时间:2023-03-22 17:39:50
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇机械科技论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
我国在发展基础工业的初期阶段,绝大多数的技术和机器都来自前苏联。水力发电从解放以来很长一段时间都是全套引进得前苏联水轮发电机组设计技术,并且同步使用JSX型机械转速信号器作为水轮发电机组的过速保护监控。但由于当时技术的局限性,该型机械转速信号器只能发出过速保护信号,而不能根据信号作出相应的保护措施,也就是说只有报警而机械不能相应的执行保护操作;另一局限性表现在该型机械转速信号器在长时间的工作后会出现误传信号或者作业失灵的现象。直到八十年代中期,研究者针对前者只报告信号不操作的局限性,增加了带执行操作部分的机械液压过速保护装置,但该由于当时电子信息技术尚不完善,在作业过程中经常发生读卡不成功导致拒绝执行操作现象。改革开放之后,大量的国外的产品和技术被引进到国内,有几种国外厂商提供的纯机械液压过速保护装置被一些水电站使用,但是又出现了新的问题:国外的纯机械液压过速保护装置与水轮发电机大轴连接的卡环设计有瑕疵,在安装的时候还需要增加一道在水轮机大轴上加工齿口的工序之后,才能保证该装置不在水轮机大轴上做轴向位移,即才能保证装置在轴上的稳固性。我们知道轴承的材质和大小、粗细、长短的规格,都是经过严格计算的,在水轮机大轴上再加工齿口必然会对大轴的强度产生影响,会产生很大的安全隐患。另外对于经济建设来说,拿货时间、购买预算、花费的人力、物力,以及对国外产品技术的掌握和其产品的售后维修服务都在重点考虑之列,故使用国产的、性能可靠地、能解决上述局限性的过速保护系统装置是势在必行。
2.新型机械液压过速保护装置的优势
2.1通过技术知识的积累和以往现场作业反馈给我们的经验可以了解到:机械液压过速保护装置的优点就在于获得的转速信号不是来自于机组的转速测量装置,而是由于装置本身的离心探测器通过机组转速上升而增大的离心力带动柱塞作径向位移而直接启动事故配压阀操作液压回路来关闭的导水机构,完全是同一机组上的另外一套测速方法和感应、操作的装置,避免了因为电器测速系统出现故障之后可能发生的机器损坏和飞逸事故的发生,可以确保水轮发电机组的安全运行。新型机械液压过速保护装置国内就已经拥有极高的技术力量去生产,机器维护简单方便,相对于昂贵的国外产品,可靠性高、经济预算少、适合国情,对于关系到国家大中小城市、村镇的水电站作业可以达到广泛应用。
2.2新型机械液压过速保护装置的技术要点和设想
2.2.1在调速器失灵的情况下,新型机械液压过速保护装置能实现“零时间”无缝链接,直接启动事故配压阀操作液压回路来关闭的导水机构,从而实现紧急安全关机。
2.2.2新型机械液压过速保护装置与电子调速器的有机结合,实际上就是完成了两套过速保护装置系统的安装,新型机械液压过速保护装置本质上是一套在电器测速系统发生故障、电源系统和调速器同时失控的情况下的备用保护装置,完善了过速保护装置的工作系统。
2.2.3鉴于机械运动必然产生的高温和轴承的变形,以及在作业的应用范围,比如应用到水电站的地下深层取水,应用到石油工业的地下深层取油过程中,必然要遇到高温和高压的问题,新型机械液压过速保护装置必须要克服高压和高温德难关。。
2.2.4标准液压元件已经在水电市场的大量应用,将标准液压元件应用于新型机械液压过速保护装置,不仅能大量节省制造时间,提高水电辅机产品的标准化程度,并且降低了操作难度和维护的难度。
3.装置工作原理
3.1机械原理
新型机械液压过速保护装置为两级控制的切换阀。离心探测器由两个半法兰圆环、弹簧以及配重块组成。法兰环安装在大轴承上,当轴承旋转的时候,法兰环也随之旋转,而旋转产生的离心力则由探测器中弹簧产生的弹力作用在轴承柱塞上消除力的作用,使其保持径向的相对静止状态,而法兰圆环上配置的配重块,则加强了两个半法兰圆环运动的平稳性。而当机组处于过速状态且其他过速保护装置不能正常控制速度时,当机组转速达到了设定的上限17.8r/min时,则离心探测器中的柱塞产生的离心力大于弹簧的弹力,从而使柱塞产生径向位移,离心力增大产生的径向位移直接的结果就是增大了柱塞的旋转半径,径向位移增加到一定的值时,则柱塞可以直接撞击到切换阀的撞块,使得切换阀开始动作,通过与其串联的电磁先导阀作用于事故配压阀,然后通过压力油推动事故配压阀来切换油路,从而实现快速关机的操作。同时电气接点导通,发出事故停机警报。
3.2液压系统工作原理
机组正常运行时,过速保护装置内的切换阀处于开的状态,事故配压阀上的电磁先导阀不动作,此时事故配压阀只作为主配压阀操作导叶接力器管路中的一个通道,使得压力油经过主配压阀和事故配压阀通道进入导叶接力器。当机组过速运转且调速器调速失灵,急停电磁换向阀和事故配压阀上的电磁先导阀等过速保护装置未能正常启动时,一旦达到设定的临界值117.8r/min时,由于离心力的作用使得离心探测器中的柱塞旋转半径加大撞击到切换阀撞块,使得切换阀进入动作程序,使得事故配压阀左侧油导入到漏油箱,而排出油,其另一侧压力油则导致了两侧管道的压力差,由于右侧油压力产生的压强,右侧的压力油便将事故配压阀活塞向左推动,使得压力油通过事故配压阀的内腔直接进入到导叶接力器的关腔,并同时切断经过主配压阀的压力油回路,并通过导叶接力器关闭电气阀门。在此运行过程中压力油不经主配压阀而直接通过事故配压阀的内腔操作来关闭导叶接力器,缩短了压力油的作用路线,既缩短了导叶操作的反应时间,也减少了油耗。还有一点要补充说明的是,在启动紧急事故停机流程来关闭机组进口快速闸门的时候,也同时启动了事故停机流程来关闭导叶,双管齐下保证了停机的安全性和可靠性。
4.机械液压过速保护装置在水电站作业中的可用机组类型
目前广泛采用的是由标准化耐高油压事故配压阀为主体构成的新型机械液压过速保护装置符合各项大工业时代对机械产品的需求:标准化程度高、耐高油压、结构简单、维护方便、经济实用。机械液压过速保护系统在水电站作业中可用于额定转速为2500r/min以内,轴承直径在100mm~2500mm内的轴流式、混流式、贯流式、冲击式水轮发电机组,目前在国内大中小城市和广大农村水电站已经得到了较广泛的应用,并且在运作中已经避免了数起事故的发生,反响极佳。需要指出的是,在实际的应用中,为了配合新型机械液压过速保护装置的使用,水电站需要在引水管道上加装一道检修闸门,以方便水轮机的使用和维护,此项装置需要增加一笔费用,不过其总体费用与传统过速保护装置所需要的总体费用相比仍然较少,符合经济实用的需求。
从当前的水利论文参考文献的写作当中可以发现很多问题,文献的标注码的位置特别混乱,导致论文当中表达的意思错误,产生歧义,为了避免这样的现象发生,我们应该按标准的格式撰写参考文献,下面是学术参考网的小编整理的关于水利论文参考文献,欢迎大家阅读借鉴。
水利论文参考文献:
[1]王留红.水利技术创新的分析与水利管理能力的实践[J].河南水利与南水北调,2014.
