時間:2023-03-22 17:39:50
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇機械科技論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
我國在發展基礎工業的初期階段,絕大多數的技術和機器都來自前蘇聯。水力發電從解放以來很長一段時間都是全套引進得前蘇聯水輪發電機組設計技術,并且同步使用JSX型機械轉速信號器作為水輪發電機組的過速保護監控。但由于當時技術的局限性,該型機械轉速信號器只能發出過速保護信號,而不能根據信號作出相應的保護措施,也就是說只有報警而機械不能相應的執行保護操作;另一局限性表現在該型機械轉速信號器在長時間的工作后會出現誤傳信號或者作業失靈的現象。直到八十年代中期,研究者針對前者只報告信號不操作的局限性,增加了帶執行操作部分的機械液壓過速保護裝置,但該由于當時電子信息技術尚不完善,在作業過程中經常發生讀卡不成功導致拒絕執行操作現象。改革開放之后,大量的國外的產品和技術被引進到國內,有幾種國外廠商提供的純機械液壓過速保護裝置被一些水電站使用,但是又出現了新的問題:國外的純機械液壓過速保護裝置與水輪發電機大軸連接的卡環設計有瑕疵,在安裝的時候還需要增加一道在水輪機大軸上加工齒口的工序之后,才能保證該裝置不在水輪機大軸上做軸向位移,即才能保證裝置在軸上的穩固性。我們知道軸承的材質和大小、粗細、長短的規格,都是經過嚴格計算的,在水輪機大軸上再加工齒口必然會對大軸的強度產生影響,會產生很大的安全隱患。另外對于經濟建設來說,拿貨時間、購買預算、花費的人力、物力,以及對國外產品技術的掌握和其產品的售后維修服務都在重點考慮之列,故使用國產的、性能可靠地、能解決上述局限性的過速保護系統裝置是勢在必行。
2.新型機械液壓過速保護裝置的優勢
2.1通過技術知識的積累和以往現場作業反饋給我們的經驗可以了解到:機械液壓過速保護裝置的優點就在于獲得的轉速信號不是來自于機組的轉速測量裝置,而是由于裝置本身的離心探測器通過機組轉速上升而增大的離心力帶動柱塞作徑向位移而直接啟動事故配壓閥操作液壓回路來關閉的導水機構,完全是同一機組上的另外一套測速方法和感應、操作的裝置,避免了因為電器測速系統出現故障之后可能發生的機器損壞和飛逸事故的發生,可以確保水輪發電機組的安全運行。新型機械液壓過速保護裝置國內就已經擁有極高的技術力量去生產,機器維護簡單方便,相對于昂貴的國外產品,可靠性高、經濟預算少、適合國情,對于關系到國家大中小城市、村鎮的水電站作業可以達到廣泛應用。
2.2新型機械液壓過速保護裝置的技術要點和設想
2.2.1在調速器失靈的情況下,新型機械液壓過速保護裝置能實現“零時間”無縫鏈接,直接啟動事故配壓閥操作液壓回路來關閉的導水機構,從而實現緊急安全關機。
2.2.2新型機械液壓過速保護裝置與電子調速器的有機結合,實際上就是完成了兩套過速保護裝置系統的安裝,新型機械液壓過速保護裝置本質上是一套在電器測速系統發生故障、電源系統和調速器同時失控的情況下的備用保護裝置,完善了過速保護裝置的工作系統。
2.2.3鑒于機械運動必然產生的高溫和軸承的變形,以及在作業的應用范圍,比如應用到水電站的地下深層取水,應用到石油工業的地下深層取油過程中,必然要遇到高溫和高壓的問題,新型機械液壓過速保護裝置必須要克服高壓和高溫德難關。。
2.2.4標準液壓元件已經在水電市場的大量應用,將標準液壓元件應用于新型機械液壓過速保護裝置,不僅能大量節省制造時間,提高水電輔機產品的標準化程度,并且降低了操作難度和維護的難度。
3.裝置工作原理
3.1機械原理
新型機械液壓過速保護裝置為兩級控制的切換閥。離心探測器由兩個半法蘭圓環、彈簧以及配重塊組成。法蘭環安裝在大軸承上,當軸承旋轉的時候,法蘭環也隨之旋轉,而旋轉產生的離心力則由探測器中彈簧產生的彈力作用在軸承柱塞上消除力的作用,使其保持徑向的相對靜止狀態,而法蘭圓環上配置的配重塊,則加強了兩個半法蘭圓環運動的平穩性。而當機組處于過速狀態且其他過速保護裝置不能正常控制速度時,當機組轉速達到了設定的上限17.8r/min時,則離心探測器中的柱塞產生的離心力大于彈簧的彈力,從而使柱塞產生徑向位移,離心力增大產生的徑向位移直接的結果就是增大了柱塞的旋轉半徑,徑向位移增加到一定的值時,則柱塞可以直接撞擊到切換閥的撞塊,使得切換閥開始動作,通過與其串聯的電磁先導閥作用于事故配壓閥,然后通過壓力油推動事故配壓閥來切換油路,從而實現快速關機的操作。同時電氣接點導通,發出事故停機警報。
3.2液壓系統工作原理
機組正常運行時,過速保護裝置內的切換閥處于開的狀態,事故配壓閥上的電磁先導閥不動作,此時事故配壓閥只作為主配壓閥操作導葉接力器管路中的一個通道,使得壓力油經過主配壓閥和事故配壓閥通道進入導葉接力器。當機組過速運轉且調速器調速失靈,急停電磁換向閥和事故配壓閥上的電磁先導閥等過速保護裝置未能正常啟動時,一旦達到設定的臨界值117.8r/min時,由于離心力的作用使得離心探測器中的柱塞旋轉半徑加大撞擊到切換閥撞塊,使得切換閥進入動作程序,使得事故配壓閥左側油導入到漏油箱,而排出油,其另一側壓力油則導致了兩側管道的壓力差,由于右側油壓力產生的壓強,右側的壓力油便將事故配壓閥活塞向左推動,使得壓力油通過事故配壓閥的內腔直接進入到導葉接力器的關腔,并同時切斷經過主配壓閥的壓力油回路,并通過導葉接力器關閉電氣閥門。在此運行過程中壓力油不經主配壓閥而直接通過事故配壓閥的內腔操作來關閉導葉接力器,縮短了壓力油的作用路線,既縮短了導葉操作的反應時間,也減少了油耗。還有一點要補充說明的是,在啟動緊急事故停機流程來關閉機組進口快速閘門的時候,也同時啟動了事故停機流程來關閉導葉,雙管齊下保證了停機的安全性和可靠性。
4.機械液壓過速保護裝置在水電站作業中的可用機組類型
目前廣泛采用的是由標準化耐高油壓事故配壓閥為主體構成的新型機械液壓過速保護裝置符合各項大工業時代對機械產品的需求:標準化程度高、耐高油壓、結構簡單、維護方便、經濟實用。機械液壓過速保護系統在水電站作業中可用于額定轉速為2500r/min以內,軸承直徑在100mm~2500mm內的軸流式、混流式、貫流式、沖擊式水輪發電機組,目前在國內大中小城市和廣大農村水電站已經得到了較廣泛的應用,并且在運作中已經避免了數起事故的發生,反響極佳。需要指出的是,在實際的應用中,為了配合新型機械液壓過速保護裝置的使用,水電站需要在引水管道上加裝一道檢修閘門,以方便水輪機的使用和維護,此項裝置需要增加一筆費用,不過其總體費用與傳統過速保護裝置所需要的總體費用相比仍然較少,符合經濟實用的需求。
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水利論文參考文獻:
[1]王留紅.水利技術創新的分析與水利管理能力的實踐[J].河南水利與南水北調,2014.
