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机械设计论文:中职本科机械设计教学改革论文 1教学中存在的问题 1.1理论基础与学习习惯 “中职本科”是目前部分应用型本科招收的一类本科学生。经过两年的教学实践和大量的课外接触,该部分学生理论基础较差,大多是初中毕业,且对初中基础知识的理解也很有限,日常学习自律性不强,对于课程内容总是浅尝则止,自信心不强,由于之前的学习习惯不好,大多数学生没有独立学习的习惯,课堂氛围较活跃,对于基础理论缺少兴趣,偏爱实践操作,这与之前所受教育有很大关系。高校“普通本科”的教学方式、教学内容均不适合“中职本科”学生,造成大多同学学习一年后收获少、自信心丧失、学习兴趣减弱。学生不爱动脑思考,觉得“设计”离自己十分遥远。 1.2教学方法与教学效果 由于目前全国并没有专门的“中职本科”高校,“中职本科”只是普通高校培养的一类对象。普通高校的教师上课由于教学对象不单单是“中职本科”,同时兼有“普通本科”或“高职本科”,故很难划清界限。教学上按照经验讲述原理多,主要按照普本教材章节进行理论讲授,效果并不理想。近年来由于多媒体技术的发展,多媒体素材与教材的结合占据了课堂,相比之前的纯理论教学和课程设计在教学效果上有所改善,但对“中职本科”的学生来讲,还远远不够。 1.3培养目标与教学内容 目前而言,“中职本科”的培养目标主要被定位为职业教育,要求学生具有理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,尤其是工程实践能力的培养。而实际教学内容却与此完全脱节。实验实践内容并没能有效结合,验证性实验的偏多,动手操作的较少,和课程衔接不到位,显然不适合目前的“中职本科”教育。课程设计题目多为经典的带式运输机减速器的设计,只有少数同学能按照手册完成设计,但是这么算却说不清楚,学生一头雾水,并不能真正理解其中的方法。 1.4成绩考核 成绩考核仍然以主要期末测试为主,平时成绩和实验成绩为辅。形成了“高分低能”的社会现象。而“中职本科”的培养目标则要求学生具有理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,尤其是工程实践能力的培养。因此对于这部分的考核也该在成绩考核中占有较大的比重。我们制定的改革思路是:教学内容以行业岗位上的知识结构和能力结构以及生产实际需要为目标,以解决工程实际设计问题为指导。 2教学方法改革探索 经过对“中职本科”生源中职阶段培养方案、教学体系、及学生个人情况的调研,可以从以下几个方面改善学生的学习习惯,提高“中职本科”学生学习《机械设计基础》这门课程的教学效果: 2.1框图法教学,整合知识体系 整理总结《机械设计基础》中的优秀知识点,自编校内讲义或教材,结合一个综合实例,如蜂窝煤压制机、机床C6140主轴箱,以机构、传动、零件三大部分为主线,制作框图,帮助学生快速、直观地理解整个机械设计基础的知识体系,由此知识体系展开教学单元。围绕综合实例,进行详细的分析讲解,讲解内容时重点把握能让学生了解典型机械或结构的设计思想、理解装配要点、掌握分析故障和维修。 2.2模型演示教学法 采用玩具激励法(机构部分可以拆装模型,观察机构运动、计算实际的自由度、绘制机构运动简图),来改善教学效果,提高学生学习本门课的兴趣。慧鱼组合模型可以应用于教学课堂,让学生在验证理论知识的同时,实现理论和动手实践的统一。通过对模型的研究与分析,启发学生对《机械设计基础》的认识,并能培养学生独立分析和自己查阅学习资料的能力。既满足了学生爱玩的天性,又学到了知识。 2.3设计软件在机械设计基础教学中的应用 随着计算机技术的飞速发展,可使用Solidworks等机械设计类软件在《机械设计基础》的课堂上结合典型设备进行建模、模拟装配、指导学生做一些简单的分析,或结合实验室的试验台,教师建立虚拟实验模型库,课后学生可以利用该模型库进行学习建模、装配、分析,帮助学生更好地理解复杂的机械系统。除了大型的常用的机械设计软件CAD、solidworks,网上有大量机械设计小软件,还有一些企业应用的机械设计软件,该类软件界面简单,操作方便,可以帮助学生计算参数,不需理解繁杂的公式及理论推导,教学中,指导学生应用此类软件,相当于为学生提供了一种工具,帮助学生理解机械零件的一些参数,提高学生的学习热情,为学生日后实际工作应用打下一定的基础。 2.4项目教学代替章节学习 教学内容及顺序调整:分四大部分,均为先通过先讲整体一个实例,再拆分讲解,类似于项目教学,使学生更容易理解各部分。机构部分:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构,通过参观实验室机构展台通识,以分析玩具的机构组成和原理,带动学习的积极性,拆装,分析,计算。机械传动部分:带传动、链传动、齿轮传动,通过玩具模型讲解几种传动的特点,再分别介绍具体知识点,轻参数、重结构,轻计算、重原理。机械零件部分:齿轮、轴、轴承、联轴器、弹簧等,本部分设计先以减速器原理讲解为起点,通过动画和实验拆装,逐步进入理论学习。增加机械维修工具、量具部分内容,学生应该进行系统学习。能在实践和工作中更快地进入角色。 2.5实践、设计成绩考核替代期末考核 “普通本科”的专业基础课考核多以期末测试为主,以辽宁科技学院目前而言,平时成绩占30%,期末卷面测试占70%。这种测试并不能真实地体现学生的水平,尤其是对“中职本科”的学生。因此,本文认为对于“中职本科”的《机械设计基础》,应以实践考核替代目前的期末卷面测试。 2.6建立班级学习QQ群和微信群 建立班级学习QQ群和微信群,改善师生关系,方便课后复习答疑,沟通情感,讨论问题。90后的学生几乎人人上网,网上的教学及互动不容忽视,以往的网上教学多为网上精品课或论坛,对于不爱学习的学生难以调动其积极性,因此,以学生最容易接受的方式去指导和教学不失为教改的一个重要环节。 3结语 中职本科以应用型人才培养为主要任务和目标。《机械设计基础》课程作为工科机械和近机械类人才培养计划中的主干课程之一,结合地方和各校实际情况,对其进行科学、合理的教学改革至关重要。该课程的教改研究必须采用调研、实践、分析、完善同步走的办法。深化教学改革,提高教学质量。 作者:李瑞洋 单位:辽宁科技学院应用技术学院 机械设计论文:计算机辅助机械设计论文 一、计算机辅助设计应用于机械设计教学中的意义 (一)有利于提升学生的空间想象能力 在计算机的辅助下,机械模型可以通过三维视频展现出来,成为一种更加立体而全面的建筑物展现形式。学生可以根据这种3D画面的展示,在头脑中形成良好的印象,从而形成一定的设计思维能力。 (二)有利于增强学生的比例掌握水平 在机械设计中,对机械成品比例的把握能力十分关键。计算机辅助设计应用于机械设计教学中,能够利用计算机,通过建模,将不同比例的物体搭配或者融合,从而清晰机械设计中,各个部分的比例关系和整体与部分之间的联系,通过长时间的学习,使学生形成一定的比例掌握能水平。 (三)有利于丰富学生的资料收集内容 多方面的比较的观察能够使机械设计更加的完善、全面,从而在各个细节中,展现机械设计的独到之处。计算机辅助设计应用于机械设计中,有利于丰富学生的资料收集内容,学生可以借助计算机收集更多他们所需要的各类材料和图像、数据等等,为学生机械设计的学习奠定良好的基础。 二、计算机辅助设计应用于机械设计教学中的方式 计算机辅助设计应用于机械设计教学中,可以通过计算机辅助设计和传统教学方式的融合,结合计算机软件特点引导课程教学活动等方式来开展。 (一)计算机辅助设计和传统教学方式的融合 传统的教学方式经过长时间的教学实践,已经形成了一定的模式和教学结构,对于学生机械设计知识的学习具有一定的积极影响。但是多数教师在机械设计教学的过程中,会利用草图等指导学生进行机械结构的设计和规划,这种方式对学生机械设计知识的学习和机械设计能力的培养会带来一定的阻碍性因素。新时代背景下,在机械设计教学的过程中,教师可以采用传统教学方式和计算机辅助设计相融合的方式,继承传统教学方式的优势之处,同时也利用计算机辅助设计的独特价值,深入开展机械设计教学活动。计算机辅助机械设计能够使机械设计更加的完整而全面,提升学生的机械设计知识灵活运用水平。但是在学生利用计算机辅助机械设计的过程中,教师要注意适当控制学生利用计算机辅助进行机械设计的时间,不能够使学生过分依赖于计算机,而忽视了自身设计功底的练习和学习。教师要注意将计算机辅助设计和传统的教学模式有机结合,真正展现计算机辅助设计应用于机械设计教学的价值和作用。 (二)结合计算机软件特点引导课程教学活动 计算机辅助设计应用于机械设计教学中,可以结合计算机软件的特点,引导机械设计课程教学活动,展现计算机辅助设计的价值和特点。例如在指导学生对机械设计进行构思期间,可以借助sketchUp草图设计软件,指导学生细致分析各类机械中的体量关系,打开学生的思维空间,展现学生的初步设计理念。在此基础上,学生可以利用3dmax等计算机软件进行实际的3D设计,将学生的初步想法和设计理念通过3dmax软件展现出来,明确具体的方向。接下来,在学生明确机械设计的方向和大体形式的前提下,可以借助计算机的渲染软件,对所设计机械的细节进行渲染和深入加工,形成一个明确而完整的机械设计图像,展现每一位学生的设计想法和设计后的大体形态。在学生设计完成之后,教师可以组织学生通过互动的方式,借助计算机的多媒体技术,观看每一位学生的机械设计图像,互相分享设计理念,学习他人的优点和创新理念,提升每一位学生的机械设计水平,展现机械设计教学的价值和意义。 三、结束语 计算机辅助设计应用于机械设计教学,能够有效提升学生的空间想象能力,增强学生的建筑比例掌握水平,丰富学生的资料收集内容,改善传统机械设计教学中,单一的教学模式和枯燥的教学氛围。教师可以通过计算机辅助设计和传统教学方式的融合,结合计算机软件特点引导课程教学活动等方式,开展机械设计教学活动,提升机械设计教学的质量和学生利用计算机辅助进行机械设计的能力,为学生未来的工作和发展奠定良好的基础。 作者:朱辉 单位:邵阳市高级技工学校 机械设计论文:材料选择机械设计论文 1机械设计过程中材料的选择及应用方法 1.1分析调质及其设计应用 根据目前的具体情况看,调质技术是最常用的一种热处理技术。对大多数零部件进行处理时均可以通过调质技术进行操作,且该技术的效果能够使所选的材料综合性能得到提升,即利用调质技术能够对材料强度进行拉伸,使机械设计材料的屈服度及拉伸强度得以不断提升,进而增强材料的塑性及强度。通过提升材料的冲击度、强度,能够使设计过程中零部件的使用截面减小,进而降低整个机械的重量及降低部件的消耗及所占空间。在运用调质技术的过程中,必须注意下面的三点要求:一是一定要将调质标注清楚,若只是将热处理标注出来,大部分厂家很可能会运用其他处理技术来进行操作,如利用正回火使材料的硬度达到相关标准,但正回火技术降低材料强度大大降低,致使其在具体工作中出现断裂情况;二是必须将调质硬度范围注明,进而才可以为工厂生产提供便利,如果硬度的范围较窄就不能达到具体的生产需求;三是材料硬度与所要求的实际强度必须相适应。 1.2分析表面硬化技术与选材 对机械进行设计时,应利用硬化技术对各种金属材料的表面进行相应的处理,且对其进行处理主要是为增强材料的耐蚀性、耐磨性,而氮化技术、渗碳技术则是比较常用的硬化技术。渗碳技术通常是指,在渗碳炉对钢材表面碳含量进行增加,使其达到被允许范围时再淬火,进而让钢材的表面硬度能够达到相应的技术标准,再通过低温回火技术将其应力消除,使其组织结构更加稳定。能够利用渗碳技术进行处理的材料通常是渗碳钢,进行机械设计的过程中,可参照实际要求对其进行运用。如可以根据心部强度、零部件主要的尺寸大小对材料进行选择,需要重视的一点是材料的使用不能过度,否则会导致生产成本不断增加。通常情况下,如果截面的有效面积低于50mm,可选择20Cr。但是,如果有效截面面积大小在50~150mm之间,而且其重量低于50kg,就可选择20CrMnTi。渗碳层度深度应参照实际的需求才能进行确定,若增加其层深就说明必须使渗碳时间延长。 1.3分析氮化技术及相关材料的选择 不管是何种钢材通常都可以利用氮化技术对其进行相应的处理,但比较常用的一种钢材主要是45型号的氮化钢。使用氮化技术时往往是利用氮化炉对其进行操作,因而其优势主要是变形较小,进行氮化后就不必再加工。同时,氮化硬度应参照材料质量才能确定,进行设计的过程中必须注意一定要使用整体的氮化技术,由于氮化层并不会带来不好的影响,所以不必再次进行处理。必要时可运用局部的氮化技术对局部进行相应的保护,进行氮化后再把保护层全部去掉。该技术最大的一个特点就是热处理的过程中变形较小、硬化层也相对较小,尤其是适合与调质技术共同使用,进而可以使材料耐磨性、技术强度大大提升。 2机械设计中最常用的四种材料 2.1高分子材料 在机械设计,对于高分子材料而言,其主要包括合成纤维及塑料。此类材料在相应的工业生产中存在许多优点,且材料来源非常丰富。能够从天然气中进行提取,该材料所消耗的能源较少,且其密度也比较小,其延展性同样非常好。 2.2金属材料 各种工程的材料使用中,其使用范围最广泛的主要是金属材料。据统计资料显示,金属材料在机械类产品中占了90%以上的比例。尤其是钢铁材料在机械设计中的使用最为普遍,由于钢铁的韧性、强度较好,且其价格相对较便宜,也可以达到各种性能标准,所以使用较多。金属类材料中的合金,其性能非常优良,比较适合用来制作各种机械产品中的零部件。 2.3复合材料 机械设计中所使用的复合材料主要由不同的、两种以上的材料所构成,且通过化学与物理方法有机组合而成的新型材料,此类材料的性能均可以达到各种工业生产的需求。其中,复合材料通常包含非金属材料和金属材料,而金属材料有合金、镁、铝;非金属材料则包括陶瓷、橡胶、树脂等。金属丝、碳化纤维及玻璃纤维则属于增强型的材料。 2.4陶瓷材料 对陶瓷材料来说,其主要成分是碳化硅、氮化硅,且此类材料的特点主要有密度较低、硬度较高、具有较强的抗压强度及耐腐蚀性强,其缺点是价格非常贵、比较容易发生断裂、比较脆。目前,陶瓷材料大多使用在密封零件的制作中。 3机械设计中材料的选择及使用须注意的事项 3.1对材料进行选择时必须重视其适用性及经济性 机械设计的具体工作人员应根据不同的机械设计工艺,比如锻造工艺、铸造工艺、焊接工艺根据各种需求选择适合的材料,进而才可以使材料发挥出最大的效用。如铸造工艺中所使用的材料一定要具备较好的偏折性、吸气性、收缩性;焊接工艺中的材料应有良好的敏感性及使用性;而锻造工艺使用的材料则应具有相应的锻后冷墩性、冲压性、冷却性、可锻性。只有将各种工艺制作中需要的材料性质把握好,进而才可以选择出真正合适的机械设计材料。另外,对材料进行选择、使用的过程中还要重视材料的经济性,所选材料应在满足设计需求的同时尽量保证价格为最实惠、最便宜,这样就才能够使机械设计成本得以降低。 3.2材料选择过程中一定要重视其环保性及节能性 近几年,随着科学技术、社会经济的持续发展,自然破坏现象也越来越严重,自然环境问题早已成为社会中的热点话题之一。环境与人类的生活、生存有密不可分的关系,对自然环境进行保护也是各个社会成员共同的责任及义务,想要促进社会发展,就必须对环境进行有效的保护,过度的开采往往只会产生适得其反的后果。因此,对机械设计中的材料选择一定要重视节能性及环保性;设计人员一定要坚持可持续发展观,使用污染较小、能耗较少的材料,对那些不可再生、有效的资源必须尽量节约,进而能够在完成机械设计任务的基础上,使自然环境得到相应的保护。 4结语 做好机械设计材料选择、使用工作对机械设计事业的发展有重要作用,对机械材料进行选择的过程中,必须将材料的节能性、经济性、环保性、实用性等因素考虑进去,进而才可以使机械产品的质量、性能得到保证,才可以给机械设计的持续、健康发展提供必要的条件。 作者:黄丹 单位:泰尔重工股份有限公司 机械设计论文:自动化教学体系下机械设计论文 一、教学体系现状 近年来,我国逐渐重视职高机械设计制造与自动化的教学,而且机械设计制造与自动化教学也取得了一定的成效,为我国社会主义建设提供了大量的新型专业人才,然而在职高机械设计制造及自动化实际教学过程中,还或多或少存在一些问题。比如,在实际的教学过程中,往往过于重视机械设计制造及自动化专业的总体格局,对于现代化建设中的各种实际需求,不能灵活地适应和配合;在实际教学中,往往重视对学生机械设计制造与自动化专业理论知识的教学,而没能注重培养学生的实践能力以及创新能力;在实践教学中,教师往往将机械设计制造与自动化的相关知识简单传递给学生,没有同学生进行很好地沟通和交流,忽视了学生在教学过程中的主体作用;在实际教学过程中,往往偏重学生的专业技能培养,没有重视学生的综合素质及能力培养。 二、教学体系创新思考 (一)创新教学方法 (1)培养大工程观。 在职高机械设计制造与自动化创新教学过程中,应该引进并重视世界上一些先进的职业技能培养理念,注重机械设计制造与自动化理论与实践的结合,培养学生形成客观的、理性的大工程观,充分理解和重视机械设计制造理论与实践相互支撑以及相互促进的重要作用。 (2)重视实践教学。 只有通过具体实践,才能真正将书本理论知识转化成相关的职业技能,才能真正将机械设计制造与自动化知识学以致用,并在不断的实践过程中积累经验,提升自我职业技能以及创新能力,因此,在职高机械设计制造与自动化创新教学过程中,必须重视实践教学,努力培养学生的实践能力。 (3)强化实习基地。 提高职高学生机械设计制造与自动化专业技能以及实践能力的一个最重要的途径就是通过在实习基地的实践与学习。因此,在实际创新教学过程中,应该重视校外实习基地的作用,着重发展和建设一些先进的、功能性较强的现代化实习基地,让职高学生能够很好用来进行工程机械方面的训练和实践。 (4)强化设计能力。 在职高学生机械设计制造与自动化创新教学过程中,能够很好地反映出学生综合能力和设计能力的途径就是进行课程设计。在我国目前的职高机械课程设计教学过程中,往往不利于学生的个性化发展和需求,应该重视课程设计的内容和目标设计,突出对实践过程中的应用,选择综合质量较高的设计课题,减少学生之间雷同设计的可能性,最大化地提升职高学生的设计能力、综合能力以及个性化发展能力。(5)提高新型教师。教师在职高机械设计制造及自动化教学中发挥着巨大的作用,直接影响着学生的学习效果和各项技能的提高,在创新教学体系中,应该重视和培养一批高素质新型教师,除了具备熟练的专业技术技能外,还应该能全面培养学生的综合素质,重视学生在教学过程中的主体地位,积极培养学生的实践能力、综合能力以及创新思维及创新能力。 (二)创新教学体系 (1)在职高机械设计制造及自动化创新教学中 应该建立和健全专业的知识教育体系,强化学生的专业技术和技能的培养,优化专业知识的教学环节和教学内容,提高专业知识的教学效率。 (2)在职高机械设计制造及自动化创新教学中 应该建立和健全学生能力培养体系,通过参加实习以及参加各种课外技能活动的形式等,培养和提升学生的实践能力。 (3)在职高机械设计制造及自动化创新教学中 应该建立和健全培养学生综合素质的教育体系。现代化建设和现代教育改革不断重视综合素质较高的新型人才,在实际创新教学过程中,应该通过各种实践活动、专业学术报告等形式,提高职高学生的综合素质,培养职高学生的创新思维以及创新能力。 (三)创新教学方式 (1)启发式教学。 在职高机械设计制造及自动化创新教学过程中,学生应该作为教学过程的主体,教师对学生起着引导作用,应该善于启发学生对相关知识的思考和讨论,引导学生自动地进行设计及相关的学习,提高学生自己解决问题的能力,充分发挥学生的主体作用。 (2)信息网络教学。 在信息科学技术迅猛发展的时代,信息网络技术在教学过程中的运用越来越重要。在职高机械实际制造及自动化创新教学过程中,可以充分利用多媒体教学方式,给学生的视觉和听觉造成新的冲击,激发学生的学习兴趣,提高学习效率。 (3)企业内部教学。 应该将传统的课堂教学与企业教学结合起来,将机械设计制造及自动化教学中的理论和实践有机地整合在一起,使学生对所学专业有深刻和全面的了解。 三、结语 机械设计制造及自动化是一门专业性较强、涉及内容较广泛的专业课程。为了使职高学生更好地掌握这门课程,提高其加工制造以及机械设计的能力,有必要对职高机械设计制造及自动化教学体系进行一定的思考和探讨,研究一套有效的、创新的教学体系。 作者:吴志会 付宝光 单位:吉林省辉南县第一高级职业中学 机械设计论文:系统教学理论下机械设计论文 一、传统的教学模式存在的主要问题 1.教师按章节授课,把每章知识孤立分割教学,学生知其然而不知其所以然,所学的知识在学生脑海里是杂乱无章的,无法提起学生的学习兴趣。 2.教学手段和方法仍存在不足。虽然CAI等教学课件的引入提高了课堂容量和课堂效率,但从培养学生能力尤其是创新能力上看,效果不显著。 3.重视理论,重视知识的培养,重视教师的主导作用,因而对综合分析能力、实际应用能力、创新能力的培养不足,学生主动学习精神较差。 二、机械设计系统教学法研究 系统教学法是以具体机械设备(项目)为背景;以学生、项目和实际经验为中心,而不是传统的教师、教材和课程。把整个课程内容在一台具体机械设备上得到有机的整合,使机械设计各章节内容与课程体系衔接地更加紧凑、顺畅。学生开始接触课程就了解了科 学、严谨的设计思想。教师在授课过程中根据相关章节的零部件在机械设备中的作用,通过结合具体实物讲述,使学生对相关内容零部件的作用产生较高认识,对每一个零部件的理解与选择,必然会达到“学有所用”的要求。系统教学法课堂理论教学以改变过去传统单独各章节的分散学习,知识体系杂乱无章,使学生出现“知其然不知其所以然”的现象。通过对这些基本内容的学习去掌握有关的设计规律和技术措施,从而使学生具有设计其他通用零部件和某些专有零部件的能力。系统教学法特点:①系统性。整个课程内容作为一个系统,每个章节内容作为要素。②典型性。具体机械设备包含大多数机械设计课程的知识。③目的性。学习通用机械零件的设计与选型。④科学性。根据学生理解具体情况,灵活掌握、实施教学。⑤直观性。设备结构和各个零部件的作用一目了然。⑥应用性。应用书本理论直接解决设备失效的问题。⑦关联性。充分体现各个零部件相互关联关系。 三、机械设计系统教学法实践 “系统教学法”的优秀是一台具体机械设备,具体如何实施教学,可以根据具体情况灵活掌握。设备应具有形象化、具体化的特点,与传统教学中的举例有本质的区别,是把整个课程知识作为一个系统,而系统又是以一台具体设备而体现的,各章节的知识通过设备零部件的设计和选型来学习。设备零部件具有形象化、具体化的特点,以提升绞车作为一台具体设备实例教学。课程教学前,学生首先通过视频了解这台设备的用途,然后到实验室参观,让学生确实感受到设备的外形。教师上课根据视频首先介绍其工作原理以及各个部件的功能和作用,让学生清楚认识到学习这门课程的目的就是要学会这台机器的设计。在教学中要始终贯穿“使用场合—失效形式—受力分析—强度计算—结构设计”这一主线,本课程的学习分成三个单元进行,机械零件的疲劳强度设计和主要零部件,诸如齿轮传动的强度计算、轴的设计、滚动轴承的选择及组合设计、螺纹连接的强度计算及螺栓组连接的受力分析等内容列为重点内容作为减速器的重要组成部分,作为第一单元知识,在课堂上重点讲授;而把比较易于理解的某些章节,如机械零件常用材料和选择原则、过盈连接、摩擦轮传动等列为一般性内容,安排学生自学。第一单元———减速器。①减速器原理。强调是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置,是一种相对精密的机械,用来降低转速和增大转矩,以满足工作需要。设计减速器时,应根据工作机的选用条件、技术参数、动力机的性能、经济性等因素。②齿轮。通过视频和图片,让学生理解齿轮的失效形式,然后讲解制造齿轮需要材料和热处理、齿轮的受力和强度计算、齿轮的加工精度和效率、齿轮的润滑和齿轮的设计、材料、加工热处理。③轴。根据减速器中轴具体结构进行教学,还要结合齿轮的结构和受力分析讲授轴的结构,对轴的设计、材料、加工工艺、热处理和精度公差要结合实际详细讲解,并对轴的失效形式和国内外最新维修方法进行介绍。④键连接。结合减速器的齿轮和轴进行教学,解释键的作用,重点学习平键和花键的选型计算和实效形式,其他类型的键作为扩展知识进行介绍。⑤轴承。结合减速器的轴系,解释轴承的作用,介绍轴承的种类,重点学习轴承的选型计算;结合减速器的工作特点学习轴承的润滑和实效失效形式。⑥螺栓连接。以减速器箱体的各种螺栓为例,学习螺栓连接的种类、应用特点和使用场合、预紧力的作用、防松的措施、引伸学习螺栓的强度计算和提高强度的措施。第二单元———提升绞车其他部件。①联轴器。首先根据提升绞车介绍各个联轴器的作用,重点学习联轴器的选型设计,联轴器的种类以自学和课堂讨论为主。②刹车器。教师简单介绍提升绞车中刹车器的作用和类型。第三单元———机械其他知识。①带、链和蜗轮蜗杆传动。学习这部分知识时,要把这三章内容进行整合,改变过去按章节分别教学的方式。首先采用对比法进行教学,就是以齿轮传动为参照物,重点介绍三种传动的特点、应用场合,然后再分开单独学习。②摩擦、磨损及润滑。学习时以减速器为例,讲解摩擦和磨损的危害以及润滑的作用。重点学习润滑剂的选用和润滑方式。③机械零件强度。结合齿轮、轴和轴承的失效形式,学习材料的疲劳特性;结合齿轮、轴和轴承的工作中的受力形式,学习交变应力特性。要通过具体减速器齿轮、轴和轴承的失效案例,使学生掌握零件疲劳破坏的危害。 四、结语 “卓越工程师培养计划”人才培养模式是“重实践、强能力”。为此,更新教育思想和观念,加强机械设计课程的改革和建设。改进教学方法,采用先进的教学手段,树立崇高的敬业精神,只有三者结合起来,才是搞好《机械设计》课程教学工作的根本途径。 作者:刘利国 李静娟 卢学玉 钱善华 单位:江南大学 机械设计论文:柳钢钢包加盖机械设计论文 1钢包加盖技术简述 在转炉和连铸工艺中,钢水会在钢包内停留,随着炉外精炼的技术普及,钢水停留在钢包的时间逐渐变长,从而导致钢水在钢包内会发生一系列的温度波动和热损失。影响钢水的因素有两个方面,一方面是由于钢包本身材料决定,钢包本身在钢水转运过程中会与外界环境进行热交换,同时由于材料本身的比热容决定,会产生一定的温度内蓄现象,另一方面,钢水表面会与外界环境产生热交换,造成一定的热损失。为了缓解这两个问题为炼钢生产带来的能量损失,一般采用钢包加盖的方式解决钢水表面的热损失,采用利用新型材料来提升钢包本身的保温能力。钢包加盖后,钢水表面的散热则会被包盖吸收,并且最终使得包盖与钢水表面形成空间上的热平衡,从而起到一定的保温作用。如何缩短钢包加盖后空间内热平衡达成时间,是目前许多炼钢企业对钢包加盖设计中考虑的问题。时间缩短的越明显,炼钢生产效率就越高。而影响热平衡达成时间的主要因素为钢包加盖的工艺流程。由此可见,钢包加盖的机械设计与应用对于炼钢生产有着重要的意义,深入研究钢包加盖工艺,对于提高炼钢质量、产率是有必要的。 2钢包加盖的机械设计 钢包加盖的机械设计主要包括有钢包盖的设计和钢包回转台设计、加盖工艺设计三个方面。 2.1钢包盖设计 钢包盖的设计主要包含对钢结构和耐火材料的敷设设计。钢包盖设计吊耳很重要,方便吊车取盖,在盖的周围需要有翻转包盖的穿孔,钢包盖结构设计过程中需要考虑到包盖的机械膨胀性能和热膨胀性能。为了进一步提高钢包盖的保温性能,柳钢钢包内侧均有耐火材料的敷设设计,一般采用耐高温的耐火纤维进行包盖的内部敷设,加强钢盖的接受热辐射的能力。 2.2钢包回转台设计 钢包回转台设计是钢包加盖机械设计中的重点部分,主要是针对钢包加盖过程中的升降、回转等功能进行设计。为了达成这些功能,一般会利用一些电动设备来进行构建。常用的辅助设备包括电动机、离合器、液压系统、气动系统等。钢包回转台是实现钢包自动加工的平台,它能够完成钢包周转过程中的加盖、揭盖操作,能够保证这些操作过程中钢包以及包盖处于安全位置。钢包加盖装置包括有加揭盖机(柳钢钢包揭盖机),型号有插齿式、移动插齿式、液压升降/伸缩式、回转式、悬挂移动式等。根据炼钢厂的炼钢工艺布置采取不同的设备组合。还有一系列的辅助设备,如包盖存放台、吊具、工装、铰链座等。 2.3钢包加盖工艺设计 钢包加盖的一般性工艺设计为以下几个步骤: 1)准备工作。确保钢包与炉次之间的准备服务后,将钢包放回钢包车,钢盖一直盖在钢包上,这样可以省略下一炉的钢包预热工作,保证钢包的温度。但如果下一炉的时间相距几个小时,则需要考虑钢包的预热准备。钢包进入炼钢炉前,需要将钢包内的铸余渣,并且需要清洗水口滑板和完成填砂过程。炼钢炉出钢时,钢包经过出钢线,利用自动揭盖装置完成揭盖,包盖则放置在存放台,钢包进入炼钢炉下盛接钢水。 2)出钢后加盖。出钢完成后,钢包加盖机自动完成对钢包的加盖操作,这个过程中无需人为操作。 3)精炼揭盖、加盖。钢包经过运转进入LF精炼炉位,此时包盖被自动揭去,钢水在精炼炉中完成精炼过程,待这一过程结束后,钢包回转台将包盖带回,进行自动加盖操作。加盖后,钢包连盖一起被吊上连铸台。在这一过程中,首先要确保钢水的精炼达到标准,钢水的各项指标达到指标,钢水的温度达到要求,其次采取对钢包进行钙处理或者微合金处理,进一步提高钢水的洁净程度。 3应用效果 在炼钢生产全程中实现钢包自动加盖有效地减少了钢包周转过程的热损失,同时保证了钢包中钢水的温度趋于稳定,有助于炼钢生产提高质量并且降低生产成本,钢包全程加盖后的应用效果主要体现在以下几个方面: 1)钢包全程加盖能够起到对钢水的保温作用;并且能够降低钢水出炉温度。柳钢转炉加盖出炉钢温度较之不加盖降低了15℃左右,柳钢转炉加盖后,出钢过程中的温度损失降低4℃,钢包运输过程中温度损失减少15℃左右,全程温度损失减少19℃左右。钢包加盖后起到的保温作用还有效的减少了包内钢水的冷却作用,免除了连铸过程中对钢包的预热过程,可实现低过热度浇注,有效提高合金收得率,降低钢包废钢率和保温剂的使用率,节约了经济成本。 2)钢包全程加盖有助于延长钢包的使用寿命。连铸浇注完毕后,包盖悬挂在铰链上,钢包可实现带盖倒渣和回浇余。减少了对钢包的清理需求,同时翻铸余更加干净,降低了残渣量。钢包自动加盖降低了对包内耐火材料的机械损伤,因此提高了钢包的使用寿命。柳钢实现钢包全程加盖后,转炉出钢口寿命提高了5炉以上,钢包寿命延长至95炉。 3)钢包全程技改有助于减少LF炉的升温时间,减少RH、CAS的OB频率及时间,同时降低了废钢的产生率,有效提高了炼钢效率和质量。除此之外,采用钢包全程自动加盖可以节省钢包服务区的空间,减少人力劳动,降低人力成本。 4)钢包全程加盖有助于炼钢厂的节能减排,一定程度降低生产成本,增加收益。钢包全程加盖后,转炉出钢温度升高,降低吹氧升温的吹氧量,降低了氧气能源的使用。若采用焦炉煤气升温模式,则可降低炼钢厂眼气排放,起到节能减排的效益,有助于炼钢厂的可持续发展。除此之外,柳钢实现钢包全程加盖后,降低吨钢成本10元左右。同时由于炼钢质量的提升,进一步提高了吨钢实际收益,能够有效提高炼钢厂的经济利益,实现企业的经营目标。 4结语 钢包全程加盖对于炼钢生产中的稳定钢水温度,降低热损失是十分有效的,除此之外,它还对炼钢厂的节能减排、降低成本有着重要作用。但随着信息技术和电子技术的深入发展,相信在不久的将来,钢包的各项性能将会更加优秀,炼钢生产中的钢包周转也将更智能化、电子化和自动化。 作者:邱杰松 单位:柳州钢铁集团公司 机械设计论文:课程教学机械设计论文 一、对教学内容进行适当整合,以适应教学目标要求 教学内容的整合要按照应用型人才培养目标要求,对现用教材进行适当的删减和重组。整合的结果既不能遗漏知识点,又要避免重复,还要保证知识的衔接。在内容的处理和编排上要以“需要”为准绳,以“够用”为尺度,以“会用”为目标。因此,机械设计的教材内容应围绕“掌握概念、突出技能、重在应用”展开。首先,为提高教学效率和效果,对教材内容进行适当的删减以满足教学及课时要求。内容上既要具有工程现实意义,又要注意理论知识的深度把握;既要注意基础理论知识的学习,又要强调实际能力的培养,因此教学内容应“少而精”,制订有效的教学方案,做到重点突出、难点突破、学以致用。删掉一些过深的、不必要的理论推导和证明内容,取而代之的是公式和结论的背景和运用的说明。要求能够正确使用设计公式,根据实际工况能够合理和规范选择设计参数,设计计算结果要与结构设计相协调。例如,齿轮传动中按齿面接触疲劳强度设计公式的推导过程,带传动中带即将打滑时紧边拉力与松边拉力之间关系式的推导等内容应该删去;掌握齿轮传动强度计算公式的正确使用和参数的合理选择,图表的正确查取等内容。另外,对相对简单的内容作为课后作业由学生自学完成,例如对各种零件设计中材料的选择和热处理方法、润滑油的类型及选择等内容。其次,合理组合教学内容和调整教学顺序,以保证知识的衔接和掌握。例如将教材前面的概念性较强、比较抽象的“摩擦、磨损及润滑”内容调整到教材后面的“滑动轴承设计”之前讲授,这样既可以保证知识的合理衔接,增加理论知识理解和运用,又可以避免内容的重复讲授。再次,为了提高教学效果,提高课程设计效率,将“连接”内容调至课程的最后,这样可以使与教学内容并行的课程设计内容顺利展开,并具有充分答疑解惑的时间。 二、教学中合理选用多种有效的教学方法和手段,以提高教学效果 多年教学实践表明,课程教学的效果很大程度取决于教学方法和手段的合理选用。目前大多采用多媒体教学方式进行教学。尽管这一方式对本课程不失为比较有效的手段之一,但是要达到预期的教学效果还需要借助于多媒体这个载体来融进多种有效的教学方法。 1.采用启发式、互动式教学方法,激发学生学习兴趣。 为了激发学生的学习兴趣,培养其主动思维的能力,课程教学中要采用启发式和互动式教学。针对教学内容设计好适当的设问来引导学生思维方向,从而启发学生积极思考、主动探究真相的兴趣,与此同时,鼓励学生敢于提出问题、积极回答问题,实现教师与学生间的良好互动效果。例如在讲授齿轮传动设计中,教师通过一个工程案例,给出工程应用中齿轮失效的应用实例,让学生分析出现这种现象的原因是什么?怎样避免失效现象发生?设计中应该如何保证不发生类似的问题?学生通过对所提问题进行有针对性的思考及短暂的课堂讨论,随后与老师进行互动。通过这一环节之后,学生已进入教学内容的情境中,虽然不能准确回答,但是这时学生是带着疑问听老师再剖析上述问题时,注意力格外集中,对知识探究的渴望被充分调动起来,获取知识的效果更好。实践证明采用启发式、互动式教学法,极大地激发了学生的主动思维及学习兴趣,学生的逻辑推理能力、分析判断能力、解决问题能力、想象力、总结归纳力,都得到了锻炼和提高。由于思维能力的提高,无形中对基础知识、基础理论的学习也起到推动作用,这一切为学生创新思维的形成奠定了坚实的基础。采用启发式和互动式教学,由于符合教学规律,教学效果显著,因此现已将此方法贯穿整个教学过程当中。 2.采用并行教学方法,提高学习效果。 并行教学方法是一种提高教学效果和提高课程设计效率的可行方法之一,经过多年的实施,较好地达到了预期的目的。所谓“并行教学方法”是指授课内容与课程设计实践环节部分内容同步进行,这样不仅可以加快课程设计进度,在设计周期内把更多精力用于结构设计和创新,而且还能提高教学效果。例如在讲授机械传动这一篇开始,就将课程设计任务布置下去,随着课程的进行,按照课程设计任务要求把传动方案设计、传动零件设计及有关轴系零部件的装配草图设计这三部分内容与课程相关内容并行,即一边学习理论知识一边应用实践。通过并行教学的实施,学生学习主动性和积极性有很大提高,学习目的更加明确,做到学以致用,加深了对教学内容的理解。 3.采用案例教学方法,培养工程意识。 培养应用型创新人才,有必要将一些合适的工程实例引人课堂教学之中,通过对具体工程案例的分析探讨,学生在理论学习的同时置身于实际工程背景之中,消化抽象的理论知识,同时也有助于培养学生的创新思维、主动探索工程实际意识。案例教学通过工程案例引出问题,以学生为主体解决问题,强调培养学生分析、解决工程问题的能力。案例不等同于传统课堂教学中的举例、课堂讨论。在案例教学中强调启发式教学方法,以学生为主体,教师为主导,主要采取讨论、分析等方法,学生之间、师生之间形成知识传授沟通的多向流动。好案例是提高案例教学效果的基础和前提。案例选择要围绕课程教学目标和专业培养方向,并考虑学生的现状和特点,一定注意案例的内容要与授课内容紧密相关,且原理和结构简单,学生容易理解,最好是能使学生感兴趣并且符合专业特色的案例,这样能激发学生的探究兴趣。例如将具有海洋特色的水产加工机械的“剥鱼皮机”引入到链传动设计和轴系零部件设计的教学中。首先利用多媒体播放“剥鱼皮机”的整机结构和工作实况录像,观看鱼皮是如何被剥掉的,此时学生的兴趣已经被激发出来,这时教师开始有针对性地提出有关问题:该机器的是由哪些结构和机构组成的?它们是如何实现“剥鱼皮”功能的?那么这些机构是如何传递运动的?传动机构当中为什么采取链传动机构?带着这些实际问题学生开始观察分析、思考和讨论,然后老师与学生进行实时教学互动,循序渐进展开教学内容,这样以来学生会非常关注老师之前提出的问题,渴望得到问题的最终答案,在接下来的教学内容进行中,学生获得了满意的解答。因此在教学中,不断针对不同教学内容结合实际案例进行教学,学生学习兴趣浓厚,主动参与教学,大大提高了教学效果。 4.重视实践教学环节,提高工程实践能力和应用能力。 实验是该课程教学中重要环节之一,以前开设的实验主要是认知性、验证性实验,这些实验不利于学生培养全面思考问题的能力和创新能力,更不利于学生应用能力的形成,因此对实验内容进行了改革。首先,加强应用性的基础实验,例如组织学生装拆与专业相关的机器,如常用机构减速器、通用机床等通用机械。拆装实验使学生具体形象地了解机械的结构组成,典型轴系零部件的组成、各零部件的装配定位固定方式。通过拆装和简单测绘不同级别减速器,加深对滚动轴承,轴上传动零件的定位固定方法的理解,也可以锻炼学生的动手操作能力,为后续的课程设计打下一个良好的基础。其次,械性能实验室增加了各种传动性能综合实验设备、连接的机械性能综合实验、轴系零部件和传动机构的机械性能综合实验设备,加强了学生对机械零件性能的理解,深化了课堂教学效果,培养了学生的分析问题和动手能力。课程设计又是该课程的另一个重要实践环节,通过此环节的实训,可以综合运用所学专业基础知识解决工程实际问题,培养学生分析问题和解决问题的能力。该实践环节主要注重实训题目类型的选择、方案的设计、设计内容及完成效果。针对学生能力不同,题目选择不同,采取不同手段进行规范设计,在规定的时间内独立完成设计任务,这种实训方式给予学生充分发挥主动性和创新能力的空间。此外,鼓励学生参与教师科研项目和参加大学生机械创新设计活动中,从而拓宽专业知识领域,在教师的指导下,使学生更好地将所学理论知识与工程实际相结合,能够很大程度提升学生的应用能力和创新能力。 三、结语 多年教学实践表明,教学中只有对教学内容和教学方法进行不断改进和创新,才能充分调动学生主动探究工程实际的积极性,提高课程教学效果,并且能够培养学生运用所学理论知识分析问题和解决工程实际问题的能力。 作者:马先英 蔡卫国 谢忠东 武立波 单位:大连海洋大学机械与动力工程学院 机械设计论文:绿色设计背景下机械设计论文 一、绿色设计内涵 绿色设计主要就是一种以产品资源为优秀,并贯穿于整个产品的设计方法。通过这种设计方法,所考虑的不仅仅是产品的性能和成本,还包括产品的整个使用过程,绿色设计的内涵主要包括这样几个方面:第一方面,产品设计制作过程中,最为重要的就是对它的环境进行考虑,尤其是产品设计阶段,更是应该对它的使用并回收充分考虑;第二方面,就目前而言,环境不断遭到破坏,绿色设计法主要就是对传统方法的创新,在一定程度上对环境保护引起高度重视。 二、绿色设计内容 机械设计与制造过程中,要想更好地使用绿色设计法,就应该对设计内容进行研究,只有这样才能在设计制造过程中保护资源环境,主要表现为以下几点。 (一)材料选择 所谓的绿色设计,也就是在设计过程中使用绿色材料,绿色材料即可回收、可再生,且对环境污染较小、低能耗的材料,特别要注意避免辐射性能较强的材料,这种才能从源头与“绿色设计”的理念保持一致,从而实使机械制造业在资源利用率方面得以提升。同时,在机械设计与制造中,还应当尽量减少所选用材料的种类,从而降低产品在废弃后的回收成本。例如:模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着重要的影响,可通过舍弃过往对材料表面进行化学处理的方法,而改用物理方法实现防腐与脱模;选用对环境危害较小的镍磷镀代替电镀铬;用不锈钢材料来加工防腐模具来代替电镀的方式等等。 (二)设计方法 1)拆卸设计。 传统的机械设计方法中多数只是考虑到产品的可装配性,而较少考虑到产品的可拆卸性。而本文所涉及的绿色设计中则着重要求将拆卸性作为机械设计与制造中,产品结构设计评价的一个重要准则,从而使产品在报废以后,能够对其零部件实现高效且不加破坏的拆卸,以便有利于材料和零部件的重新利用与循环再生,进而达到保护环境和节省资源的目的。在拆卸过程中应该遵守这样几个原则:首先,所用材料应该具有多功能性,这样可以有效降低拆卸数量;其次,设计制造过程中,针对某些有着相互影响的材料避免将其组合,以便间接的导致零件的损坏;再次,拆卸过程中减少零件的多样化,这样可以减少设计制作过程中时间差。 2)可回收设计。 所谓的可回收也就是在设计过程中,对零件的重复利用充分考虑,同时,还应对相应的回收处理方法和回收费用等问题进行考虑等。可回收性设计一般是零部件的再利用和原材料的再循环,当前由于材料再循环仍存在技术困难,而且再循环成本较高,因此较为合理的可回收性设计应将重点放在零部件的再利用上。使用该方法进行设计时,应该采用这样的措施:在设计制造过程中,应该尽量使用那些可以重复利用的材料,并且,还应该确保所使用的材料具有较小的污染力,对于已经报废的零件,可以采取相应的措施进行再加工等。例如可再生材料、易回收材料以及无毒无害材料等;对于已使用过的零部件进行再加工和翻新等措施。 (三)设计成本 在对绿色设计的成本进行相应的分析时,与传统成本分析法大有不同,绿色设计过程中,还应该对产品的回收和利用进行考虑。因此,在整个产品设计制造成本分析过程中,必须在一定程度上对产品的环境成本、回收成本等进行考虑,只有这样才能确保使用最小成本,获得最大的经济效益。从另一方面来说,在对产品进行包装时,也应该着重突出这样几个原则:材料应该尽可能的降低到最小程度的使用量,也就是在满足相应包装条件的前提下,将包装材料降到最低。同时,还应该选择那些具有较小危害的包装材料进行产品的包装,这样可以适度的减少环境污染。与此同时,所选用的包装材料最好能够回收利用,这种可以重复利用的材料,可以有效降低包装过程中所产生的废弃物数量。 三、结束语 总而言之,伴随着国民经济的发展,环境破坏越来越严重,在这种新时期的背景下,在对机械产品进行设计和制造过程中,应该以绿色设计为重点,对环境和能源进行充分考虑,同时,还应该在设计制造过程中体现出绿色设计相应的功能,从而在保证可以生产出较好产品的同时,确保环境得到有效改善,进而促进国民经济的进一步发展。 作者:朱耀武 单位:无锡职业技术学院 机械设计论文:学生课程改革机械设计论文 1机械设计基础课程改革内容及目标 1.1具体改革内容 (1)改革课程教学模式,设置有利于学生自由发展的教学环节。引导学生“主动参与”的教学模式,教师在课程教学初期提出目标,如以往届“机械创新设计竞赛”为主题,并明确目标完成质量,将纳入期末考核并给定所占总成绩的比例,一般不应大于50%;学生自行提出任务,3人一组自由组队,寻找方法,教师在目标提出约两周后组织学生对任务进行答辩,对任务进行客观、准确评价,指出下一步学习的重点;在学期中组织“机构创意搭接”活动,在学期末组织“机构设计及动力学仿真”活动,激发学生热情。课程教学模式不局限于教师课堂讲授,可以是学生任务汇报、教师指导答疑、活动演示等多种形式并存。教师引导:提出目标、不规定任务;不规定方法;督促实施、解答疑问。学生主动参与:明确目标,提出任务;寻找方法;边学边干,完成实践。 (2)改革课程教学方法,营造学生自主探究的环境。引导学生“主动参与”的教学方法,教师在课程讲授过程中取材以教材为线索,又不局限于教材,在学生自行寻找的任务中,找到具有共性的问题,引入课堂;在各章节围绕技术的发展,增加新的内容;不拘泥于程式方法的符合度,看重对方法(路径)的找寻过程,看重结果的创新度。 (3)改革课程考核方式,重点以考核学生能力为主,多种考核形式并存,客观准确评价学生成绩。打破传统的以考核学生对书本知识掌握程度的限时书面考试方式,传统考试方式会使学生临时抱佛脚,放松平时的学习。加强对平时任务完成情况考核、对组织活动参与情况考核、对实验室开放参与程度考核,加大平时考核在综合成绩中所占的比重,在一定程度上促使学生重视平时各个教学环节,使学生的学习过程变成循序渐进的过程,防止学生考前的突击应付,提高平时学习的自觉性和主动性,考试题目增加一定量的设计型题目,强调工程背景,克服传统考试中题目的限时性、定向性、唯一性、单纯性的弊端,着意考察学生综合运用知识解决实际问题和创新思维的能力。 (4)改革课程对应集中性实践环节教学内容,将任务从课内延伸至课外。多数作品可作为课程设计继续研究,丰富课程设计内容;部分作品可作为毕业设计题目深入分析;优秀作品可参加辽宁省机械创新设计大赛。 1.2改革目标 通过课堂讲授与学生自主实践,培养学生具有: (1)根据目标范围找寻社会需求提炼课题的能力; (2)对于机械工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力; (3)独立创新设计机械系统与零部件的能力; (4)在团队中工作、与他人合作的能力。 2机械设计基础课程改革实施方案 学生的学习分别通过若干个学习任务来完成,每个任务均要求学生通过小组动手实践直接掌握实践知识。在实践中遇到了问题,又使学生对理论的学习变成内在需要。学生在学习专业理论之时,又通过实践巩固理论知识,从而使理论知识学习与实践知识学习有机地结合在一起。以学生“主动参与”为中心,进行各方面能力的培养与锻炼,每个任务都是一个完整的工作过程,是一个获取信息—制定计划—做出决定—实施计划—检查控制—评定反馈的过程。 3机械设计基础课程改革成效 3.1组织与课程密切相关的教学活动 在2013/2014学年第二学期,对机械设计基础课程进行了改革的尝试,涉及三个班级。在课程前半部分常用机构理论内容讲解完,组织学生开展“首届机构创意搭接竞赛”活动。 3.2机械设计基础课程改革取得成果 共收集作品32件,分别是:颚式破碎机、飞机起落架、活塞泵、压盖机、蛋糕切片机、汽车雨刷器、印花机、台式电风扇摇头机构、带式输送机、鹤式起重机、摄影升降台、机器人腿部机构、车载起重机、多连杆式独立悬挂机构、机械手手指机构、精压机机构、缝纫机踏板机构、机械手手臂机构、筛料机机构、内燃机、活塞泵、插床插削机构、带传动传送机构、飞剪机构、后备箱开启闭合机构、单缸四冲程内燃机、牛头刨床机构、门式起重机、振动筛料机、挖掘机、洗瓶器、浴室搓澡器。每件作品包括:设计任务书、答辩PPT、机构搭接视频、活动总结。评选出特等奖1项,一等奖3项,二等奖6项,三等奖6项。其中,单缸四冲程内燃机获特等奖;颚式破碎机、后备箱开启闭合机构、牛头刨床机构获一等奖;飞机起落架、汽车雨刷器、摄影升降台、精压机机构、插床插削机构、飞剪机构获二等奖;活塞泵、压盖机、门式起重机、振动筛料机、挖掘机、洗瓶器获三等奖。 4结语 从改革实施效果看,师生交流加强,学生学习自主性有所提高;设计独立完成,无法抄袭;全体学生参与小组共同设计,加强了与人合作意识,获得了团队工作经验;部分作品可作为课程设计、毕业设计题目继续深入研究,课内成果延伸到课外。该研究使实践教学与理论教学有机结合,以技术应用能力培养为主线,按照能力本位、任务驱动的理念进行组织教学,构建以实践为主、以知识为辅、以任务为载体、理论与实践一体化的课程结构,充分体现“以学生为中心”的教学思想,充分调动学生主动获取知识和解决问题的主动性,通过小组个体之间、师生之间的沟通、交流、讨论、答辩、评价等多个环节,通过对任务实施过程中具体环节的训练,引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地学习,使学生具备对任务综合的分析能力、知识选择能力、知识应用能力、对问题的判断能力、问题分析能力、创新能力、工作质量及效率和团队合作能力、自学能力等人才培养方案中所要求必须具备的能力素质。 作者:郭维城 王琳 刘小琨 张陈 单位:沈阳工程学院 机械设计论文:应用技术型大学机械设计论文 一、课程特点 课程对学生机械专业课的学习打基础,起着承上启下的作用;同时该课程的综合性和实践性都很强,课程许多内容可直接用于生产实践的设计与应用。故此课程的学习可培养学生具有一定的机械基础知识和初步的机械设计能力,同时理解从工程实践中得来的知识经验,还要具备将所学应用到行业工程实践中的实际工作能力,培养学生的发散性思维和创新能力,为今后从事机械技术工作打下基础。若有学生前期知识基础不牢或自学能力不够,会使学生普遍感觉这门课程难学而导致学习积极性不高。鉴于以上情况,认为根据应用技术型大学以“学生为中心、职业为导向、能力为本位”为基本教学思路的特点,对《机械设计基础》教学内容进行优化、对教学方法与考核方式进行改善十分重要。 二、教学内容特点 《机械设计基础》的教学内容主要包括三大部分:机械设计的基础知识,如平面机构的运动简图和自由度;常见机构的结构及设计,如凸轮机构、齿轮传动和蜗轮传动、联接与螺纹传动、带传动和链传动;机构的装配与设计,如轮系和减速器;轴和轴承等。在课程初期或教学进入到某一个大部分时,可向学生介绍将要学习内容的总体框架,使学生可以初步从机械系统的总体去认识机构。使学生对各机构间的关系有初步了解后,可进入具体教学内容的学习,在学习过程中让学生具体了解各种机构的构成、工作原理、特点和功能,可使学生不再孤立地了解和设计某一种机构,而是以机械系统为主线,依次掌握各种机构分析、设计的基本理论和方法,理清各种机构间的关系及异同点。教学内容要以技能和应用作为准绳,故本课程的主要教学方向是以项目为导向、以工程问题为驱动。教学内容的重点应突出技能的掌握和工程实际的应用,故在教学过程中先以实际工程例子作为引导引入新的课程内容,可提高学生主动思考、主动学习、激发学生探索创新的思维。在教学过程中,教师应举一反三,将教学内容进行引申到工程问题,使学生保持学生学习热情的同学,也加深或拓展学生的视野。在某一部分教学内容结束后,教师可结合教学内容和行业实际情况提出一个或多个项目任务,教师进行问题的引导与学生一起讨论,最后指导学生完成项目的设计方案并实施方案。课程中齿轮设计、传动设计、轴设计、轴承及联轴器等零件的设计都可作为项目计划内容。学生完成项目计划后可体验到产品设计的真实过程,可增强学生的学习兴趣和自信感。课程设计是本课程的重要教学内容之一。课程设计题目应该尽可能接近实际生产且题目形式应多样化。为了使学生不至于对课程设计有突兀感,可在课程之初将课程设计题目列表发给学生,让学生在课程学习的过程中,根据自己的兴趣及能力选择相应的题目。这种方式可调动学生自主学习,也可使课程设计过程更具开拓性和应用性。教学内容和课程设计题目,要根据不同专业、不同学习水平进行调整。两方面内容均要体现专业的特点,也要与社会应用和工程创新相结合。只要在教学过程中调动学生的主观能动性,使其主动地开展学习和思考,才能提高教学成效和促进学生的实践能力和综合素质的提高。 三、教学手段 1.利用现代多媒体技术。 课程中涉及到许多对初学者较难理解的动态过程,如齿轮的传动过程、齿轮的范成加工过程、带传动的打滑现象等。可采用多媒体教学的方法,将静态的二维图像转变为动态的三维模型,使教学内容变得直观和生动,从而帮助学生快速理解和掌握机构的运行原理及过程,也可弥补部分学生的理解能力不足或教师表达不充分的传统教学不足之处。再者,教材所体现的是课程的经典知识,可利用网络资源,使学生了解教材上没有体现而又能呈现学科发展的前沿知识点或科技信息,可拓宽学生的眼界,并有助于学生对课程内容兴趣的提高。 2.实例教学。 应用型技术大学的教学以职业为导向、以能力为本位。可让学生进入机械加工中心,对典型实例机械设备进行拆卸,让学生直观地了解各种机构和零件在机械装备中的工况,甚至可让学生亲自动手运转机械,使学生将理论教学课学习的知识与实际机械的构造进行联系,激发学生的学习兴趣。 3.讨论式教学。 针对某一特定问题,如某一机构的设计思路或某一工程问题,由教师进行问题的引入,而教学过程以学生进行分组讨论为主体,各组分别由一人论述本组的解决思路或方案,其他组同学对提出的方案进行评述其优点或缺点以及改进思路。最后由教师进行点评各组方案的可行性及改进思路。讨论式教学是以学生为解决问题或提出设计思路方案的教学主体,教师充当裁判员角色,这可提早历练学生在实际工程中解决问题的发散性思维。 4.案例教学。 案例教学与讨论类教学类似,不同点是案例教学以教师为主导。针对某一有典型特点的机械设计实例,由教师进行循序渐进地提出引导性问题,与学生进行讨论,并随时对学生提出的观点进行评述。某一问题讨论结束后,教师即刻提出下一引导问题,直至此机械设计的过程蓝图完全呈现。案例式教学也是历练学生解决实际问题发散性思维,但教学过程要以工程上解决机械设计问题的思路为轴线,以让学生了解实际工程问题的解决思路。 5.对比法教学。 本课程中涉及多种齿轮,如直齿轮、斜齿轮和锥齿轮;多种间歇运动机构,如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿机构等;多种传动形式,如齿轮传动与蜗杆传动、带传动和链传动等。这些机构在结构形式、受力分析和应力分析等方面都具有相似性,可针对此种情况,为学生建立学习对比学习卡片,将类似机构的结构分析、受力分析和应力分析等进行比较,并列出各自的不同点。学生利于此学习卡片,可清晰地对比相似机构的异同点,从而有助学生对知识点的掌握。 四、考核手段 本课程一般采用闭卷考试对学生进行考核,在此考核方式下,学生通常要记忆大量复杂公式而倍感厌烦,故闭卷考试并非最佳的考核方式。在闭卷考试不能完全改革的情况下,可增加其他考核方式的权重,以“应用”作为考核学生的主要依据。 1.口头考核: 教师结合教材内容,提炼出多个理论知识点与工程应用细节相结合的问题,针对学生的回答考核学生对理论知识的掌握和对实际问题的解决思路。此考核方式是针对讨论式教学和案例教学的检验。 2.课程设计式考核: 教师结合教材内容,提出数个机械设计题目,将学生分为多组,每组学生自主讨论、确定设计思路和方案。学生需提交考核报告,报告内容包括设计内容的讨论整理稿、思路的确定过程、最终的设计方案和组员的分工。根据每组的总评和组员分工的完成情况对每个学生进行考核评估。此两种考核方式应该先后进行,口头考核考察学生解决实际工程问题的思维水平,即是否掌握了技能;课程设计式考核考察学生解决实际工程问题的能力水平,即是否会应用技能解决实际技术问题。 作者:张尧成 杨莉 戴军 单位:常熟理工学院机械工程学院 机械设计论文:高职实验教学改革的机械设计论文 1高职机械设计基础实验教学现状 实验教学是重在培养学生动手能力、实践能力以及创新能力的重要过程,是应用性强专业通常所采取的一种通用性的教育教学模式。机械设计基础专业技术课程的终极目标是培养现代化所需要的实践性人才,然而受到传统教育教学模式的影响,我国高职机械设计基础课程的教学往往过分重视理论教学,实验环节只是作为辅助手段。这种现象严重制约了高校机械专业学生的实践能力的培养和发展,不利用今后操作能力的提升。正是这种现象的存在,导致很多高职院校机械专业在资金投入上往往不能有效地向实验器械的购买增加上倾斜,使得高职机械设计基础课程的实验设施设备普遍滞后,实验项目仅仅是最基础、最普遍的常识性实验。这种单一性的实验,直接导致学生对机械设计基础专业的理解严重不足。尤其是有些实验虽然是以实验的形式出现,但是仍然具有极强的理论性认知,不能通过过程验证来激发学生的求知欲,导致学生兴趣和积极性的不足,失去作为实验教学的意义。如何加入更多的实际动手性操作实验势在必行。同时,高职学校机械设计基础课程的实验设置上过多地将视角放在了教师操作、学生观摩上,学生只能通过视觉感官来体验实验的内容,而不能通过亲身的实验操作来获得更加深刻的体会,导致学生当时明白,但是很快就遗忘,不利于学生综合能力的显著提升。此外,高职院校对机械设计基础课程的评价模式也存在弊端。实验教学环节由于实验实施设备的不足,导致学校在对实验教学进行评价时,只是将实验教学作为考察部分,不能有效地激发学生对实验的重视,如此一来,学生的能力如何提升? 2高职机械设计基础实验教学建议 2.1更新机械设计基础课程理念 任何体制创新、制度创新都取决于观念的更新。高职机械设计基础课程实验教学体系的改革首要的就是要更新观念,建立适应现代化发展的高等教育教学管理理念,彻底打破传统教育教学模式的影响,建立以实验为导向,以培养学生实践能力、创新能力为目标的课程理念,为优化高职院校的竞争力的全面发展奠定坚实的基础。机械设计基础实验教学是以培养学生的动手实践能力为目的,使学生掌握科学实验的基本方法和技能,具有创新设计能力及应用现代技术手段分析和解决工程实际问题的能力,最终实现由知识传授到技能培养,再由技能培养到综合素质提高的全面转变。这是机械设计基础实验教学改革的目标与优秀任务。一切以优化高校发展、促进优势学科建设、规范管理为基础,切实将高职机械设计基础学科建设放在重要的位置。 2.2加大投入,优化设施设备 高职机械设计专业实验教学体系的构建作为一个系统的工程,需要大量的物质基础来保障其有效运行。这种投入涵盖了大量的人力资源和物力资源来保障其有效运行。实验室的优化首当其冲,良好的实验室、合理的实验设施设备是保证高职机械设计基础实验教学顺利进行的前提。 2.3建立适合学科发展的实验体系 总体上看,高职机械设计基础专业的实验涵盖以下几种主要的类型:基础性实验、综合性实验、创新性实验以及设计性实验。目前,高职机械设计基础实验过多的注意力放在基础性实验上,如何在实验内容上进一步优化至关重要。适当地加大创新性、综合性、设计性实验的成分,将进一步提高机械设计专业的学科建设,这些才是高职实践性教学所必需的,是培养机械专业学生解决实际问题能力的关键。只有这样,才能切实提高高职机械设计专业学生的动手实践能力。首先,在内容上的优化还应以提升学生的设计能力为基础,在实验内容上鼓励学生自主设计。如四杆机构、凸轮机构和齿轮机构等的教学,应不断地鼓励学生自主设计,并自主地查阅资料来根据机械设计基础模拟相关机构的运动规律。不断地自主实践才能真正提升学生的能力,教师充当的角色也应发生变化,切实起到主导的作用。其次,在实验教学环节上也应进一步优化,建立适应相应实验项目的不同实验分组模式,如轴系结构设计与分析实验是具有较强的分析和综合性的实验,实验目的旨在提升学生的实践能力。这就要求教师在分组时切实增加学生的动手机会,分组人数不易过多。而相反在设计性的实验教学中应适当增加小组人数,通过大家的集思广益来拓展思维,优化思维,并通过小组讨论来不断地优化小组设计,提升小组成员的合作意识。再有,高职机械设计基础实验教学应不断优化实验教学的方式、方法。在教学中不断增加开放式教学模式,提高学生的设计、创新能力,在高职机械设计的实验教学中突出学生的主体地位,鼓励学生自主思考、自主查阅相关资料、自主讨论、自主构思、自主分析。教师在实验组织上更多的应该是通过集体的分析来对学生的创意进行比较,总结学生的经验。最后,在高职机械设计基础的教学评价机制中,应不断更新机械设计基础评价模式,增加动手环节比重。切实提高实验教学成绩的比重,并将学生自主动手操作能力和设计能力的提升作为评价的重要内容。 2.4加强教师梯队建设 高职机械设计基础专业教师作为教学的管理者和具体的实施者,其能力的高低将直接影响高职机械设计实验课程的效果。因此,我国高职院校应该提高专业实验教师的综合素质,适应现代机械课程建设的高速发展,通过不断的人员培训来提高专业教师的专业素质,适应现代机械高速发展对机械设计专业的高要求。这种梯队建设应重点强化高职机械设计专业师资队伍创新精神和创新能力的培养,鼓励专业教师不断进取,不断更新个人的知识结构,不断加强自身学习,吸取国内外的先进技术,全面提升个人的综合素质,为培养优秀的机械设计专业人才奠定坚实的基础。 3结论 随着社会经济的迅速发展,社会对实践性人才的需求加大。机械设计基础作为实践性强、操作性强的学科,实验教学是该学科教育教学体系的重中之重,在教育教学中注入良好的实验教学对有效提升机械专业学生的动手能力、分析能力起着至关重要的作用,将直接影响学生的发展。高职机械设计基础课程应不断优化课程理念,不断加大投入,优化实验课程建设,为课程实验开展奠定坚实的物质基础,加强师资建设。通过建立多样、实践性强、创新性强的实验,有效激发高职学生的积极性,提升专业竞争力。 作者:高鑫 单位:大连航运职业技术学院 机械设计论文:实验教学中机械设计论文 1实验教学内容创新 1.1主要内容 新增实验以机械原理和机械设计为理论基础,目的在于加深对平面机构组成原理的认识,了解平面机构运动特点,进而培养学生机构综合设计能力、创新能力、实践动手能力以及综合应用所学知识分析、解决工程实际问题的能力。机械运动创新设计过程是一项综合性较强的实验,不但要求扎实的理论知识,具备较强的空间想象能力,同时对动手能力也有一定的要求。学生在做实验之前,先要掌握平面机构的组成原理,熟悉本实验中的实验设备,各零部件功用和安装、拆卸工具,然后自拟平面机构运动方案,行程拼接实验内容,将自拟的平面机构运动方案正确拆分成基本杆组,最后正确拼接各基本杆组,将基本杆组按运动规律顺序联接到原动件和机架上。本文以CQJP-D机构运动创新实验方案试验台为例。 1.2实验特色 机构运动创新设计实验,其运动方案可由学生构思平面机构运动简图进行创新构思并完成方案的拼接,达到开发学生创造性思维的目的,其主要特点包括以下几个方面: (1)基础性。 实验内容主要以机械原理和机械设计的基础知识为依据,主要针对机械零件中的基本构件进行拆分和组装,从而设计出全新的机构。例如在组装实验设备时,必须准确掌握基本杆组的概念,机构具有确定运动的条件是原动件数目等于其所具有的自由度数目,如将机构的机架及与机架相连的原动件从机构中拆分开来,不能拆分的称为杆组。任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到机架和原动件上的方法而形成。因此,上述机构的组成原理是机构创新设计拼装的基本原理。 (2)综合性。 实验涉及多种构件,对了解和掌握机械设计中的各种机构均可以起到良好的效果,其中包括齿轮、凸轮、齿条、槽轮、运动副、连杆、带轮以及平键、螺栓等辅助构件。 (3)创新性。 实验打破以往观察验证和操作验证的局限,着重强调发挥学生的自主创新能力。通过实验,学生能够自己动手发现问题并解决问题,为知识的创新提供可能。 2实验教学管理模式创新 实验教学不但要有完善的教学内容,还要具备健全的实验管理模式。管理模式始终要为实验目的服务,实验教学不仅要以提高学生的全面素质为根本,更要以培养学生的创新意识和实践能力为重点,具体从以下几个方面着手: (1)制定严格有效的实验考核制度。 以往的实验考核没有统一、严格的考核制度,致使在实验过程中出现应付、抄袭等违规现象。结合我院实际情况,将实验考核内容分为五部分,并占期末总评的。 (2)实验室实行开放式管理。 为了更好地增强学生的实践能力,必须对实验室的开放时间加以调整,根据我院自身条件,可采用固定时间段开放或不同实验室轮流开放的管理模式,更好地激发学生的求知欲,在一定程度上放手让学生自主实验。 (3)现代科技的采用。 现代实验教学中所采用的很多实验设备都配备有实验软件,在实验过程中,要尽可能地使用并采纳软件中所提供的模拟数据、动态仿真,以及数据分析曲线。通过实验软件的辅助,进一步掌握实验设备的工作原理及数据结果的计算过程,最终提出问题,分析问题并解决问题。 3结语 机械设计实验教学创新不但包括实验内容和管理模式创新,还包括实验室布置、仪器设备选购、实验教材修订等多个方面,本文未作探讨。综合性、创造性实验需要进一步探索,管理模式还有待完善。只有不断完善和创新才能使学生真正做到思考、探索、设计、操作和总结,让实验从验证型转为主动参与探索型。通过不断创新的实验教学模式,最终实现学生应用能力、分析和解决工程实际问题能力的稳步提升。 作者:敬谦 单位:陇东学院机械工程学院 机械设计论文:基础课程机械设计论文 一、做好学情分析,因材施教 在教学机械设计基础时,要了解所任教班级学生的兴趣爱好、性格差异及认知水平等情况,进行针对性教学。老师在教学过程中,应该深入了解学生,对学生的接受能力做到心里有数,搜集和组织机械设计基础课程中的重点与难点,把需要完成的知识点分解成基础性知识与提高性知识,运用一定的教学方法将基础性知识传授给全部学生,在此基础上,将提高性知识传授给中等以上水平的学生。 二、因需施教,优化教学内容 技工教育需要传授理论性知识,更重要的是要教会学生职业技能以及提高学生的动手实践能力。技工教育中的理论教学应以够用和必需为前提,将更多时间留给学生校内与校外实习。为此,机械设计基础课程应该根据学生的认知水平选择教学内容,对于理论性强以及实践中较少利用的内容,如静平衡、变位齿轮等知识删去不讲;对于以前学过的内容少讲;对于实践常用的知识,如带传动设计、螺纹链接、齿轮设计、轴的结构设计、轴承拆装等内容应该多讲与精讲。总之,技工教学中要以应用为目标,够用为度,以概念与应用为重点组织教学。 三、区别对待,分层教学 新学期开始,学生对新学年的激情比较高,上课比较认真。但由于学生基础知识以及接受能力的不同,在开学后3周左右学习的层次性就会表现出来,这时还用“一刀切”的教学法,就会出现有些学生吃不饱、有些学生吃不好的情况。为此,在机械设计基础课程教学中应该使用“分合相接”法:“合”指的是集中讲授与归纳,“分”指的是分类指导与练习。其中,集体讲授面向全班同学,分类指导面向学习有困难的学生或者学习一般的学生,集中归纳起着点睛作用,使学习有困难以及成绩一般的学生加强理解,分类练习指的是根据学生学习不同层次安排识记、理解、简单应用与综合应用四个层次的课外练习,让不同层次的学生都能有适合自己难易程度的练习可做,这些练习可尽量选择实践性强的题目,以培养学生解决实际问题的能力,通过练习真正使学生学以致用。 四、采用多种教学方法,加深学生的理解 采用多种教学方法,提高教学效果。机械设计基础课程中设备种类比较多、结构比较复杂,比如四杆机构以及齿轮等,仅仅依靠老师口述,学生很难理解教学内容,采用多媒体课件,特别是三维动画,能轻松地解决这个问题,从而提高学生学习的积极性,提高教学效果。 五、理论和实践相结合,提高感性认识 机械设计基础课程与机械工业生产实践密切相关,因此在教学中应该注重理论与实践相结合,以提高感性认识。学院学生除了在机电机械专业实验室内进行动手实践操作外,还可到学院内的实习工厂进行实习,从而使学生真正领悟到“学中做”和“做中学”的真正内涵。比如,为了完成“曲柄摇杆机构”和“急回特性”原理的教学,可以组织学生到实习工厂内观看牛头刨床机构的运行情况,从而加深对“曲柄摇杆机构”运行原理的认识,在观看牛头刨床机构的运动过程中,可以看到加工过程中存在进刀慢、退刀快的情况,就能很容易理解“急回特性”原理。 六、制定合理的评价体系,激发学生学习积极性 技工院校学生在初中阶段基本上没有形成良好的学习习惯,学习信心也不高。为了调动学生学习积极性,江西省冶金技师学院建立了学期考核、平时考核与任务考核相结合的评价体系。学期考核综合学生期中考试分数与期末考试分数,平时考核内容主要是学生出勤情况、课堂纪律与课外作业的完成情况,任务考核指的是课堂练习与课堂表现等情况。其中学期考核分值占最终考核分值的60%,平时考核和任务考核分值占最终考核分值40%,因此在平时考核和任务考核中多给学困生表现的机会,增强他们的学习积极性。 作者:游永平 单位:江西省冶金技师学院 机械设计论文:UG三维模型中机械设计论文 1UG软件系统的特点 UG系统是世界一流的具有综合性设计、分析和制造一体化的集成系统。系统不仅能够由CAD模块实现从产品的概念设计、结构设计、虚拟现实到静力学和动力学的强度分析,还能由CAM模块实现计算机辅助加工制造,同时在系统中还贯穿了产品的开发和制造全过程。UG技术提供的草图功能、曲线曲面建模、基于特征的实体建模、虚拟装配建模、机构运动仿真、分析等技术手段,为机构设计提供了极大的方便。通过相关技术手段的结合应用,既能快速构建出相关机构的抽象模型,也能把这种模型快速地映射于机构的装配模型,还能对机构进行快速的运动分析仿真、运动干涉检查及动力学分析等。 2UG三维模型在教学应用中的优势 传统的机械设计基础教学过程,通常采用二维工程图表达物体的结构形态,或通过实物模型来增强学生感性认识。但这种教学模式存在着一定的弊端,二维图形缺乏立体感,实物模型由于体积和重量原因会造成携带、拆卸和剖切不便,且操作较为费时。采用UG三维造型功能,对课本上的二维图形所对应的实体模型进行制作,可以很容易实现三视图和实体之间的转换,通过实体模型和动态仿真使学生能够更直观地进入真实的三维空间,从感性上理解三维实体的结构与相对位置,引导学生思考,增强学生感性认识,从而提高学生空间想象能力。另外,利用UG的局部放大、平移和翻转等工具,还能够让学生在屏幕上全方位观察零件复杂形体的外形与内腔的变化等各个侧面和局部细节特征;可以直观地显现整个零件的结构,装配体中零件之间的连接关系,使教学中的知识难点更加清晰、生动、形象;也可以根据不断变化的教学内容和不同的教学对象的需求,利用UG软件方便地进行教学模型的修改与新建,满足教学中对模型种类及数量的需要,并有效降低教学成本。 3UG三维建模在教学中的运用 3.1模型和教材相适应 《机械设计基础》课程很多内容都涉及三维零件,根据需要确定具体的零部件,如:带轮、齿轮、凸轮、轴、轴承、箱体等等。在建模的形式上要注重提高三维模型的视觉效果,根据教学内容的需要制作、补充或减少模型,使模型与教学内容紧密结合,贴近实际。 3.2模型与课件相结合 优秀的课件有助于提高教学效果,用UG软件制作的素材,合理运用在课程多媒体教学中,可充分发挥教师与现代教学手段的双重作用。例如,在讲解轴承的结构和各零件的位置关系时,使用UG建好的模型,一边讲解各零件的结构,一边进行现场虚拟装配,这样能够方便地为学生提供正确的示范,培养学生的几何构思能力,同时帮助学生理解结构工艺知识,有利于学生理解轴承的工作原理、装配关系、各零件的相对位置关系以及各零件的结构特点。在这种视觉效果的刺激下,学生的分析、认识和记忆能力增强,这既活跃了课堂气氛,又提高了学生的学习兴趣。在制作课件时,要注意收集和整理,注重课件在课堂教学中的实用性和使用方便性,有利于学生循序渐进地掌握教学内容。在教学过程中充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,在师生的交流学习中寻找最适合学生的方式,更好地发掘学生潜力。 3.3充分利用学生资源 学生在学习UG软件时,可以将教学模型作为练习让学生参与制作,参与式的体验教学不仅激发了学生学习UG软件的热情,而且巩固了《机械设计基础》课程所学的知识,同时,将优秀作品作为今后教学的资料。 3.4多样化制作模式 一种是将虚拟三维模型调整到最佳位置,保存为图片格式,直接插入到课件适当位置;另外在条件允许的情况下,可直接用UG软件打开已建造好的虚拟模型进行教学,在课堂的动态教学中可以达到随机应变、按需编辑、修改模型。当今社会迫切需要大力加强对人才创新意识与能力的培养,培养符合时展需求的应用型人才迫在眉睫。而人才的创新始终离不开实践环节的培养和锻炼,即“创新来源于实践”。随着3D可视化软件的“大众化”及虚拟仪器的广泛使用,使得原有以实物为主的机械设计基础课程实践教学模式面临新的挑战和机遇。尤其是有些设备或装置需要进行剖切或外壳透明化处理才能充分清楚地了解其内部结构,仅仅在实践教学中运用实物模型,较难形成模型的衍生、变型、扩展设计。这些客观现实的存在,成为机械设计基础课程实践教学在运作过程中的瓶颈。因此,实践教学过程中需要模型的多元化,即将3D数字化模型与实物两种教学模式嵌套使用,才能优势互补。3D数字化模型具有以下特点:其一,三维数字化模型具有丰富多样性的表达形式,数字化模型的表达,拆装非常便捷,且完全可逆,通过剖切、爆炸图、视频生成等功能,可以生动直观地表达实际零部件内部的结构和工作原理,全方位地展示精密部件和不可逆拆装部件的内部结构、装配和拆解过程。其二,利用数字化模型能够强化学生的工程意识,目前UG软件具有标准件库,诸如轴承、螺栓、螺母、销、键等标准零件库,这些库的使用可强化学生的标准意识、工程常识,对避免课堂教学与实际工程环境的脱节效果很好。在实践教学中我们要充分发挥实物模型和数字模型的长处,取长补短,充分协调好两者在教学过程中的关系,提高实践教学的质量。 4结语 通过UG三维模型应用于《机械设计基础》课程教学,理论和实践相结合,可以激发学生兴趣,进一步提高教师的实践教学能力和学生参与制作的能力。将虚拟模型作为素材应用于教学,学生的空间想象能力明显提高,且学生对《机械设计基础》课程零件的结构、机械工作原理的理解加深,从而提高了教学质量。 作者:冯立新 张新勇 安翠国 单位:石家庄理工职业学院 机械设计论文:学生创新能力培养的机械设计论文 1机械设计基础实验教学现状和问题 对于以研究型的高校而言,机械设计基础课程理论与实践紧密结合,实验室开设的实验项目较多而全,其中不乏教师自主研发实验设备,增设实验项目。另一方面,教师以自己的研究课题为中心,组建研究梯队,以博士生带硕士,硕士研究生带领本科生的模式完成学生的创新能力的培养。这两种模式目前在我们学校是很难实施的。另外一种为高职类院校,其教学以工程实践为主,以“应用为目的,以必需和够用为度”,重在培养学生综合分析和解决工程实际问题的能力、动手能力、合作能力和从业能力。我校属于本科院校中的“新生代”,大多数的课程沿用传统的教学模式,强调教师传授知识的主导性,忽视学生学习的主体性,教学模式看似合理,实际上没有培养学生学习的主动性及应用知识、拓宽知识面和创新能力的机会,这对于应用型人才的培养不利。第一,实验室目前能够开设的项目有机构认知、机构运动简图绘制、机构创新、皮带传动、轴系结构、滑动轴承、齿轮范成及减速器拆装等,这些实验从内容和方法上属于“示范型”和“验证型”,比较单一,有些实验设备老套陈旧。第二,从实验授课模式上看很难调动学生的积极性,仍然是教师在课下准备很长时间,给学生讲授实验过程,课堂上学生用不到一个小时的时间重复操作一遍,撰写实验报告,实验课结束。学生整个操作过程机械缺乏思考,知道怎么做,但是不知道为什么这样做,不利于学生创新能力和解决问题能力的培养。第三,实验室场地不足,实验台机组数过少,造成同组人数较多,只有个别学生实际动手操作,其余学生处于观望状态,“等待”实验结果的现象,实验课堂稍显混乱。第四,这些实验都是孤立的没有系统性,没有层次。 2机械设计基础实验教学的改革措施 本次教学改革旨在打破原有的传统方式,以实训项目为导向,以真实的工作任务及其设计过程为依据进行教学内容的整合,把课堂讲解和实训有机结合起来,注重能力本位的培养。在实验内容和手段更新的同时,也注重实验过程的改革,为满足不同层次学生的要求,将实验分为基础实验、创新实验及自选型创新实验。基础实验就是为满足教学课程要求的常规实验,通过实验报告考核实践成绩;创新实验为提高型实验,成绩考核包括课堂动手能力及报告两部分;自选型实验属于额外加分项目,学生利用实验室现有的构件自主设计方案,选择构件进行拼搭,绘制简图,用Pro/E软件进行运动仿真分析,观察杆机构的急回特性、极位角及死点等现象并计算相应参数,给出结论。在教学方法上要适当延长实验时间,增加组数,让每个学生都能参与动手实做,在成绩评定方面应该实验课上教师逐个根据试验台前的表现及问题的回答上直接给出,避免学生课后实验报告抄袭,达不到实验课的教学效果。从教学手段上,提倡教师理论分析、实物演示、多媒体和影像资料等根据教学内容搭配选用,以达到预期教学效果。 3总结 通过实验手段、学生分组情况、实验过程及成绩评定等方面的实验教学的改革,学生在整个过程中由被动操作变成主动设计,教师由原来的主导者转变为只为学生提供技术支持和考核的作用,充分调动了学生的积极性,用新颖的实验模式激发对本门课学习的热情,为后续的课程设计实训环节甚至于毕业设计奠定基础。让学生在完成实验学习的过程中,开阔思路,增长见识,享受动手实做的乐趣,进而达到提高教学质量,锻炼学生创新能力的目的。 作者:刘春香 刘喜平 苗淑杰 宁慧燕 徐莉 付彦虹 单位:黑龙江工程学院
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高职机械设计教学研究:高职机械设计基础的教学改革 摘 要:《机械设计基础》课程是高职高专类院校与近机类各专业的一门重要的专业课程。笔者在近几年的教学过程中发现,随着我国教育结构的不断调整,学习内容、师资结构、学生来源都发生了很大的变化,传统的教学内容,教学方法,考评方式已不能适应现代高职学生的需要,必须做出改革。 关键词:机械设计基础;教学内容;教学方法;工程素质 《机械设计基础》课程是高职高专类院校与近机类各专业的一门重要的专业课程,是理论性和实践性都很强的基础课程,在教学中具有承上启下的作用,通过本课程的学习使学生掌握常用机构和通用机械零件的基本理论和基础知识,初步具有这方面的分析、设计能力,并获得必要的基本技能训练,同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。笔者在近几年的教学过程中发现,随着我国教育结构的不断调整,学习内容、师资结构、学生来源都发生了很大的变化,传统的教学内容,教学方法,考评方式已不能适应现代高职学生的需要,必须做出改革。 一、教学内容的改革 《机械设计基础》课程包含了静力学、平面力系、空间力系、四种材料力学构件变形形式、平面连杆机构、凸轮、带传动和链传动,齿轮、轴、联结,液压与气压传动等丰富内容。随着科学技术的不断发展,教材的滞后性越来越呈现出来,因此必须对课程内容进行整合。要删除陈旧的章节,增加必要的新知识等手段,精心设计课程体系。针对高职学生对理论不感兴趣、喜欢动手实训操作的特点,根据“理论够用”的原则,尽量减免理论的推理计算内容,抽取更多的课时为适合实训的内容。 机械设计是前序课程运用的综合,它涉及工程力学、金属及热处理、公差与配合、机械制图等课程。要想将设计做好,必须将这些知识综合运用,同时还要自学一些相关的设计知识,能熟练的查阅手册。同时,要增加计算机辅助设计,proe零部件组装和三维动态仿真等相关专业知识。 原理的推导、证明不是重点,应分配更多的学时在学生练习,掌握公式、定理,熟悉设计方法。例如:带传动的打滑原理的推导,变为齿轮的原理等知识点都可不作为重点,只需说明作用和影响。 二、教学方法的改革 我国的高等职业教育起步较晚,教学方面多数情况下也是沿用传统教学手段,即使现阶段引入了多媒体教学,但由于课件的滞后,多媒体演示也与传统的图纸和黑板粉笔教学大同小异,对于学生来讲,学习枯燥乏味,宛若听天书,需要充分发挥想象力才能理解,对于教师则需要花费大量的精力来制作课件、写教案和改作业,而教学效果甚差。随着国际国内形式的变化,经济和社会的进步,对于教学方法和教学手段也提出了更高的要求,如果教学方法不能让学生感兴趣甚至教师不受欢迎会直接导致学生精神上的罢课,教学效果自然谈不上。 从笔者自身进行《机械设计基础》课程教学的实践来说,这门课程的确有大量理论知识,但是教学方法应该灵活机动。例如齿轮机构的分类和特点、工作原理、设计计算,结构设计等,在教学中遵循由简到难,由表及里,充分利用实物、挂图,动画等教学工具进行讲解,组织学生进行实物的装拆,使学生充分理解机构的常见失效形式及设计准则,再设置典型实例设计题目,分组分析讨论,将所学知识链接起来,形成扎实的知识网络,设计思路,以达到活学活用的目的,教师在设计思路上加以引导,对方案的合理性、正确性进行把关验收,并对一些知识、经验参数加以补充总结。又例如,在平面四杆机构项目中,鼓励学生用废纸板、木棍、木块、钉子和销轴自制机构模型,通过改变钉子和销轴的位置,控制机架、连架杆和连杆的长度,记录什么条件下可生成曲柄摇杆机构、双曲柄机构或双摇杆机构。学生也能够在学习中实现了边学边练,充分提高了动手能力和创新能力。 三、考核方式的改革 最终考核成绩的主要由理论考试成绩和实训考试成绩共同决定,并偏向于实训考试。理论成绩包括期末考试成绩、平时测试成绩、平时作业成绩、上课表现情况等。实训成绩可为若干次实训项目(包括企业的实习成绩)的平均成绩。考核内容尽可能简单而全面,能够使学生看到自身不足的同时不会对学习丧失信心。而且由于期末考试成绩在总分中占的比重不大,使学生明白学习过程的重要性,临时抱佛脚和作弊都无济于事。 四、教师和学生工程素质的培养 现在的学生大多数在父母和老师的庇护中成长,具备理论学习能力,缺乏动手能力,具有独特个性,缺乏团队协作意识,对所学专业领域有一定的认识,但缺乏对具体工作性质的理解,即缺乏工程素质,当然这也源自于教师的工程素质的缺乏。这使得许多高职生出了校门就面临失业或者刚上岗就由于不能适应工作岗位而下岗,甚至一些人被迫改行做其他的工作,造成残酷的社会打击。事实上这样的情况完全可以控制,出路就在于从思想上、态度上、教育教学过程中切实将工程素质培养问题放到足够重要的位置上来,并采取切实有效的措施,培养和提高师生共同的工程素质。对于教师而言,自己应该具有一定的工程资质如工程师、机械师等专业职称,并且亲自参加过相关工程项目。对于学生而言,安排学生到企业参观实习,在实习中巩固理论知识,锻炼动手能力,重要的是学生能够在实习中收获职业素养,培养吃苦耐劳、脚踏实地、忠于职守、团结协作的工作作风。 《机械设计基础》课程的教育教学改革和实践,极大地调动了学生学习主动性,使学生由被动式学习转向主动式、探究式学习,促使学生勤于思考、发现问题、分析问题、积极想办法解决问题,也使学生的实践技能、创新能力和教学有了进一步提升,为学生职业能力和职业持续发展奠定了良好的基础。 高职机械设计教学研究:高职机械设计教学过程中CAD技术的应用 摘 要:现如今我国的高职教育已经发展到了一个相当的地步,逐渐成为了我国培养专业型人才的一线阵地,其中机械设计是高职院校理工学专业中的一类,是需要学生思维能力高度发达的专业,CAD技术的二维作图能力是辅助机械设计学生进行知识学习的最优工具。本文通过阐述高职机械设计CAD教学的发展现状,分析其中存在的问题与现象,探究在机械设计中应用CAD技术的手段与措施。 关键词:高职机械设计 CAD教学 手段与措施 1 关于高职机械设计教学中的CAD技术 在高职机械设计教学中CAD应用的现状。 设计专业是需要进行图纸绘制的,而人类的思维能力毕竟有限,不能够对所有的细节进行完全管理,而CAD技术的二维图形数字化的能力正好解决了这个难题,能够辅助设计师进行图纸的绘制,也能够对图纸的整体数据进行全面的记载。在我国的高职机械设计教学中,CAD技术的应用也有利于学生对于设计知识与理念的能深入理解,对具体零件的设计中,CAD技术能够帮助老师进行装配,装拆,总装等设计图的讲解,对加强高职机械设计教学的有效性有着很好的推动作用,但是对于三维问题的讲解上,CAD技术就存在着致命的缺陷,需要进行改良。 2 高职机械设计CAD教学中存在的问题与现象 2.1 高职院校的CAD教学师资队伍不全面 在高职院校中,专业性的CAD教师缺少是导致CAD教学无法正常进行的重要原因,在高职院校的CAD教学中,CAD项目繁多,且学生选修的项目冗杂,比如机械管理,专业设计等等,这都需要专业性的CAD教师来进行教学。但是高职院校的CAD教师师资队伍不全面,CAD教师数量少,且CAD教师的专业知识与CAD教学能力存在着不足,导致学生无法得到专业性的CAD指导,不能开发出学生的CAD潜力,让学生感觉到CAD教学的乏味,表现出消极对待的情绪。 2.2 没有利用高职院校自身拥有的高科技教具来进行学习,浪费学习资源 当今我国高职机械设计CAD教学中最大的问题还是老师的教学手段单一,教学方法落后,我国高职院校的机械设计CAD教学中仍有很多问题与情况,传统的教学模式仍旧影响着高职机械设计CAD教学,在课堂上最主要的还是老师的讲授,对学生进行知识灌输,忽略了对实践能力的培养,并且在高职院校,为机械设计CAD教学专业都配备有专业的实践教室,让学生在学习过程中同样也能提升实践技能。在高职机械设计CAD教学中,对学生的教学不能停留在知识和单独的理论上,这样培养出来的机械设计人员仅仅只是知识性的学者,而不是高素质的机械设计动手型人才。目前我国大部分的高职机械设计CAD教学专业已经开始结合学校所配备的高科技教具进行教学,需要摸索更适合机械设计CAD教学的教学模式,为我国高职机械设计CAD教学的发展做出贡献。 3 探究高职机械设计教学中应用CAD技术的手段与措施 3.1 结合实际,通过多媒体教学来让学生对机械设计CAD教学知识进行立体理解 随着电脑多媒体技术的不断进步,相应出现了多种教学用多媒体课件。这就代表着课堂上的多媒体技术将成为教学的助力,代表着学习资源在不断进行更新。首先,自从在课堂中使用了多媒体技术,学生被琳琅满目的教学素材所吸引,对机械设计CAD教学专业学习产生了兴趣,但是这是由老师带领讲解的,想要更好地锻炼学生的专业实践技能就必须将多媒体教学融入到学生的学习中,让学生自己去发现机械设计CAD教学技能的应用技巧,达到多媒体教学的真正目的。其次,多媒体教学进入课堂时间不长,在课堂教学中并未达到不可替代的地步,老师还是课堂教学的主体,所以老师还是要做出巨大的努力来保证学生在课堂上能学到有用的知识,对于机械设计CAD教学,我国的经济发展速度飞快发展,机械设计行业规律与专业知识更新速度是非常快的,所以老师要注意教材与当今时代的发展潮流所结合,通过CAD教学让高职学生在学习中能及时了解到专业机械设计人才市场中的动态也是课堂教学的一部分,将机械设计行业的实时新闻结合到机械设计教学中,帮助学生在进入社会从业前对行业有着深入的了解,带动学生对机械设计CAD教学的认知度更新,做到对学生进行动态教学,达到高职机械设计CAD教学的目标。将这两点结合考虑,老师今后奋斗的目标是要努力把多媒体教学与CAD教学在课堂教学中有机的结合到一起。 3.2 鼓励教师进行教学方法改革,带动机械设计CAD教学的发展 传统的机械设计教学中是通过老师对教材的讲解,将机械设计的理论知识注入到学生的思想中,属于半强迫性教学模式,并且这样的讲解生硬,导致学生老师的讲解会理解不充分,所以老师要注意在机械设计教学过程中制定教学计划,逐步进行CAD教学,不仅有利于学生通过二维系统进行学习与理解,而且对建设现代化高职课堂也有着一定的作用。还有老师在讲解知识的时候要注意知识的循序渐进性,让学生对知识的理解呈阶梯状,避免学生们失去了学习机械设计知识的兴趣与劲头,这是最不妥善的结果,在教学过程中老师要着重将那些不易理解的抽象的专业性的教学知识点进行具体讲解,在讲解的过程中利用图画,声音等高科技教具的方式对学生的头脑内感官造成记忆的刺激,有利于将学生的注意力转移到教学重点上,加强学生思考能力中二维系统的建立,来加深他们对知识的理解,从而提高高职机械设计教学的质量和效率。改革机械设计CAD教学方式是高职教育的必经之路,需要老师与学生的不断探索,才能达到完善的地步。 4 结语 高职机械设计是立体性非常强的学科,CAD技术的应用有利于学生对设计知识的更好把握,但是最大的问题就是这样的师资队伍不全面,导致CAD教学无法顺利的进行下去,因此,在未来的高职机械设计教学中,完善专业CAD人才队伍的建设是最重要的,保证我国高职机械设计专业的可靠性。 高职机械设计教学研究:高职机械设计基础课程教学改革的探索 [摘要]引入行为导向法,改革机械设计基础课程的教学模式,把教学内容整合成项目,在项目实践中贯彻学生为主体的思想。让学生在做中学,把目标学习贯彻始终,使学生掌握基本的知识和技能。 [关键词]机械设计基础 行为导向法 教学改革 一、机械设计基础课程教学现状 机械设计基础是机械类、机电类、近机类专业必修的一门技术基础课,它研究的是机械设计中的共性问题,是机械设计工程的技术基础,应用广泛。其在课程设置中起着承前启后的作用,综合性强,密切联系生产实际,既要为学习后续专业课服务,又可直接用于生产实际;既有较强的理论性,又有一定的实践性。在培养机类工程技术人才的过程中,学生通过学习该课程,增强机械理论基础,提高对机械技术工作的认知水平,培养创新能力,为后续的专业学习和今后从事设计技改工作打下基础。 对于本课程,教师难教,学生难学。它的难教在于:要求教师熟练运用基础课知识,因材施教,把相对枯燥的知识转化成学生想学、乐学的形式,而且要理论联系实际地进行教学。它的难学在于:集许多基础学科的知识于一体,但高职生的基础普遍不好,学起来更加吃力,而且课程重点不突出,各章节内容之间相对独立,相互之间联系少,各有特点。 学生普遍反映这门课“比较难”“当时听得懂,过后就忘了”。如何在课堂上讲学生听得懂、学得会的知识,如何在课后巩固学习成果,让学生能懂、会做、有想法,是我们要解决的问题。 二、机械设计基础课程改革的必要性 由于机械设计基础在课程体系中具有不可替代的地位,因此在各类规划教材中都可以看到它。但这些教材普遍是对本科教材进行删减,降低难度,各章节不系统连贯的问题还是没有得到根本的解决。机械设计的程序,实际上是对机械设计基础所研究内容的系统应用过程。教师要把设计思路和程序贯穿于教学的始终,让同学们知道如何解决在设计过程中遇到的问题,学了能解决什么问题,为什么学;在学习过程中,从易到难,将知识点分解成一个个小任务,并且引导学生进行设计的实践,从无到有,每一步都是师生共同探究的过程。要大大提高学生的参与热情,教师就要对教材进行改革,每一个章节就是一个课题,是一个系统工程,解决一个机构设计问题,让学生带着问题、带着任务去学习。 三、机械设计基础课程教学改革的探索 生产实际中的创新和技改,是对机械设计的基本理论的实践。而创新是企业生存和发展的基本要素之一。机械基础知识和设计的基本思路给了学生创新和技改的基本思路和方法。而机械设计的程序,是对机械设计基础所研究内容的系统应用过程。这些方面都要求学生积极实践和思考,并且是一个系统的过程。行为导向教学法可以很好地应用到机械设计基础课程教学中。 我们从社会需求出发,坚持以就业为导向,以能力为本位的指导思想,以机械设计基础课程的教学模式为研究对象,借助项目教学法、案例教学法等教学方法,系统地研究分析了行为导向教学模式对机械设计基础课程教学质量及提高学生职业能力的影响,编写一套基于项目教学法的机械设计基础课程实训教学内容,制定一套行之有效的以行为导向教学为基础的机械设计基础课程教学模式。不仅使学生充分掌握机械设计基础,提高了机械设计能力和职业能力,同时培养了学生的自主意识、创新意识,促进学生的个性发展。 (一)教材内容及侧重点的选择 为了适应高职高专的普遍需要,市面上我们所能选用的教材内容比较广泛,也比较深奥。对于数学基础不好的学生来说,一些计算分析的内容很难学,严重打击了学习积极性,而计算公式推导对提高学生工程设计能力帮助并不大,完全可以删减,只强调运用。对滚动轴承的选择及组合设计、轴的设计及受力优化,齿轮的设计等在生产实际中应用较多的内容,则多花时间进行讲解和训练。我们在认真研究课程特点、整合课程内容、突出专业特点的基础上,大量加入学生实践的内容,建立和完善适合专业和生产一线需求的课程新体系。根据专业的要求重新设计课程体系,对已有的教材内容进行整合,增加实用性强的新知识,删减一些对生产实践用处不大的章节,使之符合学生的认知特点,有的放矢地教授学生在该学科中应该掌握的知识,特别强调“做中学、学中做”。紧紧抓住高职教育的特点,根据专业要求,对生产一线的内容进行整合,补充实例,重新编排所讲内容的顺序、详略,重新确定重点。 (二)教学模式的改革 教学模式改革的总体思路是:以设计为主线,以培养学生机械系统方案的创新设计能力为目标,建立课堂教学和实践教学相结合的教学模式。着眼于学生综合素质的培养,注重理论与实践、理论讲授与实验操作相结合。 1.课堂教学模式的改革 (1)虽然各章节内容相对独立,各机构相互之间结构特点联系少,看似重点不突出,但机器是由各个机构系统组成,这就是它们的联系。教师在吃透内容的前提下,选用相对简单又常用的机械,先在实训现场进行拆装分析,画好草图,再对该机器的各机构进行分解。采用步步推进的办法,进行系统性教学,环环相扣,既可以先从执行机构往后推演,一个个解决配套机构问题,也可以从原动机开始,层层推进,最后进行整合,相关的运动机构就都有了联系。在推演选择的过程中,特点、区别等问题就能得到关注,有利于学生对知识的理解和掌握。 (2)采用能激发学生的学习兴趣和主观能动性的教学手段,对课堂信息量进行调整,本着“能学会、够用、精练”的原则,以培养学生思维能力为出发点,不求多、不求全,一步一个脚印,扎扎实实推进。以学生为主体,采用行为导向法,以讨论课的方式进行参与式教学,按教学内容的特点应用启发式教学和任务驱动法等方式,以学生比较熟悉和关心的话题为内容,不需要标准答案,让学生在课堂上充分发表自己的观点和见解。 课程的重点是设计,设计章节教学过程可采用任务驱动法。包括五个步骤:第一,提出任务。教师首先给学生讲清楚要完成的工作任务的内容、条件和目标,并通过对工作任务的提示,激发学生的学习动机。第二,简单演示,学生跟学。由教师在黑板上演示,要求学生一起来做,教师在简单演示后,即让学生尝试完成任务,教师适当指导。如果学生由于缺乏必要的知识准备而难以完成任务,那么就应当尽快转入第三个阶段。第三,提出问题。如果学生通过模仿能够基本完成任务,那么所提的问题就应当是针对如何理解操作过程的;如果学生无法完成任务,那么所提出的问题就应当是针对问题解决的。第四,引导解决。引导学生通过阅读教材或查阅其他资料,或通过教师讲解,获得完成丁作任务所需要的专业技能和专业知识,并理解和应用。第五,回归任务。学生把所获得的知识与提出的任务联系起来,看看在掌握了这些专业知识后,能否把工作任务完成得更好。这样,学生在整个设计的过程都参与动手并得到指导,对比较难理解的方法和设计的过程都有感性认识,更容易掌握所学内容。 如果学生水平不够高,那就采用模拟学习法,全部由教师讲解,并完成整个过程,要求学生亦步亦趋,完成一个过程。 (3)充分培养学生的学习能力,采用自学和启发式教学相结合的方法。对常见易懂的内容可以安排学生自学,难度不大的内容则采用启发式教学,抛砖引玉,充分发挥学生的主观能动性,推动他们思考,培养解决问题的能力。 (4)尽量多联系生活、生产实际举例,举生活中常见的机械为例子,让学生有亲切感,更容易接受教学过程。 2.教学过程 (1)从身边的实物人手。我们学院的学生基本都是从农村来的,对于一些简单的工具、用具都比较熟悉,我们就从这方面人手,在项目中作为设计目标让学生来完成。比如四杆机构,我们先启发学生,有没有见过类似的用具,机械就是把人的工作实现的过程。如果把人工转成机械是怎么样的?引导学生多想筛东西的过程,木工刨木头的过程,和四杆机构有什么关系?通过思考和联系,引出四杆机构的基本形式和特点。类似的还有从舂米机引出凸轮机构。 (2)布置设计项目。学生思考后,懂得了常见用品和我们设计机构的相互联系,就开始列出我们要设计的机构,比如自动摇筛、自动舂米机等。 (3)具体实践。要实现简单的运动,也需要一系列的知识,我们从动力开始,先选电机,从中引出传动比的概念,但开始我们可以先不讲解传动比的内容,而是遵循先易到难,将其暂时先搁置,放到后面解决。先要求学生设计一定尺寸的执行机构,学生兴趣很大,在设想的过程中,就能基本掌握相关知识了。比如摇筛,就有四五种设想,然后大家讨论方案的优劣,确定方案(不是唯一方案)。 执行系统已经设计好,有了功率和速度的要求,怎么提供合适的动力和速度?这就要开始选电机,选好电机,速度如何改变?又引进带传动和变速箱,一步步地选用和设计。传动比的分配、性能和尺寸参数以及轴的设计都紧紧围绕任务来实行。传动比分配好,带传动和变速箱参数确定好后,就是选轴承和联轴器了。学生因为要设计一个东西出来,有了目标,学习积极性比较高。 经过一段时间的教学实践,学生参与的积极性比较高,收到了比较好的教学效果。 高职机械设计教学研究:探究新时期的高职机械设计基础教学改革 [摘 要] 高职教育是我国教育体系中重要的组成部分,对我国的人才培养作出了突出的贡献。在新时期下,高职教育正扮演着越来越重要的角色,其担负着为社会输送高素质人才的重任。在这种背景下,越来越重视培养学生的综合素质。本文就对新时期下的高职机械设计基础教学改革进行探讨,并提出一些参考性建议。 [关键词] 高职教育;机械设计;改革 高职教育是我国教学体系中至关重要的一环,为我国经济发展和社会进步输送了众多的高素质人才。在教学过程中,高职院校重视培养学生的综合素质。正因为如此,在设置相关的教学内容时应该与社会实际相结合,重视对学生的职业能力的培养。对于机械设计课程来说,其是机械类专业的重要基础性课程,提升机械设计基础教学有着非常现实的意义。本文就对新时期下的高职机械设计基础教学改革进行了探讨,并提出一些参考性建议。 一、机械设计基础课程教学改革的必要性分析 机械设计基础中有机械原理和机械设计两门课程,是学习其他机械专业课的重要基础性课程,是引导学生向专业课程发展的重要过渡课程,是每一个高职院校学生必须学习的专业基础课程。机械设计基础课程是为了培养学生的设计能力和创新等能力。正因为如此,在实际教学过程中,高职院校更加重视在提升学生理论知识的基础上积极拓宽学生的知识面,提升学生思维能力,进而让学生可以更好地认识到机械设计的内涵,进而提升自己的综合素质。然而,由于我国高职教育并不完善,并没有形成十分成熟的教学体系,使得在对课程安排及教学方式上都有很多的问题,有时候根本没有考虑到高职院校的特点。在这种情况下,高职学生的综合素质并不能得到非常有效的提升。因此,对高职院校机械设计基础课程进行改革是非常有必要的。 二、机械设计基础课程教学改革的策略分析 基于我国高职教育对我国发展的重要性,考虑到我国高职教育中并没有形成有效的机械设计基础教学体系,对机械设计基础课程进行有效的改革具有十分现实的意义。现提出以下几点建议,希望有所帮助: (一)加强实验教学,有效提升学生的动手能力。高职教育应该始终明确自己的定位,致力于培养高素质的应用型人才。而通过有效的实验能够有效培养学生的动手能力。对于机械设计基础课程来说,学生在实验过程中能够有效了解工程实验的基本原理,能够更好地认识到不同的机械量的不同测量方法。此外,学生还能够更好地掌握实验数据的采集和处理操作方法,也可以更为直接地了解不同的仪器的原理和使用方法,从而为自己以后的学习和工作打下良好的基础。 (二)重视培养学生的创新精神。在开展机械设计基础课程时,应该注意培养学生的创新能力。将教学内容进行必要的优化,建立一种以分析为手段,以综合设计为目的的教学模式。这样一来,学生就可以更好地掌握机械基础知识并能够熟练掌握。从另一方面来讲,机械设计基础教学内容非常多,且十分枯燥,教师不可能将所有的知识都教授给学生。而通过启发学生,培养其创新能力才能够让学生自己主动思考,将所学知识融会贯通、举一反三,从而提升自己的学习能力和应用能力。 (三)利用先进的多媒体技术,改善教学质量。在传统的教学中,仅仅用苍白的语言表达教材中的重难点知识是很难让学生真正领悟和掌握的。在现代,随着多媒体技术在教育教学中的普遍应用,教师可以利用机械设计CAI软件在计算机和多媒体上展现课本中一些较为繁杂的知识内容,给学生一种全新的感觉。计算机模拟机构运动的整个过程,将静转化为动,由复杂转化为简单,由平面转化为立体,由单调转化为多彩的画面,由原来的死板单一的讲解转化为生动有趣的三维动画演示,这些教学内容表达形式的转变不仅集中了学生的注意力,激发了潜在的学习兴趣,明显地提高了教学质量和学生的接受能力,还增强了学生的空间想象能力和逻辑思维能力。机械设计有个明显的特点就是在设计的过程中计算繁琐。如果学生用大脑来运行这些计算,在特定的时间内难以完成特定的任务,效率低,然而,计算机的专用教学软件就很好的解决了这个问题。学生可以根据教师的要求,结合课本知识,自主建模,理论用于实践,实践检验理论,既节省了时间,又提高了效率,何乐而不为呢。 三、结论 总而言之,在新时期下对机械设计基础课程进行有效的改革是非常有必要的,其不仅仅是教学内容的简单改变,而应该是完善教学的每一个环节。要与时俱进,保证教学内容的实用性和发展性,重视拓展学生的知识面,充分利用一切有效的手段去提升教学水平,从而让教学活动变得更有效,让机械类专业学生可以更好地掌握所学机械设计基础知识,培养实践能力和创新能力,为自己接下来的学习及未来的发展打下坚实的基础。 作者简介:郑东果(1965-),男,汉族,内蒙古赤峰人,赤峰工业职业技术学院高级讲师,研究方向:机械制造工艺及设备。 高职机械设计教学研究:浅议高职《机械设计基础》课程教学思路 【摘要】《机械设计基础》是机械工程类各专业的主干课程之一,是培养学生机械设计能力的重要技术基础课。高职院校的学生,毕业之后就面临走向生产第一线,作为学生的引导者,要在平时的课堂教学当中融入案例,培养学生理论联系实际的能力。 【关键词】机械设计基础;教学思路;理论联系实际 80年代末90年代初一直延续至今,我国已经成为世界著名的“制造大国”,在我们还来不及为这样的“殊荣”欢呼雀跃时,“制造大国”背后掩藏的问题已经日益凸显出来,技术力量薄弱,环境污染严重,资源浪费惊人。国家也越来越重视技术创新,也在不断加大力度力争从“中国制造”转变到“中国设计”。未来科学技术的竞争,归根结底是人才的竞争。作为机械类教学工作者要在我们平时的日常教学当中不断培养学生理论联系时间的能力。 1 课程特点 1.1、基础性 《机械设计基础》课程在理论方面,涵盖的内容包括高等数学、材料力学、机械制图、机械原理、机械设计等等,是学生们进行其他机械类课程学习以及应用的基础;《机械设计基础》课程在技术应用方面,对常用机械零部件如机床、工程机器中常用机构和机械零部件,包括刨床中的横向进给机构,冲床上的曲柄滑块机构以及轴、轴承、万向节等都有很详细的描述。通过本课程的学习,学生对基本的理论知识和技术应用知识会有一定的了解,具备分析简单机械的工作原理和设计简单机构和零件的能力。 1.2、针对性 高职高专办学目标是向社会输送优秀的技能型人才,针对我们学生的实际情况,《机械设计基础》作为机械课程体系架构下的专业基础课程,为培养学生的岗位技能积攒了“内力”,使得他们在今后不管面临多么复杂的机械装置都能够找出最基本的原理所在,从而更好的开展自身的工作。 1.3、实践性 动手能力是对学生能力评估的硬性指标。“理论联系实际”是亘古不变的真理。《机械设计基础》中不但有对原理的阐释,也有对机器或机构在实际生产中碰到的问题进行描述及解释。学校同样对学生的实际应用能力提出了需求,实训课和课程设计就是很好的佐证,旨在培养学生们的岗位技能。每个章节的结束都会要求学生动手设计相关零部件或机构,需要学生们拿出成果,或是简单的机构简图又或是设计说明书及设计图纸,以训练及考察他们对课程的掌握程度。 2 课堂教学思路 就机械制造业而言,中职生是企业产品生产的操作者,更多的是“低端”产品或“技术含量低”的操作者;本科生是企业产品设计者或技术管理者;介于两者之间,高职高专生必定是高素质技能型操作者,知晓设计初步,会操作更会“精”操作,这就要求具有高职高专特色的培养目标。 2.1、结合实际,调动兴趣 根据学生们所处的年龄段的特点——爱动,活跃,青春,想要让他们静下心来学习钻研机械理论几乎是一件不大可能的事情,但如果在课堂中结合实际案例则会起到不一样的效果。 笔者在给学生讲授一部完整机器的组成时,联系到日常生活中常见的自行车,人是自行车的动力部分,链条是传动部分,车头是控制装置,车轮则是执行部分。这样不仅很快的调动了学生们的兴趣,而且使他们更好的了解掌握了这些名词。 在给学生讲授渐开线直齿圆柱齿轮几何尺寸时,给学生设计了一个情景:在前不久,一台车床出现故障,此设备运行时会有噪声,陈师傅打开主轴箱发现一个齿轮磨损严重,因此交给小王一个任务:带着一张写着模数、齿数及相关参数到仓库去找一个齿轮进行更换。小王拿着师傅写的条子奔到仓库,结果愣住了…… 同学们在看到这个情景时,都非常感兴趣,积极讨论,各抒己见。 这个情景完全就是一个实际生产实例,涉及到的知识点有标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算、用千分尺测量直齿圆柱齿轮的几何尺寸、齿轮的失效形式等等。通过这个情景同学们不仅能够很好的掌握理论知识,而且在将来的工作岗位上碰到类似的问题,他们解决实际问题的能力将不可低估。 2.2、边学边练,理论联系实践 “纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,职业教育具有自己的特性,动手能力的强弱直接决定了学生的就业。学校也非常重视学生实践能力的培养,实训基地的创建,校办工厂的运营等等都为培养学生实践能力提供了条件。 曾听过有些企业抱怨一些学生动手能力差,对于每批新进的员工企业都必须安排几个月的时间在生产一线进行培训,而不能直接拿来就用。我们学校每学期每个班都有四五周的时间去实训中心学习,不仅如此,学校还同企业积极联系,带领学生进入企业进行生产实习,不断提升自身能力,为将来进入社会做好铺垫。在实训中心和企业的锻炼促进了《机械设计基础》课程的学习,《机械设计基础》课程学习使学生的实习效果更佳。 2.3、紧抓科技前沿,拓宽知识面 作为老师要以自己广博的知识量,尽量让学生们在有限的教学中了解更多。这对于我们教师来说更具挑战,不仅要对自己的专业知识精通,还要不断关注最新的前沿技术,不仅仅是局限于一个行业而是要对所有的制造行业都进行了解,只有这样才能够在课堂当中根据学生们不同的兴趣以及要求来进行教学。 教师通过对前沿科技进行提炼之后以浅显易懂的原理来教授给学生,任何看似多么复杂的机械都是由简单的机械原理所形成的,机械无论是简单如自行车亦或是复杂如航天器都是根据简单的机械原理所设计出来的。将复杂的、前沿的机器赋以最基本的原理使学生们更好的掌握《机械设计基础》这门课程。 3 结束语 《机械设计基础》是机械工程类各专业的主干课程之一,是培养学生机械设计能力的重要技术基础课。高职院校的学生,毕业之后就面临走向生产第一线,作为学生的引导者,要在平时的课堂教学当中融入案例,培养学生理论联系实际的能力。课堂教学中可以采取:结合生产实例,边学边练、参加校内实训和企业实习,了解科技前沿、拓宽知识面等思路,努力将高职学生培养成社会需要的高技能人才。
