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關鍵詞:工程師;培養模式;畢業設計;教學改革
畢業設計是高等工科院校教學計劃的重要組成部分,是學生從學校走向社會的最后一個實踐性、綜合性的教學環節,相對其他教學環節而言,它對進一步培養學生分析問題、解決問題的能力,全面提高畢業生素質,使之盡快適應社會需要起著更為重要的作用。
然而如何搞好畢業設計,各學校由于操作方法不同,結果也有很大差異。我校在機械設計制造及其自動化06級畢業設計中,本著面向工程師培養模式的教學目標,采用了模擬產品設計的教學改革方案,取得了較好的效果和經驗,并從中探討和研究了工程教育培養的目標、要求和方法等問題,對開展工程師培養模式的教學研究與實踐起到了積極的推動作用。
一、畢業設計教學方案的探索
我校是從2002年開始招收工科專業本科生的,作為專業課教師,從學生一入學就開始考慮如何開展畢業設計了。由于筆者和幾位教師正在研究和設計一種稱作支盤成形機的建筑地基施工機械,為此曾多篇,出版專著一部。在設計和研究的過程中,我們深深體會到作為一位機械工程師應具備的基本素質和能力,聯想到教學中的畢業設計,如果讓大學畢業生達到或基本達到能夠開展類似產品設計的程度和能力,將會對提高學校的教學質量和學生在就業中的競爭能力一定會有突出的收獲和效果。但是要完成這樣的設計,從教學計劃的時間上看是不可能的。于是,就考慮吸引部分機械設計愛好者,利用業余時間,開展第二課堂,進行模擬產品的設計。
這樣的教改思路與教研組教師和系領導通報之后,立即得到大家的肯定和支持,于是決定在06級學生中開展一次探索性的、非正規的教學改革:由學生自愿報名,利用業余時間,開展這項模擬產品設計的教學活動。
由于各方面工作都組織得比較好,設計工作進展順利,同學們很快就喜歡上了這項活動。并經教研組和系里研究決定,即以此業余教學活動為起步,延續到利用畢業實習和畢業設計時間,進行一次面向工程師培養模式的教學改革項目,設計題目確定為《ZPCXJ-×××/××××型支盤成形機結構及機加工工藝設計》。
二、設計課題的選擇及設計任務的確定
1.設計課題選擇的依據
(1)作者近年來一直進行此方面的科技研究和開發設計工作,手頭有這方面的研究資料和設計經驗,能夠方便地指導學生開展這項活動,這是能夠開展此項教改工作的外部條件。
(2)項目組主要成員在開展“支盤成形機”的設計研究過程中,充分體會到作為一個機械工程師,當他走上工作崗位后所面臨的主要問題和應具備哪些基本素質和能力。為此對學校的教學過程和方法進行反思,促進了開展教學改革和研究的創新,這是能夠開展此項教改工作的內部動力。
(3)這個課題的設計內容比較全面。其結構為一個涉及連桿機構、液壓裝置等的中等復雜程度的機械產品;其制造涉及車、銑、刨、鏜、鉆和磨削等各種冷加工技術,鑄、鍛、焊等各種熱加工技術和各種復雜的熱處理技術;其內容既包括機械設計,又包括加II藝設計。這不僅培養了機械工程師的整體能力和全面素質,更重要的是實現了教學目標。
(4)這是一個新產品,一個正在研究和開發的未定型產品。開展這樣的設計,不僅局限在機械設計的理念上,而且更具有產品開發的意義,這又激發了學生的創新精神和創造意識。
(5)這不僅是一個傳統的學科,而且還可以和其他學科緊密結合形成一門新的邊緣學科。因為學生必須在了解工程地質、地基基礎和建筑施工等方面的基本知識后,方可進行設計。這是實現現代教育思想,培養新世紀寬基礎、跨學科人才的重要手段,也是開展此項教改工作的更高層次的目標。
2.設計內容和要求
(1)關于設計題目
設計題目雖然只有一個,但原始數據每人一組,設計的結果在方案上可以是相同的,但其計算結果、圖形結構形狀和尺寸等是完全不同的,這樣不僅保證學生的設計必須要由自己親自完成,同時還將這個產品開發為一個系列化產品。這樣有利于學生在設計過程中互相協作、交流和溝通,充分發揮其主觀能動性,去分析、研究并最終找到一個共同的解決方案。當然,也有不能達成一致意見的,或由指導教師確定,或者干脆就保留幾種不同的方案,形成明顯的對比,更有利于學生創造性思維的發揮和創新精神的培養。
(2)關于設計任務
按照項目組的教學實施計劃,本次設計要求每位同學完成如下任務:
①設計任務的內容。對“支盤成形”設備的總體設計和其兩個主要部件――“工臂工作機構”和“推力液壓缸”,從幾何參數計算、結構原理設計、結構尺寸和強度等設計、裝配圖設計、全部60多個零件及精度設計、大部分零件加工工藝設計、復雜零件的數控加工編程等進行全面設計。
②設計成果的形式。設計成果要求同學完成《支盤成形機設計計算說明書》、“設備工作系統示意圖”、“總體設計外形圖”、“各主要部件裝配圖”、“主要部件全部零件圖”、“大部分零件加工工藝卡”、“個別復雜零件數控加工程序”等。