[2]李宗亮.利用水利技術的創新提高水利管理能力分析[J].科技致富向導,2013.
[3]張金紅,鄭國鋒.淺析如何通過水利技術的創新提高水利管理能力[J].科技與企業,2012.
[4]徐樹銓.深化水利技術創新提高水利管理能力[J].水利水電技術,2014.
[5]郭夢法.淺談河流生態與水利工程設計[J].廣西水利水電,2011(2):42-43.
[6]霍鳳雙,王鴻飛.生態水利工程設計中亟待解決的問題和應對措施[J].黑龍江水利科技,2011,39(2):111-112.
水利論文參考文獻:
[1]唐能.水利機械在水利施工過程中的管理策略探析[J].科技風,2014(05).
[2]姚能棟.水利機械在水利施工過程中的管理策略探析[J].中國新技術新產品,2014(12).
[3]趙艷平.水利機械在水利施工過程中的管理策略探析[J].黑龍江科技信息,2014(23).
[4]胡軍.水利機械在水利施工過程中的管理策略[J].科技與企業,2014(20).
[5]吳斌平.水利水電工程施工控制學[D].天津大學,2013.
水利論文參考文獻:
[1]張艷艷.工程水利向資源水利發展的探討[J].中國新技術新產品,2013,02:44.
[2]邵金娜,袁喆.水利工程向資源水利側重問題研究[J].民營科技,2013,03:224.
[3]程先慧,付基偉.探討水利工程向資源水利側重問題[J].河南建材,2013,04:180-181.
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【摘要】教學組織形式是教師和學生在人員、程序、時空關系上的組合方式。不同的教學組織形式, 反映了不同的教學理念和社會客觀條件。隨著現代科技的進步, 計算機和網絡信息技術在社會中大量普及和應用, 網絡教學開始作為一種全新的教學形式, 出現在我們的面前。
【關鍵詞】教學組織形式 教師和學生在人員、程序、時空關系上的組合方式
不同的教學組織形式
反映了不同的教學理念和社會客觀條件
【本頁關鍵詞】學術期刊征稿 職稱論文投稿 職稱
【正文】
教學組織形式是教師和學生在人員、程序、時空關系上的組合方式。不同的教學組織形式, 反映了不同的教學理念和社會客觀條件。隨著現代科技的進步, 計算機和網絡信息技術在社會中大量普及和應用, 網絡教學開始作為一種全新的教學形式, 出現在我們的面前。將網絡技術運用于中等專業學校的《機械制圖》教學, 可促進《機械制圖》教學方法的改進, 擴大課堂知識容量,優化教學過程, 提高教學效率。
一、傳統教學模式和網絡教學模式的比較傳統課堂教學強調知識的有效性和便捷性, 走的是一條“授—受”的路線。由于教學安排嚴密有序、整齊劃一, 很難真正實施以學生為中心的教學模式, 所以, 教師一言堂、滿堂灌, 學生死記硬背成了傳統課堂教學的一種普遍現象。網絡教學是應用計算機和網絡技術, 通過多媒體教學信息的傳輸和共享, 以及師生遠程互動來實現學習目標的現代化教學形式。網絡教學是開放式的, 學生主動性學習成為一種必然現象。它的實質是個別教學。在符合總體教學目標的前提下, 學生可以有針對性地開展學習; 課程和進度允許因人而異, 學生根據個人的情況, 可以反復學習、重點學習; 學生通過查找、探究的學習過程, 能夠提高認知和思辯能力, 有利于開發學生的智慧潛力。在目前尚未達到遠程教育普及的情況下, 現在部分學校已配備了功能齊全的計算機網絡教室, 網絡教學使得多媒體課件的運用更靈活、有效。學校內部課堂教學的網絡化及網絡教學系統的開通, 也能提高課程的整體教學效率。
二、《機械制圖》課程教學網絡化的優勢《機械制圖》課程教學不同于其他課程, 它比較注重于形象思維。三維空間概念的建立在《機械制圖》學習中非常關鍵。在機械制圖教學中, 圖形的分析與講解貫穿于整個教學的全過程。在傳統教學方式中, 教師為了幫助學生建立空間概念, 就必須在課堂上用大量板書并輔助以模型掛圖進行講解、分析, 并在課后布置學生完成較多的作圖練習, 進行知識鞏固, 且為了更好的提高學生的實際繪圖技能技巧, 還要增加一定數量的繪圖課指導學生進行圖板練習, 教師的教學工作量較大, 學生的作業負擔較重, 學習比較被動。實際效果并不理想, 學生的空間思維建立達不到預期的效果, 兩極分化及其嚴重。1. 網絡最大限度地利用了各種教學資源, 集中優秀課件, 優化課堂教學隨著教學改革的不斷推進, 采用計算機多媒體輔助課堂教學的方式已經比較普遍。根據《機械制圖》課程的教學特點, 多媒體課件制作一般圖形容量較大, 需使用多種圖形軟件制作完成,每個課件制作時間長, 且教學時靈活性較差。在教學中, 計算機系統不僅能將已有的大量的信息資料作為教學素材儲存起來(如必要的課堂教學圖片、例題及學生課堂練習題、課后的作業題、部分課件積件、錄象和VCD 教學片段等) , 而且調用資料方便。另外由于多媒體課件、錄象和VCD 教學片段、圖片都可以通過網絡系統不同的功能, 獨立的、適時適度播放或打開直接參與教學, 所以許多部分無需做在課堂教學的主課件內, 縮短了課件制作的時間, 提高了課件制作的效率。教學內容能根據上課的實際效果進行調整, 使用靈活, 使多媒體課件輔助教學能廣泛運用到教學中去。根據現有的教學體系, 網絡教學最大限度地利用了各種教學資源, 集中優秀課件, 優化課堂教學。2. 網絡最廣泛的利用課余的時間、地域, 單獨地進行課程的再學習教學效率的提高, 不僅在于課堂教學, 而且包括課前、課后學生的預復習和學生的自學, 網絡教學最廣泛的利用了學生課余的時間、地域, 充分發揮了學生的再學習潛力。這種模式是由教師將教學要求、教學內容、以及教學評測等教學材料, 編制成相關文件, 存放在W eb 服務器上, 學生通過瀏覽這些頁面來達到學習的目的。當學生遇到疑難問題時, 便以電子郵件或主題討論等其他方式向教師和同學請教, 教師和其它同學對學生的疑難問題給予參與討論, 再通過電子郵件對學生的疑難問題給予解答。特別是《機械制圖》教學, 由于每個學生個體的空間想象能力差異很大, 要提高學生整體的學習能力, 就必須運用各種教學手段、方法及工具強化感性認識, IN T 網有強大的功能, 網絡教學能為學生提供多種學習方法, 激發學生主動參與的熱情, 提高學生的自學能力, 切實將以教師為主導, 學生為主體的現代教學思想貫徹到整個《機械制圖》課程教學中去。