1机械设计制造及其自动化发展现状 1.1机械设计制造及其自动化概念 机械设计制造及其自动化是将多个技术相结合的应用技术。早期机械设计制造是由人工完成,参加工作人数居多,但是设计结果并不理想。随着信息技术的发展,相关设计人员开始在机械设计制造中引入信息技术,形成机械设计制造及其自动化技术,机械设计制造及其自动化技术的出现符合当前社会发展需求,减少了工作人员数量,提高了工作效率和工作质量,提高了企业的经济效益。 1.2机械设计制造及其自动化发展现状 目前,制造业在我国社会经济发展中占有十分重要的地位,对于制造业发展重视程度也不断提升,将信息技术引进机械设计制造及其自动化的发展中,可以促进该领域快速发展。 2信息技术背景下机械设计制造及其自动化优点 2.1有利于提高生产效率 在机械制造业中引进信息技术,能够提高机械设计制造生产效率。信息技术的引入,使机械设计制造程序上逐渐转变为自动化工作程序,提高了机械设计和制造效率,并且在一定程度上扩大了制造业生产规模,是企业获得更多经济效益。此外,信息技术的引入在一定程度上也促进了机械制造产品的精准度,提高产品的整体质量,降低了企业生产成本,弥补了传统人工生产过程中存在的技术缺陷。 2.2有利于提高机械设计制造安全性 在机械设计制造及其自动化中应用信息技术,有利于提高其安全性。信息技术的运用,在机械设计中减少了人工操作概率,从而提高了机械设计制造的自动化水平和安全性,降低了机械制造生产中的安全隐患,有效避免传统机械设计制造在生产中因各种原因出现故障。同时信息技术可以通过计算机系统对机械设计制造过程进行有效监测,及时发现故障并切断电源,减少安全事故发生概率。 2.3有利于工作人员进行远程操控 计算机信息技术是一种网络技术,在机械设计制造中可以通过计算机信息技术对机械设计制造过程进行远程操控,并对其进行有效监测。工作人员在进行机械设计制造时,把客户的要求放在第一位,通过计算机信息技术进一步完善机械生产计划。 3信息技术背景下机械设计制造及其自动化发展趋势 3.1向智能化方向发展 随着信息技术快速发展,我国社会进入到信息化智能时代,信息化技术不断更新换代,使之对应的技术也在不断更新,造成机械设计制造及其自动化技术也不断发展。机械设计制造及其自动化技术的发展,使计算机制图技术和人工智能技术逐渐推广并应用到其他领域,提升了企业整体发展水平。在未来机械设计制造中,计算机信息技术将成为制造业的优秀支柱,只有全面推进自动化发展,才能为机械设计制造和自动化奠定坚实基础。 3.2向生态化方向发展 我国目前社会发展理念是绿色生活,想要实现绿色健康生活,就需要企业树立绿色生产理念。因此,机械设计制造及其自动化也要向生态化发展。企业绿色生产理念主要指的是企业的生产要符合当前社会的环保要求,坚持可持续发展的道路,做到资源不浪费。资源高效利用。信息技术在机械设计制造及其自动化中的应用,充分体现了社会可持续发展要求,引入先进技术,不仅可以提高资源利用率与企业生产效率,还能够兼顾社会公共利益,实现了绿色生产目标,从而符合了社会发展要求。 3.3向模块方向发展 机械设计制造及其自动化的发展不只是单个系统模式,它需要多种系统模式共同配合,才能提高企业生产效率,降低生产成本,最终提高企业经济效益。机械设计制造及其自动化未来的发展趋势之一就是模块化发展,可以完善企业生产系统,减少企业成本投入,为产品后期维护提供了支持。 3.4向机电一体化方向发展 传统机械设计制造及其自动化,是一种人为设计和制造过程,随着信息技术发展,并被引用到机械制造业中,在未来的发展中,机电一体化的生产方式将成为机械制造业中生产的主要方式。通过信息技术可以将电子技术和机械生产进行融合,促进机械设计和制造向机电一体化发展,提高产品质量和企业整体水平。 3.5向网络化方向发展 计算机信息技术在制造业中的应用,有利于机械设计制造及其自动化向网络化方向发展,主要体现在机械设计制造可以通过信息技术进行网络远程操控,还可以通过计算机信息与工作人员、管理人员和技术人员进行沟通,及时解决机械设计制造过程中出现的问题,提高整个工作效率,促进机械制造行业可持续发展,维护生态平衡。 4结语 随着我国信息技术的快速发展,信息技术被大力推广和应用,在此背景下,我国机械设计制造及其自动化得到极大提升。信息技术的应用,使企业开始重新审视机械设计制造及其自动化应用信息技术的优点,逐渐重视相关技术性人才的培养。同时,本文对机械设计制造及其自动化的发展趋势进行分析,智能化、生态化、模块化、机电一体化和网络化将是机械设计制造及其自动化的发展方向。希望通过本文研究,能够促进机械设计制造及其自动化发展,提高企业生产效率与经济效益,减低企业投入成本,实现可持续发展。 参考文献 [1]申鑫军.机械设计制造及其自动化特点和优势及发展趋势[J].山东工业技术,2018(21):53. [2]陈国金.信息技术背景下机械设计制造及其自动化探讨[J].内燃机与配件,2018(18):227-228. 作者简介:李嫚(1982—),女,江苏徐州人,本科,讲师,研究方向:数控、自动化。
摘要:随着社会经济的迅速发展,我国工业行业经历了一系列的变革和创新。在国内,由于工业的不断发展,工业市场竞争日益加剧,提升产品品质已成为我国工业产品开发的重点。最近几年,由于自动化技术的不断普及和发展,国内机械设计制造工业发展程度又有了新的提高,并逐步朝着智能化和现代化方向发展。 关键词:自动化技术;机械设计;制造领域 1引言 在机械设计及制造领域中,自动化技术被广泛应用,将会增加变量的数量,使得可控因素变小,利用计算机来进行整个过程具有很大的优势,生产方式的智能化将会极大提升具体操作环节的精度,在降低工作负担的情况下,企业能够按时对其进行完全的更新。长期而言,它有助于减少经营费用,使工业组织达到规模。 2自动化技术在机械设计及制造领域的应用意义 自动化技术是一门新兴学科,是在计算机、信息技术的鼎力支持下,实现机械、设备在很少人甚至无人的情况下,能够正常的运行,并顺利完成预期任务的技术。其中,以信息技术与微电子技术为主要。从本世纪20年代开始,在冷轧工艺中逐步应用了自动化技术。伴随着自动化技术的发展,机械制造业的自动化程度也在不断提高,其应用也日益广泛,使机械设计制造的生产质量和工作效率都有了明显提高,并且大幅度减少了人工费用,因此,可以有效提高人们通过机械认识和改造世界的能力[1]。自动化技术渗透到各行各业,与其它学科技术相互融合,形成了机械制造、管理、过程、教育等领域的自动化技术,并呈现出多元化的发展趋势。目前的自动化技术已经有了很大发展,不但可以取代人工,还可以帮助人们做一些智能工作,具有重要的现实意义。 3自动化技术在机械设计制造中的应用价值 3.1实现生产装配自动化因为我国工业的特点,在机械设计与制造过程中,许多步骤都是依靠手工来完成的,但是,因为机械设计制造的技术含量和专业程度高,人工操作的误差会导致零件精度下降,从而导致不可挽回的损失。尽管人工操作也有其优点,但在如今的社会中,一切工业都在寻求高效率、高品质,所以这样的方式最后将被淘汰。然而,在机械设计与制造领域中,自动化技术实现了全流程的生产装配自动化,取代了以往人工操作的方式,工作人员仅可利用CNC装置及预先安装的计算机程式,利用自动控制器就可以进行元件的制作,该方法能有效地改善产品加工效果,减少因人工作业而引起的产品误差,使产品在加工过程中具有良好的一致性与精确性。 3.2改善机械使用情况把自动化技术与机械设计制造过程有机地结合在一起,对机械的运用也有很大好处,加强监控与管理,能够全方位地提高机械生产效率。第一,自动化技术是建立在计算机技术之上的,它能够通过设置特定的程序,保证机械能够按照正确的操作规程来进行工作。在某种程度上,可以避免人员伤害,延长机械的寿命,降低成本,提高企业的效益。第二,通过对自动化技术的科学运用,可以提高系统的监测能力,从而在短时间内解决问题,通过对数据的分析,可以保证系统的正常运转,并且可以对系统进行维护。 3.3提高生产效率(1)将自动化技术运用到机械设计制造中,可以大大提高机械制造能力,提高生产出的产品质量和实际生产效率,从而提高企业的综合竞争力,进而占领市场,从而促进企业的发展。(2)将自动化技术与机械设计制造有机地融合在一起,不但能够迅速地提升产品品质,而且能够实现对机械设计制造最大程度的改善,从而改善原有的工艺条件,促进工业的发展。 3.4降低资源成本以往,加工工艺方法较为普遍,但加工过程中所需的原料数量较多,导致生产设备成本偏高,从而不利于生产。因此,将自动化技术更好的运用到机械设计及制造领域中,可以对整个机械制造进行严格的管理,并且可以科学避免生产中产生的工业废料,从而降低成本,为企业创造更多的收益。另外,利用自动化技术可以对机械生产流程进行全面优化,使原有的生产设备得到更好的使用,并且可以最大程度减少废料的产生。所以,充分利用自动化技术,不仅可以节省能源,还可以节省人力物力。 3.5拓展自动化系统应用将自动化技术运用于机械设计与制造,使机械部件的大小与外形变得更为便利。在自动控制方面,大量的资料库及先进的计算机控制系统,可为机械装备的设计与制造提供更多帮助。在此基础上,提出了一种基于计算机辅助设计的新方法,它能够设定生产质量和机械工程效率的参数,对机械进行智能化的自动操作,以提升机械的生产效能。 3.6实现自动化控制管理当前,将自动化技术运用到机械装备生产过程中,具有十分显著的优越性。众所周知,我国机械制造业正在向一个更为先进的领域发展,这就导致了机械零件生产过程的复杂性和对生产原料处理的复杂性,从而增加了管理上的难度,仅靠人工操作是达不到理想效果的。而利用自动化技术,则可依流水线的具体状况,事先设定好作业流程,再进行材料的搬运,这样不会造成材料的浪费。 4自动化技术应用在机械设计制造中的方法 4.1数控技术在目前的工业领域中,数控技术是一种最常用的自动化技术,它是一种以数控车床为代表的设备,数控技术优于手工工艺。数控技术的关键在于利用计算机编码来编制与之对应的控制程式,并将其应用于机械设计与制造。这样不但可以改善产品品质,而且可以降低企业在制造上的投入。相对于其它的自动化技术而言,数控技术能够解决传统机械设计与生产中存在的问题。在相应计算机编码技术的指导下,对产品进行最优的设计及进行有效的管理,使产品设计与制造达到自动化的程度。 4.2虚拟化演示在机械装备的研究与开发中,往往会遇到一些困难,如成本高,操作复杂等,利用虚拟化演示技术,可以很好地克服这种难题。虚拟化演示是将计算机图形学、多媒体技术、建模技术和信息技术相结合而形成的一种新技术,对虚拟化演示系统中的装备图纸以及性能参数进行调节,让技术人员可以对新产品的制造流程进行理解,从而对新产品的制造流程进行分析,并且在新产品之后,还可以对它的特点有所把握,这样不但可以帮助企业员工更好地理解设计和生产方面的内容,还可以在很大程度上降低企业在制造过程中的资源消耗,提高企业效益。 4.3柔性自动化在此背景下,我国对这一工业的发展水平和技术水平也有了较大的提高。所以,要求企业具备较强的适应性,以顺应潮流,并进行机械产品设计与制造工艺的调整。柔性自动化具有高度的柔性和智能化,能使企业及时掌握当前的经济形势,从而使企业对未来发展有一个更为深刻的认识,这样才能保证其生产出符合市场需要的商品。 4.4集成化模式集成化模式是一套以计算机为基础,以最简便的方式将不同技术以最大限度整合在一起的自动化模式。集成化模式指的是运用有关技术对企业生产过程的工艺流程进行优化,对流程进行合理的简化,并遵循系统的原则,对总能力进行相应的调节。集成化模式将生产资料库、互联网、企业生产需求与企业发展的目的相融合,构成了一个完整的生产体系,能够对企业发展、产品研发、生产技术创新、生产质量监控等方面进行科学地推动。当前,我国有关技术的研究和开发,也在逐渐对自动化技术的具体工作进行改进。在未来,集成化模式在机械设计制造领域的发展将会更加完善,对企业发展也会起到巨大的作用。 5机械自动化设计与制造的未来发展建议 5.1数控化数控技术,指的是用数字编码对机械进行设计,从而实现对机械的精确控制。在实际应用中,数控技术需要借助原来所采用的加工方法才能更好地进行工作。数控技术能够让整个加工过程更加精确、标准化。采用数控技术,这能极大地减少财政费用,减少人为犯错。但在实践中,因数控化的需求,为了保证产品品质,往往要进行反复的工作。数控化技术还可以实现产品加工中的自动化设计,降低了机械工作时间,从而提高了工作效率。 5.2智能化在机械设计制造中,应用智能技术的环节不断增多,应用的领域不断扩大,逐步成为其突出的特征。在机械设计制造过程中,将自动化技术运用到其中,智能化是指运用最新的人工智能技术,将现代的设计思想与生产过程相结合,使其最大程度利用自身的优点,从而明显提升机械设计制造的效率和品质。因此,在机械设计制造中,运用智能化技术,可以使生产装备的操作效率得到更大提高,使机械设备生产效能得到最大程度的发挥。 5.3绿色化随着城市化和工业化的发展,人民生活质量得到了很大的提高,但是也出现了很多问题,其中最显著的就是对环境的破坏。当前,我国各行各业都在大力倡导“以绿色为导向”的发展思想,以实现既保护了经济发展,又增加了经济与社会的双重利益。所以,在我国的机械设计制造行业,走的是“绿色化”道路。因此,在机械设备制造和销毁方面,要做好环保工作。另外,在某些废物的销毁中,要更加注重对包含金属部件的处理。目前,社会对环境问题的关注程度已经越来越高,在降低资源浪费的同时,在绿色化的基础上发展机械制造业,这符合可持续发展的要求和理念。 5.4网络化目前,先进的网络技术在各行各业都得到了广泛应用,机械设计制造也是如此,要充分利用网络技术在世界范围内的应用,促进世界范围内生产与经济的融合,增强企业的核心能力。随着计算机网络技术的发展与进步,许多对机械设备进行远程监测与控制的技术已被广泛运用于机械设备的生产过程中,并为机械设备的安全运行带来了很大方便。因此,把制造流程与互联网信息技术进行有机的整合,就可以迅速找到问题的根源和位置,给维修人员提供一个可靠的参考,这样才能确保生产效率,给企业带来更大的效益。 5.5根据实际需求引进相关设备在机械设计制造行业中,为了达到设计与生产的完全一致,必须要完善相关的配套设施,这需要大量的投资,而在实际的调试与使用中,这些特殊的经费将会不断增加,同时也有可能面临着购买设备后,被未来其它设备超过的风险。但是,无论潜在的危险有多大,为了更好的适应未来发展,自动化技术都是必须要得到重视的,可见其重要性。因此,企业应该以自己的发展特征和目前的外部市场状况为基础,构建一种更加科学的管理方式,从而指导企业更好地进行工作,使其能够有效地发挥作用,使其能够更好实现自己的目标。因此,要想让自动化技术能够被更好地运用并推广开来,要做到事先规划,能在第一时间内,将问题发现并处理好,减少各类风险,实现自动化技术的可持续发展,让机械制造能够极大地提升其工作效率。此外,还要建立起一个指导团队,并对其进行持续的跟踪,对发现的问题进行及时总结,并对下一步重点工作计划进行提示,从而对目前工作流程进行全方位的改善。 6结语 总之,在目前机械制造业的发展情况下,自动化技术的有效运用对提升机械设备产品品质和生产水准具有重要作用。并且,其投资较小,在实际的机械生产工作中,可以有效地解放劳动力,降低资本成本,提高生产精度,实现绿色生产,并能对整个生产流程进行全方位的监控。因此,在今后的机械设计与生产过程中,要重视对机械基本功能的完善,全方位强化数控技术的运用,提升实用的综合效能。因此,应结合企业实际,适时引入相应的生产设备,并有相应的升级方案,积极引入优秀的员工,为企业发展提供新的动力。 参考文献: [1]王培利.新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].时代汽车,2022,(23):139-141. [2]许明善.自动化技术在机械设计制造中的应用[J].机械管理开发,2022,37(11):167-168+173. [3]张延涛,刘鹏.自动化技术在机械设计制造中的应用探讨[J].网络安全和信息化,2022,(11):31-33. [4]徐梦云.自动化技术在机械设计及制造领域中的应用[J].造纸装备及材料,2022,51(09):40-42. [5]吕锡双.自动化技术在机械设计及制造领域的应用探讨[J].中国设备工程,2022,(16):74-76. 作者:谢富刚 单位:中国国检测试控股集团山东有限公司
机械设计教学改革探讨: 机械设计教学改革思考 摘要:《机械设计》是机械工程专业的基础课程,也是培养学生实践能力的重要课程,基于高校应用型人才培养的要求,高校要改变以往的教学模式,构建基于MOOCS的《机械设计》教学体系。 关键词:MOOCS;机械设计;应用型人才;教学改革 引言 MOOCS即大规模开放性网络在线课程,简称“慕课”。随着互联网技术的发展以及高校人才培养模式的转变,培养出符合社会经济发展的应用型人才是当前高校教育改革的主要目标之一。《机械设计》课程是机械工程专业的基础课程,也是提高学生机械实践能力的重要学科知识。由于《机械设计》内容具有较强的实践性与技术性,涵盖大量的枯燥性知识,因此传统的教学模式难以激发学生的学习兴趣,不利于学生实践技能的培养,因此,本文以MOOCS为导向对《机械设计》教学进行改革,以此适应高校教育新常态发展。 1MOOCS相比传统《机械设计》教学的优势 《机械设计》是培养学生具有机械设计实践技能的基础课程,具有较强的社会实践性和创新性,尤其是该课程具有丰富的机械设计实验知识体系,因此需要学生在学习系统理论知识的同时还要加强实践操作训练。结合教学经验,传统的授课模式难以激发学生的学习积极性,而且偏重理论教学的模式也难以提升学生的实践操作能力。MOOCS的应用对于《机械设计》教学具有明显的优势。一是MOOCS实现了资源整合与开放,有助于学生接触到优质的教育资源。机械设计与社会技术的联系较为紧密,通过实施MOOCS教学模式,可以让学生及时了解最新的机械设计技术,以此适应未来工作岗位。二是MOOCS激发了学生的学习兴趣,提高了学生的创新能力。MOOCS以模块化教学为主,通过小视频的方式学生可以就自己感兴趣的知识自主学习,并且可以在自主学习的过程中与教师、同学进行交流,学生自主学习会对机械设计知识越来越感兴趣,进而激发了学生的创新思维。三是MOOCS教学提高了学生的动手能力,实现“学生为主”的机械设计教学理念。 2基于MOOCS《机械设计》教学改革的对策 实践证明,《机械设计》实施MOOCS模式对激发学生学习积极性、提高机械设计教学质量,培养学生的实践操作能力具有重要的现实意义。 2.1人性化的设计教学内容 《机械设计》具有较强的社会实践性,虽然慕课能够激发学生的学习兴趣,但是在具体的教学中需要合理引入慕课,按照不同的教学内容选择相应的慕课内容。例如,教师在讲解“减速器传动系统设计”时,要鼓励学生观看相关的视频资料,以便更好地将实践中观测到的技术应用到课堂学习中。另外,基于《机械设计》具有较强的实践性,因此在具体的教学过程中需要根据学生的兴趣点设计教学内容,以激发学生的学习积极性。2.2创新教学手段,构建“线上+线下”模式慕课教学模式为《机械设计》教学提供了创新途径,尤其是学生可以通过网络学习相关的知识体系。因此,构建慕课教学模式应注意:首先,高校要重视课堂教学效果,虽然慕课为学生提供了学习的途径,但是毕竟机械设计需要学生具备扎实的理论基础,因此在具体的教学中需要强化理论知识教学;其次,积极融入慕课模式,构建“线上+线下”的授课模式。线上就是学生通过多媒体平台学习机械设计知识,线下就是学生深入到社会企业、实训室等锻炼实践技能。 2.3优化教学流程,激发学生兴趣 传统的《机械设计》课堂学习时间为45分钟,在紧张的教学过程中,学生难以全程集中精力学习,MOOCS教学模式实现了教学过程的最优化,大大激发了学生的学习兴趣。首先,在《机械设计》教学之前,学生按照教学内容查阅相关的资料并且带着问题融入到课堂教学中,然后教师组织学生就某问题进行集中或者分组式的讨论,实现以教师为主体向学生为主体的转变;其次,将慕课融入到《机械设计》教学中能够弥补实践教学不足的问题,而且还迎合了学生的心理需求。在互联网时代环境下,慕课教学模式为学生提供了更加丰富的机械设计知识,满足了学生的学习需求。 2.4构建多元化的考核评价体系 基于MOOCS的《机械设计》教学模式改变了以往以期末笔试考试成绩为主的考核模式,构建多元化的考核体系,实现了对学生的科学评价。首先,慕课教学模式侧重学生学习过程的考核,例如通过慕课教学可以充分发挥学生的自主性,教师可以通过交流与提问等方式对学生进行考核评价。其次,慕课教学实现了考核主体的多元化。传统的教学评价主要是以教师作为唯一的评价主体,而慕课教学模式实现了学生之间的互评、教师对学生的评价以及企业对学生的评价,以此保证了教学评价结果的准确性与公平性。 3结束语 MOOCS作为现代信息技术和教育深度融合的发展形态,对《机械设计》教学改革的促进具有重要的作用,既提升了学生学习的兴趣,也较好地提升了课程教学质量。因此,在高校人才培养转型发展的关键时期,高校要积极构建MOOCS教学模式,以此为社会培养更多的实用型人才。 作者:邓嫄媛1;张跃华1;郭翠霞2;喻洪平1;黄建峰1 单位:1、成都大学机械工程学院2、四川理工学院 机械设计教学改革探讨:机械设计课程教学改革探析 摘要: 机械设计是机械类专业的一门重要的技术基础课。本文结合作者机械设计的教学实践,详细介绍了通过教学内容、教学方法、多媒体应用及课程设计等一系列改革和探索,提高学生的创新能力,显著提高教学效果的经验。 关键词: 机械设计;创新能力;课程设计;多媒体教学;改革与探索 一、背景 机械设计课是与工程联系最为紧密的学科之一。它以机械中的常用机构和一般工作条件下的通用零部件为研究对象,研究常用机构和通用零部件的分析和设计问题,是机械类和近机械类专业的一门重要专业基础课,其理论性和实践性都很强。该课程的学习,不仅要求学生掌握常用机构和零部件的基本原理和基本设计方法,还要求学生运用这些基本理论来设计一些常规机械和处理机械中的一些实际应用。因此,在机械设计课程的教学中,不仅要渗透创新思维,培养学生的工程意识的理念,更应该把学生的动手能力和创新精神作为应用课程改革的重点。多年来,机械设计教研室的老师做了一些探索,并对成果的经验进行了总结。 二、以理论教学改革为基础,优化教学环节 理论教学是实践教学的基础。只有让学生掌握了扎实的设计理论,才有可能将这些设计理论灵活应用于工程实践。机械设计课的理论性、实践性、设计性都很强,是培养学生创新设计能力的优秀课程。课堂教学不仅仅是传授理论知识,更应注重培养工程意识,启迪创造灵感,提高创新能力。 1.调整课堂教学内容,提高教学效果 调整教学内容是课程改革的基础。在对教材进行取舍的过程中,遵循突出应用与实操,在教授基本知识、基本原理和基本方法的同时,引入机械设计发展的最新成果,注意到知识点的深入浅出和主次分明,而不是面面俱到,把新型机构和现代机械设计方法与生活实践相结合,既调动了学生积极性,又将机械理论寓教于学,在丰富课堂信息量的过程中,提高机械设计的应用教学效果。学生对机械的了解只限于生活中接触的范围,还习惯于理性思维,缺少工程观念。而传统机械设计课程教学内容陈旧,联系工程实际不够,不利于培养学生的工程意识和创新思维。授课时,最好适当引入学科中比较成熟的新理论、新技术和工程技术的最新发展动态,如优化设计、全生命周期设计等。另外,通过课外自学选修课等形式,引导学生自主学习常用最新工程设计软件如Pro/Engineer,UG。这样既可以提高学生的学习兴趣,又可以开阔学生的视野。 2.改革教学方法,培养创新能力 传统的机械设计课程的教学“以教师为中心”,仅仅注重知识的灌输。这对学生的创新精神的培养是很不利的。改革传统教学方法,以学生为主体,以教师为主导,积极探索学生自主研究、自主创新式的学习方法,积极推进讨论式、探究式、问题式教学方法,既学习了知识,又能提高创新能力。课堂教学是学生课程学习的主阵地。加强教师对学生课程学习的主导作用,恰到好处地创设问题情境,可以达到师生互动。问题的提出,要具有一定的实际工程背景,以增强学生的工程素质。问题的分析要能引导学生发散思维,创造性地解决问题。问题的解决要通过启发引导给出,为学生今后解决问题指明思路与途径。这种启发式教学能够潜移默化地培养学生的创新思维,帮助学生学会学习、学会探索。 3.采用多媒体教学,增强课堂效果 机械设计传统的教学手段,如黑板、模型加挂图,无法表达零件之间的相对运动,教师授课形式单一,缺乏直观性,在一定程度上影响了学生的学习效果和学习的积极性。在机械设计课程中,充分利用现代多媒体手段,将零件的运动变化逼真地展现出来,使机器真正动起来,激发了学生的学习兴趣。另一方面,精心设计的多媒体、课件可以清楚地显示教学内容难点,提高教学效率,而且二维和三维动画形象生动,加深了学生印象。 4.注重启发教学,培养学生的自学能力 机械设计课程虽然是机械专业理论课,但是应用性极强。因此机械专业的学生要能够自主学习课程的相关内容,提高机械理论学习的实践应用主动性,掌握科学学习的思维方法。机械设计课程的教学改革必须坚持把启发式教学方法放在首位,并根据教学内容的不同特点,穿插采用讨论式和案例式教学方法。多种教学方法的应用,使学生的学习主动性和自我学习的意识得到了进一步加强,同时加深了学生对基本知识的理解与掌握,并强化了记忆,从而提高了学生的自我学习能力。 三、改革实践教学体系,构建应用教学模式 实践教学是培养学生的观察分析能力、实践动手能力、综合设计能力以及创新思维的重要教学环节。实践教学体系由实验教学、课程设计两部分组成。 1.改革实验教学 传统的课程实验如机构测绘、齿轮范成、动平衡等一般为单一的验证性实验。这些基本实验有助于对巩固学生对基础理论的理解,但整个实验过程只是根据给定实验步骤去验证结果的正确与否,学生的积极性不高,实验效果不太理想。我们在实验教学中增设了一些创新型、设计型实验,如“机构运动创新实验”,让学生根据给定的题目自行构思实验方案,将自己设计的机械系统运动方案进行运动模拟,将设计理论在实践中检验,而教师主要起引导和启发作用,给学生足够的思维空间和创作空间。这样就可以充分发挥学生的主观能动性,真正提高学生的创新意识和动手能力。 2.加强课程设计环节 机械设计课程设计是课程的一个重要的实践性环节。传统的课程设计一般以减速器为研究题目。在设计过程中,老师限定了题目和方案,还提供了比较齐全的参考资料,学生自主设计的内容较少,不利于创新能力和工程实践能力的培养。针对这些问题,我们对课程设计的教学作了相关的改革和探索,找一些工程实践性强与并且与地区经济建设紧密联系的机械作为设计题目。考虑学生个体能力的差异,既有一些基础的简单的内容,又要有一定难度和深度的内容。采用学生选择和老师指定相结合的选题原则,以学生为中心,让学生自己确定题目,教师规定设计内容和要求。老师带领学生现场参观这些机械装置,查阅相关资料,使学生对所设计的机械装置有一定的感性认识,真正了解所设计机械的基本结构,并鼓励学生在现有传动方案的基础上,充分发挥主观能动性,提出多种方案,从机构的经济性、可行性、实用性,多方面考虑作出选择,选取最优设计方案。方案确定好后,鼓励学生使用先进大型软件进行运动分析和动力分析。然后根据各构件受力情况,按照等强度设计理论,对各构件进行结构设计,对于较高水平的学生要求编制程序进行结构的设计计算,并用Pro/E等软件完成三维造型,最终完成设计任务。这样在整个设计过程,因材施教,既尊重了个体差异,又充分调动了个体主观能动性和创造潜能,不仅使课程设计与计算机应用能力有机融合,还培养了学生的创新精神和动手能力,提高了教学效果。 四、小结 机械设计通过几年的改革实践,取得了一定的教学效果。但教学改革是一个系统工程,在不断总结经验的基础上,我们在机械设计课程的教学内容、教学方法、教学手段和考核方式上进行了一系列的探索,目的是寻求一条适合笔者学院特色的课程体系与教学模式。只有在教学改革中不断总结经验,提高教学质量,把枯燥的理论教学转型发展,才能激发学生的学习兴趣,培养学生的实际应用能力,不断适应笔者学院职业应用的转型发展要求。 作者:刘刚 闫石林 单位:晋中学院 机械设计教学改革探讨:机械设计实践教学改革和创新尝试 1认知教学 机械设计有别于其他学科,它的实践性很强,课程的研究对象是常用机构和通用零部件,需要同学们对其有一定的感性认识,但是随着近几年来高校录取分数的下降,生源素质呈下降趋势,绝大多数的学生具有文化基础薄弱、学习兴趣不高、学习能力不强的特点,在现有的招生制度下各专业文理科都收,造成学生学习基础参差不齐,加上在校生且几乎都是从学校到学校,对各种机械零部件普遍缺乏感性认知的问题,所以在机械设计理论教学前我们先安排同学们进行感性认知实践,以增强学生的感性认识,如通过组织学生参观机械原理和零件陈列室、各类机械设备陈列柜、观看机器工作录像、常用机构的动画FLASH,到工训中心现场实地参观(工训中心有完整的机械类专业金工实习所要求的各类机械加工设备)等认知教学,认识具体的零部件、常用机构和机器,使学生们清楚知道机器的基本组成要素——机械零件,初步了解机器的组成、结构特点、工作过程及工作原理,使理论与实际对应起来,通过认知实践增加学生的感性认识,培养他们对机械设计基础课程学习的兴趣,使学生对于学习本科程的具体内容及学习方法做到心中有数。 2实验教学 在机械设计教学过程中,实验教学与理论教学具有同等重要的地位。通过实验,使学生熟悉掌握一些与本课程有关的实验设备的原理、使用和调试,掌握实验数据采集和处理的过程与方法,培养认真细致、一丝不苟的工作作风,提高观察问题、分析问题、解决问题的能力和创新能力。不断提高实验教学效果,确保实验教学质量是机械设计实验教学改革的重要课题。课题组以“打牢基础、培养能力、增强素质、提高实践和创新能力培养”为基本要求,以机械设计学科知识平台为依据,结合学校实验教学条件,并充分考虑学生在基础、专业要求、兴趣、特长和能力发挥等方面的差异,对机械设计课程的所有实验进行了分类和整理,构建了一套加强基础、提倡创新、重在应用,多层次、多模块、开放性的实验教学新体系。 (1)尽可能利用好现有实验条件,巩固和加强传统实验传统实验在帮助学生理解机械原理或工作特性方面具有重要的的作用,因此在机械设计实验教学改革与发展中依然需保留、巩固并加强这些实验项目和内容,例如我们保留了《带传动性能实验》、《滚动轴承性能实验》、《减速器结构装拆实验》,这些验证性实验会使学生对课堂所学的理论知识有更深刻的认识和理解,为今后研究和创新设计机构奠定良好的基础;保留了《螺栓及螺栓组连接综合实验》,综合实验使学生掌握机械系统的工作原理、承载特性、影响因素分析方法,有利于培养学生的动手能力、数据采集能力、分析与解决问题的综合能力。 (2)加强创新设计性、综合性特色实验建设2011年我校添置了机构运动创新设计方案及仿真实验台和传动机构综合实验台,有了这种机构综合实验台,学生可根据实验指导书要求,自行设计和搭建实验平台,选择适当的构件,进行测试分析,有效地开拓了学生的创新思维,提高了学生综合实践能力。 (3)课程实验实行开放性实验为了增加学生动手能力,课程实验实行开放性实验,即学生在实验课上没有弄懂的内容、没有完成的实验,可以随时补做,直到弄懂为止。本课程的考核方式是做完实验后才能参加理论考试。 (4)课堂教学与实验一体化为了更好地与课程的理论教学相配合,我们拟建设一个“机电一体化教室”。该教室为一个多功能教室。可供学生上课、实验、专周训练用。学生在该教室上课可直接观看到各种实物、模型及仿真运动,同时学生还可以自己做实验来验证自己所学的知识。将单班课安排在多功能教室进行,根据内容需要采取多媒体讲解、模型演示和实验操作相结合的方法,充分利用教学资源,提高教学效果。实验课教学的设计思想是:在内容上必须是传统实验与创新实验的协同,是认知实验、验证实验、综合实验和创新设计实验的集成。实行开放式的,贯穿学生学习全过程的,从课内一般实验到课外的自主式开放实验。在实验的开出形式上将实验项目分两个系列:必修与选修,其选修内容可让学生自由选择,从而鼓励学生个性自由发展,并可不拘一格地鼓励优秀学生脱颖而出。通过一些提高型、选修型实验的开出,极大地激发了学生的学习热情。很多学生经常在业余时间来到实验室学习和钻研,取得了良好的效果。 3课程设计 课程设计是机械设计课程的最后一个具有综合性和实践性的重要教学环节,也是高等工科院校机械类专业学生第一次较全面的设计能力训练。它不仅是学生获得知识的重要途径,而且对培养学生的自学能力、工作态度、实际工作能力、科学研究能力和创新能力具有十分重要的作用,对实现培养学生的知识、能力、素质起着关键的作用。课题组对机械原理课程设计和机械设计课程设计内容和选题进行了全面改革,使之由机构设计为主转变为由机械整体运动方案设计和整机设计为主。课程设计的选题更接近实际更加丰富多样,我们将以往集中时间进行课程设计教学改为部分分散然后集中的教学方法,将课题在机械设计课程教学中期就布置下去。这样,可以使学生随着机械设计课程的进行以课外作业的形式逐步完成除装配图以外的传动计算部分、标准件选择部分,并进行变速箱结构设计的草图绘制,平时老师利用课间、课后、QQ、视频等方式进行辅导,最后集中绘制装配图、进行答辩,这样一种渐进式教学过程,学生的基本设计能力的培养会更扎实,在课程设计中鼓励、引导学生创新设计,旨在帮助学生掌握机械设计的实用技能,为从事相关技术工作打下扎实的基础。 4课外科技活动 将课程建设延伸至第二课堂,培养学生的创新能力以及科研联合攻关的意识。课程组教师不仅注重课堂教学质量,而且注重大学生第二课堂的建设和成效,将课程建设以及课堂教学与大学生课外科研课题相结合(如大学生创新训练计划、大学生学科竞赛),积极承担所教课堂大学生课外科研课题的指导教师工作,旨在激发学生的学习积极性,培养学生的创新能力以及科研联合攻关的意识。从而实现多层次、多渠道培养学生能力和提高教学质量的目的。 结束语 经过几年来的教学改革的探索与实践,我们可喜的看到《机械设计》课程教学改革通过在涉及课程教学的各个环节上综合配套,全面推进改革措施,教学取得了良好的效果。经过改革后的课程实践教学,较好地受到了学生的欢迎。基于我校应用型本科人才“重基础理论、重综合素质、强实践能力、强创新精神”的培养要求,课题组将在机械设计课程实践教学改革中不断总结经验,大胆创新、勇于实践,不断取得新成绩。 作者:朱双霞单位:新余学院机械工程学院 机械设计教学改革探讨:机械设计课程教学改革探讨 网络信息日益发达的今天,传统教学的信息量很难满足学生对知识探索的需求。传统的教师讲授方式以老师讲为主,学生被动地接受的知识,填鸭式的教学方式已经不适合目前学生对知识的需求。“互联网+教育”自2012年兴起后,发展速度和规模都非常迅速。针对机械设计教学内容的特点,采用互联网的模式教学改变传统课堂的教学方式从而促进教学改革的发展,培养学生机械创新能力。 一、互联网基础下机械设计教学方式 1.互联网在机械设计课堂中的应用 “互联网+教学”改变了原来单一的教学环境,使得传统的教育展现出新的生机;从原来的课堂时间地点方式固定、一名教师多多个学生的状态转变为随时随地、教师和学生多对多交流的新形态。针对学生喜欢上网这一现象,上课之前列出专题,让学生根据自己的兴趣查阅资料,在上课时可用根据自己的问题和老师一起探讨。教师不仅把书本知识传授给学生,而且将自己的研究成果融会贯通于课堂教学中,充分调动学生的学习积极性,激发学生的求知欲望。适时地将新知识、新技术、新理论以专题的形式引入课程教学内容,如结合教师产学研过程中与机械制造相关的典型实例开发的专题之一工厂里的创新。一方面拓宽了学生的知识面,另一方面加深了学生对理论结合实际的理解。机械设计教学中,在齿轮传动一章讲解时,首先让学生在上课之前在网上或是实例中看到的有齿轮传动的机器介绍一下,介绍齿轮传动的应用和原理,教师根据学生的讲解补充齿轮传动的原理及特点、分类时用讲授法,讲解具体时利用观察启发式;分析结构上的特点件时利用和其他传动机构对比讨论法等。 2.互联网在机械设计课程中课后的应用 “互联网+”时代的到来为突破名师资源不足,又快又好地全面提高高等教育质量提供了新的思路,带来了新的机遇。多年来课后学生对机械设计的学习仅限于课后作业题,这样极大的限制了学生创新能力的培养。互联网教学从课堂教学、答疑、习题课、审批作业、讨论互动课、小测验、期中测验到期末考试等,都在网上进行。这种“互联网+机械设计”教育模式使得机械设计课程在课后教学中吸取这种网络教学的方式,极大的提高学生学习的主动性。 3.互联网在机械设计创新能力培养中的应用 机械设计课程的主旨是培养学生创新设计能力,机械设计本身就是一种创新性的工作,我们的目标是使学生在校期间就应具备初步的创新设计能力及动手能力,为此我们在教学过程中注重启发学生的创新思维,课下积极指导学生参加多项机械设计创新大赛。提高了学生的积极性,也激发了学生的创新能力。网络中机械创新实例很多,学生可以自己上网查阅相关资料,并根据自己的理解和同学老师分析讨论。教师在课堂上对学生分析的实例点评,主要让学生发言讨论。并对学生发言的表达能力、对问题的理解能力等记作平时分作为考核的一部分。同时老师可以带领学生实地调研,根据调研的情况,对目前看到的机械存在的问题做设计分析。 二、网络教学中存在的负面影响及解决措施 一些大学生由于缺乏自制力,迷恋网络世界,挤占了正常的学习时间。提倡网络教学的同时跟随着也出现了一些负面影响,比如“网络上瘾症”、“网络孤独症”等对青少年的身心健康构成危害与威胁。对网络产生心理依赖,一旦无法上网,就焦躁不安;极个别的学生沉迷网络,逃课,不交作业,不参加考试,走路吃饭都在玩手机APP、游戏或者阅读小说和各种信息。网络带来了很大的方便同时也给一些自制力不高的学生带来了负面的影响,这就需要教师正确的引导,老师一定要分析学生上网的根源,适当将学生对上网游戏的热情引导到学习上来,通过网络查阅资料和创新设计的案例,吸引学生对机械设计兴趣,并且要采取适当的措施,限制学生对网络游戏等的迷恋。将网络上好的信息及时传达给学生,让同学们意思到,不急游戏有趣,学习中也有很多有趣的设计,让同学们树立好学习的态度和意思,最终实现网络教学的目的。 三、结论 “互联网+机械设计教学”使传统的教育焕发出新的活力;从原来的学习时间地点固定、教师学生一对多的状态转变为随时随地、移动网络、教师学生多对多的新形态。改变填鸭式的教学拟制了学生的学习兴趣,将学生的精力不是放在考上而是放在学上。教学资源能实现国内外资料的共享,学生通过网络可以了解学习国内外著名高校教学资源,能及时更新教学内容。丰富的网络教学资源为学生提供了课外学习环境,激发了学生自主学习的兴趣,也促进了教学质量的提高。 作者:李霞 陈建萍 魏敏 葛云 曾海峰 单位:石河子大学 新疆交通职业技术学院 机械设计教学改革探讨:机械设计系列课程教学改革论文 摘要:针对机械设计系列课程特点优化整合教学内容,改革教学方式,加强创新实践教学环节,提高学生分析问题、解决问题的能力及工程意识和创新设计能力,探索机械设计系列课程教学与培养学生能力之间的关系。 关键词:机械设计;教学改革;课程体系 《机械原理》和《机械设计》是我国高等工科院校机械类专业学生都要学习的两门重要的技术基础课程,其课程教材体系设置、教学内容、教学质量影响巨大。笔者从事《机械原理》和《机械设计》课程的教学工作多年,也多次参与相关课程的教学改革。结合我校精品本科建设项目的实施,下面分别从教学内容的优化整合、教学方式的改革、创新实践活动等角度对机械设计类课程教学作一些有益的改革探索和尝试。 一教学内容的优化整合 作为机械类专业学生都要学习的两门重要的技术基础课程《机械原理》和《机械设计》,其教材的体系和内容通常相对独立。《机械原理》主要介绍机构学以及机器动力学的知识,主体内容是各种常用机构的分析与设计;《机械设计》主要内容是通用零部件的设计计算。这两门课程的内容体系,存在如下问题:一是把机械产品的整个设计过程割裂开来;二是整个课程体系对机械系统总体方案设计和机械创新设计方面的内容较少涉及。因此,很有必要修改这样的课程结构体系以适应创新人才培养的要求。基于上述原因,我们对机械设计系列课程的教材体系和教学内容进行了较大的改革。我们编写了《机械设计基础》和《高等机械设计》两本教材,打破了传统教学的格局。教材编写依据机械设计系列课程的改革目标和实践成果,以培养学生基本设计能力和创新能力为目标。《机械设计基础》教材的主要内容为常用机构的设计、通用零部件工作能力设计与结构设计,《高等机械设计》教材的主要内容包括机械创新理论与方法、机构的组成原理与类型综合、组合机构设计、平面机构的运动分析与力分析、现代机械系统的总体方案设计以及机器动力学的内容,还有一些机械设计的专题内容,如变位齿轮与变速器设计、机械密封、机械摩擦磨损等。对教学内容进行优化整合时,注意分析机械设计的主要内容与培养学生能力的关系,合理安排课程内容。由于目前机械设计系列课程的授课现状是内容多、课时少,这就要求教师在制定教学计划时有的放矢;在教学内容的安排上围绕“需要”、“够用”、“会用”三方面的要求。授课时注重“掌握概念、突出技能、重在应用”,既要注意理论知识的学习,又要强调实际能力的培养。在教学过程中要不断学习,密切关注科技术发展的新成果、新应用并及时反映到授课当中去,激发学生的学习积极性和创造性。 二教学方式的改革 传统课堂以教师讲授为主,教与学互动不多,很难调动学生的学习积极性,更难激发其创造性。而新型的教学模式要求“以学生为主体,教师为主导,以能力培养为主线,以素质培养为目标”。这些都要求教师必须改革现有的教学方式,丰富教学方法和手段。 (一)精心设计教案 教师认真备课,设计教案。加强师生互动,课堂教学过程中灵活运用设问、延伸、小组讨论等多种教学形式。通过启发教学和知识拓展来激发学生的学习积极性创造性。教案的设计要涵盖教学目的、教学内容、重点和难点、教学方法与教学手段、作业布置、主要参考资料等方面。及时进行课后自我总结分析,找出授课过程中的学生较难理解的地方,采用新的讲课思路,协调师生间的认识理解差距,从而不断提高教师的授课水平,改善学生听课效果,并最终达到提高教学质量的目的。 (二)改进教学方法 为达到教学目的,教师在授课过程中,应调动学生的学习积极性。这要求教师必须发挥在教学中的主导作用,采用灵活的教学方法,将“教”与“学”有效结合起来,形成一个以教师为主导,学生为主体的良好教学氛围。比如项目教学法,在教学中利用一个项目引入课题,再围绕课题讲授相关知识、理论和方法,并通过设置问题、组织讨论等方式来解决问题。其它如类比式、启发式等各种教学方法都可以在课堂上灵活运用,激发学生的兴趣,加深其对相关知识的掌握与运用。学生通过积极主动思考,锻炼了发散性思维能力,也逐渐了解机械设计的多解性。这些方法都收到了良好的教学效果。 (三)丰富教学手段 充分利用现代化教学手段增强教学效果,激发学生学习兴趣。课堂讲授通常使用多媒体课件以节约时间。更重要的是多媒体课件有丰富的视听资源,可以利用图像、动画的视觉效果吸引学生的注意力,便于把抽象理论形象直观地表达出来,激发学生的学习兴趣,从而提高教学质量。例如,在平面机构运动分析部分的教学中,因抽象概念多,传统的图解法和解析法又存在繁琐或难以实际操作的缺点,学生较难理解掌握。我们在课堂教学中引入SolidWorks、ADAMS等三维建模仿真软件,利用虚拟样机技术对机构进行三维建模,动态仿真分析,从而有效地解决了学生对机构的运动特性不易理解掌握的问题,同时极大地提高了学生的学习兴趣和课堂效果。此外,我们通过制作网络课程教学平台,加强师生之间的交流沟通。学生随时能够到网上学习,实现师生实时互动交流。 三创新实践活动 对于机械类的学生来说,机械设计系列课程是启迪学生创新思维、开拓学生创新潜能、培养学生创新能力的重要课程。通过创新实践活动,学生所学的设计理论知识得到实际应用,对培养他们理论联系实际、综合设计能力和创新设计能力非常重要。要培养学生的创新能力,必须打造创新平台,使理论联系实际,知识服务实践。上海理工大学每年都会开展机械工程创新大赛,并且已经连续三届成功承办了上海市教委主办的大学生机械工程创新大赛。该赛事对推进我校“精品本科”建设,营造创新创业教育和学生创新创业的良好生态环境起到了积极促进作用。学院同时还开设了《机械创新及实践》公选课,建立了大学生课外科技创新工作室。大学生创新实践活动也得到了工程实训中心的大力支持,现在工程实训中心已经成为了学院大学生课外科技创新活动的基地。由此,我院的大学生科技创新活动蓬勃发展起来。机械工程学院充分利用这些平台,积极鼓励和组织学生参加创新大赛,培养学生的创新设计能力。上海理工大学在2012年的第五届全国大学生机械创新设计大赛决赛中,获得一等奖2项,二等奖3项;在2014年的第六届全国大学生机械创新设计大赛决赛中,又获得一等奖5项。骄人的成绩进一步成为大学生们在机械创新设计道路上前行的强大推力。 基于高等教育教学改革和创新应用型人才培养规划的提出,机械设计类课程教学改革也必须与时俱进。通过对课程体系、教学内容和教学方法以及创新实践教学等的改革探索,为更好地培养学生的工程实践能力和创新能力奠定了坚实的基础。实践证明,经过一系列的教学改革,机械设计系列课程的教学质量得到了明显的提升,学生的学习积极性被激发出来,其创新能力和分析问题、解决问题能力有了极大的提高,这在学生后续的课程设计、毕业设计以及一系列的创新大赛活动中都有显著体现,并终将为他们未来的工作带来及其深刻的影响。 作者:石云霞 沈景凤 王新华 单位:上海理工大学
信息技术的极大发展促进了我国不少行业领域的变革,而行业对信息技术的应用反过来推动了信息技术的进步。农业机械是一个较大的领域,企业为了赢得市场,也开始应用数字化设计技术来设计农业机械。在设计农业机械中,数字化设计技术有较好的应用价值,能使产品设计更加方便,也更好地满足农业生产需求。为此,要加强在设计农业机械中数字化设计技术的实践应用。 1数字化设计技术内涵及优势 在以计算机为基础的数字化技术发展中,数字化设计慢慢变成计算机辅助的全新化设计技术。所以,在发展数字化设计时,要将中计算机当做优秀,并开展处理信息的有效技术,比如数字压缩、数字编码等。在设计领域中刚刚应用数字化设计时,能有效推动CAD技术(计算机辅助设计)的发展,且在设计机械方面的应用比较广泛。在信息技术发展中,推动了设计技术的进步,也改变了数字化设计技术本质。总体来说,数字化设计技术主要就是指以描述产品的数字化平台为基础,构建以计算机为基础的数字化模型,应用到开发产品的全过程中,从而尽可能不用实物模型开发产品的一种技术。数字化设计技术的主要优势是:(1)有定义产品的统一化模型。不过在传统水平上,产品设计阶段对产品会有不同的定义,产品定义具有一定的复杂性,并且不同的定义模块内,互相转化的时候易缺失数据。不过,从管理产品的使用周期方面来说,数字化设计属于定义数字化产品的单一模型。特别是信息比较集中时,也会改变产品模型,比如产品的全信息化模型、集成类产品模型。产品模型实际上有不同侧重点,能对工作进行较好的补充和完善,确保数字化设计有效性。实际应用中,当前数字化设计技术的功能性概念还比较抽象化,导致在技术制造中存在一些不足。(2)数字化设计技术在信息化发展中也得到良好发展,推动并行设计发展。对于设计行业而言,通常是结合不同小组实施合理化、科学化分工来完成设计项目,一方面能构成良好的合作方式,另一方面能构建具有完善功能、制造性和强度都比较好的数字模型,以提升设计效果和速度。总而言之就是能够实现并行设计。(3)从调查方面来说,数字化设计技术不会对实物模型有较大的依赖,并且这一技术能利用计算机的模拟、模仿测试和分析将不合理的设计因素剔除出去,以制作出和产品设计要求相符的实物模型。对比传统设计发现,数字化设计技术一方面能简化制造实物模型的过程,另一方面也能有效节约成本,设计有效性得到大大提升。 2设计农业机械中应用数字化设计技术的实践 2.1设计农业机械产品时重视创新 在农业写机械产品的设计中,要体现创新,重视产品使用功能,让消费者有更多参考。在农业机械产品设计中采取数字化设计技术,能充分体现创新性,依照使用农业机械设备时的常见故障来设计,对故障采取针对性的改进措施,能有效降低发生故障的概率,在农业生产中投入的成本也会得到大大降低,增加农业机械设备的市场份额。设计农业机械的企业较多,为了赢得市场,必须在设计中有创新点,以获得消费者青睐。而在创新设计农业机械产品时,会使用较多技术,以知识为基础的决策技术、开发知识型数据库、组织与表达知识、发现和重用知识的技术、开采数据等。 2.2应用虚拟化现实技术 虚拟化现实技术使设计产品经历了较大的变革,这种技术融合了多种多媒体形式,比武声音、3D图形等,在设计产品时能让设计者有比较真实的体验感,而用户也能对产品性能有真实体验,大大提升了成功设计产品的概率。而一些农业机械较为复杂,其设计和实际使用往往会有较大差距,虚拟化现实技术对设计和制造农业机械产品而言极为重要,有非常高的实用价值。在设计比较大型的农业机械时,面临的难题是设计难度大、周期长且结构比较复杂。通过应用虚拟化现实技术,一方面能对产品一些性能加以模拟,另一方面也方便修改产品,设计较为方便。在设计基本完成后,可以让用户对产品结构、性能进行考察,从而提出实用方面的反馈建议,使产品能更快投入到市场中,并获得用户的认可。如今,以现实化虚拟技术为基础设计工程的两种方法:(1)借助CAD系统形成模型,之后将模型输进虚拟化环境内,可视化效果大大增强。用户使用一些能使效果得到增强的设备,比如头盔显示器,能有比较真实的体验感。(2)VR-CAD系统,利用这一系统能直接让设计者在虚拟化环境中设计。我国在虚拟化现实技术方面的研究还比较滞后,特别是在工程中应用虚拟化现实技术,还没有建立系统化、健全化的理论与方法。 2.3重视产品的协同化设计 制造农业机械的企业要面对新型商业环境,比如在设计和制造农机产品时实现跨企业、跨部门的协同合作,增加了定制产品的需求等。所以,协同化设计和制作农业机械产品是企业是适应经济发展的一个重要手段,并且是我国农业机械、整个机械获得发展的重要方向。为了从海量产品资源中找到适合自己的,就要对现有知识库搜索算法加以改进。比如PTC公司中Web服务器存储了先进零件供应商上百万的零件,并且以每月几万的数量增加新零件。PTC公司在自身服务器中纳入全部资源,其搜索算法比较容易实现,不过我国如今很难应用,并且不适应长期发展。为此,可以采取的可行性方法是供应商将零件资源信息呈现在服务器中,主要考虑的问题就是应用怎样的参数、特征让供应商搜索,并且探讨怎样传递服务器异构数据库、客户端异构应用系统的信息。数字化设计技术对农业机械设计和制造会产生极大的影响,在应用数字化设计技术来设计农业机械产品时要重视创新,积极应用虚拟化现实技术,并且要重视产品的协同化设计。通过应用数字化设计技术,在设计现代化农业机械时就能借助各种新型软件、技术开展生产与修整工作,一方面能大大提升农业机械产品的生产效率,另一方面也能保证生产机械产品的质量。 作者:庞琳琳 单位:河南省洛阳市新安县农业机械管理局
机械设计制造自动化发展:机械设计制造及自动化的未来发展策略 摘 要:未来的机械制造的自动化,将拥有广阔的未来,但是当前在传统机械制造自动化的升级转型的关键时期,机械制造自动化还要面对一系列的严峻的挑战和压力。无论是专业的培养还是人才的培养,都要有一个转变的过程。但是方向和目标是不会变的,未来的机械制造自动化将迎来更加智能的前景。 关键词:机械制造化;自动化发展;发展策略 我国工业机械制造自动化的发展,是伴随着国家社会和经济的发展速度一起前行的。在对机械制造自动化的发展进行研究的过程中,必然要遵循发现问题、分析问题、解决问题的思路进行。也就是说,机械制造自动化的发展总是在对传统进行突破的进程中寻求新的创新成果。尤其是近年来随着工业4.0的到来,机械制造自动化面对的是科技进步的浪潮,而且,我国在这方面的发展始终没有超越国际发达国家的水平,并且存在着一定的差距。因此,坚持中国特色社会主义原则,进行机械制造自动化的改革创新,是我国工业生产现代化的一起要求[1]。 1 机械制造自动化的特征 智能化是当代机械制造自动化的显著特征,智能化摒弃了传统机械设计中的缺点,将多种现代化科技掺入机械中的自动化设计中,在质量上进行了改进。形成了多种技术的整合和统一,保证了各项技术的整体化和系统化,将机械自动化待到了智能化的阶段。 为了满足机械制造自动化的自身需求,每个产品都形成了自我开发的目的和要求。机械设计制造和自动化开发,让每个产品都有内在的特点,尤其是经过机械设计自动化的设计之后,产品在输入端的制造,永远是围绕着功能上的要求而来的。机械制造自动化的含义,实际上已经发展成为,机电一体化、自动化功效,内在需求的功能实现。 2 机械制造自动化的现状 机械制造自动化发展至今,在工业领域是进行设计制造和科研开发的前言,这是一门以计算机、信息技术、自动化控制技术为内容的综合型专业领域,需要在先进制造技术和理论的支持下,将现代工程领域的技术问题加以解决。当前,现代机械产品的制造,正在迎来结构、性能和应用的革命性的转变。随着技术的进步,和社会需求的增高,机械制造自动化的发展正在出现一个非常尴尬的局面,一方面,传统的产业还在生产着,一方面,智能化的运行需求又要求机械制造自动化必须要进行智能化的转变。但是当前在生产领域,重复浪费,低效高耗的问题还是存在,在创新领域的发展面过窄,材料的使用,技术以及工艺相对陈旧,创新的动力不足,都是机械制造自动化面对的问题[2]。 3 机械制造自动化的未来发展 (1)世界各国关于机械制造自动化的产品设计的流程,目前来看基本是相似的。从图纸设计到图纸的细化,再到产品的试验和制作,整个产品的生产流程基本是相同的。但是这样的工作流程耗费的时间是大量的,对产品进行实验的时候,大量的物力人力和财力被投入,经济成本居高不下,致使工作效率提升不起来。例如我国随着科学信息技术的进步,电子计算机和网络信息技术的应用在各个行业都得到图像爱你,借助信息技术技术和设备,人们已经可以进行模拟的操作,采用数据传输、连接的技术,在网络中国实现生产过程,时间得到了有效的利用,空间的限制也被打破。即便是远程的操控,效率也是非常高的。因此,这种虚拟化的设计和生产,将未来机械自动化技术发展的必然趋势。 (2)随着数字技术的普及,无论是制造领域还是信息网络领域、管理领域,先进的生产技术都已经得到了广泛的渗透,科技是发展的第一生产力。制造者必须要对网络加以利用,使图形、数据、技能等数字化信息在网络中流动,借助数字化技术,收集其快捷便利的信息。实现虚拟和现实的结合,在信息的分析、重组、排列和规划中,众多产品被制造出来,具有设计、功效、加工制造技艺的高端集中的特征。具有市场满意的功能和形态,而且在生产过程中,拥有了高效的重组生产特征,能够满足客户的个性化和多样化的要求。同时,利用网络与全球制造商沟通,客户的要求可以通过网络发不到世界各地,企业通过网络能够看到世界任何一个角落的客户的要求,利用电子商务进行沟通,将传统的静态的服务模式,转变为多环节的交流的模式,制造商形成了动态的联盟,协议和设计、生产的周期都被大大地缩短,客户的要求很快就变成了产品,这就是数字化给机械制造业带来的广阔的前景[3]。 (3)绿色节能高效是未来机械制造自动化的发展趋势。随着人与自然和谐共处的呼声的加快,人们与社会和自然已经融为一体,每个部分都不能脱离整体而独立,任何破坏整体的行为将被视为破坏。人类在于自然协调的步调上越行越远。在绿色节能环保的前提下从事生产和生活,一切制造技术自动化下生产的产品,都来资源设计,设计成为生产制造的优秀,产品的销售到使用,维护和保养,回收和利用,每个阶段都是围绕了绿色展开。客户的生产和生活与自动化设计和制造嘻嘻喜爱那个关。自动化制造为客户打造宜居环境,为客户带来精神和物质生活的双重富足。企业在采纳和应用新技术的时候,必须坚持可持续发展的理念,摒弃急功近利的思想,目光放的更加长远,环保意识始终贯穿在设计和开发的始终。 (4)智能化的设备是由机器代替人类,形成人机结合的智能系统。产品的制造过程,是自我进行数据分析和决断的。智能制造技术的目标通过人类和智能机器的协作和共事,得到了人类脑力劳动的真谛,精简了生产过程中人力物力财力,是的制造过程更加优化。智能化击中了信息技术、网络技术、智能操控,将生活和工作的细节完美呈现,让我们看到智能制造带来的各个领域的自动化趋势。 (5)模块化是未来机械制造自动化在产品生产和研发的发展趋势。模块化的产品生产,拥有测距、辨识、图像处理的控制功能,综合了电动机的智能动力单元,实现了机械动力设施的智能化的典型操作。新产品的研发在各个模块的驱动下能够自动扩大或者缩小生产规模,产品的系列化和标准化将是的一个原本加工简单的企业变成生产机械制造自动化企业[4]。 (6)网络化将给生产制造企业带来网络技术一体的发展格局。企业的竞争扩大到了国际竞争,一个企业能够制造机械自动化的新型科技产品,就拥有了可靠的质量保证。网络载体下的检测和控制技术将机械自动化产品待到了局域网的信息技术领域,全新的技术使用是的机械自动化制造成为了愉悦的技术体验过程。 (7)机械自动化的微型化发展趋势,指的是机械自动化系统中的微电子机械领域,从厘米到微米和纳米,微型化带来的是低能耗、灵活运行、体积微小的优势[5]。例如在军事和生物医疗领域,微型化的机械自动化制造产品正在发挥着巨大的作用,超精密技术的运用在机械自动化产品的研发中不断推出新的产品。 4 结语 机械制造自动化在科技高速发展的时代里,迎来了去旧迎新的转型良机。在转型升级的过程中,机械制造自动化不断融入新技术因子,将技术作为未来发展的不竭动力,在发展中不断探索更加多元的自动化发展方向。 机械设计制造自动化发展:探讨机械设计制造及其自动化的发展趋势 摘 要:随着社会的不断发展,机械设计自动化得到了人们的广泛关注。传统的工业制造过程中存在着一些弊端,主要表现为机械化程度不高、生产效率低下、材料的消耗量大等等。针对以上情况,工作人员应该转变陈旧的设计观念,结合自动化工艺特点优化技术措施。因此,本文以机械设计制造特征作为切入点,对其自动化发展趋势进行研究。 关键词:机械制造;自动化;发展趋势 作为我国最为主要的基础性行业,机械设计制造的作用不可小觑。它不仅融入了现代化的信息科技,也将电子操作的特征体现了出来。一方面节省了人力,另一方面也缩短了制造时间,体现了系统的集成性。因此,工作人员应该在自动化技术深入探究的基础上完善科研水平,体现当代技术发展的具体内容。 1 机械设计制造的特点和优势 1.1 机械设计制造的特点 与传统的设计方式相比,机械设计制造的特点比较突出。第一,安全性。机械制造系统有数据收集、信息存储、技术共享等内容。它能够对设备的运行状况进行时时检查,并在问题发生时进行预警,提供有效的解决措施。在这种情况下,机械故障的出现概率就会大大下降,实现问题的处理。第二,节能性。在机械制造工艺的使用下,同种材料下所生产出的产品数量会增多,占用的总体面积也会减少。另外,在驱动装置的配合下,系统能够对现有情况进行整合,并将操作过程贯穿到设计、工艺规划、效率调整等各个环节当中,既保证了工程质量,也体现了节能环保的作用。第三,应用范围的扩大。机械设计制造不仅在工业领域中所有体现,也促进了信息的发展。因此,设计人员应该利用其能耗少、工作效率高的等特点对系统进行升级,实现机械制造工程的有序化。 1.2 机械设计制造的优势分析 机械设计制造的优势主要体现在以下几个方面:第一,它是以计算系统为依托,以网络数据的监控为协调方式的应用程序。在总体设计方式上,有着极高的适应性和灵活性。与人工操作的方法相比,机械制造的整个流程都是固定的,不容易出现数据错误的情况。第二,从生产效率上来讲,机械制造设计能够在相同的时间内生产出更多的产品,同时也使质量得到保障,提升了数据的精确性。第三,在操作条件的角度来看,以机械设计为主的制造工艺更加全面、简单,相关人员只需要按照相应的程序来执行,通过系统中所出现的指令进行输入,则可以使工作状态得到优化,突出制造中的智能化。 2 机械设计制造的发展趋势 2.1 机电一体化趋势 机电一体化趋势主要是指以电子设备的控制为主,将其与机械联结到一起的有效形式。机电一体化的指导原理比较特殊,在数据收集终端有着不同的电子机械控制模块,设计人员将它们视作信息并联器,并将每一部分都组合起来。控制模块的作用是将收集后的数据存储在监督平台当中,并根据机械运行的速度进行筛选和调控,将关联性较强的内容在信道中传送,将单独的数据剔除,并分析产生这种问题的原因。同时,工作人员能够利用自动化机械设备的监督功能对产品质量进行管理,并做出针对性指导。机电一体化不仅是现代机械制造业的发展趋势,也通过网络平台实现了信息的统一输送,在一定程度上节省了人力、物力。第二,机电一体化还表现在制造机械的“微型化”发展中。系统采用了“纳米技术”,将数据以编码的形式呈现在分析平台中,并在每一节点中进行标注,提示工作者加以改进,实现对机械产品的优化。 2.2 智能化趋势 智能化趋势是自动机械制造技术的最显著特征,也是未来设计的发展趋势之一。首先,自动化机械制造的流程十分全面。系统能够根据用户所提供的设计要求做出情景的模拟,并按照程序中所显示的步骤执行相应的生产操作。当不同的生产方案列举出来时,自动化系统会将其中的利与弊都显示在屏幕当中,令工作人员进行自行选择。当方法确定后,智能系统则会启动应用程序,模仿现场的操作条件,并完善从图纸设计、状态改进、生产样品检验、到质量分析的每一过程。与传统的方式不同,如果设计人员的产品核定比例出现了误差,则不需要进行重新规划,只要将产生误差的部分进行改进,系统就会通过二次调试的方法来优化图纸。同时,在生产样品检验的过程中,可以利用网络技术进行虚拟实验,从产品质量、功能设计、使用方式等方面进行验证,实现多角度分析。如果产品不符合生产人员的要求,程序会采取相应的调整措施,直到成功为止。 2.3 网络化与环保化趋势 自动化机械制造的网络化是未来工业的发展形势之一。现阶段的机械生产水平与网络化的差距仍然非常大。例如:如果设计方案出现了问题,需要工作人员进行现场调控,而不能够以远程操作的方式来完善设计水平。未来的网络化技术主要表现在生产的控制上。例如:工作人员可以利用移动APP对产品生产的每一部分内容进行协调和监督,即使专业技术者不在现场,系统也可以做出精准的判断,并将报告结果传递到用户终端当中,使生产中的问题得到解决。另外,从环保化的角度来讲,在自动化设计的同时,也要考虑到材料的使用情况,选择具有绿色特征的资源来进行利用,做出符合当前经济标准的方案,并贯穿到生产、设计、销售当中。机械制造自动化的环保功能体现了人们的发展要求,也为工业的进步创造了有利条件。 3 结语 综上所述,本文主要从两个方面进行论述。首先,分析了机械设计制造的特点和优势。第二,探究制造机械自动化的发展趋势。从而得出:与传统的制造工艺不同,机械自动化技术的使用能够实现电子信息的有效控制,并为产品生产效率的提升创造了有利条件。而技术的未来发展趋势则体现在智能性、绿色环保、网络化这几部分内容中,设计人员要结合当前制造业的形式,创新管理理念,促进制造I的可持续性发展。 机械设计制造自动化发展:分析机械设计制造及其自动化的发展趋势 【摘 要】近些年,我国社会经济建设快速的发展,带动工业机械行业的发展,尤其是机械设计制造及其自动化取得显著的进步,其的应用在提升生产质量与效率同时,为操作安全性提供重要保障。由此可以看出,深入的分析与研究机械设计制造及其自动化对于其今后发展有着重要作用。本文主要研究机械设计制造的现状,并阐述机械设计制造及其自动化今后的发展趋势,希望为促进我国的机械设计制造与自动化的发展提供一定的参考与借鉴。 【关键词】机械设计制造;自动化;发展趋势 工业一直以来属于国民经济的重要组成部分,为此,工业行业长期是国民经济建设高度重要的问题。其中,机械设计及其自动化在工业行业中处于优秀位置,其发展也就成为人们高度关注的焦点。以下围绕着机械制造的发展现状展开分析,并探究机械设计制造及其自动化的发展趋势: 1 机械设计制造的发展现状 近些年,我国的机械制造行业取得令人瞩目的成绩,其在国民经济中所占的比重越来越大,在推动我国的工业体系的完善方面起着重要作用。为此,深入的研究机械制造及其自动化是一件利国利民的事情。虽然机械设计制造及其自动化近些年取得显著的成效,但是与发达国家相比还存在一定的距离,特别是关于机械设计制造及其自动化方面的理论还有待于成熟,需要对其展开深入的研究。只有这样,才可以保障机械制造行业健康、稳定的发展,发挥出其在促进社会发展的作用,使其在激烈的市场竞争中脱颖而出并在市场中站稳脚跟。 2 自动化未来的发展趋势 2.1 机电一体化 近些年,随着科学技术的进步与发展,机械制造及其自动化正朝着机电一体化的方向迈进。在机设计制造自动化的基础之上机电一体化发展起来,这样不仅显著的促进机械工业的进步与发展,而且为机械设计制造及其自动化发展注入源源不断的动力,促使其在社会中逐步发展。 2.2 模块化 基于机械制造及其自动化的应用中,其将会生产出各种各样的产品,不同的厂家所产生的产品在质量方面存在显著差异。鉴于此,对于机械自动化产品的研究方面,工作人员需要经受更多的困难,但是不可否认关于这方面研究的重要性,其是影响工业机械行业健康发展的重要内容。为此,作为一名优秀的研发人员应排除万难,切实的做好各项研究工作。例如,对于动力单位的机械,如智能减速等,相关人员应加大研究的力度。除此之外,需要对控制单位展开研究,如视觉与测距等。关于这个方面研究工作人员应提高足够重视,做好这个方面的工作不仅可以推进新产品的更新速度,更可以扩大生产的规模。同时,可以实现对产品的规范化的管理,进而达到促进机械自动化企业健康稳定发展的目的,在保证质量的基础上,不仅扩大规模,更提高销量及创造更多的经济效益。 2.3 网络化 伴随着科学技术的进步与发展,计算机网络技术在社会各个领域中得到十分广泛的应用,特别是在工业领域中的应用日益广泛。在这种形势下,机械化产品正朝着网络化的方向发展。网络技术的应用推进经济全球化的发展,实现构建地球村的目标,同时对于我国的工业机械产品而言,其作用在于扩大产品的应用与销售范围,而这对于促进我国社会经济的建设与发展无疑具有重要作用。近些年, 网络远程控制技术在经过这些年的发展后各方面都日益成熟,为此,这项技术在自动化产品的生产中得到广泛的应用。比如,通过家庭网络的应用,可以有效的连接各个家庭的电器,而后构建起以计算机作为重要中心家电系统。这样一来,人们便可以感受科学技术的带来的便利,让人们的生活更加丰富多彩。网络技术的逐渐应用,提高了人们生活水平,也促进了机械工业产品的销量,扩大了产品的销路。 2.4 微型化 随着机械自动化的进步与发展,其逐步的渗透至微观领域之中。自从其走进微观领域世界中,自动化产品在体积方面发生巨大的变化,最为显著的是体积较之前更小,同时具备运动灵活、耗能少等多方面优势。总而言之,在微观领域中发展机械自动化,不仅可以达到节能降耗目标,更可实现对资源的保护。比如,生物医疗与军事等领域中这种技术已经得到应用,但是需要注意的是,微机械技术是发展中面临的主要问题,采用该项技术生产产品并不容易,还需要深入的研究该项技术。 2.5 绿色化 近些年,温室效应问题引起社会广泛的关注,促使人们认识到加强对环境保护的重要性。为此,人们在生活中越来越推崇绿色环保理念,为此,工业属于一种高消耗、高污染的行业,更加有必要提高对绿色产品的重视。其中,绿色产品与普通产品的区别在于它在保障人们身体健康的同时,更加重视对生态环境的保护。因此,应遵循绿色环保理念开展各种绿色产品的生产,在设计生产中贯彻落实可持续发展的理念。对于工业机械而言,生产绿色产品是社会发展必然趋势,在保护生态自然环境同时,推动与促进社会经济建设的健康、快速、可持续的发展。 2.6 人格化 现阶段,“以人为本”是我国生产发展所倡导的一项重要原则。为此,在推进工业机械自动化的中,应正确处理好人与产品间的关系。换言之,应重视促使机械自动化更加的人格化。工业企业主要负责生产各种产品,但是这些产品只有获得人们的接受与认可,才可以真正的实现其自身的价值。为此,企业应重视在产品中融入情感与智能等因素。这样一来,可以让产品富有人格化的特点,从而推动与促进机械制造行业的健康、快速发展。 2.7 智能化 智能化指的是基于控制理念的下,先融入丰富的、先进的想法与理念,而后借助于人类智能以赋予C械产品推理、判断等逻辑思维能,以便于为人们提供更好的服务,从而满足人们多样化的需要。为此,对于机械设计自动而言,其今后的发展方向是致力于提升机械产品的智能化水平,使机械产品更加智能化。 3 结语 总而言之,工业机械设计制造及其自动化在科技快速发展背景下取得显著成效,特别是生产效率获得较大提升,使人们感受到科学技术给生活带来的便利。然而,随着市场经济建设的进步与发展,市场竞争日益激烈,同时人们对于机械设计制造及其自动化要求越来越高。基于这种形势下,有关工作人员有必要深入的了解关于机械设计制造及其自动化方面的内容,不断的扩展其应用与发展范围,从而为其发展注入不竭的动力。 机械设计制造自动化发展:机械设计制造及自动化发展的研究 摘要:由于科技的进步,机械设计呈现出繁杂化的发展特征,其种类更多、结构更复杂。在这样的情况下,机械设计制造中应用了大量的自动化技术。自动化技术的应用推动机械设计制造朝着动态化的方向发展,需求模式也发生了巨大转变,更加侧重于高效节能。本文立足当前机械设计制造发展实际,对其自动化发展方向进行了简要阐述。 关键词:机械设计制造;自动化;发展方向 机械设计制造一般指的就是通过分析机械原理、结构、零件尺寸等,得出计算结果,并将其转化为较为具体的描述,指导产品制作[1]。结合近年来机械设计制造迅速发展的形势来看,其发展的主要推动力在于系统科学以及信息技术的进步。在当前机械设计制造水准不断提高、理论持续扩展的基础上,机械制造更关注新技术和新设备的开发,自动化是其未来发展的总趋势。 1机械设计制造及自动化发展原则 1.1采用新技术,不断创新 一般来讲,不同产品的性能和系统是不一样的,因此,在产品开发出来之后,将不同种类分别投入市场,观察市场的接纳情况和消费者的反应,若效果良好,说明此项产品值得继续研究和大力推广。对于受到大众青睐的产品,应对其受欢迎的原因进行全面分析,并积极应用新技术持续开发,同时,还要将原料都处理好,以便提高产品质量。对于机械设备来讲,技术含量与功能是成正比的,因此,技术开发与应用是改善产品性能的主要途径之一。自动化系统具有多种功能,不仅可以对数据进行分析,还能够指定机械产品的功能。 1.2以功能要求为导向 产品性能不同,其制造设备通常也不一样[2]。结合当前的市场行情来讲,一般用户对于机械产品的需求数量都比较小,所以,批量小是机械产品生产的基本特征。功能差异是不同产品之间必然存在的,其对设备的功能形成了挑战。所以,机械设计制造及自动化发展必须以设备为基础。现代化技术在机械设备中的应用,提高了机械的灵活性和使用效率[3]。产品需要经过设计和制造的过程,在这个过程中,需将内部结构进行有效结合,才能使产品尽可能的满足使用要求。 2自动化系统优势分析 2.1高效 自动化技术在生产过程中的应用,使得失误和错误的发生率大为降低,控制变得更加容易和简单。自动化系统能够显著提高生产效率,对于错误根源也可以及时发现,有助于实现有效的控制。自动化控制系统能够保障设备遵循设计流程运作,同时,模拟仿真技术的应用,使得生产环节和流程得到优化。机械自动化的优势在于其在保障操作实现自动化的同时,还可以确保产品质量满足规定要求。另外,在生产过程中应用的计算机技术,可以实现编程修改,有助于开发和生产多样产品。所以,借助自动化技术,产品更新周期会更短。机械设计制造及其自动化如图1所示。 2.2便捷 信息技术在自动化系统中的应用,使得在生产过程中能够依据需要对设备进行调试,确保最终产品可以很好的满足现实需求。同时,这样的调控无需拆除部件,只需输入控制系统即可实现,非常便利。存储能力是自动化产品的基本能力,将型号存入设备,使用时将执行程度调出,能够确保自动化生产的正常进行。检测技术能够实现自动化的事故修复,稳定性得到了保障。另外,电子技术的应用,使得多数机械的开关数量大为减少,操作更为方便。由于工作内容是提前预定的,所以,系统可以实现自动的转换、循环,还可以根据控制对象,对产品进行自动调整。 2.3安全 自动化系统在保障设备安全、稳定方面,具有十分显著的优势。对于生产设备来讲,安全是必须要考虑的因素,因此,应尽量排除生产过程中的隐患。自动化系统能够实现危险情况预防控制,对于安全生产意义重大[4]。由于各个环节都设置了相应的监控设施,所以,对于设备生产过程中出现的故障和意外,系统能够进行自动的诊断并及时发出警报。在设备使用的过程中,一旦发生短路或者过压等问题,系统能够在切断电路的同时,实现工作模式的调整,对于降低事故危害、保障设备正常运转的积极作用十分明显。自动化设备中包含了大量的电子元件,这些元件可以对部分可动构件起到替代作用,降低了出现事故的几率,生产过程中的安全隐患大为降低,安全生产有了可靠保障。 3机械设计制造自动化发展方向的探讨 3.1绿色化、生态化 随着环境条件的改变,当前的人们对于环境保护的重要性有了新的认识,环境影响经济已经是大众的普遍认知。在这样的背景下,人们对于生态、绿色、节能、环保等新兴理念极为关注,机械制造也受到了一定的影响。绿色设计在机械设计制造中主要体现在尽可能的利用资源获取绿色产品设计。因此,新时期的机械设计制造,除了要保障产品的功能与成本之外,还要使其符合环保的基本要求,重视其环境属性。一般意义上的绿色产品,指的就是既能够满足性能要求,也符合低损害要求的产品。可持续发展观要求经济发展走生态之路,因此,机械设计制造中也要对生态化、绿色化给予重视。从另一方面来讲,机械设计制造的生态化不仅可以起到节能环保的作用,还可以在一定程度上提升产品的市场竞争力。 3.2系统化 对于当前的机械设计制造来说,其中的逻辑性更高。将产品视作一个完整的整体,并利用计算机技术,能够协调人与自然界的关系。系统化指的是把系统细化为子系统,并积极应用现代技术与方法,协调各个子系统,以促进系统化的顺利实现。传统设计模式下,采取的是静态分析,依据主要是经验,动态化与定量设计均无法使用,与当今的要求存在一定的距离。功能设计一般在随机动态下进行,因此,定量化、系统化将是机械设计制造未来的发展趋势之一。 3.3智能化 计算机技术对时代的影响力毋庸置疑,其推动了各项技术的革新。CAD技术以计算机应用为基础,推动了设计工作水平和效率的显著提升。在未来的发展中,人工智能与CAD技术将会实现更为高效的结合,将会大大提升CAD系统的创造力,设计的智能化程度也会更高。另外,得益于现代机械在集成性以及智能性方面的优势,CAD技术与人工智能等现代技术的结合,将使得计算机的功能更为“强大”。以其为基础建设的整体模型,能够描述产品工况,再加上智能化处理,产品设计将会得到更好的优化。3.4微型化与模块化自动化产品具有体积小、使用灵活的显著特征,备受用户青睐,在市场中处于非常重要的地位。这些产品被称为微电子机械,其发展方向是微米级、纳米级。所以,伴随着相关技术的进步,自动化产品将朝着微型化的方向发展。自动化机械种类繁杂,开发过程中的需求也各不相同,但共同点是均需要利用标准单元。就当前来讲,由于生产高效的引导作用,产品单元正在朝着模块化的方向快速发展。 4结束语 在机械设计制造发展的过程中,需要不断总结经验、加强改进。在改进的过程中,新技术的应用是一个十分重要的方面。产品制造需要兼顾成本和效率,因此,自动化技术的应用是机械制造业发展的必然趋势。自动化系统具有高效、便捷、安全等明显优势,在推动机械制造发展方面功不可没。 作者:刘春朝 单位:中铁电气化局集团有限公司 机械设计制造自动化发展:机械设计制造及自动化的发展 【摘要】我国经济水平和科技水平的不断提高,为工业机械行业的发展提供了机会,但与此同时,也对工业机械行业发展提出了更高的要求。为了满足当前社会对工业机械行业发展的需求,人们加快了机械设计制造及其自动化的发展步伐。机械设计制造以及其自动化的应用,不仅提高了生产效率,还有效的保障了操作过程中的安全性,由此可见,对机械设计制造及其自动化进行更深入地研究,确定其未来的发展趋势是非常有必要的。因此,本文对机械设计制造及其自动化的发展趋势进行了研究,并阐述了自己的见解,以供参考。 【关键词】机械设计制造;自动化;发展趋势 在我国国民经济中,工业经济是非常重要的组成部分,因此,国家对工业行业的重视程度有了明显的提升,在这样的情况下,作为工业行业中的优秀部位,机械设计制造及其自动化的发展成为当前人们关注的焦点。 1机械设计制造现状 近些年来,机械制造行业的快速发展,使其在国民经济中所占比重逐渐地提高,与此同时,制造产业的不断发展,还加快了完善我国工业体系的步伐,因此,对机械设计制造及其自动化进行深入的研究,提出创新的制造理念,使机械产品可以更好地为人民服务是极为重要的事情。目前,我国对机械设计制造及其自动化的研究取得了一定的成效,但和发达国家相比,还是存在很大的差距。当前我国在机械自动化技术以及工程系统等方面取得了较为显著的效果,但这些方面的基础理论还不够完善,还需要进一步进行研究,只有坚持不懈的研究,才能推动机械设计制造行业的稳定发展,使其可以顺应社会的发展趋势,在残酷的竞争环境中获取立足之地[1]。 2自动化发展方向 2.1机电一体化 机械设计制造及其自动化在不断发展的过程中,已经逐渐向机电一体化方向发展,机电一体化是建立在机械设计制造自动化基础上的,是对其有效的延续,在工业行业中应用机电一体化,可以进一步的推动机械工业的发展,而且还可以为其持续的发展提供有力的依据以及动力。 2.2模块化 在机械设计制造及其自动化应用过程中,生产出的产品是多种多样的,而且每家企业生产产品的质量也是参差不齐的,在这样的情况下,相关人员研发机械自动化产品具有一定的难度,但是由于此研究方向是非常重要的,对工业机械行业的发展有着极为重大的影响,所以研发人员必须克服一切困难,努力的做好研究工作。比如说,研究人员需要对智能减速等动力单元的机械进行研究,还需要对包含视觉以及测距等功能的控制单元进行有效的研究,研究人员做好此方向的研究工作,可以加快工业企业生产新产品的速度,还可以促使企业扩大生产规模,与此同时,能够对电气产品进行规范化的管理,从而实现推动机械自动化企业稳定发展的目标[2]。 2.3网络化 近些年来,随着我国科技水平的不断提高,计算机网络技术的发展速度也越来越快,其在工业行业领域中的应用范围也愈发广泛。在此种情况下,机械自动化产品逐渐地转变为网络化,是社会发展的必然趋势。计算机网络技术的出现,拉近了世界各国人民之间的距离,也推动了全球经济一体化的发展,所以若是可以推动机械自动化产品走向网络化,就会在很大程度上扩大我国工业机械产品的销售和应用范围,这对我国的经济发展来说具有重要的意义。当前我国网络的远程控制等技术越来越成熟,所以工业企业在自动化产品中应用了此技术,例如:可以通过使用家庭网络,将多个家庭中所具有的电器进行连接,然后以计算机为中心,创设集成家电系统,这样人们就可以在家中享受到高科技所带来的便利,进而使人们的日常生活越来越多样化。 2.4微型化 机械自动化逐渐地进入微观领域,是从20世纪80年代末开始的,自进入微观领域之后,所生产的自动化产品体积有了明显的减小,而且还具有消耗能源少、运动十分灵活等优点,可以这样说,机械自动化在微观领域中的发展,在很大程度上降低了原本需要消耗的成本,而且还节省了资源,并且在实际应用过程中,在生物医疗以及军事等领域中的应用取得了较为显著的效果,但是,机械自动化在微观领域中的发展也还存在一些问题,其中最主要的就是微机械技术,应用此技术生产产品的难度比较高,所以该技术还需要进行进一步的研究。 2.5绿色化 随着温室效应的不断发展,人们逐渐地认识到环境保护的重要意义,在实际生活中,越来越多的人倡导绿色环保,作为污染较为严重,并且消耗能源比较大的工业行业来说,生产绿色产品是非常有必要的。所谓的绿色产品,就是生产既可以保护生态环境,又可以保障人们健康的产品,在生产绿色产品的过程中,应该根据绿色环保理念,在设计生产中遵循可持续发展原则,只有这样才能充分地利用有效的资源,并降低对环境的污染程度。工业机械绿色产品的设计,是符合当前社会发展趋势的,而且使产品绿色化,还可以对人们赖以生存的环境进行有效的保护,最终实现社会的可持续发展。 2.6人格化 目前我国倡导以人为本的发展原则,所以在工业机械自动化在实际发展的过程中,应该重视人和产品两者之间的关系,也就是说,应该实现机械自动化的人格化。工业企业生产出的产品,只有被人们所认可,所使用,产品的价值才能得以实现,因此,为了让人们可以更好地使用产品,应该将智能以及情感等因素融入到产品中。与此同时,人格化的机械产品,还可以对生物机理进行模仿,使产品具有人格化,可以有效的推动机械设计制造行业的发展。 2.7智能化 所谓的智能化,就是指在应用控制理论的前提下,吸收更多具有先进性的思想以及想法,然后通过模拟人类智能,使机械产品具有逻辑思维能力以及推理判断等能力,这样机械产品才能更好地为人们进行服务,满足人们的需求。因此,在机械设计自动化的未来发展中,提高机械产品的智能化是势在必行的。 3结语 综上所述,机械设计制造及其自动化的快速发展,既可以为工业行业的发展提供契机,使产品的生产效率得以提高,还可以促使其为人们的日常生活提供方便,让人们享受高科技所带来的便利。但随着我国经济的不断发展,市场竞争越来越残酷,人们对工业机械设计制造及其自动化技术提出了更高的要求。鉴于此种情况,相关人员必须坚持不懈的对机械设计制造及其自动化进行深入地研究,逐渐拓宽其发展范围,进而为机械设计制造及其自动化的发展提供源源不断的动力支持。 作者:许杨兵 单位:池州学院
