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关键词:工程师;培养模式;毕业设计;教学改革
毕业设计是高等工科院校教学计划的重要组成部分,是学生从学校走向社会的最后一个实践性、综合性的教学环节,相对其他教学环节而言,它对进一步培养学生分析问题、解决问题的能力,全面提高毕业生素质,使之尽快适应社会需要起着更为重要的作用。
然而如何搞好毕业设计,各学校由于操作方法不同,结果也有很大差异。我校在机械设计制造及其自动化06级毕业设计中,本着面向工程师培养模式的教学目标,采用了模拟产品设计的教学改革方案,取得了较好的效果和经验,并从中探讨和研究了工程教育培养的目标、要求和方法等问题,对开展工程师培养模式的教学研究与实践起到了积极的推动作用。
一、毕业设计教学方案的探索
我校是从2002年开始招收工科专业本科生的,作为专业课教师,从学生一入学就开始考虑如何开展毕业设计了。由于笔者和几位教师正在研究和设计一种称作支盘成形机的建筑地基施工机械,为此曾多篇,出版专著一部。在设计和研究的过程中,我们深深体会到作为一位机械工程师应具备的基本素质和能力,联想到教学中的毕业设计,如果让大学毕业生达到或基本达到能够开展类似产品设计的程度和能力,将会对提高学校的教学质量和学生在就业中的竞争能力一定会有突出的收获和效果。但是要完成这样的设计,从教学计划的时间上看是不可能的。于是,就考虑吸引部分机械设计爱好者,利用业余时间,开展第二课堂,进行模拟产品的设计。
这样的教改思路与教研组教师和系领导通报之后,立即得到大家的肯定和支持,于是决定在06级学生中开展一次探索性的、非正规的教学改革:由学生自愿报名,利用业余时间,开展这项模拟产品设计的教学活动。
由于各方面工作都组织得比较好,设计工作进展顺利,同学们很快就喜欢上了这项活动。并经教研组和系里研究决定,即以此业余教学活动为起步,延续到利用毕业实习和毕业设计时间,进行一次面向工程师培养模式的教学改革项目,设计题目确定为《ZPCXJ-×××/××××型支盘成形机结构及机加工工艺设计》。
二、设计课题的选择及设计任务的确定
1.设计课题选择的依据
(1)作者近年来一直进行此方面的科技研究和开发设计工作,手头有这方面的研究资料和设计经验,能够方便地指导学生开展这项活动,这是能够开展此项教改工作的外部条件。
(2)项目组主要成员在开展“支盘成形机”的设计研究过程中,充分体会到作为一个机械工程师,当他走上工作岗位后所面临的主要问题和应具备哪些基本素质和能力。为此对学校的教学过程和方法进行反思,促进了开展教学改革和研究的创新,这是能够开展此项教改工作的内部动力。
(3)这个课题的设计内容比较全面。其结构为一个涉及连杆机构、液压装置等的中等复杂程度的机械产品;其制造涉及车、铣、刨、镗、钻和磨削等各种冷加工技术,铸、锻、焊等各种热加工技术和各种复杂的热处理技术;其内容既包括机械设计,又包括加II艺设计。这不仅培养了机械工程师的整体能力和全面素质,更重要的是实现了教学目标。
(4)这是一个新产品,一个正在研究和开发的未定型产品。开展这样的设计,不仅局限在机械设计的理念上,而且更具有产品开发的意义,这又激发了学生的创新精神和创造意识。
(5)这不仅是一个传统的学科,而且还可以和其他学科紧密结合形成一门新的边缘学科。因为学生必须在了解工程地质、地基基础和建筑施工等方面的基本知识后,方可进行设计。这是实现现代教育思想,培养新世纪宽基础、跨学科人才的重要手段,也是开展此项教改工作的更高层次的目标。
2.设计内容和要求
(1)关于设计题目
设计题目虽然只有一个,但原始数据每人一组,设计的结果在方案上可以是相同的,但其计算结果、图形结构形状和尺寸等是完全不同的,这样不仅保证学生的设计必须要由自己亲自完成,同时还将这个产品开发为一个系列化产品。这样有利于学生在设计过程中互相协作、交流和沟通,充分发挥其主观能动性,去分析、研究并最终找到一个共同的解决方案。当然,也有不能达成一致意见的,或由指导教师确定,或者干脆就保留几种不同的方案,形成明显的对比,更有利于学生创造性思维的发挥和创新精神的培养。
(2)关于设计任务
按照项目组的教学实施计划,本次设计要求每位同学完成如下任务:
①设计任务的内容。对“支盘成形”设备的总体设计和其两个主要部件――“工臂工作机构”和“推力液压缸”,从几何参数计算、结构原理设计、结构尺寸和强度等设计、装配图设计、全部60多个零件及精度设计、大部分零件加工工艺设计、复杂零件的数控加工编程等进行全面设计。
