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【關鍵詞】機械產品;設計;研發;問題;思考
1.機械設備設計研發過程簡析
相關產業的技術應用和實際生產需求是機械產品進行設計研發的主要依據。功能的多樣化的實現和產業效率的提高是現代企業對機械設備的基本要求,只有完成了企業的基本需求,才能為國民經濟的發展做出貢獻。由此可見,機械設備的設計研發過程是十分縝密的,科學合理是其設計研發工作的基本要求,除此以外,還要“開通”并“維持”一條與世界相關產業發展的信息渠道,保證機械設備的生產工作能夠適應發展環境,從而使得機械設備的設計研發工作能夠及時根據市場需求作出調整,從而是其經濟效益達到最大。
機械設備的設計研發有一套較為固定的基本流程,首先,機械設備的設計研發要得到相關部門的批準,該申請由有機械設備應用需求的工作人員提出,申請這樣的流程是為了使得機械設計研發目標得以明確;提出的設計研發申請通過審批后,相關研發人員會依據申請計劃將其進行細化處理,經過該處理后,設備設計研發的要求和具體內容都會被公布出來,再由上級部門對任務進行分配處理。有了明確的設計研發目的和基本要求,各部門的工作組織和實行會更加順暢,同時也有利于各部門之間交接工作的進行;最后,詳細的任務計劃書傳遞給設計研發任務的相關部門后,本部門的研發負責人依據設計需求再在工作人員中選擇合適的人選和設備,技術分工明確后,構成設計研發小組,并實行個人責任制。這是在設計研發初期的準備工作。
在機械設備的設計研發計劃書和任務細化完成后,準備初期構建而成的設計研發小組應該就任務書中的設計要求和標準展開研究討論,然后制定出初期的設計研發方案。設計草圖的模擬應該保持多樣化的草圖模擬原則,再由設計研發小組結合設計實際用途和性能,對模擬草圖進行細致的分析討論。經過上述探討步驟后,設計研發小組可對制定設計草圖作出進一步的修改,并由此確定正式的設計方案圖紙。確定得到的設計方案圖紙還要交由相關設計審視人員審核并經過上級領導的批準后才能夠進入出圖環節。設計圖紙制出后,不能立馬進行設備制造的過程,而是要在此之前與機械設備的制造方進行溝通研究,讓制造方理解設備設計的思路和設備制造的要求,制造方在研討的過程中也可以提出自己的意見和看法,保證設備的制造與設計初衷能夠大致相符。后期的工作主要就是設備的制作和安裝,這兩個過程中,只要能夠保證機械設備的制作無誤就沒有太大的問題。
2.機械設計研發過程中需要注意的問題及對應措施
科學的設計和研發方法的應用是保證機械設備生產力量的基礎,整個機械設備的設計研發過程中,每一環節所涉及到的每個工作人員都要打起十二分的精神,弄清工作重點,對于關鍵的設計點和制造點要加強關注,只有認真負責的態度加上科學合理的設計研發工作才能讓機械設備的整個制造工作達到事半功倍的效果。科學性、系統性和原則性是機械設備設計研發者應該遵循的三項基本原則。
2.1 機械設備設計研發實現的基礎階段
機械設備設計研發實現的基礎階段對機械設備制造質量的好壞起到決定性的直接作用,每臺機械設備在投入制造之前,不管是從事機械設計研發的全體設計工作人員還是負責機械設備成品制造的制造部門又或者是最初提出機械設備設計研發的企業方,一定會對機械設備的制造效果有所期待,并希望經過設計、研發和制造流程后所得到的機械設備能夠達到與預期效果。如何保證機械設備的實際成品能夠以保質保量地完成制作呢?下面筆者就說說自己的幾點建議。
筆者建議在這個基礎階段,機械設備的設計研發工作可以采取功能分組法與項目分層法相結合的工作模式進行。在功能分組法的應用過程中設計作業會按照其設計研發的相關性進行小組劃分,形成一個較為專業的設計團隊;而在項目分層法的應用過程中,機械設計研發的工作會遵循由外到內的設計程序進行小組劃分,從而保證設計研發工作的嚴謹性。通過這兩種設計小組劃分方式的結合,能夠使得機械設備在設計研發的過程中能夠對最初的設計構想進行細化,每個設計小組和制作部門的任務都具體化到最佳狀態。分工的明確避免設計或制作小組由于設計工序的不熟悉而導致延誤機械生產的事件發生,進一步提高了機械設備設計研發過程的工作效率,同時也使得上級管理人員能夠對機械設備制造過程的把握更為全面。
2.2 機械設備的安裝調試階段
機械設備的安裝調試是整個設備設計研發的最后一道“工序”,設計和研發人員以及設備使用方對于設備預期的實現以及機械設備成品的效果試驗都是在這一階段中完成的。因此,作為“點睛之筆”,設備的安裝調試階段不能出現任何差錯。為了保證機械設備設計研發的效果,相關設備設計研發的工作人員一定要親臨設備組件現場,并對設備的安裝調試的全部過程進行監督控制,當出現一些技術性的安裝調試問題時,提供相應的技術支持,從而保證設備組件工作的順利進行。
