時(shí)間:2023-03-20 16:21:20
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可變功能機(jī)械系統(tǒng)由不同的分功能組成,且功能間會(huì)發(fā)生耦合。筆者基于FBS概念設(shè)計(jì)模型對(duì)可變功能機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行研究,先將各分功能獨(dú)立,分別建立自頂向下的設(shè)計(jì)模型,即先對(duì)功能進(jìn)行分解,由功能-行為映射求解得到相應(yīng)的行為層級(jí)結(jié)構(gòu),分析相應(yīng)的行為模型,得出映射層結(jié)構(gòu)方案。可變功能機(jī)械的FBS模型詳解如圖1所示。在研究可變功能機(jī)械系統(tǒng)時(shí),本研究將分功能到行為和行為到結(jié)構(gòu)的映射并行研究,功能總和代表了各分功能不同模型的集合,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)功能時(shí),另一個(gè)分功能處于待用模式,為加以區(qū)分,用功能符號(hào)“F”+“i”(數(shù)字)代表分功能序號(hào),用“or”(或者)連接各分功能。之后本研究建立分功能的層級(jí)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的功能分解模型、行為過程層級(jí)結(jié)構(gòu)及其行為過程模型,最后進(jìn)行映射求解。這種并列的設(shè)計(jì)過程存在交集,即這些分功能間具有耦合性,系統(tǒng)的功能分解有部分相似,例如當(dāng)農(nóng)用拖車的連接器連接不同的耕作設(shè)備可以完成不同的生產(chǎn)功能,施肥機(jī)可以進(jìn)行移動(dòng)施肥,灑水機(jī)完成澆灌工作等,系統(tǒng)的動(dòng)力功能和傳動(dòng)功能并未發(fā)生改變,改變的僅是執(zhí)行端的功能。本研究將相似的功能結(jié)構(gòu)和行為結(jié)構(gòu)以及方案層的具體實(shí)施構(gòu)件組合用虛線連接,代表它們之間存在的特殊聯(lián)系。為具體表達(dá)該設(shè)計(jì)過程中的模型聯(lián)系,基于經(jīng)典相似理論中對(duì)序結(jié)構(gòu)的定義,本研究將系統(tǒng)要素按一定組成規(guī)律、一定順序出現(xiàn)的序列結(jié)構(gòu)稱為序結(jié)構(gòu),序結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)有著緊密的聯(lián)系。根據(jù)可變功能機(jī)械系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)層次,筆者對(duì)序結(jié)構(gòu)進(jìn)行特征分析,分為功能序結(jié)構(gòu)、行為序結(jié)構(gòu)以及方案序結(jié)構(gòu)。由于篇幅原因,本研究?jī)H對(duì)功能分解和行為結(jié)構(gòu)的序結(jié)構(gòu)表達(dá)進(jìn)行描述,并構(gòu)建相似模型。
2相似模型構(gòu)建
2.1功能序結(jié)構(gòu)和行為序結(jié)構(gòu)模型相似包括功能相似以及行為相似,功能具有相同的效果不代表行為也具有相似性。研究系統(tǒng)相似度時(shí)需要衡量功能相似度和行為相似度不同的權(quán)重值,建立相似模型,從系統(tǒng)的角度將不同的功能及其行為映射用序結(jié)構(gòu)表達(dá)出來,用系統(tǒng)要素的方式進(jìn)行模型構(gòu)建。功能是表達(dá)系統(tǒng)特性最抽象的方式,功能的表達(dá)需滿足:(1)能根據(jù)給定要求表示設(shè)計(jì)者的意圖;(2)能準(zhǔn)確描述滿足設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)對(duì)象;(3)能被定性或者定量地評(píng)價(jià),并可以測(cè)定設(shè)計(jì)意圖的滿意度。功能的系統(tǒng)要素為能量、物質(zhì)和信息,每個(gè)功能要素都有其輸入和輸出,因此可以運(yùn)用“輸入流-輸出流”的方法進(jìn)行功能描述。功能要素在時(shí)間和空間上有一定的順序,即功能序。本研究將功能序的關(guān)系進(jìn)行分類,分別有組成關(guān)系、時(shí)序關(guān)系和因果關(guān)系如圖2、圖3所示。時(shí)序關(guān)系又有順序關(guān)系,并存關(guān)系。功能序是功能序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)組成。在概念設(shè)計(jì)模型中,功能是一個(gè)模糊而粗糙的概念,而行為相對(duì)而言更為具體,能激發(fā)設(shè)計(jì)者的靈感,引導(dǎo)設(shè)計(jì)者保證三大流(即物質(zhì)、能量、信息)的有序流動(dòng),不違背自然規(guī)律。行為的系統(tǒng)要素包括運(yùn)動(dòng)學(xué)要素、力學(xué)要素和能量要素。結(jié)合目前行為結(jié)構(gòu)的表達(dá)方法,本研究統(tǒng)一用“輸入流-輸出流”的方式表達(dá)行為序結(jié)構(gòu)。行為可以分為基本行為和組合行為。基本行為對(duì)應(yīng)基本結(jié)構(gòu),較為簡(jiǎn)單;組合行為由基本行為構(gòu)成,包括運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換行為、執(zhí)行行為、檢測(cè)行為、控制行為等,這些基本行為通過一定的順序連接起來形成組合行為。行為序就是指這些基本行為和組合行為間的連接,行為序結(jié)構(gòu)則表達(dá)了行為序間的連接關(guān)系。行為序結(jié)構(gòu)分類如圖4所示。行為序的關(guān)系有以下幾種:①串聯(lián)順序關(guān)系;②并聯(lián)同時(shí)關(guān)系;③選擇發(fā)生關(guān)系。
2.2基于序結(jié)構(gòu)的相似模型構(gòu)建由相似第一定律即序結(jié)構(gòu)定律可知,不同類型、不同層次系統(tǒng)存在一定的序結(jié)構(gòu),當(dāng)系統(tǒng)序結(jié)構(gòu)存在共同性時(shí),系統(tǒng)之間出現(xiàn)相似特性,相似性大小隨序結(jié)構(gòu)的共同性程度增大而上升,反之則下降。上節(jié)已將可變功能機(jī)械系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)中的功能層和行為層用序結(jié)構(gòu)進(jìn)行表達(dá)來探索功能和行為的相似性,本節(jié)在此基礎(chǔ)之上運(yùn)用數(shù)學(xué)建模對(duì)相似度進(jìn)行計(jì)算。可變功能機(jī)械系統(tǒng)具有一定的相似性,即相似度大于零,某些功能或行為能通過改變一些系統(tǒng)組成就能形成新的功能系統(tǒng),若是沒有相似性即相似度為零,那么整個(gè)分功能系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成了多功能的單個(gè)系統(tǒng)的集合,不在本研究的研究范圍之內(nèi)。本研究將系統(tǒng)或者系統(tǒng)的一部分進(jìn)行序結(jié)構(gòu)構(gòu)建和分析之后,為每個(gè)序進(jìn)行編碼,用eik表示序要素的集合,要素包含屬性和特征值,屬性由所屬功能或者行為的輸入輸出流決定,i是分功能編號(hào),k是序的編號(hào)。相似序的概念是將分功能序結(jié)構(gòu)的要素和特征聯(lián)系形成兩兩組合的有序偶,用(e1k,e2k)表示。相似度由相似序的個(gè)數(shù)和相似序?qū)ο嗨频挠绊憴?quán)重所決定,相似度以q表示,相似序個(gè)數(shù)決定的相似度為q1,影響權(quán)重決定的相似度。權(quán)重的分配也是相似度量的重要環(huán)節(jié)之一,主要包括主觀權(quán)重分配方法和客觀權(quán)重分配方法。相似序模型分析之后根據(jù)經(jīng)典相似理論進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,系統(tǒng)的總相似度由功能、行為和結(jié)構(gòu)的相似度綜合得出。本研究根據(jù)所建立的序結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)知識(shí)表達(dá),計(jì)算可變功能間的相似性,設(shè)機(jī)械系統(tǒng)共有兩個(gè)可變分功能,特征參數(shù)取自輸入輸出流的類型和數(shù)值,如功能的能量類型和所代表的數(shù)值等,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行相似模型構(gòu)建,并計(jì)算相應(yīng)的相似度數(shù)值。相似求解模型如圖5所示。建模的一般步驟可表述如下:(1)分別對(duì)分功能系統(tǒng)進(jìn)行層次劃分,建立基于功能或者行為結(jié)構(gòu)的模型。可用輸入流輸出流的方式按2.1節(jié)所述分別建立分功能的具體模型,對(duì)應(yīng)的序結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)如表1所示。
3實(shí)例分析
筆者選取典型的可變功能機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行研究,選取如圖6所示的機(jī)床作為研究對(duì)象,通過更換不同的刀具執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以獲得鉆孔,擴(kuò)孔和鉸孔3個(gè)不同的功能。可以看出,這是一種通過改變系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)達(dá)到改變功能的情況。本研究按上文所述的步驟進(jìn)行分析,首先由系統(tǒng)的可變功能得到功能的序結(jié)構(gòu)模型,所建立的模型如圖7所示。表3所示機(jī)床的可變功能由更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn),在系統(tǒng)層面上達(dá)到了改變功能的要求。本研究按上文所述,根據(jù)所建立的序結(jié)構(gòu)模型,通過分析相似要素應(yīng)用公式(1~3)得到系統(tǒng)功能級(jí)的相似度數(shù)值。
4結(jié)束語
學(xué)完機(jī)械制造基礎(chǔ)課程后,學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用機(jī)械制圖、金屬材料學(xué)、金屬切削原理等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),因此該課程的涉及面廣,綜合性強(qiáng)。同時(shí),課程內(nèi)容來源于實(shí)踐,經(jīng)歸納、分析,進(jìn)行系統(tǒng)理論化后又應(yīng)用于實(shí)踐、指導(dǎo)實(shí)踐,故其實(shí)踐性也強(qiáng)。
二、對(duì)機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容改革
筆者認(rèn)為,應(yīng)緊扣大綱,合理調(diào)整機(jī)械制造基礎(chǔ)課程內(nèi)容。為了突出機(jī)床教學(xué)的系統(tǒng)性,筆者把金屬切削機(jī)床及其運(yùn)動(dòng)、各種典型機(jī)床簡(jiǎn)介、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、典型機(jī)床夾具及其設(shè)計(jì)方法這幾章放在一起講授,這樣學(xué)生對(duì)與機(jī)床有關(guān)的知識(shí)才會(huì)有全面系統(tǒng)的了解。
