中应满足的一个基本条件,即在一定的外力作用下,要求零件不发生断裂和塑性变形,零件是否具有足够强度的判定标准就是许用应力。机械的强度设计,必须考虑载荷的情况及所选用的材料。强度计算应分析零件的载荷及产生的应力,然后根据失效类型确定许用应力,使零件的工作应力不超出许用应力和安全系数。因此,合理地选用许用应力和安全系数是强度计算的关键。 关键词: 机械零件 许用应力 安全系数 在机械设计过程中,主要零件的基本尺寸往往是通过强度计算、刚度计算等确定的。机械的强度设计,必须考虑载荷的情况及所选用的材料。不同的材料在相同的载荷作用下的断裂情况不可能完 全一样,同一材料在不同的载荷作用下的断裂情况不可能相同。因此,进行设计计算时应先确定该零件工作时所承受的载荷和应力的性质,并根据所选用的材料、热处理方式和使用要求,合理选择许用应力和安全系数[1]。 1.载荷和应力 4.许用应力和安全系数 安全系数(或许用应力)的选择,对零件的尺寸有很大影响。若安全系数选得过大,则许用应力过小,将使结构笨重,浪费材料;反之,安全系数选得过小,则许用应力过大,零件将不够安全[3]。 机械零件的设计,在保证机件强度的条件下,材料要耗费最少;尺寸要最小;重量要最轻。因此,在静载荷作用下,用塑性材料制造的机件,其危险断面上的实际应力大小不应超过材料的屈服极限。在变载荷作用下,机件的实际应力不应超过材料的耐久极限。 正确的选择许用应力是很复杂的问题,它与材料、载荷情况、机件形状等有关,任何一个许用应力的选择都决定了材料的消耗量及机件的使用年限,同时改变了机构的形式,所以许用应力及安全系数的正确选择,对于机械设计工程师来讲是最基本的知识,同时是最重要的知识。 机械零件论文:我国机械零件加工工艺的分析与研究 【摘要】随着科学技术技术突飞猛进的发展,数控技术的不断发展和应用领域的扩大,数控加工技术在机械制造业的发展起着越来越重要的作用,数控机床已经成为零件加工的主要工具之一,解决了机械制造中常规加工技术无法解决复杂型面零件的加工,使机械制造的发展进入了一个新的阶段。本文通过对机械零件加工工艺的研究,针对常见的机械零件的加工,进行了工艺方案的分析,确定主要常见零件的加工方法等,希望通过对本文的研究,能够对机械零件加工工艺起到一定的帮助。 【关键词】机械零件;加工;工艺;分析 在机械零件制造业中,其组成零件的材料、结构和技术要求各不相同,各种工具的用途和性能也不同。所以,各种零件的加工工艺是不同的。在各种零件中,最常见的有齿轮类、箱体类和轴类零件等,本文通过对这几种常见的机械零件加工工艺进行了分析与研究。 一、机械零件加工工艺概述 (一)机械零件加工准备 1.确定毛坯 在加工机械零件之前首先要选料、确定毛坯。正确选择毛坯的删选加工方法,这样有利于提高机械零件加工的合格率和利用率。在选择毛坯时,应考虑零件的复杂程度、生产批量的大小、技术要求等方面的因素。在通常情况下,主要应以生产类型来决定。 2.对零件进行工艺分析。本环节主要包括以下几点内容:第一、分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性;第二、分析零件主要加工尺寸、类型等方面的内容;第三、分析加工零件的作用及技术要求。 3.制订机械加工工艺路线。本环节主要包括以下几点内容:第一、制订工艺路线;第二、选择定位基准;第三、确定各表面的加工方法。 4.选择机床及工、夹、量、刃具。加工不同的机械零件要对机床以及相关工具进行调试与校准,争取做到开工前的设备准备充足,以免出现加工过程中的失误与材料浪费。 (二)机械零件加工工艺特征 对零件的特征进行全面、系统而准确地分类有着重要的意义,它可以以使工作人员能够更加方便地获取零件的工艺和制造方面的信息等。因此,对零件特征的分类要具有以下的要求。第一,不同的特征之间要存在相互联系;第二,特征分类覆盖面要广,特征描述要体现高效、简易。本文从加工的角度来对零件的特征进行了合理的分类,主要分为形状特征、材料特征、精度特征、工艺特征、制造资源特征。 图1-1 零件加工特征的分类 第一,形状特征,它是零件的加工特征中最主要的、种类最多的特征, 主要是用来描述零件中具有一定功能的几何形状。第二,材料特征,主要用于材料的类型、热处理要求与硬度值等信息的描述。第三,精度特征, 用于描述加工零件的尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度等方面的信息。第四,工艺特征,主要是对工序步骤、装夹定位、切削用量、加工余量和走刀路线等工艺规则的信息集合。第五,制造资源特征,是对机床设备、定位和夹具装置的资源集合。 二、各种主要机械零件的加工工艺分析 (一)轴类零件的加工工艺分析 轴类零件是旋转体零件,所以,这种类型的零件在加工过程中是经常遇到的零件之一。根据轴类零件结构形状的不同,它可分为空心轴、阶梯轴、光轴和曲轴等。现将轴类零件的加工工艺分析如下。 1.轴类零件的毛坯和材料 第一,轴类零件的毛坯。 大型轴或结构复杂的轴采用铸件,常用圆棒料和锻件。根据生产规模的不同,毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。第二,轴类零件的材料。轴类零件材料是由很多种类型组成的,常用的有45钢、轴承钢GCr15、低碳合金钢、弹簧钢65Mn等。 2.轴类零件一般加工要求及方法 第一,轴类零件加工工艺规程注意点。工艺规程制订得是否合理,直接影响到劳动生产率和经济效益。在制订机械加工工艺规程中,须注意以下几点。一是零件图工艺分析,要研究产品装配图,要做好技术要求的相关准备工作。二是精基准选择,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准,使定位基准与测量基准重合。三是粗基准选择,选牢固可靠表面为粗基准,应选非加工表面作为粗基准。同时,粗基准不可重复使用。四是渗碳件加工工艺路线,一定要做到加工顺序正确。因此,在制订工艺规程时,尽量采用先进加工方法,制订出合理的工艺规程。第二,轴类零件加工工艺方法概述。轴类零件加工工艺方法主要包括以下几点:一是采用车削细长轴的车刀。一般车刀前角和主偏角较大,精车用刀常有一定的负刃倾角,以减小径向振动和弯曲变形,使切屑流向待加工面。二是采用反向进给。这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座,大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。三是采用跟刀架。 采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响,使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致,从而减少切削振动和工件变形。四是改进工件的装夹方法。在高速、大用量切削时,有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象的产生。第三,轴类零件加工顺序的几个问题。处理好基准定位之后,我们还需要注意加工顺序的几个问题:一是铣花键和键槽等次要表面的加工一般安排在精车外圆之后;二是深孔加工应安排在调质后进行,可以有效避免热处理变形对孔的形状的影响;三是数控车削加工,采用数控加工设备为生产的现代化提供了基础,数控车削加工既提高了加工精度,又保证了生产的高效率;四是外圆表面的加工顺序,应先加工大直径的外圆,然后加工小直径外圆。 3.轴类零件加工的工艺分析 第一,轴类零件加工的工艺路线。轴类零件加工的工艺路线主要为:一是粗车―半精车―精车;二是粗车―半精车―粗磨―精磨;三是粗车―半精车―精车―金刚石车;四是粗车―半精―粗磨―精磨―光整加工。第二,典型加工工艺路线。主要为:毛坯及其热处理―预加工―车削外圆―铣键槽―(花键槽、沟槽)―热处理―磨削―终检。第三,轴类零件加工的定位基准和装夹。主要包括以下几点:一是以工件的中心孔定位。中心孔不仅是车削时的定为基准,又符合基准统一原则。二是以外圆和中心孔作为定位基准。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。三是以带有中心孔的锥堵作为定位基准。锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准,又是空心轴外圆精加工的基准。生产中,锥堵安装后一般不得拆下和更换,直至加工完毕。四是以两外圆表面作为定位基准,可消除基准不重合而引起的误差。在加工空心轴的内孔时,可用轴的两外圆表面作为定位基准。 4.轴类零件加工分析 第一,零件设备的选择。数控车床具有加工精度高、刚性良好,能够加工尺寸精度要求较高的零件,能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿。根据零件的工艺要求,一般可以选择采用步进电动机形式半闭环伺服系统。这类车床设置三爪自定心卡盘,适合车削较长的轴类零件。第二,零件毛坯、材料的分析。①材料的分析。塑性、提供冷切削加工、强度、硬度、机械性能都跟工件的材料有关,所以选择适合的零件毛坯、材料是非常关键的。②毛坯的分析。轴类零件的毛坯有棒料、锻件和铸件三种。铸件:适用于形状复杂的毛坯。锻件:适用与零件强度较高,形状较简单的零件。第三,确定工件的定位与夹具方案。在装夹工件时,应考虑以下几种因素:结构设计要满足精度要求;抵抗切削力由足够的刚度;易于定位和装夹;尽可能采用通用夹具,必须时才设计制造专用夹具;易于切削的清理。 5.切削用量和走刀顺序 第一,机械零件加工的走刀顺序和路线一般为:基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精。第二,切削用量的选择。对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证合理的刀具耐用度;保证零件加工精度和表面粗糙度。一是主轴转速的确定。二是进给速度(进给量)的选择。三是背吃刀量确定。切削用量的选择方法:精车时,应着重考虑如何保证加工精度。粗车时,应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。 6.保证加工精度的方法 采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺可以控制对零件加工精度的影响。第一,采用合适的切削液。切削液主要包括非水溶性切削液和水溶性切削液。第二,刀具半径的选定。一是刀具较小时不能用较大的切削量加工。二是刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。 (二)箱体类零件的加工工艺分析 1.箱体类零件的技术要求分析 第一,表面粗糙度。一般箱体零件装配基面表面粗糙度为1.6μm,主要孔表面粗糙度为0.8μm。第二,孔与平面间的位置精度。一般箱体零件主轴孔中心线对装配基面的平行度误差为0.04mm。第三,孔系的技术要求。对孔轴线间的尺寸精度、平行度、垂直度误差等,均应有较高的要求。孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。第四,平面的精度要求。 2.箱体类零件的加工工艺过程 箱体零件的典型加工路线为:平面加工-孔系加工-次要面加工。本文的箱体的加工工艺路线如表1所示。 表1 车床主轴箱体零件的加工工艺过程 3.箱体类零件的加工工艺过程分析 第一,箱体加工定位基准的选择。一是粗基准的选择。一般宜选箱体的重要孔的毛坯孔作粗基准。由于铸造时内壁和轴孔是同一个型心浇铸的,因此实际生产中,一般以轴孔为粗基准。二是精基准的选择。精基准的选择一般优先考虑基准重合原则和基准同一原则。第二,主要表面的加工方法选择。一是箱体的主要加工表面有平面和轴承支承孔。二是箱体上公差等级为IT 7级精度的轴承支承孔,一般需要经过3~4次加工。箱体平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和铣削,也可采用车削。当孔的加工精度超过IT 6级,还应增加一道精密加工工序。第三,箱体加工顺序的安排。一是先面后孔的原则。由于箱体上的孔分布在平面上,所以先加工平面对孔加工有利。二是先主后次的原则。对于次要孔与主要孔相交的孔系,必须先完成主要孔的精加工,再加工次要孔。三是孔系的数控加工。车床主轴箱体的孔系也可选择在卧式加工中心上加工,因为它减少了装夹次数,提高了生产率。 (三)齿轮零件的加工工艺分析 1.普通精度齿轮加工工艺分析 齿轮加工工艺与加工过程还是比较繁琐的,在加工过程中可以分为若干个加工环节。一般情况下,加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段,这个阶段虽然处于初加工,但是却很关键。第二阶段是齿形的加工。这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理。加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。在这个阶段中首先应对定位基准面进行修整,以修整过的基准面定位进行齿形精加工,可以使定位准确可靠,以达到精加工的目的。 2.齿轮加工工艺过程分析 第一,基准的选择。一般基准的选择可分为:对于空心轴,用两端孔口的斜面定位;带轴齿轮主要采用顶点孔定位;孔径大时则采用锥堵。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。为了减少齿轮加工过程中的定位误差,在加工齿轮时应注意以下几点:一是需要加工的齿轮定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来;二是需要加工的齿轮在内孔定位时,其配合间隙应近可能减少,以利于精确度的提高;三是需要加工的齿轮、车床应选择基准重合、统一的定位方式。第二,齿轮毛坯零件的加工处理。齿轮零件的加工应注意对其毛坯的加工处理,在这一环节过程中我们要注意以下几点:一是当齿轮毛坯零件以齿顶圆直径作为测量基准时,必须严格控制齿顶圆的尺寸精度。二是保证齿轮毛坯零件定位端面和定位孔或外圆相互的垂直度。三是需要提高齿轮内孔的制造精度,减小与夹具心轴的配合间隙。第三,齿形及齿端加工。齿形加工方案的选择取决齿轮精度等级、设备条件、表面粗糙度、硬度等。齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。齿端加工必须在淬火之前进行,通常都在滚(插)齿之后,剃齿之前安排齿端加工。 三、机械加工工艺对加工精度的影响 1.热变形对加工精度的影响。有三种热变形会对加工精度产生较大的影响:第一种,刀具热变形对加工精度的影响。降低刀具热变形常会使用以下两个方法:一是在刀具上涂抹润滑剂;二是选用合理的切削参数。第二种,机床热变形对加工精度的影响。所以女要采取相应措施降低因机床热变形对加工精度的影响。第三种,工件热变形对加工精度的影响。 2.受力变形对加工精度的影响。解决这类问题的方法是适当地减小作用在工艺系统上的外力,增加工艺系统的刚度,这样就可适当缓解外力对加工工艺系统的影响。 3.几何精度对加工精度的影响。在对机械零件进行切削加工工艺时,主轴往往会出现回转误差,这种误差会影响零件的加工精度。除此之外,刀具也会出现同样的问题。所以,机床和刀具在使用的过程中要进行定期的检查。 机械零件论文:机械零件加工精度的影响因素及提高措施 【摘 要】工件的加工步骤繁琐,每个步骤都会成为机械加工工件质量的影响因素,在工件加工过程中,如何避免或者减少这些因素对加工精度的影响,是首先需要考虑的,笔者基于在机械加工过程中积累的经验,在本文中对影响机械零件加工精度的影响因素进行了分析,并且提出一些提高工件加工质量的措施,旨在为提高机械零件加工精度提供帮助。 【关键词】机械加工 加工精度 避免误差 零件是机械产品的主要组成部分,任何一个零件对机械产品的质量都有影响,零件质量不仅影响机械产品的使用寿命,更是影响机械产品性能的主要因素,因此,要提高机械产品质量,需要从机械零件的精度加工说起,机械加工质量有两种评判标准,加工精度以及表面质量,在多方面因素与实践操作中,由于工件与刀具产生的位置偏移,就会导致工件不可能达成理想要求,可以用加工精度与加工误差来表示,前者主要是判断产品的规格参数与理想规格参数的相符程度,后者是指参数相差程度。 一、加工原理误差 加工方法大同小异,其加工误差也大同小异。 (一)近似加工运动造成的误差 对于零件的加工可以称之为是一条生产线,通过相同的刀具与工件材料相同的运动方式对工件进行精加工,虽然运动与作用相同,但是由于各种因素的误差,终会导致其加工过程总出现不理想的一面,从而产生工作原理方面的误差。导致机床与夹具更为复杂,也就使制造变的跟家困难。 (二)采取近似刀具轮廓造成的误差 在工件加工过程中,很少有刀具可以做到符合理论曲线,大多是刀具的理论曲线都是由有弧度的曲线或者直线来代替,使刀刃刃口更加吻合与理论曲线。例如:利用滚刀切开渐开线齿轮时,其中的滚刀大多数就是由多用阿基米德基本蜗杆渐开线基本蜗杆,以至于出现加工原理方面的误差。 二、机床几何误差及磨损对加工精度的影响 机床是孕育生产工件的地方,工件的产出需要机床对材料进行不断的运动,所以机床精度的高低对工件精度加工有着最为直接的影响,笔者挑出三种导致工件误差的主要形成原因进行阐述: (一)主轴回转误差 主轴回转误差直接可以影响到工件的位置精确度与形状的精准度,姑且可以分为径向跳动、角度摆动以及轴向跳动,在不同的表面加工过程中,主轴径向跳动会受到影响,从而导致其工件加工出现误差。比如:通过车床对外圆或内孔加工过程中,主轴的径向跳动将引起工件的圆度误差,但对于端面加工却未有直接的影响。车端面时,主轴的轴向跳动将造成工件端面的平面度误差,以及端面相对于内、外圆的垂直度误差;车螺纹时,会造成螺距误差。主轴的轴向跳动对加工外圆或内孔的影响不大。主轴的角度摆动与主轴的径向跳动对加工误差的影响较为相似。主要区别在于主轴的角度摆动除对工件加工表面的圆度可能造成误差外,对工件加工表面的圆柱度也可能造成误差。 (二)导轨误差 导轨承担了机床的承载与导向作用,并且确定机床的运动基准以及主要部件的相对位置基准,导轨出现误差将很明显的在工件上呗体现出来,无论是工件的形状还是精度,受到导轨误差影响后,其精度影响无疑是最大的,因为导轨水平线内的误差,将直接被反映在所加工工件的法线方向上。但是导轨的垂直平面的误差对工件的加工精度影响就不大,甚至可以说成为没有任何影响,导轨平行度如果有误差,就会导致工作台在运动过程中发生摆动现象,这种运动状态下,刀具无意中也就形成了“空间曲线”,致使加工工件产生误差。 (三)传动链误差 传动链是工件在整个运动过程中,表面运动最为明显的一项环节,其机构也较为复杂,主要由蜗杆、齿轮、蜗轮、螺母以及丝杆等一些传动元件组成,当这些元件在工作工程中,也就是加工或者装配以及使用的过程中出现的损坏,就会导致传动链误差,而传动链的误差也有两个因素影响,传动链的路线长度与机床传动链误差成正比,传动链损坏部件数量与传动链误差成正比,在众多误差中,传动链误差是到时加工工件表面受到影响最大的误差因素。 三、工艺系统受热变形引起的误差 在不同热源的供应下,由于热引发的工艺系统变形并不少见,由于每个环节每个系统所使用材料的不同,所以其受热变形的程度也不一样,而且工艺系统热分布不均匀,也导致工艺系统的变形,不得不说,热变形导致的加工误差在总加工误差中所在比例在百分之四十到百分之七十之间。 (一)机床热变形导致的加工精度误差 机床结构发杂,加上手动热源的影响在机床的各个部位散热情况分布不均,引起机床不同程度的变形,由于变形,就会导致机床内部结构发生改变,破坏机床每部各个元件相互位置的关系,致使工件的加工受到极大影响,当然,由于机床结构的不同与机床受热的不同,也导致其精加工误差。 (二)刀具热变形对加工精度的影响 刀具是对工件精加工的直接接触设备,虽然其尺寸较小,并且热熔量不高,但是热量影响到刀具,刀具发生长度或者尺寸的变形,对工件的精加工产生不可估量的影响,当然虽然其变形程度不会太大,一些粗糙的工件加工还好,但是对一些高精工件来讲,这种误差也会带来巨大的影响。 四、提高工件精度措施 (一)减小原始误差 对于减少原始误差,首先要提高机床各个部件的精度,包括夹具、量具等,其次要尽可能的降低,工艺的磨损变形,根据上文中提到的误差,尽可能的在工艺以及设备上找出原因,针对各个“病症”对症下药,通过制定措施减少运势误差,并且要提高机器的精准度,笔者认为在刀具误差方面要下大工夫,进可能的减少其形状以及位置方面的误差。 (二)加大科技投入力度 通过科学技术提升工艺精度是各个领域都急切需要的,对于机械零件加工也是一样,需要有大量的高科技投入,通过可接手段减少零件误差,积极研发新方法,寻找创新手段,从而提高加工精度。 (三)误差预防 通过长时间的试验分析,例如误差转移法或者误差分组法等方法转变误差关系,当某一种方法对于预防误差起到明显效果时,进行投入使用。 四、总结 要提高机械零件的精度,就需要尽量避免工件精加工误差,本文通过对影响机械零件加工精度的影响因素进行阐述,并且提出一些提高工件加工质量的措施。希望我国在相关工作者在实践中不断努力,推动我国机械零件精加工技术的发展。 机械零件论文:机械零件的检验与鉴定 摘要:随着我国机械化的发展,机械零部件的检验与鉴定显得十分重要,要对零部件的技术状况进行合理检验与判断,就需要使用正确的检验和鉴定方法。 关键词:机械零件;检验;鉴定 引言 机械零部件的检验与鉴定是一项细致的工作,其包括的内容广泛,使用方法也非常多,在实际工作中,要充分结合实际情况,正确掌握检验的原则和方法,熟悉技术规范及零件的使用条件,做好机械保养工作。 一、日常工作中检验和鉴定机械零部件的基本原则 1、保证质量原则 无论是检验还是鉴定,其直接目的都是确保零件部件完好无损,根本目的都是保证机械的正常运作,换言之,是为了令机械能够正常安全地使用。为了实现这个目的,检验和鉴定机械零部件时要遵循的第一原则就是保证质量,在保证质量的基础上才能尝试缩减检验时间、提高鉴定效率等一系列的技术拓展,进而令机械可以获得更高的使用率、工作效率与使用寿命。 2、技术规范原则 无论检验还是鉴定,都有一定的工作程序和技术规范,在实际的工作中,这些程序和规范必须严格执行,不能擅自更动和变换顺序。如果在检验和鉴定的过程中发现了不合格或者已经报废的零部件,则必须立刻按规范进行修理和更换,不能姑息容忍,否则不只会增加机械操作人员的安全隐患,而且也有可能威胁到检验和鉴定人员自身的安全。 3、技术改进原则 我国的机械本身正在不断进步,新的机械也在不断出现,所以相关的检验和鉴定技术也是动态的、发展的。负责检验和鉴定的技术人员不能固步自封,要时刻关注最新的相关技术和工艺,对旧有检验鉴定的方法加以改进,令检验鉴定工作在准确性与检验效率上得到最及时的提高,这样才能适应最新的机械发展和使用情况。 二、日常工作中检验和鉴定机械零部件的主要内容 对机械零部件进行检验和鉴定可以说是机械总体的检验工作中最重要的一环,其具体内容可以按需检验和鉴定的零部件特征分为以下六种: 1、对形状和尺寸进行检验和鉴定 机械运行时,其零部件有可能产生弯折或扭曲,进而令自身精度降低。因此检验和鉴定时需要确认其形状和尺寸,对弯曲度、椭圆度、扭曲度、垂直度、直线度等参数进行详细测定。需要注意的是,有些参数只对应特定的零部件。比如,直线度这一参数只需在检验液压缸的内控表面时测定即可。 2、对材料性质进行检验和鉴定 对材料性质进行检验和鉴定主要集中在材料质量上包括合金材料中各种成分的比例鉴定、对渗碳层中实际含碳量的鉴定、对绝缘材料和导电材料险能的检验、对镀铬层结构的鉴定、对橡胶材料老化速度与老化程度的检验等。 3、对基体和表面材料之间的结合强度进行检验和鉴定 零部件的基体金属之上会为了防腐等原因而添加表面材料,常见的表面材料添加方法有电镀、喷镀、堆焊等,这些方法会赋予基体和表面材料一定的结合强度,在检验和鉴定零件时需要对这一强度进行详细确认。 4、对内部缺陷与表面质量进行检验和鉴定 从内部缺陷来说,需要检验和鉴定的缺陷包括焊接时产生的缝接缺陷、零部件内因为热处理等原因而产生的裂痕与砂眼、浇铸产生的气孔或者碳渣等;从表面质量来说,需要检验和鉴定的部分包括刮痕、表面光洁度、腐蚀程度、吸附性(针对润滑油)、硬化层的厚度、裂纹剥落等。 5、对磨损程度与机械性能进行检验和鉴定 在测定机械零部件的磨损程度之前,需要先鉴定和计算其磨损极限,这里可以参考相关的说明书,根据磨损极限确定目前零部件的磨损程度,常见的需要检验磨损程度的部件包凸轮结构和横梁等,前者容易出现的磨损是弯曲或顶尖,后者容易出现的磨损是裂纹。在检验和鉴定零部件机械性能时则要同时考虑物理与化学两方面的性能,包括硬度、强度、高温强度、耐蚀性、高压强度、抗拉韧性等。 6、对总体的动态平衡和零部件配合度进行检验和鉴定 一台机械中必然具有多种不同的零部件,只有这些零部件彼此有效配合、共同运转,机械才能正常运行,所以在检验和鉴定机械零部件时,除了确认其单独的性能外,还要检验体的运行情况和配合度。举例来说,机械中的部分组件在运行时需要高速运转,比如曲轴和风扇,这些组件在运转时必须能维持动态平衡才行;不同组件之间都具有严密性、啮合度、同心度等参数,这些体现零部件,总体配合度的参数也需要进行检验和鉴定。 三、检验和鉴定的常用方法 1、感觉检查 感觉检查方法是一种比较传统的检查方法,这种方法靠的检修人员的经验,他们不使用任何的仪器,而只借助比较简单的量具,就可以凭自己的直觉经验判定机械零件的状况。这种机械零件的检验方法一般用于那些精度要求不高、缺陷较为明显的机械零件检修中。对于这种零件的检修一般都只是对其进行定性分析,只有当有必要时,才使用相应的仪器设备一起对相关的机械元件进行测试检验。一般来说,感觉检验鉴定法主常用的有以下几种:第一,目测。就是机械零件检验工作人员用自己的肉眼或者借助放大镜对零部件进行观察,并略估零件的断裂或者剥落情况。第二,耳听。机械零件检修人员使用工具对其进行敲击,凭借其发出的声音来对其是否存在问题进行判断。第三,触觉法。作为熟练的修理人员对零件用手触摸就可判定零件是否磨损和磨损程度。通过用手对零配件进行转动或者晃动能够对零部件是否松弛和之间的间隙大小进行判定。在机器刚刚工作的时候可以触摸零件的温度以达到对其工作状态的判定。第四,比较法。对于机器零部件的好坏判定可以将其与新的零部件的转速以及运行进行技术比较。 2、仪器鉴定法 仪器鉴定法是检验机械零部件的常用方法。通过使用量具、仪表、仪器及其他高科技手段来检验零部件的技术状况,可以达到一般零部件检验所要求的精确度。这种方法需要检验人员具备操作检验工具的技术,一般对零部件做以下几方面的检验工作: 2.1检验零部件的几何形状主要是检验零部件几何形状的误差,例如,使用光切法、激光法、针触法、光波干涉法等来测量零件表面粗糙程度。使用自准仪或准直望远镜测量同轴度或使用圆度仪测量圆度等。 2.2检验零部件的尺寸零件尺寸主要是通过各种专用工具或通用量具进行测量。例如,运用光学分度头、万能角度尺及测角仪等测量角度;使用测长仪测量精度要求不同的长度;使用放射性检测仪器测量厚度等。 2.3检验扭矩、弹力弹力的鉴定主要是通过弹簧秤或弹簧检验仪来进行,例如,弹簧、活塞环的弹力鉴定。对于扭矩的鉴定,不同的零部件有不同指标,如使用比较简单的扭力扳手检验螺纹锁紧扭矩;对于曲轴轴盖、连杆轴承盖的螺丝,可以使用电阻应变计式传感器进行检验。 2.4密封性检验通常是检查水密性或气密性,例如,检验轮胎的气密性时,可使用压力传感器;对发动机的缸盖进行水密性检验时,一般是根据有无渗漏现象来鉴别其是否有裂纹。 2.5平衡检验发动机风扇、曲轴等高速运转的零部件,需进行动平衡试验,以防止因为不平衡产生振动导致机械疲劳破坏或快速磨损。例如,可使用涡流式振动测量仪对发动机轴承进行检验。 3、逻辑分析方法 如果零部件是处于整机的状态下或者停机检验不方便,可根据其在运行过程中出现的异常情况,或在线监控系统预设的跳闸、报警等动作,进行逻辑分析和推理,实现零部件检验的目的。例如,在齿轮发生疲劳损伤时,会直接影响到齿轮副的正常啮合,导致冲击增加、振动加剧等情况。但是逻辑分析法不是定量分析,不能很好地表现零部件技术状况,如果将其和仪器检验法结合起来,则可有效地提高零部件检验效率与鉴定质量。 结束语 对机械的零部件进行检验和鉴定是安全生产工作的一部分,具有很高的复杂性、细致性、多重性,而且视机械种类的不同,其检验和鉴定的细节部分会有很大的差异。因此。检验和鉴定机械零部件必须结合实际的机械特征与工作条件,以相关原则为指导,以常规方法为参考,以实际情况为依据,采用适性和效果最好的检验和鉴定方法。 机械零件论文:煤矿机械零件的可靠性评价研究 摘 要: 机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法,在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或寿命。本文通过结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析,阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵,为今后机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法。 关键词:机械零件;可靠性优化设计;机械产品 现在,可靠性设计,又称机械概率设计,是机械零件现代设计方法之一。目前,该设计方法广泛应用于飞机、汽车等重要产品以及其它机械产品内重要部件的设计过程中。作为常见的建材机械,我们在设计挤砖机及其辅助机组的结构、部件、零件时,仍主要使用传统的设计方法。能不能把先进、科学的可靠性设计方法应用到挤砖机等机械产品的设计中去,本文通过研究可靠性设计理念,给出上述问题一定的借鉴。 1.机械零件可靠性设计基本理论 在实际工程中,人们逐渐认识到,除了随机性以外,在工程中还存在着另一类重要信息:模糊信息。所以传统的可靠性方法就是用概率论和模糊理论处理不确定性,但概率可靠性和模糊可靠性模型都需要用较多的数据去定义参数的概率分布或隶属函数,且计算量较大。通过研究,建立了结构概率-模糊-非概率混合可靠性模型,该混合可靠性模型能够综合各单一模型的优点。最大限度地将已有的信息利用到产品的可靠性分析中去,并能够更加客观和全面地反映结构的实际安全状况,为分析和设计决策提供更全面而且更真实的有用信息。可靠性设计的精确性和先进性是建立在应力、强度、寿命等数据的真实性、精确性基础上的,重视试验数据的收集和分析,建立可靠性数据库。对设计新产品时有很重大的参考价值,用概率-模糊-非概率的方法解决不确定问题的框图见下图。 2.机械零件可靠性设计理念研究 2.1.可靠性优化设计 可靠性优化设计是在可靠性基础上进行优化设计。既能定量地满足产品在运行中的可靠性。又能使产品的尺寸、成本、质量、体积和安全性等参数得到优化。从而保证结构的预测工作性能与实际工作性能更符合。该方法将可靠性分析理论与数学规划方法有机地结合在一起,在对各参数进行可靠性优化设计时。首先以机械零件的可靠度作为优化的目标函数,使零件的某些指标、成本、质量、体积或尺寸最小化,再以强度、刚度、稳定性等设计要求为约束条件建立可靠性优化设计数学模型。根据模型的规模、性态、复杂程度等因素选择合适的优化方法,最后求出最优设计变量。 2.2.可靠性灵敏度设计 可靠性灵敏度设计是在可靠性基础上进行灵敏度设计,充分反映各设计参数对机械产品失效影响的不同程度。便于找出哪些随机变量对机械零件可靠性设计的敏感性影响较大,并对此参数进行重分析和再设计。通过估计设计变量变差和约束变差对质量性能指标影响的大小,改变设计参数中影响较大的参数以使产品对可控因素变差和不可控因素变差的影响失去灵敏性。可靠性灵敏度设计首先建立极限状态方程,然后对各设计参数求偏导数,得到可靠性的灵敏度计算公式,进而确定各设计参数的灵敏度,用灵敏度数值作为再设计时修改设计参数的依据,从而使得参数修改和再设计工作事半功倍。 2.3.可靠性稳健设计 稳健设计能使产品的性能对在制造期间的变异或使用环境的变异不敏感,并使产品在其寿命周期内,不管其参数、结构发生漂移或老化的小范围内,都能持续可靠地工作的一种设计方法。可靠性稳健设计在设计阶段通过灵敏度分析,使产品在不消除和不减少不确定性因素的情况下。通过设计使不确定性因素对产品质量影响的敏感程度最小,从而提高产品质量和降低产品成本。 2.4.可靠性试验 可靠性试验是对产品的可靠性进行调研分析和评价的一种手段。其目的是发现产品在设计、材料和工艺方面的各种缺陷。为改善产品的战备完好性,提高任务成功率,减少维修费用及保障费用提供信息。确认是否符合可靠性定量要求,我们通过试验一方面要获取可靠性数据。另一方面要通过产品在试验中发生的各种故障,找出其原因并进行细致的分析和研究以提高产品的可靠性。但实际机械零件的设计方案如果有改变,就必须重新进行一次试验分析,这需要花费很大的人力、物力和财力。所以在可靠性试验前利用一些高性能的软件进行模拟分析能减少试验次数,节约时间和研究基金。 2.5.传统设计方法与可靠性设计相结合 目前采用概率设计法的概念去完善和改进传统的安全系数,使可靠性和安全系数直接联系。广泛应用现有的各种设计方法对产品进行设计计算,并与采用可靠性概率设计方法得出的结果以及实物试验的结果进行比较,从而积累经验,收集和整理可靠性设计。 3、具体实施修复时应考虑的问题 修复时,既要考虑修理损伤处,又要考虑保护不修表面的精度和材料的力学性能不受影响。 零件制造时的加工定位基准往往受损,为此,修复加工时须预先修复定位基准或给出新的定位基准。待修零件的磨损通常不均匀,而且需补偿的尺寸一般较小,可通过机械加工及选择合适的修复方法应对。待修表面在使用中常会产生冷作硬化,并沾有油污等,修理前须有整理和清洗工序。修复中采用各种技术方法,批量小、辅助工时比例较高,尤其对于非专业化维修单位而言,多为单件修复。安排计划、计算工时要留有余地。有些工序会引起零件变形,应注意把变形大的工序安排在前面, 并增加矫正工序,对于精度要求较高、表面粗糙度小的工序放在后面。有些修复手段可能导致零件材料内部和表面产生微裂y等,为保证其疲劳强度,要注意安排提高疲劳强度的工艺措施和实施必要的探伤检验手段。高速运转的零件修复后应安排平衡工序,以保证其平衡性的要求。 4.合理地规定表面的精度等级和粗糙度的数值 在满足产品使用性能的条件下,零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济值 在对机械产品设计进行机械加工工艺性评价时,必须对主要工作表面的尺寸公差、极限偏差逐一加以校核。在没有特殊要求的情况下,表面粗糙度值应与该表面加工精度等级相对应。 尽量选用切削加工性好的材料材料的切削加工性是指在一定生产条件下,材料切削加工的难易程度。材料切削加工性评价与加工要求有关,粗加工时要求具有较高的切削效率;精加工时则要求被加工表面能获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度。 材料的强度高,切削力大,切削温度高,刀具磨损快,切削加工性差;材料强度相同时,塑性较大的材料切削大较大,切削温度也较高,易与刀具发生粘接,刀具磨损加剧,表面粗糙度值增大,切削加工性差;在钢材中适当添加磷、硫等元素,可以降低钢的塑性,对提高钢材的切削加工性有利。 结语: 可靠性是产品的一种动态质量指标。在现代化生产中已经贯穿在产品的开发、设计、制造、试验,使用及维修保养的各个环节之中。对于可靠性知识掌握越多,主观经验的运用就会越少,自然机械结构的设计也就越合理。这正是机械工程技术研究追求的目标。本文通过了解机械工程结构可靠性的研究不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决,而且将其应用到机械结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。所以该课题的研究内容是相当丰富和有意义的。 机械零件论文:浅谈煤矿机械零件的可靠性评价研究 摘 要: 机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法,在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或寿命。本文通过结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析,阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵,为今后机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法。 关键词:机械零件;可靠性优化设计;机械产品 现在,可靠性设计,又称机械概率设计,是机械零件现代设计方法之一。目前,该设计方法广泛应用于飞机、汽车等重要产品以及其它机械产品内重要部件的设计过程中。作为常见的建材机械,我们在设计挤砖机及其辅助机组的结构、部件、零件时,仍主要使用传统的设计方法。能不能把先进、科学的可靠性设计方法应用到挤砖机等机械产品的设计中去,本文通过研究可靠性设计理念,给出上述问题一定的借鉴。 1.机械零件可靠性设计基本理论 在实际工程中,人们逐渐认识到,除了随机性以外,在工程中还存在着另一类重要信息:模糊信息。所以传统的可靠性方法就是用概率论和模糊理论处理不确定性,但概率可靠性和模糊可靠性模型都需要用较多的数据去定义参数的概率分布或隶属函数,且计算量较大。通过研究,建立了结构概率-模糊-非概率混合可靠性模型,该混合可靠性模型能够综合各单一模型的优点。最大限度地将已有的信息利用到产品的可靠性分析中去,并能够更加客观和全面地反映结构的实际安全状况,为分析和设计决策提供更全面而且更真实的有用信息。可靠性设计的精确性和先进性是建立在应力、强度、寿命等数据的真实性、精确性基础上的,重视试验数据的收集和分析,建立可靠性数据库。对设计新产品时有很重大的参考价值,用概率-模糊-非概率的方法解决不确定问题的框图见下图。 2.机械零件可靠性设计理念研究 2.1.可靠性优化设计 可靠性优化设计是在可靠性基础上进行优化设计。既能定量地满足产品在运行中的可靠性。又能使产品的尺寸、成本、质量、体积和安全性等参数得到优化。从而保证结构的预测工作性能与实际工作性能更符合。该方法将可靠性分析理论与数学规划方法有机地结合在一起,在对各参数进行可靠性优化设计时。首先以机械零件的可靠度作为优化的目标函数,使零件的某些指标、成本、质量、体积或尺寸最小化,再以强度、刚度、稳定性等设计要求为约束条件建立可靠性优化设计数学模型。根据模型的规模、性态、复杂程度等因素选择合适的优化方法,最后求出最优设计变量。 2.2.可靠性灵敏度设计 可靠性灵敏度设计是在可靠性基础上进行灵敏度设计,充分反映各设计参数对机械产品失效影响的不同程度。便于找出哪些随机变量对机械零件可靠性设计的敏感性影响较大,并对此参数进行重分析和再设计。通过估计设计变量变差和约束变差对质量性能指标影响的大小,改变设计参数中影响较大的参数以使产品对可控因素变差和不可控因素变差的影响失去灵敏性。可靠性灵敏度设计首先建立极限状态方程,然后对各设计参数求偏导数,得到可靠性的灵敏度计算公式,进而确定各设计参数的灵敏度,用灵敏度数值作为再设计时修改设计参数的依据,从而使得参数修改和再设计工作事半功倍。 2.3.可靠性稳健设计 稳健设计能使产品的性能对在制造期间的变异或使用环境的变异不敏感,并使产品在其寿命周期内,不管其参数、结构发生漂移或老化的小范围内,都能持续可靠地工作的一种设计方法。可靠性稳健设计在设计阶段通过灵敏度分析,使产品在不消除和不减少不确定性因素的情况下。通过设计使不确定性因素对产品质量影响的敏感程度最小,从而提高产品质量和降低产品成本。 2.4.可靠性试验 可靠性试验是对产品的可靠性进行调研分析和评价的一种手段。其目的是发现产品在设计、材料和工艺方面的各种缺陷。为改善产品的战备完好性,提高任务成功率,减少维修费用及保障费用提供信息。确认是否符合可靠性定量要求,我们通过试验一方面要获取可靠性数据。另一方面要通过产品在试验中发生的各种故障,找出其原因并进行细致的分析和研究以提高产品的可靠性。但实际机械零件的设计方案如果有改变,就必须重新进行一次试验分析,这需要花费很大的人力、物力和财力。所以在可靠性试验前利用一些高性能的软件进行模拟分析能减少试验次数,节约时间和研究基金。 2.5.传统设计方法与可靠性设计相结合 目前采用概率设计法的概念去完善和改进传统的安全系数,使可靠性和安全系数直接联系。广泛应用现有的各种设计方法对产品进行设计计算,并与采用可靠性概率设计方法得出的结果以及实物试验的结果进行比较,从而积累经验,收集和整理可靠性设计。 3、具体实施修复时应考虑的问题 修复时,既要考虑修理损伤处,又要考虑保护不修表面的精度和材料的力学性能不受影响。 零件制造时的加工定位基准往往受损,为此,修复加工时须预先修复定位基准或给出新的定位基准。待修零件的磨损通常不均匀,而且需补偿的尺寸一般较小,可通过机械加工及选择合适的修复方法应对。待修表面在使用中常会产生冷作硬化,并沾有油污等,修理前须有整理和清洗工序。修复中采用各种技术方法,批量小、辅助工时比例较高,尤其对于非专业化维修单位而言,多为单件修复。安排计划、计算工时要留有余地。有些工序会引起零件变形,应注意把变形大的工序安排在前面, 并增加矫正工序,对于精度要求较高、表面粗糙度小的工序放在后面。有些修复手段可能导致零件材料内部和表面产生微裂等,为保证其疲劳强度,要注意安排提高疲劳强度的工艺措施和实施必要的探伤检验手段。高速运转的零件修复后应安排平衡工序,以保证其平衡性的要求。 4.合理地规定表面的精度等级和粗糙度的数值 在满足产品使用性能的条件下,零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济值 在对机械产品设计进行机械加工工艺性评价时,必须对主要工作表面的尺寸公差、极限偏差逐一加以校核。在没有特殊要求的情况下,表面粗糙度值应与该表面加工精度等级相对应。 尽量选用切削加工性好的材料材料的切削加工性是指在一定生产条件下,材料切削加工的难易程度。材料切削加工性评价与加工要求有关,粗加工时要求具有较高的切削效率;精加工时则要求被加工表面能获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度。 材料的强度高,切削力大,切削温度高,刀具磨损快,切削加工性差;材料强度相同时,塑性较大的材料切削大较大,切削温度也较高,易与刀具发生粘接,刀具磨损加剧,表面粗糙度值增大,切削加工性差;在钢材中适当添加磷、硫等元素,可以降低钢的塑性,对提高钢材的切削加工性有利。 结语: 可靠性是产品的一种动态质量指标。在现代化生产中已经贯穿在产品的开发、设计、制造、试验,使用及维修保养的各个环节之中。对于可靠性知识掌握越多,主观经验的运用就会越少,自然机械结构的设计也就越合理。这正是机械工程技术研究追求的目标。本文通过了解机械工程结构可靠性的研究不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决,而且将其应用到机械结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。所以该课题的研究内容是相当丰富和有意义的。 机械零件论文:车辆机械零件的磨损与预防 摘要:随着车辆的越来越多,种类也越来越多,但是机械零件出现故障的情况也越来越严重,磨损是车辆机械零件的主要的失效形式,按磨损机理可分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、气蚀和微动磨损等,本文主要对车辆机械零件的磨损与预防进行了探究,,其目的是采取合理的预防措施,可有效地提高车辆机械零件的使用寿命。 关键词:车辆;机械零件;磨损与预防 1.前言 车辆机械零件的失效形式有很多种,包括磨损、疲劳、腐蚀等,其中磨损是最主要的失效形式,据统计有75%以上车辆机械零件报废,是由磨损而引起的。主要是由于车辆机械零件长期在高温高压的恶劣环境下工作,极易在零件表面产生磨损,造成零件失效报废,致使车辆故障多发,使用性能降低,严重时还会导致恶性交通事故。本文主要是从磨损的六个方面对车辆机械零件进行了分析并且提出了具体的预防措施。 2.粘着磨损 粘着磨损,是指车辆机械零件摩擦表面相互接触,在接触点之间由于分子引力粘附或局部高温熔着,使摩擦表面的金属发生转移而引起的磨损。 2.1表现形式及危害 粘着磨损会因两摩擦面间的强度和硬度的不同而引起不同的磨损形式,主要表现为:轻微磨损,涂抹,擦伤,胶合和咬死五种形式。摩擦时润滑油膜破裂,摩擦副表面由于微观粗糙而形成接触点,产生分子吸附和原子吸附,甚至造成化学吸附,使接触点形成强粘着。摩擦产生大量的热,促使原子扩散,又强化着微观接触点的粘着作用。使摩擦表面在相对滑动时,粘着点产生塑性变形乃至被剪切撕脱,转移表面物质。这样通过粘着和撕脱的循环反复,形成粘着磨损。磨损表面的外观呈现麻点。摩擦表面发生粘着磨损时,会使润滑油膜破裂,摩擦产生的热量不能散发,粘着点产生塑性变形被剪切撕脱,再粘着然后撕脱;严重时会导致摩擦表面被破坏,运动终止,酿成机械事故。 2.2预防措施 保证两摩擦表面间具有易剪切的薄膜,主要有油膜、边界膜等。两摩擦表面必须形成合适的“楔形”间隙,且润滑油有必须有合适的粘度,才能形成油膜;适度调整车辆机械零件的配合副之间的间隙,各润滑部位必须选用合适的润滑油;在润滑油中加油性添加剂和抗磨添加剂,在摩擦时可在零件表面形成边界膜。正确选择合适的摩擦副配对材料。采用互溶性小的材料配对组成摩擦副,粘着倾向小,不易发生粘着磨损;或一组摩擦副中,选择表层较弱的金属,减少磨损量。 3.磨料磨损 磨料磨损是指摩擦面间由于硬质颗粒或硬质凸出物(磨料),使相对运动的零件表面材料损失,引起的磨损。 3.1表现形式及危害 在磨料对摩擦面产生微观切削、擦伤、刮伤、冲击下,摩擦面会产生擦痕、沟槽、凹坑、疲劳、微观断裂等磨料磨损破坏,这是车辆机械零件中最常见、危害最大的磨损形式,磨损表面外观呈擦伤、沟纹或条纹状。此磨损会大大降低燃油系的寿命,当发动机油底壳润滑油中的杂质(磨料)增加时,会破坏润滑油膜、拉伤零件表面,使零件表面磨损加剧,严重时会使零件运动出现卡的情况。 3.2预防对策 阻止磨料进入摩擦副之间。车辆使用时要按时、按质对空气滤清器、燃油滤清器和机油滤清器清洁和更换;并保证各管路接头和接合面处无松动。车辆的维修保养场所要环境清洁、空气中含尘量小和地面尘土少;装配前,清洗干净。 4.疲劳磨损 疲劳磨损是指有相对滚动的零件摩擦面,在接触应力周期性的作用下,摩擦面材料发生疲劳破坏和微粒脱落的现象。 4.1表现形式及危害 它与疲劳断裂破坏的区别是在摩擦表面微观凸蜂的周期性载荷作用下,使微观接触点产生塑性变形,造成残余应力、由于应力集中形成微观裂纹,微观裂纹随摩擦进程的延续进一步扩大并交织在一起,最后围成面积而剥落。疲劳磨损表面外观呈现裂纹或点蚀状,甚至出现疲劳脱层。 4.2预防措施 提高零件表层材料的品质,减少零件表层材料内的非金属夹杂物和其他杂质;减少零件表面的缺陷,如软点、夹杂物、划痕凹坑和腐蚀坑等,这些地方都可能成为裂纹的发源地。提高零件的表面品质。零件表面粗糙度愈小,则抗疲劳磨损的能力愈强。通过喷丸、激光表面冲击、表面渗碳渗氮等表面改性工艺,使零件表面获得残余压应力,从而提高零件的抗疲劳磨损能力。 5.腐蚀磨损 腐蚀磨损是指机械零件在腐蚀性的气体或液体环境中,相对滑动摩擦时,摩擦表面材料与周围介质发生化学或电化学反应,生成新的物质,这些腐蚀产物在摩擦过程中被磨掉而引起的材料损失现象。腐蚀磨损是腐蚀和摩擦共同作用的结果。 5.1腐蚀磨损的分类 腐蚀磨损可分为氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损。氧化磨损:是指在摩擦过程中,零件摩擦表面的金属材料与周围的氧发生化学反应,生成金属的氧化物,在摩擦过程中,金属氧化物不断磨掉的现象。零件发生氧化磨损时,摩擦面材料与大气中的氧相互作用,氧吸附在摩擦面上,并向内层扩散。在摩擦面发生塑性变形的同时,表面形成化学吸附膜、氧的固溶体膜和金属氧化物。这些脆性的氧化产物在摩擦产生的切向力和正压力作用下,与表面分离,使摩擦面产生的磨损。氧化磨损是一种缓慢的磨损形式,零件磨损表面较光滑。特殊介质腐蚀磨损:是指零件摩擦表面的金属材料与周围腐蚀介质(如酸、碱、盐等)发生化学反应,生成腐蚀产物,或与周围介质形成为电池产生电化学反应,造成摩擦表面材料不断损失的现象。零件发生特殊介质腐蚀磨损时,其作用机理类似氧化磨损,所不同的是特殊介质腐蚀通过化学反应或电化学反应,产生腐蚀产物。特殊介质腐蚀磨损一般较剧烈,磨损速度极快,危害程度较大。 5.2减少腐蚀磨损发生的措施 首先,车辆在使用过程中,要注意避免发动机长期在低温下工作,避免车辆频繁启动或在行驶中突然加减速,以减少腐蚀介质的产生。其次,对易发生腐蚀磨损的零件进行表面改性处理,通过镀铬、镀锡、覆盖油漆、塑料等非金属层、激光熔覆等获得防腐蚀保护层,或通过零件发蓝、磷化等工艺,在零件表面生成一层致密的保护膜,减缓零件的腐蚀磨损。 6.气蚀 气蚀也称穴蚀,是指当机械零件与液体接触并有相对运动时,液体在运动中产生的气泡破裂冲击零件金属表面,造成零件表面疲劳破坏微粒脱落的现象。减少气蚀破坏的措施:一是防止和减少气泡的形成。二是如不可避免产生气泡时,要设法使气泡在远离机件表面的地方破裂。增加气缸套的刚度,减小缸套的振动,减少气泡的产生;增加水套的宽度,减少气泡破裂时的影响;消除管路中的涡流区和死水区,将气泡带走;在冷却液中加入防锈乳化油,都可以减少气蚀的发生。 7.微动磨损 微动磨损是指两个互相接触并压紧的表面间,发生低幅(100μm以下)往复切向振动时,零件表面材料微粒脱落的现象。 7.1表现形式及危害 微动磨损发生在相对静止的零件表面,如发动机固定处、螺栓联接处、搭接接头处、键联接处、以及过盈配合的轴等处,特征是零件表面出现麻点或沟槽。微动磨损的绝对磨损量虽然很小,但危害很大,不但使零件的配合精度下降,紧配合的零件松动,更严重的是引起应力集中,使零件的疲劳强度降低,导致零件疲劳断裂。 7.2预防措施 减小零件配合表面之间的振动,对紧配合的零件,应有足够的预紧力,如在螺栓连接中采用弹簧垫圈或非金属垫圈预紧。在零件配合表面之问涂覆固体润滑剂,如二硫化铝、聚四氟乙烯等,可以减缓件的微动磨损。 8.结束语 综上所述,车辆机械零件出现磨损的情况,通常是多种磨损机理综合作用的结果,如发动机气缸在工作过程中,会同时发生粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等多种磨损。如果这些磨损加起来就是机理综合。要想延长车辆机械的使用寿命,就必须对车辆机械零件磨损机理的分析;然后综合各方面的因素对此进行分析;最后采取合理的预防措施,合理规范地使用车辆,可有效地提高车辆机械零件的使用寿命,减少机械故障的发生,提高车辆的使用性能。 机械零件论文:机械零件的检验 摘 要:阐述机械零件检验的准备工作和检验流程、注意事项。 关键词:机械零件;检验 机械零件的技术要求包括几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、强度、硬度等,机械零件检验时用哪些检验工具,从何处着手,采用什么方法,对检验的结果和质量有很大的影响。 1.检验前的准备 (1)熟悉、掌握相关检验标准、工具。熟悉、掌握各类机械零件检验所涉及的国家标准、行业标准及企业标准和所用的检验工具,是检验人员的基本功,也是对检验人员的基本要求。 (2)分析零件图。零件图是机械零件加工和检验的主要依据,检验人员要通过对机械零件图的分析,了解所要检验零件的名称、所用材料、规格、形体结构和大小,分清零件尺寸中的定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸,分清零件的精加工面、粗加工面和非加工面,分析零件在整机中的作用。 (3)分析工艺文件。工艺文件是机械零件加工、检验的指导书,检验人员要按照零件的加工顺序对零件每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算进行分析,同时应了解关键工序的装夹方法、定位基准和所使用的设备、夹具、刀具等技术要求。 (4)合理选用量具。分析好图纸和工艺文件后,根据待检工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用合适的检测工具。如测量带公差的内孔尺寸时应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等,测量带公差装轴承的轴时应选用卡尺、千分尺、钢板尺等。有些被检零件用目前现有的检验工具不能直接检验,这时检验人员要根据实践经验和理论知识,对现有的检验工具进行改造,或进行一系列检验工具的制作。 2.检验 (1)合理选用测量基准。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合,要选用精度高、能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。如测量轴类零件以中心孔为基准,测量同轴度、圆跳动和套类零件以内孔为基准,测量垂直度应以大面为基准,测量辊类零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶为基准。 (2)表面检验。零件的性能尤其是它的可靠性和耐久性,在很大程度上取决于零件表面层的质量。细长轴、薄壁件要注意变形,冷冲件要注意裂纹,螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。对以上零件的检验完后要认真作记录,对合格品、返修品、报废产品要分清,并作上标记,以免混淆不清。 (3)检验尺寸公差。检验时应尽量采用比较简便、无需繁琐计算的直接测量法,有些无法直接测量的尺寸,就需用采用比较麻烦、需用繁琐函数计算的间接测量法。当检验形状复杂、尺寸较多的零件时,测量前应先列一个清单,按照清单一个尺寸一个尺寸的测量,并将测量结果直接填入实际尺寸一边。测量结束后,根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否,这样既不会漏掉一个尺寸, 又能保证检验质量。 (4)检验形位公差。测量形位公差时,要注意应按国家标准、行业标准或企业标准执行,如轴、长方件要测量直线度、对称度,键槽要测量其对称度。 (5)在对机械零件进行检验时,可用适当的通用检验工具和专用的检验工具配合使用,检验工具不可以放在高的温度环境以及有高的磁场中,以免变形、磁化、锈蚀。 作者简介: 张慧,(1969-),男,江苏省安康安全技术服务有限公司,工程师,大专,机械;蒋秀丽,(1968-),女,东台市顺达工业气体有限公司,工程师,大专,机械。 机械零件论文:工程机械零件的修复技术 【摘要】钢铁材料作为工程机械里的主要材料,广泛应用与机体与零部件中。在工程机械的使用中,大部分会发生磨损、折断等现象,这时如果对机械零件换总成或者进行机械加工,成本较高,但如果所发生的磨损或折断处对精度要求不高,可采取修复技术进行修理,节约大量资金。 【关键词】更换;磨损;修复;改进 钢铁材料作为工程机械里的主要材料,广泛应用与机体与零部件中。在工程机械的使用中,大部分会发生磨损、折断等现象,这时如果对机械零件换总成或者进行机械加工,成本较高,但如果所发生的磨损或折断处对精度要求不高,可采取修复技术进行修理,节约大量资金。 1、复技术可以包括以下几个内容 1.1材质更换,性能提升 稳定土拌和站的搅拌臂是使用铸件制造而成,在使用中,经常发生断裂现象,一个搅拌臂发生断裂,会使其它搅拌臂相继发生拗断。