三、設計過程中的知識運用和能力培養
1.知識準備和課題調研
首先是由同學自學《擠擴支盤樁及其成形設備――技術與應用》等書籍;查閱有關資料,了解本設計課題的服務對象、應用價值和國內外最新動態等。這是一個知識準備過程,同時也是一個自學能力和資料檢索能力的培養過程,更是一個有目的、自覺的課題調研過程。
之后,帶領學生深入地基施工現場,進行現場調研和方案構思或方案設計。這個過程非常重要,是學生進行理論聯系實際的重要方式,是激發學生應用自然科學知識,發揮自己的主觀能動性,認識和改造世界,開展創新的良好切入點。
2.設備總體設計方案的確立
首先要考慮設備的作用是什么?設計要解決的主要問題是什么?在合理規劃設備的工作過程和基本要求、設備工作機構的工況特點和動作要求等的基礎上,還應考慮設備工作過程中可能出現的其他問題等。分析和研究之后,即可擬定出“支盤成形機”工作機構的工作原理圖、設備配套裝置及工作系統圖和整個設備的機械傳動系統及液壓傳動系統圖。
這個設計過程是十分復雜的,需要機械專業方面的基本知識,還需要設備服務對象的基本知識。學生把在大腦中的形象思維轉變成產品模型的初步設計方案的過程中,常常會出現多種設計方案,需要進行比較和優化,經過多次修改或迭代,最終確定合理方案。
3.設計原始數據及技術參數的確定
一些設計只有其原始數據還遠遠不夠,必須經過進
一步的分析和計算確定一些其他必要的技術參數,方可進行下一步設計。這些參數的確定,常常要運用數學和力學等理論知識進行詳細精確的分析和計算,確保設計能夠科學合理,這是對學生開展技術設計的思想意識、從事技術工作的負責精神和精益求精的科學態度的考驗和培養。
4.部件結構設計及計算
機身及推力液壓缸連接裝置的設計及校驗計算,機身及工臂工作機構主要結構尺寸及其各連接結構件的設計和校驗,零件圖設計等。推力液壓缸各缸體內、外徑的設計計算,推力液壓缸推、拉力的計算,推力液壓缸的主要結構件尺寸及其各連接結構件設計和校驗。最后完成機身及工臂工作機構和推力液壓缸的裝配圖設計和全部零件圖設計等。
設計計算的知識涉及機械制圖、理論力學、材料力學、機械設計、機械原理、液壓傳動與控制等專門知識。這是檢閱學生基礎知識學習扎實與否的重要環節,是對學生進行機械產品設計基本功的強化訓練,是學生能否成為一個合格工程師的必然途徑。
5.零件及其精度設計
零件精度設計是一項看似容易,實際復雜的工作。它是機械設計與機械加工工藝設計有機聯系的紐帶,是機械工程師必須具備的關鍵技能。機械設計是否合理,能否達到設計的要求和理想目的,零件能否加工制造,產品成本是否科學合理等一系列指標,都與零件的精度設計有關。計算和經驗雖然在零件精度設計中非常重要,但通過產品的試驗和試生產,發現缺陷與不足,進而加以適當的改造才是更重要的一環。
6.部分或全部零件的加工工藝設計
機械加工工藝設計所涉及的知識包括公差配合、機械制造工藝學、金屬切削機床與刀具、裝備設計、數控技術和CAM等一系列相關專業課。
機械加工工藝過程由若干個工序組成。機械加工中的每一個工序又可依次細分為安裝、工位、工步和走刀。不管什么樣的生產類型都要求有較為細致的組織分工及合理的機械加II藝規程。作為一個現代化的機械設計制造工程師,必須具備快速并且合理的設計工藝路線和填寫工藝卡片的能力。此外,對一些高精度零件,還進行了數控加工程序設計,培養和強化了學生數控編程的實際工作能力。
7.技術文件的編制
技術文件主要是畢業設計說明書及其相關附件等。這些文件是對整個設計過程的全面記錄和總結,是體現設計者的思想、意志和行為的書面文件,是完成設計任務的重要標志,是設計者介紹設計成果、產品價值和使用說明等的重要手段。編制這些技術文件時,學生需熟練掌握各種計算機辦公軟件的使用,從而成為一個現代化辦公技術應用和信息技術應用的行家里手。
四、教改成果
1.知識應用比較寬闊。學生在進行畢業設計的過程中,不僅對其所學的專業知識進行了一次比較全面、細致的應用,而且還解決設計中的實際問題,特別是機械與建筑的有機結合,使學生的知識面得以拓寬,這是培養多學科、跨專業的現代化復合型人才的有益探討和有效途徑。
2.能力培養十分全面。這樣的畢業設計對學生的能力培養是多方面的。比如分析問題和解決問題的能力,跨學科、跨專業綜合分析問題的能力,計算機輔助設計和辦公軟件的應用能力,產品設計和開發的基本能力,機械設計及機械制造的基本能力,科學研究和技術創新的初步能力,自學能力和資料檢索能力,論文的撰寫能力等。