②设计成果的形式。设计成果要求同学完成《支盘成形机设计计算说明书》、“设备工作系统示意图”、“总体设计外形图”、“各主要部件装配图”、“主要部件全部零件图”、“大部分零件加工工艺卡”、“个别复杂零件数控加工程序”等。
三、设计过程中的知识运用和能力培养
1.知识准备和课题调研
首先是由同学自学《挤扩支盘桩及其成形设备――技术与应用》等书籍;查阅有关资料,了解本设计课题的服务对象、应用价值和国内外最新动态等。这是一个知识准备过程,同时也是一个自学能力和资料检索能力的培养过程,更是一个有目的、自觉的课题调研过程。
之后,带领学生深入地基施工现场,进行现场调研和方案构思或方案设计。这个过程非常重要,是学生进行理论联系实际的重要方式,是激发学生应用自然科学知识,发挥自己的主观能动性,认识和改造世界,开展创新的良好切入点。
2.设备总体设计方案的确立
首先要考虑设备的作用是什么?设计要解决的主要问题是什么?在合理规划设备的工作过程和基本要求、设备工作机构的工况特点和动作要求等的基础上,还应考虑设备工作过程中可能出现的其他问题等。分析和研究之后,即可拟定出“支盘成形机”工作机构的工作原理图、设备配套装置及工作系统图和整个设备的机械传动系统及液压传动系统图。
这个设计过程是十分复杂的,需要机械专业方面的基本知识,还需要设备服务对象的基本知识。学生把在大脑中的形象思维转变成产品模型的初步设计方案的过程中,常常会出现多种设计方案,需要进行比较和优化,经过多次修改或迭代,最终确定合理方案。
3.设计原始数据及技术参数的确定
一些设计只有其原始数据还远远不够,必须经过进
一步的分析和计算确定一些其他必要的技术参数,方可进行下一步设计。这些参数的确定,常常要运用数学和力学等理论知识进行详细精确的分析和计算,确保设计能够科学合理,这是对学生开展技术设计的思想意识、从事技术工作的负责精神和精益求精的科学态度的考验和培养。
4.部件结构设计及计算
机身及推力液压缸连接装置的设计及校验计算,机身及工臂工作机构主要结构尺寸及其各连接结构件的设计和校验,零件图设计等。推力液压缸各缸体内、外径的设计计算,推力液压缸推、拉力的计算,推力液压缸的主要结构件尺寸及其各连接结构件设计和校验。最后完成机身及工臂工作机构和推力液压缸的装配图设计和全部零件图设计等。
设计计算的知识涉及机械制图、理论力学、材料力学、机械设计、机械原理、液压传动与控制等专门知识。这是检阅学生基础知识学习扎实与否的重要环节,是对学生进行机械产品设计基本功的强化训练,是学生能否成为一个合格工程师的必然途径。
5.零件及其精度设计
零件精度设计是一项看似容易,实际复杂的工作。它是机械设计与机械加工工艺设计有机联系的纽带,是机械工程师必须具备的关键技能。机械设计是否合理,能否达到设计的要求和理想目的,零件能否加工制造,产品成本是否科学合理等一系列指标,都与零件的精度设计有关。计算和经验虽然在零件精度设计中非常重要,但通过产品的试验和试生产,发现缺陷与不足,进而加以适当的改造才是更重要的一环。
6.部分或全部零件的加工工艺设计
机械加工工艺设计所涉及的知识包括公差配合、机械制造工艺学、金属切削机床与刀具、装备设计、数控技术和CAM等一系列相关专业课。
机械加工工艺过程由若干个工序组成。机械加工中的每一个工序又可依次细分为安装、工位、工步和走刀。不管什么样的生产类型都要求有较为细致的组织分工及合理的机械加II艺规程。作为一个现代化的机械设计制造工程师,必须具备快速并且合理的设计工艺路线和填写工艺卡片的能力。此外,对一些高精度零件,还进行了数控加工程序设计,培养和强化了学生数控编程的实际工作能力。
7.技术文件的编制
技术文件主要是毕业设计说明书及其相关附件等。这些文件是对整个设计过程的全面记录和总结,是体现设计者的思想、意志和行为的书面文件,是完成设计任务的重要标志,是设计者介绍设计成果、产品价值和使用说明等的重要手段。编制这些技术文件时,学生需熟练掌握各种计算机办公软件的使用,从而成为一个现代化办公技术应用和信息技术应用的行家里手。
四、教改成果
1.知识应用比较宽阔。学生在进行毕业设计的过程中,不仅对其所学的专业知识进行了一次比较全面、细致的应用,而且还解决设计中的实际问题,特别是机械与建筑的有机结合,使学生的知识面得以拓宽,这是培养多学科、跨专业的现代化复合型人才的有益探讨和有效途径。