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如:《現代商業》 論我國金融改革及其未來發展
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協會深刻認識到,在這輪全球性金融危機和產業結構調整的大潮中,行業結構調整實施越早,轉型升級就能越快。作為為下游行業提供加工裝備的縫制機械行業,實施結構調整的核心就是產品結構的調整和產品技術的升級,通過調整和升級去滿足下游行業的發展需求。而行業產品結構調整的方向就是發展智能、高效的機電一體化縫制設備,實現節能、省人工;產品技術的升級就是提升產品的技術和質量發展水平,推動產品由中低端向中高端升級,提高市場競爭力和品牌影響力。為此,近年來,協會抓住發展機電一體化高效縫制機械這條產品結構調整主線不動搖,推動行業步入增量取代存量的發展新周期,實現了行業平穩復蘇和持續發展,取得了較為明顯的調整成效。
一、多管齊下引導行業產品結構向
機電一體化方向快速調整
1. 通過編制《行業“十二五”科技開發指南》,明確將光機電一體化技術應用研究列為“十二五”關鍵領域,將高效電腦平縫機、電子花樣機等設備列為優先研發項目,引導企業向光機電一體化產品方向傾斜。
2. 通過協會主辦的國際展會鼓勵企業展示機電一體化新品。協會將2011、2013CISMA展會主題分別定為“質量、效益、綠色”和“品質、效率、智能”,通過舉行優秀新產品評選,以新產品獲獎等級來適當減免企業參展攤位費用的舉措進行資金獎勵,支持鼓勵企業創新和展示高效、環保的縫制設備。如,在CISMA2013優秀新產品評選中,獲獎的52個產品100%為機電一體化新產品。據協會對參力CISMA2013的40家骨干整機企業展示的產品進行初步統計顯示,機電一體化產品的展示比重已經由2011年的60%快速提升至 2013年的90%。
3. 定期舉辦行業機電一體化技術交流和《機電一體化技術研究與創新優秀論文》征文與評選表彰活動。自2011起,協會依托電子電控專業委員會工作,每年舉辦機電一體化技術交流,組織行業科技人員開展技術交流;連續舉辦了兩屆機電論文征文與評選表彰活動,征集論文上百篇,其中40余篇優秀論文被推薦至各類核心及國家學術期刊上發表。較好的發揮了促進電控技術研究和交流提升的目的。
4. 在國家發改委《產業結構調整指導目錄》等產業政策層面,積極將“機電一體化高效節能縫制機械”列為優先和鼓勵發展目錄,發揮了重要的產業調控和政策導向作用。
通過以上工作引導和推動,行業近年來產品結構調整步伐加快,機電一體化產品占比大幅提升。據協會2013年最新行業統計數據顯示,機電一體化高效節能縫制機械總產量占工業縫制機械總量的比例已由2009年的10%提升到目前的49%;平、包、繃等大宗主導產品中機電一體化產品占比由2009年的15%提升到目前的55%。其中,電腦平縫機2013年總產量高達270萬臺,同比猛增80%,首次超過機械型普通平縫機產量。
二、以實施行業科技支撐計劃項目為著力點
推動產品技術升級
為促進行業產品技術升級,創造具有自主知識產權的技術與產品,提升行業整體技術發展水平,在中輕聯的組織領導下,協會2008年聯合骨干企業向國家科技部申報了《高效節能縫制設備》國家科技支撐計劃項目,該項目于2010年正式批準立項實施。三年來,參與典型高效節能縫制設備課題研究的主要企業均已完成了各自負責的高性能電腦平縫機、電子花樣機和電控上袖機的整機產品試制、定型及示范生產線的建設。參與伺服控制系統課題研究的主要企業均已各自建成具備標準軟硬件接口及靈活定制功能的多軸縫制設備電控系統開發平臺,完成了典型產品的測試、定型、優化,建成了年生產能力1萬臺以上高性能多軸縫制機械伺服控制系統生產示范線。
經攻關成果聯合測試,高效電腦平縫機可實現5000針/分鐘,電子花樣機可實現2800針/分鐘、電子上袖機可實現3500針/分鐘的最高縫紉速度,產品平均節電30%,效率提升20%以上,機器噪音、振動等各項主要技術性能指標完全達到了國外先進技術水平。同時,該課題還累計14篇,申請專利16項,計算機軟件著作權 4項,開發完成面向電子套接機的運動學及動力學仿真分析軟件1套,縫制機械參數化設計軟件1套,完成制定行業標準8項,參與制修訂國際標準1項,國家標準2項。
通過組織實施行業科技支撐計劃項目,各參與企業累計配套投入科研資金近1200萬元,購置了一批先進高精密的試驗儀器與設備,培養了一批既有實踐經驗又有豐富理論知識的青年科技人才,科研成果在提升各企業自身科研技術實力的同時,也通過新產品的市場配套和示范推廣,有力帶動了整個行業的技術發展水平。如,北京大豪公司在課題研發過程推出的HSC高壓閉環系統、綿陽58所的HDSC全伺服系統、鮑麥克斯公司的MT系列多軸伺服系統、中捷股份公司WR系列系統在國內外市場上配套電子套結機、花樣機、曲折縫、鎖眼機、自動縫制單元等機器累計逾4萬多臺,創造產值近10億元人民幣,有效填補了行業中高端縫制設備電控系統領域的空白。
目前該課題已經結題并進入全面驗收環節,協會下步重點組織做好科研成果的行業示范和推廣,加快行業高效節能縫制設備的全面升級和更新換代。
三、以實施產品質量提升工程為抓手打造
