時間：2023-06-02 09:57:02
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械設計小結，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：機械設計及自動化；數字化；教學平臺；建設
在經濟全球化的今天，機械設計及自動化類專業在我國經濟建設、社會發展中所體現的地位和作用顯得越來越重要。有效的提升機械設計及自動化類專業課程教學的成效，促進學生的全面發展，就成為了機械設計及自動化教學中需要特別關注的重點問題［1］。信息技術與數字化教學手段的介入很好的提升了機械設計及自動化教學的成效，其中數字化的機械設計及自動化專業教學平臺就是其中一個典型的范例。
1機械設計及自動化數字化教學平臺的概述
機械設計及自動化數字教學平臺實際上和很多數字化的教學平臺的建設目的、建設模式及具體呈現內容都是大同小異的，簡而言之就是數字化和信息化的一種學科知識學習和教學系統。用戶通過登錄平臺地址的形式進入到平臺系統中，通過在線或者下載相關的教學資源，實時好非實時的和專業教師、同學進行交流等進行知識的學習。當然平臺上除了各類學習的資源和交流共享知識的空間外，一般還設置的具體的任務學習模塊、作業的提交模塊、在線測試模塊等來實現對學習成果的檢驗［2］。以上這些是一般數字化教學平臺的主要實踐形式和功能，機械設計及自動化的數字化教學平臺實際上也脫離不了這些內容，只不過其傳遞與呈現的知識信息是與機械設計及自動化專業相關的。當然了機械設計及自動化數字化的教學平臺，一般還設置了一些機械設計及自動化專業的虛擬實驗室、在線實驗工具等。整體來看，機械設計及自動化的數字化教學平臺就是實現機械設計及自動化專業類課程的數字化教學、信息化教學的載體，其目的就是為了實現機械設計及自動化類專業知識教學的時空不限，達到學習的個性化、自主化、大眾化和泛在化。
2有效提升機械設計及自動化數字化教學平臺建設的策略
上面提到了機械設計及自動化數字化教學平臺對于實現專業課程教學的個性化、自主化等都是具有積極的推動作用的，因此可以說推廣應用這類平臺是具有現實意義和價值的［3］。在這樣的背景下，如何提升機械設計及自動化數字化教學平臺建設，更好的發揮出機械設計及自動化數字化教學平臺的實際效力就成為了探究的重點。2．1進一步豐富和優化教學平臺的相關資源：信息化與數字化的教學資源，是保證機械設計及自動化數字化教學平臺實際教學效用的根本。只有豐富的機械設計及自動化數字化資源，才能保證平臺本身的教育性，才能起到知識的傳遞和強化功能。在現階段，現有的網絡與數字化教學平臺的架構與建設技術均比較成熟的背景下，教學平臺其具體的效用與否很大程度上都取決于其資源的優劣與否和豐富與否。豐富和優化機械設計及自動化數字化教學平臺中的教學資源有很多途徑，但是是需要學科教師與相關技術人員共同參與的，要盡量的將資源進行細化，讓每個資源都能滿足學習者學習的實際需要。當然可以考慮將現有的一些機械設計及自動化課程教學資源進行數字化處理后，上傳到機械設計及自動化數字化教學平臺中進行共享，來達到資源豐富的目的，但需要注意的是要對資源進行甄別，在避免重復的同時也不能讓數字化資源作為傳統資源的簡單復制。資源是為學習者服務的，所以資源還要盡量的從學習者的角度出發，從形式和內容都都盡量保證能夠吸引學習者的關注。2．2保證學習者能夠有效的進行登錄學習：很多的平臺在建設起來后是很少考慮是否有學習者真的在認真的學習其各類資源（尤其是在線視頻課程），因此很多時候這類平臺越用就會越沒有生命力，成為了一種形式大于實質的附庸品。因此在機械設計及自動化數字化教學平臺建設中一定要考慮到這一問題，通過各類技術手段來對學習者學習的情況進行監督、考察和動態的評價。比如在視頻在線學習的學習時間上進行限制，要求其看夠了足夠的時間才能進行下一個環節知識學習，同時在觀看的過程中，系統不定時會向學習者發送一些交互信息要求學習者回答一些問題等［4］。當然對于登錄平臺進行數字化學習的學習者而言，總結的評價也是不可或缺的，一些必要的作業與活動任務也都能在很大程度上督促和引導學習者進行有效的學習。
3小結
總的來說本文對機械設計及自動化數字化教學平臺及其如何提升其建設都進行了探究，在提升機械設計及自動化數字化教學平臺建設方面實質上可以操作的內容很多，本次研究只是從最為常見的兩種形式上來提出了個人觀點。實際上，相應的策略和手段還有很多，如通過移動端推廣平臺、優化平臺界面等等。
參考文獻
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［3］田萬慧，石志恒．農林機械設計及自動化專業實踐教學平臺搭建研究［J］．安徽農學通報（下半月刊），2010，18：147－149．
［關鍵詞］機械設計 實驗教學中心 建設思路 運行模式
［中圖分類號］G482［文獻標識碼］A［文章編號］1009－5349（2011）09－0221－02
機械原理與機械設計是每個機械設計專業學生的必修課，作為一門技術基礎課，承擔著培養學生的設計能力、創新能力和解決問題的能力。機械設計實驗教學是一個理論聯系實踐的重要環節，是培養學生應用理論知識進行工程實踐的重要途徑，同時也是幫助學生發現問題和解決問題的重要手段。機械設計實驗教學同時也承擔著啟迪學生的創新思維、培養學生的開拓創新能力，對于完成學生的培養計劃起著關鍵作用。在21世紀科學技術飛速發展的今天，加強實踐教學環節在高等工科學校課程教學改革中顯得尤為重要。機械設計實驗教學改革的根本目標就是要滿足教學改革對創新型人材培養的要求，所以必須要改變過去教學重理論輕實踐狀況。因此，本文圍繞機械設計課程教學改革的要求，對機械設計實驗教學的目的和方法進行了探索與思考，從實驗教學體系結構到內容和方法進行了改革和實踐建設意見。
一、傳統機械設計實驗教學的現狀
就目前的機械設計實驗教學來看，其作用僅僅是讓學生能夠加深對理論知識的理解，驗證理論知識的一種手段。例如為了驗證帶的彈性滑動及帶傳動的效率變化情況，傳統機械設計實驗中開設了帶傳動實驗。傳統的實驗課程的設置、實施、管理都由老師管理，學生只是被動地參與來完成教師規定的學習內容，沒有一點自主學習的空間，這樣就完全扼制了學生的主觀能動性、創造性的發揮。傳統的機械設計實驗教學課程的設置突出強調了實驗課程服務于理論教學，完全偏離了其培養學生的綜合素質和創新思維能力的宗旨。
傳統的機械設計實驗在設置上完全沒有考慮到實驗內容之間的內在邏輯關系，實驗課之間往往都是孤立的，沒有形成一個完整的實驗體系。學生在實驗課上只能是被動地去操作測試儀器和記錄數據，所以整個實驗課下來，學生還是沒有對機械設計儀器的應用產生一個系統的認識。除此之外，在傳統的機械設計實驗體系中，每個實驗所涉及的知識面都很窄，并且實驗手段也比較簡單陳舊，缺少綜合性和創新設計性的實驗，而這些實驗對于培養學生綜合運用理論知識、現代技術分析和解決工程實踐中的實際問題的能力，對充分發揮學生的主觀能動性，培養學生綜合素質和創新能力有著不可替代的作用和意義。
二、機械設計實驗中心建設目標
縱觀傳統的機械設計實驗教學，不論是從體系結構，還是從內容、方法和手段上看都已經不能適應當代教育的要求。所以為了適應現代社會對復合型、創新型機械設計人才的要求，必須對傳統機械設計實驗教學進行改革。在保證完成機械設計專業人才培養目標的前提下，我們對機械設計中的所有實驗進行了分類和整合并建立了機械設計實驗中心，并明確規定了以下幾條建設目標：
（一）培養學生的基本技能與實踐動手能力
雖然現在的機械設計理論課程中會應用一些實物模型來增加學生的感性認識，但是對于機械設計這樣一門實踐性很強的基礎課，理論知識與感性認識是遠遠不夠的?，F在的學生進行工程實驗的基本技能都不是很扎實，而且普遍缺乏工程實踐和實際的動手能力，所以在機械設計實驗這個重要的實踐環節中，為了給每一個學生都打好基礎，必須針對這個問題，加強對學生的基本技能與實際動手能力的培養。
（二）培養學生的創新設計能力
在現代社會，創新能力已逐步成為衡量一個人才的基本要求。培養學生的創新設計能力作為教學改革的核心，已經逐漸演變為機械設計專業教學改革和實驗教學中心建設的根本目標。因此不僅要在理論教學課上培養學生的創新意識，更要在實驗教學環節培養學生創新設計的實際能力，只有這樣才能達到培養創新型人才的核心目標。
（三）培養學生解決問題的能力
機械設計實驗作為工程設計中的一個重要環節，不再只是為了驗證某個公式或結論，而更多的時候是通過實驗來驗證某種設計模型的可行性。除此之外，一些新設計出的產品也需要通過實驗來測試其各方面性能?？梢钥闯?，機械設計實驗的應用已不僅僅局限于教學，隨著實驗方法不斷的發展和完善，現代的機械設計人員應不斷地學習充實自己，做到應用現代技術來解決工程實際問題的能力。
三、機械設計實驗中心項目探索與實踐
本著培養學生的動手能力、創新意識以及解決問題的目標，我們對所有機械設計實驗進行了分類，并進行了相應調整，確定了新的實驗教學模式。
（一）保留傳統實驗項目
傳統的實驗課程既然可以應用到今天，說明其對于學生的學習來說具有一定的必要性。因此，我們通過對所有實驗進行了分類和整理，保留了部分驗證性的實驗內容，并對其側重點進行了調整，將其側重點由原來的驗證理論知識為主轉變為展示測試方法的手段，改造成為交叉性的綜合實驗項目，使學生不僅驗證了課程教學中所學的理論知識，而且又了解了不同機械量測試和數據處理的方法，可謂一舉兩得。
（二）增加設計性、創新性和綜合性實驗項目
當前學生的動手能力及創新意識都急需提高，因此設計性、創新性和綜合性實驗必須作為實驗中心建設的重點，加大投入力度進行積極建設。增加的設計性、創新性和綜合性實驗主要有：組合式軸系結構設計實驗、機構運動方案創新組合實驗、多軸系傳動設計搭接與性能實驗等。通過這些實驗項目的開設，可以從提高學生的設計能力和創新能力的基礎上，從整體提高學生認識問題和解決問題的能力。
（三）提供給學生更多的自
實驗室在進行教學的同時，可以在空閑時間對學生開放，讓學生有自主學習的時間。通過自主學習，學生能夠積極主動地開展實驗學習和科學探索活動，能夠更好地提高自身的創新能力與認識、解決問題的能力，而且也能不斷提高實驗教學的成效。
四、機械設計實驗中心運行模式思考
（一）推進實驗室的開放式教學
開放式教學能夠方便學生自主安排學習，從而提高學生的積極性與主動性，同時又能夠提高實驗設備的利用率，能夠最大限度地發揮實驗室的價值。實驗中心會預先設計并提供實驗項目菜單給學生選擇，學生只要去實驗室管理處登記就可以選擇要做的實驗項目。在實驗過程中，從實驗方案設計到結果分析，均由學生獨立完成。實驗室實行開放管理，不僅提高了學生的積極性，同時也點燃了教師進行科研的熱情，因此實驗中心在服務于教學的同時也作為了科研基地，達到以科研促進教學發展的良性循環。
（二）理論課老師參與實驗中心建設及其教學
理論課教師具有扎實的理論基礎，對教學內容有深刻的理解和認識，因此理論課任課教師參與實驗中心建設與教學，不僅有利于提高實驗教學的水平和質量，而且也可以提高理論課任課教師的實踐經驗，同時也可解決師資力量不足的矛盾，而且也可以避免理論教學與實驗教學的脫節等問題。
（三）加大實驗成績在課程總分中的比重
實驗教學不僅是傳授知識、驗證理論和掌握實驗技能，更重要的是培養學生的獨立工作能力和良好的科學素養，因此必須重視實驗教學，加大實驗成績在課程總分中的分量。
（四）實驗中心網絡建設
為使機械設計實驗中心在實踐教學中發揮更大的作用，必須進行網絡資源建設，并逐步完善和更新。網絡資源包括：實驗中心簡介；實踐、實驗教學大綱；實驗指導書；實驗項目；儀器設備簡介；學生創新設計；學生創新設計作品等。
五、小結
按照當前社會發展對高素質人才培養的需求，機械設計實驗中心建設在明確的目標指引下，綜合了傳統的基本實驗、綜合性實驗、設計性實驗和研究創新型實驗等各個層次實驗內容的基礎上，通過科學設置實驗項目和教學安排，將對全面培養學生的實驗基本技能、綜合分析和解決問題的能力，培養學生的創新意識和實踐能力產生積極的作用。
【參考文獻】
[1]謝曉梅等.實驗教學中心的建設思路與運行模式[J].實驗室研究與探索,2005(2):103-105.