成品配件里,搅拌臂均为铸件。后经过我单位科研人员研究决定,用锰钢板火焊切割成型,然后钻眼代替成型搅拌臂,既轻便又耐磨,经实际检验效果不错。 锰钢属于耐磨钢,含碳量为0.9%~1.3%,锰含量为11%~14%,这种钢在高的冲击载荷及高的压力的情况下,其表面层将迅速产生加工硬化,从而产生高耐磨的表面层,而内层仍保持优良的冲击韧性,因此即使零件磨损到很薄,仍能承受较大的冲击载荷而不破裂。高锰钢具有很高的加工硬化的能力,冷变形之后硬度可达HB450~600。 由于锰钢具有以上特性,因此被我单位广泛应用于拌和站搅拌臂、衬板、挖掘机铲斗、推土机大铲、平地机铲刀等部位,经实际检验,效果理想。 1.2表面修复 折断或磨损后的机械零件,对于对精度要求不高的场合,可以通过焊接堆焊,然后机械加工或打磨的方式进行修复。一般钢铁材料的焊接性能主要需考虑焊缝及热影响区是否容易形成裂纹,焊接接头是否容易出现脆性等因素。钢的焊接性能与其成分关系很大,合金元素对焊接性能的影响,也是用焊接碳当量来估算。碳当量0.6%时焊接性能很差。只有在严格的工艺措施下和较高的预热温度下才能进行焊接操作。稳定土拌和站搅拌主齿轮由于负载大、工作环境恶劣,齿面会发生磨损现象,造成齿轮啮合间隙增大,空旷、噪音大、传动比不准。这时可使用焊条,对搅拌齿轮齿堆焊,然后打磨或机械加工的方式修复,可以简单实现其机械性能。比重新加工或购买齿轮减少费用近九成。在工程机械中磨损的轴、花键轴、油底壳等零件,均可通过焊接堆焊然后机械加工的方式,进行修复,虽然性能不如以前,但完全可以满足其机械性能要求。 注意轴与花键焊接修复技术要求: 焊接时,螺纹头轴中心线与原轴中心线应保持一致。不允许偏斜,此轴使用时在焊接处同时承受拉应力和脉动循环扭转应力,采用U形坡口较好。在焊接材料的选择上,遵循强度韧性指标不低于母材的最低值的原则。在考虑母材的基础上,选用合适焊条。焊接时,严格控制好工件的预热和焊条的烘干程序,以减少接头在焊接中的开裂倾向。焊接时,焊工沿轴向运条,沿圆周方向顺序推进,这样,后一道焊缝都对前一道焊缝有一定的退火作用。 1.3液压杆、油缸修复 对于重要零部件的局部破坏要采用电镀修复技术 电镀修复技术是一种在低温条件下恢复零部件尺寸的传统修复技术,与焊修技术相比,不会出现因局部高温而带来的种种问题。电镀修复技术是利用电解的原理将镀液中的金属离子还原成金属原子并沉积在金属表面形成具有较高结合力和一定厚度的修复层。虽然电镀的种类很多,但是可以用于修复的主要有两类,即低温镀铁和镀厚铬。由于镀铬时沉积速度很慢,生产效率低,人们多采用低温镀铁修复技术。为了提高镀铁层的耐腐蚀能力和耐磨性,通常在镀铁层表面再镀一层薄铬。对于液压杆、油缸这类在户外工作的部件,用低温镀铁恢复尺寸,经修磨后表面罩铬是最常用的修复方法。 电镀法修复局部压坑的一般工艺流程是:焊补打磨低温电镀整体磨光表面电镀磨削加工(磨削加工至符合尺寸及光洁度要求) 电镀修复法适合在专业化的电镀厂进行批量加工,不适合单件、异型件以及野外现场修复。 均匀磨损的液压杆很容易修理,比较有效的方法是先磨去表面的电镀层,然后按常规电镀修复工艺进行电镀修复。对于在工作现场出现的点坑破坏、电击伤破坏、碰伤破坏等深度大(毫米级)、面积小的局部损坏的修复,不适合采用电镀修复法,超厚电刷镀修复技术是解决这类问题的最佳选择。 1.4组合修复 对于有些零件,只是其中一部分磨损、损坏,这时可以把相同的两个或几个零件拆解后,重新组装成一个完好部件。在液压泵、液压马达、起动机等零件的修复中,经常会发生只是其中部分零件损坏,而大部分完好的情形。比如起动机,有的是励磁线圈损坏、而有的是转子损坏,这时就可以将二者重新组装成一个完好的起动机。液压泵和液压马达也是如此。 1.5胶粘技术 对于有些折断或不易焊接的金属,可以采用胶粘技术。首先我们要确定部位,然后对表面进行处理,用合适的胶涂抹在粘胶面,晾晒一会后达到钢铁表面胶合状态,这时还需清理多余胶体以防粘连,待粘和面固化后,进行整修。如发动机缸体裂纹、磨损后的轴套装配等。 1.6技术改进 对于有些工程机械,为了提高它的某些性能,而对其局部零件进行改造,以提高其机械性能。或者对于原装部件进行改进,用国产零部件代替原厂零部件,均属于本范畴。如在起动机修复中,用国产电子元件代替原厂配件;在水箱改造中,为使发动机温度降低,而增大水箱的储水容积,或者增大散热器散热面积;在推土机履带板上焊接圆钢,减少履带板磨损,提高其抓地力,延长履带板使用寿命;在原厂轴承中使用国产普通轴承等均可提高机械的性能或节省材料费。 2、结束语 机械零件的修复牵扯材料、焊接、加工等环节,对修理技术要求也很高,因此难度也很大,但只要我们用心琢磨、潜心钻研,就可以实现花最少的钱,办最大的事,同时也可以借此提高我们整体的技术水平,节约大量配件修理费,为单位的效益最大化贡献力量。 机械零件论文:机械零件表面加工工艺的自动识别方法研究 摘要 在机械加工的过程中,在零件的表面因为加工行程的作用,会在机械零件的表面产生多种形式的纹理特征。对零件表面的纹理所表达的信息充分的加以利用,对研究零件表面加工工艺,提高零件表面的加工精度有重要的作用。本文通过对机械零件表面纹理信息的分析,研究一种零件表面加工工艺的自动识别和分析的方法,开辟了图像匹配的新思路。 关键词 机械加工; 纹理圆; 纹理特征; 纹理提取; 加工工艺 在机械加工制造业中,在零件视觉检测中,对零件表面纹理进行提取和分析,对表面加工工艺进行识别已经是视觉检测系统中的一项重要应用。国内外的专家都对此加以关注并从多角度进行相关的研究,因为视觉范围有限,加上高精度的测量要求,目前对零件表面的视觉测量也往往是以零件部分图像的匹配度和拼接分析来对零件整体的表面加工特征进行分析,以此来判断零件表面的加工工艺和加工质量。机械零件在加工的过程中刀具的行程会在零件的表面制造出具有明显方向性的纹理,对表面纹理特征进行提取和分析是模式识别和处理方面的一种重要的方法,以此得出零件表面的处理过程,识别加工工艺。机械零件表面的纹理常见的有直条形、圆形和螺旋形等等,具有明显的方向性,通过对纹理的形、密度和方向等因素进行纹理的分析,识别表面加工工艺,为视觉测量中的图像匹配提供判断依据。 1 机械零件表面纹理特征的提取 1.1 机械零件表面纹理特征的产生 在对机械零件进行加工的过程中,通常采用车削、刨削、铣削、磨削等加工工艺进行零件表面的加工制造,但是在加工的过程中因为受刀具行程的作用会在零件表面产生出多种形状的纹理,如直条形、圆形和螺旋形等,其中以圆形纹理最为常见,本文即以圆形纹理为例,分析讨论纹理特征的提取和分析。 1.2 纹理特征的数字化表达 本文以圆形纹理为例,如上图1中的(a),首先分别在模板图和待匹配图中取若干个有重合可能的圆形,根据图像的大小来确定所选取的纹理圆的直径d,每个纹理圆圆心之间的长度大于圆形直径的一半。在各个纹理圆上取n条直径将纹理圆等分成2n个部分。 根据计算结果取最小的标准差所对应的直径角度为此纹理圆的方向角,再通过择优的方法计算平均值,得出工件表面整体纹理角度,从而得出模板图像的纹理走向。 1.3 纹理走向变化规律的分析 我们对两张图像进行对比,第一张图像为水平角度拍摄,第二张图像为模拟工件抖动拍摄,按不同角度进行旋转拍摄。对两张图象的有重合可能性的纹理进行分析和计算,绘制纹理角度变化曲线图。我们选择不同的部分重复进行拍摄和对比的过程,拟出局部图像的旋转纹理变化曲线图,然后对两张相邻局部的图像纹理进行匹配,先计算图像的纹理走向再进行旋转角度的确定。 2 零件加工工艺的识别流程 通过对大量纹理的提取和分析,建立了纹理圆的模型,在此基础上,设计出一种自动识别加工工艺的算法。机械零件表面加工工艺的自动识别流程如下: 对试验用纹理圆直径上的各个像素的灰度值标准差加以检测,测试结果都符合正态分布的要求,此机械零件图像表现为点斑状的纹理特征,与纹理圆理论模型是相适应的,自动识别加工工艺方法为磨削加工,与实际采用磨削加工的工艺相吻合,说明此种方法实际有效。 3 结论 机械零件表面的纹理特征对判断零件表面的加工工艺具有重要的参考作用,本文通过对纹理特征的提取和分析,解读零件表面纹理的数字表达,通过计算和分析,研究纹理走向的变化规律,从而建立纹理圆模型,设计一种自动识别加工工艺的方法和流程。测试表明,此方法能够正确识别零件表面采用车削、铣削、刨削和磨削四种加工方式中的哪种加工方法,为视觉测量的图像匹配开辟了一条新路。 机械零件论文:浅析金属切削机床机械零件表面加工成形方法及原理 摘要:金属切削机床是用切削、磨削或特种加工方法加工各种金属工件,使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机床。机械零件的表面形状不外乎是几种基本形状的表面:平面、圆柱面、圆锥面以及各种成形面。当精度和表面粗糙度要求较高时,需要在机床上用刀具经切削加工而形成。机械零件的任何表面都可看作是一条线(称为母线)沿着另一条线(称为导线)运动的轨迹。因此也可以说,线性表面是通过母线和导线的相对运动而形成的,或者说零件表面的成形过程也就是两条发生线形成的过程,这就是零件表面的发生线成形原理。 关键词:切削 表面加工 方法 成形 1、零件表面发生线形成的方法分析 机械零件的表面形状不外乎是几种基本形状的表面:平面、圆柱面、圆锥面以及各种成形面。当精度和表面粗糙度要求较高时,需要在机床上用刀具经切削加工而形成。机械零件的任何表面都可看作是一条线(称为母线)沿着另一条线(称为导线)运动的轨迹。平面可看作是是由一根直线(母线)沿着另一根直线(导线)运动而形成 (图1a);圆柱面和圆锥面可看作是由一根直线(母线)沿着一个圆(导线)运动而形成(图1b和c);普通螺纹的螺旋面是由“八”形线(母线)沿螺旋线(导线)运动而形成 (图ld);直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面是由渐开线(母线)沿直线(导线)运动而形成(图1e)等等。形成表面的母线和导线统称为发生线。 由图1可以看出,有些表面,其母线和导线可以互换,如:平面、圆柱面和直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面等,称为可逆表面;而另一些表面,其母线和导线不可互换。如:圆锥面、螺旋面等,称为不可逆表面。 切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运动得到的,由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法不同,形成发生线的方法可归纳为以下四种: (1)轨迹法 它是利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。切削刃与被加工表面为点接触,发生线为接触点的轨迹线。图2a中母线Al(直线)和导线A2,(曲线)均由刨刀的轨迹运动形成。采用轨迹法形成发生线需要一个成形运动。 (2)成形法 它是利用成形刀具对工件进行加工的方法。切削刃的形状和长度与所需形成的发生线(母线)完全重合。图2b中,曲线形母线由成形刨刀的切削刃直接形成,直线形的导线则由轨迹法形成。 (3)相切法 它是利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。见图2c中,采用铣刀、砂轮等旋转刀具加工时,在垂直于刀具旋转轴线的截面内,切削刃可看作是点,当切削点绕着刀具轴线作旋转运动B1,同时刀具轴线沿着发生线的等距线作轨迹运动A2时,切削点运动轨迹的包络线,便是所需的发生线。为了用相切法得到发生线,需要二个成形运动,即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律运动。 (4)展成法 它是利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。切削加工时,刀具与工件按确定的运动关系作相对运动(展成运动或称范成运动),切削刃与被加工表面相切 (点接触),切削刃各瞬时位置的包络线,便是所需的发生线。例如,图2d所示,用齿条形插齿刀加工圆柱齿轮,刀具沿箭头A1方向所作的直线运动,形成直线形母线(轨迹法),而工件的旋转运动B21和直线运动A22,使刀具能不断地对工件进行切削,其切削刃的一系列瞬时位置的包络线,便是所需要渐开线形导线(见图2e)。用展成法形成发生线需要一个成形运动(展成运动)。 1.2 对零件表面形成发生线方法的正确认识 零件某一表面的两条发生线形成的方法可以不一样,也可以一样。要根据所采用的具体加工方法来对某一表面的成形运动和成形原理进行具体分析,并不是由表面本身来确定。例如,对圆柱面利用尖头车刀进行加工时,对成形圆弧沟槽利用成形圆弧车刀进行车削时,是由轨迹法形成作为导线的圆,由成形法形成和刀具圆弧刃吻合的弧线(即母线),作为导线的直线和作为母线的圆都是由轨迹法形成的。以上的这些方法不是形成表面的方法,仅仅是实现一条发生线的方法。从成形原理来看,各种表面的母线沿导线运动的规律各不相同,有的很复杂,如斜齿轮齿廓面、螺纹面和圆锥面,有的很简单,如圆柱面和平面等。有些表面的导线和母线之间不能交换,否则无法形成表面或形成希望得到的表面,此类表面称为不可逆表面;有些表面的导线和母线之间能够交换,此类表面称为可逆表面。通过分析可见,表面的成形原理和成形运动要根据所采用的具体加工方法具体分析,而不是由表面本身确定。还应特别注意的是:前述四种方法仅仅是实现发生线的方法,而非形成表面的方法。 2、探讨机床上零件表面成形的原理 2.1 探讨简单表面成形的原理 简单表面的加工方法(即成形方法)通常是多种的,因为一般而言,简单表面都是可逆表面,其母线和导线之间可以交换,线性简单。简单表面的导线简单的形成线、圆或直线,母线沿着导线做平行移动。 2.2 探讨复合表面成形的原理 实现导线的运动是复合运动,并不是简单的圆周运动或直线运动,是指由2个或2个以上的简单运动复合而成的运动。复合表面是不可逆的表面,其导线各不相同,所以母线沿着导线的运动规律也比较复杂。 3、结语 通过对复杂表面和简单表面的定义,从而准确的描述了斜齿圆柱齿轮齿廓面、螺纹面、圆锥面等典型的复杂表面的成形原理,对形成复杂表面的要件进行了构建,对于制造装备的技术研发和运动分析,尤其是对设计自由度数控加工机床的运动方案而言,该成形理论有着非常重要的指导意义。通过系统的划分和归纳机床上零件表面的成形原理,尤其是进一步探究了复杂表面的成形原理,从而对表面成形原理在机械加工中的理论进行了完善。 参考文献: [1]张明松.《机械加工成形原理的探讨》[J].机床与液压,2010/22. [2]失璇.《机械加工的成形原理分析》[J].科技资讯,2011(27). 关于《机械零件的普通铣削加工》的课程开发与教学实施改革 【摘要】在此次课程开发与教学实施改革过程中,笔者结合多年的教学经验针对《机械零件的普通铣削加工》课程标准进行研究,提出两个课程开发与教学实施改革的原则,一是教学内容不能够脱离企业的人才需求,二是在整个教学过程中要以学生为主体不断进行下去。根据这些原则,笔者对该课程的开发以及教学实施改革提出自己的一些建议,同时制定出完善的课程开发与教学实施改革方案。 【关键词】课程开发教学实施改革建议 【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)2-0065-02 一、引言 我国职业教育中,课程建设与职业需求之间的接轨一直以来都是十分重要的课题,而《机械零件的普通铣削加工》在我国职业教育中更为重要,是实施教育改革的重点方向。该课程的主要目的是为了培养学生的实际操作能力以及综合职业能力。形成该课程开发以及教学实施改革建议的主要材料是调研报告以及笔者多年的教学实践经验总结,调研报告的主要来源是生产企业一线高级技师、职业教育研究专家、在校教师以及学生,学生中有毕业后从事工作的,也有在校学生,主要的调研内容是了解他们对该课程的要求与认识。 二、制定课程目标 (一)《机械零件的普通铣削加工》的总体目标 通过普通铣削加工训练,学生对机械制造的过程更充分的进行了解。学生在掌握制造工艺知识的基础上,在操作技能上得到训练。尤其是操作铣床加工机械方面。要求学生深入了解知识的三个方面,一是典型零件的铣削方法,二是主要设备的工作原理和典型机构,三是在铣削加工中所采用的工具,并对安全操作技术进行简要介绍。通过对这三方面知识的了解,可以对铣床的操作进行加工,并对这些零件尺寸进行分析,同时对零件铣削完成之后,进行评估,通过评估从而完成整个过程的训练,最终培养学生的综合素质,以求更好的适应未来的职业发展。 (二)课程的具体目标 在课程开发中,先集中学生的实际学习,然后再到实际操作训练,因此学生不仅要对机械零件识图进行了解,还要拥有能够独立完成整个工作过程的专业能力。这些专业能力包括六个方面,第一方面是熟悉铣削加工问题,设备以及安全操作都应当操作规范,对零件铣削的加工要掌握充分的工艺知识。这些具体目标可以从三个方面进行细致划分,一是专业能力,二是方法能力,三是社会能力。专业能力有是否能够掌握常规零件的数控铣削或者做好相关的工艺准备,是否能够正确选用刀具、夹具以及量具等;方法能力包括信息的收集能力、制定完善工作计划的能力、完成学习任务或者进行工作反思与评价;社会能力,即通过教学设计与教学改革加强学生的团队工作能力、沟通能力、小组成员写作能力以及责任意识。 (三)课程内容的选取与组织 笔者在选择课程内容的过程,本着系统化的教学理念,在选择教学情境时,应当满足以下三个要点,一是根据企业对相关人才的要求而制定特定的学习情境;二是根据中级数控铣工具体要掌握的技能安排情境设计。三是根据学生今后学习数控专业的需求。当学习情境选择的标准确定之后,要对具体学习单元与教学进行分析。 (四)学习具体任务安排 本次教学改革与设计中,笔者安排了三个学习任务。学习任务一是垫铁的铣削,学习任务二是压板的铣削,学习任务三是V形块的铣削。三个学习任务步骤均为:第一,学习目标、内容结构、学习任务描述、学习准备、学习拓展、小词典、思考题、小提示以及工具介绍,第二,对学习任务进行计划与实施,在制定任务计划与实施过程中,仍然涉及有学习拓展、小词典、思考题以及小提示等环节。 三、基于工作过程的课程开发思路 (一)设计理念 具体来讲,在开发本课程,并进行教学实施设计时,所依托的教学原则主要有三个:第一,根据相关企业多年的实践经验;第二,以学生可持续发展为前提。课程内容设计过程中,要针对职业岗位进行,对与职业岗位直接相关知识、技能以及态度方面的内容给予充分肯定,还要对学生的职业发展能力予以充分考虑。将职业资格的标准以及职业岗位的要求同时考虑进去。在设计过程中,还要具有一定的前瞻性,即要根据科技发展的动态,将科技发展内容,转化为课程内容,使得整个课程设计生动活泼起来。第三,在课程开发过程中,注重人的全面发展,以人的全面发展观为主要的课程设计原则。在工作过程中,要实现课程体系的系统化,通过知识的合理排序,使得课程体系越来越完善,从学习目标到学习任务计划的实施,整个过程不仅包括内容结构的安排、学习准备,还包括学习拓展、学习提示以及小词典等内容。 (二)设计思路 在课题设计思路上,主要有三条主线,一是以能力为本位开发课程,二是以工作过程为导向开发课程,三是以企业平台开发课程。针对以能力本位为基础,在课程开发与教学改革过程中,相关课题改革人员不能够闭门造车,而应当对岗位所要求的知识与技能有着充分的了解,在此基础上,针对课程,进行开发与课程实施改革。企业专家之间针对该理论实践进行集中探讨,为课程设计以及教学奠定材料基础。针对以工作过程为导向开发课程,要明确整个学习过程,首先制定学习目标,即对学习任务进行分配,随后对主要的内容结构进行重点阐述,并对学习要准备的工具以及相关图纸进行提醒与要求,要添加学习拓展环节。其次,目标的计划与实施,将主要环节介绍清楚之后,要注意添加小提示、小词典以及学习拓展;最后进行评价反馈,自我评价、小组评价以及教师评价等环节。针对企业平台的开发,在课程开发的过程中,相关人员要根据自己对企业的了解,教学过程中,将企业对人才的要求作为课程开发与教学设计的重要依据。 四、总结 目前为止,职业院校的专业课更加注重实践,因此如何改进"基础"课是其中重要工程,在课程开发与设计过程中,除了要做好相关的工作之外,还要做好评价工作,在教学工作中不断发现问题,最终不断解决问题。 参考文献: [1] 叶婷.深化《机械设计基础》课程改革推进工作过程系统化课程的开发[J]. 中国科技信息,2008(15) [2] 毕子家.由对高职教育的思考,启发高职语文课程设计――基于工作过程导向的课程开发[J]. 今日科苑, 2009(20) [3] 尉鹏博,韩银锋.基于工作过程的课程体系开发与课程设计的探究[J]. 科技资讯, 2008(31) [4] 谭海中,黄勇.建构主义在高职教学中的研究与应用[J]. 中国西部科技, 2006(16) [5] 李宝霞,宋金玉,菜翠芳,冀小君,董双涛.浅析中药制剂技术固体制剂教学模式改革――基于工作过程系统化构建课程模式[J]. 黑龙江科技信息, 2011(01)
1工艺教育 工艺教育存在两方面的理解,一方面是从学生培养角度出发,将工艺教育理解为培养学生的手段,“工”即“工业”,“艺”即“技艺”,其中实利教育思想占主导地位。“顾明远在其《教育大辞典》中将工艺教育解释为在普通院校中设置相关科目以传授操作技术经验的教学方式”。[1]另一方面主要从工艺类学科专业出发,如美术工艺,“工”即“技工”,“艺”即“艺术”其中审美品质培养占主导地位。本文主要以前者理解为指导,探讨工艺教育影响下的实践教学。 1.1我国工艺教育的历史发展 受以往“师徒制”教育思想的影响,工艺教育在国内外教育教学模式中具有重要地位。日本于明治维新时期就意识到工艺教育的重要性,于1874年成立的“制作学教场”成为日本官方认可下的第一所职业教育机构。随后各类师徒院校、实业院校、专业院校相继出现,日本职业教育体系不断完善。新加坡以工艺教育学院为优秀的工艺教育是享誉全球的职业教育成功案例,其人才培养主要经历了从为制造业培养劳动密集型人才,到为高技能产业培养高技术人才,到培养迎合新时代科技业与服务业蓬勃发展趋势的创新型人才及服务人员。工艺教育对我国来说是也由来已久,通过对外国经验的借鉴、模仿与吸收在我国也逐步发展起来。我国工艺教育源于十九世纪末二十世纪初,正值社会急剧动荡的晚清时期。这一时期,清政府面临着利权外流,民生凋敝,失业人员急剧增多等外忧内患,在这样的社会背景下,“振兴工艺”应运而生。在清政府的支持下,掀起了一股工艺教育之风。1902年,清政府成立了京师工艺局,生源源于各省,根据工艺难易程度,分为一年班与两年班,学生结业后,可选择留局任职,也可选择返回各省,传授工艺,以振工业。1904年,光绪帝颁布《奏定初等小学堂章程》《奏定高等小学堂章程》,提出学校可依据社会需要开设相应的“手工”科目,教授“简易细工”,主要目的是使学生“能制作简易之物品,养成其用心思耐劳烦之习”。[2]此为我国工艺教育之开端。但该科目具有较大的随意性,学校可根据自身实际决定开设与否。民国时期,民国政府依然沿袭清政府重视实业、兴办工艺教育机构等传统。据统计,截至1913年,覆盖全国各省包含各类技术的工艺教育局就多达751所,包含木工、染织、漆工等多种工艺。从1951年起,全国教育联合会曾极力推广职业教育预案,初期着眼于实用主义教育的人员多转而倡导职业教育。1917年,黄炎培发起组织了中国近代第一所倡导、推行及研究职业教育的专门组织--中华职业教育社。1922年,平民教育倡导者晏阳初在湖南长沙开办了平民教育运动实践,包括工厂工人、作坊工人、木匠等各行各业的职业者都参与其中,推动了我国职业教育的发展。至此,我国工艺教育不断发展。工艺教育在清政府的“振兴工业,消纳流民”和民国政府的“发展实业,国富民强”两个阶段中,都比较注重实业,且政府都给予高度重视,职业教育初步形成。但也都存在一定的局限性,主要以手工技艺为主,教学方式单调,注重学生技艺的掌握水平,忽视学生全面发展。随着工艺教育的逐步发展,也对本国职业教育与当前实践教学产生了影响。陆费逵提出“职业教育是教人谋生的教育形式,是教人拥有一技之长的教育形态”[3]与上述顾明远提出的工艺教育概念相得益彰。可以看出工艺教育与职业教育无论概念、教学方式还是教学内容都有相似之处。而实践教学中重视技能提升、重视院校合作等理念也与工艺教育理念存在相似之处。 1.2工艺教育影响下的实践教学特征 1.2.1政府支持 工艺教育是从传统的“师徒制”演变过来的,起初政府为了兴国安民倡导发展实业,之后随着工业社会的急速进步,对劳动型人才的需求逐步转变为对高技能型人才的需求,这一转变与发展与政府息息相关。我国实践教学的实施与发展也离不开政府各类政策的指引与支持。2012年,教育部等部门印发的关于《进一步加强实践育人工作的若干意见》提出相关院校要认识到实践育人的重要性,同时给予对院校实践教学方向与方式的正确领导。“十三五”期间,地方院校向应用型院校转型逐步成为大家讨论的热点问题。众所周知,实践教学在应用型院校转型发展过程中具有重要地位,而成功转型也有赖于政府的鼎力相助。据了解,“十三五”期间院校转型建设工程中,政府拟在全国范围内帮助100所应用型院校转型,并逐步扩大试点范围。教育部学校规划建设发展中心主任陈锋说,通过对全国600所新兴院校的分析,发现其中90%的院校都应走上转型之路”。政府将为院校实习与实训基地的建设提供资金支持,推动校企合作,促进人才培养模式的改革。以广东省为例,广东省现有14所转型试点的高校,8所公办、6所民办。广东省教育厅高教处处长郑文表示,为了促进成功转型,广东省拨付了上亿元资金,将用于科研项目、实践教学配套经费等方面。可以看出,政府这一系列导向政策与帮扶手段大大推动了高校实践教学的发展,而政府支持也成为高校实践教学的重要特征。 1.2.2校企合作 校企合作由来已久,目前我国主要存在四种互助模式,分别为院校引进企业部分生产线模式、学工交替模式、校企互助模式、订单培养模式。从原有工艺教育中或多或少能找到以上四种模式的影子。如学工交替模式,即将学习与工作相结合,可以以周为周期,一周几天在校学习,几天外出工作,或者以天为周期,半天学习,半天工作。近代由西方传教士在我国沿海地区创办的工艺训练班,主要招收孤儿,形式是半工半读,上午学习文化知识,如外语、代数等,下午学工艺,如绘画、铁艺等。又如订单培养模式,学生入学之初就已确定未来工作方式与工作环境,学生的培养由学校与企业合作完成。1902年由清政府创办的京师工艺局,主要招收艺徒,学成后一部分留于本局,另一部分回到各省工艺局。受传统工艺教育的影响,校企合作既是我国实践教学的典型特征,也是院校培育人才的重要方式。它实现了教学与学习的空间跨越,实现了课堂内外的有机联合。并且随着时间的推移,校企合作也产生了许多新的合作途径,如企业代表就学校课程制定、教学质量评估、就业指导等方面提供一系列建议与支持;企业单位也会与院校合作共建真实学习情景,给予学生适宜的训练环境。同时企业在师资培训、创新课题等方面也扮演了重要角色。合理适度的校企合作,是保证实践教学有效性重要环节。 1.2.3就业为本 无论是工艺教育还是实践教学,就业都是教学的最终目的与衡量教学是否成功的重要指标。晚清时期,清政府以“振兴工艺”为口号所开办的工艺局,目的之一就是消纳流民,使百姓最终有事可做,使社会有序稳定。民国时期由私人创办的工艺教育机构在解决就业问题方面也发挥了重要作用。新加坡的工艺教育在世界范围内都是享誉盛名的,其中以工艺教育学院最为突出。新加坡工艺教育学院于1992年成立,到目前为止已下设十所分院,每年招收约一万六千多名学生,具相关资料显示,新加坡工艺教育学院毕业生考取的部级职业资格证书是受国际认可的,其毕业生的就业率可高达100%,这也是它赢得世界赞誉的重要原因。有文指出,“适应社会需求是应用型人才培育的主要目的,主要是使所培育的学生能够直接为生产服务,具备“一线工人”能力”。[4]从目前针对不同院校的评估体系中,也可以看到就业率是非常重要的一部分。根据教育部信息,2018届的毕业学生高达820万人,为历史最高,比2017届毕业学生增长了25万人。将17年没有成功就业的与中职应届毕业学生统计在内,2018年待就业的学生就达到了1500万。[5]面对如此严峻的就业情势,也对相关院校采取措施提高学生的就业能力提出了考验。实践教学有利于缩短学习者的职业适应期,增强其社会适应能力、理论联系实际以及有效解决现实问题的能力等,而这些能力在其未来的职业竞争中具有绝对优势。同时,就业率也是评估院校实践教学成果的重要指标。因此,与工艺教育相同,就业为本是当前院校实践教学的重要特征。 2工艺教育思想对我国实践教学发展的限制 工艺教育到目前为止,有其存在的独特优势,受其影响,当前实践教学在教学目标的制定、内容的选择及时间与空间的安排上都有一定的借鉴,在提高学生实践操作能力、缩短学生职业适应期等方面都发挥着重要作用。但是,始终要铭记一点,人才培养单位并不是作为社会人力资源的培养器而存在的,院校的价值也不仅仅体现在就业率的高低上。杜威说:“把职业教育在理论和实践方面解释为工艺教育,作为获得将来专门职业的技术效率的手段。这样,教育将变成原封不动地永远延续社会现有工业秩序的工具,而不是改革这种工业秩序的手段。”[6]杜威在这里陈述了一个事实,学校仅按照社会人才市场对学生的要求,给予学生某种技术上的准备,根据现有工业状况对学生组织教学,那么这样的学校就不能称之为学校了,而是商业或制造业或其他社会职业部门的附属机构。当前院校实践教存在过分关注职业能力的不良倾向,不同类型的院校在育人、科研、服务社会等方面都具有重要作用,而不能仅仅关注社会职业职能。弗莱克斯说过:“学校不是风向标,不能什么流行就迎合什么,学校必须时常给社会一些它所需要的东西,而不是社会所想要的东西。”[7]总结为一句话就是实践教学不是学生未来职业的复模,也并不是训练装配线上工人的手段。时伟提出,当前院校应该转变过分强调就业的教育观念,应该注重学生的全面发展,不要将实践教学的空间仅仅局限于学校与用人单位。应将实践教学融于学生整个学习生涯,让学习者在实践过程中提升自己。 3我国实践教学的变革策略 将实践教学贯穿于学生的整个生命历程,要让学生将视野放大至自己的实际生活,要关注与自己生活息息相关的社会。学校要根据不同专业的培养要求,使学生掌握与本专业相关的理论知识与专业技能,同时改革实践教学观念与内容,让学习者在知识与技能的掌握过程中体验生活、感受社会。 3.1就业导向,技能提升 尽管实践教学过分强调其就业职能受到当下众多学者的批评,但是也不能忽略或否定其为社会培养所需人才的重要性。学校具有中介的性质,一方面连接着专业,另一方面连接着市场。至职业院校、高等院校成立以来,就因其特有的学历与技能水平,在就业市场中占据着绝对的优势,即使放在现在,例如律师、医生、教师等专业如果没有经过严格的实践训练,毕业后也很难与市场接轨。因此,在严峻的就业环境下,通过实践教学提高学生的实践能力,同时使学生了解自己将要从事的职业环境,拥有在未来职业竞争中优势,也是学校人才培育的重要职责。当前院校实践教学存在的主要问题是教学内容与教学形式的选择仅从学生职业生存技能考虑,忽视了学生的职业生活。因此,在选择教学内容与组织形式时要突出职业生活。除此之外,专业教师也需要不断更新自己的专业知识与专业技能,深入真实职业岗位,不断丰富自己的教学案例,提高自己的教学技能,为学生展现未来职业生活的蓝图,激发就业欲望。 3.2以人为本,生活教育 “在实践教学过程中,以学习者为中心,以学生发展为目的,利用实践教学的各个环节与场景,加强学习者的生活体验与生命体验,就是所谓的生活教育。”[8]学校是培育人才的地方,实践教学在帮助学生理解学科知识,培育创新精神等方面具有重要作用。因此,当前实践教学的设计与实施要从学生的全面发展出发,而不是仅仅考虑单一的实践技能。这就要求院校在组织实践教学时将学生的学业成就、性格养成、个性发展、社会适应与社会责任感统统考虑进去,这些要素即是学生生命生活中必不可少的部分,也是学生未来应对家庭、职业与社会各种问题的重要因素。因此,实施实践教学要坚持“以人为本”的教育理念,重视生活教育。 3.3拓宽眼界,适应社会 对于学生来说,了解自己所处的社会是他们求学生涯中不可或缺的部分。与世俗脱离,是社会对当代大学在的主要评价之一,对于一些学生来说,往往都挂着“学生嘛,在学校时间长了,不懂很正常”的标签。因此,缺乏社会生活教育是当前教育存在的问题之一。实践教学不仅是完成教师规定的实践内容,了解社会现状与社会热点问题,也是提高学生社会适应性的重要方式。首先,学生应该带着问题去实践,除了教师所规定的内容与问题,对于专业热点与社会热点问题也应有自己的思考,通过自己的学识与文化,去尝试提出问题的解决方案。除此之外,对于自己未来所从事的职业,学生也应以一个参与者的身份去思考职业现状及问题,发挥自己作为有思想有批判思维的新时代学生应有的职业分析能力。没有批判与反思,安于现状,社会是无法进步的。因此,实践教学的实施,不能仅仅局限于专业实践,要让学生走出学校这一所“象牙塔”,进行社会实践与社会公益服务,提高自己的社会责任感与社会适应性。 4结语 工艺教育在我国由来已久,其“就业为本,实践为先”的教育理念值得当下借鉴与渗透。但是,必须深刻理解实践教学的内涵、贯彻我国“以人为本”的人才培养观念,将实践教学融于学生的生活,贯穿于学生的整个生命历程,变革实践教学理念与方式,从而培养新型应用型人才。 参考文献 [1][2]顾明远.教育大辞典:上海教育出版社,1998. 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化学工程与工艺论文:工艺实验与化学工程论文 1数据处理的程序框架 因为每一个化学工程与工艺实验的目的都不相同,因此其处理的步骤以及涉及的化学公式也不尽相同,不可能以一个程序来概括,但是经过大量的实验研究和总结,发现不同的化工实验中都会有其相似之处,它们都可以由图1来概述。 2数据处理的程序编制 2.1数据输入。化学工程与工艺实验的数据输入主要依靠提示的函数input实现,比如以温度为例子,则其输入函数为:t=input(‘请输入实验的温度(摄氏度):’),其中输入函数大多是以矩阵的输入形式为主。 2.2处理和作图。化学工程与工艺实验中得到的数据时常会存在离散的情况,必须经由多种拟合的方法将它们结合成一条或多条连合的曲线,而其中最常用的拟合方式是最小二乘法,因此本实验设计中的拟合方式也采用最小二乘法的方式。设实验的离散数据(x1,y1)通过最小二乘法将其拟合成因变量y,自变量x,输入的函数关系为y=f(x),函数关系的主要思路是让离散数据中的x1的残差平方以及Σ(f(x1)-y1)2达到最小值。因为在得出化工实验数据中多少会因为外界的因素存在着一些误差,因此最小二乘法可以无需使输入函数y=f(x)必须经过全部的离散数据(x1,y1),但是残差平方和必须达到最小值。根据最小二乘法的拟合方法可知,最小二乘法可以满足化工实验数据处理中的拟合应用需求。在化学工程与工艺实验中会涉及到流体的流动阻力研究,研究主要是通过测试流体的流动阻力,在经过特定的计算之后得出摩擦系数(λ)和雷诺准数(Re)的离散数据,再同理,经过最小二乘法拟合出连续的曲线,并根据其画出相对应的图形。得出上述式子之后可以将MATLAB里的函数polyfit()进行线性的拟合,以作为化工数据处理的程序原理。 2.3建立数据库。因为经过上述的设计,化学工程与工艺实验数据处理只能得知在特定的温度下(比如10℃、20℃以及30℃等)实验的物性数据,但是在实际的生产中,工业生产所涉及的温度多变,不单单只停留在设计好的温度当中,因此,这就需要我们在数据中选择最相近的数据,假设它们属于线性的关系,再利用内插或者外推的方式计算出实验的物性数据常数。在本文的化工实验中,编写的程序已经将实验温度和密度以及实验的温度与黏度进行多次的实验拟合,建立出了一个相对完整的数据库,在工作中只需将温度输入进系统,则程序可以自动跳出在特定温度下的物性数据,提高数据处理效率。 3程序的运行 在编制完成化学工程与工艺实验的数据处理程序,且建立数据库之后,便应该输入数据以验证程序是否能有效地处理实验数据。在化学工程与工艺实验的数据处理中,MATLAB软件的应用是十分重要的,经过实验可知,在化工实验当中会出现大量的离散数据,必须经过拟合的方式进行处理,其处理过程中不仅工作量大,而且十分繁琐,一旦出现差错则必须重新推翻重来,浪费大量的人力物力资源,而且在处理好实验数据之后,在查看实验当中还要将化工实验数据重新计算一次,看结果是否与原先的计算结果相同,工作量十分重,但是如果运用MATLAB软件则大大降低了数据处理难度,只要在MATLAB软件中输入相应的化工实验数据,就可以得到结果,节省了时间,提高了工作效率。 4结语 在实际的应用中,化学工程与工艺实验所要处理的数据十分庞大,而且涉及的计算公式也十分多,甚至很多时候为了将数据的计算公式导出来还要建立复杂的模型,一旦有一个步骤出现差错则会直接影响到实验的成果,如果使用传统的手工计算方式,为了避免差错则必须对每一个数据处理环节进行反复计算,降低了工作效率,因此MATLAB软件的应用对于化学工程与工艺实验的数据处理十分重要,它不仅将复杂的计算变得简单,也让事后的实验验证效率得到提高,促进了化工实验的发展。 作者:李世英单位:内蒙古蒙西建设集团有限公司钢结构分公司 化学工程与工艺论文:石油加工工艺学与化学工程论文 1每章增加课后习题 为了提高学生的学习效果及自我总结能力,每章增加不同类型的课后习题与思考题。包括石油产品有哪些分类及各自用途等基础性习题;冬天柴油车挂蜡如何处理等与实际生活相关的习题;如何根据油品的特性实现油品的安全管理等与实际生产相关的习题。学生即掌握了基础知识,又可以运用所学知识来分析和解决实际问题。另外每章结束后要求学生对本章重要知识点进行总结,再相互交流,把握主线,整体思路清晰。 2教学方法改革 2.1现代教育技术的应用多媒体教学课件以它图文并茂、动静结合的表现形式,达到增强了学生对抽象概念、图形性质和学科定理的理解与感受,从而极大地提高了课堂的教学效果。石油加工工艺学课程具有专业性强,需要良好的专业知识铺垫;知识综合性强,涉及内容广泛,内容复杂,新工艺技术、新标准繁多;应用性强,理论与实际密切结合等特点,决定了该课程的授课形式必须多样化,达到最好的教学效果。所以授课中把新工艺、新标准等以多媒体的形式讲授,既直观、形象、又便于学生了解掌握,节省教师画图、画表的时间,在有限的教学时间里实现了大容量、高效率的教学。运用视频将理论与专业实验、仿真素材等紧密联系起来,如对实沸点蒸馏先进行理论介绍,再播放视频,一动一静,将枯燥的理论以实际过程表现出来,提高学生的学习效果。课外学习平台也不断完善,包括授课视频、实验视频、课件、配套习题、实际问题解决方法等,用现代技术及丰富生动的内容吸引学生的学习兴趣,提高学生自主学习的能力。 2.2启发式与对比式教学相结合为了改变大学生在中学阶段养成的被动式、机械式的学习方式,变被动为主动,增加学习的积极性,提高对知识的渴望与兴趣,本课程的讲授过程中大量采用启发式教学。如在讲授清洁燃料生产时,先通过图片了解现在全球气候变化带来的影响,并给出具体数据,再讨论导致的原因。汽车尾气的排放就是源头之一,为了改善全球气候,减少汽车尾气排放的污染物是当务之急,这就要求提高燃料的质量,即生产清洁的汽油和柴油。应用启发式教学,从我们切实能体会到的事情出发,引导学生运用所学知识去解决实际问题,既可以把问题简单化,又增加了学生的学习积极性和兴趣。除了启发式教学外,还并用对比式教学方式,两者相互补充。如把汽油和柴油进行对比讲解,找出异同点,便于学生的理解与掌握。先指出汽油机与柴油机的虽然都是活塞式发动机,工作过程都是由进气、压缩、膨胀做功、排气4个过程构成,但两者的压缩比、进入气缸的气体、着火方式等不同,所以对燃料的要求不同。汽油和柴油在发动机中燃烧不正常时都会发生爆震,且爆震现象相同,但是产生爆震的原因及时期却完全不同,两者用不同的指标来表示其抗爆性,由此得出各自的理想组分。通过对比归纳,内容清晰,层次分明,相似的知识点不易混淆,便于理解与掌握,取得了良好的教学效果。 2.3小组讨论形式进入课堂为了提高学生的学习积极性,我们会不定期的提出一些与石油相关的问题,鼓励学生通过各种渠道(期刊、报刊、互联网、电视等)收集资料进行了解,之后在课堂上进行分组讨论,把枯燥乏味的理论知识结合到我们的生活中,学生积极性较高,课堂气氛高涨。比如绪论讲完之后提出问题:石油与你有多大关系,你一天消耗掉多少石油?在下次课中用部分时间进行分组讨论,在激烈的讨论中,同学们各抒己见,真正了解到了我们的衣食住行确实离不开石油,但石油又是什么,它又是如何加工成我们想要的产品呢?有了疑问和好奇心,增强对本课程的兴趣。 2.4培养独立查阅并加工文献的能力在授课过程中提出几个比较热门的课题,如原油价格对国民经济的影响?炼化企业如何实现清洁燃料的生产?现代炼油工业发展趋势?中国的能源安全及战略问题等。学生根据个人兴趣,选取某一个课题,独立查阅文献并经过整理完成一份报告,提高学生查阅加工文献的能力,为以后毕业论文奠定良好的基础,又加深对某一方面的深刻理解。 2.5加强工程意识与理论的联系石油加工工艺学是一门专业课,除讲授理论内容,还引入大量工业生产和科学研究案例,提升学生工程意识与理论联系实际的能力,真正做到理论与工业生产紧密相连。如以辽阳石化加工原油-俄罗斯原油为例,根据原油性质、实沸点蒸馏数据及直馏产品性质,确定加工方案;以辽阳石化550万t/a常减压装置为例,讲授常减压装置工艺流程、主要设备、直馏产品性质等,运用实测数据进行产品实沸点切割计算,分离精确度计算等;增加解决实际问题的环节,如当某一侧线产品出现头重尾轻的时候应如何调节操作?本专业定期聘请工厂有经验的专业技术人员到学校进行讲课,介绍工厂相关装置概况、原料及产品、市场需求、主要设备及生产工艺流程、从事化工行业要注意的安全事项等事项,使学生不但有了安全意识,也对实际生产过程有所了解,有利于理论知识的理解,引起学生对自己未来工作的兴趣,提高学习动力。专业实验最能反映专业特色,是与本专业学科发展关系最密的实践性教学环节,因此我们不断对专业实验教学环节进行改善,除了开设传统的验证性实验外,又增加了设计型、研究型实验;建设炼油化工与自动化仿真培训中心,强化学生的工程实践与运行能力;鼓励学生参加“中国石化-三井化学杯”大学生化工设计竞赛,聘请设计院人员与教师共同指导,培养学生的创新思维和工程技能,培养团队协作精神,增强学生的工程设计与实践能力,实现“卓越工程师教育培养计划”。 3教师实践能力的提高 作为石油加工工艺学课程的老师,本人除了具有丰富的理论教学经验,也具有实际生产经历,曾在中石化沧州炼油厂催化裂化装置工作两年,每年参加知道学生下厂生产实习实践教学环节,并于2012年在辽阳石化炼油厂进行为期一个月的实践培训,因此对炼油加工工艺过程及主要生产设备的操作及工作原理颇为了解。在理论教学过程中,能够将实际生产与理论知识结合在一起,并对生产中遇到的问题作为实例进行分析、讲解,提高了学生的学习积极性及理论联系实际,分析问题和解决问题的能力。从事石油加工工艺学课程的教师除了担任理论教学外,还担任专业实验、毕业设计论文、生产实习及实践教学环节的指导工作。在学校、学院的推荐下,每年都有青年教师到中石油辽阳石化公司的生产一线进行实习,并派专业教师参加相应的技能培训,定期聘请工厂专业技术人员到学校进行讲座,以提高青年教师的工程实践能力。 4结束语 卓越工程师教育培养计划对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用,石油加工工艺学课程是化学工程与工艺专业的重要专业课程,主要培养学生理论与实践的工程意识与能力,减少从校园到石油化工企业生产实际的过渡期。 作者:朱静李素君傅承碧孙明珠单位:沈阳工业大学石油化工学院 化学工程与工艺论文:工艺与化学工程论文 一、化学工业特点延伸 依据数理、化学内涵作为支撑媒介,进而深度联合工业经济基础条件进行窥测,将化工单元操作和热学、动力学原理进行深度融合,进而有力指导设备开发工作。化学工程主要随着化学工业的过渡改造而形成,其中化学反应作为生产流程的优秀内容,将为过程分析创设主动适应空间,将研究过程方向梳理完全;而化工热力学条件作为单元反应的理论基础,对于产品回收效率有着充分的界定要求,其将直接决定产品后期回收效率,对于产业经济成本规模产生着重大影响效果。因此,在单元详细操作流程中,技术人员可针对各类化工设备以及产品形态进行科学审视,由于传递流程作为单元操作、反应工程的支撑媒介,而化工产业在全新发展形态下需要落实优秀催化技术,就必须联合跨学科形态的战略进行综合比对、研究,争取达到统一规划标准格局。内部传递机制主要围绕动力、热能、产品质量元素阐述,这其实就是异质化单元内部反应装置的物理演变过程。 另一方面,合成化学作为既定学科的优秀要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。 二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析 传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。 MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。 三、结语 按照上述内容论述,随着我国经济事业的不断发展,有关化学工业整改工业也大面积扩张。为了积极改良化工产业归控形态,就必须联合工程实践环节进行有力疏导,争取将各类操作限制问题归控完毕,完成工程改造的历史任务,为后期产业可持续发展灌输全面适应活力。 作者:刘晓明单位:沈阳化工大学科亚学院 化学工程与工艺论文:化学工程与工艺教学变革 生产实习是化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业重要的实践教学内容。通过生产实习,可以达到巩固所学知识、培养和提高学生的创造性思维和实践能力的目的。生产实习是进行素质教育和加强学生实际动手能力培养的关键环节[1],可以增加学生对所在专业及相关行业现实状况和发展水平的了解,可以使学生建立起清晰的专业意识,有利于学生人生观、价值观、效益观和竞争观的形成。通过实习还可以加强学生的组织纪律性,培养学生团结协作和吃苦耐劳的精神,从而提高学生的综合素质。对于化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业的本科学生来讲,进行生产实习,其作用同样是不言而喻的。通过实习,能够让学生了解海洋化工生产的概况和特点,熟悉生产工艺和主要设备的结构、原理及其作用,掌握安全生产的知识和预防及应对措施,增加感性认识,培养海洋化工生产的基本概念。通过生产实习可以加深学生对本专业学习内容和专业方向的认识,是理论联系实际的重要过程,充分做到理论与实践相结合,以实践促进理论知识的学习。目前,由于经济、社会和文化等多种因素的影响,生产实习现已成为该专业实践教学质量提高的限制性瓶颈,如何突破这一瓶颈,保证并提高化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习的质量已是一个亟待解决的问题。 1化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习中存在的问题 1.1学生对生产实习重视程度不够由于受中国长期以来所形成的传统教育观念的影响,在教学内容方面重理论,轻实习;以理论教学为主,把生产实习放在次要位置。学生认为课堂理论知识非常重要,而生产实习则无关紧要、可有可无,所以对生产实习抱着“混”的态度。另外,在中国当前严峻的就业形势下,学生的就业压力越来越大。很多学生刚进入大四就开始为找工作四处奔波,而生产实习正好安排在这个时期,有些学生根本无法安心进行生产实习。除此之外,有些学生为了提高自身的竞争力,选择了考研。目前我国硕士研究生入学考试时间一般安排在第七学期期末。安排生产实习的时间正是学生复习考研的时间,很多考研学生为了能够顺利考取而争分夺秒地进行备考,心中只有考研一个想法,其他的一切都放在了次要地位。在这种情况下,考研学生根本无法安心进行生产实习,严重影响了生产实习的质量。 1.2学校投入实习经费不足在整个生产实习过程中,需要提供学生相应的交通费、住宿费;在实习过程中企业承担了一定的管理、指导和培训任务,还需要支付相应的管理费用和酬金;为了加强联系,保证实习基地的稳定,往往还需要一定的礼品费用和应酬费用等。以上所产生的费用都需要从实习经费中支付,随着我国经济的快速发展,消费水平的大幅提高,学校能够提供的实习经费多年来一直不变,没有相应的增加,根本无法满足生产实习的正常进行。 1.3校外生产实习基地不稳定在经济高速发展的今天,企业都把经济效益放在了首位。出于自身管理、生产保密、实习学生人身安全等方面的考虑,企业普遍对于接纳学生进行生产实习的积极性不高。大批学生进入企业进行生产实习必然影响正常秩序,加上接待、住宿、就餐等问题,给企业带来不少额外的负担及不便,因而企业不愿意学生去生产实习,造成联系生产实习基地困难,即使联系好的生产实习基地也很不稳定,缺乏一种长期稳定的合作关系。 1.4生产实习指导教师队伍层次不高,人员不稳目前在我校化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业,年轻教师占有较大比例,这些教师大都是“从学校到学校”,没有企业一线的具体工作经验,实际动手能力普遍较低。另一方面,生产实习枯燥而单调,而且有些企业岗位环境也不好。所以一般教师不愿从事生产实习,致使生产实习的指导教师量不足、层次不高、人员不稳。 1.5学校对生产实习过程缺乏有效监管生产实习一般由学校教务处统一部署,确定实习时间、内容和考核标准,然后再将具体任务进行分解,最终由指导教师具体安排学生的实习方式、地点和内容等。在整个实习过程中,教务处和学院缺乏一套统一有效的监管机制,从而导致生产实习的效果完全依赖于指导教师的责任心和学生的自觉性。如果指导教师缺乏责任心,学生没有自觉性,就会出现在整个实习期间,老师和学生都在“混日子”的结果,实习效果可想而知。 2化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习教学改革的措施 针对以上所提出的关于生产实习过程中出现的问题,结合近几年天津科技大学化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业的实践经验,对本专业生产实习教学改革的措施进行了总结。 2.1加强教育宣传,提高学生对生产实习的认识程度在每学期生产实习之前,本专业教研室主任召集全体生产实习指导教师进行学习交流。实习指导教师通过课堂灌输、日常宣传、动员大会等多种形式,让学生在思想上充分认识到生产实习的重要性,使他们清醒地认识到,只有经过实践的锻炼和检验,掌握真正的本领,才能在日趋激烈的社会竞争中立于不败之地。这样才能够提高学生对生产实习的重视程度,变被动为主动,自觉自愿地去完成生产实习任务,提高实习效果。 2.2开源节流,保障生产实习经费的投入生产实习经费是制约生产实习效果的一个重要因素,必须对其加强管理,改善经费不足的现象,保证生产实习能够正常、顺利地进行。一方面,我们压缩不必要的开支。本着节约资金、便于管理的原则,在满足教学要求、保障实习效果的前提下,尽量就近安排实习。凡能在校内实习的,不到校外去;能在本地实习的,不到外地去;能在近处实习的,不到远处去。就近建立相对稳定、长期合作的校外实习基地,以减少交通费和住宿费等开支。另一方面,积极争取企业资金赞助。本着“互惠互利”的原则,发挥学校的技术和人才优势,通过人才培训、技术合作、成果转化等途径,与企业建立紧密的“双赢”合作关系,以此来争取企业资金赞助,改善生产实习经费不足的现象。 2.3建立长期稳定的校外生产实习基地生产实习基地的建立是实践教学的基本条件,高质量的生产实习基地是培养高水平人才的重要保证[2]。首先是学院领导和系主任高度重视校外生产实习基地的建立,认真对待学生生产实习的教学工作,从财力、人力、物力上把生产实习当做一门重点课程来抓。其次是根据学校实践教学体系的总体设计,制定校外实践基地的建设规划;再次是根据专业方向和特色选择好对应企业单位,按照互惠互利原则,通过签订协议和长期合作经历,形成稳定、有效的校外实习基地。到目前为止,笔者专业建立的长期稳定的校外生产实习基地有:中盐制盐工程技术研究院、天津长芦海晶集团有限公司、天津长芦汉沽盐场有限责任公司、天津泰达新水源科技发展有限公司。在与校外生产实习基地建立长期稳定的合作基础上,积极探索“产学研”合作基地高素质创新人才的培养模式,增加学生就业渠道,提高就业质量。 2.4加强生产实习指导教师队伍的建设生产实习指导教师指导工作的好坏直接关系到生产实习效果的优劣,这是生产实习最重要的一环。师资队伍建设可以通过进修、内部培训、招聘引进等方式,优化结构,提高水平[3]。笔者通过扩大外聘兼职教师在指导教师中的所占比例,积极聘请专家、技术能手来校上课或现场指导生产实习。笔者也通过选取生产实习指导教师参与到天津滨海新区“科技特派员”的工作,让生产实习指导教师积极到校外生产实习基地学习和合作,进一步提高教师指导生产实习的水平。笔者学校也组织合作团队,深入企业第一线,以解决工程实际问题为优秀,边工作边学习,既可提高教师水平,还可配合企业组建开放型的研究开放中心,促进企业有针对性地开展继续工程教育活动,以促进教师工程实践能力的提高。 2.5加强生产实习过程管理,严格考核制度为了保证生产实习能够取得良好的效果,必须进行严格的管理。学校教务处和学院除了要抓好两头外,还要着重管理好生产实习中间过程。实习开始之前要制定详细的规章制度来作为指导;实习过程中务必将各项规定落到实处,严格进行中期检查,定期进行交流和汇报,认真检查学生们的生产实习笔记,加强过程管理;生产实习结束后,要进行考核,严把质量关,对于一些弄虚作假、抄袭严重的坚决不予通过。并通过调查和与学生交流的方式了解指导教师的情况,对于玩忽职守、不负责任的指导教师要进行严肃处理。只有通过加强生产实习过程管理,严格考核制度,才能确保生产实习取得良好的效果。 3结语 生产实习的教学改革是一项涉及面广、环节多的复杂系统工程。探索有效的化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习方式,加强学生的工程实践训练,对促进学生全面发展,着力提高学生服务国家人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力具有十分重要意义。在不断创新工程教育观念的前提下,社会、学校和企业仍需要从多方面、多途径探索有效的化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习方式。 化学工程与工艺论文:化学工程与工艺的应用 摘要:化学工程与工艺专业是一个极富创造性、挑战性的重要工业领域,能在化工、石油、能源、轻工、冶金、医药、微电子生产、食品和环保等多领域行业,从事产品的研制开发与评估、过程工艺与装置的设计放大、过程科学研究、高等工程教育、生产过程的控制及经营管理等方面工作的高级工程技术、教育教学和管理营销人才,具有技术密集、人才密集、资本密集的特征,特别是二十一世纪的化学工业在向“绿色化工”方向发展的同时,对知识的交叉渗透、产业的相互交融提出了更宽更深的要求,该专业就是为了适应面向二十一世纪化学工业发展而设置的一个厚基础、宽口径、适应性强的大专业。 关键词:化学工程与工艺;专业;就业方向 化学工程与工艺专业是一个极富创造性、挑战性的重要工业领域,能在化工、石油、能源、轻工、冶金、医药、微电子生产、食品和环保等多领域行业,从事产品的研制开发与评估、过程工艺与装置的设计放大、过程科学研究、高等工程教育、生产过程的控制及经营管理等方面工作的高级工程技术、教育教学和管理营销人才,具有技术密集、人才密集、资本密集的特征,特别是二十一世纪的化学工业在向“绿色化工”方向发展的同时,对知识的交叉渗透、产业的相互交融提出了更宽更深的要求,该专业就是为了适应面向二十一世纪化学工业发展而设置的一个厚基础、宽口径、适应性强的大专业。