這一階段設計研發人員的工作除了具備一定的必要性以外,還能夠增長設計研發人員的工作經驗,若設備的設計研發人員長期處于設備圖紙的設計和設備效果模擬的工作環境之中,其工作經驗只能是“紙上談兵”。組件場地的監督控制,可以真真實實地觸摸到由自己所在的團隊設計研發的機械設備實體,突發事件的處理,一方面能夠讓設計研發人員更好的了解該類型機械設備組裝中可能遇到的問題,另一方面也拓展了設計研發人員的經驗累積。這樣寶貴的機會是能夠提高設計研發人員的工作能力和現場事件處理能力的絕好機會,當然,在此過程當中還有注意保護好設備設計研發的知識產權,必須要在相關資料和機械設備全部遞交給設備使用方后,機械設備才能正式投入使用。
綜上所述,機械設備的設計和研發過程是十分嚴謹的,社會的進步和經濟的發展對機械設計研發工作提出了新的要求和標準,作為一名對自己有嚴格要求的新時代設計工作人員,一定要緊跟上時代的步伐,為機械設計研發工作獻出自己的一份力量。
參考文獻
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近年來,我國機械制造業對于綠色機械設計的研究內容比較多,研究的深度和廣度也不斷拓寬,很多人將綠色機械設計也稱為“生態設計”“、自然環境設計”、“環境意識設計”等。和傳統的機械設計制造理念相比,在產品的設計與開發過程中,傳統的機械設計制造首先立足于市場需求分析,根據市場需求設計產品的使用功能、使用壽命等基本屬性,并且需求反復的修改,往往會導致設計過程以及產品制造周期延長,生產后不易拆卸,產品以及回收難度較大,部分產品在報廢之后,可能無法回收,造成資源大量浪費以及環境污染。綠色設計的重要性主要表現在可節省原材料,減少能源消耗,減少使用過程中廢水、廢氣、廢料的排放,進而保護自然生態環境。更加符合可持續發展要求主題,實現更大的經濟價值以及社會價值。
2綠色理念在機械設計中的具體應用分析
2.1綠色設計方案
目前比較常用的綠色理念設計方案包括生命周期設計、可拆卸性設計以及模塊化設計三種,生命周期設計主要是基于環境保護、機械產品的成本需求以及產品性能等方面考慮,包括產品的回收、再利用成本、產品代替以及污染物的處理等問題;可拆卸性設計主要是在保證產品功能不受影響的前提下,進行有規律拆卸,主要針對產品的再利用設計以便產品生產后期的維護;模塊化設計主要是考慮產品的功能以及模塊,通過產品模塊的重新組合從而形成新的系統,既可以實現產品的更新換代,也可以提高零部件的充分利用率。最后應建立健全綠色機械設計數據庫,設計人員可將機械設計制造過程中用到的數據以及需要的數據進行系統化儲存,以便日后查詢以及綠色設計的理論基礎。
2.2綠色機械設計制造中的材料選擇
材料是綠色設計的主要內容,在機械設計制造過程中應首選環保、健康的制造材料,綜合考慮材料與材料之間的相容性、材料的經濟性和安全性,分析材料對環境的影響。傳統的機械制造產品材料主要包括汞、鉛等特殊的有害化學物質構成,產品在使用報廢后,回收利用率低,對環境有極大的損害,為了實現綠色機械制造工藝,應從源頭開始抓起,慎重選擇機械制造材料。機械設計的綠色選材應選擇能夠滿足產品需求的基本性能,保證材料的可用性,選擇高溫性能、抗沖擊性能以及耐腐蝕性能材料,避免選擇有毒材料。其次應加強綠色材料的管理工作,認真審核材料的性能、根據不同的材料進行分類管理并加以標注,在材料投入實際生產后應實現材料的動態管理,及時回收和有效利用設計中產生的副產品以及廢棄物。
3綠色機械設計實現的基本要求
在機械設計制造中,若想要真正實現綠色理念設計,需要國家政策的支持、產品設計人才以及先進的設計技術,人才是實現綠色設計的核心力量,首先應加強對機械設計人才的培養,重點培養的對象應該是高中職院校中機械設計專業的學生,加強綠色理念設計的概念,讓他們重視綠色設計。其次,國家應制定相關的綠色機械產品支持政策,加強社會以及廣大群眾對機械產品設計的監督力度。同時應不斷學習、引進一些先進發達國家先進的技術,積極實現產品的創新,盡量優化設計方案。
4總結
關鍵詞:機械設計;自動化技術;機械設計自動化;計算機技術;自動控制
機械設計是追求快速、尖端和科學化的過程,也是推動生產發展、社會進步和經濟運行的重要動力。在國外,機械設計已經成為高水平的技術行業類型,并受到人們的追捧和關注。機械設計向著科學化方向發展,就必然繞不開自動化技術,二者的結合和應用也是業界研究的焦點。尤其在現在,研討機械設計與自動化技術的結合、應用以及未來發展趨勢,其現實意義十分明顯。
1.機械設計與自動化技術的緊密聯系