2.能力培养十分全面。这样的毕业设计对学生的能力培养是多方面的。比如分析问题和解决问题的能力,跨学科、跨专业综合分析问题的能力,计算机辅助设计和办公软件的应用能力,产品设计和开发的基本能力,机械设计及机械制造的基本能力,科学研究和技术创新的初步能力,自学能力和资料检索能力,论文的撰写能力等。
3.学生素质得以提高。在培养学生能力的过程中,学生的素质也得以大幅度提高,主要体现在如下几个方面:理论联系实际、改造世界的创新精神和创造意识,新产品设计与开发的意识、创业意识和市场意识,团队精神和协作意识,精益求精的工作态度,认真负责的工作精神,用于科学工程技术描述和论证的文学素养等。
4.教师能力有所强化。通过这样的毕业设计,使教师的科研能力和教学水平得到有效强化,显然,这也是培养具有较强实践工作能力、教学科研能力和创造能力的,符合时代特色和要求的合格教师的有效途径,是加强大学师资队伍建设的有效手段。
5.教学质量得到保证。由于这种教学模式科学合理,教师在指导中方法得当、孜孜不倦,学生在设计中克服困难、全力以赴、兴趣盎然,因此取得了良好的效果,教学质量得到保证。
五、存在的主要问题
不同学校的不同专业其专业性质,培养目标不尽相同,针对机械专业的学生,教授时应对内容进行必要的侧重和取舍,同时要求学生结合实验和金工实习进行自学、理解。机械类专业同学的工作主要去向是产品设计与制造工作,由于材料品种很多,所以合理正确的选择材料是一项重要工作。在对材料知识的掌握上,机械设计工程师与材料工程师是有明显差异的,材料工程师侧重对新任务的进行开发及对材料性能进行挖掘,故要求他们对材料内部组织变化规律及性能特点有深入了解。而机械设计师侧重合理的选择材料和使用材料,同时要考虑材料对工作环境的适应性、加工工艺路线及方法的等,这就要求他们必须将机械设计制造和相关材料知识紧密连接在一起。随着当前教学改革的深入,在对高校人才培养的方案上进一步强调学生的实际应用能力,而《工程材料》作为一门机械专业基础课程,对教学内容进行更好的改革规划,探索新的教学方法,进一步完善实验教学及考核方式,以此更好的适应人才培养需要,是课程改革的指导思想。
2.重视教学改革内容
教学内容直接关系到教学质量和效率,如何根据人才培养方案对学生的综合能力进行提升,增加学生的应用能力及动手能力,对于教学内容进行改革势在必行。由于以往的教材与日新月异涌现的新材料、新工艺、新技术的发展越来越脱节,部分陈旧的课本内容已无法和时代相顺应,所以首先需要对课本内容进行整改。将传统内容和现代内容很好的结合起来,增强教材的实用性,可引入一些较新的与材料类相关教材加以辅助。同时在制定教学改革时,对教学课时也应加以调整。由于主要是针对机械设计专业学生进行讲授。重点应放置在铁碳合金和合金钢章节,其次是钢的热处理,讲授时金属材料部分重点讲解,复合材料部分次重点讲解,合金钢部分可侧重介绍几种典型合金钢的牌号、特点及应用,热处理部分可着重介绍几种常见热处理的方法、特点及应用,铸铁与有色金属部分以介绍相关材料的类型、牌号、特点及应用。
3.改革考核方式
大部分对学生成绩的评定方法方法,主要是采取期末考试这样一锤定音的方式,很显然这是不全面的,如果采用这种方式那么考核的只是学生对内容的记忆,而考核的目的是了解学生对基础知识、概念的掌握以及实践能力、创新能力等综合能力的考查。工程材料概念多,内容繁杂涉及面广,学生在学习的过程中往往感到困难复杂不好学,进而导致厌学的情绪。想要扭转这种不好的局面,让学生对学习的热情变被动为主动,除了从教学方式方法上进行改革,在学生的考核成绩测评上也非常有必要改革。对于考核方法的改革,在这里笔者通过平时成绩(考勤、作业、课上表现等)10﹪,阶段小测试10﹪,实验20﹪,小论文10﹪,期末考试50﹪的方式进行综合评定。与以往的教学相比,实验成绩的比重增加了10﹪,其次新增了小论文撰写测评。工程材料本身是建立在科学及生产实验上的一门科学,坚持理论联系实际,将课堂理论教学、实验教学有机的结合起来,培养学生运用理论知识解决实际问题的能力,实现“知识-能力-方法”的同步提高。在实验教学中,我们安排了“金属材料试样制备及组织分析”、“金相材料热处理”、“硬度计操作培训及材料表面硬度研究”、焊接及砂型铸造。要求学生在做实验前充分预习了解实验,给出实验报告,在实验过程中认真完成实验,将课程理论与实际实验结合起来,在实验完成后总结实验,分析实验过程、数据。而增加论文考核内容,可以提高学生的自学及写作能力,在给出高质量的论文前,学生必须大量阅读文献及查阅相关书籍,并且自行树立论文观点,增加了学生自学的能力和创新精神。