本专业旨在培养德、智、体全面发展,具备在工业界、科技界、政府及行业机构中担任重要职务的基本素质,掌握化工生产技术的基本原理、专业技能与研究方法。 通过上述阐述,我们简单了解到了化学工程与工艺的定义,在一些重要领域的关键作用。下面就让我们分开来解读化学工程和工艺在哪些领域起到了什么作用,在工作中,如何将资源更好的利用? 化学工程与工艺就是研究化学工业生产过程中的共同规律,并用化学方法改变物质组成或性质来生产化学产品的一门工程W科。简单来说,也就是化学在工程实际中的应用。该专业主要开设高等数学、无机与分析化学、有机化学、物理化学、高级语言程序设计、化工原理、化工热力学、化工分离工程、仪器分析、化工设计、化学反应工程、化工工艺等课程。其中英语、化工原理、化学反应工程、高等数学为学位课程,参加省自学考试。 化学工程与技术学科是从19世纪末由于化学品大规模生产的需要而形成和发展的。当时,为了化工生产的高效和大型化,根据典型的化学工艺和设备中出现的一些具有共同属性的工程问题,形成了单元操作的概念。20世纪50年代后发展的传递过程原理和化学反应工程使化学工程学科上升到了新的阶段。人类穿的各种合成纤维的衣物,吃的各种食物的包装加工,住的房屋的水泥钢材,以及人们开车所用的石油天然气,都是化工研究的方向。中科院院士陈洪渊就曾经评价化工产业为“国之重器”,能创造出数千万个“新物种”。譬如说,1909年哈伯发明的合成氨技术使世界粮食翻倍,解决了世界上一半人的温饱问题。1995年我国的化学纤维产量为330万吨,其中90%是合成纤维,这一化工技术的应用,使大多数人免于挨冻。 当今社会,化学工程与工艺也应用到多个领域,如分析化学师、食品化学师、化妆品研发员、医药技术师等职业,这些职业你肯定听说过,但不一定想到他们与化学工程与工艺专业相关。总体来说化学工程与工艺专业的就业领域还是相当广泛的。毕业生能在化工、能源、信息、材料、环保、生物工程、轻工、制药、食品、冶金和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作。一般主要的主要就业方向可以从一下几个方面来看: 首先,可到科研院所、高等院校从事化学工程与工艺相关科研、教学等工作。不过这需要该专业学生具备一定的科研水平和较高的学历。 其次,到化工类、石油类、轻工类、车辆化工、建筑机械、制药、食品、涂料涂装等相关的科研单位、企业、公司从事应用研究、精细化工产品的开发、设计、生产技术和科技等工作。化工行业有很多知名的企业如美孚、壳牌、巴斯夫、中石油、中石化等。当然,除了这些大企业外,一些冶金、化纤、煤炭、橡胶等化工企业也是毕业生不错的选择。化工行业是个讲究经验和积累的行业,技术和经验是技术型人才的资本,对于刚走出校门毕业的学生来说,一般需要一个相当长时间的经验积累,从基层做起,让理论和实践充分的结合后,才能谋取个人职业更好的发展。 再次,可以在相关化工类企业从事销售、管理等工作。除了走工艺、研发、质量检验等技术人才的道路外,该专业复合型销售和管理人才在人才市场中也特别受欢迎。关键是如何取得化工类技术以外的教育背景和从业经历。化工贸易、管理人才基本都需要是化工专业出身,同时熟知贸易规则和单位业务,还必须具备耐心细致,和较强的语言表达能力。 国家教育部曾公布的化学工艺与工程专业就业状况显示,该专业2013年全国普通高校毕业生规模在28000-30000人,近三年全国就业率区间在90%-95%之间,属于就业率较高专业。 据调查,相关从业人员都表示,化工专业毕业生要找到一份工作并不难,但找什么样的工作就因人而异了。由于化工各个方向分类较细,各个大学都有自己擅长的专业方向。如有些学校侧重石油化工、煤化工;有些侧重医药化工;有的则偏重金属冶炼或精细化工等。另外,还有一些人对化工就业存在这样的误区,担心学这个专业毕业后要去挖煤、炼石油。实际上,传统的石油化工、煤化工只是其中的一个就业方向,如果你对这个方向不感兴趣,还有更广泛的领域可供选择。如可以选择和人们生活息息相关的精细化工,我们用的洗发水、洗面奶、沐浴液的研发生产都是化工的主要就业领域。还有食用油、巧克力等食品加工企业,香水、化妆品、奢侈品制造等也是化工很好的就业方向。目前我国经济建设水平不断提升,涉及综合技术项目的开发工作节奏也显得急躁起来,对于化工专业建设工作人员来说,需要联同系统性的设施布置和先进实验验证项目开发,积极稳固综合人力资源的开发动力,为我国相关行业的发展提供更加优质的贡献力量。 除了化学工程与工艺在工作上的应用外,可以说,我们日常生活中的“衣、食、住、行”样样都离不开化工产品。化学工业已经成为国民经济重要的基础性产业,它为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供保障和配套服务。同时它还是工业经济中最具活力,有待开发且竞争力极强的一个行业。老人常说,“三百六十行,行行出状元”,不管研读什么专业,都有一定的优势和特点,只要潜心学习,任何领域都可以走出一片辉煌的天地。 化学工程与工艺论文:试论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 【摘要】伴随我国科技水平的不管进步,一些工业技术得到了很大的发展,这样就对化工材料的节能提出更高层次的要求。在化学行业中,绿色化学工程与工艺的运用起到了非常大的节能作用,该工程与工艺主要是对化学生产中的资源浪费、环境污染等现象进行有效处理,从而就可以很大程度降低化工材料对环境的污染,也能大大提高能源的利用效率。基于此,本文主要对绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用进行了分析。 【关键词】绿色化工工程;化工工业;节能;促进作用 引言:对于化工来说,其是促进社会和物质文明发展的关键,并且为人类做出了非常大的贡献。与此同时,环境污染问题也日益严重,这样就需要采取相应的措施进行解决。而绿色化学工程与工艺是利用科学有效的方法和材料等进行处理,不仅大大提升了生产的利用效率,还很好的解决了存在的污染问题,因此,其对化工节能就有很大的促进意义。 1.绿色化学工程与工艺概述 1.1 绿色化学工程与工艺的重要性 目前很多我们生活中需要用到的物品都有赖化工生产流程,传统的化学工程与工艺中往往对于绿色化学不重视,生产过程中只是注重结果,短期内或许能收获相应的产品及利益,但从长远来看,很多化工生产工艺流程在生产过程中对环境造成很多污染,有的污染对环境的破坏是不可逆的,后果可想而知。随着人们环保意识的加强,近年来绿色化学工程与工艺越来越被人们提倡,这样的方式采用一种更科学更自然的方式实现化工生产,仍然能通过有效途径得到最后的目标产品,但大大降低了生产工艺对于环境的污染与破坏,同时很好的促进了化学工艺的节能,也实现了可持续发展的要义。 1.2 绿色化学工程与工艺的基本原则 绿色化学化工在世界范围内的原则相对一体,主要涵盖下列几方面。(1)在反应过程的源头上减少甚至根除废弃物的产生,而不是在废弃物产生之后再对其进行净化处理。(2)产品进行设计时,尽量做到原料利用率最大化。(3)产品进行分析时,在考虑生产效率的同时使原料和产品的毒性降低。(4)对于析出剂和溶剂等辅助物,尽量少用或选择使用无害产品。(5)减少生产过程中能量的损耗及其对环境的影响。(6)除了考虑经济和技术的因素,生产原料尽量选择可回收的加工原料。(7)尽量避免生产过程中产生不必要的化学衍生物。 2.化工企业节能减排的措施 通常情况下,大型化工企业在生产过程中往往会消耗大量的煤炭、石油和一些化工原材料,最终排放出大量的“三废”,也只有通过不断循环市场经济,才能够促进化工企业在国内市场的发展,并取得一定的市场优势。而目前化工企业应该在节能环保的基础上促进经济发展,其方法主要有以下几点:(1)加大化工污染这方面的技术、资金投入力度,对污染问题进行全面的控制。(2)针对化工生产项目使用先进的节能减排生产工艺,控制好化工原料,进而从源头上对污染问题进行防控。(3)创建绿色的化工生产链条,实现节能减排技术集中化处理。(4)全面提高企业职工的绿色减排意识,从自身出发做好环境保护工作。 3.绿色化学工程与工艺的合理开发 3.1 绿色化学原料的合理运用 在化工生产工艺及具体流程中,化学生产原料是起着决定性作用的主要因素,在传统化学工程中,所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗,同时还导致污染物的排放量大大增加,加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中,可使用绿色化学物质、自然物质等无染污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料投入到化工生产过程中,可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中,这些原料仅会产生一定量的氢气,而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。 3.2 提高化学反应的选择性 在化学工程的物质反应中,化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中,合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高[2]。对化学反应产生影响的因素有很多种,反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生,所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质,因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中,应用新型的反应形式,这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高,同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。 3.3 使用无毒无害催化原料 从目前的现状来看,伴随着化工行业的不断发展,合理运用化学反应成为了化工行业健康稳定发展的关键,而在进行化学反应的时候,催化剂的使用是非常关键的,既可以对反应速度进行加快,也可以对反应时间进行缩短,那么在进行化工生产中,要想确保绿色化工工程和工艺得到快速的发展,就要使用没有毒害的催化原材料。同时现在我国有关部门对催化原材料的选择和应用已经给予了高度重视,并且催化剂的开发、研究和制作在不断增多,从而就促使在进行化学反应的时候,催化原材料有了很大的改善。此外,使用没有毒害的催化原材料还能够大大提高化学反应的效率,对能源消耗含量进行降低,也能够很大程度减少环境的污染。 4.绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 加强对绿色化学工程与工艺的研究是化学工程的一次全新探索与实践创新,绿色化学工程工艺研究能够将废弃物的科滋控制在合理的范围之内,实现化学工程的规划化发展,与此同时也可以改善人民群众生活环境,对构建环境友好型社会具有重要的现实意义。 4.1 清洁生产技术的合理应用 清洁生产技术的合理应用具有超高的价值,对化学原料进行无公害化的处理,以期最终达到合格生产的目的。清洁生产技术的使用可促使原料等到有效的利用,提升原料的使用效率,清洁生产技术最为常见技术例如脱硫技术等,化学生产加工不可避免将会产生一定废气,为了进一步降低废气对于空气质量的污染,就需要进行脱硫处理。此外,除了清洁生产技术的研发外,当前自然发电技术也被赋予了更多的重视,在环境污染日趋恶劣下,自然发电技术受到的关注,利用风能等自然资源发电,可在生物工程中降低污染,并提高环境质量,以期实现资源有效利用。 4.2 生物技术的有机结合 在可持m发展理念推进下,生物技术也不断得以升级,生物技术也可理解成为生物工程,其中包括生物化工以及仿生学两部分。生物技术利用生物科技进行生产与加工,如常见的生物酶技术,生物酶是一种具有催化作用的有机物,该种有机物可具有超高应用价值,加之其污染系数较小,故此被广泛的应用到各领域之中。例如纺织领域,通过氧化还原酶的作用促使衣物处于仿旧状态等。生物技术的使用符合绿色化学工程工艺的要求,因此将生物技术与绿色化学工程工艺相互结合,可进一步的深人落实化学工程节能理念,并改变传统化学生产工艺模式,共同打造绿色环保社会。 4.3 环境友好型产品的加工生产 绿色化学工程与工艺的主要发展目的之一即为为社会生产处环境友好型产品,如清洁汽油、磷洗衣粉等无毒无害产品。通过绿色化学工程可以生产出与社会、自然环境发展相符合的友好型产品。绿色化学工程生产的出现在很大程度上起到了保护环境的作用。在社会生产、生活中,人们的购买的产品均为绿色产品,不仅有效保证了人们身体健康,同时也可促进社会健康、和谐发展。因此,在化工生产过程中,如能够促进绿色化学工程与工艺对的优势得到充分发挥,可有效降低生态环境的染污,促进国家自然环境和社会经济得到可持续发展,对国家的长远发展及社会的进步具有重要意义。 结语 通过上文对绿色化学工程和工艺技术进行系统分析可知,绿色化学工程对促进化学工业节能发展起到了重要助推作用,是实现化学工业节能减排发展目标的重要手段。现阶段,开发和应用绿色化学工艺,已成为现代化学工业的发展趋势和前沿技术,是建设环境友好型社会,实现可持续发展的关键。 化学工程与工艺论文:论提高技工学校化学工程与工艺教学质量的方法 摘 要:当前,在职业教育努力服务经济建设的大背景下,怎样创新中等职业学校的化学工艺专业教学,为地方经济建设搞好服务?笔者认为,应当认真把握专业课程教学和学生就业的关系,结合中等职业教育的发展现状及化学工艺学科教学的特点,通过对专业课程的正确定位和教学方法的进一步改革,努力培养高素质的化学工艺职业劳动者。 关键词:中等职业教育 化学工艺 校企合作 能力培养 化学工程与工艺专业作为一个注重实践能力的专业,要求学生具有很强的实践动手能力。但在实际工程实践能力培养过程中,学生在工程实践能力培养方面还是遇到了许多问题。为此,本文将围绕这个话题进行相应探讨,期望通过简单分析可以给学生能力培养带来实质性帮助。 一、中等职业教育现状分析 中等职业教育其实就是就业教育,这已经成为人们的一个共识。也就是说,人们越来越感受到职业教育对社会经济发展的重要作用,越来越认识到职业教育与市场经济的紧密联系,认识到市场经济对职业教育资源的配置利用。同时,市场也对职业教育的发展起着制约和促进作用,主要表现在:生源市场构成了职业教育的入口环节;产业结构和市场需求构成了职业教育的运行环节;就业市场影响着职业教育的出口环节。市场已成为影响职业教育的重要因素,在一定程度上讲,市场变化已成为职业教育发展变化的一个晴雨表。 二、化学工艺学科特点分析 根据教育部面向21世纪中等职业教育教材建设的精神,以及培养高素质化工职业劳动者的要求,化学工艺课程立足化工工艺岗位操作工所需要的基本知识、基本原理和基本技术,在介绍化工生产原料、阐述化学工艺基本知识与原理的基础上,选择可体现化学工艺特点的工艺,讨论工艺原理、工艺条件及工艺流程,使学生学习掌握化工生产的基础知识,基本原理和技术,为他们走向生产岗位奠定了化工职业基础。 三、如何改革化学工艺学教学 1.改革思路要以市场为基础。要以市场调研为基础,结合地方工业的特点对化学工艺课程内容及要求进行定位。首先,课程定位必须要实事求是。职业教育办学方向就是依靠市场办专业,如果脱离了这个目标,那么课程定位就是无源之水。其次,职业学校的学生基础比较薄弱,学生的水平差距也比较大,学生缺乏兴趣,容易失去学习动力,所以我们要了解教学的主体即学生的实际情况。教学内容应按学生的实际学习能力和就业市场需求进行适当的删减,应着重介绍与实操和就业企业紧贴的内容。注重理论联系实际。教学内容突出实用性,引发学生的学习兴趣,让学生感觉到学有所用,充分调动学生的主动性和参与意识。 2.基本方法要与地方经济相结合。目前中等职业教育的专业课教材中,化学工艺学教材中的内容大多是以一些相对完善、通用的一些工艺作为优秀内容。由于不同地区化工行业的资源、人才需求和生产工艺不同,现行教材中很多内容并不能很好地被企业、教师和学生认可。在实际教学过程中,应当将一些本地具有代表性、基础性的工艺作为优秀教学内容,将化学工艺中的工艺学基础知识融入优秀工艺完成教学目标。如我们济源地区以树脂生产、煤化工和化肥生产为主,教学内容就应当与企业合作制定以树脂生产、煤焦化、煤气化和化肥生产的工艺作为主线,将工艺学基础知识和生产工艺相结合为内容的校本教材。 3.实施化学工艺教学的几项措施。一是要加强教师的业务能力培训及师资队伍建设。首先,要重视学历、职称的提高与实践本领和研发能力的培养。鼓励教师主动到当地相关企业锻炼为行业企业提供各种技术支持与服务。同时参与行业标准的制订,积累实际工作经验,提高实践教学能力。其次,组建“校企互通、动态组合”的兼职教师队伍。拓宽兼职教师来源,建立校外兼职教师数据库,通过正式引进、柔性引进和与企业“共引共享”等方式,聘请当地行业企业技术骨干和能工巧匠来校兼职上课。 二是要针对岗位特点使用特殊教学模式。项目教学、生产性实训等职业教育大力提倡的教育模式都是对传统理论教学、课堂教学的“颠覆”。随着项目教学和生产性实训等教学模式的推进,带动了校企合作办学模式、学做合一学习模式和产教结合教学模式的改革。以工作任务为中心,许多项目教学实施安排在校内和校外企业开展生产性实训。开展项目课程和生产性实训不仅是培养学生职业技能的重要方式,同时也是培养学生良好职业道德、科学创新精神的理想途径。 三是工学交替,将理论与实际相结合。以学科教育模式针对化学工艺基础知识进行教学,以实训、实验、现场管理教学进行针对性训练。将地方企业与学校理论知识与实践技能教育紧密结合起来,是一种主要以专业技术工人为培养目标的职业教育制度。化学工艺教学过程中的理论知识部分要在实践、实训时进行强化和讲解。将实际操作所需知识在课堂上进行分析和理解。如在聚氯乙烯化工工艺课程的教学过程中,要在学生掌握部分安全和理论知识后到企业观摩学习。在理解工艺和实际操作后回到学校重新对理论和操作知识进行学习和反馈,能够更好地让学生掌握知识。 4.关于专业教学考核与评价的方法。一是现场实训考核,以能否胜任岗位工作为标准,占总评成绩的60%。二是对工艺认识、理解的考核,以在企业现场进行提问及考核为方式,占总评成绩的30%。三是工艺基础知识笔试成绩考核,占总评成绩的10%。 四、在了解了化学工程与工艺专业可以有哪些就业路线 1.技术型路线:技术员-工程师-总工程师(或创业)。化工行业是个讲究资历和积累的行业,很少有“一飞冲天”的特别机遇,初毕业的我们可以做些技术类的工作,踏踏实实,一步步积累技术资本和经验,然后到了一定程度后,便能获得比较好的机遇和地位。化学工程与工艺工作,一般需要一个相当长的时间来让自己的理论和实践得以充分的结合后,才能谋取个人职业的发展基础。所以,若要走技术路线,对于刚毕业的我们,必须在寂寞与微薄的薪水中提升自己,技术和经验是化学工程师的资本,基本可以替代金融资本进行创业,这也是工作最开始几年的寂寞和低收入换来的回报。有技术在手,想有高薪或者是创业,都不是问题。 2.销售型路线:业务员-销售主管-区域经理-销售总监。化工原材料的辨别必须是建立在扎实的专业基础之上,否则无法向客户解释产品的优劣。所以,化工贸易人才基本都需要是化工专业出身,同时熟知外贸规则和单位业务,还必须具备贸易人才的耐心细致,语言表达能力强,开朗乐观,能吃苦耐劳等素质,若你具备以上的素质,那便在你涉足该行业做销售时,努力地工作。工作的前两年是收入和职业发展的关键期,因为,销售过程中最重要的渠道(人脉)和技巧在两年内基本定型。好的销售人才永远都不用发愁企业或行业的不景气,因为销售技能的通用性,跳槽转行都是非常轻松的。 总之,化工类专业毕业生若要成为企业青睐的复合型人才,关键的在于如何取得化工类技术以外的教育背景和从业经历。除了传统的化工生产、工艺、研发、质量检验等化工专业型人才外,物流、法律、环保、项目管理等“边缘性”人才的招聘比例大大提高,有时甚至超过了化工专业人才的招聘量。这些人才要求掌握多方面的专业知识。通过跨专业开研究生,是取得相关专业教育背景和专业知识的主要途径。如此,化学工程与工艺专业的前景是广阔的,为了美好的明天,今天的我们偏硬开足马力,加紧学习。 化学工程与工艺论文:化学工程与工艺发展趋势浅析 摘要:化化学工程是生产化学品的重要环节也是化工生产的重要环节,随着人们对环保理念的关注,化工生产的工艺也受到了挑战。本文对化工生产工艺进行探讨。以期提高化学工程与工艺发展水平,为人类生存环境做出一定的努力。 关键词:化学工程;化工工艺 引言:在化工生产中,往往存在着一定的污染,对人们生活环境质量和身体健康带来了很大的威胁,随着人们对环保理念的关注,化工生产的工艺也受到了挑战。为了能够满足当前节能环保以及节能减排的主流理念,基于环境化以及高效化的原则,在化工生产中应该不断加深对化工工艺的研究与革新,因为化学生产造成的污染,从很大程度是化工生产工艺不够成熟所致。 一、关于化学工程与化工工艺发展中存在的问题? 一是化学工程水平不高。在化学反应过程中,由于生产环境以及生产设备的不过关,从而使反应不充分,造成大量废气、废水和废渣的产生。例如,在进行化学肥料的生产过程中,反应器皿往往无法达到反应需求温度,造成反应不彻底,产生三废。化学反应不充分是化工工艺不成熟的表现,在这种情况下,生产出来的化学产品合格率十分低,质量无法得到保证,不能满足人们对生产和生活的需要。最为严重的是,不充分的化工生产会造成巨大的能源与资源的浪费,而大大降低了化工生产效率。并且,在我国化工生产过程中,连续型的化工生产环节在具体操作时往往不能连续,造成整个工程的连续性不佳,生产的进度容易受到影响,尤其是当整个生产环节出现脱节的时候,就会对生产过程造成很大的影响,这些都是由于化工生产工艺不完善所致。 二是环保能力低下。我国的环境污染和空气污染之所以这么严重,很大程度上是因为化工生产的环保能力低下。造成我国环境污染这么严重的罪魁祸首之一便是化工生产工程的污染。化工生产中污染环境的能力最强的几个行业则是:造纸业、印刷业、纺织业、印染业、重金属的生产等行业。这些行业的废水检测结果,一般都是重金属超标非常严重,对环境造成的危害不可估量,从而严重影响人们的衣食住行,也影响了我国的环境污染指数。这些重金属污染型废水的排放会严重影响我国人民饮水的质量以及土壤的质量,使得生态环境失调。而且,由于很多化工厂的规模不大,没有足够的人力以及财力对这些污水进行处理,通常都是直接排放到江河湖泊中,从而影响了较大范围的生态环境。 三是安全管理制度不严格。在化工污染的巨大威胁之下,国家出台了很多相关法律政策来约束化工工业的发展,希望化工行业能转变生产模式,走上绿色化发展道路。然而在实际的化工生产中各种问题层出不穷,如环境污染、资源浪费、安全问题等,这些问题都会成为制约我国化工行业良性发展的绊脚石。而产生这些问题的根本原因就是相关部门没有严格地执行安全管理制度。在化工生产时往往是先考虑到经济利益,可能为了节省成本不愿意投入先进设备和技术,采用不成熟或者落后的化工生产工艺,而忽略了安全和环境的重要性。 二、提高化工生产工艺质量的控制措施 一是提高反应技术以及反应装置的先进性。反应条件和反应技术是化工生产中最为重要的环节,也是提升化工工艺质量的关键所在,只有具备充分的化学反应条件,才能切实保证反应结果,提升反应效率,减少废料的产生。例如当精馏塔中的压力发生变化时,回流比会减小。而运用热泵蒸馏之类的技术能够减少分离过程中的能量损失。当反应压力减小时,气态反应物的压缩作用会显著减小。吸热的反应温度下降时,供热温度也会减小,这样能限制副反应的发生,使产品的反应和分离过程中的能耗减少。通过高效填料和传热装置,能够提升传热性能和转换效率。新一代的隔热材料及其最合适的厚度可以大大地减小热损失,所以要尽量多使用高效的节能设备。并且,在提高反应条件的过程中,必须保证化学反应材料齐全,反应材料质量也必须符合规定标准,反应中所须的催化剂也要准备到位,反应器皿和设备等都不能有遗漏,只有这样才能保证在化工生产过程中高效生产,并减少废物的产生。保证这些废物不直接排放到自然环境中,就能减少化工生产对环境的危害。 二是降低生产全过程的动力能耗。在化工生产过程中,常会用到电机拖动系统,电机拖动系统在使用时耗费电能较多,可以采用变频控制来调速达到节能的效果。变频节能调速可以改善普通的阀门静态调节技术,让电机拖动系统的输入输出能够保持持久的动态平衡,在化工工艺中可以减少电能能耗。化工工艺具体操作时需要热能来促成反应,对热能的消耗也是极其巨大的,在供热系统改造时,要不受传统的单套装置的约束,对组合装置全体优化,可以从源头上解决“高热低用”的问题,最合理地利用热能源。 三是合理处理废弃物。在化学品的生产过程中,反应条件和反应环境固然重要,但废弃物的处理也很重要。我们国家是一个资源大国同时也是一个人口大国,使得人均资源占有率很有限,为了以后子孙后代的发展,我们不能走先污染后治理的道路,该合理处理好废弃物。我国现行的法律规定,化工生产过程中产生的重金属和有毒污染物一定不能直接排放到江河湖泊中。另外,对有毒废气也要经过处理才能排放到大气中。被污染水质的排放应该严格采用化学原理对其进行化学处理,等到指标合格后,才能通过专用渠道,排放到自然环境中。比较简单的则是通过基本反映,利用沉淀的方式,将重金属离子转变为化合物沉淀下来,使其危害性降到最低。而废气则应该在排放装置的中部和顶端设置有效的废气处理系统,过滤掉有毒的粉尘和气体,之后再排放到空气中。 三、化学工程与工艺发展 随着科学技术的发展和化学行业的不断进步,专业人员已经把化学专业的研究重点从单一研究化学过程、设备等单一方面转而研究化学行业与其他行业的融合方面。最大限度地节约地资源、能源,实现绿色化学的目标,实现可持续发展。探究化学工程技术的热点分析与发展趋势,通过对现有的化学工程技术的分析,研究其技术热点,从而经过理论分析,判断未来的化学工程技术的发展态势。化学的影响以及需要重点探讨的方向,就是化学环保问题。由于化学工程往往都会涉及污染问题,因此从化学工程技术角度分析,将从技术角度出发,从而尽最大限度来降低化工技术对环境的影响。未来化学工程技术的发展,直接影响着其发展态势。 结束语 化学工程技术的热点是将化学工程与信息工程研究相结合,随着信息技术的发展,信息技术已经深入各行各业,通过计算机技术可以收集大量信息,并对此进行精细的计算,随着大量的数据的统计和分析,可以得出很多重要的规律和结论,这些规律可以用来作为提高效率和生产效益的理论依据,同时可以预见,将化学工程和材料科学结合起来进行分析必将是化学工程领域的重点研究课题,必将成为引领化学研究的主要方向。 化学工程与工艺论文:试论化学工程与工艺中的裂解1 摘要:近年来,以分析裂解为主的反向工程技术发展极为迅速,通过反应可以了解化学物品的组成、结构以及各个体系的作用机理,以此提高物质的品性。本文对化学工程与工艺中的裂解进行了探讨分析。 关键词:化学工程;裂解? 一、关于裂解原理? 在化学工程中,裂解是指将样品放在严格控制的环境中加热,使之迅速裂解成易挥发的分子碎片,并用其他联用装置分离和鉴定这些裂解碎片,从而推断样品的组成、结构和性质。联用装置最普遍的是色谱仪和质谱仪,故分析裂解是裂解质谱和裂解色谱的总称。 第一种是裂解质谱。裂解质谱即将热裂解产生的碎片送入质谱分析仪中,由谱图分析裂解产物。裂解质谱具有所需样品量小、可从碎裂方式分析分子结构、可鉴定混合物等优点。故裂解质谱是最早也是最广泛应用于合成和天然高分子结构分析的质谱技术,典型应用包括:均聚物结构的确认;异构体高分子的区别;共聚物的组成和序列分布分析;高分子混合物的分析;高分子中挥发性添加剂的鉴定及添加剂对高分子性能影响的研究和高分子的热分解机理研究等。裂解质谱技术包括直接裂解质谱、闪蒸裂解质谱和裂解色谱质谱。 第二种是裂解色谱。裂解色谱是将试样放在严格控制的条件下,经过热裂解形成小分子碎片,而后用直接或间接方法送进气相色谱仪中进行分离测定。不同的高分子材料有不同的特征谱图,因此未知样品谱图与标准特征谱图对照分析,即可对未知样品进行定性、定量分析。本方法可以发挥气相色谱法的快速、灵敏度高、分离效能高的优点,且样品用量少,对含有复杂填充剂的硫化胶,通常可不必经过复杂的分离手续,即可直接进样裂解分析。主要用于聚合物的鉴定、组成分析、结构表征以及降解研究等方面。高分辨裂解气相色谱和裂解同时衍生化技术是近年分析裂解技术的重要进展,其大大推动了裂解色谱在各个领域中的应用。裂解质谱与裂解色谱相比在定性分析制品方面占有绝对优势,但定量分析较为困难,而裂解色谱则可定量分析。综合裂解质谱和裂解色谱各自的优点,两种技术的联用可对橡胶制品进行广泛的推广。 二、关于裂解技术在工程中的应用 橡胶制品由于相对分子质量大,难溶、难熔且难以挥发,用通常的分析技术难以分析他们的组成。分析裂解技术可以结合化学方法并与其他仪器分析法如红外、核磁等联用,对橡胶制品进行深入、系统的分析,是提供制品分子结构、组成信息唯一而有效的方法。 一是关于废旧橡胶分析 橡胶工业发展的同时废旧橡胶的产量也与日俱增,这不仅造成了环境污染,还浪费了大量资源,回收利用废旧橡胶制品已成为一个重大的社会问题。 回收利用废旧橡胶制品首先要对其组成结构给以分析。景治中等人曾用热裂解色谱2质谱技术对硅橡胶边角废料及次品进行分析,确定了两种酸碱化合物的组成,高温橡胶的酸催化裂解产物主要是环状化合物,室温橡胶的酸催化裂解产物中有环状和链状两类化合物,从而为硅橡胶废料利用提供了理论依据。邱清华等运用裂解质谱及其他辅助技术对胶粉进行了研究,结果表明,胶粉含胶率为49161%,填料质量分数为50139%,其中炭黑质量分数为29128%,为胶粉的利用提供了理论依据。孙玉珍采用色质连用仪对氟橡胶二段硫化挥发物进行了研究,确定挥发物及组分来源,对环境保护有很重要的意义。对废旧橡胶制品的组成结构分析,可以了解其废旧原因,探讨其废旧机理,以便在制品的配方设计或工艺设计中加以改善,从而提高制品的使用寿命。Cardina利用分析裂解色谱技术研究了轮胎胎面胶废旧后成粒子状的原因是空气粉尘对其破坏作用,但空气粉尘对不同胶种的破坏作用不同,由此,我们可以优化耐用胎面胶配方。 二是关于热解机理的研究? 典型的热分解反应有:①解聚反应,最终得到单体;②支链取代即简单分子的消除,还伴有分子链的改造;③环化至较低分子量化合物;④氢转换,伴随含不饱和基团的开链碎片的生成。烃类橡胶的热解多数是自由基降解反应,裂解产物的形成遵循自由基降解反应的规律,因此可利用此规律帮助分析裂解产物的谱图,也可以用分析获得的产物结构进行自由基反应机理的研究。其他仪器剖析技术由于设备装置原因或制样较为困难,不便于对裂解机理进行研究。而分析裂解技术采用特殊的装置,不需对样品进行处理,在分析橡胶及其制品时,通过热裂解形成的小分子碎片通常是单体、二聚体及链断裂的分解产物,可用于橡胶的初级热解机理的研究。在绝大多数情况下,使用该技术均能给出明确无误的橡胶初级热解产物信息,从而得到聚合物初热反应机理。Radhakr2ishnan,R.alilarao利用裂解色谱分别讨论了聚环戊二烯和聚丁二烯橡胶的裂解产物及机理。国内有关学者已研究过多种橡胶,包括CR、NR及BR等,获得了各种橡胶的特征信息,并从理论方面讨论了各种橡胶的裂解机理。黄玮等使用裂解色谱2质谱连用仪对甲基乙烯基硅橡胶泡沫进行了研究,结果表明,辐射导致的裂解机制与热裂解机制有相同之处,并对其裂解机理进行了讨论。 三是关于橡胶结构的表征? 采用分析裂解技术分析橡胶,可对橡胶进行表征。杨丹等采用高分辨裂解气相色谱2质谱对由溶液法和胶乳法生产工艺制备的氯化天然橡胶的结构进行了分析,结果表明,两种方法制备的氯化天然橡胶具有相同的主体结构,但胶乳法制各的氯化天然橡胶中含有少量的羧基和羰基结构。氯化天然橡胶分子链上的环结构应为六元环,其裂解特征产物是环己烷同系物。王朝阳等运用裂解色谱及其他测试技术对环化氯丁橡胶进行了表征,结果表明,二甲苯溶剂参与了环化反应,且随环化度增加,参与反应的溶剂二甲苯的数目也逐渐增加,并确定了环化结构的形成。 结语:总之,以分析裂解为主的反向工程技术已广泛应用于橡胶制品的分析领域,并取得了良好的经济效益。多种灵敏度高、专用性强的定性分析的裂解质谱及定量分析的裂解色谱已被成功的开发应用。为进一步对橡胶制品精确分析,应结合两种技术的优点,开发功能性强、灵敏度高的裂解色质联用技术无疑是今后的发展重点。 化学工程与工艺论文:论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 摘要:人类社会不断向前发展,人们的生活水平节节攀升,在人们生活不断发展的背后,是一系列的环境问题,其中主要归结来说就是环境污染和环境破坏。本文是站在教育者的立场上,对绿色化学教学中的重要意义和有益探索进行了阐释,并在此基础上探讨了绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用,希望可以对绿色化工教学的征途上提供一定的借鉴作用。 关键词:化学工程;绿色化学工程;推动发展 引言 绿色化学工程就是在传统的化学生产中,将环保理念充分的融合,旨在生产出一种完全无公害的生产效果,这种状态目前看来虽然是一种理想化的状态,但是应用绿色技术对环境的破坏和污染作用还是具有较为显著的成果的。 一、化学教学中进行绿色化学教育的意义和探索 (一)化学教学中进行绿色化学教育的意义 现代教育理念中讲究的是素质教育,化学思想对于当前学生的创新能力的培养以及社会的可持续发展上,有着重要的地位,引导学生在化学工业上不断创新,不断实践。绿色化学在化学教育中不是一门独立的学科,他是化学教育中的一种战略方针,一种指导理念,绿色化工理念是符合我国的可持续发展战略思想的。绿色化工就是将化学生产中产生的污染,通过技术手段将其扼杀在摇篮中,这种防患于未然的化学思想是一种较为先进的思想。绿色化学对教师的能力是一种新的考验,这种理念要求教师改变旧有的教育观念,并通过终身教育不断完善自身的知识结构。绿色化学在战略部署上是一个环境策略,这种理念是一种保护环境的高级策略,通过化学生产过程中的绿色化,践行我国的可持续发展战略。 (二)在化学教学中进行绿色化学教育的探索 绿色化学理念渗透贯穿到真个化学实践中,化学教育工作者是直接向学生传授理念的工作人员,教师应当首先具有这种环保理念。绿色化学主要立场就是保护我们的生存环境,最终实现整个人类的和谐健康发展。化学教育中,应当体现绿色性,这是对化学教育的一种完善和改进。教师在进行绿色化学教育中,要结合课堂教学和实验教学,将两种形式的教学中都要渗透绿色化学的观念,树立绿色开发意识。化学生产中会经常有很多化学反应过程,对于一些化学产品的生产中都是需要重构的。绿色化学在社会效益,经济效益和环境效益上都是有所建树的,此外,绿色化学结合多种科学技术和相互关系,是学科的一种进步,是化学本身的一场革命。 二、绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 (一)应用清洁生产技术 清洁化工生产技术主要目的就是节能,将清洁生产在整个化工生产中作为主要的生产环节,具体来说就是在生产中,尽可能的避免使用一些毒害性较大的材料,并且在使用中尽量避免排放量较大的设备,采用先进的工艺等。在生产中,还要尽最大程度的降低危险系数,例如高温、高压或者是易燃易爆的情况,同时还要对生产工艺尽可能的简单化以及可靠化,在生产中对其进行操控,例如在生产铬酸酐时,经过采用清洁的生产技术改造之后,实现了环氧丙烷的清洁生产和二氯苯胺的清洁生产,这些清洁生产环节都极大的促进了环境保护,对绿色化工的生产实现提供了坚实的保障。 (二)和生物技术相结合进行生产 化学工业在生产中经常会配合多种生产方式,化工生产技术和生物技术结合是清洁生产的一个发展方向,将生物能转化为化学生产中需要的能量,生物技术是新型的生产技术,和化学工艺结合是生物技术发展的一大创新,例如,在对农作物进行炼制过程中,一般原材料为大豆和玉米,在氧气的作用下结合发酵和基因组合的生物技术方法,进行丙二醇的生产。在绿色化学的发展角度来看,绿色化学最大的特性就是在能源的节约上以及在生产的清洁上,都实现了传统化学无法实现的效果,并且实际的教学中,要结合化工的过程生产,将生物技术的研究和发展推向一个更为广阔的前景之上。 (三)绿色化学品的应用 生物科学是当前较为先进的科学,生物技术在很多人看来还有一定的神秘感,生物技术的产生在当前的技术革新中是相当重要的一部分。化工生产中,绿色化工工艺的应用,符合我国当前建设环境友好型社会的需要,促进社会和自然环境相和谐健康的发展,例如传统的制冷剂为氟利昂,利用绿色化学品――三氟碘甲烷,可以大大的减轻氟利昂对臭氧层的破坏,因此也就在很大程度上减轻了温室效应,为全球的环境保护做出了积极的贡献。指引学生在化学科学的学习过程中,对一些难降解的高聚物要多加关注,并且结合自身的生活,时刻观察生活观察周围,查看生活中的日用品是否能够通过一些可降解的材料代替,更好的服务于我们自身的实际生活。 结束语 总而言之,绿色化工的实际教学中,将绿色生产理念融入进入,对于自然界中各类清洁能源加以有效整合利用,进行新型的工艺的开发,更好的促进整个化工行业的健康友好发展,从而起到节能的作用,我们应当在这条道路上不断的前进探索。 作者简介:闵凯,男,1984年10月,毕业学校:武汉工程大学 学历:本科 专业:化学工程与工艺 现工作单位:云南经济管理学院 职称:助教 作者简介:秦凯,男,汉族。1989年9月出生于河南开封,2012年6月毕业于西南林业大学体育教育专业,本科学历。职称:助教。主要研究方向,学校体育学,学生管理。 化学工程与工艺论文:浅析化学工程与工艺 【摘要】化学工程是化学的一系列生产活动的组成,在化工生产中,为了能够满足当前节能环保以及节能减排的主流理念。化工生产中,开发了许多最新的化学工艺以及化学加工技术。从生产效率以及生产效益的基础分析,化学生产的工艺应该更加趋于环境化以及高效化。并且,两者应该能够在某一定实现统一。本文通过对化学工程中,化学生产的工艺分析,解读未来对于化工生产的理念与方式。 化学工程与工艺概述 化学工程,简称化工,是研究以化学工业为代表的,以及其他过程工业生产过程中有关化学过程与物理过程的一般原理和规律,如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业等,并应用这些规律来解决过程及装置开发、设计、操作等问题,它是以数学及少量的物理观念为基础应用于化学工业上,主要研究大规模改变物料中的化学组成及其机械和物理性质,来替生产化学品或是物料工厂提供一个反应流程设计方式。实验研究、理论分析和科学计算已经成为当代化工研究中不可或缺的三种主要手段。 随着发展,后来又发展出一些新的分支,化学工程领域的分支庞大,可应用在各类化学相关领域的研究及实务上的操作,因应现代工业发展的需要,以化工的知识背景为基础,例如半导体工业。随计算机的快速发展,数值模拟(cfd)在化工的发展占据重要的地位。 二、化学工程与工艺专业简介 1、 化学工程与工艺任务。根据化学工程与工艺专业的性质,化学工程与工艺专业的任务是培养学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练.具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造,对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。由于涉及化工的学科和领域很多,化学工程与工艺专业除了让学生学习一般应用化工的基本知识和基本技能外,还应该结合本地区、本行业及本校的实际情况,重点学习化工在某个或某几个领域中的具体应用,以便形成不同高校应用化工专业的特色专业方向。 2、化学工程以及化学工业的一些特点。以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化工单元操作以及有关的流体力学、传热和传质原理、热力学和化学动力学等在化学工业上的应用,以指导各种过程及其设备的开发、改进和发展属于化学工程学的内容。化学工程是随着化学工业的大规模生产发展而形成的。化学工程包括过程动态学及控制、化工系统工程、传递过程、单元操作、化工热力学、化学反应工程等方面。化学反应是化工生产的优秀部分,提供过程分析和设计所需的有关基础数据,研究传递过程的方向和极限,化工热力学是单元操作和反应工程的理论基础,它决定着产品的收率,对生产成本产生重要影响。对单元操作的研究,可用来指导各类产品的生产和化工设备的设计;传递过程是单元操作和反应工程的共同基础,化学工业在新的形势下要求处于化学优秀地位的催化技术和化学工程都必须用跨学科的战略进行多学科的研究。动量传递、热量传递和质量传递,这三种传递,实质上就是各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程。 合成化学是化学学科的优秀,化学家不仅发现和合成了众多天然存在的化合物,同时也创造了大量非天然的化合物,使人类社会所有的化合物达到2230万个(美国化学文摘1999年12月10日收录的化合物数),并且以几个月就有100万个的速度发展,大量新化合物的产生是化学工业产品开发的基础。信息技术及工程技术的进步为设备和工艺创新创造了条件,推动了化工行业的技术进步。 化学工业的生产技术和许多深度加工的产品更新换代快,要求化学工业必须不断发展和采用先进科学技术,从而提高生产效率和经济效益。不断寻求技术上最先进和经济上最合理的方法、原理、流程和设备是化学工业工艺创新追求的目标。化工新技术开发程序是一套科学的程序,它是以市场为导向、以创新为宗旨,以工业化和商业化为目的的创新过程。世界上经济发达国家化学工业的研究开发费用、科研人员以及专利和文献的数量都居各工业部门的前列。 三、化学工程与工艺实验数据处理分析 传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。 化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。 MATLAB在化学工程与工艺实验中的应用进行初步的尝试。传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。而MATLAB是一个强大的数学软件,能够方便地绘出各种函数图形,一方面可以解决符号演算问题,另一方面可以解决数学中的数值计算问题。MATLAB的应用范围非常广,包括信号和图像的处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。它已成为国际控制界的标准计算软件。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来,利用MATLAB软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。 综上所述:21世纪世界进入资源、能源短缺的时代,解决由国家提出的节约资源对保护自然生态环境的任务,需要化学与化工学科的共同发展,社会经济的可持续发展,我国提出转变经济发展模式,为此,化工教育首先要端正学生和家长对化工产生的片面认识。融合从分子水平的化学到大规模制各工程科学的宽阔视野,现代化学工程教育内容既应跨越和涵盖整个化学和化工领域,也仍要重视工程教育的特征,强化工程实践环节,培养学生解决复杂问题的能力,完成化学工程教育的历史任务,探讨化工与其他学科的跨学科交叉,并落实到教学实践中,正确认识化学工程的学科范式和内涵。 化学工程与工艺论文:MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用探讨 摘要:随着科技的不断发展与进步,MATLAB软件开始在化学工程与工艺实验数据处理中应用开来。因为传统的数据处理方式十分繁琐,因此MATLAB软件的出现弥补了传统化工实验数据的数据处理缺陷,提高了化工实验数据的处理效率。文章通过研究MATLAB软件在化学工程与工艺实验数据处理中的应用,分析其处理数据的优势与特点。 关键词:化学工程与工艺实验;数据处理;MATLAB软件;化工实验数据;化学实验 1 MATLAB软件 MATLAB软件最早由美国的Mathworks公司提出,其主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。近年来MATLAB软件逐渐被用于化学工程与工艺实验的数据处理中,极大地提高了数据处理的效率。 2 化学工程与工艺实验数据处理 化学工程与工艺实验不同于普通的化学实验只重视一个原理的求证,它的目的是为了解决工业中的化工问题,其特点主要有实验时间长、实验规模大和实验数据处理繁杂等。在整个化学工程与工艺实验里数据处理是必不可少的阶段,也是印证化学实验成果是否行之有效的必要手段,但是由于实验数据过于庞大,实验当中相关的参数关系大多是非线性的,单单依靠传统的手工计算不仅速度慢,还容易出现计算失误的情况,根本无法满足实际的需求,因此,将MATLAB软件融入实验数据的处理中刻不容缓,它能有效地将繁琐的计算步骤化解成简单的计算,提高工作效率,让实验数据的准确性达到最高值,避免误差的产生。以下通过研究两个化学工程与工艺实验,分析MATLAB软件在处理实验数据时与传统的手工计算有什么优势和便利。 3 化学工程与工艺实验数据处理设计 3.1 数据处理的程序框架 因为每一个化学工程与工艺实验的目的都不相同,因此其处理的步骤以及涉及的化学公式也不尽相同,不可能以一个程序来概括,但是经过大量的实验研究和总结,发现不同的化工实验中都会有其相似之处,它们都可以由图1来概述: 图1 3.2 数据处理的程序编制 3.2.1 数据输入。化学工程与工艺实验的数据输入主要依靠提示的函数input实现,比如以温度为例子,则其输入函数为:t=input(‘请输入实验的温度(摄氏度):’),其中输入函数大多是以矩阵的输入形式为主。 3.2.2 处理和作图。化学工程与工艺实验中得到的数据时常会存在离散的情况,必须经由多种拟合的方法将它们结合成一条或多条连合的曲线,而其中最常用的拟合方式是最小二乘法,因此本实验设计中的拟合方式也采用最小二乘法的方式。 设实验的离散数据(x1,y1)通过最小二乘法将其拟合成因变量y,自变量x,输入的函数关系为y=f(x),函数关系的主要思路是让离散数据中的x1的残差平方以及Σ(f(x1)-y1)2达到最小值。因为在得出化工实验数据中多少会因为外界的因素存在着一些误差,因此最小二乘法可以无需使输入函数y=f(x)必须经过全部的离散数据(x1,y1),但是残差平方和必须达到最小值。根据最小二乘法的拟合方法可知,最小二乘法可以满足化工实验数据处理中的拟合应用需求。 在化学工程与工艺实验中会涉及到流体的流动阻力研究,研究主要是通过测试流体的流动阻力,在经过特定的计算之后得出摩擦系数(λ)和雷诺准数(Re)的离散数据,再同理,经过最小二乘法拟合出连续的曲线,并根据其画出相对应的图形。 得出上述式子之后可以将MATLAB里的函数polyfit()进行线性的拟合,以作为化工数据处理的程序 原理。 3.2.3 建立数据库。因为经过上述的设计,化学工程与工艺实验数据处理只能得知在特定的温度下(比如10℃、20℃以及30℃等)实验的物性数据,但 是在实际的生产中,工业生产所涉及的温度多变,不单单只停留在设计好的温度当中,因此,这就需要我们在数据中选择最相近的数据,假设它们属于线性的关系,再利用内插或者外推的方式计算出实验的物性数据常数。在本文的化工实验中,编写的程序已经将实验温度和密度以及实验的温度与黏度进行多次的实验拟合,建立出了一个相对完整的数据库,在工作中只需将温度输入进系统,则程序可以自动跳出在特定温度下的物性数据,提高数据处理效率。 3.3 程序的运行 在编制完成化学工程与工艺实验的数据处理程序,且建立数据库之后,便应该输入数据以验证程序是否能有效地处理实验数据。在化学工程与工艺实验的数据处理中,MATLAB软件的应用是十分重要的,经过实验可知,在化工实验当中会出现大量的离散数据,必须经过拟合的方式进行处理,其处理过程中不仅工作量大,而且十分繁琐,一旦出现差错则必须重新推翻重来,浪费大量的人力物力资源,而且在处理好实验数据之后,在查看实验当中还要将化工实验数据重新计算一次,看结果是否与原先的计算结果相同,工作量十分重,但是如果运用MATLAB软件则大大降低了数据处理难度,只要在MATLAB软件中输入相应的化工实验数据,就可以得到结果,节省了时间,提高了工作效率。 4 结语 在实际的应用中,化学工程与工艺实验所要处理的数据十分庞大,而且涉及的计算公式也十分多,甚至很多时候为了将数据的计算公式导出来还要建立复杂的模型,一旦有一个步骤出现差错则会直接影响到实验的成果,如果使用传统的手工计算方式,为了避免差错则必须对每一个数据处理环节进行反复计算,降低了工作效率,因此MATLAB软件的应用对于化学工程与工艺实验的数据处理十分重要,它不仅将复杂的计算变得简单,也让事后的实验验证效率得到提高,促进了化工实验的 发展。 作者简介:李世英(1972-),男,内蒙古乌海人,内蒙古蒙西建设集团有限公司钢结构分公司化学工程工程师,研究方向:化学工程。 化学工程与工艺论文:论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 摘要:运用科学有效的方法对化工原料、催化剂、溶剂、试剂、废物、产品等等进行改善来减少其对人类健康以及生态环境的危害,并促进化工工业的节能发展,这就是绿色化学工程与工艺。本文作者根据工作和实践经验,就绿色化学工程与工艺的开发、化工企业的节能减排以及在化学工业节能中的应用等方面做了论述。 关键词:化学工程 绿色化工 工艺改进 节能减排 一、化学与绿色化学 20世纪80年代以来,化学品在社会公众中的形象产生了一些微妙的变化。一些人甚至认为,“化学品有毒、有味、污染环境。国内一些食品、化妆品广告或包装上常有一句‘本品不含任何化学添加剂’“化学”似乎成了“有害”的同义词。然而,殊不知,那些标榜着纯天然的也是化学品。广义地说,任何物质都是有毒的,物质的毒性与物质的“量”有关。常用衡量物质毒性的标准时LD50(半数致死量)( mg/kg)等见下表: 表1化学物质的急性毒性分级 随着化学的发展,尤其是化学工业给社会带来的环境污染问题,污染环境似乎成了化学的代名词。造成这一现象固然是出于误解,但是不可否认不少化学工业生产的排放和一些化学品的滥用,确实给整个生态环境造成了非常严重的影响。当前面临的形式是,我们这个社会已经无法离开我们当前物质文明的化学工业和化工测评而倒退到从前。尽管我们处于恐怖的白色污染中,但离开今天的高分子产品,我们的日常生活还能正常进行吗?“尤其是在都市中。而我们自己也己经或者正在将一些有毒有害的化学生产转移到发展中国家”。这一结果最终将是自食其果,毁了我们赖以生存的地球。因此我们既要为了开创美好生活而发展化学工业,又不能让它的生产过程和它的产品破坏我们的环境,贻害我们的子孙。这是当前化学工业者面临的最大的挑战,即要为社会创造新的、安全的化学一绿色化学。 四、绿色化学的兴起 什么是绿色化学?“美国绿色化学研究所长P .T - Anastas博士认为,“绿色化学就是在化学品的设计、制造和使用过程中利用一系列的原则来减少、甚至消除有毒有害物质的使用或者在过程中的生成。”绿色化学又称环境友好化学,是运用现代科学技术的原理和方法来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有害物质的使用与产生,使所研究开发的化学产品和过程更加对环境友好。 从这定义上来看,绿色化学的目的就是在化学转化的全过程中对污染进行预防,把污染末端开始控制变为源头就治理。绿色化学涉及对化学产品及其合成设计与改造。通过提供一个新的方法,既通过改变化学方应与化工过程,从而从根本上减少或消除危害物质的产生,并进而解决环境问题。2、绿色化学的特点 绿色化学是当今国际化学工业研究的前沿,己成为21世纪化学工业的主要方向之一,其显著特点是: 1)绿色化学考虑社会可持续发展,促进人与自然的协调。大力开发人类最理想的绿色资源和能源,充分利用生物质,即植物、农作物,以及其他通过光合作用产生的有机物,它们是理想的石油品替代原料。此外,还可利用取之不尽、用之不竭的太阳能及风能、地热能和海洋能等,促进化工生产的持续发展。绿色化学是人类用环境危机的巨大代价换来的新认识、新思维和新科学,是更高层次的化学。如:在设计获取新物质的化学反应路线时,力求使原料中的原子100%地转变为目的产物,实现废物的‘零排放’。这样既可以充分利用资源,又不会对环境造成污染。 2)绿色化学是研究与环境友好化学反应和技术,特别是新的催化工程技术,在选择原料路线时,尽量使用低污染、无污染的原料,以替代有毒有害的原材料,反应过程中采用对环境友好的媒介和反应技术。如:酶催化反应、膜催化反应、清洁合成技术、生物工程技术等。”这些采用生物技术、酶技术及基因重组工程等高新技术开发新的化学反应与合成新的化合物,能够实现化学反应技术的绿色化。 3)绿色化学是从源头上防止污染的生成。即污染预防(pollutionention)环境治理则是对已被污染的环境进行治理,即“末端治理”。时间表明,这种“末端治理”的粗放式经营模式,往往治标不治本,只注重污染的净化和处理,不注意从源头上和生产全过程中预防和杜绝废物的产生和排放,既浪费资源和能源,治理费用投资又比较大,综合效益差,甚至造成二次污染。因此,绿色化学的目的就是把现有的化学工业生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上消除污染”。 五、绿色化学工程与工艺的开发 1、选择、采用无毒害化学原料 生产化学产品的源头是原料的选择,它决定着化学生产流程和工艺的选择。绿色化学工程与工艺以不使用有毒有害的原料为首要开发目标,从源头上防止化学污染,同时绿色化学工程与工艺本着采用可再生的自然物质作原料的开发原则,来保证化学生产的无污染。 2、提高化学反应的选择性 烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应,石油化工工业中时常发生这种反应,但是,它的生成物不稳定,很容易被进一步氧化,生成H2O和CO2。在各类的催化反应中,此反应一般不会被选择,因为有时生成物中还会存在同分异构提,不利于得到最终产物,所以,为了简化生产,一般都会使用选择性高的试剂。这样不仅可以降低分离产品和纯化产品的难度,还提高了反应的选择性,还能够起到降低成本,节约资源,减少环境污染的作用。所以加强这一方面的研究会有很强的实用性,比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂,就可以应对不同的烃类氧化反应。 3、采用无毒无害的化学催化剂 近年来,化学反应越来越多的应用到了工业化的生产中,而催化剂对提高反应速率有着明泉的效果,所以开发新型高效、无毒无害的催化剂以成为绿色化学工艺的发展方向之一。如今,相关部门都在研发新的烷基化固相催化剂,此外,分子筛催化剂也得到了很好的开发和应用。 六、绿色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用 绿色化学工程的开始与使用很大程度上促进了化学工业节能的实现,主要有以下几方面的应用。 