我們都知道,機械設計的過程其實就是機械不斷發展、演進和提升的過程,是一種生產力的進步需求。機械設計需要運用多種技術和技能,比如工程學的知識、設計理論、工業理論等。要看到,隨著機械設計的進步和發展,更為便捷化、科學化技術的引入和應用,已經是大勢所趨。自動化技術與機械設計的緊密結合,正是機械設計現代化的一種必然結果。自動化技術應用與現代機械設計,不但可以有效簡化機械設計的程序、步驟和內容,而且大大提高機械設計的效率和質量,同時為機械設計工程的量產與高產提供了可能。眾所周知,自動化技術融合了諸如電子技術、控制工程技術、信息技術、系統工程理論、自動控制技術等多種先進的技術、技能,是現代工業發展、科技進步所不可或缺的技術類別,并且在國民經濟和社會建設中發揮著不可替代的重要作用。將自動化技術完善的應用到機械設計中,不但是可行的,而且是必然的趨勢。在我國,機械設計制造及其自動化已經成為現代機械學科的重要內容,也日益引起人們的關注,成為了業界研究的熱點話題。
事實充分說明,機械設計與自動化技術的結合是機械設計走向科學化、自動化、工程化和尖端化的必然選擇。當然,現代機械設計自動化早已實現,而且已經在生產實踐中發揮了建設性的作用,為生產效率的提升和設計工作的變革提供了巨大的技術支持。或許可以這樣理解,現代機械設計與自動化技術已經須臾不可分離,二者之間的相互滲透與影響很難用量化的數字或文字進行描述。總之,自動化技術在機械設計中的應用,為現代機械設計的功能提升和品質保證提供了新的路徑,是機械設計進一步發展的標志。
2.自動化技術在機械設計中的應用
前文已經講到,機械設計制造及其自動化已經融為一體,其間的聯系十分緊密,并且已經朝著更為科學化、信息化的方向發展。例如,在現代機械系統設計中,設計者需要掌握諸如基礎的設計技術、機械制造技術、計算機技術、電子技術、自動化技術等多種技能和技巧。同時,我們可以看到,機械系統設計的過程其實就是運用自動化技術對機械的零部件、材料和各種組件進行有機組合與調配的過程。機械系統設計的目的就是將機械設計系統化、科學化,形成設計工程的完整體系,保證機械設計的有效性。在此期間,自動化技術可謂是無處不在。自動化技術為機械設計提供了完整的技術鏈條支撐,同時保證了設計工作的順利開展,這是一張密不可分的狀態和結果。所以,自動化技術在技術設計中的應用是很明顯的,這種應用已經顯現出巨大的功能性作用。
例如,工業自動化是自動化技術的一個重要方向,也是反映了自動化技術發展的基本趨勢。在工業自動化的技術分類中,有一種計算機輔助設計的技術類型,即通常所說的CAD。計算機輔助設計真是現代機械設計中經常應用的技術,它可以大大提高機械設計的工程效率,保證設計的質量。同時,借助計算機的高效率和精密操作,機械設計能夠實現量產和高產,這是人力操作所很難達到的。因此,諸如CAD這樣的自動化技術能夠促進機械設計的功能提升與效率提高,其積極作用是很難具體量化說明的。
3.機械設計自動化的未來發展趨勢
根據機械設計及自動化應用的現狀,我們可以對機械設計自動化的未來發展做出基本的判斷和分析。首先,機電一體化是未來機械設計自動化的大趨勢。所謂的機電一體化,即包括微機、傳感器、控制系統、動力原等內容的機械電子一體化系統,這個系統是完整有效的,可以保證機械設計的高效率。其次,未來機械設計自動化將朝著更為智能化控制的方向發展。也就是說,自動化技術的進一步發展和升級將部分或完全脫離人力的干擾,而是完整借助計算機、機械儀表、控制系統來開展機械設計、制造等工作。智能化控制可以進一步提升機械設計的效率和效能,同時大大節省人力的開支。再者,未來機械設計自動化的流程將會更加簡練和便捷,其工作效率會進一步提高。自動化技術的本質就是幫助工人拜托束縛,利用自動運行的機器完成既定的工作,解放被工作“捆綁”的人。未來,借助高尖端智能化技術、計算機技術和微電子技術等新型技術,機械設計的自動化也必然可以更加“自由”,設計的流程和步驟會根據有利于解放生產力和生產過程。
此外,未來機械自動化技術的發展會要求工人和技術人員必須具備相應的知識結構、理論技能和操作水平。也就是說,雖然自動化技術解放了機械設計的生產力,提升了機械設計的技能和質量,但是并不意味著工人和設計人員能夠完全脫離設計流程。恰恰相反的是,未來的機械設計人員必須通過了解自動化技術的應用流程和步驟,來不斷的強化技術的使用效能和效果,使自動化技術真正發揮出功能性的作用。
總之,機械設計的自動化是未來發展的大方向和大趨勢,而借助自動化技術的應用謀求機械設計的進一步發展,則是本行業與從業者的真正期盼。
參考文獻:
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關鍵詞:機械設計制造及自動化專業;專業教學;課程體系
1.機械設計制造及自動化專業教學改進的必要性