3.學生素質得以提高。在培養學生能力的過程中,學生的素質也得以大幅度提高,主要體現在如下幾個方面:理論聯系實際、改造世界的創新精神和創造意識,新產品設計與開發的意識、創業意識和市場意識,團隊精神和協作意識,精益求精的工作態度,認真負責的工作精神,用于科學工程技術描述和論證的文學素養等。
4.教師能力有所強化。通過這樣的畢業設計,使教師的科研能力和教學水平得到有效強化,顯然,這也是培養具有較強實踐工作能力、教學科研能力和創造能力的,符合時代特色和要求的合格教師的有效途徑,是加強大學師資隊伍建設的有效手段。
5.教學質量得到保證。由于這種教學模式科學合理,教師在指導中方法得當、孜孜不倦,學生在設計中克服困難、全力以赴、興趣盎然,因此取得了良好的效果,教學質量得到保證。
五、存在的主要問題
不同學校的不同專業其專業性質,培養目標不盡相同,針對機械專業的學生,教授時應對內容進行必要的側重和取舍,同時要求學生結合實驗和金工實習進行自學、理解。機械類專業同學的工作主要去向是產品設計與制造工作,由于材料品種很多,所以合理正確的選擇材料是一項重要工作。在對材料知識的掌握上,機械設計工程師與材料工程師是有明顯差異的,材料工程師側重對新任務的進行開發及對材料性能進行挖掘,故要求他們對材料內部組織變化規律及性能特點有深入了解。而機械設計師側重合理的選擇材料和使用材料,同時要考慮材料對工作環境的適應性、加工工藝路線及方法的等,這就要求他們必須將機械設計制造和相關材料知識緊密連接在一起。隨著當前教學改革的深入,在對高校人才培養的方案上進一步強調學生的實際應用能力,而《工程材料》作為一門機械專業基礎課程,對教學內容進行更好的改革規劃,探索新的教學方法,進一步完善實驗教學及考核方式,以此更好的適應人才培養需要,是課程改革的指導思想。
2.重視教學改革內容
教學內容直接關系到教學質量和效率,如何根據人才培養方案對學生的綜合能力進行提升,增加學生的應用能力及動手能力,對于教學內容進行改革勢在必行。由于以往的教材與日新月異涌現的新材料、新工藝、新技術的發展越來越脫節,部分陳舊的課本內容已無法和時代相順應,所以首先需要對課本內容進行整改。將傳統內容和現代內容很好的結合起來,增強教材的實用性,可引入一些較新的與材料類相關教材加以輔助。同時在制定教學改革時,對教學課時也應加以調整。由于主要是針對機械設計專業學生進行講授。重點應放置在鐵碳合金和合金鋼章節,其次是鋼的熱處理,講授時金屬材料部分重點講解,復合材料部分次重點講解,合金鋼部分可側重介紹幾種典型合金鋼的牌號、特點及應用,熱處理部分可著重介紹幾種常見熱處理的方法、特點及應用,鑄鐵與有色金屬部分以介紹相關材料的類型、牌號、特點及應用。
3.改革考核方式
大部分對學生成績的評定方法方法,主要是采取期末考試這樣一錘定音的方式,很顯然這是不全面的,如果采用這種方式那么考核的只是學生對內容的記憶,而考核的目的是了解學生對基礎知識、概念的掌握以及實踐能力、創新能力等綜合能力的考查。工程材料概念多,內容繁雜涉及面廣,學生在學習的過程中往往感到困難復雜不好學,進而導致厭學的情緒。想要扭轉這種不好的局面,讓學生對學習的熱情變被動為主動,除了從教學方式方法上進行改革,在學生的考核成績測評上也非常有必要改革。對于考核方法的改革,在這里筆者通過平時成績(考勤、作業、課上表現等)10﹪,階段小測試10﹪,實驗20﹪,小論文10﹪,期末考試50﹪的方式進行綜合評定。與以往的教學相比,實驗成績的比重增加了10﹪,其次新增了小論文撰寫測評。工程材料本身是建立在科學及生產實驗上的一門科學,堅持理論聯系實際,將課堂理論教學、實驗教學有機的結合起來,培養學生運用理論知識解決實際問題的能力,實現“知識-能力-方法”的同步提高。在實驗教學中,我們安排了“金屬材料試樣制備及組織分析”、“金相材料熱處理”、“硬度計操作培訓及材料表面硬度研究”、焊接及砂型鑄造。要求學生在做實驗前充分預習了解實驗,給出實驗報告,在實驗過程中認真完成實驗,將課程理論與實際實驗結合起來,在實驗完成后總結實驗,分析實驗過程、數據。而增加論文考核內容,可以提高學生的自學及寫作能力,在給出高質量的論文前,學生必須大量閱讀文獻及查閱相關書籍,并且自行樹立論文觀點,增加了學生自學的能力和創新精神。
4.結束語
關鍵詞:UG軟件 機械設計 應用
UG作為五大主流產品(Parasolid、iMAN、UG、SolidEdge、ProductVision)之一,它經過20多年的發展,并融入了美國航空工業及汽車工業的專業經驗,發展到今天已經成為世界上最先進和緊密集成的面向制造業的高端三維軟件。UG(Unigraphics NX)是由Siemens PLM Software公司所生產的用來解決工程問題的軟件,它不僅可以為用戶提供專業的產品設計方案,也可以為用戶提供數字化產品的造型,這樣就可以滿足用戶對虛擬產品設計和工藝設計的需要,從而為用戶提供一些經過實踐驗證的解決方案,該軟件已經在航空、航天、汽車、通用機械、模具和家用電器等領域得到了廣泛的應用。
