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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇化工机械论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
1.1商业建筑1995年瑞典成功安装了第一个二氧化碳超市制冷系统。截至2011年,瑞典至少有180个超市采用了二氧化碳系统。丹麦于2004年安装了第一套超市二氧化碳跨临界循环制冷系统。2007年,泰国安装了亚洲的第一套超市二氧化碳复叠制冷系统。
1.2冷藏库目前我国食品加工与冷藏业中的大中型冷库80%都采用氨作为制冷剂。氨有毒性,需要增加安全保护措施。截至2005年,美国的冷库中氨仍然是一种主要的制冷剂,但二氧化碳已经在冷库制冷系统中得到实际应用。采用二氧化碳/氨复叠式制冷系统的大型冷藏库已经投入使用。
1.3汽车空调目前汽车空调中主要采用R134a。1996年德国生产的以二氧化碳为工质的公交客车空调投入运行。2003年欧洲已有部分汽车装备了二氧化碳空调系统。
1.4热泵系统中的应用1994年由挪威SINTEF率先对二氧化碳跨临界循环在热泵上的应用进行了理论和实验研究。在1995年,日本开发了二氧化碳为工质的家用热泵热水器。
2二氧化碳制冷剂优势
二氧化碳是碳的最高氧化状态,具有非常稳定的化学性质,即使在高温下也不分解产生有害气体。作为制冷剂其优点在于无毒、来源丰富、与普通油相溶、容积制冷量大;同时具有优良的热力特性、安全特性和环保特性的天然制冷工质。二氧化碳制冷剂跨临界循环的放热过程可以和变温热源相匹配,从而可得到较高的能效。与其它制冷剂相比,二氧化碳具有下列优点
2.1环境性能优良二氧化碳是自然界天然存在的物质,它的臭氧层破坏潜能(ODP)为零,温室效应潜能极小(GWP=1)。二氧化碳大多为化工行业的副产品,用它做制冷剂正好回收了原来排向大气的废物,从而使其温室效应为零。目前国际上已商业化使用或提出的潜在的环保工质氢氟烃(HFC)及其混合物不但会增加温室效应,还会产生其他未知的副作用。
2.2价格低廉二氧化碳来源广泛,价格低廉。二氧化碳制冷系统维护简单,无需回收或再生,操作与运行的费用较低。
2.3化学稳定性好二氧化碳无毒、无臭、无污染,不燃、不爆。对常用材料没有腐蚀性,在高温下也不分解产生有害气体,与水混合时呈弱酸性,可腐蚀碳钢等普通金属,但不腐蚀不锈钢和铜类金属。
2.4制冷效率高,稳定性好二氧化碳运动粘度低,压缩比低,单位容积制冷量大,有很好的传热性能。二氧化碳制冷效率高,稳定性好,容积制冷量较大,流动和传热性能高。
2.5设备尺寸小二氧化碳制冷较高的工作压力使得压缩机吸气比容较小,从而使得容积制冷量较大,压缩尺寸较小,流动和传热性能提高。减少了管道和热交换器的尺寸,从而使系统非常紧凑。
二、二氧化碳制冷在工程机械领域的应用
1工程机械驾驶室热环境
工程机械驾驶室玻璃面积较大,室内热环境受外界影响大。太阳辐射通过玻璃窗将热量传入车内,玻璃面积较大时,可通过下式计算,通过玻璃窗进入室内的热量Qb可按下式计算:Qb=A•k(tb-ti)+C•A•qb式中:A为玻璃窗面积;K为玻璃窗的传热系数;tb为车室外温度,℃;ti为车室内温度,单位为℃;C为玻璃窗遮阳系数;qb为通过单层玻璃的太阳辐射强度。另外,受太阳辐射影响车身温度较高,从而影响驾驶室内温度。太阳照射包括直射和散射,车体外表面温度升高的同时也向外反射辐射热,车体外表面所受的辐射热Q1可按下式计算:Q1=(IG+IS-IV)F式中:IG为太阳直射辐射强度;IS为太阳散射辐射强度;IV为车体表面反射辐射强度,单位为W/m2;F为车体外表面积,m2。
2工程机械空调系统特点
工程机械的工作环境极其恶劣,其空调系统与冰箱和家用空调具有明显的区别。
1)工程机械空调系统往往在过热、灰尘、震动等恶劣环境情况下运行,对其质量和性能要求较高。
2)工程机械空调系统冷凝器和蒸发器均处于强制对流换热状态,均需耗费一定电能或发动机功率,而且冬夏季空调运行时,工程机械爬坡或加速等受到较大影响。
3)工程机械工作时往往震动较为剧烈,容易导致制冷剂泄漏,污染环境。
3二氧化碳空调
在工程机械中的应用优势二氧化碳空调系统应用于工程机械领域具备较佳的优势:
1)工程机械空调系统制冷剂易泄露、排放量大。采用二氧化碳作为制冷剂有完全环保的特点。
2)二氧化碳压缩比低,压缩机效率高。同时,高压侧二氧化碳温度变化大,使进口空气温度与二氧化碳的排气温度可以非常接近,减少了高压侧不可逆传热引起的损失。
3)尺寸小二氧化碳空调系统可以满足工程机械安装和布置要求,并获得较高的效率,对工程车辆的节油和动力性能也有改善。
三、结论
1)二氧化碳制冷剂性能良好,化学性质稳定,无毒、无臭、无污染,不燃、不爆。其臭氧层破坏潜能为零,温室效应潜能极小。价格低廉,来源丰富。
2)二氧化碳循环在跨临界条件下运行,压缩机的效率相对较高,在超临界条件下的特殊热物理性质使其在流动和换热方面都具有极大的优势,超临界流体良好的传热和热力学特性使得换热器的换热效率提高,并使得整个系统的能效较高。
2对面向机械加工工艺信息化规划与建设的研究