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卷首語
(3)技術創新的思路從何而來? 無
科技風云
(7)最低溫度:“無限逼近”開辟科學新領域 楊書卷
特別欄目
(8)科技新聞媒體關注指數排行榜 無
封面圖片說明
(8)地質災害生命可接受風險標準研究的意義 無
科技事件
(9)陡山沱組球形化石新解難獲認同 李娜
特別欄目
(10)科技界聲音 無
科技工作大家談
(11)中國風電產業不可忽視的專利問題 耿潔 劉旭彤
特別欄目
(12)科學共同體要聞 無
(13)科技期刊亮點 無
(14)科技要聞 無
本刊專稿
(15)錢學森與《科技導報》 蘇青
研究論文
(17)中國地質災害生命可接受風險標準研究 趙洲 侯恩科
(23)基于演化涌現的復雜信息網絡設計優化 趙東杰 何宇 楊海濤 王華 李智 趙洪利
無
(27)“第8屆全國計算機支持的協同工作學術會議(ccscw2012)學術會議、第23屆計算機技術與應用(cacis·2012)學術會議”征文
無
研究論文
(28)硫化礦石低溫氧化性指標的相關性分析 李孜軍 王曉磊 石東平
(33)脈沖耦合神經網絡對肝包蟲圖像分割 田翔華 木拉提·哈米提 朱從旭 孔德偉
無
(37)“第七屆全國制冷空調新技術研討會(2012)”征文 無
研究論文
(38)基于復雜性理論的軍事通信網絡中心化方法比較 熊金石 李建華 楊迎輝 郭威武
(42)小型四軸飛行器動力學參數測定方法設計 王冬來 呂強 劉峰
無
(45)“第十七屆全國小兒心血管疾病學術會議”征文 無
研究論文
(46)順傾軟巖邊坡穩定性分析與防治 曹蘭柱 霍麗紅
(50)高速公路路側容錯環境的rst-gce法評價 陳沅江 陳熠
(58)沖擊噪聲背景下一種穩健自適應波束形成算法 楊磊 馬杰
綜述文章
(61)爆炸箔起爆系統的發展 呂軍軍 李明愉 曾慶軒 鄭
猛 馮長根
科技評論
(65)“第十七屆全國青年通信學術會議”征文 無
無
(66)機械史成就鼓舞機械行業創新發展 羅圣國
科技評論
(67)科研:業績多多,成果是零 文雙春
(68)這次長三角植物學研討會 高建國
無
(68)講座后的一點思考 黃錦芳
主編心語
(69)怎樣指導博士生打下走向成功的堅實基礎(18)——讓優秀博士生成長為科技領軍人才 馮長根
特別欄目
(69)中國生態學學會 無
走向職場
(70)求職的經歷和經驗——劉廣福博士訪談 王華鋒
(71)科技人才招聘 無
(75)全球招聘新聞 無
無
(80)《科技導報》征稿 無
特別欄目
(81)完詞填空 無
(81)推理小游戲——水有一半嗎? 無
(81)好玩的數學——24整除 無
(81)九宮填數 無
[關鍵詞]精品本科 機械 畢業設計
一、概述
打造精品本科教育,努力培養卓越創新人才是時代的呼喚,也是致力于服務國家和地方經濟文化建設的地方高校責任所在。而畢業設計是本科教育中實現培養目標的重要實踐教學環節,對于以工程實踐為背景的機械類本科生而言,畢業設計也是培養其綜合運用專業知識,科學研究和解決工程實際問題或學術問題的一次較為全面的綜合訓練和總結測評,是將本科數年所學知識融合提煉并加以升華的過程。畢業設計的實際效果是衡量高等院校教學質量的重要評價標準,在高等工科教育體系中具有舉足輕重的地位。本項目的建立和實施將打破畢業設計傳統的教學模式與體系,建立畢業設計的長線教學機制,將CDIO(“Conceive”(構思)、“Design”(設計)、“Implement”(實施)、“Operate”(運行))理念融入畢業設計的教學過程,把培養學生掌握扎實的工程基礎理論和專業知識與工程實際案例緊密結合,通過貫穿于整個人才培養過程的團隊設計和創新實踐訓練,培養專業基礎扎實的應用型人才。
二、國內本科畢業設計現狀分析
根據國內大多數高等院校工科專業的培養計劃,畢業設計工作一般安排在本科第八學期執行,實際持續時間往往在3~5個月不等。畢業設計選題一般由教師確定,學生根據自己的興趣選擇指導教師和設計題目。這樣的畢業設計教學過程存在諸多問題,嚴重影響了畢業設計的質量,主要包括如下幾方面:
1.教學培養計劃在畢業設計環節分配的時間不夠充足。
根據高等院校工科專業的本科培養計劃,畢業設計選題在第七學期末進行,并在第八學期執行。通常學生必須在第八學期開始的一至四周或一至六周時間內進行文獻資料的收集和查閱,完成文獻綜述,并閱讀和翻譯與課題相關的英文科技文獻,在對課題研究內容形成一定認識的基礎上撰寫開題報告。之后利用約七至八周的時間進行課題方案的設計,并進行具體的課題研究工作。最后利用四周時間進行畢業論文的撰寫和論文答辯。整個畢業設計環節約持續十六周時間。這樣的時間對于機械類這種實踐性非常強的學科專業,學生缺乏足夠的時間進行課題的實驗設計、實踐工作以及課題的深入研究,難以完成高質量的畢業設計或科研論文。
2.學科基礎課程和學科專業課程與畢業設計教學環節缺乏連貫性。
目前,對于專業知識體系的構建通常在本科培養計劃中的第六、第七兩個學期的課程教學中進行。其中,第六學期主要進行學科基礎課程的教學,第七學期主要進行學科專業課程的教學。在專業課程的設置和教學內容的設計上,各課程相對獨立、缺乏連貫性。無論是在安排理論教學內容還是在安排實踐教學內容時,任課教師往往更多地局限于關注本門專業課程自身,缺乏對該課程的先修專業課程、后續專業課程或相關聯專業課程教學內容的綜合考慮,忽略了培養學生綜合運用專業知識的能力,進而也無法在畢業設計中使學生將學到的各種專業知識進行綜合應用,制約了學生綜合應用專業知識解決實際問題的能力的訓練和提高。
3.學生在畢業設計過程中缺乏興趣和主動性。
目前大多畢業設計課題由教師指定,學生被動地進行選題與設計,缺乏興趣和學習主動性,有的學生在畢業答辯時甚至連研究的課題背景都說不清楚,這樣的畢業設計何談質量保證?