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[3]劉小梅等.機械基礎創新實驗室建設[J].實驗室研究與探索,2005(4):71-73.
［關鍵詞］機械設計 軟件工程 結構化 面向對象
［中圖分類號］TH12［文獻標識碼］A［文章編號］1009-5349（2011）09－0046－02
在科學技術的飛速發展下，單一的技術已經不再能夠滿足機械設計的發展要求，人們開始尋求其他的方法來應用到機械設計中去。軟件工程是一類工程，是將理論和知識應用于實踐的科學。應用軟件工程方法進行技術設計，可以解決許多復雜的問題，在借鑒了傳統工程的原則和方法的基礎上，人們可以開發出高質量、低成本的軟件。所以軟件工程方法不僅可以應用于機械設計之中，而且很有發展前景。
一、與其他工程方法的比較
三十多年來，軟件工程的研究和實踐取得了長足的進展，軟件工程的方法對軟件產業的發展起到了很大的推動作用。軟件工程方法是為開發軟件這類特殊產品而產生的，它集合了一些特殊的工程學方法。從20世紀60年代以來，陸續出現了結構化程序設計技術、計算機輔助軟件工程（CASE）、面向對象語言和方法、軟件過程及軟件過程改善研究等一系列成果，并應用到實踐中。因此可以看出軟件工程方法與其他工程相比有很多優越性。
（一）軟件工程開發階段劃分相對明確
與其他工程相比，軟件工程開發的各階段有嚴格的管理，對于每一個階段都有完整的存檔和評審驗收。為避免自然語音在軟件開發語音中產生歧義，文檔大多使用圖形、表格等形式記錄。
（二）軟件工程有更嚴格的測試
與其他工程相比，軟件工程擁有一整套完整的測試方法，用以發現并改正錯誤。通過對軟件進行嚴謹測試，可以在實際應用中避免很多錯誤或損失，而這也正是其他工程方法值得學習借鑒的。
（三）開發軟件采用標準的輸入輸出界面
與其他工程相比，應用計算機輔助軟件，為避免誤解或影響操作，開發軟件都采用標準的輸入輸出界面，這樣也有利于進行標準化管理。用軟件工程方法開發出的軟件比其他工程產品有良好的復用性，而這也正是軟件工程學的根本出發點。
二、傳統軟件工程方法在機械設計中的應用
傳統軟件工程的主要環節有：人員管理與項目管理、可行性與需求分析、系統設計、程序設計、測試、維護等，如圖1 所示。下面就傳統軟件工程中的結構化分析方法在機械設計中的應用進行闡述。
（一）可行性與需求分析
可行性與需求分析是軟件開發的第二個階段。為了準確地定義系統的目標，以免對后期工作產生影響，可行性與需求分析是很重要的一個階段。機械設計人員可以借鑒軟件工程的最具代表性的方法是結構化方法。這種方法簡單的說就是把一個復雜的工程按一定規律分解開，分解成若干小問題，這樣就把問題最小化，降低了工程的復雜程度，避免了理解上的偏差。
（二）系統設計
系統設計是軟件開發的第三個階段。系統設計就是對于軟件的結構設計。結構化的設計方法作為傳統的軟件開發中具有代表性的一種設計方法，與需求分析中應用的結構化的分析方法銜接，就組成了一套完整的分析與設計技術。系統設計形成的軟件結構圖，即形成最終模塊結構。模塊化方法應用范圍較廣，且已被所有工程領域接受并使用。從軟件工程角度看，具有良好獨立性的模塊才可能成為好的模塊。應用軟件工程方法設計的系統結構，產生的模塊一般都有良好的獨立性，這樣就降低了系統的復雜性，從而也降低了出錯的可能性?？梢钥闯?，如果在機械設計中也能夠應用模塊化方法，并且能夠盡量增加模塊的獨立性，很有可能使機械設計的過程簡化、正確又有效。
（三）程序設計
程序設計軟件開發的第四個階段。這個階段就是要確定每個模塊的執行過程。程序設計有很多種方法，但是比較直觀又易操作的是程序流程圖和過程設計語言，這兩種方法對于機械設計都有很大好處，最主要的就是比自然語言描述的流程直觀、準確，不會產生歧義。
（四）測試
測試是軟件開發的第五個階段，也是軟件開發的核心內容之一。黑盒測試與白盒測試是軟件測試的兩種主要方法，為保證軟件質量，這兩種測試方法同時使用并貫穿于整個開發過程中。機械設計中的復查實際上就是一個測試過程，但是遠不如軟件測試科學有效。所以機械設計中適當增加科學有效的測試是有必要的，既可以盡早發現設計中的錯誤，又可以把時間以及經濟損失降到最低。傳統軟件工程學方法有一定的可復用性，因此開發新的工程可以利用以前工程的相當一部分開發成果，從而節約了時間和成本。
三、面向對象方法在機械設計中的應用
從某種角度來看，面向對象方法在機械設計當中的應用似乎沒有什么參考意義，因為面向對象方法在分析設計一個系統時，是盡量接近人類認識世界解決問題的方法和過程。但實際上，面向對象方法是以開發軟件為目的的，并不是隨便的一個方法就能符合要求。在機械設計初期為減少開發的隨意性，可以借鑒其中的合理的方法。面向對象方法的一個主要特征是具有良好的可重用性，同樣在機械設計中的可重用性也很重要。可重用性就是說在開發同類的項目時，可以采用或借鑒以前成熟的成果，或者做極少的改動就可以了。由于面向對象方法的模塊獨立性極強，而且具有繼承性和多態性，因此即使是開發不同類項目的時候也可以采用以前的成果。重用性使工程開發工作量減小，既節省了資金與時間，又降低了出錯的可能。下面僅就Yourdon方法的應用做簡單探討。
Yourdon方法主體包括分析與設計兩部分，但與傳統軟件工程不同的是，Yourdon方法的分析與設計是緊密聯系的，沒有明確界線。從形式上來看，傳統軟件工程方法與Yourdon方法是一致的，這樣就可以方便地套用了。Yourdon方法的開發與設計都采用同一個模型，簡化表示如圖2所示。
Yourdon方法的對象得出是從問題描述(需求的自然語言說明)出發的，然后應用“基于語言的信息分析”和“三視圖模型”得到最初的對象，采用開發與設計模型逐漸細化。細化是個逐漸疊代的過程，從而得到最終系統。采用這種辦法可以形成良好的體系，減少主觀盲目所產生的混亂。
四、小結
通過對傳統軟件工程方法及面向對象方法的分析，可以看出軟件工程方法用于機械設計中是可能的，而且是有益的。因為機械設計有其特殊性，為優化機械設計的過程和結果，我們可以利用軟件工程中科學合理的方法，不用嚴格按照軟件開發的方法開發。機械設計既可以利用傳統軟件工程方法，也可利用面向對象方法，應視具體問題的復雜程度而定。簡單問題可以利用傳統軟件工程方法，復雜問題較適合面向對象方法。
【參考文獻】
[1]鄭人杰,陶永雷.實用軟件工程(第二版)[M].北京:清華大學出版社,1997．
[關鍵詞]機械設計；技術；發展現狀；趨勢
中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）36-0103-01
機械設計是決定機械性能的最主要的因素，是機械工程的重要組成部分，設計工作的質量可以直接關系到機械產品的質量性能、研究周期和技術經濟效益等。主要根據使用要求對機械的結構、工作原理、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和方法、形狀尺寸等進行構思并進行分析和計算，將其轉化為具體的描述以人為制造依據的工作過程。根據德國工程師協會文件VDI2225的調查分析，產品設計成本決定了產品制造成本的75%到80%左右，但是僅僅占了產品成本的5% 到7%。
1.常規設計技術及應用
目前各大專院校所使用的《機械設計》及《機械原理》教材是學習、應用、發展現代設計技術的基礎，主要講述的是常規設計技術。
1.1 理論設計
理論設計是指根據長期總結出來的設計理論和實驗數據所進行的設計。下面以簡單受拉桿件的強度設計為例來討論理論設計的概念。桿件必須的橫截面積可以利用公式直接求解，也可以按其它方法先初步設計桿件的橫截面尺之后再用強度計算公式去校核。由于實際情況復雜多變，必須根據實際需要來選擇合適的安全系數，才能保證安全性。
1.2 經驗設計
經驗設計是指根據設計者個人的工作經驗用類比的辦法，或根據對某類零件已有的設計與使用實踐而歸納出的經驗關系式所進行的設計。經驗設計常用于那些像機架、箱體、傳動零件的各結構要素等結構形狀己典型化而使用要求不大變動的零件。隨著設計產品的技術系統越來越復雜，產品更新發展速度加快，技術含量不斷提高，經驗類比的設計方法已不能滿足市場需要。
1.3 模型實驗設計
模型實驗設計適用于一些結構很復雜而尺寸又巨大的重要零件，尤其是一些重型整體機械零件，可以有效提高設計質量。即把初步設計的零、部件或機器做成小模型或小尺寸樣機，經過實驗的手段對其各方面的特性進行檢驗，根據實驗結果對設計進行逐步的修改直至達到完善。由于這個設計方法昂貴、費時，因此一般用于特別重要的設計中。
2.現代設計技術及應用
2.1 優化設計
優化設計可以成功地解決解析法等其他方法難以解決的復雜問題，它是建立在數學規劃理論和計算機程序設計基礎上，通過計算機的數值計算出一切可能的方案，并在一切可能的方案中尋求最優方案，使期望的指標達到最優的設計方法。