2.1绿色制造的技术构建
绿色制造的技术构建,对机械加工产品的生命周期产生重要影响。机械加工成品的生命周期所涵盖的范围非常广泛,其中最为主要的是加工材料的选择,制造加工的过程,产品的设计包装、产品的装配和使用,还包括机械加工产品的回收、拆卸、再造等。在机械加工中实现绿色制造可以更好的实现产品的重用、再造、减量化、再生循环几个方面的信息化规划。面向机械加工工艺信息化规划制造的整个技术构架中,主要包括三项非常具体的信息化规划内容,集成了两个层面的过程控制,实现绿色制造的2个目标。工艺信息化规划建设技术为企业进行机械加工提供了研究目标,并提供了绿色制造的模型和视图。绿色技术的构建为实现企业自身的经济效益和社会效益提供了协调发展的前提条件,能够最大化的实现对资源的优化配置,提高资源的利用率,最大量的建设对环境的影响。
2.2机械加工中的工艺信息化规划技术的研究对象
和传统的机械制造系统相比,工艺信息化规划制造技术所研究的范围更加广泛,其研究对象主要有三类:控制有害物质使用的技术、预防污染的技术以及针对环境设计所采取的技术。以各种制造活动为研究对象,可以对以上所述的三种技术进行分类,最终可以划分为3类:第一类以产品的生命周期为基础;第二类以产品的加工技术为基础;第三类以产品的生产过程采用的技术为基础,。以上几点所构成的技术构架为开展绿色制造的实施提供了参考框架。
3优化机械加工工艺信息化规划技术
3.1优化机械加工工艺信息化规划制造技术的工艺参数
在机械加工工艺信息化规划制造过程中,对参数进行优化是实现信息化规划技术的关键。利用参数优化,可以达到降低资源消耗的目的。在机械加工过程中采用不同的加工工艺,就要优化相对应的工艺参数。经过优化的工艺参数,可以提高产品的加工质量,降低能源消耗,减少刀具的磨损,降低环境污染,提高企业的经济和社会效益。
3.2对制造工艺措施的优化
选择科学合理的工艺设计,是工艺信息化规划中最关键的环节,其对实现工艺信息化规划技术的意义非常重要。企业确定工艺措施的具体做法,通常情况下是根据企业的生产效率和产品的加工成本为前提条件的,很少考虑采取有效措施更好的利用资源以及实现保护环境的目标,导致在机械加工过程中不仅对环境造成了污染,而且对资源造成严重浪费。
3.3优化多机床的节能型调度技术
要实现机械加工工艺信息化规划就要对企业的机床设备进行优化配置。在机械加工生产中,一般实施的是多机床同时进行多工件的加工方式,其特点是不同的机床可以采用同一种加工工艺,而不同机床在型号和规格上有很大差别,导致机床在加工工件的过程中,消耗资源量和对环境的影响结果不尽相同。因此,要对机械加工工艺进行信息化规划就要进行科学的调度,才能从根本上实现降低加工系统的能源消耗量。
4构建机械加工工艺信息化规划技术的评价体系
一般情况下企业的评价体系主要包括三个方面,即实现最低的生产投入、最高的获利、最高的企业生产效率。但是,现在的企业在追求经济效益的同时,还要注重实现最佳的环境效益和社会效益。因此,在构建机械加工工艺信息化规划技术的评价体系时,要综合考虑各种影响因素,制定科学合理的评价指标。面向机械加工的评价体系应当包括五个主要方面:产品质量、生产时间、生产成品、资源利用效率、环境影响。
2施工工艺流程
2.1基面修整
渠坡采用带挂板的液压反铲粗削,精度控制在5cm左右。然后由测量人员精确放样,按照4m×4m的方格网挂线,人工精修。对于雨淋沟槽和局部坍坡及时进行修补,补坡前将坡面清理成锯齿形,并根据深度不同,分别采用土料夯实或水泥土补填等施工措施;雨季施工期间,对削坡成型后的坡面用彩条布或塑料膜覆盖,以防雨淋。渠底主要采用推土机或平地机进行整平,振动平碾碾压4遍,渠坡坡脚两侧采用手扶式振动碾碾压密实。
2.2铺设保温板
保温板采用密齿手锯切割。铺设时建基面应平整、干燥、无凹凸面,从渠底向渠坡铺设,板与板之间错缝搭接,并保证紧密结合。采用木楔(2.5cm×2.5cm×15cm)固定牢固。施工时应注意保温板按不同规格分类存放,并按施工详图中厚度进行铺设,严禁不同厚度的板混铺。
2.3复合土工膜铺设
2.3.1土工膜铺设程序
复合土工膜铺设底层土工布缝合焊接检测修补复检上层土工布缝合验收下一循环。
2.3.2土工膜铺设、焊接
复合土工膜采用土工膜专用焊机焊接,焊接时上游边压下游边。多块土工膜连接时,接头错开100cm以上。接头采用双缝焊接,焊接宽度2×10mm,搭接宽度不小于10cm。复合土工膜应压平贴紧,平顺,松紧适度,不得绷拉过紧及避免架空。当天铺设的复合土工膜应在当天全部拼接完成。对所有的土工膜焊缝严格按照设计要求逐条进行充气检验,将待测段两段封死,插入气针,充气至0.15MPa~0.2MPa,保持1min~5min,压力无明显下降即为合格,否则应及时检查、补焊。土工布采用手提缝包机缝合,缝合时针距控制在6mm左右。土缝合强度不低于母材的70%。
2.4衬砌混凝土施工
2.4.1浇筑顺序渠道混凝土衬砌按结构分缝分段施工,浇筑顺序为先边坡,后底板。
2.4.2衬砌机安装、就位
渠道混凝土采用专用衬砌机施工。衬砌机在工厂生产,分段运输进场,在施工现场拼装。衬砌机轨道安装精度是控制混凝土厚度、外形尺寸的关键,由测量人员按照设备说明书对轨道轴线精确放样,并严格控制轨道高程。轨道铺设完成后用铆钉固定牢固。遇桥梁等部位需转场时,根据设备自重及场地条件选用2台汽车吊整体吊装,平板拖车运输。