三、對(duì)機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)方法的改革
教師要把握教學(xué)目標(biāo),理論密切聯(lián)系實(shí)際。在該課程開講前,學(xué)生進(jìn)行車、銑、磨、刨、鉆等機(jī)加工實(shí)習(xí),加深對(duì)刀具、夾具、機(jī)床、定位與夾緊、金屬切削、表面質(zhì)量、加工工藝、工序、工步等概念的感性認(rèn)識(shí)。學(xué)生學(xué)習(xí)理論后又要重新回到實(shí)踐中去,用系統(tǒng)的理論來分析并解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題。經(jīng)過反復(fù)的實(shí)踐與理論學(xué)習(xí),學(xué)生必將加深概念,并學(xué)會(huì)應(yīng)用理論指導(dǎo)實(shí)踐。
四、教師應(yīng)不拘一格,靈活使用多種教法
1.舉例引入法
講授新課前,教師先講有關(guān)實(shí)例以導(dǎo)入新課內(nèi)容,把生活中與機(jī)械相關(guān)的內(nèi)容與教學(xué)相相合,讓學(xué)生充分體會(huì)到學(xué)以致用,調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)興趣。如可以實(shí)板上鉆孔為例,導(dǎo)入工步的概念。
2.提出問題法
教師因勢(shì)利導(dǎo)地提出與新課知識(shí)相關(guān)聯(lián)的問題,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如向?qū)W生提問:“普通車床的用途是什么?”學(xué)生馬上就會(huì)聯(lián)想到車工實(shí)習(xí),從而進(jìn)一步想到車床實(shí)習(xí)的具體內(nèi)容。
3.小組討論法
教師將學(xué)生分為幾個(gè)小組,讓學(xué)生圍繞新課重點(diǎn)問題展開討論,以培養(yǎng)學(xué)生的組織能力、協(xié)作精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。
4.課堂演示法
在講課過程中,教師可適時(shí)地展示與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)物、模型。這樣不僅能加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且有助于他們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握。
5.對(duì)比教學(xué)法
通過把同類相近知識(shí)對(duì)比教學(xué),以使學(xué)生牢固掌握新知識(shí)。如教師講述麻花鉆切削部分結(jié)構(gòu)時(shí),拿車刀切削部分作比較,使學(xué)生認(rèn)清六個(gè)刀具角度的基本定義。6.多媒體教學(xué)法教師應(yīng)該從降低課堂教學(xué)的難度出發(fā),多花時(shí)間做好多媒體課件,將相關(guān)的視頻、動(dòng)畫等穿插教學(xué)中。如將各種機(jī)床的外形、車刀的結(jié)構(gòu)等通過計(jì)算機(jī)投影技術(shù)展示給學(xué)生,使學(xué)生能夠通過動(dòng)態(tài)的畫面,輕松地理解教師的教學(xué)意圖。這樣把復(fù)雜的內(nèi)容簡(jiǎn)單化、抽象的概念形象化、靜態(tài)的問題動(dòng)態(tài)化,有助于學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。
五、小結(jié)
結(jié)合這幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),本人認(rèn)為課程內(nèi)容應(yīng)結(jié)合最近幾年來該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)從事的工作崗位特點(diǎn),對(duì)本課程內(nèi)容做有目的的刪減和整合。例如,對(duì)于數(shù)控專業(yè)來說,在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)章節(jié)中,重點(diǎn)應(yīng)該結(jié)合日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐介紹四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和特性,而對(duì)于四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容,可以簡(jiǎn)單介紹甚至可以忽略,或?qū)τ诮邮苣芰?qiáng)的學(xué)生做適當(dāng)引導(dǎo),安排其自學(xué)。另外,目前的教學(xué)內(nèi)容偏重理論,比較抽象,學(xué)生聽課枯燥,教學(xué)效果不佳。任課老師需根據(jù)課程教學(xué)大綱基本要求,對(duì)知識(shí)進(jìn)行整合。例如,以一個(gè)實(shí)踐工程為例,把大綱要求掌握的知識(shí)點(diǎn)運(yùn)用到此工程上,把抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗笾庇^的實(shí)際應(yīng)用,這也為學(xué)生日后走上工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、課程教學(xué)方法改革
打破傳統(tǒng)的教學(xué)方式,現(xiàn)在提倡理實(shí)教學(xué)相結(jié)合,但是《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》理論教學(xué)還是占主要課時(shí)。如何提高課堂教學(xué)效率,是本課程教學(xué)方法改革的關(guān)鍵之處。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式都是“教師講,學(xué)生聽”的填鴨式教學(xué),學(xué)生對(duì)課堂不感興趣。師生之間沒有互動(dòng)或互動(dòng)很少,課堂教學(xué)效果很難有提高。為了打破這種現(xiàn)狀,我校很多老師開始嘗試采取分組討論、啟發(fā)式、項(xiàng)目式等教學(xué)方法,課堂氣氛相對(duì)較活躍,既提高了學(xué)生的參與性,又激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性。本人在本課程的教學(xué)過程中,主要嘗試了分組式討論教學(xué)法和案例教學(xué)法兩種新的教學(xué)方法。分組式討論教學(xué)模式,每組分4~6名學(xué)生,專門設(shè)計(jì)學(xué)案在課前下發(fā)給學(xué)生,根據(jù)學(xué)案內(nèi)容,讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行小組討論,再由小組學(xué)生輪流發(fā)言。案例教學(xué)法是利用生活生產(chǎn)中的實(shí)例進(jìn)行知識(shí)的講授。在理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,結(jié)合生產(chǎn)中實(shí)例進(jìn)行講授。例如,在講常用機(jī)構(gòu)分類、特點(diǎn)及應(yīng)用時(shí),可以直接讓學(xué)生觀看汽車雨刮器、牛頭刨床、揉面機(jī)、插床等機(jī)器的運(yùn)動(dòng)視頻,這樣可以直觀地反映知識(shí)內(nèi)容,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生較快地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容。
三、考核評(píng)估體系改革
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是重在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力的重要過程,是應(yīng)用性強(qiáng)專業(yè)通常所采取的一種通用性的教育教學(xué)模式。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)專業(yè)技術(shù)課程的終極目標(biāo)是培養(yǎng)現(xiàn)代化所需要的實(shí)踐性人才,然而受到傳統(tǒng)教育教學(xué)模式的影響,我國高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)往往過分重視理論教學(xué),實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)只是作為輔助手段。這種現(xiàn)象嚴(yán)重制約了高校機(jī)械專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)和發(fā)展,不利用今后操作能力的提升。正是這種現(xiàn)象的存在,導(dǎo)致很多高職院校機(jī)械專業(yè)在資金投入上往往不能有效地向?qū)嶒?yàn)器械的購買增加上傾斜,使得高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備普遍滯后,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)H僅是最基礎(chǔ)、最普遍的常識(shí)性實(shí)驗(yàn)。這種單一性的實(shí)驗(yàn),直接導(dǎo)致學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)專業(yè)的理解嚴(yán)重不足。尤其是有些實(shí)驗(yàn)雖然是以實(shí)驗(yàn)的形式出現(xiàn),但是仍然具有極強(qiáng)的理論性認(rèn)知,不能通過過程驗(yàn)證來激發(fā)學(xué)生的求知欲,導(dǎo)致學(xué)生興趣和積極性的不足,失去作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義。如何加入更多的實(shí)際動(dòng)手性操作實(shí)驗(yàn)勢(shì)在必行。同時(shí),高職學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)置上過多地將視角放在了教師操作、學(xué)生觀摩上,學(xué)生只能通過視覺感官來體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,而不能通過親身的實(shí)驗(yàn)操作來獲得更加深刻的體會(huì),導(dǎo)致學(xué)生當(dāng)時(shí)明白,但是很快就遺忘,不利于學(xué)生綜合能力的顯著提升。此外,高職院校對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的評(píng)價(jià)模式也存在弊端。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)由于實(shí)驗(yàn)實(shí)施設(shè)備的不足,導(dǎo)致學(xué)校在對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),只是將實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為考察部分,不能有效地激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視,如此一來,學(xué)生的能力如何提升?