[2]李宗亮.利用水利技术的创新提高水利管理能力分析[J].科技致富向导,2013.
[3]张金红,郑国锋.浅析如何通过水利技术的创新提高水利管理能力[J].科技与企业,2012.
[4]徐树铨.深化水利技术创新提高水利管理能力[J].水利水电技术,2014.
[5]郭梦法.浅谈河流生态与水利工程设计[J].广西水利水电,2011(2):42-43.
[6]霍凤双,王鸿飞.生态水利工程设计中亟待解决的问题和应对措施[J].黑龙江水利科技,2011,39(2):111-112.
水利论文参考文献:
[1]唐能.水利机械在水利施工过程中的管理策略探析[J].科技风,2014(05).
[2]姚能栋.水利机械在水利施工过程中的管理策略探析[J].中国新技术新产品,2014(12).
[3]赵艳平.水利机械在水利施工过程中的管理策略探析[J].黑龙江科技信息,2014(23).
[4]胡军.水利机械在水利施工过程中的管理策略[J].科技与企业,2014(20).
[5]吴斌平.水利水电工程施工控制学[D].天津大学,2013.
水利论文参考文献:
[1]张艳艳.工程水利向资源水利发展的探讨[J].中国新技术新产品,2013,02:44.
[2]邵金娜,袁喆.水利工程向资源水利侧重问题研究[J].民营科技,2013,03:224.
[3]程先慧,付基伟.探讨水利工程向资源水利侧重问题[J].河南建材,2013,04:180-181.
中国期刊投稿热线,欢迎投稿,投稿信箱1630158@163.com 所有投稿论文我们会在2个工作日之内给予办理审稿,并通过电子信箱通知您具体的论文审稿及发表情况,来信咨询者当天回信,敬请查收。本站提供专业的服务和论文写作服务,省级、国家级、核心期刊快速发表。
【摘要】教学组织形式是教师和学生在人员、程序、时空关系上的组合方式。不同的教学组织形式, 反映了不同的教学理念和社会客观条件。随着现代科技的进步, 计算机和网络信息技术在社会中大量普及和应用, 网络教学开始作为一种全新的教学形式, 出现在我们的面前。
【关键词】教学组织形式 教师和学生在人员、程序、时空关系上的组合方式
不同的教学组织形式
反映了不同的教学理念和社会客观条件
【本页关键词】学术期刊征稿 职称论文投稿 职称
【正文】
教学组织形式是教师和学生在人员、程序、时空关系上的组合方式。不同的教学组织形式, 反映了不同的教学理念和社会客观条件。随着现代科技的进步, 计算机和网络信息技术在社会中大量普及和应用, 网络教学开始作为一种全新的教学形式, 出现在我们的面前。将网络技术运用于中等专业学校的《机械制图》教学, 可促进《机械制图》教学方法的改进, 扩大课堂知识容量,优化教学过程, 提高教学效率。
一、传统教学模式和网络教学模式的比较传统课堂教学强调知识的有效性和便捷性, 走的是一条“授—受”的路线。由于教学安排严密有序、整齐划一, 很难真正实施以学生为中心的教学模式, 所以, 教师一言堂、满堂灌, 学生死记硬背成了传统课堂教学的一种普遍现象。网络教学是应用计算机和网络技术, 通过多媒体教学信息的传输和共享, 以及师生远程互动来实现学习目标的现代化教学形式。网络教学是开放式的, 学生主动性学习成为一种必然现象。它的实质是个别教学。在符合总体教学目标的前提下, 学生可以有针对性地开展学习; 课程和进度允许因人而异, 学生根据个人的情况, 可以反复学习、重点学习; 学生通过查找、探究的学习过程, 能够提高认知和思辩能力, 有利于开发学生的智慧潜力。在目前尚未达到远程教育普及的情况下, 现在部分学校已配备了功能齐全的计算机网络教室, 网络教学使得多媒体课件的运用更灵活、有效。学校内部课堂教学的网络化及网络教学系统的开通, 也能提高课程的整体教学效率。
二、《机械制图》课程教学网络化的优势《机械制图》课程教学不同于其他课程, 它比较注重于形象思维。三维空间概念的建立在《机械制图》学习中非常关键。在机械制图教学中, 图形的分析与讲解贯穿于整个教学的全过程。在传统教学方式中, 教师为了帮助学生建立空间概念, 就必须在课堂上用大量板书并辅助以模型挂图进行讲解、分析, 并在课后布置学生完成较多的作图练习, 进行知识巩固, 且为了更好的提高学生的实际绘图技能技巧, 还要增加一定数量的绘图课指导学生进行图板练习, 教师的教学工作量较大, 学生的作业负担较重, 学习比较被动。实际效果并不理想, 学生的空间思维建立达不到预期的效果, 两极分化及其严重。1. 网络最大限度地利用了各种教学资源, 集中优秀课件, 优化课堂教学随着教学改革的不断推进, 采用计算机多媒体辅助课堂教学的方式已经比较普遍。根据《机械制图》课程的教学特点, 多媒体课件制作一般图形容量较大, 需使用多种图形软件制作完成,每个课件制作时间长, 且教学时灵活性较差。在教学中, 计算机系统不仅能将已有的大量的信息资料作为教学素材储存起来(如必要的课堂教学图片、例题及学生课堂练习题、课后的作业题、部分课件积件、录象和VCD 教学片段等) , 而且调用资料方便。另外由于多媒体课件、录象和VCD 教学片段、图片都可以通过网络系统不同的功能, 独立的、适时适度播放或打开直接参与教学, 所以许多部分无需做在课堂教学的主课件内, 缩短了课件制作的时间, 提高了课件制作的效率。教学内容能根据上课的实际效果进行调整, 使用灵活, 使多媒体课件辅助教学能广泛运用到教学中去。根据现有的教学体系, 网络教学最大限度地利用了各种教学资源, 集中优秀课件, 优化课堂教学。2. 网络最广泛的利用课余的时间、地域, 单独地进行课程的再学习教学效率的提高, 不仅在于课堂教学, 而且包括课前、课后学生的预复习和学生的自学, 网络教学最广泛的利用了学生课余的时间、地域, 充分发挥了学生的再学习潜力。这种模式是由教师将教学要求、教学内容、以及教学评测等教学材料, 编制成相关文件, 存放在W eb 服务器上, 学生通过浏览这些页面来达到学习的目的。当学生遇到疑难问题时, 便以电子邮件或主题讨论等其他方式向教师和同学请教, 教师和其它同学对学生的疑难问题给予参与讨论, 再通过电子邮件对学生的疑难问题给予解答。特别是《机械制图》教学, 由于每个学生个体的空间想象能力差异很大, 要提高学生整体的学习能力, 就必须运用各种教学手段、方法及工具强化感性认识, IN T 网有强大的功能, 网络教学能为学生提供多种学习方法, 激发学生主动参与的热情, 提高学生的自学能力, 切实将以教师为主导, 学生为主体的现代教学思想贯彻到整个《机械制图》课程教学中去。