2.2 有限元設計
有限元分析技術是20世紀60年展起來的新的數值計算方法，是最重要的工程分析之一，隨著計算機技術的發展，有限元設計在各個工程領域中不斷得到深入的應用。有限元法的基本思想是將結構離散化并用有限個容易分析的單元來表示，通過有限個節點來連接各個單元，然后根據變形協調條件綜合求解。由于節點的數目也是有限的，單元的數目是有限的，所以稱為有限元法。這種方法只要改變單元的數目，靈活性很大，就可以使解的精確度改變，得到與真實情況無限接近的解。
2.3 可靠性設計
可靠性設計從20世紀60年代以來逐漸進入機械工程領域，是近幾十年發展起來的一門新興學科。在規定的條件下，規定的時間內，完成規定功能的能力稱為零件的可靠性設計。將常規設計方法中所涉及的設計變量如材料強度、疲勞壽命、尺寸、應力等，看成服從某種分布的隨機變量是可靠性設計的主要特征。然后根據產品的可靠性指標要求，用概率統計的方法得出零部件的主要結構參數和尺寸。
3.現代設計技術與常規設計技術的關系
3.1 產品結構分析的定量化
常規設計技術只能對復雜結構的零部件或整機進行類比或定性的估算?，F代設計技術引入了邊界元及有限元方法，可實現對任何產品結構的定量化分析。
3.2 產品工況分析的動態化
常規設計技術對產品的工作狀況僅限于動態的估算和靜態的計算。而現代設計技術中的動態設計方法可以同時利用實際工況相符的數學模型與理論和測試數據建造，在通過計算機進行分析計算的基礎上預測出產品的動態性能和改進效果。
3.3 產品質量分析的可靠性化
常規設計技術中采用的安全系數法僅僅依靠經驗，不能定量給出產品質量的可靠性預測。而現代設計技術中的可靠性設計法基于概率論建造模型并進行分析計算，把零部件或整機的各種具有離散性的性能參數均視為隨機變量，從而定量的做出產品質量的可靠性預測。
3.4 產品設計結果的最優化
常規設計技術比較依賴設計者的經驗和主觀判斷，主要通過近似系數、經驗公式或類比等方法進行校核、設計。而現代設計技術中的優化設計法是根據產品的性能要求和設計目標構造數學模型，應用數值計算方法和數學規劃理論，通過計算機求得最優化結果。
3.5 產品設計過程的高效化和自動化
常規設計技術在設計過程中雖然重復性高，但是設計方案卻不一定最優。而現代設計技術在整個設計過程中均是教會計算機，讓計算機去完成，從而為實現制造的自動化做好了準備，并且實現了設計過程的高效化和自動化。
4.現代設計技術與傳統設計技術的關系及比較
現代設計技術是相關科學技術綜介應用于設計領域的產物，是傳統設計技術的延伸與發展，它使常規設計技術發生了質的飛躍。傳統機械產品設計也稱常規設計，是一種以低壓控制和強度為中心的經驗設計、安全系數設計、類比設計。而現代機電產品設計方法則在注重產品整體功能基礎上，以現代設計方法和計算機技術為工具的一體化系統設計，強調創造性，這種設計小但可以大大提高設計的質量、精度和效率，而且可以將產品的經濟性、適應性、可靠性統一起來，從而高效率、高水平地設計出市場歡迎、性能優良、效益顯著的新型產品。
從常規設計方法到現代設計方法有以下轉變：從靜態分析道動態分析，從定性分析道定量分析，從安全性設計向優化設計，從手工計算向自動設計計算等轉變。
5.機械設計技術的發展趨勢
具體來說現代設計技術的發展趨勢主要有：第一，設計中的快速響應市場的競爭策略將代替產品質量成本第一的競爭策略。第二，設計將從滿足產品功能屬性向同時滿足環境與生態屬性發展。第三，設計將從需求的同時面向經營管理和制造發展。第四，設計將從傳統的串行向協同工作方式、并行工作模式發展。第五，設計將激發主動創造性，使人們從設計過程數字化中逐步確立主動地位。順應此趨勢，目前主要研究和應用的現代設計技術有：優化設計、設計方法學、可靠性設計、動態設計、計算機輔助設計、有限元設計、摩擦學設計、工業產品造型設計、模型試驗設計、模塊化設計、創新設計、三次設計、價值工程設計、智能工程設計、反求工程設計、并行工程等。
機械設計制造及其自動化技術的產生與發展取代了原有的手工作業，使得生產效率和產品質量有了大幅度的提高，同時也創造了良好的工作環境，節約了各類資源和勞動力。我國雖然十分重視機械設計制造及其自動化技術的研究，但是在實際的應用中仍然存在一些問題，嚴重制約了其發展和創新。因此，我國急需完善提高現有的自動化技術，使我國的機械設計制造及其自動化技術早日達到世界領先水平。
一、機械設計制造及其自動化的應用
1.自動化的信息流
機械設計制造及其自動化技術開創了全自動的生產模式，只需在計算機上設計生產程序，就會實現對機器的完全控制。自動化的信息流是該技術的主要應用，包括計算機輔助設計、計算機輔助制造、計算機輔助工藝設計以及產品數據管理系統等，計算機能夠精準高效的對各類數據進行計算，設計最佳的產品結構和生產模式，使整個生產過程標準化、精密化。
2.自動化的物流供輸系統
自動化生產離不開原料的自動化供給和傳輸，而自動化的物流供需系統就是將原料和半成品自動運輸至各個生產機械，使當前生產機械加工后的半成品自動進入下一個機械繼續加工流程，直到成品完成為止。自動化物流供需系統將各個機械連接成一個整體，加強了生產制造的連貫性。一般來說，自動化的物流供輸系統包括單機自動裝置、自動輸送系統等設備。
3.自動化的加工系統
自動化的加工系統是整個生產制造的核心，使用自動化技術取代傳統的手工作業，降低了主觀因素帶來的各類風險。控制系統會對生產機械下達各類操作指令，并監督其執行情況，當原材料不足或機械發生故障時還能夠及時發出預警，確保生產的連續性。使用自動化的加工系統只需要投入少量的資金，就會得到豐厚的回報，而且生產機械可以連續不斷的進行生產，有效保障了生產任務的按時完成。
4.自動化的裝配系統
自動化的裝配系統是將各種幾何形狀的零配件按照一定的技術要求，通過搬運、組合、調試、檢驗等步驟，組合成為成品的工藝過程。裝配是保證機械產品質量的重要環節，自動化的裝配系統取代了以往依靠工人的復雜操作和技巧進行的裝配工作，提高了產品的生產效率和生產質量，使產品更加細致、精密，是機械自動化技術的一個重要應用。
5.自動化的檢測過程
隨著現代科學技術的不斷發展，各種新型材料、刀具和復雜的加工設備不斷的被應用到機械制造的過程中，使產品的檢測工作難度顯著提高，以往依靠人工進行檢測的方法已經不能滿足發展的要求。所以，自動化的檢測過程被引入到機械制造中。包括基于時序、電流信號、人工神經網絡對刀具磨損狀態的識別，多專家系統的智能設備診斷技術等。
二、機械設計制造及其自動化的應用現狀
1.自動化技術水平較為落后
我國在機械設計制造及其自動化技術的研究領域起步較晚，起點低，雖然發展勢頭十分迅猛，但是在工藝技術上距離世界領先水平仍然存在一定的距離。如今國際上已經可以將自動化技術與新興的科技含量較高的納米技術、激光技術聯合起來使用，生產制造的產品在質量和工藝上有了非常大的突破，而我國還停留在單一的自動化技術研究中，導致生產制造的產品缺乏競爭力。
2.自動化技術的應用范圍有限
由于對機械制造及其自動化技術的認識有限，很多研究僅處于理論階段，沒有應用到實際的生產中，這些技術因缺乏實踐的驗證而無法發現其中的缺陷和弊端，也不能得到改善和提高。有些工廠在生產過程中雖然采用了自動化技術，但是這些技術往往是不成熟的，使得所造產品質量差，成本高，材料存在很大的損耗和浪費，所以他們紛紛放棄了對自動化技術的使用。長此以往，自動化技術的應用范圍被限制在很小的區域，大大延緩了自動化技術的發展進程。
3.缺乏自動化技術人才
我國生產制造業的自動化技術普及率低，很多學生在選擇專業時往往偏向于IT、管理等福利待遇好，行業發展穩定的專業，卻忽視了自動化技術巨大的發展潛力，導致自動化技術人才凋零。隨著人們對自動化技術的重視逐漸提高，越來越多的學生選擇了自動化專業，但是他們在畢業后還需要到工作崗位進行實踐訓練，才能掌握自動化技術的核心，而現有的工作人員年齡普遍偏大，對新技術新思想的接受程度較差，所以培養出真正的能夠獨當一面的自動化技術人才需要大量的時間，造成了目前我國自動化技術人才不足的尷尬局面。
4.自動化技術對環境的影響
眾所周知，自動化技術的生產效率很高，在生產過程中會連續不斷的耗費原材料和各類資源，同時產生大量的廢氣廢水廢渣，對環境造成極大的污染和破壞。有些工廠為了自身的經濟效益沒有采取環保措施，將工業生產的廢棄物直接排放到自然界中，不僅會增加空氣、水和土地中的有害物質，還會殺死周圍的動植物，破壞地球的生態平衡。這種只知生產，不知保護的行為在當今社會已經屢見不鮮，所以研究綠色可持續發展的自動化技術已經迫在眉睫。
三、機械設計制造及其自動化的發展趨勢
1.發展符合我國國情的自動化技術