2高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議
2.1更新機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程理念
任何體制創(chuàng)新、制度創(chuàng)新都取決于觀念的更新。高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革首要的就是要更新觀念,建立適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的高等教育教學(xué)管理理念,徹底打破傳統(tǒng)教育教學(xué)模式的影響,建立以實(shí)驗(yàn)為導(dǎo)向,以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力為目標(biāo)的課程理念,為優(yōu)化高職院校的競(jìng)爭(zhēng)力的全面發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力為目的,使學(xué)生掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能,具有創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力及應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)手段分析和解決工程實(shí)際問題的能力,最終實(shí)現(xiàn)由知識(shí)傳授到技能培養(yǎng),再由技能培養(yǎng)到綜合素質(zhì)提高的全面轉(zhuǎn)變。這是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)與核心任務(wù)。一切以優(yōu)化高校發(fā)展、促進(jìn)優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)、規(guī)范管理為基礎(chǔ),切實(shí)將高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)學(xué)科建設(shè)放在重要的位置。
2.2加大投入,優(yōu)化設(shè)施設(shè)備
高職機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建作為一個(gè)系統(tǒng)的工程,需要大量的物質(zhì)基礎(chǔ)來保障其有效運(yùn)行。這種投入涵蓋了大量的人力資源和物力資源來保障其有效運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)化首當(dāng)其沖,良好的實(shí)驗(yàn)室、合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備是保證高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行的前提。
2.3建立適合學(xué)科發(fā)展的實(shí)驗(yàn)體系
總體上看,高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)涵蓋以下幾種主要的類型:基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。目前,高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過多的注意力放在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)上,如何在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上進(jìn)一步優(yōu)化至關(guān)重要。適當(dāng)?shù)丶哟髣?chuàng)新性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的成分,將進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)科建設(shè),這些才是高職實(shí)踐性教學(xué)所必需的,是培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的關(guān)鍵。只有這樣,才能切實(shí)提高高職機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。首先,在內(nèi)容上的優(yōu)化還應(yīng)以提升學(xué)生的設(shè)計(jì)能力為基礎(chǔ),在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)。如四桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)等的教學(xué),應(yīng)不斷地鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì),并自主地查閱資料來根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)模擬相關(guān)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。不斷地自主實(shí)踐才能真正提升學(xué)生的能力,教師充當(dāng)?shù)慕巧矐?yīng)發(fā)生變化,切實(shí)起到主導(dǎo)的作用。其次,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)上也應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化,建立適應(yīng)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的不同實(shí)驗(yàn)分組模式,如軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)是具有較強(qiáng)的分析和綜合性的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹荚谔嵘龑W(xué)生的實(shí)踐能力。這就要求教師在分組時(shí)切實(shí)增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì),分組人數(shù)不易過多。而相反在設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)增加小組人數(shù),通過大家的集思廣益來拓展思維,優(yōu)化思維,并通過小組討論來不斷地優(yōu)化小組設(shè)計(jì),提升小組成員的合作意識(shí)。再有,高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式、方法。在教學(xué)中不斷增加開放式教學(xué)模式,提高學(xué)生的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力,在高職機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中突出學(xué)生的主體地位,鼓勵(lì)學(xué)生自主思考、自主查閱相關(guān)資料、自主討論、自主構(gòu)思、自主分析。教師在實(shí)驗(yàn)組織上更多的應(yīng)該是通過集體的分析來對(duì)學(xué)生的創(chuàng)意進(jìn)行比較,總結(jié)學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)。最后,在高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制中,應(yīng)不斷更新機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)模式,增加動(dòng)手環(huán)節(jié)比重。切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)的比重,并將學(xué)生自主動(dòng)手操作能力和設(shè)計(jì)能力的提升作為評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。
2.4加強(qiáng)教師梯隊(duì)建設(shè)
高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)專業(yè)教師作為教學(xué)的管理者和具體的實(shí)施者,其能力的高低將直接影響高職機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的效果。因此,我國高職院校應(yīng)該提高專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師的綜合素質(zhì),適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械課程建設(shè)的高速發(fā)展,通過不斷的人員培訓(xùn)來提高專業(yè)教師的專業(yè)素質(zhì),適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械高速發(fā)展對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的高要求。這種梯隊(duì)建設(shè)應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)化高職機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)師資隊(duì)伍創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),鼓勵(lì)專業(yè)教師不斷進(jìn)取,不斷更新個(gè)人的知識(shí)結(jié)構(gòu),不斷加強(qiáng)自身學(xué)習(xí),吸取國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù),全面提升個(gè)人的綜合素質(zhì),為培養(yǎng)優(yōu)秀的機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3結(jié)論
在轉(zhuǎn)爐和連鑄工藝中,鋼水會(huì)在鋼包內(nèi)停留,隨著爐外精煉的技術(shù)普及,鋼水停留在鋼包的時(shí)間逐漸變長,從而導(dǎo)致鋼水在鋼包內(nèi)會(huì)發(fā)生一系列的溫度波動(dòng)和熱損失。影響鋼水的因素有兩個(gè)方面,一方面是由于鋼包本身材料決定,鋼包本身在鋼水轉(zhuǎn)運(yùn)過程中會(huì)與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換,同時(shí)由于材料本身的比熱容決定,會(huì)產(chǎn)生一定的溫度內(nèi)蓄現(xiàn)象,另一方面,鋼水表面會(huì)與外界環(huán)境產(chǎn)生熱交換,造成一定的熱損失。為了緩解這兩個(gè)問題為煉鋼生產(chǎn)帶來的能量損失,一般采用鋼包加蓋的方式解決鋼水表面的熱損失,采用利用新型材料來提升鋼包本身的保溫能力。鋼包加蓋后,鋼水表面的散熱則會(huì)被包蓋吸收,并且最終使得包蓋與鋼水表面形成空間上的熱平衡,從而起到一定的保溫作用。如何縮短鋼包加蓋后空間內(nèi)熱平衡達(dá)成時(shí)間,是目前許多煉鋼企業(yè)對(duì)鋼包加蓋設(shè)計(jì)中考慮的問題。時(shí)間縮短的越明顯,煉鋼生產(chǎn)效率就越高。而影響熱平衡達(dá)成時(shí)間的主要因素為鋼包加蓋的工藝流程。由此可見,鋼包加蓋的機(jī)械設(shè)計(jì)與應(yīng)用對(duì)于煉鋼生產(chǎn)有著重要的意義,深入研究鋼包加蓋工藝,對(duì)于提高煉鋼質(zhì)量、產(chǎn)率是有必要的。