1、UG主要的功能模塊
1.1 內置CAD模塊
UG的CAD模塊大體上可分為以下幾種,實體建模、特征建模、自由曲面建模、工程制度、裝配建模等。
(1)關于UG的實體建模
該模塊可以實現特征建模和幾何模型方法之間的無縫連接,這樣就便于用戶傳統的點、線、面、實體造型集成起來,也可以很容易地建立二維和三維線框模型、掃描以及旋轉實體等。
(2)關于UG的特征建模
特征模塊比實體建模模塊高一個層次,用戶的設計信息可以根據工程特征的術語進行定義,它不僅可實現孔、槽、型腔、塊體、凸臺、錐體、柱體、管狀體、球體、桿、倒圓和倒角等實體的快速建模,也可以建立薄壁件。
(3)關于UG的自由曲面建模
自由曲面建模不僅可以實現非常復雜的曲面造型,同時它也可以把實體建模和表面建模的兩項技術巧妙地合并,從而建成一個功能強大的建模工具組,其中沿曲線的通用掃描法、按比例地建立外形以及標準二次曲線的方法都是該項技術的內容。該模塊還提供計算復雜模型的形狀、尺寸和曲率的易于使用的工具。
(4)關于UG的工程制圖
該模塊可以使設計者、工程師和繪圖員從三維實體模型得到完全相關的二維的工程圖。
(5)關于UG的裝配建模
UG的裝配建??梢蕴峁┳陨隙碌摹⒉⑿械漠a品開放方法,可以在整個裝配過程中進行設計與編輯。
1.2 UG的CAM模塊
UG的CAM模塊能夠為產品的加工提供有力的保障,UG的CAM模塊可以根據用戶的需要來觀察刀具的移動,通過對圖形進行編輯的方法,實現刀軌與執行圖形的變化。UG的CAM模塊點到點的子程序,如鉆孔、攻絲以及鏜孔在內的子程序,用戶可以根據自己的需要來修改對話框以及建立被改編到它們的專用菜單,這樣就使得用戶化可以非常方便地進行個性化操作,如精密加工、精加工、粗加工等,這些操作通過頻繁使用的參數和方法被標準化。
1.3 UG的CAE模塊
UG中的CAE模塊作為眾多分析軟件之一,它可以實現靜態結構的分析和動態的分析;也可以對線性及非線性問題進行分析;還可以對固體結構、流場、物理場等進行分析。利用CAE進行機械設計有以下優點:
(1)可以利用現有的計算機分析計算的優勢,利用CAE可以實現樣機的模擬,從而保證了產品設計的合理性,這就避免了設計的不合理而造成的資源浪費,虛擬樣機作用能預測產品在整個生命周期內的可靠性;
(2)對設計的產品進行最優化處理,可以找到產品設計的最佳方案,從而降低了成本;
(3)可以通過對各種試驗方案進行模擬,就可以使產品制造或工程施工前就提前發現潛在的問題,從而減少試驗時間和經費;
(4)一旦機械設備出現故障時,通過UG軟件可以進行事故分析,查找事故原因。
2、基于UG/CAD參數設計的應用
我們通常把設計對象比較定型的結構形狀,使用一組參數來對產品的尺寸進行約束,即為參數設計。在實際產品的生產中常常用到系列化、標準化的設計理念。參數設計也可以對一些需要修改尺寸的產品進行參數尺寸的修改,從而實現產品尺寸和形狀的變化。參數設計主要適用于產品的初始化設計以及產品的修改,這樣就可以滿足產品的設計圖紙隨參數結構尺寸的變化而變化,但是在進行產品參數修改時要考慮產品的約束問題,我們常?;赨G的來進行產品的參數化設計主要有以下三種方法。
2.1 采用草圖方法對產品零件進行參數化設計
采用草圖方法對產品進行參數化設計,是在UG模型中建立參數化模型的一個非常重要的方法。由于草圖曲線本身就是參數化曲線,因此可使用草圖曲線繪制產品建模的大體輪廓。當繪制好產品大體輪廓以后,要對繪制好的草圖添加幾何約束和尺寸約束,以便確保產品精確的形狀。然后使用拉伸或者旋轉等命令將這些精確的輪廓曲線轉換成符合該產品設計要求的零件的三維參數化模型。如果要對零件進行修改,只需要對草繪圖的尺寸進行修改,這樣就使草繪建立的三維模型也相應地發生了變化。
2.2 采用表達式對產品零件進行參數化設計
由于參數化設計的一個重要工具就是利用表達式,而利用表達式對產品零件進行參數化設計也是十分方便快捷的。通過表達式不僅可以快捷地對零件進行建模,也可以對零件進行定義或者對零件尺寸進行控制,例如利用表達式就可以實現齒輪零件的參數化設計。根據零件的一些基本特征和關系就可以建立條件表達式和算術表達式,根據建立的表達式可以對一個零件特征之間的尺寸和位置關系進行控制,同時也可以對若干草圖之間的相互關系尺寸進行控制,使他們之間產生相關性。通過關系式很容易對零件進行修改,這樣就可以使零件的系列化生產變得可能。也可以通過修改表達式中任意一參數,來實現零件的三維模型形狀的改變。