2.4.3侧模安装
采用槽钢作为渠道混凝土衬砌侧模,侧模背侧焊钢筋支架,支架上压沙袋固定。加固侧模时应避免损坏土工膜。
2.4.4混凝土浇筑
混凝土在拌合站集中拌制,搅拌运输车运输,混凝土运输到浇筑仓面后,卸料至集料箱后,经由衬砌机皮带输送至各受料仓。入仓混凝土坍落度一般控制在5cm~7cm左右。布料顺序为从坡脚到渠顶,沿衬砌机前进方向进行。混凝土各受料仓均放满适量的混凝土料后,开启振动棒,同时开启衬砌机使其向前行驶。在平仓振捣过程中,对于混凝土面板出现露石、蜂窝、麻面现象,采取人工辅助振捣的方式,避免漏振。衬砌机行走过程中,出现局部欠料或露石现象时,应及时人工补料、填补混凝土重新人工辅助振捣,当出现壅料时,应及时进行人工整平。
2.4.5提浆、抹光
混凝土浇筑、振捣完毕后,及时采用专用抹光提浆机进行初步抹光、提浆,采取自下而上的顺序,初步抹光结束后,在混凝土初凝前完成最后一次人工压光收面。
2.4.6混凝土养护
浇筑完毕后及时覆盖土工毛毡并安排专人进行洒水湿润,以防混凝土表面失水开裂,养护天数不少于28天。
2.5伸缩缝施工
切缝施工一般在衬砌混凝土抗压强度为1MPa~5MPa时进行,采用手扶式电动割缝机,采取隔缝切割方法,未切缝在2d以后补切。切缝顺序为先横后纵,先通缝后半缝。切横缝时采取间隔法进行切割,一般先切割通缝,后切割半缝。
3渠道混凝土机械化施工质量保证措施
3.1现场施工质量保证措施
(1)保温板铺设时,逐块检查外观质量,不得使用有缺陷的保温板。块与块之间接缝紧密、顺直,与建基面紧贴密实。
(2)剪裁土工膜前应检查有无破损、孔洞、撕裂等缺陷,若存在缺陷,应及时用合格的母材修补。土工膜铺设应平顺、无褶皱、无绷紧。
(3)严格按照施工配合比拌制混凝土,运输过程及浇筑过程严禁加水。
3.2平整度控制措施
衬砌设备在工作状态下,长期受高频振捣器振动荷载影响及局部碰撞,造成与混凝土接触面变形而影响平整度。因此在每次开仓前应对衬砌设备进行检查,发现局部变形部位应及时处理。抹面工艺也是影响混凝土平整度的一个重要因素。施工中主要采用强制式抹光机进行抹面,再用人工辅助压光的工艺。
3.3混凝土衬砌厚度控制措施
由于渠道衬砌混凝土为薄壁结构,浇筑太薄影响结构安全,太厚加大施工成本。以渠坡混凝土为例,厚度误差1cm,混凝土的超浇损耗就达到10%。因此在施工过程中,严格控制混凝土浇筑厚度显得尤为重要。混凝土厚度控制是一个系统性工作,首先要保证建基面平整度满足设计及规范要求,其次对防冻胀层的铺设质量和精度要严格控制,最后在混凝土浇筑过程中对摊铺厚度及时测量,沿横断面方向每侧坡面不少于5个点。若发现厚度不满足设计要求及时调整衬砌机高度。
工程机械化是人类生产文明进步的重要表现,从生产力角度工程机械化是实现生产力提升的直接标志。从广义角度上讲工程机械化就是工程建设施工实现了机械设备替代人力劳动,其是对工程建设施工过程中所有应用机械设备的总称。工程机械制造作为制作用于工程建设的机械设备施工环节,其所制作的机械设备种类众多,例如运输机械、起重机械、矿工冶金机械等等。在国家经济发展过程中,机械制造水平在一定程度上显示了该国家的科技发展水平,也就是说一个国家的机械制造水平很大程度上影响了国民经济发展。目前,我国已经实现了工程机械化发展,但相比于发达国家还有一定的差距,这在一定程度上影响了机械制造业水平的发展与进步,同时也影响了我国国民经济的进一步发展。相对来看,我国在机械制造发展方面还具有相对广阔的发展空间和前景,为此我们应该充分发挥国内机械制造业的潜力,以实现对我国机械制造水平地提升。
1.2机电自动化
机电自动化是一门综合性的机电技术类型,其是机电技术实现科技化发展的重要标志。从机电工程本质上讲,其本身就属于科技化发展产物,而机电自动化则是实现了机电工程全面科技化的发展。从当前的社会发展状态与情况来看,机电自动化发展是现代化生产环节中不可或缺的一部分。在科学技术的发展背景下,各个专业之间相互渗透、交叉越来越频繁,机电自动化就是专业交叉的重要产物,其引领了工程领域中的技术革命。在计算机技术发展迅速的科技背景下,电子技术对工程领域中的工业控制、生产方式革新、企业内部管理与成本控制均产生了重要影响,所以说机电自动化技术的发展是实现人类机械电子设备发展的重要里程碑。
2机电自动化在工程机械制造中的应用分析
机电自动化发展作为科学技术在制造业当中的重要发展标志,其所能够为社会生活带来的不仅是机械设备制造技术上的发展与进步,更是推动社会生产力水平向科技化、高效化发展的重要支持。随着机电自动化在机械系统设计、调试等方面的应用,其对工程机械制造业的发展及效益提升带来了重要推动。文章选择机电自动化在工程机械制造中最常见的集中技术进行分析。
2.1集成自动化技术
集成自动化技术是指机械制造中对各类生产经营、技术功能的集成性发展。在传统技术模式下,实现对机械制造技术的集成化发展是不切实际的,但随着信息技术的逐步完善与应用,集成自动化技术不仅得以实现,还成为了机械制造过程中使用最普遍的技术内容。随着市场经济体制地到来,机械制造业地竞争越来越激烈,为了能够在市场竞争中站稳脚跟,很多机械制造企业开展技术研究与发展,通过将电子计算机辅助设计技术、数控教工技术以及企业管理系统等多种技术与系统内容引入到企业的机械生产制造系统中,得到了非常显著地发展,并成为了机械制造业当中企业的发展潮流,CIMS工程应用的有效保持,在提升机械制造企业的生产能力和市场竞争里的基础上,也实现了集成自动化技术地有效发展。