机械设计专业课程体系设计研究:机械设计专业课程设计与学生就业指导 在进入大学前,学生的学习与生活被安排得满满当当。而进入大学后,学生突然失去巨大的学习压力,大部分时间为自由安排,相当一部分学生不知道如何利用课外时间。此外,许多大学的课程设置非常宽泛,大大拓宽了学生的就业渠道;但正是因为如此,路多了,学生反而不知道如何确定自己的就业方向[1-2]。以上问题,总结起来讲,就是大学生课内课外感到很“茫然”。笔者以安徽科技学院机械设计专业大学生为例,分析其课程设计及就业指导情况,以期为该专业课程设计与学生就业提供指导。 1课程设计 1.1开设课程及其分类 安徽科技学院的机械设计专业除开设大学英语、物理、化学、思想与邓小平理论、体育等公共课外,还开设了工程图学、工程力学、工程材料学、机械原理、机械设计、电工电子技术、机械制造基础、机电一体化技术、微机原理与接口技术、机电控制系统和金属切削机床等专业课。 从大学生就业角度,专业课可分为如下几个方向:一是机械设计类,包括工程图学、工程力学、机械原理、机械设计;二是机械制造类,包括工程材料学、金属切削机床、机械制造基础;三是电工类,包括电工电子技术、机电一体化技术;四是电子类,包括微机原理与接口技术、机电控制系统。 1.2各课程的地位与作用 1.2.1机械设计类课程。一是工程图学。工程图学是一门以图形为研究对象,用图形来表达设计思维的学科。在工程技术界中由于“形”信息的重要性,工程技术人员均把工程图学作为其基本素质及基本技能之一来看待。如一位工作了多年的大学毕业生所说的:在工厂企业中如果不懂“图”,就等于人没有了空气和水。二是工程力学。工程力学主要研究物体机械运动和杆件弹性变形的一般规律。通过该课程的学习,可以为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法,也可直接用于工程实际。三是机械原理与机械设计。机械原理与机械设计是机械设计方向的优秀技术课程。 1.2.2机械制造类课程。一是工程材料学。工程材料学的任务是从机械工程的应用角度出发,阐明机械工程材料的基本理论,了解材料的成分、加工工艺、组织、结构与性能之间的关系,介绍常用机械工程材料及其应用等基本知识。工程材料课程的教学目的是使学生具备根据机械零件使用条件和性能要求,对结构零件进行合理选材及制定零件工艺路线的初步能力。二是金属切削机床。金属切削机床概论课程是主要讲授机床结构、性能、传动、调整和使用的基本知识。学生学完本课程后,应能够根据工艺要求并结合工厂具体情况,合理地确定机床的类型和规格;能分析机床常见故障,确定机床影响加工质量的主要因素。三是机械制造基础。机械制造基础主要研究机械零件的制造方法,即研究零件从选择材料、毛坯制造、一直加工至成品的综合性课程。使学生了解和掌握常用机械工程材料的性质和机械零件加工工艺的基础知识,为学习其他相关课程,并为以后从事涉及机械设计和加工制造方面的工作奠定必要的加工工艺基础。 1.2.3电工和电子类课程。该课程的任务是:使非电类学生掌握必备的电工电子技术与技能,具备解决涉及电工电子技术实际问题的能力,增强学生适应职业变化的能力,为学生职业生涯的发展奠定基础。 2学生就业指导 大学生已深刻认识到就业的严峻性,因此有一部分学生利用大量的时间进入企业实习,希望得到锻炼,从而为就业提前做好准备。笔者认为,这是舍本逐末的做法。大学阶段是学生学习专业知识的黄金阶段,而获取实践经验是其工作后的任务。大学阶段,是学生全身心投入学习的大好时机,失不再来。在大学毕业走向社会后,再不会有充足的时间系统地学习专业知识。因此,做好学生就业指导工作非常重要。 2.1主要就业方向及本科阶段学习计划 机械设计专业的本科生主要的就业方向为机械设计类或机械制造类。机械设计方向需要熟练掌握画法几何、工程制图、电脑辅助设计软件、机械原理、机械设计、工程力学课程。机械制造方向需要熟练掌握工程材料学、机械加工、机床等知识。 2.2拓展就业面 机械设计专业学生,如果对电工电子类工作比较感兴趣,也可以选择涉及电工电子的机械类行业,但一般不宜选择以电工电子为主的行业,毕竟机械类学生开设的电工电子类课程较少,且主要以理解为主。本科生应该按照自己的兴趣和就业期望,把主要精力用于该方向专业课的学习,以系统熟练掌握该方向的专业基础知识和专业技术知识[3-4]。 机械设计专业课程体系设计研究:机械设计专业课程体系设计研究 我校以前的机械设计课程设计的题目主要是齿轮减速器的设计,在教学上以传统的经验型手工设计为目标,老师逐步讲解,学生机械僵硬地模仿,课程设计被误解为仅仅是翻手册、套公式,甚至有的学生一味参看其他的减速器设计,采用的方法主要是图解法。设计说明书照葫芦画瓢,对自己所设计的东西具体由哪些零部件组成,这些零部件的参数和形状如何,这些零部件之间的装配关系、运动关系如何等了解很少,知其然而不知其所以然[3]。同时,在课程设计期间,往往是很多班级同时或相继展开,造成设计教室、手册紧张,不仅严重影响了设计进程,而且影响了设计效果,甚至有的学生为赶进度,胡编设计数据。这些现状与当今的科学技术发展很不适应,与当前市场需求也不相适应。知识要更新,设计手段要先进,因此,机械原理、机械设计课程设计的传统教学模式已不能适应科学技术发展的需要,机械设计基础课程设计的改革势在必行。 课程体系综合设计研究 将机械原理、机械设计课程设计内容进行整合,探索机械原理、机械设计课程设计中如何培养学生的机械运动方案设计、机械创新设计和解决工程实际问题的能力,提出适合创新人才培养目标的机械原理、机械设计课程设计实施方案,并完成2008级机制班机械基础课程综合设计教学实践。同时,考虑机制、模具、汽车、机电方向的不同,选择适合不同方向的综合设计题目,以设计对象为主线,尝试在综合课程设计中引入机构运动演示,要求学生用计算机仿真验证机构运动设计的合理性[4],尝试在综合课程设计中引入机械方案创意设计模拟实验,要求学生利用运动方案进行模型拼装创新实验,验证机构运动设计的科学性、合理性。通过机械基础设计课程改革,加强学生创新能力培养。把机械原理、机械设计课程设计时间由原来的分开设计整合为一,机械原理、机械设计两门课程的课程设计题目选择范围加大,同时增加设计时间,激励学生对这类题目产生较大的兴趣,每一位学生都积极思考,差不多每人都提出一到几种运动方案,然后通过小组讨论,挑出最佳方案后,由各组确定自己的最终机械系统运动方案。通过这些创意设计活动,可大提高学生的创新设计能力,改革课程体系综合设计手段,加强CAD、CAM、CAE等技术应用[5]。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,因而受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常著名的虚拟样机分析软件。尝试以ADAMS为工具,让学生对自己设计出的机构进行建模与仿真,真实地仿真机构的运动过程。改革设计手段,将给课程设计赋予新的活力。 课程体系综合设计的实践及应用 1改革设计题目,注重学生素质的培养 机械CAD能力、综合应用与设计能力和创新设计能力是新世纪高素质机械工程技术人才的重要素质。因此,机械基础课程综合设计训练主线则是以典型机械系统设计为内容,并将机械原理和机械设计的两课程设计贯通,由根据设计要求到机械运动方案及其运动与动力设计(即机械运动简图设计),再到机械系统结构设计和工作能力设计(即装配图及零件工程图的设计),从而形成一条加强机械系统设计和综合设计能力训练的设计训练主线[6]。使学生经过原理方案的设计、执行机构的设计、传动方案的设计、结构设计等过程,加深对机械系统的整体认识,加强设计中的工程意识,培养综合创新设计的能力。目前各高校都在进行课程设计改革实践,但两门课程设计合在一起的课程设计指导书还很少见[7]。因此,根据我校实际情况,编写了适合于本科机械类的机械基础课程综合设计指导书,指导老师可根据不同方向教学班次选用设计题目。 2机械传动方案设计,培养学生创新能力 机械传动方案设计是一个重要的环节。在这一环节中应充分体现以学生为主体,以教师为主导的指导思想。教师在指导时,应因材施教、因人施教,对不同层次的同学要有所区别。在选题方面,提倡设计能力较强的同学选择指导书以外的题目。在指导方面,对这些同学应适当增加设计的难度和深度。方案设计时重点是要把握创新点[8]。在方案分析过程中,为了实现一个确定的设计目标,要求学生至少提出3种可行的方案,并对方案进行分析、比较,总结出其优点与不足。然后确定出设计者认为最优方案作为本次课程设计方案。最后对此方案进行详细设计,包括其运动过程和运动尺寸的确定,进行结构设计和强度设计直至计算。 3引入虚拟样机技术进行机构分析 虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术,是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程技术。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常著名的虚拟样机分析软件。基于贯彻实施培养卓越工程师思想,在机械基础课程综合设计中引入ADAMS软件对插床导杆机构、冲压机构、摆动式运输机机构、牛头刨床摆动导杆机构等进行运动学和动力学分析,自动绘制刀具的位移、速度、加速度曲线,自动绘制曲柄受到的平衡力矩曲线图等,能通过后期处理绘制最大动态剩余功曲线图,使曲线结果清晰、精确。导杆机构动态仿真时,观察在各位置时所对应曲线含义,加深对课本关于机构有关运动学、动力学相关参数优化设计的理解。ADAMS软件还能对机构采取参数化建模,学生可以通过输入机构不同原始参数,进一步比较不同结果。与过去用图解法或自编程序法进行机械原理课程设计相比,利用计算机对机械进行辅助设计,实现了教学创新,学生普遍反映用ADAMS软件进行课程设计快捷、方便、直观,课程设计能达到满意效果。 4理论联系实际,修改设计对象 在实际工程应用领域中,推荐采用的大多数齿轮减速器都是采用硬齿面。随着工业的发展,新技术新工艺不断涌现,在齿轮行业,特别是随着硬齿面齿轮加工技术的成熟,加工设备的完善,硬齿面齿轮减速器已经成为齿轮减速装置的主流,得到了广泛的实际工程应用,而软齿面齿轮减速装置有被逐步淘汰的趋势。因此,应结合实际,采用硬齿面齿轮减速器设计的题目来进行实践环节的训练。由于硬齿面齿轮减速器的设计与实际结合紧密,学生的自觉性与积极性得到了很大提高[9]。与此同时,有关硬齿面齿轮设计的资料无法从现有资料中直接利用,这迫使学生主动查找相关资料,询问老师,学生的实际设计能力得到了更大的提高。从改用硬齿面齿轮减速器设计结果来看,整机的重量减轻、体积缩小,使用材料大幅减少,相应的造价也随之下降。这使学生认识到科技的进步给生产实际应用带来的巨大影响。 5学生的模仿型设计转变为思考型设计 以往的课程设计以教授传统的经验型设计为目的,学生总习惯于照搬指导书,一般是教师逐步讲解,学生机械模仿,知其然而不知其所以然。现在的设计中,教师应只给学生以必要的提示,并列出参考书目,鼓励学生去查资料、翻手册,培养他们对信息及数据的归纳和整理能力。在课程设计中,草图设计和装配图设计即机构设计阶段是重点,也是学生感到困难,失误较多的阶段。在《机械设计》课堂上重点讲解的都是基础理论,很少涉及结构方面的知识,而影响结构的因素很多。所以在此阶段,指导教师应悉心指导,多进行正确和错误结构的分析比较,另外要引导学生抓重点,培养学生树立整体设计的概念。(本文作者:王立存、张国进、徐元、王旭东、杜力单位:重庆工商大学机械工程学院、重庆理工大学重庆汽车学院) 机械设计专业课程体系设计研究:机械设计专业课程的革新 一、课程体系设置和日本的教学经验 1.机械设计制造及其自动化课程体系设置 机械设计制造及其自动化专业课程一般分为两大部分——理论教学和动手实践。理论教学中,学生必修的课程有公共基础课、学科基础课(如数学、物理的理论力学、材料力学、机械设计等)、专业必修课(如机械制造及其自动化技术、机械设计制造及其自动化设备等)、专业选修课(根据学生实际情况,由学生自由选修专业领域内课程如机械工程计算机)。在实践教学方面,这部分课程体现在实验、设计和毕业设计三个模块,课程实验而言,实践性、操作性较弱,难以真正达到锻炼学生实践动手能力的效果。尽管三大部分在教学中所占的时间不少,但实效不强,实验课和毕业设计往往是学生按照老师的要求按部就班完成任务,不能激发学生的创造力。 2.日本机械设计制造及其自动化专业的教学经验 以日本鹿儿岛大学为例,其机械设计制造及其自动化专业教学计划分为同时教育、基础教育和专业教育三大部分。就专业教育课程而言,机械设计制造及其自动化专业包括必修、。专业选修A类和专业选修B类,前者大部分是机械工程类别,后者为工程学类别。学生修满学分方可毕业。与我国不同,日本机械设计制造及其自动化专业课程设置十分明确,实用性强。学校高度重视专业教育,提供良好的理论培训和实践支持,学校帮助学生完成大量的实践课程并提供实习资源,在帮助、锻炼学生的同时培养学生的自主性和创造性。 二、机械设计制造及其自动化课程设置的改进 通过分析现状和学习别国经验,我们可以从以下几个方面进行改进: 1.提高对实践性教育的改革。保证通识教育完成的前提下,减少公共课程、专业必修课程,把更多的精力用于专业选修课程。重点培育实验性教育,建立设备良好的综合性实验室,学以致用,将实践能力作为考核学生的重要指标,强化实践意识。在具体的课程设置上,将原来较为笼统的实践性教学进行改进,充实教学系统。首先,在课程实验阶段,提高实验测试在课程教育中的比重,提高学生的应用能力。其次,进行实习培训。校方尽量提供资源,鼓励学生进行实习,建立企业沟通平台和实习联盟,促进人才的培训和输出。再次,增加毕业设计教学课程,既巩固既有知识,又针对性对学生的毕业设计进行指导,提早确定选题、工作、研究方式和计划。 2.调整课程设置,以机械零件、工艺为主,扩大专业方向平台。教师下达任务,学生可从机械传动装置领域进行题目设计。机械设计制造及其自动化专业设计许多知识领域,学校可开设专业方向的选修课,扩大学生专业方向课程的选择范围。促进学生在机械设计制造及其自动化专业领域能积累更多的理论知识,并寻找兴趣点进行深度研究。例如:计算机、成形加工技术、机电等领域都可开设专业方向课程。 三、总结 总而言之,机械设计制造及其自动化专业的课程设置要符合适用性和人才输出性,根据专业自身和资源条件,优化课程设置,提高实践性,进一步提高学生的学习能力和实践能力。我们在今后的工作中,需要根据专业调整课程设置,改革教学历年,培养有知识、有素质、有能力的机械设计制造及其自动化人才。 作者:姚征 单位:郑州华信学院 机械设计专业课程体系设计研究:机械设计专业课程体系设计研究 我校以前的机械设计课程设计的题目主要是齿轮减速器的设计,在教学上以传统的经验型手工设计为目标,老师逐步讲解,学生机械僵硬地模仿,课程设计被误解为仅仅是翻手册、套公式,甚至有的学生一味参看其他的减速器设计,采用的方法主要是图解法。设计说明书照葫芦画瓢,对自己所设计的东西具体由哪些零部件组成,这些零部件的参数和形状如何,这些零部件之间的装配关系、运动关系如何等了解很少,知其然而不知其所以然[3]。同时,在课程设计期间,往往是很多班级同时或相继展开,造成设计教室、手册紧张,不仅严重影响了设计进程,而且影响了设计效果,甚至有的学生为赶进度,胡编设计数据。这些现状与当今的科学技术发展很不适应,与当前市场需求也不相适应。知识要更新,设计手段要先进,因此,机械原理、机械设计课程设计的传统教学模式已不能适应科学技术发展的需要,机械设计基础课程设计的改革势在必行。 课程体系综合设计研究 将机械原理、机械设计课程设计内容进行整合,探索机械原理、机械设计课程设计中如何培养学生的机械运动方案设计、机械创新设计和解决工程实际问题的能力,提出适合创新人才培养目标的机械原理、机械设计课程设计实施方案,并完成2008级机制班机械基础课程综合设计教学实践。同时,考虑机制、模具、汽车、机电方向的不同,选择适合不同方向的综合设计题目,以设计对象为主线,尝试在综合课程设计中引入机构运动演示,要求学生用计算机仿真验证机构运动设计的合理性[4],尝试在综合课程设计中引入机械方案创意设计模拟实验,要求学生利用运动方案进行模型拼装创新实验,验证机构运动设计的科学性、合理性。通过机械基础设计课程改革,加强学生创新能力培养。把机械原理、机械设计课程设计时间由原来的分开设计整合为一,机械原理、机械设计两门课程的课程设计题目选择范围加大,同时增加设计时间,激励学生对这类题目产生较大的兴趣,每一位学生都积极思考,差不多每人都提出一到几种运动方案,然后通过小组讨论,挑出最佳方案后,由各组确定自己的最终机械系统运动方案。通过这些创意设计活动,可大提高学生的创新设计能力,改革课程体系综合设计手段,加强CAD、CAM、CAE等技术应用[5]。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,因而受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常着名的虚拟样机分析软件。尝试以ADAMS为工具,让学生对自己设计出的机构进行建模与仿真,真实地仿真机构的运动过程。改革设计手段,将给课程设计赋予新的活力。 课程体系综合设计的实践及应用 1改革设计题目,注重学生素质的培养 机械CAD能力、综合应用与设计能力和创新设计能力是新世纪高素质机械工程技术人才的重要素质。因此,机械基础课程综合设计训练主线则是以典型机械系统设计为内容,并将机械原理和机械设计的两课程设计贯通,由根据设计要求到机械运动方案及其运动与动力设计(即机械运动简图设计),再到机械系统结构设计和工作能力设计(即装配图及零件工程图的设计),从而形成一条加强机械系统设计和综合设计能力训练的设计训练主线[6]。使学生经过原理方案的设计、执行机构的设计、传动方案的设计、结构设计等过程,加深对机械系统的整体认识,加强设计中的工程意识,培养综合创新设计的能力。目前各高校都在进行课程设计改革实践,但两门课程设计合在一起的课程设计指导书还很少见[7]。因此,根据我校实际情况,编写了适合于本科机械类的机械基础课程综合设计指导书,指导老师可根据不同方向教学班次选用设计题目。 2机械传动方案设计,培养学生创新能力 机械传动方案设计是一个重要的环节。在这一环节中应充分体现以学生为主体,以教师为主导的指导思想。教师在指导时,应因材施教、因人施教,对不同层次的同学要有所区别。在选题方面,提倡设计能力较强的同学选择指导书以外的题目。在指导方面,对这些同学应适当增加设计的难度和深度。方案设计时重点是要把握创新点[8]。在方案分析过程中,为了实现一个确定的设计目标,要求学生至少提出3种可行的方案,并对方案进行分析、比较,总结出其优点与不足。然后确定出设计者认为最优方案作为本次课程设计方案。最后对此方案进行详细设计,包括其运动过程和运动尺寸的确定,进行结构设计和强度设计直至计算。 3引入虚拟样机技术进行机构分析 虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术,是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程技术。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常着名的虚拟样机分析软件。基于贯彻实施培养卓越工程师思想,在机械基础课程综合设计中引入ADAMS软件对插床导杆机构、冲压机构、摆动式运输机机构、牛头刨床摆动导杆机构等进行运动学和动力学分析,自动绘制刀具的位移、速度、加速度曲线,自动绘制曲柄受到的平衡力矩曲线图等,能通过后期处理绘制最大动态剩余功曲线图,使曲线结果清晰、精确。导杆机构动态仿真时,观察在各位置时所对应曲线含义,加深对课本关于机构有关运动学、动力学相关参数优化设计的理解。ADAMS软件还能对机构采取参数化建模,学生可以通过输入机构不同原始参数,进一步比较不同结果。与过去用图解法或自编程序法进行机械原理课程设计相比,利用计算机对机械进行辅助设计,实现了教学创新,学生普遍反映用ADAMS软件进行课程设计快捷、方便、直观,课程设计能达到满意效果。 4理论联系实际,修改设计对象 在实际工程应用领域中,推荐采用的大多数齿轮减速器都是采用硬齿面。随着工业的发展,新技术新工艺不断涌现,在齿轮行业,特别是随着硬齿面齿轮加工技术的成熟,加工设备的完善,硬齿面齿轮减速器已经成为齿轮减速装置的主流,得到了广泛的实际工程应用,而软齿面齿轮减速装置有被逐步淘汰的趋势。因此,应结合实际,采用硬齿面齿轮减速器设计的题目来进行实践环节的训练。由于硬齿面齿轮减速器的设 计与实际结合紧密,学生的自觉性与积极性得到了很大提高[9]。与此同时,有关硬齿面齿轮设计的资料无法从现有资料中直接利用,这迫使学生主动查找相关资料,询问老师,学生的实际设计能力得到了更大的提高。从改用硬齿面齿轮减速器设计结果来看,整机的重量减轻、体积缩小,使用材料大幅减少,相应的造价也随之下降。这使学生认识到科技的进步给生产实际应用带来的巨大影响。 5学生的模仿型设计转变为思考型设计 以往的课程设计以教授传统的经验型设计为目的,学生总习惯于照搬指导书,一般是教师逐步讲解,学生机械模仿,知其然而不知其所以然。现在的设计中,教师应只给学生以必要的提示,并列出参考书目,鼓励学生去查资料、翻手册,培养他们对信息及数据的归纳和整理能力。在课程设计中,草图设计和装配图设计即机构设计阶段是重点,也是学生感到困难,失误较多的阶段。在《机械设计》课堂上重点讲解的都是基础理论,很少涉及结构方面的知识,而影响结构的因素很多。所以在此阶段,指导教师应悉心指导,多进行正确和错误结构的分析比较,另外要引导学生抓重点,培养学生树立整体设计的概念。 机械设计专业课程体系设计研究:高职机械设计与制造专业课程设置探讨 【摘要】对专业课程进行合理化设置,将理论教学与实践教学有机结合为一体,促进专业建设和课程改革的可持续发展,将有利于推行与生产劳动和社会实或相结合的教学过程改革,实现基于工学结合、校企合作的人才培养目标。本文根据海南科技职业学院机械设计与制造专业课程设置对高职机械设计与制造专业课程设置做进一步探讨。 【关键词】机械设计与制造专业;课程设置;探讨 1.课程设置改革的必要性: 1.1职业教育的要求 职业教育是指让受教育者获得某种职业所需要的职业知识、技能和职业道德的教育。高等职业教育的目的是培养具有一定专业知识、技能和职业素养的高素质技能型人才,与普通教育和成人教育相比较,高等职业教育更侧重于实践技能和实际工作能力的培养。课程设置以掌握专业技术技能为重点,重视对学生的综合素质和基本职业能力的培养,包括职业道德教育和民族精神培养,包括迁移能力和把技能及知识应用于新的情景和环境中去的能力,如任务技能、任务管理技能、应急处理能力、团队意识和协作精神等。课程设置是高等职业教育教学过程改革的重要环节,关系到高等职业教育是否能培养具有一定专业知识、技能和职业素养的高素质技能型人才的关键。 1.2区域经济发展的要求 职业教育较明显的特色主要体现在地方性、技能性、市场导向性等方面。课程设置体现人才培养以市场为导向,服务地方经济,掌握行业技术技能特点。合理的课程设置可促进专业培养优秀的高素质技能型人才服务于地方经济发展的需要。 2. 课程设置的合理性: 2.1课程设置的内涵。 课程设置是指学校教学单元选定的各类各种课程的设立和安排,主要规定课程类型和课程门类的设立,及其各课程的安排顺序和学时分配,并规定各类各科课程的学习目标、学习内容和学习要求。高等职业院校专业课程设置是指学校各专业对本专业课程的设立和安排,主要包括开设的课程门类、合理的课程结构和合理的课程内容。课程门类的开设指各教学专业开设的课程;合理的课程结构指各门课程之间的结构合理,包括开设的课程合理,课程开设的先后顺序合理,前、后置课之间衔接有序、能使学生循序渐进的学习与训练,获得某一专业所具备的知识与能力。 2.2高职教育合理的课程设置 课程内容指课程的内容安排符合职业教育认知规律,课程的内容能够反映职业教育要求的主要知识,主要的教学方法及时展的要求与前沿。课程设置是教学活动的重要环节,课程设置必须符合人才培养目标的要求,它对学生获取专业知识和就业起关键性的作用。高等职业教育的教学活动是为了实现专业的人才培养目标,课程设置是实施人才培养的重要环节,课程设置要符合人才培养目标的要求基于工学结合的课程设置 3.1课程设置要符合人才培养目标的要求 高等职业教育的教学活动是为了实现专业的人才培养目标,课程设置是实施人才培养的重要环节,课程设置要符合人才培养目标的要求。海南科技职业学院机械设计与制造专业针对机械加工企业的岗位技能要求制定的人才培养目标及为本专业培养适应社会主义建设需要,具有创新精神、专业知识、实践能力、操作方法和协作能力;能从事机械制造工艺规程的制订及机床夹具的设计、机床操作及维护、模具设计与制造、数控机床的编程及操作、应用绘图软件进行机械零件设计、机械设备的装配、安装、调试及维修等岗位工作的高端技能型专门人才。并从知识结构.能力结构、素质结构对人才培养规格提出要求。根据该人才培养目标,海南科技职业学院机械设计与制造专业设置了通识必修课、专业平台课程、专业优秀课程、专业实践课程和集中实践课程,人才培养目标的每项要求都设置相对应的课程。根据素质结构的要求,在通识必修课程里,设置了中国特色社会主义理论和形势与政策等课程和体育、素质拓展训练课程,培养学生具有相应的素质。根据职业技术能力要求,在专业优秀课程里,设置了机械制造工艺与机床夹具、机械设备装配与维修技术、数控编程与操作、Pro/E技术等专业课程,以培养学生具有相应的专业知识和具备一定的专业技能。同时还设置了相应的专业实践课程和集中实践课程,如,数控加工实训课程、机械工程产品3D设计与制造实训课程和顶岗实习,培养学生具有相应的岗位技能。 3.2基于工学结合人才培养模式的高职机械设计与制造专业的课程设置 为了更好的适应企业实际工作的岗位需求,注重培养学生的真实操作技能,海南科技职业学院机械设计与制造专业实施工学结合、校企合作人才培养模式,对课程设置进行了一系列的改革探索与尝试,构建符合与职业标准对接,根据职业岗位的知识、能力和素质要求,以就业为导向,以工学结合为切入点,以校企合作为基础的课程体系。 海南科技职业学院机械设计与制造专业构建的工学结合课程体系分为4个课程模块,即通识课、专业课、集中实训课和顶岗实习课等课程,其中,通识课程分为通识必修课和通识选修课;专业课程分为专业必修课和专业选修课,专业必修课又分为专业平台课程和专业优秀课程,课程体系如下图: 图1 机械设计与制造专业课程体系 其课程体系体现了职业教育和工学结合的特点。 通识课程是职业教育要求,培养学生树立正确的世界观、人生观、价值观和职业基本素质。学生除了专业知识和技能外,还要具备一定的职业基本素质。 专业课程开设平台课程和专业优秀课程。专业平台课程是指由若干个专业技术基础相同或紧密相关,表现为具有共同的专业基础知识和基本技能要求,对应于某一行业或服务领域的岗位群,由若干个专业组成的一个集群。根据行业背景、地方经济社会的发展程度、自身的办学条件和专业发展过程等开设,为专业课程学习打基础。专业优秀课程是培养高技能人才应用能力的重要课程,是职业教育课程体系的主体之一,也是教学改革的优秀。 选修课是指一个教育系统或教育机构法定的,学生可以按照一定规则自由地选择学习的课程种类。选修课程是为了适应学生的兴趣、爱好及劳动就业的需要而开设的,可供学生在一定程度上自由选择的课程,是致力于“个性发展”的课程,选修课程的设立突出基础性、新颖性、实用性和独创性的结合,选修课程与必修课程具有等价性。 顶岗实习是毕业生走向工作岗位前必要的专业技能训练课程。 4.课程设置服务于专业学生的就业要求。 学生就业有两方面因素,一是地方性,是指就业的地区;二是行业性,是面对机电产品设计和制造。根据学生服务的地方特色和行业进行课程设置。机械设计与制造专业主要是在机械行业和其他与机械相关的行业内面对机电产品设计和制造,根据职业教育的要求,在课程安排上,应从就业的岗位技能要求出发,开发相应的符合职业教育的要求和岗位技能要求的课程,在课程的设置上,既要做到面向行业岗位,面向地方特色,主要专业技术课程针对性强,为学生提供对口的岗位技能训练的机会,使学生在学校掌握对应岗位的专业技术技能和具备相关的职业素质,从而能更快地进入工作岗位的角色。
机械手设计论文:基于PLC控制机械手基本设计 摘 要:本文结合机械手的工作过程原理和控制要求,设计了基于PLC控制的机械手,重点介绍了控制系统的设计思路、PLC的选择以及PLC程序设计。 关键词:可编程控制器(PLC) 机械手 控制 一、机械手的工作过程及控制要求 1.机械手的基本结构 机械手是一个水平、垂直运动的机械设备,有上升、下降运动,左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制。本设计中的机械手采用上下升降加平面转动式结构,机械手的动作由气动缸驱动,气动缸由相应的电磁阀来控制,电磁阀由PLC控制驱动执行元件完成,能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。图1-1为机械手简图,其中 1-执行气爪,2-水平伸缩气缸,3-旋转轴,4-竖直气缸,5-底座,6-工件。 机械手的基本结构由感知部分、控制部分、主机部分和执行部分四个方面组成。采集感知信号及控制信号均由气动缸驱动。主机部分采用了标准型材辅以模块化的装配形式,使得气动机械手能拓展成系列化、标准化的产品。由于采用了模块化拼装结构,可组成立柱型气动机械手、门架型气动机械手及滑块型气动机械手,及其它各种类型的机械手。气动机械手具有三个自由度,即水平(Z)方向自由度、垂直(Y)方向自由度和旋转自由度,并可以采用多种灵活的控制方案。 2.机械手的控制要求 根据要求:机械手初始位置在原点位置,每次循环动作都从原点位置开始,完成上升、下降运动,左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制,并能实现手动操作和自动操作方式。当机械手在原点位置下启动按钮,系统启动,左传送带运转。当光电开关检测到物品后,左传送带停止运行。根据分析可得出机械手的工作流程图,如图2-1所示。 机械手的操作方式分为手动操作和自动操作,自动操作又分为单周期操作和连续操作方式。 2.1 机械手的自动运行: ① 下降:② 加紧工件:③ 上升: ④ 右移: ⑤ 下降:⑥ 放松工件:⑦ 上升: ⑧ 左移:⑨ 回到原位又开始新的工作循环周期。 2.2 机械手的手动运行 手动运行是指机械手的上升、下降、左移、右移及夹紧操作通过对应的手动操作按钮控制,与操作顺序无关。 二、机械手PLC控制的设计 1.设计思路 考虑到机械手的通用性,同时使用点位控制,因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时,只需改变PLC程序即可实现,非常方便快捷。 送料机械手的动作示意图如图3-1 所示。启动控制有2种,1个由启动开关安装在现场,1个由通过组态王软件控制。在控制面板上,安装一个档位开关,分手动和自动两大档位,手动挡包括调试和回原位两档,自动挡分单步、半自动和全自动三档,要求自动挡的操作必须在回原位的基础上才能进行。 2.PLC的选择 该机械手的控制为纯开关量控制,且所要的I/O点数不多,因此选择一般小型抵挡机即可。由于所要的I/O点数为15/6点,考虑到机械手操作的工艺固定,PLC的I/O点基本上可不留裕量。 由于不同记性的PLC,其I/O点的编号不同,因此应根据所选择的机型,对PLC的I/O点分配编号。如图所示的编号。 3.PLC程序设计 为了便于编程,先绘制出整个控制程序的结构框图,如图3-1所示。 在该结构框图中,当操作方式选择开关置于“手动”时,输入点X407接通,其输入继电器常闭接点断开,执行手动操作程序。 由于手动程序和自动程序采用了跳转指令,因此在着两个程序段可以采用同样的一套输出继电器。 用移位器编程:由于自动操作的控制比较,不容易直接设计出梯形图,因此可以先画出自动的操作流程图,用以表明动作的顺序和条件,如图3-2。 图3-2中,矩形方框代表完成某一动作的控制程序,方框之间的箭头线用以表示程序的转换,箭头线上的小横线用以表示转换的条件。 当机械手处于原点时,压下上限位开关和左限开关,输入点X402和X404接通,产生原点指示输出。 根据自动操作的流程图,就可以设计自动操作的梯形图如图3-3所示。 梯形图的控制原理: 3.1连续及单周期操作 在连续及单周期操作方式下,单步输入点X410断开,输入继电器X410常闭接点闭合,将位移寄存器的位移输入直接接入输入端。 当机械手处于原点时,压下上限位开关和左限位开关,输入点X402和X404接通,Y435接通,原点指示灯亮。 ① 按下起动按钮,M120接通并自保,移位器数据输入端接通,M100置“1”,Y430接通,下降电磁阀得电,机械手下降。 ② 下降到底碰到下限位开关时,输入继电器X401接通,Y430断开,下降停止,同时产生移位信号,将M100的“1”态移到M101。M101的常开接点将Y431接通,夹紧电磁阀的电,机械手夹紧工件,T450开始计时。同时,M101的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开,使M100置“0”。 ③T450延3s后,其常开接点闭合,产生移位信号,将M102置“1”,M101置“0”。M102的常开接点将Y432接通,上升电磁阀得电,机械手上升。同时,M102的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。 ④上升到顶碰到上限位开关时,输入继电器X402接通,Y432断开,上升停止,同时产生移位信号,将M103置“1”,M102置“0”,M103的常开接点将Y433接通,右移电磁阀得电,机械手右移。同时,M103的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。 ⑤ 右移到位碰到右限位开关时,输入继电器X402接通,Y432断开,右移停止,同时产生移位信号,将M104置“1”,M103置“0”。M104的常开接点闭合,若此时右工作台无工件,则光电开关因露光而导通,其常开接点使输入继电器X405接通,Y430再次接通,机械手下降。同时,M104的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。若右工作台有工件,则光电开关因遮光面断开,X405断开,Y430不能接通,机械手暂停等待。 3.2设计小结 机械手采用PLC控制技术后,操控简便,系统线路简单,系统运行稳定,大大提高了系统的自动化程度,提高了控制系统的可靠性,同时还能根据不同用户的需求对其功能进行扩展,提高了工作效率及检测准确性。 机械手设计论文:三菱PLC控制的机械手系统设计 摘 要:由于气动机械手具有结构简单、成本低,控制方便等优点,并可以根据各种自动化设备的工作需要,按照设定的程序工作,因此它在自动生产设备和生产线上被广泛应用。由于企业需要对变送器进行高低温补偿,针对公司现有的提供补偿所用的高低温箱,设计了一套小型的用来放置变送器的立体框架,它采用了三菱PLC控制的气动机械手将准备进行高低温补偿的变送器,放置到框架上下两层的各工位上。在详细研究了气动机械手的结构、动作循环及工作原理之后,根据该气动机械手的工作流程,设计了气压传动系统和三菱PLC控制系统。包括气动原理的制定、气动元件的选择以及三菱PLC选型和顺序功能图的编写。气动机械手采用多位置气缸,以实现机械手在框架每层各工位之间的操作;并使机械手操作气缸沿立柱上下运动,以实现机械手在上下两层之间的操作。 关键词:机械手;PLC;控制系统 一、机械手的单个工作流程 机械手移动到传送带B工件处夹紧工件――将工件移动到指定位置传送带A―放下工件―机械手回到初始位置五个过程完成,机械手通过三菱PLC来控制,可实现这五个过程全自动依次运行:A)械手移动到工件B处:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到工件(传送带B)处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制;B)工件移动到指定位置:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到工件(传送带A)处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制;)C夹放工件:通过夹紧/放下直流电机的正转来控制,夹紧工件通过定时器来控制,即凭经验设定一个时间(本系统设为55),在这个时间内机械手能完全夹紧工件;D)放下工件:通过夹紧/放下直流电机的反转来控制,通过松限开关来控制;E)机械手回到初始位置:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到初始位置处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制。 二、机械手的操作方式 机械手的操作方式可分为手动操作方式和自动操作方式。自动操作方式又分为单步、单周期和连续操作方式。(1)手动:用按钮操作对机械手的每一步运动单独进行控制,如:当选择上/下运动时,按下起动按钮,机械手上升,按下停止按钮,机械手下降;当选择左/右运动时,按下起动按钮,机械手左移,按下停止按钮,机械手右移;当选择夹紧/放松按钮时,按下起动按钮,机械手夹紧,按下停止按钮,机械手放松,该方式用于机械手系统的“回原位”操作本系统中,可用手动方式用于机械手的初始状态定位,用操作面板上的按钮来点动执行相应的各动作;(2洋步:每按一次起动按钮,机械手完成一步动作后,自动停止;(3洋周期操作:机械手从原点开始,按一下起动按钮,机械手自动完成一个周期的动作后,返回原位(如果在动作过程中,按下停止按钮,机械手停在该工序上,再按下起动按钮,则又从该工序继续工作,最后停在原位),本系统采用单周期方式进行机械手的工艺过翟机械手移动到传送带B工件处―夹紧工件―将工件移动到指定位置传送带A―放下工件―机械手回到初始位置);(4涟续操作:机械手从原点开始,按一下起动按钮SB3,机械手的动作将自动地、连续不断地周期性循环,在工作中,若按一下停止按钮SB4,则机械手将继续完成一个周期的动作后,回到原点自动停止。 三、C械手气动系统设计 气动机械手硬件系统由四个气缸、三个真空吸盘、限位磁性接近开关、5个两位五通电磁气阀和1个两位两通电磁气阀组成的阀岛、控制面板、接线端子、三菱PLC、按钮开关及指示灯等相关电气元件组成。当按钮开关或磁性接近开关发出信号传递到三菱PLC输入端子,经过三菱PLC程序处理,三菱PLC发出动作控制信号驱动相应主控阀电磁线圈的通断,控制压缩空气的运动方向,使气缸产生对应的动作。要实现前述控制任务要求,其控制部分包括气动回路与三菱PLC控制部分。气动机械手的气压控制回路如图3所示。气源产生压缩空气,经三联件处理后,经两位五通阀和单向节流阀分别进入滑台气缸、回转气缸、悬臂气缸、升降气缸。两位五通阀电磁线圈的通断决定了气缸的动作,比如控制滑台气缸的二位五通阀通电时,滑台气缸本体(缸体)左移;断电时滑台气缸本体(缸体)右移。本机械手选择两位阀,而没有选择具有中位机能的三位阀,主要是为了减少控制信号,减少三菱PLC的输出点数。单向节流阀的作用是调节气缸的运动速度,产生一定的背压缓冲。对真空吸盘吸光盘的过程,当真空发生器通过高压气体时,产生一定的真空度,实现吸光盘,此时,两位五通阀处于通电状态,两位两通阀处于断电状态。对放光盘的过程,要求高压气体先经两位两通阀,通过真空吸盘将吸附的光盘吹落,延迟一段时间后断开真空吸盘的气路,以节约用气量,故要求在两位五通阀通电、两位两通阀断电状态下,两位两通阀先通电,延迟一段时间后,两位五通阀再断电,然后两位两通阀再断电。 四、机械手电气系统设计 应用三菱PLC作为电气控制,可以减化控制线路,降低故障率,实现机械手多种动作线路,具有一定的柔性,也适于教学演示。一般机械手有手动、自动控制之分,手动控制主要用来硬件调试。自动控制中也分单步、单周期、周期循环等工作状态。其控制要求为:按下启动按钮,检测气动机械手是否处于原位,如果不是,按下复位按纽回到原位,如果是,则检测气动机械手处于何种工作状态下,单步意味着每按下一次启动按钮,机械手执行一步动作;单周期指执行一次动作循环,最后回到初始位置;周循环则是机械手重复不断的执行动作,直到按下复位或停止按钮为止。根据机械手的硬件结构,三菱PLC输入信号有:工作状态选择开关输入、启动停止按钮输入、磁性接近开关信号输入、手动开关输入及程序选择开关输入共22个输入点;机械手的输出信号有:驱动4个气缸的电磁阀线圈4个,控制真空吸盘的电磁阀线圈2个,原点指示灯1个,共7个输出点。选择输入点大于22点,输出点大于7点的三菱PLC,可选择三菱的FX2n-48MR。 五、机械手三菱PLC程序设计 气机械手的控制及动作路线由三菱PLC的程序来实现,根据前述要求,该程序框架采用调用子程序方法,在主程序中实现机械手工作状态的选择,子程序实现机械手的复位和动作路线的实现,这种程序框架逻辑清晰,便于阅读与修改扩展,其程序框架如图所示。 在搬运光盘的过程中,光盘会越搬越少,故选择循环动作工作状态时,每次机械手下降的行程会逐渐增长,故程序中没有使用升降气缸的伸出限位开关来反馈位置信号,而是以三菱PLC的软时间继电器设置合适的延迟时间来代替,当光盘被搬空时,升降气缸伸出限位开关被触动时,机械手就自动复位,回初始位置。 结论 气动机械手具有结构简单、易于控制、成本低等特点。针对公司现有的高低温箱,设计了一套小型的用来放置变送器的立体框架,它采用了三菱PLC控制的气动机械手,将准备进行高低温补偿的变送器,放置到框架上下两层的各工位上,实现了变送器的高低温补偿系统。并设计了气压传动系统和三菱PLC控制系统。包括气动原理的制定、气动元件的选择以及三菱PLC选型和顺序功能图的编写。气动机械手采用了多位置气缸,以实现机械手在框架每层各工位之间的操作;并使机械手使用气缸沿立柱上下运动,以实现机械手在上下两层之间的操作。本设计提高了生产的速度,减轻了工人的劳动强度,节约了人力资源,具有很强的实用性。 机械手设计论文:关于PLC控制的智能机械手设计探究 摘要:本文重点就PLC控制的智能机械手进行了设计,所设计的取料机械手通过机械、气动、电气和PLC控制系统的综合设计,可以广泛应用于各大行业的取料领域,实践表明,该系统可以快速、准确的对控制要求做出反应,具有可靠性高、灵活性强、稳定性好,可大大提高生产效率。 关键词:PLC控制;智能机械手;设计 智能仿生机械手用智能手机的iOS应用程序进行控制的一款灵敏系数很高的一种仿生手。2013年帕特里克・凯恩成为英国首位装配智能仿生手的人。这款机械手名为i-limb,可以用智能手机的iOS应用程序进行控制。帕特里克还能控制5个独立供能的手指,其中大拇指还能旋转。该款机械手是苏格兰触摸仿生(Touch Bionics)公司的最新产品。目前,在国内大部分中小型轴承加工企业中,轴承毛坯的冲压、冲孔加工仍靠人工完成,不仅劳动强度大、生产成本高、效率低,而且还存在着安全隐患和产品质量问题;再加上大部分企业车间布局不统一,难以同时满足所有企业的自动化需求。因此,基于上述问题,设计一种用于轴承加工的智能机械手势在必行。 一、智能机械手的结构 智能机械手的总体装置分为两道工序,一道工序专门用于上料,主要包括气动手指、上料垂直气缸、上料伸缩气缸;一道工序专门用于下料,主要包括翻转机构、旋转平台、下料伸缩气缸。两道工序互不干涉,相对于上下料由一道工序完成的机械手,大大节省了时间,提高了效率。在机械手上装有两个红外光电开关,一个开关用来检测是否有料,若有料,机械手就按照指令一步一步动作,完成轴承毛坯的加工,若没料,机械手会等待毛坯到位之后再动作;另一个开关是用来检测冲杆是否将工件带起,若没带起会发出警报,等待工作人员处理。主要元件功能如下:气动手指实现工件的夹紧和松开,装有夹位、松位限位开关;上料垂直气缸实现上升和下降动作,装有上位、下位限位开关;上料伸缩气缸控制机械手的伸出和收缩,实现工件的上料动作,装有前位、后位限位开关;翻转机构用于工件的接取,翻转气缸动作将工件翻转掉到指定位置;旋转平台通过步进电机实现顺时针、逆时针的旋转,装有左侧、右侧限位开关。 二、智能机械手工作过程 气动手指和气缸均由220 V单电控二位五通电磁阀控制,电磁阀通电,气缸伸出、手指夹紧;电磁阀断电,气缸收缩、手指松开。将流量阀分别装在气缸和手指的进气口和出气口,通过流量阀控制气体的流量和速度,来调节舛手指和气缸的动作速度。初始状态:气动手指松开,上料垂直气缸、上料伸缩气缸、下料伸缩气缸、翻转气缸都处于收缩状态。工作过程为:(上电)回原点(启动) 工件到位上料垂直气缸下降气动手指夹紧工件上料垂直气缸收缩伸缩气缸伸出斗气动手指松开伸缩气缸收缩压力机冲压工件,同时下料伸缩气缸伸出下料伸缩气缸收缩旋转平台逆时针旋转900翻转气缸伸出旋转平台顺时针旋转900,同时翻转气缸收缩,如此循环。 三、 PLC控制系统的设计 (一)PLC控制系统 分析生产过程的工艺要求,确定控制系统要实现哪些功能要求;进行控制器、L / O模块、电源模块、控制模式、数据通信模块、通信模式的选择;确定数字量、模拟量输人、输出点的个数,列出PLC输入输出分配表;画出控制柜接线图,根据接线图进行现场接线;根据顺序功能图编写程序进行调试,若是程序问题修改程序,若是硬件问题解决硬件问题,直到调试成功。 (二) PLC软件设计 系统设有手动、连续、单周期、单步和回原点三种工作方式。机械手为初始状态时称为系统处于原点状态,在进入手动、连续、单周期和单步工作方式之前,系统应处于原点状态。机械手从初始状态开始,到夹紧工件、接到工件并将其放到指定位置的过程称为一个工作周期,在自动工作方式下,按下启动按钮,机械手反复地工作,但按下停止按钮机械手并不会立即停止工作,而是完成一个周期的工作后返回并停留在初始步。单步操作常用于系统的调试,在单步工作方式下,按下启动按钮系统只完成一步的动作,再次按下启动按钮,系统接着完成下一步动作。对于本系统而言,当接通I0.3时,系统进入单步工作方式,按一下启动按钮,上料垂直气缸下降,再按一下启动按钮,手指夹紧工件,如此一步一步的动作。连续工作方式的顺序功能图如图1所示,将选择开关打到连续工作方式位置,I0.1为1状态,系统进入连续工作方式。MO.5为原点条件,在初始步为活动步的情况下按下启动按钮I0.5,红外光电开关检测是否有料,若有,则I2.3为1状态,M2.O变为1状态,上料垂直气缸下降。同时,控制连续工作方式的线圈M0.7“通电”并自保持。 (三) PLC控制步进电机 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的,同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 四、结束语 本文介绍了一种基于PLC控制的工业取料机械手,设计了取料机械手的机械结构和气动系统,并给出了PLC控制系统的软硬件设计和步进电机运行速度控制设计,该系统应用于各大行业,具有稳定可靠的性能,提高了生产效率。 机械手设计论文:机械手PLC控制设计 摘要:基于PLC控制的机械手具有显著的优点,已经成为工业自动化生产的不可缺少的关键技术。本文通过借鉴传统机械手的设计方案,对适用于工厂锻件搬运的机械手PLC控制系统进行了相关模拟仿真和设计。在对机械手液压机构进行了深入的分析的基础上,认为机械手的设计需要考虑回转原点、点动控制和自动化控制三个因素;然后对适合机械手的PLC控制器、压力和位移传感器进行了相关技术参数选择,同时还对整体程序的设计进行了相关阐述,希望能够给以后的机械手PLC控制系统设计提供借鉴意义。 关键词:PLC;机械手;控制 随着工业机械手的广泛应用,其已经成为自动化控制领域的重要技术。在制造业不断发展的今天,机械手一方面可以代替人工进行生产线的作业,另外一方面机械手可以按照实际生产工艺的要求,按照一定的时间和程序设置来完成工作的卸载和传送。机械手的广泛应用可以大大的提高劳动生产率,加快我国制造业的转型与升级。如果机械手采用传统的继电器进行控制,则会直接造成系统原件比较繁杂、稳定性差以及出现故障概率高的特点。随着PLC技术的广泛应用,通过使用PLC来设计机械手的控制系统,可以保证较高的可靠性和较低的故障率,使用起来也相对简单。本文通过采用可编程控制器PLC来实现机械手的控制系统设计,使得控制过程精确可靠,使得在实际生产过程中变得明确和清晰。 1 机械手机构的液压系统分析 本文的机械手设计案例以锻造车间的机械手为例,该机械手处在高温的操作环境之中,机械手所要实现的功能就是将高温的锻件棒材加持到锻造工位的传送带上。实现对棒料准确的搬运,替代人工操作,改善工作环境。机械手的液压系统主要包括了液压驱动、手臂的升降和收缩等系统,再加上液压马达。液压换向回路使用三位四通阀进行控制。在机械手设计的过程中应该考虑以下几个方面的问题:(1)锻件的重量较大,机械手应该具备较大的夹紧力。同时工件在移动的过程中还会出现较大的惯性,保证工件不会脱落。(2)机械手的手指应该具备一定的夹角,手指的开闭角直接影响着工件能否顺利的加持到锻造工位上,对于手指的开闭幅度具有严格的要求;(3)机械手应该保证工件在搬运过程中的准确定位,必须要根据锻造工件的形状来选择机械手手指的形状;(4)由于锻件处在高温状态,在加持过程中应该保证机械手具有较高的强度,另外机械手的结构应该尽量紧凑,使得机械手的重心能够维持在手臂的回转轴线上。(5)在机械手设计的过程中,应该考虑到被抓工件的要求。如果是圆柱形锻件,则应该考虑使用V型手指,圆球形的工件考虑采用三指状的手指,方便加持工件。对于那些表面质量要求比较高的工件,应该在机械手的手指上加上泡沫垫片,防止加持部位的损坏。 2 机械手PLC控制系统的设计 2.1 PLC可编程控制器介绍 机械手所使用的PLC控制器主要包括了CPU、信号输入模块、数据输出模块、CPU扩展单元以及编程模块。CPU相当于PLC的心脏,完成对输入信号和数据的处理,将这些数据存储在存储器中。对于输入和输出模块而言,输入的信号主要有分为两个类别,分别为电压信号和电流信号,如果外在的信号比较尖锐,则会造成PLC的CPU损坏。另外为了控制外来的负载的额度,可以通过小型继电器的使用,来实现外来负载的隔离。在PLC中编程器主要是用来检测各种信号的运行状态,一般使用编程器的状况为逻辑输入有误或者需要检修的时候。本文中的PLC电源使用的是24V直流电源或者220V的交流电源,机械手的PLC控制器选择类型为西门子20EDR-1,有两个输入和输出模块,在A/D转换方面选择AD041型号,所设计的PLC框架如图1所示。 其中PLC的基本参数如表1所示。 本系统的输入电流信号范围是5-23mA,对应的十六位进制为0000-1770。用于补码的转换数据范围是3.2-4mA,当输入电流信号小于3.2mA时,断线检测的功能将会被充分启用,并且将数据转化为8000。首先对于模拟信号和数字信号的转换方面,在CPU模块中不能进行量程控制字符的改变,如果需要改变,则必须进行断电后重新操作。 2.2 机械手位移传感器的选择 位移传感器的选择对于机械手的设计具有重要的意义,机械手臂的升降和旋转都需要位移传感器的作用,还应该把位移数据准确的显示在屏幕上,主要目的就是满足机械手臂的位移和速度测定。目前通用的传感器为光栅位移传感器,当传感器的两块光栅的位置发生相对变化时,光敏电阻发生变化,实现了电信号传递,从而转变为位移信号,实现了位移的精确测量。除了直线位移传感器外,还需要安装角位移传感器,角位移传感器的类型为E6W5-2014。最后机械手指在加持工件的过程中,需要安装压力传感器,其中输出信号范围是5-60mA,电源选择24V直流电源。在机械手触摸屏的选择方面,要求有两个,首先就是要内存要大,能够存储较多的数据,分辨率要大和较高的显示亮度;其次PLC触摸屏要有串行通信功能,更好的方便PLC与机械手臂之间的通信。 3 PLC控制系统的程序设计与步进电机选择 3.1 机械手PLC总控制程序的设计 在机械手臂的下降和上升的程序设计中,只是两者的输入和输出的地址不同。在压力检测方面,只有检测到锻件毛坯夹紧以后才可以进行下一步的位移动作,所以首先应该进行压力的检测,实现了压力数值的显示。本文还通过CAE的仿真优化设计,为了进一步实现机械手臂的启停与位移控制,减少PLC控制器的安装面的位置,可以将启动按钮与停止按钮进行合并。同时为了确定机械手臂是处于手动工作模式还是处在连续工作模式,需要进行连续工作模式按钮,可以根据实际的运行情况来调整机械手臂的位置。同时为了保证机械手的正常运行,机械手在每一个工作周期内都要进行初始位置的检验,如果不是回到初始位置,则应该执行回到回转原点的操作。和启动的程序一样,机械手臂工作的运行方式也是通过按钮来实现的,手动按钮可以实现机械手的各种动作操作,从而满足实际生产的需求,只需要对步进电机的脉冲时间进行调整,尽量减少机械手的行程。在经过CAE软件操作的优化的过程中,可以通过以下结果步骤来进行,首先应该对机械手臂的模型进行优化,建立相应的机械传动机构,包括各种零件的设计以及机械手自由度的设计;其次,对机械手的模型进行运动仿真模拟,测试模型设计是否能够满足生产需求;然后细化设计模型,建立设计变量和目标函数之间的关系,得到性能最优的设计参数。本文根机械手的运动要求将机械手的抓取机构进行优化,从而绘制PLC控制流程图,通过对梯形图控制程序的编写,满足了实际生产机械手的工位需求。 3.2 步进电机选择 三相步进电机通常将电脉冲信号转变为角位移信号,步进电机的旋转是依靠角度的不断移动而进行的。通过对电脉冲数量的控制,来实现位移的控制。在步进电机的选择方面,本文采用的是三菱公司的横轴和纵轴位移的机械手升降机构,最大使用电流为3A。另外PLC启动技术的控制与传统的控制技术相比,具有价格低廉和结构简单等优点。现代化的PLC启动技术可以分为感知系统、控制程序、主机CPU部分以及执行机构的设计部分。在使用CAE进行软件仿真模拟的过程中,通过使用锻件的抓取机构为实际性能的优化目标,通过连杆机构的数次优化和坐标位置优化,使得机械手臂的抓紧力由3.5MN转变为20.56MN。通过采用虚拟样机技术可以有效的模拟机械手在实际生产过程中的抓取行为,现夹紧力的不断提高,具有较大的实际成产意义。表2位本PLC系统中A/D转换器的基本参数。 四个自由度的机械手臂的设计具有一定的普遍性和实用性,在PLC控制的模式下,实现锻件从一个位置运送至另一个位置,准确的实现位置定位和完成各项动作。在实际操作的过程中可以通过触摸屏完成各项操作和读取机械手实际的运行状态,包括压力和位移数值等信息,方便对机械手进行很好的控制。 4 结语 PLC控制技术在机械手设计领域中已经得到了广泛的应用,从而使得机械手在工业领域中得到了广泛的应用。本文在分析参考文献的基础上,借鉴传统机械手的设计方案,对适用于工厂锻件搬运的机械手PLC控制系统进行了CAE模拟仿真和设计。首先对机械手液压机构进行了深入的分析,得到机械手控制的三个关键因素;然后对适合机械手的PLC控制器、压力和位移传感器进行了相关技术参数选择,同时还对整体程序的设计进行了相关阐述,希望能够给以后的机械手PLC控制设计提供参考价值 机械手设计论文:面粉包装机械手设计研究 摘 要:面粉包装机的设计和制造是面粉加工行业的一个重要的创新点,具有实力的面粉企业会不断在原有机器上改进工艺,提高生产效率。同时,农机生产企业也会不断提高设备效率,面向小型面粉厂进行推广。 关键词:PLC控制;包装工艺;PID模糊控制 0 引言 对于企业来说,面粉包装的机械化能再提高面粉包装效率的同时大大节省劳动力成本。采用机械化包装的面粉,不仅包装效率极高,且包装的品质十分稳定。采用PLC控制的更加先进和高效面粉包装机械手的设计,是各大面粉厂家进行研发的重点目标,也是小型面粉生产厂家对产业结构升级换代的一个必由之路。 1 主要功能设计 面粉包装机械手需完成指定的工作循环,同时要根据循环过程中的反馈对循环进行协调。具有调节压力、时间、温度和速度的功能,具有质量检测、自动计量计数、完整的安全策略和根据客户需要提供的可视化操作平台等功能。 控制系统由PLC控制确定精度,并可以根据生产要求调节各项系统参数,本系统采用变频调节技术,可以让机械手系统在效率和节约方面调节侧重。总体来说设计包含软件和硬件两大部分,其中,软件控制部分包含的主要内容即对利用智能模糊PID控制结合快速逼近算法实现的封口过程的精确定位研究,结合此项工作进行PLC硬件选型,编写控制程序。如果需要,同时应开发相应的人机界面来实现监控和手动调节功能。硬件部分的设计需:(1)闭环系统的整体设计;(2)电机、变频器、PLC控制器和光电编码器等硬件的选型;(3)根据系统要求,确定系统I/O设备数量,模拟量的通道数量;(4)建立带有说明的I/O功能分配表。 2 设备组成及包装工艺 如图1所示,开机时,电机启动,通过传动机构带动拉膜带匀速转动,该速度可根据包装规格调整。拉膜外侧是高弹力胶带,内侧为正向齿形带,这种结构可以极大地加强薄膜与皮带的摩擦力,包装材料随着机械手运转向下运动,经过纠偏槽到达成型机,这样就可以对其进行桶状处理,进而加热、加压和纵向热封。 封构机在运行前回到原始位置,包装材料色标达到传感器时,传感器启动横向封口电机,每个封口器都有前后两部分组成,且采用弹簧链接。在工作循环中,两个横向封口机构能够进行互相挤压产生一定的R缩行程,采用这种设计,使两个横封头的回转中心的中心距小于两者的回转半径和。竖直方向上封口机的运动会完成包装袋的横向热封和切断,同时,启动计量螺杆,横封机构回位,等待传感器采集的下一个色标指令。 关于包装工艺,主要涉及供料、横向封装、纵向封装和切断四个方面。本设计主要以各类传感器输入和异步电机通过PLC的控制配合,将生产需求转化为精准控制的过程,达到对生产工艺可控化。 3 PLC设计 首先是确定控制方案和选型。根据统计,本设计系统具有14个开关量输入,7个输出,4个模拟量输入和两个输出,根据I/O点数需求及冗余设计,选择EM232模拟量I/O模块和EM231热电偶PID模块。这样,基本保证了光标检测、手动运行、联锁自动运行、电机速度反馈等。开关量可以控制设备的产品输送管路电磁阀、输送监视系统、横封纵封电机和信号指示系统等。4个模拟量控制热电偶温度输入和横封纵封的加热器温度等。利用MOBUS总线RS485通信调节变频器输出频率控制包装机电机的转速从而达到对工艺的控制。 在此硬件结构基础上,我们开发了手动和自动两种控制模式。手动模式中,操作员跳过PLC主机启停相应异步电机从而达到控制灌装量的目的。控制器、执行器件等开始执行相应循环。同时,操作员操作循环可以保存相关参数,进行自动模式下的循环过程。手动模式的主要目的是调试和修改生产参数。 自动模式中,PLC根据预设参数,自动执行循环包装流程。该模式下,操作员依旧可以通过修改参数干预循环过程,但此过程不打断生产。只需在调整完成后监视生产情况和指示灯,在遇紧急情况是介入停机或采取其他操作。同时,自动模式还具有光标模式,按照给定长度进行封装,无需横向封装的绝对准确。 作者简介:李建伟(1980-),女,河南l辉人,本科,现在鹤壁汽车工程职业学院任教,主要研究方向:机电技术。 机械手设计论文:基于液压与控制技术的机械手设计与分析 【摘要】机械手是模仿人的手部动作,并按要求实现自动抓取、搬运等动作的自动装置。机械手可以在恶劣环境中以及单调、频繁的操作中代替人作业,因此得日益广泛的应用。机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统及检测装置四部分组成,智能机械手还具有感觉系统和智能系统。介绍了工业机械手属圆柱坐标式、全液压驱动机械手,设计了液压回路,对手部材料进行了结构分析,采用了西门子PLC控制其工作过程。 【关键词】机械手;液压;电气 1.机械手机械本体设计 采用了四杆铰链机构,底座与步进电机相连,可沿导轨准确定位,适应于中小轻型物品的搬运和定位放置。分别用3个液压缸和一个丝杠控制,丝杠由电动机驱动,以实现在一个沿x轴的直线行走,一个沿y轴直线行走,一个沿z轴直线行走和一个绕z轴旋转的4个自由度。机械手工作时的运动过程:当货物到达时,机械手系统开始工作,旋转液压缸和伸出液压缸迅速定位到达工件上方,丝杠旋转下降,同时机械手液压缸卸荷,机械手爪张开,机械手到达工件中部,机械手液压缸加压,将工件夹紧。丝杠旋转上升,旋转液压缸开始旋转,伸出液压缸开始收缩,同时步进电机开始向前运动。放置工件时,机械手迅速定位至指定位置的上方,丝杠旋转下降,机械手液压缸卸荷,工件被放入指定位置。 2.手抓夹持面的应力分析 (1)夹持装置的材料特征。手爪夹持装置会频繁地夹持工件,因此,选择了低合金钢。这种钢可塑性好,有着比普通碳素结构钢更高的屈服强度和屈强比的材料。低合金钢还有着较好的冷热加工成形性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向和时效敏感性, 以及较好的抗大气、海水等腐蚀能力。(2)夹持面受力分析。在实际生产应用中安全可靠生产是必须考虑的一个因素,应力分析与位移分析是对整个结构中主要受力部分进行安全系数评估。在应力分析与位移分析过程中,手爪的4个固定孔作为固定面,以手爪夹持工件的面为主受力面,整个分析过程中所施加给手爪的力为100 N,使用的材质是铝合金,最后分析安全系数为 1.5,满足了工作要求。(3)机械手运动学分析。机械手在运动过程中,其运动速度与时间的关系必须要在控制之中,这样才能够准确地计算出其运动的轨迹,在Pro/E的装配中,利用机构来装配其手部,模拟其手部的运动得出运动曲线。由机械手的运动曲线可知,机械手的运动模量变化较为稳定。 3.液压回路的设计 液压机械手的回路(见图2)设计主要由4个回路组成,控制机械手的升降、伸缩、抓紧与放松、回转4个动作,分别由3个直动式油缸和1个回转油缸组成。在液压回路设计过程中,通过两位四通的电磁换向阀控制换向,可以通过调节节流阀的节流口大小控制流量大小,从而控制液压缸运动的速度。此外,为了防止机械手爪误抓住人或其他物体之后造成伤害,在回路中安装了安全阀(溢流阀),当压力达3 MPa时,安全阀打开,所以回路中最高压力不超过3 MPa。液压回路很容易实现自动控制,可以通过PLC来控制换向阀就可以实现自动换向。此外,液压回路可以适应任何恶劣环境,比较容易维护,所以在自动控制中应用越来越广泛。 4.PLC机械手具体系统的主要组成 PLC 液压机械手整个系统主要包括嵌入式微机、端口驱动模块、位置传感器、压力传感器、执行机构。其中的执行机构属于机械手非常重要的组成部分,同时也是机械手内部的主体部分,其中主要包括手腕、手臂以及行走机构等部分。驱动属于执行机构运行重要的传动装置,经常使用的包括液压、气压、电力以及机械传动。控制系统是整个机械手的重要优秀部分,主要是用来支配机械手各种规定的运行程序等,并存储相应的指令信息,按照控制系统具体的内部信息完成指令的分配,在一定条件下还能实现对整个机械手具有的监视作用。 以下主要分析在轮胎自动化生产线中的具体控制。在初始的状态下,]合整个机械手系统,并处于上线转出具体的位置,如果接收到开始的具体控制信号,开始启动所有的电动机并进行正转,利用丝杠运动带动机械手逐渐下降。如果下降具体的行程开关发生断开时,下降交流内部的接触器将会断电,最后使电机的转动最终停止,利用自动减压控制机械手具体的动作开始抓取工件,如果机械手内部的全张油缸使用的开关在完成闭合以后,机械手上升交流内部的接触器被接通,从而使电动机开始发转,完成机械手抓取工件同时并上升的动作。如果到达了上线行程内部具体的开关闭合位置过程中,机械手内部上升交流所在的基接触器发生断电,从而使电动机的转动最终停止,同时等待来自于主控系统发送的主图命令,并将会启动整个液压系统完成转入。由于当机械手开始转动时,半径部分出现了相互重叠的情况,因此,每次都会支持一只机械手完成转入动作。如果机械手全部完成了最终的转入动作,机械手进行同时下降的动作。如果下降放工件具体的行程开关完全接通以后,需要接通机械手内部的电磁阀,使气压系统内部工作得到有效的控制,控制机械手手指最后闭合完成放工件的动作。如果机械手内部闭合阀具有的压力开关实现接通以后,左右机械手将会马上全部闭合,最后完成放胎的动作,同时电动机的反转动作得以顺利的控制,并带动整个机械手开始上升的动作,直到最后达到上线的具体位置,完成机械手最终的整个过程。 5.结语 本文对工业机械手的结构和控制进行了设计。液压技术在该机械手中的应用,使设备更容易实现自动控制和过载保护,整体结构更加紧凑。西门子S7-200 型号的PLC在总控制中的应用,使得机械手在工作时更加稳定和便于控制。 机械手设计论文:PLC基础下气动机械手控制系统的设计研究 摘 要:随着经济和科学技术的不断发展,极大的促进了社会的进步,提高了我国自动化技术技能,使得自动化设备在当下社会会中广泛应用。在社会生产过程中,因为气动机械具有自身的优势,其在应用过程中制造的财务支出较少,设备结构简单,使用较为便捷,具有较好的实际应用性。为了提高手动机械手控系统的实际应用性,提高高手动机械手控系统设计合理性,本文主要基于PLC基础气动机械手控制系统的设计研究,来保证手动机械手控系统设计的有效进行。 关键词:PLC;气动机械;手控制系统;设计研究 0 前言 手动机械手控系统在工业生产过程中,可以提高工业生产的自动化能力,提高工业生产的自动化水平,来促进社会的发展。为了促进手动机械手控系统的长远发展,把PLC技术和手动机械手控系统检修整合设计和应用,增加了手动机、械手控系统的自动化性能,实现工业社会自动化发展目标,因此对PLC基础下气动机械手控制系统设计的研究具有鲜明的现实意义。 1 PLC技术阐述 PLC技术是一种具有可编制性的逻辑控制设备,其在实际运作过程中,可以利用具有编制性能的存储设备来对不同设备和元件,来进行计算,并可以保障计算的逻辑性。PLC技术也可以对不同的程序和系统来进行控制,对不同的设备来进行定时操作,把模拟的数字转化为机械和设备的实际运作指示和口令。PLC技术在系统中,其主要的优秀设备是微处理设备,可以在工业的生产环节应用,突破了传统技术的局限性,实际操作较为便捷和简单,稳定性和可靠性较高,PLC技术在实际应用过程中结合了微处理设备的优势,满足电气装置工作人员的操作需要,满足当下社会的工业生产需求[1]。PLC技术在我国首次应用是在上个世纪的六十年代,随着社会的不断发展,其应用范围不断增加,在当下的中型产品和小型产品[2]。电子产品、纺织领域、印刷环节等等被广泛应用,具有实际应给予价值。 2 PLC技术基础上,对气动机械手控制系统的设计阐述 2.1 顺序和功能的设计阐述 为了保证实际生产作业的合理性,保证生产不同环节的有序性,在进行设计时,要建立在设计顺序和设计功能图纸的基础上来进行设计,可以降低设计的暗度,为初步设计人员提供方便性,提高设计工作人员的设计效率,保证设计气动机械手控制系统在实际应用过程中,具备较高的应用性。顺序图和功能图这一设计方法,可以把具有编程性质的元件与专用的编程元件整合运用,在当下的PLC设计环节应用较为普遍,建立在气动机械手控制系统的运作流程来看,其在实际应用过程中,要保证气动机械手建立在原始点基础上,来进行摆动缸操作,保证其摆动作业、伸出作业的循环作业,保证其自动化的运作到初始点,进行循环的操作[3]。在实际的操作过程中,气动机械手动作以逻辑树的形式来进行,即首先进行根节点的动作判断,是否动作、怎么样动作,完成之后进行下一个节点的动作判断,亦即是否动作、怎样动作,一个连续的逻辑树结构即能够指挥气动机械手完成一系列连贯的移动、屈伸、抓取的动作,实现实际应用的目的。 2.2 气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计 气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计,首先在设计时要保证其手动的开关与监测的开关是开放的形式,进而保证气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计是,其开关的变化和控制的合理性与单一性。对于气动机械手控制系统的操作形式来说,其要依据开关的选择离开进行选择。如果在实际运作过程中,选择的是具有自动性的操作方法,气动机械手控制系统运作时其没有返回原始状态,要优先利用手动的方法,保证气动机械手返回到初始位置,在进行其他不同环节的操作。对于气动机械手的单周期和自动化操作,其可以利用开关的选择来进行运作。如下图一所示,是气动机械手控制系统的整体设计构建图[4]。 由上图1气动机械手控制系统的整体设计构建图我们可以看出,对气动机械手控制系统的整体设计可以把其划分为两个不同层次,保证每个不同层次可以存放两排,保证每排可以存储四个变送设备。为了保证气动机械手控制系统的整体设计的合理性,保证高温箱和低温箱可以顺利的金融的框架体系中,其在实际设计是,要考虑框架放入变送设备后的重量。在框架的下部环节可以使用轮子来进行设计,保证气动机械手控制系统得知己应用中,可以在工作台上进行自由运作,保证其可以顺利的进入到高温箱和低温箱中。气动机械手控制的变送设备的设计和定位,要依据设计框架的外部大小来进行设计。确保气动机械手控制系统的在完成整体框架的设计后,其可以进行不同工位的运作和搬送,可以良好的进行元件的放置。保证气动机械手控制系统在实际应用过程中们可以便捷的进行加紧作业和伸缩与移动作业,保证气动机械手控制系统的实际应用性,实现气动机械手控制系统的设计最大目标[5]。 3 结论 PLC技术和气动机械手控制系统的结合设计和发展,是社会发展的产物,是科学技术不断进步的结晶,具有时代性的特征,对当下社会的生产和生活具有较大影响。PLC技术和气动机械手控制系统的结合发展,这主要是因为PLC技术自身的优势和实际应用性,其满足气动机械手控制系统的发展需求,可以增加气动机械手控制系统的操作精市裕提高气动机械手控制系统的安全性,降低了气动机械手控制系统的事故发生率。 作者简介:唐跃嘉(1993-),男,四川南充人,本科,研究方向:机械工程。 机械手设计论文:机床自动换刀机械手的设计与研究 摘 要:在生产制造行业内,机床越来越普遍,而机床也向着自动化迈进,无论是控制还是其他系统,而在自动化机床中,机械手的应用也越来越普遍,在机床自动换刀机械手设计上,升降系统是非常重要的,除了升降系统机械手的换刀和对刀具的夹持,都是需要仔细地去设计,而对于机械手设计上要保证机床设备本身与机械手的柔性连接,保证工件的正常输送和机床的自动化加工。 关键词:升降系统;刀具换刀与夹持;机械手设计 1 升降系统 机床机械手的升降系统是一个非常复杂的系统,它的组成部分包括动力装置、传动装置滚动丝杠、导向柱、调速装置、控制元件等。 机床机械手机构中,升降电机带动丝杠运动,滑座在丝杆上做上下运动,同时机械手在滑座上一同做运动,所以丝杠要承受机械手M和滑座m的重量,如图1。 通过图1分析机械手升降系统的工作过程,当机械手接到机床的指令后,电机开始工作,滑块上机械手手抓上升到选刀排的位置,机械手触发刀库的触点,这时候制动器工作,机械手停止上升,机械手进行换刀,完成之后,机械手回到初始位置。 通过分析机械手升降系统中的电动机,机械手手抓工作的功率,可是在工作过程中,制动器会使电动机功率变大,所以在选用电动机时候电动机的功率是手抓理论功率和制动器功率,如下公式: P电=P制+P手抓 同时在电机工作过程中,电动机也会随着电动机负载的升高,如图2所示。 2 刀具换刀与夹持 在机床机械手换刀上,是自动换刀装置,同时它还担负着把刀从刀库送到主轴上,刀具在主轴上使用完成之后在从主轴上送回到刀库中,机床刀具的换刀方式有圆盘形、直线型,圆盘形换刀是刀架是一个回转体,每个刀都置于圆盘的外圆端,通过圆盘的选择,刀具旋转到指定位置,机械手进行换刀,这种换刀方法是机床上最常见的。 刀具的夹持设计上,一般选取柄式夹持和法兰式夹持,柄式夹持方法是在轴向夹持,这种方法是利用最多的,因为刀柄的尾部是一个锥柄,这种刀具采用模式锥度方法夹持最方便、快捷。而法兰式夹持方法是在机械手前端安装法兰盘,这种夹持方法有一些繁琐。 3 机械手设计 机床机械的形式有很多,种类繁多,对于每个机械手都有它不同的意义和用处。 单臂单爪回转式机械手,这种机械手的手臂是可以回转运动,而回转运动的摆动线与刀库的轴线平行,意义在于机械手的手抓可以快速地抓取到刀具。 单臂双爪回转式机械手,这种机械手的手臂上有两个机械手手抓,手抓是对称放置,这种机械手的两个手抓是分工的,一个是从刀库拿刀送往主轴,另一个是从主轴将刀具拿回到刀库内。 双臂回转式机械手,这种机械手的手抓不是对称的,是在一天轴线上,轴线的两端放置手抓,两个手抓绕中心做回转运动,这种机械手可以实现刀库取刀和主轴送刀同时进行,节省的时间,提高工作效率。 双机械手,这种结构是有些类似于人的双手,有两个手臂,两个手抓,它们是分别运动的,一个是从刀库取刀,一个是送刀,示意图如图3。 4 结束语 因为制造业和工业不断的发展,科学不断的进步,对生产效率不断提高的要求,单纯的使用人力,是不能满足生产需要的,使得机械手的应用越来越广泛,它可以代替人完成更高要求、难度、重复枯燥的工作,所以机械手现在不仅仅应用在机床上,所以怎样能更大提升机床机械手的性能,怎样将机床的控制系统与机械手完美的连接,怎样能使机械手成为FMS系统中一个重要部分,这是机械手研究设的一个重要环节和意义所在。 机械手设计论文:机床机械桁架机械手的设计与结构分析 摘 要:在制造业机械手是一个非常有名气的词组,机械手是自动化生产线上不可缺少的一部分,它的出现使生产行业更方便更快捷,它的优势就是灵活、运动惯性小,可以代替人手去完成相应的工作,而在大型机床上也有机械手的应用,它是附着在机床桁架上,通过分析机械手在生产中的应用,总体布局,以及驱动系统,最终确定机床桁架机械手,而在制造行业内,通过机床桁架机械手的应用,提高了机床的自动化程度,同时也增加了机床加工中的安全性、可靠性。 关键词:机构分析;机械手;驱动系统 1.总体结构 机床桁架机械手的设计和分析,可以从两部分分析,一部分是桁架,另一部分是机械手,对于桁架的分析,可以简化成梁的分析,它的机构就类似于力学当中的结构梁,从力学的角度分析,可以将机床桁架与简支梁做横向对比,可以通过简支梁的弯矩图分析桁架,增加机械手对桁架的作用力,我们可以画出如图1所示的力学分析图。在机床上桁架机械手有着很高的要求,要求机械手有着效率高、可靠性强的要求,对于桁架的立柱选择,它要使桁架支撑稳定,同时也要节省机床的整体空间,而对于大多数立柱的结构,都选取钢结构。 2.机械手及手臂 2.1 机械手 桁架机械手的作用就是起到运输的作用,它是使工件在上下料的轨道与机床内之间移动,将加工后的零件从机床上拿出,再将要加工的零件从轨道上拿起,放到机床上。主要的动作就是:爪张开,抓取,升降,左右移动。对于机械手的手爪设计有很多种方案和形式,可以根据不同的需求,选择不同的设计方法。如D2所示。 (1)机械自锁手爪:对于这种结构,设计者们非常喜欢,因为这种结构很受消费者的喜欢,它的结构比较简单,但是在对抓取上也做了复杂的设计,为了防止在夹持零件时候脱落,增加了自锁装置。 连杆杠杆式手爪:这种结构可以从名字上得到启发,它的设计就是利用机械连杆机构,通过连杆和杠杆的传递,使手爪夹持和松开,但这种机构有一个缺点,就是夹持力比较大。 齿轮齿条式手爪:这种机构的传递性最好,动作反应速度最快,它是通过齿轮之间的传动来控制手爪,可以实现速度上的突破。 2.2 手臂 对于桁架上机械手的手臂设计时,要考虑机械手臂的载荷,在运动上要实现快速运动,但在机构上也要能承受力。在机床桁架上的机械手一般做直线运动,所以在考虑手臂设计时候,一般选择液压直接驱动手臂,在机械手臂的液压缸选用上,要使液压缸的直径大一些,这样手臂的整体强度比较高,而对于液压缸的校核可以通过以下公式进行核对: 活塞杆直径的校核公式: 式中:F――活塞杆上的作用力;[σ]――活塞杆材料的许用应力。 缸体壁厚的校核公式: 式中:D――缸筒内径;py――缸筒的试验压力。 桁架机械手的运动为机械手在桁架上做水平运动,到达指定位置后,机械手下降运动,手爪夹紧工件,带动工件上升,逆向运动,将零件放置到轨道上,手爪松开,在这个期间内,有几个位置PLC控制限位器,分别在机械手的下降和上升停止的时候。在机械手将零件从机床夹持时候,下一个工件到待定区域,机械手结束这个动作后,回到待加工零件位置处,机械手下降,夹持零件,将零件放置到机床内,机械手回到初始位置,PLC停止脉冲输出,机床进行加工,机械手完成运动,桁架机械手往返做以上运动。 3.驱动系统 对于机床桁架机械手驱动方式的选择可分为回转型和移动型,是通过手指的方法区分,要是通过机械手夹持的不同可以分为内外两种。 (1)气动驱动方式:这种控制方式是通过电磁阀来控制机械手,在通过利用气流调节阀来控制机械手的运动速度,这种驱动的成本比较低,因为得到气体成本低。 (2)电动驱动方式:在机床桁架机械手设计上,这种驱动方式使用最频繁,因为机床也需要用电,而这驱动系统只是需要利用电机,就可以达到速度上的控制。 (3)液压驱动方式:液压驱动方式是通过液压系统进行控制,它的好处就是可以实现连续位置控制,同时传动刚度也大,液压驱动一般选择液压马达作为动力源,液压驱动元件的特点见表1。 结语 随着国内不断地发展,劳动力成本的不断提升,机床在自动化行业欢迎程度也随之提高,但同时也要将机床的配套设施提高上去,尤其对于生产大批零件,机械手也变得尤为重要。对于现代工业发展来说,机械手的发展速度还是不是很快,对于机械手的控制上要采用PLC控制是最方便的,而对于机械手的发展要不断去开发,团结思想,通过集体设计者们的努力,不要客观地设计,要将多元素有机结合起来。 机械手设计论文:基于PLC的机械手设计 摘 要:在本文中,所设计的控制系统是应用于机械手系统,保证机械手能够有效完成两条生产线之间的运输任务。系统整体上选用电气一体化的方法,通过气缸自锁功能能够保证机械手在抓放或者断气状态下保持机械手姿势,通过电机控制技术完成机械手多自由度运动。机械手系统具有上电初始化、原点复位、报警提示、手动操作、半自动操作及全自动操作功能,满足了企业的工作需求。 关键词:搬运机械手;电气一体化;定位控制 0.引言 随着制造业的快速发展,机械手成为当今时代的标志,有效改善劳动条件,保障人身安全。当前,机械手可以精确执行预先编写的程序命令,实现预计动作,被广泛应用于机床、模具锻造或者点焊、喷漆工艺方面。本文基于完成生产线之间物品运输设计的机械手系统,能够完成手臂上下伸缩、手臂左右摆动以及手指抓握3个动作;采用集成传输模式,即手臂机构采用伺服电机驱动,手爪机构则采用气压传动。 1.硬件结构设计 1.1 伺服电机选择 电机选择方面,本课题选用交流伺服电机,因为随着电机调速方法的不断研究,目前能够将电机调速范围与成本降低到宽调速直流电机。同时,交流伺服电机拥有较高的可靠性和控制性,因此目前能够得到广泛应用。而直流伺服电机内部存在电刷和换向器因素,导致电机工作可靠性降低,提高后期运行成本;交流异步电动机虽然没有电刷磨损,结构简单,成本较低,但应用时对其调速十分烦琐,成本相对较高,不经济适用。考虑到电机后期维护方便,本课题的升降电机与旋转电机都选用交流伺服电机PanasonicMDMA152P1U型号,便于后期保养维修,采用的驱动器为MDDDT5540型号。 1.2 气缸和阀门的选择 本机械手驱动系统运动速度由气流调节阀控制,运动方向由电磁阀控制。目前,气体驱动系统凭借其价格低廉等优点在工业中得到广泛应用。同时气动夹持器由于气体的可压缩性,在捕获过程中具有一定的灵活性,不会由于力度过大导致被抓取物破坏。根据指尖距离及手爪夹紧力,夹紧装置选择一个具有可调缓冲装置的双作用气缸,并设有夹紧装置和压力传感器。气缸本身配有两个一位单通阀门,本设计为了能够保证气缸在断气状态下保持气缸内部的压力,所以根据经验选用SMC公司的VZ110气开阀。 1.3 传感器的选择 传感器的功能是将被测物的物理量转变成由控制系统可以识别的电信号。实时检测系统本身以及工作对象、工作环境的状况,为控制系统提供有效精准的电信号。本课题研究的机械手,位置检测装置主要用来判断机械手执行左旋/右旋,上升/下降等动作时是否到位,通常选择行程开关,并将其安装在预先设定的位置。本机械手选用直线接触式行程开关,当行程开关检测到机械手运动到预定位置时,立即终止当前动作,准备运行下一动作。 2.机械手动作的实现过程 机械手的工作均由伺服电机驱动螺纹丝杆旋转和电机自转来完成。本机械手的一个工作周期要完成手臂下降―工件加紧―手臂上升―右旋―手臂再下降―松开工件―手臂在上升―左旋8个动作,全部由对应的限位开关来控制,系统原始位置设置在原点,当按下开始命令时,机械手会立即有序的执行预订相应动作。为确保人身安全,机械手安装了一个光电开关,当机械手右旋到预定位置时,必须检测到右工作台上没有工件时才能执行下降动作。另外,机械手能够实现自锁功能,在系统断电断气情况下保持机械手姿势。本文研究的机械手系统工作方式一共有手动操作,半自动操作,自动操作3种模式,当系统上电后机械手首先初始化,然后进行选择相应的工作方式。 3.控制系统的设计 控制系统是机械手设计的重要组成部分,是保证机械手在工作过程中安全可靠的关键。实时控制着机械手的每一个作业动作,控制系统的稳定性以及可靠性的好坏直接决定了机械手工作过程的效率,起着不可低估作用。 3.1 PLC的选用 本文机械手的控制系统根据经验选用“CPU226AC/24输入/16输出”型PLC,另外,由于系统I/O端的分组情况及隔离与接地的需求,需要增加10%~20%的裕量,配置了两个EM253位控模块和一个EM22324VDC数字组合8输入/8输出的扩展模块。本文设计的控制系统,控制面板上操作按钮的输入端应该接入PLC输入口的I0.0-I1.5,系统的行程开关接入I1.6-I2.3,料架上的两个光电传感器应该接入I2.4、I2.5输入口,伺服驱动器的报警端接入I2.6、I2.7接口,伺服电机定位完成后发出的信号接入I3.0、I3.1。其次,PLCQ0.0-Q0.6输出端连接系统信号指示灯,Q0.7-Q1.4端连接外部信号,实时检测机械手状态,Q1.5-Q1.7端连接驱动器,为电机提供电源,Q2.0-Q2.3端连接定位模块,主要控制电机的运转,Q2.4-Q2.5端连接气缸控制阀,调节气缸的伸缩。 3.2 控制模块设计 本文中,控制系统主要由PLC主控单元、I/O模块和EM253位优秀控制器构成,机械手的抓放动作由选用的气缸驱动,其余动作由选用的伺服电机驱动,同时电机配有驱动器,由位控模块接收脉冲输入。结构上,系统配有极限行程开关,每个部件的极限运动由脉冲来限位。主控单元采用单独封装,设计为模块式结构,安装在相应的支架上,主要包括PLC模块、触摸终端、I/O模块和两个位控模块,通过PLC专用电缆进行相互通信。位控模块采用的是PLC特殊模块EM253,因为可以运用其产生的脉冲串对电机速度何位置进行开环控制,产生的脉冲串存储在S7-200相应的存储区中,通过扩展的I/O总线与S7-200进行通信。 3.3 控制面板的设计 本文所设计的机械手根据实际应用所需设置以下控制按钮。(1)工作模式选择开关:当正常生产时将机械手调到自动模式,机械手会自动运行。当机械手出现故障或者出现报警时可以将机械手调到手动模式,机械手可通过点动调整。(2)电源开关:当机械手系统准备工作时,必须将电源拨至ON位置,给系统设施供电,其中触摸终端由PLC进行供电。当机械手系统停止工作时,必须将电源拨至OFF位置,切断一切设施供电,保证系统及人身安全。(3)急停按钮:当机械手系统在运行过程中,出现突发情况例如搬运不够稳定、下放物品不到位、超过了极限位置以及没有抓取成功目标物等等发生时,迫使机械臂系统停止工作,此时仅需按下急停按钮,则可立即使机械手停止工作,有效避免事故的发生和经济损失。(4)机械手上升、下降、左旋、右旋、夹紧、松开按钮:这些按钮通常在调试或者排除系统故障时对机械手进行单步操作时使用,属于手动操作。(5)复位按钮:当需要将机械手系统自动恢复到初始位置的情况时,需要按此按钮实现相应复位功能。(6)启动按钮:当机械手系统完成上电,工作模式等一系列前期准备工作之后,按下此按钮系统就会自动完成预设搬运动作。(7)测试灯/报警按钮:机械手系统安装结束后,要对机械手的作业稳定性进行试验。此时,试灯/报警清除按钮对电路上所有的工作指示灯做检测,保证正式运行时的安全。另外,当机械手系y出现报警时,我们对系统进行故障维修后,必须按此按钮消除报警,使系统进行正常作业。 结语 本文对机械手驱动系统、控制系统方面进行认真细致地研究,能够对生产线上有无工件进行精准判断,降低了工作劳动强度,提高了企业生产效率,对自动化生产线的柔性制造方面和工作效率方面起到了不可估量的作用。 机械手设计论文:气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用 摘 要:随着科学技术的不断更新和进步,生产自动化已经作为一种趋势,深入到工业生产的方方面面。在自动化冲压生产线的设计中,气动机械手已经被广泛采用。本文首先介绍气动机械手的概况,接着进行自动化冲压生产线设计的介绍,最后将二者结合,具体探讨气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用和前景。 关键词:气动机械手;自动化;冲压生产线设计;应用 近年来,我国的冲压生产线已经高度自动化,改变了过去单纯依靠劳动力投入的低效率模式。随着技术的进步,气动机械手又广泛应用于自动化冲压生产线,进一步解放了人类劳动,工业生产的质量和效率显著提高。基于气动机械手在自动化冲压生产线中的重要作用,企业开始将自身发展同气动机械手的应用密切联系。 一、气动机械手概述 气动机械手指的是利用现代气动技术、气动伺服控制技术和计算机技术为优秀的控制技术,完成生产线上物品的抓持、搬运和卸料工作,以此代替人力劳动,提高生产效率的现代生产技术。 气动机械手是典型的机、电、器一体化的产物,同市面上存在的机械传动机械手、液压传动机械手、电气传动机械手相比,具有技术要求低、动作速度快、使用成本低、维护费用少的特点,因此是最受生产企业欢迎的高性价比的生产工具。 二、自动化冲压生产线的设计 自动化冲压生产线是一个循环往复的单线系统,它的工作周期一般为:拆垛――物料运输――取料、送料(压机冲压)(该步骤可能重复)――生产线末端输送――人工码垛。 (一)系统组成 自动化冲压生产线是一个单线系统,它的组成往往根据厂家生产产品的不同而略有差异。一般来讲,自动化冲压生产线有拆垛系统、过程操作(涂油、压板等工艺)系统、上下料系统和线末运输系统组成,最后经过人工码垛,完成整体生产线的生产过程。 (二)控制系统 1、控制层 自动化生产线的控制系统一般采用PLC控制方式,这种控制方式具有现场总线的控制,同时具有单独控制及连线自动控制的功能。它将整个系统分为不同的控制部分,每个控制部分上都设置有一个PLC,每个部分PLC之间与上级PLC之间采用以太网方式进行数据交换,联网时可以被系统监控和使用。 2、设备层 设备层管理的主要是生产线中的各种设备,处于整个控制系统的最低层,同时也是整个系统最关键的环节,因为它控制的是实际生产的环节,主要监控现场操作站、现场输入设备以及现场执行机构等部分的工作。设备层受总线PLC控制,向总线PLC发送信号和数据,并将接收到的总线PLC命令直接传达到生产线的指定环节和设备,使自动化冲压生产线稳定地生产和运行。 (三)安全系y 安全是自动化生产线的最大特点, 自动化冲压生产线一般配置高级的保护系统和完善的安全装置,不仅能够实时监控生产的进行,还能在危险发生时及时发出警报信号,有的甚至能够自动判断危险级别,进行停机保护。 整个安全系统同样受总线PLC控制,保证了线路运行在统一的指挥和监控下安全运行。 三、气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用 气动机械手的应用具有安全性高、抗高温环境、抗危险(易燃、易爆、辐射等等)环境、效率高的特点,并且在成本投入上,又有成本低、动作快、平稳可靠、节能环保、维护和运营成本低等优势,因此被广泛应用于各种自动化冲压生产线中,不管是汽车制造业、家电制造业还是食品加工业、军事制造业,都能看见它的身影。 (一)气动机械手要求对控制器进行有效选择 气动机械手的应用,需要在强有力的系统控制下进行。因此,在设计自动化冲压生产线的过程中,如果考虑加入气动机械手,就要做好控制器的选择工作。要选择具良好性能,同时遵循“简单、稳定”特征,能够对总线和各部分PLC进行准确把握的控制器。 (二)气动机械手要求实现自动与手动相结合的送料系统 在自动化冲压生产线的生产过程中,大部分工作都由自动化的气动机械手来完成,但是要求必须实现自动系统与手动系统的结合。因为气动机械手只能完成规定的将物料送入机械设备的动作,但是在一些需要主观能动性决定的工作操作(质量检验、装箱码垛等等)中,气动机械手却无能为力,只能靠手动操作系统来完成。 (三)气动机械手要求系统具有可靠的功能 气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用,要求系统能够提供相应的安全和生产保障,从而来指挥气动机械手进行正常的生产。 1、报警系统 作为一种机器,气动机械手的工作过程是简单机械的,只要系统不发出停止或者其他操作指令,它就会不停地运转。在危险发生的时候,气动机械手并没有主动判断危险的能力,这个时候,如果没有可靠的报警系统给总线控制系统传递信号,气动机械手就会不停地运转,导致重大生产事故的发生。 2、停止功能 在自动化冲压生产线设计的过程中,一定要格外重视对气动机械手停止功能的设计。在危险发生时,通过设备或者遥控开关面板上的“停止”键,使设备立即停止运行,能够及时阻止更危险情形的出现,降低事故的损失率。 3、状态显示功能 机器人不会说话,它的工作运行状态,只能通过状态显示功能来体现。因此,在自动化冲压生产线设计的过程中,一定要做好状态显示功能的设计,使其能够对系统各个部分的运行状态进行反应,及时解决生产中出现的各种问题。 四、气动机械手在自动糊冲压生产线中应用的前景 (一)重复高精度 与人工操作相比,气动机械手采用气动伺服技术和现代计算机技术,生产过程可以实现高精度重复。在气动机械手生产的过程中,如果一个气动机械手出现了定位不精确的误差,就会及时启动误差调整功能,保证工作的高精度。随着微电子技术和现代控制技术的发展,气动机械手的精确度会越来越高,它的发展前景和工作领域会越来越宽广。 (二)模块化 现代的气动机械手正在由组合驱动装置向模块化拼装装置转化。这种转化使气动机械手的安装使用更加灵活方便,扩大了气动机械手的应用范围,也是气动机械手发展的重要方向之一。 (三)无给油化 在食品、医药、纺织等生产要求高的行业,无污染是他们共同的追求。现在,随着技术的发展,已经实现了不加润滑脂的不供油润滑元件生产技术。这种无润滑元件如果在气动机械手装置中得到广泛应用,不仅能够节省润滑油、降低环境污染,而且能降低生产成本、延长机器使用寿命,给相关行业带来更大的利润空间。 (四)劳动力集约化 在传统的生产线中,单纯采用人工方式进行重复性、危险性、节拍高的生产工作,工人劳动强度大,很容易发生工伤。气动机械手在自动化冲压生产线中的使用,代替了大部分危险性的人工工作,节约了人力劳动成本,提高了人工及设备的安全性。这正体现了一种未来工业的发展趋势。 结语: 气动技术的发展经历了一个漫长的发展过程,我国对气动技术和气动机械手的研究与应用都比较晚,但是近年来,随着我国相关部门和企业重视程度的提高,对于气动机械手的投入力度和研发力度在不断加大,我国自主研制的许多气动机械手已经在各种行业内广泛应用,并且获得了国际的一致好评,为国家的技术进步做出了卓越贡献。可以预见,在不久的将来,气动机械手将越来越广泛地进入工业、军事、航空、医疗、生活等各个领域,更多地影响我国的工业生产过程和人民的现代化生活水平。 机械手设计论文:基于视觉的并联机械手分拣系统的设计 摘 要:DELTA并联机械手具有其结构简单、维修方便、运行速度快、精度高等优点,因此广泛的应用在食品、医药、电子等轻工业生产线上作为装配或分拣机构。本文以三菱Q系列PLC为优秀控制器,以QD75P2定位模块和三菱伺服驱动单元为运动控制部件,制作了一台DELTA机械手装置,利用SVM等视频智能分析技术,实现不同形状和不同特点物体的识别和分拣,具有很高的实用价值。 关键词:并联机械手 三菱QPLC QD75 视觉分析 1 引 言 机器人可以代替人类进行很多繁重和危险的工作,是过去数千年一贯的梦想。人类进入二十一世纪以后,现代科技飞速发展,让机器人逐渐由梦想变为现实。现在机器人已经成为信息和自动化行业蓬勃发展的一个重要领域。机器人从结构上可以分为串联机器人和并联机器人两类,串联机器人具有工作空间大、操作灵活等优点,虽然在工业生产中得到了应用,但是它也存在承载能力低、动力学性能差和关节误差累积等缺点。在实际应用中需要机器人具有高的承载能力、良好的动力学性能以及高精度等要求时,这就迫切需要有另外一种机械结构形式的机器人可供选择。在这种情况下,并联机器人就应运而生了。并联机器人与传统的串联机器人相比,并联机器人具有运行速度快、承载能力强、高柔性化、精度高以及惯性小等特点,因而在航天、航空、航海、机电工业、医疗器械、微型微动机械等方面得到了广泛的应用。 并联机械手由于其诸多的优点成为现在研究领域的热点,由于其运行速度快、承载能力强、高柔性化、精度高以及惯性小等特点,已在航天、航空、航海、机电工业、医疗器械、微型微动机械等方面得到了广泛的应用。PLC的控制使得并联机械手的运动轨迹和控制更加的科学化、人性化。可自动按程序完成工件的检测、抓取、放置、按照设定的轨迹进行工作,保证了伺服电机、主轴、从动轴等各执行构件的动作相互协调,系统运行可靠。 2硬件方案设计 本文设计的并联机械手主要由三条主动臂、三条从动臂和上下两个平台组成,每条主动臂上由一个伺服电机驱动,一个铝制主动臂和一组碳棒组成的从动臂连接,两个平台也分别是用铝材料打造而成。三个伺服电机固定在主平台上,电机与铝制主动臂是通过键结构连接,该结构使电机与主动臂联为一体,主动臂另一端同从动臂连接,从动臂与动平台框架连接。当机构圆点回归运动时,主动臂末端连接的三个伺服电机同时作用于动平台,这样就可以让动平台位于固定的一点,全部结构由三维建模软件SOLIDWORKS设计并仿真,在完成仿真后进行分零件加工。并联机械手运动机构的三维模型图如下图1所示。 当机构需要对物体进行抓取时,则需要伺服电机同时输出不同的脉冲数,进而带动整个机构到达指定位置。动平台框架上可以根据生产中的实际需要来安装不同形式的抓手。本文为了实现对不同形状镍铁合金物体的抓取,采用了电磁铁,用于拾取工作台内的镍铁金属物件(例如螺丝,螺帽,硬币等),体现机械手整体的灵活性、精确度而选择,为了不影响吸取周围的金属物件,吸盘的周围增加了缓冲套,为了能吸到物件偏离而设计,也可以防止吸到其他的物件,选择吸盘不止可以金属分类,也可以对金属和非金属的杂物进行筛选。在动平台不但可以装电磁铁,也可以和切割、画图、扫描等功能多元化结合,可以拓展的功能多种多样。 为了进行视觉信息的采集,本机构中采用了摄像头模块,其分辨率为320*640像素,视角为75度广角镜^,主要功能是捕捉工作台上的物件位置外观,可以附件工作录像、实施拍照等功能,增加摄像头可以大大提升了设备的智能化水平,对于不同的器件的分拣,只需要扩展其识别类别即可。摄像头的工作内容为识别工件的位置、形状等信息,将相关信息传输到人机界面,人机界面将数据进一步传输到PLC,等待PLC计算并控制机械手动作并对其监视,确认无误后进行下次识别工作。 PLC可编程控制器作为本装置的控制优秀处理器,选择的是三菱Q系列PLC,作为一款中型PLC产品,三菱Q系列PLC具有更高的处理速度和更多的智能模块可以选择。具体的各模块型号如下:Q61P电源、Q30UDCPU、QD75D2N定位模块、QX40输入模块、QY10输出模块、QJ71E71-100以太网模块,伺服运动控制器选择:三个MR J3-10A伺服驱动器、三个HF-KP13伺服电机。 本装置状态的监控采用三维力控监控软件,作为一款主流的控制监控HMI,力控提供了性能优异的实时数据库、多设备接口、专业的HMI等功能,为完成机械手控制系统的设计提供了良好的基础。 3软件方案设计 3.1 PLC控制模块 在PLC程序中采用双精度64位的浮点型传送指令将实物中的主动臂长度,从动臂长度输入到某个指定的位置中,如"EDMOVP E20 D2"。然后,运用PLC程序里的浮点型算法指令"ED*、ED/、ED-、ED+"编写上述计算出夹角的方程,PLC程序中动平台中心点P的坐标是通过外部信号传输给它的,每一次P点的坐标更新都会通过PLC编写的算法重新进行计算,PLC算法最终是计算出主动臂和XY平面的浮点型弧度角,所以需要再通过PLC转化,将算出来的浮点型弧度值转化,如"DINTD D0 D4"。最后对计算出来的弧度进行放大处理转化为三个伺服电机的脉冲数,让三个电机运行到硬币位置,电磁铁得电硬币被吸引实现抓取,抓取后运动到指定区域后电磁铁失电实现硬币放置,完成本次智能识别抓取任务,并进行下一次识别动作准备。 3.2 定位模块参数设置 伺服放大器MR-J3-10A具有更高性能和更高功能,其控制模式有位置控制、速度控制和转矩控制,广泛用于机械工具和工业机械等需要高精度位置控制和平稳速度控制。伺服控制参数的设定是本设计的重点,通过Q系列PLC的参数设置使用编程软件Works2对其自带定位参数进行修改,伺服系统内部参数设定,是根据系统要求对可编程控制器的参数进行相关设置,从而使PLC通过脉冲来控制伺服放大器来对伺服电机控制,通过设置机械设备和相应电机的速度来对系统进行速度控置。 3.3 PLC控制模块 视觉识别模块主要完成对硬币形状、颜色、大小的识别。它是整个装置中的优秀信息驱动模块,主要由工业摄像机和相关软件组成。工业摄像机可以清晰的拍摄到物料圆槽中的所有饰品,并形成图像传递给信息处理计算机,为了完成饰品原料的精确抓取,需要完成样本库的创建、图像的抓取、二值化、轮廓识别、子图抠取、子图旋转、矢量化运算、样本比对等环节,最终完成每个饰品的位置、方位、倾角、文字符号的定位和模式识别。得到这些信息后,机械手才能正常的完成工作。因此视觉识别模块为系统优秀模块和其他模块的正常运转提供必要条件。 4系统调试 使用三菱编程软件GX Works2进行程序的编辑,打开GX Works2软件,设置相关PLC参数,进入主程序编辑界面,输入相关程序,编辑QD75P2模块的相关参数。具体操作步骤如下: (1)新建程序文档,更改程序文件名; (2)进入软件,更改PLC类型、程序语言; (3)输入用户程序,在程序编辑框内,逐条输入程序指令; (4)编辑程序,如果程序中有语法错误,则给出错误的数量。 4.2 模拟调试 通过计算机和PLC连接,使用编程软件GX Works2上的模拟调试功能对系统进行虚拟调试,虚拟调试不需要连接设备减小了系统损耗,也使程序编写更加方便,是系统调试必须要进行的环节,具体操作步骤如下: (1)在断电情况下,用编程电缆(PC/PPI电缆)将计算机和PLC主机相连; (2)接通计算机与PLC的工作电源; (3)在计算机上运行GX Works2软件,并进行正确的通信参数设置; (4)通过GX Works2软件,将机械手的控制系统程序导入至PLC中,并将相关的定位数据同时写入PLC中; (5)建立计算机和PLC主机的在线联系; (6)用户程序监视运行; (7)用户程序动态调试。 结合程序监视运行的动态显示,分析程序运行的结果,以及影响程序运行的因素,然后在STOP状态下对程序进行修改编辑,重新编译、下载、监视运行,如此反复修改调试,直至得出正确运行结果为止。 4.3联机调试 在断电条件下硬件线路接好,按照电路图要求,将PLC和外部设备通过航空插座相连,同时将PLC和编程计算机,伺服放大器与伺服电机相连。将系统所有设备接通电源后,PLC在计算机的监视下运行用户程序。观察系统运行动态是否符合设计要求。伺服电机执行回原点动作,定位启动按键断开,按下"原点回归"按键,近位开关将回到起始位置。第一步定位完成。 当摄像头成功的识别出物体后,PLC将位置数据传送给各个伺服放大器,伺服放大器驱动X、Y、Z轴同时运动,到达定位点,接着,PLC控制电磁铁得电,将物体吸引实现抓取;最后,当机械手抓到物体后,再将抓取物体先提升到指定高度,平移,最后下移,到达指定高度后,将物体放置下来,并做好对下一物体的抓取准备,完成了一个抓取周期。 5 结 论 并联机械手由于其刚度大、承载能力弱、响应速度快、精度高以及惯性小等特点,在轻工业中得到了广泛的应用,成为了机械代替人力的典型范例。随着机械手应用的普及,机械手向着专用化、机械结构模块化、可重构化的方向发展,机械手的运动更加的灵活准确多样化,其控制方式也在向着多元化的方向发展,其应用将有着更大的发展空间。 机械手设计论文:液压机械手的设计 摘要:液压机械手主要是以液体为介质,并且利用液体的压力由此来驱动执行机构的运动。其主要特点是:首先,能够实现循环工作的自动化和自动过载保护;其次,控制调节简单,方便省力;最后,这样能够更好地实现无间隙传动,还可以让操作更加平稳。 0 引言 机械手是模仿人手的部分动作,按给定程序、执行轨迹、实现自动抓举或搬运的自动化机械装置。产品机械手价格昂贵,一些小型机械企业望而止步。文中所研究的机械手采用液压驱动方式,主要功能是实现上下料过程的自动化。其造价低廉、控制性好,可为小型机械行业所用。现将设计过程简单介绍。 1 机械手的技术参数 ①自由度(四个自由度) 臂转动 180° 臂上下运动 175mm 臂伸长(收缩) 400mm 手部转动 ±90° ②手指握力 392N ③驱动方式 液压驱动 2 主要设计内容 2.1 结构原理设计 根据设计要求绘制出其机械手结构原理图,如图1所示。 2.2 系统结构分析 本次液压机械手的设计主要是由执行机构,驱动装置,被抓取工件等部分组成,各系统之间的相互关系如图2所示。 2.3 机械手机械系统结构设计 机械手的机械结构部分主要是由执行机构构成的,其中执行机构又包括末端操作器、手腕、手臂和机身。 2.3.1 末端操作器 机械手为了进行作业,在手腕上装上了操作机构被定义为末端操作器。它的最为基本作用是:直接抓取工件、工具或物体等,末端操作器的功能与人手相似,工件的形状和特征直接决定末端操作器的机构形式。本次设计手部的结构选择为滑槽杠杆式夹钳。 2.3.2 手腕 机器手的手腕是连接手部和手臂的桥梁,其主要用途是调节、改变工件的坐标,因此具有相对独立的自由度,从而使机器人的手部能够完成各种复杂的动作。一般,按照自由度分类,手腕可以设计为三个自由度。分别为:单自由度、二自由度和三自由度。本次设计中选用的是单自由度手腕。 2.3.3 手臂 手臂是机械手执行机构的尤为重要组成部件。手臂根据它的运动方式可以分成四种类型,它们分别是“直线运动、回转运动、俯仰运动和复合运动。此次设计选用的是直线运动、回转运动的复合运动。 2.3.4 机身 机械手的最基础的部分是机身,它的主要作用是连接、支撑。所以机械手主要承受动力装置、液压装置的重量。 通过Pro/E软件完成机械手的三维造型如图3所示。 2.4 液压驱动系统总体设计 机械手液压系统原理图如图4所示。 3 结束语 四自由度液压机械手系统运转平稳,能准确完成上下料工作,机械密封可靠,说明液压回路的设计及液压元器件的选择满足产品使用的需求。最为重要的是整套设备的制作费用在五千元左右,与产品工业机器手数万元的价格相比,很大程度上满足了小型机械企业向自动化、智能化发展的需求,可为同类产品的设计提供经验。 机械手设计论文:基于SolidWorks的存码垛机械手结构设计 摘要:本文利用SolidWorks对用于箱类和袋类物品取放的存码垛工业机器人本体进行结构设计。存码垛工业机器人本体主要有基座、腰部、大臂、小臂、末端执行器、等部件组成。本设计对工业机器人的研究有一定的参考价值。 关键词:应用型本科;创新能力;机械制造基础;教学改革 1 Solidworks软件简介 SolidWorks是法国达索公司最先在Windows系统上开发的一款三维设计软件。其CAD功能方面涵盖了所有的设计类型,实体建模、曲面设计、二维工程图、装配、运动仿真、结构分析等功能一应俱全。创新的自顶向下设计过程使得设计工作一目了然,实时的更新功能使得工程师可以随时对产品特征参数进行动态修改。除此之外,SolidWorks还为不同的设计人群提供不同的功能模块,包括钣金、管道布线、电气设计等,使得设计过程简洁而丰富。 2 码垛机器人的发展 国外,最早将工业机器人技术用于物体的码放和搬运是日本和瑞典。1968年,日本第一次将机器人技术用于码垛作业。1974年,瑞典ABB公司研发了全球第一台全电控式工业机器人IRB6,主要应用于物品的取放和物料的搬运。随着计算机技术、工业机器人技术以及人工智能控制等技术的发展和日趋成熟,日本、意大利、德国、美国、瑞典、韩国等国家在码垛机器人的研究上做了大量工作,相应推出了自己的码垛机器人,如日本的FANUC和OKURA以及FUJI系列,德国的KUKA系列,瑞典的ABB系列等。工业机器人技术的飞速发展,使得码垛机器人在各个行业都得到了广泛的应用。 3 码垛机器人的工作对象 本文设计的码垛机器人的工作对象及其参数如下: (1)码垛物品:箱类物品(如一箱纸巾)和袋类物品(如一袋洗衣粉)等。 (2)物品尺寸:长为200至500mm,宽为200至400mm,高为100至300mm。 (3)物品质量:每件物品为5至15kg。 (4)物品运动范围:以机器人为中心的,半径为3m,角度为90至180度。 4 码垛机器人结构设计 本文设计的码垛机器人为关节型机器人,这类机器人占地面积小、机构紧凑,工作空间大,还能穿过障碍物进行抓取,是机器人中使用最多的一种结构型式。码垛机器人的本体(即机械手)包括基座、腰部、大臂、小臂、末端执行器(俗称爪子),它的运动主要由码垛机械手手臂的俯仰运动和腰部的旋转运动组成。 4.1 手爪的结构设计 机械手臂末端抓取器大致可分为:夹钳式、专用操作式、吸附式、仿生多指式四类。由于工作对象为箱式或袋式物品,只需要设计能从不同角度抓取物品的夹钳式即可。其结构如图1所示,可以抓取不同大小多个种类的箱式或袋式货物。 4.2 臂部的结构设计 手臂部件(简称臂部)是机器人的重要执行部件,它的作用是支承腕部(关节)和手部(包括工件和工具),并带动它们在空间运动,臂部还安装一些传动驱动机构,从臂部的受力情况来看,它在工作中直接承受腕,手和工件的静动载荷,自身运动 又较多,所以受力情况复杂。 臂部主要是进行俯仰运动,这里采用铰接活塞缸实现臂部的俯仰运动。该机构的特点是,工作范围大、灵活性好。 4.2.1 大臂的结构设计 大臂是臂部的组成部分,它两端分别与小臂和立柱相连,它都是通过铰链连接。大臂的运动是通过与立柱相连的铰链活塞缸来进行运动传递的,它的运动轨迹就是一个圆弧形,通过活塞缸来进行俯仰运动,运动单一,结构简单。它较之小臂粗大,因为它是码垛机器人主要的受力部分之一。其三维结构如图2所示。 4.2.2 小臂的结构设计 小臂两端是与大臂和末端执行器连接,这里采用铰链连接,大臂与小臂之间的运动传递,采用铰接活塞缸来实现,其结构简单,运动性能好。小臂比之大臂在设计时材料消耗要比大臂少,体积也小,重量轻。其三维结构如图3.5所示。 4.3 立柱(腰部)的结构设计 立柱主要是支撑大臂小臂的重量,连接大臂和底座,并且固定了活塞缸的运动范围。结合要求与设计过程,腰部的结构材料为合金结构钢,无经淬火与回火处理。其三维结构如图4所示。 4.4 活塞缸的设计 本次设计,我采用最多的动力传动方式就是活塞缸,因为它工作形式单一,只能进行伸缩运动,且结构简单,由缸体和活塞缸组成,并且它在机器人的设计中运用很广泛。其三维结构如图5所示。 4.5 底座的结构设计 底座是承受码垛机器人整体重量的主要部件,且由于码垛机器人的手臂长,导致机器人整体重心并不在底座中线上,所以底座较为宽大。其三维结构如图6所示。基于底座在本次设计中的作用,选取底座的材料为铸铁,且设计底座尺寸为:长×宽×高= 280 mm×120 mm× 20 mm。 5 结论 码垛机械手的总体结构如图7所示,其运动是由腰部的旋转、手臂的俯仰、末端执行器的夹紧和放松组成。码垛机器人工作的全部流程:第一步,大臂处的活塞杆运动,带动小臂进行下伏运动,从而末端执行器接近物品,并通过夹紧缸将物品抓取;第二步,大臂进行上仰运动,带动物品上升;第三步,腰部回转缸进行回转运动,将物品移到堆放指定区域上空;第四步,大臂又下伏,将物品放在堆放台上,并且夹紧缸放松物品,最后大臂上仰,腰部旋转回到原位。 机械手设计论文:智能医疗机械手的分析与设计 摘要:随着21世纪生物技术高速发展, 随着人们对生物体认识的深入, 仿生智能机械应用也将有更光明的前景。仿生智能机械手可以在医生的监控或操作下,按照即定的方案,高精度地、高可靠地实施手术,并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为医院病人带来福音。 关键词:仿生机器人;智能;机械手;医疗; 1.引言 假肢是医疗领域最早使用仿生智能机械手, 随着技术的发展,出现了可以模仿人手做绝大部分的操作的仿生机器手,使用方便、灵活。在外科手术里,医生需要长时间地或在有限的时间内完成一系列复杂精确的操作。仿生智能机械手是一种仿人机械,可以在医生的监控或操作下, 按照即定的方案, 高精度地、高可靠地实施手术,并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为病人带来福音。现代社会、科技的高速发展推动着机械产业的发展, 对其自身结构、能量消耗或者运动的可靠性提出了更为严苛的要求。在环境优胜劣汰法则的作用下,自然界存在拥有神奇的特性与功能各种各样的生物。仿生智能机械手就是模仿人手的形态、结构和控制原理而诞生。人手共有27个自由度,可以精确定位并做出复杂精细的动作。仿生智能机械手可以通过模仿人类手部的动作,并依照智能控制系统给定的程序而实现智能化的手部抓取、搬运等复杂动作的自动机械装置。 在中国,医疗类自动控制机械设备的研究和应用起步较晚,然而近年来随着国内外自动控制和智能控制技术的快速发展,以及医院等医疗机构的迫切需求,智能机械手的应用得到了迅速的发展。智能控制技术可以建立柔性程序控制系统,从而实现医疗机械手的高精度控制。 2.结构简介 2.1.基本结构 本文设计的医疗机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。 手部用来抓取刀具,由手指传力机构和驱动装置等组成。仿生机械手的手部结构一般以双指或者多指结构为基础;如果根据实现的不同任务动作要求,又被分成以下两种结构形式:外抓和内抓;如果根据仿生机械手的手部的运动形式又可以分为回转式和平移式,其中回转型又分为以下几种形式:单支点式,双支点式。在以上结构中,我们较多选用回转式的手部,这种结构能够方便的用来抓取药瓶等圆柱形医疗工具,平移型用于抓持方形医疗工具。 对于医疗机械手而言,其手部需满足的条件:首先,机械手的结构能够产生强且稳定的夹持力,用来精确安全的夹持医疗器具。由于医疗器具的搬运过程中,往往会存在一定的动载荷,因此在设计校核的过程中,一定要充分考虑动载荷的波动。同时,不同重量、尺寸的医疗器具在被夹持和传送过程中所要求的基本方向、动作、精度等不相同,因此结构设计必须充分考虑各种器具的使用条件。第三,必须充分考虑医疗器具的高精度定位要求。第四,医疗机械手的尺寸结构必须满足紧凑、精巧的要求,以利于腕部和臂部的结构设计。 智能仿生医疗器械手的动作机构的作用对象是医疗器具或者患者身体工,因此需要完成的不同动作都必须满足安全行要求,防止意外的发生;同时,智能仿生医疗器械手的结构、质量、尺寸等对于机械手的整体的运动学、动力学性能以及使用条件和使用范围等也有着直接、显著的影响。智能仿生医疗器械手整体动力学和运动学性能的高低,决定了机械手最终能否正常按照控制机构的指令进行工作。因此,智能仿生医疗器械手的结构设计是整体设计的最重要环节。 智能仿生医疗器械手的手腕在于手和手臂之间,用于调整手的方向。要使智能仿生医疗器械手能以不同的旋转角度和方位进行动作,因此,智能仿生医疗器械手的手腕要能满足六个自由度的动作要求,即:分别独立的绕X、Y、Z 轴向实现转动和平动,这样,智能仿生医疗器械手的手腕才能实现大范围角度的伸、缩、转动、平动、摆动等。 智能仿生医疗器械手的臂部是运动的主要执行部件,需要承载手部抓起器具的整体重力载荷,臂部的运动形式决定了它的基本结构。臂部运动的基本作用是把机械的手部所夹持的器具送到控制机构要求的空间点。如果改变手部的姿态(方位),则用腕部的自由度加以实现。 2.2. 驱动机构与控制系统 驱动机构是智能仿生医疗器械手的动力来源。智能仿生医疗器械手的动力源与常规的动力源相同,主要包括液压驱动、气动、电力驱动和机械驱动等几种主要形式,近年来还发展了其它几种形式。电动机构驱动由于结构简单、尺寸紧凑、重量小、控制方便,备受设计人员的青睐。 智能仿生医疗器械手控制方式一般为基于模糊控制理论的点动控制和连续控制。主要控制的是坐标位置,并注意其加速度特性。智能仿生医疗器械手缓冲干扰源也越来越多样化,需要在不同的工作环境下,对干扰源进行正确的分析,并找出其抑制措施,是非常有必要的。 2.3. 结构布置要求及平稳性与定位精度 智能仿生医疗器械手在工作中运动定位要求较高,在结构布置上应保证运动精确平稳,这样可提高使用的可靠性,并可延长使用寿命,在结构上要注意以下几点: 2.3.1.臂部要防止偏重。一般情况下臂部为悬臂,所以在设计臂部、手部结构时,要尽量使其总的重心在支撑中心,防止偏重。假如有偏重,它将会产生附加的弯矩,引起立柱和导向的变形。防止偏重过大可采取的措施如下:一是减轻手部重量,以尽量减少偏心载荷;二是臂部上各部件应合理分布或增加平衡重,使臂部平衡;三是在结构上无法避免偏重时,则应加强导向支撑。 2.3.2.加强臂部刚度。臂部的刚度,决定于臂部的结构和导向形式。选取臂部结构时,各个方向的刚度都有要求。提高臂部刚度,是减少手部颤动的关键,也有利于提高定位精度。 2.3.3.改进缓冲装置和提高配合精度。机械手缓冲干扰源越来越多样化,需要在不同的工作环境下,对干扰源进行正确的分析,并找出其抑制措施,是非常有必要的。 3. 总结 尽管目前仿生智能学在工程机械行业中的研究还有很长的路要走,但伴随着21世纪生物技术高速发展, 随着人们对生物体认识的深入, 仿生智能机械设计也将有更光明的前景。仿生智能机械手仿人机械可以在医生的监控或操作下, 按照即定的方案,高精度地、高可靠地实施手术, 并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为病人带来福音。 作者简介:姓名:张金辉(1979.10-)性别:男,籍贯:云南,最高学历:本科,目前职称:助理工程师,主要研究方向:机电