國家教育部對于高校內機械設計制造及其自動化專業的教學是有著明確的要求的,要求培養出具有機械設計制造及其自動化基礎知識和應用能力且能夠在生產第一線從事設計制造以及科技開發的人才來,通過這樣一種要求就可以看到,機械設計制造及其自動化專業主要強調的還是應用能力和創造能力,因此高校在進行專業教育體系的構造時就要充分的考慮到這樣一種要求。高校機械設計制造及其自動化牽涉到機械行業的多個方面,學校在進行教學目標確定以及教學模式構造的時候主要需要以社會的經濟狀態為導向,也就是說,專業教學的最終目的是希望能夠與市場經濟接軌的,只有這樣才能夠培養出社會所需要的專業綜合性人才來。
隨著我們國家市場經濟的不斷發展,科技進步更是使得產業結構的調整成為重點工作,尤其是在機械行業內,對于專業人才的要求更是不斷提高,而這樣一種要求上的提高主要就表現在綜合素質上。教學改革的推進和進行都是希望高校專業培養方案、課程體系以及教學方式都能夠適應于現代社會的科學技術和經濟條件,但是到目前為止,相當數量的高校內仍然存在著諸多方面的問題,包括專業設置過于狹窄、課程內容與實踐脫節嚴重以及專業知識面不足等,這都是需要通過切實的工作和努力來改變的。
2.機械設計制造及自動化專業教學改進的內涵分析
機械設計制造及其自動化專業教學目標主要集中在設計制造、科技開發和應用研究這樣三個方面,除此之外,機械行業內的運行管理以及經營銷售也是工程技術人員的必要素質,總而言之,機械設計行業進行人才培養的核心就是素質教育,同樣關鍵的就是崗位技能,歸根結底,也就是要盡可能的培養學生的綜合素質和創新能力。實現上述目標就需要在教學環節當中重視基礎、豐富教學方向并強化學生學習和實踐能力,與此同時還需要盡可能準確的把握住現代科學技術的發展趨勢和發展方向,基本上就要求學生在機電、數控、管理、計算機、設計甚至是實際操作當中都有相當的表現。尤其是對于應用的強調,更是機械設計制造及其自動化專業的精髓所在,也是高校培養機械類人才的基本要求和特色所在,只有保證學生經歷充足的應用實踐才能夠保證學生在今后的工作當中表現出強的解決問題能力和優秀的創造能力。
3.機械設計制造及自動化專業教學改進的措施
機械設計制造及自動化教學進行優化和改進的目的是希望能夠在教學當中凸顯出學生的主體地位,并倡導參與式教學來加強學生在學習過程當中的學思結合,總而言之,高校就是需要在專業課程的教學方式上進行改進來最大程度的提高學生的學習興趣和積極性,下文當中具體到機械設計制造及其自動化專業來對其改進措施進行分析。
3.1. 采用啟發式教學
在機械設計制造及自動化專業教學當中采用啟發式教學主要是為了引導學生自主進行學習,在這樣一種教學模式當中,專業教師需要做的就是講解專業領域當中的重難點,與此同時通過知識的輻射來體現該專業的學習思路和學習方法。機械制造及自動化專業的顯著特點就是實踐性強,因此在進行理論教育的同時還需要鼓勵學生自己進行試驗的設計與操作,這樣就能夠在實踐當中暴露出理論學習當中未曾意識到的問題,同時也能夠較好的激發學生的自主創新思維,可見這樣一種教學方式的好處和優勢還是非常明顯的。
3.2. 對比式教學
對比式教學主要強調的是國內專業教育與國外專業教育的不同之處,這樣一種對比式教學可以從兩個具體的方面和角度來進行,一方面是把不同的機械設備或者是機械材料聯系起來進行對比,另一方面則是對比國內外在理論與實踐結合上的表現。對比式教學同樣是希望學生在學習過程當中能夠更好的理解和消化比較抽象的知識,并同時提升自己進行試驗操作和實踐操作的能力。
3.3. 利用多媒體實現立體教學
在現當代利用多媒體來進行輔助教學是必然的選擇和趨勢,這主要是因為現代信息爆炸且信息的獲取方式多樣,使得信息必須在經過合理的篩選和處理后進入到學生的視野才能夠達到最佳效果。教師在進行多媒體課件的制作時,可以按照教學對象所需要的內容來進行獨立單元的劃分與設計,與此同時還可以在網絡上搜集大量的機械產品照片或者是錄像來讓學生對于機械產品直觀和準確認識,教師還可以選擇一些企業的生產實例來鼓勵學生設置課題或者是參與到討論當中來,這樣一種理論在實際當中體現的教學方式更加能夠加速學生對于知識的理解以及對技能的接收。而立體教學的好處則在于解決了機械結構復雜的問題,機械結構因其較高的復雜性往往平面圖十分復雜,教師在教學的時候就可以利用模型和部分零件實物結合的方式來進行對比,學生同樣可以獲得最為直接的視覺感受,加強理解的同時加強記憶。
3.4. 在企業內進行教學
這樣一種教學策略就是將課堂轉移到企業內去,具體來說,就是在課程快技術的時候安排一定的時間讓學生到工廠內去進行專業技能的知識培訓,在企業內進行教學一方面是可以讓學生走到生產的第一線,就能夠對自己在課堂當中學到的東西有更加直觀準確的認識;另一方面,企業內有非常過技能純屬且知識全面的人才,這樣一些人員也可以對學生進行適當的培訓,總而言之,就是讓學生參與到實際的企業活動當中去來真正培養學生的學習素質和職業技能。