1、清洁生产技术的应用 清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术,比如先进的脱硝和脱硫技术;城市垃圾的无害化处理技术;生活垃圾制沼气技术;高效清洁的煤气化技术;利用风能、太阳能等自然能发电技术等等,这此都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广,主要有以下几种技术:生物工程技术,这其中有细胞工程、酶工程、基因工程等等;辐射加工技术,如离子束、射线和中子束等在常温常压下就可以引起一些需要在高温高压下才能进行的反应;绿色催化技术,这里有多种催化剂,比如分子筛催化剂、相转移催化剂等;超临界流体技术,这里有超临界H2O。和超临界CO2,都能阻燃并且无毒。 2、生产环境友好型产品 发展绿色化学工程与工艺,其目的是生产出环境友好型产品。在生活中有许多实例,比如寻找替代品来替代氟利昂,这样可以保护大气的臭氧层;使用可降解的塑料制品;无磷洗衣粉、清洁汽油等等。因为传统汽油柴油给大气带来了严重污染,近年来国内外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他无污染燃料,大大减少汽车尾气造成的污染。 结语: 绿色化学工程与工艺采用无毒的溶剂、原料,选择无污染、低耗、节能的化学工艺过程,应用清洁的生产技术,实现生产与环境相协调,产品和生态友好。开发和应用绿色化学工艺,已成为当代化学工业的发展趋势和前沿技术,是建设环境友好型社会,实现可持续发展的关键所在。 化学工程与工艺论文:探索绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 摘要:随着经济的快速发展,“节能”的理念被越来越多的人们所认可,与此同时,与“节能”理念相一致的“绿色”理念也逐步的兴起,成为了21世纪人们所普遍谈论的话题。本文以分析绿色化学工程与工艺为基础,对化学工程给人们带来的影响一一讲解,探讨绿色化学工程与工艺在化学工业中的作用。 关键词:绿色化学工程与工艺;工业节能;促进作用 引言 当下,我国倡导节能理念之风日益兴盛,在各类的生产活动中,环保的地位越来越高。国家政府出台了一系列的规章制度来推行环境保护的实施,监察力度日益加大,打击环境污染的力度明显提高,相关的工作人员的努力也有了显著的成效。长期以来,我国作为世界上的工业生产大国,工业发展速度之快令世人惊叹。然而,与工业迅猛发展一起出现的还有环境污染的问题,这时,成功进入人们眼球的“绿色”理念就成为了当今时代下的主题,绿色化学工程的理念也逐步的兴盛起来。 一、绿色化学工程兴起的原由 1、绿色化学工程与工艺简介 谈起绿色化学工程兴起的原由,我们就应该首先来了解一下什么是绿色化学工程。说到化学工程可能所有的人都并不陌生,它就是常常被人以简称来时常谈论的化工。随着新时代的发展,化学工程得到了广泛的应用,与此同时,化学污染也成为了化学工程的代名词,环境污染现象、资源浪费现象等等,都给社会发展背上了沉重的负担。 而此时发展起来的绿色化学工程于工艺就是为了解决这一问题。绿色化学工程与工艺就是用化学的方法和技术去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。从而提高环境的保护效率,增强资源的可持续使用的效率。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。 2、绿色化学工程和工艺的意义 随着经济的快速发展,人们的生活水平有了显著的提高并增强,人们生活的步伐也明显加快,化学生产也为人们所普遍接受并广泛应用,但化工生产所产生的废水、废气、废物排放,会对环境产生严重的影响,甚至生产生活用水也受到了一定程度的污染,这些不合理现象的存在甚至会危害到人们的生命安全,长期生活在这样环境下的人们的精神也会受到冲击。 化学生产不仅要大量采集自然物资,还对自然环境造成影响,这是当今时代背景下所不能容忍的。政府的政策的出台、监察机关的严厉执法、相关工作人员加快技术研究开发出环境友好产品就显得尤其重要了,绿色化学工程与工艺也就成了未来化工生产发展的方向。 当化学工程逐渐的融入了“节能”的概念和“绿色”的概念时,化学工程的生产再也不是当初的污染的代名词,绿色化学工程将保护生态环境和提高资源的利用率抬到实质,自然环境得到了有效的保护,原来只能废弃的垃圾也做到了成功的再回收利用。这样看来,绿色化学工程与工艺就成为了新时代所倡导的新词汇,它成功的成为了保护环境资源的有效手段,而技术的进步,城市污染的减少,从而提升我们赖以生存的环境条件。 二、绿色化学工程与工艺的应用 根据当下的环境氛围,我国绿色化学工程的开发和应用都有了一定的发展,从本质问题治理起来,俗话说:“射人先射马,擒贼先擒王。”只有抓住了根本性的问题,才能够真正的解决问题。现阶段,我国的绿色化学生产体现在下面几个方面。 1、选用无毒、无害化学原料 从化学原料的选择入手,尽量选择无毒、无害,并且可进行再生利用的化学原料来进行化学产品的生产和制作。对于化学产品来说,最根本的问题在于原料的选择,它是影响着化学生产过程和生产工艺重要原因之一。绿色化学工程与工艺是以无毒无害的化学原料为基本原则,在化学工业生产的起始就采取了防治手段,并且,绿色化学工程与工艺采用可再生资源为开发原料,保证在化学工业生产过程中进行无污染操作。 2、采用绿色高效的化学催化剂 绿色高效的化学催化剂的使用是非常必要的。目前我国也正在积极的研究这样技术,如采用绿色生物仿生催化剂。石油化工反应中烷烃氧化反应时碳氢键是相当惰性的,通常情况下需要苛刻的反应条件,如高温高压才能使之活化。采用新型的绿色生物仿生催化剂,能够实现在温和条件下对分子氧的活化,在烷烃的氧化反应中表现出很高的催化活性和选择性,因而绿色仿生催化剂使用也是绿色工学工程与工艺所追求的方向之一。 3、提高化学反应的选择性 采用先进工艺和使用选择性高的试剂等手段提高化学反应的选择性,可以降低成本,节约资源,减少环境污染。如石油化工中经常会发生的反应――如以上所说的烷烃类选择性氧化反应,这一类反应具有强放热性的特性,其目的产物不稳定,有时有些产品还具有异构体形式,在各类的催化反应中此反应的选择性最低,采用选择性高的试剂,提高反应选择性,从而能够获得更多的最终产物。 三、绿色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用 基于绿色化学工程与工艺下的化工产品的大量的使用,在一定程度上实现了我国的化学工业节能,就目前而言,绿色化学工程与工艺在国内已经得到应用领域主要有以下几个: 1、清洁生产技术的应用 清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术、生活垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能、太阳能等自然能发电技术等等,这些都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广,主要有以下几种技术:生物工程技术,这其中有基因工程;辐射加工技术;绿色催化技术,这里有多种催化剂,都能阻燃并且无毒。清洁生产技术具有许多优点,其产品清洁无毒,不管是对环境还是对人体都是安全的。 2、结合生物技术的应用 生物技术领域包括有细胞、微生物和酶的技术范畴。它在化工领域的应用主要包括两个方面,化学仿生学和生物化工。生物酶在生物体内作为一种催化剂具有高效性和专一性,广泛参与到生物合成的各个过程。而在化学仿生学中主要是膜化学这一领域使用到生物技术。绿色化学工程与工艺部分采用了生物技术,使可再生资源合成化学品。早期的有机化合物原料多数直接来源于动植物,之后才发展到利用石油和煤炭作为原料。在绿色化学工程与工艺中,催化剂一般用的都是自然界中存在的酶或者是工业酶。酶与一般的化学催化剂相比,具有无污染、反应条件温和产物性质优良等优点。 3、生产环境友好型产品 绿色化学工程的生产也可以生产出来符合社会发展的环境友好型的产品。它的生产的出现,在很大程度上做到了对环境的保护作用。在社会中,人们随时随地都可以买到放心的“绿色”产品,不仅维护了自身的健康,同时也是在为社会做着重大的贡献,这样一举两得的事情,若是真的能够实现,对国家的发展和社会的进步影响的意义也是十分巨大的。 结束语 在绿色化学工程与工艺中采用无毒无害的原料,使用节约减排的生产工艺,采取清洁生产的技术,可以有效地使化学工业产品的破坏性降低,实现人与自然的和谐,达到产品与生态之间的互补。因此,开发和研究绿色化学工程与工艺是影响当代化学工业发展的决定性因素之一,成为了可持续发展的重要前提。 化学工程与工艺论文:化学工程与工艺发展趋势浅析 摘 要:近代化学工程与工艺的发展更加注重多学科的融合,保持良好的生态环境是发展的重要环节。化学工程与工艺主要通过对相关的化工材料进行加工处理,使资源的利用率最大化,达到保护环境的目的。全面落实科学发展观,走环境保护与科技发展的道路,进一步调整资源环境与经济发展之间的关系。本文就化学工程与工艺发展趋势与环境的影响进行了一些分析。 关键词:化学工程与工艺 环保 发展趋势 化学工程与工艺就是对材料进行加工处理,然后进行再次利用实现能量的传递,这样高效环保完成资源的优化配置,优化产品加工生产的过程。化学工程与工艺的发展由来已久,它以化学工程相关理论还有实际的一些运用为指导,利用这一学科知识对各种产品进行研究、开发跟生产。化工工程领域的相关行业非常多,比如石油化工、生物化工、材料化工、冶炼化工等相关行业。化学工程领域相关的行业都是关乎我国经济发展的重要领域,化工工程还与一些高新科技领域相互影响作用,共同推动着科技的发展,促进社会的进步。目前化学工程领域正向着自动集约化、高效精细化方向发展。总而言之,化工工程涵盖的专业领域范围非常广,因此,加强对化工工程与工艺发展研究时非常有必要的。 一、化学工程学科的发展特点趋势 1.化学工程与工艺特点 化学工程简称化工,是研究以化学为代表的相关工业的,化学工程与工艺这门学科是一门工业特色十分显著学科,化学工程与工艺的研究范围广,是一门应用十分宽泛的专业。如一些食品加工业、印刷业、冶炼业、医药生产、材料化工等都是建立在化学工程与化学工艺的基础之上。化学工程与工艺这门课就是培养学习化学工程与化学工艺方面的理论知识,想要在这一门学科能够为我国各个行业都做出贡献,就必须要组织构建一个能够发展化学工程与工艺学科的研究基地。构建适合专业特点的,有利于人才培养的创新型体系。 2.化学工程与工艺研究对环境保护的意义 化学工程与工艺这门学科是一门工业特色明显的专业,它覆盖了原有的各种化学相关的专业。现阶段,环保已经是人们普遍追求的一种生活方式跟生活态度。化学工程与化学工艺的相关研究是实现环保节能这一理念的重要实现途径。对于化学工程跟化学工艺的研究发现,人类在降低污染节约能源的时候可以实现利益的最大化,这样的前提条件下,人们都愿意进行节能环保方面的尝试。很多跨国大型企业都针对这种情况成立专门的科研小组,进行相关绿色环保方面的研究。社会的发展离不开科技的发展,科技发展不能以牺牲环境为代价。这就要求绿色环保的概念。科技的发展过程中化学工程与化学工艺的发展一定会占据重要位置。针对这样的情况,应该积极改变策略加大对化学工程与化学工艺方面的研究。 二、相关新兴化学工程与工艺的技术研究 1.绿色化学工程 绿色化学也就是现今的人们所说的环境友好化学,这种化学方面的术语是现如今最为流行的术语。绿色化学就是环保,降低污染,用一些化学方面的技术还有方法来减少对生态环境的影响,降低环境污染对人类健康的影响。运用化学工程与化学工艺减少一些有害的原料还有催化剂等的生产还有使用。从根本上杜绝环境污染的产生,绿色化学的技术就是从源头来阻止污染的产生,用无毒无害的原料,并且对一些废弃物进行回收再利用。 2.化学工程与化学工艺的分离工程 分离工程就是使物质从无序向有序转变的一种非自发的过程,在一些重力、压力还有一些温度、电的影响下由外力的作用,这是一个消耗能量的过程,并且这也是化学工程与化学工艺分离工程研究的重要内容之一。现今使用比较多的分离工程方法就是蒸馏法,我国在蒸馏分离方法方面的研究已经有了非常深厚的理论依据跟实践经验,但是蒸馏分离方法在速度方面还是要进一步的改善。并且在一些蒸馏设备上也值得改进,蒸馏分离法如果在设备上采用现今新型的材料会取得较好的经济效益。并且对于提高蒸馏吸收的效率,降低蒸馏分离时间上,可以采用新型的吸收剂,吸收剂对蒸馏时间的长短也有很大的影响,因此,吸收剂的研究开发也是值得关注的。 膜分离技术也是现今比较流行的分离技术,膜分离具有节能、高效、易于清理等一些特点,被许多国家的科学家认为是当下最有发展潜力的分离技术。膜分离就是吸附分离,这种吸附分离的办法被广泛运用一些气体的干燥、废水等污染物的处理等等。膜分离的研究重点在于新型吸附剂的开发,膜分离的主要问题就是膜的污染还有防治。膜分离的研究必须要实现膜使用的长寿还有高效。 3.Supercritical Fluid,SCF(超临界流体) Supercritical Fluid,SCF(超临界流体)是一种温度还有压力都在临界点之上的无气体液体的相界面,同时具有液体跟气体性质的一种流体。这一技术在化工、食品加工还有生物医药工程中都有非常广泛的应用。SCF质量高、工艺要求高。开发附加值高使其有着广阔的发展前景十分诱人的发展利润。近几年来,SCWO(超临界水氧化法)用于环境治疗保护方面的研究比较多,在化学工程与化学工艺方面的研究较少,还处于研究试验期。 三、结束语 当今世界面临着资源还有能源的短缺,全球国家都指出社会经济的发展不能以牺牲环境为代价,并且提出资源的节约还有保护环境的要求,这就需要化学工程与化学工艺的配合共同发展,我国在此基础上提出了转变可持续发展经济的概念,所以,相关的化学工程与化学工艺的行业领域应该要积极配合,对于化学工程与化学工艺的相关技术研究必须要重视其发展的环保性,推动传统的化学工程与化学工艺成为绿色的工艺。最大限度的减少环境污染,节约资源,积极研究开发新能源,走科技发展与环境友好的道路。 化学工程与工艺论文:试论化学工程与工艺中的裂解 摘要:橡胶制品由聚合物、加工助剂、填料等配合加工而成,其复杂性可想而知。要对橡胶制品进行全面、系统、深入的科学分析,研究其结构、原材料配方、使用条件以及其他与之相关的重要因素,就需要相应的反向工程技术。 关键词:化学工程 裂解 近年来,以分析裂解为主的反向工程技术发展极为迅速,其优越性在于:①可以了解橡胶制品的组成、结构以及各个体系的作用机理,从而优化配方提高制品的性能,指导新制品的研制开发;②可以分析废旧橡胶制品的成分、结构,从而了解老化降解机理,为废旧橡胶制品的再利用提供依据。 一、分析裂解原理 是指将样品放在严格控制的环境中加热,使之迅速裂解成易挥发的分子碎片,并用其他联用装置分离和鉴定这些裂解碎片,从而推断样品的组成、结构和性质。联用装置最普遍的是色谱仪和质谱仪,故分析裂解是裂解质谱和裂解色谱的总称。 1.裂解质谱 裂解质谱即将热裂解产生的碎片送入质谱分析仪中,由谱图分析裂解产物。裂解质谱具有所需样品量小、可从碎裂方式分析分子结构、可鉴定混合物等优点。故裂解质谱是最早也是最广泛应用于合成和天然高分子结构分析的质谱技术,典型应用包括:均聚物结构的确认;异构体高分子的区别;共聚物的组成和序列分布分析;高分子混合物的分析;高分子中挥发性添加剂的鉴定及添加剂对高分子性能影响的研究和高分子的热分解机理研究等。裂解质谱技术包括直接裂解质谱、闪蒸裂解质谱和裂解色谱质谱。 2.裂解色谱 是将试样放在严格控制的条件下,经过热裂解形成小分子碎片,而后用直接或间接方法送进气相色谱仪中进行分离测定。不同的高分子材料有不同的特征谱图,因此未知样品谱图与标准特征谱图对照分析,即可对未知样品进行定性、定量分析。本方法可以发挥气相色谱法的快速、灵敏度高、分离效能高的优点,且样品用量少,对含有复杂填充剂的硫化胶,通常可不必经过复杂的分离手续,即可直接进样裂解分析。主要用于聚合物的鉴定、组成分析、结构表征以及降解研究等方面。高分辨裂解气相色谱和裂解同时衍生化技术是近年分析裂解技术的重要进展,其大大推动了裂解色谱在各个领域中的应用。裂解质谱与裂解色谱相比在定性分析制品方面占有绝对优势,但定量分析较为困难,而裂解色谱则可定量分析。综合裂解质谱和裂解色谱各自的优点,两种技术的联用可对橡胶制品进行广泛的推广。 二、分析裂解技术的应用 橡胶制品由于相对分子质量大,难溶、难熔且难以挥发,用通常的分析技术难以分析他们的组成。分析裂解技术可以结合化学方法并与其他仪器分析法如红外、核磁等联用,对橡胶制品进行深入、系统的分析,是提供制品分子结构、组成信息唯一而有效的方法。 1.废旧橡胶分析 橡胶工业发展的同时废旧橡胶的产量也与日俱增,这不仅造成了环境污染,还浪费了大量资源,回收利用废旧橡胶制品已成为一个重大的社会问题。 回收利用废旧橡胶制品首先要对其组成结构给以分析。景治中等人曾用热裂解色谱2质谱技术对硅橡胶边角废料及次品进行分析,确定了两种酸碱化合物的组成,高温橡胶的酸催化裂解产物主要是环状化合物,室温橡胶的酸催化裂解产物中有环状和链状两类化合物,从而为硅橡胶废料利用提供了理论依据。邱清华等运用裂解质谱及其他辅助技术对胶粉进行了研究,结果表明,胶粉含胶率为49161%,填料质量分数为50139%,其中炭黑质量分数为29128%,为胶粉的利用提供了理论依据。孙玉珍采用色质连用仪对氟橡胶二段硫化挥发物进行了研究,确定挥发物及组分来源,对环境保护有很重要的意义。对废旧橡胶制品的组成结构分析,可以了解其废旧原因,探讨其废旧机理,以便在制品的配方设计或工艺设计中加以改善,从而提高制品的使用寿命。Cardina利用分析裂解色谱技术研究了轮胎胎面胶废旧后成粒子状的原因是空气粉尘对其破坏作用,但空气粉尘对不同胶种的破坏作用不同,由此,我们可以优化耐用胎面胶配方。 2.热解机理的研究 研究高分子的热分解过程和热分解机理,必须详细了解热分解产物的组成和分布,尤其是各种大分子量的低聚体分解产物,往往能反映高分子的初级分解过程。研究表明,热分解不是随机的,而是有选择性的特征反应。大多数情况下,只有一种简单反应导致了橡胶的热解过程。典型的热分解反应有:①解聚反应,最终得到单体;②支链取代即简单分子的消除,还伴有分子链的改造;③环化至较低分子量化合物;④氢转换,伴随含不饱和基团的开链碎片的生成。烃类橡胶的热解多数是自由基降解反应,裂解产物的形成遵循自由基降解反应的规律,因此可利用此规律帮助分析裂解产物的谱图,也可以用分析获得的产物结构进行自由基反应机理的研究。其他仪器剖析技术由于设备装置原因或制样较为困难,不便于对裂解机理进行研究。而分析裂解技术采用特殊的装置,不需对样品进行处理,在分析橡胶及其制品时,通过热裂解形成的小分子碎片通常是单体、二聚体及链断裂的分解产物,可用于橡胶的初级热解机理的研究。在绝大多数情况下,使用该技术均能给出明确无误的橡胶初级热解产物信息,从而得到聚合物初级热反应机理。Radhakr2ishnan,Ramarao利用裂解色谱分别讨论了聚环戊二烯和聚丁二烯橡胶的裂解产物及机理。国内有关学者已研究过多种橡胶,包括CR、NR及BR等,获得了各种橡胶的特征信息,并从理论方面讨论了各种橡胶的裂解机理。黄玮等使用裂解色谱2质谱连用仪对甲基乙烯基硅橡胶泡沫进行了研究,结果表明,辐射导致的裂解机制与热裂解机制有相同之处,并对其裂解机理进行了讨论。 3.橡胶结构的表征 采用分析裂解技术分析橡胶,可对橡胶进行表征。杨丹等采用高分辨裂解气相色谱2质谱对由溶液法和胶乳法生产工艺制备的氯化天然橡胶的结构进行了分析,结果表明,两种方法制备的氯化天然橡胶具有相同的主体结构,但胶乳法制备的氯化天然橡胶中含有少量的羧基和羰基结构。氯化天然橡胶分子链上的环结构应为六元环,其裂解特征产物是环己烷同系物。王朝阳等运用裂解色谱及其他测试技术对环化氯丁橡胶进行了表征,结果表明,二甲苯溶剂参与了环化反应,且随环化度增加,参与反应的溶剂二甲苯的数目也逐渐增加,并确定了环化结构的形成。 总之,以分析裂解为主的反向工程技术已广泛应用于橡胶制品的分析领域,并取得了良好的经济效益。多种灵敏度高、专用性强的定性分析的裂解质谱及定量分析的裂解色谱已被成功的开发应用。为进一步对橡胶制品精确分析,应结合两种技术的优点,开发功能性强、灵敏度高的裂解色质联用技术无疑是今后的发展重点。 化学工程与工艺论文:MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用 摘 要:随着我国高科技人才的不断出现,各行业的高新技术也逐渐兴起。对于我国以往的化学工程,化学人员需要进行大量的复杂的数据处理,以及相当有难度的化学实验,这样的做法既浪费时间又浪费资源。因此,在化学工程中进行不断的创新与改革,是我国化学工程技术人员需要研究的重要课题。而MATLAB的出现,是化学工程中的重大创新软件。化学工程人员将MATLAB软件运用到化学工程实验中,可以大大提高数据处理效率,并且节省了很多的人力物力等资源。此软件被广泛的运用到化学工程的各种试验中。本文就针对MATLAN在化学工程与工艺实验数据处理中的应用进行深入的分析与探讨。 关键词:MATLAB 化学工程 工艺实验 数据处理 应用 化学工程与工艺学科是我国重要的学科之一,在化学工程中,化学实验起着重要的作用。化学实验的好坏严重影响着化学工程的建设。而数据处理过程又是化学实验中的重要组成部分。对程序中的数据进行有效的处理有助于化学实验的研究与开发。然而以往的数据处理方法基本上都是人工处理,这种处理方法既浪费时间又浪费资源。因此,开发新的化学数据处理方法成为我国化学工程研究的重点,而MATLAB软件就是新型化学数据处理方法之一,也对化学工业的发展起到巨大的作用[1]。 一、化学工程和工艺中的实验数据处理 化学工程实验是化学工程的重要组成部分,也是化学实验人员进行数据处理的重要手段。化学实验与其它的科学实验不同,其主要强调实验的结果是否可以反映一定的化学现象并且处理一定的化学问题,化学实验对人类的生活有一定的影响,其结果可以解决社会上的一些化学工业问题,并为化学工业的进行带来方便[2]。可见化学工程实验在化学工程中的重要性。但是以往的化学工程实验需要用人工处理法对大量的化学数据进行处理,由于数据的繁多和复杂,使得处理过程十分困难,并且实验需要运用大量的时间,也会耗费大量的人力及物资,这样的实验方法过于陈旧,已经不能满足社会对化学工程的需求。然而,随着社会科学的不断发展与完善,人们生产出的计算机已经完全可以代替以往的人为处理数据方法,使化工实验变得简单易行,并且可以大大提高处理化学数据的实验效率。 数据处理是化学实验中的重要组成部分,化学实验的实现主要通过进行大量的数据处理得来。数据处理并不简单,需要将大量的数据进行运算,从而得到合理的化学实验结果,但只是单单的运用人工运算方法,耗时耗力,而运用计算机进行化学数据的处理却可以很好的解决这一问题。 化学工程与化学工艺的基本组成部分是化学实验,化学实验的主要目标是根据有效的化学实验数据对生活中出现的一些化学问题进行合理的实验,从而得到合适的解决办法[3]。但在进行化学实验过程中,会有很多的限制因素,因此,实验人员需要在考虑这些限制因素的基础上进行数据处理,从而得到与实验现象相符的数据,只有这样才能更好的解决化学问题。 对于不同的生活现象有不同的化学实验验证方法,而不同的实验方法的难易程度不同,大多数的化学实验都是比较复杂且不易实行的,化学的数据之间有着多种多样的联系,这种联系往往不能单单从表面就被看出,需要经过大量的复杂的运算后才可进行进一步的观察[4]。而这就造成了处理数据需要运用大量的人力资源,并且对一些难理解的数据进行合理的分析也是比较耗时的工作。但如果应用计算机对实验中产生的一系列数据进行整合,将无效的甚至对有效数据有所干扰的数据进行消除,就可以留下有用的数据进行实验处理,这样的做法可以使数据结果非常精准,并且可以节省数据处理时间。 二、应用MATLAB进行化学工程与工艺的数据处理过程分析 MATLAB软件是化学工程实验中所运用到的一种先进的软件,这种软件可以进行编写化学程序、化学数据运算、数据结果运行等,并且可以运用高科技的技术进行化学计算得到有效可靠的数据,再对化学现象进行分析,从而得出合理的化学结论[5]。MATLAB软件的好处有很多,其中最主要的是操作简单,易懂、易学、易会,并且其操作界面比较人性化,有易于操作人员进行有效合理的操作,可以使以往复杂的计算过程变得简单易行,并且使计算结果比以往的更为精准,还可以减小误差。 MATLAB软件运用一种特殊的简单的程序语言对化学实验现象进行编写程序。其应用范围非常广、内部功能非常多、程序便于维护、利于编写程序,并且可以拥有多种平台的操作系统等。这种软件是化学工程实验中的重要软件,在对实验的数据处理上,发挥着重大的作用。这是化学工程及工艺中的重大突破与创新,也是化学工程学科未来的发展方向。 1.画程序图 对于不同的化学实验需要有其不同的数据处理过程,也有其不同的程序图、程序中所应用到的各种公式等,这些影响因素决定了实验的难易程度。一个实验拥有一个与之相符的独特的程序,也只有这一程序可以对其对应的化学实验进行很好的描述。但是,不论怎样的实验都有其共同点,下面就是对于大多数化学实验的总程序图。 2.编写程序 2.1输入数据 输入数据时,主要应用的函数是INPUT,应用INPUT将化学工程中有效的数据输入MATLAB软件的程序中,MATLAB再对数据进行处理,得出相应的结论。下面以温度为例对数据进行输入,其主要实现形式是:t=input,即表示系统要求程序输入温度值。但被输入程序的主要数据都是成组出现的,只有这样才会形成有效的程序处理系统。这种系统的处理数据能力高,处理速度快、处理效果好。 2.2处理数据 通常情况下,对实验所需数据进行处理需要先将数据进行整合,使程序模型被整合成一条连续的曲线形式。而对于不同的程序有其不同的整合方法,这里,对常见的整合方法,最小二乘法进行分析。 应用最小二乘法对数据x和y进行整合,是使x和y得到相应的函数关系式y=f(x),其主要思想是使残差的平方 2在定值x上最小。在进行数据测验时,经常会出现误差,最小二乘法不需要整合后的关系式y=f(x)经过所有的x点和y点,只需要残差平方的总和数最小。这证明最小二乘法最适于整合数据。这些方法都是MATLAB软件中所应用到的处理数据的方法。 2.3建立数据库 由于数据是在特殊情况下得出的,但是在实际的生活中,往往不会碰巧与数据相一致,而是会与实验数据有一定的偏差,这就需要技术人员将不同情况下的不同数据进行整合后,得到相应的关系式,即当程序输入一定的数据后,程序便会根据该数据进行及时的分析与运算,得出相对于输入数据的输出值。这就是数据库的建立过程。 三、总结 将MATLAB软件运用到化学工程与工艺中去是我国化学工程中的重大突破,MATLAB软件可以将复杂难懂的数据自动进行分析、整合,并得出有效的合理的数据进行程序设计。这种方法可以节省大量的人力、物力、时间等,并且最终处理数据的结果将更加准确,更便于在化学工程中使用。可见,MATLAB软件在化学工程及工艺中的重要作用。 化学工程与工艺论文:面向国家需求的化学工程与工艺特色专业课程体系构建与实践 摘 要:本文介绍了哈尔滨工业大学“化学工程与工艺”专业面向国家需求定位特色专业方向与人才培养目标,依据培养目标确定知识、能力、素质要求,以知识点为标准协调专业规范的统一性与专业特色多样性的关系,构建既满足专业规范要求又彰显专业特色的课程体系。同时,通过发挥学科优势,加强实践教学与创新能力培养。 关键词:专业特色;课程体系;化学工程与工艺;电化学工程 哈尔滨工业大学电化学工程专业成立于1962年,是国内最早建立的电化学工程专业之一。1999年我国大学本科专业目录调整,原多个化工类专业(含电化学工程)统一合并为“化学工程与工艺”专业,但各大学中的该专业侧重方向与特色不同。我校保留了原来的“电化学工程”方向与特色,并被教育部认定为第三批高等学校特色专业建设点。在特色专业的建设过程中,面对宽口径的“化学工程与工艺”专业,既要开设优秀化工课程又要保持电化学工程专业方向的课程。2008年修订培养方案时,我们将化学工程与工艺专业分为“化学工艺”与“电化学工程”两个专业方向进行课程设置。对“化学工艺”专业方向的学生按“化学工程与工艺”专业规范要求构建化工课程体系进行培养;而对于“电化学工程”方向,探索以满足专业规范中优秀知识要求为前提,依据专业特色的需要,通过以知识点为标准(不拘泥于课程名称)协调专业规范要求与专业方向的关系,构建彰显专业特色的课程体系。2012年修订培养方案时,我们在系统地分析总结前期实践效果的基础上,形成了新培养方案。本文重点介绍了我们构建与“电化学工程”专业方向对应的课程体系的一些做法,以期达到抛砖引玉之作用。 一、面向国家需求的专业特色定位与培养目标 专业特色是特色专业的灵魂,特色定位准确与否直接决定了特色专业建设的成败。首先,专业特色的定位要以长期形成的办学理念以及在人才培养方面的积累为基础。哈尔滨工业大学化学工程与工艺专业的“电化学工程”方向经过半个多世纪的深厚积累,培养了大批我国电化学工程领域的中坚力量。20世纪80年代,本专业王纪三教授的“发泡镍电极”技术,带动了我国电池行业的技术进步,胡信国教授的“一步法无氰电镀铜”工艺引领了电镀行业降低污染的技术革命,因此获得了国家发明奖。当前,传统石化类资源的日趋紧张及环境污染压力,已成为限制我国经济发展的一大瓶颈,研发新型能源与电镀清洁生产新工艺,是国家能源、环境的重大战略需求,特色专业责无旁贷要担当起此方面人才培养的重任。我们认为,特色定位不能脱离化工领域及化工学科,要根据国家对人才需求现状和发展趋势,充分发挥自己已经积累的特色基础和教学资源优势,有效利用外部环境中的有利因素和发展机遇进行定位。基于此,哈工大“化学工程与工艺”专业特色方向确定为化学电源和电化学表面处理,与电池及电镀行业对应。 本专业毕业的学生应具有以下几方面的知识和能力:(1)具有坚实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础知识及较高的科学素养;(2)具有较强的计算机和外语应用能力;(3)较系统地掌握本专业领域的理论基础知识,了解学科前沿及最新的发展动态;(4)具有创新意识和独立获取知识的能力;(5)具有较强的分析解决问题的能力及实践技能,具有从事与本专业有关的产品研究、设计、开发以及组织管理的能力;(6)熟悉本专业领域相关的发展方针、政策和法规。 二、基于专业特色的内涵和建设目标,明确课程设置的原则 专业特色是指充分体现学校办学定位,经过长期办学实践逐步积淀形成,优于其他学校相关专业的独特、稳定和具有鲜明个性特点并为社会所承认的专业风格。开展专业特色建设,旨在促进高等学校人才培养工作与社会需求的紧密联系,满足国家经济社会发展对多样化、多类型和紧缺型人才的需求。通过专业特色建设,探索专业建设实践,丰富专业建设理论,形成专业建设、人才培养与经济社会发展紧密结合的专业建设思路与人才培养方案,形成该专业建设内容的相关参考规范,对国内同类型专业建设起到示范和带动作用。 人才培养方案的制订与优化是专业特色建设的优秀内容,而课程体系的设计是实现培养目标的基础,是完成特色型人才培养的保证。课程体系构建要根据人才培养目标要求应具备的知识、能力、素质,明确其应具有的知识结构进而设置相应课程,形成结构合理能满足专业特色需要的课程体系。我们认为满足专业特色的课程设置应遵循如下原则: 1.通识教育和专业教育相结合的原则。课程设置上要处理好宽基础与专业特色的关系,注重理学基础教育,既要满足特色的要求,又要为学生未来可持续发展和继续学习打好基础。通识教育和专业教育课程的有机结合,拓宽学生知识和视野,使学生在科学基础、人文素养、专业素质和能力等方面同步提升,促进学生的全面发展。 2.坚持在满足“化学工程与工艺”专业规范要求前提下彰显专业特色的原则。依据专业特色的需要,以知识点为标准,构建融会贯通、有机联系的课程体系。应以学生为本,不但要有与专业特色要求知识结构对应的课程体系,还要通过增加选修课的方式,构建与专业规范完全对应的课程体系,以满足本专业方向学生的自主选修。同时注意设置反映行业与产业形成的新知识、新成果、新技术和学科发展的课程。 3.加强实践教学与创新能力培养的原则。单独设置与实践教学及创新意识培养对应的课程,注重理论课与实验课的衔接与相互补充。增加实验教学比重,及时将教师的相关研究成果转化为实验教学内容,使我校的强势科研力量转化为优质教学资源。并通过设置产学结合与创新类课程等,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力及创新意识。 4.促进本科教育国际化的原则。保证学生四年外语不断线。在通识教育阶段基础上,参照国外同类专业课程体系,设置和建设系列化专业教育双语课程,培养学生跨文化交流能力,提高学生的国际竞争力。 三、以满足专业规范基本要求为前提,构建彰显专业特色的课程体系 高等教育大众化的显著特征之一是多样化,但多样化不是随意化,不能没有基本的人才培养质量标准。专业规范就是专业人才培养的总体框架与规定,我们不能背离专业规范中的基本要求去追求所谓的专业特色,遵循专业规范而不拘泥于规范的专业特色才能日益彰显。专业特色总体上呈现多样性特征,而专业规范体现了统一性的特征,专业规范中的人才培养基本规格,优秀知识领域等质量要求标准是统一的,这是专业本身具有的特征。要协调好专业规范的统一性与专业特色多样性的关系,以满足专业规范基本要求为前提来彰显专业特色。我们以“化学工程与工艺”专业规范中要求的知识点为标准,围绕“电化学工程”知识结构的需要构建课程体系。基本做法如下: 1.在通识教育方面,强化数理基础,数学类课程278学时、物理课程177学时,人文与社会科学基础课177学时,公共外语课200学时(前两学年完成公共外语课后,大三开设双语课有“化工热力学”、“电化学测量”等,大四开设“表面工程”、“新型化学电源”、“电动车能源系统”双语课,保证四年外语不断线),还设有文化素质讲座、全校任选课等;针对行业、学科发展的需求,在通识教育的基础上,通过知识点不重复介绍来压缩相应课程的学时,设置与电化学工程知识结构对应的学科基础课、专业优秀课、专业选修课。为拓宽专业基础,将“工程制图基础”、“化工传递与单元操作”、“化工热力学”、“化工综合实验”、“专业导论课”、“化工安全概论”、“理论力学”、“材料力学”、“电工与电子技术”、“电工与电子技术综合实验”、“高分子材料”、“新能源概论”、“无机材料制备方法”等定为学科基础课。按教学目标重组突出专业特色的主干课程体系,把“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”、“物理化学”、“化工传递与单元操作”、“化工热力学”、“电化学原理”、“电化学测量”、“化学电源工艺学”、“电镀工艺学”10门课程作为专业主干课。 2.以知识点为标准,通过必修与限选课来满足专业规范的基本要求。“电镀车间设计”、“化学电源设计”为实践类必修课,同时设有“化工机械与设备”专业选修课,以此涵盖化工设计的知识点;“化学反应工程”与“电化学反应工程”2门课限定为至少二选一,另外在10门专业主干课程中,包含了电极过程动力学、催化、反应器等内容,满足了反应工程知识点的要求。我们增加了选修课门数,并以知识点不重复介绍为原则压缩每门课程的学时,具体分为三类:第一类是设置了“结构化学”、“化工设计”、“化工仪表及自动化”、“化工分离工程”等化学、化工类课程及“材料分析测试方法”课程,使学生具备专业规范要求的化工知识体系,为有志于在化工行业就业及出国、考取外校研究生的学生打好基础;第二类是设置了“新型化学电源”、“固体电化学基础”、“电动车能源系统”、“绿色能源”、“电极材料结构表征”等课程,供希望从事电池行业的学生选修;第三类是设置了“化工设备腐蚀与防护”、“表面工程”、“电化学加工技术”、“涂装技术”等课程,供准备从事电镀行业的学生选修。从知识点看,既满足了“化学工程与工艺”专业规范的要求,又构建了适合专业特色的电化学工程知识结构体系。同时,不但满足了学生的就业要求,还为学生职业发展和继续学习奠定了基础。 四、发挥学科优势,设置加强实践教学与创新能力培养的课程 本专业依托的哈工大化学工程与技术学科,具有一级学科博士学位授予权,并建有化学工程与技术博士后流动工作站,2012年哈工大的化学工程与技术学科排名进入全国评估前八名。多年来面向国家、国防重大需求,形成了本学科的优势特色。在应用电化学方向上,产学研特色突出,多项原创性成果为企业创造了显著的效益。与本专业建立长期稳定的科研、教学合作关系的企业有十几家,为产学结合的学生培养奠定了良好的基础。我校化工学科在“211工程”、“985工程”的支持下,形成了科研、教学硬件大平台,为学生的科研训练、课程设计、毕业论文(设计)等提供良好的实践平台。在软硬件方面,对电化学工程的专业特色方向建设起到了保障和促进作用。另外,本专业正在逐步加大科研设备和科研实验室等资源向学生开放的力度,创造条件让学生能够较早进入实验室,参与教师的科研工作,在具体的科研活动中培养实践、创新能力。在专业实验内容上,鼓励教师将适合于实验教学的科研成果转化、更新为课程教学内容,有利于将最新的学科知识、技能传授给学生。 在实践教学与创新意识培养方面,对于基本技能、方法类实验,与四大化学相关的实验课为132学时、与化工基础相关实验72学时,与专业方向对应的实验课100学时。特色专业是面向行业培养人才,在产学结合上,设置“国内外专家讲学”学科基础课,还要求讲授专业课的教师要理论联系实际,注重启发科研思路。专业定期从合作企业中邀请高级工程技术人员来校为学生进行课堂教学或讲座,聘请具有教学经验的高级工程师参与本科教学活动;在创新能力培养方面,设置了“大一年度项目”、“创新创业训练计划”、“创新实验课”、“创新研修课”,要求学生在校期间至少完成2个学分,可通过选修创新研修课、创新实验课、参加大一年度项目、大学生创新创业训练计划、学科知识竞赛、发表研究论文、申请专利等方式获得。 自1999年本科专业目录调整后,我们围绕协调专业规范的统一性与专业特色多样性的关系上,进行了各方面的努力与探索,构建了面向国家需求的化学工程与工艺特色专业课程体系。作为特色专业建设,我们今后要为实现培养具有前瞻性、综合素质高、创新能力强和具有国际竞争力的行业人才的目标而继续努力。
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绿色石油化工工艺探讨:对绿色石油化工工艺综述 一、绿色石油化工工艺的主要内容 “原子经济性”是绿色石油化工工艺的优秀内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个优秀内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。 二、绿色石油化工工艺现存在的问题 1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。 2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。 3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。 三、结束语 绿色石油化工工艺的最终目标为生产出对环境和对人类健康有利的产品,保障人们正常的生活和生产中所需的能源。特别是能够研究出代替燃油,减少汽车对向空气中排放的废气,来保护生态系统。随着科技的发展,科研水平的提高,如今,一些高分子、精细化工产品都已问世。例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。绿色石油化工工艺行业要想有效降低对对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。 绿色石油化工工艺探讨:绿色石油化工工艺 一、绿色石油化工工艺的主要内容 “原子经济性”是绿色石油化工工艺的优秀内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量!向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个优秀内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。 二、绿色石油化工工艺现存在的问题 1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。 2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。 3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。 三、结束语 绿色石油化工工艺的最终目标为生产出对环境和对人类健康有利的产品,保障人们正常的生活和生产中所需的能源。特别是能够研究出代替燃油,减少汽车对向空气中排放的废气,来保护生态系统。随着科技的发展,科研水平的提高,如今,一些高分子、精细化工产品都已问世。例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。绿色石油化工工艺行业要想有效降低对对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。 绿色石油化工工艺探讨:绿色石油化工工艺综述 一、绿色石油化工工艺的主要内容 “原子经济性”是绿色石油化工工艺的优秀内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个优秀内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。 二、绿色石油化工工艺现存在的问题 1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。 2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。 3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。 三、结束语 绿色石油化工工艺的最终目标为生产出对环境和对人类健康有利的产品,保障人们正常的生活和生产中所需的能源。特别是能够研究出代替燃油,减少汽车对向空气中排放的废气,来保护生态系统。随着科技的发展,科研水平的提高,如今,一些高分子、精细化工产品都已问世。例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。绿色石油化工工艺行业要想有效降低对对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。 作者:韩英杰 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 绿色石油化工工艺探讨:浅谈绿色石油化工工艺 [摘 要]石油原料在现代社会发展中起到重要的推动作用,其衍生品涉及能源、化工、医药、航天等多种领域。虽然石油化工行业的发展加速了现代化社会建设进程,但石油化工产品在使用过程中,常会释放出大量的有害气体,如二氧化硫等,严重破坏了大气环境。因此,针对绿色石油化工工艺进行深入探讨,减少石油衍生物成分中的有害物质,对于保护环境、提高空气质量,有着十分重要的现实意义。 [关键词]石油化工;化工工艺;环境保护 现在石油化工是诸多行业的基础及动力来源,石油衍生产品与现代人的生活息息相关。但石油化工产品在生产或使用过程中,往往会产生大量污染物,其中以气体污染物为主,对环境破坏严重,进而导致雾霾、酸雨等不正常天气,威胁着人们的健康。因此,在发展石油化工的基础上,应加强对绿色石油化工工艺的探讨,从生产工艺的角度减少石油产品中的有害物质,进而达到优化大气质量、保护环境的目的。 一、简述绿色石油化工工艺相关概念 (一)绿色石油化工工艺的定义 化工工艺即化学生产技术,是指化工原料通过相应的化学反应形成最终产品的过程和具体方法,是化工实验室实验内容的放大。针对不同的化工原料和目的产物,化工工艺差异性较大,有害物质类别、性质、形态等也不尽相同,绿色石油化工工艺即针对这种差异性,通过科学的方式,在生产、反应过程中,消除、减少或回收其中的环境有害物质,以达到优化环境质量的目的。 (二)绿色石油化工工艺主要内容分析 原子经济性是绿色石化工艺的优秀,即在原料利用率最大化的基础上减少浪费。院子经济性的具体内容为,充分利用参加生产化学反应的原料原子,提高原子的有效利用率,并在反应过程中采取相应的措施降低有毒有害物质的产生量,以兼顾提高产量和保护环境两种工艺要求。 绿色石化工艺的主要内容为,注重再生新能源的开发,尽量减少石油原料的使用。为达到保护环境的目的,在石油化工产品生产加工过程中,应尽量控制减少原料的使用,积极发展新能源代替传统石油产品。此外,绿色石化工艺应就一般生产废弃物的回收利用环节进行优化。一方面,提高原料的利用率,避免浪费;另一方面,对于不可再利用的有害废物集中进行处理。 二、绿色石化工艺发展进程简介 (一)创新原子经济反应 原子经济反应是由原子经济性相关概念发展来的,其理想状态为在石油化工生产反应中,所有的原料原子均参与反应,并全部转变为目的产物,没有有毒有害废物产生,原料利用率为100%,即实现工艺废物零排放目标。随着我国石油化工产业不断发展,石油化工生产规模扩展迅速,百万吨、千万吨级的石油化工项目逐渐成为主流,应用原子经济反应可有效提高产品产量、控制减少工艺废物的产生量,对于促进石油化工与环境的和谐发展,具有重要的现实意义。目前,部分有机原料的生产合成反应,已经完成了由传统的二次反应到现代原子经济反应的转变。例如,现代环氧乙烷生产工艺,就利用乙烯直接氧化法和环氧乙烯原子经济反应工艺制取法,代替了传统的氯醇法二次制备工艺。原子经济反应以经济性、高效性、绿色环保性等特点,已经成为近几年绿色石化工艺的重要课题,具有广阔的发展前景。 (二)无毒害原料的研发利用 现阶段,在部分石油化工生产过程中,为获得某些特定的化学官能团,操作人员仍延续传统的生产工艺,使用一些带有毒性甚至剧毒性的光气作为生产原料。但站在石油化工与环境和谐发展及操作人员健康的角度分析,此类有毒物质并不具相应的适用性,故而应积极探索无毒无害的生产原料替代此类有毒物质,以提高生产的安全性、环保性。在石油化工领域,相关人员已研发出一种制取异氰酸酯的无毒害新技术,其主要内容技术即是以无害物质替代传统剧毒光气进行生产,目前这种方式已经在工业生产中得到相应的应用,并证明了其科学性、有效性。利用CO制取异氰酸酯的工艺技术已经在某些特定反应中投入使用,同时利用CO2替代传统光气的工艺试验也取得了一定的成绩,正式投入使用指日可待。 三、绿色石化工艺发展需解决的问题 (一)石油化工生产危险性问题 石油化工受其工艺特殊性限制危险性较大,石油化工工艺生产危险内容包括腐蚀、爆炸、高温、高压、剧毒、易燃、窒息等。而化学反应环节是石油化工生产中必不可少的环节,对其进行绿色工艺创新,存在任何微小问题,都有可能造成生产事故,进而造成不可估量的损失。 (二)能源损耗严重问题 我国石油能源储备总量并不充裕,但石油能源消耗总量巨大,需外购大量石油原料维持能源消耗和生产的平衡。石油化工行业原料有效利用率低,是影响我国石油化工行业发展的重要因素之一。根据相关调查数据显示,我国石油化工业单位能耗创造的实际经济价值远低于实际发达国家,每单位GDP能耗则远超实际平均水准。如持续这种粗放式的生产方式,以高能耗、低生产的特点扩大生产,则会进一步加剧能源消耗与生产见的矛盾,从而影响石油化工企业的发展。 四、促进绿色石油化工工艺发展的有效措施 绿色工艺的目的是通过生产工艺调整,从根本上解决传统石油化工的环境污染问题,进而达到绿色生产、减低排放、保护环境的目的。为推动绿色石化工艺发展,应积极落实以下三点内容:一,加强对原子经济反应的探索,不断优化反应工艺和反应催化剂,以实现原料有效利用率的最大化目标;二,强化企业内部管理及工艺操作管理,强化操作人员生产安全意识,积极落实“三不伤害”相关内容,以保障生产安全和设备安全;三,积极研发绿色环保原料替代传统有害原料,充分利用再生自然材料进行化工生产,并重点强化一般废物回收、集中处理等工艺内容。 结语: 现代社会发展离不开石油化工行业的支持,发展绿色石油化工工艺既是社会发展的客观要求,可是石化行业在保护环境方面应承担的责任。随着科学技术的发展,人们对于物质的研究由宏观视角逐渐转入微观视角,致使原子经济反应逐渐成为现实。通过原子经济反应和再生无害原料,可有效提高石油化工生产效率、减低污染排放,从而促进石油化工和自然环境的良性发展。