4.實踐教學環節對學生動手能力、分析能力及創新意識的培養不足。
機械類本科專業培養計劃中涉及專業素養培養的實踐環節主要是專業實驗和畢業設計。受本科培養計劃總學分的限制,專業實驗教學設置在專業培養體系中所占比例較低。而實驗教學設置以專業基礎性實驗為主,這些實驗大多為演示性實驗或驗證性實驗,在學生掌握了這一部分實驗能力之后,留給學生鍛煉實際動手能力、激發創新意識的空間并不多。而過多的演示性和驗證性實驗,并不能使學生分析實驗數據的基本技能得到培養和鍛煉。這樣在畢業設計環節,一些學生在課題研究中面臨具體問題時往往感覺無從下手或不知如何進行分析研究,也就更談不上在課題研究中進行創新了。
5.缺乏培養學生從事科研工作所具備的基本能力和素質的教學及實踐環節。
工科類專業的大學學歷教育的目的之一是培養具有一定科學研究能力和素質的研究型或應用型專門人才。這就要求培養學生具備從事科研工作的基本能力和素質,包括查閱國內外科技文獻、撰寫科研論文、團隊協作精神、嚴謹治學等各方面。但在目前多數工科專業的本科培養計劃中,缺乏或并不重視對這方面能力和素質進行培養的教學和實踐環節。學生在畢業設計過程中表現出缺乏查閱國內外相關科技文獻的研究習慣、不能規范地撰寫學術論文、語言組織能力較差、抄襲他人研究論文、團隊協作精神缺失、不能承受多次實驗失敗的挫折等一系列問題。
在當前世界各國工科院校進行的畢業設計改革中,加強基礎,整合課程內容,注重工程實踐和設計教育,已經成為普遍趨勢。美國MIT 提出了“回歸工程”和“工程教育必須更密切地回到工程實踐的根本上來”中的培養原則;德國的工科院校一向特別注重培養學生的工程實踐能力,重視學生理論聯系實際能力和工程設計能力的培養;日本的工科專業學生從一進校即開始選擇導師,四年級一年均以畢業設計課題研究為主。此外,英國、加拿大、丹麥等其他發達國家也在綜合工程素質培養方面推進改革進程。
在世界進入知識經濟的時代,國際競爭盡越來越明顯地表現為科技和人才的競爭,特別是科技創新能力和創新人才的競爭。機械類本科畢業設計教學將更加注重質量和人才綜合素質的培養、創新能力的培養、綜合應用知識能力的培養、以及獨立獲取知識等能力的培養,為學生終身學習和繼續發展奠定基礎。為適應素質教育和創新教育的要求,對傳統的常規實踐性環節進行相應的、必要的改革研究和探索,已勢在必行。
三、精品本科目標下的機械畢業設計改革思路與實施方案
“精良厚德的師資隊伍、精確卓越的培養方案、精彩豐富的課程體系、精密完善的教學設施、精細嚴謹的教學管理、精致實用的人才產品”是“精品本科”的六個核心要素,抓住了這六個要素,也就抓住了教育的本質;實現了這六個“精”,我們打造精品本科教育、培養卓越創新人才的目標就一定會實現。有鑒于此,必須對現有機械類本科畢業設計進行大刀闊斧的改革。按照精品本科的培養核心思想,機械類本科畢業設計要以提高學生綜合工程素質為總線,以強化工程意識,培養工程實踐能力為目的,改變以往由指導教師指定選題的單一模式,讓教師、單位和學生都參與到畢業設計選題中,構筑多層次的畢業設計平臺,結合相關學科必要的技術基礎知識的改革與創新,加強學生研究能力的啟迪,充分體現畢業設計的工程性與創新性。
為此,本文針對機械類本科畢業設計提出以下改革思路與實施方案:
1.研究機械畢業設計教學理念,采用新模式建立畢業設計體系。
機械類本科畢業設計應以提高綜合工程素質為目標,強化綜合應用專業知識的能力。為此,改革機械類本科畢業設計的教學體系至關重要,結合精品本科教育的核心思想,必須建立一套完善的機械類畢業設計長效教學機制,明確畢業設計的目的和重要性,切實保證畢業設計的質量。主要的改革思路是分階段實施畢業設計,讓學生有充足的時間為畢業設計做準備,結合興趣與專業選題,變被動為主動,提高畢業設計的積極性。
1)第一階段:畢業設計研究方向歸類
將近三年的畢業設計課題導入畢業設計課題庫模塊,讓學生在第四學期就能了解近年來本專業畢業設計的研究領域,結合自身的專業興趣,初步制定畢業設計的研究方向,從而在第五、六學期能合理安排和調整自身的選課內容,為畢業設計做知識的儲備和積累。
2)第二階段:選題階段。
第六學期末進入選題階段,采用雙向選題制度,學生可以根據自己的實際情況申報符合專業要求的畢業設計課題,也可以選擇老師申報的畢業設計課題,學生由被動選擇變為主動選擇,以激發學生的主觀能動性和自主學習的熱情。
3)第三階段:實施基于工程案例的模塊教學,提高綜合運用專業知識的能力。
第七學期,學生根據自己的選題方向,選擇相應的知識模塊進行培訓,從而較快的掌握畢業設計課題的研究和設計方法,明確畢業設計的工作流程;閱讀國內外科研論文若干篇,了解課題所屬領域的最新研究前沿,明確畢業設計的任務和創新方向;以培養和提高學生文字組織表達能力、撰寫科研論文能力及查閱國內外科技文獻的能力。
4)第四階段:設計實施環節。
第八學期按照學校畢業設計相關規范和要求,結合課題具體內容,全面完成畢業設計各項任務。
2.營造多層次的畢業設計平臺,突出工程素質的培養。
1) 以理論研究為主題的畢業設計
針對研究能力突出的學生為主體,利用現有的設計理論與方法,激發學生的研究熱情,培養學生理論分析研究能力。
2) 以創新設計為主題的畢業設計
針對創新能力較強的學生為主體,利用創新設計的理論與方法,以培養學生創新能力為目標,以創新性為主要的評價標準衡量畢業設計的質量。
3)以工程應用為主題的畢業設計
針對動手能力較強的學生為主體,以教師的橫向課題為主要的選題標準,鍛煉學生實際從事科研項目的能力。
4)以校企聯合,面向工程實際為主題的畢業設計
以到企業實習的學生為主體,采用企業給定的項目作為畢業設計選題,學生在企業完成畢業設計,采用聯合答辯的方式評價學生的畢業設計質量。
3.學科發展帶動畢業設計平臺建設,進而促進應用型教師隊伍建設。
1) 我校機械工程學科已經獲得一級博士學位授予權,在博士點建設的過程中,機械設計及理論二級學科在平臺建設、教師隊伍建設等方面均取得進展,目前正在建設“機械工業數控機床優化技術重點實驗室”。在現有的平臺支持下,進一步建設機械類畢業設計平臺建設,使學生的應用型畢業設計項目得以實施。
2) 畢業設計課程體系的建設,將有助于提高畢業設計指導教師的實踐教學能力。
以培養綜合工程能力為指導思想,增設基于機械類不同方向的工程案例模塊教學先修課、建立畢業設計長效教學機制、分階段實施畢業設計計劃,構建應用型本科畢業設計環節的新模式,將顯著提高學生分析解決問題的綜合能力;以多層次的畢業設計平臺構建為切入點,強化學生的學習興趣,升華學生的創新精神,訓練學生的實際動手能力,為學生構筑深厚的工程技術根基,發揮其它課程不可替代的綜合工程素質的教育作用;以學院學科發展為推動力,構建畢業設計平臺,促進應用型教師隊伍建設。
四、總結
以上,對以精品本科教育為目標的機械類本科畢業設計提出了一些思路和實踐方法。當然,精品本科教學質量的提高,需要將理論教學與工程實踐有機的結合起來,通過高等院校不斷地探索和實踐,針對各自的培養模式和方向,選擇適合自己的方法和方式去實踐和推進,不斷地改革教育體制,以提高教育教學水平。
[參考文獻]
[1]王新華主編《機械設計基礎》化學工業出版社2011年1月
[2]中華人民共和國教育部《卓越工程師教育培養計劃》2010年6月
[3]吳國杰,吳煒亮,趙宏霞.本科畢業論文教學改革探討,廣東工業大學學報(社會科學版),2008,(8):177-179.