【文章来源】/article/35/6658.Html
【本站说明】中国期刊投稿热线:专业致力于期刊论文写作和发表服务。提供毕业论文、学术论文的写作发表服务;省级、国家级、核心期刊以及写作辅导。 “以信誉求生存 以效率求发展”。愿本站真诚、快捷、优质的服务,为您的学习、工作提供便利条件!自05年建立以来已经为上千客户提供了、论文写作方面的服务,同时建立了自己的网络信誉体系,我们将会继续把信誉、效率、发展放在首位,为您提供更完善的服务。
联系电话: 13081601539
客服编辑QQ:860280178
论文投稿电子邮件: 1630158@163.com
投稿邮件标题格式:投稿刊物名 论文题目
如:《现代商业》 论我国金融改革及其未来发展
声明:
本站期刊绝对正规合法
并带双刊号(CN,ISSN),保证让您轻松晋升
协会深刻认识到,在这轮全球性金融危机和产业结构调整的大潮中,行业结构调整实施越早,转型升级就能越快。作为为下游行业提供加工装备的缝制机械行业,实施结构调整的核心就是产品结构的调整和产品技术的升级,通过调整和升级去满足下游行业的发展需求。而行业产品结构调整的方向就是发展智能、高效的机电一体化缝制设备,实现节能、省人工;产品技术的升级就是提升产品的技术和质量发展水平,推动产品由中低端向中高端升级,提高市场竞争力和品牌影响力。为此,近年来,协会抓住发展机电一体化高效缝制机械这条产品结构调整主线不动摇,推动行业步入增量取代存量的发展新周期,实现了行业平稳复苏和持续发展,取得了较为明显的调整成效。
一、多管齐下引导行业产品结构向
机电一体化方向快速调整
1. 通过编制《行业“十二五”科技开发指南》,明确将光机电一体化技术应用研究列为“十二五”关键领域,将高效电脑平缝机、电子花样机等设备列为优先研发项目,引导企业向光机电一体化产品方向倾斜。
2. 通过协会主办的国际展会鼓励企业展示机电一体化新品。协会将2011、2013CISMA展会主题分别定为“质量、效益、绿色”和“品质、效率、智能”,通过举行优秀新产品评选,以新产品获奖等级来适当减免企业参展摊位费用的举措进行资金奖励,支持鼓励企业创新和展示高效、环保的缝制设备。如,在CISMA2013优秀新产品评选中,获奖的52个产品100%为机电一体化新产品。据协会对参力CISMA2013的40家骨干整机企业展示的产品进行初步统计显示,机电一体化产品的展示比重已经由2011年的60%快速提升至 2013年的90%。
3. 定期举办行业机电一体化技术交流和《机电一体化技术研究与创新优秀论文》征文与评选表彰活动。自2011起,协会依托电子电控专业委员会工作,每年举办机电一体化技术交流,组织行业科技人员开展技术交流;连续举办了两届机电论文征文与评选表彰活动,征集论文上百篇,其中40余篇优秀论文被推荐至各类核心及国家学术期刊上发表。较好的发挥了促进电控技术研究和交流提升的目的。
4. 在国家发改委《产业结构调整指导目录》等产业政策层面,积极将“机电一体化高效节能缝制机械”列为优先和鼓励发展目录,发挥了重要的产业调控和政策导向作用。
通过以上工作引导和推动,行业近年来产品结构调整步伐加快,机电一体化产品占比大幅提升。据协会2013年最新行业统计数据显示,机电一体化高效节能缝制机械总产量占工业缝制机械总量的比例已由2009年的10%提升到目前的49%;平、包、绷等大宗主导产品中机电一体化产品占比由2009年的15%提升到目前的55%。其中,电脑平缝机2013年总产量高达270万台,同比猛增80%,首次超过机械型普通平缝机产量。
二、以实施行业科技支撑计划项目为着力点
推动产品技术升级
为促进行业产品技术升级,创造具有自主知识产权的技术与产品,提升行业整体技术发展水平,在中轻联的组织领导下,协会2008年联合骨干企业向国家科技部申报了《高效节能缝制设备》国家科技支撑计划项目,该项目于2010年正式批准立项实施。三年来,参与典型高效节能缝制设备课题研究的主要企业均已完成了各自负责的高性能电脑平缝机、电子花样机和电控上袖机的整机产品试制、定型及示范生产线的建设。参与伺服控制系统课题研究的主要企业均已各自建成具备标准软硬件接口及灵活定制功能的多轴缝制设备电控系统开发平台,完成了典型产品的测试、定型、优化,建成了年生产能力1万台以上高性能多轴缝制机械伺服控制系统生产示范线。
经攻关成果联合测试,高效电脑平缝机可实现5000针/分钟,电子花样机可实现2800针/分钟、电子上袖机可实现3500针/分钟的最高缝纫速度,产品平均节电30%,效率提升20%以上,机器噪音、振动等各项主要技术性能指标完全达到了国外先进技术水平。同时,该课题还累计14篇,申请专利16项,计算机软件著作权 4项,开发完成面向电子套接机的运动学及动力学仿真分析软件1套,缝制机械参数化设计软件1套,完成制定行业标准8项,参与制修订国际标准1项,国家标准2项。
通过组织实施行业科技支撑计划项目,各参与企业累计配套投入科研资金近1200万元,购置了一批先进高精密的试验仪器与设备,培养了一批既有实践经验又有丰富理论知识的青年科技人才,科研成果在提升各企业自身科研技术实力的同时,也通过新产品的市场配套和示范推广,有力带动了整个行业的技术发展水平。如,北京大豪公司在课题研发过程推出的HSC高压闭环系统、绵阳58所的HDSC全伺服系统、鲍麦克斯公司的MT系列多轴伺服系统、中捷股份公司WR系列系统在国内外市场上配套电子套结机、花样机、曲折缝、锁眼机、自动缝制单元等机器累计逾4万多台,创造产值近10亿元人民币,有效填补了行业中高端缝制设备电控系统领域的空白。