版图设计毕业论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计 摘 要: 在电子线路版图设计中,通常采用印刷线路板技术。如果结合厚膜工艺技术,可以实现元器件数目繁多,电路连接复杂,且安装空间狭小的电路版图设计。通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析,确定了惟一能满足要求的设计方案。基于外形尺寸的要求,综合考虑电路的性能和元件的封装形式,通过合理的电路分割和布局设计,验证了设计方案的合理性和可实现性。体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性,使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。 关键词: 电路版图设计; 电路分割设计; 厚膜混合集成电路; 厚膜工艺 0 引 言 随着电子技术的飞速发展,对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高,对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。除了集成电路芯片的集成度越来越高外,电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。 1 厚膜工艺技术简述 厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。 厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上,将电阻通过激光精调后,再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。 厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。 图1 厚膜工艺流程图 厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。 2 电路版图设计 2.1 设计要求 将电路原理图(图2,图3)平面化设计在直径为34 mm的PCB板上(对电路进行分析后无需考虑相互干扰),外形尺寸图见图4。其中:序列号及电源为需要引出的引脚。 2.2 设计步骤 2.2.1 分类清点电路中的元器件数量 分类清点电路中的元器件数量见表2。 2.2.2 确定电路设计方案 根据电路原理图,对以下3个方案逐一进行分析: (1) 方案1:在印制板上双面布线 很显然,利用双面布局布线,印制板的面积远远满足不了设计的需要。另外,印制板为圆形,元件布局时面积的利用率更低。所以仅仅利用印制板的面积来进行平面化设计,理论上不可行。 (2) 方案2:印制板上安装双列直插式厚膜电路模块 采用厚膜工艺和印制板工艺相结合的方法进行布局布线。首先将电路原理图进行合理分割,确定要利用厚膜工艺进行设计的那部分电路,剩余部分电路则布线到印制板上。用厚膜工艺的电路,在陶瓷基板上采用双面布线,组装贴片元器件,可以增大布线的面积。然而,为了和印制板结合起来,双列直插式厚膜电路模块的引出端数目需求较多,采用最多的引出脚数量,也满足不了印制板与厚膜电路电连接的需要。 若采用裸芯片元件进行布线,则必须采用金属全密封封装。由于金属外壳的存在,导致基片的面积变得更小,模块的引出端数目随之减少。另外,裸芯片的电路只能采用单面布线,这样不能满足元件放置的需要,更不可能实现布线的需求。 所以该方案也不可行。 (3) 方案3:印制板上安装2个单列直插式厚膜电路模块 由方案1和方案2得知: (1) 必须在印制板上安装厚膜电路模块; (2) 采用2个单列直插式厚膜电路模块,且均采用双面布线。 2个单列直插式厚膜电路模块和1个双列直插式模块进行比较,虽然引出脚数目相等,但2个单列直插式电路比1个双列直插式电路的布线面积增大了1倍。对于圆形的印制板,将2个厚膜电路模块平行放置在直径上和与直径平行的最近位置,就可以保证厚膜电路模块和印制板之间的过渡线数目最多,且高度不会超过允许高度。经验证,这样的布局达到了厚膜电路模块和印制板上电路连接的需要,而且所有元件达到合理放置。 所以,方案3是可行的。 2.2.3 电路版图设计过程[3?4] 根据印制板外形尺寸的要求,2个单列直插式厚膜电路模块的陶瓷基片分别选用32 mm×16.5 mm×0.8 mm和30 mm×16.5 mm×0.8 mm两种,根据电路的工作原理,对2个电路原理图进行合理分割,可调元器件和大体积元件放置在印制板上,不可调部分分别放置在两个陶瓷基片上,经过合理布图,陶瓷基板上PCB图分别见图5,图6。 图5 厚膜电路1(正面和反面) 图6 厚膜电路2(正面和反面) 红色为一次导体,浅绿色为介质,深蓝色,红色为一次导体,湖蓝色为介质,为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,紫色为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,共有13个引出脚。共有12个引出脚。 将两个厚膜电路模块按照厚膜电路的工艺进行封装完成后,作为印制板上的两个元器件,将其与厚膜电路模块外的元件在印制板上进行布局布线设计,即可完成整个电路的版图设计,并达到了设计要求。整个产品的印制板装配图见图7。 图7中,W1~W4为电位器,X为晶振,J1和J2分别为两块单列直插式厚膜电路模块。C2为片式钽电容,U7为SO?8集成电路,R*为片电容,其余为引出脚。 3 结 语 在电路版图的设计过程中,充分考虑到调试的需要,将需调试的元件和体积较大的元件放置在印制板上,无需调试的小体积元件放置在厚膜电路模块里,使得仅利用印制板难以完成的布图任务因巧妙利用厚膜工艺集成而大大缩小了产品的体积,从而实现了复杂电路体积小型化的目的,而且使产品美观,调试方便。 厚膜技术从早期应用在航空航天、卫星通信等领域,发展到现在的汽车、家用电器、音响设备等工业领域,无不说明厚膜工艺技术有着很好的发展前景和实用价值。 版图设计毕业论文:《集成电路版图设计》课程教学改革与探索 【摘要】《集成电路版图设计》课程对微电子专业学生理解电路设计的概念和工艺技术的认识,起到承前启后的作用,对此课程教学方法的研究有着重要的理论和现实意义。 【关键词】集成电路版图;教学方法;改革 集成电路版图设计是集成电路设计的最终结果,版图质量的优劣直接关系到整个芯片的性能和经济性,因此,如何培养学生学好集成电路版图设计技术,具备成为合格的版图设计工程师的基本潜质,是摆在微电子专业老师面前的一个普遍难题。如何破解这个难题,我们做了以下探索。 一、突出实践,理论配合 传统的《集成电路版图设计》课程采取理论教育优先,学生对于版图的基本理论和设计规则非常熟悉,但动手实践能力缺乏培养,往往在学生毕业后进入集成电路设计企业还需二次培训版图设计能力,造成了严重的人力资源浪费。这是由于没有清晰的认识《集成电路版图设计》课程的性质,造成对它的讲授还是采取传统教学方式:老师讲,学生听,偏重理论,缺乏实践,影响到学生在工作中面临实际设计电路能力的发挥。《集成电路版图设计》是一门承接系统、电路、工艺、EDA技术的综合性课程,如果按照传统方式授课,课程的综合性和实践性无法得到体现,违背了课程应有的自身规律,教学效果和实用意义不能满足工业界的要求。我们在重新思考课程的本质特点后,采取了实践先行,理论配合的教学方法,具体如下:集成电路版图是根据逻辑与电路功能和性能要求,以及工艺水平要求来设计光刻用的掩膜图形,实现芯片设计的最终输出。版图是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图使用不同的图案来表示。我们首先讲授版图设计工具EDA软件的使用,让学生掌握EDA软件的每一个主要功能,从图形的选择、材料的配置,让学生从感性角度认识实际的版图设计是如何开展的,每一个步骤是如何使用软件完成的,整体芯片版图设计的流程有哪些规定,学生此时设计的版图可能不是很精确和完美,但学生对于什么是版图和如何设计版图有了初步的感性认识,建立起版图设计的基本概念,对于后续的学习奠定了牢实的实践基础,此时再去讲授版图设计理论知识,学生更能理解深层的工艺知识和半导体理论,真正做到了知行合一,实践先行的教育理念,对学生能力的培养大有裨益。 二、注重细节,加强引导 传统方式讲授《集成电路版图设计》理论占大部分时间,学生知道二极管、晶体管、场效应管、电阻、电容等基本元器件的工作原理和构成要素,但是在版图设计中,这些元器件为什么要这样设计,其实内心中充满着疑惑和不解。针对学生的疑惑,我们从工艺细节入手来解决这个问题。作为集成电路版图设计者,首先要熟悉工艺条件和期间物理,才能确定晶体管的具体尺寸、连线的宽度、间距、各次掩膜套刻精度等。版图设计的规则也是由工艺来确定的,掌握了工艺也就掌握了版图设计的钥匙。我们将通用工艺文件的每一条规则向学生讲解,通用元器件的规则整理出它们的共性,最小宽度、长度、间距的尺寸提醒学生要记忆,不同芯片生产厂的工艺对比学习和研究,学生在这一系列规则的学习过程中,慢慢理解熟悉了工艺规则文件的组织构成及学习要点,能够举一反三的在不同工艺规则下,设计同一种元器件的版图,即使电路元器件的数量巨大,电路拓扑关系复杂,在老师耐心的讲解下,学生也能够依据工艺规则设计出符合要求的版图,这都是在理解了工艺规则细节的基础上完成的。所以,关注细节,加强引导,是提高学生学习效果的一个重要方法。 三、完善考核机制,争取比赛练兵 学生成绩的提高,合理完善的考核机制不可或缺。以往《集成电路版图设计》课程的考核主要是理论知识作业和课程报告,学生的学习效果和实际动手能力没有得到考核,造成不能全面评价学生的学习成绩。我们采取项目形式,全方位考核学生的学习效果。根据知识点,将通用模拟电路分成五大类,每个大类提取出经典的电路10种,使用主流芯片加工厂的生产工艺,由经验丰富的老师把它们的版图全部设计出来,作为库单元放在服务器中供学生参考。在学生充分理解库单元实例的基础上,将以往设计的一些实用电路布置给学生,要求在规定的时间内,设计出合格的版图,以此作为最终的考核结果。学生在学习课程期间,可以接触到不同工艺、不同结构的多种类电路,而且必须在规定的时间内设计出版图,这极大的促进了他们学习的积极性和时间观念。学生在设计版图的过程中,会遇到多种问题,他们会采取问老师答疑,和同学讨论的多种方式解决,不仅能督促他们平时上课认真听讲,而且对遇到的问题也能多角度思考,最重要的是他们亲自动手设计版图,将工艺、电路、器件综合考虑,在约定的时间内能力得到极大提高。老师根据学生上传至服务器中设计的不同项目版图打分,而且将每个项目的得分出具详细的报告,对学生的成绩进行点评。学生通过查阅报告,能够知道课程学习的缺点和得分项,为下一次提高设计成绩是一个很好的参考。除了日常学习设计版图项目,学生可以争取参加微电子专业的一些比赛,通过比赛体会一些具有挑战性的版图设计项目,来提高学生在实际场景下如何发挥设计能力和项目组织能力,为他们未来进入职场从事版图设计工作奠定坚实的专业能力和实际解决问题能力。 四、总结 《集成电路版图设计》课程是一门兼具理论基础和实践锻炼想结合的课程,对它的讲授不仅需要扎实的理论基础,还需合理的实践环节配合,才能取得良好的教学效果。 作者简介:鞠家欣(1972—),黑龙江双城人,硕士,讲师,研究方向:集成电路设计与测试技术。 版图设计毕业论文:微电子专业集成电路版图设计的教学研究 摘要:集成电路版图设计涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向。以CMOS反相器和基本MOS差分放大器为例,介绍了集成电路版图设计的教学内容。学生通过集成电路版图设计的教学环节,巩固了专业课程的理论知识,提高了集成电路设计的实践能力。 关键词:集成电路设计;版图;CMOS 作者简介:毛剑波(1970-),男,江苏句容人,合肥工业大学电子科学与应用物理学院,副教授;汪涛(1981-),男,河南商城人,合肥工业大学电子科学与应用物理学院,讲师。 集成电路(Integrated Circuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是新一代信息技术产业发展的优秀和关键,对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展,我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局,产业链基本形成。但与国际先进水平相比,我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中,集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业,集成电路设计人才严重匮乏,已成为制约行业发展的瓶颈。因此,培养大量高水平的集成电路设计人才,是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题,也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1-4] 一、集成电路版图设计软件平台 为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要,合肥工业大学(以下简称“我校”)从2005年起借助于大学计划,和美国Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、华大电子等公司合作建立了EDA实验室,配备了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni设计系统等EDA软件。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程,如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计、ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订,注意相关课程之间相互衔接,关键内容不遗漏,突出集成电路设计能力的培养,通过对课程内容的精选、重组和充实,结合实验教学环节的开展,构成了系统的集成电路设计教学过程。[5,6] 集成电路设计从实现方法上可以分为三种:全定制(full custom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计,特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向,目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。 在集成电路版图设计的教学中,采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(Zeni EDA System),这是中国唯一的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优,已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能,并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。 九天EDA软件系统包括ZeniDM(Design Management)设计管理器,ZeniSE(Schematic Editor)原理图编辑器,ZeniPDT(physical design tool)版图编辑工具,ZeniVERI(Physical Design Verification Tools)版图验证工具,ZeniHDRC(Hierarchical Design Rules Check)层次版图设计规则检查工具,ZeniPE(Parasitic Parameter Extraction)寄生参数提取工具,ZeniSI(Signal Integrity)信号完整性分析工具等几个主要模块,实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。 二、集成电路版图设计的教学目标 根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点,在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。 在集成电路版图设计的教学中,首先对集成电路设计的一些相关知识进行回顾,介绍版图设计的基础知识,如集成电路设计流程,CMOS基本工艺过程,版图的基本概念,版图的相关物理知识及物理结构,版图设计的基本流程,版图的总体设计,布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验,讲解Unix和Linux操作系统的常用命令,详细阐述基于标准单元库的版图设计流程,指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图,使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上,让学生自主选择一些较为复杂的单元电路进行设计,如数据选择器、MOS 差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS 静态存储单元等,使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现,包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。[7] 集成电路版图设计的教学目标是: 版图设计毕业论文:基于平衡技术的微带低通滤波器版图优化设计 摘要:微带线结构的不连续性,使反射损耗和插入损耗较大,影响滤波器性能。利用平衡法提升滤波器并联分支中较低的特性阻抗,达到降低微带线宽度的目的,从而均衡整个滤波器的宽度,使版图仿真优化。以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明,滤波器通带内反射损耗从-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗从0.679 dB降低到0.322 dB,与直接采用Richards变换和Kuroda规则设计微带低通滤波器相比,该方法能缩短滤波器设计周期,获得满意的滤波器性能。 关键词:低通滤波器; 微带线; 平衡技术; 版图优化 收稿日期:20110911微带滤波器是无线通信的重要部件。随着无线通信系统的发展,加速了微带滤波器的研究进程,发明许多Q值适中、重量轻、稳定性好的微带滤波器。计算机辅助设计软件的出现,使设计者在设计过程中避免繁杂的计算过程,提高复杂电路设计效率,缩短设计周期。设计者通常运用Richards变换与Kuroda规则设计微带低通滤波器[13]。该方法设计的滤波器在接头处会由于相邻耦合线线宽不同产生不连续性,使插入损耗较大,不满足一些射频通信的要求。为了解决此问题,采用电磁带隙结构与高低阻抗线结合的方法,改善了通带性能,但阻带性能变差,体积变大[4]。运用分形技术设计高低阻抗滤波器取得了一定的效果,但设计方法复杂,对于加工精度要求较高[5]。 本文提出一种采用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,并以5节切比雪夫微带低通滤波器为例,通过在低特性阻抗并联传输线节点处再并联相同长度的微带线,修改两条微带线特性阻抗为原来的两倍达到优化版图的目的。原理图仿真和版图仿真均验证了该方法的可行性。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,具有良好的应用前景。 1平衡技术设计原理 使用Richards变换和Kuroda规则设计微带滤波器,所得串并联传输线长度理论上是相同的。选取各支节传输线长度l为截止频率下波长的1/8,由终端开路传输线阻抗分布表达式:Zin(l)=-jZ0tan β1(1)式中:传播常数β=2π/λ;Z0为特性阻抗。将l=λ/8带入式(1)可得:Zin(l)=-jZ0(2)若传输线长度l保持不变,使两条特性阻抗Z0相同长度l相等的终端开路传输线并联于同一点,则其输入阻抗会减半为Z0/2;反之,将两段并联终端开路传输线特性阻抗提高1倍并联于同一点且保持传输线长度l不变,则输入阻抗保持不变为Z0。 由以上推导可知,用平衡技术修改滤波器并联终端开路传输线不影响各节的输入阻抗。 2用Richards变换、Kuroda规则设计微带低通滤波器由于当频率较高时电感和电容应选的元件值过小,由于寄生参数的影响,如此小的电感和电容已经不能再使用集中参数元件并且工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近,滤波器元件之间的距离不可忽视,需要考虑分布参数效应[67]。基于以上原因,设计者先设计出有电感、电容组成的集中参数滤波器,然后运用Richards变换和Kuroda规则转换为合适的微带滤波器结构。 本文设计的微带低通滤波器指标如下: 截止频率为f0=3 GHz,通带内波纹为0.5 dB,在2倍截止频率处具有不小于40 dB的带外衰减,输入/输出阻抗为50 Ω。基板厚度H=0.762 mm,基板相对介电常数Er=3.66,磁导率μ=1 H/M,金属电导率为5.88 mS/m,封装高度Hu=1.0+33 mm,金属层厚度T=0.035 mm。 通过计算选用5阶切比雪夫微带低通滤波器模型进行设计[8]。电路原理及其仿真结果如图1所示。 图1微带低通滤波器原理电路及仿真结果由图可以看出串联和并联的微带线长度均为λ/8,而宽度与特性阻抗大小相关。 由于原理图仿真是在理想条件下进行的,而实际的电路板需要考虑耦合和干扰等因素的影响。ADS版图仿真是采用矩量法进行电磁仿真,对版图的仿真结果更符合电路实际情况[8]。图1所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图2所示。 图2微带低通滤波器版图结构及仿真结果3用平衡技术设计微带低通滤波器 由于微带传输线的特性阻抗越高,传输线的宽度就越窄。反之,阻抗越低,宽度就越宽。从第2节中的滤波器原理图可看出,TL3和TL5两段并联的微带线,他们的宽度比较宽即特性阻抗偏大,使用平衡技术,在TL3并联点处再并联一根相同长度的终端开路微带线,将两根线的特性阻抗扩大为原来的2倍,并运用ADS软件中的LineCalc工具推算出线的宽度W。对于TL5用同样的方法设计。电路原理及仿真结果如图3所示。 图3改进后微带低通滤波器原理电路及仿真结果图3所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图4所示。 图4改进后微带低通滤波器版图结构及仿真结果由图1和图3的原理图仿真结果可以看出,优化前的反射损耗,插入损耗与优化后的数值几乎相同。这与使用平衡技术修改原理图后不改变原有滤波器阻抗的结论相一致。 由图2和图4的版图仿真结果可以看出,通带内反射损耗由-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗由0.679 dB降低到0.322 dB。 可以看出,运用平衡技术均衡微带低通滤波器微带线宽度后,使通带内反射损耗明显改善,插入损耗明显降低,达到了性能指标。证明了该方法的有效性。 4结语 本文提出一种用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,讨论了平衡技术的设计原理,并以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明此滤波器版图仿真性能优于传统方法设计的微带滤波器。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,有效地缩短了设计周期,具有良好的应用前景。 版图设计毕业论文:引入CDIO模式的《集成电路版图设计》课程开发实践 摘要:伴随着高等职业院校的教育改革,将CDIO的教育模式引入到《集成电路版图设计》教学开发中。鉴于CDIO教育理念的先进性、教学层面的系统性及其广泛的适应性,对《集成电路版图设计》课程进行了重新设计。本文从引入CDIO教育模式的必要性与必然性的分析到课程评估的结论,阐述了该课程设计开发的整个过程。 关键词:CDIO;高职教育;集成电路版图设计;课程开发 CDIO是基于项目学习的一种模式,是工科教育“做中学”的一种。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate),它以工程项目生命周期为载体,培养学生的学术知识、职业道德和运用知识解决问题的能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。此教育模式是由麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等发起,现已运用到几十个大学的众多专业,并获得产业界认可。 高职教育改革及引入CDIO教育模式的必要性与必然性 高等教育是在完成中等教育的基础上进行的专业教育,是培养高级专门人才的社会活动。职业教育是对受教育者施以从事某种职业所必需的知识与技能的训练,因此,职业教育亦称职业技术教育或实业教育。“高等职业教育”是“高等”与“职业教育”两个概念的复合。 我国高等职业教育的人才培养目标从开始提出的“技术型人才”、“应用型人才”,到后来的“实用型人才”,再到现在提出的“高技能人才”,多年来一直处于变化不定之中。高职培养的人才类型是实用型、应用型,与普通高等教育培养的人才是有差异的。所谓高技能人才,工作内涵是将成熟的技术和管理规范转变为现实的生产和服务,工作场合和岗位是基层第一线。 苏州工业园区职业技术学院的办学理念为“企业的需要,我们的目标;学生的需求,我们的追求”。近些年,我们在专业建设和课程教学改革方面做了许多探索,协助毕业生提高就业信心,实现优质就业,传统教育下的毕业生上岗适应慢,沟通能力差,动手能力弱,缺乏团队合作经验,缺少创新精神和创新能力、职业道德、敬业精神等人文素质薄弱,频繁“跳槽”等,而这些都难以符合现代企业的需要。教育模式的改革势在必行,而CDIO教育模式恰恰有针对性地对传统教学中存在的诸多弊端做出了全面、系统的指导,CDIO教育模式引领了高等职业教育改革的必然性。 应用CDIO模式开发《集成电路版图设计》课程 (一)《集成电路版图设计》的课程理念与思路 《集成电路版图设计》课程是一门实践性很强的课程,针对课程特点,课程设计的基本思路是从岗位实际需求出发,从培养学生学习兴趣入手,在传授知识过程中重视能力培养,强化学生的自学能力和分析、解决问题的能力。具体做法是: 全程实施项目教学 本课程围绕多个相对独立的案例展开。案例的选择强调源于工程实际,注重内容的代表性、针对性、实用性以及先进性,理论知识的选择以“必需,够用”为原则。教学实践表明,案例教学使教学内容直观、具体、形象,易于接受,也使教学内容与工程实际及职业岗位紧密联系,有利于课内知识向工程实际拓宽、技术知识向工程实践迁移,从而有力促进了学生职业能力的发展。 全程实施情境式教学 本课程改变了将理论与实训分开的传统模式,在教学中设计了8个学习情境,每个情境都以相应的工业案例为主线,按照“资讯决策计划实施检查评价”的流程授课,使学员在学中做、做中学,以提高IC版图设计技能训练的水平。同时,通过情境式教学,学生的学习兴趣和参与度大大提高,不仅培养了团队合作精神和沟通能力,还培养了学生的组织协调能力。 小班互动式教学 为达到更好的教学效果,本课程采用24人小班制教学,全程在实训室教学。根据教学内容采取“先讲,后练”、“边讲,边练”、“先练,后讲”等方法,从第一次课开始就设置实训操作内容,调动学生的主观能动性,增加师生互动性。 企业实训 通过校企合作建设校外实训基地的方式,安排学生到专业设计公司进行实训,扩展学生的知识面和工程认识,同时,提高学生对项目整个流程的认知,提高学生的抗压力,对职业道德和敬业精神的培养具有实践意义。 (二)《集成电路版图设计》之课程标准 《集成电路版图设计》课程标准涉及四个方面内容。 专业知识设计 专业知识方面围绕IC版图设计职业标准所要求的必要的基础知识和基本技能把本课程的内容分成多个模块:基础模块(系统操作部分)、应用模块(软件使用部分)、 基本技能训练模块(基本单元的版图设计)、技能提升模块(整体布局与项目掌控)等4个模块包含了8个情境。具体内容包括:Linux基础、版图识读与电路提取、design rule简表整理、绘制符合design rule的NAD2/NOR2版图、DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell的框架结构制定、standard cell版图设计、芯片CD4013的版图设计等,每一个情境都对应了某个特定岗位的部分工作内容。这些情境不仅可提供学生对岗位的认知机会,同时,也可激发自主学习的能动性和积极性。 个人职业技能和职业道德培养 在教学中注重对学生职业技能培养的同时也加强对学生职业道德的养成,用企业对员工的标准来要求学生进行实训,采用定期上交项目总结报告和分组进行项目实施进度报告等方式,为学生今后在企业的发展奠定基础。 团队意识的培养 能够快速地融入一个集体当中是从事设计与研发人员必备的能力,而常常被教育者和学生所忽视,因为传统的教育方式更多地关注对单独个体培养的成效,而实际工作中“独自作战”的时代过去了,取而代之的是团队合作,绝大多数的设计工作需要一个团队协作完成,所以这时人际交往就凸显其重要性。在教学中,我们让学生意识到团队协作的重要性和必要性,并在实训过程中从点滴做起,让学生具有团队合作的意识,如文件夹命名方式、文件管理等采取利于团队完成项目的方式进行设置。 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统的搭建 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统按照下面的框架完成了搭建任务,如表1所示。 (三)《集成电路版图设计》课程CDIO系统的具体实施 我们在CDIO教学大纲的指导下,对《集成电路版图设计》课程进行设计如下:本课程以源于企业真实的项目(如design rule简表整理,见表2)为载体,将所有需要学习和掌握的内容都围绕该项目设计,形成一个整体。紧紧围绕知识体系教学专业技能提升职业道德养成主线组织教学,快乐教学、快乐学习,引导学生主动学、能做事、会做人。 本课程特色 (1)双语教学,强化应用,适应外企工作。 教师采用双语教学课件与讲义,用两种语言进行教学,学生采用两种语言进行作业,从而强化专业词汇的学习,为适应全英文的工作环境打下了良好的基础。(2)按企业标准建设,内容先进、实用。采用了与众多研发设计公司一致的SUN工作站,建立以UNIX/LINUX系统为基础的网络,安装版图设计普遍使用的Cadence工具软件。(3)企业项目实训。以企业的研发项目(Reverse、design rule简表整理;DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell库的建立、芯片CD4013设计等)为载体,在真实的环境(按照企业标准进行实训室配置)下,完成生产性实训任务,完成课程开发教学任务的教师具有多年在外企研发设计的工程背景,学生完成工学结合的作品符合企业设计需要。(4)综合全面的评价体系。理论与实践评价结合,技能训练与表达训练结合,校内教师评价与企业评价结合,学生的自评与互评结合。评价方面包括学习态度、5S素养、项目报告的书写、项目汇报、实践考核和理论考试(按版图设计职业标准四级难度要求随机从题库抽取试题)。(5)增强教师的教学技能。中青年教师、工程师都有学院内部培训课程和企业项目参与的经验,并且要求每年都要开新课和实验、训练项目。每个月都有业务和管理能力评价和学期段考核。参加过的培训都要有项目报告和培训体验交流。在实行课程轮换的同时,实行岗位轮换,使教师熟悉专业优秀技术并有扎实的基本功。专业教师通过深入企业和承当企业培训等途径,促使教学与生产实际结合。倡导教师既是讲师、又是实训指导教师,还是培训师和项目工程师,促进“双师型”教师培养。组织教师参加行业比赛,掌握行业的发展动向和需求,客观评价教师的技能水平。 课程质量监控体系的建立 教学质量的好与坏,不单是从学生的考核成绩上来评价,还在学院内设立了专门的教学监管体系,督导组会不定期地进行课堂教学的抽查与监管。更重要的是毕业的学生受到企业的好评,这是对我们课程质量最客观的评价。 课程评估 (一)基本达到预期目的 经过多年的教学实践,CDIO教学模式在《集成电路版图设计》课程中已初见成效,不仅学生在学习过程中表现出很高的积极性,参加职业资格认证测试的微电子专业的学生全部取得了集成电路版图设计师四级职业证书,通过对2008届、2009界毕业生就业调查,我院微电子类专业的毕业生,被苏州工业园区、苏州新区多家知名外企争相录用,就业率达100%。这些企业普遍认为我院的学生工作上手快,适应能力强,担任技术员及助理工程师以上岗位的占75%左右,不少学生已升任工程师助理及工程师。 (二)改进方向和途径 配合微电子专业建设,进行课程教学改革,使我们培养出来的学生全方位发展,符合企业的需求,不是单搞课程的开发,而是要建立起贯通的课程体系,从研发到制造,把先进的CDIO教学模式合理运用到自己的教学实践中去,不能机械地照搬照抄;要针对学生的实际水平和教学内容,提供知识供学生学习。要加强与企业的合作,紧随行业技术的更新步伐,及时更新案例项目。 CDIO教育模式的先进性、普遍实用性是毋庸置疑的,许多学院结合本校和行业特点都探索出新的模式。我们借鉴新加坡南洋理工学院教学模块化的成功案例,利用CDIO教育模式对《集成电路版图设计》课程进行开发,对高等职业教育的课程改革有一定的指导和借鉴作用。 作者简介: 孙丽莉(1976―),女,辽宁复县人,硕士,苏州工业园区职业技术学院教师,研究方向为微电子技术。 版图设计毕业论文:基于九天EDA系统的全定制版图设计 摘要:以反相器等基本单元版图设计为基础,利用华大电子推广的九天EDA系统软件,采用0.6um硅栅CMOS工艺,按照全定制集成电路的后端设计流程,即基本单元建立、版图布局布线以及版图验证对用于数据采集的D触发器进行版图设计。其中着重对数字电路基本逻辑门版图设计技术进行了探讨。此版图已用于相关芯片的设计中,结果表明通过该软件系统设计的D触发器完全符合设计要求。 关键词:版图设计;九天EDA系统;D触发器 1引言 集成电路(Integrated Circuit,IC)把成千上万的电子元件包括晶体管、电阻、电容甚至电感集成在一个微小的芯片上。集成电路版图设计的合理与否、正确与否直接影响到集成电路产品的最终性能[1]。目前,集成电路版图设计的EDA ( Electronic Design Automation)工具较多,但主流的集成电路版图设计的EDA工具价格昂贵,而我国自主开发的九天EDA系统,具有很高的性价比,为我们提供了理想的集成电路设计工具。 2基本概念 2.1 版图 版图是将三维的立体结构转换为二维平面上的几何图形的设计过程,是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图用不同的图案来表示。它包括了电路尺寸、各层拓扑定义等器件的相关物理信息,是设计者交付给代工厂的最终输出。 2.2 版图设计 它将电路设计中的每一个元器件包括晶体管、电阻、电容等以及它们之间的连线转换成集成电路制造所需要的版图信息。主要包括图形划分、版图规划、布局布线及压缩等步骤[2]。版图设计是实现集成电路制造的必不可少的环节,它不仅关系到集成电路的功能是否正确,而且会在一定程度上影响集成电路的性能、面积、成本与功耗及可靠性等[3]。版图设计是集成电路从设计走向制造的桥梁。 2.3 集成电路版图实现方法 集成电路版图实现方法可以分为全定制(Full-Custom)设计和半定制(Semi-Custom)设计[4]。半定制设计方法包括门阵列设计方法、门海设计方法、标准单元设计方法、积木块设计方法及可编程逻辑器件设计方法等。全定制设计方法是利用人机交互图形系统,由版图设计人员从每一个半导体器件的图形、尺寸开始设计,直至整个版图的布局和布线。全定制设计的特点是针对每一个元件进行电路参数和版图参数的优化,可以得到最佳的性能以及最小的芯片尺寸,有利于提高集成度和降低生产成本。随着设计自动化的不断进步,全定制设计所占比例逐年下降[5]。 3九天EDA系统简介 华大电子推广的应用的九天EDA系统是我国自主研发的大规模集成电路设计EDA工具,与国际上主流EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了作用,成功开发出了许多实用的集成电路芯片[6]。其主要包括下面几个部分[7]:ZeniSE( Schematic Editor)原理图编辑工具,它可以进行EDIF格式转换,支持第三方的Spice仿真嵌入; ) ZeniPDT ( Physical Design Tool)版图编辑工具;它能提供多层次、多视窗、多单元的版图编辑功能,同时能够支持百万门规模的版图编辑操作;ZeniVERI ( Physical Design Verification Tools)版图验证工具它可以进行几何设计规则检查(DRC) 、电学规则检查( ERC) 及逻辑图网表和版图网表比较(LVS)等。 版图设计用到的工具模块是ZeniPDT,它具备层次化编辑和在线设计规则检查能力,并提供标准数据写出接口。其设计流程如图1所示[8], 4设计实例 任何一个CMOS数字电路系统都是由一些基本的逻辑单元(非门、与非门、或非门等)组成,而基本单元版图的设计是基于晶体管级的电路图设计的。因而在版图设计中,主要涉及到如何设计掩膜版的形状、如何排列晶体管、接触孔的位置的安排以及信号引线的位置安排等。以下以一个用于数据采集的D触发器为例进行设计。 4.1 D触发器电路图及工作原理 D触发器电路图,如图2所示,此电路图是通过九天EDA系统工具的ZSE模块构建的,其基本工作原理是:首先设置CLB=1。当时钟信号CLK=0时,DATA信号通过导通的TG1进入主寄存器单元,从寄存器由于TG4的导通而形成闭合环路,锁存原来的信号,维持输出信号不变。当CLK从0跳变到1时,主寄存器单元由于TG2的导通而形成闭合回路,锁存住上半拍输入的DATA信号,这个信号同时又通过TG3经一个与非门和一个反相器到达Q端输出。当CLK再从1跳变到0时,D触发器又进入输入信号并锁存原来的输出状态。对于记忆单元有时必须进行设置,电路中的CLB信号就担当了触发器置0 的任务。当CLB=0时,两个与非门的输出被强制置到1,不论时钟处于0还是1,输出端Q均被置为0。 4.2 D触发器子单元版图设计 图2所示的D触发器由五个反相器、两个与非门、两个传输门和两个钟控反相器组成。选择适当的逻辑门单元版图,用这些单元模块构成D触发器。 对于全定制的集成电路版图设计,需要工作平台,包括设计硬件、设计使用的EDA软件以及版图设计的工艺文件和规则文件。此D触发器的设计硬件是一台SUN Ultra10工作站,设计软件是九天EDA系统,采用0.6um硅栅CMOS工艺。 CMOS反相器是数字电路中最基本单元,由一对互补的MOS管组成。上面为PMOS管(负载管),下面为NMOS管(驱动管)。由反相器电路的逻辑“非”功能可以扩展出“与非”、“或非”等基本逻辑电路,进而得到各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。 在电路图中,各器件端点之间所画的线表示连线,可以用两条线的简单交叉来表示。但对于具体的物理版图设计,必须关心不同连线层之间物理上的相互关系。在硅CMOS工艺中,不能把N型和 P型扩散区直接连接。因此,在物理结构上必须有一种实现简单的漏极之间的连接方法。例如,在物理版图中至少需要一条连线和两个接触孔。这条连线通常采用金属线。可得如图3(a)所示的反相器的局部的符号电路版图。同理,可以通过金属线和接触孔制作MOS管源端连接到电源VDD和地VSS的简单连线,如图3(b)所示。电源线和地线通常采用金属线,栅极连接可以用简单的多晶硅条制作。图3(c)给出了最后的符号电路版图。 通过九天版图设计工具绘制的反相器版图如图4所示。其他基本单元的版图可依此建立。 4.3 D触发器版图设计 先建立一个名为DFF的库,然后把建立的各个单元版图保存在DFF库中,同时在库中建立名为dff的新单元。调用各子单元,并进行相应D触发器的版图布局,接着就是单元间的连线。主要用到的层是金属1、金属2和多晶硅进行连接布线。接触孔是用来连接有源区和金属1,通孔用来连接金属1和金属2,多晶硅和多晶硅以及相同层金属之间可以直接连接。版图设计完成后,再利用版图验证工具ZeniVERI对该版图进行了版图验证。最后,经过验证后D触发器的版图如图5所示。 5结语 在分析CMOS 0.6um设计规则和工艺文件后,采用九天EDA系统,以D触发器为例进行了版图设计。实践表明,九天EDA系统工具具有很好的界面和处理能力。该版图已用于相关芯片的设计中,设计的D触发器完全符合设计要求。 作者简介 杨依忠,讲师,主要研究方向是混合集成电路设计。 版图设计毕业论文:面向企业的IC版图设计教学探讨 摘要:本文在分析国内集成电路(IC)设计企业对版图设计要求的基础上,调查了已从事版图设计的一些学生在校期间所学的版图知识与企业要求的差异,针对版图教学存在的一些教学与企业对版图设计具体要求的不同,深入探讨IC版图教学内容和实现方法,规划版图教学与实践的紧密结合。强调版图教学与目前主流工艺、常用电路以及设计软件同步并重。 关键词:版图设计;集成电路;教学与实践 目前,集成电路设计公司在招聘新版图设计员工时,都希望找到已经具备一定工作经验的,并且熟悉本行业规范的设计师。但是,IC设计这个行业圈并不大,招聘人才难觅,不得不从其他同行业挖人才或通过猎头公司。企业不得不付出很高的薪资,设计师才会考虑跳槽,于是一些企业将招聘新员工目标转向了应届毕业生或在校生,以提供较低薪酬聘用员工或实习方式来培养适合本公司的版图师。一些具备版图设计知识的即将毕业学生就进入了IC设计行业。但是,企业通常在招聘时或是毕业生进入企业一段时间后发现,即使是懂点版图知识的新员工,电路和工艺的知识差强人意,再就是行业术语与设计软件使用不够熟练、甚至不懂。这就要求我们在版图教学时渗入电路与工艺等知识,使学生明确其中紧密关联关系,树立电路、工艺以及设计软件为版图设计服务的理念。 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。 2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。 3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。 2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。 3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。 集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 作者简介:李亮(1979-),男,内蒙察右前旗人,讲师,就职于苏州市职业大学电子信息工程学院,研究方向:集成电路设计与教学研究。 版图设计毕业论文:JFET输入双运算放大器集成电路芯片的版图设计 摘要:介绍了基于4μm双极对通隔离兼容JFET工艺的双运算放大器集成电路芯片的版图设计。版图设计的主出发点是高精度、高速和高可靠性三方面。版图中各模块采用对称设计,关键元件的匹配采用了共质心对称设计。芯片测试结果表明,JFET输入双运算放大器的输入偏置电流和失调电流均达到了200pA以下,电路的转换速率达到了10V/μs,增益带宽积4.5MHz,很好的实现了预定电路功能。芯片成品率达90%。 关键词:JFET;运算放大器;版图设计;可靠性 0 引言 该JFET输入运算放大器主要用在高速积分器、快速D/A转换器、采样-保持等电路中,其关键技术指标是高精度、高速和高可靠。作为集成电路设计流程中最重要的一个环节,芯片版图的设计将是提高电路精度、成品率和可靠性的关键因素。 1 芯片功能及原理图 本文设计的JFET输入双运算放大器输入偏置电流最大200pA,失调电流最大50pA,失调电压最大2mV,共模抑制比最小85dB,电源抑制比最小85dB,电压增益最小90dB,转换速率最小10V/μs,增益带宽积最小4.5MHz。电路由失调调零电路、输入ESD保护电路、偏置电路、差分输入电路、电压放大电路、输出扩流电路、保护电路组成。电路原理图如图1所示。 2 芯片版图设计 2.1 芯片版图的平面设计 本文设计的JFET输入双运算放大器最大的热源就是输出扩流电路,为了保证电路精度,降低温度对输入部分的影响,应该将差分输入电路远离输出扩流电路;保护电路需要测量输出管的电流和结温(主要是电流),因此需把它放在贴近输出扩流电路的位置;电路失调调零电路考虑到电路中测应放在芯片边缘;偏置电路采用正温度系数的扩散电阻和负温度系数的齐纳二极管串联,基本消除了温度的影响,可以放在输出扩流电路边上,同时降低了温度对差分输入电路的影响。 考虑到电路的高可靠性能,在电路的输入、输出、电源端均加上ESD保护电路,提高电路抗静电等级。 综上所述,结合具体布线情况,得出了芯片版图的整体布局,如图2所示。 2.2 主要模块及元器件版图设计 本设计采用4μm双极对通隔离兼容JFET工艺,单层金属布线,共15次光刻版,全部采用负胶接触光刻。最小特征尺寸为4μm,外延层厚度12μm,电阻率3Ω・cm,基区结深2.5~3.0μm。 2.2.1 标准元器件版图设计 本设计中用到的标准元件主要有P沟道JFET、外延型JFET,小功率npn晶体管、横向pnp管、电阻、电容。P沟道JFET沟道长度设计为10μm。外延型JFET沟道宽度设计为32μm。小功率npn晶体管发射区下限尺寸主要受光刻精度的限制,小于4mA的npn晶体管发射区为φ22μm圆形,发射极电流按0.1mA/μm计算【1】;4~25mA的npn晶体管发射区设计为200μm×18μm的矩形。纵向pnp晶体管发射区设计为350μm×30μm的矩形,同时在发射区做重掺杂,提高纵向pnp管的大电流增益。横向pnp管基区宽度设计为14μm。 另外,设计时还采用了发射极铝层大面积覆盖(过EB结势垒区),以减少表面复合,提高npn管和横向pnp管的小电流放大倍数【1】。 本设计中采用的电阻主要有基区电阻和高硼注入电阻。对于精度要求高、匹配性好的电阻采用基区电阻,如差分输入端要求精确匹配的电阻。为了保证电阻的精度和好的匹配性,设计时尽量避免弯头的出现。其余要求不高且阻值较大的电阻采用高B注入电阻,为了形成可靠的欧姆接触,在接触孔下的扩散区做了重掺杂。 电容器的设计采用MIS电容器,考虑电路对转换速率的要求,电容面积按2pF/10000μm2计算。 2.2.2 差分输入电路的版图设计 差分输入电路的精度是影响JFET输入运算放大器的最主要因素。因此,在版图设计时除了合适的布局外,还要充分考虑到该部分电路所用元器件的匹配性,设计时主要采用以下匹配原则:(1)JFET采用统一的几何形状,放置在最相邻的位置,采用共质心拓扑结构交叉耦合的版图设计【2】;(2)JFET所属隔离岛实行N+重掺杂,保证隔离岛等电位,减小JFET表面漏电;(3)npn晶体管发射区采用φ22μm圆形结构,放置在JFET边上,采用交叉耦合的版图设计,减小输入级有源负载失配对失调的影响;(4)匹配好的JFET远离芯片热源,放置在芯片的对称轴上;(5)所用电阻均为基区电阻,条宽为20μm。采用上述原则设计出如下结构: 经布局规划,模块实现和版图优化,得到芯片的整体版图(图4),芯片版图尺寸为:3380μm×1860μm。 3 流片结果及分析 芯片版图经总体布局、布线设计完成后,对版图进行了DRC和LVS检查,并在流片厂双极对通隔离兼容JFET工艺线成功流片,芯片图形如图5所示。 表1是该运算放大器样品的上机测试参数与国外同型号产品对比结果。从表1可以看出,该运算放大器达到了国外同型号产品的参数要求(实测时TI公司同类产品IB为100pA左右,Linear Technology公司同类产品IB为150pA左右),可以替代进口的同型产品。 4 结语 为了实现高精度、高速、高可靠运算放大器,本文设计出了一种输入级完全对称的版图结构。芯片版图经总体布局、布线设计完成,并在流片厂成功流片。结果表明,该芯片的性能指标优于国内同型产品,版图设计很好地实现了电路功能,初测芯片的成品率达90%。 版图设计毕业论文:汽车电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证 摘 要 本文介绍了一款应用于汽车工程领域的电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证。采用标准双极工艺,全定制的设计对输入模块进行布局布线,并完成了后端验证。本芯片功耗低、成本低,性能稳定。 【关键词】电打火控制芯片 版图设计 1 引言 汽车电打火控制芯片是为使用霍尔效应管的无触点点火系统所设计的一款电打火控制芯片。芯片通过驱动外接的NPN达林顿管来控制点火线圈,使其获得足够的点火能量,只伴随很少的能量损失。本次设计的汽车电打火芯片共包含10个模块:基准电压模块、霍尔效应管输入模块、过压保护模块、占空比控制模块、限流保护电流模块、控制转换模块、缓慢恢复模块、不饱和感应模块、衡通保护模块、驱动电路模块和RPM模块。本文主要讨论了在系统设计和电路设计完成后,对输入模块:基准电压模块和霍尔效应管输入模块电路进行详细分析,并进行仿真,然后完成后端设计以及相关的验证工作。 本文电路中所采用的器件全部是双极型器件,采用5微米标准双极工艺进行版图设计。由于芯片整体电路图比较大,所以将电路图分成若干个模块分别设计,设计前先要将每个模块中的器件的大致位置规划好,在后面的整体版图整理中,再根据工艺线给出的封装结构调整各模块中器件和焊盘的位置。 2 电路分析、仿真结果以及版图设计 2.1 基准电压模块 电路如图1所示,当V3开始给整个电路供电时,随着V3的升高,Q58先导通,从而使Q60导通,Q57、Q58构成达林顿管。Q60的导通,使得镜像电流源Q59-1和Q59-2导通,开始为Q56,Q53,R33组成的能隙基准源供电,并最终在Q38的基极上产生1.25V的基准电压。基准电压产生后,Q61的B极电位为1.9V左右,高于Q60的B极电位(1.4V),所以,Q60截止。R31,Q57,Q58,Q60组成了基准电压部分的启动电路。 基准电压模块中的关键器件: (1)Q53和Q56的面积比要严格匹配,R33的大小影响基准电压值。 (2)R27、R28匹配。 基准电压模块的版图设计:根据隔离区划分标准,集电极电位相同晶体管可以放在同一个隔离区内,将基准电压模块电路图划分成10个隔离区。然后在各个隔离区内设计器件。 2.1.1 晶体管的设计 设计芯片一般情况下先调整晶体管的尺寸。虽然将晶体管的尺寸调到最小,会增大串联器件的电阻和增大时间常数,但是可以减小芯片面积,权衡利弊,缩小器件尺寸所Ю吹暮么σ远远大于它所带来的坏处。设计晶体管版图,首先要设计出一个最小尺寸的晶体管,这个最小尺寸的晶体管是根据本工艺线的工艺水平定出来的,本设计中最小尺寸晶体管的发射极面积是14×14μm2,然后在这个基础上考虑图形最小间距,逐步套合成一个最小尺寸的晶体管,也就是单位管。 根据对电路的分析、仿真,计算出电路图中所有晶体管发射区的尺寸,以单位管为标准,将计算出的发射区面积都表示为单位管的N倍。然后根据单位管的尺寸和本条工艺线所给出的最小设计规则,设计出各个晶体管的版图。 2.1.2 电阻的设计 根据不同类型的电阻具有不同的方块电阻,将大阻值的电阻设计为注入电阻,小阻值的电阻设计为扩散电阻,更大阻值的电阻设计为夹层电阻。 根据电阻公式: 可以根据工艺线的端头修正因子和版图中的布局情况电阻的形状和拐角个数。模块中共有15个电阻,经过计算分析,其中有一个是基区扩散电阻,其余的是注入电阻,方块电阻数全部标注在电路图中。 2.1.3 电容的设计 模块中只有一个电容,电容值为2pF,根据式(2)可以算出电容面积为: 算出电容的面积后,将这个电容做成梳状电容,使P区和N区的重迭面积为5000 就可以满足电容值为2pF的要求。 将电路图中的每个器件设计好之后,对比电路图,符合低风险合并规则的器件可以合并以减少面积。然后再参考电路图进行布线。基准电压模块版图设计如图2所示。 2.2 霍尔效应管输入模块 电路如图3所示,Q108的基极为其输出信号。霍尔效应管产生的信号从PIN5进入(V1),直接传给Q113的B极,Q113的B极与Q119的B极电位进行比较。当霍尔效应管产生的信号为高时,Q113极的B极电位为高,高于Q119的B极电位,所以,Q119导通,Q113截止。Q119的导通,使得Q111的B极电位为高,导通,从而将Q120-2的电流全部拉走,使得没有电流从Q108、Q112和R75中流过,此时模块的输出(Q108的基极)为低,约为0V。反之,上述各管子工作状态相反,模块输出为高,约为0.7V。Q114、Q115和D4组成了一个过压保护,使从霍尔效应管输入的信号不会过高,将其上限限定为(Vcc+2.1)V。霍尔效应管输入电路模块版图设计如图4所示。 3 版图验证 完成版图设计的电路性能由于诸多物理因素的介入,与逻辑设计、电路设计的结果相比,会有一定的变化,因此必须对版图进行验证,主要包括几何设计规则检查(DRC),电学规则检查(ERC),网表一致性检查(LVS),电路功能和性能验证(后仿真)等部分。这些检查工作能为电路的版图设计的正确性提供依据。本设计对绘制完的版图进行了DRC和LVS验证。 4 结论 这款电打火控制芯片的设计成功,填补了国内类似芯片的设计空白,更重要的是这款芯片的所有元器件几乎都采用最小设计尺寸,使芯片面积、功耗最小,从而提高了芯片的利用率,节省了设计成本。 版图设计毕业论文:“集成电路版图设计”教学探索与实践 摘要:集成电路版图设计起着承接电路设计和芯片实现的重要作用,是集成电路设计流程中必不可少的环节,同时也是应用型集成电路人才的培养方向。对集成电路版图设计理论教学和实验教学过程的实施进行了探索和实践。以CMOS与非门为例,介绍了基于主流EDA工具的完整集成电路版图设计流程的教学实例。 关键词:集成电路设计;版图;EDA 集成电路是当今信息技术产业高速发展的基础和源动力,已经高度渗透与融合到国民经济和社会发展的每个领域,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一[1],美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。我国拥有全球最大、增长最快的集成电路市场,2013年规模达9166亿元,占全球市场份额的50%左右。近年来,国家大力发展集成电路,在上海浦东等地建立了集成电路产业基地,对于集成电路设计、制造、封装、测试等方面的专门技术人才需求巨大。为了适应产业需求,推进我国集成电路发展,许多高校开设了电子科学与技术专业,以培养集成电路方向的专业人才。集成电路版图设计是电路设计与集成电路工艺之间必不可少的环节。据相关统计,在从事集成电路设计工作的电子科学与技术专业的应届毕业生中,由于具有更多的电路知识储备,研究生的从业比例比本科生高出很多。而以集成电路版图为代表包括集成电路测试以及工艺等与集成电路设计相关的工作,相对而言对电路设计知识的要求低很多。因而集成电路版图设计岗位对本科生而言更具竞争力。在版图设计岗位工作若干年知识和经验的积累也将有利于从事集成电路设计工作。因此,版图设计工程师的培养也成为了上海电力学院电子科学与技术专业本科人才培养的重要方向和办学特色。本文根据上海电力学院电子科学与技术专业建设的目标,结合本校人才培养和专业建设目标,就集成电路版图设计理论和实验教学环节进行了探索和实践。 一、优化理论教学方法,丰富教学手段,突出课程特点 集成电路版图作为一门电子科学与技术专业重要的专业课程,教学内容与电子技术(模拟电路和数字电路)、半导体器件、集成电路设计基础等先修课程中的电路理论、器件基础和工艺原理等理论知识紧密联系,同时版图设计具有很强的实践特点。因此,必须从本专业学生的实际特点和整个专业课程布局出发,注重课程与其他课程承前启后,有机融合,摸索出一套实用有效的教学方法。在理论授课过程中从集成电路的设计流程入手,在CMOS集成电路和双极集成电路基本工艺进行概述的基础上,从版图基本单元到电路再到芯片循序渐进地讲授集成电路版图结构、设计原理和方法,做到与上游知识点的融会贯通。 集成电路的规模已发展到片上系统(SOC)阶段,教科书的更新速度远远落后于集成电路技术的发展速度。集成电路工艺线宽达到了纳米量级,对于集成电路版图设计在当前工艺条件下出现的新问题和新规则,通过查阅最新的文献资料,向学生介绍版图设计前沿技术与发展趋势,开拓学生视野,提升学习热情。在课堂教学中尽量减少冗长的公式和繁复的理论推导,将理论讲解和工程实践相结合,通过工程案例使学生了解版图设计是科学、技术和经验的有机结合。比如,在有关天线效应的教学过程中针对一款采用中芯国际(SMIC)0.18um 1p6m工艺的雷达信号处理SOC 芯片,结合跳线法和反偏二极管的天线效应消除方法,详细阐述版图设计中完全修正天线规则违例的关键步骤,极大地激发了学生的学习兴趣,收到了较好的教学效果。 集成电路版图起着承接电路设计和芯片实现的重要作用。通过版图设计,可以将立体的电路转化为二维的平面几何图形,再通过工艺加工转化为基于半导体硅材料的立体结构[2]。集成电路版图设计是集成电路流程中的重要环节,与集成电路工艺密切相关。为了让学生获得直观、准确和清楚的认识,制作了形象生动、图文并茂的多媒体教学课件,将集成电路典型的设计流程、双极和CMOS集成电路工艺流程、芯片内部结构、版图的层次等内容以图片、Flash动画、视频等形式进行展示。 版图包含了集成电路尺寸、各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据[3]。掩膜上的图形决定着芯片上器件或连接物理层的尺寸。因此版图上的几何图形尺寸与芯片上物理层的尺寸直接相关。而集成电路制造厂家根据版图数据来制造掩膜,对于同种工艺各个foundry厂商所提供的版图设计规则各不相同[4]。教学实践中注意将先进的典型芯片版图设计实例引入课堂,例如举出台湾积体电路制造公司(TSMC)的45nm CMOS工艺的数模转换器的芯片版图实例,让学生从当今业界实际制造芯片的角度学习和掌握版图设计的规则,同时切实感受到模拟版图和数字版图设计的艺术。 二、利用业界主流EDA工具,构建基于完整版图设计流程的实验体系 集成电路版图设计实验采用了Cadence公司的EDA工具进行版图设计。Cadence的EDA产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、集成电路(IC)综合及布局布线、物理验证、PCB设计和硬件仿真建模模拟、混合信号及射频IC设计、全定制IC设计等。全球知名半导体与电子系统公司如AMD、NEC、三星、飞利浦均将Cadence软件作为其全球设计的标准。将业界主流的EDA设计软件引入实验教学环节,有利于学生毕业后很快适应岗位,尽快进入角色。 专业实验室配备了多台高性能Sun服务器、工作站以及60台供学生实验用的PC机。服务器中安装的Cadence 工具主要包括:Verilog HDL的仿真工具Verilog-X、电路图设计工具Composer、电路模拟工具Analog Artist、版图设计工具Virtuoso Layout Editing、版图验证工具Dracula 和Diva、自动布局布线工具Preview和Silicon Ensemble。 Cadence软件是按照库(Library)、单元(Cell)、和视图(View)的层次实现对文件的管理。库、单元和视图三者之间的关系为库文件是一组单元的集合,包含着各个单元的不同视图。库文件包括技术库和设计库两种,设计库是针对用户设立,不同的用户可以有不同的设计库。而技术库是针对工艺设立,不同特征尺寸的工艺、不同的芯片制造商的技术库不同。为了让学生在掌握主流EDA工具使用的同时对版图设计流程有准确、深入的理解,安排针对无锡上华公司0.6um两层多晶硅两层金属(Double Poly Double Metal)混合信号CMOS工艺的一系列实验让学生掌握包括从电路图的建立、版图建立与编辑、电学规则检查(ERC),设计规则检查(DRC)、到电路图-版图一致性检查(LVS)的完整的版图设计流程[5]。通过完整的基于设计流程的版图实验使学生能较好地掌握电路设计工具Composer、版图设计工具Virtuoso Layout Editor以及版图验证工具Dracula和Diva的使用,同时对版图设计的关键步骤形成清晰的认识。 以下以CMOS与非门为例,介绍基于一个完整的数字版图设计流程的教学实例。 在CMOS与非门的版图设计中,首先要求学生建立设计库和技术库,在技术库中加载CSMC 0.6um的工艺的技术文件,将设计库与技术库进行关联。然后在设计库中用Composer中建立相应的电路原理图(schematic),进行ERC检查。再根据电路原理图用Virtuoso Layout Editor工具绘制对应的版图(layout)。版图绘制步骤依次为MOS晶体管的有源区、多晶硅栅极、MOS管源区和漏区的接触孔、P+注入、N阱、N阱接触、N+注入、衬底接触、金属连线、电源线、地线、输入及输出。基本的版图绘制完成之后,将输入、输出端口以及电源线和地线的名称标注于版图的适当位置处,再在Dracula工具中利用几何设计规则文件进行DRC验证。然后利用GDS版图数据与电路图网表进行版图与原理图一致性检查(LVS),修改其中的错误并按最小面积优化版图,最后版图全部通过检查,设计完成。图1和图2分别给出了CMOS与非门的原理图和版图。 三、结束语 集成电路版图设计教学是电子科学与技术专业和相关电类专业培养应用型集成电路人才的重要环节,使学生巩固了集成电路电路原理、工艺和器件等理论知识,掌握了集成电路版图设计流程、方法和主流的EDA版图工具的使用,提高了学生的工程实践能力,同时培养了学生分析问题、解决问题的能力。随着集成电路飞速发展到纳米工艺,版图相关的新技术和设计规则不断涌现。因此,在今后的教学改革工作中,与时俱进,围绕先进的实际设计案例将课堂教学和设计应用紧密结合,构建集成电路版图设计的教学和实践体系,具有重要的意义。 版图设计毕业论文:数模混合集成电路版图设计的涨缩技术 摘 要:文章介绍了在数模混合版图设计中,如何把版图不同模块的涨缩需求,用一种完善的自动化程序技术方案来实现,并且可以批处理所有需要涨缩的版图数据。 关键词:数字;模拟;集成电路;版图设计;人工处理;程序化处理 随着集成电路技术的进步,晶体管尺寸越来越小。对于很多经过晶圆片验证的产品,需要通过版图等比例缩小,直接用于更小的工艺平台,不用重新设计版图,就可以流片,从而获得高集成度的效果,极大地提高了效率,节省了成本。而一个数模混合产品中包含数字部分和模拟部分,对于数字 IP,尤其是标准单元, 用于更小工艺平台的时候,可以直接采用版图等比例缩小的方式;而对于一些模拟IP来说,应用于更小工艺平台的时候,为了保持性能的最优化,需要保持原验证的同等条件;而对于工艺的临界尺寸(Critical Dimension, CD)来说,希望整个产品的接触孔的宽度是一致的。对于这样一个产品多种涨缩,部分还需要层次之间布尔操作的需求,本文提供一种完善的自动化流程方案来解决这种版图特殊涨缩的方法,可以程序化地批处理所有需要涨缩的版图数据。 1 客户项目涨缩需求概述 华润上华0.18 μm工艺线有3个差异不大的平台―0.18 μm, 0.162 μm ,0.153 μm。客户的产品很多已经在0.18 μm工艺平台验证过,为了增加单片晶圆片上的管芯的数量,提高利润空间,客户会直接把0.18 μm工艺平台验证过的产品等比例缩小到0.162 μm或者0.153 μm的两个工艺平台进行重新流片。而数字IP可以直接等比例缩小,但是模拟IP希望能直接用0.18 μm工艺平台设计方案,这两种IP类型共存于一个数模混合产品中,需要分别对这两种IP进行不同的操作,而且由于工艺要求需要,某些版图层次需要进行其他特殊的处理。 图1是数模混合的简化示意图,包含了数字IP和模拟IP。客户需求有两个要求:(1)模拟IP尺寸保持不变,数字IP尺寸缩小到原始的0.9倍;(2)整个产品的接触孔的宽度保持原始的0.22 μm。 2 人工涨缩技术操作方式 传统的操作技术中,大部分需要靠人工干涉和人工画图来实现,效率很低,下面简述一下传统人工操作技术方案: (1)在图1的版图EDA工具窗口菜单中,调用图2版图属性对话框,通过修改其参数选项Magnification等于0.9,把数字IP缩小到原始的0.9倍。 (2)这种修改的方式会导致版图层次之间出现0.001 μm的gap(空隙),如图3所示,金属层出现的gap图形;这种0.001 μm的gap会出现在很多不同分层结构的连接层次之间。 (3)人工修补版图,首先要把所有出现gap的图形一一填充好,然后把模拟IP和数字IP之间的连接金属线的位置分别调整好。 (4)因为原始接触孔宽度等于0.22 μm,如图4所示,而缩小到0.9倍以后数字 IP部分的接触孔宽度等于0.198 μm;为了保持全芯片的接触孔宽度一致,必须人工的把数字 IP内部的接触孔宽度修改为0.22 μm。 每一个数模产品都是非常巨大的,包含的contact的数量是数以万计的,模拟IP和数字IP连线也都是非常复杂的,而且要从底层单元开始修改,单靠这种传统的人工修改,工作量是超负荷的,从而使客户产品直接shrink的效率就大大降低,影响到客户产品的上市时间。 3 程序化处理涨缩技术 3.1 程序化涨缩技术原理 针对传统方案的缺点,结合我们客户需求,同时更多的是依赖个人技术经验,发明了一种自动化批处理,人工干预少的技术方案,从而大大提高了客户产品涨缩的效率。优秀技术方案是采用EDA工具calibre drc语言,编写涨缩程序,再运行程序,从而达到客户需求。图5是客户数模产品的涨缩批处理流程。 基本原理:整个程序分为涨大(enlarge)和整体缩小(shrink )两个过程。IP涨大以后,会把相关的接触孔的宽度恢复到0.22 μm,然后把涨大后的IP重新整合在原始的版图中,最后把整合好的数据进行整体shrink,从而达到版图等比例缩小的目的。 3.2 批处理程序的结构 根据图5的客户需求原理,我们用calibre语言需要编写了两个程序,一个是enlarge程序,一个是shrink程序,两者程序架构大体相同。程序架构包含以下几个方面。 (1)Specification Statement(规范说明):定义版图数据基本信息和需要的功能选项。 (2)Input Layers Statement(输入层次说明):把版图数据的所有输入层次信息定义出来。 (3)Layer Operations(版图层次运算):根据项目要求,进行所有层次之间的布尔运算。 (4)Output New Layer(输出新的版图层次):把最终完成各种处理的版图数据输出。 通过上面3个语句,就可以把版图Metal1层次的gap修补,以此类推,所有需要修改gap的版图层次都可以按照此语法命令结构来完成。 整体shrink的程序和enlarge的程序结构相同,在shrink程序中可以把客户所有层次之间的布尔运算需求,通过命令语句执行,从而完成客户数据光罩层次的输出。其中的shrink选项,只需要在程序的规范说明里面来定义即可,命令行如下:DRC MAGNIFY RESULTS 0.9,即可完成shrink 90%的功能任务,如果定义DRC MAGNIFY RESULTS 0.85,即可完成shrink 85%的功能需求。 3.4 q缩程序的执行 编写完程序以后,把版图数据等比例缩小的任务就可以按照步骤执行,首先运行enlarge(涨大)程序,然后运行shrink(缩小)程序。步骤如下: (1)在enlarge程序里面定义要涨大的版图数据的gds;运行enlarge程序:caliberCdrc Chier enlarge程序。 (2)把前两步运行出来的版图数据,放入原始的版图gds中,修补接口连线;在shrink程序里面把第(3)输出的版图数据定义进入;运行shrink程序:calibre Cdrc Chier shrink程序。 (3)通过这几个步骤,我们就可以把版图等比例缩小,同时还维持了模拟IP的原始状态。 (4)程序运行出来的版图,我们就可以直接拿到工艺厂流片。 4 结语 本文详细讲述了如何利用常用的EDA calibre工具语言,批处理集成电路版图等比例缩小的方法。现在集成电路行业发展迅速,工艺水平不断提高,而器件特征尺寸也随着摩尔定律不断缩小,如果一些数模混合产品经过缩小,可以在新的工艺平台流片,有些经过验证的IP希望在原始的工艺尺寸下复用,这些客户需求,都可以通过本文所阐述的技术原理,高效率地实现,极大地节省了设计成本。涨缩程序可以推广于任何后端版图设计中,简单编写一个小的程序,就可以代替人工繁重的全定制版图设计,从而大大提高设计效率。 版图设计毕业论文:企业版图设计教学与实践 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 作者:李亮工作单位:苏州市职业大学电子信息工程学院