[4]馬清珍,張寶魁.本科生創新能力培養的探索與實踐,理工高教研究,2008,27(2):83-85.
[5]羅怡,基于本科畢業設計的工科類專業教學改革探討,中國電力教育,2013,(263)4:152-154.
[6]鄧小玲,賈碧,蔡葦林鳳,李正.美國高等工程教育的歷史沿革與發展趨勢,理工高教研究,2007,26(5):37-39。
關鍵詞:液壓;鑿巖機;設計研究;建議
中圖分類號:TD421.2 文獻標識碼:C
Abstract: The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China, enumerates major arguments in some related papers, points out the imperative problems, and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.
Keywords: hydraulic; rock drill; design & research; opinion
1 我國液壓鑿巖機設計研究歷史回顧
我國液壓鑿巖機的研制起步非常早,距今已近50年。我國液壓鑿巖機技術研究也很早,二十世紀七十年代,我國長沙礦冶研究院等就翻譯了大量國外液壓鑿巖機專利和論文,七十年代后期,我國作者撰寫了大量液壓鑿巖機的技術論文,直到現在,關于液壓鑿巖機的論文與專利仍然不斷出現在各類期刊與網絡上。
我國液壓鑿巖機設計研究方面的論文,有博士論文,碩士論文,學士論文,有期刊論文,也有網絡論文,在整個液壓鑿巖機技術論文中,占據了很大一部分。
估計有20個高等學校(其中包括3所師范大學)和近10個研究院所的作者發表過液壓鑿巖機技術論文,其中大部分是關于液壓鑿巖機設計研究方面的論文。專利文獻更是與液壓鑿巖機結構設計有關。可見,液壓鑿巖機設計研究在我國并非冷門。
我國液壓鑿巖機的技術論文與設計研究論文大量產出。與此形成鮮明對比,我國液壓鑿巖機產品發展很緩慢,獨立開發的產品,很少能在市場站住腳。
2 我國液壓鑿巖機文獻的分類
2.1 研究型論文
2.1.1 設計計算型論文
此類論文數量多。
設計計算型論文包括了仿真計算,優化設計,活塞間隙優化設計,蓄能器設計優化,換向閥設計優化,活塞緩沖設計,釬尾緩沖設計,沖擊頻率調節方法等等。
博士、碩士、學士的論文幾乎全部屬于此類。高校與研究院所作者的論文大都屬于此類。此類論文數量多。
2.1.2 實驗研究型論文
實驗研究型論文包括實驗方法介紹,實驗設備和儀器介紹,實驗項目介紹,測試結果與測試曲線分析,誤差分析等等。
此類論文中介紹實驗原理與實驗方法的較多。專門介紹液壓鑿巖機測試結果與曲線,并且進行分析的論文較少,大多散見于設計計算論文中,作為計算正確性的證明。
高校與研究院所作者有些論文屬于此類,此類論文數量不多。
2.1.3 材料熱處理研究型論文
材料熱處理研究型論文包括活塞、釬尾的選材與熱處理,銅套的選材等等。關于活塞、釬尾的選材與熱處理的論文較多,關于其他零件的論文數量少。
2.1.4 加工工藝型論文
加工工藝型論文包括鑿巖機主要零件的機加工的設備,工裝夾具,量具與測量方法,工序與工藝步驟,怎樣保證尺寸精度與位置精度,等等,大概是技術保密的原因,此類論文數量極少。
2.2 綜述型論文
2.2.1 產品品種型號綜述型論文
產品品種型號綜述型論文包括當時國內外液壓鑿巖機產品的廠家,系列,型號,主要性能參數等等。
此類論文數量較多,但大多是介紹阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機產品,介紹國內產品的較少。
2.2.2 產品歷史發展綜述型論文
產品歷史發展綜述型論文包括介紹國內外液壓鑿巖機歷史發展,產品型號推出的年代,市場情況等等, 此類論文數量不多,但大多是介紹蒙特貝塔、阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機產品歷史,介紹國內產品歷史的較少。
2.2.3 產品技術綜述型論文
產品技術綜述型論文包括液壓鑿巖機結構類型,技術進展,等等。此類論文數量少而且內容重復較多。
2.2.4 產品市場調研分析指導型論文
產品市場調研分析指導型論文包括當時國內使用的液壓鑿巖機產品的主要型號,市場保有量,年銷售量與銷售額,備件銷售量與銷售額,市場的細分,將來市場的趨勢預測,市場對液壓鑿巖機的性能與技術要求。
此類論文很重要,對于國家的產業政策和企業的產品規劃指導意義很大。
此類論文數量極少,幾乎沒有,倒是在網絡上各種市場調查公司的廣告不少,只提供提綱,具體內容要付費才能提供。
由于我國缺乏市場液壓鑿巖機產品銷售數據統計,要寫出高可信度的此類論文,必然要花費巨大的人力財力,只靠個人或一個單位的力量難以完成,最好有行業組織與行政力量的參與。
2.3 使用維修型論文
2.3.1 產品使用方法型論文
產品操作方法型論文包括鑿巖機沖擊壓力,旋轉壓力,推進壓力的優化匹配,鉆頭直徑與旋轉速度的匹配,操作方法等等。
此類論文數量不多,有北京科技大學高瀾慶教授等的論文“液壓鑿巖機主要工作參數對鑿巖速度影響的試驗研究”,有廣東省水利水電第二工程局梁明華論文“液壓鑿巖機旋轉速度與鑿孔直徑的關系” [1],是鑿巖機使用實踐總結,指導意義更大。
2.3.1 產品維修與故障分析型論文
產品維修與故障分析型論文多數為水電工程局、鐵路隧道工程局的技術人員所寫。此類論文來源于生產實踐,言之有物,參考價值很大,數量不多,列舉如下:
煤科總院北京建井所黃園月、李耀武、郭孝先“液壓鑿巖機的故障分析與防治”;
廣東省水利水電第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液壓鑿巖機工作原理及常見故障處理” [2];
廣東水電二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7鉆機使用中易出現的問題與改進” [3];