2鋼包加蓋的機(jī)械設(shè)計(jì)
鋼包加蓋的機(jī)械設(shè)計(jì)主要包括有鋼包蓋的設(shè)計(jì)和鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)、加蓋工藝設(shè)計(jì)三個(gè)方面。
2.1鋼包蓋設(shè)計(jì)
鋼包蓋的設(shè)計(jì)主要包含對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和耐火材料的敷設(shè)設(shè)計(jì)。鋼包蓋設(shè)計(jì)吊耳很重要,方便吊車取蓋,在蓋的周圍需要有翻轉(zhuǎn)包蓋的穿孔,鋼包蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要考慮到包蓋的機(jī)械膨脹性能和熱膨脹性能。為了進(jìn)一步提高鋼包蓋的保溫性能,柳鋼鋼包內(nèi)側(cè)均有耐火材料的敷設(shè)設(shè)計(jì),一般采用耐高溫的耐火纖維進(jìn)行包蓋的內(nèi)部敷設(shè),加強(qiáng)鋼蓋的接受熱輻射的能力。
2.2鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)
鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)是鋼包加蓋機(jī)械設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)部分,主要是針對(duì)鋼包加蓋過程中的升降、回轉(zhuǎn)等功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了達(dá)成這些功能,一般會(huì)利用一些電動(dòng)設(shè)備來進(jìn)行構(gòu)建。常用的輔助設(shè)備包括電動(dòng)機(jī)、離合器、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)等。鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)是實(shí)現(xiàn)鋼包自動(dòng)加工的平臺(tái),它能夠完成鋼包周轉(zhuǎn)過程中的加蓋、揭蓋操作,能夠保證這些操作過程中鋼包以及包蓋處于安全位置。鋼包加蓋裝置包括有加揭蓋機(jī)(柳鋼鋼包揭蓋機(jī)),型號(hào)有插齒式、移動(dòng)插齒式、液壓升降/伸縮式、回轉(zhuǎn)式、懸掛移動(dòng)式等。根據(jù)煉鋼廠的煉鋼工藝布置采取不同的設(shè)備組合。還有一系列的輔助設(shè)備,如包蓋存放臺(tái)、吊具、工裝、鉸鏈座等。
2.3鋼包加蓋工藝設(shè)計(jì)
鋼包加蓋的一般性工藝設(shè)計(jì)為以下幾個(gè)步驟:
1)準(zhǔn)備工作。確保鋼包與爐次之間的準(zhǔn)備服務(wù)后,將鋼包放回鋼包車,鋼蓋一直蓋在鋼包上,這樣可以省略下一爐的鋼包預(yù)熱工作,保證鋼包的溫度。但如果下一爐的時(shí)間相距幾個(gè)小時(shí),則需要考慮鋼包的預(yù)熱準(zhǔn)備。鋼包進(jìn)入煉鋼爐前,需要將鋼包內(nèi)的鑄余渣,并且需要清洗水口滑板和完成填砂過程。煉鋼爐出鋼時(shí),鋼包經(jīng)過出鋼線,利用自動(dòng)揭蓋裝置完成揭蓋,包蓋則放置在存放臺(tái),鋼包進(jìn)入煉鋼爐下盛接鋼水。
2)出鋼后加蓋。出鋼完成后,鋼包加蓋機(jī)自動(dòng)完成對(duì)鋼包的加蓋操作,這個(gè)過程中無需人為操作。
3)精煉揭蓋、加蓋。鋼包經(jīng)過運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)入LF精煉爐位,此時(shí)包蓋被自動(dòng)揭去,鋼水在精煉爐中完成精煉過程,待這一過程結(jié)束后,鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)將包蓋帶回,進(jìn)行自動(dòng)加蓋操作。加蓋后,鋼包連蓋一起被吊上連鑄臺(tái)。在這一過程中,首先要確保鋼水的精煉達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),鋼水的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到指標(biāo),鋼水的溫度達(dá)到要求,其次采取對(duì)鋼包進(jìn)行鈣處理或者微合金處理,進(jìn)一步提高鋼水的潔凈程度。
3應(yīng)用效果
在煉鋼生產(chǎn)全程中實(shí)現(xiàn)鋼包自動(dòng)加蓋有效地減少了鋼包周轉(zhuǎn)過程的熱損失,同時(shí)保證了鋼包中鋼水的溫度趨于穩(wěn)定,有助于煉鋼生產(chǎn)提高質(zhì)量并且降低生產(chǎn)成本,鋼包全程加蓋后的應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1)鋼包全程加蓋能夠起到對(duì)鋼水的保溫作用;并且能夠降低鋼水出爐溫度。柳鋼轉(zhuǎn)爐加蓋出爐鋼溫度較之不加蓋降低了15℃左右,柳鋼轉(zhuǎn)爐加蓋后,出鋼過程中的溫度損失降低4℃,鋼包運(yùn)輸過程中溫度損失減少15℃左右,全程溫度損失減少19℃左右。鋼包加蓋后起到的保溫作用還有效的減少了包內(nèi)鋼水的冷卻作用,免除了連鑄過程中對(duì)鋼包的預(yù)熱過程,可實(shí)現(xiàn)低過熱度澆注,有效提高合金收得率,降低鋼包廢鋼率和保溫劑的使用率,節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本。
2)鋼包全程加蓋有助于延長鋼包的使用壽命。連鑄澆注完畢后,包蓋懸掛在鉸鏈上,鋼包可實(shí)現(xiàn)帶蓋倒渣和回澆余。減少了對(duì)鋼包的清理需求,同時(shí)翻鑄余更加干凈,降低了殘?jiān)俊d摪詣?dòng)加蓋降低了對(duì)包內(nèi)耐火材料的機(jī)械損傷,因此提高了鋼包的使用壽命。柳鋼實(shí)現(xiàn)鋼包全程加蓋后,轉(zhuǎn)爐出鋼口壽命提高了5爐以上,鋼包壽命延長至95爐。
3)鋼包全程技改有助于減少LF爐的升溫時(shí)間,減少RH、CAS的OB頻率及時(shí)間,同時(shí)降低了廢鋼的產(chǎn)生率,有效提高了煉鋼效率和質(zhì)量。除此之外,采用鋼包全程自動(dòng)加蓋可以節(jié)省鋼包服務(wù)區(qū)的空間,減少人力勞動(dòng),降低人力成本。
4)鋼包全程加蓋有助于煉鋼廠的節(jié)能減排,一定程度降低生產(chǎn)成本,增加收益。鋼包全程加蓋后,轉(zhuǎn)爐出鋼溫度升高,降低吹氧升溫的吹氧量,降低了氧氣能源的使用。若采用焦?fàn)t煤氣升溫模式,則可降低煉鋼廠眼氣排放,起到節(jié)能減排的效益,有助于煉鋼廠的可持續(xù)發(fā)展。除此之外,柳鋼實(shí)現(xiàn)鋼包全程加蓋后,降低噸鋼成本10元左右。同時(shí)由于煉鋼質(zhì)量的提升,進(jìn)一步提高了噸鋼實(shí)際收益,能夠有效提高煉鋼廠的經(jīng)濟(jì)利益,實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營目標(biāo)。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:質(zhì)量安全;功能設(shè)計(jì);成本;規(guī)避風(fēng)險(xiǎn);滿意度
隨著機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的革新,機(jī)械設(shè)計(jì)管理已經(jīng)不單純的是產(chǎn)品的功用性管理,更為主要的表現(xiàn)在產(chǎn)品的知識(shí)密度,產(chǎn)品的多個(gè)功能性,產(chǎn)品的質(zhì)量絕對(duì)安全和產(chǎn)品的推廣價(jià)值以及規(guī)避高風(fēng)險(xiǎn)性的實(shí)用價(jià)值管理上來。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)首要考慮的是產(chǎn)品的質(zhì)量安全,其次是產(chǎn)品本身的價(jià)值所在,再有就是在設(shè)計(jì)流程中理論和實(shí)踐的相互影響,最終形成產(chǎn)品,通過對(duì)管理資源的有效控制達(dá)到流程的節(jié)約化,直接化和實(shí)用性,更好地保證產(chǎn)品使用用戶對(duì)新產(chǎn)品的滿意度的提升。
根據(jù)當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)的行業(yè)特點(diǎn),對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中存在的幾大管理問題做一個(gè)簡(jiǎn)單的分析。
一、機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量安全管理
任何產(chǎn)品的質(zhì)量安全都是頭等大事,機(jī)械設(shè)計(jì)也不例外。在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中,設(shè)計(jì)人員一定要有嚴(yán)謹(jǐn),負(fù)責(zé)的工作態(tài)度,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)思想,嚴(yán)格排查安全隱患,在設(shè)計(jì)中杜絕因管理疏忽而帶來的安全問題。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中要把安全問題落實(shí)到每個(gè)人,責(zé)任明確,分工具體使質(zhì)量得到保證,安全隱患消除與萌芽狀態(tài)。
二、設(shè)計(jì)工藝流程的規(guī)范化管理
機(jī)械設(shè)計(jì)屬于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科范疇,一切的設(shè)計(jì)行為要遵循科學(xué),遵循設(shè)計(jì)原理。在整個(gè)設(shè)計(jì)工藝中要考量圖紙的可行性,理論的靈活運(yùn)用和靈活變通,對(duì)于設(shè)計(jì)所需要數(shù)據(jù)要進(jìn)行深入的運(yùn)算,確保達(dá)到數(shù)據(jù)的嚴(yán)密性。對(duì)于不確定的數(shù)據(jù)要進(jìn)行多個(gè)論增,對(duì)于不明確的,不理解的理論要加以掌握理解,確保設(shè)計(jì)工藝的規(guī)范化,科學(xué)化,工藝流程的萬無一失。只有嚴(yán)格地執(zhí)行規(guī)范化的設(shè)計(jì)工藝流程才能保障設(shè)計(jì)成果的規(guī)范化以及它的市場(chǎng)價(jià)值所在。