机械制造自动化技术是一个集机械、光学技术应用以及信息技术操作等技术于一身的综合体,不仅是现代机械制造业中不可缺少的技术类型之一,也是人类应用于高新技术领域的好帮手。因此,将该项技术与现代通信技术融合,来代替人工操作,不仅有利于人工智能技术的发展,还能大大缩短工业产品的生产周期,以顺应当下绿色环保的科学理念。 1当前机械制造自动化技术的应用现状 随着科学技术的发展和进步,计算机制造系统也逐渐集成化和高速化,大大促进了我国机械制造自动化技术的发展和革新。但是从本质上来看,我国机械制造自动化技术依然处于发展和萌芽的状态,较国外发达国家相比还有很大的差距。具体表现为:首先,在管理模式上来说,国外发达国家大多以应用计算机系统进行集约型管理,而且设置了专门的管理组织对体制和生产模式进行高效管理,从而不断推出高新型的管理技术,但我国大部分企业依然采取计算机辅助管理,依靠人力资源分散进行,大大降低了产品生产效率,其次,在功能设计方面,发达国家通过引进人才和高新技术等方式,不断创新发展设计方法,CAD技术就是其中之一,但我国CAD技术的应用水平还处于初级阶段,没有得到快速发展;再次,在制造工艺上,很多国家已经采取了新型的加工技术和工艺,如纳米科技、精密加工技术以及激光等人工智能技术,大大提升了工业产品的产值,但我国对于上述技术的应用还不够全面和具体。最后,在自动化技术方面,国外一些国家已经普遍掌握了数控机床以及柔性制造系统等,生产流程逐渐朝着集约化和高效化的方向发展,但我国依然沿用传统的生产流水线,发展缓慢。 2自动化技术在机械制造业中的应用分析 2.1信息系统的自动化技术 首先是计算机辅助工艺设计。计算机辅助工艺设计作为机械自动化技术和辅助技术之间的桥梁和纽带,提升设计质量,不仅可以强化产品工业流程,还能进一步促进生产质量。基于此,CAPP技术的功能基本为:向计算机信息系统中输入有关信息,在确定工艺路线和工艺流程的同时,促进设计工序和内容,以及选择合理的加工工具等。在对设计成本进行估算的同时,输出工艺文件,从而拟定设计合同,保障技术单位和客户双方共同利益。在机械制造行业领域中,通过采取计算机辅助设计工艺,可以彻底将人力解放出来,改善传统手工编制代码的流程,减少生产时间的同时,大大提升编制的正确性和稳定性,为开发新技术提供条件。其次是计算机集成系统,可以帮助机械制造系统形成集约化的发展,增加各个环节之间相互渗透的职能和作用。同时,在人力的指导之下,将图纸信息和各种资源数据进行采集和加工,避免重复劳动所带来的时间消耗问题,从而保障产品的设计工艺和生产效率。 2.2供输和装配的自动化 物流供输系统,作为机械制造自动化流程中重要的环节之一,可以在原材料生产和加工之后,将成品运输到相关的指定地点,在保障制作过程流畅性和系统性的同时,完善自动化物流体系的建设。其中涉及的组件包括之行划软件系统以及单机自动装置等。按照相关的技术要求,完成搬运、检测以及组合等步骤,整理产品生产的配套设施,全面提升工业产品的生产质量,简化流程。 2.3虚拟化技术 伴随着电子信息技术的发展,将计算机虚拟技术应用到机械制造自动化流程当中,成为信息时展的必然趋势。虚拟化技术采取计算机技术和控制理论等,将一系列高新技术和产能融入到计算机系统之中,例如通过将计算机仿真技术和信息控制技术高度结合,在实际制造机械时,可以使操作过程完全虚拟化和模拟化,减少由于人为失误造成的隐存问题,使机械产品更加智能化。同时,虚拟技术的应用,也大大减少了核算成本,有利于提升制造企业的优秀竞争实力。 2.4加工系统自动化和检测自动化技术 传统的机械制造过程,有大量的重复活动,限制了生产效率。但是加入自动化技术,可以自由地装卸各类工件和数据,优化自动化过程中的加工系统,从而大大减少人力劳动,提升操作的精确度。同时,检测系统的自动化技术,能够将一些复杂的工序融入到计算机辅助工业产品设计系统中,从而引用智能设备网络技术、人工智能技术以及神经网络技术等,检测电流信息数据信号,从而提升工业产品设计的精确度。 3机械制造自动化技术的发展趋势研究 3.1数字化 数字化作为机械制造自动化技术发展的关键和优秀,能够集制造技术、电子信息技术和管理于一身,强化数字设计和制造技术等环节。尤其是对于制造设备来说,想要控制参数数据就需要以数字信号形式表现出来;但是对于制造型企业来说,数据信息、图形数据以及文案图像等都是通过数字形式在企业内部高速传播的,这样不仅能够顺应市场发展的趋势,还能快速搜集行业信息,促进企业的高速运行。因此,在数组制造的环节下,想要实现加工领域跨国、跨地区的发展,就需要在企业、生产车间以及每个员工中找到一个计算生产结点,保证技能的公式化表达。而这些操作都是与数字化密不可分的。 3.2集成化 新时期,在机械制造自动化技术发展的过程中,集成化是主要的发展方向。同时,面对当前自动化技术在机械制造业中的应用现状,技术人员应该不断革新自动化生产模式,将计算机组合和计算机辅助技术作为基础,然后通过科学合理的整合,将机械制造系统作为一个发展整体和生产趋势来研究。除此之外,将系统模块化,然后再找出其中的关联和影响模型,将自动化管理系统、自动化制造系统以及产品自动化信息数据囊括其中,在保证产品生产效率和质量的前提下,提升自动化集成效率。因此,在未来的机械制造自动化技术发展过程中,集成度会逐渐加深,对整个领域的发展奠定坚实的理论基础。 3.3智能化 机械制造业的发展重点就是智能化,就是要求在机械生产和加工的过程中,实现高效的人机互动,从而大大加深机械制造系统的适应能力和操作能力。尤其是在未来的机械加工行业中,智能化一定会越来越受到重视,在自动化机械技术发展革新之后,推动机械制造业的发展和进步。基于此可以发现,智能化制造模式是自动化和集约化模式的结合,其能够深入发展到高新技术水平的领域之中,促进机器和人高效互动的同时,将模拟化技术和柔性化技术延伸到制造业的各个环节之中,在进行实际的机械制造过程中,能够对技术、产品、生产工艺以及各项数据进行判断、总结、分析和认证,得到科学的决策依据,从而为制造型企业提升品牌竞争力,实现社会效益和经济效益的有机统一。 4结语 综上所述,机械制造自动化技术在实际应用的过程中,由于起步较晚与较发达国家相比还存在一定的差距。因此,机械制造企业需要不断提升以创造力为优秀的竞争意识,促进信息系统的自动化、供输和装配的自动化以及加工系统自动化和检测自动化,只有这样,才能实现工业产品加工的智能化和集约化,从而促进整个机械制造业的发展和进步。 参考文献 [1]张振.机械制造自动化技术发展趋势研究[J].建材与装饰,2016(50):218-219. [2]王玮琼.自动化技术及在机械制造中的应用[J].时代农机,2015,42(11):27-37. [3]廉冰娴.探讨有关机械制造与自动化技术应用[J].现代制造技术与装备,2015(6):145-148. 作者:李战义 单位:济宁市技师学院
石油化工工艺论文:石油化工工艺管道质量控制论文 1石油化工工艺管道安装前的质量控制 在石油化工工艺管道安装之前,做好材料、设备、工艺以及现场布置等前期工作是确保后续施工质量的前提,缺少充分的准备工作则再先进的安装技术也无用武之地,具体来说有以下几点: 1.1材料选择 当前常用的石油化工工艺管道材料主要有硬聚氯乙烯冷热工艺管道、聚合物性工艺管道、PE冷热工艺管道等,与金属管道相比,这些管道具有更高的耐腐蚀、耐高温、耐高压等性能,随着新型管道的普及,传统的金属管道已经逐步被淘汰出石油化工工艺管道的范畴。在石油化工工艺管道安装前,应当根据工艺要求和物料的类型来界定管道的用途,并结合周围的环境特点和现有安装设备的配备等,综合考虑多方面的影响,从而优选能够在各方面均满足使用要求的管道材料。 1.2机械设备、仪器和仪表的配置 石油化工工艺管道要求密封性要好,而且经常需要耐高温、耐高压等性能,一旦出现泄漏或温度、压力超标就可能造成严重的安全事故,因此对与工艺管道配套使用的机械设备、仪器、仪表的质量和精确度均提出了更高的要求。在安装之前,一定要确保机械设备、仪器和仪表配置到位,检查其质量状态,并做试运行测试,对无法正常运行或精度有问题的机械设备、仪器、仪表要及时排查故障的原因,及时修复或者更换。 1.3优选工艺管道安装工艺 不同类型的工艺管道安装工艺有很大差异,因此石油化工工艺管道安装工艺的选择必须体现“因地制宜”的原则,实际工作中必须根据工艺管道的类型不同以及施工环境条件的差异来优选最佳的工艺管道安装工艺,以确保安装过程的环境安装以及管道安装质量的优良。 1.4安装施工现场的布置 石油化工工艺管道的安装比普通管道对安装环境的要求更高,主要体现在安装环境温度、湿度、埋设地土壤酸碱度等等,因此应当在管道安装之前首先做好施工现场环境的勘查,将勘查得到的资料作为安装工艺选择的重要依据,同时有利于对管道做好提前的防腐、抗压、隔热等防护工作,对于提高管道使用安全、延长管道使用寿命具有重大意义。 2石油化工工艺管道安装质量控制技术及应用 2.1穿越型管道预留预埋技术 在实际施工中,由于施工现场环境的原因会导致出现一些穿越型的管道,这些穿越型的管道安装必然要用到预留预埋技术,即在管道穿越之前要在欲穿越处设置钢制套管,以增强对石化工艺管道的侧壁防护,并做好防腐和防水等措施,具体如下: (1)钢制套管与工艺管道之间的空隙要设置环缝,并使用油麻、腻子等填充堵实,对于潮湿环境,应当出于防水的考虑而使用防水腻子填充抹平,而对于穿越防火分区的管道,应用防火材料封堵环形缝,并将钢制套管在预留预埋两侧的断面处做好防腐处理。 (2)预留预埋工艺管道的连接采用咬口的方式,并将管道卷制规整,穿越的工艺管道要用钢筋固定,工艺管道与钢制套管之间不允许采用焊接的形式连为一体,因刚性的连接可能会造成工艺管道的损坏。 (3)工艺管道穿越处要将管道与钢制套管之间的杂物清理干净,对于有工艺要求或者不可抗力必须中断安装的工艺管道,则要对管道端口做封闭处理。 2.2工艺管道安装连接技术对于石油 化工工艺管道安装来说,管道与管道以及管道与设备、仪器仪表之间的连接处是质量的薄弱环节,因此可以说连接工艺的选择是控制工艺管道安装质量的关键,当前石化工艺管道连接工艺最常见的有法兰连接、管道焊接以及硬质聚氯乙烯管道连接等,以下分别介绍: 2.2.1法兰连接质量控制 为确保法兰连接的严密度,应在安装过程中尽可能确保法兰与工艺管道的中心线相互垂直,以使连接口处得以紧密相扣,但由于石油化工管道的特殊性,使得法兰很难做到严格的垂直,为抵消可能由此产生的质量问题,应当确保法兰与工艺管道的连接口之间缝隙均匀,并加大法兰与管道连接口的作用面,一般来说在实践中常使法兰扣住管道口约100mm的范围,然后再进行施焊。 2.2.2管道焊接质量控制 对于金属工艺管道来说,焊接是主要的连接方式,在焊接之前首先要用气割将管道将要施焊的部位加工成坡型扣,将焊接处的尘土、毛刺、油污等清除干净,并通过打磨去除表面形成的氧化物薄膜,焊接表面应当光滑。焊接时要掌握好焊接工艺参数,避免出现漏焊、焊裂纹、焊瘤、夹渣等质量缺陷,焊后打磨光滑,用超声波探伤或射线探伤等无损检测技术检验焊接处是否存在质量缺陷,并检查焊接处的气密性,以便及时采取措施进行补救。 2.2.3硬质聚氯乙烯管道连接质量控制 硬质聚氯乙烯管道的连接通常采用粘接的形式,在连接之前首先要用无齿锯将需要粘接的管道断面处理平整,清除连接处的灰尘、水分等杂质,待表面干燥后将粘结剂均匀刷涂在管道插口的外表面,然后将插口插入到要连接的管段中,轻轻转动插口使粘结剂在缝隙中均匀分布,带粘接牢固后做气密性实验,不合格的要锯断重新连接。 3结语 综上所述,要做好石油化工工艺管道安装质量的控制,首先需要做好安装前的材料、机械、场地、工艺选择等技术准备工作,在此基础之上重点对穿越型工艺管道和管道连接处进行质量管控,做到重点突出,但也不可忽视其他环节,本文由于篇幅有限,仅介绍了对石油化工工艺管道安装质量影响最为突出的控制要点,实际安装工程中,有关人员不可生搬硬套,而应当根据工程现场的环境条件以及管道的具体用途,灵活运用,不断总结,充分发挥主观能动性,提升石化工艺管道安装的质量水平。 作者:屈东森单位:中国天辰工程有限公司黑龙江分公司 石油化工工艺论文:石油化工管道焊接工艺与质量控制 1工程概况 石油化工管道一般都是作为易燃易爆、高温高压或者是低温有毒物质的压力运输管道,管道施工具有技术难度高、工程量大的特点,而且管道焊接口众多,很容易发生焊接质量问题,进而引起石油化工燃料的泄露,不仅危害到周围的生态环境,甚至威胁到人们的生命安全。本文正是结合某地石化公司20*104Nm3/h石油化工管道的焊接工艺流程及质量控制措施对相关内容进行了分析。该石油管道涉及的管材较多,有着较高的施工难度,因此,务必在规范焊接流程的基础上加强焊接质量控制。 2石油化工管道焊接工艺流程 2.1打底 打底一般选用虚弧焊,具体操作的时候需要从底部到顶部施焊,在点焊时采用角磨机对结尾处进行打磨和抛光,而且需要打磨出合适的抛光关节斜口。在进行底缝焊接时,要保证均匀焊接但又不能焊穿。同时在使用虚弧打底之前必须检查其是否含有杂质以确保虚气的纯度。在进行虚弧焊接操作的时候,则需要用板围挡焊接处,防止客观环境因素影响焊接质量。进而还需要用角磨机打磨接头位置,防止焊缝底部出现焊瘤以及根部内凹的不良现象,当然,在焊接结束后为了防止出现裂纹,还需要及时地检查打底焊缝并继续完成此层焊缝的焊接。 2.2填充 在打底完成后,就进入了填充的焊接工艺流程,这时就需要及时的清除焊接时所产生的飞溅物以及熔渣等杂质,对于存在隐患的焊接处需要及时清除在重新焊接。通常情况下,底层焊缝接头需要与其他焊缝接头错开并保持10mm以上的距离,而中层焊缝接头则选用直径为3.2mm的焊条。当管道的管壁厚度为9mm时,则需要选用底、中、面三层焊缝,然而中层焊缝一般采用直径为3-5mm的焊条,运条时采用直线型,严禁焊接操作时在焊缝的焊接层表面引弧。 2.3盖面 盖面层焊条的型号需要依据具体的焊缝厚度来选择,而且每根焊条的起弧和收弧的位置需要与中层焊缝接头错开,而且不能在中层焊缝表面引弧。盖面层焊缝同样需要保持表面完整,光滑过度处理管道。一般而言,焊缝的宽度需要盖过坡口两侧2mm左右,而焊缝加强的高度要保持在1.5-2.5mm之间。在完成盖面层焊接后,也要注意熔渣等杂质的清理,检查盖面层焊缝表面是否出现裂纹和气孔,确保整体的焊接质量。 3石油化工管道焊接质量控制 3.1提高焊接人员的质量控制意识 焊接工作人员是石油化工管道焊接工艺流程的直接操作者和执行者,其自身的质量控制意识直接关系到整体的焊接质量。提高焊接人员的质量控制意识,一方面要通过宣传教育,树立焊接人员对质量控制的正确认知,明确相关的质量控制责任,规范其焊接操作流程,避免焊接人员违规操作而影响焊接质量;另一方面需要加强焊接人员相关技能的培训,在保证焊接人员持证上岗的前提上,加强岗前培训教育,使其具备基本管道焊接的基本知识和操作技能,并通过后续在岗培训,在实践中积累相关的焊接经验,以不断的完善焊接人员的相关操作技能,提高施工效率,保证焊接质量。 3.2加强对焊接材料管理 对于焊接材料的管理,焊接材料的质量对整体的焊接质量也具有直接的影响意义。加强焊接材料的管理,其实就是要确保焊接材料的规格、型号、性能等方面的综合质量,所以在采购材料的时候,需要严格按照焊接材料的采购标准来进行,并完善焊接材料的储运工作,避免运输途中意外损坏,入库前要严格做好焊接材料的质量检验工作,并设置专门的材料仓库,配备专业的材料管理人员,避免风吹雨淋以及火灾等各种客观环境因素造成焊接材料损坏。同时要建立相应的领料制度,规范焊接材料的领用流程,避免不适当的采用焊接材料而影响焊接质量。 3.3加强对焊接设备的管理 焊接设备的性能和质量同样对管道焊接质量有着至关重要的影响,所以,我们要特别注意焊接设备的维护和使用功能,配备专业的维修人员,注重对焊接设备的日常维护,避免设备出现故障而影响施工质量。当然,要聘用专业的技术操作人员来使用角磨机、电线管相关的焊接设备,规范设备的操作流程,同时还要确保焊接设备性能的可靠性。 3.4完善焊接质量管理制度 完善的焊接质量管理制度能为石油化工管道焊接质量提供基本的制度保障,一方面,需要完善焊接质量检验工作,针对容易出现问题的焊接部位进行全面的检验,以便及时的发现问题,并采取相应的解决措施排除质量安全隐患;另一方面,要明确质量管理的责任权限,通过设置相关的质量检验机构,配备相关的质量检验人员,对管道焊接进行全面系统的检验,并督促相关的焊接人员积极按照焊接操作流程来开展相关的工作,同时还要对管道焊接现场施工环境进行勘测,避免客观环境特别是气候因素对焊接质量造成的不良影响,确保施工环境的安全。 4结语 综上所述,石油化工产品大多数是易燃易爆且有毒的物质,其对储运方面的要求非常高,所以石油化工管道焊接工艺和质量控制显得尤为重要。相关的管道焊接单位需要严格按照施工工艺流程来开展管道焊接,并从各个施工细节出发,建立完善的焊接质量管理制度,做好施工人员、材料、设备的管控工作,保证管道焊接的质量,从而为石油化工产品提供安全的运输管道。 作者:杨冬成 单位:浙江华建工程管理有限公司 石油化工工艺论文:石油化工装置工艺管道设计 1工艺管道设计现状 工艺管道设计是在石油化工装置工艺设计的基础上进行的,所以单纯的考虑工艺管道的设计是片面的,在进行石油化工装置的工艺管道设计的同时,我们也需要就石油化工装置内部的工艺流程和其装置的布置进行全盘的思考,不能将工艺管道的设计与工艺流程和装置的设计割裂开来。 1.1工艺流程设计 工艺管道的存在,本身就是为了连接工艺流程,使其工艺流程能够顺畅的走下去,一个合理的工艺流程对工艺管道设计的影响非常大。合理的工艺流程设计可以避免冗杂的工艺管道,既能节约成本也可以降低安全隐患。但是很多石油化工企业,尤其是一些基层企业,为减少投资成本,在建设初期没有进行专业的工艺流程设计只是把其它企业所运用的一些工艺流程进行照搬照抄,使得工艺管道的设计质量偏低。照搬照抄其它企业的工艺流程,自然也就照搬了其它企业的工艺管道设计,但是这带来了很多问题,例如:部分工艺管道照搬其它企业带来很大的安全隐患,将有毒有害物质未经处理排放到了外部,这不仅使得生产风险大大增加,也违背了相关的法律法规。也有部分企业在进行工艺流程设计的时候没有按照相应的消防安全规定进行,工艺流程的设计未按照相关规定,工艺管道的设计自然也会受到较大影响,这就导致在发生紧急情况时无法采取有效的措施去应对,而带来重大的损失。还有企业在未加评估检查的情况下就引入了外国的工艺流程和生产技术,使得工艺管道设计复杂,但是在实际的运行中并没有带来太大的效果。 1.2化工装置布置 石油化工中工艺管道的作用就是连接各个化工装置,这就可以直接看出相应的化工装置的布置设计会对工艺管道设计带来多大的影响。化工装置的布置设计会直接影响石油化工工艺管道的设计和后期的维护工作。石油化工的工艺管道数目很大,并且排列紧密,一旦发生事故往往就是灾难性的,一般而言真正的大型石油化工企业会进行工艺流程设计和化工装置布置设计,以保证安全和工艺管道的利用度。但是一些小型的石油化工企业没有进行这两种设计,导致化工装置布置杂乱无序,工艺管道冗杂,一旦发生安全事故无法进行合理的减灾。 1.3工艺管道路线设计 工艺管道路线设计是整个设计中的关键,需要我们极其重视,然而一些小型石油化工企业进行工艺管道路线设计时没有执行国家相关规范标准,路线设置的不合适,带来极大的安全风险。工艺管道设计任务量大,工期短,经常会因为来不及完整的审理设计方案而产生设计问题。工艺管道设计的合理性也直接关乎整个石油化工生产企业的安全,国家对其有相应的严格要求,但是在实际的设计中,这一安全要求并没有百分百被执行。 1.4工艺管道管架设计 石油化工装置中工艺管道为了实现其稳定性,一般采用管架进行支撑。但是在实际的工程中我们不难发现:现有的管架设计过于简化。石油化工装置工艺管道数量大、种类多,但是设计人员为了简化设计安装,现有的管架类型非常少。因为管架类型的单一,很多工艺管道的长期安全性和长期稳定性没有办法得到应有的保证。例如:当前使用较多的弹簧钢架中弹簧的质量无法得到长期有效的保证,容易发生质量问题;部分管架的设计过程中考虑不周,忽略了工艺管道和管架相对运动的情况,使得工艺管道和管架的连接不够紧密,带来安全隐患。 1.5工艺管道材料控制 石油化工装置工艺管道因其工作条件非常恶劣,可能会有高低压连接、工艺管道内部流体性质变化、温度变化等影响,因此石油化工装置工艺管道对材料的要求也不尽相同。大型的石油化工企业会让专业技术人员根据不同的工艺管道的工作条件选择合理的材料使用,使得工艺管道既可以满足压力、温度、流体性质的要求又可以合理利用材料节约成本。但是有部分小型企业,对于工艺管道的材料构成不够重视,又为了节约成本大幅度的减少优质材料使用,使得其部分工艺管道承载力不足,带来极大的安全隐患。 2针对工艺管道设计现状的几点应对措施 石油化工装置工艺管道布置密集,储运物质多为易燃易爆、有毒有害物质,一旦发生事故就会带来极大的损失,这就要求我们必须做好其设计工作,保证它的设计安全[2]。在进行工艺管道的设计时,不仅要解决工艺管道所面临的恶劣工作条件,还要针对工艺管道设计的缺陷和问题提出相应的解决方法,防止出现大的因工艺管道设计缺陷引发的安全责任事故。接下来我们将要针对当前石油化工装置工艺管道设计现状提出几条相应的解决办法。 2.1设计完善的工艺流程 好的工艺流程设计不仅可以方便工艺管道设计,也有利于生产出优质的石油化工产品。石油化工企业必须要按照自身的实际条件,参照相应的化工企业,并且要综合考量各个工艺流程的建设成本、维护费用、安全性等因素。尽量选择一条流程优化、技术领先、安全环保的工艺流程,为工艺流程加上生产安全和生产质量的双保险。另外,在进行工艺流程设计的时候一定要遵守相关的法律法规和行业规范,一定要注意进行相应的消防设施的设置,对于化工生产产生的三废一定要有合理的处理措施。完善的工艺流程,可以使得工艺管道设计更加容易进行,也可以使得石油化工企业更好的生产。 2.2做好化工装置的布置 各个化工装置用工艺管道连接,因此化工装置的布置设计将会直接影响石油化工工艺管道的设计。所以在进行化工装置的布置时一定要遵守制定完成的工艺流程来合理安排化工装置的布置,合理安排化工装置的布置空间。在布置高危化工装置时一定要遵守国家制定的标准规范,保留应有的安全距离[3]。 2.3做好工艺管道设计的组织 工艺管道的设计国家基本已经健全了相应的规范标准,设计时参照相应的规范标准设计就可以达到要求。但是在实际的设计过程中,石油化工装置工艺管道的设计工作周期短任务大,在设计过程中需要设计人员的通力配合,做好组织协调工作,防止因为设计时间短而忙中出错,导致一些不合理的设计。做好设计人员的协调工作可以让他们有序的做好各自的设计工作,尽量规避设计偏差风险[4]。科学合理的组织设计方案的制定可以行之有效的加快设计进度,提高整体的设计质量。另外在进行石油化工装置工艺管道设计时可以采用计算机模拟技术,运用三维设计技术对工艺管道进行立体模拟,防止设计出现问题,可以使设计完成后的精确度大大提高。最后设计方案制定后一定要通过工程师评定,以便于查漏补缺,使方案更加完美。石油化工工艺管道设计和工艺流程设计、化工装置布置设计均有较大的关联性,这就需要相应的设计部门进行有效的信息交流,及时完美的做好整个设计。 2.4做好管架设计 当前的石油化工装置工艺管道使用较多的管架是弹簧管架,然而弹簧管架其自身有很大的质量缺陷,弹簧管架中的弹簧使用寿命有限,极易带来安全隐患,因此虽然短期内弹簧管架的稳定性确实较为优秀,但是我们还是要逐步减少对弹簧管架的使用,对已经使用的弹簧管架一定要多加监管。针对工艺管道和管架相对运动,使得工艺管道和管架的连接不够紧密的情况,一定要注意安装相应的锁定装置,减少工艺管道与管架的相对运动。同时可以考虑将工艺管道沿塔铺设,这样不仅可以加强工艺管道的稳定性,还能减少承重管架的使用,并且能极大的缩短工艺管道的长度。2.5优化材料的选用要根据高低压连接、温度变化、工艺管道内部流体性质变化等不同的恶劣工作条件,让专业人员有针对性的选择合理的材料使用,使得工艺管道既可以满足压力、流体性质、温度的要求又可以合理利用材料节约成本。需要根据工艺管道的工作条件选择合适管材,同时也要加强对小型石油化工企业的监管,防止它们在工艺管道选材上偷工减料,以次充好。 3石油化工装置工艺管道安全设计 工艺管道设计因其重要性,安全永远是放在第一位的,它的设计必须要安全且便于操作。进行相应设计时,选用的阀门、管道、管件等构件必须符合要求。对工艺管道的设计应该充分考虑到抗震、抗裂等破坏。一定要对工艺管道高温、失稳、腐蚀性的工作条件有直观认识并将这些要素考虑进设计中去[5]。工艺管道上必须按照相关要求安装安全可靠的安全阀、防爆膜等安全防护措施,同时也要有相应的检查仪表、报警装置。针对自然灾害如:雷电、冰雹等破坏一定要提前有防护措施。工艺管道的几个关键点,例如:取样、废弃物排放等关键点一定要设计相应安全措施。输送高危险介质的工艺管道不可以经过无关建筑,同时多个工艺管道交错处一定要按照相关规定留足距离,热料管不可与易燃料管道相邻,助燃料管道与可燃料管道间距需大于2500mm。工艺管道的连接除特殊情况外,一律采用焊接,输送有毒物质的工艺管道不可用活接口,不同工艺管道的连接点一定要采用高压管道的要求配置阀门。 4石油化工装置工艺管道合理性设计 石油化工装置工艺管道设计的合理性,会对工艺管道的安装和后期维护产生很大的作用,并且有利于石油化工的高效产能,接下来将介绍工艺管道的合理性设计[6]。 4.1工艺管道材料等级连接点合理性设计 在石油化工工艺管道的设计中经常会有不同压力、不同温度的工艺管道的连接点。这类连接点的设计要采用苛刻条件原则,即哪边的工艺管道对管道材料的要求高就采用哪侧的标准设计。 4.2塔与容器的工艺管道设计 进行塔与容器的工艺管道设计时,不仅仅要满足它们的工艺要求,还要考虑到建成后的操作和检修方便。例如分馏塔和汽提塔之间的调节阀一般安装在汽提塔入口位置。 4.3泵与工艺管道的合理性设计 泵是一种回旋机械,当泵嘴受到管道的推力作用时会与转轴发生相对偏移,因此在进行设计时一定要将泵嘴的受力限定在允许的范围内,防止出现安全隐患。 5结语 石油化工装置工艺管道设计关乎重大,会直接影响到石油化工企业的安全和生产效率,且一旦产生安全事故,后果十分严重。因此在进行石油化工装置的工艺设计的时候一定要考虑全面,统筹规划多方面因素,合理的进行工艺管道的设计工作。当然工艺管道的设计人员在进行石油化工装置工艺管道设计的时候一定要有极好的职业素养和职业道德,一定要明白只有设计安全才能保证项目安全,只有这样我国的石油化工装置工艺管道设计才能越做越好。 作者:雷霆 单位:北洋国家精馏技术工程发展有限公司 石油化工工艺论文:绿色石油化工工艺综述 一、绿色石油化工工艺的主要内容 “原子经济性”是绿色石油化工工艺的优秀内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个优秀内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。 二、绿色石油化工工艺现存在的问题 1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。 2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。 3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。 三、结束语 绿色石油化工工艺的最终目标为生产出对环境和对人类健康有利的产品,保障人们正常的生活和生产中所需的能源。特别是能够研究出代替燃油,减少汽车对向空气中排放的废气,来保护生态系统。随着科技的发展,科研水平的提高,如今,一些高分子、精细化工产品都已问世。例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。绿色石油化工工艺行业要想有效降低对对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。 作者:韩英杰 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 石油化工工艺论文:石油化工工艺创新与节能降耗 1冷凝水热量综合利用 蒸汽的使用会产生大量的冷凝水,由于工艺的原因,冷凝水的温度可以达到90℃以上,如何利用这部分热量成为装置节能的一个重要问题。考虑到装置内伴热管线均为低压蒸汽,首先考虑到的是将伴热管线改为冷凝水热水伴热。另外装置过热蒸汽减温减压后使用除盐水喷淋,由于除盐水温度较低,减温减压器后温度难以控制,效果并不理想,因此将减温减压器喷淋水由除盐水改为冷凝水喷淋。经过改造后减温减压器温度控制更加简便,也节约了一部分除盐水。表2和表3分别显示了2011年4月冷凝水综合利用改造前后低压蒸汽和除盐水的消耗量。通过上表可以看出,通过对冷凝水热量的利用有效减少了低压蒸汽的消耗量,同时也达到了装置管线冬季防冻的效果。除盐水的消耗也通过冷凝水喷淋的改造大幅降低,且由于冷凝水水温较高,喷淋后温度易于控制,使得装置操作更加平稳,达到了较为理想的效果。 2工艺创新降低物料消耗方面的作用 石油化工企业要取得良好的效益,必须要提高原料的利用率和产品的收率,如何提高物料的利用率在碳酸二甲酯装置也是一个非常值得探索的问题。在参考同行业其他企业的生产情况来看,整个行业并没有提高原料收率的现成的模式,在这一方面也并未做深入的研究。碳酸二甲酯装置管理人员通过不断摸索,提出了许多创造性的建议,形成了一条工艺特色鲜明的提高原料利用率的工艺路线。 2.1总放空处加装冷凝器 由于原料甲醇的挥发温度很低,一部分甲醇从各进料罐、回流罐的放空处逸出,在总放空管线内一部分冷凝后无法排出,另一部分直接从放空口排入大气。由于工艺方面没有回收这部分物料的管线,直接排放既造成了物料的浪费,又形成了环境污染。2011年4月进行改造时在总放空处加装了一台换热器,在总放空管线低点导淋处接管线进入到T203进料罐。通过本次改造后,装置物料利用率有了较大提高,在整个行业中走在了降低物料消耗水平的前列。表4是工艺改造前后物料消耗的对比数据。通过上表可以看出,在2009年装置刚刚投产时由于生产未正常进行,物料消耗没有可比性。2010年和2011年度物料消耗量对比可以看出,工艺改造前后物料消耗明显降低,物料收率明显提高。 2.2T206釜残液重复利用 按照最初的工艺设计,T206塔釜需要定期排出一定量的釜残液。通过对塔釜残液进行化验后发现,其中含有约78%的装置产品1,2-丙二醇。如何将T206釜残液中的一部分产品进行回收是提高产品收率,降低物料消耗的重要课题。经过技术人员的精心研究,如果将一部分T206釜残液与一部分物料混合在水洗碳化的工艺中进行处理,就能达到回收这部分1,2-丙二醇的目的。2010年3月进行了工艺改造,将T206釜残直接进入水洗碳化罐。表5是釜残液回收后1,2-丙二醇收率的变化。通过上表可以看出由于在2010年进行了工艺改造,1,2-丙二醇的收率提高10%以上,可以看出,工艺改造给产品收率上带来的巨大变化。 3总结 通过以上工艺创新的改进,碳酸二甲酯装置的能耗水平大幅下降。表6是近三年来装置的能耗对比表。从前文中可以看出,工艺创新是石油化工企业在市场竞争中立足的灵魂。通过碳酸二甲酯装置技术人员的不懈努力,开展了一系列的工艺创新,不仅满足了实际生产的需要,同时也降低了操作人员劳动的强度,更重要的是达到了降低装置的能源消耗和物料消耗的目的。通过不断的工艺创新,企业从中获得了实实在在的效益,也在市场竞争中占领了先机。 作者:田连雨 单位:中油辽河油田公司质量节能管理部 石油化工工艺论文:石油化工工艺设计思考 摘要: 在生产与加工石油的过程中,需要使用很多容易燃烧与爆炸的物品,而这些物品的装载都是通过管线来完成的,所以要经常对管线进行试压。在石油化工工艺的设计中最主要的技术要求就是对管线的试压技术。本文主要是分析管线试压技术在石油化工工艺设计中的应用以及重要地位。 关键词: 管线;试压实验;石油化工;工艺艺术 在石油化工工艺设计过程中,必须严格要求各种工艺管道的安装质量,避免出现有些易燃易爆以及有毒的物质泄漏,造成严重危险的后果。为了保证管线焊缝的质量以及连接处的密闭性,在安装工艺管线工程中必须要对管线进行试压实验。由此可见,管线试压技术在石油化工中是必须要掌握的技术之一。 1管线的总体设计分析 在石油化工生产过程中,为了能够确保泵体在工作时能够正常顺利的运行,我们主要使用泵吸入管道设计。这样的设计可以观察偏心大小头的变径情况来预防在变径位置上积聚气体。在通常的设计中,在安装偏心异径管的时候主要采用项平安装,但是有时项平安装并不适合,就需要换成底平安装法,这种情况就出现在异径管和向上弯的弯头发生直连时。而底平安装法相对于项平安装法来说可以省去低点的排液。在安排泵的入口管线式要注意气阻、管线的柔性、设计逆流换热、热应力等因素影响;在石油化工生产中,进泵管线处不能出现气阻情况,可是一般在化工设计时经常会有部分部位出现气阻现象,其中最容易被工作人员忽视的就是进泵管线处的气阻。所以在设计化工工艺是不仅要符合工艺流程图还要注意气阻影响,确保泵的正常顺利运行。在管道设计中要使得泵嘴能够承受一定力度的管道推力,防止出现转轴发现定位偏移的现象。另外冷设备管线的更换以及对于高温管线的热补偿都要特别注意。逆流换热是指冷换设备中的冷水上进下出,这样就可以将水排空,不用担心当换热器没有水时会发生问题。换热器通常被安装在管箱端,这样当换热器因为热胀发生位移时就会影响连接端管嘴的管道,所以为了减少管嘴的受力,需要合理的分配重沸器的管线长度。 2装置管线的试压工艺技术 2.1试压工艺技术的准备工作对于有着复杂错乱,盘根错节的工艺管线的大型石油化工来说,在技术问题上的准备工作对于试压工艺技术的顺利进行是必不可少的。在试压前主要要做的准备工作是要设计出有关试压工艺流程的试压方案,试压方案必须仔细精确,对于试压的各个流程都要有一定的依据,每一个细节都要详细,例如试压工艺使用什么方法、介质、试压的步骤、顺利进行试压所必须的安全措施等。 2.2检查管线的完整性只有通过了管线完整性检验才能进行下一步的试压检验,否则是不能够进行后面的工作的。我们要根据石油化工的各个方面对管线的完整性进行检验,例如管线的系统图、简易试压系统图、管面支架图、管面剖面图等方面技术文件,由此可见,对管线的试压工作必须十分严谨。检验管线完整性要经过自我检查、复查与审核三个步骤;第一步自我检查是指施工人员检查自己负责施工的管线,第二步复查是对管线再次进行检查,以防出错。最后一步是在前面两步检查都合格的情况下进行的,有申报单位、质监对管线进行审核。 2.3试压工作的前期物资储备情况为了降低试压工作的危险性,防止发生危险情况,准备充分的必要的物资是非常重要的。空气、氨气等气体介质以及水、洁净水、纯净水等液体介质是管线试压的两大主要介质,普通的试压管线通常使用水来充当介质。在进行试压时要布置好现场,提供足够的物资,维护保养并且检查一切试压设备,另外主要的是要注意各种安全技术方法等。 2.4规范安全技术在进行任何有危险的工作前,让工作人员提前做好安全措施工作都是必不可少的,这在进行管线试压时也是需要的。我们要严格检查在试验时使用的液压管段,要确保管段的加固是安全的可靠的。在试压时的压力表必须有两块或者两块以上,并且每块压力表都必须是高于一点五级的精度,有着被测压力的两倍的量程刻度。液压试验进行的最适温度是在5摄氏度以上,并且在水介质中不能有空气。在实验过程中,不得让任何无关人员进入试验地区,工作人员不能任意进行操作,必须听从指令。在结束试压试验后,需要及时将结果记录下来,将试验时的临时盲板拆除。 2.5压力试验管线的压力试验是非常危险的,所以在进行试验时,试验区域五米之内不能让让无关人员进入或靠近,并且要挂上警告标志,工作人员只有在做好各种安全措施之后才能进入进行工作。在试压的过程中,一旦发现任何异常情况,例如设备发生故障、压力下降、油漆脱落等,就需要立刻停止试验,并对出现故障的设备进行检查找出原因。在检查过程中,如果是接头出现原因,就需要将压力调至零,再对接头进行维修,维修完毕再重新试压。如果是其他部位或设备出现问题,也必须按照安全措施来进行维修,然后在试压。在压力试验结束后,将试验结果记录下来,然后将只能在试验中使用的部件拆除掉,防止有些工作人员不了解,错用了设备或机器。 2.6气体泄漏性试验气体泄漏性试验是指检查试压试验中工艺管道或设备的连结点是否存在泄漏的情况,气体泄漏试验是在达到试验所需要的压力后一段时间时对设备进行检查,对每一个连接点的检查都需要经过几次反复的检查确认,然后再将检查结果记录下来。3结束语管线试压技术对石油化工工艺的设计十分重要,管线试压技术是提高石油化工生产质量安全保证的基础。所以,我们要不断提高管线试压技术,从而来提高石油化工的安全生产水平。 作者:李东江 单位:山东华鲁恒升集团有限公司 石油化工工艺论文:石油化工工艺设计探讨 摘要: 本文以管线试压技术为主题,探讨它在石油化工工艺设计中的应用问题。首先从管线的总体设计对其进行了简要概述,主要从试压工艺技术准备、管线的完整性检查、前期物资储备、安全技术规范等方面具体说明装置管线的试压工艺技术在石油化工工艺设计中的应用。 关键词: 管线试压技术;石油化工;工艺设计 1管线的总体设计 在石油化工生产中,主要采用泵吸入管道设计,其目的在于确保整个泵体的安全运行。其中,泵入口管系统十分重要,一旦有变径情况产生,就会带来严重后果,如气体积聚等现象,因此,需要做好偏心异径管的安装工作,一般而言,以项平安装为主,但遇到异径管、向上的弯头等存在直连现象,则需要以底平安装为准,两种安装方式均可省去低点排液。然而泵入口管线的布置还是需要十分小心,因为它会受到气阻的影响、管道柔性的影响、设计逆流换热的影响以及热应力的影响,所以,应该在布置管线时,从整体上进行任务部署,安装中进行对应操作,确保其准确与安全的安装。 2装置管线的试压工艺技术 (1)试压工艺技术准备大型石油装置有复杂的管线系统,需要认真检查与维护,才能更好的确保试压工作的安全进行。首先应该对试压的工艺流程图有一个明晰的了解,然后按照相应的设计原则,做好试压方案。但在整个流程的疏理方面,应该以与试压工艺相关的介质、方法、步骤、安全技术保障措施等为要素加以分析,做好准备工作。(2)管线的完整性检查对管线进行检查,必须从完整性、连续性、安全性等方面仔细考虑,然后分工对应性检查,这样,可以保证整个检查的有效性。若未进行此项关于管线的完整性检查工作,则应该禁止进行试压实验,以保证设备与人员的安全。在检查方面,要求态度严谨、认真、有耐心。所谓“胆子要大,心要细”,即需要以石油化工管道系统图、简易试压系统图、剖面图、平面图、支架图等设计图纸、相关技术标准,严格执行,对照每一根管线,仔细检查;另一方面,需要检查人员以规则流程行事,如自查、复查、审核,都需要认真进行。因此,需要以施工班组为单位,先进行以设计图纸为准的管线自查;还应该对管廊上的管线布置;管廊上敷设的不同管道种类如工艺管道、公用工程管道、仪表管道和电缆等进行仔细检查。然后,安排施工技术人员进行管线的复查,(注意,应该对该试压系统的每一根管线的复检);最后,应该对整个检查工作进行总结与评估,并上报给质监部门加以审核。经过这些检查工作后,才可保证试压的安全,所以,需要认真处置。(3)前期物资储备考虑到试压工作的危险系数较高,应该在试压前做好物资储备。从管线试压的气体介质方面看,主要有空气、干燥无油空气、氨气等;从液体介质方面看,主要有洁净水、水、纯水等;因此,试压阶段,往往以水作为一般性的试压介质,还需准备试压临时盲板、压力表、打压机等。另外,应该对机械设备进行检查、维护,保证试验中的正常运行。 3安全技术规范 管线试压工作在技术上,要求非常严格,以此来降低危险系数。在一般情况下,选择液压试验管时,管段长度以1千米以内为宜,对临时加固措施需进行复检以保证安全,在标识方面,以醒目、清晰为主;对试验用压力表需进行精度调整,以五级以上为准,最好是2块及以上为宜;对于液压试验系统的注水问题,需在5摄氏度以上的适宜温度进行,先排空气,待排尽后,若达不到理想的环境,需做好预防措施,比如防冻措施;试压中,试压压力以符合下式PS大于6.5取6.5为宜;若是强度试验,合格后需稳压30分钟,防止泄漏产生;泄压阀可以水平安装,也可以垂直安装,但安装时应注意阀体气流与水流进出口方向。如泄压阀排水口位置较远,泄水管路过长( 20m),泄水管口径宜比泄压阀规格放大一档,以防止泄流不畅产生背压,保证泄压阀阀前管网压力稳定。对于气体试压中,泄压原理与此相同,安装时需注意泄压气体是否排尽。在试压现场,对整个范围严格控制,可通过设置警戒线,并禁止闲杂人等入内;操作人员的工作应该严格按照指示进行,防止自主操作或随意开关阀门;一旦试验结束,应该将所有的临时盲板进行拆除,做好试压的数据记录。 4判断试压与泄压 判断试压合格的标准,首先是在准备阶段,应该对装置、管线种类、数量以及设计方案等进行检查,对流程进行核准,对方法、步骤、安全技术加以复核;其次,应该对气体、液体试压合格标准加以注意,要求以无泄漏、无压降、焊接接头无瑕疵(阀门填料处、法兰式螺纹接头连接处、过滤器与视镜、放空阀、排气阀等)为合格。在泄压方面,泄压阀通常是根据系统的工作压力能进行自动启闭,一般安装于封闭系统的设备或管路上保护系统安全。当设备或管道内压力超过泄压阀设定压力时,即自动开启泄压,保证设备和管道内介质压力在设定压力之下,保护设备和管道,防止发生意外。泄压方面,应该以气体、液体排尽为合格标准。 5结语 在石油化工生产过程中,管道试压是一项不可忽略的环节,应该对其仔细研究,认真分析,确保安全、可靠运行,确保万无一失,以及做好整体的意外事故预防。 作者:李贤 单位:广东省茂名瑞派石化工程有限公司 石油化工工艺论文:石油化工工艺设备检修分析 1检修管理制度不完善 石油化工工艺设备检修是一项极其复杂、繁琐的工作,如何检修管理制度不完善,极为可能引起火灾事故。一是安全制度不完善,制度的缺陷导致设备检修缺乏系统性及全面性,对于检修作业的操作流程也缺少严格的规定,从而出现由于组织协调不善而导致的安全事故。二是缺乏严格的动火分析,化工设备中的介质多为易燃、易爆物质,动火分析能够确保设备检修的安全。三是设备检修人员缺乏安全意识,专业素质有待提高,违规操作的情况时有出现。 2石油化工工艺设备检修过程的安防措施 2.1加强设备检修的消防安全管理首先,石油化工企业必须制定规范的工艺设备检修制度,不断完善设备检修流程,形成严格的设备检修责任制,形成设备安全检修奖惩机制,由部门领导统一协调设备检修工作,合理分配设备检修安全责任,通过检修安全网来保证设备检修工作的安全进行。其次,石油化工企业必须重视安全意识宣传,不断提升检修人员的专业素质,实行严格的绩效考核制度,对专业技能及知识不过关的检修人员,坚决不予使用;对设备检修人员进行定期的专业培训,不断提高设备检修的科学性及安全性,让检修人员了解化工工艺设备检修的具体内容及标准流程,对火灾事故的危害有足够的重视。另外,加强消防安全教育,做好设备检修前的消防安全检查,分析潜在的火灾隐患,确定消防设施及防护装备的正常运行,确保设备检修现场安全通道畅通,检查易燃、易爆物质是否清除,对于已经发现的火灾隐患进行及时处理。 2.2严格执行设备检修安全操作规范要加强石油化工工艺设备检修过程火灾事故的安防措施,除了重视设备检修的消防安全管理,还必须严格执行设备检修安全操作规范。一是在设备检修前,按照规定流程进行设备停车,设备及管道的泄压操作应缓慢进行,设备检修前应保证设备泄压操作已完成,以及设备内的易燃、易爆等介质已经排尽,高温物料应在缓慢降温之后排出设备,将火灾事故的隐患降至最低。二是在设备维修操作前,通过各种工艺措施解除火灾事故的危险因素,保证设备维修在常温、常压、无毒、无害的环境下进行,对于存在危险介质的管道,需要在阀后加盲板,注意设备的置换与清洗。三是重视动火分析,加强动火审批,对火源进行严格控制,在禁火区进行的气焊、电焊、喷灯等作业必须办理“动火安全作业证”;检修人员在易燃易爆的环境中严禁使用可产生火花的检修工具,重视点火源的控制。 3结束语 石油化工工艺设备检修较为复杂,检修作业过程中存在发生火灾事故的隐患,设备检修时出现火灾事故的原因包括可燃物的不安全放置、点火源的控制不严格,以及检修管理制度的不完善等。要避免设备检修过程中出现的火灾事故,必须加强设备检修的消防安全管理,严格执行设备检修安全操作规范,不断完善石化设备检修过程中的安防措施,提高设备检修人员专业素质,有效避免火灾事故的出现,为石油化工企业的安全生产创造良好的条件。 作者:陈羽中姜家林咸集福单位:沈阳石蜡化工有限公司 石油化工工艺论文:石油化工装置工艺分析 1石油化工装置工艺及管道设计存在的问题 1.1装置布置装置布置设计是石油化工设计中的一个重要环节,直接决定着后续管道布置设计的繁简程度及整个装置单元投产后操作运行维护的方便程度。石油化工企业中的管道数量众多,分布较集中,其弊端就是增大了控制事故发生的难度。正规资质的石油化工企业会采用合理的设备布置方式,严格按照工艺流程方向依次布置设备,这样的设计不仅保证了管道布置流畅,而且充分利用了管道长度,降低了管道投资成本,同时也使得管道的使用安全得到了保障。相比之下,基层的石油化工企业为了减少工程投资就没有聘请专业资质的工艺设计人员,其设备布置冗杂错乱,在事故发生的时候会导致较大的连锁灾害,严重影响了生产的安全性。 1.2管道路线设计管道路线设计是整个石油化工装置管道设计的重中之重,但目前一些基层企业在管道路线设计上还是没有按照国家的相关规定和标准执行,管道路线布置不合理,给管道的安全运行埋下了潜在隐患。管道设计的安全性涉及到多个方面,其合理性直接关乎着石油化工装置的安全性。当前国家在管道设计方面虽然有着严格要求,但部分基层企业却没有严格执行国家标准,没有进行管道安全措施的设计。 1.3管架设计石油化工企业的管道是通过管架来支撑的,这样可以明显提高管道的稳定性。但在目前管架的设计过程中,存在着设计支架类型简单单一的情况,这样虽然在设计方面可以大大简化,但不能满足管道管路系统长期运行稳定性的要求。如:用较多的弹簧架在长时间的使用过程中会使得弹簧的质量出现问题。此外,有些设计未考虑管道与支架的相对位移,从而导致管道及支架易发生松动,造成安全隐患。 1.4材料控制由于各个地方的石油化工工艺路线和装置各异,其使用的管道承载能力也有较大的差异,各石油化工企业应该结合自身的实际发展情况聘请专业设计人员进行设计,依据其生产工艺条件选用相应的设备和管道材质,这样就可以保证材料满足服役受载条件和使用温度要求。但目前部分基层石油化工企业一味模仿其他企业的生产模式,为节约投资成本随意更换设备和管道材料,大大增加了其设计的安全隐患。 2石油化工装置工艺及管道设计缺陷的防范措施 由于石油化工装置的危险性较大,因此在装置工艺设计过程中要格外针对安全防范措施进行相应的设计,同时也要对管道设计中存在的缺陷进行及时有效的防范,避免发生重大安全事故。下面详述几种控制工艺和管道设计缺陷的措施。 2.1做好工艺路线选择和设计工作合理的工艺路线是石油化工项目的关键因素。石油化工企业以及设计人员应根据项目的实际情况,考察类似的化工企业,对比各个工艺路线的优缺点,评估工艺的安全性,结合建设投资成本、运行成本以及生产安全性,尽可能选取工艺先进、工艺流程简单、原料便于取得、避免危险性物质使用和产生的工艺路线,为石油化工企业把好安全关、质量关;其次,做好相应的工艺设计工作,对于行业内明确标定的甲类危险性装置区应严格按照国家标准设置防火防爆装置和相应的应急反应系统,生成过程中产生的废气、废液、废渣应按照相关环保要求指标进行处理后达到国家相关环保部门的处理标准以后再进行排放处理。 2.2做好装置的布置工作工艺设计过程中的装置布置是否合理直接影响着管道设计的合理性和生产过程的安全性。设计人员应严格按照工艺路线方向布置装置,合理分配装置资源,优化装置分配空间,加强装置布置设计中的安全设计布置,这是由于石油化工项目存在很多危险性物质,设计人员应严格按照国家规范标准设置装置之间的安全距离,杜绝经验主义的工作作风,在设计中严格遵守安全设计准则,尽量将危险性较大的设备布置在一个区域。 2.3做好管道设计的组织工作一般来说,石油化工的管道设计任务重、工期短,因此,在整个的管道设计过程中,如果没有能够统筹规划好各个设计步骤的顺序,就有可能导致设计时间非常紧迫,这样就使设计过程变得仓促,难免出现某些未能及时发现的设计不合理之处,同时由于设计周期较短使得设计人员没有详细的审阅设计方案,致使设计方案出现偏差的情况发生。因此,为避免上述情况的发生,一定要统一规划,整体统筹,充分协调各个设计部门,组织好管道设计工作的任务分配,避免设计人员没有充分的设计时间来制订更为合理的设计方案,科学合理的设计组织工作可以明显提高整体设计质量。此外,设计人员还可以采用三维管道设计手段来提高设计的准确度,减少误差,提高工作效率;设计方案制定后还需要各阶层的主管来对设计方案进行评定,使得设计方案更加完备。对于设计方案中不合理的地方要进行及时纠正,还要参考以往的设计案例来评估设计方案的可行性。管道设计是一项综合性较强的工作,其需要团队配合才能设计出更好的方案,因此如何提高团队协作能力是目前管道设计人员所面临的主要问题之一。 2.4合理的管架设计首先,管架设计中所采用的弹簧架比普通的支撑架更加稳定,但是其使用的时间有限,长时间的使用弹簧架会使得弹簧的质量出现问题,因此,要减少弹簧架的使用频次,同时在使用过程中应该及时探测监控弹簧架的服役状态。其次,管道与支架之间的位移会使得管道发生松动,管道一旦松动就会使得相应的机器发生故障,影响石油化工装置的稳定性,因此,要减少管道与支架的位移。