2.2柔性自动化技术
所谓“柔性自动化技术”是以数控技术为核心,在融合其他先进技术的前提下而建立起的新兴技术类型。从生产与操作过程方面来看,柔性自动化技术能够实现机械制作与生产全自动化发展。在柔性自动化技术当中,包括机械设备的材料准备、制作、生产等一系列生产行为都由计算机来予以控制和操作。相比于传统人力机械生产模式,柔性自动化技术不仅能够在计算机技术的精确控制下,保证机械设备生产、制作过程中的各项生产行为、尺寸的准确性,同时还能大大减少对劳动力的应用,实现了对生产成本的有效控制,并在此基础上实现生产效率地有效提升,在确保机械设备生产秩序的基础上,提高生产效益。无论是从机械制造业未来发展角度考虑,还是制造企业的效益提升角度分析,柔性自动化技术都将成为机械设备自动化生产的主流模式。
2.3智能自动化技术
智能自动化技术即智能华机电自动化技术,其是在计算机技术发展支持下,通过利用计算机智能系统对人类行为地模拟,从而替代人类去进行机械设备的生产操作及相关行为。从表面上看智能自动化技术与柔性自动化技术有一定的共同性,但智能自动化技术要比柔性自动化技术更高级,相比于柔性自动化技术而言,智能自动化技术能够通过对人类行为地模仿,来提高自身的工作能力,并对生产行为产生一定的判断力,这是柔性自动化技术所不具备的优势。智能自动化技术在机械设备制造中的应用,能够更进一步提升机械制造行为的准确性,并保证这一行为能够始终保持在一个高水平状态之上。需要注意的是由于智能自动化技术需要人工操作来作为主观工作支持,因此要经常对智能自动化技术进行维护,以确保智能自动化技术的良好工作状态。
3注意事项
虽然机电自动化在机械制造中展现出了多方面的优势,但针对当前的机电自动化水平来看,其仍存在诸多不足,因此在实际应用过程中,要做好以下几方面的控制:(1)规范应用流程。机电自动化在为机械制造提供支持是建立起机电自动化设备、系统软件的规范安装与应用前提下的,为此企业必须要严格按照机电自动化要求进行工作,避免操作不当而为企业带来不必要的损失;(2)做好质量控制。机电自动化在机械制造当中的应用,确实能够为机械制造带来重要帮助,但企业必须要保证其所制造出来的机械设备质量符合质检与应用要求,否则机电自动化为工程机械制造带来的进步意义都是空谈。
2机电一体化技术应用措施分析
当前,石油机械工程所涉及到的行业领域是非常多元且复杂的,无论是在海洋环境还是在陆地环境下,无论是地面工作区域还是地下工作区域,无论是精密性仪器还是大型机械设备,都需要通过应用机电一体化技术的方式达到提高机械设备综合运行性能的目的。同时,石油机械工程建设运行中潜在着非常多的危险性因素,再加上能源消耗量较大,劳动效率较低,因此必须通过应用机电一体化技术的方式,对传统意义上的机械设备进行改造升级,以促进其整体运行水平的提升。在这一过程当中,要求关注以下几个方面的问题:第一,需要工作人员正确认识到石油化工工程中对机械设备进行机电一体化改造的重要意义:在石油化工领域中实施机电一体化技术能够促进相关机械设备性能的改变,实现对组成系统的扩展,包括计算机,动力系统,驱动系统,执行机构,以及传感器这五个方面的。以达到优化设备整体运行效率的目的;第二,需要对机电一体化的发展动向进行及时了解与关注:石油化工领域中相关工作人员需要及时对机电一体化技术的国内外发展情况进行分析与了解,对相关资料进行收集,以分析业内机电一体化技术的发展水平与趋势,根据实际情况,引入国外先进的技术或成熟的经验;第三,需要做好对机电一体化技术应用的调查研究工作:对于石油化工工程而言,机械设备作业多需要在野外环境下开展。由于野外环境的变化性因素众多,再加上石油机械的工艺过程比较复杂,因此此类机械往往精度要求较低。这就需要工作人员深入分析并统计石油机械行业存在的薄弱之处以及优势所在,充分了解矛盾最为突出的产品,将其作为机电一体化技术应用的最主要产品;第四,需要做好对机电一体化技术应用的可行性规划工作:以石油化工工程为立足点,对机电一体化技术应用问题的研究与分析,能够使机电部门,仪表部门,以及电子部门等协调一致发展。为了能够促进机电一体化技术的快速发展,必须选择普及率较高且成本较低的机电一体化产品作为切入点,从而分阶段分步骤的改造现有设备;第五,需要进一步强调石油化工工程中机电一体化技术应用的可行性:结合已有的实践工作经验来看,为了促进机电一体化技术的高速发展,关键在于遵循试点推广的基本思路,紧紧扣住机电一体化技术的这一中心问题,以促进其经济效果的良性发挥。结合当前本领域的发展现状来看,认为机电一体化技术的应用可以从长距离输油管线自动化管理,石油化工设备,钻井作业设备,转油站设备,泵站设备等角度入手,配合研究相应的程序控制方案,以促进其一体化技术的长效发展。
1.1智能化依据多学科知识理论,构建人类智能模拟体系,将其运用到机械构造上,从而使得机械具备一定的分析推理能力,并且慢慢去取代人的劳动,这是未来机电一体化的发展趋势之一,也是其区别于传统机械自动化技术的关键所在。当然,实现智能化,需要以多学科去进行理论研究,建立模拟系统,由此将其引入到机械设备上,以实现机电一体化的智能化。