李強“Atlas 1838型鑿巖機六種常見故障的排除”[4];
張兆欽“COP1238鑿巖機技術特點及使用維護” [5];
田華軍“HL500型液壓鑿巖機的日常維護保養” [6]。
2.4 產品介紹型論文
2.4.1 產品性能介紹型論文
產品性能介紹型論文多為介紹阿特拉斯、山特維克公司產品的論文,也有少量介紹國內海卓公司產品,樂清采礦機械廠的液壓鑿巖機產品的論文。
2.4.2 市場應用報道型論文
國外作者關于液壓鑿巖機市場應用報道型論文很多,國內此類論文數量很少,有少量關于YYT26支腿式液壓鑿巖機工程案例,使用成本效益分析的報道。
2.5 專利文獻
最近的十幾年關于鑿巖機械的專利有六十多件,大都是液壓鑿巖機械的結構設計方面的專利。尚未見到有重大影響,或產生效益的專利。
3 我國液壓鑿巖機技術研究的不足
3.1 鑿巖機文獻的五多五少現象
通過對我國液壓鑿巖機文獻的分析,我們發現有五多五少現象。
(1) 設計論文多,實驗與工藝論文少;
(2) 研究論文多,使用維修論文少;
(3) 性能介紹型論文多,市場應用報道型論文少;
(4) 歷史發展綜述論文多,市場調研分析指導型論文少;
(5) 專利多,影響小。
3.2 缺少學術交流討論
我國大概有20多年沒有開過全國性液壓鑿巖機技術方面的交流會或研討會。
我們眾多的論文作者,都是在自說自話,沒有交流,沒有討論,更沒有爭論。論文提出的論點,基本沒有人跟進,進行理論與實踐兩個方面的證明或證偽,或補充,只是不加評價的引用。
我懷疑,很少有人認真閱讀這眾多的論文,如果不是博士生,碩士生,大學生因為做畢業論文的需要,閱讀的人就更少了。我國關于液壓鑿巖機論文的影響力實在有限。
3.3 設計理論研究與產品生產脫節
我國大概可稱得上液壓鑿巖機設計研究論文數量大國,但是我國自行開發的液壓鑿巖機產品多數從市場上消失,現在還能在市場上站住腳,有一定銷售量的產品,多數為1980年代技術引進的產品。這種情況至少說明我們的設計研究和產品生產是脫節的,或者說明我們的設計理論還不成熟,還要不斷改進。
4 我國液壓鑿巖機設計理論的主要論點
4.1 關于鑿巖機沖擊機構設計理論
4.1.1 三段法理論
認為活塞往復運動一個周期是由活塞回程加速、回程減速、沖程加速三個階段組成的。4.1.2 設計變量理論
將一個無量綱數稱為設計變量,這個無量綱數可以是:
(1) 沖程時間與活塞運動周期之比;
(2) 活塞回程加速度與沖程加速度之比;
(3) 活塞行程與可能最大行程之比;
(4) 活塞后腔受壓面積與前腔受壓面積之比,很明顯,第四個無量綱數最直觀,最易檢驗。
4.1.3 優化設計理論
根據以下5個設計目標,求得一個最佳設計變量。
(1) 蓄能器容積變化的最大值最小;
(2) 蓄能器隔膜震動次數最小;
(3) 能量利用效率最高;
(4) 沖程時,最大瞬時流量最小;
(5) 回程時,最大瞬時流量最小。
4.2 關于換向閥設計理論
4.2.1 換向閥中位正開口理論
換向閥在中位時,換向閥的高壓窗口與低壓窗口都有微小開啟,叫正開口。認為正開口有益于沖擊機構性能改善。主張應該采用正開口。
4.2.2 換向閥最優行程理論
換向閥行程的選取受到閥口通流面積,換向時間與閥耗油量三重制約,存在一個優化點。
4.3 關于蓄能器設計理論
4.3.1 高壓蓄能器與活塞運動的最佳耦合理論
蓄能器的蓄油與排油量不僅與蓄能器的容積有關,而且與系統的工作頻率有關,如果蓄能器固有頻率選擇不合適,即使加大蓄能器容積,也不能增大蓄能器的蓄油與排油量。
在蓄能器結構參數固定,鑿巖機進油壓力確定的情況下,可以改變蓄能器充氣壓力來改變諧振頻率,使得系統處于最佳工作狀態。
這個理論是極有理論研究價值與學術價值的,是一個動態的理論,是北京科技大學首先進行研究的,可惜無人跟進,這方面的論文太少。
4.3.2 蓄能器一次振動理論
在活塞運動一個周期內,蓄能器隔膜只有一次振動。這個理論已經包含在第4.1.2小節的優化設計理論中了,這是一個靜態的理論。
4.4 關于信號孔位置
4.4.1 活塞回程換向信號孔位置的計算
這個理論是由北京科技大學與中南大學提出的,這是極其重要的計算,缺了這個計算公式,無法進行鑿巖機的圖紙設計。
4.4.2 活塞沖程換向信號孔位置的確定
這個理論是由北京科技大學與中南大學提出的,這也是極其重要的計算。既不能換向太早,使得撞擊釬尾時,活塞已經被減速,也不能換向太晚,造成活塞二次打擊釬尾。
4.5 釬尾反彈緩沖動力計算
研究這個理論的有浙江大學張新等人,廣東工業大學機電工程學院劉智等人,中南大學機電工程學院趙宏強等人,楊國平等人,難能可貴的是,張新做了實驗研究,有實驗曲線圖。
4.6 其他理論
(1)活塞密封間隙與長度優化理論;
(2) 活塞空打緩沖結構計算;
(3) 沖擊頻率無級調節自動換擋理論。
以上3種理論均有,就不一一論述了。
5 我國液壓鑿巖機設計研究亟待解決的問題
5.1 換向閥的結構尺寸問題
(1) 換向閥中位負開口的優缺點分析;
(2) 最優負開口量的計算與實驗驗證;
(3) 換向閥最優行程理論與實驗驗證。
5.2 活塞與缸體結構尺寸問題
(1) 活塞前后腔面積的確定及優化;
(2) 活塞回程換向信號孔位置的確定;
(3) 最優沖程換向信號孔位置計算與實驗驗證。
5.3 蓄能器與活塞運動的最佳耦合理論
研究蓄能器隔膜的動態頻率響應,蓄能器最佳充氣壓力的計算。
5.4 釬尾反彈緩沖系統動力計算與實驗驗證
不但研究緩沖機構本身,進行靜力學計算,更要研究釬尾反彈緩沖系統的動態響應,將緩沖機構,釬具與緩沖液壓油路作為一個系統,研究緩沖活塞的頻率響應,緩沖液壓系統是否能有效吸收釬尾反彈的能量,又是否能迅速將釬頭重新抵緊巖石。
5.5 鑿巖機反打系統動力計算
既要研究反打機構本身,進行靜力學計算。更要將反打機構與反打液壓油路作為一個系統,研究反打活塞的位移,運動速度與沖擊能量。
5.6 零件的氣蝕與腐蝕問題
(1)活塞前后腔氣蝕問題的計算與解決方法;