机械创新设计论文:变元法创新设计机械结构论文 1机械结构应注意的防腐蚀细节 机械结构的防腐蚀设计对于机械结构的创新及优化而言具有至关重要的意义,为了更好地完成机械结构的优化,各机械设计企业在进行机械设计的过程中理应注意如下防腐蚀细节: ①必须确保设备的机械结构于停车期间完全空干,以防止因介质残留淤积而造成的腐蚀。 ②防止间隙结构的出现,以杜绝腐蚀介质的入侵。 ③高温及高质量浓度将导致沉淀物及冷凝物的出现,进而增加腐蚀几率,因此设计人员在结构设计时必须避免此类现象的出现。 ④异类金属接触可能导致接触性腐蚀出现,因此设计人员在进行结构设计时理应尽可能地将异类金属有效地隔绝开来。 ⑤避免高速流体接触流道壁面,以降低侵蚀腐蚀。 ⑥遵守最小化表面积原则,也就是说在容积一样的情况下让结构被腐蚀的表面积最少,比方说球体结构最好,其次便为圆柱体。 2机械结构创新设计与变元法应用 我们在对某一结构的设计方案展开评价时,理应对其将带来的经济效益、所具有的工艺性、技术可行性等相关指标进行综合的考量,随后从诸多备选结构方案中选出最佳的结构方案。在机械结构方案已然确定的情形下,也可对重要结构或零件展开不同变元的研究,甚至于变元间展开综合的联合修改,已实现优化设计的目的。此外,也可选用某些数学模型,之所以建议大家选择数学模型,主要是由于数学模型能够较好地介绍结构设计中的尺寸及数量变元,同时还能够对材料变元展开间接的介绍。以机械设备的不同要求及特征为依据,综合使用不同变元,使用设计人员掌握的经验和知识,借助创造性思维的方法,设计出不一样的机械结构。比方说如下转盘结构。在以上三大结构图里,假如把结构设计方案1里的锥齿轮间与主轴承二者之间的位置进行调整,且借助调整位置变元,接着再改变水平轴位置的左轴承形状,即借助更改形状变元后得到结构设计方案2。假如更改方案1里的主轴承及齿轮的尺寸、大小与数量,且借助调整二者的数量变元与尺寸变元,随后再调整齿轮构件及轴承零件的位置,再改变位置变元,即能够得到设计方案3。从以上盘结构方案都可采用变元法较好的实现。如果进一步运用变元法,同样可以获得更多类型各异的结构设计方案。借助对比以上三大结构方案,综合研究社会效益可行性与制造工艺等诸多内容,我们可以得出这样的结论:方案2系三大方案中最佳结构组合。某一机械结构方案的综合评估,理应以实际使用效果充当最后评估的事实依据。如果对转盘结构里的齿轮构件展开进一步的可行性分析与优化设计,同时对滚动轴承和齿轮工作展开弹性流体压润滑研究,接着实施精密计算,均能够为改善转盘结构设计提供诸多参考数据。 3结语 深入分析机械创新结构设计对于机械行业的发展而言具有举足轻重的作用,它不仅能够更好地满足当前社会对机械设备不断升高的要求,实现各类机械零件的最佳组合,同时还可以推动机械行业的可持续发展。因此各机械设计企业理应在机械设备设计过程中充分采用创新设计理念,寻找最佳结构设计,以设计出更多的结构方案,推动企业自身的发展,最终促进社会的良性发展 作者:高新红 单位:成都航空职业技术学院 机械创新设计论文:创新设计优化机械结构论文 1机械结构设计上的七种变元创新方法 德国人发明的这一种变元法,是目前世界上最为科学易懂的变元方法,它能够衍生出许多不同的方法,具有很大的可塑性。这种方法的内涵主要有两部分:它变化内容多样,包括材料、数量、位置、尺寸、形状、连接、工艺七个方面;另一部分是上述七个方面的具体运用,运用的前提条件是机械基本结构,这些元素在其基本结构的基础上进行一定的变化,这样就有不同的形式,新的机械结构设计方案就创造出来了,这样就达到了优化设计机械结构的目的。接下来笔者将会重点介绍七种创新方案在机械结构设计的具体运用,其最终目的还是满足整个机械产品的生产的要求,这也是目前机械工作者普遍使用的方案。 1.1材料变元 现实生活中很多种材料都可以用来设计机械结构,不一样的材料要求的加工方法和手段不一样、适用的结构类别不一样、零件需要的大小也不一样。材料的变元可以变化出不一样的结构模式。比如说:在进行钢材料的结构设计过程中,零件的截面面积越大,材料结构强度就越大、越硬;在铁材料的结构设计中,为了使结构变强变硬,人们通常使用加强筋和隔板的方法;在塑料材料的结构设计中,塑料件的筋板和壁厚应该无差而别且对称均匀。 1.2数量变元 在产品的结构当中主要包括以下几个方面,即零件以及轮廓面、线和加工、工作面共同构成了产品本身,如果想要将机械的结构目的进行改变,那么就可以通过调节上述结构元素而实现。就好比在铸件的过程中,是希望越简单便捷越好的。能够节省一些不必要的零件配置,又能在安装的时候方便人们的使用,这在无形中就提高了工作效率,比如安装一个螺丝钉的时候,如果按照螺钉和垫圈以及弹簧垫圈才能结合在一起的模式去安装,那么就需要最少三个步骤,但是如果把它们设计为一体的话,就可以大量地节省安装的时间,提高了效率。 1.3位置变元 在实际操作过程中,产品结构的元素之间的位置是可以进行调换的,这样可以无形中使结构本身的设计更加完善。比如,零件的焊缝位置应该对应中性轴或者至少需要靠近中性轴,这样便于将收缩力减少或者能够避免产品的变形。除此之外,零件的摆放问题也十分重要,如果杂乱无章则会大大阻碍操作速度。 1.4尺寸变元 零件的尺寸必须符合使用的标准才行,必须在各项标准合格之后才可以进行操作,比如:在冷冲压弯这一工艺中,就需要零件按照既定的需求进行弯曲,如果零件在加工的过程中,实现了标准的弯度,那么就算是一个成品,不需要再度进行加工。如果不符合产品的需求那么还需要进一步的加工整形来达到产品的要求。 1.5形状变元 机械整体的结构目的可以通过调整零件的形状或者改变其规格的大小而实现。比如在弹簧的生产过程中需要考虑多个问题,首先是弹簧的大小及其相对的螺丝垫圈的规格,能否让弹簧和使用的螺旋面以及被需要压紧的零件相吻合,就需要设计出不同规则的产品,无论零件的形状面如何都需要相匹配的弹簧来配合才行,如果零件之间的距离过大,或者不能够将压力有效融合,那么零件在安装过后就不算是合格,如果这一类零件销售在市场中,很可能造成一系列事故,那么为了防止拉簧因为这些问题而失去使用效率,就势必要将弹簧的设计空间放大,并且实现它的自身独特性,即使它在单独使用的过程中也可以实现跟其他零件的配合。 1.6分析连接变元 一是联接方法,主要的模式有焊接、胶结以及螺纹联接等方式。二是联接的方式,根据结构类型的不同而不同,因此为了丰富联接方式以及寻找到最为契合的联接方式,各个联接的结构以及联接的方式都可以进行相对应的合理调整。比如:针对一些需要拆卸的零件,如果在联接的方式上不能选择好,那么就会在联接和拆卸方面造成一定的困难,此类的零件需要便捷的拆卸模式,比如日常生活中所购买的一些产品,像是随声听的后盖,就可以任意拆卸下来安装电池来维持继续使用,这样的结构也方便用户使用,从未为其提供便捷的操作模式。 1.7分析工艺变元 零件在产生之前,往往会有其自己的设计图纸,而设计图纸上面的结构内容直接决定了产品属于何种工艺级别的零件,因为每一个设备的零件都不是完全相同的,所以零件的设计以及成本也千差万别,如果设计工艺在产品出产之前没有得到完善,那么势必会影响到零件自身的质量,一旦零件没有合乎要求,那么产品的整体结构就会受到一定的影响。因此在零件铸造之前对于零件图纸的研究必须给予深度的重视,现在的加工技艺正呈现着不断创新和完善的趋势,但是问题也就随之而来,这些加工工艺虽然具有创新性,但是还不够成熟,并非达到了理想中的需求,因此还需要进一步的对此加大研究的力度。 2机械结构创新的尝试及优化测评 2.1机械结构设计的创新尝试 防腐剂在石油以及一些石化设备中具有十分重要的作用,下文以其为例,阐述变元法在其中重要的作用。石油和石化设备必须进行防腐蚀性的设计,这样一来,在设计的最初就应该考虑到防腐蚀性的大小和影响因素,从而采取必要的保护和防治措施,主要有以下几个方面。首先,在总体的设计上面,对停车间给予了严格的要求,不能堆放杂乱,不能潮湿,不能含有其他不利于防腐的物质存在。其次,设备的使用年限与设备本身一些极为细小的间隙区有着十分重大的联系,这些缝隙极有可能在人眼看不到的地方发生腐蚀问题,或者这些缝隙人是无法凭借手工去进行操作控制的,就像是一些产品的焊接点,这些产品貌似看起来已经不存在腐蚀的可能,但是难免会有看不到的缝隙存在,应该进行必要的封存和填补,或者干脆将缝隙扩大,这样便于对其进行维修补救和防护。再次,温度较高以及质量较高的浓度阶梯,局部势差问题往往在这种情况和产品中产生,一旦发生了腐蚀则不可控制。此外,每一种金属都有着自己独特的属性,产品在构建的过程中不一定是一种金属构建而成,多半是几种金属共同组合而成,但是不同的金属势必会产生接触面的腐蚀,应该对此进行绝缘处理。最后,面积越小腐蚀的点也就越小,因此要针对产品的不同设计缩小表面积从而减少腐蚀。 2.2对机械结构变元创新设计的优化评测 机械结构在完成变元创新实践之后。要根据目前的性能以及使用效果进行一个综合的测评,首先要进行模糊测评,运用理论研究和一些理想化的模型设计一种测评模式,但是这种测评模式并不是实际操作中的模型,而是通过一定的数学模型,根据先进的设计理念和规划,对其进行变化创新设计的检测。在测试的过程中测试者凭借自己多年的使用经验和研究理念进行对其综合评价的过程,并根据现有的先进思维对其进行构建,在测试的过程中还需要考虑到社会实际问题,产品在经过变元之后,使用方面是否安全,便捷,可维修性是否达到了指标,并且要将逻辑推理的思维运用到其中,选择出使用其整体变元的方案,最后针对已经选择好了的方案,进行进一步地修改和完善,从而作用于产品的机械结构构建当中,服务于产品的整体功能。 3结束语 机械创新结构设计在目前产业的发展和建设当中占据着十分重要的比例,因此研究其具有不菲的价值,但是研究机械创新结构设计并非一件简单的事情,对于设计者和研究者都提出了非常高的要求,不仅在专业知识方面要熟练甚至精通,还要有敏捷的分析能力和发现问题解决问题的能力,创新的思想和技术知识更是不用说,这也是前提之一。 作者:陆建荣 单位:南通广播电视大学 机械创新设计论文:创新设计机械结构论文 1机械结构设计上的七种变元创新方法 德国人发明的这一种变元法,是目前世界上最为科学易懂的变元方法,它能够衍生出许多不同的方法,具有很大的可塑性。这种方法的内涵主要有两部分:它变化内容多样,包括材料、数量、位置、尺寸、形状、连接、工艺七个方面;另一部分是上述七个方面的具体运用,运用的前提条件是机械基本结构,这些元素在其基本结构的基础上进行一定的变化,这样就有不同的形式,新的机械结构设计方案就创造出来了,这样就达到了优化设计机械结构的目的。接下来笔者将会重点介绍七种创新方案在机械结构设计的具体运用,其最终目的还是满足整个机械产品的生产的要求,这也是目前机械工作者普遍使用的方案。 1.1材料变元 现实生活中很多种材料都可以用来设计机械结构,不一样的材料要求的加工方法和手段不一样、适用的结构类别不一样、零件需要的大小也不一样。材料的变元可以变化出不一样的结构模式。比如说:在进行钢材料的结构设计过程中,零件的截面面积越大,材料结构强度就越大、越硬;在铁材料的结构设计中,为了使结构变强变硬,人们通常使用加强筋和隔板的方法;在塑料材料的结构设计中,塑料件的筋板和壁厚应该无差而别且对称均匀。 1.2数量变元 在产品的结构当中主要包括以下几个方面,即零件以及轮廓面、线和加工、工作面共同构成了产品本身,如果想要将机械的结构目的进行改变,那么就可以通过调节上述结构元素而实现。就好比在铸件的过程中,是希望越简单便捷越好的。能够节省一些不必要的零件配置,又能在安装的时候方便人们的使用,这在无形中就提高了工作效率,比如安装一个螺丝钉的时候,如果按照螺钉和垫圈以及弹簧垫圈才能结合在一起的模式去安装,那么就需要最少三个步骤,但是如果把它们设计为一体的话,就可以大量地节省安装的时间,提高了效率。 1.3位置变元 在实际操作过程中,产品结构的元素之间的位置是可以进行调换的,这样可以无形中使结构本身的设计更加完善。比如,零件的焊缝位置应该对应中性轴或者至少需要靠近中性轴,这样便于将收缩力减少或者能够避免产品的变形。除此之外,零件的摆放问题也十分重要,如果杂乱无章则会大大阻碍操作速度。 1.4尺寸变元 零件的尺寸必须符合使用的标准才行,必须在各项标准合格之后才可以进行操作,比如:在冷冲压弯这一工艺中,就需要零件按照既定的需求进行弯曲,如果零件在加工的过程中,实现了标准的弯度,那么就算是一个成品,不需要再度进行加工。如果不符合产品的需求那么还需要进一步的加工整形来达到产品的要求。 1.5形状变元 机械整体的结构目的可以通过调整零件的形状或者改变其规格的大小而实现。比如在弹簧的生产过程中需要考虑多个问题,首先是弹簧的大小及其相对的螺丝垫圈的规格,能否让弹簧和使用的螺旋面以及被需要压紧的零件相吻合,就需要设计出不同规则的产品,无论零件的形状面如何都需要相匹配的弹簧来配合才行,如果零件之间的距离过大,或者不能够将压力有效融合,那么零件在安装过后就不算是合格,如果这一类零件销售在市场中,很可能造成一系列事故,那么为了防止拉簧因为这些问题而失去使用效率,就势必要将弹簧的设计空间放大,并且实现它的自身独特性,即使它在单独使用的过程中也可以实现跟其他零件的配合。 1.6分析连接变元 一是联接方法,主要的模式有焊接、胶结以及螺纹联接等方式。二是联接的方式,根据结构类型的不同而不同,因此为了丰富联接方式以及寻找到最为契合的联接方式,各个联接的结构以及联接的方式都可以进行相对应的合理调整。比如:针对一些需要拆卸的零件,如果在联接的方式上不能选择好,那么就会在联接和拆卸方面造成一定的困难,此类的零件需要便捷的拆卸模式,比如日常生活中所购买的一些产品,像是随声听的后盖,就可以任意拆卸下来安装电池来维持继续使用,这样的结构也方便用户使用,从未为其提供便捷的操作模式。 1.7分析工艺变元 零件在产生之前,往往会有其自己的设计图纸,而设计图纸上面的结构内容直接决定了产品属于何种工艺级别的零件,因为每一个设备的零件都不是完全相同的,所以零件的设计以及成本也千差万别,如果设计工艺在产品出产之前没有得到完善,那么势必会影响到零件自身的质量,一旦零件没有合乎要求,那么产品的整体结构就会受到一定的影响。因此在零件铸造之前对于零件图纸的研究必须给予深度的重视,现在的加工技艺正呈现着不断创新和完善的趋势,但是问题也就随之而来,这些加工工艺虽然具有创新性,但是还不够成熟,并非达到了理想中的需求,因此还需要进一步的对此加大研究的力度。 2机械结构创新的尝试及优化测评 2.1机械结构设计的创新尝试 防腐剂在石油以及一些石化设备中具有十分重要的作用,下文以其为例,阐述变元法在其中重要的作用。石油和石化设备必须进行防腐蚀性的设计,这样一来,在设计的最初就应该考虑到防腐蚀性的大小和影响因素,从而采取必要的保护和防治措施,主要有以下几个方面。首先,在总体的设计上面,对停车间给予了严格的要求,不能堆放杂乱,不能潮湿,不能含有其他不利于防腐的物质存在。其次,设备的使用年限与设备本身一些极为细小的间隙区有着十分重大的联系,这些缝隙极有可能在人眼看不到的地方发生腐蚀问题,或者这些缝隙人是无法凭借手工去进行操作控制的,就像是一些产品的焊接点,这些产品貌似看起来已经不存在腐蚀的可能,但是难免会有看不到的缝隙存在,应该进行必要的封存和填补,或者干脆将缝隙扩大,这样便于对其进行维修补救和防护。再次,温度较高以及质量较高的浓度阶梯,局部势差问题往往在这种情况和产品中产生,一旦发生了腐蚀则不可控制。此外,每一种金属都有着自己独特的属性,产品在构建的过程中不一定是一种金属构建而成,多半是几种金属共同组合而成,但是不同的金属势必会产生接触面的腐蚀,应该对此进行绝缘处理。最后,面积越小腐蚀的点也就越小,因此要针对产品的不同设计缩小表面积从而减少腐蚀。 2.2对机械结构变元创新设计的优化评测 机械结构在完成变元创新实践之后。要根据目前的性能以及使用效果进行一个综合的测评,首先要进行模糊测评,运用理论研究和一些理想化的模型设计一种测评模式,但是这种测评模式并不是实际操作中的模型,而是通过一定的数学模型,根据先进的设计理念和规划,对其进行变化创新设计的检测。在测试的过程中测试者凭借自己多年的使用经验和研究理念进行对其综合评价的过程,并根据现有的先进思维对其进行构建,在测试的过程中还需要考虑到社会实际问题,产品在经过变元之后,使用方面是否安全,便捷,可维修性是否达到了指标,并且要将逻辑推理的思维运用到其中,选择出使用其整体变元的方案,最后针对已经选择好了的方案,进行进一步地修改和完善,从而作用于产品的机械结构构建当中,服务于产品的整体功能。 3结束语 机械创新结构设计在目前产业的发展和建设当中占据着十分重要的比例,因此研究其具有不菲的价值,但是研究机械创新结构设计并非一件简单的事情,对于设计者和研究者都提出了非常高的要求,不仅在专业知识方面要熟练甚至精通,还要有敏捷的分析能力和发现问题解决问题的能力,创新的思想和技术知识更是不用说,这也是前提之一。 作者:陆建荣 单位:南通广播电视大学机械工程学院 机械创新设计论文:我国机械创新设计论文 1.我国机械创新设计和制造 一般情况下,创新设计先后经过抽象思维、逻辑思维、全面分析和最后决策四个环节。抽象思维主要是是通过设计人员充分发挥创新思维和智慧,提出新颖的有可能实施的想法,是创新设计必备过程。有了抽象思维过后再将想法具体化,考察其逻辑性和可行性,结合有关的科学理论知识、原理进行进一步的新颖的、可行的、具体化的机械设计。而全面分析则包含了创新设计过程中所涉及的所有可能性,综合考虑技术的可行性、成本与性价比,最后设计出新的可以满足人们生活和生产需要的机器或者其他产品。 1.1我国机械创新设计过程 机械创新设计的目的在于改善机械本身的功能、性能或者以更低的经济成本制造满足生产生活需求的机械。目前,我国技术专家认可的机械创新设计过程一般可分为四个部分,一是根据具体需求确定机械设计的基本原理,二是机械结构的优化和改进,三是机械尺寸设计和参数优化,四是机械运动性能及动力参数优化。机械创新设计与普通的机械设计并没有实质性的差异,主要的区别在于机械创新性设计注重发挥人的主观能动性和创新能力的突破,在充分的调动人的积极性的同时创造出更加符合使用者需求的机械工具。 1.2我国机械创新设计的特点 机械创新设计主要包括四个特点:一是多学科知识交叉运用,互相融合,互相渗透;二是机械创新设计中,数字并非主要思考因素,而是应该充分结合过往经验和相关的理论知识,合理判断和提出可行的新的设计方案;三是机械创新设计不仅需要理论知识和经验,同时也十分注重灵感、想象力、创造力的作用,因此应该最大程度发挥四者的作用;四是凡是设计创造类等实践活动都需要不断重复、尝试,从中吸取经验,多级选择最佳方案。在机械创新设计过程中,只有完全领略和充分展现以上四个特点,才能做出优秀的创新设计。 2.我国机械创新设计思维 机械创新设计思维对于机械创新设计来说意义重大,只有通过不断的改革创新和开拓进取,勇于突破现有的固定模式和局限,采取新的方法、体制、设计才能使自身在飞速发展的时代中保持领先,走在时代的前沿。 2.1机械创新设计思维的涵义 创新设计思维就是指在原有的科学理论知识、原理以及过往的设计和经验中设想出新颖的、更能满足审美或者实用需求的设计方案。而对于机械设计人员来说,创新无疑是自身最优秀的竞争力,通过提高产品的性能、降低产品的成本以及缩短生产时间来提高机械设计的性价比。在机械创新设计过程中,首先应该有创造性思维,在前人的基础上提出更加优化的观念,并将这些优化的观念付诸实践,从而创造出新的不一样的机械设计。创造性思维具有多维多向性的特点,强调联想、灵感和感觉,并不是依靠固定的逻辑思维推理出来的,而是激发于机械创新设计人员的大脑。 2.2机械创造性思维的三大特征 2.2.1自由性 机械创造性思维最大的特征在于自由,创新是自由的,思想是自由的。机械创新设计人员可以在结合有关客观科学理论的基础上完全自由凭借自己的想象、灵感、直觉设计出新的机械,而不必有太多的思想束缚。在当今变化赶不上计划的经济时代,思维的自由符合现代社会发展的需要。而在机械设计工作中,要不断地有新的进步的成果,就必须突破原有的事物,消除固定思维的束缚,自由地翱翔在创新设计的天空中,只有不断突破和创新才能设计出更令人满意的成果。 2.2.2多向性 每个人的思维方式都不一样,具有多向性的特点。而在机械创造性思维中,同样具有多向性的特点,设计人员可以从不同角度去观察和判断问题,并且设想出完全不同视角的方案。设计的美妙恰巧在于它的多样性和多向性,没有固定的设想方向,任意一个方向都可以是设计者们延伸的目标。多向性思维与创造力是相辅相成、密不可分的,一个机械产品的设计过程中一定有过多向性的设想,从中择优进行实践得出最后产品。因此,多向性思维是机械设计中十分重要的一点。 2.2.3独创性 独创性即设计出跟别人不一样的产品,提出不一样的理念,突破原有的固定模式,创造出新颖的进步的成果。独创性是机械创新设计的目标,创新的目的在于独创,拥有别人没有的想法和成果。因此,在机械创新设计过程中,要学会从新的切入点思考问题,掌握不同的设计方法,敢于向原有的观点提出新的看法,从而设计出具有独创性、新颖的机械产品,更好满足生活和生产的需求。 综上所述,在机械创新设计的路途上还有很长一段路要走,在创新设计的过程中对于机械创造的创新思维非常重要,在遵行已有的设计基础上,需要更长远更有想象力的思维去推动机械创新设计的发展。 作者:石建单位:中国特种飞行器研究所 机械创新设计论文:机械方案创新设计管理论文 0引言 机械方案设计是一个创造性很强的活动,其思维过程是形象思维和抽象思维综合作用的结果。目前计算机辅助设计(CAD)主要解决了在计算和绘图等设计后续阶段对设计者的支持。而对于极富创造性的早期方案设计阶段的计算机支持至今没有取得实质性的进展。即使是智能CAD系统,所采用的方法的理论基础仍是基于传统的人工智能的知识表示与推理方法,即逻辑思维为基础,其中多以知识工程和专家系统的方法实现。这种CAD与AI的简单组合,没有也不可能从真正意义上实现方案设计自动化。创造性如何在方案设计过程中体现一直是困扰设计理论研究工作者的棘手问题,也一直没有很好地解决,本文将就这一问题作一探讨。 1机械方案设计的一般过程 一般认为,方案设计阶段主要有两个任务:首先是建立技术系统的功能结构。然后通过选择相应于功能结构中的每个功能的功能载体,并组合这些被选择的功能载体形成整个技术系统的设计方案。 通用设计理论认为,方案设计过程可表述为两个映射过程(图1):即用户需求域到功能域的映射以及功能域到结构域的映射。由需求域到功能域的映射过程最能体现设计者的创造能力,这一过程涉及到对设计思维规律以及创造性机理认识水平,涉及到自然语言到专业技术语言的转化。尽管有些学者提出通过对设计要求进行层次分解来建立功能结构图的讨论,但一般还要通过人工干预进行。从功能到结构的映射,实际上是功能结构图中的每一个分功能与能实现该分功能的结构进行匹配,一般情况下,总体功能往往包含着许多分功能。而每一功能可以由不同的结构来实现,因此存在组合、协调和评价筛选的问题。具体的机械方案设计过程如图2所示。 (3) 当然能够实现各子功能的子结构数并不相等,可以将能够实现某一子功能的最多子结构数定为n,少于这个数的子功能元素项用零表示。图2所描述的机械方设计的一般过程,看起来很简单,但计算机实现有许多问题需要解决。如总功能如何分解为子功能、功能如何表达(因为从不同的角度提出的功能表达词汇是不相同的)以及如何有效根据功能索引子结构等问题有待进一步探讨和研究。 2基于机构结构类型变异综合方法 自60年代图论理论首次被应用于机构设计以来,它在机构分析与综合方面的应用得到深入的研究。在图论中,封闭的图代表机构,顶点代表连杆,边代表运动副。图可以用矩阵(如邻接矩阵和关联矩阵)表示、分析和计算。1979年,Freudenstein和Maki提出“功能与结构分离”的方法用于机构综合,随后许多学者对这一方法进行研究和深化。该方法包括如下几个环节: 2.1根据用户的需求,提出机构创新设计任务与技术要求: (1)拓扑结构要求 如运动性质(平面运动或空间运动)、基本回路数(或独立环数目)、运动副类型及数目、构件类型及数目、主动副类型及其位置以及机架的构件类型及其位置; (2)功能性要求 如输出构件数目及其位置、每一输出构件的任务(如轨迹生成、函数生成、导引以及其它要求、满足对预定的速度及加速度要求、满足对机构整体的动力学性能要求; (3)约束条件 如运动精度、结构紧凑性、刚度、机械效益、轴销作用反力以及制造、装配、成本等方面的约束。 2.2结构类型综合 通过结构类型综合列出满足设计任务要求的全部结构类型并以适当形式表示。 2.3优选结构类型 根据功能要求和约束条件,筛选出好的结构类型。 该方法目前研究局限在平面连杆机构的结构类型综合,且一般集中在运动链同构识别、自由度识别方法以及平面运动链自动生成等理论方法研究阶段。尽管有一些应用的研究报道,但都是针对简单机构(如变冲程发动机活塞机构、车门开启机构等)通过人工方式实现。计算机实现还有一些关键技术没有很有效的方法,如运动链同构识别问题,主动副位置确定、机架位置的确定、杆组的自动划分以及对运动链进行评价筛选等问题。 3集成功能推理及结构推理的方案创新设计过程模型 如果用人工智能语言描述,在上述第1小节中讨论的机械方案设计的一般过程是基于功能推理方式,而第2小节中所讨论的机构结构类型变异综合方法是基于结构推理方式。这两种方式有其内在的联系,如何将这两种方式有机地联系在一起对于机械方案创新设计是一件很有意义的工作。功能推理主要解决功能到结构之间的映射,通过结构部件组合途径形成机械方案。而结构推理是从结构部件的拓扑结构上通过机构演绎(机架变换,主动件位置变换以及运动副类型变换)途径对机构进行变异创新,尽管目前结构推理局限在平面连杆机构结构类型综合,但通过本文的研究,该方法可以扩展到一般刚体机械方案创新设计。有鉴于此,作者提出如图3所示的集成功能推理和结构推理的机械方案创新设计过程模型。 该设计过程模型由以下主要步骤组成: Step1:功能结构图的建立。根据设计要求,建立功能结构图。 Step2:根据建立的功能结构图,寻找满足各子功能要求的功能载体并组合成为原始机械方案。 Step3:将原始机械方案进行抽象化为表达机械方案连接信息的运动链表示。并记录原始方案一些约束信息,如自由度数、杆数、原动件必须是几副杆、输出构件是否必须与机架相连等等。 Step4:运动链发散。列举所有与抽象化表示的运动链具有相同自由度、杆副类型以及杆数的非同构运动链,并进行筛选。 Step5:机械方案元型集的生成。对筛选的运动链进行机架识别、原动件识别、杆组识别,形成用连杆和转动副表达的机械方案元型。 Step6:候选方案集的生成。将以上生成的机械方案元型通过类型替代,形成候选方案集。 Step7:方案的评价决策。得到最优方案。 Step8:方案的尺度综合。 4机械方案创新设计智能支持系统 根据以上的过程模型,我们开发了机械方案创新设计智能支持系统MCIDISS。系统的结构如图4所示。该系统由五大模块组成: (1)基于实例功能推理的原始机械方案生成模块:该模块采用两级实例推理的模型,完成从设计任务到功能结构图的建立以及装置提取与组合协调设计生成原始机械方案的 任务。 (2)基于结构推理的方案设计创新模块:该模块在上面模块产生的原始机械方案的基础上,通过抽象化表示,将原始机械方案表达为一般化运动链,从机械方案拓扑联接上进行变异创新。 (3)评价决策模块:该模块主要任务是对各阶段的设计解进行评价决策。系统主要采用模糊综合评价决策方法。 (4)机构尺度综合模块:该模块主要任务是对组成机械方案的机构参数进行综合,以便从尺度上论证方案的可行性。 (5)运动分析及仿真模块:该模块是在完成机构尺度综合后,对其进行运动分析和仿真,以便使设计者对所设计的方案有一个清晰直观的认识。 5结束语 本文先简要分析了机械方案设计一般过程和机构结构类型综合的一般过程,在此基础上,研究并提出了集成功能推理和结构推理的机械方案创新设计过程模型。基于所提出的过程模型,作者开发了机械方案创新设计智能支持原型系统MCIDISS。MCIDISS开发和运行表明,其具有合理的知识库结构,运行情况稳定,用户界面友好,推理控制策略灵活,因此具有很好的实用性和较高的开发效率。 机械创新设计论文:现代设计方法对机械创新设计的应用 摘要:机械创新设计是指在设计者充分发挥创造力的前提下,使用现有的科学技术对构思进行创新,从而设计出实用性、新颖性、创造性的机械产品。在机械创新设计中,创新设计主要包括两方面,一是对机械产品的适用性、可靠性、经济性、技术性等进行改进和完善;二是创造性地设计出满足生活和生产新需求的新产品。 关键词:现代设计方法;机械创新设计;研究 1现代设计的定义和方法 现代设计是把传统的设计理论和设计方法作为基础,把计算机的应用作为标志,是具有信息化时代特征的新型设计技术。目前,现代设计已经逐渐发展到产品规划、产品制造、产品营销、产品运行、产品回收等各个层面,除开传统设计的理论和方法外,与设计相关连的技术和学科,特别是自动化的技术、制造工艺、材料知识、自然科学的知识、系统的管理技术等在现代设计中也是十分必要的内容。现代设计的方法是对把产品作为目标的知识的总称,其涵盖的内容和方法非常广泛,主要包括可靠性的设计、优化的设计、有限元的设计、计算机的辅助设计、价值工程等。 2机械设计 机械设计是属于综合性较强的工程技术,其在社会生活和生产中有着无可替代的重要作用。例如:人类生活所需的各种用品和工具,工业生产中所需的各种仪器和设备等都和机械设计紧密相连。在机械设计中,主要把机械设计的过程分为以下四个阶段:①产品规划的阶段;②方案设计的阶段;③技术设计的阶段;④制造和试验的阶段。 3机械创新设计的思路 机械的创新设计是设计者在对创造力充分发挥的前提下,使用现有的科学技术进行创造性的构思,从而设计出实用性、创造性、新颖性的产品。在机械创新设计中要着重解决的问题是对机械产品的创造模式、机理、方法、过程等进行探讨,通过对机械产品的程式化、算法化、符号化、定量化来强化机械设计的质量、效率、可靠性。虽然机械创新设计要基于机械设计的传统方法,但是机械创新设计更追求创造性,因为要加强机械产品的竞争力就必须强调设计的创新性。在机械创新设计中,虽然设计的投入只有产品总投入的5%,但是设计的决策在产品投入中占70%。由于在设计阶段就要对产品的结构、性能、成本、质量、维护等因素进行确定,且创新设计不仅是关于产品使用周期的设计,还是关于用户和市场的设计,因此只有通过机械设计的创新才能使机械产品具有更加良好的竞争力。机械的创新设计不仅繁杂、耗时、费脑力,还紧张、繁重、费体力,要有效地提升创新设计的效率,就要使用科学的设计工具和设计方法,而设计的自动化便是创新设计的理想目标。在机械的创新设计中,其科学性一方面可以让设计者从系统的层面认识设计,从而有效地避免不良设计;另一方面可以实现设计工具的寻求愿望,因此机械创新设计不仅是设计工作的实际需求,更是机械设计中CAD技术的未来发展趋势。 4现代设计创新的研究 机械创新设计是在设计者对创造力充分发挥的前提下,使用现有的科学技术创造性的构思,从而设计出实用性、创造性、新颖性的产品。机械的优化设计、计算机的辅助设计、有限元设计、系统设计、创新设计等形成了现代设计的系统方法库,且现代设计对利于设计思想和设计方法的学科不断吸收。专家系统、思维科学、人脑研究、人工智能等的发展使创新设计在机械设计中越来越重要,因为不仅专家系统、思维科学、人脑研究、人工智能等已经给创新设计奠定了理论基础,而且创新设计的发展还能促进创造思维的机理解释和科学技术的发展。在机械的创新设计中,创新设计的内容主要包括两个方面:①完善机械产品的经济性、技术性、适用性、可靠性;②设计和创造满足生活和生产需求的新产品。在机械的创新设计中,其关键的优秀主要是对机械产品的创造模式、机理、方法进行探索,并对机械产品的创新设计进行定量化和程式化。 5现代设计未来的发展趋势 现代设计是把分析软件和工程设计作为基础,把计算机作为工具,通过现代的设计理念进行设计的新型方法。ADAMS、PRO-E、SolidEdge、I-DEAS、UG、SolidWorks、NASTRAN、ADINA等都是现代设计中使用较多的分析软件。现代设计的方法中,在使用分析软件和计算机的同时,要遵循常规设计的内容,且在现代设计的方法强调中,不能忽视了常规设计的重要作用。现代设计的方法较多,且涉及学科较广,虚拟的设计、优化的设计、计算机辅助的设计、可靠性的设计、并行的设计、有限元的设计等都是现代设计中经常使用的设计方法。由于现代设计方法的通用性较强,比如:在优化的设计方法中,其理论基础不仅可以在机构的和零件的优化设计中使用,还能在建筑工程和电子工程等领域中使用,因此现代设计的发展较为快速。现代设计发展迅速的表现如下:1、机构的计算机辅助设计和计算机辅助设的并行发展。2、机械的优化化设计和优化设计。3、机械的可靠性设计和可靠性设计。4、设计过程更为数字化,既要对工程中确定性变量的数学建模和描述进行完善,还要对非确定性变量的数学建模和描述进行研究。5、设计过程更为智能化和自动化,不仅要对各种方法库、数据库、知识库进行研究、健全、发展,还要对商品软件的研发自学习、自适应、自编程,例如:对信息、数据、知识获取和处理技术的研究。6、对多目标和不可微模型进行优化、对工程的不确定模型和动态的多变量进行优化等优化程序和优化方法的研究,并且优化程序和优化方法的研究已经发展到了对广义工程系统领域的优化。7、对网络的协同设计和并行设计的技术研究、方法研究、软件研究。8、对仿真虚拟的试验研究、对虚拟设计的研究、对快速形成仿真虚拟的研究,这种研究是把计算机的仿真作为研究基础,集智能技术、人机工程、成形技术、多媒体技术、光电传感的技术、并行工程、材料、计算机的图形学等为一体的综合性研究。9、对CAD技术应用、推广、发展的研究,在CAD技术的研究中其关键内容是对功能性较强的商品软件进行研发。10、对微型机电系统的应用技术、设计方法、设计理论进行研究,例如:智能计算、纳米技术、微型机械的系统和微型机器人的系统的设计与计算。11、对关于生态设计的理论研究和方法研究,例如:对绿色的产品进行设计、对生产过程的清洁化进行设计、对产品的可回收进行设计等。12、对基础的设计理论和共性的设计技术进行研究。 作者:高建 孙建广 祝岳铭 单位:河北工业大学机械工程学院 机械创新设计论文:机械制图教学培养学生的创新设计能力 摘要:随着教育体制的不断深化改革,职业技术学校的课堂教学发生了一系列的变化,更强调对学生实践能力及创新能力的培养。作为职业技术学校一门具有极强实践性的学科,机械制图的教学对学生综合能力的提高有着重要的作用。本文将着重就职业技术学校机械制图教学对学生创新设计能力的培养进行深入分析,为广大从事职业技术教育的教育工作者提供有效的参考与借鉴。 关键词:机械制图教学;创新设计能力;培养策略 职业技术院校致力于对学生实践能力与创新设计能力的培养,机械制图作为机电专业一门重要的专业基础课程,对学生创新思维的发展有着重要的意义。它是集技术、图片制作及设计等于一体的综合型学科,不仅需要基本的制图技术功底,而且需要广泛的技术思想交流与思维创新。学生在学习机械制图的过程中,难免会遇到各种难题,因此,在课堂教学中,一定要根据学生的实际特点,对其进行创新设计能力的培养。 1.机械制图教学中存在的问题 1.1缺乏对学生创新能力的培养。机械制图是高职教育中一门重要的课程,学校及教师对该课程教学给予了高度重视。然而,在实际教学过程中,还存在一些亟待解决的问题。首先受传统教学思想的影响,在机械制图教学过程中,教师往往比较注重对学生知识能力的培养,授课时按照课本的具体要求进行课堂讲解,缺乏对学生创新设计能力的引导与激发。教师成为课堂的主导,学生处于被动地位,教师怎么教,学生就怎么学,这一方面不能够调动学生学习的积极性与主动性,另一方面一味遵循课本,学生的创新设计能力得不到锻炼,课堂教学效率低下。 1.2课程安排不合理。大多数学校将机械制图课程都安排在刚入学阶段,这种课程安排尽管体现了校方对该课程的重视,但是忽略了对学生实际情况的考虑。机械制图理论课程具有一定的难度,专业性比较强,这对于刚进入职业院校的学生来说是巨大的挑战,他们的学习基础相对薄弱,对制图方面的知识理解不够,影响了整体学习效率。学生在学习过程中遇到大量的学习难题,学习压力也比较大,会产生消极、懈怠的心理,不利于创新能力的培养。 1.3课程衔接不科学。目前,我国的高职院校机械制图课程普遍存在课程衔接不够等问题。机械制图课程的学习与CAD课程有着密不可分的联系,在制图的过程中,要运用到大量的CAD制图知识,然而在实际课程安排中,这两门课程链接不够紧密,这不仅不利于学生系统学习能力的培养,而且在一定程度上限制了学生创新设计能力的发展。 2.机械制图教学对学生创新设计能力培养的有效策略 2.1培养学生的主动创新意识。学生是学习的主体,对学生创新设计能力的培养,首先要使学生能够认识到机械制图课程的重要性及创新意义,增强学生的自主创新意识。在机械制图教学过程中,要充分尊重学生的个体差异,激发学生的好奇心。机械制图这门学科的性质要求学生要具有创造性思维,能够展现出与众不同的科学的设计思路。教师要注重调动学生的参与积极性,可以采用问答法,给学生充分的思维想象的空间,善于引导学生,听取学生不同的思想与看法,对于学生的回答,要多鼓励、善引导,使学生敢于大胆表达自己的猜想,从而提高学生的自主创新意识。 2.2融入现代多媒体教学手段。当前,计算机信息技术的发展,为课堂教学注入了新的活力。现代多媒体技术在机械制图教学中应用,能够向学生展示最直观的制图效果,使学生可以很快领略到机械制图的优秀与学习重点。在课堂教学中,教师可以在课前制作好课件,然后通过多媒体的形式展现给学生,对于一些抽象的、难以理解的知识,用图片、视频的方式更便于学生的接受与理解。需要注意的是,教师在这个过程中要起到引导作用,将传统的教学方式与多媒体技术结合起来,避免学生在学习过程中沉浸于多媒体的新奇中,忽略了对知识的学习与思考。 2.3实体模型教学,培养学生思维想象力。机械制图教学专业性比较强,而学生由于缺乏实际的社会实践,理解起来比较困难,因此,可以充分借助实体模型,加深学生对知识的学习与理解。教师在对某一章节进行理论知识讲解之后,可拿出实体模型让学生观察,将学到的知识与实体模型一一比较,这不仅能够吸引学生的学习兴趣,而且在对模型的观察过程中,便于加深学生对知识的记忆,达到良好的学习效果。除此之外,经过长期的训练,学生的空间想象能力能够得到潜移默化的提高。当然,也可以让学生自己动手制作模型,将学生分为几个小组,完成模型的创作,这在一定程度上提高了学生的动手能力。 3.结语 机械制图教学是职业技术学院人才培养的重要组成部分,在实施教学时,一定要根据学生的发展实际,采取科学、有效地策略,充分借助现阶段的多媒体教学手段,激发学生的主动创造性,注重对学生创新设计能力的培养,提高学生的综合实践能力,为我国社会主义现代化建设提供必要的人才支持。 作者:周占红 单位:新疆生产建设兵团第七师奎屯职业技术学校 机械创新设计论文:机械结构创新设计及其优化 1结构创新设计新方法—变元法 结构设计作为机械设计过程中至关重要的组成部分,所完成的工作是按照的机械原理进行机械图纸的设计。变元法是由德国科学家发明的方法,主要应用于机械相关设备的结构图纸的设计,其特点是具有创新性。本文针对变元法作出了一定的修改和完善,目的是让这种方法更容易被应用和理解。变元法在机械行业及相关领域有较为广泛的应用。我们在使用变元法的完成结构设计的过程中,是以完成这种产品的基本结构为前提,再进行其他新型设计思路的研发。变元法的含义主要包含两个方面:一方面,机械结构方面,这方面的变元法主要包括七个种类;另一方面,针对这部分的变元进行改变,创新性的实现不同种类的结构设计。以下是对7个变元的阐述: 1.1数量变元 数量变元指的是研究机械设备的所有的零部件或构件的全部的外形、工作面以及生产的点、线、面等都看做是构成零部件的基本元素,对这些基本元素的数据进行修改,完成针对机械设备构件的优化的目标。例如:为了实现简化的目的,在设计铸件零件的外形时,多使用直线设计的外形轮廓。 1.2形状变元 形状变元指的是从机械的形状方面对机械结构的外形和重要轮廓、加工表面以及所使用零部件的种类和尺寸进行优化调整,进而得出多种结构的创新设计,从而对整个机械进行优化调整。机械设计过程中这类因素的创新是把机械设备的运行原理转化为设计图纸的过程。例如,火力发电厂的冷渣机,为了能够把高温炉渣以最快的速度降低温度,技术人员采用了形状变元的方法对冷渣机进行优化设计,改变原有的单腔体为多腔体,提高了降低温度速率这一难题。 1.3材料变元 零部件选取多种类型的材料一般会改变这种零件的尺寸,进而生产工艺也会相应的变化,以至于改变了整体机械的外形和构造。我们可以针对材料的改变而设计出多种类型的构造方案。 1.4位置变元 位置变元指的是按照机械设备的构造位置的改变,实现多种类型设计方案的形成。例如,在针对焊缝零部件的焊接方法时,选择焊缝的位置非常重要,当我们选择在中心轴附近时,避免了零件由于收缩造成的弯曲变形。 1.5联接变元 联接变元指的是在设计过程中应该注意元素的两个方面:一方面,我们需要确定元素联接方法的改变。例如,工作中常见的焊接、热熔连接等;另一方面,我们需要研究针对任意一种联接方式的不同类型的联接结构的创新,进而得到不同类型的方案。例如,儿童玩具在设计过程中要尽量做到安全联接,我们可以设计成卡扣联接方式,这样不容易出现小孩误食螺丝的现象。 1.6尺寸变元 尺寸变元指的是高度、宽度、直线度、弯曲度等方面的内容。技术人员在针对这些元素进行创新设计时,一般侧重于改变零件的尺寸。完成对机械系统构件完善的目的。例如,技术人员想提升粉碎机的物料目数,针对动力副在整体机构上的相对位置做出了改变,进而完成了粉碎目数的提升,效果是原来的2倍。 1.7工艺变元 设计和工艺的关系是相互衔接和相辅相成的。每种零部件的加工方法和制造工艺各不相同,各类零部件与设备的加工和制造质量、生产周期、成本和使用年限也千差万别,进而制约着设备产品的构造。按照相应产品的工艺特性,结合使用以上7类变元,按照进行根据所设计机械产品的特点,灵活地运用上述7个变元,同时设计者依据所具备的知识、经验,运用创造性思维方法,如类比、推理、归纳、模拟、想象、直觉及灵感等,可构思出很多种结构方案。 2精密仪器与精密机械结构创新的必要性 当今社会是科技高速发展的时代,测量设备和机械构造的设计理念和方式都进行着完善和提升。如何让青年人可以快速的适应企业对适应性和才能的要求,成为我们大家亟待思考的问题。因此,在进行实习设计的课程教学过程中,引入前沿的、适应企业需求的人才培养方法和相应的实习方式和装备变成了必须考虑的问题。所有的测量设备或控制装置都具有相应的适应所在系统需求的系统或构造,那么在测量设备、控制装置确定的机械结构设计需求的基础上,如何使用先进的设计思路和多种类型的机械构造构件进行优化整合,建造适应系统需求的高端机械构件,是我们当前工程设计的重要方法。根据企业对人员的需求,按照建造机械系统和构造的整个阶段,依据以往的经验,侧重对机械设计的基础内容、方式、理念的研究;注重对系统构造的探索;注重研究、分析问题的方式方法和创新水平的提升。建立一整套面向企业所需求的能够操作精密设备和高科技仪器人才的培养方式非常重要。 3结构方案的评价与优化 为了得到最优化的方案,我们针对所有的方案都进行了全面的分析研究,按照模糊综合评价的方法实现所有方案的评判。首先选定的评判指标是在构造方案的性能标准、经济效益、可实现性、保养维修以及技术性能等方面进行选取。通过这种全面的评价方式在所有方案中选择出最适合的方案。其次是在完成上述评价之后,针对整个系统中主要的零件和构件建立模型,通过对数学模型的的计算完成模型的优化设计。在建立数学模型的过程中,完善数学模型以达到尽量复合机构的运动特征,这样的数学模型得到的数据结果能够为机械结构的研究分析和产品优化提供更为真实准确度数据,最终实现产品结构的最佳结构设计。数学模型可以表达机械构造中的各类变元,但是也有一些变化是不能够或者较难描述。当我们在优化设计中过度的依靠数学模型的数据,那么我们就被模型所局限而不能实现真正意义上的完善合理的优化设计,同时也很难被应用在实践当中。另外,我们还应该针对机械结构中的主要零件或者构件进行可靠性和有限元方面的研究分析,针对机械系统中的转动件和力矩分析,来实现从多角度为机械设备结构进行全方位的优化分析,来实现优化设计的创新研究。 作者:董立占 单位:黑龙江农业职业技术学院 机械创新设计论文:培养机械创新设计能力教学方法探析 一、教学内容的设置 自动机械是指自动化程度较高的机械系统,其教学内容与“机械系统设计”类似。要培养创新能力,必须先具备坚实的基础理论和设计方法,因此我们根据自动机械与一般的机械系统相比,有自动化程度高、结构复杂等特点,在教学内容上以自动机械的四大结构组成部分,即驱动系统、传动系统、执行机构和控制系统为主要内容展开,着重共性问题,力求照顾到系统性和完整性,深入阐述了自动机械设计中普遍性的理论问题,重点分析自动机械中普遍应用的机构、装置的设计原理和方法以及现代控制技术,注重机械设计与现代机械设计理论和方法相结合,同时列举了大量实例,力求做到理论联系实际,突出专业特色和现代科学技术发展水平。课程内容不仅体现传统的机械及其设计方法,还体现了现代自动机械及其制造技术的新进展和现代设计方法的新应用,注重教学内容的更新。我们主要参考了崔久浩的“自动机械设计”一书,编辑出版了“自动机械设计”教材,在基本内容上比一般的“机械系统设计”教材更全面和丰富。在教学中,力求把发明创新意识贯穿于整个教学过程。教学过程中除了上述主要内容外,充分利用多媒体教学手段,通过大量的自动机械和机构的工作视频和照片提高教学效率,创造视觉的新感受,增强感性认识,激发学生的学习兴趣和热情,同时有效提高了教学效果和学生的知识面。在教学过程中,注重自动机械各组成部份的基本工作原理、结构特点和设计方法,淡化理论模型和推导。利用启发式、提问式、反问式等方法,激发学生的创造性和想象力,提高综合应用所学知识进行机械设计、探索新知识、新技术、开发新的机械产品的能力和水平。推荐并组织学生观看中央电视台的“我爱发明”节目,提高发明创造的兴趣,学习发明创造的一般思路和方法。支持鼓励学生参与教师发明专利的申请工作。增加课堂讨论环节,设计能激发学生发明创新意识的讨论题。例如:原理方案设计时,每组提出至少3种机器,每种机器采用两种以上的原理实现其功能。总体设计时,以小型代步工具为例,不限定条件,发挥学生的创造性,分组提出方案并讨论其特点和可行性。在讲述执行机构有关内容时,让学生提出分解用机器代替手工操作的动作,并提出可能实现这些动作的机构或组合机构并加以比较。在讲间歇机构和供料机构时,提示学生生活中可能应用的场合并让学生注意观察后,讨论为什么在此场合会应用此机构,是否可用其他机构代替,如果能用其他机构代替,就有可能创新发明新的装置或机器。另外,鼓励学生参加山东省机电产品创新大赛等各类校、省、全国创新大赛,并可在讨论课中做专题讨论论证方案,指导学生充分发挥想象力和创造性开发新的机械产品。在历年“山东省大学生机电产品创新设计竞赛”中获得了多个一等奖,在其他创新竞赛中也屡创佳绩。 二、考试考核方式的多样化 考试考核目标是使学生在掌握基本理论、基本知识和基本技能的基础上,增强职业素养与专业技能,提高分析问题及解决问题的能力,成为具有较强创新意识和实践能力的高技能人才。考试考核以有利于学生运用知识能力、实际工作能力和创新能力的培养,有利于学生学习方法的改变为指导思想,使教学工作的重点落实到学生创新能力的培养和自身素质的提高上。为了激励学生学习兴趣和创新性,笔者设计了以下考试考核方式。 1.大作业。分组整理讨论课中的讨论结果以及新的创新想法方案形成大作业,内容可是完整机械,也可是关键机构、部件;时间可从课程开始到最后笔试之前,期间还可通过邮件、QQ和微信以及校优秀课程网等及时得到教师的指导。 2.答辩式。建立具有综合性、适宜答辩的试题库,成立答辩小组,答辩小组由至少3位教师组成,可包括助课研究生。考核时每个学生按顺序先后随机抽取题目,准备10分钟。准备时可翻阅参考资料以及和同学讨论,此时学生参与讨论的积极性非常高,不仅有利于抽到考题的学生掌握该知识,也使参与讨论的学生学习掌握了考题中的知识点,每个学生表面上是考核自己抽到的有限的考题,实际上在整个考核过程中,参与了几乎全部学生的考题准备,从而将考试变成了学生积极主动的学习、交流、巩固所学内容的过程,学生不再是应付考试,厌烦、害怕考试,同时也锻炼了学生综合利用所学知识、收集资料、口头表达的能力以及答辩和应变能力等,有利于将来找工作时的面试,这使得学生的收益是全方位的。 3.笔试。笔试在课程结束后,时间由学校统一安排,主要考核基本概念和理论。创新发明必须在掌握扎实的机械设计基本概念和理论基础上,因此,掌握这些概念非常重要。例如自动机械生产率的概念、评价工作性能的指标等。 三、紧密结合实际应用的课程设计 课程设计是自动机械设计课程的一个重要教学环节,是培养学生独立运用所学知识、综合分析和解决工程实际问题能力的重要教学步骤,为学生将来从事工程技术工作和毕业设计打下良好的基础。在此教学环节中,学生可将所学的自动机械设计知识应用于设计中,这是有效的练兵和检验,同时还可以提高、巩固教学效果的环节。因此,我们要紧密结合实际应用进一步加强培养学生的机械创新能力,使学生在课堂教学环节中的创新性想法得以进一步实现,距实际应用更进一步。注重培养大学生的创新设计能力、综合设计能力与团队协作精神。 1.课程设计内容。在自动机械的四大结构组成部分,即驱动系统、传动系统、执行机构和控制系统中,驱动系统通常为选型设计,包括在总体设计的内容中,不单独作为课程设计题目,控制系统涉及电气电子液压、计算机等相关的学科知识较深,在课程设计中我们将这部分作为选做内容。因此,课程设计的主要内容包括传动系统、执行机构和总体设计三种。比较复杂的机械3个人一组,自由组合,每人主要负责一部分内容,其中总体设计的学生由小组成员推荐选举产生并担任组长,除了自己承担的内容外还要负责协调3个人的方案应能满足整机的任务书要求,完整一致。各种题目的具体内容如下是。(1)自动机械总体方案设计。①根据给定机械的工作要求,确定实现功能要求的原理方案。②根据原理方案确定工艺方案。③确定工作循环时间,拟定机械的工作循环图。④确定采用的动力形式、总体布置、总体结构来设计机架。(2)执行机构设计。①参与原理方案和工艺过程的设计。分析确定工艺操作动作、顺序、运动形式和运动规律。②拟定机构的选型与组合方案,提出多个方案分析并选择最佳的。③机构的设计计算,主要构件的运动分析、仿真等。④机构的结构设计,画机构简图,包括运动轨迹、极限位置图。(3)自动机械传动系统设计。①参与原理方案和工艺过程的设计。分析工艺操作动作、各机构运动形式和运动规律选择动力机。②确定传动机构方案和采用的传动形式,分析传动效率和传动精度,提出多个方案并分析选择最佳的。③传动比分配、设计计算,主要零件的强度校核。④传动系统结构设计,画传动系统结构图。 2.课程设计题目。笔者精心设计了多于学生人数的课程设计题目和相应的任务书,制定了课程设计大纲和指导书。学生选题具有灵活性,可从给定的题目中选题,也鼓励自选题目。学生自选题目要经过论证方可作为课程设计题目并有一定的加分,同时要与教师的科研以及各种创新竞赛题目紧密结合,有效激发学生的学习兴趣和参与的积极性、主动性。山东省大学生机电产品创新设计竞赛每年暑期进行,而自动机械课程设计正好是每学年的第二学期,可以说这个学期是学生申请准备方案、进行结构设计的阶段。采取提前选题的方法可以使学生在上课期间有目的的听课,有充分的时间酝酿设计方案,使自动机械课程设计教学环节不局限于培养方案中设置的1周时间,有效地提高了课程设计的质量和效果,有些题目最后还申请了发明专利。“用于大粒种子的精密排种器”、“家用瓜子去皮机”、“顶尖可收集式仿形棉花打顶机”等项目就获得了山东省大学生机电产品创新设计竞赛的一等奖。 四、结语 “自动机械设计”是一门实践性较强的专业课,对培养学生机械创新能力起着重要作用。因此,笔者在整个教学环节中,始终贯穿创新意识,调动鼓励学生学习的积极性、主动性,开发创新思维,并取得了良好的教学效果。 作者:宋井玲 夏连明 孙霞 单位:山东理工大学 机械创新设计论文:人机协同的机械产品创新设计研究 1机械产品概念设计行为机理研究 机械产品创新的优秀在于构思产品的创新概念。产品概念设计决定性地影响后续的产品详细设计、产品生产开发、产品市场开发以及企业经营战略目标的实现。一旦概念设计被确定,产品设计的60%~70%也就确定了。因而,产品概念设计成为设计过程中最重要、最复杂,最不确定的设计阶段。机械产品概念设计是一个创造性问题求解过程,其主要特征是初始状态定义不良。只有弄清楚设计者在创新设计过程中到底是如何进行认知操作的,才能更好的理解创新设计过程,并为该过程建立有效的支持工具。因此,通过结合工程领域的概念设计过程与认知心理学领域的创造性过程,建立面向产品创新的概念设计认知过程模型,该模型的主要作用在于揭示创新设计过程本质,确定影响设计结果的设计资源和设计行为,帮助设计者更好的使用来自于设计领域及认知领域的的创造性工具、方法及技术。以认知科学为基础,机械产品创新设计为对象,实现人机智能协同设计为目的,研究机械产品概念设计行为机理。首先分析影响创新设计的关键因素,并对这些因素进行归类分析,确定可以通过外部资源得以促进的可控因素;其次,对创造性概念设计过程中的关键认知行为、信息传递、信息操作及认知回路进行分析,并基于此建立有利于创新实现的一般设计过程,为建立计算机辅助设计系统的概念平台奠定基础。 2人机智能协同的内在机理研究 利用计算机技术、信息技术及智能技术实现概念设计行为机理研究结果的具体方法,从而建立人机智能协同的模式。首先,根据信息加工理论,分析从刺激的选择和注意,到对刺激意义的理解,工作记忆对信息的存储并进行加工处理,长时记忆的形成和使用,对创新设计的影响,确定人机智能协同应遵循的原则;其次,为影响创新设计的可控因素寻找利用机器智能实现的方法;最后,研究利用计算机技术实现创新认知规律的方法。 3计算机辅助机械产品创新设计原型系统研究 计算机辅助机械产品创新设计系统是认知科学、信息技术、设计理论与方法的会聚平台,也是创新设计的工作平台。该系统主要由知识库系统、信息检索系统、概念设计空间及创造性思维方法等部分构成,其关键作用是在产品的概念设计阶段、方案设计阶段为设计者提供有用的工具,并实现与设计者之间的智能交互,从而提高设计者的创新设计能力。在本研究方案中,原型系统的逻辑体系结构共分为三层:界面层、应用程序服务器层、资源层。 4结束语 概念设计是产品设计过程中最富有创造性的阶段,产品概念设计的质量和效率决定了产品的性能、质量和市场竞争力,人机协同的研究不以追求全自动化为目标,而代之以人机分工与合作的最佳化,其目的是为了开发实用的、支持设计人员进行产品创新的概念设计系统,从而提高我国企业的产品自主创新能力和快速产品开发能力。笔者在研究了概念设计的创新特点和创新层次的基础上,提出了概念设计认知机理方案、人机智能协同内在机理方案、概念设计创新策略方案、计算机辅助机械产品创新设计原型系统研究方案,对创新概念设计的研究具有一定的推动作用。 作者:廖瞞志 陈琪 伍倪燕 单位:宜宾职业技术学院 机械创新设计论文:变元法的机械结构创新设计研究 1机械结构设计创新设计的重要性 随着社会经济的不断发展,我们机械制造技术发展也极为迅速,而且,机械制造是我国重大生产行业之一,对推动我国经济发展有着极大的作用[1]。但是,我国作为一个机械制造大国,在机械结构设计上却欠缺太多,很多机械制造都是模仿其他发达国家的机械设计工艺来进行生产的,虽然一些机械结构设计也发生了改变,而从本质上却依然没有太大的变动,缺乏自主创新设计,一直引用技术会造成我国的机械结构设计会随着发达国家的后面走,无法将其真正的超越,而且,很多机械企业认为创建机械研发中心较为奢侈,这样的思想很难为我国的经济发展、科技发展带来更大的推动作用。我国作为一个经济大国、机械制造大国,不能仅将目光停留在机械的生产制造中,更应将目光放在机械结构设计的创新上,同时要保证机械设计创新不能过于死板,单纯的按照其他机械设计进行修修改改的很难从实质进行改变,需要从机械结构、系统等全方位进行创新,同时,还要注重机械结构设计创新人才的培养,这才是机械结构设计创新发展的根本,而且,通过不断的对机械结构设计的创新,对促进我国经济发展、科技发展有着极大的作用,更有利于早日超过西方一些发达国家的机械科技水平,从而成为世界机械结构设计创新的“领跑人”。 2机械结构设计中的创新设计 机械结构设计中的创新设计,应切实的走上创新道路,按照科学理论的推理,对其进行科学的设想、勇敢去实践,这样才能实现对机械结构设计的创新目的。变元法是机械结构设计创新设计的重要方法之一,而且,变元法的应用范围也极为广泛,能够给设计人员带来一定的创新思路,主要是对产品的关键点进行考虑,再对各个关键点的设计进行论证和调整,从而实现对机械结构设计方案的调整,去除以往机械结构设计的老套方案,提升机械结构设计效果,达到对结构设计的创新目的,具体分析如下。 2.1尺寸的变元 机械结构设计中涉及到的零部件较多,而且,各项零部件结构的形状有着很大的差异性,每个机械结构尺寸、形状等参数都会根据机械使用的情况进行相应的设定,从而实现机械运行的相应功能[2]。利用变元法对机械结构各个零部件尺寸进行变元设计,实现对形状、尺寸等参数进行优化的目的,不断的提升机械的运行效果。另外,在尺寸变元的基础上,可以对机械结构形态、尺寸等进行创新,主要结合机械市场的发展形势、机械的使用趋势等来实现对机械结构的创新目的。 2.2材料的变元 机械结构设计中应用到的材料种类极为繁多,各部分结构都会结合使用情况的不同采取不同的原材料制成,而且每个零部件材料加工的方式也有所不同,同样材料在加工不同零件的情况下也可能出现不同的加工方式,而最终的目的是要通过合理的加工方式来将材料的最佳效能发挥出来,这样才能有效的提高机械的使用效率[3]。变元法中所提到的材料变元,主要根据对材料的变元方式来实现对机械结构设计的创新和研究。例如,在对一种材料进行加工的过程中,如果想得到理想的刚性材料的作用,需要将这类刚性材料应用到相应的部件,也可以说,对机械结构的设计,需要根据材料的性能来进行相应的调整。因此说,在对机械结构设计创新的过程中,必须注重材料的性能发挥,这样才能更好的完成机械结构的创新设计。 2.3工艺的变元 加工工艺技术对机械结构设计的创新有着极大的作用,机械的任何结构在完成理想设计之前,都必须有着可靠的加工工艺作为支持,这样才能有效的提高机械结构创新的效果[4]。变元法中所提到的工艺变元主要是根据工艺技术选择的不同,来实现对各个元器件产生相应的作用,从而实现对机械整个结构产生作用。工艺手段与结构尺寸、材料性能等变元有着很大的差异性,工艺手段选取和使用的合理性,直接影响到机械结构的质量和性能,因此,机械结构创新设计必须对工艺手段进行创新设计,利用新颖的工艺手段来确保机械结构设计的创新性。 3结语 综上所述,随着社会经济的不断发展,机械行业的发展也极为迅速,但是,我国作为一个机械制造大国,在机械结构创新设计领域做的并不好,总是去模仿一些发达国家的机械设计,不利于我国经济的快速发展,因此,应加强对机械结构设计的创新,才能对我国经济发展起到推进的作用。通过本文对机械结构设计中的创新设计分析,作者结合自身多年的工作经验,以及自身对机械结构创新设计的了解,主要从机械结构创新设计的尺寸的变元、材料的变元、工艺的变元等几方面内容进行分析,希望通过本文的分析,对提高我国机械结构创新设计效率给予一定的启发。 作者:孙艳芬 单位:江苏省常州机电职业技术学院 机械创新设计论文:机械加工机床的创新设计探索 工具箱的上盖和箱底是采用焊接的方式和箱内部框架连接固定在一起的。最后,工具箱底部的4个万向脚轮和固定支撑是通过焊接的方式固定连接在箱底上的,万向脚轮的作用是可以任意方向移动工具箱,而固定支撑则可以根据需要将其固定在现有位置上,防止接触过程中的工具箱移动。工具箱具体设计分析将工具箱整体分为4层,第1层可以放置部分轻型物品;第2层放置加力杠、扳手等物品;第3层放置中心钻、顶尖等重型物品;第4层则可以放置操作人员的手套、工作服等日常用品。在底部安装4个代步轮子,便于工具箱的移动。(1)上箱门的改进设计。工具箱的上箱门,也可代替第一层的盖子,并且在上箱门的表面应设计凹槽,方便上箱门的开关(充当手柄使用)。另外,在上箱门的背面两边,也可安装一个弹性压条,用于固定机械加工中所需观察的图纸,这样就方便机床操作人员随时观察图纸数据,进行合理调整。(2)前箱门的改进设计。机械加工机床工具箱主要由上箱门、前箱门以及箱体3个部分组成。箱体主要分为4层,除了第1层之外,其余3层都可以分成3个小部分。每一个部分都可以用作不同物品的放置,例如:工件、工具、日用品(手套、工作服)等。一般来说,前箱门采用折页门的形式,这样方便操作者随时取用、放置工件、量具等。安全是前箱门主要的优点,当操作人员拿出工具后,箱门不会自动打开,人员在附近走动也不会触碰到箱门,这样对人身也是一种保护[2]。 工具箱实际案例。1)框架的设计与建模成型。针对以上阐述,我们设计一个实际的工具箱,以便大家能更加直观地了解到工具箱的构造:工具箱整体框架的高度定为0.9m,总宽度0.35m,总长0.4m。框架总体分为4个层次,从上至下,第1层的高度为0.15m;第2层到第4层各为0.25m。根据工具箱技术设计规范,需要采用砂轮对焊缝处进行打磨,之后再用砂纸打磨表面,将一层腻子刮在表面上,再在表面上均匀地涂抹防锈漆。具体框架样式如。2)底板设计与建模成型。为工具箱中每一层的底板,尺寸要求:长0.4m,宽0.35m,厚0.005m。根据工具箱技术设计要求,应先刮一层腻子在层底表面,再均匀地涂抹防锈漆。(4)万向脚轮的尺寸与选择。由于万向脚轮属于标准件,可以在市场上购买到。万向脚轮是车轮安装在具有偏心距的支架上,该支架能自由地绕铅垂几何轴线转动。工业脚轮具体见WP13B-50×20,GB/T14688。材料的选择及零件间的配合(1)材料的选择。根据力学的要求以及实际设计中遇到的情况,最终选择45钢来制作工具箱的两扇门,工具箱的箱盖、内部框架、箱底、固定支撑等均采用Q235。(2)零件间的配合连接。箱底层和万向脚轮可以进行固定支撑之间的配合调整。这3个零件需要通过焊接的方式连接在一起,框架与箱底层、层板和框架之间、框架与层挡板之间也是采用焊接方式。在顶层板、内门、外门以及箱底层之间都需要留出一定的间隙,用做门的旋转和打开。 现在采用的是推拉门;从工具箱脚来看,原来采用的是固定腿,现在使用的是4个代步轮;从层板来看,原先平板是方形,现在采用的是凹槽状板。工具箱设计的完成,不仅可保障机床操作人员的人身安全,避免以往设计中工件、器具掉落对人员的伤害;另外,新型工具箱可方便地随意移动,大幅提升了工具箱的使用效率,从而更好地为提升了为机械加工机床服务的效率,逐渐地转变为直接经济效益。总之,为了更好地满足机械机床加工的要求,新型工具箱就要考虑到以下几方面技术:(1)工具箱主要由上箱门、前箱门、箱体这3个部分组成;(2)整体分成4层,每一层分为3个小部分,以便工具位置的明确;(3)安装脚轮不仅可固定摆放,也可随意移动箱体。如此的改进设计,不仅可避免以往的工具箱设计为机械加工机床操作带来的不便,也能维护人身安全,更好地为机械加工服务。 作者:胡军 单位:常德烟草机械有限责任公司 机械创新设计论文:浅谈创新设计理念对大学生机械设计能力的培养 摘要:大学生创新理念对大学生机械设计能力的培养越来越重要,因此,如何培养大学生的创新能力成为教育关注的热点,加强对大学生创新能力的培养,已经成为我国高等院校的重要课题,此外,大学生的机械设计创新大赛也在一方面体现着各高校学生的创新能力。从创新设计理念的概念着手,分析我国当代大学生在创新设计上面的不足,创新设计理念对机械设计的重要性以及如何培养大学生的创新能力,简单探讨创新设计理念对大学生机械能力培养的作用。 关键词:机械设计能力;创新设计理念;大学生 h随着大数据时代的到来,我国需要紧紧跟随世界发展速度,建设创新型国家,从制造大国转变为创造大国,由此导致我国的创新型人才极度缺乏。如今,培养具有实践能力和创新精神的人才是我国教育改革的重要任务,也是教育改革的一大方向。现在我国的各大高校正探究人才培养的有效措施,不断加大对人才培养的资金支持和教学设施改进。积极培养初创型人才,培养具有创新能力和创新意识的高技术人才,是我国教育的重要任务目标之一。 一、创新设计理念 概述和机械大赛的作用创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类已有的科研成果进行创新构思,设计出具有新颖性、创造性、科学性以及实用成果性的一种实践活动。在机械设计能力中如果将创新理念与其相互结合,将会把艺术、社会、技术、文化等融在设计之中,从而创造出实用性的新产品。为了培养大学生的创新意识、实践能力和合作精神,强化学生综合能力的培养和基础知识,在2000年开始,全国大学生机械大赛就开始举办,在各大高校中,机械创新受到广大教师领导的重视。教育部部长早就指出创新是发展的根本,没有创新就没有发展;设计决定着产品的功能、寿命;机械决定着一个国家工业的发展程度[1]。学生通过参加大赛一方面提高学生的创新设计能力,一方面增强学生的创新意识,让学生将理论转化为实际经验。为国家培养创新型人才,使创新的理念成为学术界的潮流,将比赛中创新的理念和理论知识用到生活中,激发大学生创新潜能,提高大学生的实际动手能力。 二、大学生创新设计的不足 1.高校的师资力量不足 教育的改革是在教师,学生创新能力的培养也是在教师,因此,教师教学水平的高低会直接影响到学生的创新能力。培养学生的创新意识,需要教师不能单调古板,反而要有着强大的创新激情,严谨的学习态度和雄厚的学术功底。但是即使有这样的教学资源,学生的创新意识仍然不足,一方面是由于指导学生进行机械设计仍然有一定的难度,另一方面就是我们的创新教学仍处于开始阶段,没有什么经验可以借鉴。机械创新设计大赛的实践能力很强,学生要在短时间里拿出作品是有一定的难度,而且青年教师的经验缺乏,没有专业的专家指导很难实现机械设计的创新。 2.学生的知识储备不够,创新意识也十分薄弱 在中国传统的教育制度所培养的学生只会考试、死读书。不会临机应变,独立自主的学习;在这样的教学之下,学生学习的主动性和积极性不高而其思考能力也十分有限,严重地限制了创新型人才发展,试问这样如何让学生有自己的创新理念?尤其是我国大学的应试化教育更是阻碍学生发展,使学生在大学学习期间学到知识有限,思想十分僵硬。在机械设计大赛的参与中,大部分为高中生,并没有系统地学习专业课,基础课也只是刚刚学完,学生也不能灵活地将所学到的知识运用到实践中去。因此,在学生参加机械设计大赛的时候,虽然积极性很高,但随着机械的加工制作,学生并不能靠自己的能力来解决困难,这时候学生就会出现厌恶的情绪,放弃参加比赛的机会。而且,高中生的责任感并不是很强,真正参加到最后比赛中的学生少之又少。 三、创新设计理念对机械设计的重要性 在机械设计中,如果单纯地依靠课本上原先的设计材料,无法将机械制造的理论和实践发挥到最大用处,因此,在机械设计中创新理念是机械设计的优秀,一个设计产品,如果仅依靠模仿其他人,是无法实现其原本的价值,只有将自己的创新理念与自己的机械设计相互融合,创造出属于自己的产品,才能在一定程度上反映自己是一名合格的创新型人才,由此可见,创新理念在机械设计中是十分重要的[2]。相对而言,创新的机械设计产品也在一定程度上帮助自己促进全脑的开发,因为人是通过感觉系统来感知外界信息的,如果在设计的过程中有不同的信息由大脑中不同的通道进入人体的反射神经中,那么大量的信息就会刺激脑细胞生长,使人脑得到良好的塑造;另外我们所接收的信息分为直接信息和间接信息,直接信息是我们通过自己的大脑根据实际经验总结出来的对大自然的认知,而间接信息就属于外界告知或者他人总结出来写在书本上的,例如我们课本的学习和老师的授课都属于间接信息。在大脑接收间接信息和直接信息的过程中,大脑会将这两种信息有机结合,帮助促进大脑的发展。就像我们在进行机械设计的过程中,利用书本的知识和自己对知识的理解来对产品进行创新一样。总而言之,通过参加机械设计大赛,通过自己动手制作加工产品的过程,会在一定程度上培养大学生自主创新的能力。 四、如何培养大学生创新能力 1.积极参加创新活动 积极参加全国或者高校组织的创新设计活动,培养自己的创新理念。或者在各大高校内由学生自己组织创新活动,让学生自己去大胆地尝试、创新,让学生自己在活动中积极发散思维,激发学生的创新能力,培养学生的创新人格。至于没有机会参加机械大赛的同学可以到比赛座位观看比赛,一方面增长自己的机械设计见识;另一方面可以吸取参赛队员的经验和创新设计。通过总结来增强自己的创新能力。 2.建立合理制度 学校领导要重视创新活动的组织,让学校中更多的学生一起参与机械设计的活动中来,并且为活动提供良好的比赛氛围,建立合理的奖励机制。这样有助于调动学生创新的积极性。例如,在机械设计大赛中的一些学生获奖之后给予一定的奖励或者加分。建立类似的激励政策有利于鼓励学生创新,另一方面也为培养创新型人才作出了一定的贡献[3]。 3.重视学生的个性发展,系统教学 由于对创新的了解不强,但对本专业的知识比较了解,因此,学校对初次参加机械大赛的学生开设了许多与创新相关的选修专业课,甚至允许学生跨专业、跨系来学习各种课程,便于学生进行综合性极强的学科训练。另外还为提高学生的创造性思维,开设了许多的心理学、思维科学、通识教育等科目。还将各种提高自身创新能力的方法在课堂上一一展现出来,例如,探索规律的现代科学创造法、重视分析的思维创新法、扩展思路的发散思维法、强化动因的群体机制创新创造法。不仅仅学生需要创新理念,学校、教师也需要学习。转变教学观念,教授学生正确的学生观。要把学生当做有丰富个性、创造潜能的主体,而不是看做一个被学校管理的对象和灌输知识的机器。通过制定适当的教学目标,经常参加机械创新设计类的赛事,将学生的个性和创新能力充分发挥出来。 4.建立专业场地学校 一方面要支持学生进行创新设计,另一方面要积极拨款,主动建立创新基地,购买创新需要的活动设备和仪器,同时还有有相关的管理人员对这些场地和设施进行监督管理,防止学生因使用错误而导致受伤,或者学生的故意破坏等意外事故。保证这些基地和设备在合适的时间开放,使学生充分利用空闲时间,有针对性地培养自己的创新意识。提高学生参与机械设计活动的自觉性、积极性、主动性。 五、结语 由上文可知,我国在创新人才培养上面还存在着许多欠缺,要想提高大学生的机械设计能力就需要我国在创新设计理念培养上面继续改进,培养大学生的创新意识、实践能力和合作精神,积极参加全国举办的大学生机械创新大赛,在比赛中获得灵感,在比赛中寻找自己的不足,大学生要重视创新理念的自身培养,学生之间相互交流,相互合作。积极阅读课外书籍,培养自己的创新意识才有助于增强自己的机械设计能力。 作者:陈璜 单位:集美大学 机械创新设计论文:机械创新设计能力的教学 一、考试考核方式的多样化 1.答辩式。建立具有综合性、适宜答辩的试题库,成立答辩小组,答辩小组由至少3位教师组成,可包括助课研究生。考核时每个学生按顺序先后随机抽取题目,准备10分钟。准备时可翻阅参考资料以及和同学讨论,此时学生参与讨论的积极性非常高,不仅有利于抽到考题的学生掌握该知识,也使参与讨论的学生学习掌握了考题中的知识点,每个学生表面上是考核自己抽到的有限的考题,实际上在整个考核过程中,参与了几乎全部学生的考题准备,从而将考试变成了学生积极主动的学习、交流、巩固所学内容的过程,学生不再是应付考试,厌烦、害怕考试,同时也锻炼了学生综合利用所学知识、收集资料、口头表达的能力以及答辩和应变能力等,有利于将来找工作时的面试,这使得学生的收益是全方位的。 2.笔试。笔试在课程结束后,时间由学校统一安排,主要考核基本概念和理论。创新发明必须在掌握扎实的机械设计基本概念和理论基础上,因此,掌握这些概念非常重要。例如自动机械生产率的概念、评价工作性能的指标等。 二、紧密结合实际应用的课程设计 课程设计是自动机械设计课程的一个重要教学环节,是培养学生独立运用所学知识、综合分析和解决工程实际问题能力的重要教学步骤,为学生将来从事工程技术工作和毕业设计打下良好的基础。在此教学环节中,学生可将所学的自动机械设计知识应用于设计中,这是有效的练兵和检验,同时还可以提高、巩固教学效果的环节。因此,我们要紧密结合实际应用进一步加强培养学生的机械创新能力,使学生在课堂教学环节中的创新性想法得以进一步实现,距实际应用更进一步。注重培养大学生的创新设计能力、综合设计能力与团队协作精神。 1.课程设计内容。在自动机械的四大结构组成部分,即驱动系统、传动系统、执行机构和控制系统中,驱动系统通常为选型设计,包括在总体设计的内容中,不单独作为课程设计题目,控制系统涉及电气电子液压、计算机等相关的学科知识较深,在课程设计中我们将这部分作为选做内容。因此,课程设计的主要内容包括传动系统、执行机构和总体设计三种。比较复杂的机械3个人一组,自由组合,每人主要负责一部分内容,其中总体设计的学生由小组成员推荐选举产生并担任组长,除了自己承担的内容外还要负责协调3个人的方案应能满足整机的任务书要求,完整一致。各种题目的具体内容如下是。(1)自动机械总体方案设计。①根据给定机械的工作要求,确定实现功能要求的原理方案。②根据原理方案确定工艺方案。③确定工作循环时间,拟定机械的工作循环图。④确定采用的动力形式、总体布置、总体结构来设计机架。(2)执行机构设计。①参与原理方案和工艺过程的设计。分析确定工艺操作动作、顺序、运动形式和运动规律。②拟定机构的选型与组合方案,提出多个方案分析并选择最佳的。③机构的设计计算,主要构件的运动分析、仿真等。④机构的结构设计,画机构简图,包括运动轨迹、极限位置图。(3)自动机械传动系统设计。①参与原理方案和工艺过程的设计。分析工艺操作动作、各机构运动形式和运动规律选择动力机。②确定传动机构方案和采用的传动形式,分析传动效率和传动精度,提出多个方案并分析选择最佳的。③传动比分配、设计计算,主要零件的强度校核。④传动系统结构设计,画传动系统结构图。 2.课程设计题目。笔者精心设计了多于学生人数的课程设计题目和相应的任务书,制定了课程设计大纲和指导书。学生选题具有灵活性,可从给定的题目中选题,也鼓励自选题目。学生自选题目要经过论证方可作为课程设计题目并有一定的加分,同时要与教师的科研以及各种创新竞赛题目紧密结合,有效激发学生的学习兴趣和参与的积极性、主动性。山东省大学生机电产品创新设计竞赛每年暑期进行,而自动机械课程设计正好是每学年的第二学期,可以说这个学期是学生申请准备方案、进行结构设计的阶段。采取提前选题的方法可以使学生在上课期间有目的的听课,有充分的时间酝酿设计方案,使自动机械课程设计教学环节不局限于培养方案中设置的1周时间,有效地提高了课程设计的质量和效果,有些题目最后还申请了发明专利。“用于大粒种子的精密排种器”“、家用瓜子去皮机”、“顶尖可收集式仿形棉花打顶机”等项目就获得了山东省大学生机电产品创新设计竞赛的一等奖。 三、结语 “自动机械设计”是一门实践性较强的专业课,对培养学生机械创新能力起着重要作用。因此,笔者在整个教学环节中,始终贯穿创新意识,调动鼓励学生学习的积极性、主动性,开发创新思维,并取得了良好的教学效果。 作者:宋井玲 夏连明 孙霞 单位:山东理工大学 农业工程与食品科学学院 机械创新设计论文:机械创新设计比赛的实践 全国大学生机械创新设计大赛是经教育部高等教育司批准的面向大学生的群众性科技活动。大赛的目的在于引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新设计意识、综合设计能力与团队协作精神;加强学生动手能力的培养和工程实践的训练,提高学生针对实际需求通过创新思维,进行机械设计和工艺制作等实际工作能力;吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才脱颖而出创造条件。特别是对积极探索机械基础课程教学改革、全面提高课程教学质量和大学生综合素质具有非常重要的作用。大赛自2004年举办以来,在激发学生的学习兴趣、培养创新意识、锻炼学生动手能力和提高教学质量等方面取得了丰硕的成果,因此,很多高校已经将大赛作为创新教育中的一个实践教学环节,并尝试将大赛融入到机械专业教学体系中来[1-2]。 江西理工大学应用科学学院是一所三本性质的独立学院,经过多年的办学实践,培养“应用型”和“创新型”人才已成为学院培养目标[3-4]。依托学科开展多种科技竞赛活动进行创新人才和应用人才的培养是一种行之有效的办法[5]。我院于2008年首次参加了第三届机械创新设计大赛,作品“全自动计量售饭机”获得江西省赛区一等奖,这是江西赛区唯一独立学院获奖作品。改进后的第二代作品代表江西赛区参加全国大赛,荣获二等奖。该作品已申请专利,并有一些企业对此作品很感兴趣,计划进行市场开发。在首次参加比赛就取得较好成绩的基础上,我们积极备战,2010年携3项作品参加了全国第四届机械创新设计大赛江西赛区选拔赛,作品“机械手式机井救援机”获江西省一等奖,“土壤灭火器”获三等奖,“球型抗风暴救生艇”获优胜奖。“机械手式机井救援机”作为江西省选送项目参加全国比赛,并获二等奖。成绩的取得,来源于学生、教师、学校各方面的努力和坚持。在参赛过程中,我们分析问题,总结经验,制定出一套行之有效的操作模式。 一、以赛促学,调动学生学习积极性,激励学生创新欲望 独立学院的学生整体素质与重点高校相比有较大的差距,与省属本科院校相比也有一定的差距。学生的学习兴趣不高,厌学情绪较大,部分学习较主动的学生也容易被大环境同化。在课堂教学过程中,学生总是处于被动状态,很难发挥主观能动性,学习兴趣提不起来。为了更好将大赛融入到学生的学习生活中,以赛促学,我们进行了如下举措: (一)成立机械创新协会当今大学生对学习兴趣不浓厚,但对社团活动却情有独钟。在机械创新设计大赛组织实施过程中,学院利用学生心理作用于2008年成立了机械创新协会,吸引了一批对机械创新有兴趣的学生,在课余时间以科研兴趣小组为单位开展课外实践活动,包括创新课题讨论、校外实习基地参观、小产品制作、基本加工技能培训、学术报告等。实践活动中,教师以创新理念引导学生,为学生提供了足够的思维发展空间,放手让学生大胆尝试,充分培养学生的创新思维能力、自学能力和动手能力。学生通过课外实践活动,加强了团队合作意识,拓宽了机械创新基础知识面。 (二)建立专用实验室固定的实验场所是顺利开展课外实践活动的基本保障。江西理工大学应用科学学院在实验楼建立专门实验室供学生使用。此实验室由机械创新协会管理,配备专门指导教师和常用加工工具如老虎钳、扳手、电锯、小型钻床等,并与学院实训中心建立联系,利用实训中心现有设备进行机械零部件加工并完成创新小产品的制作。这样学生可以充分利用课余时间,有计划地开展实践活动,避免了受常规实践教学的干扰,提高了学生参与课外实践活动的自觉性和主动性。 (三)定期开展学术报告和专业讲座针对机械爱好者定期开设系列讲座如:机械设计与创新能力培养、机械制造技术现状与发展趋势、传感检测技术在机电产品中的应用、单片机技术应用现状与发展趋势等,涉及设计方法、先进制造技术、测试技术、控制理论等专业技术方面知识。通过启发式、讨论式等多种方式,调动学生的积极性,引导学生思考,激发学生的创造性思维。还有一类报告是由学生自己主持的,由已毕业返校的校友和参加过往届比赛的学生讲述自己的经验,并对学弟学妹提出期望和告诫。系列讲座和学术报告的开设,拓宽了学生的基础,扩大了学生的知识面,培养了学生的创新思维,激励了学生的创新欲望。 二、以赛促教,加强教师队伍建设 教师是培养学生的关键,优秀的指导教师不仅应有较高的理论水平,更需具备较强的动手能力和丰富的实践经验。江西理工大学应用科学学院是2001年组建的独立学院,师资队伍结构不太合理,年轻教师居多,这些教师大多是毕业后直接进入学校参加教学和管理工作,动手能力和实践经验都有欠缺。机械创新设计比赛周期很长,从项目创意、立项、方案设计、具体零部件设计、加工制作、试验调试到参赛答辩准备等工作,需要指导教师长时间关注指导项目,并对指导教师的综合能力提出较高的要求。针对以上问题,学院在教师培养和提高教师综合素质方面做了很多工作。 (一)加强教师培训江西理工大学历来重视对青年教师的培训工作,通过多种途径来提高教师的水平。针对机械创新设计大赛,安排《机械设计》《机械加工工艺》《机电传动控制》《液压传动》等课程教师参加了教育部高等教育司举办的高校教师网络培训,通过学习先进教学理念和教学技法,借鉴其他院校的教学经验来改变教学观念,提高教学水平。鉴于青年教师实践经验欠缺、动手能力较差等因素,每年利用寒暑假时间,联系实习单位,送教师到工厂和企业进行实地培训,专门针对加工工艺、数控加工等专业操作进行培训。另外,还与本地的多家机械加工企业建立校企合作,定期派教师到生产一线去进行实践,并在合作单位与工人师傅共同指导完成《机械加工工艺课程设计》等实践环节。 (二)丰富课堂教学内容,创新实验教学现如今大学教育还是以课堂教学为主的教育模式,因此课堂教学水平的高低反映了学校的建设水平。江西理工大学应用科学学院针对机械创新设计大赛,丰富《机械原理》《机械设计》等基础课程的教学内容[6-7]。利用校内实训基地、功能实验室和机械创新设计大赛,形成有较强工程背景的教学环境,使直观式教学、现场式教学方式的采用如鱼得水。在这样的教学环境下,通过一系列以机械产品为对象的实训项目,以及采用大量的源于生活、源于生产一线的案例,使教学内容注入更多的工程因素,达到基本知识、基本理论与工程实际紧密结合的目的。为了培养学生的创新设计能力,在课程建设中对实验室进行扩充,在原有传统机械零件模型和机构模型基础上,进行机构创新、轴系创新、机械系统创意组合和慧鱼创新设备的购进,在试验内容上,增加机构创意设计、组合式轴系结构设计、机械传动综合实验等。 (三)建立教师工人相结合指导模式鉴于教师、学生动手能力较差,参赛模型或实物制作过程比较困难这一问题,结合江西理工大学实际情况,制定了教师工人相结合的指导模式。学院的目标是培养应用型人才,因此在实习环境的投入上比较大。学院有完整的金工实习工厂,其中包含了机加工的全部工种:钳、车、焊、热处理和数控机床加工,并配备经验丰富的生产工人进行实习指导。利用学院现有优势,在参赛初期的选题和方案设计阶段由教师指导完成,在模型或样机的加工制作阶段,由教师和工人共同指导,学生具体操作完成零部件的加工和参赛样机的装配。 三、以赛促改,制定科学的教学计划 机械创新设计大赛每两年一次,不利于学校教学计划的安排,难以保证每届学生都有机会参加;比赛筹备时间太长,从题目的公布到参加地区预赛要一年多时间,容易与正常的课程教学相冲突;大赛没有纳入教学计划,作品的设计、制作场地易与教学相冲突;大赛对学生知识面要求很广,涉及的课程多,包括力学系列课程、机械设计基础系列课程、电工电子、计算机控制、程序设计系列课程、机械加工工艺等,学生在低年级没有掌握好大赛需要的一些基本知识和技能,为了完成比赛任务临时抱佛脚,却又耽误了新课程的学习,高年级学生又忙于考研和找工作没有充足的时间参加大赛。针对这一问题,杨叔子院士在《再论机械创新大赛很重要》的报告中已经提出“:这一大赛不是可有可无,建议纳入个性化教学计划,并从体制上加以保证。”鉴于此问题,江西理工大学应用科学学院进行了系列教学改革。 (一)优化课程体系针对机械创新设计大赛我们已完成省教改课题“培养高素质应用型机械专业人才的综合课程设计改革”(课题编号:JXJG-06-84-1)和校级教改课题“以创新设计大赛为切入点的《机械原理》教学改革”的研究工作。通过两课题的研究在原有教学计划基础上,针对机械创新设计大赛和综合课程设计改革[8],将机械专业09级教学计划中的机械原理课程设计、机械设计课程设计和专业课程设计分别改为机械创新设计(一)、(二)、(三),使之成为连续的实践教学环节,并在课题的设置上,增加创新专题,培养学生的创新意识。在课程设置上,增加了《机械创新设计》选修课程,开设互动式和讨论式教学环节,通过参与课堂教学提高学生学习兴趣、培养学生创新思维、掌握创新方法。在10级教学计划中增加了为期一周的《机械创新实训》实践环节,该实训是基于慧鱼创意组合模型和机构创新组合平台开展的,意在培养学生的创新意识和动手能力。 (二)提供政策保障、建立激励措施学院教学改革的重点是放在实践教学改革方面,因此在实验室建设和开展课题研究上给予大力支持。江西理工大学立足学院实际,专门成立了由分管科研的副院长任组长,由教务办公室主任、各系教学主任组成的大学生科技创新领导小组,对不同渠道、不同学科、不同类型、不同级别的赛事,进行策划、组织和管理,统一协调参赛学生、指导教师、方案评审、作品制作、组织参赛、动员宣传等各项工作,有计划有组织地开展学生课外科技创新活动,参与各类科技竞赛。学校投资140万,正在筹建机械创新实验室、机器人实验室和液压测控试验系统(含机械手等设备)。另外学院每年对大赛设立专项资金支持,保证大赛顺利进行,对参赛老师和学生给予充分的支持和一定的奖励。 四、结语 “以赛促学、以赛促教、以赛促改”是各院校开展各项学科竞赛的初衷。江西理工大学应用科学学院通过参加机械创新设计大赛,促进了教学改革,完成多项教改课题的研究,提高了指导教师的理论水平和创新能力。就学生而言通过参加比赛提高了学习兴趣,培养了创新意识,增强了专业综合知识应用能力、工程实践能力和就业竞争实力。通过参加机械创新设计大赛,显示了我院的组织能力和科研能力,宣传了学校办学特色与成果,提高了学校的知名度和影响力。 机械创新设计论文:探讨机械创新设计水平 1前言 在人类社会不断向前发展的进程中,始终都是由社会生产力的增长为推动力,促进社会发展。要知道创新是一个民族进步的灵魂.是国家兴旺发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族,是不能再立足于竞争激烈的世界之林的。我们作为国家未来的希望,国家发展的主心骨。高中生更应该在努力学习科学文化知识的同时,加强对机械方面的创新设计能力。结合日常生活,发现机械创新之美。 2机械创新设计的特点 作为一名热爱机械创新设计的高中生,在课余时间我已经进行和多次的机械创新设计的尝试工作。我发现机械创新设计具有一些独特的特性。例如:进行机械创新设计需要设计者进行反复验证,多次筛选,并且在每一个设计环节内都会有特定的优化设计的方案,各个环节之间的联系也比较紧密,从整体看,可以发现机械设计工作还具有系统化整体化的特点。同时,在进行机械创新设计工作中,能感受到多门学科的交叉和渗透,这就需要设计者能够掌握多种类型的知识,合理运用创造性与发散思维,基于复杂的学科知识进行思考和判断,从创新设计的复杂性特点出发,进行设计。另外,我们高中生在尝试机械创新设计时,前期可以先引用或参考外国先进创意产品进行设计,这不是单单进行简单的模仿或改造,而是了解机械创新设计特点的第一步。 3创新设计方法 (1)在进行创新设计时,最常使用的一种创新方法就是模仿生物进行机械设备的创新设计,这种方法是进行对自然界生物机能分析类比、总结特性,并将自然生物的特点融合进行新机械设备中。目前,我们看到已经出现了模仿人类手臂的机械抓手、模仿蜥蜴等爬行动物的海底机器人等等,这些都是设计者仿照自然生物特点进行设计的机械设备。而对于高中生来说,进行的机械创新设计也可以从这一角度进行思考,细心的对日常生活环境和大自然中的生物特性进行观察,获得设计灵感。(2)参考外国先进创意产品进行设计,也是很有效的一种设计方法。这主要要求设计者先选择合适的国外的科技成果或先进产品,经过一段时期的分解研究并全部将设计优点进行消化吸收后,再进行改进强化工作,并在技术或产品中加入自己的想法,开发产品新的使用用途,从而设计出全新的机械设备。(3)“移置技术法”创新设计方法,顾名思义这一方法就是要将一个领域中的先进技术应用到另一个领域中,进行设计工作。例如,纳米技术作为一种先进科学技术,本是一种物理领域的材料,但是在经过研发之后,可以应用在机器创造、服装设计等领域,并且生产出了非常多的纳米机器、纳米服装。所以,高中生进行机械创新设计也可以从这一角度出发。 4创新设计思维 机械创造设计者必先要有新颖性的思维,也就是创新思维,这是设计者可以进行创新设计的根本原因。作为高中生,自身接受教育的程度和社会实践都比不上专业的机械设计人员高,所以所具有的设计思维的整体深度、广度和系统性也会存在很大的差异。所以与专业机械创新设计人员不同,高中生需要具有的创新思维,只需要将书本以及课堂中学到的知识进行整合,并添加一定的想象力,将设计思路进行开阔,扩展可以联想到的最大范围,满足机械创新设计的要求。同时,除创新思维外,我们高中生也要重视创新过程中的灵感思维,这一思维是指在设计过程中经过长时间并艰苦的思考后,突然产生思想火花,从而推动创新瓶颈期的结束,解决设计中未能解决的问题的思维活动。一般情况下,灵感的出现会受到一定因素的影响,可以是突然看到家里微波炉的加热过程,又或者注意到了教室中的全自动喷水黑板擦擦拭黑板的印记,从而受到启发。这是我们是潜在创造力的升华,是创新设计从量变到质变的思维过程。在进行机械设计时,要有意识地激发自身创新设计思维,进行创新素质的培养,促进自己厚积薄发地涌动出创新的灵感。 5提高机械创新设计水平的策略 5.1结合学校相关课程进行创新意识。提高机械创新设计水平,要注意培养自己日常生活中的创新意识,尤其是在学校学习的过程中。课程教学时传授知识的过程,在这一期间培养其自己对创新知识的敏感度以及对知识的联系意识。在相关课程教学过程中,对老师讲解知识时,所结合的专业知识以及该领域内科技前沿的创新成果进行记录,并在课后进行查阅,并对老师教学过程中组织的小组讨论环节,积极发言与同组的同学交换想法,大胆的说出自己的新思想、新方法,在同学们不同的思维中激发创新灵感的出现。并且对老师所举出的每一项设计案例,持求异存疑的逆向思维,必要时可以申请实验室进行验证。对书本上的知识,进行实际应用,时刻保持创新意识,促进创新能力的提高。5.2多接触现代化先进的设计方法与手段。随着计算机技术的发展和现代化仪器的不断出现,机械设计的方法和手段更新速度越来越快,所以,我们不能仅仅局限于课堂学习中所接触的创新设计知识,要自发的紧跟机械科技发展的脚步。可以使用家中的电脑定期查阅网页、订阅有关机械科技设计创新杂志进行了解最为先进的设计方法和手段。5.3加强机械创新设计实践。对于我们高中生,课业压力重,可以进行机械创新设计实际的机会和时间少之又少,但是可以发现学校和少年宫等组织会定期举办一些科技创新实践活动,可以借助这一活动,磨炼自己的创新技法。例如:科技制作竞赛、机械创新设计大奖赛、机器人大奖等比赛都可以积极参与。 