此外,沿塔铺设管道,这样不需要较多的承重支架,可以节省工程施工的资金,沿塔进行铺设管道也会使得管道的稳定性得到较大的保障,不易松动而且节省了管道的长度,但是沿塔铺设管道会产生一定的伸缩量,因此要采用管卡和弹簧支架。 2.5提升工艺和管道设计工作人员的综合素质目前的工艺和管道设计人员大多按照以往的设计经验进行设计,鲜有重大的创新思维,在设计工作中只是进行简单的套用传统经验方法,或者直接参考以往的设计数据生搬硬套,这使得石油化工装置的稳定性设计中存在着较大隐患,并极有可能导致重大安全事故的发生。设计人员应该多下现场进行仔细勘察,基于实情充分了解实地工况,实事求是,选取可用数据进行相应的创新性设计。石油化工装置的安全性主要与工艺和管道设计有关,因此,工艺和管道设计人员一定要具备较高的职业素养和岗位责任感,这样才能使得我国的石油化工装置设计更加规范、更加安全、让社会更加放心。 作者:崔阳汪建军高兆宽单位:信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司 石油化工工艺论文:石油化工工艺探讨 一、绿色石油化工工艺 1.绿色化学的定义说到定义,就是利用了化学的技术形式,在制作的过程中可以除去一些对人体造成危害的一些物质。从而,达到安全的指标。这项技术,也被成为了环境友好化学。现在的绿色化学,它的发展已经有了十年的历史。并且,从发展到现在也是非常受欢迎。它所涉及的范围,包含了很多不同的学科。说到它的特点,就是从一开始就使用了最顶尖的科学形式,在制造的过程中也是以零污染、零排放为主。并且,现在在世界上很多国家都会把这项技术当做以后的一个发展方向。说到绿色化学的优秀,主要就是“原子经济性”,也就是利用了每一个反应物中的原子进行改造。它的优势在于,可以充分的利用现有的资源,达到了减少污染的效果。原子可以进行利用,那么以后生产后的垃圾和废物就会非常少。这对于改善环境来说,是一项伟大的工程。除了这项优秀外,第二就是体现在它的回收功能上。它的优势在于,可以减少废气的排放,从而达到重复使用的效果。比如一些化学中的载体等,可以起到降低成本的要求。但是,为了达到节省资源减少污染的目标,还是要利用回收的形式才能达到。这样的优秀,不仅可以将废物变成宝贝,并且还可以节省国家能源。对于现在杜绝污染的方法来说,这样的形式是最值得采用的。 2.现在的绿色化学形式,已经为工业的发展提供了很多制造材料中的便捷。现今人类的物质生活中,很多都是化工进行改变的。但是,化工也会给我们带来很多废物,导致了环境的恶化。所以,为了防止化工再一次破坏我们的生活环境。在技术上,就必须研制出对环境没有伤害的材料。并且,还可以达到重复使用的功能。就拿塑料来说,我们都知道塑料对于我们的环境污染来说是它就是天敌。如果把塑料进行掩埋,它就会永远留在土里。但是,如果是烧了它,它的毒素就会被释放出。所以,要想解决塑料的根本问题就必须从研制中开发新的塑料。比如,通过自然和生物的角度进行光降解塑料等。这项技术,也是国内的重点项目。并且,已经在国内外得到了很好的发展。 现在的大气污染,主要就是一些石油化学、机动车产出的一些废气而导致的。在国外,为了保护自己国家的环境,他们都会采取对汽油的指标进行控制。然后,推广对汽油进行新的配方和改造。从而减少废气排放,要求汽油的各项含量都要有含氧的物质,比如甲基叔丁基醚等。这样的新配方,对于石油化工的发展已经起到了非常重要的作用。并且,我国也已经采用了这样的研究形式。除了汽油,柴油使用也非常广泛。对于柴油的要求,在“环境友好”这里要求也是非常高。比如硫的含量,不能超过0105%等。在柴油的发展中,就要推动新的催化剂来进行改革。采用更多安全的催化剂,来提高石油工艺的炼制。 二、生产技术设备改进 石油化工的生产,是由很多生产工序完成的。如果想达到安全、正常的操作,那么就要在生产中采用科学的管理方式。在改革中,使三废尽量在生产中就进行处理。如果不能进行有效解决,就可以利用变废为宝的形式开展合理的利用方法,进行更好的处理三废的问题。最常用的方法,就是经过化学法和物理法等。回收方面,可以使用高压蒸汽的设备。在加热的时候,分为两次到三次进行使用。利用高压冷热物料的优势进行自相换热。从而节约蒸汽、达到废气利用的效果。 改进石油化工的设备,现在的设计已经从常规变为分析和优化、采用了高性能板片式换热器以后也是达到了很好的节能效果。对材料的各个方面,都达到了广泛使用的效果。液相分配系统也在新的时代中成功被应用,促进了我国在制造中减压蒸馏的更高水平。总体来说,如今我国的石油化工工艺在创新和开发方面已经提高了产品的质量和经济的效益。 作者:余洋单位:安徽省化工设计院工作 石油化工工艺论文:石油化工管道焊接工艺分析 摘要:经济和科学技术的不断发展促进了各行各业的发展。对于石油化工企业来说,经济的发展增加了社会对石油的需求量,促进了石油化工企业的发展。为了保证石油运输作业的高效进行,满足现代社会的发展需要,要增加对石油化工管道安全性的关注,保证石油运输作业的安全性。本文主要就石油化工管道焊接工艺分析及其质量控制策略进行分析和阐述,以实现新形势下石油化工企业的最大发展目标。 关键词:石油化工管道;焊接工艺;质量控制;分析和研究 随着社会对化学产品和石油、天然气的需求不断增加,增加了石油化工管道的工作压力,众多危害和易燃易爆的物品需要经过管道才能进行运输,为石油管道的安全性带来极大威胁。另外,当下石油管道的焊接弊端较多,时常伴有焊接断裂和裂缝,进而对石油等物质的运输带来极大安全隐患。面对这一形势,要增加对石油化工管道焊接工艺分析及其质量工作的关注。 1焊接工艺分析阐述 1.1石油化工管道焊接前期准备环节 对于石油运输作业来说,石油化工管道发挥着不可替代的作用。石油化工管道的安全性和焊接环节具有紧密联系,是保证石油化工管道质量的基础,因此,要给予石油化工管道的焊接环节极大关注。首先,焊接工作人员在进行焊接作业时,要依据具体的实际情况,构建焊接的计划任务目标,建立合理的焊接方案,利用新型技术来进行焊接工作,对整个焊接环节可能出现的问题和事故,进行预测和建立预先解决方案,来保证石油管道焊接工作的高效进行。与此同时,要增加对焊接材料的关注度,看焊接材料是否满足石油管道的实际运输质量要求,对实际的焊接工艺和技巧进行及时的评判,依据评判结构来设计工艺卡,增加焊接工艺运用的科学性和合理性。 1.2石油化工管道的底层焊接施工环节 石油化工管道施工环节主要包括以下几个不同部分。(1)石油化工管道的底部焊接工作。石油化工管道的底步焊接工作可以利用氩弧焊来进行焊接作业,利用氩弧焊技术依下向上来进行焊接,利用角磨机在焊接的端点和尾部,来进行接头端点的打磨,保证焊接底部环节焊缝的合理性,保证其具备较好的焊透性。对于石油化工管道的底部焊接工作,要注意以下几个环节。一是要保证在石油化工管道的底部焊接工作开展前期,对试板进行焊接检测,看氩气中有没有其它物质存在。(2)用挡板把焊接的管沟包围,避免外界因素为焊接工作带来影响,避免影响焊接的质量。(3)在实际焊接过程中,利用角磨机来对接口端点和斜口端点进行打磨,避免石油化工管道底部位置出现下凹和内陷的问题。(4)对焊接质量进行多次的检查,保证次层焊接工作及时进行,避免裂缝现象的产生。 1.3石油化工管道的中层焊接和盖面施工环节 石油化工管道的中层焊接施工环节进行施工时,主要注意以下几个施工环节。第一,要增加对石油管道清洁度的关注度,避免因为管道底部焊接工作残渣遗留,为中部施工带来影响。第二,在实际焊接过程中,要保证焊接的端点和缝隙的关联点的间距在0.11cm以上。第三,保证焊接焊条的大小直径在3.65cm,保证其焊接的焊缝间隙在0.35~0.55之间。第四,在进行表面基础的焊接作业时,要利用直线类型的运条,来进行实际焊接,避免利用引弧形方法进行焊接。第五,在实际焊接过程中,要注意及时的对杂质进行清理,增加对焊接质量的检查次数。第六,对于盖面的焊接环节来说,其在实际焊接过程中,要保证在焊接时,盖面焊接位置的收弧和起弧工作的科学性,保证其与中层环节的焊接端点进行分离,标准焊接表面的光润度,保证焊接颜色的一致性,保证焊接颜色的自然性。第七,要注意及时把管道上的残渣进行清理,增加对保温工作的关注度,保证管道不被侵蚀,保证石油化工管道的质量和安全性,增加对盖面焊接质量的检查,发现其存在质量和安全问题,要及时的进行维护,保证其具备较好的实际应用性,保证管道的整体质量。 1.4做好石油化工管道的焊接记录 在进行石油管道焊接作业时,除了要保证焊接技术的合理运用,遵循焊接的技术标准要求外,也要增加对焊接工作数据和信息的关注,对焊接不同环节产生的数据和信息进行记录,保证焊接工作科学高效的进行,例如:在实际焊接过程中,对不同环节使用的焊接材料、焊接的电流和电压进行记录。其次,也要注意对焊接结束后,对焊工钢号进行排编,增加维修工作的便利性,保证石油化工管道的安全性和实际应用性。 2石油化工管道焊接工作质量控制 2.1构建质量保证系统 在进行石油化工管道焊接工作时,为了保证管道焊接的质量,首先要构建质量保证体系,建立合理化的质量标准,焊接机构和焊接工作人员在内进行焊接作业时,要保证其坚持在质量第一的基础上,来进行焊接。在实际焊接时,首先要构建合理的计划和目标,在建立目标和计划的基础上来进行实际焊接工作,在焊接完毕后,要对石油化工管道的质量进行检查,保证焊接的环保性。其次对于焊接的材料、焊接的形式、焊接的技术等等保证其具有实际应用性。在实际应用过程中,对于不合理的地方要及时的改进。在焊接完毕后,对焊接管道进行检查,可用不利于分层次的焊接质量检测方法来进行检测,发现问题及时解决。石油化工管道焊接质量检测示意图如图1。 2.2增加对焊接工作人员的关注度 焊接的技术工作人员和质量检测人员,是焊接工作的主要人员构成。因为当下的石油化工管道主要是以人力手工焊接为主,进而在实际焊接过程中,焊接的技术工作人员和质量检测人员对石油化工管道的安全性和质量具有紧密联系。为了确保石油焊接工作的高效进行,保证管道的质量和实际应用性,要增加对焊接的技术工作人员和质量检测人员的关注度。在日常工作中,要建立合理化的技术和专业知识培训周期。对没有工作经验的焊接技术工作人员和质量检测人员,对其进行岗前的教育培训,保证其具备实际工作能力,通过考核后才能上岗。对于在职的工作人员,要不时地进行针对性培训,保证其可以充分了解焊接工作的内容。其次,对于焊接工作的质量检测人员来说,也发挥着不可替代的作用,其在实际工作中,不仅要具备扎实的检测知识,也要具备相应的操作技能,保证检测工作的高效进行。对于焊接细小部分和薄弱环节的检测工作人员,要及时对其进行培训,保证其质量检测的质量和有效性,保证石油化工管道的安全性,保证管道的质量和实际应用性。 2.3对工艺质量进行管理和控制 首先,为了保证焊接管道的质量,焊接机构在进行焊接工作前期,要对焊接的工艺进行判断和评判,依据判断和评判报告,来作为焊接工作的指导方针,利用合理化的焊接技术和焊接方法来进行焊接工作,建立科学的焊接方案和施工计划,保证焊接工作科学进行。其次,要增加对焊接材料的关注度。对石油化工管道的安全性和质量进行检测,看其是否满足当下焊接工作的要求,看其是否具备实际应用性。最后,在实际焊接作业中,可以利用工艺卡来进行实际焊接工作,对不同环节的焊接数据信息进行保存和记录,为日后石油化工管道的维护奠定坚实基础。在每个环节焊接工作完毕后,要增加对其进行二次质量和安全检测,对焊接不同设备进行管理和控制,保证焊接工作可以高效率进行。 3结语 石油管道焊接工作的有效进行,首先要建立合理化的焊接目标,保证焊接材料的质量,要构建质量保证体系,建立合理化的质量标准,对工艺质量进行管理和控制,保证焊接工作高效进行。 作者:张永利 单位:中国石油大庆石化分公司炼油厂 石油化工工艺论文:石油化工工艺管道安装质量控制分析 摘要:石油化工工艺管道安装质量控制不好将会造成较大的安全隐患,结合长期从事安装经验,从管道安装施工的前期准备、材料管理、管段预制安装、管道焊接质量、阀门安装、机泵安装等方面的质量控制技术加以探讨,施工中应进行严格的检查和监督,才能保证石油化工工艺管道安装质量,从而确保安全运行。 关键词:石油化工;工艺管道;安装质量;控制技术 1安装前准备 首先,施工单位应该编制施工方案,报送给项目监理部审批,充分优化化工工艺管道布置的可操作性和维护性,对特殊的管道路线和区域进行合理地规划,在设计管道中应当维护好这些特殊区域,同时施工中吊装作业应当尽量避开化工工艺管道,方便施工操作,管道安装布置应当充分考虑相关专业需求、管道安装高度、间距、周边环境等技术参数的合理地布置,严格执行国家、行业标准规范和设计施工。其次,应做好各专业图纸会审、联审,阅读设计说明书,核对设计有关技术要求、执行标准和质量标准与现行标准的一致性,查看各专业内部及专业之间有无“错、漏、碰、缺”,图面尺寸、坐标、标高、轴线、方向、方位、坡度、留洞、开孔、节点、平面交叉或立体交叉等部位是否存在差错。此外,要对施工图纸充分了解并掌握,并对施工单位按照管段号所绘制出的各管段单线图,在管道施工中应当对实际环境做好勘查,确定管道安装施工可行性,对化工工艺管道的分布进行合理地布置,确定安装顺序。 2材料管理 工程材料验收由项目材料工程师或项目总工组织专业工程师、质检员、接收班组或仓储人员进行联合验收。工程材料应有合格证、质量证明书,新型材料除上述资料外,还必须有使用说明书。所有资料应与材料一起及时转交技术人员,技术人员负责收集并在工程竣工后进交工资料。阀门及其它要求试验的管道管件由所属单位/项目部进行强度试验和严密性试验,合格后才能发放使用。特种设备安装用的压力元件,除合格证、质量证明书外,厂家还应提供《压力管件制造许可证》和当地技术质量监督部门出具的监检证书。材料在使用前应合理存放,并做好唯一性标识。在使用过程中按规定进行标识移植。 3管段预制和安装 根据实现设计的管道单线图,按照管道编号进行预制,每一批管段组对完毕之后,认真检查是否符合设计要求,填写一份工序质量的报验表单,确定管段不存在问题之后,连同管段的单线图上报到专职质量控制工程师和监理工程师进行审查,经监理工程师的抽查,确认管段各项要求合格后再投入管段施工安装。 4管道焊接质量 管道焊接质量控制是管道安装工程质量的控制重点。首先,应该依据规范做好焊接工艺评定,编制好焊接作业指导书,并根据需求做好入场焊工的资格检查、考试、焊接材料的准备和技术交底。其次,完成管道焊接工作之后应及时记录和复核检查,对焊接位置和安装位置进一步确认,同时做好检查焊缝质量检查,对焊接质量进行客观评价,从而保证管道能够在后期正常使用,保证管道使用的寿命和安全性。此外,对还需要热处理的焊缝,只有在焊缝处理质量良好之后才能开展下一步工作,同时施工人员应当认真准确地填写工程报告表,确认其准确性和真实性,在完成热处理后依据设计进行压力试验,保证管道焊接质量。 5阀门安装 阀门安装前必须试压合格,对没有特殊工艺要求水平管道上的阀门采取垂直向下安装,安装与水平支管上的截止阀门,应当靠近根部的水平管段进行设置;明杆式阀门在水平安装时,应考虑阀门开启时不影响人员通行。阀门水平安装的过程,阀杆不可以面向下方;重量较大的阀门应当采取利用合适的起吊工具辅助安装。为避免低压阀门用在高压管道上和单向阀方向安装反向,要求掌握工艺流程,要施工单位将每一个阀门的规格型号在管段图上进行标识并编号,单向阀还要在管段图上标出方向,确保每一个阀门使用在正确的地方。 6机泵安装 在机泵设备就位且灌浆水泥完全凝固、机组已二次找平找正、泵和电机(或共用底座)的地脚螺栓拧紧后才能将泵与管道连接,否则,泵与电机可能难以对中。首先应保证将管路连接到泵上以前应冲洗进出口管路。泵安装管道部分的质量控制重点是必须做到无应力安装,应以泵为中心,先连接好泵进出口法兰,逐步向外延生,最后在离泵较远的某个合理位置焊接好,严禁将管路强制连接到泵的联接法兰上,这会在机器上造成危险的应力从而引起电机和泵的校正误差。而且应注意管道重量不允许加在泵上,以免使泵变形,影响正常工作。进出水管路应另设支架支撑,不得借泵本体支承。管道的支承不好,常见的也会引起泵与管道共振。泵与管路之间的结合面,应保证良好的气密性,尤其是进口管路,必须保证严格的不漏气,并且在装置上应无窝存空气的可能。 7结语 在石油化工管道安装中有较多的施工工艺技术,施工管理人员不仅要熟悉施工图纸和相关规范、技术标准,而且应做好前期准备,严格执行相关规范,勤于现场检查,详细掌握施工动态,及时协调设计、生产、施工、监理等相关方现场管理人员,及时、规范、合理解决工程施工中存在的问题。此外,在安装管道过程中,应当加强对安装技术人员质量意识的培养,保证管道的使用安全。 作者:张亚克 单位:中石化河南油建工程有限公司 石油化工工艺论文:石油化工工程中工艺管道安装施工分析 摘 要:近些年来,石油化工工程的建设中,工程人员愈加的重视工厂管道的建设,保障输油管路正常运行的同时,重点加强工艺管道的安装方式,使管道在更加的安全可靠,在安装施工的过程中,我们重点分析出现的问题,及时的排除故障。 关键词:石油化工工程;工艺管道;安装施工 引言 石油化工产业的布局和发展促进了社会经济的进步,但是在化工产业中工艺管道的建造是其中的难点和重点,难点在于管道要承受高腐蚀性和毒性,这就要求管道的材质要符合特殊的标准要求,除了材质,管道的安装建造的方式也尤其重要,石油化工的工艺管道需要严格的密封性来保障安全,杜绝安全事故发生。因此,本文主要探讨在管道施工中需要注意的技术环节,保障石油化工的管道工程质量水平。 1 石油化工工程中工艺管道存在的安全隐患 1.1 对于施工图纸以及材料选用审查不严 在施工前的通常做法是先进行管道设计图纸的编制,来确定路线、材料的选用以及具体的建造规范,然后经过专业人员的审查通过以后才开始施工,但是审查人员以及施工单位都没有注重图纸的审查审批工作,盲目大意,仓促开工,造成施工标准根本达不到要求,投入使用后极容易引发重大安全事故,问题的源头就在于图纸以及材质的选择上没有严格的管理和监督机制来约束。 1.2 焊接工艺技术没有达到施工标准 管道工程需要将设置于各个路线上的管道连接起来,才能发挥其应有的作用,但是在焊接工艺以及焊接工人的专业水平方面,都存在不足,导致管道连接处缺陷、纰漏增多,影响工厂的正常运转。 1.3 管道容易受到腐蚀 管道的建设要根据其用途和承载的物体来确定选材,石油化工的管道要保证防腐蚀的特点,对于材质的要求极高,但是在建设过程中,为了降低成本,用其他材质蒙混过关,导致管道的防腐问题日益突出,给工厂的经营带来不良的影响。 1.4 阀门安装方法不当 管道中的阀门是起到控制和保障作用的关键部位,一些管道工程中没有按照规定的位置以及方向安装阀门,导致阀门的作用被弱化,错误的安装方式很有可能造成泄露等安全事故。 2 针对潜在的安全隐患制定相关的策略 2.1 对设计图纸与材料进行严格的审核 管道工程的监管部门的工作人员要负起责任,建立完善的监督机制,对于管道的设计图纸以及材质的选用情况进行细致的了解和严格的审查,将不合格的规划和材料坚决的拒之门外,还要在施工现场检查其是否按照图纸的规定和使用正规的材质进行施工。 2.2 对于焊接管道情况进行严格的检查和监督 焊接对于石油化工程工艺管道安装而言是十分重要的部分,在安装与施工方面都要做好相关的焊接工作。因此,针对这一情况,可以采取相关的措施,施工部门需要严格按照国家规定的焊接标准与操作流程进行操作,对于那些不合理的操作要尽量规避;对于焊接后的每一个管段,都需要及时对其做好相应的标注;在完成相关的焊接工作之后,管理人员必须仔细检查每一个焊接口,对于焊接的质量也要做到严格的检查,对于焊接口的情况也做到合理地观察。在完成焊接检查之后,检测人员需要对检测的内容做好及时的质量评价,只有焊接质量达标以后,才能够对焊接的部分加以使用,否则还需要做到进一步的完善与加工。 2.3 加强检查阀门安装的力度 对于石油工艺管道安装过程中的问题,如阀杆向下、错阀等问题都要做到高度的重视。因此相关部门在工艺管道安装与施工过程中需要做到各种针对阀门安装细节的检查:对于阀门所处的位置要加以明确,针对阀门的操作便利性以及以后的维修便利性都要考虑在内,对于手轮间的距离要格外的注意,不能够小于100mm;对于较大的阀门安装,仍需要注重阀杆不向下,避免出现阀杆掉落砸伤人的情况;对于防止管道间距离过大的情况,可以采取错开阀门进行改善;在安装水平明杆式阀门时,要格外的注意阀门开启空g能够满足工作人员的同行。除此之外,安装阀门的过程中,对施工人员需要适时的题型要查看阀门型号与规格,在管段图上标记好。尤其是对于单向阀方向,要重点的标出,避免出现单向阀装反的情况。 2.4 针对管道防腐切实落实相关措施 由于很多化工工程建设都是在酸碱化情况比较严重的区域进行,而在这些地区又拥有大量腐蚀性比较强的物质,如果管道不能够做到良好的防腐措施,那么在安装后没经过多久就会容易遭受腐蚀物质的侵蚀,引发化工工程建设的质量问题。因此,在安装管道之时需要将管道的防腐问题考虑在内,主要措施具体体现在:在施工时要做好实地的勘察工作,切实了解当地的实际情况,确保管道表面没有遭受腐蚀的影响,没有油污黏着的情况,然后可以通过喷砂除锈的操作流程来进一步加以防范。此外,对于管道表面粗糙情况也要格外加以关注,在涂料正式涂好以后,选择适当的玻璃布将其缠绕,从而保证其表面能够平整而没有凹凸情况。另外,还需要对下道面进行油漆的涂刷,为的也是防止腐蚀,此时需要注意的是在涂刷的过程中需要将玻璃布的每一个网眼都用涂料灌满,在防腐工作完成以后,相P的管理人员还需要做好自己的本职工作,完成相关的检查与监督,从而及时的发展存在的问题并加以解决。 2.5 完善石油化工工艺管道的布置方法 在整个工艺管道的安装过程中,石油化工工资管道的布置成为整个过程中的主要环节。整体上讲,管道的布置需要严格按照管道的《工业金属管道设计规范》规范要求来进行,即便是存在特殊的情况,也需要根据实际情况进行布置,在通常情况下,最佳的方法便是采取架空敷衍的方法,而对消防水和冷却水管则可以采用埋地敷设的方法。针对低温管道的布置,施工单位还需要充分考虑到管道的柔韧情况,防止管道在振动过程中发生断裂的情形,当然,在此过程中还是需要尽量采取必要的保温措施。 3 结语 根据上述研究分析已知石油化工工艺管道在安装的过程中,环境、工程的要求都会对其产生重要的影响,一旦出现相关的问题就很难解决,由此可见,工艺管道的安装是一项巨大的系统工程,在安装的过程中,必须严格的把关才能有效保证施工质量的情况,只有这样才能够保证石油化工工程工艺管道的安装顺利进行。因此本文主要分析了石油化工工艺管道安装工程施工管理中的常见安全隐患以及石油化工工艺管道安装工程施工管理中常见隐患的处理对策两个方面进行了阐述,希望可以为以后的相关研究和实践提供某些有价值的参考和借鉴。 石油化工工艺论文:浅析石油化工废气处理脱硫脱硝的工艺方法 摘要:由于经济增长速度不断加快,推动了石油化工工业的发展,其引发的危险问题更加突出,危害也更加严重。而在三废污染当中,废气污染对于生态造成的影响最大。要求石油化工企业必须要采取有效的方式对于废气进行处理。因此,下面进一步阐述石油化工废气处理脱硫脱硝的工艺方法。 关键词:石油化工;废气处理;脱硫;脱硝 1废气污染的源头 石油化工企业废气污染源头依次由石油工业以及化工单位生产过程开展研究。石油工业实际上就是一个炼油的过程,因为炼油的工艺和操作十分复杂,在炼油的整个过程当中将会产生大量的废气,其中包含锅炉和加热炉以及焚烧炉等一系列的加热、燃烧设备所产生的燃烧烟气,催化裂化设备在催化过程中制造出来的废气,氧化沥青产生的尾气。在实施含有硫污水馓逡约拔财回收,脱硫和加氢精制各种过程中制造出来的废气等。 2废气污染类型 因为生产工艺十分复杂,其产生废气的源头很多,导致石油化工单位废气成分格外复杂。既包含多种有机和无机化合物,同时还包含大量大分子颗粒物,这些有害气体在大气环境中根据相应的形式进行排列和组合。 在废气当中存在的有机化合物,重点是烯烃和烷烃和芳香烃这些碳氢化合物。并且,在炼油的时候,也会产生部分含有氮或者是硫的有机化合物。而因为一些有机化合物特别的理化特点,特别是包含硫的有机物,时常会产生具有强烈刺激性的气味,对于人体带来无法估计的危害,就算是有机物不存在强烈的刺激性气味,也不能证明其不带有毒性。同时,有机化合物大部分是小分子这种类型的化合物,可以打破人体原有的保护屏障,引发细胞产生癌变。 废气当中包含的无机化合物大部分是由氧化物的模式存在,即NOX和SOX。比如,二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等等。当中二氧化硫和一氧、二氧化氮都是导致酸雨出现的关键因素。而二氧化碳浓度持续提升,是导致气候温度提升的主要因素。而针对这些化合物实施科学的处理,则能够获得较高的经济收益。例如,一氧和二氧化氮应该使用在肥料和硝酸,还有炸药生产当中,这也表明怎样合理处理转化废气属于必须要深入研究的课题。 2.脱硝技术现状与分析 2.1吸附法 吸附法也是一种较成熟的脱硝方法,主要采用吸附剂对高浓度氮氧化物进行吸附处理,应用范围较窄,主要使用的吸附剂有:活性炭、分子筛等,其中分子筛技术仅限于清洁气体NOx的脱除,活性炭技术主要多用于回收高浓度SO2工艺或同时脱硫脱硝工艺中。 2.2水吸收法 此法吸收效率低,一般为30%一50%,仅用于气量小、净化要求不高的场合,由于水与NO二反应产生HNO2和HN03,产生的HNOZ不稳定,快速分解放出NO,因此常压下该法效率很低,不能净化含NO为主的NOx,该法操作压力大,操作费、设备费较高。一般用作工业多级废气治理的最后一道工序。 2.3等离子体法 该方法是目前正处于研究实验阶段的新型脱硝方法。主要包括离子束法、脉冲电晕法,该法能以钱盐的形式回收NOx,制成肥料,但需要大型电子加速器,电力消耗多,经济性有待验证,是目前行业较关注的一种技术,技术尚未成熟,并且主要研究方向以干法同时脱硫脱硝为主。 2.4光催化氧化法 该方法为发展中的一种空气净化技术,反应温度温和,能耗低,二次污染少,即利用光催化效应去除NOx,该方法还不够成熟,去除效率有待研究。 3.脱硫技术 烟气脱硫技术就是利用二氧化硫的酸性性质,使用另一种碱性物质吸收烟气中的二氧化硫,从而达到烟气脱硫的目的。根据脱硫中碱性物质的三种状态,脱硫方法分为干法、湿法和半干法。 湿法脱硫顾名思义就是把含有二氧化硫的烟气通过碱性溶液,使之发生反应,把气态的二氧化硫变为液态含硫化合物。湿法脱硫效率高、速度快、稳定可靠,但是耗水量大,需要的资金投入较多。 干法脱硫就是用干燥的碱性物质固体来吸收二氧化硫,这种方法完全不用水参加反应,一直处于干燥状态。干法脱硫技术成本低、投入少,是一种节约型的脱硫技术,但是脱硫的效果不是很好。 而半干法脱硫就是把含有二氧化硫的气体相机通过固、液、气三种状态的碱性吸收物质。这种方法工艺简单、投资较少适合含硫量较低的煤燃烧产生的烟气脱硫。 3.脱硫脱硝技术集成工艺的原理 脱硫脱硝技术集成工艺满足了同时脱硫脱硝的需求,并且在进行脱硫脱硝处理后还能获得一些副产物。脱硫脱硝技术集成工艺设备简单但可靠、投入资金较少,经济适用。固相吸收脱硫脱硝工艺、活性炭吸收脱硫脱硝工艺、氧化铜脱硫脱硝工艺是脱硫脱硝集成工艺主要运用的三种方法。脱硫脱硝的反应原理:利用活性炭的吸附能力,吸收烟气中的二氧化硫、水同时与氧气结合反应,并在反应中加入含氮的碱性气体,这就是活性炭吸收脱硫脱硝工艺的反应原理。氧化铜脱硫脱硝工艺是以氧化铜为活性物质,在高温条件下与含硫物质发生反应再与含氮物质发生反应。脱硫脱硝一体化的集成技术应用最多的是一些使用化石能源较多的行业。脱硫脱硝技术集成工艺以简单可靠、效率高、占地面积小、启动资金少的优势而在工业、发电、交通行业里得到大量应用。目前发展的脱硫脱硝一体化工艺技术在经济、技术、环境等方面都取得了巨大的成果。 4.脱硫脱硝方法应用与前景分析 4.1同时脱硫脱硝技术 湿法同时脱硫脱硝技术已在试验阶段如火如茶地进行,也是环保行业研究的主流技术之一,该法在日本及美国地区已开始使用,其结合了干法脱硝与湿法脱硫技术的特点,在低投资、低运行成本的基础上提出的,可实现同时高效率的脱硫脱硝,是环保行业最有前途的技术之一。 4.2湿法脱硝技术 受到氮氧化物溶解性的限制,湿法脱硝技术的单独使用依然没有太大竞争力,就目前应用效果较好的尿素吸收法,仍限制于其反应速度慢等因素上,但在氮氧化物气量小的条件下,由于其投资成本及运行成本较低,尿素法脱硝仍然在湿法脱硝行业中应用广泛。 4.3干法烟气脱硝技术 SCR仍是我国的主流脱硝技术,该法是目前最成熟的烟气脱硝技术,它是一种炉后脱硝,国内目前90%的脱硝工程采用SCR技术,在“十二五”及“十三五”期间,仍有99.9%的脱硝选用SCR技术,因此,该法在未来新型脱硝方法未应用成熟之前,依然是脱硝主流技术。一般来说,该法目前主要在小型燃煤机组的脱硝效率较高,由于其工艺温度的限制,不能广泛应用于大量的大型燃煤机组,多用作低氮燃烧技术的补充手段,主要以其投资低,占地小等特点应用于老厂房的改造,新厂主要配合使用,因此,该法一般不作为单独的脱硝方法,而与SGR及其他脱硝技术联合使用实例较多。 结束语 通过对石油化工企业废气处理脱硫脱硝工艺方法的分析和阐述,了解到石油化工企业废气对于人们以及生活环境都会造成严重的危害。必须要采取有效的工艺方式,对于废气进行脱硫脱硝,减少废气带来的污染。因此,希望通过阐述脱硫脱销方法,能够给石油化工废气处理脱硫脱销方面提供参考和帮助。 石油化工工艺论文:探究石油化工压力管道安装工艺及质量控制 摘 要:石油化工产业是我重要的能源产业,对我国国民经济发展意义重大,因此必须采取有效措施促进石油化工产业健康持续发展。而压力管道安装是石油化工产业建设与发展的重要环节,工作人员必须规范安装工艺,开展有效的质量控制工作,以此推动石油化工产业进一步发展。基于上述背景,本文探讨了石油化工压力管道安装工艺及质量控制措施,以期能为压力管道安装提供有效的借鉴经验。 关键词:石油化工;压力管道;安装工艺;质量控制 0 前言 石油压力管道是石油化工生产的重要部分,能够有效连接各个生产环节的设备装置,并承担物料运输的重要职责,在提升石油化工生产效率等发面发挥着重要的作用。因此必须保证石油压力管道安装的有效性,在具体施工过程中合理控制安装工艺,并采取科学合理的质量控制措施,发挥压力管道的应有作用,推动石油化工企业实现健康持续发展。 1 石油化工压力管道安装工艺 石油化工压力管道设计复杂,其中包括多种管道类型和种类,焊接点众多且焊接工艺复杂,因此在具体安装过程中必须规范相关工艺,以此确保整个安装过程中的有效性。具体安装工艺如下:(1)压力管道主要组件安装,在危险设备连接时,将管道阀门与设备直接连接,严格禁止纵向连接。同时就施工人员安全考虑,必须对阀门进行消毒处理,并在安装过程中进行分散布置。此外还应合理控制阀门朝向,以垂直朝下为主,且横向阀门应放置在最里面;(2)连接施工,有效处理接口处缝隙或错口问题,尽量避免使用添加垫片、强力对口等手段。此外,在安装过程中应有效固定并调整支架和吊架,以此保证施工的安全性;(3)垫片和法兰安装,首先检查法兰密封性,并确认垫片是否存在斑点或者划痕,在进行连接时,法兰与管道必须处于同心状态,进而保证二者之间可穿过螺栓。并且在安装管道法兰时,螺栓必须处于跨中位置,相互配对的两个法兰应该处于平行状态;(4)安装协调,压力管道安装是一项系统工程,在具体作业中安装单位必须出具检验报告,并上报批准,监理部门则对其进行有效处理,进而组织具体施工。 2 石油化工压力管道安装质量控制措施 2.1 基于具体施工过程,开展质量控制工作 安装过程是管道质量控制的关键阶段,工作人员应结合石油化工生产实际情况,在具体施工过程中开展有效的质量控制工作。例如在我国某石油化工企业压力管道安装中,工作人员采取如下质量控制措施:(1)控制下料加工质量,合理控制管道切口平直水平和长度,并精细加工坡口,避免出现毛刺现象;(2)合理控制管道标识,在施工中管道均为预制的,记录焊口标识意义重大,因此工作人员应开展有效的归类工作,对材料的焊口编号、焊接日期等进行细致标识,并对完成焊接的管段进行密封;(3)合理控制焊接质量,焊接是管道安装的关键环节,工作人员应合理控制焊接环境,并采取有效的焊接方法,在压力管道主体而言,工作人员主要采取钨极氩弧焊和焊条电弧焊的方法,而在打底焊层焊接过程中则采用单面焊双面成形的方法。 2.2 基于各项施工指标,开展质量检测工作 验收检测是保证安装质量的重要手段,因此工作人员必须在安装结束后针对工程的实际情况,开展有效的质量检测工作。例如在我国某石油化工企业压力管道安装工程中,工作人员针对材料、焊接和强度进行了系统检测,具体措施如下:(1)材料检测,材料是影响压力管道安装质量的重要因素,但是我国市场上并未形成统一的监管体系,增加了材料质量控制工作的难度。因此工作人员必须严格把控材料质量,针对管件和金属管子等材料需要进行特殊测试,以合金元素光谱定量检测为主,保证金属管件符合应用标准。而对于垫片而言,工作人员应按批次进行检查,如果垫片为金属材质,在使用前应进行硬度检测,并在安装过程中严格检查其密封性。此外,还应对阀门进行质量检测,主要检测项目包括公称通径、适用温度、公称压力和规格等项目,避免出现由于阀门质量问题造成的泄漏等事故;(2)焊接和无损检测,在焊接质量检测过程中,外观检测容易忽略焊接气孔、融合不完全和裂纹等问题,基于此工作人员实施无损检测,在检测中首先参照相关标准制定了无损检测的方式、比例和检测范围,其中必须包括全部施工人员和各类不同的管线,保证固定焊口检测比例大于45%。同时压力管道施工中应用了铬钼钢材质的材料,在无损检测前应进行有效的热处理,以此保证检测效果;(3)硬度检测,在测试中需要使用质量合格的工业用水,水温需超过5℃,在不锈钢材质管道检测时,检测用水中不得包含过多的氯离子,尽量不要超过50mg/L。强度检测操作过程中,应该分层级进行,并保证增加幅度呈现循序渐进的状态,当强度达到检测设定值后,应该维持10min,在这一过程中如果未出现异常现象,则将强度降低,再观察样品的基本情况,如果仍未出现泄漏或者变形等异常情况,则可定为合格。 3 结束语 综上所述,压力管道是保证石油化工生产正常运行的关键,因此在石油化工企业发展中对压力管道安装提出了较高要求。基于此在具体施工中,相关单位应合理设置施工工艺,并针对管道安装实际情况予以有效的质量控制,从而确保安装工作顺利完成。
儿童玩具是指专供儿童游戏使用的物品。根据心理学家关于儿童发展规律的研究,在人一生的认知发展过程中,玩具对人——尤其是儿童认知能力的提高起到非常好的促进作用。根据AyresA.J对脑功能研究成果以及其1972年提出的感觉统合理论(SensoryIntegrationTheory),儿童的注意力不集中、学习成绩差、做作业拖拉、多动、紧张、胆小、退缩、爱哭、不合群、吃饭挑食或暴饮暴食等性格障碍都是由于儿童大脑对身体感觉统合的障碍所造成的。感觉统合理论认为,人类生存需要的最基本、最重要的感觉是触觉、前庭觉、运动觉。其中,触觉是指分布于人的身体皮肤上的神经细胞接受外界温度、湿度、疼痛、压力及震动的感觉;前庭平衡觉是利用内耳的三对半规管及耳石来探测地心引力,控制头部认知方向、保持身体平衡。运动觉是来自于人的身体内部肌肉、关节的感觉,是了解肢体位置与运动的感觉。当人的大脑和身体相互协调的学习过程没有感觉统合时,大脑和身体都将停止发展。因此,玩具设计对于儿童早期,尤其是7岁之前儿童的生理、认知和情绪的发展都有着不可替代的重要作用。玩具设计不仅能够帮助儿童调动大脑的思考和身体的运动,还能够让儿童在玩的过程中培养积极、主动的探索能力,在多人共玩的情境中培养社会认知和情感的全面发展。材料作为玩具设计的载体,对玩具结构的实现和功能的最优发挥起到直接的影响。玩具设计的选材不仅要考虑儿童的需求,玩具的工艺结构特点,还需要考虑经济成本、安全等问题。本文在探讨儿童玩具设计选材影响因素的同时,针对金属玩具分析儿童玩具设计中的各种金属材料特征、金属材料应用的结构特点、金属玩具的连接形式、以及玩具产品中金属材料的加工工艺,以期为未来交互性玩具设计提供指导。 一、儿童玩具设计选材影响因素 产品的设计选材受到使用安全、环境保护、功能结构、用户体验等多个方面的影响。以下主要从产品性能(抗腐蚀、抗冲击、轻量化、化学安全性)、加工工艺(着色、成型)、以及用户体验(清洁、科学趣味性、安全性、可操作性)三个方面展开对儿童玩具设计选材影响因素的探讨。 (一)产品性能 (1)腐蚀儿童尤其是婴幼儿在进行玩具娱乐时,经常伴随舔咬方式,与此同时,酸性饮料等儿童身边的其他物品也会有腐蚀玩具的可能性,因此儿童玩具需要考虑具有较好的抗腐蚀性。(2)冲击儿童由于各种原因,会经常扔、摔玩具,所以玩具需要基本的抗冲击能力,以使其即使在儿童不断反复扔打的情况下也不会发生开裂,断裂,或者有小毛刺的情况。(3)重量儿童身体力量比成年人要小得多,并且有50%的木玩具是设计给婴幼儿使用的,所以对于那些要经常拿起来玩的玩具(除一般不移动,或者不能拿起搬起的玩具)要使用比较轻的材料,避免伤害儿童的肌肉。如松木、橡胶木等都是较轻的木材。(4)化学安全性由于木材材料自身可能会有致敏因子,板材、塑料玩具里面的胶粘剂也可能会含有甲醛、苯等影响儿童健康成长的化学物质,所以儿童玩具选材时应该尽量选择那些不含有化学物质,或者含有不伤害人体的物质、无毒无味的材料。 (二)加工工艺 (1)着色儿童玩具的一大特点就是色彩缤纷,鲜艳的颜色能够吸引儿童玩并且叫家长购买,所以玩具经常需要色彩涂饰。易着色的材料在生产过程中将能够很大地提高生产效率。同时,着色效果好容易使得产品更加美观,更能吸引儿童以及成人消费者。(2)成型材料在加工过程中如果结构造型易得出,可以很好地提高生产效率。玩具通常都有各种不同的形状,一个玩具生产商不会只生产一种形状的玩具。所以,选择容易加工成各种形状的材料,通过最简单的步骤就能得出结构,是商家减少时间成本的一个好方法。 (三)用户体验 (1)清洁儿童玩具会被儿童舔咬,又会被他们带到各种场所,自然会滋生很多细菌。所以方便家长清洁的材料能使家长更加轻松。选择一些表面光滑,能够耐受清洁剂的材料就显得至关重要了。(2)科学趣味性儿童玩具的设计应当立足于开发有利于儿童身心健康和提升儿童智力。玩具外观的设计除了应当具有较强的功能语意,还应该具有较好的意义所在。在培养儿童创造力和兴趣的同时,能够充分调动儿童之间相互互动的积极性,以及调动儿童探索大自然、探索科学的积极性,是进行玩具趣味性语意表达、构成玩具意义的重要方面。因此,儿童玩具的设计选材还应该在满足产品性能和使用安全等基本需求的同时,从材料的趣味性语意表达出发进行设计。(3)安全性玩具的消费者一般是适龄儿童,而这些人群是比较弱小的,在身体和心智上的不成熟使得他们最易受到伤害,所以要重视玩具的安全性。为保障儿童的安全,给幼儿的玩具尽量不要含有可拆卸的碎小部件,以防止儿童吞食。玩具的选材、材料加工方式、玩具的结构等因素是保障玩具安全性的重要条件。在玩具设计的用材中,塑料玩具和木材玩具更容易因为材料的安全性问题造成使用隐患,带给儿童家长不安全的心理疑虑。(4)可操作性儿童玩具的可操作性主要是指儿童在使用玩具玩耍过程中,不会认为玩乐太过困难而放弃、不会因为不懂如何玩乐而沮丧、不会因为不明白玩具如何操作而丧气。因此,玩具设计需要针对每个年龄层儿童的认知、生理和社会情感的特点,进行玩具的可操作性设计,以便儿童在使用玩具时不会有太大困难,或者可以根据指导完成操作或使用行为。根据瑞士儿童心理学家皮亚杰的儿童认知发展理论,儿童的认知发展包括感知运动阶段、前运算阶段、具体运算阶段和形式运算阶段。由于每一阶段儿童的活动和认知方式都不同,因此儿童玩具的可操作性需要根据认知发展理论考虑如何设计玩具帮助儿童理解世界。 二、玩具设计中的各种金属材料特征分析 根据市场调查,玩具的适用年龄已经从低龄儿童扩大到了更广泛的年龄群体。大多数的金属玩具设计中的金属材料都避免了使用重金属材料。由于玩具的大部分受众仍然是0-14岁的低龄儿童,根据玩具的不同需要,大多金属质地较软且不含重金属。且由于使用者年龄问题,这类金属玩具通常不会设计易造成伤害的棱角或破坏性功能。根据玩具的娱乐特性,儿童玩具可以分为竞技性玩具和娱乐类玩具。在竞技型玩具中,金属材料的耐磨性更强,寿命更长,为玩具提供了强大的抗冲击能力,使其更适合比赛。而娱乐类玩具由于小孩子经常会使玩具掉落或者敲打玩具,金属材料也赋予了其更强的抗击打能力,使用寿命相比传统的木材材料、塑料材料更长。以下分析儿童玩具中的常见金属材料。 (一)铁材料 传统的铁材料已经被玩具产业淘汰,因为一般的铁材料容易生锈,使用寿命和使用环境都对玩具体验造成了影响。市场上的大多数金属玩具都采用了不锈钢材料,而不锈钢的适用范围非常广,由于不锈钢材料具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性,制造出来的玩具不易损坏变形破裂。在使用过程中对使用者和使用环境的要求较低。但不锈钢过于笨重,只适用于大型玩具或者小型娱乐型玩具。同时,由于铁具有磁性,铁材料可以制造小型的益智玩具,如磁铁积木等。 (二)铝材料 玩具中采用的铝材料大多是铝合金。铝合金材料具有许多优点,包括密度低、比强度高,塑性好,可加工成各种形状的型材,并且具有优良的导电性、导热性和抗腐蚀性。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。且铝合金相较不锈钢更为轻盈,适用于各种类型的玩具。目前铝合金材料在玩具设计中已经广泛使用,材料使用量仅次于不锈钢。 (三)铜材料 铜材料质地较软,有良好的导电性,且成本低廉,益智玩具中常常使用铜材料,但铜材料耐磨性太差,且易变形,使用寿命不长,因此使用铜材料的玩具并不多。 三、玩具产品中的金属材料应用的结构特点 (一)折叠式 在金属玩具中,折叠式结构经常使用于益智玩具中,折叠结构是生活中很常见的一种结构,充当着“多功能”和“空间整理”的角色。在儿童玩具设计中,折叠结构通常将大体积玩具进行收纳压缩,或者将儿童玩具中的多功能性融为一体。金属赋予了这种结构十分坚固的特性,在使用过程中玩具不易损坏,且折叠中不易产生磨损,极大地培养了使用者的动手能力,且折叠式结构提供了玩具玩法的多种可能性,使金属材料在这其中极大地发挥了其应该有的作用和特点。 (二)固定式 固定式相较于折叠式显得呆板乏味,但金属材料的稳固性在这时得到了体现,固定式的金属部件使玩具本身更富有质感且抗冲击,在使用过程中,固定式设计相较折叠式更坚固,不易损坏,且由于其本身的固定设计,这种玩具使用寿命更长,突出了金属材料的坚固性。 (三)拆装式 拆装式的金属玩具较少,但仍有部分高端玩具在制造时使用了金属材料,因为拆装式玩具对材料耐磨性要求较高,使用过程中金属材料能够很好地贴合且不易变形,缺点是拆装式玩具较为危险,小部件容易被低龄儿童吞咽下去。 四、金属玩具产品中的连接形式分析 (一)焊接式 大部分金属玩具,例如赛车等一体式玩具都采用了焊接的工艺,采用了加热加压的方法,使金属之间结合紧密不易损坏,但同时焊接后造成的接缝会破坏玩具的整体美观度。焊接式也是大部分金属玩具中都会使用的连接形式。 (二)磁性连接 在金属玩具中,有很多采用了磁性连接的形式,在材料制作过程中加入磁铁材料,使部件之间的连接更加平滑,使用更方便,常常应用于积木等产品。这种磁性连接方式使得本来不稳固的部件之间有了作用力,使用体验更好。 (三)螺纹联结和螺旋传动 金属玩具中螺纹联结和螺旋传动的连接方式同样广泛,这种连接方式所提供的稳固性不比焊接差,且由于金属材料的耐磨性,使得这种连接方式在金属玩具中发挥了巨大作用。但缺点在于长时间不旋紧密会造成松动,且需要定期保养连接部位巩固润滑性。 五、玩具产品中金属材料加工的工艺 儿童玩具中的金属材料常见的加工工艺有铸造、轧制、切削加工、以及表面抛光和镶嵌等。 (一)铸造 铸造是将熔融态的金属浇入铸型后再使其冷却凝固,从而成为具有一定形状的铸件的工艺方法。但它容易造成内部缺失,主要用于制造小型金属玩具的零部件和大型玩具中的某个具有固定形状的小型部件。大多数玩具产品采用的是压力铸造,这种方式制造出来的铸件尺寸精确且表面光洁,组织致密且生产效率比较高,适用于大多数小型玩具及其部件。 (二)轧制 轧制是利用两个旋转轧轮的压力,使金属材料在一定空间内产生变形,这种工艺过程通常用在最初的加工部件或简单的部件上,按轧制温度分为热轧和冷轧。热轧是将材料加热到再结晶温度以上进行轧制,冷轧则是在室温下对金属材料进行轧制。热轧与冷轧相比,前者的变形抗力小、变形量大、生产效率高,因此热轧更适合于轧制较大断面的部件,以及塑性较差或变形量较大的金属材料;后者的变形抗力大、变形量小,轧制的产品尺寸精确、表面光洁、机械强度较高,因此冷轧更适合于轧制塑性好、尺寸小的金属玩具部件。 (三)切削加工 切削加工是利用切削刀具在切削机床上或手工将金属工件的多余加工量切去,从而达到规定的形状、尺寸和表面质量的工艺。切削加工通常适用于大型的金属玩具部件比如金属飞机模型的机翼等。 (四)表面抛光和镶嵌 表面抛光是利用机械或手工以研磨材料将金属表面磨光的方法。金属材料的表面抛光包括磨光、镜面、丝光和喷砂等效果,这些加工工艺可以让儿童玩具的表面视觉效果更好,看上去更加美观。金属表面镶嵌是指先在金属表面刻画出阴纹,然后嵌入金银丝或金银片等质地较软的金属材料,最后打磨平整、呈现纤巧华美装饰效果的一种金属表面处理手法。经过金属镶嵌的儿童玩具不适宜较小儿童使用。 六、总结 根据以上对玩具产品中的金属材料应用的结构特点、玩具产品中的金属连接形式以及玩具产品中金属材料加工的工艺的分析,可以发现金属玩具由于金属材料的易加工成型特征可以设计成形态各异的玩具形态,在玩具创新设计中有巨大的潜力。尤其在对儿童的认知发展方面,可以有更大的贡献。首先,金属材料有化学着色、阳极氧化着色、电解着色、镀覆着色、涂覆着色、热处理着色等丰富且成熟的着色工艺,加上金属材料本身对光线的反射特点,可以在视觉上给儿童强烈的图案和颜色刺激。其次,金属材料有表面锻打、镶嵌、蚀刻、切削和研磨抛光加工、拉丝等表面加工工艺,在触觉上可以具有丰富变化,给予儿童通过身体触觉的各种肤觉刺激。最后,金属抨击时的叮当声音及其变化,可以从听觉上给予儿童声音刺激。以上金属玩具带来的视觉、听觉和触觉感觉通道刺激,都对儿童的认知发展有推进作用。在儿童玩具设计中,甚至可以考虑在金属材料中加入嗅觉和味觉感觉变化,从而丰富金属材料设计方式,在提高趣味性的同时,增强儿童通过五感通道接触世界、提高认知能力。 作者:李晶 季尊良 单位:南京林业大学
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化学工程论文:工艺专业无机化学工程论文 一、采用开放性无机化学实验的优势 实验开放性是指将实验室为实验教学,相关设备可以向实验对象进行开放。在无机化学实验中,采用开放式实验方法,不仅能解决教学中出现的问题,更有助于激发学生的学习兴趣。以下将对开放性无机化学实验的优势进行系统的分析。 1.激发学生的学习兴趣通过实验的方法,可以引导学生深入到实践中来,实验教学能改进学生的思维方法,端正学生的学习态度,进而培养学生的创新能力。在教学过程中,教与学需要有机结合在一起,开放性教学能让学生认识到不同实验的操作方法,在实践中理解化学知识。 2.提升学生的实践能力实践能力是每个学生都必须掌握的,实验室开放不但能提升实验室的利用率,而且能充分调动学生学习的积极性和主动性,逐渐培养应用型人才。学生有更多的机会进入实验室,熟悉仪器操作规范,规划实验的操作,提升实验课的教学效果。 二、化学工程与工艺专业无机化学实验室开放的基本设置 化学工程与工艺专业对学生自主实验及独立学习的要求比较高,在实践中需要结合教材知识,重新审视自己学过的知识,在实践中强化对知识的理解。以下将对实验室开放的基本设置进行系统的分析。 1.制定科学合理的实验教学计划为了满足教学机制的需要,必须根据实际需要明确化学工程与工艺专业实验教学目标,根据教材内容拟定教学计划。必要时可以和化工类企业负责人共同商讨化学工程与工艺专业人才培养方案,让学生的知识和技能与社会需求接轨,让学生系统掌握化工专业实验的基本知识。在离心泵性能测试的学习中,可以将其和管道流体阻力及传热系数结合在一起,将三个实验进行整合,将3套装置串联起来,作为一个工艺流程进行思考。在实验过程中涉及到泵的启动、流量调节、管道阻塞及温度控制等方面,需要操作者掌握操作系数的调控方式,对仪表、阀门及管件的应用原理进行分析。在实验操作过程中,制定实际操作步骤确定下一步计划,加深单元操作在实际学习中地位作用的认识,进而锻炼学生解决实际问题的能力。 2.优化实验教学体系实验教学内容不是一成不变的,需要根据实际情况适应社会发展需要,及时更新和丰富实验教学的内容,必要时进行适当的改革。各项教学体系的制定,都需要以提升学生的综合实践能力为基本,构建以实验基本操作和技能为基础的综合性实践平台。在实验中学到《气体的制备、净化、干燥和收集》需要提前制定综合性方案。在操作过程中,需要明确反应物的状态及反映条件,在固体和固体反应时,需要及时进行加热。当固体和液体发生反应时,需要在常温情况下。收集装置主要有三种方法,分别是排水集气法、向上排空气法、向下排空气法。在实验操作过程中,可以以激发学生的创新能力为基础,让学生根据实验操作步骤和环节,运用自己学过的知识,理解实验教学的目的,自主进行设计,通过创新性训练,进而培养学生自主实验的能力和水平。 3.建立客观公正的实验教学评价体系实验教学是检验学生学习能力的关键,在化学工程与工艺专业无机化学实验教学中,当学生实验操作结束后,老师需要根据实际情况,进行适当的评价和总结。结合实验结果和学生操作水平,对学生的学习行为进行恰当的评估。在《二氧化碳相对分子质量的测定》实验教学中,需要选择合适的胶塞塞住干燥的雏形瓶的瓶口,在胶塞上做记号,称取重量后做好标记。将启普发生器导出的CO2装入锥形瓶的瓶底。待满后,缓慢的取出导气管。用胶塞做好标记,进行称量。此时体积公式为G2=容器质量+mco2,其次往锥形瓶中加满水,塞好瓶塞,记下温度T和大气压力值p。在操作过程中根据学生的实际表现,进行适当的表扬。实验课程是理论联系实际的操作环节,主要是通过实践操作掌握基本知识和基本技能,最终获得所学的实验知识和解决问题的能力。实验课证明每个实验项目都要达到整体教学的目的。实验课很难通过课程结束后的一次考试得出结果,需要多进行实验探究,建立科学、客观、公正合理的指标管理体系,严格按照指标管理体系进行操作。从学生的角度出发,根据学生的实验结果,对化学工程与工艺相关内容的了解度进行充分的概括。 三、结束语 开放性无机化学实验室作为化学工程与工艺专业实验的重要形式,能让学生在实践操作中充分了解该课程的魅力,增加学生主动学习知识、了解知识的能力。其次由于实验操作本身结论不完备性及相关条件的不完善性,都会对实验结果有所影响,因此在实践中,需要注重培养学生动手操作能力,让学生对实验操作感兴趣,在此基础上利用现有的校园资源,让学生共同投入到开放性试验中来,进而提升自身学习能力。 作者:古丽米热·巴吐西单位:新疆轻工职业技术学院 化学工程论文:教学改革能源化学工程论文 1优化教学内容 无机及分析化学不是无机化学、分析化学两门课程的叠加,教学内容丰富,概念和理论知识较多,各章节之间的独立性较强。因此合理安排教学内容,帮助学生转变学习方法及思维方式无疑是大一第一学期开设这门课的关键。在内容的安排上,前两章首先回顾高中的一些化学基础知识,并介绍了误差及数据处理,稀溶液的依数性和胶体溶液。然后,第三和四章主要介绍化学热力学、化学动力学及化学平衡,让学生掌握反应三要素:反应方向即吉布斯函数变,反应快慢即反应速率常数,反应限度即反应平衡常数。第五章主要介绍物质的结构,离子键及共价键理论和晶体结构。第六、七、八和九章分别介绍酸碱平衡、溶解沉淀平衡、氧化还原平衡和配位平衡及其对应滴定分析法,让学生掌握测试固体或溶液中某种元素含量的分析测定方法。最后,第十、十一和十二章主要介绍一些简单仪器分析法及原理,例如:第十章吸光光度法,不仅要介绍该方法的原理朗伯-比尔定律,还要介绍目视比色法、示差法和标准曲线法三种常用的吸光光度法分析法。内容上总体上是先讲理论原理,再介绍知识点,将理论原理融入生产实践中,使学生较快地掌握化学理论,再通过课堂上的一些练习题,使学生加深教学内容的记忆,知识更加系统。这样不仅可以将无机和分析化学知识点有机的融合,还可以将理论应用到生活实践中。在一学年的学习中,总共80学时,第一学期学习前六章共计48课时,第二学期学习后六章共计32课时。在教学过程中,应该精选教学内容,使学生掌握化学基础理论知识并具备较宽的知识面,为后续课程学习打下了扎实的基础。与此同时,教师要熟悉该课程的教材,根据学生的专业,合理制定教学大纲和教学培养方案,精炼教材的内容,对于中学已经学过的化学知识或者与专业联系较少的理论知识可以简略讲解。比如:第四章的化学反应速率和反应平衡,化学反应速率的定义,影响化学反应速率的因素以及化学平衡的移动;第八章氧化还原反应的定义,配平,得失电子,氧化剂和还原剂等概念知识。这些知识点中学都已经涉及过,教师在授课时只要简单介绍即可。对于能源化学工程专业而言,水煤浆的开发和利用是近年来的一个热点,也是煤炭清洁利用的重点。因此,对于第二章分散系的内容应该详细讲授,再介绍水煤浆分散系。 2激发学生兴趣 兴趣是最好的老师,要学好无机及分析化学,首先要激发学生的兴趣。第一,在无机及分析化学这门课的绪论课上,主要介绍化学的作用及学习方法。第二,阐明化学与人类生活之间密切联系,激发学生的学习。第三,无机及分析化学是化学、化工类相关专业的基础课,其作用无论是对以后的专业课学习还是将来从事工作都具有重要的意义。第四,在平时的课堂教学中,可以多讲一些贴近生活的例子,激发学生学习的兴趣。例如,在介绍影响化学反应速率的因素时,举例说明,夏天食物容易变质,我们可以将食物放进冰箱中保存,以防止变质。这是通过降低温度,达到降低食物变质的速率。汽车尾气CO和NO是严重的环境污染物,从热力学的角度讲,CO+NON2+CO2可以发生,但是遗憾的是,在通常状况下,该反应进行的非常之慢,以致不能有效地去除车道内的CO和NO。因此,有必要对化学反应的速率问题进行研究,必须考虑外界因素对反应速率的影响,由此可引出本节课要学习的内容。第五,在教学过程中,穿插介绍一些与知识点相关的科技发展新动态及前沿知识,以此调动学生学习的积极性。 3综合利用各种教学方法 现阶段的教学方法多种多样,而在实际教学中,各种教学方式应该相互结合、取长补短。根据我校无机及分析化学教学团队多年来教学中的经验,可以概括为以下几点:第一,增加课堂讨论。针对一些在学习过程中遇到的问题,教师应该指导学生搜集资料,进行课堂讨论。在讨论的过程中培养学生分析和解决问题的能力;第二,让学生走上讲台。让学生走上讲台不仅可以体验教师备课的准备过程,还可以锻炼学生的能力;第三,运用多媒体教学,可以使微观概念及理论形象化。例如,在物质结构基础这一章,学生一般较难理解,如果用多媒体课件和化学软件以动画的形式去展现,课程内容会更加形象、生动。这样的教学不仅有利于学生理解、记忆,还可以活跃课堂气氛。第四,对于公式推导,应该板书推理过程引导学生理解。在教学中应避免盲目使用多媒体教学,要将多媒体与其他教学手段结合起来,才会使学生理解公式的推导过程,并能较好的应用公式。 4培养学生能力 为了调动能源化学工程专业学生对无机及分析化学基础课程的兴趣,可以积极组织各类化学竞赛活动。我省有各类化学竞赛,例如:化学视频大赛,化学实验竞赛和趣味化学竞赛等。近年来,教育部门坚持开展部级、省部级大学生创新实验项目,有望培养大学生的创新能力,推动全民创新。此外,为了鼓励和培养大学生创新激情及能力,我们学校也开展了大学生创新实验项目。该项目均是由学生亲自撰写项目申请书,申请答辩ppt,中期考核表,结题报告和结题答辩ppt等资料。这不仅培养了学生创新能力,还为学生日后工作和学习培养科学合理的方法和实践能力提供了基础。 5适应专业要求 能源化学工程专业的技术性和实践性较强,在无机及分析化学的教学中,要把握专业的特殊要求,认真学习我校能源化学工程专业人才培养方案,深入研究教学大纲,充分了解无机及分析化学在整个专业课程体系中的作用,明确教学过程中的内容和重难点。