4.結語:機械設計制造及其自動化課程的優化和改革實際上是隨著現代機械制造行業的發展而進行的,必須根據市場的導向和需求來進行動態改革,旨在將學生培養成為知識全面且技能純屬的人才,更重要的就是加強學生自主創新的能力,使得學生在將來的崗位上能夠更快的進入角色發揮出作用來。
參考文獻:
關鍵詞 化工實訓類教學設備;機械設計;安全要求
中圖分類號:G710 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2014)15-0157-02
隨著我國職業教育和高等教育的迅速發展,化工實訓類教學設備的應用范圍和需求量也得到了空前的增長。此類教學設備以非標設計居多,在滿足實訓教學功能的同時,對設備的安全性和可靠性提出了更高的要求。筆者根據多年的設計經驗,探討GB 21746―2008《教學儀器設備安全要求總則》中教學儀器設備安全要求在化工實訓類教學設備中的應用和實現其安全性的設計依據,并對GB 21748-2008《教學儀器設備安全要求 儀器和零部件的基本要求》在化工實訓類教學設備安全設計中的具體使用做了歸納。
1 GB 21746―2008《教學儀器設備安全要求總則》中教學儀器設備安全要求在化工實訓類教學設備中的應用和實現其安全性的設計依據
化工實訓類教學設備中壓力容器和壓力管道的安全要求 GB 21476―2008《教學儀器設備安全要求總則》規定教學設備及其零部件應有足夠的強度、剛度、穩定性和可靠性,但未指出保證強度、剛度、穩定性和可靠性的具體設計準則,對此筆者認為應以工業標準為依據進行相關的設計。化工實訓類教學裝置在高溫、高壓的工作條件下經常要用到壓力容器和壓力管道,為此化工實訓類教學設備中的壓力容器必須嚴格按照GB150―1998《鋼制壓力容器》、GB151―1999《管殼式換熱器》、JB/T 4735―1997《鋼制焊接常壓容器》等工業標準進行選材、設計、制造、安裝、檢驗和驗收。壓力容器的安全要求和安全管理也應嚴格按照TSG R0004―2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》執行。壓力管道的設計按照GB 50316―2000《工業金屬管道設計規范》進行,其安全要求和安全管理嚴格按照TSG D0001―2009《壓力管道安全技術監察規程-工業管道》執行。
化工實訓教學設備保溫和保冷的安全要求 GB 21476―2008《教學儀器設備安全要求總則》中要求設備在高溫或低溫條件下運行不得對人體造成傷害,而化工實訓教學裝置的許多反應是在高溫或者低溫情況下進行的,這就要求設備在滿足功能上熱能要求的同時,設備外表面的溫度不對人體造成傷害。具體到設備或者管道的保溫和保冷設計,必須參照GB/T 8715―2008《設備及管道絕熱設計原則》和GB/T 4272―2008《設備及管道絕熱技術通則》進行保溫和保冷材料的選擇和厚度的計算。
化工實訓教學設備中聯鎖裝置、鎖定裝置和報警裝置的應用 GB 21476―2008《教學儀器設備安全要求總則》提出了為保證教學儀器設備的內在安全性,應設置合理的聯鎖、鎖定裝置。化工實訓類教學設備的使用與實際的化工裝置運行具有很大的相似性,也會對裝置的溫度、壓力、流量等操作參數進行測量和監控,為保證裝置的平穩安全運行,設計化工實訓類教學設備時,通常也會引鎖裝置、鎖定裝置和報警裝置,設置系統操作時的溫度、壓力和流量等的波動范圍,對其參數設定進行鎖定,同時將溫度、壓力和流量進行關聯,確保整個裝置的各種操作參數在安全的范圍內,一旦情況出現異常,啟動報警裝置同時依靠聯鎖裝置停機或停車,防止事故的發生。
化工實訓類教學設備中平臺欄桿類設備的安全要求 化工實訓類教學裝置中通常會用到模仿工廠情景的平臺欄桿、斜梯和直梯,在國標GB 21476―2008中并未對這類設備提出明確的安全要求。此類固定式鋼梯及平臺的設計,在滿足裝置對場地要求的同時,可參照工業標準進行相關設計。其強度的校核可根據GB 50017―2003《鋼結構設計規范》進行,其安全要求應參照GB 17888.1~17888.4―2008《機械安全 進入機械的固定設施》和GB 4053.1~4053.3―2008《固定式鋼梯及平臺安全要求》進行安全設計。
2 GB 21748―2008《教學儀器設備安全要求 儀器和零部件的基本要求》中對教學儀器設備的機械性能提出了相應的附加要求
閥門的安全要求 閥門的選材必須以現行的國家標準為依據,從而保證材料和結構形式的可靠性。為保障閥門在長期使用過程中的旋轉靈活和開關可靠,應對閥門的旋轉部件做好防護。涉及對壓力需嚴格控制的化工教學設備,相關設備上應設置安全閥、減壓閥等泄壓裝置,且安全閥、減壓閥等安全裝置的安全設定值應定期進行校驗,保證此類閥門調節功能的有效性。