機械設計制造及其自動化是一項需要不斷發展和完善的技術，該技術的提高需要耗費大量的時間和精力，我們應以高度的細心、耐心、責任心將研發先進的自動化技術作為自己的使命和任務，通過學習和借鑒國外先進的自動化理論，在其基礎上進行核心技術的研究，從而提高自動化技術的科技含量，爭取早日創造出符合我國國情的自動化技術。除此之外，自動化技術還應滿足市場發展需要，與計算機技術共同提高。因為實施自動化生產需要通過計算機控制，所以在發展自動化技術的同時也應該增加對計算機技術的投入，研發實用性更強，性能更好的計算機硬件和軟件，并將計算機技術和自動化技術配合使用，以增加對生產機械的控制，使所生產的產品與設計的模型達到完全的一致。
2.發展高效率、低成本的自動化技術
以我國現階段發展情況來看，發展高技術、低成本的自動化技術具有很大的可行性，我國的機械自動化已經逐漸轉向虛擬化與網絡化發展。隨著我國計算機與網絡技術的普及，給機械制造企業的生產經營帶來了更多機會，受到全球經濟一體化的影響，原材料的獲取渠道更加廣泛，產品也可以遠銷海外，再不用擔心貨源不足或者產品滯銷等情況的發生。而且企業可以通過相互之間的交流，吸收更多的生產經驗和方法，有助于確保制造工藝的優良，并縮短投資成本與生命周期，可更好地實現車間生產規劃、供應鏈與物流、組織管理等建模與仿真，促進企業之間的競爭與合作。
3.加強對機械自動化技術人才的培養
發展自動化技術的當務之急是重視對自動化人才的培養和吸收，使自動化技術在生產中能夠充分發揮作用。為此，應提高技術人員的福利待遇，并設計良好的晉升機制，激發人才對該專業的興趣，從而主動加入到自動化技術的學習中。同時應經常組織對在職技術人員的培訓工作，根據其現有的知識體系制定科學高效的培訓計劃，分層次的展開培訓。對于年長的技術人員，雖然他們的實踐經驗豐富，但是理論知識不足，應加大理論知識的灌輸；對于年輕的技術人員，盡管他們有系統的理論知識，可是缺乏工作經驗，要多加強實踐訓練。此外，還應創造和諧的工作環境，加強技術人員之間的溝通和交流，使他們互相學習，共同進步，以早日打造自動化技術過硬的高素質人才隊伍。
4.機械自動化技術的綠色發展
隨著人們生活水平的提高，對環境的重視程度也與日俱增，尤其是對于造成環境污染最為嚴重的生產制造業來說，應該立即采取一系列的環保措施來修復千瘡百孔的生態環境。企業可以采用新的自動化生產技術，購買先進的環保設備，或者加強材料的回收再利用。例如將工廠設立在遠離城鎮和水源的地方，采用環保原料進行生產，生產中產生的廢氣廢水經過處理后再排放，將可再利用的廢渣回收制成燃料和建筑材料等等。企業還可以與其他行業合作，建立產品生產制造―回收處理―二次利用的一條龍產業鏈條，真正將自動化技術與環境保護連接到一起，徹底解決環境污染問題。這種發展模式不但會促進行業的飛速發展，還能帶來更多的經濟利益和社會效益。
伴隨著全新的信息科學與技術發展和全球性的教育改革，國際青少年電腦機器人活動于20世紀90年代在一些發達國家青少年中逐步興起。近幾年來，機器人教育已經在全國發達城市中小學中廣泛開展起來，并大有普及之勢。
2006年，我校申報寶山區區級課題《機器人步行模式的研究與設計》，期間在上海大學的指導和我?？萍冀處煹墓餐ο掠?009年順利結題，課題從高中教學層面探討了機器人機構設計如何應用于高中學段學生。
2 理論基礎
我們考慮從機器人的一個板塊出發，利用學生對機器人機械結構的認識和研究開始逐步破解學生對機器人的神秘感，鍛煉學生的科研能力，引導學生從設計出發，自己動手設計并制作機器人。從而讓學生能夠從中體驗較為完整的科研過程，使他們學到科學有效的思維方式，提高邏輯思維能力、規劃能力，提高分析問題和解決問題的能力。同時，在課程及活動中穿插結合專家講座以及實踐探索等一系列方式來了解智能機器人的發展和應用狀況，并在組裝機器人的過程中培養學生的動手能力、協作能力和創造能力。最終的目的是能為同學們開設一門能充分發揮創造力的創新課程，或者說向這個目標做一些有益嘗試。
我們知道了一般機器人的設計可以分為三個部分：機械部分、電路部分和程序部分，而其中最為基礎的便是機械部分。高中最常見的機器人活動競賽就是單馬達的簡易機器人搭建了，通過不同的結構可實現跑步、爬桿、爬梯（圖1）等不同的動作。類似的比賽中經常有一條規則是一定要使用曲柄連桿機構，不得使用輪式，這就涉及到了一個基本的機構學概念——機械傳動，具體的搭建方式雖然可以參照機器人的說明書，但如果能真正掌握其原理必然讓學生對機器人有更深一層次的認識。
有了這些理論基礎和想法，我們咨詢了上海大學機械工程系的專家，從可行性角度對本課題進行了論證，在肯定我們想法的同時專家還從技術角度解答了我們的一些疑問，提供了我們一些新的思路和手段。我們打算第一步就從機械板塊進行教學的深入探究，讓學生重新認識機械設計這一可能會被忽略的機器人最基礎的部分。
3課程設計
遵循這樣一個切入點我們針對機械結構部分為學生設計了以下的一系列學習課程，大致分為了這樣幾個階段：
3.1 觀察分析階段
一開始通過對機器人的搭建及觀察，學生接觸簡易單馬達機器人，從實際出發認識一個機器人完成整個運動過程的基本方式，培養學生的動手能力和合作精神，并使其掌握讀圖紙、零件裝配等一些基本工程技術素養。
3.2 理論學習階段
本環節通過對四桿機構這樣一種常用的傳動方式的介紹，帶領同學從單純照搬圖紙過度到進行簡易機構分析的層面。機器人制作課程實際是一種跨學科的學習課程，須靈活運用各種學科的知識?，F在的高中課程中，學生們學了很多數學、物理、計算機方面知識和解題方法，但遇到實際問題往往就不會運用了。如本環節用到了很多他們學過的數學知識，既讓他們覺得設計并不是那么遙不可及從而失去信心和興趣，又讓他們在真實的情景中體驗學以致用的快樂，更好的提升他們學習科學文化知識的熱情。
3.3 技術實踐階段
有了一定的理論基礎以后我們可以利用一系列的技術手段讓學生的所學得到鞏固提高，來一次理論聯系實際。受到了《神奇的仿真技術》課程的啟發，我們考慮借助計算機仿真這一手段。一方面機械結構的實物的設計制作存在一定成本，另外計算機輔助設計作為一門新興學科也已經登陸到了高中課堂（一些學校已經開設了AUTOCAD、CAXA等課程）。經過我們的幾次嘗試這一環節可以通過多種方式去實現，比如可結合數學計算利用VB的繪圖功能進行二維機構仿真（圖2），再比如有一些現成的軟件（如working model 2D）可以實現類似真實模擬環境下的機構仿真。最新的探究中我利用了上海市青少年活動中心組織的培訓，掌握了工程設計領域的權威軟件ProE，其中即可實現三維模型的建模，又可模擬真實的三維運動（圖3），很好地為學生的自主探究提供的一種手段。
3.4 創新實踐階段
在經過了上述各階段的學習以后，學生對于機械結構的認識可以說有了一個質的飛躍，這為其以后參與到各項機器人的活動中打下了扎實的基礎。至少在機器人的機械部分，我們總結出了即使在是看似再簡單的機械結構，也要經歷結構設計、運動模擬、計算機輔助設計、計算機輔助制造等環節。而且這個流程不是一蹴而就的，必將經過反復的修改和測試，下面我們來看一個成功的例子。
4具體案例
以下為第24屆英特爾上海市創新大賽我校機器人創意設計一等獎作品的論文節選，該論文中的學生就是在經過了上述過程的學習后改進了一個步行機器人結構，雖然在參賽過程中專家對于其在實用性方面還存在一定爭議，但評委們一致認為在機械結構設計這一部分，其科學性和新穎性已經達到了一定高度。
論文改進了一個容易跌倒的雙足步行機器人結構，通過模擬人行走的膝關節和踝關節從結構上進行了一定創新，基本達到了課題制定的目標，下面是文章的部分節選，其分別對應了我們上述提到的機器人機構設計的幾個步驟。
4.1 有機構的分析
我們仔細觀察暑假中制作的那個會“摔跤”的步行機器人，發現從機器人的結構上看，有曲柄還有連桿，是一個四桿機構。緊接著我們用直尺量出了模型的各部件尺寸并在運動模擬軟件——WORKING MODEL中對其運動過程進行了模擬，從而進一步分析其運動。
而在WORKING MODEL的運動模擬中（如圖4），我們發現原機器人的機械裝置并沒有人那樣的關節。從圖中能觀察到，由于沒有膝關節和踝關節的屈伸活動，因此在行走過程中，當從機械足跟著地到機械全足放平這一階段，前后的重心沒能很好地調整，系統重心會突然前傾，影響行走的平穩性。機器人行走過程中前后重心不穩的問題就出在這里。
4.2 結構創新設計
根據分析，要是能設計一個能活動的且最好與地面始終保持水平的足問題便迎刃而解了。我們詢問了老師也在網絡和相關機構學書籍中查找了資料，了解到了有一種叫做平行四桿機構的方式，如資料顯示，雙曲柄平行四桿機構有四類，從外觀判斷其中a類應該就是我們需要的方式。有了這個關鍵的機構原理作支撐，我們開始了對原有機構的改進。
從運動轉換角度分析，該裝置是單自由度的曲柄搖桿機構，構造和控制均相當簡單。從支撐的角度分析，該裝置疊加了兩個平行四桿機構，因而具備活動的膝關節和活動的踝關節，在行走過程中，裝置的機架部分始終與地面保持平行， 能較平穩地移動系統的重心位置，避免突然前傾的現象出現。這些都符合了我們之前機構設計的需要。
4.3 計算機輔助設計（CAD）