例如,化学热力学和化学动力学章节的内容应该详细讲解。这部分内容对于能源化学工程专业的学生而言,可以更好地理解能源转化及利用过程中的一般规律,为高效、低碳环保使用能源奠定基础。 6结论 本文对我校能源化学工程专业的无极及分析化学课程在优化教学内容、激发学生兴趣、利用各种教学方法、培养学生能力以及适应专业要求方面教学环节进行了总结和探究。该研究将进一步提高无机及分析化学教学在培养学生创新能力的作用,达到改善教学质量及提高学生创新能力的目的,为培养能源化学工程专业创新型人才奠定基础。 作者:宫铭单位:西安科技大学化学与化工学院 化学工程论文:化学工程工艺专业英语网站建设论文 1化学工程与工艺专业英语网站建设存在的问题 化学工程与工艺专业英语网站建设主要是为了利用网络这一现代化平台来丰富扩展专业英语知识的学习并实现资源共享。但遗憾的是,从目前的网络资源来看,英语网站相当多,但涉及到化工专业英语知识的网站几乎没有,或者要从大量英语资料中查找自己所需要的那一点化工专业英语资料,往往工作量较大。 同时这些网站还存在如下几点问题:①导航不清晰;②与专业要求相比较,不够专业化;③形式和内容较多样性;④建设或者维护技术较复杂等问题。 2化学工程与工艺专业英语网站设计的原则 为解决上述主要问题,在化工类专业英语网站建设中必须坚持以下原则。 2.1导航清晰,信息全面由于化工专业英语网站建设的初衷在于资源共享,这就注定其内容形式繁多。为了与普通英语学习类网站区别开来,应根据化工专业学生对专业英语的需求来设计网站内容及功能,因此网站导航应简洁清晰。在进行网站全局设计时,可采用网状结构进行设计,而局部性知识模块可采用树状结构进行设计,并用导航条、菜单等形式突出各关键模块内容。 2.2专业化风格网站风格是指,网站页面设计上的视觉元素组合在一起的整体形象,展现给人的直观感受。“整体形象”包括站点的版面布局、浏览方式、交互性、内容价值等等。为体现网站的专业性,在风格采用上必须考虑化工课程的专业性。 2.3形式和内容统一性网站的建设是为了学习化工专业英语并达到学习资源共享的目的,而不单纯的只是简单的供给关系。因此,在一定形式的基础上,必须注重网站的内容以及功能,使网站的形式和内容相互统一。 2.4技术简单现在网络上较活跃的网站均是由专业化的技术人员完成,使得网站的综合风格越来越美观,功能越来越强大。但技术也越来越复杂。因此网站的维护对于普通的学生或者教师而言都存在一定难度。这种“技术”的要求不利于学生开发建立起适合自己需求的网站。所以要求技术简单化,这种简单化不是低级的代名词,而是指尽量摒弃不必要的一些网站设计,达到同等功能性的同时,尽可能多的人会使用的简单技术。 3网站设计思路 3.1课程网站模式的确定网站建设有动态和静态之分,两种模式各有优缺点,静态网站较易被检索到,但文件交互功能较弱,不支持数据库,网站后期维护管理工作量较大。动态网站则弥补上静态网站上述缺点,但其缺点是不易被检索到、总体而言,为了达到资源共享的目的,动态网站更适合。 3.2网站建设软件的确定制作网站的软件非常多,本文主要介绍Dream-weaver8这款软件,非常适合初学者,该软件可以实现建设网站所需要的所有功能。Dreamweaver8是美国Macromedia公司开发的集网页制作和管理网站于一体的一款面向大众的网页制作软件。相对于其他网页制作软件,Dreamweaver8提供了设计者和代码编写者两种布局。而我们的网站建设和管理者主要都是本专业的普通学生和教师。设计者的布局让初学者也可以通过相关书籍介绍和软件教学视频等达到网页制作的目的。 3.3课程网站内容的确定依据化学工程与工艺的专业性质,确立网站的内容。依据化学工程与工艺的专业性质,网站资料的收集方向必须紧密联系专业课程设置和学生课外学习,创新研究需要。因此,在资料收集之前,做了大量的问卷调查,调查对象主要是对专业英语最具需求的化工专业学生。调查数据显示,大约92%的学生都希望该类型网站能与所学专业和课程紧密联系。除了依据专业和学生需要,也考虑到资料收集的可行性和成本。综合分析,网站的内容应包含以下几个方面:英语学习、专业英语学习、留学英语。 ①英语学习内容可以细化分成四级、六级考试学习资料和一些英语学习技巧,如词汇、语法、语境培养等; ②专业英语学习可分为化工类课程英语视频资料、专业术语、英语科技文字撰写、专业英语科研资料等方面内容; ③留学英语可根据学生需要来分享一些学习应试技巧等资料。课程内容一方面体现化工类学生对英语学习的需求,另一方面可以给学生提供资料学习共享的网络平台。化学工程与工艺专业英语网站建设是针对化工专业学生需求所设立的,也是教学过程中的一项重大改革举措,网站建设的好坏直接影响其最终目标的实现,而网站建设也是一项综合能力的考察,只有通过不断的实践学习,才能使其不断的发展完善,才能真正实现化工类专业英语网站建设的初衷,发挥网络的作用,实现优质学习资源的共享。 作者:王艳刘申申朱菁盛杰李岚张征林单位:东南大学成贤学院 化学工程论文:工艺化学工程论文 一、化学工程与工艺原理的论述 化学工业特点延伸依据数理、化学内涵作为支撑媒介,进而深度联合工业经济基础条件进行窥测,将化工单元操作和热学、动力学原理进行深度融合,进而有力指导设备开发工作。化学工程主要随着化学工业的过渡改造而形成,其中化学反应作为生产流程的优秀内容,将为过程分析创设主动适应空间,将研究过程方向梳理完全;而化工热力学条件作为单元反应的理论基础,对于产品回收效率有着充分的界定要求,其将直接决定产品后期回收效率,对于产业经济成本规模产生着重大影响效果。因此,在单元详细操作流程中,技术人员可针对各类化工设备以及产品形态进行科学审视,由于传递流程作为单元操作、反应工程的支撑媒介,而化工产业在全新发展形态下需要落实优秀催化技术,就必须联合跨学科形态的战略进行综合比对、研究,争取达到统一规划标准格局。内部传递机制主要围绕动力、热能、产品质量元素阐述,这其实就是异质化单元内部反应装置的物理演变过程。另一方面,合成化学作为既定学科的优秀要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。 二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析 传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。 三、结语 按照上述内容论述,随着我国经济事业的不断发展,有关化学工业整改工业也大面积扩张。为了积极改良化工产业归控形态,就必须联合工程实践环节进行有力疏导,争取将各类操作限制问题归控完毕,完成工程改造的历史任务,为后期产业可持续发展灌输全面适应活力。 作者:刘晓明单位:沈阳化工大学科亚学院 化学工程论文:材料化学工程论文 1材料化学工程的概述 材料化学工程是由化学工程学科和材料学科交叉渗透所形成的一门分支学科,其研究方向主要有两个:一是以新材料为基础,不断发展反应过程的反应技术,比如吸附过程、膜过程、催化过程等。该方向主要是通过材料的特征将其分离并进行反应,其目的是揭示材料微观结构中物质进行传递和反应机理,进而总结出适用于材料设计和反应过程优化的理论方法和工艺技术。二是在材料制备的过程中,用化学工程的理论方法解决所遇到的关键问题,比如如何运用微结构的性能关系来实现对材料微观结构和性能的控制,从而完成从材料制备到定向制备的转化。新材料的开发是材料化学工程发展的关键和先导,直接可以衡量出国家的材料化学发达与否,因此,开发新材料对于材料化学工程的发展至关重要。材料化学包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化学传感材料、电子材料、超硬材料、无机非金属材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,这些材料很大程度上丰富了材料化学工程的领域,对其发展做出重要贡献。 2新材料的开发 我国在新材料的开发领域取得了很多亮点,这些新材料的开发成为分离和反应过程的重要基石。一些研究所和大学正在开发一种非晶态的金催化材料,这种材料很有发展前途,因为它具有非常明显的催化特性,而且其催化活性还具有特殊的选择性,具有显著的催化活性和特殊的选择性。对这种材料进行流程综合和技术集成,可以有助于我国新型石油化工技术的构建。石油化工科学研究院也开发出一种新型的钛硅分子筛催化材料,这种材料具有定向氧化催化作用,可以实现“原子经济”,使“零排放”工艺成为可能,而且也具备工业化生产的可能性。而在新材料的分离技术方面,我国也取得了很大的进步,其中南京工业大学发展了以陶瓷膜材料为原料的新单元技术,同时加强了对集成单元技术的开发,这些研究不仅使我国陶瓷技术更加趋于成熟,而且还形成了陶瓷膜新产业,为我国带来巨大的社会和经济效益。 3材料化学工程技术的进展 材料化学主要是对产品微结构进行调控,其主要手段是在加工材料时,将化学方法引入进去,这样我们就可以通过宏观条件来调控产品的微观结构,从而为材料的加工和制备提供理论和技术指导。因此,化学工程技术的改进将直接促进材料化学工程的发展。我国在化学工程技术改进方面已经取得了非常大的进展。清华大学在碳纳米粉体材料的制备过程中,引入了传统的流化床技术,大大降低了生产成本,从而使此生产技术可以用于工业化生产,带来巨大的经济效益。北京化工大学则用超重力场技术来放大纳米材料生产过程中的形貌控制问题,这样就可以通过调节超重力场的强度来调节和改变产品的粒径,。通过这种方法,我国已经成功制备出碳酸钡、碳酸、碳酸锂、氢氧化铝和碳酸锶等纳米粉体,并且形成了工业化生产的技术体系,为我国带来巨大的经济效益。 4展望 材料化学工程作为一门交叉学科,不仅促进了材料工业的发展,而且也丰富了传统化学工程学科的内容,因此,具有非常重大的研究意义。我国材料化学工程的研究已经取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于领先水平。但是,材料化学工程中仍然有很多问题需要我们解决,因此,我们需要再接再厉,争取使材料化学工程的研究更加深入,使其更好地为人类服务。 5结语 材料化学工程在新材料的开发、材料技术的改进以及技术的工业化普及过程中都具有非常重要的作用,且有着非常大的研究价值,其研究前景十分广阔,已经成为国内外的研究热点之一。本文主要分析了材料化学的研究现状,并结合新材料的开发和技术制备两方面,阐述了我国取得的巨大进展和成就,希望可以看到更多研究成果的出现,以促进我国材料化学的发展,为我国创造更多的效益。 作者:刘玉琴单位:浑江区东兴街道办事处 化学工程论文:绿色节能化学工程论文 1.绿色化学工程工艺的开发 传统化学工程使用处理工艺对有毒污染物的处理滞后性较强,通常是在污染物产生之后再另外做针对性处理,不仅增加了处理成本,且治标不治本。比如传统工艺烟气除尘,虽然净化了气体,但是污染物直接转化为废渣废水,还需要另一道工序做清洁处理,无疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。绿色化学工艺的介入,可以直接在生产或排放阶段就完成清洁使命,通过化学反应达到预防、控制和消毒污染的目的。 化学原料是化学工程的源头,原料决定了生产流程和工艺的选择,绿色工艺的介入可以从源头上改变原料生产带来的各类化学污染,同时绿色工艺与化学工程的结合还可高效利用各类自然资源,实现深度开发利用,兼顾无污染、节能、环保的生产方式必然会掀起一轮新的工业革命。绿色原料的典型开发应用比如甘蔗渣、稻草、麦秆以及木屑、树枝、芦苇等可加工成为酮类、酸类与醇类化学品。 在化学反应中使用选择性高的试剂也是绿色工艺应用的一个途径。以石油化工为例,生产过程中烃类选择性氧化反应较为普遍,作为一种强方热性反应,具有生成物不稳定、易进一步氧化等特征,所以,催化反应中此反应并非最佳选择,生成物的不稳定也不利于提取最终产物,所以,为改善这种情况,使用选择性高的试剂是最佳途径。如此一来,不仅可以降低成本,节约资源,还能够降低分离产品的难度提升纯度,无疑实现了提升效益和减少污染的双赢,所以,绿色化学工程在这方面的研究实践也非常热门。随着越来越多的化学反应被应用到工业生产中,催化剂对提升反应速率效果显著,所以目前化学工艺领域积极研究无毒无害的高效催化剂成为主流发展方向不一,不仅有利于工业的发展,对于推动化学分子深入研究也有助益,分子筛催化剂和烷基化固相催化剂就是其中较为典型的代表。 2.绿色化学工程工艺应用 分析绿色化学工艺是实现节能减排的重要途径,对绿色工艺的重视与开发也彰显了当前世界范围内节能减排的重要性。长达两百余年的工业化路程,使得人类活动对自然资源环境的危害越来越大,尤其中国作为当前世界最大的工业国,“三废”问题十分突出,PM2.5问题也成为了悬在人们头上的一把利剑,将资源枯竭、环境污染、生态失衡、人口问题等推到了台前更加显著的位置。大型化工企业作为与人们生存发展息息相关的企业,石油化工与煤炭除去提供能源之外,还提供多种衍生化工产品为人们衣食住行服务,生产过程中产生的废水废渣废气、消耗的大量原材料都警示着当前必须积极发展绿色化工工艺,以达到节能减排、实现可持续发展的目的。就目前而言,节能减排的实现途径主要以下几种:研发新科技、新工艺全过程控制污染;利用先进清洁工艺从源头控制污染;利用技术和工艺创新打造可循环绿色生态产业链;发展循环经济等。绿色化学工程与工艺作为节能减排目标得以实现的重要保障,广泛应用于多个领域,就目前来说,主要以三种表现为主,分别是清洁生产技术、生物技术的应用及生产环境友好型产品。 绿色化学工程与工艺使用生物技术服务可再生能源的合成,像有机化合物原料的应用经历了从动植物到石油煤炭的发展过程,现如今已经开始广泛应用各类再合成的有机化合物。在绿色化工中,所使用的催化剂多以工业酶和自然界中存在的酶,酶与其他化学催化剂相比,具有反应条件温和、生成物优良、污染少等优势,对于当前化工领域而言,生物酶的利用和研发就成为了绿色化工的重要发展方向。像丙烯酰胺的制备,最早使用丙烯晴,在环城生物酶催化后,不仅能耗与成本大幅度减低,且反应完全无副产物,对工业生产而言有多重积极意义。 除此之外,绿色化工工艺还广泛应用于生产环境友好型产品领域,生活中有众多具体应用实例。比如空调制冷多使用氟利昂,会造成臭氧层空洞、紫外线增多、温度升高,目前正积极寻求替代品且朝着低能耗方向发展,无磷洗衣粉减少对河流水域污染和人体健康的危害,可降解塑造制品对土地、水源危害都将进一步减轻,清洁汽油的使用可对大气污染降低,以上种种尝试都说明了在生产环境友好型产品领域,绿色化工工艺所发挥的积极作用。尤其是近年来无污染汽油的研发与应用,像低硫柴油、乙醇、二甲醚等,不仅经济环保,发展前景好,且制备生产对自然资源的消耗、对环境的危害都不断降低,证实了绿色工程化工应用的优越性。 3.总结 综上所述,绿色工程化工作为建设资源节约型社会、实现可持续发展目标的关键,对生产生活益处多多,应当积极鼓励绿色化工介入工农业生产,以贯彻节能减排目标。 作者:田胜龙单位:江汉大学化学与环境工程学院 化学工程论文:工艺性化学工程论文 一、化学工程与工艺原理的论述 1.化学工艺任务特性研究依据化学工程与工艺流程进行科学审视,涉及细化的工艺任务主要是应用专业理论和人员技能标准进行同步开发、设计的,因为科学工程的大力支持,使得单位人员基础操作活动越来越正规,基本能够依据企业生产流程进行优化模拟训练,将节点更新指标落到实处。关于这部分学科研究领域众多,工艺专业需要人员充分掌握应用理念前提下,结合各自行业实际管理状况进行创新领域开创,进而形成独具特色的专业归控体系。 2.化学工业特点延伸依据数理、化学内涵作为支撑媒介,进而深度联合工业经济基础条件进行窥测,将化工单元操作和热学、动力学原理进行深度融合,进而有力指导设备开发工作。化学工程主要随着化学工业的过渡改造而形成,其中化学反应作为生产流程的优秀内容,将为过程分析创设主动适应空间,将研究过程方向梳理完全;而化工热力学条件作为单元反应的理论基础,对于产品回收效率有着充分的界定要求,其将直接决定产品后期回收效率,对于产业经济成本规模产生着重大影响效果。因此,在单元详细操作流程中,技术人员可针对各类化工设备以及产品形态进行科学审视,由于传递流程作为单元操作、反应工程的支撑媒介,而化工产业在全新发展形态下需要落实优秀催化技术,就必须联合跨学科形态的战略进行综合比对、研究,争取达到统一规划标准格局。内部传递机制主要围绕动力、热能、产品质量元素阐述,这其实就是异质化单元内部反应装置的物理演变过程。 另一方面,合成化学作为既定学科的优秀要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。 二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析 传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。 三、结语 按照上述内容论述,随着我国经济事业的不断发展,有关化学工业整改工业也大面积扩张。为了积极改良化工产业归控形态,就必须联合工程实践环节进行有力疏导,争取将各类操作限制问题归控完毕,完成工程改造的历史任务,为后期产业可持续发展灌输全面适应活力。 作者:刘晓明单位:沈阳化工大学科亚学院 化学工程论文:课堂演示实验实践化学工程论文 1.对化学工程课堂演示实验的认识 在化学课程中,课堂演示实验是大家所熟悉的常用教学手段。化学工程是研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。化学工程的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别是在放大中的效应,以解决关于过程开发、装置设计和操作的理论和方法等问题。它以物理学、化学和数学的原理为基础,广泛应用各种实验手段,与化学工艺相配合,去解决工业生产问题。化学工程是一门基础工程学科,它虽发源于近代化学工业,但经过与各种科学理论和先进技术相结合,业已形成了独具一格的科学体系。近来化学工程虽日趋理论化和数字化,但它仍然是一门切合实际又饶有兴趣的学科。可是对于缺乏实际知识的青年在校学生来说,初次接触这门课程时,往往反而觉得该课程比数理课程还难以捉摸,大学低年级学生更觉困惑。在进行化学工程启蒙教学时,不仅需要按学科自身的逻辑进行严谨的数理演绎,还需要运用一些生动直观的教学手段,为初学者铺平入门之路。因此,在化工课程中,课堂演示实验的地位和作用,显得尤为重要。在教学过程中强化演示实验,训练学生的研究性思维,培养学生观察实验现象、研究实验规律、理解事物本质的能力。 2.强化化学工程课堂演示实验 在当今多媒体教学盛兴的时代,课堂演示实验仍然是一种不可缺少的教学手段。其根本原因,是它具有较强的真实感。这种特性对于科学实验尤为重要。多媒体教学手段虽有很多优点,但屏幕上显示的形象,毕竟与现实的事物或现象有差异,如果不与生活中已经熟悉的对象相比较,就难以感知事物的真实形象。因此,学生还要进一步开动脑筋,去再现视频形象与真实事物或现象之间那些缺少了的环节。课堂演示实验可以直接感知真实的形象,这正是它同多媒体教学手段相比,所具有的突出特点之一。但实验装置或模拟实验设备与工业规模的化工设备相比毕竟有所不同,还需要实物教具、幻灯片、电视录像或是电影等手段来补充。这正好说明,不可能存在一种在任何条件下都适用的,尽善尽美的教学手段和教学方法,而是根据学科性质、教学内容和教学环境等具体条件,选择采用,或者多种手段配合使用,以各展其长。课堂演示实验与实验室教学实验,各有其不同的目的。如上所述,课堂演示实验是课堂教学的一种手段,旨在提高课堂教学的效率。实验室的实验教学则是教学过程的一个重要环节,或可作为一门独立开设的课程,其主要目的是让学生初步掌握一些有关化学工程的实验研究方法和实验技术,培养学生从事科学实验的实践能力。因此,两者对于实验装置的要求,以及实验的能容和方法都有所不同。对于学生来讲,某些实验训练价值不大的项目,例如雷诺实验、流体阻力测定、流体机械能转换实验等这一类实验,作为课堂演示实验是必要的,而作为实验室教学的意义就不是很大。对于既有作为演示实验的必要,又有实验训练价值的某些实验项目,在实验内容和方法上,应尽可能使两者在小型化的基础上结合起来。在设计时,尽量考虑到教学实验的需要,以提高实验设备的利用率。自然,课堂演示实验与实验室教学实验的目的要求不同,期望所有装置都能通用也是不现实的。 3.化学工程演示实验需要注意的几个问题 化学工程演示实验最大的特点是工程实践性。它不同于化学类实验课程,实验对象从烧瓶、酒精灯、玻璃棒变为实际生产的模型设备,具有显著地工程实践性,而学生的实践经验往往非常匮乏,这就要求教师把握化工实验的特点,注重研究性教学模式,在课堂演示实验中采取教师为主导,学生为主体的形式,尽量让所有学生都参与演示课程,并且尽可能的引用一些与实际生产紧密联系的工程问题进行演示。在演示过程中,教师要鼓励学生积极主动思考,勇于提出自己观点,敢于创新。课堂演示实验是一种很好的教学手段,这种手段的合理运用,则是一种教学艺术。如果运用得法,与教学内容配合紧密,视听结合得巧妙,就一定能发挥它应有的效能,否则就会事倍功半。化学工程的课堂演示实验,能否达到提高课堂教学效率的目的,演示实验装置的性能也尤为重要。为此,在实验装置方面至少要达到如下一些基本要求:①实验装置应尽可能做到小型化和仪器化;②演示实验装置尽可能做到直观、生动、形象;③演示实验装置应做到稳定、快速、准确、合乎科学;④演示装置需尽最大努力消除噪音和其他污染。此外,在实验物系的选择上,也需综合考虑原料价格、气味、毒性等要求,一般以空气、水等价廉易得且环保原料为佳。课堂教学中演示实验侧重点不同,大致可分为:①展示现象,该类演示实验通过学生观察实验,了解现象,进而验证并巩固所学知识;②展现概念,该类演示实验通过化抽象为具体,从而实现抽象概念直观化、具体化;③获得规律,该类演示实验通过显现的结果,通过观察分析并进一步归纳演绎从而得出其中的规律。这就需要教师准备多套课堂演示实验,从而根据情况有选择的开展相应课堂演示实验工作。 4.结语 通过初步的教学实践,所采取的措施较好的实现了课程的教学目的,显著提高了绝大多数学生的学习兴趣与热情,调动了学生学习积极性,同时培养了学生观察能力与思维能力,有效提高了本课程的教学质量。化学工程理论课与课堂演示实验相结合是一项长期而艰巨的任务,教师只有通过长期不懈的钻研,针对课程的特点,在教学实践中不断积累和总结经验,才能真正充分提高课堂教学的水平与质量。 作者:许立信 叶明富 伊廷锋 陈启厚 雷智平 万梅秀 单位:安徽工业大学 湖南人文科技学院 化学工程论文:计算机化学工程论文 1计算机在化学工程中的应用 1.1建立数学模型 工程上的计算是以函数,尤其是数值函数为基础的。所谓数值函数就是说在函数的定义域中每一点x就可得位移的f{x}值,此值成为f在x处的值。例如,如何表示空气的cp{T,P}函数?我们可以利用计算机,输入程序,就会得到很精确的结果。除了上述问题,还有很多化学工程的数据处理的过程模拟,如:非线性方程求解、线性方程组的迭代求解、常微分方程数值解、偏微分方程数值解等等,都是先建立一个数学模型,然后带入计算机,最终得出一系列结果的。 1.2Office软件在化学工程中的应用 随着计算机的普及,越来越多的人把原本纸上的工作转移到计算机中去了。化学工程学科需要处理大批文档工作。譬如,化工论文的书写、化工文献的编辑、化工产品的说明,这些文档中常常会有大量的图表、公式、特殊符号,会话费人们大量的精力和时间,进而影响新信息的及时传播。有了Office中的Word软件,处理上述问题就方便多了。Word软件能够比较轻松地输入各种文档,还可以对文档进行多种编辑处理。编辑化工论文时经常用到的功能如: (1)改变字体大小。 (2)随意设定版面。 (3)利绘图工具绘制实验流程图,并修改。 (4)利用公式编辑器编辑数学公式及化学反应式。 (5)可插入表格及页码。 (6)复制和删除方便。Excel工具的强大的分析数据功能可以将数据进行统计,然后将其规律性地展示出来。在处理化工数据时,我们可以利用Excel工具进行求平均值、自编公式计算等。 1.3Origin在化学工程数据处理中的应用 Origin是具有较强功能的实验数据处理软件。可利用Origin进行图形生成,我们可以在软件中输入实验后得到的数据,通过软件得到实验数据曲线图。为利用Origin工具绘制的实验数据图。通过图形或曲线,可以清晰明了地把大数据展示给他人,并从中发现数据之间的规律,以便更好地进行实验。 2结语 在了解化学工程的基本认识后,再通过计算机Office、Origin、AutoCAD软件在化学工程中的实际应用,可以使读者概括地了解计算机在化学工程中的应用。 作者:尹小社 单位:中蓝连海设计研究院 化学工程论文:化学工程工业节能论文 1绿色化学工程与工艺 通过调查可以发现,我国传统的化工业在生产过程中所产生的废弃物以及生产工艺都会对我国的环境以及能源造成大量的污染和消耗,而且想要对其进行处理和加工有是十分不容易的一件事。而从整体上来看,化工生产之所以会对环境造成影响,其中的主要因素在于其在生产过程中对于化学原材料的选择。绿色化学工程及工艺在投入到实际应用过程中所遵循的原理便是以及绿色生产、清洁生产为基本原则来进行,而该种生产方式对防治化学生产所带来的环境污染和能源消耗问题都有着十分明显的成效[2]。绿色化学工程和工艺在投入到化学工业生产的过程中基本采用的都是不具有危害性的化学原料作为其产品的生产主要原料,也就是说,绿色化学工程和工艺是在化学工业的生产之初便对环境污染问题进行了相应的预防。 2绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 当前,绿色化学工程和工艺在我国各类化学工业的生产过程中应用的都十分广泛,并且对我国化学工业生产的节能减排起到了良好的促进作用,这些作用主要体现在以下两个方面。首先,绿色化学工程及工艺中涉及到的生物技术对我国化学工业生产中所涉及到的废弃物排放起到了一定的净化作用。这里所提到的生物化工技术指的是在生物的体内存在一种具有高效催化功能的生物酶,这种生物酶又可以称之为催化酶。这种从生物体内提取出的催化酶具有非常好的催化功能,将其应用于生物的催化过程中,其不但可以利用自身具有的超强的专一性来促进生物酶反应的总体效率,与此通知其还可以提升总体的反应质量。与此同时,绿色化学工程及工艺还将这种生物技术引入到了化学工程的生产过程中,其通过将自然界中的可再生资源用生物技术转化成化学原料的方式来进行最终的化学生产,这样的做法不但使自然能源的消耗得到了减少,同时还使化学工业生产中的能源反应效率得到了相应的提高,继而从根本上减少了化学工业生产中废弃物以及污染物的排放数量。其次,绿色化学工程及工艺中还会涉及到清洁生产技术的应用,该项技术可以说是一个绝对的绿色生产技术,其可以对化学工业生产中所需要用到的化学原料进行绿色处理(无毒、无害、无废弃),故其在能够增加化学院材料使用效率的同时,还从根本上提高了化学工业生产的总体质量。与此同时,其还可以将化学生产中所排放出的污染物和废弃物进行处理,使其变成有机物质或能够供人们生活的沼气资源,继而使化学工业生产的绿色生产得以实现。 3结语 综上所述,本文通过研究可以发现,当前我国所提出并实施的绿色化学工程与工艺在投入到化学工业生产的过程中主要采用的是无毒无害的经过加工以后的化学物品。而且其中所涉及到的节能减排绿色生产工艺在投入到生产的过程中,使用的也都是以清洁生产为最终目的科学生产技术。故其不但能够使化学工业生产在实际的生产过程中排出的污染物对于环境的破坏性得到大幅度减少,还可以使其生产出的产品与自然环境的生长形成互补,继而保证了我国社会环境的可持续发展。 作者:高勃妍 单位:哈尔滨石油学 化学工程论文:化学工程技术论文 1关于新型的反应技术研究 从广义的角度来看,所谓的分离强化首先就是要对设备进行不断的强化,然而在对生产的工艺进行强化,进而从整体上来说就是只要能够将设备变小以及能量转化效率提高的技术变为化学的分离技术强化的结果。这样做不仅仅能够更好的有利于可持续发展的理念,同时也是化学分离技术的发展趋势之一。但是,传统的化工分离技术主要是根据沸点的不同,把一些不同组成成分的物质进行分析,然而随着科学技术的不断发展以及对于该项工作的不断研究,进而得出该项技术具有着十分广阔的发展前景,但是在应用的过程中还是存在着很多的问题,主要是这项技术的研究对分子蒸馏的基础理论研究相对来说还是比较少,并且在理论方面也没有能够得到充分的说明。但是随着科学技术的不断发展,分解技术也得到了不断深入的研究,并且也取得了不错的效果,并且也渐渐的把信息技术引入到了分离技术的研究以及开发当中,进而在对热力学以及传递的性质进行的研究,对于分子模拟大大的提高了预测热力学的平衡等,因此在进行研究以及开发的过程中对于分离技术具有着十分深远的意义。 2在热传导过程中的研究进展以及方向 2.1关于微细尺度传热的研究 所谓的微细尺度主要是从空间尺度以及时间尺度微细的研究以及对传热学规律的研究,目前在传热学当中已经是成立了一个分支,并且其发展的前景也是十分的广阔。在物体的特征尺寸要大于载体离子的平均尺寸的时候,就是连续的介质便依然是成立的,然而因为尺度是微细的,并且以前的假设影响因素也将会随着发生着改变,进而将会导致流动以及传热的规律出现一定程度的改变。当前随着纳米以及微米的技术得到了不断的发展,并且已经是受到了人们十分广泛的关注,在很多的领域当中也都在是围绕着微细尺度传热学进行不断的研究,并且已经是在不少的领域当中取得了不错的成果,比如在微型热管以及高集成的电子设备当中。 2.2关于强化传热过程中的研究 对于这项研究主要是从改进换热器的设备方面进行入手的,其研究开始的目的主要是为了能够更好的提高传热的效率,同时也是为了能够改进设备的持续对外放热,对于这项研究的改进主要是包括了传热材料以及生产工艺的改进,同时将传统的设计进度优化等内容。 2.3关于传热的理论研究 在最近的几年来,该项工作的研究人员主要是在滴状冷凝在生产中的应用进行研究,但是一直到目前也没有能够得到实现。其主要的问题便是怎样的获得实现的滴状冷凝,以及如何的是冷凝的表面寿命得到延长。目前其主要的问题就是如何改变冷凝界面的性质,以及怎样才能够将冷凝应用到工业当中进行传染改造。在沸腾传热的过程中,其传热的方式不仅仅在机械以及石油化工行业当中得到了十分广泛的应用,同时也在航天行业当中得到了十分广泛的应用。长期以来人们也一直对于液体出现核态沸腾的主要原因进行着不断的研究。 3结语 目前我国依然是处在社会主义初级的发展阶段,并且不断增加的物质文化需要并不能够得到有效的工艺,并且也将会面领着一些的问题,因此必须要不断的对其进行完善。在我国化学工程当中必须要不断的对人才进行培养,并且要不断的进行创新,以此来希望能够在不久的将来使我国的化学工程学科能够达到国际先进的水平。 作者:陈苗 单位:江西铜业集团(德兴)实业有限公司 化学工程论文:集成实验化学工程论文 1实验材料、仪器和试剂 1.1实验试剂 乳酸发酵菌种:植物乳杆菌;发酵液500mL;电极室用水:0.3mol/L的Na2SO4溶液1000mL(阴极室和阳极室各500mL);酸室和碱室为蒸馏水。发酵培养基每升含:蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、葡萄糖50g、乙酸钠2g、柠檬酸二胺2g、吐温-801g、磷酸氢二钾2g、七水硫酸镁0.2g、一水硫酸锰0.05g。 1.2实验仪器 恒温振荡器、高压蒸汽灭菌锅、发酵罐、干燥箱、电子天平、pH计、生物传感分析仪、分光光度计、冰柜。其他常规实验器皿:烧杯、量筒、玻璃棒、酒精灯、接种环、培养皿、移液管等。直流稳压电源;明道式电渗析膜堆一套,外配容量为1000mL的烧杯5只,硅胶管(约0.5m)10根;小型潜水泵5个。通过发酵罐控制主机箱上的蠕动泵,将双极膜电渗析的碱液隔室与发酵罐进行连接。为了降低发酵罐中染杂菌的风险,必须对连接的管子进行灭菌操作。发酵罐内由pH计进行实时监测,当pH低于设定值时,由蠕动泵自动将双极膜电渗析的碱液隔室中的碱液泵入发酵罐进行调节。由于软管内是强碱环境,故碱液室与发酵罐之间的连接管不需要进行灭菌操作。 2实验步骤 2.1双极膜电渗析的准备 (1)组装膜堆:按“阳极板—隔板—双极膜—隔板—阴膜—隔板—阳膜—隔板—双极膜—阴极板”顺序组装膜堆,用长螺杆钉压紧膜堆。为了确保装置的严密性,应使隔板之间的垫圈厚度不超过垫圈槽,并使双极膜的阳膜侧朝向阴极板。此外,在用螺钉压紧装置时,应注意均匀用力,以防止装置变形甚至断裂。 (2)连接设备:在隔板出口分别连接出水管和进水管。将进水管与外置烧杯中的潜水泵出口连接,将出水管的出口端连接到烧杯中,以确保循环通路畅通。 (3)注入料液和电极水:在盐室中注入料液,在极室中注入电极水,在酸室和碱室中注入蒸馏水,此过程应保证料液淹没潜水泵。对于双极膜电渗析,应在实验结束后将各个隔室、烧杯和潜水泵内的料液或电解质溶液清洗干净。若长期不用,应将装置拆卸还原,并确保各组件干燥和清洁。 2.2发酵过程的准备 (1)种子培养基的培养:配制一定量的种子培养基,并在高压蒸汽灭菌锅中灭菌。灭菌条件为:121℃,20min。待培养基冷却至室温后,取新鲜斜面菌种,接入种子培养基中,在转速为150r/min的摇床中培养24h,温度恒定在37℃。 (2)发酵罐灭菌:将配制好的发酵培养基加入到发酵罐中,此处应注意体积不能超过发酵罐总体积的2/3。然后将发酵罐和培养基一起放入灭菌锅中进行灭菌。 (3)火焰接种法:先用医用酒精擦拭接种口;在火圈中加入酒精,点燃后套在接种口上;关小空气进气阀,调节进风,降低罐压,打开接种口盖;在火焰范围内打开种子培养基的瓶塞,在火焰上烧灼几秒钟后,迅速将种子液倒入发酵罐中;在火焰上烧灼接种口盖子数秒后,迅速盖好接种口盖,关闭空气进气阀。 (4)发酵培养:接种结束后,对发酵培养过程的各项参数进行设定,开始培养。发酵过程中要打开冷凝器水阀。具体操作参数:转速为150r/min;温度为37℃;pH为6.7。 2.3发酵罐与双极膜电渗析集成操作过程的监测 在集成操作过程中,要对发酵罐和双极膜电渗析同时进行监测,防止任一方出现问题导致集成操作失败。发酵过程: ①通过发酵罐的主机控制发酵的pH条件、溶氧浓度和实验温度。每1h记录pH、温度和溶氧浓度,通过数据判断发酵过程是否正常; ②每4h测量残余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量,以判断细菌的生长情况和乳酸的生成情况。双极膜电渗析过程: ①双极膜电渗析过程调整稳压电源的电压和电流值来控制实验条件,每1h记录电压、电流。 ②每4h测量酸室中的乳酸浓度、碱室浓度和碱室碱液体积。 3分析方法 3.1葡萄糖和乳酸的测量 在发酵过程中,要间断地取样进行监测。发酵液中含有有机酸盐、无机盐、菌丝体、蛋白质、脂肪和糖类等。双极膜电渗析过程的料液是经过超滤和脱色之后的发酵液,主要成分为有机酸盐(主要为乳酸盐)和无机盐类物质。实验中使用生物传感分析仪获得葡萄糖和乳酸含量。 3.2生物量的测量 在发酵过程中,要及时监测乳酸菌的生长情况。取样后,用0.3mol/L的稀盐酸溶液稀释,目的是消除一些沉淀性盐的影响。在波长为600nm处,测量吸光度。对于产酸量(Na)、产碱量(Nb)以及它们各自的电流效率(ηa和ηb),可根据下面的公式计算 4实验注意事项 (1)发酵实验结束后,需要完成乳酸发酵液的初步提取工作。应及时向发酵罐中加入NaHCO3,使pH升高到10左右。同时升高温度至90℃,使菌体和其他悬浮物下沉。发酵原液澄清后,将上清液收集到塑料桶中,放入冰柜中保存并用于下一步的提纯。对澄清后的沉淀物集中进行处理。 (2)在利用发酵罐控制主机进行发酵液pH调节时,要控制碱液的添加速度,以使碱液与发酵液充分混合反应,并确保发酵液的pH不被调节得过高而影响微生物生长。 (3)如果装置发生泄漏,应尽快压紧装置;如果情况得不到改善,应拆卸装置、查找原因(或更换垫圈、或增加垫圈厚度等)。在实验完毕后,应将隔室、烧杯和潜水泵内的料液或电解质溶液清洗干净。若长期不用,应拆卸还原装置,并确保各组件干燥和清洁。 作者:冯红艳 徐铜文 王晓林 杨伟华 单位:中国科学技术大学化学实验教学中心 化学工程论文:多维实践平台建设化学工程论文 一、多维创新实践平台建设的内容和目标 (一)建设内容 一是多维创新实践平台硬件建设。针对能源化学工程专业的特点,对已有的校外生产实习基地进行巩固和规范,实现专业和企业的有机衔接;开拓新的生产实习基地,丰富和加强学生实践环节;优化实验室资源分配和管理机制,增加公共和专业实验室的开放数量和时间;引导和加强专业教师研究室和企业的产学研合作,促进校企产学研中心的有序高效运行,增进校企的紧密联系。二是多维创新实践平台硬件建设运作机制的建设。以校企产学研中心为桥梁,学校和企业签署共同建设协议,确定双方的责任和义务,成立协调办公室,实现实验室、教师研究室和企业的协调互助,加强和完善学生实践环节,增强学生对企业生产的了解和行业发展的认识,提高学生应用专业知识的能力。 (二)建设目标 通过多维创新实践平台的建设,造就一支结构合理高水平的教学科研队伍,利用区域优势和学科优势,进一步加强多种形式的协作,满足具有鲜明特色的专业人才创新能力培养需要。通过多维创新实践平台的有效运作,增加实践教学比重,改革实践教学内容,完善实践教学条件,切实提高能源化学工程专业大学生的应用创新能力。通过多维创新实践平台的建设,培养新形势下的优秀本科生,促使其更快、更好地适应社会需要。 二、多维实践平台建设的实施方案 对学生的多维创新实践能力的培养应该是在专业教师的指导下进行的,目的是充分激发学生的自主学习能力,培养学生的创新能力,让学生真正掌握理论知识,并且可以运用自己所学知识解决实际问题。以此来落实以学生为中心的教学理念,实现课内课外相结合,教学与实践相结合的教学目标。 (一)对教师研究室的建设加以完善 可以根据每个教师的专长和研究方向,来建设尖子教师研究室,并且对考核目标作出明确规定,支持本科生“进团队、进课题”,积极参与教师的教学与科研活动,增进教师研究室和企业的交流,实现教研相长。 (二)强化校内实验室建设和管理 把突破口瞄准建设综合实验室,综合考虑教学内容、课程设计、生产实习的全面配套改革,提升实验室教师的专业水平,发挥学生的自主性,完善生产实习环节。主要是巩固原有生产实习基地,开拓新的实习基地;采用灵活多样的指导方式,充分考虑学生的个体差异,有针对性地选择实习教师和实习场所;强化校企产学研中心的作用,促进学科发展。设计完善的多维实践创新平台运作机制,满足其发展和提升的需求,更好地服务于科技创新。 (三)加强教师团队建设 坚持“以人为本”、“服务广大师生”的指导思想,构建服务化的、人性化的、可持续发展的新理念,调动教师积极性,保障高素质人才的培养,全面推进教育教学改革。 三、结语 安徽理工大学能源化学工程专业学生创新能力的多维创新实践平台建设是立足安徽良好的能源产业背景,紧扣产业需求,结合学科特色提出的,其实施将会促成校内实践环节、校外实践环节和校企产学研三个实践环节的协作和相长,实现学生、学校、企业共同获益,切实培养大学生的创新能力。同时,也为其他相关学科开展大学生创新能力培养工作提供借鉴,共同建设创新型国家. 作者:陈秀 来永斌 陈明功 张洪流 化学工程论文:卓越工程师教育化学工程论文 1教学资源建设是卓越计划得以实施的关键问题 教学资源建设是有中国特色卓越工程师教育培养计划实现的关键问题,也是长期以来中国卓越工程师教育培养计划实施的重点和难点问题。我国教学资源建设仍然存在总量不足、分布不均、共享困难、不能有效服务专业设置、课程建设、顶岗实习和学生就业等诸方面的不足。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确要求把加快教育信息化进程作为推动教育改革发展的保障措施。卓越计划结合自身规律开发数字化资源,加强以优质视频、教学素材、特色专题为主要内容的专业教学资源库建设,有利于推动卓越计划相关专业建设、课程改革和教学方法手段的不断创新,并直接关系到卓越计划培养出来的人才质量。同时,《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见(教高(2012)4号)》提出“通过多种方式整合校园资源,优化办学空间,提高办学效益,确保高校办学条件不低于国家基本标准。因此,建立开放灵活的教育资源共享平台、提高资源建设的规范性和利用效率、降低建设成本和促进优质教育资源的普及和共享已成为亟待解决的重要问题。 2卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的思路 卓越工程师背景下的化学工程与工艺专业需要根据行业对化工工程师知识、素质和能力的要求,确定相关课程和实践教学环节,将涉及工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力培养、企业以及工程项目管理知识的课程纳入培养方案中,增加工程教育相关课程,因此,必须按照新的人才培养方案,以教材建设和精品课程建设为手段,改革教学内容,加强教材建设,自主编写和完善系列专业教材,使教学内容充分反映新世纪化工实际生产和化工行业可持续发展的新要求。总体建设思路如下: 2.1构建“新体系” 构建以培养工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力为目标的实践教学新体系。按照基本技能层、知识应用能力与工程实践能力层、创新能力与工程综合能力层等“三层次”,循序渐进地培养学生的工程综合能力和创新能力。在基本技能层,主要通过课程实验、上机操作等实践环节加深对理论课程基本概念、基础知识和基本理论的理解和基本技能的培养;在知识应用能力与工程实践能力层,主要通过课程设计、专业实习、社会实践等环节实现对学生知识应用能力的培养;在创新能力与工程综合能力层,主要通过化工企业轮岗实习、化工企业项目设计与研究、毕业设计(论文)、大学生“挑战杯”竞赛、大学生科技创新活动、产学研合作开发等方式实现对学生的工程综合能力与创新能力的培养。 2.2突出“厚基础” 本专业卓越工程师教育专业培养方案课程设置分为通识教育,专业基础课和专业课三大模块。通识教育包括数学与自然科学、人文与社会科学、体育、素质教育公共选修课等,其课程学时占总学时的47.7%,课程学分占总学分的47.5%;专业基础课包括相关学科基础课和专业基础课,其课程学时占总学时的34.9%,课程学分占总学分的34.3%;专业课包括基本专业课和专业方向课,其课程学时占总学时的17.4%,课程学分占总学分的18.2%。突出了卓越工程师培养的厚基础,为卓越工程师的培养奠定坚实的基础。 2.3强化“宽口径” 本专业卓越工程师教育专业培养方案设置了精细化工、能源化工和生物化工三个专业方向课程模块。其中,精细化工方向课程模块开设了精细化学品化学、精细化工工艺学、精细化工过程与设备、精细化工及分离实验等课程;能源化工方向课程模块中开设了煤化学、煤化工工艺学、洁净煤技术、煤化工实验等课程;生物化工方向课程模块中开设了工业微生物学、生物化工工艺学、生化分离技术、生物化工实验等课程。强化了卓越工程师培养的宽口径,以满足大化工行业对工程技术人才的要求。 2.4体现“重创新” 教材建设也是教学资源建设不可缺少的内容。在化学工程与工艺专业的专业基础课和专业课教材的选用上,以“加强基础、精选内容、有所创新、有利教学”为原则,尽量选用国家规划教材或者比较权威的高水平教材。同时,组织教师立项编写或参编高质量教材,如普通高等教育国家规划教材或精品教材;自编配套辅导教材和讲义,制作和充实各类声像教学资料,积极开发具有专业特色的CAI课件,录制网络教学视频。重点开展精品课程建设,争取获得1门部级精品课程、2~3门省级精品课程、4~5门校级精品课程,通过改革与建设,不断提高教育质量和人才培养质量,努力培养学生的创新精神和实践能力,打造出有扎实理论功底、掌握化工专门技能、有很强事业心和吃苦耐劳精神的应用型专业人才,以满足现代化工业发展对化工专业高素质人才的需求。我们将不断完善卓越背景下化学工程与工艺专业的教学资源建设,确保学校教学质量不断提高,确保专业建设项目绩效。 3卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设存在的困难 卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的内容相当丰富,在实际操作过程中需要突破重重难关,其中最为突出的有校企合作、人才需求的个性化和多样化以及师资队伍建设三个方面。 3.1校企合作是首先要解决的问题 近年来,我院不断探索和完善校企合作的长效运行机制,努力通过各种渠道与企业沟通,先后在多家大中型企业设立了教学实习基地并成立了一个工程实训中心,为学生营造了在企业进行实践学习的良好机会。但有些企业为了兼顾安全生产、产品质量和生产效益,不能为学生提供在相应的技术岗位上动手操作的机会,这样一来学生的动手能力就得不到真正的锻炼。 3.2人才需求的个性化和多样化 不同的公司对技术应用型人才的需求均存在差异,如同样是培养化学工程与工艺卓越工程师,有些公司需要学生具有精细化工或生物化工方面的知识,而有些公司则需要学生具有能源化工方面的知识。因此,我们必须有的放矢地进行化学工程与工艺专业卓越工程师教学资源的建设,以满足不同公司对技术应用型人才的多样化需求。 3.3师资队伍的建设 化学工程与工艺专业卓越工程师培养必须摆脱传统的大学生培养模式,为了实现卓越工程师的培养目标和落实卓越工程师的培养标准,形成具有良好的学缘结构、知识结构和以中青年为主体的双师结构教学团队是顺利、高效进行教学资源建设的必要条件。而要改变目前师资水平不足,知识结构单一和学缘结构不合理的现状将是一个长期而艰巨的过程。 4结论 本文详细分析了卓越工程师背景下化学工程与工艺专业教学资源建设的必要性,阐述了构建“新体系”、突出“厚基础”、强化“宽口径”和体现“重创新”的教学资源建设思路,并探索了教学资源建设中存在的校企合作、人才需求的个性化和多样性及师资队伍的建设三个突出问题。这对化学工程与工艺专业卓越工程师培养的顺利进行具有很好的指导意义,并可为其它专业卓越工程师的培养提供参考意见。 作者:刘和秀 申少华 胡忠于 李爱玲 黄念东 郑柏树 曾坚贤 单位:湖南科技大学化学化工学院 化学工程论文:程模拟系统教学化学工程论文 1在化工原理教学中的应用 化工原理系列课程包括:理论课、实验课、生产或仿真实习和课程设计四个环节。其中化工单元操作过程设计方法、操作原理及其计算是理论课程教学的重要内容,而迅速准确地进行工程计算是课程设计的基础,所以组织好化工原理理论课程教学是落实化工原理整体教学的关键。目前,化工原理主要授课内容:流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离和固体流态化、传热、精馏、吸收、萃取、干燥等单元的基本概念、原理和工程计算方法,而通用过程模拟软件中几乎包括所有常见的化工单元基本模块,在讲课过程中,教师可以在讲授基本原理后,使用软件中的相关计算模块对其工作特性进行模拟展示。东南大学化学化工学院肖国民、李浩扬等,利用Fluent、Aspenplus软件应用于讲授和解决“三传”问题。其中利用Fluent软件,对固定床反应器进行动量模拟,结合反应动力学模型和对流传热模型等,研究反应器内一氧化碳与硝酸二乙酯偶联反应,从而获得反应器内速度、温度和各物质浓度的分布情况,模拟结果与实验数据吻合良好。这一过程给学生清晰的展示了:不仅固定床反应器内部的“三传”均和反应的进行程度相辅相成,而且若想准确计算、设计或优化一个单元操作过程,实验情况与计算模拟必须相互反馈,相得益彰。利用Aspenplus软件对二苯基甲烷二异氰酸酯换热器进行设计和工程开发,与传统的换热器设计计算方法相比,结果具有可靠性高、计算用时少、绘图快、和各专业集成效应强等优势。通过对甲醇—水精馏过程模拟,说明该软件可用于质量传递方面的计算。教学实践证明,该方法不仅可以全面反映塔内物料组成、质量分布状况等工艺计算结果,而且还可通过系统内置板式塔或填料塔的各种塔内件参数,得到塔结构详细设计,另外学生还可以通过改变模拟计算条件,综合考察各因素对分离效果的影响,便于教学。中国石油大学(华东)化学工程学院刘相、王兰娟利用软件:Mathcad、Aspenplus和AutoCAD与传统的课程设计相结合的教学方式,简化繁琐的计算过程,强化学生的工程意识和制图规范,使化工原理课程设计逐步走入规范化轨道。中国石油大学(华东)化学工程学院孙兰义,张月明等,选择烯烃分离装置作为研究对象应用于化工原理课程设计教学之中,利用Aspenplus、ProII获得了最佳回流比、理论板数等重要数据,计算机教学的引入为化工原理课程设计教学注入了新的活力。江苏技术师范学院化学与环境工程学院张春勇,郑纯智等利用Aspenplus软件在流体流动和输送机械、传热、精馏、吸收与脱吸中应用,在教学过程中使学生看到的都是工程实例,充分践行了理论联系实际这一教学原则。嘉兴学院生物与化学工程学院韦晓燕,谭军等,山东科技大学化学与环境工程学院张治山、高军[21]等将Aspenplus过程模拟系统有目、有步骤地应用于化工原理系列课程教学,通过单元模型操作型问题、实际案例分析和课程设计三个阶段的训练,使学生加深对化工单元设计的理解,达到培养“知识”+“能力”型人才的目的。另外,北京石油化工学院化学工程系葛明兰,李翠清等和安阳大学化工系李安林,张换平等将ChemCAD软件应用与化工课程设计和简捷精馏模型,青海大学化工学院李晓昆,张宏等将ECSS软件应用在板式精馏塔工艺计算中。华南理工大学化学与化工学院郑秀玉,李琼还将过程模拟系统应用于化工仿真实习教学的改革与实践当中,取得了宝贵的教学经验。实际工程问题的解决方案通常是多方面因素综合,且呈非线性关系作用的结果,解答需要经过多次运算与讨论分析。如操作型计算,尽管与设计型应用的原理是一样的,但是因为思考问题的角度不同,使得此类问题复杂、灵活,综合条件的选择计算不是一次完成,而是需要多次试算,反复迭代,加之公式复杂,计算步骤繁多,计算量很大。模拟软件的应用是解决这类问题行之有效的捷径,既帮助学生加深了对各化工单元的认识与理解,又培养了他们解决实际工程问题的能力。 2在化学反应工程、分离工程教学中的应用 化学反应工程和化工分离工程皆为化学工程与工艺专业本科生必修的专业基础课程。其主要研究内容的共性为过程开发、工艺设计以及实际生产操作过程中遇到的工程问题。在化工生产过程中,化学反应是生产的优秀,而分离过程则是其前的原料净化和其后的产品精制,一般来说分离装置的费用占总投资的70%以上。过程模拟系统中,基本上包含了教学过程中所包含的各式反应器模型,另外系统还集成了用户自定义模块,用户可根据实际需求二次开发反应器模块子程序。而对于化工分离过程的模拟无论是从可模拟介质的种类和塔器的形式上,还是从模拟结果的精度上,都堪称化工模拟技术发展的代表。如:在AspenPlus中用于模拟所有类型的多级汽-液、液-液平衡为例,其计算分为简捷、严格法两种。简捷法计算单元模块库有三类:简捷法精馏设计、简捷法精馏核算和石油简捷蒸馏。严格法计算单元模块库有六类:严格精馏、复杂塔严格精馏、石油严格蒸馏、基于质量传递速率蒸馏、严格间歇蒸馏和严格液-液萃取,每一类单元模块库中又有多个以进料、加热器(冷凝器)和侧线物流等不同组合形式,如:严格精馏不仅可用于两相(汽-液)计算,还可用于三相(汽-液-液)计算,即可模拟:普通蒸馏、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精馏、平衡和反应比例控制蒸馏等工艺过程,而石油严格蒸馏库中就有近50种形式可选,所以过程模拟系统不仅可以满足化工分离工程课程主要内容的需要,而且对其后继石化、炼化等工艺课程,也有较大的帮助。天津科技大学王彦飞,朱亮等采用教学内容与AspenPlus软件相结合以提高教学质量,讨论环氧丙烷水解绝热连续搅拌釜式反应器模型的多解性,在课堂上非常快速直观的让学生清楚了解多定态现象以及产生的原因,有助于学生对反应过程的理解,并通过软件使用可以回答,“如果改变某些条件,那么对于结果有哪些影响?”这样的问题。南京化工职业技术学院化工系戴斌,徐宏利用化工过程模拟系统ChemCAD二次开发工具,在SO2转化反应器的工艺设计上,通过使用VBA语言编程,实现有复杂反应动力学方程的反应器工艺设计。变换不同的SO2转化工艺条件,计算得到与之对应的反应器体积,从而为装置技改、去瓶颈和优化提供依据。上海应用技术学院吴锡慧,郁平等对化学反应工程教学改革和实践,在实验中引入AspenPlus软件强化计算机应用,提高了学生们的设计和综合分析能力。该软件也正被学生用在大学生化工设计竞赛、毕业设计和科技创新等环节。天津大学化工学院李士雨,齐向娟给出了应用ChemCAD模拟软件更新分离过程教学内容的初步方案包括:分离过程热力学、自由度分析的原理和方法、单级平衡和多级平衡模拟计算等。得出:无论从国内外化工分离过程教学内容的更新趋势上看,还是从工业界对分离过程教学内容需求的变化上看,在分离过程教学内容中增加计算机模拟分析方法是大势所趋。华东理工大学化工学院李伟,朱家文等采用模拟软件ProII在化工分离习题课上,同时改变热力学方法、闪蒸条件、压力等,完成不同条件下的多种闪蒸计算。进行丙烯精制塔精确计算可对塔操作参数进行多方案计算和比较,实现整体优化;通过调节操作参数实现产品的纯度和塔的能耗比较,在其之间建立量化概念,这对于思考许多分离基本问题是十分有益的。江苏石油化工学院朱建军、林西平等利用AspenPlus软件对醋酸与乙醇催化反应精馏塔进行模拟,回流比、进料组成、进料位置等对醋酸与乙醇收率的影响进行了分析,结果表明:运用AspenPlus软件可以有效、快捷、方便地模拟脂化反应精馏过程,结果可靠,精度高。江汉大学化学与环境工程学院吴宇琼将AspenPlus软件引入分离工程课程及实验教学中。通过演示软件操作录像、学习模拟经典实例等方法,使学生迅速掌握并使用软件,借此求解泡、露点及塔板数等。广西大学化学化工学院秦祖赠,葛利等利用ProII对膨胀器的气体加工装置进行模拟,福建农林大学材料工程学院卢泽湘,范立维等利用AspenPlus对甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反应精馏工艺进行模拟,并进行教学演示和讲解。着重在混合物热力学性质的计算、多组分平衡分离过程计算上,真正做到了“严格计算”。同时指出软件对化工热力学、化工设计等课程的学习也会有较大的帮助,连续三年化工专业本科生对过程模拟系统的学习兴趣调查中“,学习兴趣强烈”的分别占到总人数:72.8%、83.2%、86.8%。将过程模拟系统应用于化学反应工程教学,避免了大量计算公式推导、复杂数值计算等问题,可以在少用课时的情况下,尽量全面地展示化学反应工程的优秀内容。多组分多平衡级分离的严格计算,是设计分离设备和优化操作过程的必要计算手段,也是化工分离工程教学的主要内容。使用过程模拟系统,在进行MESH方程推导及基本算法介绍的同时,使得塔的精确计算和将热力学中相对独立的知识运用到具体的分离过程中,解决其工程实际问题成为可能,并且可以对塔的操作参数、分离要求和设备投资、运行费用等问题进行分析计算,极大地提高了学习的深度与广度,使学生更加主动积极,综合分析和解决实际工程问题的能力明显提高。 3结语 通过对以上课程的学习及过程模拟系统的应用,为接下来学好化工过程合成与分析创造了条件,为化工设计打下了基础,同时这两门课程对过程模拟系统的应用又是不可或缺的。由此可见,过程模拟系统是化学工程与工艺专业优秀知识点有机综合、相互贯通而成的产物,是新时期培养具有过程科学和工程知识背景的计算机应用人才的利器。在高等教育日趋大众化,呈现多样性的今天,强调优秀知识点在专业规范上的统一性特征,是最终形成专业特色多样性的前提和保证,而在教学中推广应用过程模拟系统无疑是这一特征的具体体现。 作者:李晓昆 张宏 闫志强 汤强 张鹏宇 单位:青海大学