目前该课题已经结题并进入全面验收环节,协会下步重点组织做好科研成果的行业示范和推广,加快行业高效节能缝制设备的全面升级和更新换代。
三、以实施产品质量提升工程为抓手打造
查看更多《科技导报》杂志社信息请点击: 《科技导报》编辑部
卷首语
(3)技术创新的思路从何而来? 无
科技风云
(7)最低温度:“无限逼近”开辟科学新领域 杨书卷
特别栏目
(8)科技新闻媒体关注指数排行榜 无
封面图片说明
(8)地质灾害生命可接受风险标准研究的意义 无
科技事件
(9)陡山沱组球形化石新解难获认同 李娜
特别栏目
(10)科技界声音 无
科技工作大家谈
(11)中国风电产业不可忽视的专利问题 耿洁 刘旭彤
特别栏目
(12)科学共同体要闻 无
(13)科技期刊亮点 无
(14)科技要闻 无
本刊专稿
(15)钱学森与《科技导报》 苏青
研究论文
(17)中国地质灾害生命可接受风险标准研究 赵洲 侯恩科
(23)基于演化涌现的复杂信息网络设计优化 赵东杰 何宇 杨海涛 王华 李智 赵洪利
无
(27)“第8届全国计算机支持的协同工作学术会议(ccscw2012)学术会议、第23届计算机技术与应用(cacis·2012)学术会议”征文
无
研究论文
(28)硫化矿石低温氧化性指标的相关性分析 李孜军 王晓磊 石东平
(33)脉冲耦合神经网络对肝包虫图像分割 田翔华 木拉提·哈米提 朱从旭 孔德伟
无
(37)“第七届全国制冷空调新技术研讨会(2012)”征文 无
研究论文
(38)基于复杂性理论的军事通信网络中心化方法比较 熊金石 李建华 杨迎辉 郭威武
(42)小型四轴飞行器动力学参数测定方法设计 王冬来 吕强 刘峰
无
(45)“第十七届全国小儿心血管疾病学术会议”征文 无
研究论文
(46)顺倾软岩边坡稳定性分析与防治 曹兰柱 霍丽红
(50)高速公路路侧容错环境的rst-gce法评价 陈沅江 陈熠
(58)冲击噪声背景下一种稳健自适应波束形成算法 杨磊 马杰
综述文章
(61)爆炸箔起爆系统的发展 吕军军 李明愉 曾庆轩 郑
猛 冯长根
科技评论
(65)“第十七届全国青年通信学术会议”征文 无
无
(66)机械史成就鼓舞机械行业创新发展 罗圣国
科技评论
(67)科研:业绩多多,成果是零 文双春
(68)这次长三角植物学研讨会 高建国
无
(68)讲座后的一点思考 黄锦芳
主编心语
(69)怎样指导博士生打下走向成功的坚实基础(18)——让优秀博士生成长为科技领军人才 冯长根
特别栏目
(69)中国生态学学会 无
走向职场
(70)求职的经历和经验——刘广福博士访谈 王华锋
(71)科技人才招聘 无
(75)全球招聘新闻 无
无
(80)《科技导报》征稿 无
特别栏目
(81)完词填空 无
(81)推理小游戏——水有一半吗? 无
(81)好玩的数学——24整除 无
(81)九宫填数 无
[关键词]精品本科 机械 毕业设计
一、概述
打造精品本科教育,努力培养卓越创新人才是时代的呼唤,也是致力于服务国家和地方经济文化建设的地方高校责任所在。而毕业设计是本科教育中实现培养目标的重要实践教学环节,对于以工程实践为背景的机械类本科生而言,毕业设计也是培养其综合运用专业知识,科学研究和解决工程实际问题或学术问题的一次较为全面的综合训练和总结测评,是将本科数年所学知识融合提炼并加以升华的过程。毕业设计的实际效果是衡量高等院校教学质量的重要评价标准,在高等工科教育体系中具有举足轻重的地位。本项目的建立和实施将打破毕业设计传统的教学模式与体系,建立毕业设计的长线教学机制,将CDIO(“Conceive”(构思)、“Design”(设计)、“Implement”(实施)、“Operate”(运行))理念融入毕业设计的教学过程,把培养学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识与工程实际案例紧密结合,通过贯穿于整个人才培养过程的团队设计和创新实践训练,培养专业基础扎实的应用型人才。
二、国内本科毕业设计现状分析
根据国内大多数高等院校工科专业的培养计划,毕业设计工作一般安排在本科第八学期执行,实际持续时间往往在3~5个月不等。毕业设计选题一般由教师确定,学生根据自己的兴趣选择指导教师和设计题目。这样的毕业设计教学过程存在诸多问题,严重影响了毕业设计的质量,主要包括如下几方面:
1.教学培养计划在毕业设计环节分配的时间不够充足。
根据高等院校工科专业的本科培养计划,毕业设计选题在第七学期末进行,并在第八学期执行。通常学生必须在第八学期开始的一至四周或一至六周时间内进行文献资料的收集和查阅,完成文献综述,并阅读和翻译与课题相关的英文科技文献,在对课题研究内容形成一定认识的基础上撰写开题报告。之后利用约七至八周的时间进行课题方案的设计,并进行具体的课题研究工作。最后利用四周时间进行毕业论文的撰写和论文答辩。整个毕业设计环节约持续十六周时间。这样的时间对于机械类这种实践性非常强的学科专业,学生缺乏足够的时间进行课题的实验设计、实践工作以及课题的深入研究,难以完成高质量的毕业设计或科研论文。
2.学科基础课程和学科专业课程与毕业设计教学环节缺乏连贯性。
目前,对于专业知识体系的构建通常在本科培养计划中的第六、第七两个学期的课程教学中进行。其中,第六学期主要进行学科基础课程的教学,第七学期主要进行学科专业课程的教学。在专业课程的设置和教学内容的设计上,各课程相对独立、缺乏连贯性。无论是在安排理论教学内容还是在安排实践教学内容时,任课教师往往更多地局限于关注本门专业课程自身,缺乏对该课程的先修专业课程、后续专业课程或相关联专业课程教学内容的综合考虑,忽略了培养学生综合运用专业知识的能力,进而也无法在毕业设计中使学生将学到的各种专业知识进行综合应用,制约了学生综合应用专业知识解决实际问题的能力的训练和提高。
3.学生在毕业设计过程中缺乏兴趣和主动性。
目前大多毕业设计课题由教师指定,学生被动地进行选题与设计,缺乏兴趣和学习主动性,有的学生在毕业答辩时甚至连研究的课题背景都说不清楚,这样的毕业设计何谈质量保证?