1.2迷你化所谓机电一体化的迷你化,就是使得机电设备在保证运作效率和质量的同时,使得其体积不断减小,其能耗不断降低。很多情况下,运用于工程机械的机电一体化技术,在对于其结构进行改造升级的同时,也使得其体积变大,这样很不利于生产操作工作的开展。由此,迷你化,将成为未来机电一体化的发展趋势之一,也是很有必要的。
1.3数字化随着计算机技术的发展,网络数字技术得以广泛应用,其在工程机械方面同样可以使用。也就是说,数字化发展,也是机电一体化的发展趋势之一,在这样的导向下,未来的机电一体化可以动态化的实现平台操作,各个环节实现资源共享,这将成为促进生产效率进一步提高的重要举措。
1.4环保化机电一体化未来发展同样需要将环境保护考虑进去,这是建设环境友好型社会的重要内容,也是企业责任的具体表现。对于机械行业来讲,如何保证在机电一体化技术应用的同时,避免产生生态污染,增强其循环利用效率,是很值得我们去不断探析的问题,这也是决定机电一体化实现可持续发展的关键性问题。
1.5整体化现阶段机电一体化技术运用与工程机械领域,还不是很充分,仅仅在部分环节有着比较广泛的应用,要想真正实现机电一体化在工程机械方面的效能,还需要从多个角度去开展研究和探索,构建工程机械体系,使得工程操作质量和效益得以提高。由此,整体化发展,也将是机电一体化技术在工程机械领域方面的发展趋势之一。
2机电一体化发展趋势
随着各科技术的不断发展、相互融合,以及社会经济发展对机电一体化提出的必然发展需求,导致机电一体化在未来的发展过程中将呈现以下几大趋势:
(1)智能化。人工智作为科技进步的一种体现,代表着一种新的生产力,在问世之初就得到了社会各个方面的关注。“智能化”的主要描述对象是机器设备的行为,这是各科学技术相互融合的一个必然结果,即结合控制理论、计算机科学、心理学等新思想,使机器本身如同人类一样具有逻辑、判断以及自主决策等能力,从而更好的控制发展进程,实现目标。
(2)微型化。微型化主要指的是物体的体积方面,泛指机电一体化产品的体积之小,其尺单位一般用毫米,甚至是微米、纳米。微型化的主要特点是主要体现在:体积小、耗能小、运动灵活。机电一体化技术的微型化将在社会的各个方面得到应用,尤其是精细化的行业和部门,如:医疗、军事、信息等多个方面。
(3)绿色化。社会的持续发展给人们带来巨大改变,在物质丰富、生活舒适的同时,资源减少,生态环境严重污染等问题要同时浮现。在保护环境成为社会发展的必然前提的社会环境下,绿色产品的概念应运而生。作为绿色产品必需满足符合环境保护及人类健康这两大硬性指标,这主要体现在其产品的设计、产品的制造过程、产品的使用以及使用后期的销毁的几大方面。而作为机电一体化这一特殊的对象,其绿色化主要体现在产品的使用以及使用后期的销毁的两大大方面,即在使用的过程中不污染生态自然环境,同时能够回收利用。设计绿色的机电一体化产品,顺应了时代的发展要求,将具有广阔的发展前景。
(4)模块化。在现实社会的生产过程中,生产具有标准的、统一接口的一体化产品需要具备两大方面的因素:第一、一体化产品的各种类具有明确的技术标准,第二,生产机电一体化电子产品的厂家能够严格按照各种类的技术标准进行生产,且所生产的产品各项技术指标过关。但是,现实社会中这两方面的因素不能够达到生产标准化、统一接口的机电一体化产品单元,成为一项十分复杂的事情。但研制和开发具有标准接口机电一体化产品单元本身对于机电一体化的发展是非常重要的事情。
(5)网络化。随着网络技术的发展,科学技术、工业生产、人们生活等方面都发生了重大改变。在全球经济发展过程中,各产品的生产、销售等各个环节都随着网络的全球化纳入到全球经济发展过程中,各企业之间的竞争也随着这种进程呈现出全球化的态势。可以毫不夸张的说,只要研制出的机电一体化新产品满足社会需求且质量保证,畅销全球将不是问题。
3机电一体化技术在工程机械中的应用
机电一体化技术在被引进工程机械这一领域后,其应用领域及范围非常广泛,这主要源于机电一体化技术在工程机械领域所产生的以下几大方面作用:
3.1监督与控制
机电一体化这一技术被引入到工程机械领域之后,在该领域所发挥的作用主要是利用电子一体化产品的各种功能如智能化,其所发挥的作用主要多种多样,其中监督与控制作用是在该领域所发挥的关键作用之一。监督和控制主要是利用了机电一体化的半智能化特点,对工程机械的使用过程及故障的出现进行自动的监督和控制,从而减少相关事故的发生,提高安全性。这主要体现在以下三大方面:第一、电子监控,第二、自动报警、第三、故障自诊。
3.2节能降耗
没有将机电一体化引入至工程机械领域时传统意义上的工程机械领域,存在一个非常突出的问题:功能与功能之间无一定的相关性、联系性,呈现相互杜历的态势,这就致使各功能之间不能进行有机的协调统一,从而致使设备的利用效率偏低,生产资源浪费相对比较严重。
3.3提高作业精度