三、機(jī)械設(shè)計(jì)中的誤區(qū)以及出現(xiàn)問題的解決
在過去的機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中,我們往往注只是重了設(shè)計(jì)成果的使用性,但是對(duì)于設(shè)計(jì)成果的實(shí)用性以及它的多個(gè)功能,我們并沒有過多地關(guān)注。趕時(shí)髦。為求“省事”,追蹤市場(chǎng)新產(chǎn)品和暢銷產(chǎn)品,對(duì)顧客的需求一片模糊,又不愿花力氣搞清,你上我也上,一轟而起,一轟而下。缺乏科學(xué)而準(zhǔn)確的市場(chǎng)(需求)調(diào)查、需求分析和產(chǎn)品規(guī)劃,是一種盲動(dòng)行為,失敗的可能性極大。實(shí)踐證明,好多機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)經(jīng)營失敗的根本原因首先是設(shè)計(jì)人員忽略顧客、缺乏市場(chǎng)調(diào)查與可行性認(rèn)證,它們將導(dǎo)致90%的企業(yè)失敗。其他導(dǎo)致失敗的原因還有:由于管理者忽略變化、過分自信、過分自信與傲慢而錯(cuò)誤地估計(jì)市場(chǎng)接受能力、吸收了不必要的合作伙伴、不能跨專業(yè)全面思考、企業(yè)缺乏長遠(yuǎn)的目標(biāo)與規(guī)劃,以及企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)沒有公司和產(chǎn)品的特色。“現(xiàn)在供應(yīng),以后修理”。忘記了企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品(可觸摸的)和服務(wù)(不可觸摸的)只能在被顧客接受并使其滿意的前提下才能獲得競(jìng)爭(zhēng)勝利和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。這是企業(yè)缺乏“信譽(yù)資本(良好的社會(huì)信譽(yù)認(rèn)同感)”的表現(xiàn),它的嚴(yán)重后果是導(dǎo)致企業(yè)的成員沒有誠信、弄虛作假,最終使企業(yè)。所以企業(yè)的管理層應(yīng)該清楚地知道,信譽(yù)資本有多少進(jìn)展,以便即時(shí)采取擴(kuò)大信譽(yù)資本的措施。對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的類似誤區(qū),機(jī)械設(shè)計(jì)人員一定要有高度的市場(chǎng)敏銳感,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)理念,積極負(fù)責(zé)的工作作風(fēng),才能徹底矯正因?yàn)樵O(shè)計(jì)思維而帶來的對(duì)新產(chǎn)品的影響。
四、核心技術(shù)的保護(hù)管理
機(jī)械產(chǎn)品及其制造系統(tǒng)的創(chuàng)新是提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素。從本世紀(jì)初到60年代,機(jī)械設(shè)計(jì)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)是以成本為測(cè)度的數(shù)量擴(kuò)張時(shí)代,企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力因素是成本最低,即規(guī)模經(jīng)濟(jì)方式,在這種情況下對(duì)大多數(shù)進(jìn)行工業(yè)化的國家和地區(qū)來講,需要的不是產(chǎn)品創(chuàng)新,而是引進(jìn)產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)備。70年代到80年代末它轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)。幾十年的成本與質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng),使多數(shù)國家和地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)或可重現(xiàn)至今仍占主流的中低技術(shù)產(chǎn)品(占80%~90%的世界產(chǎn)品)的制造,且彼此間質(zhì)量的差距越來越小,而成本的優(yōu)勢(shì)在發(fā)展中國家與地區(qū)。在未來的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的主要因素變化為:新產(chǎn)品創(chuàng)新與改進(jìn)的設(shè)計(jì)開發(fā)能力及其上市的速度;為保證新產(chǎn)品上市速度、產(chǎn)品質(zhì)量(特別是可靠性與安全性)的控制和成本控制要求創(chuàng)新和改進(jìn)制造系統(tǒng)及其運(yùn)作;創(chuàng)新與改進(jìn)服務(wù)及其質(zhì)量。設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其制造系統(tǒng)和制造過程控制的創(chuàng)新成為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素,而產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量、成本、開發(fā)上市速度成為企業(yè)活動(dòng)的第一類核心自變量。
五、機(jī)械設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)管理
機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)投資。新產(chǎn)品的成功創(chuàng)新或改進(jìn)將有利于形成機(jī)械企業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,有助于合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)形成,以及企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提高。但是各國多年的產(chǎn)品開發(fā)實(shí)踐證明,它是高風(fēng)險(xiǎn)、高投資、高收益的活動(dòng)。其最突出的特征是高風(fēng)險(xiǎn)性。如何應(yīng)對(duì)這種風(fēng)險(xiǎn),其主要依托應(yīng)當(dāng)是對(duì)于新產(chǎn)品的市場(chǎng)前景和潛在前景科學(xué)的分析,通過分析和觀察做出有利的判斷,盡可能在設(shè)計(jì)之初就規(guī)避因?yàn)樵O(shè)計(jì)帶來的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。
六、機(jī)械設(shè)計(jì)的成本管理
好的設(shè)機(jī)械計(jì)不但要技術(shù)先進(jìn),制造可行,操作方便,而且要經(jīng)濟(jì)合理,同樣也要求它易與管理,尤其是對(duì)成本的控制。所謂成本管理,其核心就是降低產(chǎn)品的成本。可以說,產(chǎn)品成本的高低,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的階段就基本上確定了,因此,降低產(chǎn)品成本,永遠(yuǎn)是設(shè)計(jì)人員的一項(xiàng)主要任務(wù),是機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一個(gè)永恒的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),必須牢固地樹立經(jīng)濟(jì)效益的觀念,對(duì)每一個(gè)零部件進(jìn)行功能成本分析,確定合理的技術(shù)指標(biāo)和成本目標(biāo)。加強(qiáng)成本管理直接決定企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的成敗,這個(gè)環(huán)節(jié)至關(guān)重要,我們?cè)诔杀绢A(yù)算中永遠(yuǎn)要把最低的成本核算到設(shè)計(jì)體系中,也就是說最低的成本就是開拓市場(chǎng)最大的資本,由此可見成本管理在機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)舉足輕重的作用。
七、機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)估管理
樹立長效果的評(píng)估機(jī)制,對(duì)于設(shè)計(jì)成果的安全性能,可靠性,穩(wěn)定性要有一個(gè)明確的認(rèn)知。通過評(píng)估掌握設(shè)計(jì)過程中的問題解決方法,發(fā)現(xiàn)不足,在此基礎(chǔ)上尋求更好的解決方案。為今后的設(shè)計(jì)打下良好的技術(shù)基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)。
八、對(duì)設(shè)計(jì)人才團(tuán)隊(duì)的管理
人才永遠(yuǎn)是企業(yè)獲得核心競(jìng)爭(zhēng)力的根本保證。為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)機(jī)械工業(yè)新高地的戰(zhàn)略目標(biāo),加快各類人才隊(duì)伍,特別是科技人才隊(duì)伍的建設(shè),通過企業(yè)內(nèi)在機(jī)制的建立和外部環(huán)境的改善,充分發(fā)揮市場(chǎng)對(duì)人才資源配置的基礎(chǔ)性作用,吸引和凝聚各類優(yōu)秀人才,在企業(yè)內(nèi)部形成優(yōu)秀人才在數(shù)量、結(jié)構(gòu)和綜合素質(zhì)等方面具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)的人才高地,為企業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供組織保證。此外對(duì)于優(yōu)秀的人才,企業(yè)更要做到敢于用,敢于叫他們走出去,請(qǐng)進(jìn)來,靈活的用人機(jī)制無疑是保證機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)人員設(shè)計(jì)生命力的靈丹妙藥。
九、加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理
1.1具體改革內(nèi)容