6结语 在21世纪,我国将会面临更多的挑战以及更多竞争,为了强化机械领域的竞争力以及增强自身的机械创新设计水平,我们需要积极地去认真地学习机械创新设计,并且要虚心学习国内外有关的先进的设计方法,制定安全合理的机械设备的设计方案。另外,为保证设计出的机械设备的安全性,我们必须始终以高标准严要求进行设计工作,提高机械创新设计的可靠性、实用性。让我们高中生设计的机械设备也能走向市场,并能在生活和相关生产领域进行应用。这不仅是对自身能力的肯定,更能提高日常生活质量或者应用行业的生产先进性。 作者:闫栋宇 单位:石家庄第二中学高三六班 机械创新设计论文:机械创新设计大赛探讨 从2004年到2016年,全国大学生机械创新设计大赛成功举办了7届。此项赛事是经教育部高等教育司批准,由教育部高等学校机械学科教学指导委员会主办的,面向广大在校大学生的群众性科技活动。大赛每两年一届,已成为常态化赛事,每届大赛都吸引了广大学生踊跃参加,通过竞赛,学生的综合设计能力与协同合作精神得到提升,机械创新设计、制作等实践能力也得到很大程度的提升。机械创新设计大赛充分展示了我国大学生机械创新设计的成果,同时也展示了我国高校机械学科的教学改革成果。笔者曾指导学生参加第五届、第六届、第七届连续三届的全国大学生机械创新设计大赛,总结了筹备及参与大赛的工作经验,在此拟结合这些工作经验对改善机械创新设计大赛、促进创新教育发展进行探讨。 一、机械创新设计大赛的目的与内涵 (一)机械创新设计大赛的目的。全国大学生机械创新设计大赛的目的,在于引导高校在课堂教学过程中注重培养大学生的创新设计意识、综合设计能力和团队协作精神;鼓励大学生走出课堂,积极参与课外拓展课程,加强自身动手能力和工程实践训练,通过机械设计和工艺制作等课外科技活动,提升自身的创新思维,成为对社会有用的创新型人才。(二)机械创新设计大赛的内涵。机械创新设计大赛有其深刻的内涵,主要表现在以下几方面:重视人文关怀,陶冶创新精神、锻炼实践能力,结合生产实际、践行开放办学。2004年9月的第一届大赛无固定主题,但从2006年10月的第二届到2016年10月的第七届均设定了相应的大赛主题,如第二届以“健康与爱心”为主题,第三届以“绿色与环境”为主题,第七届以“服务社会—高效、便利、个性化”为主题。从这些大赛主题中可以看到机械创新设计大赛重视人文关怀的内涵。创新无处不在。创新通常分为两种:一种是构成事物原有元素的重新组合;另一种就是在原有元素上加入新的元素。每届参赛的作品都必须与大赛的主题和内容相符,而且要求作品在功能、设计、结构、工艺制作、性价比、实用性等多方面具有创新性。这就对当代大学生创新精神、实践能力等方面提出了更高的要求,也体现了机械设计大赛这方面的内涵。结合生产实际、践行开放式办学,这是机械创新设计大赛的另一层内涵。设计是制作的依据,制作是设计的体现。每一个参赛作品,从构思、设计、出图、工艺到制作,整个过程必须依托生产实际,设计出来的作品可能很美观,可是如果没有考虑加工工艺,就无法通过机械加工来完成制作,这就是理论脱离实际。机械创新设计大赛是一项体现综合设计能力的科技活动,其要求加强校企合作,加强校内外实训基地建设,践行开放式办学,给学生提供技能展示的平台,让学生更多地投入实践训练中去。 二、机械创新设计大赛存在的问题剖析 (一)竞赛与日常教学活动难以兼顾。按照往届大赛赛程,机械创新设计大赛每两年举办一次,基本是偶数年5月份区赛,7月份国赛,但是高校教学计划是以年为单位编制班级,所以不能保证每届的学生都有机会参加竞赛。特别是高职院校,很多高职院校是采用“2.5+0.5”的教学模式,奇数年份入校的学生,一年级时没条件参赛,二年级时又不举办比赛,到三年级第二个学期又在校外进行顶岗实习。并且竞赛没有纳入教学计划,学生只能利用课余时间筹备比赛,作品从设计到制作易与教学计划冲突,参赛作品参差不齐,难以保证质量,这就与大赛的宗旨背道而驰了。(二)学生自主创新的作品难以甄别。由于比赛时间的仓促,学生设计水平的局限,难免存在部分作品抄袭剽窃现象。从往届的竞赛作品来看,有些作品全部或部分技术已被他人申请专利保护,或市面上已有相同商品销售。另有一些作品远远达不到现有应用的同类产品的技术水平。相当数量院校的作品设计比较简陋,制作粗糙,难免有消极应赛之嫌。竞赛的评委来自各院校或某些企业,他们只是某个领域的专家,对不同领域的科研状况和科技水平往往不够了解,他们在甄别作品的创新性、自主完成方面存在困难。(三)竞赛未能做到公平与公正。机械创新设计大赛是教育主管部门和各高校关注的重要赛事,要保持其旺盛生命力,就必须做到公平、公正、公开。纵观往届大赛,仍存在一些不公平、不公正的方面,例如,竞赛组委和评委组成结构的代表性不足,基本上集中在少数的重点工科院校,有些评委本人还是指导老师,指导一个或多个团队的作品,评委之间赛前允许交流和讨论,这样的竞赛难以保证公平与公正性。评委不应该是参赛代表队的指导老师,也不能为参赛代表队的领队,只有对这些事项进行规范,竞赛才会向良性发展。 三、改进机械创新设计大赛,促进高校创新教育发展 (一)把竞赛纳入教学计划和教学大纲中,加强创新教育。知识只有创造性地运用才谈得上有力量。创新教育在于激发学生的创造精神和创新能力,启发学生创造性地学知识,并创造性地运用知识。只有引导学生在学习上发挥创造性,摒弃以往消极地存储知识,被动地接受知识的观念,才能达到德智体美全面发展的教育目标。学生要发挥创造性,除在课堂上学习理论知识外,还要加强课外的动手操作能力。机械创新设计大赛给学生提供了良好的课外实践平台,参加竞赛的学生在老师的指导下能够激发创造力,尽情发挥自己的才能。机械创新设计大赛的宗旨是“以赛促教,以赛促学”,所以,建议在保证学校的日常教学情况下,把竞赛纳入教学计划和教学大纲中,加强对学生的创新教育。(二)结合竞赛特点建立智创团队,充分发挥学生创新潜能。团队协作是历届机械创新设计大赛的特点,有一个良好的创新团队才能创造出优秀的作品。根据笔者多次参加该项大赛的经验,团队成员必须具备勤学好问、肯钻研、能吃苦、表达能力好、动手能力强等素质。所以,结合竞赛特点建立智创团队,建设智创工作室,以老带新,养成团结协作、共同创造的良好习惯,显得十分重要。智创团队中的学生可以利用课余时间发挥潜能,进行一些创新性的设计制作,一方面增强对本学科知识点的学习兴趣,另一方面通过竞赛拓宽视野,为今后步入社会积累经验。此外,为了充分发挥智创团队的创造力,各高校还可以考虑建立智创团队工作室。目前,不少高校仍缺乏适合创新人才培养的良好环境,很多学校的实训基地参差不齐,对机械创新设计大赛不够重视,有的可能连好一点的加工作品的工作场所都没有。为了保证参赛作品的质量,高校可以考虑建立智创团队工作室,让学生课余时间能在工作室里设计与制作作品,充分发挥创新潜能。(三)规范竞赛相关事项,促使学生树立创新意识。只有对大赛的相关事项进行规范,严格做到公平、公正,才能真正调动学生的参赛积极性,促使学生树立创新意识。首先,要杜绝大赛抄袭现象。据了解,在机械创新设计大赛中,有些院校为了完成比赛任务,随意拿个作品或在网络上抄袭一个作品充数参赛,这样既占用了竞赛名额,也占用了比赛场地,更不利于学生创新意识的树立。对此,应严格对作品进行把关,杜绝大赛抄袭现象。要明确竞赛主题,明确竞赛主题就明确了竞赛方向,参加竞赛的学生作品就必须与主题相符,这样能够一定程度上杜绝学生对其他作品的抄袭。其次,要对大赛的评委进行严格甄选,即对评委进行综合性考核,保证评委们所擅长专业涵盖各领域,对不同领域的科研状况和科技水平有足够的了解,这样才能很好地甄别作品的创新性以及是否为学生自主完成。此外,要避免裁判既是指导员又是裁判,只有这样,才能建立公平、公正的评判机制。(四)完善参赛奖励制度,鼓励学生自主创新。每届机械创新设计大赛都会涌现出不少的优秀作品,这些作品中有的还是受法律保护的专利作品,这充分说明在带队老师的指导下,学生的潜能是无限的,只要能提供良好的创作环境和竞赛环境,学生是能设计和制作出优秀作品的。但是,再大的潜力也是需要激励的,有了相应的激励,学生才能将自身潜能最大限度地挖掘出来。当前,在参赛激励方面,每个学校有所不同,有的学校奖励力度很大,有的学校奖励力度很小,这样就难免出现消极备赛的情况。为鼓励学生积极参赛,充分发挥自主创新潜能,各高校应完善参赛奖励制度,鼓励学生自主创新。例如,可以在物质上给予奖励金等奖励,也可以在精神上给予个人荣誉等奖励。 总之,创新教育的优秀在于创新能力的培养,而全国大学生机械创新设计大赛能够从意识、思维、个性等方面培养学生的创新能力,是培养学生创新能力的有效途径。因此,改进机械创新设计大赛,并将之与高校创新教育紧密结合起来,有利于促进高校创新教育的发展。 作者:江健 方小菊 单位:广西职业技术学院 机械创新设计论文:创新设计理念对大学生机械设计的培养 摘要:大学生创新理念对大学生机械设计能力的培养越来越重要,因此,如何培养大学生的创新能力成为教育关注的热点,加强对大学生创新能力的培养,已经成为我国高等院校的重要课题,此外,大学生的机械设计创新大赛也在一方面体现着各高校学生的创新能力。从创新设计理念的概念着手,分析我国当代大学生在创新设计上面的不足,创新设计理念对机械设计的重要性以及如何培养大学生的创新能力,简单探讨创新设计理念对大学生机械能力培养的作用。 关键词:机械设计能力;创新设计理念;大学生 随着大数据时代的到来,我国需要紧紧跟随世界发展速度,建设创新型国家,从制造大国转变为创造大国,由此导致我国的创新型人才极度缺乏。如今,培养具有实践能力和创新精神的人才是我国教育改革的重要任务,也是教育改革的一大方向。现在我国的各大高校正探究人才培养的有效措施,不断加大对人才培养的资金支持和教学设施改进。积极培养初创型人才,培养具有创新能力和创新意识的高技术人才,是我国教育的重要任务目标之一。 一、创新设计理念概述和机械大赛的作用 创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类已有的科研成果进行创新构思,设计出具有新颖性、创造性、科学性以及实用成果性的一种实践活动。在机械设计能力中如果将创新理念与其相互结合,将会把艺术、社会、技术、文化等融在设计之中,从而创造出实用性的新产品。为了培养大学生的创新意识、实践能力和合作精神,强化学生综合能力的培养和基础知识,在2000年开始,全国大学生机械大赛就开始举办,在各大高校中,机械创新受到广大教师领导的重视。教育部部长早就指出创新是发展的根本,没有创新就没有发展;设计决定着产品的功能、寿命;机械决定着一个国家工业的发展程度[1]。学生通过参加大赛一方面提高学生的创新设计能力,一方面增强学生的创新意识,让学生将理论转化为实际经验。为国家培养创新型人才,使创新的理念成为学术界的潮流,将比赛中创新的理念和理论知识用到生活中,激发大学生创新潜能,提高大学生的实际动手能力。 二、大学生创新设计的不足 1.高校的师资力量不足。教育的改革是在教师,学生创新能力的培养也是在教师,因此,教师教学水平的高低会直接影响到学生的创新能力。培养学生的创新意识,需要教师不能单调古板,反而要有着强大的创新激情,严谨的学习态度和雄厚的学术功底。但是即使有这样的教学资源,学生的创新意识仍然不足,一方面是由于指导学生进行机械设计仍然有一定的难度,另一方面就是我们的创新教学仍处于开始阶段,没有什么经验可以借鉴。机械创新设计大赛的实践能力很强,学生要在短时间里拿出作品是有一定的难度,而且青年教师的经验缺乏,没有专业的专家指导很难实现机械设计的创新。2.学生的知识储备不够,创新意识也十分薄弱。在中国传统的教育制度所培养的学生只会考试、死读书。不会临机应变,独立自主的学习;在这样的教学之下,学生学习的主动性和积极性不高而其思考能力也十分有限,严重地限制了创新型人才发展,试问这样如何让学生有自己的创新理念?尤其是我国大学的应试化教育更是阻碍学生发展,使学生在大学学习期间学到知识有限,思想十分僵硬。在机械设计大赛的参与中,大部分为高中生,并没有系统地学习专业课,基础课也只是刚刚学完,学生也不能灵活地将所学到的知识运用到实践中去。因此,在学生参加机械设计大赛的时候,虽然积极性很高,但随着机械的加工制作,学生并不能靠自己的能力来解决困难,这时候学生就会出现厌恶的情绪,放弃参加比赛的机会。而且,高中生的责任感并不是很强,真正参加到最后比赛中的学生少之又少。 三、创新设计理念对机械设计的重要性 在机械设计中,如果单纯地依靠课本上原先的设计材料,无法将机械制造的理论和实践发挥到最大用处,因此,在机械设计中创新理念是机械设计的优秀,一个设计产品,如果仅依靠模仿其他人,是无法实现其原本的价值,只有将自己的创新理念与自己的机械设计相互融合,创造出属于自己的产品,才能在一定程度上反映自己是一名合格的创新型人才,由此可见,创新理念在机械设计中是十分重要的[2]。相对而言,创新的机械设计产品也在一定程度上帮助自己促进全脑的开发,因为人是通过感觉系统来感知外界信息的,如果在设计的过程中有不同的信息由大脑中不同的通道进入人体的反射神经中,那么大量的信息就会刺激脑细胞生长,使人脑得到良好的塑造;另外我们所接收的信息分为直接信息和间接信息,直接信息是我们通过自己的大脑根据实际经验总结出来的对大自然的认知,而间接信息就属于外界告知或者他人总结出来写在书本上的,例如我们课本的学习和老师的授课都属于间接信息。在大脑接收间接信息和直接信息的过程中,大脑会将这两种信息有机结合,帮助促进大脑的发展。就像我们在进行机械设计的过程中,利用书本的知识和自己对知识的理解来对产品进行创新一样。总而言之,通过参加机械设计大赛,通过自己动手制作加工产品的过程,会在一定程度上培养大学生自主创新的能力。 四、如何培养大学生创新能力 1.积极参加创新活动。积极参加全国或者高校组织的创新设计活动,培养自己的创新理念。或者在各大高校内由学生自己组织创新活动,让学生自己去大胆地尝试、创新,让学生自己在活动中积极发散思维,激发学生的创新能力,培养学生的创新人格。至于没有机会参加机械大赛的同学可以到比赛座位观看比赛,一方面增长自己的机械设计见识;另一方面可以吸取参赛队员的经验和创新设计。通过总结来增强自己的创新能力。2.建立合理制度。学校领导要重视创新活动的组织,让学校中更多的学生一起参与机械设计的活动中来,并且为活动提供良好的比赛氛围,建立合理的奖励机制。这样有助于调动学生创新的积极性。例如,在机械设计大赛中的一些学生获奖之后给予一定的奖励或者加分。建立类似的激励政策有利于鼓励学生创新,另一方面也为培养创新型人才作出了一定的贡献[3]。3.重视学生的个性发展,系统教学。由于对创新的了解不强,但对本专业的知识比较了解,因此,学校对初次参加机械大赛的学生开设了许多与创新相关的选修专业课,甚至允许学生跨专业、跨系来学习各种课程,便于学生进行综合性极强的学科训练。另外还为提高学生的创造性思维,开设了许多的心理学、思维科学、通识教育等科目。还将各种提高自身创新能力的方法在课堂上一一展现出来,例如,探索规律的现代科学创造法、重视分析的思维创新法、扩展思路的发散思维法、强化动因的群体机制创新创造法。不仅仅学生需要创新理念,学校、教师也需要学习。转变教学观念,教授学生正确的学生观。要把学生当做有丰富个性、创造潜能的主体,而不是看做一个被学校管理的对象和灌输知识的机器。通过制定适当的教学目标,经常参加机械创新设计类的赛事,将学生的个性和创新能力充分发挥出来。4.建立专业场地。学校一方面要支持学生进行创新设计,另一方面要积极拨款,主动建立创新基地,购买创新需要的活动设备和仪器,同时还有有相关的管理人员对这些场地和设施进行监督管理,防止学生因使用错误而导致受伤,或者学生的故意破坏等意外事故。保证这些基地和设备在合适的时间开放,使学生充分利用空闲时间,有针对性地培养自己的创新意识。提高学生参与机械设计活动的自觉性、积极性、主动性。 五、结语 由上文可知,我国在创新人才培养上面还存在着许多欠缺,要想提高大学生的机械设计能力就需要我国在创新设计理念培养上面继续改进,培养大学生的创新意识、实践能力和合作精神,积极参加全国举办的大学生机械创新大赛,在比赛中获得灵感,在比赛中寻找自己的不足,大学生要重视创新理念的自身培养,学生之间相互交流,相互合作。积极阅读课外书籍,培养自己的创新意识才有助于增强自己的机械设计能力。 作者:陈璜 单位:集美大学诚毅学院 机械创新设计论文:机械创新设计大赛组织与实施探讨 系统生命周期工程教育的目的是培养具有熟练技术基础和广泛专业能力的学生,在过去几十年里,大学之外的社会一直在要求工程教育者改进工作以更好地满足以上目标。[1]但是20世纪中期以来,我国的工程教育日渐脱离和轻视工程实践,工程教育的教师越来越多的由工程科学家担任,他们其中多数人从来没有做过工程师,他们思考、工作、教学都是在其所熟知的工程研究环境中。工程研究固然是一个很重要的领域,但问题是,它实际上逐渐取代工程实践环境而变成了工程教育环境。这样,我们就不知不觉地开始把我们的学生培养成为工程研究者,而不是工程师。据麦肯锡季刊的一项分析报告指出,在中国160万名青年工程师中,只有16万能胜任跨国公司的工作,能达到跨国公司用人标准的合格毕业生比例不到工科毕业生的10%,与印度的25%、马来西亚的35%、波兰的50%、比利时的80%以及其他发达国家差距甚大。据瑞士洛桑国际管理开发研究院(IMD)公布的国际竞争力排名可知,我国整体实力排名由2005年的第31位大幅上升到了2006年的第19位,但在同一排名榜上,我国培养的可获得资格的工程师数量却连年忝居末座。[2]因此,中国的工程教育迫切需要进行深层次改革,以适应全球经济快速发展的需要。 一、国际工程教育大潮中的CDIO 全世界对工程教育的改革都很迫切,无论是发达国家还是发展中国家。在过去的10年里,美国的企业界人士开始致力于缩小当前工程教育中的理论和实际操作能力之间的差距,对工程教育提出了新的目标和要求。四所前沿的工程大学(美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、瑞典皇家技术学院)从2000年起组成跨国研究项目组合,经过4年探索,他们合作开发了一个新型的工程教育模型,称为CDIO。其名字的灵感来源于产品/系统的生命周期过程。该生命周期可分为四个阶段:构思、设计、实施、操作。它是“做中学”原则和“基于项目的教育和学习”的集中体现。它以工程项目(包括产品、生产流程和系统)从研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动实践、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO的理念不仅继承和发展了欧美20多年来的工程教育改革理念,更重要的是提出了系统的能力培养、全面的实施指导、完整的实施过程和严格的结果检验的12条标准,具有很强的可操作性。[3]CDIO标准是直接参照工业界的需求(如波音公司的素质要求和ABET的EC2000标准)制定的,因而能完全满足产业对工程人才质量的要求。迄今已有几十所著名大学加入CDIO国际组织,麻省理工学院已有两届CDIO学生在毕业后得到工业界的好评。一些公司甚至专门为CDIO毕业生制定了高于其他教育模式毕业生15%的工资标准。 二、机械创新设计大赛中的“做中学”模式 2006年初北京石油化工学院在组织第三届首都高校机械创新设计大赛时,大多数师生根本没有听说过CDIO,因为要参赛而且想拿出成功的作品参赛,教师带领学生“在做中摸索、在做中学习、在做中提高”。第三届首都机械创新设计大赛的主题是“健康与爱心”,大赛要求从这一主题出发,由学生设计、制作、提交相关机械产品的样机进行比赛。机械创新设计大赛的设计远不只是图纸上的设计,还包括从调研到构思、设计、制造、装配、调试、使用,乃至改进设计这样又一轮的实践活动。这是一套完整的实践活动,是一套出真知、出创新、出成果的实践活动。[4]2006年是我们学生包括部分教师第一次亲临一种全新机械产品开发和制作全过程的体验,开头真是无从下手,产品都不知如何确定,更不用说设计与制作了。在教师的指导下,考虑到我国需助残、康复、健身的人群现状,学生们开展了广泛的市场调研,深入到大兴康复医院、海淀康复机构等观察采访,结合不同的康复人群的需要,拟订了“多功能电动轮椅”、“人性化担架和康复助力拐”等产品的选题组成产品开发小组。开发小组的分组以学生自愿组合为基础,并考虑了专业和男女同学的合理搭配,以便于最大限度发挥每个人的特长。过02级学生马强、机电02级学生龚月圆和机电02级学生杨雄在进行“多功能电动轮椅”的功能设计构思时,为突出“多功能”的特点,对各种机构进行了深入的研究和学习,最后运用机构学原理设计了靠背、桌面和遮阳翻转机构,设计思路新颖,结构精巧简单,将简单的靠背根据残疾人需要,经机构变换可巧妙变化成书桌或遮阳机构(该成果已获得实用新型专利授权)。杨雄同学在调试电动轮椅时,面对项目中驱动与控制问题,在请教自动化专业教师的基础上,自学掌握了控制工程原理、制定了合理的启动方案,并且利用网络查询小型步进电机及其驱动器的价格,为了节省开支,跑遍了大兴的各机电产品市场(包括旧货市场),不但购买到可用于该项目的小电机和驱动器,还学到了一些实用的技术、方法。在实际制作中,学生们虚心请教工程教育中心的师傅,改进原设计中的不足,自己动手加工零件,组装出所设计的产品,圆满完成设计制作任务。过03级学生姚明、钟云青在设计制作“人性化担架”作品时,出于最大限度保护伤残病人的愿望,巧妙运用四杆机构原理设计了可自由开合式担架,为准确规划担架的运动轨迹,并自学了WorkingModel机构设计分析软件,从理论上保证了机构尺寸的精确性,为进一步的设计制作奠定了良好的基础(该成果已获得实用新型专利授权)。每一个作品的后期制作,都是考验学生团队能否团结协作、有无锲而不舍精神的关口。内行都知道,设计工作量为一,那么制造工作量就为十,这表明,后天的制作量是十分大的。学生们顶着酷暑纷纷自己动手,有的到废旧市场寻找原材料,有的到工厂进行加工、组装、调试,反复修改,以求制造操作上易于实现。这真正体现了“做中学、学中做”相互结合、相得益彰。在以往单纯理论教学中,学生只是知识的接受者,而不是知识的主动索取者,学习没有明确目的,知识—教师—学生是一种直线单向式关系。而在机械创新设计大赛的实施过程中,围绕课题的实践,学生获取知识的欲望被激发,学生能够有目的地自学或在教师的指导下用知识解决实际问题,学生真正懂得了“学”与“用”的关系。同样教师通过实际课题的锤炼增长了工程实践能力,因此这是一种互动的三角双向式关系。 三、CDIO理念的运用 2008年初我们在准备第四届首都高校机械创新设计大赛时,已经在CDIO的实践中尝到了甜头,已经真正能将CDIO应用于大赛的规划和组织。在这一过程中我们更加强调产品生命周期开发和使用作为知识和能力培养的载体及环境,更加强调的是知识和能力之间的关联,而不是具体内容。因此依据此次大赛的主题“绿色与环境”———“环境机械、环保机械和厨卫机械”,我们首先在校内成立大学生课外科技活动小组(URT小组),以项目的形式为组织、以多年级多学科共同合作为要求、以运用知识解决问题为目标来实施产品全生命周期的工程实践,通过让参与的学生明白他们在构建的并非其特定产品的设计模式,“构思-设计-实施-操作”这四个词可表达更广泛的工程师行为,不论是网络工程师、机械工程师、建筑工程师或生产工程师,都要遵循。此次大赛的组织更加开放,多个URT小组都是学生自行管理和实施。组长安排讨论构思、组长分配任务,对于不懂或需用到的知识,组长听从教师的建议,分别安排同组学生选修相关课程或向教师请教。实际上,在有限的学制中,任何工程教育专业都不可能将今后工作中所需的知识完全教给学生,而只能按照项目训练的方式组织知识,教给学生在“做中学”,在基于项目的反复学习训练中,获得能力,提高工程素质。学生在此实践训练过程中学到知识,但更重要的是获得自学能力、解决问题能力和创新能力,进而提高其走入社会的自信心,这才是他们终身取之不尽用之不竭的宝贵财富。第四届首都高校机械创新设计大赛学生设计开发制作完成了户外折叠式玻璃清洁器、节能型高压汽雾清洁车、超声节水洗碗机和手动式户外清洁车等六件作品,项目执行过程中各小组多名学生有计划选修了机械创新设计、PRO/E三维设计、产品创意设计实践等具有创新设计理念和介绍先进设计工具手段的课程。所有设计开发制作的产品更注重学科上的综合性,学生的不少作品充分融合了机械、电子、光学、控制、材料等多学科知识。参加制作的学生来自不同的院系与专业,各人根据自己的专业与特长,分工合作,彼此协调,体现了良好的团队精神。2010年、2012年、2014年我们又先后组织学生参加了第五届、第六届、第七届首都高校机械创新设计大赛。假设前几届参加的学生只是学生群体当中学有余力、主动性强、成绩优秀的佼佼者,从2010年起我们把参加大赛作为学生评定机械设计课程成绩、机械课程设计课程成绩的一项必要内容,学生的成绩一部分参考学生在参加大赛中的表现,逐渐摒弃了那种一次期末考试成绩确定学生课程结业成绩的做法,而且获得一等奖、二等奖的学生还可以申报创新学分。这一系列措施极大激发了学生参加大赛的积极性和主动性,尤其是那些平时爱玩、学习成绩不理想、自信心不足的学生,他们觉得这种学习、动手、实践不再枯燥,还可以依据自己兴趣,在“玩中学、做中学”。2010-2014年参加大赛的学生逐年增加,在校内形成了品牌、形成了传统,学生们都知道,一、二年级都要到学姐、学哥的大赛项目小组“打打酱油”、学习学习,三、四年级就要成为主力队员,用产品说话了。通过机械创新设计大赛的组织和实施,不但培养锻炼了一批具有自学与组织能力、勇于实践善于创新、乐于动手与协作的工程技术人才,而且加强了教师的CDIO技能,使学生在真正学到锻炼工程技能的同时,教师在此过程中也弥补了工程经验不足的缺憾,为将来的实践教学打下了基础。正如总理曾经讲过“做中学才是真正的学,做中教才是真正的教”。“问渠哪得清如许?为有源头活水来。”创新之水来自实践之源。作为新时期的教育工作者,我们只有不断为学生提供实践之源,我们的学生才能成为社会需要之材,才能成为国家兴旺之材。 作者:蔡晓君 刘湘晨 窦艳涛 单位:北京石油化工学院机械工程学院 机械创新设计论文:创新设计在现代包装机械的运用 摘要:在现代机械包装加工中,采用创新设计的方法,提升包装整体效果,有利于提高产品的综合性能。在创新设计活动中,设计人员应该对产品的内容和特性进行分析,并要根据公司的产品设计要求进行设计要素的合理搭配,从而提升包装设计质量。应用创新性的设计思路进行机械包装研发,重点要使产品的包装设计满足产品的定位需求,才能够提升产品的市场占有率。本文从现代机械包装的工作特点进行分析,提出几点有利于包装设计创新的可行性建议。 关键词:创新设计;现代包装;机械加工;应用探讨 1创新设计在现代包装机械中的重要内涵分析 在现代机械包装加工中,设计人员应该根据不同的形态语义,选择不同的包装设计方案,用产品保障来突出产品的使用特性与风格特色。在包装设计的过程中,设计人员应做好产品包装体的插画设计、标志设计和展示设计等工作。我国小型高档消费品在包装设计方面一般采用散装、独立式包装或者塑料盒包装,设计风格的控制方面比较封闭,缺乏透视感。通过市场实地考察,我们以针对女性消费的产品包装设计为例,存在大量使用厚黑设计元素的现象。商家在针对女性消费群体的包装设计时为了批量生产、节约包装成本,往往使用灰黑色为主的暗色包装色调,显得肤浅、突兀和雷同,并没有很好地表达自身品牌的独特文化定位和价值,对于自身品牌的塑造也是很不利的。为了提升产品对消费者的吸引力,不仅要提升产品质量,在产品设计中还应考虑到社会心理学的内容。考虑外包装在设计中颜色的选用对于产品的影响,避免过多使用黑色、深灰色、黑白相间、紫褐色相间的设计风格,以免引起消费者心理上的不适。尽量选用浅黄色、蓝白色的设计方式,增强产品包装的醒目效果,还能提升产品包装设计的品位。 2创新设计在现代包装机械中的应用探讨 2.1常见的矩形包装设计在机械加工中的应用 在现代包装中以矩形为造型的设计风格最为常见。这种包装风格形态比较规整,水平线棱角分明体现出产品的均衡、安定和平和。并且机械包装的垂直线体现出支撑、公正和稳定,对于一些家电类日用品采用矩形为造型进行设计,能够为产品增光添彩。家电类日用品质量稳定产品耐用,是包装设计重点考虑要素。采用直线造型的设计风格,赋予了切纸机高强度、高刚度的感觉,有利于提升消费者对产品的信赖感。并且矩形包装结构符合集合力学特点,整体包装设计比较稳定,结构坚固合理,其造型简约易处理,利用厂家使用各种尺寸的切纸机进行生产制造。以矩形为造型原态的产品包装设计具有强而有力的稳定感。在创新设计中,设计师还应注意包装盒的表面设计等比例的线条,将矩形包装设计中稳定但笨重的感觉削弱,给人一种精密分层和多级稳定的厚重之感。其中,生活中常见的产品包装设计为纸盒内塑包装样式。在包装工艺改进中,包装的标准化设计将会减少生产线上工具更换的次数,由原来的不同产品包装技工需要多个改进,到改进包装之后,一个工具就能够用于多个产品包装的生产需要之中。 2.2现代包装设计的材料使用分析 现代机械包装中常用的材料为硬质纸壳,根据FQZX系列切纸机的外形特点,选择合适的切削加工方案,有利于提升包装加工的整体质量。在机械包装创新设计中,设计人员可以认真采集和分析裁纸机的加速度和位移变化信息,设计出合理的运动学方程。根据裁纸机的运动状态选择包装方案,满足切纸机的运动选择要求。在机械包装中,设计师应该对上盘效率较低的产品包装类型进行重新设计。在新的设计方案中,可以使用抽空器降低塑料袋的包装容积,对于一些质量较轻但是体积较大的产品进行压缩处理。在减少包装容积的同时,减少纸盒的使用数量,使用形状相同大小不变的纸盒,其内容物装载独立包装的数量增加,纸盒购买的成本减少,纸盒消耗纸板的总量也会减少。切纸机的主要结构为推纸器、裁刀和压纸器等,为了达到良好的外包装切削效果,应该合理控制进纸的运动速度,并且在刀条切削加工过程中,始终保持压纸器工作状态稳定,防止纸张出现散落和褶皱的现象。 2.3包装设计的经典元素应用分析 现代机械化包装中,以矩形“切”角为圆形的设计风格比较常见,在产品外包装的创新设计中,为了增强产品整体形态中生动、明快的设计节奏特点,可以采用包装边框折线设计的方法,增强产品包装设计的“动势”。产品包装对折区域中的折线对于加工机械的性能提出了更高的要求,必须要使用高硬度、低薄度的刀具对包装盒的边角位置进行切削加工。在现代包装类产品的切削设计中,为了增强产品设计体的动感,摆脱传统造型设计中死板、生硬和厚重的机械感,可以采用弧线形的设计风格,显著提升产品包装设计的精美程度。但是,在产品包装设计过程中,设计师还应该考虑到产品的具体功能和材料的特性。包括包装材料的抗压能力,以及内容物是否能够倒置或者颠簸。选择合理的包装设计工艺,在包装箱内铺垫一定厚度的软质塑料块,使创新设计的包装品能够满足新的使用环境的需要。在现代包装设计中,弧线的应用具有一定的科技感和时代特征,以弧线为产品包装设计的风格比较多件。但是,弧线形的设计在上盘搬运的过程中存在一定难度,容易发生溜滑现象。如果弧线形的设计元素应用过多,将会造成内容物可盛装的含量降低,显著增加制造工艺的复杂程度和成本。盲目应用弧线形的设计还会使产品整体审美效果下降,同时可能会降低稳定性,损坏产品的结构框架。 2.4产品设计功能性诉求的保障分析 在现代包装设计中,采用叠加型的混合设计风格,有利于提升产品的设计功能性诉求。在设计中将控制面板进行隔离,创造出多个区域独立的空间,使得产品包装的功能区域划分更加明确。这种设计风格适合用于门幅宽度较小、机身高度不高的中小型切纸机。在叠加型的产品包装设计活动中,技术人员应该对传统外包装的风格进行分析,并且将传统设计中的经典风格进行组合叠加,放大产品设计新风格的新颖程度,摆脱产品包装设计的古板陈旧之感。结合当今时代快节奏生活的特征,对产品现代包装进行叠加型外壳包装处理,体现出新型包装的防震动、便携式、防挤压、美观性、防渗漏等基本功能。在产品创新包装设计中,注意使用“中国风”的文化符号,有利于提升产品档次,迅速打开市场。以茶叶包装为例,我国拥有悠久历史的古典文化,将中国传统的文化与绵长历史的茶文化相结合,可以实现创新设计方面的创新,还能体现出茶叶包装设计中的美观性。同时,在设计过程中,还要注意模仿我国同行业的茶叶设计方法,吸收其成功的包装设计经验。例如碧螺春将紫砂壶等陶土符号融入到精装礼盒的设计过程中,具有较强的美感,可以激发客户购买和饮用的欲望。 3创新设计的适应性改革对于现代机械加工中包装活动的影响 在创新设计中,采用包装标准化设计的方式,需要技术人员借鉴欧美国家的标准化设计技术,在包装风格调试上,进行产品包装的适应性改革。生产工具更换次数将会逐步减少,上货盘效率能够提高10%以上,包装购买价和纸板材料的消耗量将会逐步降低。我们以零售业中的包装设计分类单位创新和托盘数量设计创新入手,对提高现代包装机械加工的工作效率进行探究。将纸盒内塑料盘包装的分类单位增加数量,并且将每个盒子的底下托盘数量减少,通过改变盘子的数量和纸盒大小的方式,实现节约纸板与减少塑料消耗品的目的。采用增加机械包装中分类单位的方式,上托盘的效率明显提高了,在机械加工中的包装操作步骤减少,产品包装中的内托盘子和外包装盒的消耗量降低了,而产品创新设计之后产品包装的成本也逐步降低。我们以小食品业的包装设计为例进行分析,其中,小食品包装通常采用大包装硬纸壳内部塑料袋包装的方式进行食品的保险和防磕摔处理。在创新设计中,我们可以采用改变纸盒形状的方式来体现产品的定位和诉求,改变外包装之和的形状,但是内容物的体积不发生改变。小食品整体内包装中的盒子格挡板材数量减少,增高机械包装的货盘的高度。在小食品包装设计上进行创新之后,上货的整体工作效率大幅度提升。经过创新性设计的处理之后,盒子购买的总数量减少,盒子的消耗纸板数量减少,并且包装物的形状更加多样。 4结语 根据产品内含物品的特点,选择合适的包装材料。常见的包装材料有纸张、塑料、金属材料等。在包装中选择合适的材料能够提升产品形象,在产品的创新设计中,技术人员应该根据产品类型对包装风格进行改进,减少机械包装对于供给的不利影响。在机械产品的包装设计中,技术人员还应该考虑到大批量机械加工生产的需要,在设计中既应该体现出新意,还应该体现简洁、大方的特点。 作者:刘嘉 单位:太原工业学院机械工程系
自动化机械设备的普及是未来现代化工业发展的必经之路,因此,对其设计和制造提出了更高要求。而无论是在生产效率还是企业成本等方面,自动化技术的应用都能极大地促进机械设备研发的优化升级,克服机械设计和制造的缺陷。而自动化机械设备研发设计及制造有许多需要注意的地方,因此,本文基于自动化技术在当前机械设备中的应用,抛砖引玉地提出完善设备研发设计及制造的新视角。 1自动化技术在机械设备研发中的应用优势 自动化技术助力机械设备制造生产,利用计算机技术进行仿真,改善了传统人工操作的烦琐工作流程,减少了研发成本投入,缩短了设备生产周期,提高了机械设计制造水平,且能够自行监测运行,发现问题能迅速采取相应措施[1]。其在机械设备研发中的应用优势如下。 1.1促进设备的研发和生产 自动化技术成为机械制造领域核心技术是因为它以数字化计算机技术为依托,通过构建控制模型进行机械设计的创新,使得很多传统人工制造难以实现的工序得以实现,而且保证了零件精密度和生产质量,还响应了节能环保的国家号召,为机械设备的研发设计和生产制造创造了有利条件。 1.2提高设计与制造效率 应用自动化机械技术优化了机械设备设计制造的流程,很好协调了设备的设计和制造,能保障各设备平稳运行,有利于机械设备的集成化,而在集成化过程中的整体统筹会对其内部的相关设计进行优化整合,使得生产经营活动更加系统化、科学化。传统设计和制造过程中,若出现了问题,整个设计需要推倒重来,而制造过程会中断。应用自动化技术一旦出现问题,能及时启动设备的应急预案,同时迅速查找、分析、解决设备问题,因此可促进机械设备高效、高质量的生产,提高其生产效率[2]。 1.3降低企业运营成本 数字化计算机技术的应用可以确保整个机械研发流程的科学、高效,有效地避免人为因素影响机械设计质量、原材料技术跟不上时代、若某个环节出现设计或制造问题便需全面重改等问题,继而起到节约机械设计和制造成本的要求,缩短制造业产品的生产周期,同时也节约人力物力财力等,降低了企业运营成本,为公司和产业带来诸多收益。 1.4改善生产安全问题 自动化机械技术是依托数字化计算机技术实行安全状况、产品质量等信息监测的,如可以监控工人在岗情况、设备运行情况和实际生产情况等,能全方位地掌控生产管理状态,最大程度地减少人为操作因素引起的安全事故,预防可能出现的安全生产风险[3]。而且在传统的机械设计制造业生产运行的过程中,相关的设备检验人员需要定期对机械生产设备进行检测,而设备运行过程中易出现安全事故,易对现场检验的工作人员造成生命威胁。自动化技术保障设备运行的安全,保证机械制造能更好地完成生产任务,便可降低生产事故出现的概率。 2自动化机械设备研发设计要点 自动化是机械设备的灵魂,研发设计是实现的根本。自动化机械设备发展非常迅猛,这也对其性能提出了更高的要求,因此设计者需要在不断变化的环境中应对越来越复杂的工程技术问题,从而完成高效且富有竞争力的自动化机械设备设计方案。那么,有哪些需要注意的设计要点呢?具体如下。 2.1基于精准测算的自动化设备配置方案 自动化机械设备研发方案指由控制系统、人机界面以及运动系统所构成的方案。机电一体化硬件配置最核心的问题是运动系统与机械本体的融合与协调度。运动系统参数如何选定是自动化难点所在。如果运动系统选得过小,轻则机械装备达不到设定的性能指标,重则须更换系统,造成浪费;如果运动系统选得过大,也就是设计裕量过大,会导致机械造价过高,能耗过大。即使运动系统的大小合适,其中也有一个驱动控制、减速器以及电动机的相互配合问题。如果它们配合不当,就会影响机械的精度或动态性能指标。在满足机械设备动态和静态性能指标的前提下,尽量压缩设计裕量,降低材料用量和成本,同时在精准计算仿真手段的支持下,使运动系统最佳地适配机械本体,从而获得一个优化的配置方案。 2.2机械设备模块化与标准化的规范 以典型的PID(比例、积分、微分)调节器设计为例,如果PID调节器的算法在每一次应用中都要重新由项目工程师编写源代码,将造成工时的浪费和工作效率低下。如果将PID调节器的各种应用状态考虑周全,使其无论是对快速和大滞后的被控对象,还是对机械控制和过程自动化的回路调节都能适用,然后将各种算法及参数作为一个可以重复使用的模块进行封装,这样就可以显著地提高工程效率,避免无谓的人力资源的浪费。针对团队和个人,设计并执行自动化方案的标准化规范是非常重要的。从软件的架构到模块的接口定义,甚至到变量名称的定义都应该有一套详细的执行标准,一个团队的优秀工程师们都遵循这些规范进行工作,那么,这个团队所产出的自动化方案将不仅具有长久的生命力,而且团队的工程效率将给企业带来强大的竞争力。 2.3基于数字化模型仿真的工程化设计手段 自动化机械设备研发方案将机电系统的部分作为数字化模型直接与自动化系统连接,可以直接测试和优化控制算法、验证设计改动是否合理,并无须为此生产样机,这种设计方法使得最终的样机一次性完成,并能够达到满意的设计效果。作为自动化工程师,应该学会充分利用成熟的资源和先进的技术手段,以最短的时间、最低的成本设计出性能价格比最佳的产品,这不仅是企业的需求,也是时代的要求。 2.4集成化设备管理 集成化设备管理即能够利用有限的设备资源,在最短的时间内,高质量地完成,同时最大限度地规避风险,使企业获得最大的收益。越来越多的设备使用了集成化技术,许多生产车间都有了集成化设备。一旦启用集成化设备,每个单位均要新设立维修机构及人员,必然造成人力、物力和财力的极大浪费,现实的条件也是不允许的。那么应该怎样提高机械设备的工作效率呢?随着信息化的普及,机械制造和自动控制工程的发展,现代设备的科学管理出现了新的模式,即出现了设备使用、管理和维修各归相关部门负责并用计算机网络技术对设备实现综合管理的现代化管理模式。集成化设备管理应以先进的信息技术和信息设备作为管理过程重组和重构的物质基础,充分融合管理技术和信息技术,实现管理过程的全过程自动化、数字化和智能化。现代设备管理应当以丰富的全面管理信息为基础,通过发达的计算机通信设备,充分利用社会信息服务于设备管理。面对更复杂的和更高技术含量的机械设备,设备管理的本质是建立规模化、集约化生产的设备维修体系,减少设备使用、储存和维修的人员,聘请更具专业理论和实践知识的技术人员,改变传统大而全的维修模式,建立更完善的社会化、专业化、网络化的设备维修体系,提高设备的维修效率,从而提高设备使用效率。 3自动化机械设备制造要点 在自动化机械设备制造的过程中,最首要的是完善研发设计,其次是保证生产制造质量,同时也要定期对设备进行监测[4]。 3.1优化设计方法 个性化方案、系列化生产设备面临的是研发的投入、成本的控制以及灵活的反应能力。在设计制造过程中,传统的项目研发过程是样机随着设计的改进一款又一款地不断研制。这不仅意味着设计时间的冗长,更关键的是研制的成本或能耗无法降低,甚至一个设计人员的小失误也会给生产厂带来巨大的损失。可以使用设备的轻装结构设计,其不仅能在运动控制上节省能源,也能在制造这些结构件的原材料能耗的上一个供应链环节实现节能。研发设计系统中的集成也为设计节能、缩短研发周期带来了新的途径。集成式研发设计的过程是将自动化技术融入设计,使产品由初始状态通过单步或多步变换实现或接近理想状态。而随着自动化程度越来越高,对复杂设备进行集成化设计,各部分的关联更紧密,必然伴随着对性能和设备的可靠性的高要求,否则任何一处微小的故障必然会造成连锁反应,造成整个装置和设备相关环境遭受灾难性的破坏,这不仅会造成巨大的经济损失,而且会危及相关人员人身安全,后果极其严重。所以在设计中应同时采用设备状态监测技术和故障诊断技术,通过状态监测和故障诊断技术,在设备正常运行的情况下,对设备进行全维修和保养,预测维修,降低事故率,保障设备制造如期完成。 3.2保证制造质量 随着科学技术的发展,对机械产品的加工相应地提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求,特别是对复杂型面零件的加工,提出了自动化并保证质量的要求[5]。现代自动化机械设备的设计理念是从系统性能设计开始,并贯穿设备操作、生产规划的过程中。自动化机械设备制造需要制造部门和设计部门密切配合,要严格依照设计方案进行,坚决避免制造过程中产生零部件误差。自动化机械设备制造是一个系统工程,各部门要相互协调相互配合,各制造工序才能有条不紊地进行,因此,各部门应该保持沟通,共同促进设备制造的顺利进行。尤其在安全系数上,各部门除了满足客户要求之外,还必须考虑设备的应力集中和类型,对应力评估方式、材料应力是否均匀以及焊接接头是否存在缺陷等因素都必须进行质量把关,以期保质保量完成制造任务。 3.3定期监测设备 企业进行设备制造必须合理使用相关制造设备,并做好设备的维护保养工作,使设备处于良好的技术状态。自动化机械设备制造的相关检验人员不仅要与设计提供的数据对比,对设备是否严格按照行业规范和设计标准进行检查,而且必须对零部件制造结构的合理性进行把关,检验零部件是否符合安全生产标准,充分考虑生产加工制造的难易度以及是否容易维修。制造完成后相关人员应认真进行设备调试、安装,确保设备质量再验收交付。待机械设备投入生产后,相关人员还应定期进行检修和维护,既要定期监测自动化机械设备的各种参数,也要进行早期预判,分析设备可能出现的故障并及时排查,降低设备故障停机情况,提高设备运行的效率。 4总结 机械制造业作为其他产业的支柱工业,担负着为国民经济提供更多物美价廉的先进技术装备的重任。随着科学技术的飞速发展和社会的不断进步,先进的生产模式对自动化设备提出了较高的要求,提升机械设备设计水平和制造质量成为重中之重。充分利用自动化机械设备的优势,深入研究研发设计要点,注意制造要点,可提升机械设备的自动化水平,使中国自动化机械设备产业蓬勃发展。 参考文献: [1]潘树鹏.机械自动化的发展前景[J].现代制造技术与装备,2016(5):189-190. [2]蓝蔚原.机械自动化设备设计的安全控制管理分析[J].现代信息科技,2019,3(14):154-155. [3]闵林锋.机械自动化技术在机械制造中的应用研究[J].中国设备工程,2021(12):228-229. [4]李孝芳,蒋政委.自动化机械设备研发设计及制造的要点分析[J].决策探索,2018(11):66-67. [5]李静,杨桐.浅谈机械自动化在机械制造中的应用[J].南方农机,2021,52(10):190-191. 作者:梁宇飞 单位:长飞光纤光缆股份有限公司
机械及机械自动化是冶金行业生产最常见的工具设备,但目前大多数的冶金机械并不具有可持续发展的特性,能源消耗非常大,不利于企业的钢铁企业的远期发展。机械设备在生产过程中会产生较大的噪声,这不利于产业工人的身体健康。另外,生产设备所产生废气等达不到环保要求。只有对冶金设备进行改造,引入绿色设计新理念,采用高端制造技术,才能满足企业的可持续发展需要。 一、冶金机械的绿色设计与高端制造的必要性 (一)冶金机械绿色设计的必要性 传统的冶金机械生产过程需要较高的能耗,产生较大的噪声污染,只有引入绿色设计,尽可能降低生产过程能耗,才能符合新时代能耗要求。转变原来的生产模式,大量引进自动化生产设备,引起自动化生产流程,降低生产过程中的资源消耗;同时生产过程生产资源的管理与消耗也要重新设计,尽可能做到最低的资源消耗产生最大的生产效率。将绿色新理念落实到冶金机械的实际设计中去,能够降低冶金企业的生成成本,能够降低冶金企业的空气或噪声污染,甚至达到零排放的效果,促进整个冶金冶炼企业的技术改革与产业升级,促进整个冶金行业的积极发展。 (二)冶金机械高端制造的必要性 冶金机械是冶金行业中最重要的生产工具,也是完成冶金生产的最关键部分,是完成金属提炼的主要部分。传统的冶金机械冶金生产过程中,需要消耗大量的矿产资源,包括大量的煤炭、大量的添加剂。这些物质的会造成生产物质的不完全利用,甚至会出现浪费,利用率不高。况且,冶金机械在冶炼生产过程中,产生了大量的噪声、空气等污染,严重影响到生产工人的身心健康。 二、冶金机械的绿色设计新理念 (一)原材料必须具备无害 冶金机械的原材料会直接影响冶金生产过程中的机械性能,严重危险到冶金生产的安全问题。冶金机械设计时必须保证原材料的无害性。事实上,大多数的冶金机械生产企业不太注重材料的环保性,使用重金属或是对环境存在毒害作用的材料,不太注重绿色设计的需求。故此,只有认真分析冶金生产材料的性能,选择合式的材料类型,只有这样才能生产出符合发展理念的冶金机械。目前,冶金机械常用H型钢,,这种机械原材料能够符合冶金行业生产的需要。 (二)废弃物必须无公害处理 冶金机械生产过程中排出的废气不可避免的会对社会造成一定的影响,冶金机械制造必须做到无公害处理,严格控制废弃物的排放,回收或过滤有害气体或物质。严格按照国家有关部门的要求,升级生产设备和生产工艺,采用先进的管理经验,达到生产所要求的技术标准。 (三)冶金设备必须可回收 H型钢虽然具有许多好的特点,也符合我国冶金行业的要求,但仍然会影响环保。生产冶金机械设备的原材料必须保障冶金机械具备良好的可回收性,选择适宜的连接模式,使得冶金机械具备良好的可拆卸性能,有利于冶金机械的回收利用。 (四)冶金设备外观必须美观 大多数冶金机械设备的外观设计单一、笨拙,并不能满足新时代的审美需求。冶金设备外观设计必须美观、大方,尽量考虑冶金机械设备的造型和色彩运用,尽量满足人们的审美标准,达到美化的冶金生产环境的目的,改善冶金工作人员的工作环境。 三、冶金机械高端制造的新技术 冶金机械必须具有非常好的功能性、安全性。冶金机械制造过程中就应该加强新技术的应用,尽可能采用高端制造技术,提高冶金机械设备的性能。 (一)液压系统关键技术 为了保证冶金机械的绿色环保,冶金机械的液压系统必须设计成环保型,应该充分考虑液压系统的简化性,还应该充分考虑液压系统的工作介质。液压系统所采用的液压油也应该充分体现绿色环保的特点,液压油具有无毒无害的特点,不会对人类生存的环境造成任何污染。另外,还应该防止液压油的泄漏,尽可能使用新技术保证液压系统的密封性,提高冶金机械的防泄漏,进一步保证冶金机械的安全。 (二)动力系统关键技术 为了保证冶金机械的绿色环保,冶金机械的动力系统必须设计成环保型,应该充分考虑动力系统的消声和减震。在实际设计工作实践中,除使用大容量消音设备来消声外,还应该充分考虑使用风机和罩壳来减少声音的传出。而另一方面,充分考虑H型钢材本身的性能特点,发挥铝合金或尼龙材料的优势特点,将这两种材料应用到动力系统中来,即减轻了冶金机械的重量级,同时也实现了动力系统的减震,并且一定程度上实现的节约资源。 (三)工作系统关键技术 为了保证冶金机械的绿色环保,冶金机械的工作系统必须设计成环保型,应该充分考虑使用变频无级调速技术。无级调速技术是当前最先进的工作系统关键技术,有效的提高了冶金机械的工作能力,同时也能节约用电,实现了节约减排的指标。 (四)控制系统关键技术 为了保证冶金机械的绿色环保,冶金机械的控制系统必须设计成环保型,应该充分考虑使用光机电一体化技术。光机电一体技术是一种将操作方式和控制方式相结合的新型控制系统关键技术,这种技术能够优化控制系统的控制能力,能够降低冶金机械的控制难度,方便产业工人的操作,提升产业效率。 四、结语 冶金行业是我国第一行业的支柱行业,与其它建筑行业,制造行业,矿产行业都具有直接或间接的关系。只有改良现有的生产工艺水平,引进绿色设计新理念,采用高端制造新技术,才能实现冶金企业的长效赢利模式,才能实现冶金产品的改良,才能满足社会各行各来对冶金产品的需要。 参考文献: [1]王浩.冶金机械的绿色设计与制造的研究[J].中国科技纵横,2014(16):33-33. [2]刘东海.冶金机械的绿色设计与关键技术研究[J].中国机械,2013(11):208-209. 作者简介:邬翠兰,新钢集团综合服务公司。
船舶于我国而言,对经济的发展具有重要作用。在船舶运行期间,需要对机械设备进行定期的保养与维修,以保证船舶不会出现各种突发故障,影响运行,造成生命财产的安全问题。因此,应加深对机械设备维修保养的研究,提出解决各种常见故障的方法,以保证船舶安全运行。 1船舶机械维修保养体系分析 船舶机械维修保养是分析船舶机械设备运行性能的重要指标,其能够保障船舶正常稳定运行。由于船舶的运行条件十分特殊,故此船舶机械设备的维修保养体系主要分成设备的维护与修理。维护,即保养,指在能够控制的条件下,对机械设备内部磨损情况、润滑情况进行分析,并给予适当的保养举措,如增加润滑油、清理设备内部存在的杂物,以及保持设备内部整洁等。而维修则主要针对已经存在故障的设备,采取有效的举措恢复正常运行状态。船舶机械维修与保养,是提高设备使用效率,提高经济效益,确保设备正常稳定运行的重要环节,并能够降低生产运行过程中不必要的成本消耗,实现安全生产,高效生产[1]。 2船舶机械设备维修保障中常见故障以及解决方案 (1)增加油泵组、检测螺旋桨。备用油泵组欠缺。船舶企业为降低运行成本,往往仅带有一台油泵组,导致在运行期间难以实现紧急转舵。且油泵组在长时间的运行状态下,极易发生危险,严重威胁船舶的运行安全。螺旋桨故障。水下环境复杂,螺旋桨在运行期间难免出现各种问题,如断裂、分离等。不仅影响船舶的航行速度,也将造成船舶航行不稳定,甚至出现强烈的振动现象。优化船舶油泵组工作性能,降低螺旋桨故障发生概率。以科学合理的处理方案,及时排除故障。有效安装油泵组,进而在船舶发生故障时能够及时隔离故障,为维修人员提供检测时间,及时排除问题。当螺旋桨发生故障时,应及时更换,并优化浆叶的工作性能。定期检测螺旋桨部件,纠正精度,检验螺距与浆距的有效性,才能保证螺旋桨不会出现突发故障。(2)水管路故障解决对策。船舱底水管路故障。船舶在运行期间,船舱底水管路将受到船舶运行环境的影响,影响底部检测质量,甚至导致舱底机械系统出现大型故障问题。水管路出现故障后,会影响船舱底水系统的运行状态,甚至对船舶造成安全隐患。故此,应加强对船舶水管路的保养工作,合理安装水泵装置,保证水密空间,增强船舶的排水效果。定期检查船舱底排水设备,确保管路具有良好的独立性,为船舶稳定运行提供保障。当水管路出现故障时,如水密壁故障,则应及时修补水密壁空洞,严格管控水密壁制造过程,避免出现孔洞问题;对于那些需要冷却水的机械设备,则应立即关机,避免因冷却水断供而造成机械设备的损坏,从而扩大船舶故障影响范围。(3)断水抱缸故障解决对策。断水抱缸故障。船舶试航时,往往出现停船状况,且水温达到100°C。在检测过程中,若出现活塞与缸套咬住的现象,则表明船舶出现了断水抱缸故障。断水抱缸问题发生的主要原因是其内部存在杂物,或超负荷运行等。因此,应定期清理柴油机内的杂物,提高润滑油的使用效率,保证柴油机稳定运行。且应缩短柴油机运行时间,避免出现超负荷运行现象。根据不同的运行状态,工作时间段等现实问题,适当增加润滑度,以优化柴油机性能。在额定功率与额定转速状态下,提升对排气温度的控制力度,有效减少使用过程中发生的故障[2]。(4)控制柴油机噪声以提升船舶机械运行的稳定性。船舶机械运行期间会承受较大的负载,柴油机的运作功率随之增加,并伴有较大的噪音。对此应给予相应的关注,以提升船舶机械设备运行的稳定性。合理分析柴油机噪声的来源,并给予科学有效的解决对策。柴油机噪声较大时,若因进气门开关导致,则应用轮增压系统,减少噪音。若因废气脉冲导致,则应用大定压增压系统减少噪音。若因安装不平引发噪声,则利用减振块减少噪音,在船舱柜顶部与柴油机座间安装隔音器,避免柴油机内部结构振动的同时,以能够起到降低噪声的作用。(5)强化维修保养制度的实施。船舶机械设备的正常运转中,操作人员应对泵类设备进行振动测试,并对测试结果精准分析,以便后续对船舶机械设备的检验更加顺利。测试期间,工作人员可以在试验台架中安装有关仪器仪表,如压力表、流量监测表等。直接显示出所要了解的有关数据,提高分析效率。也可在管路系统中,安装背压调节装备,提升振动测试结果的准确性与安全性。同时,要强化维修保养人员的专业意识,通过直观、比较、经验排除等方法,对设备存在的故障进行分析。寻找故障发生的原因,具有针对性的提出解决方案。通常,若对设备进行更换后,仍旧未能解决故障,则应考虑设备内部存在的问题,仔细检查。且在日常工作中,应积累经验,提升专业技能。在遇见故障时,能在第一时间判断出故障来源,正确解决。 3结论 综上所述,本文主要分析了船舶机械设备维修保养中常见的故障,得出螺旋桨故障应采取更换与定期检查为主;水路管故障应以定期检查、保证水路管具有良好的独立性;柴油机噪声应分别采取相对应的解决办法;以及断水抱气缸故障,清理内部杂物,给予适当润滑液等方式解决。 参考文献: [1]卓震东.试述如何做好船舶机械设备维修和保养工作[J].智能城市,2017,3(11):185. [2]刘西海.刍议如何做好船舶机械设备的维修和保养[J].科技创新与应用,2017(14):118. 作者简介:葛亚萍(1986-),女,江苏东台人,本科,助理工程师,研究方向:机械设计及制造。
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机械设备安全管理探讨:机械设备安全管理措施分析 摘要:当前的飞机飞行安全问题是受到社会广泛关注的,尤其是重视机场中使用的工程机械设备的安全管理问题,本文从机场机械设备的安全管理出发,着手对机场安全事故中的人、物以及环境等进行了分析,提出了机械设备安全管理的技术以及机场跑道禁区管理的建议和措施。 关键词:机场;机械设备;机场场道;安全管理 一、机场机械设备的安全管理现状 1.1当前的机场机械设备的管理环境恶劣 机场场道项目的管理是一件复杂的事情,且建设施工的时间周期比较短,最长的时候需要花费1年的时间,最少的时候需要3个月的时间,但是需要在工作的时候严格的执行施工进度,按照一定的要求进行建设,但是多数施工队在施工期间面临巨大的工作量,完全依靠加班加点完成施工的任务,这在一定程度上造成了机械设备的超度和运转,有些时候甚至会出现技术性的施工错误,在过度的使用机械设备施工的时候导致了机械设备的老化,造成施工的质量。另一方面,机场工程的施工在远离城区的地段,这一地段造成施工环境非常的复杂,容易造成施工设备之间的相互影响,容易出现的问题包括:施工现场狭小、施工地面不够平坦,或者是存在障碍物或者是悬挂物突出等等问题,在夜间还容易出现作业照明度不够,通道施工的可移动范围内缺少明确的目标,湿度、温度对于施工机械设备都有一定的影响。 1.2机场场道机械设备安全管理的现状 在进行机场场道施工的时候,各个项目之间在施工目的方面存在着一定的矛盾,常常导致在进行施工机械设备管理的时候存在问题,容易出现机械设备在一个项目中的工作完成之后立刻投入到另一个项目的工作过程中,对于机械设备的紧迫性的需求导致机械设备在各个项目之间的调拨非常的频繁,使得机械设备在长时间的使用过程中存在了无法及时保养和定期的保养维修,再加上施工人员在施工的过程中缺乏科学的施工管理意识,在进行工作的时候过度的追求施工的进度,导致对于机械设备只是注重使用,却缺乏有意识的机械保养,也在无形之中提升了机械设备的维修成本。 二、机械设备安全管理的技术措施 在机场场道项目施工的过程中,机械设备的安全管理必需严格的执行,尤其是要切实的保障项目工程的施工质量,下文基于当前机场场道项目安全管理的现状提出了几点安全管理的技术措施: 2.1在机械设备安全管理的过程中正确的选型并合理的进行设备调配 在机场场道项目施工过程中使用的所有的机械设备在施工的过程中都需要适应自身的性能,尤其是要注意结构方面的特性,在施工的过程中严格的按照机械的操作手册,使得机械设备能够充分的发挥效率,有效的减少机械设备的磨损,使得机械设备的使用寿命能够在一定程度上延长,也在一定程度上降低了机械设备的应用成本。在项目工程的过程中,在布置施工任务的时候也要与机械设备的安全管理措施相契合,使得机械设备在执行施工任务的时候能够被科学的使用,也与机械设备的使用规范相适应。 2.2在安全管理的过程中制定机械设备的安全操作规程 机械设备的安全管理需要有效的却把机械设备的安全使用规范,在制定机械设备安全使用手册的时候,应当要对所有的施工人员进行基础的安全教育,使得所有的工作人员在从事施工工作的时候能够安全、合理的使用机械设备。不仅如此,在进行机械设备安全管理的时候,也为将来的事故故障排查奠定良好的基础,为此,在制定机械设备的安全管理操作规程的时候,指定人员应当符合当前的施工现场的实际情况,使得所有的操作规程在投入使用的时候具有一定的针对性,并且具有一定的合理性。 2.3对机场场道机械设备操作人员的有效管理 机场场道在进行施工的时候必然会使用多种类型的机械设备,因此,机械设备的安全管理工作的优秀执行人就是机械设备的操作人员,也是直接影响机械设备操作使用的关键因素之一,为此,为了实现机场场道项目中的机械设备的安全管理,所有的操作人员在进行具体工作的时候应当确保所有的人都受到培训,做到所有的安全管理人员都能够持证上岗,所有的安全培训工作都需要按照一定的计划有序的进行,定期的为所有接受培训的人员做检查和考核,使得进行不同项目工作的机械设备的操作人员接受的培训是具有针对性的,也在进行安全管理培训的时候严格的把关所有操作人员的培训下过,使得所有的操作人员接受的安全培训质量是最佳的。为了使得所有的安全管理人员接受高质量的培训,并且提高项目的管理效果,还应当在思想层面上使得机械设备的安全管理人员接受培训,使得所有的操作人员树立正确的安全培训理念,并使得所有的安全培训工作达到应有的效果。 2.4机械设备在投入使用之前进行严格的检查并采取积极的安全防护工作 在进行机场场道项目工作的过程中,所有的机械设备在施工使用之前,应当进行严格的设备的质量检查,对所有的设备状态进行检验,对于所有施工设备中存在的老旧设备应当及时的进行淘汰,对于施工质量较差的设备做好的严格的筛查。同时还要对每一个操作人员的操作证件进行认真的检查,做到所有的操作人员都是合格的工作人员,与此同时还要确保所有的工作人员接受并认可所有的现场施工安全守则,在机场场道项目施工的时候积极的采取安全防护措施,在施工的过程中积极地进行施工效果的检查,对于其中出现不周的地方进行及时的调整,对于安全管理的问题进行专注的注意,同时还要真正的发挥安全装置的作用,设置自动警报、自动显示、自动连锁以及自动停车的措施等等。 三、总结 随着对于飞机飞行安全的重视,机场场道项目施工逐渐的走向了机械化的程度,机械设备作为一项非常科学、准确的生产工具,是确保安全生产的最重要的因素之一,也是现代化的条件下必要的生产工具,但是当下的机械设备在安全管理方面存在了一定的问题,机械设备的使用走向大型化、复杂化、高精度化、自动化以及成套联动化,在保障施工质量方面有非常重要的作用,因此应当在机械设备的安全管理方面做到足够的重视,提高安全管理的效果,确保机场场道项目的施工质量达到更高的水平,机械设备的使用也更加的科学。 作者:王元甲 单位:云南机场集团有限责任公司丽江机场 机械设备安全管理探讨:建筑机械设备安全管理措施 对施工单位和建筑企业而言,工程建设施工的安全开展和顺利结束不仅能够保证该工程的经济效益,而且能够为建筑企业和施工单位带来较好的信誉口碑,而对建筑用户而言,高质量的工程施工安全管理意味着该建筑具备较高的安全性。无论从开发商、施工单位、建筑企业等建筑施工参与方来看,还是从建筑用户的体验来看,高质量的工程施工安全管理是一个工程顺利开展和完美竣工所必需的。随着科技的发展,现代建筑工程施工的机械化水平较高,各种机械设备被不断的开发和使用,极大的提高了施工进度,给施工人员带来了便利。但问题也随着而来,机械设备的高效操作往往对施工人员的专业素质要求较高,一旦出现操作失误,极有可能导致事故事故。所以,对工程机械设备进行安全管理可以说是建筑工程项目安全管理工作的重要部分。 1.机械设备安全管理过程中的特点 在常见的机械设备安全管理工作特点有以下几点:第一,不同阶段、不同环节的施工会使用不同的机械设备,所以机械设备会不停转移位置,在转移过程中要注意做好安全措施;第二,一项工程的开展不仅需要大量机械设备,更需要大量的施工人员。尤其是当工程项目较大时,施工现场会有较大的人员流动,要管理好人员的流动;第三,施工人员缺乏专业的机械设备操作技术;第四,施工现场的管理秩序直接决定工程的安全管理质量,自然也会影响机械设备的安全管理质量;第五,施工建筑的承包关系也是影响安全管理的重要因素,只要承包商们能协商的公平合理,机械设备的安全管理也能够做好。 2.建筑机械设备安全管理过程中出现的问题 2.1企业为节省成本购买不合格的机械设备 有些不负责的施工企业为了贪图一时的便宜,千方百计地寻找管理制度的漏洞,为了节省成本而购买质量不过关的机械设备,这给施工过程带来了很大的安全隐患。同时,不合格的机械设备过早的出现老化、陈旧等的现象却不对设备进行更新等安全处理措施,给建筑机械设备的安全管理带来了很大的难度。 2.2施工人员的技术水平不过关 施工和管理人员缺乏专业的机械设备操作技术以及安全意识。,现代化的工程施工机械设备往往需要较高水平的操作技术,但当前我国施工人员普遍存在施工技术不过关的问题。此外,部分施工人员缺乏相应的安全施工意识,在操作机械设备时根本没有注意其安全性,存在多种不规范操作。这种安全意识的缺乏不仅会影响工程施工的安全性,还会对施工人员自身的生命安全造成危害。 2.3对机械设备的保养不够 机械设备会在使用过程中出现磨损和损坏,若是不对其进行定期维护和保养,那机械设备使用一段时间后很可能报废。机械设备的报废不仅造成施工单位的经济损失,还会在设备使用时造成安全事故。当前我国机械设备管理中就缺乏对设备养护维修工作的重视,而管理人员和施工人员往往也缺乏这种养护意识。 2.4超额工作导致设备损坏加快 施工企业很多时候注重工作效率多于对设备的管理工作,不少企业为了节省成本而购买投入的机械设备数量并不多,只能靠购买的少数的设备进行工作,加大了机械设备的工作负担,严重的影响了机械设备的性能和使用寿命,因此常常会出现因为设备的超额工作而导致设备提前损坏的现象。 3.建筑机械设备的有效安全管理措施 首先,保证机械设备采购或者租赁的质量。首先要选择具备一定信誉口碑的厂家,在选择时要对厂家的相关资料证书进行检查,尽量选择规模较大、相应的质量和安全体系较健全的厂家。建筑施工采购部门在采购建材时要根据工程施工需求进行采购,而且要进行一系列的市场调查,在经过对比后再确定选购价格。其次,加强对投入施工的机械设备的质量检查和抽查。严格检查施工机械设备的质量。这种检查不仅要求要在施工准备阶段进行,在施工进行阶段,也要定期的对其进行检查。这样能够避免因为磨损或者储存不当造成的已损坏的机械设备进入施工环节。除了对机械设备的检查外,施工建材、施工工艺和新技术也在审查的范围内。此外,除了检查机械设备质量外,还要定期的对机械设备进行养护管理和维护,确保其投入施工时保持最佳状态。其次,加强对机械设备的储存管理。在材采购完成后,要对机械设备的运输、卸载、储存进行严格的管理,分派专门的管理人员进行相应的管理工作。建材的储存环境必须保持干燥,最好选择地势高、土质坚硬的位置。部分大型机械设备需要需要拆卸运输,在组装时要分派专门人员进行组装。,其次,工程机械设备安全管理人员的专业素质高低和施工人员的安全意识直接关系到机械设备使用和管理时的安全性。现代化的房建工程是个程序繁杂的工程项目,其安全管理工作的难度可想而知,所以现代化的工程施工安全管理工作对管理人员的专业素质要求较高。此外,施工人员安全意识提高,有利于规范他们的施工操作,避免事故事故的发生。所以,必须对管理人员和施工人员开展相应的工程施工安全培训教育课程,以此提高他们的安全意识。最后,制度机制的健全能够为机械设备安全管理工作提供依据和保障。当前的施工单位普遍存在工程机械设备安全管理制度不健全的问题,有的即使有相应完善的制度,但具体执行起来往往是敷衍了事,这种现状和态度极大的阻碍了工程机械设备安全管理工作的开展。所以,施工单位和建筑企业必须健全相应的安全管理制度并将制度有效的落实到日常的施工管理工作中。要想将制度有效的落实到安全管理工作中,就必须提高施工单位和建筑企业对机械设备安全管理工作的重视,让他们明白安全管理对整个工程顺利开展的重要性,所以,要加强施工安全管理的宣传,普及工程施工安全知识。 4.结语 随着现代化工程建筑施工难度的加大,工程施工时所使用的机械设备数量和体积也逐渐增加,其操作难度和管理难度也在不断提升,对工程施工安全的影响也不断提高。所以,我们更需要重视工程机械设备安全管理工作,从机械设备的日常养护、施工人员操作和安全意识的提高以及机械设备安全管理制度的完善等方面着手,在探索新的工程机械设备安全管理模式的同时对工程安全管理工作进行质量提高,用高质量的工程机械设备安全管理工作来保证建筑工程的施工安全和施工质量。 作者:王黎黎 张洪军 刘晖 机械设备安全管理探讨:建筑施工机械设备的安全管理 摘 要:建筑施工企业的机械设备的安全管理是一个复杂的综合性课系统工程,它贯穿于整个生产系统之中,每一个环节的机械设备管理都有可能间接或直接影响企业的生产活动和经济效益。结合企业施工项目实际情况和工作经验,导致机械设备事故和机械设备伤人事故的原因归纳起来主要有人、物和施工环境三大因素,这三大因素很大程度上决定了机械设备安全管理工作。 关键词:建筑施工;机械设备;安全管理策略 引 言 机械设备事故重在预防,必须消除或控制机械设备在施工过程中的危险因素,全面加强机械设备从选型购置、安装调试、使用、维修、报废和更新等全过程的管理,以保证生产顺利进行。结合企业施工项目实际情况和工作经验,导致机械设备事故和机械设备伤人事故的原因归纳起来主要有人、物和施工环境三大因素,这三大因素很大程度上决定了机械设备安全管理工作。 1 建筑机械设备安全管理的特点 建筑机械安全的可以从两个方面来阐述,一是机械安全技术,我们可以称之为机械安全的“硬件”;再是机械设备的管理与使用,与“硬件”相对可以称为机械安全的“软件”。建筑施工作业是一个复杂的过程,在不同的施工阶段要采用不同的施工机械;操作人员专业知识水平较低,大部分都是农民工,技术知识缺乏,安全生产知识薄弱;建筑施工环境恶劣,露天作业,施工任务繁重,设备轻保养。这些都造成了施工企业机械设备安全管理的存在困难。 2 建筑机械设备安全管理问题原因分析 2.1 安全管理法律体系不健全 建筑设备安全管理应有很强的政策性和法制性,必须依法行政。我国建筑设备安全管理的法制建设同其它方面的行政立法相比,法规体系不健全,法规内容不配套,导致规制组织难以有效开展规制活动。主要表现为:执法依据不足直接影响了执法效力、效果;安全规章制度还比较狭窄;老旧机械的强制报废等政策法规尚未制订;法律上职责界限不清,导致责任难以有效落实。 2.2 安全监督存在多头管理 地方的安全生产监督、质量技术监督、公安消防等等部门,不同程度地参与建筑工程安全生产的日常监督管理工作。在建筑安全监管工作中,多头管理,重复收费、乱检查、乱评比、乱检验、乱发证、乱罚款的现象已越来越严重,监管秩序越来越混乱。 2.3 不能严格执行国家和行业规范性文件 建筑施工机械设备的安全施工,应符合国家及行业规范等有关法律法规和规范性文件要求。目前应遵照执行的有关标准和规范有《建筑机械使用安全技术规程》、《建筑施工安全检查标准》、《施工现场临时用电安全技术规范》、《建筑机械技术试验规程》等。各施工企业在施工过程中不能严格按文件要求执行。 2.4 建筑机械技术档案不完善 建设工程安全生产管理资料的检查项目有安全生产保证体系、安全技术方案和措施、特种作业安全技术交底、特种作业人员名册、安全检查记录和安全检查验收等。工地资料员应根据建设工程施工现场资料目录收集以上安全管理资料,但由于不熟悉机械管理程序,往往在行政监督检查时才发现建筑机械安全管理资料有漏缺,如有些塔式起重机没有安全准用证即投入使用,存在安全隐患十分危险。 2.5 建筑机械操作人员管理不善 根据统计,人为的因素导致的事故占80%以上。因此,要确保机械设备的安全生产运作,人的因素是决定因素。在建筑施工过程中,人员的流动性大,一线的生产工人大部分都专业知识缺乏等等。由于建筑机械的特殊性,大部分中小型建筑机械都是易于操作的,这就造成了部分人的思想麻痹,这就为安全生产埋下了隐患。 2.6 机械设备施工现场管理不善 现场管理是安全管理的重中之重,是杜绝安全隐患的前提。而建筑机械施工现场检测检查中发现的安全隐患问题很多,如电气安装上、机械安装和安装调试上均存在安全隐患问题。 2.7 机械设备施工环境恶劣 由于建筑工地的复杂性,建筑机械的工作环境是非常恶劣的,经常是露天作业,任凭风吹雨打日晒,加上工地各种建筑材料的堆放,周边环境杂乱无章。所以,为建筑机械创造一个良好的工作环境尤为重要。 3 建筑机械安全管理改革对策 3.1 健全安全规制法律体系 健全安全法律、法规及规章。结合我国安全律体系现状和存在问题,做好以下几个方面:①加快安全管理立法。法律法规中应明确规制组织、规制对象、规制内容及方式、规制法律责任等,还应解决职能交叉和部门之间的界限问题;②制定配套规章。安全管理部门依法行政还需制定安全监理行政处罚规定、安全检查规定,同时要更新安全检验标准,以加快监理执法规范化,标准化进程;③实行机械强制报废制度。应根据我国的国情,尽快制订适合我国国情的强制报废制度,以确保机械技术状态完好,确保实现优质、高效、低耗、安全生产。 3.2 安全监督部门权限依法严格划分 依法严格划分部门权限,强化行业监管职责;及时制定执法所需的法律法规,认真清理部门间交叉打架的法律法规条文。国家设置各部门,都有明确的职责分工,各部门只有各司其职,才能保证社会的健康运行。各级建设行政主管部门承担着对安全生产日常性监督检查的工作职责,在建筑工程安全监管工作中属于优秀地位,发挥着极其重要的作用。部门规章交叉必然导致执法行为的混乱,有关部门应充分认识到这个问题的危害性,对现行的法律法规也要组织人员尽快清理,确保法律、法规的尊严和权威性。 3.3 严格执行规范、建立现场规章制度 施工现场使用的机械设备必须严格执行现行有关标准和规范。并在现场机械管理中应制定有效的现场管理制度:①施工现场各方主体应配备专职(兼职)机械设备管理人员,负责施工现场机械设备使用安全管理工作。②施工现场应建立相应的机械设备安全管理的规章制度(安全管理职责、安全技术交底、交接班、维护保养、检查、资料管理等)。③主要机械设备实行定机、定人、定岗位责任的三定制度。④机械设备、电气设备和施工机具不得带病运转。⑤施工现场机械设备应做到正确使用和安全运行,严禁拼设备和超负荷使用。⑥起重机械的安装、拆除必须由建设行政主管部门颁发的相应的建筑工地起重机械安装工程专业承包资质和安全生产许可证的企业实施。 3.4 完善技术档案 根据建设工程施工进度对不断进退场的各种类建筑机械进行动态跟踪、收集整理发生在整个施工过程中的安全管理技术资料,能及时建立起有关建筑机械的安全管理技术档案。安全管理技术档案可以清晰地反映建筑机械在工程施工中的状态,便于各种安全生产检查,落实安全生产责任。 4 结束语 建筑机械安全管理关系到员工的生命及财产安全,我们要认真研究,积极探索,开拓创新,完善机制,落实建设部《建筑起重机械安全监督管理规定》(建设部令第166号)和省建设厅《四川省建筑起重机械安全监督管理规定》等规定要求,进一步做好建筑起重机械设备的安全监管工作,实现建筑机械的安全生产目标。 机械设备安全管理探讨:有关建筑施工机械设备安全管理研究 摘要:在建筑工程项目施工中,机械设备实力的强弱、性能的优劣、设备的完好性、配置的合理性都是施工中的关键。在施工过程中,要确保施工机械和人员安全,创造更大的经济效益,树立良好的企业形象,就要做好建筑施工机械设备的安全管理。本文主要对建筑施工机械设备安全管理进行研究与分析。 关键词:建筑施工;机械设备;安全管理 引言 在建筑工程项目施工中,机械设备实力的强弱、性能的优劣、设备的完好性、配置的合理性都是施工中的关键。在施工过程中,要确保施工机械和人员安全,创造更大的经济效益,树立良好的企业形象,就要做好建筑施工机械设备的安全管理。 1建筑机械设备安全问题的分析 1.1机械设备自身的质量与选择问题 对于一般建筑工地施工,在建筑机械安全使用和管理中会遇到很多不同的问题。首先,建筑施工的设备中存在的不安全因素,就会给施工及施工人员带来安全事故问题。建筑施工商经常会受到不同的经济利益的引诱,从而很可能使一些不符合国家的标准机械设备流入建筑工地。因此建筑工地在选择设备的时候应严谨小心,尽量选择一些大牌的机械设备生产厂家,就此对施工安全也是一种的保障。其次,机械设备在使用后期存在的各种问题。一是建筑工程的机械设备零部件非常多,二是使用环境恶劣,三是装拆转场频繁等都会使设备在期使用中存在这样那样的问题,一些小问题的存在或一些小零部件的一个不存在,都会给建筑工程的施工和施工人员的安全带来重大隐患。因此,建筑施工人员对机械配件的选择和机械机况的检查确认对建筑施工安全起着很重要的作用,在施工的过程中应及时的进行检查,避免一些不必要安全事故的发生。 1.2起重设备安装、拆卸行为不规范建筑机械在安拆过程问题 要求由有资质的专业单位进行安拆,安拆单位的方案、人员、技术交底等要准备充分,并将相关资料报送行业主管部门备案后,方可安拆。而目前安拆单位在安拆过程中存在的弊端包括:一是对建筑机械及现场施工条件检查不到位,安装的设备(如塔吊)往往与周边建筑物有干涉或是机械机构本身存在问题时仍然进行安装;二是安拆单位挂靠严重,安拆人员无证上岗;三是先安拆、后告知。 1.3施工现场设备管理使用混乱 使用单位在建筑机械安装、检测合格之后,要求30日内将安装验收资料、安全管理制度、特种作业人员名单等报送行业主管部门办理使用登记。使用单位在使用过程中存在的弊端包括:一是安装好之后,未检测前即使用;二是没有专门的维保单位,或是虽有维保单位,但没有进行实质性的维保;三是违规操作现象严重,人为破坏设备保险装置;四是使用单位没有专门的设备管理人员和管理机构。 1.4监理单位工作欠缺 监理单位在建筑机械安全管理过程中应该对设备相关证件、安拆单位资质和人员资格进行把关,安拆和使用过程中进行监督,发现问题及时上报。目前,监理单位在监理过程中存在的主要弊端包括:一是相关审查流于形式,把关不严;二是旁站监理不到位;三是对设备安全技术知识掌握不足,不能及时有效发现存在的隐患。 1.5设备检测责任不明确 检测单位在接受检测任务之后,及时出具检测报告,对检查报告的真实性负责。目前检测单位的资质有两种性质,一种是质量技术监督管理部门颁发的,一种是行业协会颁发的。对于行业协会颁发的资质,实际上是一种无效资质。在检测过程中检测单位主要问题是检测质量不高,真实性不强。由于检测单位只对首次安装检测负责,之后的顶升、加节不需要检测,往往认为隐患是后期使用过程中导致,检测责任很难追究。 1.6建筑机械租赁市场发育不完整 随着建筑行业专业化程度不断提高,分工不断细化,在建筑机械全过程管理当中涉及租赁单位(产权单位)、安拆单位、使用单位、监理单位、检测单位和行业主管部门。由于现阶段各地设备产权备案均要求由专业租赁单位统一实施,为了满足要求,一些个人自购的机械往往挂靠在租赁单位名下,而一些租赁单位为了追求利益最大化,一是尽量周转使用已有设备,甚至超期设备;二是经营和管理能力薄弱,缺少专业维修人员;三是维修保养不到位,在二次使用前没有检修和保养。 1.7行业主管部门工作不到位 由于建筑机械发生事故时易导致群死群伤,因此各地行业主管部门对建筑机械监督管理比较严格,严格设备管理程序,强化现场安全检查,但也存在一定不足,包括:专门设备管理机构和机械专业人员配备不足;现场检查存在一定的盲区(如检查塔吊需要登高作业时,要求检查人员应经过专门培训,持特种作业证或登高作业证),检查不全面;隐患整改跟踪及行政处罚落实不到位。 2针对建筑机械安全问题的管理对策 2.1严格建筑机械安全管理程序 对于每台机械设备严格执行产权备案、安拆告知,检查、使用登记等程序。在安装当天,安全监督员要到现场抽查,重点是安装单位资质是否有效、安拆人员是否持证、机械设备机构本身是否完好、周边环境是否满足要求等。通过安装抽查,把好设备的质量关,从源头上进行有效控制。 2.2加强对起重机械安装、拆卸单位的管理 对从事危险性较大的机械安装拆卸应实行专业资质管理,对企业在专业人员配备、设备拥有要求、管理制度、装拆的质量及安全生产等几个方面进行考核,使从事这类作业的企业都具有相应的条件,确保机械设备安装拆卸的安全。对企业的技术、项目负责人和安装拆卸作业人员要实行相应的考核和岗位培训。实行安装、拆卸单位及安装、拆卸人员信息登记制度,凡在当地从事建筑机械安装、拆卸的企业,应将企业营业执照、资质证书、安全生产许可证及安装、拆卸作业人员操作证、聘用合同以及联系人的法人委托书进行备案登记。实行建筑机械安拆前备案制度,将建筑机械工程专项施工方案,安装、拆卸人员名单,安装、拆卸时间等材料经施工总承包单位和监理单位审核后报政府监管部门备案,并定期公示。涉及企业及人员变更的,及时办理变更手续。 2.3强化建筑机械维修保养 据了解,维修保养业务一般包含在安拆或租赁业务之内,安拆单位一般不愿意接受单独的维修保养业务,主要原因是维保价格便宜、风险大、责任大,而且使用单位还压低价格。建议行业主管部门对使用单位加强管理,要求使用单位定期报送维保资料进行备案,监理单位进行旁站,安拆单位、使用单位和监理单位签字盖章,主管部门及时现场跟踪抽查,这样就可以有效控制各方参与维保的真实性。 2.4加强检测单位监督管理 行业主管部门与检测单位建立信息互通渠道,及时掌握检测情况。对检测合格的机械设备,可以立即安排专业人员进行跟踪复查,督促检测单位保证检测质量,提高安全意识。 3结语 总之,建筑机械安全管理是一项系统性工程,又是一种动态的安全管理,涉及很多单位,其安全性是施工现场安全生产最重要的因素之一。因此,必须认真任曦每一环节的安全问题,加大安全管理力度,从而真正地预防和控制建筑机械安全事故的发生。 机械设备安全管理探讨:建筑机械设备安全管理对策 摘要:近年来,我国建筑行业发展迅速,如何提高建筑施工中各项因素的管理水平,减少施工中不良现象的发生,一直是业内关注的特点,其中机械设备安全管理不仅关系着施工工作的顺利进行,而且关系着施工人员的安全。本文对建筑机械设备安全管理存在的问题进行分析,提出相关优化措施,以供参考。 关键词:建筑;机械设备;安全管理;措施 引言 众所周知,建筑工程施工量大,往往应用各种机械设备,如何做好这些设备的安全管理,确保机械设备处于最佳的工作状态,对提高建筑工程施工效率具有重要意义。因此,施工单位应将机械设备管理当做管理工作的重点加以认真落实。 1建筑机械设备安全管理问题 尽管建筑机械设备安全运行对建筑施工的顺利进行具有积极的促进意义,然而,分析发现,部分施工单位在机械设备安全管理方面存在诸多问题,主要体现在以下几点。 1.1机械设备安全管理意识差 建筑工程施工中,部分施工单位不注重机械设备安全管理,存在较大侥幸心理,导致施工中安全事故的发生,造成一定的人员伤亡,给施工单位造成较大经济损失,影响施工工作的稳步推进:一方面,不注重机械设备性能检查。部分施工设备经过长久使用、性能有所降低,存在一定的安全隐患,部分施工人员在机械设备工作区域逗留,一旦机械设备发生坍塌极易造成人员伤亡。另一方面,对机械设备安全管理缺乏重视。部分施工单位只关注施工进度,根本不考虑机械设备运行状况,存在较大侥幸心理,缺乏在安全管理方面精力投入,大大增加机械设备安全事故的发生机率。 1.2机械设备管理制度不完善 建筑工程施工中机械设备种类较多,加上安全管理是一项系统工作,因此,需要有完善的管理制度作支撑,才能保证安全管理工作的顺利实施。然而,部分建筑工程施工中,施工单位应对机械设备安全管理不够重视,缺乏完善的管理制度,一方面,制定的机械设备安全管理制度太过宽泛,无法给具体的机械设备安全管理提供准确依据。另一方面,部分施工单位虽制定机械设备安全管理制度,但因缺乏制度的约束,导致一些管理人员随意性较大,得过且过,无法及时准确地识别机械设备存在的安全隐患。 1.3机械设备管理细节不到位 机械设备安全管理中,任何一个细节可能引发安全事故,如机械设备固定不牢固、机械设备操作顺序不正确、忽略某个部件的检查等,尽管如此仍有些施工单位不注重机械设备安全管理细节,一方面,管理人员粗心大意,忽略对所用机械设备的安全检查,或检查过程中仅仅为了走个形式。另一方面,安全管理中一些元件磨损严重,不及时更换或使用其他型号的元件替代,不仅影响机械设备正常运行,增加故障发生几率,而且还容易引发安全事故。 2建筑机械设备安全管理优化对策 针对机械设备安全管理存在的不足,施工单位应立足自身实际及具体的工作实践,积极采取优化对策,不断提高机械设备安全管理水平,为建筑施工工作的安全进行提供保障。 2.1提高机械设备安全管理意识 建筑机械设备使用中,施工单位应提高认识,从领导层至施工人员均应充分认识到做好机械设备安全管理的重要性,尤其领导层应积极采取措施,提高各参与人员机械设备安全管理意识。首先,明确机械设备安全管理内容。施工前,施工单位应组织机械设备安全管理人员召开座谈会,讲解施工中所用机械设备类型,详细阐明安全管理内容,提高管理人员机械设备安全管理针对性。其次,做好机械安全管理统一部署。建筑工程施工中机械设备类型较多,为确保安全管理工作的稳步推进,施工单位应做好机械设备安全管理工作的统一部署,明确不同机械设备类型安全管理相关负责人及管理流程,确保机械设备安全管理工作在统一指挥下,有条不紊地进行。最后,鼓励管理人员加强专业知识学习。建筑机械安全管理质量的提高,需要由专业的知识做支撑,因此,施工单位应鼓励管理人员注重相关机械设备的知识的学习,了解不同机械设备经常发生安全问题,总结安全管理工作技巧等。 2.2完善机械设备安全管理制度 完善管理制度是建筑机械设备安全管理工作顺利实施的保障,因此,施工单位应提高认识,注重从制度入手,认真分析当前管理制度存在的不足:一方面,制定完善的上岗制度。施工单位应制定完善的上岗制度,要求机械设备安全管理人员需经过岗前培训,使其明确机械设备安全管理工作的重点与难点,以及安全管理工作中应遵守的规范。同时,还应加强机械设备安全管理人员的思想教育,讲解一些具体的案例,使其充分认识到机械设备安全管理的意义,自觉规范自身不良行为。另一方面,制定对应的奖罚制度。建筑工程施工中一旦机械设备发生安全事故往往造成较大损失,因此,为做到防患于未然,施工单位应制定明确的奖罚制度,明确奖罚的标准与细节,鞭策机械设备安全管理人员认真落实机械设备安全管理各项措施。 2.3加强机械设备安全管理监督 机械设备安全管理中为保证安全设备管理质量及管理目标的顺利实现,施工单位还应做好安全管理监督工作,及时建筑机械设备安全管理工作中存在的不足,采取针对性措施加以改进:一方面,成立专门的安全监督小组。施工单位应根据机械设备使用状况,成立专门的安全监督小组,做好对施工前、施工中、施工后机械设备安全管理监督工作。另一方面,明确具体监督方式。针对不同的施工环节,安全监督小组应明确相关的监督方式,如可采取定期与不定期相结合的方式,监督机械设备安全管理工作,及时指出存在的问题,或在现场进行指导,确保机械设备安全管理工作认真落实每个管理细节,为机械设备安全运行提供保障。 3结语 受多种因素影响,机械设备安全管理工作中存在这样或那样的问题,要求施工单位加强摘要:近年来,我国建筑行业发展迅速,如何提高建筑施工中各项因素的管理水平,减少施工中不良现象的发生,一直是业内关注的特点,其中机械设备安全管理不仅关系着施工工作的顺利进行,而且关系着施工人员的安全。本文对建筑机械设备安全管理存在的问题进行分析,提出相关优化措施,以供参考。 作者:程会凯 单位:齐齐哈尔理工职业学院