4.实践教学环节对学生动手能力、分析能力及创新意识的培养不足。
机械类本科专业培养计划中涉及专业素养培养的实践环节主要是专业实验和毕业设计。受本科培养计划总学分的限制,专业实验教学设置在专业培养体系中所占比例较低。而实验教学设置以专业基础性实验为主,这些实验大多为演示性实验或验证性实验,在学生掌握了这一部分实验能力之后,留给学生锻炼实际动手能力、激发创新意识的空间并不多。而过多的演示性和验证性实验,并不能使学生分析实验数据的基本技能得到培养和锻炼。这样在毕业设计环节,一些学生在课题研究中面临具体问题时往往感觉无从下手或不知如何进行分析研究,也就更谈不上在课题研究中进行创新了。
5.缺乏培养学生从事科研工作所具备的基本能力和素质的教学及实践环节。
工科类专业的大学学历教育的目的之一是培养具有一定科学研究能力和素质的研究型或应用型专门人才。这就要求培养学生具备从事科研工作的基本能力和素质,包括查阅国内外科技文献、撰写科研论文、团队协作精神、严谨治学等各方面。但在目前多数工科专业的本科培养计划中,缺乏或并不重视对这方面能力和素质进行培养的教学和实践环节。学生在毕业设计过程中表现出缺乏查阅国内外相关科技文献的研究习惯、不能规范地撰写学术论文、语言组织能力较差、抄袭他人研究论文、团队协作精神缺失、不能承受多次实验失败的挫折等一系列问题。
在当前世界各国工科院校进行的毕业设计改革中,加强基础,整合课程内容,注重工程实践和设计教育,已经成为普遍趋势。美国MIT 提出了“回归工程”和“工程教育必须更密切地回到工程实践的根本上来”中的培养原则;德国的工科院校一向特别注重培养学生的工程实践能力,重视学生理论联系实际能力和工程设计能力的培养;日本的工科专业学生从一进校即开始选择导师,四年级一年均以毕业设计课题研究为主。此外,英国、加拿大、丹麦等其他发达国家也在综合工程素质培养方面推进改革进程。
在世界进入知识经济的时代,国际竞争尽越来越明显地表现为科技和人才的竞争,特别是科技创新能力和创新人才的竞争。机械类本科毕业设计教学将更加注重质量和人才综合素质的培养、创新能力的培养、综合应用知识能力的培养、以及独立获取知识等能力的培养,为学生终身学习和继续发展奠定基础。为适应素质教育和创新教育的要求,对传统的常规实践性环节进行相应的、必要的改革研究和探索,已势在必行。
三、精品本科目标下的机械毕业设计改革思路与实施方案
“精良厚德的师资队伍、精确卓越的培养方案、精彩丰富的课程体系、精密完善的教学设施、精细严谨的教学管理、精致实用的人才产品”是“精品本科”的六个核心要素,抓住了这六个要素,也就抓住了教育的本质;实现了这六个“精”,我们打造精品本科教育、培养卓越创新人才的目标就一定会实现。有鉴于此,必须对现有机械类本科毕业设计进行大刀阔斧的改革。按照精品本科的培养核心思想,机械类本科毕业设计要以提高学生综合工程素质为总线,以强化工程意识,培养工程实践能力为目的,改变以往由指导教师指定选题的单一模式,让教师、单位和学生都参与到毕业设计选题中,构筑多层次的毕业设计平台,结合相关学科必要的技术基础知识的改革与创新,加强学生研究能力的启迪,充分体现毕业设计的工程性与创新性。
为此,本文针对机械类本科毕业设计提出以下改革思路与实施方案:
1.研究机械毕业设计教学理念,采用新模式建立毕业设计体系。
机械类本科毕业设计应以提高综合工程素质为目标,强化综合应用专业知识的能力。为此,改革机械类本科毕业设计的教学体系至关重要,结合精品本科教育的核心思想,必须建立一套完善的机械类毕业设计长效教学机制,明确毕业设计的目的和重要性,切实保证毕业设计的质量。主要的改革思路是分阶段实施毕业设计,让学生有充足的时间为毕业设计做准备,结合兴趣与专业选题,变被动为主动,提高毕业设计的积极性。
1)第一阶段:毕业设计研究方向归类
将近三年的毕业设计课题导入毕业设计课题库模块,让学生在第四学期就能了解近年来本专业毕业设计的研究领域,结合自身的专业兴趣,初步制定毕业设计的研究方向,从而在第五、六学期能合理安排和调整自身的选课内容,为毕业设计做知识的储备和积累。
2)第二阶段:选题阶段。
第六学期末进入选题阶段,采用双向选题制度,学生可以根据自己的实际情况申报符合专业要求的毕业设计课题,也可以选择老师申报的毕业设计课题,学生由被动选择变为主动选择,以激发学生的主观能动性和自主学习的热情。
3)第三阶段:实施基于工程案例的模块教学,提高综合运用专业知识的能力。
第七学期,学生根据自己的选题方向,选择相应的知识模块进行培训,从而较快的掌握毕业设计课题的研究和设计方法,明确毕业设计的工作流程;阅读国内外科研论文若干篇,了解课题所属领域的最新研究前沿,明确毕业设计的任务和创新方向;以培养和提高学生文字组织表达能力、撰写科研论文能力及查阅国内外科技文献的能力。
4)第四阶段:设计实施环节。
第八学期按照学校毕业设计相关规范和要求,结合课题具体内容,全面完成毕业设计各项任务。
2.营造多层次的毕业设计平台,突出工程素质的培养。
1) 以理论研究为主题的毕业设计
针对研究能力突出的学生为主体,利用现有的设计理论与方法,激发学生的研究热情,培养学生理论分析研究能力。
2) 以创新设计为主题的毕业设计
针对创新能力较强的学生为主体,利用创新设计的理论与方法,以培养学生创新能力为目标,以创新性为主要的评价标准衡量毕业设计的质量。
3)以工程应用为主题的毕业设计
针对动手能力较强的学生为主体,以教师的横向课题为主要的选题标准,锻炼学生实际从事科研项目的能力。
4)以校企联合,面向工程实际为主题的毕业设计
以到企业实习的学生为主体,采用企业给定的项目作为毕业设计选题,学生在企业完成毕业设计,采用联合答辩的方式评价学生的毕业设计质量。
3.学科发展带动毕业设计平台建设,进而促进应用型教师队伍建设。
1) 我校机械工程学科已经获得一级博士学位授予权,在博士点建设的过程中,机械设计及理论二级学科在平台建设、教师队伍建设等方面均取得进展,目前正在建设“机械工业数控机床优化技术重点实验室”。在现有的平台支持下,进一步建设机械类毕业设计平台建设,使学生的应用型毕业设计项目得以实施。
2) 毕业设计课程体系的建设,将有助于提高毕业设计指导教师的实践教学能力。
以培养综合工程能力为指导思想,增设基于机械类不同方向的工程案例模块教学先修课、建立毕业设计长效教学机制、分阶段实施毕业设计计划,构建应用型本科毕业设计环节的新模式,将显著提高学生分析解决问题的综合能力;以多层次的毕业设计平台构建为切入点,强化学生的学习兴趣,升华学生的创新精神,训练学生的实际动手能力,为学生构筑深厚的工程技术根基,发挥其它课程不可替代的综合工程素质的教育作用;以学院学科发展为推动力,构建毕业设计平台,促进应用型教师队伍建设。
四、总结
以上,对以精品本科教育为目标的机械类本科毕业设计提出了一些思路和实践方法。当然,精品本科教学质量的提高,需要将理论教学与工程实践有机的结合起来,通过高等院校不断地探索和实践,针对各自的培养模式和方向,选择适合自己的方法和方式去实践和推进,不断地改革教育体制,以提高教育教学水平。
[参考文献]
[1]王新华主编《机械设计基础》化学工业出版社2011年1月
[2]中华人民共和国教育部《卓越工程师教育培养计划》2010年6月
[3]吴国杰,吴炜亮,赵宏霞.本科毕业论文教学改革探讨,广东工业大学学报(社会科学版),2008,(8):177-179.