2.3 采用形狀約束來對零件進行參數化設計
通常也可以對零件的形狀進行約束,建立截面與界面之間相對應的關系,從而實現產品零件的參數化設計。在對一些比較復雜的曲面進行設計時,按照通常的方法是要建立各截面的形狀,然后可根據各界面的形狀求出指定平面與實體、表面、平面以及曲線之間的交線或交點,然后利用零件之間幾何形狀的約束條件建立與零件截面之間的相關關系,這樣就可以使各個截面之間彼此建立起相對應的參數化關系。如果需要對產品進行修改時,只需要對零件中的某一個截面進行修改,就可以實現三維模型的改變,從而實現產品形狀和尺寸的變換。
3、經驗總結
綜上所述,根據多年在機械設計中應用UG軟件的經驗可知,UG功能的強大已經遠遠超出我們的想象,它完全可以為機械設計者提供最優的產品設計方案,從而為我們開發新產品節約了寶貴的時間。隨著UG軟件不斷地完善,它的優點必將受到更多人的關注,也必將成為更多機械設計者首先選擇的機械設計與分析軟件??梢灶A見,UG軟件將來得到越來越廣泛地應用。
參考文獻:
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[2]趙巖,成剛虎,張景霞.基于UG的自動裝配模塊開發[J].機械研究與應用,2003.
[3]李迎光,周儒榮,黃翔等.動態擴充的零件庫系統的研究與開發[J].機械科學與技術,2003.
【關鍵詞】機電設備;安裝;調試
一、引言
機電設備準確的安裝與調試工作是確??刂圃O備正常運轉的基礎。大型機電通常體積龐大、配套機組和附屬設備多,而且技術難度高,安裝和調試步驟也較復雜。筆者以多年來在公司擔任機械設計工程師的工作經歷為例,淺析做好安裝調試工作需要完成的幾方面的工作。
二、安裝調試費用的預算
機電設備的安裝和調試過程都會產生相應的費用,在機電設備的安裝和調試工作開展前做好費用的預算是安裝和調試工作的前提條件也是必要條件。以筆者2007年在參與完成巖谷氣具(珠海)有限公司燃氣自動化設備為例,安裝調試費的預算用主要包括:安裝費、調試費、和其它費用的預算,其中安裝費是整個安裝調試費用的重要組成部分。
1、安裝費
木材、鐵絲、鐵件、水泥、青磚、中砂、片石等都是砌筑上料臺所需要的材料,安裝基座、吊裝設備、小型機具和人工使用量等這些都是機電設備在安裝時會產生費用的因素。在進行安裝費用預算的時候應結合待裝機的實際情況和上述因素,參照工程預算額定的基價,計算其費用。
2、調試費
機電設備能否正常運轉,相關的調試工作也是不可或缺的。調試的過程中也會有相應的費用產生:機電設備運行的動力燃料費,提供加工的工程材料費,配套機械費,人工費,管理費等。除此,對除此使用的進口機電設備,一定時間空載、負載和連續、間斷的生產考核是必須經過,工程材料更要注意準備充足,工程燃料費需納入預算費用。各項費用要按照各自的單價和用量計取。
3、運輸費
除了安裝費和調試費以外,運輸費也在整個費用支出中占有一定比例。機務部門應根據大型機電設備的體積、解體裝運對象的數量和質量,安排不同運輸能力的車輛,并確定各種運輸車輛的車次。然后,按相應運輸車輛的噸公里運費、被運物的搬運歷程計算運輸費用。也可根據運輸車輛的臺班費定額和使用臺班計算運費。在預算運費時,還要考慮計算裝卸、捆扎等人工費用。
4、其它費用
主要包括設備初到時的看管費、管理費等。這些費用的預算應根據實際情況進行。
三、機電設備的安裝
機電設備的安裝是一個相對寬泛的概念,涉及到工業、民用、公用工程的各類設備、電氣、采暖、消防、通風、給排水、通信和自動化控制等系統的安裝。安裝過程中,常采用新技術、新設備、新工藝、新材料等新興技術。大型機電設備對吊裝、檢測技術、裝配的要求越來越高,因此現今的安裝技術和設備也在不斷革新、提高。機電安裝工程常作為整個建設工程的一個部分來進行,因此,機電設備的安裝質量直接影響到整個工程的質量。因此機電設備的安裝具有很高的重要性,需要提高機械設備安裝的重視程度,嚴把質量關,完成機電設備的安裝工作。
就筆者工作經歷而言,曾于2006年參與完成泰科電子深圳有限公司繼電器自動化生產流水線設備的開發設計和加工制作工作,當時的機電設備的安裝工作共分為三個大的部分:基座安裝、安裝前的準備工作、安裝施工。
1、基座安裝階段
機電設備的機電安裝時,先要合理設置設備安裝的位置和周圍的布局,布局好相關的機械配置及車輛通道、上料臺等設施,適時地進行調整。機電設備的組合配件往往復雜而且數量很大,需要進行放線并嚴格按照施工技術規范進行安裝才能保證設備的順利安裝和運行。
2、安裝準備階段