接下來，我們在仿真軟件里測量了各個部件的尺寸，然后按照一定的比例縮放后得到實際的部件的尺寸。
在設計時發現了各鉸接點的連接是一個很大的問題，簡易機器人里都是利用插銷來實現的，其優點是成本低，但缺點很多如：容易磨損和脫落等。詢問了老師后，他建議我們使用軸承，并告知了我們軸承的一般裝配方式。
在設計時還要考慮大足的制作、馬達乃至以后傳感器等的安裝位置的預留、如何使整個機架的重心盡量降低以保證其穩定性等問題。在老師的幫助下終于在CAD中完成了各個零件的設計，并將它們組裝成了模型（如圖6）。我們聯系了加工的地方利用雕刻機將基本的部件制作了出來，一些較為關鍵的部件老師幫我進行了挑選，比如馬達和齒輪，挑選了內部應用蝸桿的齒輪箱增大了扭矩，而且降低了噪音，齒輪的外掛設計也有效地防止了齒輪卡死。
4.4 計算機輔助制造（CAM）
在雕刻機的幫助下，一個個由我們設計的機構零件終于由電子文件變成了實物（如圖8）。經過最后的拼裝搭建，我們自己設計的第一臺機器人終于出世（如圖9）。
5思考與小結
上述活動過程我們考慮可設計成一個系列的短課程，包含機器人制作、機構學入門、計算機機械仿真、CAD模型設計等環節，涵蓋了當前用于機械部分設計的比較主流的設計思路和手段方法。結合了數學、物理、計算機等多門學科的綜合知識，可以讓學生在運用自己的所學中不斷有新的發現，認識到各學科之間其實是相通的，很多我們學習的理論是為技術服務的。而在最后的模型制造環節之前的操作是將可行性較高的設計送去外部加工，以后學校如有條件可考慮采購一臺小型雕刻機，一些簡單設計可以直接完成CAM，學生的認識會更加直觀也可作為活動的一個和小結部分。
我們的初衷是想通過對機器人機械部分的研究與設計，學生能不再局限于使用各公司的機器人套材，而更多地考慮自己設計或改進。從機器人學習研究的角度，學生從簡單拼裝搭建的裝配層面上升到了理論結合實際的研究層面，我們也看到了一些讓我們歡欣鼓舞的自主研創新成果。當然在課程的進一步深入的過程中，機構設計還有許多新的知識，每一個知識點都能用于不同功能機器人的設計，我想在以后的機器人課程或者活動中我們要做的還有很多。
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關鍵詞：機械設計；質量；檢驗；方案；分析
1 前言
機械行業是我國工業中的核心產業之一，是國民經濟的支柱產業，其技術的高低標志著國家的發展水平及市場競爭力，只有不斷加強機械設計及質量檢測技術水平，熟悉其發展趨勢，才能提高產品質量及企業效益，保證在激烈的市場競爭中處于不敗之地。
在機械產品設計中，設計質量的檢驗可拓展為產品質量管理與控制的重要組成部分，使產品設計質量的檢驗在產品質量控制與管理過程中真正發揮積極的作用。下面針對機械產品設計質量檢驗的總體結構和功能結構方案及主要參數計算與選擇等內容進行了分析總結。
2 產品設計的總體結構方案、功能結構方案分析
2.1 總體結構方案分析
產品的總體設計方案非常重要，它能否滿足用戶、企業及社會對該產品的功能需求。要從總體上檢驗產品對總體目標的實現情況，檢驗該產品在設計過程中是否貫徹產品設計目標。最重要的是是否貫徹自主創新的思想與設計理念，采取的方案能不能保證用戶、企業及社會對產品的質量需求，采取措施去降低產品制造成本、縮短產品生產周期、貫徹綠色設計的思想、售后服務及產品的再制造問題。
2.2 主要功能與輔助功能結構方案的正確性與合理性分析
關系到產品質量能不能保證、用戶需求有沒有滿足的根本性問題，也是從原理上檢驗產品的主要功能與輔助功有沒有到具體的實現，檢驗產品功能優化設計中的技術目標、技術內容的實現狀況。要從原理上檢驗采用結構方案對實現功能的可能性，要檢驗采取方案的正確性和合理性。
2.3 三種機構和三大性能的合理性分析
兩種功能是通過具體的機構實現的，要檢驗驅動機構、傳動機構和工作機構對實現產品主輔功能及三大性能，即結構性能、使用性能和制造性能的狀況，檢驗工作特點、優點和存在的不足、及可能出現的問題。從機械產品設計角度檢驗技術文件、資料的完整性、正確性、規范性和合理性等。
3 主要參數計算與選擇
檢驗產品的工藝參數，如產量的大小和效率的高低等，要對產品的工藝指標，產品工藝方面的經濟技術性能進行評估。這類參數是用戶評估產品使用質量的重要指標，能直接影響產品性價比的大小。產品的幾何參數是產品的主要尺寸和重量等，產品尺寸和重量有的是為滿足用戶的需要采用的，如產品的規格尺寸及為工作需要而一定要達到的機器重量；有的是可以在一定范圍內變化的，對可改變的尺寸或重量，盡可能減小，減輕機器重量或減小尺寸會降低機械產品制造成本，這是設計人員在設計時必須注意的問題和所追求的目標。
運動參數有位移、速度、加速度和運動軌跡及運動形式等，設計的運動參數能不能滿足使用要求，能不能在規定的許可的工作范圍內。這些參數的使用范圍有時是能擴大的、有時是受限制的，而要在規定的范圍內，有時要求產品的運動參數有較好的調節性能。
動力參數包括外部作用載荷和內部的作用力、動力大小和驅動機構的功率等。從機器作業的耐久性看，減小外載荷和內部的作用力是非常有益的，這能延長機器的使用壽命；從使用角度看，機器的動力性能或功率大小要滿足用戶工作的要求。
4 系統原理及具體方案分析
普通產品一般有實現產品功能和性能需求的五個系統。
4.1 物質轉運系統
該系統在許多機械產品中是輔助系統，但在某類產品中是為實現主要功能而設置的。對這類系統的要求一般是準確、靈活、安全、可靠和便于操作。
4.2 運動轉換系統
運動轉換系統是由驅動機構通過傳動機構再由工作機構實現，其運動形式有平面運動和空間運動。前者有直線運動、圓周運動、橢圓運動及其它形式的運動；后者一般是組合運動的形式及特殊的運動形式等。對這類運動的要求要準確、穩定和便于調節。
4.3 動力傳遞系統
這種系統的主要任務是傳遞工作需要的動力，機械設備的動力一般通過電動機、液壓馬達和其他驅動機構來完成的，對這類系統的要求一般是高效率、有足夠的動力余量、調節方便和安全可靠。
4.4 指令傳達與操縱系統
產品所實現的各種工作是通過操縱系統發出指令的，可以通過手工、儀表操作、人機對話方式，計算機操縱或程序控制等方式完成，隨著科學技術的發展，目前主要靠自動控制的方式完成。對這類系統的要求是準確、靈活和方便。
4.5 工作狀態信息反饋與控制系統
機械產品的控制系統的狀況能影響其使用性能，控制系統的結構、控制策略可對控制系統的質量產生重要影響，對這類系統的具體要求是獲得準確、穩定和快速靈活的控制效果。
5 實現該產品設計質量檢驗內容分析
通過對所設計產品的全面檢驗，要從產品設計的設計理念，質量、價格、制造周期、環境保護和售后服務等進行分析。
5.1 設計理念
現代社會已進入了知識經濟時代，知識在產品設計中的作用日趨突出。自主創新的產品和具有高知識含量和較高的使用性能的產品，受到了廣大用戶的歡迎，具有較高的價格，也是企業擁有市場的重要因素。
5.2 設計產品的使用質量
好的產品使用質量是用戶追求的主要目標，而企業能不能生產出用戶滿意的產品，在很大程度上決定于產品的設計質量；用戶的要求和產品的實際質量存在一定的差距。為了取得市場，生產企業千方百計地提高產品的質量，產品檢驗是提高產品質量的一項重要工作，一定要引起充分重視。
5.3 設計產品的制造成本
它是衡量產品性價比的一個重要指標，要提高產品的性價比，必須提高產品性能，降低產品制造成本。產品制造成本直接影響產品出售價格，這是取得市場的重要條件；因此，必須在保證產品質量的條件下，盡量地降低產品生產成本和出售價格，爭得產品的銷售市場。
5.4 設計產品的制造周期
某些產品的生產周期是直接影響產品能否爭得市場的重要條件，產品的銷售狀況與產品的投入市場的時間有密切的聯系。某些產品因時間的滯后而丟失產品的市場份額。產品的設計對產品的制造周期也能產生直接影響。
5.5 設計產品的環境保護
產品的環境保護是任何設計工作者必須注意的問題，這是經濟可持續發展的要求，在產品設計質量的檢驗過程中，一定要予以高度的重視。從方案選擇、產品設計、產品制造、轉運與安裝、維修、報廢的全過程中，必須切實貫徹綠色設計和綠色制造思想。
5.6 設計產品的售后服務
它包括維修、再制造、升級以及回收等。杰出的產品設計能大幅減少產品維修的工作量，有利于產品再制造工程的實施，有利于產品的升級管理。在產品設計質量的檢驗中，一定要對產品售后的有關情況進行審核和檢驗。
6 小結
設計質量的檢驗是產品設計的重要組成部分，通過設計質量檢驗，能對機械產品的主要功能、輔助功能、結構性能、工作性和工藝性能進行檢驗。檢驗具體內容包括功能優化設計、結構性能的動態優化設計、工作性能的智能化設計、工藝性能的優化設計和特殊性能的設計等。設計質量的檢驗的目的是掌握該機械產品設計中的特色與優點，更重要的是發現設計的缺陷，在產品投入使用前，對設計方案進行有針對性的修改，以提高產品的設計質量。