4.结束语
关键词:UG软件 机械设计 应用
UG作为五大主流产品(Parasolid、iMAN、UG、SolidEdge、ProductVision)之一,它经过20多年的发展,并融入了美国航空工业及汽车工业的专业经验,发展到今天已经成为世界上最先进和紧密集成的面向制造业的高端三维软件。UG(Unigraphics NX)是由Siemens PLM Software公司所生产的用来解决工程问题的软件,它不仅可以为用户提供专业的产品设计方案,也可以为用户提供数字化产品的造型,这样就可以满足用户对虚拟产品设计和工艺设计的需要,从而为用户提供一些经过实践验证的解决方案,该软件已经在航空、航天、汽车、通用机械、模具和家用电器等领域得到了广泛的应用。
1、UG主要的功能模块
1.1 内置CAD模块
UG的CAD模块大体上可分为以下几种,实体建模、特征建模、自由曲面建模、工程制度、装配建模等。
(1)关于UG的实体建模
该模块可以实现特征建模和几何模型方法之间的无缝连接,这样就便于用户传统的点、线、面、实体造型集成起来,也可以很容易地建立二维和三维线框模型、扫描以及旋转实体等。
(2)关于UG的特征建模
特征模块比实体建模模块高一个层次,用户的设计信息可以根据工程特征的术语进行定义,它不仅可实现孔、槽、型腔、块体、凸台、锥体、柱体、管状体、球体、杆、倒圆和倒角等实体的快速建模,也可以建立薄壁件。
(3)关于UG的自由曲面建模
自由曲面建模不仅可以实现非常复杂的曲面造型,同时它也可以把实体建模和表面建模的两项技术巧妙地合并,从而建成一个功能强大的建模工具组,其中沿曲线的通用扫描法、按比例地建立外形以及标准二次曲线的方法都是该项技术的内容。该模块还提供计算复杂模型的形状、尺寸和曲率的易于使用的工具。
(4)关于UG的工程制图
该模块可以使设计者、工程师和绘图员从三维实体模型得到完全相关的二维的工程图。
(5)关于UG的装配建模
UG的装配建模可以提供自上而下的、并行的产品开放方法,可以在整个装配过程中进行设计与编辑。
1.2 UG的CAM模块
UG的CAM模块能够为产品的加工提供有力的保障,UG的CAM模块可以根据用户的需要来观察刀具的移动,通过对图形进行编辑的方法,实现刀轨与执行图形的变化。UG的CAM模块点到点的子程序,如钻孔、攻丝以及镗孔在内的子程序,用户可以根据自己的需要来修改对话框以及建立被改编到它们的专用菜单,这样就使得用户化可以非常方便地进行个性化操作,如精密加工、精加工、粗加工等,这些操作通过频繁使用的参数和方法被标准化。
1.3 UG的CAE模块
UG中的CAE模块作为众多分析软件之一,它可以实现静态结构的分析和动态的分析;也可以对线性及非线性问题进行分析;还可以对固体结构、流场、物理场等进行分析。利用CAE进行机械设计有以下优点:
(1)可以利用现有的计算机分析计算的优势,利用CAE可以实现样机的模拟,从而保证了产品设计的合理性,这就避免了设计的不合理而造成的资源浪费,虚拟样机作用能预测产品在整个生命周期内的可靠性;
(2)对设计的产品进行最优化处理,可以找到产品设计的最佳方案,从而降低了成本;
(3)可以通过对各种试验方案进行模拟,就可以使产品制造或工程施工前就提前发现潜在的问题,从而减少试验时间和经费;
(4)一旦机械设备出现故障时,通过UG软件可以进行事故分析,查找事故原因。
2、基于UG/CAD参数设计的应用
我们通常把设计对象比较定型的结构形状,使用一组参数来对产品的尺寸进行约束,即为参数设计。在实际产品的生产中常常用到系列化、标准化的设计理念。参数设计也可以对一些需要修改尺寸的产品进行参数尺寸的修改,从而实现产品尺寸和形状的变化。参数设计主要适用于产品的初始化设计以及产品的修改,这样就可以满足产品的设计图纸随参数结构尺寸的变化而变化,但是在进行产品参数修改时要考虑产品的约束问题,我们常常基于UG的来进行产品的参数化设计主要有以下三种方法。
2.1 采用草图方法对产品零件进行参数化设计
采用草图方法对产品进行参数化设计,是在UG模型中建立参数化模型的一个非常重要的方法。由于草图曲线本身就是参数化曲线,因此可使用草图曲线绘制产品建模的大体轮廓。当绘制好产品大体轮廓以后,要对绘制好的草图添加几何约束和尺寸约束,以便确保产品精确的形状。然后使用拉伸或者旋转等命令将这些精确的轮廓曲线转换成符合该产品设计要求的零件的三维参数化模型。如果要对零件进行修改,只需要对草绘图的尺寸进行修改,这样就使草绘建立的三维模型也相应地发生了变化。