機電設備安裝進入準備階段后,工程管理人員負責按照顧客要求和實際情況確定開工和竣工時間,根據工程量及施工設備情況配備工作人員,制定安裝網絡計劃。在設備安裝前,要對設備及其外觀的質量進行檢查,比如焊接件之間有無裂縫,螺母、螺栓等有無松動、管道接頭之間是否牢固是否安全等情況。另外,工程管理人員應劃定安裝人員的工作區域,做好安全保衛工作,制定安全技術措施,向施工人員進行安全技術交底等工作。還有,施工單位應加強對技術、設備、材料等方面的管理工作的重視。
3、安裝階段
這是保證機電設備安裝質量的重要階段,其中施工設備、材料、施工方法、施工人員、外界環境等都是影響安裝質量的因素。因此,需要綜合多方面的因素進行全面分析,制定有效的安裝措施進行設備的安裝。(1)隨時檢查設備質量, 例如燃潤油及水、氣的儲量及管道接頭是否牢固,有無漏氣,電路布線是否整齊,絕緣性能是否良好,測量工具是否精確,在工藝文件中編制關鍵工序控制點表,列出重要的控制參數和控制內容。(2)做好安全防衛工作,安裝現場派專門人員負責,采取必要的安全措施,工作人員要帶好安全帽,安裝工作要循序漸進,按設計順序進行,確保工作人員的生命安全。(3)人員分工和協作要進行合理安排,以便于提高安裝效率。安裝完成后需要對機電設備的完整性和安全性進行全面檢查,并及時進行處理和完善。
四、機電設備的調試和驗收
機電設備的的調試和驗收是確??刂圃O備正常運轉的基礎,其重要性不言而喻。筆者曾于2005年7月至今,長期擔任機械設計工程師,從事機電自動化設備設計,并負責機電設備調試和驗收相關工作,對機電設備調試和驗收的必要性深有感觸。
1、機電設備的調試過程
安裝完成的大型機電設備還需要進行調試,原因是機電設備在出廠時一般都無法進行總裝和負荷試驗,有的使用過的機電設備,在拆卸、搬運、再安裝后改變了原始的安裝面貌,因此都需要進行及時的調試。除了初次使用的大型機電設備在解體裝運安裝完成后需要進行調試,所有更新、改造、新增、大型或中型的機電設備在投入使用之前,調試都是必不可少的。調試前,首先檢查機電設備安裝是否完整,是否合理,是否安全、是否有滲漏痕跡等等方面。這樣能確保調試工作能夠順利、安全地進行。機電設備的工作質量、可靠性能、操作性能、經濟性能是調試工作的主要內容??己藭r,為了能直觀準確地檢驗機電設備是否能達到工業化生產技術條件的要求,我們應該在施工現場進行空負荷和負荷試驗。參加調試的機械技術人員和隨機操作人員在調試工作過程中應主動了解設備的現實技術狀況、操作控制方法、調試的程序,做到時時到位,切實負責。調試過程必須由機械技術人員現場進行筆錄,切實保存原始記錄,在日后撰寫技術報告、操作機電設備、解決留問題中能夠起到提供重要的依據。
2、撰寫安裝調試技術報告
撰寫安裝調試技術報告是一項必不可少的工作,這份報告的作用是:是大型機電設備初次安裝調試后進行技術、資產及財務驗收的重要依據,是設備運行后檢查機電設備的依據。技術報告應能夠達到還原技術人員安裝、調試現場的真實性,報告和實際得出的結果也應一致。機電設備安裝調試報告屬于科技文件,內容精、深、專、細,是十分重要的文件。在撰寫報告時,也有相應的要求,不同于一般的論文,需做到有主有次、層次分明、詳略得當。在技術報告的結尾處,需向安裝調試工作的以及支持、幫助或者知道的人員和部門致謝,這樣同時也是對安裝、調試過程中的相關人員和部門的工作和成績的如實記錄。
3、技術驗收
機電設備安裝調試結束后要進行技術驗收和總結。大型機電設備安裝調試完成、生產考核合格,經濟和技術性能符合訂貨合同的規定指標,并且具備工業化生產條件,符合這些條件才是機電設備安裝調試成功的標志。技術驗收和總結的主要內容是:對安裝調試技術報告、設備有關文件、單證、資料的審查和現場進行考查后,決定是否通過技術驗收。通過后,才能辦理資產、財務手續,交付使用。否則,無法入賬和投入使用。要認真總結機電設備安裝、調試過程中出現的失誤,并認真總結。及時處理存在的問題,責任分明。在有效期內妥善解決相關的索賠事宜。
五、結語
就筆者多年來一直擔任機械設計工程師負責機電設備安裝調試管理來說,隨著生活水平的提高和技術的不斷提高,機電設備的安裝要求也越來越高,在機電設備從安裝到調試到最后的投入使用都必須由一個健全完善的管理體系,對設備的安裝、調試到最后的技術報告,交付使用進行全程管理和控制。機電設備技術安裝過程是一個多工序、多系統的復雜過程,我們應嚴格按照規章和標準進行每一環節的操作和實施,確保機電設備的順利安裝完成投入使用,在工作中不斷積累經驗,不斷進步總結,并致力于機電設備技術安裝工程的逐步完善的工作中。
參考文獻
[1] 張煒. 淺談大型機電設備安裝與調試[J]. 中國新技術新產品,2011(3)
[2] 劉文柱. 綜述大型機電設備安裝工程[J]. 建材與裝飾(下旬刊),2008(1).