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[關鍵詞] 傘形鉆架； proe； workbench； 優化； 減重
1 引言
YSJZ煤礦豎井液壓傘形鉆架被廣泛應用于煤礦開采中。其結構上其具有支撐機構、調高機構、補償機構、推進機構、大臂機構等。但是由于其重量過大，導致在煤礦開采提升困難，所以必須采用提升力較大的絞車，十分不便。因此，為了實現結構的優化減重，并且提高其強度剛度，在測繪的基礎上用Pro/E對煤礦液壓傘鉆進行整體建模，并利用workbench對其部分結構進行有限元分析[1]，提出優化方案。
2 整體建模
建模是基于現場實物測繪結果繪制，為4臂傘鉆，收攏后外接圓直徑為1.9m，高度為7.9m。結構上主要具有立柱及風水盤，輔助油箱，支撐油缸，支臂油缸，旋轉油缸，大臂，大臂油缸，鉆架，推進油缸，補償油缸，傾斜油缸，鑿巖機等。
風水盤上具有輔助油箱和氣馬達。在煤礦液壓傘鉆工作之前，由輔助油箱供油，氣馬達帶動齒輪泵使支撐油缸，大臂油缸和傾斜油缸打開。支撐油缸撐在井筒壁上，起到固定作用。大臂油缸伸長，從而使大臂展開。傾斜油缸主要使鉆架始終處于垂直狀態。另外輔助油缸還向旋轉油缸，調高油缸和補償油缸供油。旋轉油缸的伸縮使大臂可以左右擺動。調高油缸可以使煤礦液壓傘鉆整體上下移動。補償油缸則可以使鉆架上下移動，以補償大臂抬高后鉆架離地面的高度，主油箱在吊盤上主要向推進油缸以及鑿巖機的沖擊和回轉部分供油。
3 大臂優化分析
原先大臂材料為Q235方鋼，長5050mm，截面尺寸為高160mm，寬120mm，壁厚14mm，重量為345kg，大臂一端鉸接，在距離鉸接端1400mm處和大臂油缸鉸接。另一端承受鉆架和油管的總重為11770N，另外大臂加上油管總重為3600N。由圖2可得原先大臂變形量為35mm，最大應力為121MPa，Q235的屈服強度為215MPa，抗拉強度為375MPa，所以原先大臂會發生彈性變形，安全系數為3.09[2]。
基于原先大臂有限元分析結果，提出優化方案采用寶鋼生產的高強度鋼BS700MC，強度為760MPa，并將截面尺寸改為高200mm，寬120mm，壁厚6mm，則重量為171kg，重新進行有限元分析，得到變形量為41mm，應力為161MPa，安全系數為4.72，結果如圖3。
比較優化前后的結果得出，剛度基本相同，但在減輕煤礦液壓傘形鉆架重量的同時提高了安全系數，達到了滿意的效果[3]。
4 煤礦液壓鉆架優化分析
鉆架長6.6m，重量為397kg，壁厚10mm，鉆架收到鑿巖機回轉時的扭矩220N*M，對煤礦液壓鉆架進行有限元分析。
由有限元分析結果可知煤礦液壓鉆架應力和變形量都極小，應力為1.09MPa，變形量為0.049mm，安全系數為344，提出優化方案：將鉆架結構改為兩塊槽鋼上下焊接而成，將壁厚定為6mm，并在鉆架兩側打孔。但由于槽鋼要充當鑿巖機的軌道，在使用過程中槽鋼會磨損，故設計在軌道處局部加強[4]。將優化后的鉆架進行有限元分析，得變形量為0.23mm，應力為9.8MPa，安全系數為38，重量為286kg。
比較優化前后結果可知雖然優化后變形量和應變變大了，但仍然非常小，安全系數仍然很高，重量減輕了111kg，達到了滿意的效果。
5 煤礦液壓傘形鉆架其余部分優化方案
1. 考慮將所有活塞桿均改成空心桿，并對其進行了穩定性校核，結果是可行的，重量共能減輕約280kg。
2. 將風水盤上的風馬達和輔助油箱去掉，改為由吊盤上的主油箱供油，大約減重150kg。
3. 將補償油缸的長度減小，將中間連接架改為上下兩塊單獨焊接在立柱上，大約減重50kg。
4. 將風水盤上的支撐支臂油缸改為3組，大約減重100kg。
6 煤礦液壓傘形鉆架減重研究小結
經過實際的測繪得到三維圖，然后通過有限元分析得到的傘鉆減重方案，具有可行性，取得了令人滿意的減重效果，在煤礦生產中具有廣泛的實用性。
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關鍵詞：電氣制圖 教學模式 創新策略
一、電氣制圖課程的特點
電氣制圖是一門綜合性、實踐性極強的課程，工程應用價值亦非常高。本課程的基本內容涉及電氣制圖的方法、技巧和國家標準等。
電氣制圖課程通常在專業二年級開設，這時的學生已經接觸并學習過電路、電機學、電子技術等方面的基本理論知識。此時開設電氣制圖課程，可以順利地將學生引入電氣工程設計領域，為后續學習更加復雜的電力系統專業理論以及實踐設計課程奠定基礎。
二、電氣制圖課程的教學現狀
傳統的電氣制圖教學中，一般是教師邊示范畫圖邊進行理論知識講解，之后留出一定的課堂時間讓學生親自畫圖練習，而教師負責從旁指導。這種機械化的教學模式下，學生極易犯困或開小差，進入練習環節后又不知從何畫起，而教師只能給有限的學生提供指導，往往顧此失彼，導致一節課下來仍有很多學生一無所獲，整節課堂的教學效率極其低下。
另外，當前的電氣制圖課程重理論、輕實踐，多數課程都在機房里進行，而實踐課比例較低，學生很少有機會練習印刷電路板的實際制作方法，導致很多學生只會依葫蘆畫瓢。雖然能夠依照圖紙畫出原理圖、生成PCB，但對于這些電路圖如何應用到印刷電路板的制作之中并不十分清楚。
三、電氣制圖教學模式的創新
1.教學內容方面
通常企業在承接一個項目后，會由機械工程師和結構工程師進行項目機械結構的設計。而機械設備需要電氣系統來驅動和控制，因此機械結構需與電氣工程師協同設計。
電氣工程師要根據控制對象，繪制電氣原理圖，通過計算，選擇電氣元件的類型、型號、供應商等，再進行采購；完成采購工作后，需要對電氣元件進行排布，設計電氣控制柜、控制面板，并確定如何安裝等問題；根據設計結果，繪制電控柜的效果圖和加工圖，外協加工；完成加工后，電氣工程師進行元件布置和接線，然后進行調試。
在這個過程中，電工類專業畢業生需要掌握電氣原理圖、電氣元件布置圖、接線圖、明細表制作等一些基礎制圖技能。同時要熟練使用三維機械設計軟件，進行機械電氣協同設計，繪制效果圖和加工圖，才符合現代企業的基本要求。
但在有限的教學時間里，要熟練掌握所有的軟件是相當困難的，因此教學內容主要突出AutoCAD的電氣原理圖、電氣元件布置圖、接線圖設計，加上三維結構設計軟件中其中一個到兩個軟件的結構設計學習。
2.教學方法方面
教師應結合教學實際情況，靈活運用各種手段來開展教學工作。例如，剛剛接觸本門課程的學生專業知識缺乏、立體幾何概念模糊、空間感較差，應借助多媒體工具，把一些語言難以表述清楚的內容用軟件動畫的形式直觀呈現出來。同時，可以借助模型、掛圖等進行展示，或者直接進行現場演示，充分發揮實踐指導的效果。此外，學校也可以購置一批PCB工業制版設備，在課堂上模擬車間作業情境，讓學生近距離觀察PCB制作生產過程，提高學生動手實踐能力。
3.教學形式方面
樘岣嚦翁媒萄效果，要避免復雜、抽象的理論知識灌輸，積極引入項目化教學方法。首先，授課前應給學生預先布置一些任務，用任務驅動學生去預習、分析和討論。
其次，當學生完成給定的任務之后，教師應給予積極的評價和肯定，這樣可以增加學生的成就感和自信心，激發學生持久學習的興趣。
再次，在講課過程中，教師要善于使用啟發性、互動性的教學手段和方式，營造活躍的課堂氛圍，喚起學生發現、解決問題的欲望。
4.能力培養方面
在電氣制圖教學中，教師不僅要注重投影基礎與國家標準的講解，還應該增加一些與本專業實際應用密切相關的內容，培養學生用繪圖解決實際問題的能力。例如，教師可以經常性地展示一些電控機械，或者拆掉一部分零件讓學生進行測繪和實踐，讓學生接觸一線生產中最實用的繪圖技能和知識，增強學生電氣制圖知識的實踐應用能力。
【關鍵詞】機械產品；可靠性設計；優化
【 abstract 】 with the deepening of economic globalization, the mechanical products put forward higher request, in addition to its good performance, but also to have high reliability, through the reliability design to make up for the deficiency of the conventional design process, which can efficiently make a design scheme is more close to the product manufacturing production practice. This paper the author of mechanical reliability was related summarized, and this led to the basic thinking of the reliability design.