产品的作业精度直接影响着工程的质量,对于工程所具有的各种效益必将产生直接的影响。这不仅体现在施工过程中,在简单的产品生产过程中同样如此。一般情况下,机床加工的不良产品的成因主要是人的因素,即人的技术水平以及操作经验。机电一体化技术在工程机械中的引用,很大一方面是借助电子系统的精密控制系统,从而,不仅实现了其自动化、智能化,而且同时减少人为因素引起的各种失误和偏差,从而提高工程机械工作的精密程度,确保产品质量。
3.4降低劳动强度
目前,工程机械施工操作过程中呈现的自动化或者半自动化这一特点,是对机电一体化技术引入后的一个必然结果。这促使在施工过程中,劳动者的劳动强大得到大大降低,同时能够在同时间段内完成各种不同工作,促使工作效率得到大大提高。
2构建相适应的教学体系
2.1教研活动从单一、被动转变为自主、合作和分享
教研研究往往以活动为中心,活动的质量和效益是教研工作的生命力之所在,也是教师必须始终关注的问题。以往的教研活动较为普遍的问题是:缺乏专题研究,满足于茶馆式的泛泛而谈;缺乏整体规划,基本是每门学科进行自己的教学研究,缺乏整个专业的群体意识。为此开展教研活动就注意以下几点问题。
1)力求教研与科研相结合,使教研活动课题化和系列化。教学研究重在“研究”两字,应确立教研与科研相结合的思路,在广泛开展调查研究的基础上,确立每一阶段研究的主题,针对学科研究中的重点、难点问题,力求通过专题研究加以突破,并围绕这些专题,开展一系列的教研活动加以深化,把小型的研讨活动与大规模的汇报、交流、推广活动结合起来。
2)构建资源共享的平台。教师职业的一个很大特点是单兵作战,而教师间的相互合作与学习是教师成长最直接的资源之一。教研活动就应该为教师间的合作、研讨搭桥铺路,所以教研活动就可以发挥教研组集体的力量,借助于现代教育技术,把一些优秀的案例放在公共的资源库中,教师随时可以浏览、调用,从而发挥资源共享的优势,让教师能主动、自觉地提升教学实践中合理的成分。
3)开展专题报告。学院每年对不同年级的学生举行专题报告,使学生掌握相关的农业机械化与自动化的最新知识,发展趋势等。使用学生对学科有一定的认识、兴趣,进一步加强学生的主动学习的意识。
2.2加强实践教学
根据农业机械化及其自动化专业的培养特点,以主干课程为重点,确定各门课程的教学范围和具体内容,合理设置相应的理论教学和实践教学环节,优化课程结构,整合实践教学资源。确定实践教学各环节的具体安排。实践教学体系是培养学生创新能力和综合实践能力的重要手段,是教学过程的重要环节和实现人才培养目标的重要保证。然而,实践环节并不是零散的教学单元集合,只有将课程实验、综合实验、毕业设计等各环节进行系统设计,构成与理论课程有机结合的实践教学体系,才能达到培养具有创新精神和实践能力的高级复合型人才的培养目标。
1)在课程设置中,理论学习时间占1/3,生产实践占2/3,理论实践交替进行,更好地培养学生的实用性。学生在校期间,需要完成课程实验、基本工程能力实习、基本专业设计能力实习等实践内容。结合课程学习需要完成的实验内容包括:物理实验、机械原理实验、电路测试实验、电子线路设计测试实验、微机原理实验、机械设计实验、汽车拖拉机测试实验、机电一体化实验、农业机械学实验等。基本工程能力的实习内容包括:金工实习、电工实习等。基本专业设计能力的实习内容包括:机械设计课程设计、机械制造工艺课程设计、专业方向课程设计等。
2)企业联合培养环节。在企业联合培养环节,学生需要完成专业实习、企业实习与专题设计、工程实践、学位论文等实践内容。所有内容以企业联合中的真实科研项目需求为背景,具有极强的实践性和指导性。通过在企业的不同部门(如售后服务部门、测试部门、研发部门等)分别安排一定的实习时间并定期轮换部门完成实习。专题课程设计题目来自于企业技改项目,学生完成项目设计与试制,并测试技术指标,撰写专题设计报告。
2.3教学评价
在农业机械专业“卓越工程师教育培养计划”中实行淘汰制培养,这就要求有恰当的培养效果评价体系。目前高校的评价体系中,形式过于单一,基本上采用闭卷笔试考试,注重应试指标,注重定量检测,忽视定性评价或分析,这种单一片面的评价体系限制了学生的思维能力和学习能动性的发挥,制约了学生的创新意识和创造能力的培养,这种培养模式对拔尖创新人才尤为不利。因此必须根据“因材施教”的原则,建立灵活的、综合的评价方式,以保证学生有更宽松的自我发展空间。
1)课程考核成绩实行百分制,由平时考核成绩和课终考核成绩两部分组成。应提高平时考核成绩所占的比重,如核心骨干课程的平时考核成绩可占60%以上。
2)理论课程平时考核成绩由课程习题、课程论文、课程心得、课程讨论、读书报告、课外实践等综合考核成绩组成,课带实验课程的平时考核成绩还包括每次实验的成绩;单列实验课的平时成绩由每一次实验的考核成绩组成。
3)理论课程的课终考核包括闭卷、开卷、抽题答辩、案例分析、上机考核、口试、课程报告、课程论文等形式;单列实验课程的课终考核包括闭卷考核、实验设计、实验操作、实验报告、课程论文等形式。原则上,课终考核的理论部分以闭卷笔试或上机考核为主。
4)教学实习考核成绩由实习周记、实习报告、实结、实习态度、任务完成情况、实习单位鉴定等方面的综合考核成绩组成。
3提高学生综合实践能力
3.1综合实践可以培养学生的创新能力