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机械设备管理论文篇1 1市政工程机械设备管理维护重要作用 当前,施工机械设备已经广泛地应用市政工程、建筑工程、路桥工程等诸多行业,很多大型项目都有着高度的机械化施工水平,通过合理应用机械设备可以优化施工效果,提高施工效率,同时,管理人员还要定期维修养护,提高机械设备应用价值,保证在施工阶段各项设备设施能够正常使用,保证顺利地推进各项工程的建设。具体来讲,机械管理维护工作的作用主要包括以下几方面。 1.1避免影响工程进度 机械设备的应用能够显著提高工程的施工效率,如果机械设备发生故障,会严重影响施工进度。作为当前工程施工中非常重要的硬件设施,工程机械设备在市政工程中发挥的作用越来越重要,尤其是提高施工效率、加快施工进度方面。设备管理维护人员通过定期管理维护可以保证机械设备的高效运转,在施工阶段顺利地完成各项施工活动,在保证稳定地操作设备的同时,将机械设备故障引发的进度延误问题有效避免。此外,通过定期管理维护还可以实现施工效率的显著提升,达到机械设备管理成本、项目建设成本节约、施工时间成本节约的效果,有助于提高项目的经济效益。 1.2延长机械设备使用寿命 我国经济的发展促使国家加大了市政工程建设力度,市政工程建设规模逐渐扩大,涉及越来越宽泛的施工内容,工程施工中遇到的主客观影响因素也随之增多,这导致机械设备在使用中面临着很多不确定、不稳定的影响因素和复杂的环境条件,有的市政工程处于海拔、温差较大、地理形势严峻的区域,这对机械设备提出了更高的要求。在这种情况下,如果机械设备长期处于腐蚀性强、潮湿的作业环境中,很容易发生损伤故障,导致使用年限缩短。通过定期管理维护可以及时发现机械设备存在的不足,通过及时更换零部件、润滑管理、防腐处理等措施可以提高设备的使用效果,延长其使用寿命,提高其对抗不良条件的能力,最终达到设备使用寿命延长、施工中稳定运行的目的。 1.3提高设备使用的安全性 机械设备的应用虽然提高了工程施工效率效果,但是同时也导致施工中产生了新的安全影响因素。当前,很多施工机械设备提交较大,功能增多,大规模使用机械设备需要大量的专业的操作人员,如果操作人员专业能力不高或者存在违规操作,那么很容易引发安全事故。此外,如果设备运行中突发故障也可能引发意外伤害。通过严格管理机械设备并且定期维护,可以保证机械设备正常运行,保证操作者严格按照使用规范操作设备,降低机械伤人事故发生的概率,保证安全地使用机械设备。 2机械设备特征 工程施工机械设备的种类在科学技术不断发展、工程建设需求不断增多的背景下越来越丰富,我们将现代机械设备的特征总结为以下几点。 2.1机械设备投资金额大 作为市政工程施工必要的硬件设施,现代市政工程建设施工对机械设备的依赖程度不断增大,为了保证顺利地完成工程施工建设,施工单位需要合理选择机械设备,选择购买或者租赁的方式,无论选择何种方式,都需要投入不少的资金成本。购买的机械设备属于施工企业的固定资产,在报废前应尽可能地高效应用于工程施工中。为了保证设备使用寿命、提高设备使用价值,需要严格开展管理和维修保养工作。 2.2机械设备种类繁多 不同类型的建设工程施工条件、地理环境、水文地质等差异性明显,施工单位在工程机械选择时,需要充分尊重施工项目的类型和功能需求,明确施工环境要求,确定施工公众,做好施工机械设备的合理选择。当前,市政工程使用的机械设备类型较多,不论何种设备,在使用中都会存在损耗,所以项目管理人员需要针对机械设备的实际使用情况、损耗情况定期管理维护,提高设备的运行可靠性、安全性,确保能够满足工程施工要求。 2.3机械设备运输转移难度大 很多施工机械设备有着较大的体积、重量,这导致机械设备的转移难度大大增加。在转移这些大型机械设备时,施工单位通常需要对道路限重、限高等标准进行考察,做好转移路线的合理规划。如果设备可以拆卸,还可以选择分部运输的方式,将机械设备转移的难度降低。 3机械故障检验检测要求 在检测机械故障过程中,需要根据规范要求完成工作才能达到预期的检测效果,这和机械结构复杂性和故障多样性有着很大的关系。机械设备零部件较多,各个零部件检测检验方法、结构构造、发挥的作用不同,在管理维护机械设备中,工作人员应严格遵守相关规定要求,提高最终检验质量。比如,其中机械设备电焊结构较多,如果焊接质量存在问题会导致其中机械设备整体质量受到影响,通过管理维护机械设备、细致地检查焊接部位质量情况,可以明确焊接效果,及时解决夹渣、气孔等质量缺陷,避免出现安全风险。同时,要坚持定期维护。机械设备很多部件在运行中存在较为明显的摩擦问题,长期运行后,容易发生零部件磨损、使用寿命缩短、耐磨性降低等不同类型的问题,通过定期维护可以更加科学地指导机械管理工作。此外,机械设备通过专项检测可以确认零部件质量是否满足使用要求。最后,机械设备很多部件在受潮后容易出现腐蚀现象,工作人员通过检验其腐蚀性并且及时开展防腐处理,降低零部件的腐蚀问题。 4机械设备管理维护措施 4.1明确机械设备管理维护的意义 在工程施工中,机械设备管理维护意义深远,通过严格的机械管理维护,有助于顺利、安全地完成工程施工任务。机械设备管理维护人员应当深刻地理解设备管理维护工作内容、重要价值,明确设备管护的目标目的,提升设备运转的可靠性,提高设备的利用率、使用寿命,最终保证如期、顺利地完成工程建设。 4.2提高机械设备管理维护人员的保养意识和工作责任心 提高全体员工机械设备管理维护的意识,才能高效地落实机械设备管理维护工作。企业管理层应提高对机械设备管护工作的认识,设置专门的管理机制,进而带动全体员工端正态度,积极参与机械设备管理和维护工作。企业还可以通过加强宣传提高全体员工的工作责任心和对机械设备管护的重视度,自上而下营造重视机械设备管理维护的氛围,潜移默化地影响员工,保证员工自觉地完成机械设备的管理维护。 4.3提高管理维护技术水平 机械设备管理维护工作对工作人员的技术能力有着较高的要求,需要工作人员投入较多的精力和成本,为此,企业可以加强引入优秀的机械设备管理维护人才,组建专业的管理维修团队,将团队的专业技术能力提高,同时,设置专门的机械设备管理维护资金。通过定期组织培训活动也可以提高管理维护人员的专业技术能力,在培训后,企业要注意加强考察,确定培训结果,保证企业效率和水平能够达到实践需求,确保工作人员在日常能够高效地管理维护机械设备,提高设备应用价值。 4.4落实日常检查责任制 不同类型的机械设备对技术人员的专业要求存在一定的差异,加上现如今工程施工机械设备较多,仅靠一两个管理维护人员难以真正地达到管理维护的目标,为此,可以适当地增设管理维护人员,并且将各个设备管理责任落实到个人,明确责任人日常检查、维护职责。设备管理维护人员应按照责任制要求定期对机械设备的进行全面系统的检查,做好机械设备运行数据、日常检修维护工作记录(图1),对机械设备运行状态提高重视,加强总结经验教训,积极借助先进的管理维护设备,提高设备故障检查检测效率。如果发现问题及时处理,避免搁置引发严重的质量安全风险,同时,加强设备数据和维修信息的积累,为今后管理维护工作提供支持,保证机械设备在工程建设施工中能够正常运行。 4.5完善机械设备管理制度 第一,采购制度。在建设采购制度时,明确采购人员的责任,采购人员按照要求调查市场,分析设备的规格型号,综合考虑设备使用周期、维修难度等多方面因素,然后选择适合企业未来发展的设备。同时,要注意及时更新升级设备。第二,机械管理制度。施工单位在正式建设工程项目之前,要对机械设备具体情况加强了解,做好操作标准、规章制度的明确,优化机械设备管理内容,明确设备操作方式和管理模式。在施工阶段根据设备的特点和使用寿命明确设备操作管理制度,加强各类机械设备具体情况的了解,做好操作标准规章制度的建立和完善。在设备更新后,及时调整机械操作规章制度。第三,操作人员管理制度。按照国家标准和机械操作说明书编制操作人员管理制度,严格筛选操作人员,对于特种设备操作人员应坚持持证上岗,保证操作人员经过国家培训并且通过严格的考核方可操作设备。机械设备管理人员也要有机结合工程进度和机械操作管理工作,有效协调配合两者保证完整地完成施工活动,将机械设备管理效率、施工效率提高。第四,加强和机械维护保养制度优化。维护人员按照制度要求定期维护保养设备,并且细致准确地记录维护保养过程,为今后设备管理提供参考。 4.6落实交接班体系 机械设备工作时间往往较长,有的设备甚至会处于超负荷状态,为了保证机械长期运行中的稳定性,需要严格制定交接班体系,加强交接班管理,只有保证合理的交接机械设备管理工作,才能将机械设备的使用年限延长。在落实机械设备交接班管理体系时,首先,应当做好交接班管理制度的建立。机械交接人员应当在交接班期间共同检查机械设备情况,保证设备运行正常稳定,内部各个部件之间牢固地连接,结构完整。其次,交接人员需共同检查机械设备的液压系统和润滑系统,保证油孔位置干净清洁,油量足够,油位合理。在交接班过程中,一旦发现机械设备运行出现问题,必须及时处理问题。交接人员还需在交接记录上签署个人姓名,以示整个设备交接工作的完成。 5结语 总之,机械设备作为现代市政工程施工中必不可少的设备设施,关系着工程的施工进度、质量、安全,为了保证机械设备高效地运转,应当加强管理和维护力度,定期检修,加强检查机械设备故障,定期润滑、更换老化零部件,严格管理设备操作、维修养护等工作,制定并且落实各项管理制度,提高机械设备管理维护水平,进而全面提升市政工程建设效率效果,有力地支持市政工程的发展。 作者:丛湘环 单位:山东华邦建设集团有限公司 机械设备管理论文篇2 在我国社会经济飞速发展的时代背景下,对资源以及能源的需求也在不断提升,其中对于石油资源的需求量更是极度增长。在对石油资源实际进行开采的过程中,钻井机械设施也随着不同的需求发展愈来愈多样化,钻井技术也在持续提升,因此对石油钻井机械设施的现场管控也是不可或缺的重要环节,进一步增强现场管控以及机械设施的维修也对正常石油钻井机械设备的生产力有着极为重要的影响。进一步增强对石油钻井机械设施的现场管控能够进一步降低在实际钻井过程中设备出现故障问题的概率,进一步推进石油钻井机械设施的现场得到更为高效的管控,持续提升石油钻井的水准以及技术,进一步推进我们国家社会经济的飞速发展。 1石油机械设备发展状况解析 对于石油钻井工作而言,其实际作业环境相对较为恶劣,与此同时受到不同地质环境等多方面因素的严重影响,往往不同石油钻井作业需要运用的机械设施也存有一定程度的差别性,这使得石油钻井作业过程中各种机械设施的现场管控工作难度极大程度提高。现时期,西方某些发达国家通常都是充分结合地形环境的差别性来对石油机械设施进行探究,也就是充分根据不同地区的实际工作状况来更为科学合理的开展有关机械设施的研发工作,以此来进一步提高钻井机械设施对于环境的适应性。相对比而言,我们国家对于钻井机械设施的技术研发上存有一定程度的欠缺之处,但是自从改革开放以来,我们国家抓住了向外发展的重要机遇,一直在不断对国外高新技术设备以及一系列成功经验进行学习以及引进,这使得我国石油钻井机械设施的实际研发以及制造水准始终处在不断提高的状态,并且近几年来伴随着信息技术的飞速发展,我国也陆续的开始将信息技术运用于钻井机械设施中,以此来进一步降低人工劳动强度以及充分满足作业安全性方面的重要要求。 2石油钻井机械设施现场管控的重要意义解析 2.1推进石油企业单位的经济发展 对石油钻井机械设施进行更为高效的管控,可以进一步推进我国石油企业单位的经济发展。因为在实际开展石油钻井工作的过程中,极有可能会出现各类影响到钻井机械设施正常运行的因素,致使有关机械设施难以顺利运行,给石油企业单位带来了十分巨大的经济损失。因此,对于石油钻井机械设施现场管控是保证高效钻井的基础条件。对机械设施进行定期保养以及维护可以进一步提升石油钻井的成功率,对机械设施起到一定程度的保护作用。在对石油钻井机械设施实际进行维修的过程当中,需要更大程度的提升机械设施运行的效率,对机械设施进行高效长期的保养以及维护,进而进一步达到降低成本的目的,促使石油企业单位的经济效益可以得到进一步的提高,使得石油企业单位的经济得到更为迅速的发展。 2.2推进石油钻井机械设备生产力的提升 定期对石油钻井机械设备进行现场的管控,可以为机械设施的能动性提供进一步的保障,不仅可以进一步提升石油生产的效率,与此同时还可以为石油产出的高质量提供更为高效的保障。在实际开展石油钻井生产工作的过程当中,有关工作人员需要对石油生产过程中的每一个过程都进行更为高效的检查并且进行维护,保证石油钻井机械设施在实际开展石油生产工作的过程中不会出现故障问题,不会对石油生产的效率以及质量造成影响。定期对石油钻井机械设施进行管控,可以及时发现机械设施当中的钻机制造中的问题,并且对钻机头问题进行更为高效的维修,进而更为高效及时地对有关问题进行解决,进一步提升石油机械设施的实际生产效率,进一步推进石油钻井机械设施生产力的有效提升。 2.3推进石油钻井机械设施的寿命延长 对于石油钻井机械设施的现场管控主要是针对机械设施的日常保养以及日常维护。对于机械设施的维护,是针对机械设施在实际应用过程中或者是应用以后发现设施存有应用不流畅的问题,进一步提升机械设施的整体或者是部分机械设施的性能。通过对机械设施的有效维护进一步提升在石油钻井过程当中机械设施高效应用时间以及效率,进而在某种程度上进一步节约机械设施的生产成本,产出更多的投资回报,有效降低在进行石油钻井过程当中机械设施出现故障的问题,进一步推进机械设施的应用寿命延长。 3提高石油钻井机械设施现场管控质量的有效策略探究 3.1进一步做好现场管控工作人员的培训工作 如若石油钻井操作现场的管控工作人员以及操作人员没有受到过专业的培训,也没有掌控高新的设备操作技术,那么在石油钻井机械设施的管控以及操作方面就极为容易出现人为操作失误或者是错误,这极有可能会对机械设施的功能以及性能造成极为严重的影响,除此之外,由于有关管控工作人员以及操作人员并不了解机械设施的性能,与设备操作以及操作有关的安全风险也会极大程度增加。比如,没有经过培训的操作人员在对机械设施进行维护以及操作的过程当中,极有可能会出现操作错误,进而对机械设施的性能造成极为严重的影响,甚至还会导致机械设施损坏,进而不仅极大程度增大了机械设施维护成本,推迟了正常生产,延误了生产时间,甚至还极有可能会致使机械设施出现损坏,上文所述的几个问题极大程度增大了机械设施出现故障问题的可能性、损失的工作时间以及设施维修工作造成的设施维修成本。他们还极为有可能会引起有关维修工作人员对重型维修工作的地质,极大程度增大设备操作人员对设施应用的困惑,严重影响其工作心情。上述现场作业人员心态的转变也极为有可能会对他们的行为产生十分不利的影响,不仅会极大程度降低他们的生产力,与此同时还极有可能会增大作业错误的可能性,进而对石油企业单位的经济效益造成极为严重的损害。因此,需要将现场管控工作人员的培训工作进一步做好,以此来保证有关管控工作人员可以充分掌控新设备以及先进生产技术的操作方法,并且进一步增强安全教育,保证有关工作人员有正确的工作态度,保证石油钻井机械设施的性能、质量以及安全管控良好。具体来说,这包含适度提升甄选人才的标准以及门槛,甄选更高专业水准的工作人员,以及定期征聘行业专家等等专业人员从事知识课程以及技术培训等等活动。除此之外,需要通过技术游戏等等活动来进一步提升有关经营者以及管控工作人员的竞争意识,进一步增强他们不断进步以及学习的动力,高效掌控技术交流与同行交流等等机会,持续提升自身的专业水准,进一步纠正工作态度。 3.2促进石油钻井机械设施管控与维修技术提升 在对石油钻井机械设施实际进行维修以及管控的过程当中,需要进一步提升管控专业度以及维修技术专业度,在对石油钻井机械设施实际进行维护的过程当中,需要充分保证石油钻井机械设施的清洁度,开展定期的设施检查工作就显得极为关键,在实际进行检查的过程当中,首先需要充分关注液压邮箱当中的瞬时摩擦部分,如若设施检查结果超出70℃就需要停止运行,需要保证石油钻井机械设施在70℃以下运行。对于机械设施的维护分为2个等级,一级维护以及二级维护,需要进一步确保2个维护等级之间的完整联系,2级维护将600h与3000h作为分界点。当石油钻井机械设施运行达到600h,需要对石油钻井机械设施进行定期维护,对机械设施的零件进行更为充分的检查。当石油钻井机械设施运行达到3000h,需要对机械设施进行第二次维护,对机械设施进行局部维护以及清理,对出现细小问题的机械设施零件进行调整以及更换,进一步推进石油钻井机械设施运行效率的提升。 3.3定期对石油钻井机械设施进行密封性检查 在石油钻井机械设施实际运行的过程当中,需要对机械设施进行定期的检查,主要是对石油机械设施的密封性进行检查,石油钻井机械设施的密封性检查是为了充分保证机械设施实际运行的安全性,对石油钻井机械设施进行高效监测,可以在源头为石油生产的质量提供进一步的保障。在对石油钻井机械设施的密封性实际进行检查的过程当中,可以运用气泡排除法进行检查,将石油钻井机械设施放在一个压强密闭房间当中,然后将设施浸入水中,通过专业检测技术来对石油钻井机械设施的密封性进行检查,进一步推进石油钻井机械设施的高质量运行。 3.4对石油钻井机械设施管控维护体系进行进一步的完善 在对石油钻井机械设施实际进行管控以及维修的过程当中,对于机械设施的维修问题可能由于管控工作人员的制约因素,可能在机械设施出现问题的时候,有关工作人员难以面对问题进行高效的解决以及机械设施的修复。出现了此种问题,就说明我们国家石油企业单位机械设施的维修管控体系不够完善,需要通过行业整体标准来对机械设施维修管控体系进行进一步的完善,在管控体系完善的状况下,对石油企业单位管控维护流程进行确立,并且对于机械设施的零件完整性,需要建立一个零件配件管控体系,通过对石油钻具以及进行机械设施配件的科学备用,对机械设施维修部件进行更为高效的质量管控,还需要对库存进行定期的检查,进一步降低机械设施备用零件受到损害的可能性,进一步推进我们国家石油钻井机械设施的生产过程安全性发展,进一步实现石油生产过程的高质量进展。 4结语 总的来说,虽然我们国家的石油钻井机械设施进展的水准在持续提升,但是在对石油钻井机械设施实际进行现场管控的过程当中依旧存有非常多的问题,需要通过进一步增强对石油钻井机械设施管控工作人员的管控,定期对石油钻井机械设施进行密封性检查,进一步推进石油钻井机械设施管控以及维修技术的提升,有效推进石油钻井机械设施维护管控体系完善,以此来进一步推进我们国家石油行业生产水准的提升,有效推进我们国家石油钻井机械设施现场管控水准的提升。鉴于此,本文首先就对石油机械设备发展状况进行了阐述,然后探究了石油钻井机械设施现场管控的重要意义,最后从对石油钻井机械设施管控维护体系进行进一步的完善、定期对石油钻井机械设施进行密封性检查、促进石油钻井机械设施管控与维修技术提升、将现场管控工作人员的培训工作进一步做好四个方面对提高石油钻井机械设施现场管控质量的有效策略进行了探究,以供参考。 作者:闫旭光 单位:中海油服钻井事业部 机械设备管理论文篇3 石化生产技术对人们的生活具有重要的影响,在人们生产生活中也有着极为重要的地位,如何保证石化公司的产品运行安全是一个广泛性的话题,因石化生产的安全性能及其制造技术和石化公司的相关产品制造技术之间有着极其重要的关系。 1石油化工设备维护的要点分析 在设备检测与保养的流程中一定要严格根据设备保养制度的规定去操作与管理,如此才可以有效降低化工设备锈蚀的情况。首先,对机器设备的表面进行定期清洗,从而保持机器设备的干净,也给机器设备的工作品质与状态带来重要保障。其次,为了进一步地提高和改善石油化工装置的外部环境,并减少操作流程中的能源支出,应该采用合理的控制措施,以提高管路接头的效率,从而减少装置操作中的安全风险。第三,如果设备突发事故,则应该及时实施修复与保护,特别是防范事故突发在夜间,则应该保证设备在较短时间内恢复并稳定工作。此外,控制系统设计也是一个关键的环节,需要进行全方位检测,以提升设备检修的有效性。 2石油化工设备特点 石化生产工艺的复杂化,决定了工业生产设备类型较多,不论是储运、制造或者运输均要求配备各类型的专业设备。另外,由于此产业是科技密集型产业,不但要求各类型的专业技术人员密切的协作,而且还要求专业科研人员掌握较多专业知识。与石化相关的产品原材料多是毒性危险、可燃易爆的工业介质。所以,在制造或者储运过程中,都需要严防泄漏,从而降低起火爆炸风险。同时,由于石化行业一般会连续性制造、连续储运,若由于设备原因而引起的无计划性停运,不但会使公司蒙受巨额损失,而且还会引起重大的安全生产事件;另由于石油化工相关的设备设施投入较大,如果设备设施发生问题,相关设备的维护与更换的费用开支较大,设备停产所造成的损失将不可估量。 3石油化工设备运行过程中常见问题分析 3.1故障分析不到位 要确保石化设施的维护有序进行,质量水平得到很大提高,就必须做好故障分析。根据有关机构的调查结果,国内石化企业从事设备维修工作的人员对设备工作原理不甚熟悉,无法在设备故障后立即找出原因,影响故障处理效率。如果错误分析未正确执行,其他错误将不可避免。例如,如果发电机性能不稳定,但维修人员未能完成故障分析,仅根据个人经验进行维修,则无法完全消除故障。柴油中的杂质很多的话,无法通过拆卸喷油泵来解决故障,甚至设备的性能也会受到影响,寿命也会大大缩短。 3.2对设备保养和维护工作重视程度不足 当前很多的石油或化工公司,都对机械设备保养和维修的工作关注程度不够,注意力集中都放在产品生产质量和效益的方面。在一般情况下,并不是通过定期或提前去检测设备,而只是在机械设备确实发生故障时才会去处理,而这些机械设备管理和维修方式对机械设备的使用寿命形成了消极的负面影响。其次,一些公司之所以选用这样的装置维修管理方法,都是希望节约大量的维修资金。同时,因为石油化工装置一直在长期运行中,会形成超负荷问题,对装置中不同的部件形成不同程度的毁坏或磨损影响,对整个制造流程也形成了危害。 3.3缺乏科学的管理手段 石油化工业公司如果在设备管理工作中不谨慎,不及时按照有关条例和规范办理动火证,或者没有做好动火安全预防措施等,都很容易造成电气设备出现起火和爆炸意外事件。同时,如果没有及时按照相应规范对有毒有害介质进行清除或置换等,也都很容易造成人员中毒等重大安全事故。再加上如果容器中含氧量不足,在检修人员的实施操作过程中,就非常容易出现严重的中毒危险。由此可见,在石油化工装置的管理活动中,存在着各个方面的危险要素,一旦管理中不注意,就会造成各种不良影响和后果。 4研究石油化工设施保护作用 4.1保证安全生产,提高设备利用周期 由于中国石化产业的高风险性,公司为了保证其安全和运送,就需要提高对机械设备的定期维护技术和管理水平,积极地推动机械维护工艺和管理理念的优化,如此就可以在拉长机械设备使用期限的同时,也带动有关公司积极健康发展。而由于中国在20世纪80时代之前一直采用规划市场经济,所以对石化有关的机械设备和工作装备,也会依规划市场经济政策加以维护和管理的工作方式。这一时期机械设备工作时限较短,大修和保养的时限也较长,而设备一修修一月的状况经常出现,这不但和欧美一些先进工业国家产生了一定差异,不利于中国经济社会发展。所以到20世纪90年间时,石化装置保养周期都相应减少,工作时限相应拉长,这不但可以有效缩短中国和先进制造业国家的差距,而且可以推动中国经济健康发展。而近些年来,中国石化制造设备,工作期限愈来愈延长,这就表明中国的修理与保养技术一直在持续优化与创新。工作周期长,不但可以增加机械设备使用率,而且可以节省大量保养费用。 4.2提升设备可靠性,促进经济效益提升 石化装置组成十分复杂,智能化要求也相对较高,当然购置费用和使用费用也相应较贵。所以,积极做好对相关装置的维修与管理工作,不但可以提高装置的生产能力与操作速度,而且可以保证装置工作的安全与可靠性,这就凸显专业的维修人员的技术尤为珍贵。一旦石化的有关生产与运输设备发生问题,公司就无法正常工作,甚至可能发生全员停产现象。同时,石化有关装置发生故障后,又很容易发生连锁的安全环保事件,不但关系公司经济效益,而且关系社会效益。及时做好对装置的维修和管理工作,能够增强装置安全性,又能够推动公司效益不断提高。所以,应该主动做好对石化装置维修和管理工作的全面调研,同时增进对石化有关装置的认识和整体了解,如此可以达到对有关装置的科学化管理工作,又可以为提高经济效益和社会效益奠定良好的基础。 5石油化工设备维护与管理措施 5.1加强维护与管理人才培养 石油化工装置本身比较精密,所以对操作与控制人员的技术能力也要求很高。石油化工公司必须加大对专业人员的培训,并不断提升自身技术革新,才能推动服务和管理的一体化发展。因此,公司必须加大对人员的专业培训和集中训练,也可利用远程培训提高人员技术水平。另外,计算机技术的日益发达还要求相关装置的智能化水平愈来愈高。所以,工程维修技术人员不但应具有较强的专业知识水平,而且还要不断加强对先进工艺的掌握,如此才能切实实现精细化控制,在设备运行的同时做好全面监测,保证设备运行的安全。首先,各维修人员要积极地对机器设备进行定期维护与保养,同时还要定时进行检测,如此才能及时发现机器设备产生的问题,从而对故障进行针对性排除。人员除可以检测机器设备的工作温度、润滑情况等方面之外,也要及时掌握有关故障码,既可以掌握大机泵的在线状况,同时又可以运用最先进的超声波在线监测技术,对机器设备进行定期检验;其次,有关人员在机器设备维护阶段,也要选择不同的维护级别对机器设备进行全面保养。所以在设备日常保养的基础上,还要做好不同程度的维护。因此,可以在初层维护的基础上,对设备进行深层的维护与维修,深层维护必须做好对设备的全面检查,也必须及时对所有问题进行一次排除,如此可以降低问题出现的可能性,保证有关设施的有效运行。 5.2加强对设备使用的管理 为了确保石油化工装置的安全运行,必须强化对装置的全面监督管理。首先,公司可以建立相应的设备管理体系,即制定了相关的职责体系,但只有明确了岗位职责,才能使员工提高对设备管理的认识。例如公司可以建立相关设备管理制度和操作手册,而公司的内部人员也可以达到人手一本,这就可以让每个工作人员都意识到设备安全管理的必要性,这样不但可以降低意外风险,还可以让公司的员工强化了安全意识。同时,制定严格的奖惩制度,对违规操作的员工要加以着重查处,这样就可以引起员工的足够注意。其次,装置运行管理人员也要了解装置的构造与特性,如果出现故障,要及时采取相应保护措施,如此可以防止故障严重。同时,有关人员也要遵守安全生产的作业流程,相关技术人员要知道设备所能够接受的压强和实际工作环境温度,要了解设备不同流程的动作流程和注意事项,更要对设备的重要检测部位了然于心,这样才可以及时处理设备中出现的非正常现象。再者,有关部门作业人员也要认真对装置做好按时定点的检查,还要认真对安全阀、防爆膜等附件做好检查,如此才能做到问题得以及时发现和解决。因此,如果出现超过工作温度和超电压的状态,应及时停止运行,并采取相应的紧急措施,如此可以保证装置的安全与可靠性。 5.3加强对信息化设备的利用 随着计算机技术的日益发达,石油化工机械设备的保养与检测手段日趋现代化。首先,技术人员可以运用现代化技术手段对机械设备进行全面检测分析,这样不但可以精确定位相关故障,而且可以利用计算机技术掌握故障原因,有关专家能够对故障做出针对性分析与处理,这样不但能提高修理与保养的效率,而且能有效节约工作时间。因此,公司应该主动购买先进信息化维修设施,对各机械设备实施专业管理,实现原有检测设施的定时更换与升级,如此可以加强对机械设备的全面修理与保养;其次,石化公司还需要建立专门的维修与管控部门,相关部门必须能够对石化设施进行全面的数据分析,经过大数据分析就可以提出科学合理的维修对策,并利用智能技术手段提高公司对设备隐患的及时预警,以便于对装置的超负荷状况作出有效调控。由此可见,专门的管理部门既能够让装置达到最佳工作状态,又可以增加公司对智能监测技术的有效运用能力。 5.4设备综合管理 以前苏联的程序维修体系为基础,吸收日本生产维修、综合技术、物流工程、综合生产等内容,提出全球设备管理的思路。以利用率为中心的维护(简称ACM)是一种将设备的利用率放在制定维护策略的最前沿的维护方法。而以可靠性为中心的维修管理(简称RCM)强调设备的可靠性和设备故障的后果作为制定维修策略的主要依据。运用的主要的故障检测方法有:状态检测技术;根据产品质量变化诊断设备故障的技术;设备性能监测技术;用人的感觉检查。将设备管理与现代企业管理理念的融合:①持续改进:现场管理的一个重要方面是系统优化和资源优化。②ISO体系:从ZD(ZeroDefect)、QC(QualityTeam)、TQC(TotalQualityControl)、TQM(TotalQualityManagement),通过统计技术的应用,使管理更加精准地实施了TQM。IS09000系列使TQM成为一个记录、编程、标准化、稳定和可检查的系统。还包括与环境有关的IS014000。③可视化管理:又称可视化管理、看板管理,是一种有效的现场管理方式。 6结语 综上所述,石化设施的运行状况不仅会影响公司各项工作的正常有序进行,也会影响整个社会的安全和环保工作。所以,在提高装备效率的同时,更应保证装备安全平稳运转。这就要求职工提高对机械设备的全面认识,不但要熟悉使用各种工艺流程的各类机械设备,而且要对各种机械设备进行不同类型的修理与保养,如此才能推动石化公司更好经营。同时,石化公司还应不断提高管理人员的专业水平,如此才能为机械设备维修与管理工作打下人才根基,以此推动公司平稳运行。 参考文献: [1]孙国权,闻思文,赵佳一.炼油化工设备维修常见技术问题探究[J].设备管理与维修,2022(06):99-100. 作者:李超 张闯龙 单位:江西省天然气集团有限公司
近年来随着我国经济的快速发展,我国的现代煤化工行业也取得了较大的进步,以我公司为例,主要生产区有备煤,炼焦,化产,甲醇,公辅系统等几部分,焦炭200万吨每年,7米顶装焦炉,配套干熄焦,甲醇每年20万吨。而且在目前煤化工企业生产机械化水平不断提高的形势下,我公司中也投入使用了种类繁多的机械设备,这些机械设备大多为具有高温高压以及大型的动、静设备,且在煤化工企业中如何做好上述设备的管理及维护保养是企业管理中的重点内容,对降低设备故障概率、提高设备生产效率和企业经济效益具有重要作用。 1化工机械设备维护与管理的原因与内容 正是由于在目前的煤化工企业中应用了大量的机械设备,其在煤化工生产中占据主要地位,所以设备运行状态的好坏直接决定着煤化工企业的生产状况。煤化工企业中的机械设备管理主要是指根据不同的煤化工机械设备,制定相应的维护保养制度,在选择合适的设备型号的基础上,在生产过程中加强对机械设备的检修、维护与保养,其目的就是降低设备的故障概率,提高设备运行的可靠性和安全性,提高设备运行的效率,降低企业生产成本,提高企业经济效益。这就需要在企业生产过程中,加强对设备操作人员管理,不仅要注重并提高其操作水平,并且加强对其操作过程的监督与指导,避免出现违章操作的现象。而且采用合理的设备检修与维护模式,根据设备状态对其进行合理检修与维护,排除其运行中的故障和安全隐患,充分发挥煤化工机械设备的作用。 2化工机械设备管理及维修保养存在的问题 在我国目前的煤化工企业中,对于机械设备的管理及维修保养普遍存在以下几个方面的问题:一是企业对机械设备的管理工作重视程度不足。也正是这个原因也导致目前大多数煤化工企业中的机械设备管理制度不够完善,且存在缺少详实的考核制度的现象,多数企业虽然制定了设备管理制度,但是落实情况较差,甚至有些企业中还存在较为严重的设备老化以及技术落后等现象,不仅无法满足现代化生产的要求,具有较低的生产效率,而且具有较高的故障概率,存在较大的安全隐患。二是机械设备管理及维护保养人员的整体专业素质偏低。这就导致在设备使用过程中出现违章操作,在设备管理及维护保养过程中采用不合理的检修方法和管理模式,出现检修过度或者检修不足的问题,不仅造成检修资源的浪费,也增加了设备故障概率,缩短设备的使用寿命。三是对安全生产管理重视不足。由于企业生产中比较重视生产效率和质量,而往往会对安全问题有所忽视,且由于相关工作人员的安全意识较差,在设备出现故障或者安全隐患时没有进行及时检修与维护,而且所采用的生产工艺也不符合安全生产的要求。 3化工机械设备管理及维护保养技术分析 煤化工企业中所采用的机械设备种类和数量较多,本文以其中使用数量较多的离心泵组为例对其管理及维护保养技术进行分析。一是对离心泵的日常操作与管理。离心泵在煤化工企业中的主要作用就是为烃类液体的输送提供动力,其在运行中具有较高的转速和压力,所以在日常操作中应严格执行安全操作规程,在启动前进行相应的检查,并在运行过程中定期巡检且在发生严重汽蚀问题时停机进行检修。二是对离心泵的日常维护与保养。对离心泵的日常维护保养首先要进行每班岗位员工的日常检查和调节,主要是确保密封填料的松紧程度,确保其漏失量控制在每分钟10~30滴的范围内,而且对泵轴承的润滑情况、各紧固件的螺栓松动情况、离心泵的运行参数、泵组的清洁、泵组运行的安全隐患等进行检查和相应的处理。此外,除了上述日常保养,还将离心泵的维护保养周期分为了一级保养、二级保养和三级保养三个等级。其中一级保养是在离心泵机组连续运行1000h之后,其所检查的内容主要包括轴承温度、润滑油油质和油位等进行检查,并对过滤缸进行清洗。二级保养是在离心泵连续运行3000h之后,需要对离心泵进行拆解并对所有零部件进行检查和清洗,并且在检查完成并组装之后对其同轴度以及各部件的间隙进行校正。三级保养是在离心泵连续运行10000h之后,不仅需要对离心泵进行拆解并对零部件进行清洗,而且对于磨损严重或者出现故障的部件进行更换,并且进行轴弯曲度的检测、叶轮的静平衡试验等,并且在检修完成并组装之后进行相应的校正和试运转,确保泵在三级保养之后处于最佳的运行状态。在对离心泵进行维护与保养工作时,还需要同时检查动力电动机的运转情况,以及其三相电的连接情况,如有必要,需要对其进行变频改造以满足企业节能减排的要求,并且提高机械设备的自动化控制水平,降低人工劳动强度和检修成本,提高企业的经济效益。 4结语 在煤化工企业中加强对机械设备的管理及维护保养,不仅要采用相应的技术进行操作、检查、维修与维护,而且通过强制保养制度的建立和实施来延长设备的使用寿命、充分发挥管理部门的监督检查职能、对机械设备的检测指标进行规范、并建立健全机械设备的改造管理制度和报废制度,提高其生产效率,确保其生产质量和安全。 参考文献: [1]徐卫军.煤化工机械设备的管理及维护保养[J].云南化工,2018(1). [2]马进军.煤化工机械设备的管理及维护保养分析[J].化工设计通讯,2017,43(6):10-11. 作者:李勇 单位:峰峰集团河北峰煤焦化有限公司
建筑机械设备管理及维修:建筑机械设备管理存在的问题及措施浅谈 【摘 要】随着社会主义市场经济的发展与改革开放进程的不断深化,我国建筑工程建设事业逐渐发展起来,建筑机械设备管理作为建筑工程建设管理中的重要组成部分,在提升施工企业建设施工水平与降低施工安全事故等多个方面发挥着至关重要的促进作用。但在现实的生产建设活动中,建筑机械设备管理存在着一些问题。因此,本文将从建筑机械设备管理存在问题的角度出发,对如何提升建筑机械设备管理水平进行有效性研究。 【关键词】建筑工程;机械设备;管理问题;解决措施 前言:随着时代的发展与社会的进步,人们对建筑工程机械设备管理水平的关注度变得越来越高。但在现实的生产生活中,建筑机械设备管理存在着一些问题,严重影响着施工企业的施工水平与质量。因此,在新时期加强对建筑机械设备管理问题的研究,是当前摆在人们面前的一项重大而又艰巨的任务。 1 针对机械设备管理的研究 所谓机械设备管理,就是指运用一些手段与方式方法对建筑工程施工场地的机械设备进行分类化管理,以充分保障机械设备的使用效率与使用寿命。加强对建筑机械设备的管理,有助于充分发掘机械设备的整体效能与潜力,为增强建筑工程的施工质量奠定坚实的基础。 2 针对建筑机械设备管理问题的研究 2.1 问题之一____施工企业对机械设备的管理功能弱化 施工企业对机械设备的管理观念弱化的主要表现是:当前很多建筑工程的施工企业将施工管理作为企业管理的重中之重,对于施工现场机械设备的管理却不太重视,缺少专业的技术人员对这些机械设备进行维护与保养。再加上当前很多建筑工程项目被一些社会效益好、资质高的施工企业所承包,而这些企业又将建筑工程进行分包处理,在一定程度上弱化了施工企业对机械设备的管理功能。 2.2 问题之二____机械设备的管理存在安全隐患 建筑机械设备的管理存在安全隐患的主要表现是:很多建筑工程施工企业的管理层为了获得最大的经济利润,对一些建筑设备的使用状况不太关注,只要可以提升施工的进度与设备的工作质量就可以,对建筑设备的更新换代不甚关注,使得很多建筑设备在使用过程中不能正常发挥其应有的作用与完成施工标准的要求。 2.3 问题之三____机械设备的租赁管理存在问题 建筑机械设备的租赁管理存在问题的主要表现是:我国当前的建筑工程机械设备的租赁行业还没有形成完善的管理制度,很多施工企业的管理层对机械设备的租赁意识相对淡薄,认为这只是一项短期化的租赁行为。另外很多施工企业在实施机械设备租赁业务的过程中,只是简单地关注自身企业的经济利益,这种现象的存在使得租赁行业形成一种恶性循环,市场化运作的模式被打破,无形中降低了企业的经济效益与社会效益。 2.4 问题之四____建筑工程施工人员的专业素质不高 建筑工程施工人员的专业素质不高的主要表现是:由于当前很多建筑工程施工企业所招聘的施工人员多是由农村入城务工的农民所组成,他们所接受的文化教育时间较短、在进入施工场地之前,这些施工人员没有接受过机械设备操作与保养的培训,在实际的施工过程中不能对机械设备进行系统化维护与保养。再加上这一部分施工人员的流动性大,使其对机械设备的管理工作只能流于形式,不能真正地发挥其应有的作用。 2.5 问题之五____施工企业在机械设备管理方面存在贪大求全的问题 建筑工程施工企业在机械设备管理方面存在贪大求全问题的主要表现是:有些施工企业的管理层认为机械设备越多就越能彰显企业的竞争实力,可以不受外部客观条件的影响而加快工程的施工进度。但由于建筑机械设备的成本较高,在施工环境多变、施工场地较为分散的背景下,这些企业的机械设备在配置方面存在问题,比如说工程需求的设备相对紧缺,而库房的机械设备处于闲置状态。这种问题的存在无形中加大了机械设备资源的铺张浪费程度,不仅增加了施工企业的经济负担,而且阻碍施工企业的正常发展。 3 针对提升建筑机械设备管理质量与水平的研究 3.1 措施之一____采取措施做好建筑机械设备的保养工作 要做好建筑机械设备的保养工作,需要做到以下两点:一是要在建筑机械设备使用的过程中,机械设备的技术人员、指挥人员与操作人员要严格按照机械设备安全操作规程进行科学操作;二是建筑工程施工企业的设备管理部门要坚持用好、管好、修好、养好的原则对机械设备可能存在的风险进行评估,并提出相应的应对措施。 3.2 措施之二____采取措施科学调配建筑机械设备 要科学调配建筑机械设备,需要做到以下两点:一是要采取措施在建筑工程施工开始之前,对工程施工每一个环节中需要运用到的机械设备做好记录与准备工作,并针对每一种机械设备的功能特征对其进行系统化管理,将其运用到适合的工程中去以充分发挥其应有的作用;二是要定期安排技术人员对机械设备进行维护保养,对于其中可能对机械设备造成破坏的因素要提前进行清理,以降低对机械设备的损坏,在机械设备使用完后,要及时地对机械设备进行保养以延长其使用寿命。 3.3 措施之三____采取措施做好特种机械设备的安全检查工作 要做好特种机械设备的安全检查工作,需要做到以下两点:一是要在建筑工程施工开始之前,将工程施工所需要的特种设备的安全操作方法对施工人员进行培训与教育,加深施工人员对特种设备的认识;二是要要定期或者不定期对特种设备能否正常运行进行巡回检查,以防重大机械设备安全操作事故的发生,从而有效降低对人民群众生命财产安全的威胁。 3.4 措施之四____采取措施提升施工人员的专业素质 要提升建筑工程施工人员的专业素质,需要做到以下两点:一是要定期或者不定期对建筑工程的施工人员进行机械设备操作与维修保养等相关理论知识的培训与教育工作,以争取在潜移默化中提升他们的专业素质;二是要定期对建筑工程的施工人员进行岗前三级安全的培训与教育工作,并编制机械设备安全操作与安全施工的规章手册,让所有的施工人员学习,以提升他们的安全操作技能与安全施工意识。 3.5 措施之五____采取措施强化对建筑机械设备管理工作的监督力度 要强化对建筑机械设备管理工作的监督力度,需要做到以下两点:一是要采取措施建立并完善建筑机械设备管理的监督制度,强化对与建筑工程相关的监理企业、施工企业、机械设备的租赁企业以及机械设备的拆装企业在机械设备使用过程中的监督与管理,机械设备的使用与拆装企业需要有专业技术人员手持证件交由监理人员审核之后上岗操作;二是要建立健全相应的奖优惩劣制度,对于违反相关规定的部门与个人,要给予严厉的处罚措施,而对于工作质量高、工作态度认真的部门与个人,要给予精神与物质双重的奖励,以增强人们对安全施工的认识。 3.6 措施之六____建立健全的管理制度,将机械设备管理工作进行有效的规范 施工企业要抓好机械设备管理工作的开展,第一步制定合理的机械设备管理机构,进行科学的规划,要让专人来负责,实行统一的管理,将专业管理与群众管理有机的融合在一起,使得管理职责分清,促进各级职能人员的参与积极性,进而确保机械设备管理工作正常开展。第二,有完善的机械设备统计制度,强化机械设备的统一经管,有具体的设备技术档案管理计划,按时组织检查,对于重要的技术档案应该设置专人负责保存;除此之外,可设置一些绩效制度,可促进工程机械管理工作更好的开展,增进维修人员工作的主动性;第三,在具体工作之中,可遵循“三定一包”的原则,确保每一台机械设备都有专门的人负责保管、检修、操作。确保可以为机械化施工生产和设备管理工作的开展提供保障,进而促进企业的工作效率、动工安全性的提高,使得机械设备的所有功能充分的发挥出来,此外要保证员工队伍工作岗位的稳定性,不要随意变更职务,确保其对机械设备性能可以充分了解。 4 结语 机械设备作为施工企业进行安全施工的重要工具,其管理水平的高低不仅对建筑工程的施工进度与施工质量具有不利影响,而且对施工企业的经济效益具有很大的影响。在现实的生产建设过程中,建筑机械设备的管理存在着一些问题。因此,在新时期加强对建筑机械设备管理问题的研究,是当前人们热衷研究的一大课题。 建筑机械设备管理及维修:深入简述施工现场建筑机械设备管理的若干问题 摘要 机械设备是建筑工程施工过程中的重要施工工具,它不仅关乎施工单位外部的实力形象,而且对工程施工质量具有重要影响。建筑施工单位要在激烈的市场竞争中长期稳定发展下去,必须不断提高自身管理水平与综合实力,紧跟时展的脚步,掌握先进的施工方法和施工工艺。本文主要论述了建筑工程施工设备管理中存有的问题、加强施工设备管理工作的方法和措施。 关键词:建筑工程施工现场;机械设备;管理问题 1引言 建筑工程施工单位要想提高工程施工质量,必须加强机械设备设施的管理工作,促使机械设备设施效能充分发挥出来,挖掘施工设备设施的潜力。机械设备设施是实现工程施工机械化的重要基础,是确保工程质量和进度的必要条件,建筑工程机械设备管理工作和施工单位的经济效益具有紧密联系。对施工单位而言,设备管理工作的重心是怎样改善企业装备结构,提升装备使用效率与技术水平,从而给企业带来更大经济效益。 2建筑工程施工设备设施管理中存有的问题 2.1设备管理工作渐渐弱化 我国很多建筑企业都忽视设备管理工作,特别是在私有制的大中型企业中,企业只注重追求经济效益。在企业日常管理工作中,安全生产、安全经营占有重要地位,而设备管理工作看似重要,但在企业忙于生产时,设备管理工作就会变成次要工作,一定要正确处理安全生产与设备管理工作的关系。一些管理能力强、资质较高的施工单位都是以施工总承包商名义参加各种工程投标活动,从客观角度分析,施工方不再负责设备管理工作,从而导致设备管理工作渐渐弱化。 2.2设备管理工作存有一些安全隐患 尽管我国建筑业在最近几年得到了迅猛发展,但我国建筑业市场还不够规范,没有形成一个统一的管理制度。一些企业老板或领导只追求企业政绩和经济效益,想方设法降低施工成本,对于一些有必要更换的施工设备设施,也不能及时投入资金更换,导致很多设备都存在严重的老化现象和异常陈旧现象,这些老化的设备在运行过程中存有各种安全隐患。 2.3使用租赁设备时,租赁双方对于设备管理有脱节现象 现阶段,我国建筑工程施工单位所使用的施工设备主要是工人自带的设备、施工单位自有设备和施工单位向租赁公司租用的设备。关于租赁设备设施管理,我国有相关法律法规明确规定租赁双方的义务和责任,但是承租单位都只注重大型设备管理,忽视专用设备、小型设备管理工作,小型设备具有设备小,运用周期短、频率高的特征。由于设备的所有权不属于施工单位,施工人员在运用设备时没有形成强烈的保养设备意识,不能积极主动维护租赁设备,而租赁公司认为租赁设备的日常维护工作应该由施工单位负责,这样就导致租赁设备管理方面就出现无人管理现象。 2.4施工队伍发生变化,使设备管理工作难度提升 我国建筑施工人员有很多是没有参加过培训的农民工或临时工,这些农民工或临时工因为个人原因或外界客观因素具有很大的流动性。所以,要管理他们手中的施工设备具有较高难度。另外,施工人员综合素质较低,缺乏专业的施工机械设备操作规程、性能及维护保养等方面知识,会对设备的正常运行带来影响。 3加强施工设备管理工作的方法和措施 机械安全是站在机械使用人角度出发,使人的身心在运用机械时不受到外界客观因素影响。要管理好建筑工程施工设备,必须从如下几个方面采取措施。 3.1合理调配,正确选型 各建筑工程在调配使用机械过程中,一定要多沟通多交流,及时掌握各项工程对机械设备的使用需求,才能使设备获得最大利用率,有序安排设备调配使用,解决保养和使用过程中的各种矛盾冲突。每种机械都有其自身的结构特征与性能特点,都会有一些使用规范要求,施工人员在使用机械时必须要严格按照机械操作规范进行操作,才能提高机械效率,防止机械发生磨损,进而延长机械寿命,最终达到降低施工成本的目的。 3.2重视特种设备安全检测工程 特种设备和人们的生命财产安全具有紧密联系,生产特种设备比生产一般性设备更加危险。正因为特种设备的危险性很大,所以,特种设备很容易引发事故,给设备操作者或他人带来伤害,特种设备事故也会给周围公共设施与机械设备带来巨大财产损失。要确保特种设备能够正常安全运行,施工现场管理人员必须重视特种设备安全检测工作,定期检测检验设备,防止其引发各类机械事故,保证施工现场安全生产。 3.3正确使用机械设备,运用科学方法保养 使用机械设备过程中,指挥人员和操作人员必须根据有关设备安全操作流程进行操作,禁止任何不正确的使用行为。与此同时,在确保施工现场指挥人员和操作人员运用正确方法使用设备前提下,为预防机械事故发生,相关管理部门还要严抓机械设备保养工作,保证机械设备用好、管好、修好、养好,制定机械设备风险评估制度,定期对机械设备风险进行评估,进而及时更换高风险设备。 3.4加大操作人员培训力度,保证操作人员都能持证上岗 施工单位工作人员培训主要有安全知识教育和作业技能培训。对员工进行安全教育工作要形成全员都要进行安全教育的理念,不论员工处在何种工作岗位,只要其工作岗位与机械设备生产和使用有联系,就要接受安全教育培训,使他们意识到其工作的重要性,树立自我保护意识,学习自我保护措施,进而在源头上就预防机械设备事故发生。人员培训工作要有部署、有计划、有针对性的进行,具体体现在几个方面:编制安全操作手册和相关安全生产知识,并把安全手册发到每个现场工人手中;做好机械设备操作人员管理工作,保证上岗操作设备人员都具有相关操作证书;做好设备管理人员安全培训工作。 4结束语 建筑工程施工单位要做好施工现场的机械设备管理工作,必须先明确设备操作人员、管理人员及维修人员职责及责任范围,保证所有工作有据可查、有人监督、有章可循,操作人员通过技能培训不断提升技术水平,所有机械设备使用、保养、维护都严格依据规程进行。也只有做好上述这些工作,施工单位才能有效预防机械设备事故发生,进而确保机械设备优质高效的服务于生产。 建筑机械设备管理及维修:关于建筑机械设备管理及维修的探讨 摘要:由于建筑环境的不同,建筑机械设备的管理以及维修保养的情况也有所不同,建筑设备的管理、使用以及保养、维修在设备的使用周期中占据了很大一部分,所以对于设备管理以及维修的重要性就不言而喻了。做好设备的管理以及维修,保证建筑设备的安全、正常运行是保障企业安全生产的一项基础性工作,机械设备的安全性维系着企业的根基,影响着企业的效益。因此,要把建筑机械设备的管理以及维修当成一项重要的工作来抓,保证企业的安全生产和经营。本文着重介绍在建筑生产过程中建筑设备的管理以及维修的相关措施。 关键词:建筑机械;设备管理;设备维修 引言 建筑机械是建筑施工的工具,是建筑生产得以进行的根本,在某种程度上讲,建筑设备有影响着企业的外部形象。做好建筑机械设备的管理工作,机械设备出现问题及时维修以及定期保养都是确保建筑机械安全正常运行的必要性工作,只有做好这些基本工作才能保证企业的正常的生产与经营,使企业取得良好的经济效益。加强对于建筑机械设备的管理力度,对设备进行及时的维修与保养,使建筑设备发挥最大的效能,充分发挥机械设备的使用潜力,这对于企业的建设生产具有重大的意义。 1.机械设备管理中存在的问题 1.1建筑设备管理中的安全隐患 由于建筑市场的经营不甚规范,尚未建立一套行之有效的管理制度,部分企业的负责人单纯的为了追求较高的利润,千方百计的降低建筑成本,仍然使用一些老旧的建筑机械设备,对现有的设备不进行必要的更新,对建筑设备出现的潜在安全问题不进行维修,对设备的更新和改造资金投入甚微,以至于建筑机械设备普遍出现老化以及异常陈旧的现象,设备存在的安全隐患极大的威胁着企业的安全生产,是造成安全事故的潜在根源。 1.2企业不重视管理 部分企业对于机械设备的管理工作不重视,这种现象在中小型企业中普遍存在。企业往往把生产经营放在工作的首位,建筑机械设备的管理工作往往被摆在了次要的位置上,忽略了设备管理对于保障企业安全生产的重要性。一些中小型企业甚至没有专门负责建筑机械设备的人员,在建筑设备出现故障时只进行简单修理就继续使用。企业对于机械设备管理的不重视给企业建筑生产埋下了安全隐患。 2.如何做好建筑设备的管理工作 机械设备的管理与维修是一项系统性的工作,要认识到建筑机械设备管理与维修的重要性。只有加强机械设备的管理与维修,积极采用科学先进的管理方法,才能做好机械设备的管理工作,避免安全事故的发生,使企业取得良好的经济效益。下面介绍机械设备管理以及维修的相关措施: 2.1建筑机械设备的检查 建筑设备的安全管理人员应该在机械设备使用之前对于设备的安全性进行检查,检查安全装置是否齐全,各部分开关是否完好安全。保证塔吊的各部分装置齐全以及安全可靠,保证各类设备的是否灵敏可靠,各建筑设备的相关布局是否符合安全需求。 2.2现场机械设备管理 建筑机械设备的应该按照机械的使用说明正确使用,如果建筑设备缺少相关的安全保护措装置的机械设备不得使用。在设备使用之前,应该由专门的技术人员进行机械设备的调试,调试完毕之后才可以使用。在机械设备的运行过程中,维修人员不得对于建筑设备进行维修,应该停止设备的运行以后在进行维修工作。机械设备的保养工作应该定期进行,发现建筑设备异常时应立即停止使用。 2.3机械操作人员的管理 大型机械设备的操作人员必须经过北京市有关部门的专业培训,经过考试合格后持证上岗工作,中小型机械设备的操作人员需要在企业指定的培训部门培训合格以后才能持证上岗。企业要经常对机械操作人员进行安全生产教育,使操作人员遵守安全操作规程,在操作过程中保持高度的责任心。操作人员在进行建筑机械操作的过程中要有效掌握机械设备的性能以及特点,发现问题及时上报并且停止机械设备的运行,在使用过程中一定要勤于检查、勤于保养、勤于联系。 3.建筑机械设备的维护 建筑设备的维修工作根据具体需要以及相关的规定分为小修、中修、大修以及项目修理。我们经常说的小修就是指的是建筑设备在运转过程中出现了机械故障不能正常运转,由机械维修人员对机械设备进行维修使机械设备从新正常运行,是维护性修理,值得一提的是,在小修过程中要做好记录,这对于机械的保养工作有很大帮助;中修指的是大型的建筑设备在转移建筑工地之前进行的检查与修理工作,对于建筑机械设备以出现磨损但并不影响工作的零件进行更换,对于出现问题的整体性部件进行拆分检查,对电气的控制部分进行整理,对已经损坏的电路进行更换;大修指的是机械设备的很多零件出现重度磨损,在这种情况下,企业必须把建筑机械设备送到生产厂家进行修理或者送到有相关机械设备修理资格证的修理厂进行修理;项目修理指的是检查机械设备的目前状态,以现有的状态为基础,对机械设备进行预防性、修复性的护理工作延长建筑机械的使用寿命,项目修理可以很大程度上延长机械设备的大修周期。 建筑机械设备的维修工作能够提升建筑生产的安全性,及时发现建筑机械设备的安全隐患,提升机械设备的使用寿命,使企业的建筑生产顺利进行,大幅提升企业的经济效益。 4.结语 建筑机械设备的管理以及维修工作是一项十分繁琐而综合的工作,重视机械设备的管理与维修是做好这项工作的前提,要严把“管”“用”“修”“养”四大关。企业还应该制定安全生产责任制,明确机械管理人员、维修人员以及操作人员的责任,做好机械设备的安全检查和监督工作,持之以恒,长抓不懈,把机械设备的安全隐患处理在萌芽阶段,使机械设备安全高效的企业服务,提升企业的经济效益。 建筑机械设备管理及维修:浅析建筑机械设备管理中存在的问题以及对策 摘要:机械设备的管理是一个复杂的综合性课题,除了把好管、用、养、修关之外,还必须做到领导重视。施工机械的合理选型与配置以及科学的安全管理是实现建筑机械化施工的重要保障。本文主要对建筑机械设备管理中存在的问题以及对策进行了分析探讨。 关键词:建筑工程;机械设备;存在问题;加强建议 引言 机械设备是提高劳动生产率、提高施工质量、提高经济效益的重要工具,机械设备的先进程度、配置是否合理、运转效率的高低,均对工程质量和施工进度有直接影响,施工企业应拥有一定数量的机械设备,还应高度重视管理工作,充分发挥设备使用效能,建立设备管理体系、完善设备管理制度、加强人员培训、推行设备管理标准化,对设备(包括施工中所使用的小型机具、仪器仪表、实验设备等)的选型、购置、验收、租赁、使用、维修、改造直至报废的设备全程管理都进行控制,已满足施工生产的需要。 一、建筑机械设备管理存在的问题 1、管理机构不健全,制度不完善 由于建筑业的工程项目存在工作地点分散、不稳定、点多面广的特点,造成建筑企业为了降低管理成本,对技术员调动频繁,容易手忙脚乱,造成机械设备管理工作混乱。建筑业工程项目的复杂性,需要健全设备管理机构,制定完整、严格的机械设备管理制度,对机械设备的台账和技术资料整理归档工作做到位,加强对建筑机械设备的保养、维护、更新配置等,使机械设备做好节约循环使用。 2、施工设备资源配置不合理 建筑机械的购置要适合资源、市场消耗能力,不能只要求高保有率,应充分考虑施工场地、设备搬运和技术人员操作等问题。有一些企业设备陈旧,无法满足项目需求的质量和工程进度,还有一些工程需要的机械设备不配套等问题,都会影响企业的经济和市场效益。 3、操作人员队伍技术技能不足,机械使用不善 由于建筑业工程项目一般是户外,受自然天气的影响较大,再加上操作人员不善保养,机械设备容易出现磨损。建筑施工的工作量大、户外作业,对高素质人才的吸引力较小,加上建筑施工企业的施工人员文化素质不够、学习能力不足,操作技术掌握不成熟,会加速机械设备的磨损老化。建筑企业项目繁多时,设备的持续周转使用,容易造成设备疲劳,加速磨损老化。 4、重视对机械设备的保养工作,使机械设备完好率提高 不少建筑机械企业更加看重对机械设备的使用和修理,忽视了日常对设备的保养工作,没有能明确的把保养工作落实到岗位职责。机械设备的日常保养有利于对机械设备的问题,做到早发现、早知道、早维修。如果没有明确的责任追究制度,造成操作员没有对待机械出现的“小问题”没有足够的重视,当设备出现问题时,就容易互相推卸责任,不仅影响了工程质量,而且影响了工程进度,致使机械设备的使用效果和安全性能降低。 二、加强设备管理工作的建议 1、正确选型,合理调配 任何一种机械由于自身的性能、结构等特性,都有一定的使用技术要求。如能严格地按规定合理使用机械,就能充分发挥机械效率,减少机械磨损,延长使用寿命,降低使用成本。对于各项目之间的机械调配问题,做到提前及时地掌握各个施工项目的工程进度与机械设备方面的需求、退场信息,安排好机械设备调用过程中的二次保养维护工作,解决好使用与保养的矛盾冲突。 2、正确使用,及时保养,“用养修”相结合 在机械设备的使用过程中,操作人员与指挥人员一定要按照相关设备的安全操作规程正确使用该设备。同时,应在保证机械操作人员与施工现场指挥人员正确使用机械设备的基础上,为了进一步地预防机械事故的发生,管理部门在“管好、用好、养好、修好”的同时,推行机械设备的风险评价工作。 3、做好特种设备的安全检测 特种设备就是与人身、财产安全,人体健康密切相关的承压和载人设备的总成,在生产过程中,比一般性生产设备具有更大的潜在危险性。由于特种设备是属于危险性较大的设备,易发生事故造成操作者本人或他人的伤害,以及机械设备、公共设施等重大的财产损失,为保证其正常运行必须进行定期和巡回检测检验,以避免机械事故的发生,保障生产安全和生命安全。 4、人员培训,持证上岗 人员培训包括作业技能的培训与人员的安全教育培训。人员的培训教育工作要做到有计划、有部署、有检查、有考核、有针对性:一要抓好施工项目机械操作人员的准人关,将上岗前的三级安全教育工作做到位;二是编制相应的安全生产知识与安全操作规程手册,发给现场的每一位作业人员;三是做好机械设备管理人员的安全培训工作。同时,对相关人员的安全教育培训工作应树立“全员安全教育培训”的理念。无论什么人,只要直接或间接地参与机械设备相关生产活动,就必须受到安全教育培训,上至领导,下到一般工作人员,甚至包括生产者的家属,要让他们知道所从事的生产劳动其安全的重要性和防护意识、自我保护意识和自我保护方法,让他们从思想上认识到安全的重要性,从而达到从源头上控制机械设备安全事故的发生。 三、建筑机械设备管理的发展对策 将大中型设备集中管理,建立设备租赁公司是深化建筑企业改革、实施项目体成本考核的重要条件。形成设备租赁管理模式,提高企业经济效益,一方面是增加产品产量和设备利用率,提高劳动生产率;另一方面是减少消耗,降低生产成本。建筑施工具有流动陛、生产条件多变等特点,只有实行机械设备租赁才能够适应这些特点的要求,才能降低建筑产品的成本,提高企业的经营效益。①设备实行集中租赁管理后,可进一步加强对设备的专业管理,确保设备有良好的运转状态;②可进一步提高设备的利用率,提高设备的生产效率。可对设备实行合理的调配与调度,加强宏观控制能力,实现设备资源共享,可减少重复配置和设备闲置,充分挖掘现有设备的潜能;③可以减少原材料和能源、配件消耗。减少修理费的支出,降低生产成本;④可进一步统一各分公司管理队伍,压缩管理层次,减少修理车间和仓库的数量,合理配置资源。鉴于国有大型施工企业的设备管理具有严格、规范、标准等特点,加上较强的技术支持,如果能加强服务意识,将会具有较强的竞争优势,这有利于提高设备的利用率,提高经济效益。建筑机械租赁行业在国外已经发展了30多年,在中国也有15年的发展时期了。但是,在国外租赁使用建筑机械占总的机械数量80%以上,而中国目前仅占30%,随着建筑工程项目管理的成熟和成本核算的精细,建筑机械租赁行业必将在中国蓬勃发展,因为它符合“建设节约型环保型社会”的国家产业导向。事实上,企业内外的租赁市场如不能进一步发展,就很难深化建筑企业的改革和真正推行项目成本管理,因此组建真正意义上的设备租赁公司是建筑施工企业设备管理体制改革的必由之路。如建筑施工企业能够在组建自己的设备租赁分公司的同时,以资产为纽带,采取多种经济形式,通过产权划转、托管、租赁、单机承包、融资和人股、职工持股等形式搞活经营管理机制,就能进一步激活管理人员的积极性,推动设备管理的发展,为深化国有大型建筑企业的体制改革。 结束语 在竞争日益加剧的今天,企业要想更好地得到发展和具有更强的竞争实力,对外要提高自己的优秀专业水平,树立良好的企业形象,同时,对内要抓好各项管理工作,设备管理也是企业管理中不可忽视的部分,只有进一步完善各项规章制度和建立科学的设备管理体系,提高设备管理人员技能水平,才能优质高效的完成各项施工任务。 建筑机械设备管理及维修:施工现场建筑机械设备管理分析 摘 要:我国市场经济的飞速发展,使得人们对居住条件有了更高的要求,国家对建筑业也给予了足够的重视,这便促进了其迅猛发展。但建筑业发展过程中仍会受到诸多不利因素的影响,本文便主要对这些因素进行了分析。 关键词:施工现场;建筑;机械设备;管理;分析 建筑行业所需要的劳动力众多,并且开展各个施工步骤时也需要借助很多大型机器设备,所以这些设备的质量高低和管理工作的质量便对整体工程质量有着直接的影响。为了促进建筑工程施工现场各种机械设备利用率的提高,必须严格的进行机械设备的管理工作,并设立一系列的管理方案和管理规范来促进管理水平的提高,这样才能促进企业实现经济效益的最大化。虽然这些年来我国的建筑工程总量和建筑的规模都有了很大程度的增加,建筑机械设备的管理工作也卓有成效,可是我们必须认识到其中还存在着诸多的隐患,这对于建筑工程的顺利施工有着极其恶劣的影响。 1 施工现场建筑机械设备管理呈现出的各种问题 1.1 施工现场建筑机械设备管理在制度方面不完善。现今,我国的建筑工程管理体系正处于改革期、快速发展期,有些企业便取消了应有的、专门开展建筑机械设备管理的机构,这使得机械设备管理的各项职责非常不明确,最终导致无法对建筑机械设备开展高效的管理。除此之外,我国现在也没有专业性较强的管理制度,有些企业虽制定了管理制度,但也不尽科学、合理并且在实际工作中并不能发挥很大的效果,再加之对管理工作的不重视,最终便会使建筑机械设备的质量及工作性能都无法得到保障,影响施工工作的顺利进行。 1.2 施工现场建筑机械设备管理人员在综合素质方面参差不齐。现今,从事建筑机械设备管理工作的工作人员综合素质和工作责任感都比较差。一般体现在:管理者的专业知识掌握不够,技术能力低,甚至还有部分的管理者未经专业的岗前培训便开始工作的现象。此外,机械现场施工工作时,还可能产生施工者随意变更操作机械设备的现象。可是操作人员可能也没有掌握较专业的技能,这便使得操作过程与规定不符,无法真正发挥设备的技术优势,甚至使设备出现严重的故障无法正常进行工作,这无疑又使得施工现场建筑机械设备的管理难度加大了。 1.3 施工现场建筑机械设备在使用方面还存在问题。建筑机械设备一般都是在室外进行工作的,所以要受到施工环境、自然条件等多种因素的较大影响。此外,机械设备在工作时需多次开展组装、拆卸工作,所以也会呈现较大的磨损。为了尽可能的提高设备的工作效率,一定要在平时做好机械的检查、维修和保养工作,防患于未然。万一机械设备在工作开始前没有实行认真的检查,则可能会产生严重的质量问题,甚至还可能引起严重的安全事故,不但制约了整体施工进度,还可能影响企业实现经济效益最大化及社会效益的提高,设备的使用寿命和工作性能也会受到恶劣影响。 2 施工现场建筑机械设备管理出现问题的处理措施 2.1 不断完善施工现场建筑机械设备相关管理制度。必须不断完善建筑机械设备管理的各种制度,这样才能使建筑机械设备管理工作有据可依。管理制度的设立,不仅能规范工作人员的行为,还可以提高工作的严谨性及可行性。设立制度时要本着公平公开、定机定人的原则,并指派专业能力强、工作经验丰富的人员开展管理工作。另外,建筑机械设备的管理者还要经常性的对设备进行全面检查,确定其工作效率,并认真做好检查记录,避免建筑机械设备发生损坏等现象,使建筑工程能够准时完工。 2.2 提升施工现场建筑机械设备管理人员安全工作意识。施工现场中发生的安全事故部分是因为操作不标准产生的,比如管理者未完全依照机械设备的操作要求开展工作,这可能会使整个工程进度都受到影响,并使企业蒙受较大的经济损失,甚至使企业的社会效益大大降低。所以,施工现场的建筑机械设备管理者本身必须有很高的安全意识,并在工作中有高度的责任感,严格按照规范作业。还要对施工现场的建筑机械设备定期进行养护工作,结合机械设备的实际情况及时更换机油或者使用液压油,保证其具有良好的工作性能。在完成施工现场的各项工作后,要将建筑机械设备搬运至平坦的空地,并做好防火、防风、防潮等工作。此外,企业还应根据设备在施工现场的实际工作状态,认真检查其各项配件,一旦发现问题就进行维修,使设备能够一直拥有良好的工作性能。 2.3 对施工现场建筑机械设备实施优化配置。进行施工现场建筑机械设备的调配工作时必须严格按照有关规定来进行,并结合工程现场的实际情况实施科学合理的配置,这样才能使施工现场的建筑机械设备和施工工作更加协调,在保证整体工程质量的基础上,将工程的施工耗时缩减到最短,提高工程的经济效益。可是,各个类型的建筑机械设备本身的性能及结构都是有着非常大的区别的,万一某个工作步骤出现失误则可能造成无法估量的损失。所以,在使用建筑机械设备时,一定要根据设备的操作规定来进行,这样不仅能尽可能的避免对建筑机械设备的磨损,还能使其使用寿命有所增加。另外,进行建筑机械设备的调配工作时,专业的技术工作者及施工者一定要以实际的工程状况为依据,对工程现场的各种信息都有严格整体的了解并深入进行分析,这样才能保证建筑机械设备实际工作情况记录的准确性,并防止施工现场因此而产生的矛盾和冲突等。 结语 由于建筑机械设备自身质量、环境条件和人为原因等众多因素的影响,建筑施工现场的机械设备管理工作在管理制度、综合素质和具体使用方法等方面都存在着不少隐患,这对于施工现场的建筑机械设备管理工作有着极其不利的影响,并且还可能影响企业的经济效益和社会效益,使其在竞争中毫无优势可言。所以,建筑工程的施工管理人员必须持续的健全施工现场的建筑机械设备管理制度,还要树立很高的安全意识,科学合理的配置施工现场的所有建筑机械设备,这样才能使施工现场的建筑机械设备管理水平有大幅度的提高,才能促进企业的健康可持续发展。
时代在进步,社会在发展,我国钢铁产业技术也在日新月益的变化,在钢铁加工业技术不断变革的大前提下,针对轧钢机械设备的管理维护也进入了一个新的阶段,我们必须对现阶段发展情况进行更多的了解,掌握更多好的方法,并结合本企业实际的情况进行相应的变革,依靠先进的设备管理方法和技术,通过不断地探索和优化,制定适合自身企业发展的设备管理流程和提升方案,使日常设备管理和维护工作达到更好的效果,合理的利用轧钢机械设备来提高生产力和产品质量,以最大化的提高企业效益。 1目前轧钢机械设备管理中存在的问题及原因 1.1管理制度、管理部门改革采用一刀切,预估效果与实际大相径庭 2010年后,随着钢铁厂效益的提升,钢铁产能不断增加,产业竞争日趋激烈,各企业在不断改进技术、提升产量的同时,也在摸索节能降本方法,在设备方面常用的做法:一是精简管理机构,取消中间职能部门,降低内耗,下放部分管理人员到操作岗位,以提升岗位技术能力;二是备件国产化,通过最低价中标方式,降低备件单价,从而降低备件资金投入;三是取消协力维修,实现主维修,降低维修费用;四是对失效备件或部件进行修理,恢复精度或功能后再投用。以上改革方案对降低设备维护成本均有实际积极的意义,但实际操作中常出现未从企业实际出发,真正取得效果并未达到预期;轧钢机械设备是钢铁生产核心设备,要保证其高效运行,牵涉专业较多:机械、液压、电气控制、操作、工艺等,对技术能力和专业经验要求较高,部分职能部门精简后,下放的人员由于脱离现场较长,实际起到的作用十分有限,而在职能部门可能长期养成散漫的工作作风,将降低现场工作效率;备件国产化及最低价中标可降低备件资金投入,但备件重要程度评估不足,国产备件实际寿命不可预估,造成备件提前损坏影响生产或精度较低造成产品质量无法满足客户需求的情况频发;协力维修取消后,由于现场操作人员没有维修、点检知识及技能,同时维修经验的缺失,易出现设备故障频发和安全事件的产生;对失效备件修理,可降低新备件资金投入,但对修理厂家资质审查及验收不到位,备件实际修理质量不受控,对生产及质量造成影响。 1.2企业生产设备技术落后 随着科技的进步,智能化与数字化不断改变了人们的生活,同时也在促进着钢铁企业设备向自动化、智能化快速转型,“工业4.0”、“黑灯工厂”“JIT+C2M智能工厂”等一些先进名词层出不穷,不断的推动着钢铁企业改革的步伐;但由于部分企业设备陈旧,自动化、智能化基础较差,需要投入资金、精力较大,无法跟上新时代前进的步调,慢慢在发展中掉队,最后沉寂在钢铁业快速革新的历史长河中。 1.3设备管理无体系可循,“头疼医头,脚疼医脚” 设备管理中“双基管理”即设备基础管理和人员技能管理两部分,在两方面管理中,由于无体系化管理,台账混乱,无法做到设备全寿命管控,经常出现“突然死亡”的故障发生,对生产及质量造成巨大影响,企业会对出现的问题立马开始填补漏洞,漏洞填补后,由于无系统的管理,出现人、机料、法、环变化后,该问题重复发生;而且日常设备管理中只在乎过程和结果的管理,会遗漏设备设计和设备生产制造阶段,由于该种管理思路,部分问题和缺陷将会从“娘胎里”带到实际设备运行和维护管理中。 2提高轧钢机械设备管理水平的方法和策略 2.1通过设备体系化管理、设备精度管理以及人员技能提升推进设备高质量运行 面对全世界制造端竞争压力日趋增加,同样的产品,质量、成本、服务将成为企业脱颖而出的关键,对于设备管理系统,如何生产出高质量的产品?如何降低生产成本?这两方面将成为设备管理优劣的主要指标,所以设备部门也要高质量,这里的高质量是服务的质量,如何做到高质量,主要在以下几个方便开展工作:(1)持续推进设备体系化(PMS)管理,做到体系工作日常化,日常工作体系化通过设备体系管理,不断置入设备全生命周期概念,包括从设备的规划调研、设计选型、制造验收、安装调试等“前半生”管理以及使用维修、改造、更新、报废等“后半生”管理。设备“前半生”的管理决定了其“后半生”运行的状态。当前,设备管理部门大多把工作放在设备的“后半生”管理上,普遍存在基建报喜、生产报忧的现象,忽视了设备管理中的全过程问题。通过设备体系管理,不断完善设备预防性维修和预测性维修标准及流程,降低突发故障及设备事故的发生;以状态监测、量化标准来判定设备运行状态,保证不造成设备欠修和过修的事件发生。(2)进行设备运行质量管理高效率、低成本不只是衡量设备管理优劣的唯一指标,能生产出高质量的产品、能满足个性化定制需求越来越成为企业进入制胜大门的钥匙;而设备精度满足高质量产品生产的能力是设备运行质量的关键所在;由于设备运行磨损、设备备件精度不达标以及设备改进评估不足等因素,造成设备功能精度不高,生产出产品质量参差不齐,质量成本居高不下,是制约企业发展的重要因素;比如轧机的刚度不好导致同板差控制较差,辊道表面毛刺造成板面划伤,超快冷水量精度不足造成板型飘曲等;通过设备质量风险的评估与设备功能精度的梳理以及人员质量意识和维护流程的固化,稳定设备运行精度,保证产品质量稳定。(3)工艺语言与设备语言的互相转化设备人员懂工艺,工艺人员懂设备已成为技术人员发展的大趋势,很多技术人员只停留在尽职避责,不能主动跨出一步去熟悉生产工艺,这样在一些技术难题上就会多走很多弯路,比如淬火工艺,如果了解不同时间内钢板温降不同,会导致钢板内部晶粒变化,从而导致钢板性能不合,就会懂得保证冷却水流量精度的重要性,如抛丸工艺,如果知道抛丸后不达到SA2.5,会造成炉辊结瘤的质量事故,就会知道必须保证每个抛头的有效热效应区,但这些都以一次次设备损失、质量损失的教训带来的改变,所以设备与工艺需要互相融合。 2.2以“数智化”驱动设备运维的高效、智能化发展 随着互联网的快速发展,数字信息化已经渗透到生活的每一个角落。数字化走进工业制造,连接设备,实现数字记录、数字分析、从而共享分析结果,解决传统工业升级面临的一些单凭人力无法解决的问题。让工厂生产运维变得更加智能,达到一切业务数字化,一切数字业务化的设备运维模式,构建实时可靠、安全共享、智慧决策的内部智慧工厂,具体措施:通过设备改造升级,增设设备监控、设备状态监测工具等方式逐步实现现场生产数据、设备震动、温度、速度、位移、电流等运行状态数据、能源数据自动采集,后上传到数据库,通过专家评估系统,根据专业设备功能、状态检测及分析系统评估及计算,实现关键设备的运行状态自动监测,提高异常情况预报能力,实现关键设备运行稳定性和经济维修,达到更好的设备综合效率;这些数据同样传至相关技术管理人员手机客户端,相关人员可实时对现场及生产进行监控,提高工作效率。 2.3区块链技术嵌入设备采购系统,降低成本,提升备件质量稳定性、采购效率 区块链技术具有不可逆、全程留痕、可追溯、公开透明、集体维护等特征,基于区块链的信息共享平台兼顾了传统的点对点数据资源共享和信息资源中心两种模式的优点,既可实现多部门多级别间数据共享,又可实现去中心化、降低信任成本、数据备份和可追溯,大大提高了企业采购行业信息的范围和效率,同时备件供应单位资质资料透明,产品质量数据共享,备件质量全程监控,质量得以保障。 3结语 总之,以上内容为企业轧钢机械设备的管理与维修提供了改进方向,这不仅需要企业根据现阶段数智化的发展进行技术创新和理念创新,也需要企业在实践过程中对其管理及技术缺陷进行更加深入地研究和探讨,并制定合理的解决和提升方案;设备的稳定高效是企业发展的基础,需要企业领导层和管理者的重视,通过不断的提升设备管理水平和加速设备升级改造,以达到产量、质量双丰收,为企业创造更多的经济效益和社会价值。 参考文献 [1]周伟华.轧钢机械设备的管理与维护浅谈[J].中国机械,2014,(19):254. [2]刘玉峰.轧钢机械设备的管理与维护[J].商品与质量·学术观察,2012,(12):14-16. 作者:杨小龙 单位:南京钢铁股份有限公司中板厂
1机械设备安装质量控制和调试的必要性 机械设备安装就是设备从生产厂输送到施工地点,通过一些工具与仪器,进行必要施工,把设备准确安置在预定位置中,同时经过调试运转达到使用的条件。机械设备是不是可以正常生产,可否发挥出其功能,在一定程度上是由机械设备安装质量所决定的。机械设备安装程序就是吊装运输与放线就位、稳定设备与清洁、调整零部件、试运行与验收等等,再者部分工序里面,针对不一样的机械设备使用功能不一样的方式。比如在安装时,对于大的机械设备采用的是分体安装方式,针对小的机械设备使用的是整体安装方式。而机械设备安装施工内容有设备的运输、设备整体和零部件安装、切割与焊接、电动机安装与自动开工至设备的安装调试等工作。众所周知,在机械设备工程之中,对于机械设备安装过程中的质量控制和调试是相当重要的。机械设备安装和调试时期在进入工作前的优秀环节与重要程序,在这之中,调试内容就是在机械设备安装好后,通过专业设备,调试机械设备,确立调试结果良好,继而投入正式使用。由此可知,机械设备安装过程中的质量控制和调试的好坏在一定程度上直接影响到了机械设备工作性能与使用时间、安全性等。现阶段,大多数行业采用的机械设备均为承压设备,这样的机械设备工作劣势就是环境差,介质容易燃烧与爆炸,假设产生安全隐患,必然会带来很大的经济损失,同时还会威胁到人们的生命。因此,强化机械设备安装过程中的质量控制和调试工作,是保证设备安全运行,推动机械设备高速发展的重点之所在。 2机械设备安装中的质量控制分析 针对化工设备、风机、泵类等机械设备,在使用前需要准确安装,严格控制好机械设备安装过程中的质量。 2.1控制好前期准备工作的质量 在进行前期准备工作的过程中,一般的准备工作有这样几个方面的内容:第一,施工技术条件的准备工作,即设备安装场地条件需要与设备技术文件要求相符,大型的或者规定精度较高的化工与机泵类的机械设备安装,需要编制施工组织设计与方案。第二,实时了解设备与材料采购状况与到货时间安排,加强设备与材料的检查工作力度,当关键材料运入的时候,需要给出厂方的检查报告和合格证,材料的替用与更替需要与设计部门联系进而得到认同以后,才可以真实投入采用。第三,安装设备以前,需要依据图纸与施工验收要求,开展基础中心线标高与验收几何尺寸等,且确保预埋地脚螺栓的螺母与螺纹防护完整。第四,在施工公司与建设公司相关人员一同在场的条件下,当场开箱检查记录在开箱检查和清点设备技术备件与零部件等,同时根据清点以后的清单办理交接手续。 2.2控制好安装时期的质量 首先,设备放线与就位、调平与找正。进行设备放线的时候需要先划分一条共同的安装基准线,各台机械设备都以共同安装的基准线为准确定其具体位置。设备就位需要依据划线的具体方位把对应的设备主体及附属部件放在准确的位置上。设备找正就是说设备的纵横中心线和基本的中心线对齐。在没有进行设备安装前,需要按照设计与安装、维修的需求埋设永久性的中心标板与基准点,进而为机械设备安装调整提供便利。而机械设备调平就是给设备精准就位,按照已经设定的中心标板,设置基准线,设备安装标高需要挑选设备的优秀工作面为检测基准面,设备水平度调节的方式就是整体与分体调节。通常整体调节在设备的工作表面直接使用水平仪进行检测,按照设备的安装精度选取使用不一样的精度水平仪。分体调节能够分别对各个分体部件展开找平,组装结束以后再开展整体调节。其次,地脚螺栓的安装。较为常使用的地脚螺栓大概有两个,即胀锚螺栓与预留孔方式地脚螺栓。胀锚螺栓适用于管路与线路支架等附属设备稳固上,而预留孔地脚螺栓适用于主体设备安装过程中。进行地脚螺栓安装的过程中,需要确保螺母和垫圈、以及设备底座之间的接触密度强。将螺母拧好以后,需保证螺纹露出的长度是螺栓直径的2/3,通常是1.5到3的距离。最后,机械设备组装和灌浆。组装就是在安装施工场地的组装与配置,通常出厂装配精密的零件与组合件,都不可以拆开以后重配。组装以前对需装配的零部件尺寸配置等进行再一次的检查。同时,清洗设备表面上的锈油脂,清洗完成以后,需要即刻使用压缩空气进行吹干,同时开展防锈处理工作。 3机械设备安装过程中的调试分析 附属设备和主体设备都安装完毕,由建设公司组织和设计、安装公司参加对已经完成的设备展开调试。调试涵盖单机空负荷与联动空负荷、联动负荷生产调试。调试的目的在于检测机械设备是否有不足之处,同时在投入使用以前作最后修整与调节,让机械设备可以与生产需求相符。调试的基本原则就是:先空载、后带载;先单机,后联动。下面就是调试过程中常常会遇到的一些问题与解决对策。 3.1介质流量小 机械设备在运行的过程中,排出来的介质流量无法达到额定数值,其根本原因在于进口管道出现堵塞以及泄漏;机械设备反转以及填料出现泄漏;转速过低与转动部件流道堵塞与安装过高、吸入阻力太大与出现气蚀。因此,要解决以上调试问题必须要采用这样的方式:第一,针对进口管线与填料漏气问题,需要相关工作人员清洁进口管线,将泄漏的位置堵塞,紧压填料压盖,确保密封性良好。第二,针对设备反转问题,处理的方式就是安排电工调节电机相序。第三,针对转速过低的问题,需要检查电压是不是与有关规定的电压相符,传动部分是不是正常的,对检查到的问题制定出有效的方案进行处理。第四,针对流道堵塞、安装过高与吸入阻力太大,出现气蚀的问题,需要暂停机械设备运行,将其拆卸以后把流道疏通,将异物清理掉。 3.2机械设备振动异常 通常来说,振动是机械设备运转过程中非常常见的一种调试问题,设备振动异常会导致机械设备轴承与联轴器破损、致使螺栓松动以及机壳被破坏等,进而危害到机械设备安全运转。造成机械设备振动的根本因素在于地脚螺栓松动和机壳产生变形、转动部件和传动轴脱离,和前机壳磨损、轴承破损与转动部件失衡、运行负荷变化较大与设备进口出现气蚀问题。这部分问题均可以导致机械设备在小小的干扰情况下带来很大的振动。产生振动的时候,相关工作人员应当先检查机械设备的地脚螺栓,接下来检查设备壳体有没有产生变形问题,在机械设备运转的时候机体与轴承是不是产生了热量,最终通过检测工具或者仪器检查转动部件动平衡与流量、电流和压力等运行参数。倘若机械设备振动是因为地脚螺栓松动,只需要将地脚螺栓紧固即可;机壳变形,需要使用热法以及机械校正机壳;转动部件和传动轴脱离,则必须要进行重新安装;轴承破损,需要将轴承更换了;运行负荷变化较大,则需要调节进出口阀门,待压力与流量、电流稳定即可;气蚀出现,需要减小安装的高度,降低吸入口的阻力,防止出现气蚀的原因;转动部件失衡,需要进行动平衡试验,调节配比。 3.3机械设备轴承温度太高 导致机械设备轴承温度太高的根本因素有这样几个:第一,润滑效果不佳;第二,轴承出现了不良问题;第三,冷却系统产生了异常情况。因此,当出现以上问题的时候,第一步需要相关工作人员认真检查轴承机械设备轴承加注油量是不是与说明书中的要求相符,加油量太大也会导致设备轴承温度增加的问题产生。第二步,经过目测与触摸的方式评断机械设备轴承冷却系统是不是正常的。倘若以上几项都是正常的,那么很有可能是因为机械设备轴承质量较差导致了保持架破损与滚动体破裂、间隙增加造成温度上涨,因此必须要将机械设备的轴承及时替换掉。总而言之,机械设备轴承温度太高必然会影响到机械设备安装的质量,因此,相关工作人员需要仔细分析各个方面的情况,继而明确导致机械设备轴承温度太高的根本原因,制定出有效的方案处理问题。 3.4机械设备喘振 机械设备运行过程中,因为旋转脱离导致设备出口压力突然出现变化,管网内气体因为压力的转变流入风机,接着因为鼓风机的作用,导致管网内流入风机的气体排出,继而导致压力骤降,这样循环下去,会导致整个系统产生周期性的低频高振幅的压力脉动与气流震荡问题,机械从而出现振动过大的噪音,直接影响到设备的正常运转。所以,要解决喘振问题:第一,尽可能避开使用具备驼峰性能曲线的设备,使用性能曲线平直向下倾斜的设备。第二,增加再循环装备。把排出来的气体再引进风机入口,从而确保设备流量一直处在稳定区域。第三,增加设置放气阀。假设传输流量低于喘振的临界流量,需要开启放气阀,减小管路系统压力。 4结束语 影响安装工程的优秀问题就是机械设备安装过程中的质量控制和调试问题,机械设备安装中的各个环节,都牵扯到了质量控制和调试工作。所以,安装工程从一开始到终止,安装过程中的质量控制和调试是一个持久的过程。因而,相关工作人员必须要严格控制好质量,将调试工作做到位,才可以使机械设备正常运转。除此以外,对于机械设备安装,相关工作人员需要树立一个准确的观念,进一步探索设备安装质量控制和调试问题。 作者:付建 单位:贵州开磷供电有限公司
1铁路施工和轨道交通工程设备分类 随着我国铁路和轨道施工难度的不断增加,要想提高工作效率,必须更新设备,根据地形对施工方案进行调整。在目前的相关施工中主要有以下几种机械:第一类:特种设备,其中包括以下设备:空压机、架桥机、龙门式起重机、塔吊登设备。第二类:大型的起重设备,其中包括以下设备:汽车吊、履带吊、随车吊等。第三类:大型辅助设备,其中包括以下设备:挖掘机、装载机、压路机、平地机、推土机、自卸车、混凝土罐车等。 2铁路施工和轨道交通接卸设备管理存在的问题 (1)临时租赁设备使用不当。在相关施工机械设备的使用寿命一方面是取决于机械本身的好坏,更重要的是取决于工程人员使用设备的技术水准。在实际工作中经常会用到土方挖掘工程、隧道挖掘工程、混凝土结构工程、线路设计工程以及铁路焊接工程等。目前的许多企业使用的设备大都是自己出资购买的,只有使用一些不常用设备时会租赁。这样在设备管理时就会产生一些问题,突出表现为企业设备与租赁来的设备不相匹配。一方面企业需对陈旧设备花费财力物力进行维修;另一方面企业引进的新设备不能发挥其最大作用,工程单位由于对临时租赁管理不当造成了企业资金的浪费,还无法明显促工程效率。同时这样的机械设备缺乏相应规范,在施工过程还存在一定的工作隐患,弊端极大。(2)不注重对设备进行定期保养。机械设备的使用寿命与维修消费将直接决定铁路施工和轨道交通工程的投资成本。但有些企业却未注意到这一问题,不注重对设备进行定期保养。这一来机械设备长期使用会造成设备磨损,工作效率低下,长此以往严重会造成机械设备报废,需要重新引进设备,这将又是企业一大财力支出。除此之外,设备磨损严重也是工程安全的一大隐患。(3)部分机械使用人员专业水平过低。铁路建筑企业是很难凝聚员工进行相关培训,这也就造成相关施工人员专业水平高低参差不平。若机械使用人员的专业水平不足,在加上责任心较弱,很容易表现出对机器不爱护的现象。对设备操控只是根据以往经验操作,无法针对企业现状调整,并且缺少科学指导。这样很容易造成企业在激烈的社会竞争中处于不利地位。 3针对以上问题的对策 (1)规范临时租赁设备的使用。相关施工部门必须注重租赁设备与现有设备不匹配现象。一方面企业要根据自身情况,适当的进行设备引进,不宜引进过于先进,耗费财力过大的设备。另一方面,企业要适当进行设备更新,对于那些极其落后的设备可以根据企业内部情况进行更新,在配合租赁设备的同时提高企业施工效率。除此之外,企业要规范租赁设备的使用,提高相关操作人员的专业素养,规范其操作步骤,避免隐患的出现,以此保证劳动人民的生命财产安全。(2)对设备进行定期保养。为防止机械设备在施工过程中受到过渡损害,施工企业需要负责设置管理的部门。其中应包括以下几个方面:第一,保存那些不常用的设备并定期对设备进行检查、维修、保养,防止因长时间不用而出现问题。第二,对机械设备的型号和数量进行统计,做好相关的调查工作。第三,在其他部门在进行施工时进行及时记录,看哪些设备在使用时极有可能产生较大磨损,调查哪些设备存在安全隐患可能性较大,通过记录有针对性的对设备进行保养。第四,在目前具有的设备由于某些因素而无法满足工程建设需要的时候,要及时上报上级部门更新设备,切实保证工程能供有序进行。最后,要对设备进行看护,在机械设备闲置时要有专人看管,防止丢失、零件偷窃现象的出现。(3)提高相关人员的专业水平。目前许多企业存在不同程度的人才管理问题,铁路轨道施工企业尤为突出。为解决这一现状,相关人力资源管理人员必须提高聘用门槛,要求施工人员拥有相应的资格证书,且具备一定年限的机械操作经验。若条件不允许,管理人员应自行组织相关岗位的工作人员进行培养,提高他们的责任意识,只有企业内部专业人员的数量能够满足施工需求,才能让企业在社会竞争中占据更为主动的地位,并且专业的施工团队也是工程产品质量的一大保障。对于那些对机械操作不熟练的新员工要及时向老员工进行学习,而且管理人员也应在培训过程中保证学习纪律,对那些学习态度出现问题的员工采取相应的惩罚措施,切实保障培训成果。(4)制定设备使用规范。为保证铁路与轨道施工建设过程中的工作质量,管理人员要在开始施工之前结合相关实际情况制定合适的设备使用规范。其内容需要保证尽可能的完善,各方面细节都要有所涉及。企业管理人员在完成规范的制定后组织员工召开会议,对其中内容进行讨论、修改。除此之外为提高机械约束力度,企业管理人员应该结合规范当中的具体内容设置科学、合理的奖惩制度,激发员工的工作积极性,提高施工团队凝聚力,提高企业的竞争水平。 4结语 总之,铁路施工和轨道交通工程中机械的管理有着极为重要的作用。一方面高效的机械管理可以提高施工效率,提高企业的经济收益;另一方面它还可以减少施工过程中存在的隐患,保证人民的生命财产安全,虽然我国的铁路轨道施工较以前有了大跨度的提升,但还存在有临时租赁设备使用不当、部分机械使用人员专业水平过低、部分机械使用人员专业水平过低等问题。值得注意的是这些问题许多企业都已找到了科学的应对方案。相关单位应注重加强对施工人员专业素养的培养,从业人员要积极进行探索,提高我国的施工效率与产品质量,为我国铁路施工、轨道交通的发展贡献力量。 参考文献: [1]徐广占.路桥机械设备管理存在的问题及对策[J].中国建材,2018(12):117-119. [2]彭双宁.机械设备维修与管理策略探究[J].内燃机与配件,2018(20):162-163. [3]梁忠伟.铁路施工和轨道交通工程机械设备的管理策略研究[J].企业技术开发,2016,35(15):103+106. 作者:田文康 单位:中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司
1引言 随着我国水资源供应的不均衡,部分地区严重缺水,再加上近年来环保督察力度的加深,对污水处理厂的管理提出更高要求,尤其是对污水处理机械设备的管理提出了更高的要求,但当下污水处理厂在对机械设备的管理,特别是维保方面仍存在一些问题,这些问题给污水处理厂处理污水的质量与效果带来了严重影响。因此这里主要对污水处理机械设备运行管理与维护加以研究,以提升污水处理的效果与质量。 2污水处理机械设备运行管理与维护中常见的问题 2.1设备管理精细化水平不够 当前大部分污水处理厂已经引进先进的信息化管理技术,在新技术推广和应用方面取得了一定的成绩,在污水处理机械设备管理和维护方面,信息化建设工作已经开始了,但是从当前的总体情况看,信息化程度还不够高,主要是污水处理厂在污水处理机械设备管理和维护上的信息化技术应用还是不够精细。经过调查和研究,我认为主要原因是污水处理厂管理人员对信息化技术的应用不够重视。对于污水处理厂来讲,很多污水处理设备的信息化程度已经较高,这也要求管理人员在管理水平、机械设备运行和维护方面同样具有较高的要求,因此,机械设备的精细化管理是非常必要的。但就目前各地污水处理厂的管理现状来看,各地污水处理厂对污水处理设备的管理和维护离既定目标还存在较大的距离,污水处理机械设备的管理和维护还有较大的提升空间。 2.2机械设备零配件配备不到位 大部分污水处理厂对机械设备进行维护管理时,经常因相关机械设备维护需要的零部件配备不齐全,导致机械设备无法及时得到维护。这种现象在一些由中小企业管理的污水处理厂中非常常见,主要原因是很多污水处理厂(特别是乡镇污水处理厂)本身无法为企业带来较好的经济效益,反过来企业还需要对其进行较多的投入。因此,一些企业管理者对设备的维护管理不够重视,实际上,这种观点是错误的,假如设备长时间得不到维护,将会降低它的使用寿命,造成较大程度的折价,从而对企业自身发展造成一定反噬效果。现在很多污水处理厂对机械设备零部件配备不到位,经常等到相关机械设备维修维需要用的时候才想着去采购,耽误了最佳维护维修期,进而影响机械设备维修维护的效果,并且可能造成设备带病运行,减少设备使用寿命。 2.3维护保养不到位 污水处理机械设备管理和维护的主要目的是为了保证机械设备正常运行,减少机械设备故障发生率,进而延长使用寿命,对污水处理机械设备进行科学合理的管理和维护是保障设备安全运行和延长使用寿命的主要方法。如果不能按照科学合理的规程对污水处理机械设备进行管理和维护,将会影响污水处理机械设备的正常运转,进而导致污水处理效率低下,效果也不好。污水处理厂在对污水处理机械设备的管理与维护工作中,维护保养不到位是经常出现的一个问题,也是最重要的一个问题。经过调查研究发现,造成污水处理厂污水处理机械设备维护保养不到位的主要原因是污水处理厂没有制定合理的维护保养计划、缺少具有可操作性的设备管理与维护规程以及维修维护人员专业化技能水平不够高。 2.4维护人员专业化程度不够 近几年来,我国大量推行在乡镇建设污水处理厂,这本身无可厚非,与我国现阶段环境保护目标相适应,这样可以减少大量污水的乱排放,提升环境质量。但由于财政资金的不足,很多乡镇仅仅只是把污水处理厂及配套主干管建设完成,没有能力也不愿意再去建设雨污分流支管网,造成雨污合流水大量涌入污水处理厂,增加污水处理厂机械设备的负荷与工作时间,增加很多设备问题。由于很多污水处理厂(特别是乡镇污水处理厂)本身无法为企业带来较好的经济效益,反过来企业还需要对其进行一定的投入,导致很多企业聘请的机械维修人员专业化程度不够,滥竽充数,遇到问题,不按操作规程去做,导致机械设备出现更多问题,降低使用寿命,同时还存在一定安全隐患。 3污水处理机械设备管理与维护问题的解决办法 3.1利用信息化管理技术,提高精细化管理水平 现代社会已进入信息化时代,要想不被社会淘汰,在污水处理机械设备管理与维护上也要逐渐的引进信息化管理技术。利用信息化管理技术提高企业管理水平,是污水处理厂实现精细化、规范化和现代化的途径。近年来,随着信息化管理技术的普及和应用,极大地提高污水处理厂处理污水的效率。在使用信息化管理技术过程中,污水处理企业可以根据自身需求,设置不同的指标,通过实时在线收集处理,从而可以及时获得相关指标的数据,为企业的管理提供科学而准确的依据。 3.2要加强对机械设备零配件的储备管理 污水处理厂机械设备管理单位要定期做好零配件的清点及采购工作,为管理与维护工作提供支持,不拖后腿,减少因设备零配件短缺而导致污水处理厂无法正常运行。在机械设备零配件采购方面,应该分清主次、先后顺序,不能一视同仁。对于一些市场上无法采购到的零部件,例如进口机械设备上的零配件有的只能由厂家提供,因此,为保证设备正常运行,需提前向国外厂家采购,而且时间上要安排合理,因为还要经过运输、海关等等各项工作。对于一些市场上较难采购到的零配件,如果能用其他零配件或者通过设备改造取代最好,如果无法实现,则也必须提前采购。对于那些市场上容易买到的标准件、储备件等,则不必提前太久采购,只需按照磨损程度,适时适量提前采购就行。另外,污水处理厂还需要加强对机械设备零配件的管理工作,对每一个零配件的储备做好规划,在保证零配件充足的同时,也要避免过量储量,使流动资金能够得到充分合理的利用。 3.3做好机械设备维保工作,延长使用寿命 污水处理机械设备的维保工作是污水处理厂设备管理工作中最重要的一项任务。污水厂管理者应充分重视,管理和维护人员也应该认真做好维保工作。要做好这项工作,我认为应从以下几点入手。首先,应成立专门的设备管理部门,建立完善的设备管理和维护制度,根据不同设备的不同特点和要求制定相应的管理计划,同时编制对应的维护和保养规程,明确每台设备的维保项目和时间,并且将维保任务落实到人,并按照要求定期进行维护。其次,设备管理部门要加强对维保人员的管理和培训,督促他们认真贯彻落实各项设备管理制度的同时,多组织培训,让每道工序上的作业人员都清楚本工序设备的维保程序、操作规程、注意事项等,确保按照标准流程进行维保工作。做好机械设备维保工作,能有效降低设备故障率,提高安全性能,并且延长使用寿命。 3.4合理安排设备工作时间 每个污水处理厂建设初期,在每个工序上都至少有一组备用设备,平常做好维护保养,防止运行当中的设备出现问题时能及时投入使用,确保污水能够及时处理不外流,不出现环保事件。这样子的话,在编制设备自动化运行程序的时候,就要合理安排设备的工作时间,既不能使设备长时间运行,又不能频繁变换,应该熟悉设备的使用规律,张弛有度,合理安排,互备互换,可以有效延长设备使用寿命。 3.5重视专业人才的培育 尽管现在的污水处理厂都基本实现自动化控制,基本不需要太多操作人员,但是,由于设备种类繁多,稳定性差等因素,容易出现故障,当故障出现时,往往需要人工进行操作及维修,运行调试、维保等也离不开专业人员,因此专业人才的培育也是污水处理厂设备管理的一项重要内容。我认为应从以下几个方面入手,首先,污水处理厂管理者应重视专业人才的培养,在薄弱环节适当引进,从而提高全厂职工的专业化水平。其次,对于刚入职的员工,应通过岗前培训考试并且合格后方可入职,入职后,还要加强学习,通过定期的培训提高他们的专业能力、工作技能及管理水平。再次,要加强实践操作锻炼,多组织理论和技能比赛,创造一个努力向上、积极奋进、和谐相处的环境,让职工了解每台设备的管理和维护制度、内容、流程。最后,要多组织专业人员到行业内先进的企业参观学习,不能固步自封,多学习别人的先进管理经验努力打造一支管理能力强、专业技术过硬的精英队伍。 4结束语 污水处理机械设备的管理和维护,不仅关系着污水处理厂的生存利益,城市的生态环境,在一定程度上影响着社会的可持续发展战略。所以,要重视污水处理机械设备的管理和维护工作,减小设备故障率,提高安全运行率及使用寿命,这样既提高污水处理效率又减少企业经营成本。总之,污水处理厂承担着节能减排和保护环境的双重使命,通过对污水的处理,不断提高水资源的利用率,在水资源严重匮乏的今天,起着十分重要的作用。 参考文献: [1]莫锦锚.污水处理厂的设备运行管理及维护措施探析[J].中国新技术新产品,2017(10):124~125. [2]程亚敏.污水处理厂设备运行的管理及维护措施[J].能源与节能,2015(3):112~113. 作者:尤明峰 单位:南安市给排水管理中心
在国内的水电事业获得不断发展期间,也相继增加了水电设备的应用量,同时产生故障的几率也在不断的提升。只有定期对于水电厂机械设备展开仔细的检修和维护管理工作,才能够保障设施设备应用年限的延长,并减少出现故障问题,最终实现更好的服务于国内水电事业建设发展。 1水电厂机械设备出现故障问题的因素 根据实践工作经验总结得出,引发水电厂机械设备故障的因素众多,主要涵盖了以下的几方面:首先,机械设备检修水平较低,体现在应用的检测设备质量普遍不高,以及仅实施相对较低的检测标准,甚至具有无正确检修举措的情况;其次,进行检修维护的工作人员实际工作能力较低,技能水平有待进一步提升;最后,在实施机械设备的操作期间,有关的工作人员没有严格的遵循标准操作规范执行,也会对于机械设备运行效率产生严重的影响,最终降低整个水电厂的经济效益。 2水电厂机械设备检修的常用方法分析 第一,在应用之前,应该实施预防性检修工作。在应用一段时期机械设备之后,很普遍的存在着磨损等故障问题,为了有效的降低这些问题发生率,就需要在应用机械设备之前展开完善、规范和全面的检修,起到防控效果。此种检修举措要严密的考虑到机械设备工作的周期以及经济效益等内容,之后以科学的策略展开比较、测试设备的各种参数以及性能,通过检测出故障问题进而针对性的消除,确保机械设备在正常的状态中运行。此外,平时的工作期间,应该重视定期检查以及维修设备,在应用之前根据工作经验及时的排查故障。第二,运行期间进行检修设备的工作状态。水电厂机械设备最容易产生故障的环节就是运行期间,实施状态检修的方式主要为将机械设备在工作运行中体现的工作效率、工作状态作为基本依据,再采取高科技的检测设备展开逐渐的排查故障问题、受损伤的程度、产生问题的元件等,并且要对于产生故障的因素进行分析,之后由专业的工作者采取检修机器,将损坏机械设备实施良好的修复。这种检修举措可以节约大量的人力以及时间,同时全面监测机械设备的运行状态,尽快的找到故障问题并解决,所以应用的范围很广泛。第三,事后的故障检修。此种检修举措的另一种说法也称之为改正性检修,即由于故障问题导致机械设备停止运行之后展开的故障检修,此举措在已经将故障显示出来的机械设备较为适用。其包含有众多的检修方面,同时在检修期间产生的人力和物力、时间等较多,以及需要较大的检修成本,甚至也存在威胁检修工作者人身安全的情况。尽管此策略的效率不如前两种,但是在水电厂机械设备因故障不能运行的情况下,也是必须要实施此种维修方式的。 3水电厂机械设备检修维护管理的策略 首先,采取FMEA法进行故障等级分析。此举措为定性分析方法,能够对于机械故障的模式实施严密的分析,同时了解到故障等级,辅助水电厂明确机械设备可靠性。FMEA法可以先进行机械设备中的潜在故障模式分析,明确好影响整个设备的实际情况,遵循有关标准分析以及评价影响的程度。所以,此法在技术的层面上可以推动水电厂把机械故障因素引发的消极影响进行有效的消除。水电厂机械设备内,各子结构组均较明确,因此可利用已有结构树排列式分析各个基本的单元,同时列出失效模式、故障影响的程度表。之后遵循水电厂记录数据,计算出各零件出现故障几率,得出总体危害的程度。部件故障率的计算公式是C(故障总危害程度)=α(故障发生频率)×β(故障影响率)×t(工作的时间)。其次,应用机械设备之前展开严密的准备工作。记录好有关设备的运行状态并在技术档案内存放,便利于日后的查阅。其中运行状态的内容涵盖了运行日志、故障率以及缺陷率、长时间运行中的机械设备负荷以及温度、压力等等数值。技术档案的内容具有设备出厂时试验报告以及预防性的指导意见、维修记录等等。遵循相关的报告内容,及时的找到机械设备维修的重点方面和维修期间需要严格重视的问题。水电厂需要依照记录的内容制定并执行科学的机械设备维修计划,并由施工人员列出相关的维修材料表,制定出合理的维修流程图按此执行。最后,不断的提升机械设备监管的力度。机械设备监控工作应该在三大方面展开,即制度、人员以及设备,有关的工作人员应该明确岗位职责按时到岗,严格的遵循规范性标准展开监督工作。而且水电厂要采购满足国家标准以及要求的设施设备,确保设备应用年限得到保障。监督管理者要对于水电厂机械设备总体情况进行全面的掌握,通过书面监管形式呈现提供给管理人决策制定必要的依据。另外,水电厂应该定期的展开有关人员的培训工作,提升管理人员的安全意识,规范安全生产流程、机械设备检修及其维护管理举措,重视水电厂工作人员经验交流,进而有效的将水电厂机械的维修水平进行提升。 4结语 作为国家电力行业重要构成,水电厂的发展为社会经济的向前推进发挥着不言而喻的作用。当前,良好的检修以及维护管理水电厂机械设备工作已经是普遍的关注话题。做好此项工作不仅需要更加专业化的维修人员,还应该进行维修经验的不断丰富,采取科学有效的制度进行规范,从多个方面共同实施,联合降低水电厂机械设备的故障率,进而确保发电厂平稳可持续的发展。 参考文献: [1]施镜鑫.浅谈加强机械设备日常维护及管理[J].技术与市场,2017(04):229+231. [2]杨兵.水电厂机械设备检修及其维护管理[J].低碳世界,2016(34):132-133 [3]邱大量.浅淡水电厂机械设备检修与维护管理[J].技术与市场,2016(01):108+110. 作者:丁露洁 单位:广西投资集团方元电力股份有限公司桥巩水电站分公司