2.2 采用表达式对产品零件进行参数化设计
由于参数化设计的一个重要工具就是利用表达式,而利用表达式对产品零件进行参数化设计也是十分方便快捷的。通过表达式不仅可以快捷地对零件进行建模,也可以对零件进行定义或者对零件尺寸进行控制,例如利用表达式就可以实现齿轮零件的参数化设计。根据零件的一些基本特征和关系就可以建立条件表达式和算术表达式,根据建立的表达式可以对一个零件特征之间的尺寸和位置关系进行控制,同时也可以对若干草图之间的相互关系尺寸进行控制,使他们之间产生相关性。通过关系式很容易对零件进行修改,这样就可以使零件的系列化生产变得可能。也可以通过修改表达式中任意一参数,来实现零件的三维模型形状的改变。
2.3 采用形状约束来对零件进行参数化设计
通常也可以对零件的形状进行约束,建立截面与界面之间相对应的关系,从而实现产品零件的参数化设计。在对一些比较复杂的曲面进行设计时,按照通常的方法是要建立各截面的形状,然后可根据各界面的形状求出指定平面与实体、表面、平面以及曲线之间的交线或交点,然后利用零件之间几何形状的约束条件建立与零件截面之间的相关关系,这样就可以使各个截面之间彼此建立起相对应的参数化关系。如果需要对产品进行修改时,只需要对零件中的某一个截面进行修改,就可以实现三维模型的改变,从而实现产品形状和尺寸的变换。
3、经验总结
综上所述,根据多年在机械设计中应用UG软件的经验可知,UG功能的强大已经远远超出我们的想象,它完全可以为机械设计者提供最优的产品设计方案,从而为我们开发新产品节约了宝贵的时间。随着UG软件不断地完善,它的优点必将受到更多人的关注,也必将成为更多机械设计者首先选择的机械设计与分析软件。可以预见,UG软件将来得到越来越广泛地应用。
参考文献:
[1]朱凯,李晓武.UG NX中文版机械设计基础教程[M].北京:人民邮电出版社,2006.
[2]赵岩,成刚虎,张景霞.基于UG的自动装配模块开发[J].机械研究与应用,2003.
[3]李迎光,周儒荣,黄翔等.动态扩充的零件库系统的研究与开发[J].机械科学与技术,2003.
【关键词】机电设备;安装;调试
一、引言
机电设备准确的安装与调试工作是确保控制设备正常运转的基础。大型机电通常体积庞大、配套机组和附属设备多,而且技术难度高,安装和调试步骤也较复杂。笔者以多年来在公司担任机械设计工程师的工作经历为例,浅析做好安装调试工作需要完成的几方面的工作。
二、安装调试费用的预算
机电设备的安装和调试过程都会产生相应的费用,在机电设备的安装和调试工作开展前做好费用的预算是安装和调试工作的前提条件也是必要条件。以笔者2007年在参与完成岩谷气具(珠海)有限公司燃气自动化设备为例,安装调试费的预算用主要包括:安装费、调试费、和其它费用的预算,其中安装费是整个安装调试费用的重要组成部分。
1、安装费
木材、铁丝、铁件、水泥、青砖、中砂、片石等都是砌筑上料台所需要的材料,安装基座、吊装设备、小型机具和人工使用量等这些都是机电设备在安装时会产生费用的因素。在进行安装费用预算的时候应结合待装机的实际情况和上述因素,参照工程预算额定的基价,计算其费用。
2、调试费
机电设备能否正常运转,相关的调试工作也是不可或缺的。调试的过程中也会有相应的费用产生:机电设备运行的动力燃料费,提供加工的工程材料费,配套机械费,人工费,管理费等。除此,对除此使用的进口机电设备,一定时间空载、负载和连续、间断的生产考核是必须经过,工程材料更要注意准备充足,工程燃料费需纳入预算费用。各项费用要按照各自的单价和用量计取。
3、运输费
除了安装费和调试费以外,运输费也在整个费用支出中占有一定比例。机务部门应根据大型机电设备的体积、解体装运对象的数量和质量,安排不同运输能力的车辆,并确定各种运输车辆的车次。然后,按相应运输车辆的吨公里运费、被运物的搬运历程计算运输费用。也可根据运输车辆的台班费定额和使用台班计算运费。在预算运费时,还要考虑计算装卸、捆扎等人工费用。
4、其它费用
主要包括设备初到时的看管费、管理费等。这些费用的预算应根据实际情况进行。
三、机电设备的安装