設備外觀、設備布置和管線配管的安全要求 在人員可能接近的金屬制件、控制柜、抽屜、結構和組件上不應有銳角、凸出部位、銳角邊、刺、粗糙的表面和飛邊等,在設備制造的技術要求中須明確毛刺、銳角、毛邊的處理措施。化工實訓類教學裝置一般都需要進行與化工廠類似的設備布置和管線配管設計,故而在設備布置和管線配管時,一方面要考慮設備布置和管線安裝的穩固性,另一方面也要考慮人員進入操作區域的安全性,減少外伸和凸出的部件或盡量將外伸和凸出的部件布置在不會對人員造成傷害的區域。配管在考慮工藝流程走向的同時,也要考慮避免對人員行進和操作的干擾,降低人員與管線發生碰撞、刮擦的可能性。在無法避免上述可能的危險情況時,應在產品的操作說明書中要求操作人員穿戴安全帽、防滑工作鞋等安全防護用品。
轉動設備防護裝置的安全要求 機械產品上高速運轉的傳動機構,應使用使人體不能直接進入危險區的防護罩。對于設備上外露的齒輪、風扇、皮帶、支撐架或其他往復運動的、旋轉的、傳動和活動的部件都應設有充分的安全防護罩。在易產生碎片或塵埃和可能有飛甩物存在的情況下,應設有防護罩(網)、吸塵裝置及回跳保險,防護罩的密度應能使飛甩物不能通過。
緊固件的安全要求 化工實訓類教學設備中法蘭、閥門、設備支撐件等以螺栓連接為主,螺栓、螺母等緊固件的選擇應盡可能選用標準件。按照GB21748―2008《教學儀器設備安全要求 儀器和零部件的基本要求》的規定,化工實訓類教學設備中緊固件的防松方式一般選用彈簧墊圈、鎖緊墊圈和鎖緊螺母。對于預期不會經常拆卸的地方選用鎖緊螺母代替彈簧墊圈,需要經常拆卸且帶螺母的地方彈簧墊圈使用較多,而對于有螺栓或螺釘且不使用螺母的地方多用彈簧墊圈和鎖緊墊圈。在一般應用中,螺釘或螺栓的最少旋入量要等于螺桿上部帶螺紋部分的名義直徑;在高應力狀態下應用時,螺釘或螺栓的最少選入量應等于螺桿上部帶螺紋部分的名義直徑的1.5倍。
3 結論
化工實訓類教學設備的安全設計是可以依照國家頒布的教學儀器設備安全要求的相關標準進行的,其安全要求也是可以根據相關工業標準得到實現的,歸納起來,有以下兩條安全設計原則:
《機械設計基礎》課程屬于機械方面的設計基礎課程,是高等學校非機械類或機械類專業的一門重要的技術基礎課,主要講授關于機械常用機構和一般通用零件設計的基本知識、基本理論和基本方法,培養學生具有設計簡單的機械及相應的分析問題與解決問題的能力。這門課程的實踐環節安排是2周的減速箱設計,這個實踐環節的課程設計題目陳舊、重復,學生中存在抄襲和生搬硬套的現象,不利于培養學生的創新和實踐能力。國內很多老師將逆流式教學法、案例教學法、分層教學法、問題式教學法、行為導向教學法應用到了《機械設計基礎》課程教學與實踐中,取得了一定的效果。針對此問題,本文提出將項目教學法應用到《機械設計基礎》的課程設計中。
二 傳統教學的不足之處
《機械設計基礎》課程是一門專業基礎課,涉及材料力學、理論力學、金屬材料加工工藝多門課程的知識,書本中設計原理的內容和公式較多,而且也是一門實踐性非常強的課程。傳統《機械設計基礎》的授課環節主要采用“教師講,學生聽”被動的教學模式,這種方式導致很多學生對課程不感興趣、不上課、作業抄襲等現象。實驗環節包括8學時的實驗和2周的課程設計。傳統的課程設計題目是一級或二級減速箱設計,學生往往只是按照課程設計指導書中的設計步驟,以及《機械設計基礎》教材中機構的設計計算步驟進行課程設計,教師日常針對問題進行答疑。這種實踐環節的方式存在題目陳舊、理論和實踐聯系少的缺點,導致很多學生抄襲和生搬硬套,創新能力差。
三 項目教學法的定義和實施過程
項目教學法就是在老師的指導下,將一個相對獨立的項目交由學生自己處理,信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價,都由學生自己負責,學生通過該項目的進行,了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。
項目教學法一般按照以下五個教學階段進行:(1)明確項目任務:通常由教師提出一個或幾個項目任務設想,然后同學生一起討論,最終確定項目的目標和任務。(2)制定計劃:由學生制定項目工作計劃,確定工作步驟和程序,并最終得到教師的認可。(3)實施計劃:學生確定各自在小組中的分工以及小組成員合作的形式,然后按照已確立的工作步驟和程序工作。(4)檢查評估:先由學生對自己的工作結果進行自我評估,再由教師進行檢查評分。師生共同討論、評判項目工作中出現的問題,學生解決問題的方法以及學習行動的特征。通過對比師生評價結果,找出造成結果差異的原因。(5)歸檔或應用:項目工作結果應該歸檔或應用到企業、學校的生產教學實踐中。
四 項目教學法的具體實施
1.明確項目