(2)鑿巖機殼體聯接平面點蝕的原因與預防。
6 我國液壓鑿巖機設計研究的學術建議
6.1 反求法
對國外高端液壓鑿巖機結構尺寸的分析,用反求法研究鑿巖機沖擊機構的設計計算公式與方法。反求法基本屬于歸納法,反求法需要統計多臺高端液壓鑿巖機的結構尺寸,統計數據越多,代數計算公式越接近實際,設計指導作用越大。這方面的工作似乎還沒有人去做。
6.2 驗證法
將我們國內的設計理論,如用最佳設計變量理論,換向閥最優行程理論,蓄能器設計理論,分析國外高端液壓鑿巖機的結構尺寸、充氣壓力等參數,檢驗是否符合我們的理論。如果大致符合,則驗證了我們理論的正確性,如果相差很大,則要尋找原因。
6.3 代數計算公式研究
6.3.1 液壓鑿巖機設計研究方法的分類
理論分析與公式計算,實驗研究,計算機數值仿真是鑿巖機設計研究的三駕馬車。
三段法,最佳設計變量等屬于理論分析計算。
理論分析與公式計算是鑿巖機設計研究的基礎,是實驗研究與數值計算的的基礎與指導。
6.3.2 液壓鑿巖機代數設計計算公式的建立
公式計算必須將鑿巖機的物理(實際)模型簡化為力學模型,再進一步簡化為數學模型,再簡化為代數公式。簡化必須是合理的,不能與力學模型有大的矛盾和沖突。
在不斷的簡化中,必然有失真,這時就要用經驗系數去校正。這方面我們還有許多工作要做,對每一結構類型的鑿巖機,都可以研究出一套基本通用的計算公式。
6.3.3 液壓鑿巖機代數設計計算公式的輸入輸出
代數公式計算輸入的是沖擊能,沖擊頻率,沖擊末速度,進油壓力, 輸出的是活塞質量,活塞前后受壓面積,活塞行程,信號孔位置,閥的結構尺寸,閥行程,開口量,鑿巖機進油流量等等。
6.4 強化實驗研究
6.4.1 液壓鑿巖機實驗的分類
在理論分析指導下的實驗研究是必不可少的,我們的力學模型,數學模型是否正確,簡化是否合理,都需要實驗驗證。數值仿真計算就更需要實驗驗證了。
這里所說的實驗主要是鑿巖機內部機理實驗,也可是型式實驗,而不是出廠實驗。
6.4.2 液壓鑿巖機實驗的規范
實驗的各種條件,包括樣機,液壓系統,測量方法,儀器儀表,都應該是明確的,實驗的結果應該是真實的,可重復的,重復實驗的誤差應該進行分析。實驗的時間、地點與參加人應該注明。
6.5 數值計算研究
6.5.1 數值計算的定義
數值計算就是虛擬樣機技術,因此數學模型要盡可能逼近力學模型與物理模型,數值計算需要輸入的數據很多,需要詳細的鑿巖機圖紙數據,否則不能稱之為虛擬樣機。
數值計算又叫動態仿真,我國在數值計算方面的論文太多了。有基于AMESim的仿真,基于Simulink的動態仿真,基于MATLAB的計算機仿真,準勻加速度法仿真計算,鍵合圖方法仿真,等等。
6.5.2 液壓鑿巖機數值計算輸入輸出的基本要求
沖擊機構數值計算中,進油流量必須是輸入值,而壓力是輸出值。
數值計算輸出結果不能僅僅是沖擊能,沖擊頻率等,必須能輸出活塞運動速度、位移,換向閥的速度、位移,活塞前后腔壓力的曲線。并且能夠描述出液壓油的空化與氣蝕現象。
數值計算的結果曲線應該用實驗曲線驗證,未經實驗驗證的仿真計算是不可信的。
數值計算的結果應該是真實的,不能弄虛作假,其他人也可以重復運行程序。
6.5.3 液壓鑿巖機數值計算程序的基本要求
數值計算的程序應該模塊化,數值計算需要花費大量的精力與時間,不是一個人短時間能夠完成的,因此數值計算的程序應該模塊化,可以由一組人員分工,進行編寫。
數值計算程序應該界面友好,參數的改變,應在界面中進行,而不應在程序中進行。
數值計算的模型與程序應該是持續改進的,和所有的計算機軟件一樣,應該有版本號。液壓鑿巖機數值計算程序應該通用工具化,不要搞成專用工具。不能只有作者自己用,換一個人就不能用。
6.5.3 液壓鑿巖機數值計算程序的難點
虛擬樣機技術是一項浩繁的工程,但是并不是遙不可及。內燃機的燃燒過程,牽涉到化學,燃燒學,熱學,力學,都可以做到數值仿真,并且在發動機設計中起到重要作用。沖擊機構的數值仿真也一定能做到,但是這要求有一個精干的團隊和一個好的實驗條件。
數值計算程序都是針對某一個特定的圖紙的,因此通用性較差。不要指望適合于單腔回油的鑿巖機,也能適合非單腔回油的鑿巖機。也不要指望適合于芯閥結構的鑿巖機,也能適合套閥結構的鑿巖機。這也是數值計算應用的一個難點。我們至少應該做到,對某一相同結構類型的液壓鑿巖機,具有通用性。
7 我國液壓鑿巖機設計研究的政策建議
7.1 以企業為主體,產學研結合
過去幾十年,我國液壓鑿巖機設計研究是以高校和研究所為主體的,和企業產品開發聯系較少。事實證明,我國液壓鑿巖機設計研究進步不大,只有以有實力的大企業為主體,廠學研結合,學校與研究所自己不搞產品生產,只為社會和企業提供知識與技術,各自發揮自己的優勢,才是我國液壓鑿巖機技術與產品的發展道路。
7.2 以行業協會為主體,組織技術交流
與鑿巖機的生產、使用有關的行業有鑿巖機械氣動工具、煤炭、礦山、鐵路、水電、冶金等等,在1980年代,礦山機械行業組織過液壓鑿巖機技術交流會, 1990年代初期, 煤炭建井行業組織過液壓鑿巖機技術交流會。
8 結語
(1)對我國液壓鑿巖機研究文獻進行了分類,5大類,13個小類;
(2)分析了我國液壓鑿巖機技術研究的不足,3個方面的不足;
(3)列舉了我國液壓鑿巖機設計理論的主要觀點,6大類,13個觀點;
(4)列舉了我國液壓鑿巖機設計中亟待解決的5大類共11個問題;
(5)提出了我國液壓鑿巖機設計研究的5條學術建議;
(6)提出了我國液壓鑿巖機設計研究的2條政策建議。
參考文獻:
[1] 梁明華.液壓鑿巖機旋轉速度與鑿巖直徑的關系[J].工程機械,2001,32(6).
[2]何雄彬.HDl35A和COPl238ME型液壓鑿巖機工作原理及常見故障處理[J].廣東水利水電,2001(8).
[3] 李同明.阿特拉斯ROCD7鉆機使用中易出現的問題與改進[J].四川水利,2004(3).
[4] 李強.Atlas 1838型鑿巖機六種常見故障的排除[J].工程機械,2005,36(3).