[4]马清珍,张宝魁.本科生创新能力培养的探索与实践,理工高教研究,2008,27(2):83-85.
[5]罗怡,基于本科毕业设计的工科类专业教学改革探讨,中国电力教育,2013,(263)4:152-154.
[6]邓小玲,贾碧,蔡苇林凤,李正.美国高等工程教育的历史沿革与发展趋势,理工高教研究,2007,26(5):37-39。
关键词:液压;凿岩机;设计研究;建议
中图分类号:TD421.2 文献标识码: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 我国液压凿岩机设计研究历史回顾
我国液压凿岩机的研制起步非常早,距今已近50年。我国液压凿岩机技术研究也很早,二十世纪七十年代,我国长沙矿冶研究院等就翻译了大量国外液压凿岩机专利和论文,七十年代后期,我国作者撰写了大量液压凿岩机的技术论文,直到现在,关于液压凿岩机的论文与专利仍然不断出现在各类期刊与网络上。
我国液压凿岩机设计研究方面的论文,有博士论文,硕士论文,学士论文,有期刊论文,也有网络论文,在整个液压凿岩机技术论文中,占据了很大一部分。
估计有20个高等学校(其中包括3所师范大学)和近10个研究院所的作者发表过液压凿岩机技术论文,其中大部分是关于液压凿岩机设计研究方面的论文。专利文献更是与液压凿岩机结构设计有关。可见,液压凿岩机设计研究在我国并非冷门。
我国液压凿岩机的技术论文与设计研究论文大量产出。与此形成鲜明对比,我国液压凿岩机产品发展很缓慢,独立开发的产品,很少能在市场站住脚。
2 我国液压凿岩机文献的分类
2.1 研究型论文
2.1.1 设计计算型论文
此类论文数量多。
设计计算型论文包括了仿真计算,优化设计,活塞间隙优化设计,蓄能器设计优化,换向阀设计优化,活塞缓冲设计,钎尾缓冲设计,冲击频率调节方法等等。
博士、硕士、学士的论文几乎全部属于此类。高校与研究院所作者的论文大都属于此类。此类论文数量多。
2.1.2 实验研究型论文
实验研究型论文包括实验方法介绍,实验设备和仪器介绍,实验项目介绍,测试结果与测试曲线分析,误差分析等等。
此类论文中介绍实验原理与实验方法的较多。专门介绍液压凿岩机测试结果与曲线,并且进行分析的论文较少,大多散见于设计计算论文中,作为计算正确性的证明。
高校与研究院所作者有些论文属于此类,此类论文数量不多。
2.1.3 材料热处理研究型论文
材料热处理研究型论文包括活塞、钎尾的选材与热处理,铜套的选材等等。关于活塞、钎尾的选材与热处理的论文较多,关于其他零件的论文数量少。
2.1.4 加工工艺型论文
加工工艺型论文包括凿岩机主要零件的机加工的设备,工装夹具,量具与测量方法,工序与工艺步骤,怎样保证尺寸精度与位置精度,等等,大概是技术保密的原因,此类论文数量极少。
2.2 综述型论文
2.2.1 产品品种型号综述型论文
产品品种型号综述型论文包括当时国内外液压凿岩机产品的厂家,系列,型号,主要性能参数等等。
此类论文数量较多,但大多是介绍阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品,介绍国内产品的较少。
2.2.2 产品历史发展综述型论文
产品历史发展综述型论文包括介绍国内外液压凿岩机历史发展,产品型号推出的年代,市场情况等等, 此类论文数量不多,但大多是介绍蒙特贝塔、阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品历史,介绍国内产品历史的较少。
2.2.3 产品技术综述型论文
产品技术综述型论文包括液压凿岩机结构类型,技术进展,等等。此类论文数量少而且内容重复较多。
2.2.4 产品市场调研分析指导型论文
产品市场调研分析指导型论文包括当时国内使用的液压凿岩机产品的主要型号,市场保有量,年销售量与销售额,备件销售量与销售额,市场的细分,将来市场的趋势预测,市场对液压凿岩机的性能与技术要求。
此类论文很重要,对于国家的产业政策和企业的产品规划指导意义很大。
此类论文数量极少,几乎没有,倒是在网络上各种市场调查公司的广告不少,只提供提纲,具体内容要付费才能提供。
由于我国缺乏市场液压凿岩机产品销售数据统计,要写出高可信度的此类论文,必然要花费巨大的人力财力,只靠个人或一个单位的力量难以完成,最好有行业组织与行政力量的参与。
2.3 使用维修型论文
2.3.1 产品使用方法型论文
产品操作方法型论文包括凿岩机冲击压力,旋转压力,推进压力的优化匹配,钻头直径与旋转速度的匹配,操作方法等等。
此类论文数量不多,有北京科技大学高澜庆教授等的论文“液压凿岩机主要工作参数对凿岩速度影响的试验研究”,有广东省水利水电第二工程局梁明华论文“液压凿岩机旋转速度与凿孔直径的关系” [1],是凿岩机使用实践总结,指导意义更大。
2.3.1 产品维修与故障分析型论文
产品维修与故障分析型论文多数为水电工程局、铁路隧道工程局的技术人员所写。此类论文来源于生产实践,言之有物,参考价值很大,数量不多,列举如下:
煤科总院北京建井所黄园月、李耀武、郭孝先“液压凿岩机的故障分析与防治”;
广东省水利水电第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理” [2];
广东水电二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进” [3];
李强“Atlas 1838型凿岩机六种常见故障的排除”[4];
张兆钦“COP1238凿岩机技术特点及使用维护” [5];
田华军“HL500型液压凿岩机的日常维护保养” [6]。
2.4 产品介绍型论文
2.4.1 产品性能介绍型论文
产品性能介绍型论文多为介绍阿特拉斯、山特维克公司产品的论文,也有少量介绍国内海卓公司产品,乐清采矿机械厂的液压凿岩机产品的论文。
2.4.2 市场应用报道型论文
国外作者关于液压凿岩机市场应用报道型论文很多,国内此类论文数量很少,有少量关于YYT26支腿式液压凿岩机工程案例,使用成本效益分析的报道。