机电设备的安装是一个相对宽泛的概念,涉及到工业、民用、公用工程的各类设备、电气、采暖、消防、通风、给排水、通信和自动化控制等系统的安装。安装过程中,常采用新技术、新设备、新工艺、新材料等新兴技术。大型机电设备对吊装、检测技术、装配的要求越来越高,因此现今的安装技术和设备也在不断革新、提高。机电安装工程常作为整个建设工程的一个部分来进行,因此,机电设备的安装质量直接影响到整个工程的质量。因此机电设备的安装具有很高的重要性,需要提高机械设备安装的重视程度,严把质量关,完成机电设备的安装工作。
就笔者工作经历而言,曾于2006年参与完成泰科电子深圳有限公司继电器自动化生产流水线设备的开发设计和加工制作工作,当时的机电设备的安装工作共分为三个大的部分:基座安装、安装前的准备工作、安装施工。
1、基座安装阶段
机电设备的机电安装时,先要合理设置设备安装的位置和周围的布局,布局好相关的机械配置及车辆通道、上料台等设施,适时地进行调整。机电设备的组合配件往往复杂而且数量很大,需要进行放线并严格按照施工技术规范进行安装才能保证设备的顺利安装和运行。
2、安装准备阶段
机电设备安装进入准备阶段后,工程管理人员负责按照顾客要求和实际情况确定开工和竣工时间,根据工程量及施工设备情况配备工作人员,制定安装网络计划。在设备安装前,要对设备及其外观的质量进行检查,比如焊接件之间有无裂缝,螺母、螺栓等有无松动、管道接头之间是否牢固是否安全等情况。另外,工程管理人员应划定安装人员的工作区域,做好安全保卫工作,制定安全技术措施,向施工人员进行安全技术交底等工作。还有,施工单位应加强对技术、设备、材料等方面的管理工作的重视。
3、安装阶段
这是保证机电设备安装质量的重要阶段,其中施工设备、材料、施工方法、施工人员、外界环境等都是影响安装质量的因素。因此,需要综合多方面的因素进行全面分析,制定有效的安装措施进行设备的安装。(1)随时检查设备质量, 例如燃润油及水、气的储量及管道接头是否牢固,有无漏气,电路布线是否整齐,绝缘性能是否良好,测量工具是否精确,在工艺文件中编制关键工序控制点表,列出重要的控制参数和控制内容。(2)做好安全防卫工作,安装现场派专门人员负责,采取必要的安全措施,工作人员要带好安全帽,安装工作要循序渐进,按设计顺序进行,确保工作人员的生命安全。(3)人员分工和协作要进行合理安排,以便于提高安装效率。安装完成后需要对机电设备的完整性和安全性进行全面检查,并及时进行处理和完善。
四、机电设备的调试和验收
机电设备的的调试和验收是确保控制设备正常运转的基础,其重要性不言而喻。笔者曾于2005年7月至今,长期担任机械设计工程师,从事机电自动化设备设计,并负责机电设备调试和验收相关工作,对机电设备调试和验收的必要性深有感触。
1、机电设备的调试过程
安装完成的大型机电设备还需要进行调试,原因是机电设备在出厂时一般都无法进行总装和负荷试验,有的使用过的机电设备,在拆卸、搬运、再安装后改变了原始的安装面貌,因此都需要进行及时的调试。除了初次使用的大型机电设备在解体装运安装完成后需要进行调试,所有更新、改造、新增、大型或中型的机电设备在投入使用之前,调试都是必不可少的。调试前,首先检查机电设备安装是否完整,是否合理,是否安全、是否有渗漏痕迹等等方面。这样能确保调试工作能够顺利、安全地进行。机电设备的工作质量、可靠性能、操作性能、经济性能是调试工作的主要内容。考核时,为了能直观准确地检验机电设备是否能达到工业化生产技术条件的要求,我们应该在施工现场进行空负荷和负荷试验。参加调试的机械技术人员和随机操作人员在调试工作过程中应主动了解设备的现实技术状况、操作控制方法、调试的程序,做到时时到位,切实负责。调试过程必须由机械技术人员现场进行笔录,切实保存原始记录,在日后撰写技术报告、操作机电设备、解决留问题中能够起到提供重要的依据。
2、撰写安装调试技术报告
撰写安装调试技术报告是一项必不可少的工作,这份报告的作用是:是大型机电设备初次安装调试后进行技术、资产及财务验收的重要依据,是设备运行后检查机电设备的依据。技术报告应能够达到还原技术人员安装、调试现场的真实性,报告和实际得出的结果也应一致。机电设备安装调试报告属于科技文件,内容精、深、专、细,是十分重要的文件。在撰写报告时,也有相应的要求,不同于一般的论文,需做到有主有次、层次分明、详略得当。在技术报告的结尾处,需向安装调试工作的以及支持、帮助或者知道的人员和部门致谢,这样同时也是对安装、调试过程中的相关人员和部门的工作和成绩的如实记录。
3、技术验收