(1)改革課程教學(xué)模式,設(shè)置有利于學(xué)生自由發(fā)展的教學(xué)環(huán)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)生“主動(dòng)參與”的教學(xué)模式,教師在課程教學(xué)初期提出目標(biāo),如以往屆“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽”為主題,并明確目標(biāo)完成質(zhì)量,將納入期末考核并給定所占總成績(jī)的比例,一般不應(yīng)大于50%;學(xué)生自行提出任務(wù),3人一組自由組隊(duì),尋找方法,教師在目標(biāo)提出約兩周后組織學(xué)生對(duì)任務(wù)進(jìn)行答辯,對(duì)任務(wù)進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確評(píng)價(jià),指出下一步學(xué)習(xí)的重點(diǎn);在學(xué)期中組織“機(jī)構(gòu)創(chuàng)意搭接”活動(dòng),在學(xué)期末組織“機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)仿真”活動(dòng),激發(fā)學(xué)生熱情。課程教學(xué)模式不局限于教師課堂講授,可以是學(xué)生任務(wù)匯報(bào)、教師指導(dǎo)答疑、活動(dòng)演示等多種形式并存。教師引導(dǎo):提出目標(biāo)、不規(guī)定任務(wù);不規(guī)定方法;督促實(shí)施、解答疑問。學(xué)生主動(dòng)參與:明確目標(biāo),提出任務(wù);尋找方法;邊學(xué)邊干,完成實(shí)踐。
(2)改革課程教學(xué)方法,營造學(xué)生自主探究的環(huán)境。引導(dǎo)學(xué)生“主動(dòng)參與”的教學(xué)方法,教師在課程講授過程中取材以教材為線索,又不局限于教材,在學(xué)生自行尋找的任務(wù)中,找到具有共性的問題,引入課堂;在各章節(jié)圍繞技術(shù)的發(fā)展,增加新的內(nèi)容;不拘泥于程式方法的符合度,看重對(duì)方法(路徑)的找尋過程,看重結(jié)果的創(chuàng)新度。
(3)改革課程考核方式,重點(diǎn)以考核學(xué)生能力為主,多種考核形式并存,客觀準(zhǔn)確評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)。打破傳統(tǒng)的以考核學(xué)生對(duì)書本知識(shí)掌握程度的限時(shí)書面考試方式,傳統(tǒng)考試方式會(huì)使學(xué)生臨時(shí)抱佛腳,放松平時(shí)的學(xué)習(xí)。加強(qiáng)對(duì)平時(shí)任務(wù)完成情況考核、對(duì)組織活動(dòng)參與情況考核、對(duì)實(shí)驗(yàn)室開放參與程度考核,加大平時(shí)考核在綜合成績(jī)中所占的比重,在一定程度上促使學(xué)生重視平時(shí)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變成循序漸進(jìn)的過程,防止學(xué)生考前的突擊應(yīng)付,提高平時(shí)學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性,考試題目增加一定量的設(shè)計(jì)型題目,強(qiáng)調(diào)工程背景,克服傳統(tǒng)考試中題目的限時(shí)性、定向性、唯一性、單純性的弊端,著意考察學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題和創(chuàng)新思維的能力。
(4)改革課程對(duì)應(yīng)集中性實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容,將任務(wù)從課內(nèi)延伸至課外。多數(shù)作品可作為課程設(shè)計(jì)繼續(xù)研究,豐富課程設(shè)計(jì)內(nèi)容;部分作品可作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目深入分析;優(yōu)秀作品可參加遼寧省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽。
1.2改革目標(biāo)
通過課堂講授與學(xué)生自主實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生具有:
(1)根據(jù)目標(biāo)范圍找尋社會(huì)需求提煉課題的能力;
(2)對(duì)于機(jī)械工程問題進(jìn)行系統(tǒng)表達(dá)、建立模型、分析求解和論證的能力;
(3)獨(dú)立創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)與零部件的能力;
(4)在團(tuán)隊(duì)中工作、與他人合作的能力。
2機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程改革實(shí)施方案
學(xué)生的學(xué)習(xí)分別通過若干個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)來完成,每個(gè)任務(wù)均要求學(xué)生通過小組動(dòng)手實(shí)踐直接掌握實(shí)踐知識(shí)。在實(shí)踐中遇到了問題,又使學(xué)生對(duì)理論的學(xué)習(xí)變成內(nèi)在需要。學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)理論之時(shí),又通過實(shí)踐鞏固理論知識(shí),從而使理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐知識(shí)學(xué)習(xí)有機(jī)地結(jié)合在一起。以學(xué)生“主動(dòng)參與”為中心,進(jìn)行各方面能力的培養(yǎng)與鍛煉,每個(gè)任務(wù)都是一個(gè)完整的工作過程,是一個(gè)獲取信息—制定計(jì)劃—做出決定—實(shí)施計(jì)劃—檢查控制—評(píng)定反饋的過程。
3機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程改革成效
3.1組織與課程密切相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)
在2013/2014學(xué)年第二學(xué)期,對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程進(jìn)行了改革的嘗試,涉及三個(gè)班級(jí)。在課程前半部分常用機(jī)構(gòu)理論內(nèi)容講解完,組織學(xué)生開展“首屆機(jī)構(gòu)創(chuàng)意搭接競(jìng)賽”活動(dòng)。
3.2機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程改革取得成果
共收集作品32件,分別是:顎式破碎機(jī)、飛機(jī)起落架、活塞泵、壓蓋機(jī)、蛋糕切片機(jī)、汽車雨刷器、印花機(jī)、臺(tái)式電風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)、帶式輸送機(jī)、鶴式起重機(jī)、攝影升降臺(tái)、機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)、車載起重機(jī)、多連桿式獨(dú)立懸掛機(jī)構(gòu)、機(jī)械手手指機(jī)構(gòu)、精壓機(jī)機(jī)構(gòu)、縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)、機(jī)械手手臂機(jī)構(gòu)、篩料機(jī)機(jī)構(gòu)、內(nèi)燃機(jī)、活塞泵、插床插削機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)、飛剪機(jī)構(gòu)、后備箱開啟閉合機(jī)構(gòu)、單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)、牛頭刨床機(jī)構(gòu)、門式起重機(jī)、振動(dòng)篩料機(jī)、挖掘機(jī)、洗瓶器、浴室搓澡器。每件作品包括:設(shè)計(jì)任務(wù)書、答辯PPT、機(jī)構(gòu)搭接視頻、活動(dòng)總結(jié)。評(píng)選出特等獎(jiǎng)1項(xiàng),一等獎(jiǎng)3項(xiàng),二等獎(jiǎng)6項(xiàng),三等獎(jiǎng)6項(xiàng)。其中,單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)獲特等獎(jiǎng);顎式破碎機(jī)、后備箱開啟閉合機(jī)構(gòu)、牛頭刨床機(jī)構(gòu)獲一等獎(jiǎng);飛機(jī)起落架、汽車雨刷器、攝影升降臺(tái)、精壓機(jī)機(jī)構(gòu)、插床插削機(jī)構(gòu)、飛剪機(jī)構(gòu)獲二等獎(jiǎng);活塞泵、壓蓋機(jī)、門式起重機(jī)、振動(dòng)篩料機(jī)、挖掘機(jī)、洗瓶器獲三等獎(jiǎng)。
4結(jié)語
功能分解策略
廣義上說,功能是對(duì)于某一機(jī)械產(chǎn)品工作能力的抽象,它包括產(chǎn)品的功用、用途、性能、能力等。從系統(tǒng)工程學(xué)的角度來看,可將機(jī)械產(chǎn)品看成是技術(shù)系統(tǒng),功能是以實(shí)現(xiàn)某種任務(wù)為目標(biāo),對(duì)其輸入量(信息流、能量流、物料流)和輸出量之間的相互轉(zhuǎn)換。在概念設(shè)計(jì)階段之初,通常要對(duì)產(chǎn)品的功能進(jìn)行分解。通過對(duì)現(xiàn)有機(jī)械系統(tǒng)的分析,筆者提出功能分解的三個(gè)策略:①從解決問題的目的和手段著手;②從產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝動(dòng)作過程(生產(chǎn)的空間順序和時(shí)間順序)著手;③從機(jī)械系統(tǒng)四大模塊著手。在實(shí)際的產(chǎn)品功能分解中,往往需要采用多種功能分解策略。對(duì)機(jī)械系統(tǒng)而言,執(zhí)行系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)的核心,最終決定產(chǎn)品的功能輸出。執(zhí)行系統(tǒng)的功能是通過工藝動(dòng)作過程來實(shí)現(xiàn),因此可通過工藝動(dòng)作過程對(duì)其進(jìn)行分解;而對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)(包括傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)),可采用“目的-手段”進(jìn)行功能分解。下面詳細(xì)介紹這三個(gè)功能分解策略的運(yùn)用方法和步驟。