施工企业机械设备安全探讨:浅谈我国施工企业机械设备安全管理 摘要:近年来我国城市建设发展迅速,施工企业的安全问题显得非常重要,如何在加快城市现代建设发展进程中,保证施工的安全,是当前建筑行业面临的重要难题。本文主要分析了当前施工企业机械设备安全管理工作中存在的问题,并提出了一些合理化建议,希望为企业安全施工提供一些帮助。 关键词:施工企业;机械设备;安全管理 企业施工过程中安全是最重要的,近年来我国经济的发展和科学技术的更新,一些新设备、新材料、新的技术工艺不断的应用到施工建设当中,这给施工带来了新的变化,同时也使施工过程出现了许多意想不到的安全隐患。企业施工机械设备的安全直接关系到施工人员的生命安全与国家的财产安全,同时对企业劳动生产率的提高也有着重要的联系,为了企业的发展,必须要将机械设备存在的不安全因素消除,提高企业机械设备的安全管理,以保证企业施工的正常进行。 一、施工企业机械设备安全管理存在的问题 1.对机械设备保养不重视。受传统施工观念的影响,施工现场工作人员关心的是施工的进展速度,为了按时完成工期,减少成本的投入,大多数施工单位过度的对设备进行使用,而对机械设备的维修养护不重视,这就是造成了机械设备的严重老化,设备没有进行日常的保养,经常出现一些小的故障,即使是这种情况,设备仍然被过度的使用。除非是到了大修的时候,机械设备很难得到全面的养护,这样以来不仅浪费了施工时间,还浪费了很多费用,提高了维修成本,降低了机械设备的工作效率。对机械设备的保养不利的问题,是大多数施工单位共同的问题,这一问题应该引起施工企业的高度重视。 2.机械设备的超负荷运转。由于企业施工任务多,施工量大,工作环境相对恶劣。在施工过程中,为了降低成本,投入的机械设备数量较少,而却要完成大量的工作任务,在一定程度上造成了机械设备的超负荷使用,很多设备都造成了损坏,这种过度使用,使机械设备的性能下降,安全性也不断降低,极易造成施工故事的发生。机械设备的过度使用,是造成机械设备安全管理的又一重要隐患,应当引起施工部门的足够关注,避免施工事故的发生,造成不必要的经济损失。 3.施工人员素质低。施工人员素质偏低,是当前困扰我国企业施工的又一难题。由于我国经济的发展,人们生活水平的提高,技术工人出现了短缺的现象,很没有经过培训的农民工临时担负起了机械的操作人员。施工现场机械设备操作人员技术水平差异较大,很多都没有参加正式的培训,没有机械操作许可证,仅是经过简单的培训,由一些老的操作工人简单进行讲解,就上岗进行操作,这是当前很多施工单位存在的问题。没有经过正规的培训,对岗前的三级安全教育工作不了解,这些都是非常危险的,极易造成大的施工事故。但是,当前施工企业没有针对性的解决这一问题的办法,仅是告诉操作人员要小心,注意安全等,没有实质性的对这一问题进行解决。 二、加强企业机械设备安全管理的策略 1.加强机械设备安全管理重要性宣传。在施工企业建设飞速发展的今天,在改革开放、科学发展的形势下,施工企业的设备管理由传统管理向技术经济型的综合管理开始转轨。从技术、经济和管理三个方面掌握设备管理知识,是管好现代化设备的客观要求。我们必须抓住机械化施工的机遇,对机械设备的安全管理高度重视。用现代管理培训设备管理、操作和维修保养人员技术培训工作,完善各项设备运转记录。对施工企业人员进行安全性教育,使安全操作的意识深入到每一名施工人员心里,将安全操作放在施工的第一位,减少施工事故的发生。 2.提高施工人员素质。加强施工人员的正规培养,实行持证上岗,加强人员的培训。人员培训包括作业技能的培训与人员的安全教育培训。人员的培训教育工作要做到有计划,有部署,有检查,有考核,有针对性:一要抓好施工项目机械操作人员的准入关,将上岗前的三级安全教育工作做到位;二是编制相应的安全生产知识与安全操作规程手册,发给现场的每一位作业人员;三是做好机械设备管理人员的安全培训工作。同时,对相关人员的安全教育培训工作应树立“全员安全教育培训”的理念。 3.加强对设备的养护更新。随着企业经营年限的增长,机械设备使用时间的增多,机械设备大多使用寿命越来越短。这个时候,我们要及时地引进新设备,淘汰旧设备,不能抱丝毫侥幸心理去继续使用。为此,需制定以下机械设备淘汰与报废的技术标准:①到设备使用年限,折旧已提足,技术性能已达不到国家规定和安全操作规程要求的。②因事故等原因设备主要结构性能损坏严重,无修复可能或修复费用超过更新设备价60%的。③能耗高,效率低,污染严重,经济效益差,技术改造又不经济的。④国家和有关部门规定淘汰的。⑤自制非标准专用设备,无继续使用价值的。对于达到以上任一报废条件的机械设备,都要毫不犹豫地予以淘汰。坚持这样做,确实有效控制了机械事故的发生。同时,要加强机械设备的养护工作,不使用有问题的机械进行施工,机械出现问题,即使修理,按机械使用条例进行养护,延长机械的使用寿命。 三、小结 机械设备的安全管理是施工过程中的一个重要课题,施工部门领导应该给予充分的重视,施工人员应该树立安全的施工意识,对机械设备按时进行养护维修,决不使用有问题的设备进行施工,各级机械管理人员,机械操作人员,维修人员及相关配合人员之间责任明确,做到有章可循,有据可查,记录清晰,有人操作,有人监督,奖惩分明,专管与群管相结合,并注重强化机务人员的安全意识,提高业务素质和技术水平,使用、维护、保养严格按规程办事。只有持之以恒,常抓不懈,保持居安思危的忧患意识,真正做到“预防为主”,就一定能够杜绝重大机械设备事故的发生,保障机械设备安全优质高效地为我们的施工生产服务。 施工企业机械设备安全探讨:施工企业的机械设备安全管理解析 摘要:随着我国经济的快速发展,特别是随着改革开放的不断深入,我国的经济建设取得了举世瞩目的成就。工程施工过程中的机械设备安全事故率一直较高这些安全事故又多与设备的使用不当和管理不善有直接关系。本文阐述了施工企业机械设备安全管理存在的问题和如何提高工施工机械安全管理的对策措施。 关键词:建筑工程,机械设备,安全管理 一.建筑工程机械设备安全管理存在的问题 机械设备对建筑工程施工企业做出了卓越贡献,但在对机械设备的管理中,却存在着许多问题,这些问题,为企业的生产发展,埋下了一定的安全隐患。 1.毫无节制,永不停息的运行。很多施工企业,自从将机械设备购入企业投入使用之后,由于工程或生产的繁忙,施工量巨大,施工的周期比较紧急,并实行倒班制,即工作人员分时施工,换班休息,但却使得机械设备无法停留半刻,不停的在各个工程项目之间运转,一个工程尚未完结,由于施工单位忙于对追求施工效率,并加大对设备的调配力度,进行下一个项目的施工。同时,很多工程项目中,施工单位为了节省施工成本,所购入的机械设备远远难以满足施工的需要,因此,便盯着一台设备,不断的使用,加紧施工,毫无修缮时间,直到机械设备自动报废为止。 2.机械设备陈旧,更新换代慢。走进施工地,便可以看出,很多施工企业采取的设备多显得很古老陈旧。有零部件破损,生锈,或运转时候发出刺耳噪音等一系列不正常的运转声音。甚至很多即将报废的机械设备依旧难以退役,依然在工地上负隅顽抗。使用这些陈旧破损甚至即将报废的机械设备,不久难以保证施工的质量,而且给机械的操作人员带来巨大的生命财产威胁,由于这些陈旧破损的机械设备运转间,有着很大的可能发生能量的泄露,比如漏电,比如机械发生爆炸,破裂等,严重威胁着周边的操控人员的安全。 3.施工队伍素质不高,机械操控人员的技术水准尚待提高。由于目前我国的劳动力水平整体而言偏低,缺乏系统的理论知识,缺乏系统科学的技能培训,企业引进的新设备,难以很快被普通操控人员熟练掌握,由于对机械设备的操控不熟练,容易出现不规范操控,甚至是操控失误,不仅严重影响到了新设备的正常运转,耽误了施工进度,限制了整个工程项目质量的提高,更加大了机械设备的磨损,同时,不规范的操控或是实务操作,对操控人员的安全也会产生威胁。 4.施工企业管理人员只是重视施工的效率忽视对机械设备的修缮和保养。每一种机械设备都有着一定的使用寿命和运转周期,必须按照相关规定,到一定时期后对机械设备实施停产修缮,保养,但我国很多企业的管理人员,自从机械设备开始投产,便只注重施工的进度和机械设备的运行效率,而很大程度上忽视了对机械设备的定期停产修缮,规范维护,这种管理策略,很大程度上,影响到了对机械设备的安全管理。 二.提高工施工机械安全管理的对策措施分析 1.健全施工机械设备的管理和维护机制 建立并完善机械设备管理机构,实行统一规划,专人负责,进行全面的综合管理。建立健全机械设备使用统计制度,加强机械设备的统一管理。另外,实行绩效制度,充分发挥程机械管理、操作、维修人员的工作积极性。为了延长施工机械的使用寿命,在实际工作中,必须实行“二定一包”制度(即定机、定人、定岗位,包维护)。正确使用机械,严格执行安全操作规程。对机械进行定期保养,采用合理的维修方法可以有效的延长工程机械的使用寿命。 2.增强施工机械操作人员的技术操作水平和素质 随着现代科技的不断发展,机械设备也在不断更新换代,技术含量也越来越高。这就要求我们的设备管理和操作人员不断学习新的知识和技术,科学地使用机械设备。操作人员不仅要懂得工程机械的结构组成、原理、性能,掌握操作技巧,还要有工程机械故障的快速诊断和维修能力。对机械的口常检查工作是必不可少的。检查结果应详细记录,不但要包含以往的维修保养记录、换件记录,而且要包含口常使用情况和工作量的记录,以便分析和判断机械故障,及时准确地消除故障隐患。 另外,操作人员的工作态度和工作积极性、责任感对工程机械的使用性能有很大的影响,职业道德不仅是个人修养的问题,它与企业的经济效益也息息相关,可以说是一种无形的资本。施工企业也需不断加强政治思想和职业道德教育,让广大职工树立爱惜设备的良好风气,使机械设备发挥最佳效能。 3.健全施工机械设备的保护措施 (一)提高认识,明确强制保养的原则。让广大设备管理者明白机械设备的完好率和使用寿命,很大程度上取决于保养工作的好坏。如果,不能预防设备会出现的问题,不能及时保养,粗野的使用、愚昧的管理,这必然与现代化企业的科学管理是背道而驰的。 (二)要建立健全保养制度并合理确定维护保养周期,并按各级保养规程执行,低级保养由操作人员进行,高级保养由维修人员会同机械操作上进行。只有保养做好机械出现故障的几率才会下降,从而提高经济效益。 (三)强化机械设备保养的技术管理。严格落实机械设备保养制度,保汪机械设备的正常运转。机械设备管理人员要按照机械保养使用说明书制定切实有效的保养计划。保证机械设备的正常运行,延长机械设备使用寿命,降低维经成本,促进企业利益。 4. 不断提高施工机械的更新换代 在一些施工企业,破旧机械仍参加施工作业,不得不依靠设备大修以及各级维护来支撑,昂贵的人力,物力,财力超过了它本身创造的价值。管理人员应当从经济角度来对待此类问题。作为企业要为长远利益着想,必须严格落实设备报废制度,该废则废,该停则停,做好机械设备的更新换代工作。这对招‘活企业经济,增强企业竞争力有很大的作用。 三.结束语 机械设备的安全管理关系到企业的施工进度和施工的质量,加强对施工企业的机械设备管理,不仅是企业长远健康发展的客观要求,也是保证工程实施质量的必然选择,加大对机械设备的保养维护力度,实现机械设备使用的规范化,科学化,做到企业机械设备的制度化,严格化,既延长了机械设备的使用寿命,又可以保证操控人员的生命财产安全,做好机械设备地方管理工作,一举数得。 施工企业机械设备安全探讨:施工企业机械设备的安全管理问题及控制措施 摘要:安全是施工企业永恒的主题。施工过程机械设备的安全直接关系到每个劳动者的生命安全和国家财产的安全,关系到企业的兴衰和存亡,因此,我们必须消除和控制施工过程中的危险因素,加强机械设备的安全管理,以保证生产的顺利进行。 关键词:施工企业 机械设备 安全管理 控制措施 下面分析了施工企业机械设备安全管理的难点问题,提出了若干解决措施。 一、施工企业机械设备安全管理的几个难点问题 1、施工任务繁重,工作环境恶劣。在工程施工过程中,由于工期短,不少项目为了降低施工成本,且面临很大的工作量,投入的施工机械数量却不多,完全靠少数机械设备加班作业来完成施工任务,在一定程度上造成了机械设备的超负荷运转,有些时候甚至在带病作业,极大地影响了机械设备的技术性能状况与使用寿命,加速了机械设备的老化。另一方面,由于工程施工大部分是在远离城区的野外,山区。阴雨天气里到处泥泞,晴朗天气里,也是到处充斥灰尘与施工产生的粉尘。作业场地机器布局互相影响操作,机器之间,机器与固定建筑物之间不能保持安全距离。有时作业场地过于狭小,地面不够平整,有凹坑,油污水垢,废屑等;室外作业场地缺少必要的防雨雪遮盖;有障碍物或悬挂突出物,以及机器可移动的范围内缺少防护醒目标志。夜间作业照明度不够,隧道施工过程通风,温度,湿度均超出机械设备本身的工作环境要求等一系列的问题,造成了施工现场机械设备的工作环境恶劣。 2、施工设备调运频繁。由于企业内部各个施工项目分布比较散乱,每个项目对机械的需求时间存在很大的不确定性,同一台机械在一个项目部还没有施工结束,下一个项目部又要马上开始投入使用。对机械设备的需求不确定性和缺少计划使得公司内部不少机械设备在各个项目部之间的调运十分频繁,设备材料管理站无法将到了保养期需要进行二保的机械设备召回修理车间进行维修保养。 3、设备轻保养。由于传统观念的束缚,施工现场不少施工人员与指挥人员只一味地追求施工进度,对设备只注重使用,而对其保养维护工作不闻不问。这就造成了操作人员为了完成施工指挥人员指定的工作任务,没有时间对所操作的机械设备进行保养的可能。忽视机械设备的日常保养,经常带病作业,等到出现问题修理的时候,不得不进行大范围修理工作,无形中提高了设备的修理成本。 4、人员素质不高,培训少。施工现场机械设备的操作人员素质参差不齐,很多操作人员文化层次较低,又没有经过正规的培训就直接上岗,先上岗操作一段时间,再去补办一个操作证的现象时有发生。更有甚者,个别操作人员在有事离开时,随便叫一个对本机械而言没有操作经验的人来代班。施工现场也是到了非用不可的时候才去寻求相应的操作人员;为了应急,不少施工现场会出现随意叫一个略懂一二但没有受过专业培训(当然也不具有操作证)的人员来进行机械设备的操作,然后通过某种渠道去搞一本操作证来应付检查。而对操作人员的实际培训工作却做得很不够。 5、存在侥幸心理。对强制要求检测的设备不检测,老旧设备不淘汰。侥幸心理是很多机械事故的根源,这已经造成了不少血的教训,很多单位在事情没有发生之前,老是觉得花钱去搞设备检测是“投入没有产出”的行为,不愿意去花这个“冤枉钱”,对那些比较陈旧老化的机械设备,只要还能使用,就舍不得淘汰掉,因为这样做会提高自己的工程成本。表面上看来,的确是这样,但是,我们深入地想一想,透过其表面现象一台陈旧的设备,已经丧失了工作的机械可靠性和安全性,显然,此时机械设备已经超出了规定的使用条件和规定期限,执行功能是否会出现故障已经不可预料。 二、解决措施 1、正确选型,合理调配。任何一种机械由于自身的性能,结构等特性,都有一定的使用技术要求。如能严格地按规定合理使用机械,就能充分发挥机械效率,减少机械磨损,延长使用寿命,降低使用成本。因此,在安排施工生产任务时,就要使工程项目和机械设备的使用规范相适应。 2、正确使用,即时保养,“用养修”相结合。为此,在机械设备的使用过程中,操作人员与指挥人员一定要按照相关设备的安全操作规程正确使用该设备。同时,公司在保证机械操作人员与施工现场指挥人员正确使用机械设备的基础上,为了进一步地预防机械事故的发生,管理部门在“管好,用好,养好,修好”的同时,推行机械设备的风险评价工作。 机械风险评价是指以机械或机械系统为研究对象,用系统方式分析机器使用阶段可能产生的各种危险,一切可能的危险状态,以及在危险状态下可能发生损伤或危害健康的危险事件,并对危险事件的概率和程度进行全面评价的一系列逻辑步骤和选代过程。 机械的风险评价工作综合考虑了可能影响机械安全性能的诸多因素,从机械事故的根本与源头上控制了机械安全事故的发生。 保养工作方面:在实际运行中,公司严格要求机械操作人员按标准、规范要求,做好设备每天开机前、作业中和停机后的“一日三查”的例行保养工作,发现问题和隐患及时予以排除。这样既确保了设备在完好状态下安全运行,又有效地控制了设备的维护成本。针对设备的运载周期.运用计算机辅助管理,控制设备一、二级维护,落实专业机修人员到施工现场按工艺流程规范维护,公司要求现场机械操作人员做好配合,督促,监督,并由专业检验人员验收质量,保证设备现场维护质量。 严格执行机械设备退(转)场之间进车间实施二保带修制度,强化二保带修的预检,过程中检验和竣工终检工作,严格把好质量关。最终将合格的设备按施工生产需要进入现场使用或移交设备材料管理站保存。依靠规章制度规范施工现场服务行为。公司在规范现场服务行为的实践中,逐步提炼归纳出机械设备从业人员职业道德规范的“五个到”:即“身到,眼到,手到,心到,情到”。每个机操人员每天上岗工作要认真做到。有了以上几个方面做保证,机械设备的自身性能与工作效率都得到了很大提高,有效避免了设备故障的出现,减少了因机械设备而出现的怠工,没有了工作任务的拖延积压,从而也就避免了机械设备的超负荷长时间运转与带病作业。 3、做好特种设备的安全检测。特种设备就是与人身,财产安全,人体健康密切相关的承压和载人设备的总成,在生产过程中,比一般性生产设备具有更大的潜在危险性。由于特种设备是属于危险性较大的设备,易发生事故造成操作者本人或他人的伤害,以及机械设备。公共设施等重大的财产损失。为保证其正常运行必须进行定期和巡回检测检查,以避免机械事故的发生,保障安全生产和生命安全。特种设备必须经技术检测部门检测合格,取得合格证后才能投入使用。 4、人员培训,持证上岗。人员培训包括作业技能的培训与人员的安全教育培训。人员的培训教育工作要做到有计划,有部署,有检查,有考核,有针对性:一要抓好施工项目机械操作人员的准入关,将上岗前的三级安全教育工作做到位:二是编制相应的安全生产知识与安全操作规程手册,发给现场的每一位作业人员;三是做好机械设备管理人员的安全培训工作。同时,对相关人员的安全教育培训工作应树立“全员安全教育培训”的理念。 对机械的操作和维修人员,不仅要对其进行安全技术理论方面的培训,还要确保其实际操作技能的培训落到实处,重点是提高操作人员的安全操作技能和预防事故发生的实际能力以及设备危险意识和处理事故的能力,有效控制设备事故的发生。在操作人员上岗之前,达到正确操作,安全驾驭的要求。做到机械设备的持证上岗率100%。 结束语; 机械设备的安全管理是一个复杂的综合性课题,除了把好管、用、养、修关之外,还必须做到领导重视,各级机械管理人员,机械操作人员,维修人员及相关配合人员之间责任明确,做到有章可循,有据可查,记录清晰,有人操作,有人监督,奖惩分明,专管与群管相结合,并注重强化机务人员的安全意识,提高业务素质和技术水平,使用、维护、保养严格按规程办事。只有持之以恒,常抓不懈,保持居安思危的忧患意识,真正做到“预防为主”,就一定能够杜绝重大机械设备事故的发生,保障机械设备安全优质高效地为我们的施工生产服务。 施工企业机械设备安全探讨:浅谈施工企业机械设备的安全管理 摘要:分析了施工企业机械设备安全管理的难点问题,提出了若干解决措施。 关键词:施工企业;机械设备;安全管理 安全是施工企业永恒的主题,随着我国电力建设的发展及项目法施工的实施,施工过程中出现了许多新的机械设备不安全因素。机械设备的安全直接关系到每个劳动者的生命安全,关系到施工企业的经济效益。因此,我们必须加强机械设备的安全管理,消除或控制施工过程中机械设备的不安全因素,保证施工生产顺利进行。 一、目前机械设备管理现状 1.1、机械管理力量薄弱 搞好机械设备管理工作,需要建立和健全相应的管理机构,明确制定各级管理机构和管理人员的职责,严格执行规章制度。但在实际管理过程中,施工企业虽然机构健全、职责明确、制度完善,却普遍存在着管理人员力量薄弱、管理部门监管不力、管理制度执行不严等现象。 2、施工作业环境差 施工机械大部分是在野外露天作业,要经常遭受寒冷、炎热、雨雪、风沙等恶劣气候条件的影响;作业场地有时过于狭小,地面不平整,交叉作业多,施工噪音大;夜间作业照明度不够等因素都会造成施工现场机械设备工作环境的恶劣,从而影响机械设备的安全运行。 3、人员素质低下 随着电力建设市场的快速发展,以前施工现场甚少的电建企业现在面临着多个甚至十几个项目同时施工,造成人力资源严重短缺。尤其是机械方面,大量毫无机械管理、操作、维修知识的人员进入机械队伍,这些人员从没有进行过系统的学习、培训,专业素质低,责任心差,违章指挥、违章作业屡禁不止,使机械安全管理工作很难落实到位。 4、重使用轻保养 项目部为了自己的经济效益尽量压缩机械维修保养费用,机械设备能不修则不修,把问题留给公司或下一个项目,重使用轻维修保养,这就很容易造成机械设备安全技术性能下降,机械设备经常处于带病作业的状态,给机械的安全运行留下危险隐患。 5、设备老化严重 电建企业拥有的机械设备型号繁多,性能差别大,技术资料短缺甚至没有。另外由于市场竞争激烈,企业赢利空间降低,再加上经营管理较粗放,致使机械设备更新、改造资金不足,机械老化严重,各个项目几乎都有报废机械再用现象。 6、使用不均衡,保养不及时 由于企业内部每个项目对机械的需求时间存在很大的不确定性,同一台机械在一个项目施工还没有结束,下一个项目又要开始投入使用。使得公司内部不少机械设备在各个项目部之间的调运十分频繁,机械管理部门无法将到保养期需要进行维保的机械设备及时进行维修保养。 7、机械超负荷运行严重 建设单位一再压缩施工工期,加上设备、材料、施工图纸、资金不到位等原因,造成工程实际施工工期大大缩短,迫使施工企业拼命赶进度,致使施工机械经常满负荷甚至超负荷运行,机械没时间保养,人员得不到休息,给机械安全施工带来严重隐患。 8、机械检查流于形式 各个施工企业都对施工安全给予了高度的重视,但往往对于机械设备的使用安全仍然只停留在口头上,施工现场基本上没有主管设备安全的专职安全员,为数不多的机械管理人员中也多数不懂设备原理与安全监控措施,不懂设备管理流程,不善于提早发现设备安全隐患,对于设备的监管往往是只停留在查资料,看机容机貌,填写检查表格上,普遍存在以检查应付检查的现象,没有真正发挥检查的作用。 二、应采取的措施 2. 1、领导重视,确保管理体系有效运行 机械设备安全管理,是通过组织机构、规章制度、人员培训等对机械设备本身和涉及机械设备使用的人等过程因素进行的综合安全管理,是预防性的管理措施。大部分的事故和事件是由控制不当导致的,这就要求各级领导必须高度重视机械管理工作,不能以安全管理替代机械设备安全管理,只有这样各级机械安全管理体系才能有效运行,管理制度才能严格执行,责任制才能落实,机械的安全管理工作才能有效开展。 2、提高人员素质,坚持持证上岗 针对电力建设企业目前机械人员数量不足、素质偏低的情况,企业应加大外部招聘,内部挖潜的力度,一方面应聘一些身体、能力适应工作的离、退休人员满足目前需求,招聘大中专及技校的毕业生作为后备人才,逐步提高从业人员的文化程度;另一方面要加大智力投资,加强教育培养,坚持先培训后上岗的原则,坚持持证上岗的原则,定期考核审验,努力造就一支高素质的专业队伍。人员培训应包括专业技能培训、安全教育培训及职业道德教育。 2. 2.1专业技能的培训应按机械管理、操作、维修人员不同层次,不同岗位进行相应的知识和能力结构的培训。通过培训,管理人员应达到熟悉本专业所需的基础理论和专业知识,并能组织、协调、指挥人员工作,正确贯彻执行国家和上级对机械管理的方针、政策、条例、规定、标准;操作人员应提高对机械性能、结构的了解,掌握必要的维修技能,进一步提高操作技能;维修人员应技术全面,具有多专业、多学科的理论与实践知识,并有一定维修实践经验。 2.2.2无论什么人,只要参与与机械设备相关生产活动,就必须受到安全教育培训,要让他们从思想上认识到机械作业的危险性、危害性和重要性,增加防护意识、自我保护意识,学会自我保护方法,掌握危险情况下的应急处理措施,真正实现“三不伤害”,从源头上控制机械设备安全事故的发生。 2.2.3施工企业仍需不断加强政治思想和职业道德教育,使机械设备从业人员达到职业道德规范的 “五到”(即身到、眼到、手到、心到、情到)。机械操作人员每天要做到按时持证到岗到位,严格按规定执行机械状况班前、班中、班后的例行检查并认真填写点检记录;要对机械按“十字作业方针”勤维护保养,按“安全操作规程”精心操作; 2.3、落实“安全操作规程”,执行“机械维修制度”,强化安全检查。 2.3.1绝大部分事故、事件都是由于违章指挥、违章作业造成的。这就要求企业制订符合机械设备需要的,达到技术和安全要求的、科学的机械设备“安全操作规程”,狠抓规程的落实,坚决杜绝违章指挥和违章作业。 2.3.2施工企业的机械管理应严格执行“机械维修制度”,除日常维护修理外,必须按机械设备的使用时间,结合实际的经济、技术状况进行计划维修,尽量避免机械小毛病引起大事故现象的发生。 2.3.3机械的安全管理工作重点在于事前和过程控制,其主要手段就是通过各级机务人员组织的定期、不定期以及专项的各种机械检查,及时发现人员、设备存在的问题及缺陷,责成责任单位、人员按要求进行整改,并对整改结果进行复检。只有通过认真、严格的检查,才能及时纠正人员的违章行为,消除机械的故障隐患,确保机械的安全运行。 2.4、做好特种设备的安全检测 由于特种设备是属于危险性较大的设备,须经技术检测部门检测合格取得合格证后才能投入使用,公司要求各施工项目对目前已经投入使用的特种设备(包括劳务协作单位)逐一进行调查登记,对未取得检测合格证的特种设备立即停止使用,并区别对待,需要继续使用的必须立即进行检测,取得合格证后才能继续投入使用,不合格的清退出场。对那些已经超过使用期限,又无法检测合格的设备强制报废。 三、结论 机械设备的安全管理是一个复杂的综合性课题,除了把好管、用、养、修关之外,还必须做到领导重视,各级机械管理人员、机械操作人员、维修人员及相关配合人员之间责任明确,做到有章可循、有据可查、记录清晰、有人操作、有人监督、奖惩分明,强化机务人员的安全意识,提高业务素质和技术水平,使用、维护、保养严格按规程办事;真正做到“预防为主”,就一定能够杜绝重大机械设备事故的发生,保障机械设备安全优质高效地为施工生产服务。 施工企业机械设备安全探讨:施工企业机械设备安全管理研究 【摘 要】机械设备安全管理关系到企业的经济效益和国家、集体的财产以及职工生命的安全。本文分析了施工企业的机械设备在安全管理方面存在的问题,并相应提出了的管理措施。 【关键词】机械设备;安全 机械设备是施工企业进行生产的重要工具。随着近几年我国经济的高速发展和机械化施工程度的不断提升,施工企业为了增加优秀竞争力以适应科技进步,不同程度上会新增机械设备,或者对现有的设备进行更新改造。如果企业的安全管理不能跟上设备材料、工艺和技术的发展进步,将在生产施工的过程中出现不安全因素。 1.机械设备安全管理的主要问题 (1)很多机械设备操作人员缺乏专业技术知识,安全意识不强,没有接受过专业培训或者岗前培训不足,不能很好的操作使用机械设备,就有可能造成安全事故。 (2)部分施工企业为了赶工期、完成任务,提高经济效益,机械设备长期超负荷的运转,使设备的老化加速,影响设备的技术性能降低。加之企业常常只注重设备的使用,而忽略设备的保养与维修,是安全生产的重大隐患。 (3)施工现场的工作环境不佳,施工机械经常需要在恶劣的环境中进行工作,加上照明不够,地理交通环境复杂等因素,也是机械设备事故和伤害事故的主要因素之一。 (4)施工企业安全监督管理制度不完善,管理机构不健全。一些企业没有设立专门的机械设备管理机构和配备专职的安全监督管理人员,机构和人员的责任分工不明确,以致机械设备管理工作难以实施。 (5)施工作业人员缺乏应有的自我保护意识,违章作业,也是引发安全事故的一项主要原因。 2.机械设备的安全管理措施 2.1完善机械设备管理机构,建立完善的安全生产规章制度,实行安全生产责任制 企业应当根据自身特点建立安全生产责任制,落实企业安全生产的负责人、分管负责人、职能部门负责人、及从业人员的责任内容和考核奖惩等事项,逐级、逐层次、逐岗位与从业人员签订安全生产责任书。考核结果作为从业人员职务晋升、收入分配的重要依据。 严格进行机械设备的租赁和采购管理,协调安全管理部门和设备管理部门之间的关系。建立并完善机械设备管理机构,实行统一管理规划,由专人进行管理,进行全面的综合管理。做到安全管理人员与机械设备操作人员协助互相结合管理,明确专管和协管人员的职责与权限,充分发挥各级职能人员的积极性,让机械设备有专人负责保管、检修和操作。同时企业应根据存在的操作岗位,建立各岗位的操作规程,应为操作人员配备符合标准的劳动防护用品。 根据《生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则》,施工企业应该结合各部门的职能分工,成立应急预案编制工作组,明确编制任务,职责分工。应急救援预案需要具有针对性,有较强可操作性,同时应该注重全体人员的参与和培训,使所有与事故有关人员均掌握可能发生安全事故的危险性,应急处置方案和技能。 2.2正确选择设备的型号、合理配置机械设备的数量,改善设备的工作环境 企业应根据自身特点和施工工程项目的具体要求,配置设备时按照国家相关的标准规范规定,以及设备的使用技术标准,依据工程量的大小、工期、施工环境等因素配置机械设备,合理选择机械设备技术规格型号和数量,防止出现大机小用,小马拉大车等不合理使用现象,尽量提高机械设备的使用工作效率。降低由于设备配置不合理和工作环境差所导致的设备磨损,从而延长机械设备的使用寿命,降低企业的生产成本。 2.3加强机械设备的现场的安装和使用维护管理 要使机械设备的基础安装稳固,符合设备的出厂说明书,满足设备的设计要求。其停放场地应保持平整、洁净,没有阻挡,不积水,并应符合各方面的安全要求,为施工时机械运转留出足够的空间,机械设备的作业和运输通道应时时保持通畅,现场材料的布置和摆放也应符合安全卫生和施工总平面布置图的要求,并符合消防的要求,以及在机械设备周边位置及机械出入口设立警示标志。 2.4及时的保养和维修 企业应该及时掌握施工项目的工程实时进度,以及对机械设备的需求,做好机械设备调用过程中的保养和维护工作,协调好机械设备的使用与维修养护,合理调配机械设备。在机械设备使用过程中,设备操作人员要做到了解设备构造,懂设备原理性能,会使用设备,会保养设备,同时会检查会排除故障。必须严格要求机械设备的操作人员,使其按照技术要求,确保做好设备开机前,作业中,停机后的各项检查和保养工作,如果发现问题和隐患能够及时的进行排除,以保证设备始终运转在良好的状态下。这样能够有效地降低设备的维护成本,也能够降低危险事故发生的可能性。 2.5老旧落后的机械设备要及时的进行更新改造、或者淘汰 随着施工企业生产经营时间的逐渐增长,机械设备的运行时间也不断的增加,则设备的使用寿命逐渐缩短。对于已经达到规定使用年限或者技术性能落后,故障率高,安全性能低的机械设备,必须按照有关规定进行改造更新,而对于严重损坏,性能不能够满足生产要求,进行改造又不经济的设备必须报废,不能继续使用,才能有效降低安全事故发生的可能性。 2.6加强特种设备安全管理 特种设备的危险性较大,容易发生事故,发生事故将会造成重大的损失。企业应该重视和加强特种设备的安全管理工作,施工企业在特种设备投入使用前,应当要办理注册登记,并通过安全检验,检测合格取得合格证后才能投入使用,超过使用期限又无法检测合格的设备必须报废。特种设备作业人员应取得国家许可的特种作业人员证书,持证上岗。 2.7重视机械设备操作人员的安全培训和专业技能人才选拔 施工企业应开展对各类机械设备操作人员的安全培训和教育,通过培训教育,有效的提高企业的机械设备的安全管理水平,提高操作人员的安全知识,安全操作技能和遵章守纪的自觉性。培训的主要内容应该包括现场作业技能的培训和人员的安全教育培训。不仅要对机械设备操作人员进行技术培训,也要重点提高机械设备操作人员的自我保护意思和安全操作意识,预防事故发生的能力,和遇到事故时的应急处理能力,避免施工机械设备重大事故的发生。 随着现技进步和机械设备的不断更新,其自动化程度和技术含量都逐渐提高。选拔优秀的设备管理人才可从根本上提高施工企业全体人员的专业技术素质。 3.结束语 总而言之,施工机械设备安全是影响安全生产的重要因素,是现工程施工的基本保证,是保证工程项目顺利实施的关键环节。有效控制施工过程中存在的各种危险因素,防止施工企业机械设备发生事故,做好安全管理,以保证工程顺利进行,是增强企业的优秀竞争力的必要手段,是提高施工效率和经济效益的必要保证。
农业机械在新农村建设中的运用:以农业机械化促进新农村建设 摘要:中央提出的建设社会主义新农村,是新阶段中央指导“三农”工作新理念、新举措的集成和发展。同时它把提高农业机械化水平作为加快发展现代农业、建设社会主义新农村的重要手段。生产发展,是新农村建设的首要任务和物质基础,农业机械化是农村先进生产力的代表,是大幅度提高农业劳动生产率的重要手段,在农业生产和农村经济发展中发挥着不可替代的重要作用,是生产发展的重要物质技术基础。生活宽裕,是新农村建设的主要目的和根本要求,农业机械化是促进农民增收、实现农民富裕的重要推动力量。村容整洁,是新农村建设的环境要求和卫生标准,农业机械的综合运用,大大促进了农村村容村貌的有效改观。 关键词:农业机械化;促进;新农村建设 0 前言 当前“三农”问题成为全党全国工作的重中之重,社会各界普遍关注。中央以“提高农业综合生产能力”、“增加农民收入”和“建设社会主义新农村”等为主题的连续几个“1号文件”来破解困扰我国经济发展、国家富强的“三农”问题,成效显着。社会主义新农村建设是指在社会主义制度下,按照新时代的要求,对农村进行经济、政治、文化和社会等方面的建设,最终实现把农村建设成为经济繁荣、设施完善、环境优美、文明和谐的社会主义新农村的目标。农业机械化是农业机械化,是指运用先进适用的农业机械装备农业,改善农业生产经营条件,不断提高农业的生产技术水平和经济效益、生态效益的过程。改善农民生产生活条件、提高农业劳动生产率的重要措施;是缩小城乡差别、提高农业和农村经济水平的重要条件;是农业现代化的重要标志。近几年,国家提出了大力推进农业机械化,为推进现代农业建设、强化新农村建设提供产业支撑,不断加大农机购置补贴资金、扩大补贴机具种类,可以说,建设新农村,农业机械和农业机械化部门担负着非常重要的责任,农业机械化是建设社会主义新农村的必由之路。 1 生产发展,是新农村建设的首要任务和物质基础 生产发展,是新农村建设的中心环节,是实现其他目标的物质基础。建设社会主义新农村好比修建一幢大厦,经济就是这幢大厦的基础。如果基础不牢固,大厦就无从建起。如果经济不发展,再美好的蓝图也无法变成现实。生产发展主要是指发展农村经济,推进现代农业建设和农业产业化经营,进一步解放和发展农村生产力,提高农业综合生产能力、促进粮食稳定和农民持续增收。农业机械化是加强农业综合生产能力建设的必然选择,同时也是构成农业综合生产能力的重要组成部分。农村生产要发展,就应该减轻劳动强度、提高劳动生产率、不断提高农村生产力水平,加快现代农业建设步伐。近十五年来,农机部门在主要粮食作物全程机械化生产中发挥出了极大的推动作用。以我县为例,由于受地形条件的制约,虽然不是粮食主产县,加之国家“退耕还林”政策的实施,粮食作物面积下降,近年来主要粮食作物种植面积基本稳定小麦在3.5万亩、玉米8.8万亩(其中地膜覆盖7万亩左右)。但基本都在相对比较平整田块较大的地方种植,通过这些年农机购置补贴政策的实施和对农业机械的引进推广,现全县主要农机、农具保有量为:拖拉机668台、三轮农用运输车2076辆、大中型联合收割机32台、旋耕机550台、玉米覆膜播种机43台,基本满足我县粮食作物生产需要。小麦的种植收获都基本上实现了机械化,从机耕、旋播、旋耕播种到机动喷雾农药、再到联合收割机收获,都是农业机械在大显身手。玉米机械化生产也在稳步推进之中,现在耕整地、覆膜播种都有相应的农业机械在发挥作用,玉米机械化中耕除草和机械收获也正在试验推广之中。在特色经济作物生产过程中,我们也积极引导和发展经济作物机械化生产。我县的“大红袍凤椒”是获国家“原产地保护”绿色食品的特色经济作物,去年实施了以“花椒烘干机”为主的推广工作,今年花椒烘干机也被省上列入补贴目录,每台补贴1500元,截止目前共推广274台。今年又大力推广“花椒采收机具”,每台96元的花椒采摘器县财政补贴40元,截止目前共推广220台。这些机具的运用,大大提高了劳动生产率,深受椒农欢迎,为发展现代农业、提高农业综合生产能力做出了重要的贡献。 2 生活宽裕,是新农村建设的主要目的和根本要求 生活宽裕,是新农村建设的目的,也是衡量我们工作的基本尺度。只有农民收入上去了,衣食住行改善了,生活水平提高了,新农村建设才能取得实实在在的成果。随着农村改革的深化和生产力的不断发展,农民收入稳步提高,生活不断改善。但由于历史欠账较多、城乡经济二元化、县域经济实力不强等原因,农民的总体收入水平还不高。这个问题的存在,很大程度上影响了农民生活质量的进一步提高,同时,也制约了经济社会的协调、快速发展。农民生活要富裕,就必须增加农民的现实收入,农业机械化一方面通过应用节本增效技术和抢农时、抗灾害、提高土地产出率、确保农业丰产丰收;另一方面也通过发展农机服务业,吸纳农村劳动力就业,又通过农业机械化促进农村剩余劳动力的转移,实现农民增收。因此,我们必须高度重视这个问题,扎扎实实做好工作,努力使广大农民群众过上生活宽裕的好日子、新生活。农业机械化的发展也为农业和农村经济结构的调整提供了强大的支撑,农业机械的广泛应用,保障了人力无法完成或者无法规模完成的农艺技术的实现成为可能;保障农业的标准化、规模化和产业化经营成为可能;保障农村劳动力非农化、城镇化成为可能。在我县制定的新农村建设规划中的“农业产业发展专题规划”中以“在不断提高粮食综合生产能力的前提下,推进农业产业结构调整,稳定粮食生产,促进优势(特色)农产品扩大产量提高品质、降低成本、推进农业产业化经营”,为我县今后新农村建设、农业发展、农民增收指明了方向。而农业机械化进程的推进有着不可或缺的巨大作用,与广大农民的利益紧密相联。由于相应农业机械的大量运用,使我县的特色农产品和其它经济作物的产、运、销基本实现了机械化、现代化,改变了以往的人力畜力生产、肩挑背扛的运输的原始方式,大大提高了产量和品质,同时也大大加快了农产品的市场流通。 3 村容整洁,是新农村建设的环境要求和卫生标准 村容整洁,是展现农村新貌的窗口,是实现人与环境和谐发展的必然要求。社会主义新农村呈现在人们眼前的,应该是脏乱差状况从根本上得到治理、人居环境明显改善、农民安居乐业的景象。这是新农村建设最直观的体现。农村村容要整洁,就要强化农村人居环境和生态建设,农业机械化在这些方面的巨大作用无可替代,如机械化保护性耕作减少土壤风蚀水蚀、抑制地表扬尘减少沙尘污染,防止水土流失,保护了农村最根本的耕地和水这两种稀缺的自然资源;机械化秸秆综合利用有效地控制焚毁农作物秸秆所造成的环境污染、安全隐患和资源浪费问题。近年来推广的秸秆挤丝揉搓机就在这方面起到很好的作用,为我县的“畜牧强县”战略作出了大的贡献。近年来我县地膜玉米面积逐年扩大,残膜的白色污染问题越来越严重,研制和引进推广残膜回收机械也为我们提供了一个展示自己的舞台,也将为农村村容村貌的改变发挥出巨大作用。还有农业机械在“退耕还林”、“绿色屏障”建设中的作用也十分明显,如机械挖坑、苗木运输、浇灌用水的抽取和运输,都有各种农业机械忙碌的身影。另外,在村庄、各种基础设施的建设中,农业机械也承担着绝大部分建筑材料的运输任务。可以说农业机械的综合运用,大大促进了农村村容村貌的有效改观。 综上所述,农业机械化为新农村建设所必须坚持的“以生产发展为首要任务、以生活宽裕为主要目的、以村容整洁为环境要求”的目标任务提供了强有力的技术基础和产业支撑,成为我县新农村建设加速发展的助推器。因此我们要认清当前有利形势,抢抓机遇,发挥出我们的聪明才智,充分利用好国家在发展农业机械化方面的优惠政策,提升农业机械在农业产业发展和新农村建设中的重要作用,为农业综合生产能力的提高、农民收入的增长和社会主义新农村建设的稳步推进发挥自己应有的作用。 作者简介:罗永锋(1972-),男,陕西省凤县农业机械化中心站工程师。 农业机械在新农村建设中的运用:农业机械化在社会主义新农村建设中的主导地位 摘要:文章从社会主义新农村建设的角度,客观阐述了农业机械化在改善农民生活环境、增加经济收入,建设农村精神、物质文明,改变农村面貌等方面所处的主导地位。 关键词:新农村建设;途径;保障;手段 0 前言 农业机械化是指运用先进适用的农业机械来装备现代农业,改善农业生产经营条件,提高农业的生产技术水平、经济效益和生态效益。社会主义新农村建设把“生产发展”列为第一要素,就是要解放和发展农村生产力,而农村生产力的解放和发展关键在于不断创造和应用先进的生产工具,而农业机械就是最重要的先进的生产工具,是农村生产力发展最有活力的因素。近年来,随着国家对“三农”问题的重视,国家财政加大了对“三农”的投入,农业得到恢复性的增长,我市农业机械化发展也迎来了战略机遇期,得到了长足的发展。机械化生产占据主导地位,成为农业生产的主力军。当前,农业机械在我市农村得到广泛的应用,机械作业面积迅速增长,作业领域深入到农业生产和农村建设的个各方面,农业机械作业效率的不断提高带动了农业劳动生产率的全面提高,从而大大加快了农业生产和农村经济的发展步伐,因此,实现农业机械化是建设社会主义新农村的必由之路。农业机械化不但解放农村劳动力、减轻劳动强度、提高农业工作效率、土地产出率和农业资源利用率,而且为农业综合能力的全面提升,为农村经济发展方式转变起到了重要作用。 1 农业机械化是农民改善生活环境,增加经济收入的重要途径 农业机械化是农民增收的最有效途径之一,大力发展农业机械化可以发挥农业的增产、增效功能,直接创造财富,还可以节约种子、水、化肥人工等生产要素的投入,降低生产成本,实现农业的节本增效。要使农民生活富起来最主要就是增加农民的收入,在当前社会主义新农村建设中,要让农民尽快走上致富之路主要有两条途径:推动农村劳动力向第二、三产业转移,变人口优势为人力资源优势;推进农村产业结构调整,积极发展特色经济和优势产业,加速农业产业化进程。加速农业产业化农业机械化是关键,只有实现了农业机械化才能实现农业现代化,农民才能增产增收。 1.1 转移农村剩余劳动力 我市总体地理特征是八山一水七厘田,耕地面积只有17万亩,由于耕地面积少,要想农民富裕起来,就必须优化产业结构,提高农业劳动生产率,把大量剩余劳动力解放出来,转移到第二、三产业上来,开创第二职业,如劳务输出、开展多种经营等,创造更多的物质财富,增加农民收入,提高农村人民生活水平。农业机械在农业生产和农村经济发展过程中,不仅可以提高来的效率,还能提高作业质量向第二、三产业转移更多劳动力。 1.2 推进农村产业结构调整、加速农业产业化进程 大量农村劳动力转移出去发展第二、三产业以后,在农村务农劳动力大大减少了,农村的种植业、养殖业、加工业、运输业等大量农活就无法靠人力来完成,农民迫切需要农业机械来完成人力无法完成的作业项目,从而推进农村产业结构调整、不断提高粮食综合生产能力、大力发展生态农业、有机农业、设施农业、推进农业产业化进程,实现农业增产、农民增收的目标,让农民真正富裕起来农业机械化是强大的支撑。 2 农业机械化是农村社会主义物质文明和精神文明建设的保障,建设社会主义新农村是实现全面建设小康社会的重要举措 农业机械化是实现现代农业的先决条件,是促进农业生产的基础,促进现代农业文明发展,促进城乡协调发展,促进社会进步。改善劳动环境、减轻劳动强度,使农民从繁重的劳务中解脱出来,实现农业的文明生产;促进农民生活水平的提高,从而提升农村社会主义精神文明建设,营造和谐农村;转移农村富余劳动力,能够提高城镇化进程速度,并能够提高人口综合素质,促进城乡文明交流;促进农机经营者不断学习农业、机械、经营、安全、修理、法律、保险等相关知识,提高了农业劳动者的素质。 3 农业机械化是改善农村面貌的重要手段 农业机械化在农村生态环境建设和自然资源利用中的作用越来越突出。大面积推广使用农业机械,完善农业基础设施建设。如通过机械深耕深松和水利工程建设,改善农业生产条件,减少水土流失;通过实施农作物秸秆机械化还田和化肥深施技术,减少秸秆焚烧和化肥流失对水质、空气的污染,增加土壤有机质;通过节水灌溉等机械化技术,实现水资源的合理利用;通过机械化灌溉和排涝,实现旱涝保收;通过畜粪无害化机械处理,改变畜粪污染,提高有机肥的利用率。在改变农村的不良卫生习惯,促进农村村容村貌改变上发挥着巨大作用。由此可见,农业机械是农业生产的优秀生产力,是农业现代化的重要内容和重要标志发展农业机械化是提高农业好农村经济整体水平的重要条件,是推动农村劳动力转移的有利支撑,是建设现代化农业的迫切需要,也是建设社会主义新农村的重要任务和全面实现建设小康社会的有效途径。因此,我们作为农村农机管理工作者要把农机化发展与新农村建设紧密结合起来,为现代化农业和社会主义新农村建设做出更大的贡献。 作者简介:韩志平(1961-),男,吉林集安人,吉林省集安市台上镇农机站工程师。 农业机械在新农村建设中的运用:农业机械化与社会主义新农村建设 摘 要: 农业现代化是建设社会主义新农村的物质基础。农机化作为农业现代化的重要载体,在促进农业和农村经济发展、推进新农村建设中起着基础性、主导性、决定性的作用。本文着重阐述农业机械化与社会主义新农村建设的必然联系。 关键词: 农机化; 新农村建设; 农业现代化 一、发展农业机械化、农机化是社会主义新农村建设的必然要求 1. 农机化决定农村农业生产发展的程度 新农村建设把生产发展作为先决条件,生产的发展靠什么?靠生产关系与生产力的相互作用。 农业机械是农业生产中最重要的先进生产工具,是农业生产力中最具有活力的要素,是农村、农业先进生产力的代表。建设社会主义新农村,必须搞好农业现代化建设,要求合理配置和综合利用农业资源,不断改善和增强农业生产基础设施和基本条件,这就需要农机化的支持。在大规模农田水利基本建设中,机械化施工可加快工程进度,保证工程质量,降低工程投资,在土壤改良、深耕深松等机械化作业中,可改善农业生产条件,减少水土流失,在农作物秸秆还田、青贮氨化、气化等综合利用措施和化肥深施技术中实现机械化,可减少秸杆焚烧和化肥流失对水质、空气的污染,增加土壤有机质,在旱作农业综合开发,节水灌溉等机械化技术中,可实现水资源的合理利用,充分发挥水资源的效益。 2. 农业机械化是农民生活宽裕的保障 农业机械化的一个重要功能就是替代农业劳动力,节省劳动时间,把农村富余劳动力向非农产业和城镇转移。农业机械在农业和农村经济发展不仅代替人力,直接创造财富,而且它的载体功能、改造功能、开发功能等都能直接使农业增效、农民增收。据专家测算,使用先进的农机化技术对于增加粮食产量的贡献率达到百分之二十以上,特别是在抢农时、抗灾害方面,农业机械化的作用是难以替代的。 3. 农村村容整洁的目标需要农业机械化来提升设施水平 农业机械化在生态环境建设和保护中的作用。如机械化保护性耕作,既减少土壤的风蚀水蚀,又抵制地表扬尘,防止水土流失,使农村最根本的两种自然资源耕地和水得到保护和利用。又如机械化秸秆综合利用,通过机械化将秸秆直接粉碎还田、秸秆青贮等工程技术的应用,不仅使秸秆变废为宝,直接为农民增加了收入,而且从源头上清除了污染源,不仅避免了因秸秆堆放引起火灾现象的发生,而且也避免了因焚烧秸秆造成的资源浪费和环境污染,促进了农村村容村貌的整洁。 二、发展农机化是推进农业结构战略性调整的必然选择 我国农业正处于战略性调整阶段,与此同时,农机服务的系列化、市场化、特色化、社会化程度也明显提高,农业机械化作业领域正由粮食作物向经济作物、由大田农业向设施农业;由种植业向畜牧业、水产业;由产中向产前、产后;由种植、中耕、收割向储藏、保鲜、加工;由设施农业向立体农业、观光农业延伸。机械化作业几乎覆盖了农业的一切领域。面向大农业,发展大农机已成为推进农业和农村经济结构战略性调整的必然选择。一是机械的载体属性,保障人力无法完成或者无法规模完成的农艺技术的实施成为可能。二是机械作业的规范性、规模性,保障农业的标准化、规模化生产和产业化经营成为可能。三是机械化的高效性,保障农村劳动力非农化、城镇化成为可能。 三、发展农机化是实现农业现代化的重要前提 农业能否实现现代化,关键在于农业机械化程度如何,从农业机械化到农业现代化是一个递进的过程,也是一个不可逾越的过程。首先,农业机械化是现代农业的物质技术基础。农业机械装备突破了人力畜力的限制,机械作业实现了人工所不能达到的现代化科学农艺要求,极大地减轻了劳动强度,改善了生产条件,提高了生产力水平,为农业生产的规模化、集约化、专业化、商品化提供了物质基础。其次,农业机械化是农业现代化的重要内容。从一定意义上说,农业现代化是农村工业化的过程,而没有机械化也就谈不上什么工业化。从多数发达国家推进农业机械化的内容和实现农业现代化的形式看,尽管发展模式和途径不同,但农业机械化都是农业现代化的重要组成部分。第三,农业机械化是农业现代化的重要标志。衡量农业现代化水平的主要指标是农业劳动生产率,而农业机械化是提高农业劳动生产率的重要手段,国际上通常把农业机械化水平和效益的高低作为农业现代化水平的主要标志。因此,无论从长远还是当前来讲,加快推进农机化,是率先实现农业现代化,建设社会主义新农村的重要步骤。 四、加快发展农机化的建议 1. 加大扶持力度,完善农业机械化投入格局,为社会主义新农村建设打下坚实基础 按照党的“十七”大和中央的有关文件精神,把全面落实《中华人民共和国农业机械促进法》作为农机化工作的重中之重。结合当地实际,把农业机械化纳入经济和社会发展计划,采取财政支持、税收优惠、金融扶持等措施,加大政策法规对农机化的支持保护力度。积极协调其它农业投入用于农机发展,促进多层次、多渠道农机投入格局的形成。同时,依法建立和完善农机产品质量、作业质量、安全质量、维修质量、农机从业人员职业资格、试验鉴定,更新报废等农机标准体系,为加快农机化营造良好的发展环境。 2. 拓宽服务领域,促进农民增收,为社会主义新农村建设提供强大动力 首先是加强农机服务体系建设,以提高农机装备利用率来促进农民增收。逐步形成以市场为导向,技术服务为手段,融示范、推广、服务为一体的,多元化的新型农机服务机制,使其更好地为农业生产提供产前、产中、产后服务。其次是发挥农机装备优势,以农机挖掘农业潜力来促进农民增收。一是发挥农机作用,转移农村剩余劳动力,加快城乡一体化进程,统筹城乡发展。二是在不断提高粮食综合生产能力的前提下,推进农业产业结构调整,发展特色农业。以先进、适用的农机化来装备各地农产品生产加工的关键环节。在稳步发展粮食机械化的同时,积极拓宽农机化服务领域,有效推动各地发挥比较优势,促进区域经济发展。再次是提高农机性能,以挖掘农机自身潜力来促进农民增收。大力发展高效农机,加快农机服务市场化、社会化进程,推进农机规模化和标准化作业。不断发展节能农机,提高农业机械化生产效益,引导农民购买能耗小、效率高、效益好的农机具,推广多功能高效复式作业机械,加快老的机型更新换代速度。 3. 农机结合农艺,构建和谐社会,为社会主义新农村建设拓展广阔空间 按照党中央提出的发展循环经济、建设节约型社会、推动农业的可持续发展的要求,进一步加强农机与农艺的结合,推动农业文明生产,农村经济发展和社会进步,构建和谐社会、和谐农业,为社会主义新农村的发展拓展广阔空间。加快完善规范化种植技术体系,提高农业机械的适应性,充分发挥农业机械在生态环境建设和保护中的作用。 总之,农机化的持续稳定发展,特别是科技含量高、功能多、能耗低、效益好、适应性强农业机械的大规模应用,必将极大地改善农业劳动生产条件和农村的村容村貌,提高农民的生活水平。促进农业劳动力大规模向第二、三产业的转移能力和加快城乡一体化建设的进程。推进农业产业化、规模化、集约化经营,推动自然农业、有机农业、生态农业、观光农业、设施农业的稳步发展,为构建和谐社会,建设社会主义新农村作出积极的贡献。 农业机械在新农村建设中的运用:发展农业机械化 推进社会主义新农村建设 摘要:本文结合我国社会主义新农村建设的内涵与我国现阶段农业机械化的发展现状,分析了农业机械化在社会主义新农村建设中的基础性作用,并提出发展农业机械化推进我国社会主义新农村建设的六项措施。 关键词:新农村建设;农业机械化;农业现代化 党的十六届五中全会提出了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的社会主义新农村建设的目标。这一目标是涉及经济建设、政治建设、文明建设、社会建设四位一体的综合概念。“生产发展”、“生活宽裕”是物质层面的,属于物质文明建设的范畴,前者是建设新农村必要的物质条件和基础,后者是建设新农村的成果在物质方面的体现;“乡村文明”、“村容整洁”是精神层面的,属于精神文明建设的范畴,前者是建设新农村的思想基础和灵魂,后者是新农村的环境氛围和具体体现;“管理民主”是政治层面的,属于政治文明建设的范畴,这是建设社会主义新农村的体制保障和政治保证。社会主义新农村的目标是从物质文明、精神文明、政治文明建设的角度对社会主义新农村建设的高度概括,充分体现了新形势下农村经济、政治、文化和社会发展的要求,是党中央统筹城乡发展的重大战略决策,是我国现代化进程中的重大历史任务。 一、新农村建设与发展农业机械化 社会主义新农村建设的首要任务是要用现代物质技术条件装备农业,实现生产发展,因此,发展农业机械化是建设社会主义新农村、发展现代农业的必然选择。农业机械化是农业生物高新技术研究成果得以有效实施和推广的关键载体,有利于提高粮食综合生产能力,保障国家粮食安全;有利于促进农业产业结构调整,加快农业劳动力转移;有利于发展农村经济,增加农民收入,从而缩小城乡差距,提高农业和农村整体水平;有利于节约资源,改善生态环境。20世纪末,美国工程技术界把“农业机械化”评为20世纪末对人类社会进步起巨大推动作用的20项工程技术之一,列第七位,这说明了农业机械化对农业发展的重大贡献。因此,发展农业机械化对推进社会主义新农村建设有重大的现实意义。 第一,农业机械化在发展农业生产、改善农民生活水平方面作用显著。生产发展是新农村建设首要条件,而生产力是生产发展过程中最重要、最活跃的因素,在社会生产发展中起着决定性的作用。农业机械化是先进的社会生产力,在建设社会主义新农村建设中,具有重要的战略意义。现代农业的增长主要表现为农业生产率的不断提高,而农业生产率的不断提高主要来自于现代新生产要素投入的增加。作为农业生产率表现形式之一的农业劳动生产率的增长,主要依靠农业机械化,而农业生产率的另一个重要因素是土地生产率的提高,除了来自化学工程和生物技术外,还有来自农业机械化技术体系的有力支持,因为从农业生产基本条件的改善到农业生产过程现代化水平的提高、从农业的投入到产出、从农业生产方式的转变到农业增长方式的转变都与农业机械技术体系有直接或间接的关系。 目前,我国农业机械化对农业生产发展的贡献率为36.9%,仅相当于法国20世纪50年代和韩国70年代末80年代初的水平,农业机械化水平处于初级阶段的后期。西方发达国家的经验表明,没有农业机械化,就没有农业现代化。因此,在社会主义新农村建设进程中,农业机械化将继续对生产发展起到强有力的推动作用。 第二,农业机械化在改善村容村貌方面有积极的促进作用。现代化的农业装备作为先进的劳动工具,推动了社会生产力的快速发展,它更是建设新农村的重要手段,是实现生活宽裕的根本物资基础,也是实现村容整洁的重要条件。因此,没有农业的机械化,就不可能有真正意义上的新农村建设。建设社会主义新农村,必须搞好农业机械化建设,要求合理地配置和综合利用农业资源,不断改善和增强农业生产基础设施和基本条件,这就需要农业机械化的支持。农业机械化在生态环境建设和保护中的作用显著:机械化保护性耕作减少土壤风蚀水蚀,抑制地表扬尘,防止水土流失,使农村最根本和稀缺的两种自然资源――耕地和水――得到保护和利用;农机化秸秆综合利用有效控制焚烧农作物秸秆所造成的环境污染、安全隐患和资源浪费问题;农机化作业取代了蓄力作业,改善农村卫生环境。因此,农业机械化促进了“村容整洁”。 第三,农业机械化提升乡村文明,提高了农民政治思想文化素质。农业机械化能够促进农业全面发展,促进城乡协调发展,促进社会进步。农业机械改善了劳动条件,减轻了劳动强度,极大地提高了劳动生产率,高效率替代人力完成农业生产;农业机械化促进农民生产生活水平提高,进而促进农村精神文明建设,这是营造和谐农村的重要前提;农业机械化转移农村剩余劳动力,加快城镇化进程,促进城乡互动,这有利于提高人口素质,沟通城乡文明;农业机械化发展促进了农业劳动者文化素质的提高,实现农业机械化的过程,要求农民必须掌握一定的科技文化素质和修养,使其成为有文化、懂技术的农民。只有不断推进农业机械化,才能将农民从繁重的体力劳动中解放出来,使其有更多的时间和精力从事科学和文化学习,使农村的精神文化生活更加丰富多彩。 二、加快发展农业机械化的措施 第一,加大政府对农业机械化发展的政策扶持。对农机专业服务企业、农机合作经济组织和农技专业大户的扶持,包括税收的减免、贷款的优惠、专项设备购买的补贴等;对大型农业机械购置及农业作业用油的优惠政策,把农机具和油料价格控制在合理范围内;对农机重点工程项目和机械化示范区建设给予更有力的财政支持,要通过以点带面、逐步扩散及全面推广的方式,大力发展农机产业化,加快农业现代化的发展步伐。 第二,加强农机科技创新机制。科技进步和技术创新是提高农业机械化水平的决定性因素,政府应该加大对农业机械化科技研究机构和院校的支持力度。通过加大政策扶持,加快技术创新,开发一批适合目前农村急需的中小型农业机械,扶持一批创新能力强、发展潜力大的农机制造企业,为提高农业物资装备水平提供坚强的技术支撑;尽快地建立农业机械科技专项基金,组织实施重大新型农业机械产品和配套农机具的开发和生产;重点解决农业机械新技术、新机具科研开发总体滞后,不能满足结构调整需求等问题。通过政策扶持、科研开发和示范推广,逐步建立以企业为主体,科研部门、推广部门参与一体的农业机械化科技创新体系。 第三,完善社会化服务体系。充分发挥市场在资源配置中的基础性作用,探索新形势下农机社会化服务的有效实现形式,积极引导发展农机协会、农机合作社、农机中介组织等新型农机服务组织;拓宽农机化的服务面、延伸农机化的服务链条,为农机化开辟新领域,为农民开辟新的财源。积极推进农机维修网点的建设,搞好统筹规划,不断探索创建新的农机维修服务模式。 第四,提高农业机械化信息化体系水平。任何体系的正常运转都离不开支持他的软件和硬件设施。所谓软件,是指人力资源。农机信息化建设,人才是关键,所以要强化人力资源开发,以满足农机信息化建设的需求,为农机化和农业现代化的发展提供高质量、高标准的信息。所谓硬件,就是农机信息网络体系。应用现代网络通信技术可以及时、有效的汇集、处理、分析农机相关的信息。所以,政府加大投入力度,形成多元化投资机制。信息化是一项综合的社会公益事业,而农机又是个弱质的行业,因此,在加大政府投资力度的同时,需要各个相关部门的支持和合作,以加快农机信息化建设的步伐。 第五,宣传贯彻《中华人民共和国农业机械化促进法》,进一步完善法制化管理机制。2004年11月1日,《农业机械化促进法》开始实施,结束了我国长期以来农机化发展缺乏有效法律保障的历史。农机管理部门要运用一切宣传手段和相关执法部门密切合作,大力宣传农机法律、法规,使农机化发展纳入法制化管理轨道。 第六,进一步扩大对外交流与合作。加强政府间的农业机械化交流和合作,借鉴国外经验,逐步建立完善的农业机械化技术体系。进一步拓宽对外交流渠道,借鉴和跟踪国外先进农机技术和管理经验,引进先进的农机化技术和机具,进行试验推广,加快我国农机化发展。同时,积极地构建国内农机企业和国外先进农机企业合作的平台,加快农业机械产品的提升。 作者单位:沈阳农业大学经贸学院 农业机械在新农村建设中的运用:新农村建设中应该加强农业机械化的发展 摘要:农业机械化是农业现代化的重要标志。当前,在我国加速发展农业现代化的新时期又好又快地发展农业机械化有着重要的现实意义。在我国新农村建设中,加快农业机械化发展尤为迫切和重要,本文探讨了加快发展农业机械化的一些对策。 关键词: 新农村建设 农业机械化 发展对策 随着中央对“三农”问题的日益重视,农机化发展既面临着重大挑战,也迎来了一个加快发展步伐的战略机遇。无论是农业的发展、农村的进步还是农民的致富,都离不开农机化的强力支撑。社会主义新农村建设是一个广阔天地,农机化可以大有作为。 一、我国农业机械化取得的成就 我国20世纪70年代,机械化水平低,土地粗放型经营,广种薄收,作物产量一直徘徊在低水平;80年代农业逐步向机械化转变,机械播种、耕地、脱粒、运输,逐步开始实现机械化;90年代农村运输、农田灌溉以及小麦、玉米、马铃薯、向日葵等作物实现了机械化播种、收获、脱粒,农作物生产综合机械化程度达到了50%以上。21世纪我国农业机械化水平显著提高。据统计,截止到2008年年底,我国机械化耕地、播种和收获总面积达到29.6亿亩,作业水平分别为61.8%、35.3%和32%,全国耕种收综合机械化水平达到38%,农业综合生产能力明显增强。在小麦、水稻和玉米三大粮食作物中,小麦机播和机收水平均超过80%,基本实现了生产全程机械化,水稻机械化栽植和收获水平分别为10%和40%,玉米机播和机收水平分别达到58%和5%。我国农业机械化总体上已经迈入了中级阶段,各省农机化的发展向着大规模、广领域、快速度、高水平方向发展,具备了向又好又快发展的条件。 二、发展农业机械化的措施 1、加强农机化管理,推进基层农机化发展步伐 在市场经济条件下,农民在种植业、加工运输业等方面都有了自主权,同时科学种田和合理使用机械的水平也在不断提高,农业机械化的科技含量也在继续提升,达标和不达标的农业机械充斥着市场。这就给我们农机工作者提出了新的要求,如何发挥我们的聪明才智,更好的加强农机户和广大农机使用者的管理和服务,使他们能够在较短的时间内,接受和掌握新技术,做到去粗取精、去伪存真、由表及里,以适应农机生产的需要。乡镇农机站在依法治机、维护广大农机使用者的合法权益、组织农机化生产、扩大农机生产规模、推进农业机械化进程等方面做出了不懈努力,加快了农机化发展的步伐。 一是组织农机化作业,提高了农业机械的使用效率。在生产实践中,农机站加强农机化管理,组织农机队开展新的生产管理模式,解放大批农业劳动力,发展二、三产业,提高农机化水平,发展了农村经济。 二是强化依法管理,提高农机化安全水平。农机人员在走村串户的同时,应充分利用板报、广播、手册、传单和讲解,广泛开展农机法制化宣传活动。在指导农业生产过程中,严格监督农机作业质量,规范农机操作规程,维护农机经营者和使用者利益,促进了农机化管理水平的提高。 三是在技术上进行指导。在生产季节,农机站的技术管理人员深入田间地头,机车组向农民宣传农机知识,帮助农民检修机具,直到正确使用机具,有效地提高了农民对新机具新技术的操作技能,增加了农业生产的科技含量。 2、完善农业机械化服务体系 农业机械具有一次性投资大、季节性强、技术水平要求高等特点。因此,要建立并完善社会化农业机械服务体系,对农业机械化作业、供应、推广、维修、培训和工程开发等实行全方位服务,才能更有力地推动农业产业化发展。随着农业产业化的发展,对农业机械社会化服务体系提出了更高的要求。 首先,需要完善农业机械服务组织,强化乡镇农机站的综合服务功能,对乡村农机服务组织按集体企业规范提高,建立健全集体经营核算制度,提高其规模经济效益。 其次,围绕农业产业化不断提高和拓宽农业机械社会化服务领域和水平,从农户最急需的农机服务项目入手,由农业生产环节的单项逐步扩展到农业的产前、产中、产后的全方位综合服务。 3、强化农机技术培训,建设农机化专业人才队伍 当前,中国农机化水平已进入了初级阶段后期,准备迈向中级阶段的关键时期。随着国民经济实力的不断增强,传统农业将逐步向现代农业转变,农村富余劳动力转移步伐将进一步加快,农民摆脱繁重体力劳动的愿望将进一步增强,势必会对农机化形成强大的市场需求,因此中国的农机化定会得到快速发展。以强化技术培训,提高人员素质为抓手,切实抓好农机行政执法队伍建设、农机科技人员及专家队伍建设、农机经营管理队伍建设、农机技工队伍建设。积极推进专业人才培养,深入开展多种形式的技术培训和科普宣传,抓好农机从为人员的职业技能鉴定工作,促进全市农机化服务队伍素质整体提升。 4、强化农机安全使用监督管理 建立健全农机作业质量、维修质量标准体系,规范农机作业、维修服务,提高农机应用和保障水平。组织开展在用农机质量调查,强化对财政补贴农机的质量监督和跟踪调查。加强农机试验鉴定和质量认证工作。加强农机市场监管,完善农机质量投诉网络,严厉打击制售假冒伪劣农机产品等坑农害农行为,营造竞争有序、充满活力的市场环境,切实维护农民利益。建立农机报废更新制度,抓紧研究以旧换新办法,加快淘汰老旧及高耗能农机,促进安全、节能、环保型农机的推广应用。建立健全农机安全使用法规和制度,开展农机使用安全教育,加强基层农机安全监理队伍建设,提高装备水平和监管能力,预防和减少农机事故发生。 三、结束语 农业机械化是一个动态的过程,其主要的内容是指运用先进适用的农业机械装备农业,改善农业生产经营条件,不断提高农业的生产技术水平和经济效益、生态效益的过程。加快农业机械化的发展,对促进我国农业特别是现代农业发展具有重要的作用,可以有效地提高农业的生产效益,提高农产品的品质,提高农产品的市场竞争能力,提高劳动生产率,增加农民收入。
煤矿综掘机械设备维修探讨:煤矿综掘机械设备维修研究 0前言 目前,随着社会科学技术的发展,高效、自动的煤矿综掘机械设备在煤矿生产系统中广泛应用,煤矿综掘机械设备维修中的故障问题,逐渐成为煤矿企业高效生产的一种制约因素。如何进行煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断分析,使之不会影响煤矿企业的正常生产非常重要。为了进一步提高煤矿企业的生产效率,结合煤矿企业的实际生产工作状况,在应用煤矿综掘机械设备的时候,重视煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的研究,有利于促进煤矿企业生产工作高效、稳定的进行下去,为社会经济的发展作出积极的贡献。 1煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的内涵 在煤矿企业的实际生产工作中,煤矿综掘机械设备维修的方式,主要分为预防性维修、事后维修、预知性维修等方式。通常情况下,故障诊断技术的适用煤矿综掘机械设备的各类维修方式。煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术在应用的过程中,主要是通过传感技术、通信技术及信息处理技术来实现对设备运行状态的监控。其次,在煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术应用的过程中,还会涉及到构建数据模型技术、信息收集技术、信息处理技术及整理分析分析等综合运行,才能在最短的时间内解决煤矿综掘机械设备故障问题,保障煤矿综掘机械设备正常的运行。 2煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术分析 2.1振动诊断技术 在煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的应用中,诊断技术的是其中必不可少的一部分组成内容。在对煤矿综掘机械设备进行故障检测及维修的环节,经常需要用应用振动诊断技术,利用振动信号中含有的丰富的故障信息,综合振动曲线的频谱进行分析,进而得到直观的分析数据,帮助维修人员确定煤矿综掘机械设备是否存在故障或者发生故障的类型。其次,在采集和分析振动信息和声信号的时候,要注意在诊断过程中排除其他影响因素,尽量确保煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术结果的可靠性和准确性。 2.2无损检测技术 在进行煤矿综掘机械设备故障维修的过程中,无损技术始终发挥了重要的影响。无损检测技术主要是指在不破坏零件表面的基础上,采用一种渗透的检测方式对零件表面、零件内部轻微损伤进行检测,以确保设备运行是否存在故障。无损检测技术应用的方式,通常分为渗透检测、涡流检测、超声检测、声发射检测、光全息检测等方式。通过这些检测方式,进行煤矿综掘机械设备故障的检测,可以在有效的时间内完成煤矿综掘机械设备维修的任务,促进煤矿综掘机械设备生产效率不断提高。 3煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的发展趋势 为了更好将煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术,应用到煤矿生产的具体环节中,结合煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的应用状况,分析煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术发展的趋势,在一定程度上可以有效的促进煤矿综掘机械设备维修工作顺利的开展下去。在现有科学技术发展的前提下,煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的发展趋势,主要表现在故障诊断技术的有效融合、多元传感器信息的融合及虚拟仪器技术的应用与发展等方面。因此,在实际工作中,深入分析煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术的发展趋势,也有利于煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术应用水平的提高。 4结语 综上所述,随着煤矿生产技术的不断发展,煤矿生产已经逐渐实现了自动化、智能化的发展。但是煤矿生产的稳定性,离不开煤矿机械设备的高效、正常运行,其中煤矿综掘机械设备的运行状态尤其重要。煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断问题,成为煤矿综掘机械设备运行的影响因素之一。因此,在实际工作中,结合煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断问题,在现有科学技术的基础上,深入研究煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术成为非常重要的工作问题。 作者:闫丽丽 单位:河南省义马市煤炭高级技工学校 煤矿综掘机械设备维修探讨:煤矿综掘机械设备维修及保养研究 [摘 要]综掘机械设备是煤矿企业生产运营的重要机械设备,在长时间使用中,容易出现各种故障,严重影响综掘机械设备的使用性能和稳定性,因此必须做好煤矿综掘机械设备的维修保养,使综掘机械设备处于良好的运行状态,保障煤矿生产安全,减少煤矿事故发生率和经济损失。本文通过分析当前煤矿综掘机械设备维修和保养存在的问题,阐述了煤矿综掘机械设备维修和保养策略,以供参考。 [关键词]煤矿;综掘机械设备;维修;保养 煤炭是我国重要的矿产资源,其埋藏深度比较深,在煤矿开采过程中需要使用综掘机械设备,而综掘机械设备的运行状态和使用性能直接关系着煤矿生产运营效益和安全高效生产。由于煤矿工作环境比较恶劣,综掘机械设备的运行易受到多种因素的影响,应结合当前煤矿综掘机械设备维修养护存在的问题,采取有效的维修保养手段,提高综掘机械设备运行的安全性和稳定性。 一、当前煤矿综掘机械设备维修和保养存在的问题 1、维修养护方法不合理 煤矿综掘机械设备的维修多是事后维修,在综掘机械设备出现故障之前没有科学的预防性计划,当综掘机械设备出现运行故障后才进行维修,工作人员需要分析综掘机械设备故障原因,准备维修工具,再采取有效方法进行维修,整个维修过程耗费较长时间,增加了综掘机械设备维修费用。 2、 维修人员综合素质偏低 煤矿综掘机械设备的维修养护多是企业安排专门维修人员进行自行维修,由于维修人员的实践经验和技术水平存在较大差异,使得综掘机械设备维修质量受到很大影响,并且在对综掘机械设备进行维修时,维修人员主要通过观察、听、看等方式以及自身经验进行维修,经常出现不检、错检、漏检等问题[1],无法保障综掘机械设备维修质量。 二、煤矿综掘机械设备维修和保养策略 1、预防性检修 预防性检修是通过全面监控煤矿综掘机械设备的使用频率和运行周期,准确计量机械设备的相关数据[2],一旦发生异常情况,及时进行解决。对于综掘机械设备进行预防性检修,煤矿企业应设立专门的机械设备检修部门,针对综掘机械设备的运行特点和使用情况,制定多种维修养护计划,确保综掘机械设备处于良好的运行状态,避免在煤矿生产运营过程中突然发生运行故障造成机械设备停机,影响煤矿的安全、连续开采,保障煤矿企业的安全生产,提高经济效益。预防性检修,在日常工作中应注意状态维修和定期维修,可有效降低综掘机械设备的故障发生率,确保综掘机械设备始终处于安全、稳定运行状态。 2、 事后维修 煤矿综掘机械设备的事后维修必须采用先进的维修技术和手段,针对综掘机械设备的故障情况,仔细分析故障原因,找出故障源,争取在最短时间内恢复综掘机械设备的正常运行,避免影响煤矿企业的正常生产开采。事后维修对于维修人员的专业素质要求较高,因此煤矿企业应加强对维修人员的专业技能培训,鼓励维修人员学习先进的维修方法和技术,不断提高自身的维修技能。 3、 改善维修 改善维修是指结合煤矿综掘机械设备的运行状态,采用先进的维修方法和技术,不断改善综掘机械设备的一些小问题和缺陷[3],逐渐提高综掘机械设备的可靠性和先进性,延长综掘机械设备的使用寿命。随着煤矿行业的快速发展,传统的维修方法已经无法满足煤矿生产需求和综掘机械设备应用要求,应积极推广综掘机械设备的改善维修方法,不断提升煤矿生产效益。 4、 采用先进的故障检测方法 (1) 噪声和振动检测 当煤矿综掘机械设备发生故障时,采用噪声和振动检测方法,以综掘机械设备运行过程中产生的噪声和振动为特点,分析机械设备的故障情况,及时找出故障源,采取有效的维修措施,提高综掘机械设备运行稳定性。 (2) 无损检测 无损检测是检测煤矿综掘机械设备故障的一种重要方法,其在保持综掘机械设备不损坏的情况下,检测机械设备内部故障。无损检测常见的有超声波检测法、渗透检测法等[4],通过射线、微波等检测综掘机械设备内部零部件是否出现故障。对综掘机械设备使用无损检测技术,应仔细分析煤矿综掘机械设备的材质,采用合适的检测方法,并且还可采用湿度检测、电气检测等检测方法。近年来,集成电路技术、微电子技术快速发展,远程协作检测技术和小波分析检测技术在煤矿综掘机械设备故障检测方面表现出重要优势,并且有助于延长综掘机械设备的使用寿命。 (3)运行检测 煤矿综掘机械设备故障主要分为软故障和硬故障,硬故障是指综掘机械设备固定参数发生变化或者不正常而导致的设备故障;软故障是指综掘机械设备的运行参数比较复杂,包含多种变量,故障检测要求较高。综掘机械设备的安全、稳定运行是煤矿顺利开采的重要保障,为了提高综掘机械设备的检测诊断水平,科技人员为综掘机械设备故障诊断开发了检测系统,如ASCC控制监测系统,可实时监测综掘机械设备的运行状态,一旦发现问题,及时发出报警信号,可快速处理综掘机械设备的超速、制动失灵等故障,有效提高综掘机械设备运行的安全性。 (4) 油液磨屑检测技术 油液磨屑检测技术是指提取综掘机械设备润滑和液压系统的油液,通过铁谱分析、光谱分析等技术,根据油液微粒和磨屑的变化,诊断综掘机械设备故障,有针对性地采取故障维修保养措施。 5、 做好机械设备养护 煤矿综掘机械设备维修结束后,应做好养护工作,对容易出现摩擦的零部件添加润滑油,合理调节安全保护设备的配合间隙,及时记录综掘机械设备的运行状态,注意检查电气设备和线路的绝缘性。同时,煤矿企业应设立专门的机械设备维修保养部门,配置完善的维修保养工具,提高维修保养人员的责任意识,高度重视综掘机械设备的维修保养,并且强化工作人员的安全防范意识,规范自己的操作和使用,避免综掘机械设备受到人为的损坏,使操作人员和维修保养人员共同协作,做好日常的养护和检查,一旦发现问题及时进行处理,对综掘机械设备停机率和完好率进行考核,落实综掘机械设备维修和养护责任制,提高综掘机械设备的使用性能。另外,煤矿企业应结合综掘机械设备的实际运行情况,制定科学合理的维修保养计划,使综掘机械设备的维修保养制度化、规范化,定期对综掘机械设备进行检查维修,使机械设备处于良好的运行状态。 结束语 近年来,我国经济快速发展,各个领域对于煤矿资源的需求量大幅上涨,综掘机械设备在煤矿开采生产中发挥着不可替代的重要作用,为了提高综掘机械设备运行的安全性和稳定性,应加强综掘机械设备维修保养,采取有效的故障检测和维修方法,提高综掘机械设备的稳定性和使用性能,延长使用寿命,推动我国煤矿企业的可持续发展。 煤矿综掘机械设备维修探讨:有关故障诊断技术于煤矿综掘机械设备维修的应用研究 【摘 要】煤矿综掘机械设备是煤矿生产的重要组成部分,将会对煤矿生产质量和效率产生直接影响,所以,做好煤矿综掘机械设备的维修工作便显得尤为重要了。本文围绕故障诊断技术于煤矿综掘机械设备维修中的应用进行相关研究,首先阐述了做好煤矿综掘机械设备维修工作的意义,其次介绍了几种常用的故障诊断技术(矿井提升机检测技术、振动与噪声检测技术、无损检测技术、油液磨屑分析检测技术),最后讨论了煤矿综掘机械设备诊断专家系统的构建与应用。 【关键词】故障诊断技术 煤矿综掘机械设备 维修 应用 1做好煤矿综掘机械设备维修工作的意义 随着社会经济水平的不断提高,人们对煤炭的需求量也是与日俱增,然而煤炭大部分深埋地下,其开采工作往往需要借助各种煤矿机械设备,由此可见,煤矿机械设备是保障煤炭开采工作顺利进行和安全进行的重要条件[1]。现如今,我国煤矿开采工作已经由传统的人工方式渐渐过渡到更为先进的机械化方式,然而在实际开采工作中,煤矿机械全天运转情况相当常见,普遍处于超负荷状态,这将会给煤矿机械的工作性能带来一定的影响,甚至埋下安全隐患,因此,重视和做好煤矿挖掘机械设备维修工作便显得尤为重要了。 2常用的故障诊断技术 随着科技水平的不断提高,我国煤矿行业普遍迈入了机电一体化行列,煤矿综掘机械设备在煤矿生产中得以广泛应用。该类机械设备的广泛应用给相应的故障诊断技术提出了更高的要求。目前,我国煤矿综掘机械设备的故障诊断技术主要有矿井提升机检测技术、振动与噪声检测技术、无损检测技术、油液磨屑分析检测技术等[2]。下面一一进行详细介绍。 2.1矿井提升机检测技术 矿井提升机故障主要有两种,一种是硬故障,另一种是软故障。硬故障指的是由固定参数异常而导致的故障,一般借助相应保护装置即可解决;软故障检测工作需要借助专业的分析软件,然而受成因多样的影响,其诊断准确率有待提高。由软故障可对硬故障进行相应的预测,所以,重视设备的软故障诊断工作具有相当积极的意义。在煤矿开采中,提升机属于不可或缺的组成部分,所以,应尽可能地保障提升机的运行安全系数,这也是相关科研人员主要攻关的部分,为该设备的故障诊断设计了一系列设备装置,如ASCC控制系统装置便是其中的代表[3],该装置能够对提升机的各项运行参数展开全天候的实时监控,同时提供预警服务,另外,当提升机出现制动失灵等故障时可快速对其保护,效果较为理想。 2.2振动与噪声检测技术 所谓振动与噪声检测技术指的是,将检测设备安装在煤矿综掘机械设备的适当位置,对其工作状态下的振动以及噪声信息加以收集和分析,从而实现对设备工作状态的有效评价以及相关故障的及时有效预警。振动与噪声检测技术原理简单且比较实用,因而在煤矿行业中得以广泛应用。 2.3无损检测技术 无损检测技术凭借自身的诸多优势在多个行业获得了良好应用,其突出优势在于能够在不破坏煤矿综掘机械设备的条件下对其内部故障进行诊断和分析。对设备的表面故障进行诊断时,一般采用渗透检测法或超声波检测法;对设备的内在故障进行诊断时,一般采用微波检测法或射线检测法。在运用无损检测技术之前,首先要做的工作是明确选择哪一种无损检测技术,所以,应对煤矿综掘机械设备的制作材料进行仔细分析和准确确定。除此之外,其他比较常见和常用的无损检测技术还包括电气检测技术以及湿度检测技术等。随着微电子技术和大(超)规模集成电路技术的不断发展,小波分析诊断技术和计算机远程协作诊断技术凭借自身优异性能在煤矿综掘机械设备诊断领域得以广泛应用[4],在很大程度上保障了该类设备的工作性能和延长了该类设备的使用寿命。 2.4油液磨屑分析检测技术 油液磨屑分析检测技术的原理是,从煤矿综掘机械设备的液压系统或润滑系统中抽取一定量的油液,借助以光谱分析为代表的油液分析技术对油液中含有的微粒变化进行精准确定,进而找出故障,最终实现对整台设备的健康状态的科学判断和确定。 3煤矿综掘机械设备诊断专家系统的构建 专家系统是一种以知识为基础的且具有一定智能化特点的故障诊断技术的应用系统,凭借知识以及推理过程,对那些高难度问题进行快速且准确的求解[5]。 煤矿综掘机械设备诊断专家系统指的是,借助不同类型的诊断知识对监测装置收集到的一系列信息予以分析和处理,从而实现对设备当前工作状态进行科学判断和严谨推理的软件系统。当设备出现不正常状况时,诊断专家系统便会根据相关信息进行推理和判断,从而确定故障原因,并确定故障的具体位置,最终提供诊断过程的关键解释以及故障解决措施,在设备故障萌芽阶段进行主动地预防式维修。诊断专家系统的应用能够为设备的安全运行、稳定运行、长周期运行、全性能运行以及优质运行提供坚实的技术以及管理保障。某煤业公司综掘机械设备诊断专家系统以设备工作状态以及计算机网络构成为基础依据,同时将数据库技术以及.NET技术用作设计开发手段,采用常规的C/S架构模式[6],能够实现对所有在役机械设备的有效覆盖,主要由设备综合管理模块、故障诊断模块、维修助手模块以及预警提醒模块等组成。 3.1设备综合管理模块 设备故障诊断工作需要足够的关于设备状态的准确数据,换而言之,需要获得充足的数据以供分析和决策,这就是所谓的设备数据综合管理。这一模块系统管理和存储机械设备的如下信息:(1)设备资产清单;(2)设备台账图纸;(3)设备设计数据;(4)设备安装状况及系统图;(5)维修历史数据;(6)设备变更与维修记录;(7)设备状态监测与诊断数据;(8)事故及异常记录;(9)测点设置;(10)设备可靠性状态统计分析等。 3.2故障诊断模块 故障诊断模块的功能主要包括两大方面:(1)专家库维护。维护专家库内收集的各种知识以及经验,即有效维护选定设备所对应的征兆库、故障库以及二者之间所对应的逻辑关联;(2)诊断推理。对选定设备展开相应的故障诊断,推理方式主要包括三种,一是正向推理,二是反向推理,三是正反向混合推理,最终立足于推理结果提供针对性的维修措施。 3.3维修助手模块 维修助手模块中以分门别类的方式科学存放了设备信息、维修信息、专家信息以及应急预案在内的所有信息和数据,肩负着规范统一管理设备全部信息的重任。在有需要的情况下,可以通过该模块及时且准确地找到相关资料,主要包括:(1)设备说明书;(2)设备性能参数;(3)设备图片;(4)设备图纸;(5)设备视频;(6)维修作业标准;(7)维修技术标准;(8)维修方法;(9)专家资料;(10)应急预案的能够。维修助手模块为煤矿综掘机械设备的安装工作、维护工作、调试工作以及检修工作等提供了有效的技术支持以及操作帮助。 3.4预警提醒模块 预警提醒模块的功能主要包括两大方面:(1)故障预警。结合在线监测设备提供的一系列性能数据对选定设备发生的故障予以及时且准确的预警,以便提前采取针对性的应对措施;(2)维修提醒。结合选定设备所对应的维修周期,提醒相关人员在规定的时间内对设备进行相应的维护或维修。对单一设备进行维修时,应在参考其运行方式以及维修方式的基础上,合理运用技术经济分析方法,对维修费用等进行综合评估,形成和提供最合理的维修决策报告[7]。 4煤矿综掘机械设备诊断专家系统的应用与分析 煤矿综掘机械设备诊断专家系统在该煤业公司得以实践应用,能够对所有设备资源以及技术资源予以统一集成管理,进一步完善了既有的综掘机械设备管理体系,在很大程度上精简了综掘机械设备的管理以及维护过程,并实现了对故障的智能化诊断,如此一来,大幅提高了综掘机械设备管理质量,使得企业安全生产管理工作迈入了一个新的台阶,为企业创造了更高的经济效益和社会效益。 然而,智能诊断专家系统在取得不错应用成绩的同时,也表现出了一定的局限性,主要包括以下几个方面:(1)故障诊断的准确度在很大程度上依赖知识库中的专家知识丰富程度以及专家知识水平高低[8];(2)知识库的建立工作存在一定的困难,部分经验很难甚至无法采用形式化的方式进行描述;(3)当系统规模扩展到一定阶段之后,将会面临以“组合爆炸”为代表的一系列问题;(4)推理效率不高,自学功能以及自适应功能还有待加强。 5结语 对于煤矿企业而言,煤矿综掘机械设备属于不可或缺的组成部分,发挥着十分重要的作用,所以,煤矿企业应关注该类设备的正常运行和安全运行,换而言之,应积极采用先进的故障诊断技术以实现对该类设备的及时有效维修。只有如此,才能发挥该类机械设备的最大效能,为企业创造更大的经济效益和社会效益。
随着生产力水平的提高及科学技术的不断进步,开采行业已逐步运用先进的技术设备,以提高开采效率,这是电气自动化应用于开采行业的外在条件;随着人们生产力水平和生活水平的提高,日常生活中人们的需求量不断加大,开采企业不得不引进先进技术设备以满足人们的日常需求,这是电气自动化应用于行业的内在条件。电气自动化技术的应用可以提高生产效率、降低生产成本、减少对环境的污染以及增加安全性等,这可能是其在行业得到广泛应用的原因。 1电气自动化技术的定义及其发展 1.1电气自动化技术的定义 在信息时代,电气自动化技术是电气信息领域的一个分支,虽产生时间较短,但其发展迅速,现已渗透到人们的生产生活及日常工作中,并在高新技术领域拥有占据重要地位。在工业控制领域电气自动化技术主要表现在:运用理论、表仪器、计算机技术以及有关信息技术,对生产进行控制、检测、改善、决策、调度和管理,其目的是为了提高产量及效率、降低生产成本。确保工作人员安全的一项综合技术。电气自动化技术是由自动化软件、自动化硬件和自动化系统三部分组成。 1.2电气自动化技术的发展 因为电气自动化技术的广泛运用在很大程度上提高了生产效率,因此在生产应用中的电气自动化也得到了发展并不断完善,电气自动化技术的可操作性以及精密程度得到很大提高,集成方向性、知识密集化及功能多样化是电气自动化技术的发展趋势。而传感器技术、通讯技术以及计算机技术等是电气自动化技术的优秀技术,矿山开采企业在应用电气自动化技术时一般就是运用这几个优秀技术。又因为矿山开采企业工作条件比较特殊,相比于其他的工业生产企业更加依赖于电气自动化技术,因此电气自动化技术在矿山开采企业中的应用将更为广泛。由于电气自动化技术的应用极大地提高了企业生产效率,所以电气自动化技术也在应用中得以不断发展,电气自动化的操控精密性和智能化越来越高,自动化技术的发展趋势呈现知识密集化、集成方向化和功能多样化。而电气自动化技术的优秀要素就是计算机技术、传感器技术和通信技术等,矿山企业对电气自动化技术的应用范围一般就是这几种优秀技术。同时由于矿山企业的工作环境较为特殊,比起其他工业生产对自动化技术的依赖更为强烈,所以矿山生产中电气自动化技术的应用在未来将拥有更广阔的市场。 2在开采中电气自动化技术的应用 2.1在矿山开采中电气自动化技术的应用 近年来大量的机械设备制造商将生产目标转移到电气自动化上来。这些企业所制造的机械设备在装节用量上得到了很大提高,并且在部分机械设备里增加了多个电机,并采用横向放置的方法放置电机,这一系列的改动均是表明技术水平的提高及科技含量的增加。尤其是在矿山采挖过程中,最常用的采矿机总装机的功率得到很大提升,大部分的采矿机总装机的功率为可达1000kV以上,而一些更为精良的采矿机总装机的功率可达1500kV。这些拥有良好的工作能力及优良的工作效率并且性能良好的电牵引采矿机,在许多矿山开采企业中得到较为广泛的运用。目前我国主要的采挖控制技术均是运用计算机技术进行工作的,而传感器的使用使得实时监测开采进度的工作提上了日程,先进的故障诊断系统确保了矿山可以更加安全快速的生产。电气自动化技术以及监控技术在矿山生产中的运用,极大的提高了企业的产量、生产效率和安全性,此外电气自动化技术的广泛应用使得采掘中的运输设备的承载量得到很大提升,运输设备的发展也更趋向于多元化。采矿机一般是从中厚层起,发展至大功率、大采高强度、薄矿层的滚筒采矿机。从无链液压牵引、有链牵引方式,逐步发展呈现在的变频调速无链电牵引以及电磁滑差无链电牵引。而液压支架的高度也从薄、中厚矿层至厚矿层,支架的型式由占主要地位的掩护式,逐步发展成为两柱式的高位放顶矿、四柱支撑式低位放顶矿以及两柱掩护式低位放顶矿液压支架等架型、在澳大利亚、德国、美国等开采较发达的发达国家,液压支架电液控制系统得到了广泛使用,液压支架电液控制系统是为提高综合开采工作面的产量和效率的重要设备,是采矿设备发展的必然趋势。提高开采的自动化水平,可以更好地提高开采企业对资源的利用率以及提高工作效率,降低成本,减少劳动强度,提高生产的安全性和稳定性。所以国家非常重视电气自动化技术在开采中的应用,政府也加大了扶持力度,给予充分的财政扶持,改善矿工们的工资待遇,扶持相关院校的发展;创新开采企业的建设理念,引进先进的技术,解放思想;加强开采设备制造能力,在国家的大力扶持下,有关企业应加强,增强自主研发的力度,加快创新化进程。 2.2在运输中电气自动化技术的应用 我国资源储量巨大,是我国主要能源之一,其特点主要是:资源是一种不可再生,有极强的开采性和勘探性,具有极其复杂的开采过程。在开采过程中每一环节都尤为重要,电气自动化技术在开采过程中发挥了极其重要的作用,提高了开采效率。另外在运输过程中,电气制动化技术也是不可缺少的。早在80年代初,开采企业的产量就已经得到了很大提高,这正得益于自动化设备的应用。大中型矿井一般运用的运输设备是胶带运输设备,既能快速的将大量的从矿井下运输到地面,又能通过运输监控系统实时监控,既提高了运输效率又确保了运输过程的安全。随着信息技术和可编程逻辑控制器技术的广泛应用以及分布式控制系统等系统和矿井安全生产系统密切结合,使监测技术得到极大提高。胶带机全数字直流调速系统的产生,更加强有力的促进产量的提高;计算与工业电视焦点集中监控系统的发明,也为我国的产业做出贡献;晶闸管器件构成斩波器技术的产生及运用,斩波器具有极高的工作效率,它为运输设备的稳定、安全提供了很好的技术支持;斩波器的发明和运用也促进了集合计算机和可编程逻辑控制器技术的新系统的产生;而交频同步拖动调速系统与新型变频技术的产生和发展促进了开采技术的逐步成型。现如今大部分开采企业的提升机都以可编程逻辑控制器技术作为优秀,为提升机建立安全保护标准。目前大部分开采企业的计算机监控和安全部件均采用的是双线回路技术,以确保系统设备的稳定安全。 2.3监控系统中电气自动化技术的应用 到目前为止,我国几乎所有的大中型矿山生产企业都安装了监控系统,与此同时还为安全监控系统配备了配套装备,如断电仪、红外线自动喷雾、风电闭锁装置及瓦斯遥测仪等装置,从而保证实时监控开采。然而寿命较短、种类较少、维护工作量较大及安全性稳定性均较差是这些设备配套传感器的缺点,这些缺点严重制约了开采过程中的安全性和稳定性,为监控系统留下安全隐患,同时也影响了监控系统的可利用率。因此在开采中应用电气自动化技术时,一定要对自动化设备的研发与改造给予高度重视,尤其是在生产过程中对传感器的改造以及系统稳定性的升级给予重视,以便为安全生产提供先进的技术支持和保障。 3矿山生产中电气自动化技术的具体应用 实验及实践表明,短长壁综采拥有极好的发展前景,为我国中小型矿山生产企业由短长壁综采取代巷柱式开采提供宝贵经验。因此我国的大中型开采企业为确保长期综采工作面的工作效率以及效益应当采用新型综采设备,这也将是未来机械化采矿的主要趋势。新型综采设备的特点:设备的工作能力巨大,通常功率在800kW以上的电牵引采矿机开采能力在每小时1000~1200吨左右,而破碎机、运输机和转载机的生产力则为每小时500~2000吨不等;自动化程度有了极大提升,既提高了企业的开采能力又实现了机电一体化。为了配合采矿机的快速切矿能力,对采矿机做了一定的改进,增加了自动调高功能;采用由电液控制的液压支架,从而实现刮板运输机、液压支架和采矿机之间的自动化控制;此外综采设备有良好的工作性能,自动化也提高了可靠性,最为突出的表现即开采企业提高了开采效率,增加了产量以及企业效益得到提升。 4结束语 综上,电气自动化的产生及应用极大的提高了开采企业的工作效率,降低了生产成本。本文主要是对电气自动化技术并结合其在开采中的应用展开探讨。当前电气自动化技术在矿山开采中应用极为广泛,不仅提高了企业的生产效率同时也降低了企业的成本,增加了效益,同时确保了矿山开采过程中的安全性和稳定性得以提高,减少了对环境的污染。电气自动化技术的产生与发展对于矿山开采的帮助极其明显,因此矿山开采企业应该努力探索电气自动化技术在日常生产生活中应用,并对其中的缺点进行改进,探索研究怎样能使电气自动化技术在更多领域应用,为开采企业和其他矿山企业的发展提供更多优质矿源。 参考文献: [1]代文博,王吕会,张燕滨,等.开采机械设备中电气自动化技术的运用[J].山东工业技术,2018(6):85. [2]郭莉莉.电气自动化技术在矿山机械设备中的应用研究[J].山东科技,2017(5):99-100. 作者:李鸿飞 单位:广东省大宝山矿业有限公司采矿部
机械传动论文:机械传动系统节能设计论文 1影响机械传动能耗的因素 机械设备是工业自动化生产设施,用其取代人工参与生产活动具有实用性特点,帮助企业解决高难度生产操作任务。随着工业生产与制造规模扩大化,机械设备工作期间产生的能耗系数越来越大,这与机械传动系统效能存在直接关系。对机械传动产生影响的主要因素有:(1)结构因素。当前,机械设备已广泛应用于不同领域,在工业制造与生产中发挥重要作用,自动化控制系统是主要模式。不同机械设备对内部结构要求不一样,机械传动能耗系数过大,很大一部分原因是由于内部结构不合理,机械零部件配合系数低,导致整台设备运行速率地下。机械传动有带传动、链传动、齿轮传动等不同方式,若传动结合组合不科学则会影响工作效率。(2)操作因素。实际应用阶段,操作人员掌控设备方法不标准,容易造成机械零部件损耗过大,传动系统运行带来的能耗量过大。例如,数控机床操作人员对主轴控制不稳定,传动部件启动后出现磨损,整台机床工作效能将受到很大的影响。对于手动机械来说,人工操作水平直接决定机械传动作业效率,一旦出现失误则会增大能耗系数。(3)保养因素。除了日常使用外,后期保养对机械系统功能也有很大的影响,也是降低系统能耗系数的一大原因。机械化工程普及背景下,机械设备取代人工操作是必然趋势,长期依赖机械设备也导致荷载量大增、故障率提高、维修次数增多。而后期保养措施不当将增加传动系统的能耗指标,对人员及设备安全构成威胁。 2机械传动系统节能设计方法 机械传动系统是机械系统的优秀构成,传动机构的工作效率对整个机械设备运行有直接性影响。为了顺序现代机械工程改造要求,必须要提出切实可行的节能设计改造方案,维持机械工程运行速率的稳定性。结合常见的机械传动方式,其节能设计改造方法:(1)齿轮传动。齿轮传动是依靠主动齿轮依次拨动从动齿轮来传递动力的,齿轮传动节能设计的要点是保证齿轮瞬时角速度比始终保持稳定。定轴齿轮系在工作时所有齿轮的回转轴线固定不变。设计人员可根据齿轮传动类型详细设计,以最优齿轮组合方式执行传动工作。例如,从零部件耗损率控制角度考虑,设计改造时可按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动、空间运动,再将其分为平面齿轮传动、空间齿轮传动,选择最高效的方式作为机械设备动力来源,减少了齿轮啮合磨损。(2)蜗轮蜗杆传动。涡轮蜗杆传动效率偏低,且零部件磨损较大,长时间运行会出现不同程度的故障问题,阻碍了机械设备的稳步运行。在节能改造设计中,可用专用工具安装或拆卸,禁止用锤子敲击减速机部件;根据公差配合要求装配蜗轮输出轴;严格采用原厂配备的齿轮和蜗轮蜗杆进行成对更换;在空心轴上涂红丹油或防粘剂,防止配合面积垢和过度磨损产生的生锈。(3)带传动。机械设备选用带传动系统具有安装便捷、易操控等特点,但是带传动长时间处于高速、高温旋转状态下,易容易出现断裂、耗损等问题。节能设计中,需对主动轮、从动轮、环形带等进行优化设计,进而提高传动机构的稳定性。(4)链传动。链传动由主动链轮、从动链轮和环形链条组成,环形链条作为中间挠性件装在平行轴上,动力和运动的传递依靠链轮轮齿与链条的啮合动作完成。一般来说,链传动节能设计与改造需注意链条、链轮的高效搭配。例如,链传动工作时,为了便于链条联成环形时内、外链板正好相接,链接数一般取偶数;为了便于链接的啮合,链轮轴面齿形两侧应设计成圆弧状;链传动接头处需要用开口销或弹簧夹夹紧。链传动节能设计要考虑传动机构形式,合理控制小链齿轮数量,小链齿轮数尽量多一些。 3机械传动系统防护设计 机械工程快速发展趋势下,人们对机械系统结构组合形式展开深入研究,如何在满足机械系统工作性能前提下,通过优化系统结构以实现节能化控制,这是现代机械科技改造的先进趋势。机械传动系统防护也是节能改造设计的一部分内容,可综合防范机械故障发生带来的异常损耗。(1)齿轮传动。传动系统是机械设备的优秀部分,能够为整台装备提供足够的动力来源,维持内部元器件持续运转。为了保证传动系统工作的连续性和稳定性,避免传动系统零部件产生异常工况造成的危险事故,齿轮传动机构必须安装全封闭的防护装置。(2)皮带传动。动力是维持一切机器设备运行的基本条件,传动系统是机械设备创造动力的根源。皮带传动装置可以采用全封闭型防护装置或带有金属骨架的防护网,也可以采用防护栏杆,从而保证皮带传动的耐用性和连续性。(3)联轴器。除了对机械设备直接性的改造设计,还要注重设备使用后期的综合养护,才可不断延长设备的使用寿命。联轴器需要加装防护罩,确保其在工作时不被破坏,从而延长使用寿命,比如Ω型防护罩;安全联轴器可以保证其在工作时没有突出的部分,确保联轴器的工作安全。 4结束语 机械传动系统工作效能对设备性能发挥具有直接影响,提高传动系统运行效率是节能设计改造的根本目标。结合影响传动系统能耗的相关因素,设计人员要综合考虑设备运行条件,从齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动等不同方式,选择符合机械设备特点的节能改造方案。不同传动系统的节能方式不一样,要根据具体情况采取节能改造措施,综合提升机械设备的动力供应效能,体现出传动系统的节能化运行水平。 作者:孙开鸾 单位:枣庄科技职业学院 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮损坏原因及策略 摘要:近些年以来,煤矿生产的整体规模正在迅速扩大。对于全过程的煤矿生产来讲,传动齿轮都应当构成关键部件。然而如果忽视了正确操作以及后期保养,那么传动齿轮将会减损自身的性能,严重时还将损坏齿轮。因此可见,对于各种类型的机械传动齿轮都要探析损坏原因,然后给出与之相适应的解决对策。 关键词:煤矿机械传动齿轮;损坏原因;解决方式 在各种类型的煤矿机械中,传动齿轮都构成不可或缺的关键部件,传动齿轮本身包含了支撑构件与传动构件的两个部分。具体来讲,传动部件涉及到齿轮副与传动轴,而支撑部件通常涉及到轴承与箱体。经过长期运行,如果不慎操作那么某些齿轮将会遭受相对频繁的磨损,在情况严重时还将损坏整个齿轮。 1齿轮损坏的根本原因 具体来讲,传动齿轮如果出现了损坏,那么根源应当包含如下:首先是不当的选材与设计。与其他类型的机械装置相比,煤矿机械本身处在独特的井下环境中,外在环境整体上是相对恶劣的。受到上述状况的影响,机械齿轮也很容易遭受损毁,因而体现了显著的缺陷[1]。究其根源,就在于针对传动齿轮具体在选材时没有慎重进行,以至于选购了劣等的建材。除此以外,如果欠缺一致性的选材标准,那么与之相应的齿轮性能也将遭受影响。其次是热处理与加工制造的不完善。从现状来看,某些厂商由于忽视了齿轮热处理以及其他的加工流程,因而无法符合最根本的齿轮性能指标。例如:针对锻造齿轮如果不慎重处理,那么很有可能引发齿轮气孔或者其他不良现象。除此以外,齿面硬度如果没有符合最根本的均匀程度,则根本原因就在于淬火操作不慎导致了裂纹。受到较大内应力的影响,某些部件还可能出现破裂。对于各种类型的传动齿轮而言,齿面具有的表面粗糙度都是各不相同的,与之有关的齿轮寿命以及承载性能也会呈现显著差异[2]。再次是不慎进行操作。某些煤矿设备本身并不符合特定的配置,具体在操作时也没有慎重选择所需的测量仪器。在上述状况下,安装齿轮就很难符合最根本的质量标准。具体在实践中,典型缺陷就在于平行度与水平度不够达标,或者出现了过小的中心距。传动齿轮经过长期性的运行,对此就要予以更换油脂并且定期完成全方位的清理。然而如果忽视了上述的清理,那么齿轮就很有可能表现为缺油、漏油或者夹杂煤渣等不良现象,或者由于欠缺润滑而减损了自身的性能。特殊情况下,传动齿轮还可能突然断裂,胶合处也会产生磨损。 2探求解决方式 煤矿机械如果要保障正常运转,关键应当落实于传动齿轮的定期保养。齿轮一旦遭受了某些损伤,与之相应的机械效能也将因此而减损。为了改进现状,针对各种类型的传动齿轮都要予以全面的处理,因地制宜探求可行的解决措施: 2.1选择优质的材料 在开展煤矿生产中,针对机械传动齿轮有必要选择优质的部件与材料,确保齿轮本身具备优良的性能。这是由于,传动齿轮承受着相对较强的冲击荷载,如果不慎进行处理那么将会减损齿轮本身的耐久性。通常情况下,传动齿轮应当符合1200MPa的最大弯曲限度以及1600MPa的接触耐久性。如果要延长寿命并且保证齿轮强度,则有必要优化相关工艺,因地制宜确定润滑参数并且算出精确的齿轮荷载。例如近些年以来,很多煤矿企业在传动齿轮内部加入了冲击荷载较强的低碳合金钢,因而有助于优化齿轮本身具备的淬透性与耐磨性。 2.2密切关注热处理环节以及加工环节 传动齿轮无法避免遭受频繁性的磨损,为了避免过于频繁的磨损,对于此种类型的齿轮就应当致力于完善热处理,在此前提下降低粗糙度。一般情况下,针对传动齿轮如果要优化进行加工,关键在于改进刀具与零件本身,运用磨削工艺或者其他工艺来消除过高的粗糙度。除此以外,技术人员还可以选择渗碳淬火的手段来优化热处理的各个流程,确保符合更高层次的韧性与硬度,优化各种工况性能。在必要的时候,还需运用喷丸强化的方式加以改进,提升弯曲强度并且优化齿轮性能。 2.3正确安装传动齿轮 传动齿轮本身包含了较多的部件,为此在检修齿轮或者更换齿轮时,对于此种类型的齿轮都要予以精确的安装,确保齿轮具备更好的机械强度。从现状来看,很多企业对此选择了喷丸强化的措施,这是由于此种措施有助于优化疲劳强度,对于耐久极限进行了适度的延长。对于齿面如果要进行加工,那么关键在于消除刀痕。此外,对于封闭式的传动齿轮还需保证优良的润滑度,慎防出现漏油的不良现象,对于传动齿轮有必要定期予以检查。 3结语 经过综合分析可知,传动齿轮应当属于煤矿机械中十分关键的一类构件。然而实际上,传动齿轮所处的井下环境相对恶劣,因此尤其有必要关注维修与养护。未来在实践中,煤矿企业还需更加关注解决齿轮损坏的措施与手段,在探析损坏原因的前提下致力于消除齿轮运行的各种弊病和缺陷。 作者:张弛 单位:山西煤矿安全监察局安全技术中心 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮失效分析 一、齿轮失效的形式及其原因 1.齿面胶合齿轮在传输动力或促使机械转动的过程中由于物体之间的相互运动产生的摩擦会产生很高的热量,尤其是在长期不停息的高速重载运转的情况下,高温很有可能将于齿轮接触的金属或其他材料与齿轮表面相融合,造成齿面胶合的现象。这种现象会造成齿轮外形的缺失或变形,从而降低甚至缺失其传递功能。 2.齿面磨损齿面磨损主要分为两种情况,一种是齿轮在工作状态下,齿轮与接触零件之间的磨合造成的磨损;另一种是机械所处的环境造成,煤矿机械的工作环境本身就存在很多的固体颗粒,这些颗粒会造成齿轮的磨损,齿轮表面的的粗糙度也会影响齿面磨损的程度。 3.齿面塑性变形齿轮的制作材料并不具备足够的强度,在重载高速的挤压下也会造成齿轮的变形。从动齿和主动齿之间动力的传递,彼此之间都存在力的作用,它们彼此相互挤压,接触的表面很容易造成凹凸不平的表面,这种变形程度足够影响齿轮的正常工作。 二、齿轮的改进 设计者在设计齿轮之时,根据该齿轮在不同场合的运用来确定齿轮所选用的各种材料,更加有利于齿轮在该环境下工作。针对齿轮失效的五种常见的失效现象有特定的应对措施,主要是根据齿轮的工作环境决定齿轮的材料组成和外形结构的设计。例如为了降低齿轮折断的可能性,则需要加强轮齿的抗弯曲强度;为了避免齿面点蚀,则需要提高齿面接触疲劳强度;对于在高速重载环境下工作的齿轮应该将齿面抗胶合能力作为重点设计对象。 1.设计原则齿轮失效直接影响煤矿机械的正常运转,在煤矿机械中齿轮的大小有一定的规格,在不同的机械设备中一般都有一定的限制,因此设计之初,就是在齿轮大小基本保持不变的条件下加强抗接触疲劳能力、抗弯曲能力和硬度等性能,以提高齿轮的质量和使用寿命。对于煤矿机械所需承担的重量较大,根据强度、载荷、材料、外形、结构齿面粗糙度等多方面的因素,经过精密的计算和先进的技术促使齿轮达到煤矿工作的要求,从根本上提高齿轮的使用寿命。 2.正确操作工人对于齿轮的正确安装和使用是保证齿轮正常运转的前提。煤矿工作需要承担很大的负载,因此在齿轮安装时和定期检修时都要保证齿轮的承载强度达到煤矿工作的条件。齿轮不仅仅需要考虑到承载能力,还有表面光滑度、轮齿的硬度等多方面都需要达到相关的标准;主动轮和从动轮要合理的结合在一起,避免不必要的磨损,损耗齿轮的寿命;还有就是一定要定期对齿轮进行检修,尽可能避免因齿轮带来的故障导致机械停转。 3.润滑剂的使用现今,煤矿施工现场中齿轮的运转往往没有使用润滑剂的惯性或者不重视润滑剂的功效。我们应该发挥润滑剂的作用,而不是一知半解的不考虑环境、齿轮型号、机械型号等多种因素就使用一种润滑剂,这种现状不可能达到预期的效果,会缩短齿轮原有的使用寿命、加快磨损效率,从整体上拉低齿轮的功效,影响煤矿机械的工作效率。我们的工作人员应该根据科学理论和实际经验总结出不同型号、季节、工作环境等使用不同的润滑剂,并输入相关的数据库,便于维修时作为参考案例,从而延长齿轮的使用寿命。 4.提高整体的技术设备齿轮质量的提升最终是为了提高煤矿的工作效率,从而提高生产效益,但是齿轮仅仅是需要提高的一部分,在整个煤矿企业当中,还需要将强机械设备的现今水平和提升管理水平。齿轮的质量也需要煤矿企业管理的监管系统的把关,它需要对于煤矿相关机械、零件的严格监控,保证硬件设备的质量问题;齿轮的作用是机械能的传递,直接作用于煤矿的相关机械,若是机械设备质量不过关或仍是老式的设备,尽管齿轮质量达到先进的水平,也只是鸡肋,起不到任何作用。煤矿企业只有整体水平的提升,才能使各个组成部分相互促进,共同进步。 三、结束语 综上所述,齿轮的失效主要有五种常见的形式,有的是齿轮本身的质量问题,也有机械问题,还有周遭环境的影响,除此之外也有管理水平问题等多方面主客观的问题。煤矿一直是高危作业,被保险列为特殊行业,其安全性和可靠性都需要极度的加强,小到齿轮的质量问题,再到机械的先进性问题,大到企业管理问题都需要引起足够的重视,甚至是国家的监管等诸多方面,以保证煤矿企业的安全性和经济性,从而推动煤矿企业的进步。 作者:谭明坤 单位:通化矿业(集团)有限责任公司 机械传动论文:工程机械中液压机械传动的运用 1工程机械中液压机械传动的运用 一是运用于主要负责铲装砂石、煤炭、土壤等散状物料以及轻度铲挖硬土、矿石的装载机。通常装载机变速器包括液压传动、机械传动和动力合成,其中机械传动涉及4个行星排和制动器,以及1个离合器,同时根据相应的组合元件状态、转速关系、输出构件、效率等指标可以判断出其有2个行星排负责转向,2个行星排负责变速;针对涵盖变量马达和变量泵的液压传动部分,主要是在伺服阀的控制下变化斜盘角度,进而达到机械无级变速的目的;动力合成中,当装载机处于I、III档时,e、f行星排会形成差动轮系,并经构件7和8分别负责输入机械和液压两大传动动力,然后经10输出;若装载机处于n档,此时f为差动轮系,8和9分别负责输入液压和机械两大传动动力,且经合成后也经10输出。 