机电设备安装调试结束后要进行技术验收和总结。大型机电设备安装调试完成、生产考核合格,经济和技术性能符合订货合同的规定指标,并且具备工业化生产条件,符合这些条件才是机电设备安装调试成功的标志。技术验收和总结的主要内容是:对安装调试技术报告、设备有关文件、单证、资料的审查和现场进行考查后,决定是否通过技术验收。通过后,才能办理资产、财务手续,交付使用。否则,无法入账和投入使用。要认真总结机电设备安装、调试过程中出现的失误,并认真总结。及时处理存在的问题,责任分明。在有效期内妥善解决相关的索赔事宜。
五、结语
就笔者多年来一直担任机械设计工程师负责机电设备安装调试管理来说,随着生活水平的提高和技术的不断提高,机电设备的安装要求也越来越高,在机电设备从安装到调试到最后的投入使用都必须由一个健全完善的管理体系,对设备的安装、调试到最后的技术报告,交付使用进行全程管理和控制。机电设备技术安装过程是一个多工序、多系统的复杂过程,我们应严格按照规章和标准进行每一环节的操作和实施,确保机电设备的顺利安装完成投入使用,在工作中不断积累经验,不断进步总结,并致力于机电设备技术安装工程的逐步完善的工作中。
参考文献
[1] 张炜. 浅谈大型机电设备安装与调试[J]. 中国新技术新产品,2011(3)
[2] 刘文柱. 综述大型机电设备安装工程[J]. 建材与装饰(下旬刊),2008(1).
关键词: 机械类本科教育 机械创新设计 能力培养
引言
机械工业是一个国家制造业发展的重要领域,机械类工程设计人员的设计能力对国家制造业的发展起到了关键作用。我国机械工业工程师的受教育层次和规模数量都已达到了很高的层次,但对机械工程设计人员创新能力的培养,还处于摸索阶段。因此,探索一套现实可行的学生机械创新设计能力培养方法,是形成工程创新能力的重要基础[1][2][3]。
根据我国普通高等学校机械类本科教育的现状和特点,总结出我国目前学生机械创新设计能力培养方法存在的不足,制定一套符合我国高等教育实际情况的学生机械创新设计能力培养方法,在普通机械类本科教育教学活动中具有非常重要的意义[4][5]。
1.学生机械创新设计能力方面的主要问题
1.1创新设计理论教学深度严重不足
目前,大学生的机械创新设计理论教学主要依靠课堂教学完成,由于机械创新能力的培养需要坚实而丰富的理论基础,因此,与机械创新设计理论相关课程的课堂教学活动就显得尤为重要。机械创新设计相关的课程主要包括:《机械创新设计》、《机械原理》、《机械设计》、《机械工程三维设计》等。这些课程目前的计划学时较少,因此,学生在课堂教学中只能学到最简单的基础知识,而深层次的理论知识却没有掌握,使得学生在进行机械创新设计实践活动时缺乏足够的理论支撑。
1.2创新设计实践教学平台和实践环境建设不足
学生进行机械创新设计活动的最终成果是创新设计作品,而这些作品的制作需要学生通过大量的设计、制造、装配、调试、修改活动才能完成。作品的制造、装配、调试需要相应的实验设备、加工设备、调试环境作为支撑,否则,无论多么完美的设计,都无法转化为实际的创新设计作品。
而目前国内普通高等本科院校机械类专业的创新类实验教学平台普遍不足,很多构思类机械创新实验无法开展。
1.3创新设计软件培养不足
学生的机械创新设计作品需要通过计算机三维设计软件完成设计、理论分析、强度校核、完善修改后,才进入实际生产制造阶段。在作品的整个设计、制造、调试、修改过程中,三维设计软件起到了关键作用,因此需要强化对学生的计算机三维设计方法培训,让学生能够熟练掌握现代计算机设计软件的使用,从而高水平地完成设计作品。
1.4缺乏企业工程实例教学过程
机械工程方面的创新能力培养,必须紧密结合企业实际的工程项目设计、制造、装配、试验等过程。如果没有相应的工程实例教学,学生就无法把所学到的理论知识和工程实际相结合,就不会对理论知识有更直观、深层次的理解。
1.5创新设计能力培养没有与毕业设计、就业相结合
培养学生机械创新设计能力的最终目标是使其在工作以后能够更好地完成相关的工程设计工作,只有把创新能力培养和毕业设计、学生就业相结合,才能最大限度地发挥学校教育的作用,使学生更快、更好地适应今后的工作环境。
2.创新能力培养经验的学习途径
2.1学习其他高校的主要经验