關鍵詞: 機械類本科教育 機械創新設計 能力培養
引言
機械工業是一個國家制造業發展的重要領域,機械類工程設計人員的設計能力對國家制造業的發展起到了關鍵作用。我國機械工業工程師的受教育層次和規模數量都已達到了很高的層次,但對機械工程設計人員創新能力的培養,還處于摸索階段。因此,探索一套現實可行的學生機械創新設計能力培養方法,是形成工程創新能力的重要基礎[1][2][3]。
根據我國普通高等學校機械類本科教育的現狀和特點,總結出我國目前學生機械創新設計能力培養方法存在的不足,制定一套符合我國高等教育實際情況的學生機械創新設計能力培養方法,在普通機械類本科教育教學活動中具有非常重要的意義[4][5]。
1.學生機械創新設計能力方面的主要問題
1.1創新設計理論教學深度嚴重不足
目前,大學生的機械創新設計理論教學主要依靠課堂教學完成,由于機械創新能力的培養需要堅實而豐富的理論基礎,因此,與機械創新設計理論相關課程的課堂教學活動就顯得尤為重要。機械創新設計相關的課程主要包括:《機械創新設計》、《機械原理》、《機械設計》、《機械工程三維設計》等。這些課程目前的計劃學時較少,因此,學生在課堂教學中只能學到最簡單的基礎知識,而深層次的理論知識卻沒有掌握,使得學生在進行機械創新設計實踐活動時缺乏足夠的理論支撐。
1.2創新設計實踐教學平臺和實踐環境建設不足
學生進行機械創新設計活動的最終成果是創新設計作品,而這些作品的制作需要學生通過大量的設計、制造、裝配、調試、修改活動才能完成。作品的制造、裝配、調試需要相應的實驗設備、加工設備、調試環境作為支撐,否則,無論多么完美的設計,都無法轉化為實際的創新設計作品。
而目前國內普通高等本科院校機械類專業的創新類實驗教學平臺普遍不足,很多構思類機械創新實驗無法開展。
1.3創新設計軟件培養不足
學生的機械創新設計作品需要通過計算機三維設計軟件完成設計、理論分析、強度校核、完善修改后,才進入實際生產制造階段。在作品的整個設計、制造、調試、修改過程中,三維設計軟件起到了關鍵作用,因此需要強化對學生的計算機三維設計方法培訓,讓學生能夠熟練掌握現代計算機設計軟件的使用,從而高水平地完成設計作品。
1.4缺乏企業工程實例教學過程
機械工程方面的創新能力培養,必須緊密結合企業實際的工程項目設計、制造、裝配、試驗等過程。如果沒有相應的工程實例教學,學生就無法把所學到的理論知識和工程實際相結合,就不會對理論知識有更直觀、深層次的理解。
1.5創新設計能力培養沒有與畢業設計、就業相結合
培養學生機械創新設計能力的最終目標是使其在工作以后能夠更好地完成相關的工程設計工作,只有把創新能力培養和畢業設計、學生就業相結合,才能最大限度地發揮學校教育的作用,使學生更快、更好地適應今后的工作環境。
2.創新能力培養經驗的學習途徑
2.1學習其他高校的主要經驗
目前的大學生機械創新設計類比賽主要有全國大學生機械創新設計大賽、全國大學生3D設計大賽、全國大學生機器人大賽等,另外,還有與之對應的省級比賽。可以在參加各類比賽的過程中,通過交流溝通、學術論壇等活動,學習其他高校在培養學生機械創新設計能力方面的先進經驗,從而完善我校的培養方法。
2.2通過參訪國家重點實驗室、國家工程中心等機構學習培養經驗
在機械工程領域有很多國際知名的國家重點實驗室、國家工程中心,通過對這些國家級科技創新機構進行學習訪問,了解他們在培養人才機械創新設計能力方面的方法和手段,從而完善我校在這方面的培養方法。
2.3通過教師在職培訓引進經驗
教師攻讀博士研究生、已有博士學位的教師進入博士后工作站、流動站學習深造,可以大大開闊我校教師的視野,提高教師的科研水平。同時,也可以引入國內外先進的科研方向和創新能力培養方法、體制,從而完善我院的學生創新設計能力培養方法。
2.4分析企業在機械創新設計能力方面的經驗