【 key words 】 mechanical products; Reliability design; optimization
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
0 引言
機械產品是眾多學科相互交叉的高新技術載體。能否確保產品安全可靠的運行，是機械產品競爭的焦點，產品“物美、價廉”等優點必須以其可靠性來為后盾。所謂機械可靠性，也即是機械產品在規定的時間內、規定的使用條件下完成規定功能的能力。目前國內機械產品可靠性設計水平還遠不及國外的水平，這也成了制約我國機械行業發展的重要瓶頸，嚴重影響了企業產品的開發質量，使“質量取勝、質量第一”的戰略無法在機械產品中得到充分發揮。隨著全球經濟一體化的不斷深入，機械產品強制認證制度得到了廣泛推行，同時也使得企業和政府部門清醒認識到投放市場產品質量的重要性，以及可靠性設計思路在機械產品研發中的重要性。
1 機械可靠性的相關概述
1.1 可靠性定義
可靠性也即是指產品在規定的使用條件下、規定時間內，完成規定功能的性質或能力。并將這種可靠性概率度量稱為機械產品的可靠度。
1.2 機械可靠性的發展
機械產品可靠性技術的研究始于20世紀20年代，并于20世紀40年代開始應用于結構工程的設計中。該技術最早應用在二戰末期德國的Ⅴ-Ⅱ火箭誘導裝置上。由德國火箭研究員R．Lusser，首先提出了可靠性的應用概念。又從Freuenthal于1946年在國際上發表“結構的安全度”一文以來，機械產品可靠性的概念引起了工程界和學術界的高度關注。
當前，以確定性有限元為基礎的隨機有限元法成了隨機參數結構實現不確定分析的相當有效的數值方法。張義民等人應用一節可靠性技術和隨機有限元法對隨機機構的可靠性問題展開了深入研究，并以此開辟了全新的以攝動技術、一次二階矩法、使用概率統計學和有限元理論為基礎的現代結構可靠性的分析及設計理論。機械產品與可靠性關系圖如圖-1所示。由于可靠性技術貫穿于產品的研制、設計、裝配、試驗、調試、保管等環節，因此應積極大力推廣機械產品設計的可靠性技術。
2 機械產品可靠性設計思路
2.1 可靠性的優化設計
任何機械產品，從其建立初期的方案開始到后來的生產制造，必須經過的關鍵過程也即是設計過程。隨著新技術、新方法、新材料、新知識、新工藝的不斷涌現和發展，機械產品更新換代的周期也大大縮短，尤其是隨著顧客對產品的性能、質量、功能等方面的要求不斷提高，加之知識成為技術、技術發展為產品的時間縮短，這就要求設計過程必須加快步伐，必須縮短設計的周期，進而提升設計的質量。另外，產品設計的合理與否，對產品的使用價值、力學性能、制造成本等也均會造成直接的影響。因此，如何提高產品的設計質量、改進設計技術、發展設計理論以及加快設計的過程，已成了當前機械設計發展的必然趨勢和方向。
產品最佳可靠性將直接影響到國家能源和資源的合理利用，機械產品設計優化的最主要目的就是根據相關的安全需要和預定需求，以最優形式實現產品。通常將可靠性優化設計分為三方面：成本、質量和可靠度，將產品總體的可靠度作為產品性能約束的優化，會產生與合理安全性相互協調的平衡設計，即在給定產品質量和結構布局或成本之下，使產品獲得最大的可靠性。
圖-1 機械產品與可靠性關系圖
2.2 可靠性的靈敏度設計
機械產品系統模型修改、產品優化設計、系統動力控制、結構參數識別估計變化和工程近似分析中，靈敏度分析和再設計成了機械產品多功能的設計工具。在進行機械產品可靠性設計時，各因素對產品失效帶來的影響程度也有所不同，因此機械產品可靠性靈敏度的研究具有很重要的現實意義。
可靠性的靈敏度設計，也即是以機械產品可靠性為基礎，并在此基礎上進行的靈敏度設計，并以此得出一個用以確定設計參數，以此來改變對產品可靠性的評價及影響，并以此來反映各設計參數對產品失效影響的程度?？煽啃缘撵`敏度設計在可靠性優化設計、可靠性修改和設計、可靠性維護等方面的應用意義重大。
2.3穩健設計
文件設計是一種高質量和低成本的設計方法和思想，對機械產品的質量、性能、成本進行綜合考慮，并選出最佳的設計方案，這樣一來不僅可以提高產品的質量，同時還可有效降低產品的制造成本。正確運用穩健設計方法和理論，可有效使產品在使用及制造中，或在規定壽命期限中，即便是設計因素出現了微小變化也可確保產品的質量穩定。當前隨著計算機技術、CAD技術以及優化技術的發展，可將穩健設計方法分為以下兩類：1）以工程模型為基礎同時與優化技術相結合的穩健優化設計方法，包括靈敏度法、容差多面體法、隨機模型法、變差傳遞法等；2）以經驗設計為基礎的穩健設計方法，包括響應面法、田口方法、廣義模型法等。
機械產品的穩健設計也即是在可靠性設計、優化設計、靈敏度設計的基礎之上展開的可靠性穩健設計，它是將可靠性靈敏度融入到優化設計模型當中，同時將穩健性設計歸結為滿足機械產品可靠性要求的多目標優化的問題中。機械產品設計過程中，科學恰當的運用穩健性設計方法，可使產品在各種干擾因素下，依然保持其可靠性穩定，以此來實現產品可靠性設計對設計參數變化的不敏感性，以此來提高產品魯棒穩健性和安全可靠性。
3 小結
機械產品可靠性設計目前已收到各行各業的廣泛關注，可靠性設計技術已成為國內機械行業和學科迅速發展的重要方向之一。筆者以為，結合現代數學力學的基本理論，將機械產品可靠性設計、優化設計、靈敏度設計以及文件設計方法達到最優化，并最終通過相應的使用軟件庫，為機械行業提供科學可靠性分析和設計技術服務。
【參考文獻】
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陳樹毛輝輝何子昂張敏杰田宇
（中國核動力研究設計院核反應堆系統設計技術重點實驗室，四川 成都 610213）
【摘要】在國家自主知識產權華龍一號核電站設計中，反應堆冷卻劑系統穩壓器卸壓箱參數變化很大，卸壓箱爆破片作為卸壓箱的重要組成部分，是防止卸壓箱超壓的重要安全裝置。爆破片通過螺栓安裝在卸壓箱上、下人孔法蘭之間，其安裝螺栓的擰緊力矩必須經嚴格的計算并滿足要求。對爆破片安裝螺栓的擰緊力矩進行了計算分析，并提出螺栓的擰緊順序與力矩要求。
關鍵詞 擰緊力矩；爆破片；計算分析
0概況
華龍一號核電站反應堆冷卻劑系統穩壓器卸壓箱采用臥式圓筒形容器，結構如圖1，主要功能是收集并冷凝冷卻來自穩壓器安全閥或釋放閥排入的高溫高壓蒸汽；此外，卸壓箱也收集來自RRA、RCV等系統所排放的疏水。爆破片裝置是卸壓箱防超壓的安全裝置。它的功能是：在規定的壓力和溫度下準確爆破而卸壓，防止卸壓箱內介質的壓力超過容許的限度而造成卸壓箱損壞。當穩壓器安全閥開啟時，蒸汽經穩壓器排放管線進入卸壓箱，從鼓泡管均勻地噴入水中，與水混合而被凝結和冷卻。在這過程中，卸壓箱中水溫和壓力增高。如壓力增高達到設定的額定爆破壓力1.5MPa（表壓）卸放值時，卸壓箱上部的安全爆破片爆破，直接將箱內蒸汽排放到安全殼內。卸壓箱爆破片裝置位于卸壓箱的右上部，位于卸壓箱人孔的上、下法蘭之間，安裝結構圖見圖2。
1螺栓擰緊力矩對卸壓箱爆破片裝置密封的重要性
卸壓箱爆破片裝置必須有良好的密封性能，同時與卸壓箱相關接口具有良好的安裝性能。華龍一號核電站反應堆冷卻劑系統穩壓器卸壓箱爆破片裝置由20組M27螺栓組件緊固在法蘭上，螺栓分布如圖3所示。卸壓箱爆破片裝置的密封壓力完全通過擰緊螺栓來保證，而螺栓擰緊的程度則通過擰緊力矩來表征。為了保證密封性能，必須對相關螺栓的擰緊力矩進行計算。對卸壓箱爆破片安裝連接螺栓的擰緊力矩分析計算重點就是保證卸壓箱爆破片的良好安裝及性能要求。
2卸壓箱爆破片裝置螺栓擰緊力矩的計算
在本力矩計算中，主要依據《壓力容器》[1]和《機械設計手冊》[2]的規定方法，主要對螺栓墊片壓緊力、螺栓載荷、法蘭力矩以及實際擰緊力矩進行計算。
2.1墊片壓緊力計算
爆破片連接螺栓采用內填石棉纏繞式金屬墊片，根據《壓力容器》[1]中對螺栓墊片壓緊力的規定，墊片壓緊力需要按下列規定進行計算：
①預緊狀態下需要的最小墊片壓緊力：Fa=3.14DGby（1）
②操作狀態下需要的最小墊片壓緊力：Fp=6.28DGbmpc（2）
DG——墊片接觸的平均直徑mm
b——墊片有效密封寬度mm
y——墊片比壓力，MPa
m——墊片系數
pc——計算壓力MPa（爆破片設定爆破值1.5MPa）
在上述公式中，墊片接觸的平均直徑、有效密封寬度均與墊片的形狀有關，墊片系數與墊片比壓力均可以根據墊片材質在《壓力容器》查得，
根據《壓力容器》中表7.2查得石棉纏繞式金屬墊片：m=3.0y=69MPa；同時按《壓力容器》表7-1序號1c墊片的：b0=（（13+4.5）/2）=8.75mm，
，墊片接觸的平均直徑DG=523.5-2*b=508.532mm。
帶入上述的參數，經計算，墊片的壓緊力為：
①預緊狀態下需要的總的最小墊片壓緊力：Fa=3.14DGby=824.6kN
②操作狀態下需要的總的最小墊片壓緊力：Fp=6.28DGbmpc=107.6kN
2.2螺栓載荷計算
根據《壓力容器》螺栓載荷的計算規定，按下列公式計算：
預緊狀態下需要的最小螺栓載荷：Wa=Fa（3）
操作狀態下內壓力引起的螺栓總軸向力：F=（π/4）DG2pc（4）
最小的螺栓載荷Wp=F+Fp（5）
帶入螺栓墊片的壓緊力計算結果及查得參數,
預緊狀態下需要的最小螺栓載荷：Wa=Fa=824.6kN
操作狀態下內壓力引起的螺栓總軸向力：F=（π/4）DG2pc=304.5kN
操作狀態下需要的最小螺栓總載荷：Wp=F+Fp=412.1kN
2.3法蘭力矩計算
按照力與力矩的關系式 N＝KFGd（6）
K——擰緊系數（在此按按干燥粗加工表面取0.3）
FG——法蘭墊片壓緊力
d——螺栓實際作用力直徑
該法蘭用緊固件螺栓為M27*2，用緊固件螺栓20對，螺紋實際作用力直徑為d＝24.84mm。因此，經計算：
預緊狀態下每條螺栓最小加載扭矩：Na=0.3(FG/20)d=0.3*（824.6/20）*24.84＝307.2N.m。
操作狀態下每條螺栓最小加載扭矩：Na=0.3(π/4)d＝0.3*（412.1/20）*24.84＝153.6N.m
2.4實際擰緊力矩
根據設計要求，螺栓法蘭結構能夠提供的對爆破片裝置的夾緊載荷上限為1250kN（即單支螺栓提供的加緊載荷不超過62.5kN），按80%（即1000kN）作為實際螺栓加載載荷。
實際螺栓力矩N=0.3(FG/20)d＝0.3*（1000/20）*24.84=372.6N.m
圓整后取N=372N.m，均大于上述2.3的預緊狀態下的螺栓最小加載載荷304.5kN和操作狀態下的螺栓最小加載載荷153.6kN，設計爆破片裝置的夾緊載荷滿足螺栓擰緊力矩的要求。
3螺栓力矩實際擰緊方法
對于爆破片裝置，其爆破壓力會因法蘭螺栓擰緊力的大小而變化，因此，螺栓擰緊力須按所給定的力矩值并用扭力扳手擰緊。為了保證螺栓擰緊過程中爆破片所受夾緊力的均勻性，本裝置安裝時，依據上述的螺栓擰緊力矩計算結果，法蘭螺栓擰緊過程建議應按附圖4中螺母順序分四次完成，每次力矩值分別設定為：
第一次：100N.m 第二次：200N.m 第三次：300N.m 第四次：372N.m
圖4螺栓擰緊次序
4小結
根據工程經驗，本文中所采用的計算方法具有比較充分的安全余量，滿足相關設備使用需求，是較為成熟和簡便的計算方法，適合卸壓箱爆破片裝置安裝中螺栓擰緊力矩的計算。同時本文給出了實際安裝螺栓力矩擰緊方法，保證了法蘭面受力均勻。
參考文獻
［1］GB150.3-2011 中華人民共和國國家標準《壓力容器》第3部分[S].