目前的大学生机械创新设计类比赛主要有全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生3D设计大赛、全国大学生机器人大赛等,另外,还有与之对应的省级比赛。可以在参加各类比赛的过程中,通过交流沟通、学术论坛等活动,学习其他高校在培养学生机械创新设计能力方面的先进经验,从而完善我校的培养方法。
2.2通过参访国家重点实验室、国家工程中心等机构学习培养经验
在机械工程领域有很多国际知名的国家重点实验室、国家工程中心,通过对这些国家级科技创新机构进行学习访问,了解他们在培养人才机械创新设计能力方面的方法和手段,从而完善我校在这方面的培养方法。
2.3通过教师在职培训引进经验
教师攻读博士研究生、已有博士学位的教师进入博士后工作站、流动站学习深造,可以大大开阔我校教师的视野,提高教师的科研水平。同时,也可以引入国内外先进的科研方向和创新能力培养方法、体制,从而完善我院的学生创新设计能力培养方法。
2.4分析企业在机械创新设计能力方面的经验
可以通过走访周边知名企业调研其在培养员工创新设计能力方面的主要经验;通过学生就业洽谈等机会了解企业对学生创新设计能力的要求;通过毕业生回访了解已经毕业的学生对母校培养方法的意见。
2.5基于各种学生创新设计类大赛学习经验
在指导方法上把各种学生创新设计大赛和理论教学、实践教学相结合;学生培养过程中强调用理论指导工程设计实例,用工程设计实例牵引学生理论学习;在创新方法上强调灵活运用各类工程设计软件。
3.建立学生机械创新设计能力培养体系
3.1总体培养体系分析
可以从学校层面对学生机械创新设计进行制度建设,建立一整套符合本校实际情况的培养制度,主要包括:教师辅导、激励制度;学生组织、激励制度。
3.2教师辅导、激励制度的建立
学生获取知识主要来源是教师,教师在学生机械创新设计能力培养的各个环节中起到了非常重要的作用,只有教师对学生创新设计能力的培养实现制度化和规范化,才能稳定持续地实施学生的创新能力培养。教师辅导制度的建立,需要在培养方案制订、教师大纲修改、授课计划实施等方面入手。首先,只有培养方案中包含了与学生创新设计相关的内容,才能使教师有的放矢,带着目标进行辅导工作;其次,在教学大纲的修改方面,要做到与时俱进,及时更新相关领域的最新成果,从而为学生奠定最新的创新设计思维基础;最后,授课计划的实施也起到关键作用,教师只有灵活掌握授课计划的实施过程,才能根据学生的学习、创新、设计过程进行跟踪教学,从而实现因材施教。教师激励制度的建立,需要从经济奖励、科研奖励等方面入手,首先,要对教师辅导成果进行考评,根据考评对教师进行合理经济奖励,从而激发教师参与学生机械创新设计能力培养的动力;其次,可以对参与辅导学生的教师进行科研方面的奖励,给予一定的优惠政策。
3.3学生组织、激励制度的建立
学生是机械创新设计活动的主题,因此,学生在机械创新设计能力培养的各个环节中发挥主体作用,只有把学生创新设计活动及其相关规则实现制度化和规范化,才能稳定持续地实施学生创新能力的培养。学生组织制度的建立,需要从学生动员、学生启发、学生分组实现设计等方面入手。首先,在对学生进行创新设计能力培养之前,需要充分对学生进行思想动员,让学生了解机械创新设计的兴趣所在,从而自发地参与其中;其次,在学生产生兴趣后,需要通过创新方面的教学,对学生进行思维启发,从而激发学生的潜在创造力;最后,让学生自由组队,按照课题小组长负责制的原则,使学生能够通过团队协作的方法完成自己的创新设计作品。学生激励制度的建立,需要在经济奖励、荣誉奖励方面入手,首先,要对学生机械创新设计成果进行考评,根据考评对学生进行合理经济奖励,从而激发学生参与机械创新设计能力培养的动力;其次,可以对参与的学生进行荣誉方面的奖励,让学生感到从事机械创新设计活动的光荣性,给予一定的优惠政策。
4.创新能力培养“双结合”理念
把“双结合理念”,即创新理论与创新设计实例相结合;学生创新实践与创新工具、手段相结合作为理论知识和教学目标之间的“桥梁”,通过“双结合理念”把理论知识转化为实际创新能力,按照产生兴趣初步了解理解概念深入思考灵活运用的顺序建立培养方法,从而激发学生学习欲望。在此基础上建立起一套符合实际情况的学生机械创新能力培养体制。
5.结语
通过学生机械创新设计能力培养体系的建立,建立能够同时培养学生“创新意识”和“创新设计能力”的培养方法、相关制度,完善学生创新能力培养的相关制度,提高普通高等教育的学生机械创新设计能力培养水平。
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