可以通過走訪周邊知名企業調研其在培養員工創新設計能力方面的主要經驗;通過學生就業洽談等機會了解企業對學生創新設計能力的要求;通過畢業生回訪了解已經畢業的學生對母校培養方法的意見。
2.5基于各種學生創新設計類大賽學習經驗
在指導方法上把各種學生創新設計大賽和理論教學、實踐教學相結合;學生培養過程中強調用理論指導工程設計實例,用工程設計實例牽引學生理論學習;在創新方法上強調靈活運用各類工程設計軟件。
3.建立學生機械創新設計能力培養體系
3.1總體培養體系分析
可以從學校層面對學生機械創新設計進行制度建設,建立一整套符合本校實際情況的培養制度,主要包括:教師輔導、激勵制度;學生組織、激勵制度。
3.2教師輔導、激勵制度的建立
學生獲取知識主要來源是教師,教師在學生機械創新設計能力培養的各個環節中起到了非常重要的作用,只有教師對學生創新設計能力的培養實現制度化和規范化,才能穩定持續地實施學生的創新能力培養。教師輔導制度的建立,需要在培養方案制訂、教師大綱修改、授課計劃實施等方面入手。首先,只有培養方案中包含了與學生創新設計相關的內容,才能使教師有的放矢,帶著目標進行輔導工作;其次,在教學大綱的修改方面,要做到與時俱進,及時更新相關領域的最新成果,從而為學生奠定最新的創新設計思維基礎;最后,授課計劃的實施也起到關鍵作用,教師只有靈活掌握授課計劃的實施過程,才能根據學生的學習、創新、設計過程進行跟蹤教學,從而實現因材施教。教師激勵制度的建立,需要從經濟獎勵、科研獎勵等方面入手,首先,要對教師輔導成果進行考評,根據考評對教師進行合理經濟獎勵,從而激發教師參與學生機械創新設計能力培養的動力;其次,可以對參與輔導學生的教師進行科研方面的獎勵,給予一定的優惠政策。
3.3學生組織、激勵制度的建立
學生是機械創新設計活動的主題,因此,學生在機械創新設計能力培養的各個環節中發揮主體作用,只有把學生創新設計活動及其相關規則實現制度化和規范化,才能穩定持續地實施學生創新能力的培養。學生組織制度的建立,需要從學生動員、學生啟發、學生分組實現設計等方面入手。首先,在對學生進行創新設計能力培養之前,需要充分對學生進行思想動員,讓學生了解機械創新設計的興趣所在,從而自發地參與其中;其次,在學生產生興趣后,需要通過創新方面的教學,對學生進行思維啟發,從而激發學生的潛在創造力;最后,讓學生自由組隊,按照課題小組長負責制的原則,使學生能夠通過團隊協作的方法完成自己的創新設計作品。學生激勵制度的建立,需要在經濟獎勵、榮譽獎勵方面入手,首先,要對學生機械創新設計成果進行考評,根據考評對學生進行合理經濟獎勵,從而激發學生參與機械創新設計能力培養的動力;其次,可以對參與的學生進行榮譽方面的獎勵,讓學生感到從事機械創新設計活動的光榮性,給予一定的優惠政策。
4.創新能力培養“雙結合”理念
把“雙結合理念”,即創新理論與創新設計實例相結合;學生創新實踐與創新工具、手段相結合作為理論知識和教學目標之間的“橋梁”,通過“雙結合理念”把理論知識轉化為實際創新能力,按照產生興趣初步了解理解概念深入思考靈活運用的順序建立培養方法,從而激發學生學習欲望。在此基礎上建立起一套符合實際情況的學生機械創新能力培養體制。
5.結語
通過學生機械創新設計能力培養體系的建立,建立能夠同時培養學生“創新意識”和“創新設計能力”的培養方法、相關制度,完善學生創新能力培養的相關制度,提高普通高等教育的學生機械創新設計能力培養水平。
參考文獻:
[1]周海,王黛萍.應用型本科人才的機械創新設計能力培養探索[J].機械設計與制造,2010(10):174-175.
[2]李儉,唐茂.以創新能力培養為導向的機械類專業實踐課程改革研究[J].教育教學與研究,2012(11):87-89.
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[4]郭童軍,陳功備.獨立學院機械類專業教學改革探索[J].考試周刊,2012(91):8-9.