随着网络的快速发展,学生可以通过网络获得各种信息,当对其有用的信息转换为知识的时候,教师的作用就是教会学生获取、加工、运用知识的能力,特别是创新能力。而综合实践活动是培养学生创新能力有效途径,合理开发和综合利用各种课程资源,优化综合实践活动的设计。综合实践活动是教师针对学生的综合实践活动的指导,调动学生的创造性的想象力,鼓励学生以灵活多样的、独特的活动方式进行探究活动;综合实践活动既没有规定的教材,也没有规定活动场所。因此,综合实践活动的实施具有很大的灵活性,能给学生提供一定的创造空间。例如第六届全国大学生机械创新设计大赛(2014年)的主题为“幻梦课堂”;内容为“教室用设备和教具的设计与制作”;整个比赛的题目贴近生活,都是同学们上课时要用到的工具。所以我们在组织学生参加比赛时,要求学生对日常课堂进行观察,同时对未来课堂的教学环境和状态进行想象,设计出使教学课堂更加丰富和实用的机械装置。实践性是综合实践活动最突出的特点;因为全国大学生机械创新设计大赛要求提供完整的设计说明书和主要设计图纸以及作品的实物样机或放缩的实物样机;这要求学生需要把平时学习到的机械制图、机械原理、机械设计及制造工艺等多门课程知识进行理解,运用,最后转换为实际加工的实物。整个过程强调学生通过观察、调查、选题、学习、制作、反思等一系列的活动,得到体验,使学生在现实生活和社会实践的基础上开发出课题,学生通过亲身的实践探求出问题的结论。
3.2以学生综合实践活动为平台,提高学生的创新能力和综合素质
学生科技创新活必须有相应的场地、设备等物质条件,也需要一定的资金支持。否则,学生科技创新就是无源之水、无本之木。而我校每年开展“科研兴趣小组”和“创新实训项目”两项活动。通过学生的组队,基于自身兴趣,选择和研究问题进行调研,完成申报书,学校组织相关专家教师的答辩,选择具有创新性和实际性的项目,在实践经验丰富的教师和教学辅助人员指导下,给予一定的资金支持。学生在项目完成科研任务的过程中,撰写论文,申请专利等,使学生具备扎实的理论基础和专业技能。同时通过这一系列的综合实践活动使学生获得了自信心。
关于机器生产技术,制作程序具体是指原材料通过机器设备和劳动力的劳动转化为可以在市场上进行销售的商品。这一程序的内容比较丰富:制造工作开始实施的准备工作;原料与毛坯等材料的准备工作;半成品生产的基本操作;附加工作的具体实施环节;商品的包装设计工作以及需要注意的工作细节问题。然而技术程序是指在具体的工作当中通过更改需要制造的商品的大小、样式的方式,促进程序的多方面操作完善,例如半成品的有关内容、机器的相关问题、热处理的具体操作等具体工作。具体来说,机器生产技术程序是指用机器生产方式对已经经过加工的半成品进行操作,促进商品生产的完成。这些由多个步骤构成的商品生产程序是商品生产的基本步骤和环节。
2.零件装夹。
零件在进行生产之前,要先把工件放置在床或夹具的准确位置上,这一程序就是固定位置,并且为了能够确保位置的准确性,还要把零件夹紧进行稳固,这个程序就是夹紧,所以这两个步骤综合起来就是装夹。机器生产技术的零件装夹是不是科学对零件的生产品质有着很大程度上的影响,并且还会对商品的生产速度、生产成本以及安全性产生直接作用。普遍来讲,在机器生产技术中最常运用的零件装夹模式主要包含直接找正式、划线找正式以及用夹具装夹式。
3.定位。
作对于有效到达零部件的质量要求具有重要的作用,零件的定位方法有很多种,应该根据具体情况选择适合的定位方式,通过对零部件的加工处理,促进装备质量的提高。定位标准的确定对于定位的工作安排是非常关键的,可以通过选择适宜的定位标准加强机械设备的质量。在细节的问题上需要工作人员进行比例的研究,通过实践调查和理论研究,促进设备的安装质量的提高。依据具体的使用场合的差别所使用的标准也各不相同,技术标准也是跟随具体的要求不断提升的重要标准内容,这对于包装安装标准的实施具有很大的作用。
4.加工精度。
在机械制造工艺的具体工作当中,加工精度是重要的工作内容之一,对于影响加工的质量,保障加工的工作顺利进行具有关键性意义。具体而言在加工的方式上,在尺寸、形状、位置和表面质量等方面需要分门别类进行精度控制。有效的精度控制是加强机械质量工艺不断提升的重要方面,需要多方面进行努力。基本试切法、固定标准刀具法、自动形成法等是经常使用的重要方法;与获得尺寸精度有比较大的差异,轨迹法、成形法、展成法是基本的需要不断改进的方法。
二、机械设计过程中的注意事项
为了保障机械策划的质量要求,需要在设计策划方案的时候就对机械设计的要求进行多方面的努力,通过对方案的多方面改进调整设计理念,促进工程的进步。机器策划的总体程序对于保障机械设计的整体流程的顺畅具有比较关键,在机器策划的整体规划工作当中需要不断对每个环节的工作进行规范,确保每个工作人员做好自己的基本工作,促进策划方案的全面贯彻实施,就需要不断在工作中完善体系、合理、适宜进行方案的有效策划,工作中不断进行注意:首先,工作基本要求符合策划方案,做到实践和理论的基本一致。在技术工作的各个环节进行多方面的注意,促进工作的综合实施。其次,装置的具体调解的控制管理。装置的具体调解的控制管理是全部机器工作的最后一项内容,这一环节的工作也需要在具体落实上做到系统化。
三、基于机械制造工艺的机械设计合理化措施
1.提高加工精度的工艺措施。