首先從目的和手段來分解功能,可以把目的稱為上位功能,手段稱為下位功能,目的功能是主功能,手段功能從屬于目的功能,為實(shí)現(xiàn)目的功能起手段作用,屬于下一級(jí)分功能,在下一級(jí)分功能中,手段功能又稱為目的功能,如圖1所示,手段功能2在下一級(jí)分功能中稱為目的功能3。通過“目的-手段”可以將復(fù)雜的產(chǎn)品進(jìn)行功能分解,同時(shí)又可將各個(gè)分功能之間的邏輯關(guān)系聯(lián)系在一起,最終獲得產(chǎn)品的功能系統(tǒng)圖。接著按照工藝動(dòng)作過程對(duì)功能進(jìn)行分解。工藝動(dòng)作過程是實(shí)現(xiàn)機(jī)器功能所需要的一系列動(dòng)作型式,按一定順序組合而成的系列動(dòng)作。機(jī)械產(chǎn)品的執(zhí)行系統(tǒng)功能是通過其工藝動(dòng)作過程來完成的。例如,汽水灌裝自動(dòng)機(jī)的功能包括瓶、蓋、汽水的貯存與輸送、灌裝、加蓋、封口、貼商標(biāo)、成品輸送的工藝動(dòng)作過程來實(shí)現(xiàn)灌裝功能。又如,平板印刷機(jī)的功能是通過上墨、刷墨、印刷的工藝動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)印刷功能。
最后是從機(jī)械系統(tǒng)四大子系統(tǒng)模塊來對(duì)產(chǎn)品的功能進(jìn)行分解,這四大系統(tǒng)分別為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(動(dòng)力系統(tǒng))、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和架體支撐系統(tǒng)。任何機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)過程(主體功能)都是原動(dòng)機(jī)到傳動(dòng)部分,再到工作機(jī)構(gòu)(即執(zhí)行系統(tǒng))部分。原動(dòng)機(jī)主要提供機(jī)械能或轉(zhuǎn)換為有效的機(jī)械功,傳動(dòng)部分主要傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力要求,工作部分是機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu),架體支撐系統(tǒng)主要起支撐部件的作用。在主體功能的基礎(chǔ)上,再添加輔助功能,通過控制系統(tǒng)來控制協(xié)調(diào)各部件的工作。下面綜合前面講述的三種分解策略,以挖掘機(jī)為例進(jìn)行功能分解,如圖2所示。
尋求功能作用原理策略思想
機(jī)械產(chǎn)品功能目標(biāo)確定后,可針對(duì)產(chǎn)品的主要功能提出原理性構(gòu)思,這可以通過科學(xué)原理向技術(shù)原理的轉(zhuǎn)變加以實(shí)現(xiàn),技術(shù)的需求是科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力,而技術(shù)開發(fā)必須以科學(xué)規(guī)律為基礎(chǔ),產(chǎn)品開發(fā)過程就是科學(xué)原理與技術(shù)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的過程。作為設(shè)計(jì)開發(fā)人員,應(yīng)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段中,掌握廣泛的科學(xué)原理,善于實(shí)現(xiàn)科學(xué)原理向技術(shù)原理的轉(zhuǎn)變,例如,在機(jī)電行業(yè)中,為能實(shí)現(xiàn)電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換,一般通過能量轉(zhuǎn)換科學(xué)原理向“電磁效應(yīng)”這一技術(shù)原理轉(zhuǎn)變,開發(fā)出了電動(dòng)機(jī)。其次,可由已有的技術(shù)原理形成新的技術(shù)原理,有些技術(shù)的產(chǎn)生是在已有技術(shù)成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行移植、綜合和革新的結(jié)果。例如,愛因斯坦提出受激輻射理論奠定了激光技術(shù)的理論基礎(chǔ)。微波波譜的成果進(jìn)而為激光的應(yīng)用提供了技術(shù)原理。現(xiàn)今,激光已應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè),可對(duì)材料進(jìn)行熱加工,如表面熱處理,焊接和切割打孔等。因此,在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段,不斷尋找適合的作用原理有利于產(chǎn)品的創(chuàng)新。
執(zhí)行系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)過程模型探討
基于FBS概念設(shè)計(jì)過程模型進(jìn)行研究,此模型在“功能分解-載體”映射模型的基礎(chǔ)上引入行為作為橋梁,即“功能-行為-載體”過程模型。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),提出了“功能-作用原理-工藝動(dòng)作過程-執(zhí)行動(dòng)作-行為-功能載體”概念設(shè)計(jì)過程模型。根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的功能要求和工作性能要求來驅(qū)動(dòng)尋找實(shí)現(xiàn)功能的作用原理。同一功能可通過不同的作用原理來實(shí)現(xiàn)功能,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。
其次,工藝動(dòng)作過程取決于所需實(shí)現(xiàn)功能的工作原理,不同的工作原理有不同的工藝動(dòng)作過程,本過程模型可通過工藝動(dòng)作過程支持功能分解。工藝動(dòng)作過程包括一系列按照時(shí)間順序排列的工藝動(dòng)作,通過工藝動(dòng)作進(jìn)一步分解可以得到按照一定時(shí)間順序的執(zhí)行動(dòng)作。最后,通過執(zhí)行動(dòng)作與功能載體之間引入機(jī)械動(dòng)作行為作為橋梁,以實(shí)現(xiàn)尋找實(shí)現(xiàn)功能的載體。圖3給出了基于“功能-作用原理-工藝動(dòng)作過程-執(zhí)行動(dòng)作-行為-功能載體”的概念設(shè)計(jì)過程模型。
執(zhí)行系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)過程模型映射分析
上述概念設(shè)計(jì)過程模型的關(guān)鍵是各階段的求解映射策略,使得尋求作用原理解的關(guān)系脈絡(luò)更為清楚和詳細(xì),這使得設(shè)計(jì)人員在概念設(shè)計(jì)中能符合設(shè)計(jì)思維邏輯,并促進(jìn)開發(fā)人員的創(chuàng)新能力。為此筆者提出如圖4所示的求解映射策略。從圖4中映射層之間的關(guān)系,可以看出產(chǎn)品的功能可以通過不同的作用原理來實(shí)現(xiàn),子功能(F123)可由原理層的多個(gè)作用原理分別來實(shí)現(xiàn)。由于執(zhí)行系統(tǒng)功能是通過工藝動(dòng)作過程來實(shí)現(xiàn)的,同時(shí)工藝動(dòng)作過程的分解又能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能分解,而工藝動(dòng)作過程的分解又取決于工作原理,不同的工作原理有不同的工藝動(dòng)作過程,例如對(duì)齒輪進(jìn)行加工,有兩種不同的工作原理,分別為滾齒原理和插齒原理,顯然這兩種工作原理的工藝動(dòng)作過程是不一樣的。同時(shí),同一種工作原理的工藝動(dòng)作過程也可以有不同的工藝動(dòng)作過程,因此在進(jìn)行工藝動(dòng)作過程分解時(shí),可通過增加、減少或者合并工序改變機(jī)器的工藝動(dòng)作,這有利于獲得新的結(jié)構(gòu),創(chuàng)造新的機(jī)械設(shè)備。如果工藝動(dòng)作比較簡(jiǎn)單,可直接采用工藝動(dòng)作到載體的直接映射求解;反之,就需要對(duì)工藝動(dòng)作進(jìn)行分解。對(duì)于每一個(gè)具體分解的執(zhí)行動(dòng)作,如果執(zhí)行動(dòng)作比較簡(jiǎn)單,可采用直接映射求解。反之,需要通過行為層為橋梁,來更好的實(shí)現(xiàn)從執(zhí)行動(dòng)作到載體的映射求解。對(duì)于同一個(gè)執(zhí)行動(dòng)作可采用不同行為關(guān)系來實(shí)現(xiàn)。行為庫中主要包括執(zhí)行動(dòng)作的類型、連續(xù)性、運(yùn)動(dòng)速率特性和運(yùn)動(dòng)往復(fù)性,由于執(zhí)行動(dòng)作的的類型很多,按照機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)類型進(jìn)行分類,主要包括以下幾種類型,其分類如表1所示。
應(yīng)用分析
本節(jié)以縫紉機(jī)中的GC30型平縫機(jī)的執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例,對(duì)以上提出的執(zhí)行系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)過程模型進(jìn)行實(shí)例說明。縫紉機(jī)的總功能是完成對(duì)棉、皮革、人造纖維的縫制作用,完成此功能的工藝動(dòng)作過程為刺布-供線-勾線-收線-送布來實(shí)現(xiàn)此功能的。對(duì)于每一個(gè)具體工藝動(dòng)作來說,如果工藝動(dòng)作比較簡(jiǎn)單,只需某一種機(jī)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn),如果比較復(fù)雜,需對(duì)每一個(gè)工藝動(dòng)作進(jìn)行按照實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作一系列執(zhí)行動(dòng)作來完成,即按照實(shí)現(xiàn)每一個(gè)執(zhí)行動(dòng)作的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的組合。機(jī)構(gòu)每一個(gè)執(zhí)行動(dòng)作的類型可以參照表1,下面主要以送布機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為例。需要對(duì)送布工藝動(dòng)作進(jìn)行分解為具體的執(zhí)行動(dòng)作,一般分解的結(jié)果會(huì)有很多種,容易設(shè)計(jì)出新的結(jié)構(gòu),把送布工藝動(dòng)作分解為:實(shí)現(xiàn)針跡距的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)-旋轉(zhuǎn)到直線運(yùn)動(dòng)-直線到擺動(dòng)。然后分別通過實(shí)現(xiàn)不同執(zhí)行動(dòng)作的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)來進(jìn)行組合即可實(shí)現(xiàn)送布這一工藝動(dòng),送布機(jī)構(gòu)如圖5所示。基于圖5所示的執(zhí)行動(dòng)作過程,簡(jiǎn)述其傳動(dòng)關(guān)系,通過送料調(diào)節(jié)器螺釘改變送料調(diào)節(jié)器凸輪面的工作位置,實(shí)現(xiàn)不同的針跡距,當(dāng)針跡距一定時(shí),上軸帶動(dòng)送料偏心輪旋轉(zhuǎn),通過送料連桿使送料曲柄繞著送料軸擺動(dòng)形成送料牙的水平運(yùn)動(dòng)。