2.5 专利文献
最近的十几年关于凿岩机械的专利有六十多件,大都是液压凿岩机械的结构设计方面的专利。尚未见到有重大影响,或产生效益的专利。
3 我国液压凿岩机技术研究的不足
3.1 凿岩机文献的五多五少现象
通过对我国液压凿岩机文献的分析,我们发现有五多五少现象。
(1) 设计论文多,实验与工艺论文少;
(2) 研究论文多,使用维修论文少;
(3) 性能介绍型论文多,市场应用报道型论文少;
(4) 历史发展综述论文多,市场调研分析指导型论文少;
(5) 专利多,影响小。
3.2 缺少学术交流讨论
我国大概有20多年没有开过全国性液压凿岩机技术方面的交流会或研讨会。
我们众多的论文作者,都是在自说自话,没有交流,没有讨论,更没有争论。论文提出的论点,基本没有人跟进,进行理论与实践两个方面的证明或证伪,或补充,只是不加评价的引用。
我怀疑,很少有人认真阅读这众多的论文,如果不是博士生,硕士生,大学生因为做毕业论文的需要,阅读的人就更少了。我国关于液压凿岩机论文的影响力实在有限。
3.3 设计理论研究与产品生产脱节
我国大概可称得上液压凿岩机设计研究论文数量大国,但是我国自行开发的液压凿岩机产品多数从市场上消失,现在还能在市场上站住脚,有一定销售量的产品,多数为1980年代技术引进的产品。这种情况至少说明我们的设计研究和产品生产是脱节的,或者说明我们的设计理论还不成熟,还要不断改进。
4 我国液压凿岩机设计理论的主要论点
4.1 关于凿岩机冲击机构设计理论
4.1.1 三段法理论
认为活塞往复运动一个周期是由活塞回程加速、回程减速、冲程加速三个阶段组成的。4.1.2 设计变量理论
将一个无量纲数称为设计变量,这个无量纲数可以是:
(1) 冲程时间与活塞运动周期之比;
(2) 活塞回程加速度与冲程加速度之比;
(3) 活塞行程与可能最大行程之比;
(4) 活塞后腔受压面积与前腔受压面积之比,很明显,第四个无量纲数最直观,最易检验。
4.1.3 优化设计理论
根据以下5个设计目标,求得一个最佳设计变量。
(1) 蓄能器容积变化的最大值最小;
(2) 蓄能器隔膜震动次数最小;
(3) 能量利用效率最高;
(4) 冲程时,最大瞬时流量最小;
(5) 回程时,最大瞬时流量最小。
4.2 关于换向阀设计理论
4.2.1 换向阀中位正开口理论
换向阀在中位时,换向阀的高压窗口与低压窗口都有微小开启,叫正开口。认为正开口有益于冲击机构性能改善。主张应该采用正开口。
4.2.2 换向阀最优行程理论
换向阀行程的选取受到阀口通流面积,换向时间与阀耗油量三重制约,存在一个优化点。
4.3 关于蓄能器设计理论
4.3.1 高压蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论
蓄能器的蓄油与排油量不仅与蓄能器的容积有关,而且与系统的工作频率有关,如果蓄能器固有频率选择不合适,即使加大蓄能器容积,也不能增大蓄能器的蓄油与排油量。
在蓄能器结构参数固定,凿岩机进油压力确定的情况下,可以改变蓄能器充气压力来改变谐振频率,使得系统处于最佳工作状态。
这个理论是极有理论研究价值与学术价值的,是一个动态的理论,是北京科技大学首先进行研究的,可惜无人跟进,这方面的论文太少。
4.3.2 蓄能器一次振动理论
在活塞运动一个周期内,蓄能器隔膜只有一次振动。这个理论已经包含在第4.1.2小节的优化设计理论中了,这是一个静态的理论。
4.4 关于信号孔位置
4.4.1 活塞回程换向信号孔位置的计算
这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的,这是极其重要的计算,缺了这个计算公式,无法进行凿岩机的图纸设计。
4.4.2 活塞冲程换向信号孔位置的确定
这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的,这也是极其重要的计算。既不能换向太早,使得撞击钎尾时,活塞已经被减速,也不能换向太晚,造成活塞二次打击钎尾。
4.5 钎尾反弹缓冲动力计算
研究这个理论的有浙江大学张新等人,广东工业大学机电工程学院刘智等人,中南大学机电工程学院赵宏强等人,杨国平等人,难能可贵的是,张新做了实验研究,有实验曲线图。
4.6 其他理论
(1)活塞密封间隙与长度优化理论;
(2) 活塞空打缓冲结构计算;
(3) 冲击频率无级调节自动换挡理论。
以上3种理论均有,就不一一论述了。
5 我国液压凿岩机设计研究亟待解决的问题
5.1 换向阀的结构尺寸问题
(1) 换向阀中位负开口的优缺点分析;
(2) 最优负开口量的计算与实验验证;
(3) 换向阀最优行程理论与实验验证。
5.2 活塞与缸体结构尺寸问题
(1) 活塞前后腔面积的确定及优化;
(2) 活塞回程换向信号孔位置的确定;
(3) 最优冲程换向信号孔位置计算与实验验证。
5.3 蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论
研究蓄能器隔膜的动态频率响应,蓄能器最佳充气压力的计算。
5.4 钎尾反弹缓冲系统动力计算与实验验证
不但研究缓冲机构本身,进行静力学计算,更要研究钎尾反弹缓冲系统的动态响应,将缓冲机构,钎具与缓冲液压油路作为一个系统,研究缓冲活塞的频率响应,缓冲液压系统是否能有效吸收钎尾反弹的能量,又是否能迅速将钎头重新抵紧岩石。
5.5 凿岩机反打系统动力计算
既要研究反打机构本身,进行静力学计算。更要将反打机构与反打液压油路作为一个系统,研究反打活塞的位移,运动速度与冲击能量。
5.6 零件的气蚀与腐蚀问题
(1)活塞前后腔气蚀问题的计算与解决方法;
(2)凿岩机壳体联接平面点蚀的原因与预防。
6 我国液压凿岩机设计研究的学术建议
6.1 反求法
对国外高端液压凿岩机结构尺寸的分析,用反求法研究凿岩机冲击机构的设计计算公式与方法。反求法基本属于归纳法,反求法需要统计多台高端液压凿岩机的结构尺寸,统计数据越多,代数计算公式越接近实际,设计指导作用越大。这方面的工作似乎还没有人去做。