項目的研究內容要能激發學生的積極性,符合機械設計基礎教學大綱,覆蓋面廣,難度適中,工作量兩周能完成。通過該項目的研究,學生能掌握機械常用機構的設計和機械原理的設計。項目一般都來自機械系老師與企業合作的一些橫向課題,例如,混合動力履帶推土機終傳動的設計,項目分成動力學分析、運動分析、關鍵零部件的設計三個模塊。老師根據實際情況給學生6~8個項目。
2.制定計劃
老師根據項目數目將全班分成6~8個項目組,每個項目組有一個項目經理和5個組員。項目經理負責制定項目計劃和時間安排,老師負責項目計劃的審核。審核通過方可進行后續的實施。
3.實施計劃
計劃制定好,項目經理按照計劃將任務分給項目成員;成員按照項目計劃查閱資料和設計。成員定期碰頭介紹工作進展以及執行中的困難,項目組成員討論。老師負責困難的答疑。
4.檢查和評估
老師根據小組的項目計劃內容定期檢查和提問。項目完成后,成果以項目報告的方式提交。項目以PPT的方式進行小組匯報,每個小組項目經理指定一人匯報,匯報時間不超過10分鐘,匯報結束后,老師提問5分鐘。小組成員可以回答。老師根據匯報情況和項目報告內容給出評定成績,最終的成績作為小組所有成員的成績。
五 結束語
第一,項目教學法應用到機械設計基礎課程設計中激發學生的興趣。項目的題材來源于真實的項目。
第二,項目教學法的應用培養了學生的團隊意識和集體榮譽感。項目最終的成績取決于整個項目組的完成情況,任何一個人都會影響成績。
第三,項目教學法的應用鍛煉了學生的創新能力和解決問題的能力。項目方案制定、方案實施都要靠自己查資料、思考、交流才能完成。
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關鍵詞:機械設計基礎;教學方法;教學內容
《機械設計基礎》是機械類、機電類專業的一門極其重要的專業基礎課。課程主要包括靜力學基礎分析和常用機構和通用零件工作原理、機構特點、設計方法和計算校核方法。隨著機械類課程改革的不斷深化,本課程由72學時壓縮至54學時。而機械設計基礎內容廣泛,如何在有限的學時內使學生較好地掌握課程知識對于任課老師來說是個挑戰。學生缺乏對機械的感性認識,在學習中會感到枯燥,提不起興趣。學生的基礎和能力又相對較差,這又增加了學生學好這門課程的難度。
一、課程教學內容整合
結合這幾年的教學經驗,本人認為課程內容應結合最近幾年來該專業學生畢業從事的工作崗位特點,對本課程內容做有目的的刪減和整合。例如,對于數控專業來說,在鉸鏈四桿機構章節中,重點應該結合日常生活和生產實踐介紹四桿機構的應用和特性,而對于四桿機構的設計內容,可以簡單介紹甚至可以忽略,或對于接受能力強的學生做適當引導,安排其自學。
另外,目前的教學內容偏重理論,比較抽象,學生聽課枯燥,教學效果不佳。任課老師需根據課程教學大綱基本要求,對知識進行整合。例如,以一個實踐工程為例,把大綱要求掌握的知識點運用到此工程上,把抽象的理論知識轉變為形象直觀的實際應用,這也為學生日后走上工作崗位奠定了堅實的基礎。
二、課程教學方法改革
打破傳統的教學方式,現在提倡理實教學相結合,但是《機械設計基礎》理論教學還是占主要課時。如何提高課堂教學效率,是本課程教學方法改革的關鍵之處。傳統的課堂教學方式都是“教師講,學生聽”的填鴨式教學,學生對課堂不感興趣。師生之間沒有互動或互動很少,課堂教學效果很難有提高。為了打破這種現狀,我校很多老師開始嘗試采取分組討論、啟發式、項目式等教學方法,課堂氣氛相對較活躍,既提高了學生的參與性,又激發了學生的創造性。
本人在本課程的教學過程中,主要嘗試了分組式討論教學法和案例教學法兩種新的教學方法。分組式討論教學模式,每組分4~6名學生,專門設計學案在課前下發給學生,根據學案內容,讓學生在課堂上進行小組討論,再由小組學生輪流發言。案例教學法是利用生活生產中的實例進行知識的講授。在理論知識的基礎上,結合生產中實例進行講授。例如,在講常用機構分類、特點及應用時,可以直接讓學生觀看汽車雨刮器、牛頭刨床、揉面機、插床等機器的運動視頻,這樣可以直觀地反映知識內容,增加學生的學習興趣,使學生較快地理解和掌握所學內容。
三、考核評估體系改革
目前,本課程的考核方式主要是平時成績和考試成績,其中以考試成績為主。本校期末考試成績占70%,平時成績占30%。平時成績比例太小,無法真實反映學生對這門課程的學習效果,也無法有效監督學生的學習過程。我們應該向其他一些國家學習,使考核方式實現多元化。
本課程是機械專業的主干課程,應該注重過程性評價和目標評價相結合,包括課堂表現、平時大作業、實驗、期中成績、期末成績等多方面。課程實踐性較強,除了教科書的習題外,可以適當增加課后大作業,大作業應該結合具有實踐性的項目布置,提高學生的實踐能力。
本人在教學過程中提出了以上教學思路。《機械設計基礎》課程的學習內容、授課方式、考核方式都應該進行相應改革。課堂應該以學生為主體,討論式、啟發式等教學方式應該得到推廣;教學內容也應該整合,與時俱進;考核方式應該過程性和終結性相結合。只要這樣,才能激發學生的學習熱情,培養學生理論結合實踐的能力,為其他專業課學習奠定堅實的基礎。