首先在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的管理中,應(yīng)該根據(jù)不同煤礦礦井的應(yīng)用實(shí)際狀況進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的選擇,確保設(shè)備管理過程中安全性、高效性、經(jīng)濟(jì)性原則得以合理發(fā)揮,確保選擇使用的設(shè)備符合煤礦發(fā)展。其次,相關(guān)的機(jī)械設(shè)備必須安排專業(yè)的、有責(zé)任心的工作人員對(duì)其進(jìn)行日常的保養(yǎng)、維護(hù),保證煤礦機(jī)械設(shè)備達(dá)到干凈、整潔、安全、高效的要求;在相關(guān)工作人員進(jìn)行換班交接的過程中,應(yīng)該將相關(guān)的注意事項(xiàng)以及管理過程中出現(xiàn)的細(xì)節(jié)問題、沒有進(jìn)行的工作等進(jìn)行詳細(xì)的交接,避免出現(xiàn)不必要異常狀況的發(fā)生;礦井內(nèi)部的管理工作人員應(yīng)該每天二十四小時(shí)監(jiān)督煤礦機(jī)械設(shè)備的日常保養(yǎng),對(duì)其認(rèn)真的進(jìn)行檢查,并做好相關(guān)的記錄,確保機(jī)械設(shè)備能夠正常運(yùn)行使用。第三,在機(jī)械設(shè)備的使用中應(yīng)該嚴(yán)格的按照操作要求進(jìn)行,確保使用的合理性以及準(zhǔn)確性,降低設(shè)備在使用過程中的零件磨損,確保設(shè)備工作性能以及壽命的延長,從而節(jié)約管理資金。同時(shí),還應(yīng)該對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行合理的整合利用,使其能夠在有限的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮最大的機(jī)械工作效率,提高使用的社會(huì)性及經(jīng)濟(jì)性。第四,設(shè)備在使用周期達(dá)到之后需要進(jìn)行必要的檢查、檢修,并應(yīng)該通過制定維修保養(yǎng)計(jì)劃的方式保證相關(guān)工作能夠順利開展,確保管理工作有序的進(jìn)行,避免機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)閑置或者損壞的現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備利用價(jià)值的最大化。第五,合理的規(guī)劃設(shè)備的使用方式,將設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值發(fā)揮到最大,對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的改造及換代維修,節(jié)約資金的使用,實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械設(shè)備的長遠(yuǎn)使用。第六,在設(shè)備以及設(shè)備零部件的彩果以及驗(yàn)收過程中,相關(guān)的采購、驗(yàn)收管理人員應(yīng)該按照相關(guān)規(guī)定對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查、驗(yàn)收,確保相關(guān)部件以及設(shè)備的可靠性,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),避免出現(xiàn)配件質(zhì)量影響的使用問題;第七,應(yīng)該建立一種制度化的煤礦設(shè)備的使用管理、保養(yǎng)檢修制度,對(duì)設(shè)備的管理進(jìn)行定期的檢查檢測(cè),確保設(shè)備能夠隨時(shí)使用。并且,管理人員應(yīng)該按照規(guī)定周期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)維修,并做好相關(guān)記錄,為日后的管理提供依據(jù)。
2機(jī)械設(shè)備的磨損與檢修
設(shè)備的磨損有兩種模式體現(xiàn),分為有形磨損和無形磨損。如在煤礦機(jī)械設(shè)備中的挖煤機(jī)、鏟車、礦車、輸送機(jī)等在使用過程中就會(huì)常常容易發(fā)生有形磨損的情況,但是機(jī)械設(shè)備的磨損程度并不是相同的。按正常設(shè)備磨損的規(guī)律來看,一般設(shè)備磨損分為三大階段:初級(jí)階段磨損、正常磨損和劇烈磨損。初級(jí)階段的磨損表現(xiàn)在設(shè)備表面不平,磨損速度較快。正常階段磨損是隨著時(shí)間的增加磨損程度也隨之增加,機(jī)械設(shè)備的磨損程度較慢。劇烈磨損是指前期磨損程度比較緩慢,但長時(shí)間以后,設(shè)備的故障增多,磨損的程度也隨之增加。所以,我們可以根據(jù)機(jī)械設(shè)備的磨損程度制定出不同的維修計(jì)劃。無形磨損比較抽象,它是看不見的,但是在使用過程中已經(jīng)對(duì)設(shè)備的價(jià)值貶值了,和新設(shè)備有了一定的差距。為了減小新設(shè)備和舊設(shè)備之間的差距,我們可以對(duì)舊設(shè)備進(jìn)行改造,提高設(shè)備的最大的價(jià)值。做好煤礦機(jī)械設(shè)備的檢修,面對(duì)出現(xiàn)磨損的部件進(jìn)行及時(shí)的更換維修,做好機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)工作,在交班過程中做好相關(guān)事宜的交接,相關(guān)技術(shù)維修人員應(yīng)該通過學(xué)習(xí)不斷的提高自身的維修專業(yè)技術(shù)水平,提高自身對(duì)突發(fā)事故的應(yīng)變能力,快速的尋找出故障發(fā)生的原因,在第一時(shí)間對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行處理,提高設(shè)備的運(yùn)行效率。
3煤礦機(jī)械設(shè)備的改造
煤礦工作的環(huán)境一般是十分惡劣的,由于地下工作環(huán)境受到的影響因素較多,較大的濕度對(duì)地下煤礦的機(jī)械設(shè)備及使用設(shè)施具有較為嚴(yán)重腐蝕作用,在長時(shí)間的積累作用下,往往會(huì)對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備造成嚴(yán)重的損傷,這些設(shè)備由于工作過程中已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的磨損,在受到為在因素的影響,就會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備使用性能大打折扣,無法滿足實(shí)際的施工應(yīng)用條件,所以,為了能夠繼續(xù)工作,就必須對(duì)相關(guān)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行加工改造或者換代更新。在進(jìn)行設(shè)備的改造過程中需要根據(jù)煤礦的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r以及生產(chǎn)狀況等綜合條件進(jìn)行分析,需要在相關(guān)技術(shù)的支持下結(jié)合實(shí)際狀況設(shè)計(jì)出改造方案,盡可能的降低設(shè)備改造檢修的時(shí)間,節(jié)約資金的使用,朝現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備改造方向進(jìn)行加工,盡可能的提高設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性以及工作效率。在煤礦機(jī)械設(shè)備的使用的應(yīng)用中難免會(huì)出現(xiàn)設(shè)備的損壞,最終導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備在生產(chǎn)工作開展中出現(xiàn)了停滯、效率低下、消耗能源較大、檢測(cè)維修的費(fèi)用較高等經(jīng)濟(jì)性問題。面對(duì)這種問題發(fā)生的時(shí)候,相關(guān)煤礦就應(yīng)該考慮進(jìn)行設(shè)備的換代更新,從而在解決了設(shè)備工作性能的基礎(chǔ)上,還能夠提高生產(chǎn)最大化。并且,在機(jī)械設(shè)備的改造過程中,應(yīng)該對(duì)相關(guān)的機(jī)械設(shè)備部件進(jìn)行備份處理,避免再次發(fā)生故障時(shí)沒有相關(guān)同類型部件的更換。所以,這就需要專業(yè)的機(jī)械維修技術(shù)人員時(shí)刻在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)督,對(duì)機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄,一旦設(shè)備發(fā)生問題,就應(yīng)該在第一時(shí)間進(jìn)行設(shè)備的搶修,降低維修時(shí)間,發(fā)揮維修技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的最大化,避免生產(chǎn)損失的擴(kuò)大。
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
貴陽省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
廣西機(jī)械工業(yè)局;廣西機(jī)械工程學(xué)會(huì);廣西機(jī)械工業(yè)研究所主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
山西省機(jī)電工業(yè)行業(yè)辦主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
山東省機(jī)械設(shè)計(jì)研究院主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
黑龍江科技大學(xué)主辦