后根据科学公式计算和运动分析后得知,当液压马达的实际转速为零时,传动系统工作状态稳定,此时装载机中的发动机会将功率全部转化为机械传动动力,进而实现了传动功率最大化,而且换挡更加便捷,微动性能较好,燃料更加经济,运行更加平稳,足以见得,液压机械传动系统在装载机中的应用效果较为理想。 二是运用于主要负责安装作业和装卸物料的汽车起重机,而液压机械传动的运用效果通常体现在起重机的功能实现中。如用于车身支承和稳定,即基于合理的进油路和回油路,促使前后腿液压缸伸出活塞,用于支承车身,而伸出稳定器位置的液压缸活塞时,则用于刚性连接后桥与车体进而起到稳定的效用;在吊臂伸缩、变幅中,主要基于液压机械传动系统,完成伸缩、变幅、起升、回转等任意机构组合的动作,进而提高工作效率,但为避免吊臂因重力荷载而自由下降,分别在伸缩与变幅回路中增设了平衡阀,并用于对液压缸进行单向锁闭,以此可靠支承吊臂。 针对吊重升降动作的实现,也离不开液压机械传动系统,如对于起升吊重,可通过操纵换向阀促使泵油进入制动液压缸,然后经换向阀和平衡阀进入起升马达机构,此时起升马达便会在机械传动动力的作用下回转卷筒完成吊重上升,而在下降吊重时则会促使起升马达进行反向转动,同时结合回油路,吊重稳定下落;最后是通过液压马达带动回转工作台用于实现吊重回转,同时为保护液压元件免受损伤,故为液压泵中的排油回路增设了滤油器,而在调节工作机构的速度时,往往需要改变发动机转速结合手工调节换向阀,以此实现液压机械传动系统在起重机吊重回转中的作用。 2结束语: 总之,液压机械传动的运用对于实现工程机械高效运作、平稳运行、经济便捷有着显著的推动作用,其中在矿山机械、工程车辆等领域中已经被应用广泛。不但如此,其仍然有着良好的提升空间,这就要求我们予以深入研究和实践检验,以此提高其综合性能,进而更好地服务于工程机械事业的发展。 作者:周懿俊单位:五粮液集团公司普什重机有限公司 机械传动论文:机械设计制造中液压机械传动控制系统研究 摘要:随着我国机械制造水平的不断发展,制造了大量功率和容量要求较高的计算设备,其中液压机械传动控制系统是一种新型传动技术,其已广泛应用于机械设计制造等领域,液压机械传动控制系统对机械设计制造水平起到关键性作用。这种传动控制系统主要采用液体作为介质进行相关传动控制,可有效提高机械的工作效率和能源利用率。因此本文主要对液压机械传动控制系统的优缺点进行阐述,并分析了该系统的实际应用情况和存在的问题。 关键词:机械设计制造;液压传动控制系统;应用 液压机械传动控制系统是一种流体传动与控制技术有效结合的先进技术,其主要包括动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件[1]。该系统采用液体作为能量传动以及控制的有效介质,并由元件回路控制对能量进行传递。目前该系统已在诸多领域得到广泛应用,特别是机械设计制造领域已离不开液压机械传动控制系统的大量使用,其也促使机械设计制造领域的不断发展,因此研究液压机械传动控制系统在机械设计制造中的实际应用情况意义重大。 一、液压机械传动控制系统的优缺点 1.液压机械传动控制系统的优点 液压机械传动控制系统的优点可以归纳为以下4点:首先是功率高,液压机械传动控制系统主要由动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件等组成。与传统的液压传动和机械传动相比,这种系统的液压机械传动功率相对较大,同时这种系统引入了微电子技术,使得该系统的功能集成化程度高,可在较小空间内达到功率有效控制。其次是小型化,这是由于液压机械传动控制系统的各元件高度集成化的特点,使得该系统小型化、轻质化发展。同时由于系统内部各元件的相互协作性较好,也使得该系统可操作程度高,可针对不同的工作要求进行有效的液压机械传动。接下来是稳定性好。这种液压机械传动控制系统实际应用可将机械工作过程中产生的热量通过液压油流动传递,可有效降低系统温度,避免系统局部过热的情况,进而保证机械的使用稳定性。同时由于上述原因,该系统也可用于低速重载条件的液压机械传动。最后是自动换挡功能,为了使得操作人员根据相关要求对机械进行简便灵活操作,提高机械工作效率,可使用这种液压机械传动系统。该系统具有自动换挡功能,可根据实际工作条件和机械运行要求的不同进行有效的挡位自动调节,方便操作人员进行工作装置的操作,不要考虑挡位操作的问题,可降低机械工作中的操作失误概率,进而实现整体机械的工作效率。 2.液压机械传动控制系统的缺点 液压机械传动控制系统的缺点主要包括以下5个方面:首先是液压系统漏油问题,这是液压机械传动控制系统的重要缺点之一,其严重影响整个传动控制系统的稳定性和正确性。这种液压系统漏油问题使得液压机械传动的传动比率波动性大,达不到相关液压机械传动控制要求,严重影响液压传动系统的稳定运行和传动控制的正确性,该缺点也会对整个机械工作状态造成不利效果,使得机械工作效率低,同时由于这种原因,该系统不适宜长距离传动。其次是温度变化问题,通常系统内的温度变化会直接影响到系统的运动特性。这种液压机械运动控制系统对温度要求较高,当系统温度升高时,系统内的液体粘度发生变化,使得系统的运动特性也随之改变,进而影响机械的工作稳定性。因此该系统运行过程中应对温度变化进行重点监控,防止机械运行因温度变化造成的偏差问题。再次是故障的检查和排除难度大,液压机械传动控制系统的故障检查和排除工作量和难度较大。该系统正常运行时,液压元件运行产生的金属粉末容易引起机械设备故障问题,而系统外的粉尘的大量附着到机器设备上,也会对系统的运行稳定性造成严重影响。对于系统而言,这些金属粉末和粉尘通常是不可避免,其也增加了故障的检查和排除工作量和难度。最后是清扫工作,实际运行时,液压机械运动控制系统容易由于一些外界因素干扰,使得系统的稳定性和运行结果得不到保障,因此需要在系统实际运行前进行全面的清扫工作,尽可能的避免外界因素对系统的干扰。 二、液压机械传动控制系统在机械设计及制造中的具体应用 1.液压机械传动控制系统的应用特点 根据液压机械传动控制系统的高度集成化特点,其可有效满足不同行业对机械设计及制造的规模、功率、精度和工作效率的严格要求。而小型化、轻质化的特点也使得该系统可应用在不同施工环境和施工条件。在机械设计和制造领域,液压机械运动控制系统可以根据自身特点有效弥补传统传动系统的不足,同时该系统的大量应用可降低机械设计和制造的难度,提高机械制造精度和缩短制造周期。液压机械传动控制系统将自动化控制技术实际应用到机械设计和制造领域,其可加快机械设计和制造的自动化进程,同时自动化也是未来机械设计和制造的研究开发的重要方向[2]。这种应用可有效控制产品质量以及提高生产效率,实际满足机械产品的行业需求。目前液压机械传动控制系统也广泛应用在国防、农业、冶金和煤矿等众多行业。 2.液压传动无级变速器 机械设计制造中,可采用液压机械传动控制系统来实现对其速度的有效控制,也就是无级变速技术。一般而言,该液压系统正常运行需要使用变量泵以及定量马达。当系统工作时,通过发动机将动力分离,其中一部分顺着离合器传送给行星架,而另一部分则是经过液压系统到达太阳轮,这两部分动力通过差动轮系部分进行有效合成后,再通过差动轮系的齿圈对外输出。通常实际机械工作前需要断开离合器C1,同时闭合C2,使得发动机的全部动力进入液压系统,从而保证机械的正常启动。而机械实际工作时,离合器C1闭合而C2断开,采用控制系统将液压马达的转速降至0,此时发动机的所有动力通过机械系统进行有效传递,其可提高机械工作过程中的动力传递效率,并对系统马达转动方向进行合理调整,进而调节机械工作的输出速度,保证系统在不同速度下的正常运行,进而实现这个机械系统的无级变速。目前这个液压传动无级变速器已实际应用在装载机和推土机上,该装置运行效果良好,可大量应用在工程机械领域。 3.纯水液压机械传动控制系统 目前机械制造业领域中,纯水液压机械传动控制系统是液压传动技术的重要发展方向之一,该系统是科技进步和环境保护的结合产物,其是一种新型的液压传动技术,其采用纯水作为能量传动以及控制的有效介质,这是该系统的最大特点。与液压油相比,纯水价格便宜、制备简单以及来源广泛,可有效降低企业的运营成本,从而提升企业的经济效益。冶金、煤矿等特殊行业,对液压机械传动控制系统要求较高,常规的液压油泄漏容易引起火灾,这严重威胁着企业的安全运营,而纯水具有良好的阻燃性,可防止液压机械传动控制系统液压油泄漏引发的安全问题。与矿物型的液压油相比,纯水的压缩系数较低,使得纯水的压缩损失相对较少。同时常规液压机械传动控制系统的液压油泄漏问题,会对水体和土壤造成严重的污染,这也制约着冶金、煤矿等行业绿色化、可持续化发展,而采用纯水液压机械传动控制系统,其可造成的环境污染程度较低。目前纯水液压机械传动控制系统已在一些行业得到实际应用,该系统污染小、成本低等特点符合我国相关行业环境保护要求,其也是常规液压机械传动控制系统的代替技术,因此纯水液压机械传动控制系统作为机械制造业领域中的热点研究对象,该系统的研究开发以及实际应用前景广阔。 三、液压机械传动控制系统实际应用存在的问题 液压机械传动控制系统采用的技术成熟度的不断提高,也促使着该系统在诸多领域得到广泛的应用,尤其是在机械设计制造领域,其不仅可以降低人工劳动强度,同时也可有效控制相应的企业运行成本。但是当前系统的实际应用还存在一些问题,其中较为突出的问题是当前我国液压机械传动控制系统使用的各种元件基本需从国外进口,如动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件等[3]。与发达国际相比,我国制造的元件在强度和精度方面均较为落后,而系统正常运行时,系统需要这些元件的相互协作才能完成相关工作,因此这些元件的质量严重影响着整个液压机械传动控制系统的完善性和功能性。如这些元件的质量达不到相关要求,可能造成系统运行的不稳定和低功能性。因此为了实现液压机械传动控制系统在各领域的大规模应用,需要对液压机械传动控制系统的各种元件实现国产化,并通过国外技术引进和自主创新,保证相关元件的强度和精度达到系统要求,有效提升相关元件的功能性和适应性,优化和改善液压机械运动控制技术,实现液压机械运动控制系统运行的稳定性,从而带动机械设计制造领域和相关领域的深入发展。 四、结语 通过本文对液压机械传动控制系统优缺点的阐述,以及该系统的实际应用情况和存在的问题的分析来看。液压机械传动控制系统作为一种新型的液压传动技术,其可有效的提高机械的工作效率和能源利用率,保证机械工作质量以及实现企业经济效益的有效提升。目前该系统已在诸多领域得到广泛应用,但是应用过程中仍存在一些问题,随着液压传动技术的不断完善以及这些问题的及时处理,液压机械传动控制系统应用前景将会更加广阔。 作者:岑名熹 单位:西京学院 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮失效形式分析 【摘要】分析了磨损、传动齿轮表面疲劳、胶合、塑性流动以及断裂等煤矿机械传动齿轮常见失效形式,同时探讨了传动齿轮自身设计原因、制造加工原因以及传动齿轮安装使用不当等煤矿机械传动齿轮失效原因,以期为提升煤矿机械传动齿轮质量提供一些参考,延伸煤矿机械传动齿轮使用寿命。 【关键词】煤矿机械;传动齿轮失效;形式;原因 目前我国煤矿机械设备故障频发,对此,应当加强对煤矿机械各种传动齿轮的失效形式以及原因的风险,降低煤矿机械设备事故发生率,确保煤矿机械设备的正常运行,提升煤矿企业生产效率,推动煤矿企业的不断发展。 1.煤矿机械传动齿轮常见失效形式 1.1 磨损 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于磨损,而导致煤矿机械传动齿轮出现失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮主要表现为正常磨损、中度磨损、破坏性磨损以及磨料性磨损等磨损现象。正常磨损在煤矿机械传动齿轮预期寿命内不会影响齿轮的正常使用性能。在煤矿机械传动齿轮使用过程中,齿轮接触表面上金属较快的损耗,这便是中度磨损。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于齿轮的啮合中进入细颗粒,使得齿面沿滑动方向呈短线状划痕,损坏齿面,使得煤矿机械传动齿轮出现破坏性磨损,影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。 1.2 传动齿轮表面疲劳 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于煤矿机械传动齿轮表面或表面下存在裂纹生核,或者是交变应力反复作用而产生材料的疲劳,应力超出了材料的疲劳极限,而使得煤矿机械传动齿轮发生裂纹扩展。破坏性点蚀和疲劳剥损是煤矿机械传动齿轮表面疲劳的主要形式。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,齿面接触应力根据脉动循环变化的,若齿面接触应力超过材料的接触疲劳极限时,载荷多次重复作用于齿面表层,就会产生细小的疲劳裂纹,这些疲劳裂纹通常始于轮齿节线以下点蚀,这种麻点形成应力的增高,从而使得麻点间的金属疲劳引起齿廓的破坏,从而导致煤矿机械传动齿轮出现破坏性点蚀。顶棱或沿齿顶从齿面上脱落下的颗粒较大是煤矿机械传动齿轮疲劳削损的主要特点,通常情况下,煤矿机械传动齿轮疲劳剥损大多发生在表面淬火的齿轮或硬齿面的齿轮,降低煤矿机械传动齿轮承载能力,从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命。 1.3 胶合 煤矿机械传动齿轮在使用过程中,通常会由于润滑油脂的使用不当或煤矿机械传动齿轮超负荷工作,使得煤矿机械传动齿轮啮合区温度升高,同时在重载作用下轮齿接触面的油膜被挤破,可能导致两轮齿的金属面熔焊在一起,导致软齿部分接触面沿滑动方向被撕下而起沟,在低速重载下,齿面间的润滑油膜不易形成也会产生胶合破坏。 1.4 塑性流动 煤矿机械传动齿轮塑性流动失效形式主要表现为塑性变形、起波纹以及起皱。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,轮齿啮不合理会形成冲击负荷,产生轮齿较软齿部分金属的塑性变形,从而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,润滑不充分、重载或振动而造成滑动粘附的摩擦,会导致煤矿机械传动齿轮齿面上形成和滑动方向成垂直的波纹,使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在使用过程中,通常会由于润滑不足或超负荷,使得煤矿机械传动齿轮齿面在滑动方向出现皱纹,从而使得煤矿机械传动齿轮出现失效。 1.5 断裂 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于断裂而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮的断裂主要表现为疲劳断裂、磨损断裂、超负荷断裂以及淬裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,循环弯曲应力超过材料的极限应力,便会使得煤矿机械传动齿轮出现疲劳断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,由于严重剥落、点蚀或严重的磨料性磨损等严重磨损,使得煤矿机械传动轮齿的强度降低到轮齿断裂极限以下,从而使得煤矿机械传动齿轮出现磨损断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,突然冲击负荷会使得煤矿机械传动齿轮齿面一个端角度误差,造成载荷的集中,从而使得煤矿机械传动齿轮出现轮齿断裂。 2.煤矿机械传动齿轮失效原因 2.1 传动齿轮自身设计原因 一些煤矿机械传动齿轮由于自身设计原因,使得煤矿机械传动齿轮在使用过程中出现失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮主要为低速重载齿轮,煤矿机械传动齿轮的使用环境相对恶劣,使得煤矿机械传动齿轮对设计要求相对较高。目前,一些煤矿机械传动齿轮设计参数和技术要求针对性相对较弱,同时专项科研和实验不到位,使得煤矿机械传动齿轮设计无法与煤矿机械的实际工况和使用条件紧密结合。一些大煤矿机械传动齿轮在设计过程中,在分析计算齿轮接触疲劳强度时,仍然采用传统的公式,即以交变应力作用下测定试样的断裂循环次数而制定的反复应力与全负荷下的循环次数关系曲线作为疲劳设计依据,然而煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会受到各类工艺因素和工况因素共同作用,使得煤矿机械传动齿轮必然会与齿轮试样的表面质量存在着一定差异。一些煤矿机械传动齿轮在设计过程中由于生产材质设计不当,直接影响煤矿机械传动齿轮的承载能力,从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命,使得煤矿机械传动齿轮出现失效。 2.2 制造加工原因 一些煤矿机械传动齿轮在加工制造过程中存在一些缺陷,使得煤矿机械传动齿轮的质量达不到相关要求。一些铸造大齿轮在生产过程中存在化学成分偏析、非金属夹杂物、气孔以及砂眼等缺陷,直接影响煤矿机械传动齿轮质量和使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在制造过程中采用的材料性能和热处理性能达不到相关标准,加上煤矿机械传动齿轮调质处理的齿面硬度达不到设计技术要求,在进行淬火处理时,齿面硬度不均匀,使得煤矿机械传动齿轮积存较大内应力,使得煤矿机械传动齿轮承载能力受到影响,降低煤矿机械传动齿轮质量。 2.3 传动齿轮安装使用不当 一些煤矿机械传动齿轮在安装过程中,缺乏完善的安装技术规范,一些煤矿机械在安装过程中,缺乏完备的测量仪器,通常靠经验进行安装施工,使得煤矿机械传动齿轮安装无法满足齿轮安装技术要求和质量相关标准。煤矿机械一些新装齿轮由于时间相对较紧的缘故,缺乏充分的跑合,一旦煤矿机械传动齿轮运转声音基本正常便投入生产使用,直接影响煤矿机械传动齿轮安装质量,从而影响煤矿机械传动齿轮使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在运行过程中缺乏日常维护,未能对减速箱和齿轮进行定期清洗和更换油脂,加上一些煤矿企业采用的煤矿机械传动齿轮润滑手达不到相关技术标准,使得煤矿机械传动齿轮磨损严重。同时,一些煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会混入一些煤粉、水分以及杂物,直接影响煤矿机械传动齿轮的正常使用。此外,一些煤矿机械传动齿轮存在着违章操作和机械超负荷运转,使得煤矿机械传动齿轮承载能力不断加大,直接影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。 3.结束语 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于自身设计原因、制造加工原因以及传动齿轮安装使用不当等原因以磨损、传动齿轮表面疲劳、胶合、塑性流动以及断裂等形式出现失效,直接影响煤矿机械传动齿轮质量和煤矿机械传动齿轮使用寿命。 作者简介:王松涛(1985―),男,辽宁调兵山人,工程师,现供职于铁煤集团物资供应分公司,从事设备的技术管理工作。 机械传动论文:大型风电液力机械传动装置的分析与研究 摘 要:在大型风电液力机械传动装置实际建设期间,相关部门必须要制定完善的安装与管理方案,提升其工作质量。基于此,该文针对大型风电液力机械传动装置的分析,提出几点应用建议,以供参考。 关键词:大型风电 液力机械传动装置 应用措施 在大型L电系统实际运行期间,相关部门需要重视液力机械传动装置的建设与应用,提升自身工作质量,满足现代化装置设计要求,并创新相关工作方式,增强液力机械传动装置的应用效果。 1 我国能源出路分析 随着国家的改革开放,我国经济效益逐渐提升,对于各类能源的消耗越来越多,导致出现资源浪费与环境污染的现象,抑制了国家环境的发展与进步。我国的能源消耗量较大,甚至是全球的第二位,在能源危机的情况下,相关部门必须要转变传统煤炭与石油能源的应用方式,提升新型能源的使用效率,及时发现其中存在的问题,并采取有效措施解决能源短缺问题,提升自身工作质量。对于新能源而言,主要分为几种形式:其一就是直接行使;其二为间接形式,例如:太阳能、风能、地热能等,提升自身工作质量,满足现代化工作要求。同时,相关部门需要科学开发核聚变能源等,保证可以提升现代化能源开发工作可靠性,优化其发展体系,达到预期的能源管理工作要求。另外,相关部门需要根据新能源的开发要求,解决污染问题与资源浪费问题,逐渐提升其工作质量,达到预期的管理目的[1]。 2 液力变矩器在新能源中的重要地位 在新能源体系中,液力变矩器占有较为重要的位置,其属于液力传动装置,可以对能源进行转换与传递,具备柔性优势,可以发挥先进的工作功能,提升其工作质量。 液力变矩器的应用,是新能源开发中较为重要的液体介质传递设备,具备自动化生产优势,适应能力较强,并且可以对其进行无级变速处理,提升其运行稳定性,增强低速性能,并减少震动现象,发挥自身隔振作用,同时,机械设备的耐磨性能较为良好,相关管理人员与技术人员必须要制定完善的技术应用方案,提升变矩器传动装置的应用效果,达到预期的管理目的[2]。 3 大型风电系统概述 在应用液力传动装置之前,相关部门需要全面了解大型风电系统的实际情况,并对其进行有效的开发处理,以便于应用先进的调整技术。 第一,风电定义。对于风电而言,主要就是将风中的动力能源转换成为电能工程技术,或是将风力能源作为动力,对电机进行带动处理,以便于将风能转换成为电力能源,提升其工作质量[3]。 第二,风能特征分析。对于风能而言,主要就是在太阳辐射下流动形成,与其他能源相比较,存在较为良好的优势,主要因为其含量较多,比水能多十倍左右,并且分布较为广泛,属于可再生能源。当前,我国相关部门会将风能应用在发电系统中,可以提升其工作质量。在实际发展中,风能属于随机变化的现代能源,与风速、风向等产生直接联系,因此,电力企业可以将其应用在常规的发电中[4]。 第三,风力发电原理分析。对于风力发展而言,主要就是将风动能转换成为机械设备动能,然后将其转换成为电力能源,作为风力发电的主要渠道。对于风力发电工作而言,主要就是在实际发电的过程中,利用风力对风车的叶片进行带动,使其可以更好地旋转,以此提升增速机械设备的旋转速度,发挥现代化发电机的应用作用。对于风力发电而言,主要及时风力发电机组,相关工作人员需要对风轮、发电机与铁塔等进行处理,提升其运行质量,减少其中存在的运行问题。风轮部分,主要就是将风动能转换为机械动能,属于重要的部件,相关工作人员需要对螺旋桨等叶轮进行处理,提升发电机组的运行质量。由于风轮的转速较低,在实际运行中,会出现频繁的变化情况,导致出现转动不稳定的现象,因此,相关部门需要对其进行全面的处理,提升其工作质量。 4 液力变矩器在大型风电中的应用措施 在大型风电系统中,相关部门需要科学应用液力变矩器,提升大型风电系统的运行质量,优化其发展体系,增强液力传动装置的应用效果,达到预期的建设目的。具体措施包括以下几点。 第一,变速恒频设备。在应用变速恒频风力发电装置的时候,相关技术人员与管理人员必须要根据基础恒定数据信息等,获取与捕捉风能,科学调节电网的功率,并对其进行全面处理,除了可以提升电力系统动静性能之外,还能增强其运行稳定性,优化变速恒频设备的应用体系,达到预期的管理目的。技术人员必须要对变桨距进行全面的调整,提升其工作可靠性,科学开展功率调整工作。 第二,新型传动系统。相关工作人员在应用新型传动系统的时候,必须要及时发现变速恒频系统中存在的问题,并根据风轮转速的变化等,对其进行全面的处理,保证可以快速获取风能,保证可以提升叶尖速的调整效率,增强风机叶轮与发电机输入轴之间的配合效果,除了要保证转速恒定之外,还要对其输出频率进行全面的控制,保证与电网的频率相互一致,以此优化其运行体系。在应用此类系统的时候,相关技术人员需要全面分析闭环控制系统,保证液力传动的效率符合相关规定,提升大型风电系统的运行质量。在此期间值得注意的是:工作人员与技术人员需要对液力变矩器的转速进行调节,保证输出转速符合相关要求,逐渐提升机械传动的可靠性,通过完善的设计方式对其进行处理,增强大型风电系统的建设效果。 5 结语 在大型风电液力机械传动装置实际设计与应用的时候,相关工作人员需要制定完善的管理方案,科学分析其应用需求,创新工作方式,发挥现代化机械设备的应用作用,提升技术创新可靠性。 机械传动论文:机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用初探 摘 要:文章以液压机械传动控制系统的原理为出发点,分析归纳了液压机械传动控制系统所具有的优势和不足,并且通过理论与实际相结合的方式,对机械设计制造中,液压机械传动控制系统的应用方向进行了探索,供有关人员参考。 关键词:机械设计制造;液压机械传动控制系统;应用 引言 随着工业的发展,在机械设计制造过程中,液压机械传动控制系统的出现频率越来越高,这主要是因为该系统能够对能量进行精准的控制和传送,但通过调查可以发现,液压机械传动控制系统在应用的过程中仍旧存在部分问题,因此,这就需要工作人员通过对该系统进行更加深入探究的方式,将其在机械设计制造过程中所具有的功效进行最大发挥,促进我国机械行业的发展。 1 液压机械传动控制系统的原理 在液压机械传动控制系统中存在的液体压强一致,在该系统中所应用的活塞,可以根据自身能够承受的压力大小,选择相应压力对系统进行施加,通过保证系统平衡的方式,使液体能够始终处于静止的状态之下,也就是说,小活塞对应的压力值较小,而大活塞对应的压力值较大,并且经由液体所具有的传递性,将压力值进行变换。在对液压进行传动的过程中,需要相应的元件对其加以辅助,其中具有代表性的为动力、控制和执行元件,动力元件存在的意义在于能够对系统运行过程中所需的动力进行产生,例如通过对自身容量加以变化保证动力产生的容积液压泵。在选择所需液压泵时,工作人员不仅应当对其能量消耗的相关因素加以注意,还应当将其进行液压的效率列为重要的参考因素之一,保证液压泵能够与其所在的液压机械传动控制系统完美契合[1]。另外,液压马达也是比较具有代表性的动力元件,它的工作原理是通过对液压能量的转换,使其成为相应的机械能,进而实现对外做工的目的。由此可以看出,液压元件存在的意义在于,通过对系统压力大小和液体流动方向加以控制的方式,保证该系统能够与机械设计制造要求相满足。 2 液压机械传动控制系统所具有的优势 液压机械传动控制系统和传统的控制系统相比,在应用范围方面更为广泛,无论是常见的塑料加工,还是技术含量较高的钢铁冶金,该系统都能够将自身所具有的价值进行成分展示,保证制造效率和质量和提高。由于液压机械传动控制系统具有速度快、效率高等诸多优点,在应用其进行机械设计制造的过程中,能够保证传动功率的提高,并且通过和相关微电子技术进行配合的方式,实现在较小的空间范围中,对功率进行精准控制的目标,保证机械质量的提高[2]。当然,需要工作人员明确的是,随着科技的发展,不同行业和部门对该系统及相关技术所具有的要求也变得越发严格,因此,只有通过对系统的不断完善,才能使其更加高效的为机械设计制造进行服务。 3 液压机械传动控制系统所具有的不足 一方面,由于液压机械传动控制系统在工作过程中所应用的主要介质是矿物油,一旦出现漏油问题,不仅会对该系统的运行产生不利影响,甚至还会在一定程度上降低其在运行过程中所具有的稳定性,进而导致机械设计制造效率的下降,影响企业效益。另一方面,液体自身所具有的特性决定一旦其温度出现波动,就会对系统自身的运动特定产生相应影响,为了避免这一问题的发生,需要工作人员在应用液压机械传动控制系统进行机械设计制造时,始终保证矿物油温度处于合理范围内。另外,因为液压元件在运行时,较易产生金属粉末,这部分粉末会导致机械污染,进而产生故障,想要降低这一问题的出现几率,需要工作人员在对液压机械传动控制系统进行应用前,首先对其进行彻底的清扫,避免由于灰尘或其他杂质的存在,导致系统故障的发生[3]。另外,在机械设计制造的过程中,应用液压机械传动控制系统虽然已经取得了良好的效果,但仍旧存在问题有待解决,其中最主要的一点就是,现阶段我国所应用的液压机械传动控制系统,部分元件需要通过外国产品的辅助才能加以应用,这对于该系统在我国的高效应用是非常不利的,而且还会导致我国产品与国际标准间的差异,因此,目前相关人员最重要的工作内容就是,对液压机械传动控制系统的不足进行解决,通过提高我国所应用液压技术的整体水平,保证我国机械行业的飞速发展。 4 在机械设计制造中对液压机械传动控制系统进行应用的方向 我国在进行国防或经济建设的过程中,都需要对大型工程设备加以应用,而这部分设备大多安装了相应的液压机械传动控制系统。作为近几年新兴的控制系统,液压机械传动控制系统的作用在于,对大型工程设备在工作过程中所具有的需求进行高度满足,这是因为该类设备通常具有极其精确的效率要求,而液压机械传动控制系统能够通过对不同设备的集成化要求进行满足,保证设备与其所处施工条件、环境等需求相符合。另外,现阶段,在机械设计制造中所应用的液压机械传动控制系统已经逐渐呈现出了集成化的发展趋势,这从侧面证明了我国针对该系统所开展的研发工作的方向是正确的,也就是说,在未来的一段时间内,我国必然会研制出与机械设计制造需求高度符合的产品,保证其价值得以最大化的呈现。但需要工作人员注意的是,虽然液压机械传动控制系统的出现,在一定程度上促进了机械行业的发展,但这并不代表该系统已经处于一个科学、高效的工作状态下,现阶段,仍旧存在部分问题在液压机械传动控制系统发展的过程中对其加以阻碍,因此,想要保证该系统的高效应用,需要工作人员以机械行业的现状的基础,通过对该系统在机械设计制造中所体现出的优点和不足进行探究,保证对其现有的缺点加以解决,真正实现通过液压机械传动控制系统的出现,将我国机械行业的发展水平提升到一个全新高度的目标[4]。除此之外,工作人员还应当根据该系统所对应传动技术的优势,将其在工业生产的过程中加以推广的应用。通过对工业市场进行调查可以发现,液压工业在市场中所占销售份额相对较大,几乎占据机械工业总产值的3%,这一数字表明了在工业生产过程中,液压系统和技术存在的必然性,作为具有高传递率的技术,液压机械传动控制系统在结构构成方面与传统系统相比更为简单,因此,这就决定了该系统对功率的利用更加高效,而将液压技术和计算机进行结合,能够对传统技术无法保证对工业生产过程中所涉及的动力和运动参数进行准确控制这一问题进行解决,通过保证鞯菪率科学性的基础上,实现恒功率生产操作的可能性,达到提高工业生产的效率的效果。 5 结束语 综上所述,液压机械传动控制系统作为近几年新兴的技术之一,在机械设计制造过程中具有非常重要的作用,但现阶段仍旧存在急需工作人员加以解决的不足,因此,这就需要工作人员对该系统所对应液压技术进行发展,使其与微电子技术相结合,能够保证液压机械传动控制系统在机械设计制造过程中的有效应用,加快行业的进步。 机械传动论文:机械传动齿轮失效设计研究 [摘 要]在机械传动中,齿轮传动使用范围很广,可以用来传递任意两根轴之间的运动和动力,但是齿轮的失效速度也很快,最后导致设备的功能发挥不够充分,严重影响到煤矿企业的安全高效运行。本文通过对煤矿机械中各种齿轮的失效形式及原因的分析,不仅能够使得煤矿机械设备的功能发挥到极致,同时还能够对设备本身存在的一些缺点做了很好的补充,这样可以使得机械设备的使用寿命大幅度提高,对煤矿企业实现安全高效生产提供了有力保障。 [关键词]煤矿机械;机械传动;齿轮失效; 1、前言 当前,随着煤矿工业的机械化和自动化程度的不断提高,各种大型的采煤机、掘进机和提升机等大功率机械,功率达到了几千千瓦。功率的增大导致煤矿机械的输出扭矩随之增大,但是,煤矿机械的使用条件决定了齿轮的尺寸、模数等都要受到机械尺寸的限制因此,从提高煤矿机械的可靠性、安全性和机械的使用寿命出发,对其传动齿轮的设计和制造提出了更高的要求。在煤矿生产中机械设备又具有以下几个鲜明特点:第一,工作环境极其恶劣,机械设备时刻受到粉尘、水汽、有害气体等的危害;第二,正常工作情况下,条件苛刻,大部分的机械设备是处在负载大、振动强、摩擦厉害、介质腐蚀严重的高速环境下工作;第三,工作时间超长,许多机器都是不分昼夜的连续性工作;第四,因为环境恶劣,工况要求高,再者停机时间短,这样直接使得机械零部件得不到良好的润滑和维护。 这几年来,齿轮传动在煤矿机械中的使用更为广泛,但是齿轮的失效速度也很快,最后导致设备的功能发挥不够充分,严重影响到煤矿企业的安全高效运行。下面就齿轮传动的失效进行分析。 2、煤矿机械齿轮失效形式 随着煤矿机械化、现代化水平的提高,煤矿机械的功率日趋增大。为了提高煤矿机械的可靠性和使用寿命,对其传动齿轮必然要提出更高的要求。下面简要分析煤矿机械齿轮失效的几种形式: (1)表面疲劳 由于轮齿表面或表面下存在着裂纹生核,其特征是金属的移动和形成凹坑,并可使得凹坑合并或增大尺寸。 第一,齿面点蚀,轮齿在工作时,齿轮之间的接触为高副接触,轮齿表面会受到很大的接触应力。当出现齿面接触应力比允许应力大时,同时,齿面表层又处在多级载荷作用下,这使得齿面很容易出现裂纹,这些裂纹通常开始于轮齿节线附近,如图l所示,就可以清楚的看出。当接触应力对齿面继续发生作用,这种麻点形成应力的增高,轮齿表面逐渐出现表层金属的片状剥落,最终引起齿廓的破坏。 第二,疲劳剥损:对于机械设备而言,疲劳剥损是一种潜在的疲劳破坏,其特征是沿齿顶或顶棱从齿面上脱落下的颗粒或屑片较大。常见于硬齿面或表面淬火的齿轮,起源于齿面下的缺陷,或由于热处理造成过高的内应力。 (2)磨损 在煤矿机械设备的磨损中,其形式相对来说比较多,主要有以下几种形式:正常磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损(擦伤)、干涉磨损、腐蚀性磨损、胶合、疲劳磨损(点蚀)、烧伤等。下面就介绍其中几种在煤矿机械设备中经常能够遇到的磨损。 第一,正常磨损:这种磨损是由于齿面上的金属相互之间以一定的速率缓慢的损耗。这种磨损是在齿轮的设计寿命之内,不影响设备的正常使用情况,但是其磨损量不允许超过维修标准。 第二,破坏性磨损:它是齿面的损伤、齿廓的变化达到非常严重的程度,使运转的平稳性受到较严重的破坏,齿轮的寿命显著降低。 第三,干涉磨损:由于在设备的使用初期,对齿轮的安装不当,当轮齿不合理的或提前接触时,其大部分的应力都其中在主齿轮上,当随着设备的运行,对齿轮的破坏由轻到重,严重时主动轮齿齿根被掘起,而相配齿轮的齿顶严重地卷起,引起齿轮副的完全破坏。 (3)胶合 由于超负荷或使用润滑油不当,常因啮合区温度升高,在重载作用下轮齿接触面的油膜被挤破,使两轮齿的金属面直接接触并熔焊在一起,引起软齿部分接触面沿滑动方向被撕下而起沟。 3、齿轮失效原因分析 我国煤矿机械设备事故率高居不下,一直是困扰着煤矿生产安全,极大的阻碍了煤矿企业的发展。齿轮运转承载后,产生很大的接触应力;同时齿轮啮合时,产生很大的弯曲应力,由于曲率半径及根部形状因素等使得该处出现应力集中现象,同时这又会引起齿面的剪应力增大,齿面的相对滑动又使滑动前方受压后方受拉。除润滑不良、三体(磨粒)磨损、化学腐蚀外,一般地说,若轮齿承受的交变应力超过了材料的疲劳极限或强度极限应力,这样将会使得齿轮出现以上所介绍的失效形式,以下将分析造成这些失效形式的原因,其中主要表现在以下几个方面。 (1)设计方面 在煤矿机械设备的使用过程中,设备的实际工况和使用情况与齿轮的设计参数和技术要求结合不够紧密,针对性不够强,缺乏专项切实的科研和实验。有些标准、规范和测试方法、计算方法不统一、不先进。有些齿轮的材质设计选择不当,性能不好。表1所列对齿轮断齿、点蚀和剥落有影响的因素,可供齿轮优化设计时综合考虑。 (2)制造加工方面 制造加工方面存在缺陷,齿轮制造质量达不到标准和技术要求,甚至产品质量低劣。热处理质量不过关,淬火处理齿面硬度不均,产生淬火裂纹,积存较大内应力。加工精度不高,中、大模数齿轮加工常出现齿圈的径向跳动和齿形超差,齿面粗糙度不合格,这些都影响着齿轮的接触精度。直接影响着齿轮的承载能力和寿命。 (3)安装使用方面 在煤矿企业当中,普遍存在着一些问题,比如,安装技术规范不健全,在安装过程中基本上靠着工人的工作经验进行施工,同时测量仪器不完备,达不到齿轮安装技术要求和质量标准。甚至有的出现违章操作,使得机械设备处于超负荷运转状态,这样极大的损害了齿轮的使用寿命。 4、结语 综上所述,我国煤矿机械设备事故率高居不下,一直是困扰着煤矿生产安全,极大的阻碍了煤矿企业的发展,这是一个亟待解决的安全问题,传动齿轮作为机械设备中必不可少的一部分,它的设计水平、制造质量和使用管理水平直接关系着煤矿机械设备的可靠性和安全性,同时也影响到设备的使用年限。通过以上对煤矿机械中各种齿轮的失效形式及原因的分析,不仅能够使得煤矿机械设备的功能发挥到极致,同时还能够对设备本身存在的一些缺点做了很好的补充,这样可以使得机械设备的使用寿命大幅度提高,对煤矿企业实现安全高效生产提供了有力保障。 作者简介: 巢丽娜,内蒙古呼伦贝尔人,助理工程师,2002年毕业于湖北省工业设计学校,现供职于内蒙古易暖科技有限公司 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施 [摘 要]随着煤矿机械化、现代化水平的提高,煤矿机械的功率日趋增大。煤矿机械的齿轮大多为中、大模数(模数6~20ram),多为低速(6m/s以下)重载传动,由于两传动齿轮之间是高副接触,单位齿宽的载荷值很高(20kN/cm),因此要求齿轮材料相应的应力达到一定的值。近年来,我国煤矿机械齿轮的制造质量和使用管理水平得到不断提高,但是从现场运转状况看,存在使用寿命不够长等问题,与世界先进水平相比,尚有一定差距。 [关键词]煤矿机械;齿轮失效;原因;改进 在煤矿生产过程中使用的机械设备广泛采用了机械传动齿轮新技术,使得煤矿机械可以有效进行节能控制,实现高效利用、可靠生产。大型、特大型矿井提升机功率达几千千瓦,采煤机的功率增加了4~6倍,掘进机的功率增加了2~3倍。功率的增大导致机械的输出扭矩增大,使煤矿机械的元部件特别是传动齿轮的受力增大,由于受煤矿使用条件和机器尺寸的限制,传动齿轮的外形尺寸却没有多大变化。为了提高煤矿机械的可靠性和使用寿命,对传动齿轮必然要提出更高的要求。 一、煤矿机械传动齿轮传动原理 随着煤矿机械现代化水平的提高,煤矿机械的功率日趋增大,为了提高煤矿机械的可靠性和使用寿命,在煤矿生产过程中煤矿机械传动齿轮应进行科学控制,煤矿企业中使用的现在机械设备中的轴承传动结构需要适应复杂多变的井下工作需求,机械传动齿轮的应用有效提高了开采设备的使用效率,它良好的传动效能比,科学解决了机械能耗的问题,煤矿机械传动齿轮的优势是体积较小,重量减轻,传动比大,结构紧密,承载力高,提高工作效能,较少机械能耗。在我国的煤矿企业中广泛使用,在煤矿机械传动齿轮中由于工艺以及设计问题,机械传动齿轮受到一些局限,这就使煤矿机械中减速器的设计使用成了障碍。 二、煤矿机械齿轮失效形式和失效原因 齿轮运转承载后,齿面相互接触并沿齿高方向滚动和滑动,接触应力使齿面表层内相应产生很大的剪应力,齿面的相对滑动又使滑动前方受压应力,后方受拉应力,齿面又受着拉、压交变应力的作用。除润滑不良、三体(磨粒)磨损、化学腐蚀外,一般地说,若轮齿承受的交变应力超过了材料的疲劳极限或强度极限应力,就会造成上述各种形式的磨损失效。 三、提高齿轮使用的措施 在煤矿生产过程中会存在煤矿机械齿轮传动轮轴承承载过量的情况,对生产工作存在安全隐患,在矿井机械设计中需要着重考虑。利用现在科技与先进的工程机械设备进行煤矿机械齿轮传动轮轴承的有效科学设计可以提高机械设备的使用寿命。在井下开采中煤矿机械齿轮传动轮轴承需采用合理安装以达到提高对煤矿机械齿轮传动轮轴承使用寿命的效果。加强使用管理注意观察噪声、温升是否正常、润滑油的使用是否合理等,可以有效提高齿轮使用寿命。高效生产是安全保障的第一标准,煤矿生产中的能耗大多集中在齿轮传动设备中,齿轮传动中应用新技术进行电机齿轮调速可以有效地提升工作效率,减少能源消耗。 1、煤矿机械齿轮的高效技术 煤矿机械齿轮的高效生产是节能的第一标准,煤矿生产中的能耗大多集中在电机设备中,采取煤矿机械齿轮电机功的变频控制可以有效促进高效生产。煤矿机械齿轮的使用中最重要的是应用先进的节能设备进行科学管理,在煤矿机械齿轮传动过程中,齿轮得到了广泛的应用,齿轮中应用数字技术进行交流电机调速可以有效地提升工作效率,减少能源消耗。在煤矿生产过程中使齿轮的机械设备广泛采用可以有效进行节能控制,实现高效利用、可靠生产。 2、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的应用 齿轮传动轮轴承采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径。由于在煤矿生产过程中需要消耗大量的电力资源对机械设备进行科学控制,煤矿生产中的能耗大多集中在电机设备中,采取煤矿机械齿轮传动控制可以有效解决电机的高消耗低效益的问题,实现能源的高效利用。在这个过程中最重要的是应用先进的节能设备进行科学管理,在生产控制过程中,煤矿机械齿轮传动得到了广泛的应用。 3、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的结构 用轮内孔充当轴承滚子的外圈滚道,为保证多排圆柱滚子有良好的润滑,采用在轮齿根处钻几个直通排与排之间小孔和在挡环圆周上开设润滑油孔的方法。煤矿机械齿轮存在阻力较大、单位运输量较少,但是功率消耗大,牵引电机运输过程存在运输间断、生产消耗较大的问题,煤矿开采运输系统应延用煤矿机械齿轮以此减少电能消耗。为减少煤矿机械齿轮损耗,首先需要画出电气设计图以及继电器柜的布局,这样才可以安装调试,方便修改控制。但是使用煤矿机械齿轮,润滑油能顺畅地进入密集的圆柱滚子间。煤矿机械轮内圈与轴均充当了轴承滚道,这样就对轮和轴除要求有高的加工质量外,还要有很高的热处理硬度。 4、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的确定 煤矿机械的短圆柱滚子的型号、直径和长度等参数可在轴承样本上选取。煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量选择模型要具有估计归纳的最小错误,并且重新设定模型在煤矿机械的设计中体现。煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的典型选择中使用k=10。虽然每次拥有的是数据1/k(比以前的数据少很多),但计算还是比较贵的相对于不运用交义验证,因此需要训练每一个模型k次。然而k=10是通常的选择,在真正的问题研究中数据往往是缺乏的,有时我们会用一种极端的选择k=m,目的是每一次尽可能的避免无数据状态。计算结果取整数部分,舍去的小数部分在0.2左右,如不符合,可修正轴承孔内径。 5、煤矿机械齿轮的自润滑轴承的应用 煤矿机械齿轮的滑动轴承有抗冲击、振动性好、定心精度高、径向尺寸较小等优点。滑动轴承的摩擦损耗大,煤矿机械齿轮对轴承材料的减摩耐磨性能要求较高,维护比较复杂,煤矿机械齿轮受国内材料业发展水平的制约。滑动轴承主要的失效形式为磨损,防止失效的关键在于能否保证轴颈和轴瓦间形成一层边界油膜。煤矿机械齿轮的自润滑轴承可以任意改变功能性间隔而不用真正改变任何有意义的东西。当压强P较小时,即使P与pv都在许用范围内,也可能因滑动速度v过大而加剧磨损。采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径。机械齿轮直接影响机械设备的使用性能,承受外部载荷,仅有周向压缩应力把主轴受力传递给承力元件,机械内部没有支环,在大型矿井中,煤炭机械设备工作量大,保证安全生产,机械齿轮的工作构件、受力情况等均与所装配的工作元件有关。 6、正确安装运行方面 实践表明,减速器齿轮副的安装精度,对齿轮的承载能力,磨损和使用寿命影响很大。无论是新安装、更换或检修安装,都应按照安装技术规范和标准进行,特别是齿轮轴心线的水平度、平行度、中心距、轴承间隙、齿轮侧隙、顶隙、接触区域或轴向窜动量等,必须达到质量标准和技术要求。新齿轮在投运前,应进行充分的跑合。 结语 我国煤矿机械设备事故率多的现状一直困扰着煤炭生产和运输,是一个亟待解决的重要问题,其中机械齿轮的失效是造成煤矿机械设备不能正常运行的主要原因。因此,对各种齿轮的失效形式及原因的分析和讨论,对改进煤矿机械设备事故率多的现状有非常重要的现实意义。 机械传动论文:试论机械设计制造中的液压机械传动控制系统 摘要:随着我国机械制造水平的不断发展,制造了大量功率和容量要求较高的计算设备,其中液压机械传动控制系统是一种新型传动技术,其已广泛应用于机械设计制造等领域,液压机械传动控制系统对机械设计制造水平起到关键性作用。这种传动控制系统主要采用液体作为介质进行相关传动控制,可有效提高机械的工作效率和能源利用率。因此本文主要对液压机械传动控制系统的优缺点进行阐述,并分析了该系统的实际应用情况和存在的问题。 关键词:机械设计制造;液压传动控制系统;应用 液压机械传动控制系统是一种流体传动与控制技术有效结合的先进技术,其主要包括动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件[1]。该系统采用液体作为能量传动以及控制的有效介质,并由元件回路控制对能量进行传递。目前该系统已在诸多领域得到广泛应用,特别是机械设计制造领域已离不开液压机械传动控制系统的大量使用,其也促使机械设计制造领域的不断发展,因此研究液压机械传动控制系统在机械设计制造中的实际应用情况意义重大。 一、液压机械传动控制系统的优缺点 1.液压机械传动控制系统的优点 液压机械传动控制系统的优点可以归纳为以下4点:首先是功率高,液压机械传动控制系统主要由动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件等组成。与传统的液压传动和机械传动相比,这种系统的液压机械传动功率相对较大,同时这种系统引入了微电子技术,使得该系统的功能集成化程度高,可在较小空间内达到功率有效控制。其次是小型化,这是由于液压机械传动控制系统的各元件高度集成化的特点,使得该系统小型化、轻质化发展。同时由于系统内部各元件的相互协作性较好,也使得该系统可操作程度高,可针对不同的工作要求进行有效的液压机械传动。接下来是稳定性好。这种液压机械传动控制系统实际应用可将机械工作过程中产生的热量通过液压油流动传递,可有效降低系统温度,避免系统局部过热的情况,进而保证机械的使用稳定性。同时由于上述原因,该系统也可用于低速重载条件的液压机械传动。最后是自动换挡功能,为了使得操作人员根据相关要求对机械进行简便灵活操作,提高机械工作效率,可使用这种液压机械传动系统。该系统具有自动换挡功能,可根据实际工作条件和机械运行要求的不同进行有效的挡位自动调节,方便操作人员进行工作装置的操作,不要考虑挡位操作的问题,可降低机械工作中的操作失误概率,进而实现整体机械的工作效率。 2.液压机械传动控制系统的缺点 液压机械传动控制系统的缺点主要包括以下5个方面:首先是液压系统漏油问题,这是液压机械传动控制系统的重要缺点之一,其严重影响整个传动控制系统的稳定性和正确性。这种液压系统漏油问题使得液压机械传动的传动比率波动性大,达不到相关液压机械传动控制要求,严重影响液压传动系统的稳定运行和传动控制的正确性,该缺点也会对整个机械工作状态造成不利效果,使得机械工作效率低,同时由于这种原因,该系统不适宜长距离传动。其次是温度变化问题,通常系统内的温度变化会直接影响到系统的运动特性。这种液压机械运动控制系统对温度要求较高,当系统温度升高时,系统内的液体粘度发生变化,使得系统的运动特性也随之改变,进而影响机械的工作稳定性。因此该系统运行过程中应对温度变化进行重点监控,防止机械运行因温度变化造成的偏差问题。再次是故障的检查和排除难度大,液压机械传动控制系统的故障检查和排除工作量和难度较大。该系统正常运行时,液压元件运行产生的金属粉末容易引起机械设备故障问题,而系统外的粉尘的大量附着到机器设备上,也会对系统的运行稳定性造成严重影响。对于系统而言,这些金属粉末和粉尘通常是不可避免,其也增加了故障的检查和排除工作量和难度。最后是清扫工作,实际运行时,液压机械运动控制系统容易由于一些外界因素干扰,使得系统的稳定性和运行结果得不到保障,因此需要在系统实际运行前进行全面的清扫工作,尽可能的避免外界因素对系统的干扰。 二、液压机械传动控制系统在机械设计及制造中的具体应用 1.液压机械传动控制系统的应用特点 根据液压机械传动控制系统的高度集成化特点,其可有效满足不同行业对机械设计及制造的规模、功率、精度和工作效率的严格要求。而小型化、轻质化的特点也使得该系统可应用在不同施工环境和施工条件。在机械设计和制造领域,液压机械运动控制系统可以根据自身特点有效弥补传统传动系统的不足,同时该系统的大量应用可降低机械设计和制造的难度,提高机械制造精度和缩短制造周期。液压机械传动控制系统将自动化控制技术实际应用到机械设计和制造领域,其可加快机械设计和制造的自动化进程,同时自动化也是未来机械设计和制造的研究开发的重要方向[2]。这种应用可有效控制产品质量以及提高生产效率,实际满足机械产品的行业需求。目前液压机械传动控制系统也广泛应用在国防、农业、冶金和煤矿等众多行业。 2.液压传动无级变速器 机械设计制造中,可采用液压机械传动控制系统来实现对其速度的有效控制,也就是无级变速技术。一般而言,该液压系统正常运行需要使用变量泵以及定量马达。当系统工作时,通过发动机将动力分离,其中一部分顺着离合器传送给行星架,而另一部分则是经过液压系统到达太阳轮,这两部分动力通过差动轮系部分进行有效合成后,再通过差动轮系的齿圈对外输出。通常实际机械工作前需要断开离合器C1,同时闭合C2,使得发动机的全部动力进入液压系统,从而保证机械的正常启动。而机械实际工作时,离合器C1闭合而C2断开,采用控制系统将液压马达的转速降至0,此时发动机的所有动力通过机械系统进行有效传递,其可提高机械工作过程中的动力传递效率,并对系统马达转动方向进行合理调整,进而调节机械工作的输出速度,保证系统在不同速度下的正常运行,进而实现这个机械系统的无级变速。目前这个液压传动无级变速器已实际应用在装载机和推土机上,该装置运行效果良好,可大量应用在工程机械领域。 3.纯水液压机械传动控制系统 目前机械制造业领域中,纯水液压机械传动控制系统是液压传动技术的重要发展方向之一,该系统是科技进步和环境保护的结合产物,其是一种新型的液压传动技术,其采用纯水作为能量传动以及控制的有效介质,这是该系统的最大特点。与液压油相比,纯水价格便宜、制备简单以及来源广泛,可有效降低企业的运营成本,从而提升企业的经济效益。冶金、煤矿等特殊行业,对液压机械传动控制系统要求较高,常规的液压油泄漏容易引起火灾,这严重威胁着企业的安全运营,而纯水具有良好的阻燃性,可防止液压机械传动控制系统液压油泄漏引发的安全问题。与矿物型的液压油相比,纯水的压缩系数较低,使得纯水的压缩损失相对较少。同时常规液压机械传动控制系统的液压油泄漏问题,会对水体和土壤造成严重的污染,这也制约着冶金、煤矿等行业绿色化、可持续化发展,而采用纯水液压机械传动控制系统,其可造成的环境污染程度较低。 目前纯水液压机械传动控制系统已在一些行业得到实际应用,该系统污染小、成本低等特点符合我国相关行业环境保护要求,其也是常规液压机械传动控制系统的代替技术,因此纯水液压机械传动控制系统作为机械制造业领域中的热点研究对象,该系统的研究开发以及实际应用前景广阔。 三、液压机械传动控制系统实际应用存在的问题 液压机械传动控制系统采用的技术成熟度的不断提高,也促使着该系统在诸多领域得到广泛的应用,尤其是在机械设计制造领域,其不仅可以降低人工劳动强度,同时也可有效控制相应的企业运行成本。但是当前系统的实际应用还存在一些问题,其中较为突出的问题是当前我国液压机械传动控制系统使用的各种元件基本需从国外进口,如动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件等[3]。与发达国际相比,我国制造的元件在强度和精度方面均较为落后,而系统正常运行时,系统需要这些元件的相互协作才能完成相关工作,因此这些元件的质量严重影响着整个液压机械传动控制系统的完善性和功能性。如这些元件的质量达不到相关要求,可能造成系统运行的不稳定和低功能性。因此为了实现液压机械传动控制系统在各领域的大规模应用,需要对液压机械传动控制系统的各种元件实现国产化,并通过国外技术引进和自主创新,保证相关元件的强度和精度达到系统要求,有效提升相关元件的功能性和适应性,优化和改善液压机械运动控制技术,实现液压机械运动控制系统运行的稳定性,从而带动机械设计制造领域和相关领域的深入发展。 四、结语 通过本文对液压机械传动控制系统优缺点的阐述,以及该系统的实际应用情况和存在的问题的分析来看。液压机械传动控制系统作为一种新型的液压传动技术,其可有效的提高机械的工作效率和能源利用率,保证机械工作质量以及实现企业经济效益的有效提升。目前该系统已在诸多领域得到广泛应用,但是应用过程中仍存在一些问题,随着液压传动技术的不断完善以及这些问题的及时处理,液压机械传动控制系统应用前景将会更加广阔。 机械传动论文:大型养路机械传动轴检修周期探讨 【摘 要】通过研究各因素所占故障率百分比,选取影响最大的因素,提出各车型传动轴检修参考依据,为大型养路机械传动轴检修周期的确定提供一定的参考意见。对大型养路机械各车型传动轴进行了磁粉探伤和动平衡试验,考虑各传动轴安装部位、运行公里数、全年作业公里数、发动机运转小时、使用年限等因素,对其进行了系统分析,提出大型养路机械传动轴检修周期参考因素指标,进而提高大型养路机械行车安全。 【关键词 大型养路机械 传动轴 检修周期 因素指标 安全 1 概述 传动轴是大型养路机械动力传动系统的重要组成部分之一,其由两端的万向节及中间轴组成,万向节由连接盘、十字轴、轴承和叉形头等组成。传动轴在大型养路机械运行和作业中长期处在高速、重载工况下工作,承受着各种复杂的交变载荷和冲击,当应力集中部位不堪长期负荷,可能形成疲劳裂纹,扩展造成传动轴损坏[1]。传动轴损伤形式主要有裂损和变形[3]。造成传动轴裂损的主要原因有:连接焊缝处因焊接热应力产生裂纹;花键轴、花键套的材质不良引起传动轴折断;所受扭矩过大;安装位置不合适;不平衡量过大。造成传动轴变形的主要原因是由于传动轴自身重力作用,加上制作缺陷导致质量不均匀,质心偏离轴线产生的离心惯性力引发传动轴弯曲振动的干扰力与转速呈二次方关系,随着传动轴转速增加急剧上升,加速传动轴的损坏[2],影响机械行车安全。大型养路机械车型不同其传动轴数量和安装位置也不尽相同,部分传动轴安装位置比较隐蔽,日常检查保养中检修人员由于安装位置区域受限,往往简化传动轴的检查,容易造成安全隐患,引发行车事故。传统大型养路机械各传动轴检测周期根据施工间隙期每年冬检进行磁粉探伤和动平衡试验,而忽略机械运行公里数、作业公里数、受力大小等因素对传动轴的影响[4]。本文结合各传动轴受力大小、大机运行公里数、全年作业公里数、发动机运转小时、使用年限等因素对全断面道碴清筛机、捣固车、连续走行捣固车、连续走行捣固稳定车、道岔捣固车、轨道动力稳定车等大型养路机械传动轴检修周期进行了全面系统的分析。通过研究各因素所占故障率百分比,选取影响最大的因素,提出各车型传动轴检修参考依据,为大型养路机械传动轴检修周期的确定提供一定的参考意见。 2 检测车型及方法 2.1 检测车型 本次检测大型养路机械共有77台,全断面道碴清筛机12台、步进式捣固车12台、连续走行捣固车20台、连续走行捣固稳定车2台、道岔捣固车8台、轨道动力稳定车12台。 大型养路机械车型传动轴安装位置:全断面道碴清筛机发动机-分动箱共2根;步进式捣固车ZF-分动箱、发动机-ZF、减速箱-ZF、分动箱-过桥轴、过桥-Ⅰ轴齿轮箱、分动箱-Ⅱ轴齿轮箱共6根;连续走行捣固车ZF-分动箱、发动机-ZF、减速箱-ZF、分动箱-过桥轴、过桥-Ⅰ轴齿轮箱、分动箱-Ⅱ轴齿轮箱、发动机-走行泵共7根;连续走行捣固稳定车ZF-分动箱、振动马达-稳定装置、分动箱-过桥轴、过桥-Ⅰ轴齿轮箱、分动箱-Ⅱ轴齿轮箱、稳定装置之间、泵驱动齿轮箱-ZF、发动机-走行泵共8根;道岔捣固车ZF-分动箱、发动机-ZF、减速箱-ZF、分动箱-过桥轴、过桥-Ⅰ轴齿轮箱、分动箱-Ⅱ轴齿轮箱共6根;轨道动力稳定车ZF-分动箱、发动机-ZF、振动马达-稳定装置、分动箱-过桥轴、过桥-Ⅰ轴齿轮箱、分动箱-Ⅱ轴齿轮箱、走行马达-分动箱、稳定装置之间共8根。 2.2 检测方法和依据 (1)传动轴检修过程中主要进行磁粉探伤和动平衡试验。磁粉检测是利用工件被磁化后,由于不连续存在,使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,在合适的光照下形成目视可见的磁痕,从而显示出不连续的位置、大小、形状和严重程度。磁粉探伤检测标准依据GB/T15822.1-2005《磁粉探伤方法》、TB/T2047-2005《铁路磁粉探伤用磁粉供货技术条件》、JB/T8290-98《磁粉探伤机》及EQTFL/TS-02-2011《磁粉探伤工艺守则》;探伤仪型号:TCL-1型交流磁粉探伤仪。 (2)传动轴动平衡试验是利用平衡机测出的数据对转子的不平衡量进行校正,改善转子相对于轴线的质量分布,使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减少到允许的范围之内。传动轴动平衡检测不合格时用去材料方法和调整重心的方法及调整垫片的方法来达到动平衡的标准,但每端平衡片数量不得多于3片。试验检测标准参照JB/T8925-2008《滚动轴承汽车万向节十字轴总成 技术条件》,在转速为3000r/min时,万向轴长度不平衡量不大于表2.2.1所列数值。 2.3检修要求 探伤花键轴、花键套、万向节叉、十字轴及连接焊缝不应有裂纹;花键轴、套上花键部分径向圆跳动不得大于0.15mm,其他部分径向圆跳动应不大于1mm;花键轴、套配合侧隙不大于0.3mm;万向节叉两轴承孔轴线与传动轴轴线垂直度误差直径不得大于0.3mm[3]。 3 检测结果与分析 3.1 检测结果 试验检测传动轴共407根,其中有64根传动轴探伤、动平衡检测结果不合格,约占总数的15.7%,其中有16根传动轴在质保期内。现对这些传动轴进行统计分析。检测结果如表3.1.1所示。 3.2 检测结果分析 3.2.1 传动轴安装位置不同各车型传动轴故障率统计 ,故障率统计结果如表3.2.1所示: 由表3.2.1可以看出,步进式捣固车、连续走行捣固车、道岔捣固车、轨道动力稳定车四种车型故障率最高的传动轴位置均为“ZF-分动箱”,此处传动轴长期承受交变载荷和大扭矩,导致裂纹产生机率高且发展速度快;连续走行捣固稳定车车型“ZF-分动箱”、“分动箱-过桥轴”、“过桥-Ⅰ轴齿轮箱”、“分动箱-Ⅱ轴齿轮箱”四个位置的传动轴故障率较高。 3.2.2 同一种车型不同传动轴各因素分析 数值的计算采取平均值计算大小,方差计算波动大小得知。 (1) 全断面道碴清筛机结合运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间、使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,结果如图2.2.1所示。 由图2.2.1分析得知:全断面道碴清筛机使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数1600km;②作业公里数20km;③发动机运转时间2100h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强发动机-分动箱部位传动轴的检测,主要检测部位有花键十字叉处、键套法兰盘根部和花键法兰盘根部等。 (2) 步进式捣固车结合运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间以及使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,结果2.2.2所示。 由图2.2.2分析得知:捣固车使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数6200km;②作业公里数100km;③发动机运转时间2400h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强ZF-分动箱、分动箱-过桥轴和过桥-Ⅰ轴部位传动轴检测,主要检测部位有花键十字叉处、键套法兰盘根部、花键法兰盘根部、主体和轴体焊接部位等。 (3) 连续走行捣固车结合运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间以及使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,结果如图2.2.3所示。 由图2.2.3分析得知:连续走行捣固车使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数5500km;②作业公里数250km;③发动机运转时间2200h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强ZF-分动箱、发动机-ZF、减速箱-ZF和分动箱-Ⅱ轴部位传动轴检测,主要检测部位有花键十字叉处、键套法兰盘根部、花键法兰盘根部、主体和轴体焊接部位、主体和十字叉头焊接部位等。 (4) 道岔捣固车结合运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间以及使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,结果如图2.2.4所示。 由图2.2.4分析得知:道岔捣固车使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数5000km;②作业数300组;③发动机运转时间900h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强ZF-分动箱、发动机-ZF、减速箱-ZF、分动箱-Ⅱ轴和分动箱-过桥轴部位传动轴检测,主要检测部位有花键十字叉处、键套法兰盘根部、花键法兰盘根部、主体和十字叉头焊接部位等。 (5) 连续走行稳定捣固车根据运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间以及使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,结果如图2.2.5所示。 由图2.2.5分析得知:连续走行稳定捣固车使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数3900km;②作业公里数150km;③发动机运转时间950h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强ZF-分动箱、振动马达-稳定装置、过桥-Ⅰ轴、分动箱-Ⅱ轴和分动箱-过桥轴部位传动轴检测,主要检测部位有键套法兰盘根部、花键法兰盘根部等。 (6)轨道动力稳定车根据运行公里数、全年作业公里数、发动机运转时间以及使用年限等因素,综合分析故障率形成原因,按照方差和平均数计算得知:轨道动力稳定车使用条件建议达到以下条件之一时,①运行公里数4500km;②作业公里数2000km;③发动机运转时间3100h;④大机使用周期达到1年时,应重点加强ZF-分动箱、发动机-ZF、振动马达-稳定装置、分动箱-过桥轴、分动箱-Ⅱ轴、走行马达-分动箱和稳定装置之间部位传动轴检测,主要检测部位有十字叉处、键套法兰盘根部、花键法兰盘根部和键套主体等。 4 结语 通过对大型养路机械各车型传动轴故障率分析,传动轴表面裂纹大多数表现形式为疲劳裂纹,建议从运行公里数、作业公里数、发动机运转时间和使用年限四方面考虑传动轴检修周期,为其他大型养路机械使用单位传动轴检修保养提供了一定的借鉴经验和数据支持。 作者简介:贾文(1986―),男,天津人,安监员,工程师,研究方向:大型养路机械安全管理。 机械传动论文:浅论风力发电液力机械传动装置的特点及设计 摘要:风力发电是目前的主要发电方式之一,并且在很多方面都得到了一个理想的结果。现阶段的主要工作在于,对风力发电机的各项装置和配件进行系统的研究,为日后的优化提供参考。从客观的角度来说,风力发电液力机械传动装置对发电具有很大的影响,通过分析此项装置的特点和设计,能够对未来的相关工作产生很大的积极影响。 关键词:风力发电;机械;传动;设计 风力发电液力机械传动装置在整个机械设备当中,占有非常重要的地位,并且会对后续工作产生很大的影响。由于很多的能源都面临枯竭的危险,利用可再生能源发电,是最好的选择。风力发电液力机械传动装置在设计的时候,不仅要结合当地的风力情况和后续的发电情况,同时还要与其他相关的机械设备、配件进行配套,达到一个理想的效果。本文主要对风力发电液力机械传动装置的特点和设计进行一定的阐述。 1.风力发电液力机械传动装置的特点 随着科技的不断进步,风力发电机获得了很大的进步,无论是在发电方面,还是在内部的结构当中,都有较大的进步,从客观的角度来说,风力发电液力机械传动装置的出现,比原来的机械设备更有优势,并且在应用的时候,具有很强的适应性。该传动装置由主增速器、行星排和导叶可调式双涡轮液力变矩器组成: 按照图1设计出的风力发电液力机械传动装置,不仅能够采用普通同步发电机,同时还具有很多的特点,在运行的时候,也表现出了较高的水准:第一,变阻器的传动功率与其标志性几何尺寸成正比。在实际运行当中,即便是在传递大功率的时候,仍然具有体系小、重量轻、成本低优势。目前的电力需求正在不断的增大,相应的成本也有所增加,而新研究出的风力发电液力机械传动装置却能够在保持较低成本的情况下,还拥有体积小、重量轻的特点,是非常难得的。第二,变阻器的各个工作论之间有毫米的间隙,对油污不敏感,可在较恶劣的环境下持续工作。由于风力发电机需要长久运作,过去应用的装置每隔一段时间就要大修或者更换,但是全新的风力发电液力机械传动装置,不仅可以在较为恶劣的环境中工作,同时寿命较长,充分符合目前的社会需求。第三,变阻器的泵轮输入和涡轮输出通过流体传递,属于柔性传动的方式,具有减轻振动、冲击的能力,可以大大延长机械传动如齿轮箱等的寿命。此项特点,是风力发电液力机械传动装置的一个很大的优势,细小部件由于自身比较脆弱,同时在运动的过程中,多数情况处于硬性传动状态,因此寿命不长,经常需要更换。新的传动方式,能够大大减少原来的摩擦或者卡住等情况,提高部件的寿命。 2.风力发电液力机械传动装置的设计 2.1.行星排的结构参数 和 在设计风力发电液力机械传动装置的时候,首先要确定的就是各项参数,任何一项参数并不是随意的参照一些数据来决定,而是通过公式的推导计算,同时结合实际的工作情况来确定的。根据目前的设计情况来看,液力机械装置的主要参数有行星排的结构参数 和 、而风力机到行星排的主传动比为 ,还有循环圆直径D等等,液力变矩器涡轮输出转速为: 。从以上的公式来看,当行星排的结构参数 会影响变阻器工作的转速比范围,如果 变小,那么变阻器工作的转速范围也会不断的缩小。因此,在日后的工作当中,应该尽量缩小 ,这样变阻器才会高效率的工作。 2.2.其他方面 对于风力发电液力机械传动装置来说,很多的方面都会对总体的设计工作产生很大的影响。在日后的设计当中,本文认为应该按照以下几个方面来设计:首先,要控制好风力发电液力机械传动装置的效率问题,经过大量的实践和研究,如果风力机的功率有所下降,效率也会随之而下降,所以关键在于控制风力机的功率;其次,在变阻器的选择上,应该尽量选择双涡轮液力变阻器这样的高效配备,充分解决转速低等问题,避免风力发电液力机械传动装置在运作的时候,影响发电效果。第三,要将每一个部分的工作合力匹配,同时让风力机、行星排以及变阻器合理工作,互相之间不要产生冲突,尽量形成一种良性的运作方式,提高工作水平。而具体工作,还是需要结合转速、功率等等。 3.总结 本文对风力发电液力机械传动装置的特点和设计进行了一定的讨论,从现有的情况来看,设计效果还是非常显著的,并且对原有的问题进行了有效的解决。下一步的工作在于,通过目前打下的坚实基础,进一步优化工作方式,长期采用单一的运行方式,对装置会产生一定的负面影响,相信在日后的工作当中,风力发电液力机械传动装置一定会拥有更好的成绩。 机械传动论文:机械传动方案的设计与计算 摘要:在机械设备中,传动装置的主要作用是用来将一根轴的旋转运动传递给另外一根轴,并且可以对这个轴的转动速度、转动方向进行调整。机械传动系统是机器设备的重要组成部分,机械传动方案设计的好坏会对机械的性能、质量以及制造成本等方面造成非常大的影响。基于此本文对机械传动方案的设计和计算进行探讨。 关键词:机械传动方案;设计;计算 机械传动方案的设计是一个比较复杂的工作,为了可以更好的完成这项任务,首先需要对传动机构的运动特点、性能特点、工作特点、适合场合进行详细全面的了解,其次设计人员要具有比较丰富的设计经验和设计知识。在机械传动方案的设计过程中,最重要的一个环节是拟定机械传动方案和计算,传动方法设计的合理与否直接影响到机械的成本、性能和质量。因此,要认真对等机械传动方案的设计和计算工作。 1. 选择传动类型 在选择传动类型的过程中,可以有非常多的类型进行选择,一般情况下,传动机构选择的不同,得到的传动方案也是不同的,所以,只有选择了传动类型,才利用得到一个比较科学合理的传动方案。在选取传动类型的过程中,主要以运动性能的良好、效率高、质量小、外形尺寸小、符合生产条件等性能指标为选择依据,主要遵循下面几个原则:(1)当原动机的运动形式、转速、功率和执行系统的工况一致时,可以使用联轴器把执行机构的输入轴和原动机的输出轴连接起来。这种联结机构具有传动效率高、联结结构简单等方面的优势。不过如果执行机构的输入轴和原动机的输出轴不在同一条轴线上时,就需要使用等传动比的传动机构。(2)如果原动机的输出规律符合执行机构的要求,但是原动机的转矩、运动形式和转速不能满足执行机构的要求,这时就需要使用可以对运动形式进行转化或者可以变速的传动机构。(3)当对速度要求不高,使用中小功率进行传动,如果对传动要求比较高,可以使用多级齿轮传动、单级蜗杆传动、带-齿轮-链传动、带-齿轮传动的传动方案进行比较选择,选取出综合性能最优的方案。(4)传动功率大、转速高时,要选择转动平稳、承载力高、效率高的传动类型(5)尽量使用结构简单的单级动装置,如果传动比较大时,可以选择结构比较紧凑的行星齿轮传动和蜗杆传动进行,如果中心距比较大,可以使用链传动和带传动。(6)如果作业环境比较不好,有比较多的粉尘,要尽可能选择闭式传动的方法进行传动,以达到延长零件寿命的目的。(7)在进行小批量、单间生产的传动时,为了节省资金的投入,减少制造时间,要尽可能使用标准传动装置。(8)在执行机构的变化量非常大甚至超出负荷时或者载荷变化非常频繁时,可以使用有过载保护装置的传动类型,从而确保设备运转的安全。 2. 设计传动方案 2.1. 选取传动路线 在对传动路线进行选取时,可以根据东西和运动的传动路线进行选取,一般情况下,传动路线可以分为下面四种情况:(1)分路传动。在系统只有一个原动机,却有几个执行机构的时候,可以使用分路传动的传动路线;(2)单路传动。单路传动的传动结构比较简单,不过传动机构的数量非常的多,传动系统的效率也不高,所以要尽可能的降低机构的数量。在系统中只有一个原动机和一个执行机构的时候,可以使用这个传动路线;(3)复合传动。复合传动指的时几个传动路线的组合,在选择传动路线时,要根据执行机构的和求、执行机构的提醒来进行决定,要严格按照传动准确度高、传动结构简单、传动结构效率高、传动结构成本低、传动结构传动链短等原则来构建传动系统;(4)多路联合传动。在系统需要几个运动,而且每个运动的传递功率都比较高,单执行机构只有一个时,可以使用多路联合传动路线。 2.2. 对机构的顺序进行布置 在对机构的顺序进行布置的过程中,要考虑下面几个方法:(1)提升传动系统的工作效率。蜗杆涡轮机构传动虽然平稳,不过效率偏低,通常使用与中、小功率间隙的运动场合,在对于使用铜锡为涡轮材料的蜗杆传动,为了提高承载力和传动效率,促进润滑油膜的形成,要在高速级对其进行布置。(2)机械运转时振动小、运转平稳原则。通常把动载荷低、传动平稳的机构放到高速级,比如带传动可以对吸振进行缓冲,传动也比较的平稳,而且可以进行过载保护,所以一般会将其布置在高速级;而链传动会出现运转有冲击、不均匀的情况,可以在低速级对其进行布置,再比如和直齿轮相比,斜齿轮在传动过程中,平稳性更好,所以斜齿轮经常会应用于对平稳度要求比较高或者高速级的场合。(3)承载力高、使用时间长。因为开式齿轮的工作环境非常的不好、润滑条件也不好,磨损相对来说更加严重,使用时间不长,通常将其布置在低速级,为了防止齿面出现严重磨损或者胶合的情况,要在低速机布置铸铁或者青铜铝铁作为蜗轮材料的蜗杆传动,从而使得齿面滑动速度变低。(4)要易于加工、结构紧凑简单。带传动布置在高速级除了要求传动平稳外,还要求传动装置的尺寸要尽可能的小。为了使结构紧凑,通常会使用可以改变形式的机构布置到传动系统的最后一级,常见的有连杆机构、螺旋传功、凸轮机构等。对于大模数、大尺寸的圆锥齿轮来说,加工非常的困难,为了使模数和直径减少,一般将其放置到高速级,并对其传动比进行限制。 3. 计算传动系统动力参数 在对动力系统进行计算的过程中,各轴的转矩和功率是两个主要的计算方面:(1)传动系统的总效率。常用的单路系统总效率是各个部分效率的乘积。即n总=n1*n2…n.其中n为各个轴承、各个联轴器、各个传动机构的效率。(2)在传动系统中,在计算各个零件的工作能力时,要利用输入功率来对功率进行计算。 4. 结语 总而言之,机械传动方案的设计是一个非常复杂的工作,方案设计的好坏直接影响到了机械的性能、质量、成本等。在方案设计的过程中,要严格按照规定标准进行设计,选取正确的传动类型、传动路线。同时还要对传动机构的顺序进行合理的布置。传动方案的设计人员除了需要具有丰富的设计知识和设计经验外,在设计过程中要抱着严谨的设计态度来进行传动方案的设计工作。
电气自动化技术分析篇1 技术的过程中,应当首先开展优化设计。在电气工程中应用智能化技术的工作任务是比较复杂的,因而工作人员在开展设计的过程中一定要具备专业的专业知识和优秀的核心设计理念。除此之外,设计工作人员还需要有充足的社会经验,以此确保在开展设计的过程中可以设计出最佳的计划方案[1]。此外,在电气工程中应用智能化技术,依据机器设备的不一样,在开展设计的过程中也需要采用不一样的设计计划方案。不仅如此,在电气工程以及自动化技术中开展智能化技术的高效应用,其实际上便是期待电气工程以及自动化技术可以愈发的智能,因而在开展人工智能技术的运用过程中,一定要注重智能化设计。智能化设计也就是说机器设备可以愈发的智能,更为智能也就是可以摆脱人的监管,在没有工作人员开展操纵的过程中或是极少数工作人员的控制过程中也可以有效地开展工作[2]。 1研究背景 人工智能技术的优点可以分为三个方面,(1)人工智能技术可以对电气自动化系统进行有效的调节,使得电气设备可以更高效的开展作业。其主要原理是其能够将电气设备调试到最合适的数值,使的工作效率得到最大化的提升。(2)人工智能技术可以进行电气设备运行的相关数据处理,收集与分析电气设备的运行状态,以便工作人员可以及时发现电气设备的是否存在运行或安全隐患。(3)人工智能技术可以直接对系统进行控制,将复杂的作业流程进行自动化操作,保证工作效率。电气自动化控制与人工智能技术的融合可以将难度系数较大、危险性较高的作业内容交由人工智能技术进行实现,借助人工智能的逻辑程序控制电气系统进行安全作业。 2人工智能技术在电气自动化控制中的应用 2.1优化设计在电气工程中应用智能化技术,企业若想充分发挥出最佳的实际效果的前提就是要开展合理有效的设计,所以在电气自动化控制中应用智能化理与解决,以此确保电气系统的正常运行,保证生产效率[3]。在开展故障确诊工作时,电气自动化控制中的电力变压器和发动机十分关键,由于相比于别的机器设备系统软件而言,电气自动化控制系统机器设备的内部构造更为繁杂,因此一旦发生故障,其故障原因难以快速检验出,由于涉及的层面比较广泛,因此传统式的人工确诊故障方法不能够在第一时间立即找到故障形成的原因,会消耗特别多的时间且不可以合理达到机器设备的常规运作规定。所以,人工智能技术的充分应用,可以避免常规性故障问题的出现,并立即确诊出故障发生点以及原因,以此及时对故障与问题展开修补与解决,进而更快的推动电气自动化控制工作的顺利开展与进行。此外,人工智能技术可以立即确定出故障造成的原因,降低了人工诊断消耗的时间,而且还能对故障种类开展深入分析,协助工作人员可以精确寻找解决困难的方式,让机器设备修复到常规的运作之中去。假如说机器设备故障造成的原因是系统内部结构的原因,在解决这一故障问题时就可以借助人工智能技术进行故障诊断,快速定位故障点,并分析出故障解决方案。又例如某公司生产系统运作环节中系统软件忽然提醒发生故障,人工智能技术的应用便会对故障事件的相关数据进行收集与整理,并向工作员传达故障形成原因的数据信号,例如,人工智能技术确诊出是因为机油箱泄露变电器无法正常的工作,就可以对于此问题开展有针对性的处理解决计划方案,工作人员必须留意的是,若产生这一故障问题工作人员必须在第一时间断开开关电源,进而保证故障影响范围不会进一步扩大,在处理与修补完故障时某公司只耗费十五分钟,就促使机器设备系统恢复到常规的运转工作之中,这对公司而言人工智能技术运用在故障诊断工作之中,不仅可以将工作效率进行大幅度的提升,还可以确保生产作业的稳定进行。 2.2故障诊断故障诊断是电气设备维护与养护工作中主要的工作内容,传统的故障诊断主要以人工诊断为主,故障诊断所需要的时间较长,而其故障诊断的准确性往往得不到有效的保证。将人工智能技术融合到故障诊断工作中,主要是依托于其的专家技术以及神经网络技术,进而实现实时监测电气设备运行的目的,便于工作人员收集、整理与分析电气设备是否存在故障情况,进而对发现的问题进行及时的处0引言人工智能技术虽然依旧无法与人脑智力相比,但其通过相应的自动学习方式也是具有一定智能性的,其在电气自动化控制种的应用可以依照人们已经设定好的程序进行运作。 2.3电气设备系统综合控制客观的分析人工智能技术在电气设备系统综合控制中的应用,此项关键技术运用到电气自动化控制之中,还有着一定的瞬时性,所以为了更好地充分体现出人工智能技术的优点功效,有关管理人员要对人工智能技术借助权威专家管理决策的方法来作为关键管理方案模式,例如根据专家对电气控制系统开展分类与归纳,以此更快的开发出与其相对应的程序软件,进而来提升人工智能技术在电气自动化控制中的多功能性。例如,我国某一电力企业的电气自动化控制系统软件有八个服务器机柜,其关键以方向型安全保护模式为主,以此更好地加强电力企业的综合性控制,可是如果任一阶段发生了常见故障,在清查问题时就十分不便,必须人力来对八个服务器机柜开展逐一清查寻找问题点,太过度耗费人力与时间,并且工作效能不高,因而该电力企业将人工智能技术运用到在其中,立即就可以填补耗费人力与工作效率低的问题现状,利用人工智能技术运用到在其中,完成了电气自动化控制的系统软件综合性控制欲管理方法,而且还合理解决了电气设备中经常会出现的一些缺点与问题,如短路故障、走电等一些也许会引起安全生产事故的常见故障与问题。 2.4实现智能化的自动控制伴随着现代社会的发展,我国对工业生产的智能化水平要求不断提高,致使电气设备担负的运作压力也逐步提升。因此,相关企业如果想要保持高效率、安全可靠的电气设备智能化生产,就应该积极引进先进的人工智能技术,持续不断的优化电气系统,使其能够紧跟时代的发展。不仅如此,企业还要加大对相应人员的操作培训力度,确保工作人员的操作能够一直保持规范化与正确性,以此进一步实现电气系统的精准控制,促使人工智能技术全面服务于电气自动化控制生产[4]。所以,工作人员一定要灵活运用人工智能技术中的模糊控制和神经元网络控制两项技术,根据企业的生产运作的需求合理将两项技术应用到电气系统中,使其能够在生产过程中表现出精确性和合理性[5]。总之,依托于人工智能技术的各个功能优势,可以有效推动电气企业的智能化发展,提升对电气设备的控制精准度,帮助电气企业获取更高的经济效益。 3结语 随着我国各项智能技术的深入研究,其有效推动了我国各行各业的智能化发展。人工智能技术在电气自动化控制中的应用,不仅符合电气企业的发展需求,还提升电气生产的效率与质量,给电气企业带来了更多可观的经济收益。人工智能技术还能实现电气系统的故障诊断,以便工程人员可以及时定位故障发生点,制定合理的解决方案,为电气自动化设备的稳定运行提供有力的保障。 参考文献 [1]张鑫,冯清.人工智能在电气自动化控制中的应用[J].集成电路应用,2021,38(10):142-143. [2]王晋.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].工程技术研究,2020,5(23):250-251. [3]张坤平.试论人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].信息系统工程,2020(08):84-85. [4]徐亮.人工智能技术在电气自动化控制中的应用思路分析[J]. 作者:刘勇波 单位:国家电投集团江西电力有限公司高新清洁能源分公司 电气自动化技术分析篇2 当今科学技术整体向自动化、智能化的大方向发展前进,农业领域的各方面发展须与时代同行。在农业机械的电气控制中引入自动化技术,对农业发展具有重要作用。且PLC(可编程逻辑控制器)技术的应用,加快了农业现代化,提高了农业生产率,在整个发展中起到了标志性作用。同时,农业市场竞争也愈发激烈,在农业机械生产过程中,通过电气自动化能够有效加强各生产环节的控制,提高农业生产整体效率。目前,农业生产过程中,所使用的播种机、拖拉机、分拣机等设备,整体使用流程复杂繁琐,将电气自动化设备引入其中有助于农业机械生产化繁为简,精准把控整个生产流程,为农业的稳定、持续发展提供有力保障。 1电气自动化控制系统概述 1.1电气自动化控制系统优点电气自动化控制系统的优点主要体现在生产过程的直观化、保障效益、安全性能三方面。①使控制内容清晰且直观。在农业生产中,电气自动化控制系统能够将农业生产各环节内容清晰地展示出来,使相关工作人员能够实现对农业生产各环节更为精准的把控。通过监控屏幕,工作人员同时能够更加直观地观察到相应内容,为达成预期效益提供了可靠帮助。②提高整体效益。据统计在应用电气自动化控制系统的各产业中,其产业经济效益均得到了一定程度上的提高。与传统模式的控制器相比,电气自动化控制系统所产生的效益更高且生产质量更好。设计的高精准控制器及其对信息强有力的管理应用于农业生产的各环节,农业生产各环节的效率得以显著提高。③保障整体安全,有效控制成本。电气自动化控制系统主要是通过计算机系统的自动化管理,并应用少量的人员进行整体的控制运作,能够有效帮助农业产业降低人力成本。同时电气自动化控制系统的应用,可以有效监管农业机械设备并降低故障发生率,其具有优良的安全性能,能够为整个农业生产提供一定的安全保障。 1.2电气自动化控制系统整体特点电气自动化控制系统具有应用范围广泛、整体技术发展速度较快、控制工作效率高等特点。首先,电气自动化控制系统是一种很方便的系统,它结合了电子技术和网络技术,具有自动化的效果[1]。电气自动化控制系统可以从根本上减少人们的工作量,给人们带来极大的便利,人们在生产生活中更愿意使用电气自动化控制系统,使得电气自动化控制系统的应用十分广泛。其次,电气自动化控制系统在很大程度上需要通过计算机实现管理,电气自动化控制系统随着计算机技术的发展而逐渐发展。随着计算机技术的快速发展,电气自动化控制系统在生产中对被控量的管理更加全面,监测力度更大,信息的处理速度更快。最后,电气自动化控制系统主要应用在日常生活和工业化生产两方面,其中,在工业生产中的应用更广泛。随着科技的进步,人们已经适应了更快的生活节奏,生产需求也越来越多,这在给企业带来巨大经济效益的同时,也给工业化生产带来了巨大的压力。电气自动化控制系统的推广和运用在一定程度上缓解了这种压力,它不仅大大提高了工业生产效率,让工业生产的各个环节可以高效、紧密地联系在一起,提高了生产过程的顺畅性,还提升了生产线的故障反应能力。在生产线发生故障时,可以及时作出反应。通过系统的紧密联系,可以及时反馈生产中的故障问题,减少故障查找和修复的时间,从根本上帮助企业提高生产效率和安全性能。 1.3电气自动化控制系统的运作原理电气自动化技术的工作原理主要分为两方面。一方面,电气自动化技术能够充分利用先进科学技术手段。随着科学技术的不断创新发展,其应用于农业生产领域的必要性也愈发显现[2]。电气自动化技术作为目前科技界的前沿技术之一,此项技术主要包含了电气工程、自动化、计算机等领域的科学技术,通过应用该技术来实现农业机械设备的自动化。另一方面,电气自动化技术与计算机网络技术密不可分。电气自动化技术通过与计算机技术、设备相协调、合作,运用计算机模拟计算的方式实现农业机械的自动化生产,通过互联网的信息技术来实现后续指令的连续化传递,进而达到对农业机械生产的控制与辅助。 1.4电气自动化在农业机械化生产中的应用现状近年来我国农业生产水平虽较过去有了显著提升,但农业生产的自动化整体水平还是较世界发达国家有着不小差距。在科技发达的农业一线地区,电气自动化技术应用较为普及,但仍缺乏对电气自动化农业机械产品的研发创新意识[3]。在较为偏远的农业区域,自动化技术普及率极低,导致区域农产品品牌较少,农产品无法进入高水平、高质量的农业市场,不利于当地农业的健康持续发展。同时,从宏观上来讲,农业领域始终对农业机械自动化方面缺乏创新及科研能力,对农业科技的革新始终不够敏感、积极,大部分农业企业满足于传统的农业技术,导致农业机械整体的使用效率低下,无法满足农业生产需求。 2电气自动化技术在农业机械的具体应用 2.1农业机械中自动化与柔性技术的应用随着社会各方面不断前进发展,我国作为农业大国,农业生产在整个国内外市场中均占比较大,且农业市场竞争愈发激烈,农业企业开始全方面对农业现代化发展不断进行深入探索。柔性技术在农业机械中应用不成熟是农业向现代化方向发展的主要制约因素。对于农业机械设计制造而言,其整体缺乏面对实际情况的应变能力,且农业机械设计制造技术水平未能达到农业发展所需的基础标准,无法达到如今农业向现代化方向发展的设备要求。农业机械设计制造可通过柔性技术的应用,结合现代电气自动化技术,提升整个农业生产过程中所需的应变能力,提高农业机械设计制造的质量水平[4]。在农业机械设计制造过程中,柔性技术的应用主要体现在引入自动化、智能化等技术上,并将其与农业生产实际情况与需求进行有机结合,使整个设计生产更富有灵活性、适用性。当柔性技术被合理应用在农业机械设计制造中时,设计制造各环节的协调关系将得到进一步加强,能够使农业机械最后设计成果的质量得到关键性提升。针对农业机械设计制造中柔性技术应用如何系统性展开这一问题,研究人员利用计算机技术设计出柔性制造系统,能够设置柔性制造单元进行制造。同时,在实际设计制造过程中充分发挥柔性技术的作用并保证其科学性,通过与实际需求进行有机结合,促使设计制造具备高效性与高质性。 2.2农业机械中自动化与智能化的应用随着智能化时代的到来,在农业机械设计制造与自动化技术实际应用中引进智能化技术是时下科技发展总体方向[5]。智能化技术作为当前时代中的新兴技术,位于科技发展前沿,可以利用电气自动化技术将智能化技术与计算机网络技术结合进行应用,综合三者优秀性能,拓宽三者技术手段的应用范围,投入到农业机械生产过程,满足农业机械生产的高标准要求,促进电气自动化水平、机械控制能力的不断提高,提升农业机械使用效率。智能化技术应用于农业机械设计制造,相关科研人员可着眼于智能化机器人与电气一体化等方面。既保证设计的产品在实际生产中能够有效应用,又要保证技术的创新性与可持续性[6]。机械制造中可应用智能化技术手段,对机械整体参数进行有效分析、调整,提高制造整体质量。关于智能化机器人在农业机械制造中的具体应用,实际上可提前设置好相关程序,进行部分重复性、机械性工作,如电焊、喷漆等。智能机械的应用,可以最大限度为农业企业避免日常中出现的人为失误,同时降低大量人工成本。根据当前农业机械发展水平,水稻直播机与施肥播种机是目前农业领域中常用的农业机械设备。电气自动化技术在水稻直播机上的应用更为直观,其在实现播种自动化控制的同时,能够对机具内的种子数量进行精确的检测和评估,极大提高了播种效率。施肥播种机的出现有效减少施肥所需的巨大劳动量,降低了人力成本,同时对提高农作物的质量、产量也起到了显著的作用,使整个农业生产活动所产生的经济效益得以明显的提升。 2.3农业机械中自动化与虚拟技术的应用农业机械的设计制造需要投入一定的资金成本,为了避免常见问题的出现,可以通过电气自动化技术进行模拟设计制造,打造仿真模拟系统,在有效降低人力、资源成本的同时,降低设计制造中出现失误的几率[7]。借助虚拟技术实现对农业机械设计制造各环节的仿真模拟试验,通过发现问题、分析问题、制定解决方案、科学合理处理问题等一系列环节,以试验结果为依据对整体参数进行优化改良,随后不断开展模拟仿真试验对改良后的参数进行检测,直到模拟试验结果能够符合农业机械实际制造的标准与农业生产的需求。通过应用虚拟技术开展模拟仿真试验,能够有效降低设计成本,提高设计成果质量,为接下来农业机械实际制造奠定良好基础。如何将虚拟技术切实应用于农业机械制造也是目前的一个重点问题。在机械制造整个环节中,虚拟技术的应用实际上与设计类似,需要对机械制造工艺流程及工艺各项具体参数进行反复模拟试验、确定、优化,以此保障所设计制造出来的农业机械设备符合使用质量标准。虚拟技术的引入与应用,不仅对农业机械设计制造的每个环节进行了排查与优化,使设计制造的质量得到质的飞跃,同时还降低整个过程中的各方面资源成本消耗。 2.4电气自动化在农业机械控制中的集成化应用目前,在农业机械设计制造领域,我国与世界上发达国家还仍存在一定差距。国内农业机械制造产业仍然处于一种传统、固定的流水作业运行模式,对于电气自动化技术应用广度与深度的探索、开拓不足[8]。在农业机械制造中,可利用电气自动化技术对生产模式进行崭新的整合排列,以实现自动化技术的集成化应用,将其传统、固定、过时的分配与管理模式重新进行合理整合,达到提升生产水准、农产品质量、企业效益的根本目的。电气自动化技术的集成化应用主要体现于对设计制造过程的优化,对管理、组织构架的完善,以及对整体综合成效的提高等方面。想要拉近国内农业现代化发展与发达国家间的差距,对农业机械设计方面就要坚持不断创新发展。通过对电气自动化技术进行集成化应用,促进技术与综合应用方面的及时整合,提高农业机械设计制造的自动化技术水平,在提升农业机械性能的同时,借助集成化手段对设计制造流程进行查漏补缺,及时优化改良。自动化技术的集成化应用有助于将多种技术手段、特点及优势进行科学合理的集成整合,从而为农业机械设计制造的创新优化提供先进的技术支持。我国有诸多农业机械设计制造企业,每个企业内部的设计制造标准不同,各参数指标也不尽相同,故而在进行自动化技术集成化应用时,需要重点关注协调方面工作,结合生产实际,针对客观需求,完善优化应用手段,在满足现代化农业发展对农业机械设计制造需求的前提下,通过自动化技术集成应用推动农业机械设计制造的快速发展。 3结语 我国作为人口众多的农业大国,农业生产各方面都直接影响到社会的发展与安定。将电气自动化技术积极引入农业生产过程各环节,提高农业生产效率,保证农业产能,既是农业现代化不断发展的必要条件,也是现有国情对农业领域的要求。农业走向自动化、信息化是农业领域未来整体的发展方向,农业领域人员需深刻认识到电气自动化技术的广泛应用及发展创新将成为农业日后重点课题之一。 作者:裴春雨 吴程 单位:江苏省滨海中等专业学校 电气自动化技术分析篇3 自动化技术呈现实时性、节能性特征。为进一步推动水力发电项目的优质建设,理应充分应用自动化技术,继而达到提质增效目的。 1水电站电气工程自动化技术要点 1.1PLC技术适用于水电站电气工程应用场景的自动化技术较为多样,包含PLC技术(可编程控制器)。此项技术涵盖编程器、接口以及主机等多项部分,且PLC技术应用流程,见图1。该技术在应用期间,应当先行了解PLC系统预留余量,通常在I/O点数确定过程中,应当至少设置10%的预留点数余量,而后分析水电站电气工程PLC负载输出电流类型以及输出渠道,从晶闸管或晶体管等不同输出渠道中进行选择,每一项选择都会影响PLC系统运行稳定性。此外,PLC技术的应用还要选取适合的COM点,由于COM点带有的输出点数量不同,且适用范围不一致,故此应当根据电流规模予以判定。若水电站电气工程属于大电流,应以带有1个或2个输出点的COM点产品为主,若为小电流,则主张选用带有4个或8个输出点的COM点。同时,PLC技术需要选用与之匹配的PLC编程器。常用编程器多包含手持式、图形编程以及兼容软件式产品。第一种多在小容量PLC系统中比较适合。第二种则具有易于操作的优势,对于水电站电气人员而言,能在短时间内快速熟练掌握编程器使用技巧,但对应的成本偏高。最后一种属于高效编程器。然而,也要在选用此种编程器时考虑消耗的成本是否符合水电站电气工程建设条件。PLC技术中的电源部分,多以DC24V或AC240V为主,要想强化电源的抗干扰性,需要提前装设1:1隔离变压器。而且在大电流电气设备上应用PLC技术时,务必注重晶体管的有效保护,并提前计算出模拟量范围与脉冲量,以此提升PLC技术的适应性。PLC系统中模拟单元分辨率为1,且标准电量为0V,分辨率为32767,标准电量为10V,且PLC系统检测温度范围为0℃到100℃。在计算模拟量阶段,应当参照电压或电流参数进行确定。比如在-10V到10V范围内,分辨率6000的PLC系统,转换值在F448到0BB8Hex以内,而0V~10V电压值对应相同分辨率的转换值为0Hex到1770Hex,且电压自动控制电路图可见图2。其中在触发控制端指引下,能够对连接的管形氙灯进行连通,摆脱传统人工闭合开关的束缚。0mA~20mA电流参数下转换值与0V~10V电压范围内相同,具体应当根据分辨率的差异性计算模拟物理量。关于脉冲量的计算,可以结合水电站步进电机予以分析。其中在控制电机角度时,可以利用下述公式求取角度动作脉冲数(a)。 1.2计算机技术水电站电气工程还可以应用计算机技术。以往在电气控制过程中,多依靠人工力量。而计算机技术的运用,可以针对自动化程序进行简化处理。无论是测控装置还是机电保护装置,都能依托计算机技术优化性能[1]。计算机系统具有远程监控、数据采集与调试、数据分析等多项功能,在水电站自动化控制过程中可以根据对电气模拟量的综合分析,参照历史数据判断当前水电站电气控制系统是否存在异常运作迹象,绘制模拟曲线,如图3所示,借助专家分析结果确定水电站运行稳定性。而且还要计算水电站出力,便于在自动化调节出力过程中,维持水电站运行安全。水电站出力(N)可以利用下列公式求值。 2水电站电气工程自动化技术运用方向 2.1应用于涡轮螺旋桨调速水电站电气工程运用自动化技术,其中最为关键的方向即为涡轮螺旋桨调速中应用PLC技术。通过水位的自动化控制,提高水能利用率。关于PLC技术的实际应用,主要是在该技术辅助下,对水位与水轮机水头展开协调设计,进而促使涡轮螺旋桨的转动角度以及转动频率都能适合当前发电机组运行需求。此外,PLC技术还能细致的展现水位变化规律,经过调整涡轮螺旋桨,优化水力发电状态,避免涡轮螺旋桨因异常运行,干扰发电进度。PLC技术可以直接参与到涡轮螺旋桨热力循环中,其发动机对应的单位推进功(Lp)能够根据循环功传递效率()与螺旋桨驱动功率输出(Lnet)进行计算,即,从中知晓随着有效功的增加,其单位推进功也会随之增加,进而由PLC技术控制螺旋桨发动机热力循环效率。 2.2应用于橡胶坝监控系统自动化技术可应用于橡胶坝监控系统中,在水电站建设阶段,常利用橡胶坝,强化拦水功能。虽然橡胶坝确实能够更高效的利用水资源,但也会诱发共振后果,造成橡胶坝在坝体、坝袋反复摩擦中引起损坏情况,加剧溢流风险。自动化技术可对橡胶坝坝袋高度以及坝袋压力等参数实施有效监控,从中自动化调整橡胶坝升降高度,改善水资源利用现状。 2.3应用于水电站调速器在水电站运行期间,需要利用调速器控制水轮机水头升降空间。在传统控制技术下,常采用芯片替换法控制水轮机水头启动开度,这样反而会降低应用效率。自动化技术能通过编程设计对调速器参数值进行微调。 2.4应用于水轮机控制系统水电站电气工程自动化技术可应用于水轮机控制系统中,切实节约人力资源,保证水资源实现高度利用。事实上,水轮机控制系统多指代油气水的自动化控制。 3结论 综上所述,水电站电气工程自动化技术多包含PLC技术、计算机技术、实时监控技术。为取得显著的自动化改造成果,应在涡轮螺旋桨调速、橡胶坝监控系统、调速器以及水轮机控制系统、电气设备检修等部分加强自动化技术的合理化应用,从而为水电站电气设备的安全运行创造有利条件,保证当地在水力发电项目的支撑下享受到优质的供电服务,践行可持续发展战略。 参考文献 [1]陈永崇.自动化技术在水电站电气工程中的运用与展望[J].光源与照明,2021(6):97-98. [2]魏强.探讨水电站电气工程自动化技术及其应用[J].科技创新与应用,2017(4):197. [3]王小周,侯俊霞,赵玉顺.电气工程及自动化技术的应用[J].现代经济信息,2018(15):353. [4]蔡杰琛.浅谈电气自动化技术在水电站发电中的应用与创新[J].电气技术与经济,2021(1):36-38. [5]谷雷.水电站中电气自动化技术的运用分析[J].黑龙江水利科技,2017,45(2):140-142. 作者:郭悠扬 单位:遂川县发电公司