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關鍵詞 機械設計 機械電子工程 數控技術 教學改革
0引言
機電工程教學改革促進了建立學校和企業建立了長期的產學研合作機制,形成了穩定的研究生設計基地和校外實習基地。校企合作,共同申報科研項目,擴大合作方式;練習的學生,有很強的動手能力,爭取更多的就業機會;企業接受學生實習,為企業選擇人才和設施的機會,為成績突出的學生拓寬就業渠道,學生就業,反映和雙向選擇完美的和諧統一。
1機械電子工程專業教學改革的意義
1.1有效提高了學生的素質和應用能力
機械電子工程專業教學的改革是有針對性的改革,例如專業畢業設計打破以往的“紙上談兵”創新為真題實做實驗,使學生在實踐能力、自學能力、團隊精神以及應用新知識、新技術的能力等綜合素質方面得到了培養和鍛煉。有效地提高學了生綜合素質和應用能力,提高了畢業生的就業率:大部分學生到企業工作時,在專業對口崗位上很快就能上崗工作,崗位適應度高。
1.2教學改革符合高等教育人才培養目標
人才培養的模式改革的重點是教學過程的實踐性、開放性和職業性,機械設計R蹈母鍤凳嫣饈底觶將學生安排在機械生產一線,讓學生實地了解企業,了解機械設計專業知識的應用和機械生產組織管理,親歷了從選材、設計、生產到裝配的全過程,既學到了很多實踐實操知識,又消化、補充了課堂上所學的知識,提高了學生實踐能力和創造能力。
1.3教學改革有利于增強專業教師實踐能力
機械電子工程專業教學的改革的實施,教師和學生一起參與企業的生產實踐與技術攻關,并跟蹤最新理論、技術、工藝、流程的發展,學校專業教師和企業技術人員共同指導,進行生產各個環節的實戰演習,在提高學生的實踐能力的同時,也充實自己的實踐知識,掌握了新工藝、新技術,提高了專業實踐能力,實現了教學相長。
2機械電子工程專業創新教學方法與教學手段策略
2.1注意培養學生嚴謹的工作作風
機械電子工程專業教學的改革使學生有了極大的興趣和熱情,增強了學生的專業興趣。然而,如何將已學過的理論知識與生產實際結合起來,往往是在校生的薄弱環節。設計時在滿足制件要求的前提下,如何使機械制造方便、成本降低考慮得較少,以至于造成結構設計上人為的復雜。甚至有的學生設計時,不經過嚴密思考、馬馬虎虎,出現尺寸標注錯誤、公差標注錯誤等現象。因此指導老師要因勢利導,注意培養學生在生產實際中發現問題、掌握解決問題的步驟和方法和一絲不茍的工作作風。
2.2加強校內實訓與頂崗實習銜接
頂崗實習對于機械電子工程專業學生提高實際技能具有很大作用,但是目前,高等院校安置機械設計專業學生頂崗實習難度很大,主要原因是,機械行業是一個實踐經驗和技能要求較高的行業,由于學生沒有工作經歷,廠方不愿把貴重設備讓學生練手,工作稍微馬虎往往帶來一副機械報廢,損失巨大,如對學生培訓,費時費力又影響生產,企業感到不劃算;因此要讓企業積極對待機械設計專業學生頂崗實習,學校一定要站在企業角度,考慮企業要求,在學生進廠前,做好鋪墊,既學生進入企業能不太費力培訓就能熟悉基本操作,這一過程要在校內實訓環節完成,為此要認真抓好校內的各實訓教學環節,力求達到企業上崗了基本要求,這樣才能得到頂崗實習單位的正面回應。
2.3加強機械電子工程專業實踐基地建設
目前,由于機械電子工程畢業生自主擇業,而且擇業時間提早,對畢業設計的開展發生較大的沖突。尤其是相當一部分畢業生提前離校上崗,在沒有得到很好的實踐就匆忙上崗導致用人單位反映學生動手能力較弱。因此認識到:一是通過校企合作,加強機械設計專業實踐基地建設,進行對口頂崗實習和畢業設計,實現實習、就業一體化。同時,學校要為企業提供技術服務,有計劃派出專業骨干教師主動參與技術開發研究或“送教上門”,為其開展各類員工培訓,增加企業對學校的深入了解,拓寬實習崗位渠道;二是以學校場地引資源,由學校提供場地和管理,企業提供設備、技術,校企共建校內生產性頂崗實訓基地。
2.4啟發式教學方法取代灌輸式”的教學方法
教學是教師和學生的一種特殊的人才培養活動。通過機械電子工程教學活動,引導教師積極組織學生,有意識地學習和加快掌握文化和科學知識和基本技能,促進學生在許多方面,全面提高學生的學習水平,使他們成為人們的社會需求。簡單地說,教學是教師教學與學生學習的雙向互動。在這樣的行為過程中,學生可以通過掌握知識來了解客觀世界,形成主觀世界,學生是學習的主體。然而,學生的學習是開展的教師或指導的指導下,在教學過程中,對教師的主導作用和學生的主體作用是對立統一的關系,教學和學習中的矛盾,教師的教學方法和教學手段,直接影響機械電子工程課程的教學質量。
參考文獻