在机器策划制造程序中,肯定会存在差异,必须对形成不一样差异的缘由开展具体解析以及探索,才可以有目的性的使用相关防范技术以降低差异的形成,进而有用的提升对生产零件的精准度。要想提高加工零件的几何精度可以考虑改进所使用的夹具,或者通过改进测量工具来提高精度,要想提升控制误差的水平,就需要对加工误差进行分析,必须弄清楚产生误差的原因,一般而言,由于系统应力、热变形、刀具磨损、内部应力等情况均会产生误差,根据对应的原因采取相应的解决措施,一般常用减小误差的方法有:误差补偿法、分化或均化原始误差法、转移原始误差法等。
2.提高加工表面质量的工艺措施。
加工表面质量指的便是机械加工后的零件表面的微观不平度,也就是平时所说的粗糙度。零件的粗糙度会直接影响的零件的性能和质量,甚至会决定其寿命。想要提高加工表面质量,一般都会采取以下的几种措施。①在刀具选择的时候予以重视。为了保证加工表面质量的提高,在进行刀具选择的时候,应该根据加工件的实际属性选择那些副偏角比较小、刀尖圆弧半径比较大的刀具或者合适的精车刀、修光刃等等,选择和工件材料适应性比较好的刀具能够更好的降低工件表明的粗糙度。②在进行切削条件选择的时候必须慎重。想要提高工件表面质量便必须根据材料的需要选择合适的切削速度,尽量避免产生积屑瘤的产生,此外还可以降低进给量,采用那些效果比较好的切削液等方式来提高工件表面质量。③在一定程度上减少表面层变形强化。想要更好的减少表面层的变形,可以采取的方法是比较多的,在用刀具进行工件加工的时候,必须很好的控制切削用量和刀面的磨损宽度。而一般情况下降低供给量使用比较高的切削速度,选择好的切削液能够取得比较好的效果。
二、机器制造的工艺可靠性分析
(一)综合方法运用上
在机械制造业中,工艺的可靠性一般都不是但方面产生的,彼此之间都或多或少存在着关联,很难单独进行准确定量,所以,在机械制造的工艺可靠性分析中需综合运用多中方法来进行研究,从而达到其研究目的。首先,就以机械制造上的孔位特征为例:关键孔位特征的可靠度是提高机械制造的工艺可靠性的关键,因此,可以采用模糊评价的方法来分析对阵位特征加工任务的影响因素,评估其影响矩阵,将得出的关键孔特征影响因素转化为模糊数,并加以集成,筛选出最终需要重点控制的影响因素,从而保证了关键孔位特征的可靠度符合相关的技术要求。此外,在机械制造的工艺可靠性分析中还可用定性方法对工艺、人员、机械等难以量化的因素进行分析,从而得出相应的研究数据。
(二)工艺管理环节上
工艺管理为机械制造工业上的一个重要环节,如果想实现高效、全面的工程制造模式,就必须要对生产工艺进行严格的管理,从而确保生产工艺可靠、有序的进行。通过对工艺管理上的合理性、可行性分析,对产品整个制作流程中存在的问题进行总结处理,使企业在发展中更能适应社会的发展要求。
(三)检验管理应用上
在机械制造上,质量检验尤为重要,它不仅关乎着企业生产的产品能否给人们带来最大使用价值,甚至对人民的生命财产安全都有着一定影响。所以,无论在什么样的情况下,对于质量检验方面都要进行严格管理。检验可以杜绝机械制造过程中的工艺缺陷、配件应用不合格等问题,对产品的工艺可靠性有着重要的影响。
三、在机械制造的工艺可靠性研究中存在的问题
(一)缺乏系统的认识
虽然人们对机械制造工艺可靠性的研究已经有了初步的了解,但是,还没有达到一定研究程度。目前,很多企业对产品可靠性的研究都是在产品的设计阶段,将所有的问题都进行了考虑,但是在制造过程中,产品的工艺可靠性却很少得到研究;但往往在机械生产过程中却伴随的问题最多,如加工设备的退化、材料选取不合标准等原因,对产品的工艺可靠性造成了一定的影响。此外,在生产过程中出现的问题无论从因素分析还是从产品控制上,比设计阶段的因素都难得多,从而导致了尽管很对业内人士认识到生产过程的重要性,但由于诸多问题的存在,仍没能重视和开展这方面的研究。
(二)缺少相关规定指标
当前,很多机械制造也都是采用评定工序加工稳定度的能力指数,这个指数对单道工序的稳定度评价是有一些作用,但是由于只是单一的评价,无法对工序之前、工序之后、工序对产品的影响等方面信息进行整合,所以无法应用到整个加工过程上,更无法对整个产品的工艺可靠性进行评价。而单纯从指标上来看,产品可靠性的指标还是处于空缺的状态。所以,加强相关规章制度,制定出合理的、有科学依据的评定指标,是目前机械制造的工艺可靠性研究上的重要任务。
(三)缺少变量的研究
变量是在产品加工过程中的工位特征,并对产品的制造过程相互作用、相互影响。分析得出,产品的可靠性指标与这些变量之间的关系较为密切,只有真正了解和控制了这些变量之间的作用,才能保证可靠性指标的实现。但是,不同的制造业涉及到的变量也不相同,就以机械零件来说,汽车和摩托车的配件制造之间就存在着较为明显的差异,所以,影响二者可靠性指标的内容也就千差万别,再加上材质、工艺路线、生产方式的不同,对产品可靠性指标的建立带来了较多的困难。
(四)缺少合理的评定方法
在产品的可靠性确定上,需要大量的样本实验获取相应的研究数据来进行分析,并对制造出的样本做出长时间的性能测试,从而才可以达到对产品可靠性的确认。但是,测定样本的可靠性是需要一个很长的周期,所以在很多时候,企业为了追求利益,或是为了加快生产避免经济损失,很难等到样本测试的结果出来,就已经迫不及待投入生产,从而导致产品可靠性的评定缺失。所以,只有制定可靠的评定方法,规范有效的操作流程,是保证产品可靠性评定可顺利展开的重要条件。