[關鍵詞]煤礦機械設備 故障 維修 策略
中圖分類號：TN83 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0051-01
機電設備對于煤礦企業來說是主要的生產工具，特殊是在現代化生產的今天，機電設備也是權衡煤礦企業生產技巧程度的主要標記。我國煤礦工業迅速的發展，使得煤礦相關單位對于機械設備的要求也在不斷地翻新，從而推動煤礦機械設備在改革過程當中不斷地改進，適應生產。也就是這樣的一個條件，使得煤礦行業的生產設備得到了不斷的革新，技術水平也在不斷地提升，帶動了整個煤礦行業機械化水平的不斷提高。但是，這些機械設備在被人們不斷的使用過程當中，也出現了不同程度的磨損，或者機械零件的變形，又或者使得機械設備發生斷裂以及損蝕的現象等等。
1.煤礦機械設備的特點以及其常見的故障
1.1 煤礦機械設備的特點
與其他行業的機械設備不同的是，煤礦機械設備具有其特有的特點，具體表現為以下三個方面。
首先，就是煤礦機械設備的工作時間較長。在煤炭生產的過程當中，所涉及的機械設備與一般的機械設備不同，煤礦機械設備長年累月，不分晝夜的連續運行。
其次，就是煤礦機械設備的工作環境比較惡劣。工作環境是十分復雜，礦井內無處不在的粉塵、水汽、噪音、有毒有害氣體和液體等，而煤礦機械設備卻要整年在這樣惡劣的環境下工作，另外，礦井的空間狹窄，煤礦機械設備在里面進行工作時極易發熱，在這樣一個惡劣的環境下進行煤礦生產工作，使得煤礦機械設備很容易發生故障。
最后，就是煤礦機械設備的工作條件比較苛刻。多數機械設備都在高速、重載、振動、沖擊、摩擦和不良的工況條件下工作，都會導致煤礦機械設備發生故障。
1.2 煤礦機械設備常見的故障
煤礦企業機電設備的故障依據其設備結構、活動的狀況和工作狀態不同表示情勢也不一樣，歸納其主要的故障有以下幾個方面：
一、煤礦機械設備發生機械損壞，主要包括開裂、拉傷、變形、壓痕、聲響異常等，這些損壞主要是由于煤礦機械設備在工作時，由于振動大、外力作用，進而使得煤礦機械設備發生了損壞型故障。
二、煤礦機械設備出現了老化，剝落的情況，這主要是由于煤礦機械設備在使用過程當中，使用時間已經超過了煤礦機械設備的有效使用壽命，所以使得煤礦機械設備出現了退化性故障。
三、煤礦機械設備出現了松動、脫落的現象，產生這些現象的原因主要是由于在對煤礦機械設備進行調試的時候，沒有對煤礦的機械設備進行有效的調整而導致的。
四、煤礦機械設備出現了過熱、磨損現象，這主要是由于設備過載、油質變質、電機損壞或軸承、齒輪磨損而導致的。
五、煤礦機械設備容易發生時效性故障，主要是由于煤礦機械設備在使用的過程當中，由于長期的使用，使得煤礦機械設備原有的功能逐步的退化。
六、最后對于煤礦機械設備的故障還包括了，煤礦機械設備的堵塞型故障，以及煤礦機械設備的滲漏型故障和煤礦機械設備的漏水型故障，還有就是滲油等阻塞型故障等等。
2.煤礦機械設備的維修保養方式
每一種機械設備都有其自身的有效生命周期，為了使機械設備可以有效地進行工作，就要求工作人員在日常的工作當中，注意對煤礦機械設備進行相應的維修，以及保養。即使設備沒有發生故障，也要注意按規定進行檢修、及保養對；如果一旦煤礦機械設備出現了故障問題，相關的技術人員應該及時對其進行相應的維修工作。
2.1 煤礦機械設備的維修方法
在進行煤礦機械設備的維修當中，包含了技術性的改造維修，以及綠色維修的兩種不同的維修方法。現在就煤礦機械設備的不同維修方法進行相應的敘述。
首先，就來說說對煤礦機械設備的技術性的改造維修。在煤炭業進行工作的相關工作人員，或者工程師運用不同的科技手段，以及不同的工藝技術對原來的煤礦機械設備進行不同程度的改造，使得煤礦機械設備可以恢復到以往的生產水平。通過采用新防范，以及新的工藝技術對舊設備的改造，使得煤礦機械設備的使用率得到了很大的提升，并且還可以使得這些煤礦機械設備更加趨于完善。
其次，就是煤礦機械設備的綠色維修。煤礦機械設備的綠色維修是一種比較傳統維修方法，所謂的綠色維修包括事后維修和預防維修。即事后維修為設備發生故障或性能劣化不符合生產要求時進行的計劃外修理；預防維修以時間或工作量為基礎的定期修理，根據規定的修理周期結構，修理間隔期和修理項目，按期修理，但要根據修前預檢和修時判定的零件磨損程度確定是否更換新件。在煤礦機械設備的維修中，采用綠色的維修技術，可以吧煤礦機械設備產生的負面影響降低到最低的程度。在煤礦機械設備的維修中能夠使用綠色維修的技術在很大的程度上與我們現在倡導的“可持續發展”的理念不謀而合。
2.2 煤礦機械設備的維修策略
為了使得煤礦機械設備可以在有效的生命周期當中，可以保持良好的工作性能，就需要在這個漫長的過程當中，注意對煤礦機械設備進行有效維護。但是，最為重要的是要注意對煤礦機械設備的預防性工作的開展。由于煤礦機械設備的結構不同，及煤礦機械設備的工作條件不同，或者煤礦機械設備的工作強度不同等等各方面的不同，煤礦企業應該根據這些不同進行相應的維修策略，以及保養策略的設計。煤礦機械設備的保養類型包括了特殊保養，以及定期保養這兩種，這兩種分類方式的劃分主要是根據煤礦機械設備的不同類型，以及工作時間的長短不同來進行劃分的。其中，定期保養是作為預測性的保養來進行設計的，而特殊性保養，則是以煤礦機械設備的不同性能進行較短時間的保養的。
3.應用
煤礦機械設備的的性能能否發揮最大的的效益，關鍵是看煤礦的機械設備能否處于一個最佳的工作狀態。由于機械設備在使用的過程當中，會逐漸的被磨蝕。隨著煤礦機械設備被磨蝕的程度越來越大，在一定的程度上會影響到煤礦機械設備的工作狀態，如果任由其自由的發展，會使得煤礦機械設備的發生各式各樣的設備故障。一個煤炭企業在未來的發展方向，以及這個煤炭企業的經濟效益，在很大的程度都與煤礦機械設備能否正常工作有著直接的關系。煤礦企業對于煤礦機械設備進行相應的維護，具有以下三個目的：第一，使得煤礦機械設備的價值得到充分的體現；第二，使得煤礦機械設備的功能可以得到恢復，以及使得煤礦機械設備的壽命得到相應的延長；第三，使得煤礦機械設備可以進行正常的生產活動。
4.小結
在這樣一個科技的時代，機械水平的高低反映了一個國家的科技水平。而從小范圍來說，一個企業的經濟發展水平，在很大的程度上依賴于這個企業所擁有的技術水平，在煤炭行業也不例外。為了使得企業可以在較長的時間內具有最高的經濟價值，為企業節約一些不必要的成本投入，就要注意在煤礦機械設備生產過程中的損壞程度，并對其進行有效的維修和保養。
參考文獻
[1] 王智萍.煤礦機械設備的故障診斷及維修技術探析[J].煤炭技術，2013，32（8）：106-107.