6.2 验证法
将我们国内的设计理论,如用最佳设计变量理论,换向阀最优行程理论,蓄能器设计理论,分析国外高端液压凿岩机的结构尺寸、充气压力等参数,检验是否符合我们的理论。如果大致符合,则验证了我们理论的正确性,如果相差很大,则要寻找原因。
6.3 代数计算公式研究
6.3.1 液压凿岩机设计研究方法的分类
理论分析与公式计算,实验研究,计算机数值仿真是凿岩机设计研究的三驾马车。
三段法,最佳设计变量等属于理论分析计算。
理论分析与公式计算是凿岩机设计研究的基础,是实验研究与数值计算的的基础与指导。
6.3.2 液压凿岩机代数设计计算公式的建立
公式计算必须将凿岩机的物理(实际)模型简化为力学模型,再进一步简化为数学模型,再简化为代数公式。简化必须是合理的,不能与力学模型有大的矛盾和冲突。
在不断的简化中,必然有失真,这时就要用经验系数去校正。这方面我们还有许多工作要做,对每一结构类型的凿岩机,都可以研究出一套基本通用的计算公式。
6.3.3 液压凿岩机代数设计计算公式的输入输出
代数公式计算输入的是冲击能,冲击频率,冲击末速度,进油压力, 输出的是活塞质量,活塞前后受压面积,活塞行程,信号孔位置,阀的结构尺寸,阀行程,开口量,凿岩机进油流量等等。
6.4 强化实验研究
6.4.1 液压凿岩机实验的分类
在理论分析指导下的实验研究是必不可少的,我们的力学模型,数学模型是否正确,简化是否合理,都需要实验验证。数值仿真计算就更需要实验验证了。
这里所说的实验主要是凿岩机内部机理实验,也可是型式实验,而不是出厂实验。
6.4.2 液压凿岩机实验的规范
实验的各种条件,包括样机,液压系统,测量方法,仪器仪表,都应该是明确的,实验的结果应该是真实的,可重复的,重复实验的误差应该进行分析。实验的时间、地点与参加人应该注明。
6.5 数值计算研究
6.5.1 数值计算的定义
数值计算就是虚拟样机技术,因此数学模型要尽可能逼近力学模型与物理模型,数值计算需要输入的数据很多,需要详细的凿岩机图纸数据,否则不能称之为虚拟样机。
数值计算又叫动态仿真,我国在数值计算方面的论文太多了。有基于AMESim的仿真,基于Simulink的动态仿真,基于MATLAB的计算机仿真,准匀加速度法仿真计算,键合图方法仿真,等等。
6.5.2 液压凿岩机数值计算输入输出的基本要求
冲击机构数值计算中,进油流量必须是输入值,而压力是输出值。
数值计算输出结果不能仅仅是冲击能,冲击频率等,必须能输出活塞运动速度、位移,换向阀的速度、位移,活塞前后腔压力的曲线。并且能够描述出液压油的空化与气蚀现象。
数值计算的结果曲线应该用实验曲线验证,未经实验验证的仿真计算是不可信的。
数值计算的结果应该是真实的,不能弄虚作假,其他人也可以重复运行程序。
6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的基本要求
数值计算的程序应该模块化,数值计算需要花费大量的精力与时间,不是一个人短时间能够完成的,因此数值计算的程序应该模块化,可以由一组人员分工,进行编写。
数值计算程序应该界面友好,参数的改变,应在界面中进行,而不应在程序中进行。
数值计算的模型与程序应该是持续改进的,和所有的计算机软件一样,应该有版本号。液压凿岩机数值计算程序应该通用工具化,不要搞成专用工具。不能只有作者自己用,换一个人就不能用。
6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的难点
虚拟样机技术是一项浩繁的工程,但是并不是遥不可及。内燃机的燃烧过程,牵涉到化学,燃烧学,热学,力学,都可以做到数值仿真,并且在发动机设计中起到重要作用。冲击机构的数值仿真也一定能做到,但是这要求有一个精干的团队和一个好的实验条件。
数值计算程序都是针对某一个特定的图纸的,因此通用性较差。不要指望适合于单腔回油的凿岩机,也能适合非单腔回油的凿岩机。也不要指望适合于芯阀结构的凿岩机,也能适合套阀结构的凿岩机。这也是数值计算应用的一个难点。我们至少应该做到,对某一相同结构类型的液压凿岩机,具有通用性。
7 我国液压凿岩机设计研究的政策建议
7.1 以企业为主体,产学研结合
过去几十年,我国液压凿岩机设计研究是以高校和研究所为主体的,和企业产品开发联系较少。事实证明,我国液压凿岩机设计研究进步不大,只有以有实力的大企业为主体,厂学研结合,学校与研究所自己不搞产品生产,只为社会和企业提供知识与技术,各自发挥自己的优势,才是我国液压凿岩机技术与产品的发展道路。
7.2 以行业协会为主体,组织技术交流
与凿岩机的生产、使用有关的行业有凿岩机械气动工具、煤炭、矿山、铁路、水电、冶金等等,在1980年代,矿山机械行业组织过液压凿岩机技术交流会, 1990年代初期, 煤炭建井行业组织过液压凿岩机技术交流会。
8 结语
(1)对我国液压凿岩机研究文献进行了分类,5大类,13个小类;
(2)分析了我国液压凿岩机技术研究的不足,3个方面的不足;
(3)列举了我国液压凿岩机设计理论的主要观点,6大类,13个观点;
(4)列举了我国液压凿岩机设计中亟待解决的5大类共11个问题;
(5)提出了我国液压凿岩机设计研究的5条学术建议;
(6)提出了我国液压凿岩机设计研究的2条政策建议。
参考文献:
[1] 梁明华.液压凿岩机旋转速度与凿岩直径的关系[J].工程机械,2001,32(6).
[2]何雄彬.HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理[J].广东水利水电,2001(8).
[3] 李同明.阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进[J].四川水利,2004(3).
[4] 李强.Atlas 1838型凿岩机六种常见故障的排除[J].工程机械,2005,36(3).