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但是还存在一个问题,就是我们在运行机组时,机组的转子在转动时都会发生一定的位移,双表对中法的局限性就体现出来了,这时三表对中法就应运而生。所谓的三表对中法就是利用三只千分表或百分表分别测量联轴器对轮的位移跳动程度,其中,一只表测量径向的位移,另外两只表同等距离分布在同一直径上,测量轴向的位移。然后按照赵赏鑫博士发表于2007年第35卷第10期《石油机械》上的《三表对中法在天然气压缩机组安装中的应用》一文中所讲进行论证测量和偏差量计算。采用“三表对中法”进行大型机组的对中,不仅能解除对中时转子轴向位移对对中数据的影响,而且能够提高机组的安装效率,节约工期,取得良好的社会效益和经济效益。
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。
一、数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。
1、高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。
2、轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。
3、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController),中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“ITplaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
二、对我国数控技术及其产业发展的基本估计
我国数控技术起步于1958年,近50年的发展历程大致可分为3个阶段:第一阶段从1958年到1979年,即封闭式发展阶段。在此阶段,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制,数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段。在此阶段,由于改革开放和国家的重视,以及研究开发环境和国际环境的改善,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。在此阶段,我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。
纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得了以下成绩。
1、奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术,其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础,部分技术已商品化、产业化。
2、初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。
3、建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。
虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步,但我们也要清醒地认识到,我国高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快,但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距,在某些方面发展速度也有差距,即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看,对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。
a.技术水平上,与国外先进水平大约落后10~15年,在高精尖技术方面则更大。
b.产业化水平上,市场占有率低,品种覆盖率小,还没有形成规模生产;功能部件专业化生产水平及成套能力较低;外观质量相对差;可靠性不高,商品化程度不足;国产数控系统尚未建立自己的品牌效应,用户信心不足。
c.可持续发展的能力上,对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱;数控技术应用领域拓展力度不强;相关标准规范的研究、制定滞后。
分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。
a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足;对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足;对我国数控技术应用水平及能力分析不够。
b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多,从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少;没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。
c.机制方面。不良机制造成人才流失,又制约了技术及技术路线创新、产品创新,且制约了规划的有效实施,往往规划理想,实施困难。
d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强,核心技术的工程化能力不强。机床标准落后,水平较低,数控系统新标准研究不够。
三、对我国数控技术和产业化发展的战略思考
1、战略考虑
我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,即要掌握先进制造核心技术,否则在新一轮国际产业结构调整中,我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价,交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”,而非掌握核心技术的制造中心的地位,这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。
我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题,首先从社会安全看,因为制造业是我国就业人口最多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,保障社会的稳定;其次从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质,对我国实现禁运和限制,“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。
2、发展策略
从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容,实现制造装备业的跨跃式发展。
强调市场需求为导向,即以数控终端产品为主,以整机(如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等)带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件(数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等)的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品;没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品;当然,没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。
在高精尖装备研发方面,要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合,以“做得出、用得上、卖得掉”为目标,按国家意志实施攻关,以解决国家之急需。
在竞争前数控技术方面,强调创新,强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品,为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
参考文献:
[1]中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼[J].世界制造技术与装备市场,2001(3):18-20.
2系统功能设计
本设计方案系统功能按用户权限,在Web浏览器可分成3种功能:一是普通用户(可以不登陆)可以实现气象技术装备许可证查询功能,查询生产厂家信息,气象装备目录信息,气象装备用户信息,气象装备许可证颁发记录档案;二是注册用户可实现基本气象技术装备许信息查询功能外,还可以进行可证申请和办理进度查询;三是系统管理用户进行数据录入、修改和变更,确保系统信息准确可靠,实现对各种气象技术装备许可证信息录入、修改、变更知识库的管理。系统功能按知识库和系统管理设计,可分为知识库管理管理、知识库查询和许可系统管理3个功能模块。系统模块设计包括:创建信息录入模块、信息统计模块、评估分析模块、到期自动提示模块和信息存储管理模块;设计许可证管理信息表;设计特定名称自动索引功能,特定名称索引不少于10种以上;设计许可证信息的快速查询和统计分析功能模块;设计装备许可证相关材料的打印功能模块。依据上述系统的功能设计方案,系统功能模块主要分为以下3个专题。
(1)创建气象技术装备使用许可证评估的知识库。主要从气象装备性能、业务运行率、观测数据质量、厂家的生产能力、市场占有率、售后服务、维修能力、技术升级情况等多方面对以往许可证评估管理的技术文档统一收集,集中管理,长期保存,归档整理,形成一套适用于现阶段使用许可证评估业务的信息管理系统。通过对现有使用许可证评估管理的业务需求进行分类深入研究,实现各类技术文档的无纸化归类管理,电子信息化管理。
(2)创建气象技术装备使用许可证信息检索系统。支持强大、灵活的信息检索功能,可以自定义信息检索、组合条件信息检索、快速定位查询检索及模糊查询检索,以图表产品的形式显示查询统计、分析评估的结果。
(3)创建自动判定许可证有效期的关键算法,设置首页自动提醒功能。形成各类气象装备使用许可证评估的知识库,集中展现和反映各设备厂家的整体研究实力和水平,供技术人员共享,提高自身水平;创建自动录入、查询、统计和分析评估信息管理系统,提高监督透明度;实现许可证有效期自动判定算法和提醒,提高装备管理的时效性和针对性。
3系统数据库表设计
3.1数据库表需求分析
我国气象技术装备主要包括地面常规气象观测仪器,高空探测设备及其探空器材,天气雷达,风廓线雷达,自动气象站,闪电定位仪,土壤水分观测仪,气象卫星,大气成分观测仪等等。所有这些气象装备均有确定的名称、规格、型号,气象装备生产厂家也相对固定,气象装备的建设标准、业务使用规定和考评方法都有标准规范,因此可以将这些信息归类到相应的字典表里面。系统主要实现对所有气象技术装备许可证申请、审核、发证、续期申请、终止的全程跟踪管理,必须将每次申请材料和审核批准文档详细记录在许可证信息表,形成每一种气象技术装备的详细行踪表。值得注意的是所有气象技术装备许可证都有使用期,本系统数据库还需要设定气象技术装备续期申请数据信息表。
3.2气象技术装备数据库表的组成
(1)气象技术装备字典表:用于记录所有气象技术装备的详细信息,包括装备设计功能信息和简捷业务说明等,可按天基、空基、地基和海基分类;也可以按遥测、遥感和接触分类。
(2)生产厂家信息表:记录气象技术装备生产厂家的详细信息。
(3)气象技术装备用户表:登记所有用户的信息。
(4)全国业务台站站点表:记录气象技术装备业务使用站点信息。
(5)气象技术装备许可证行踪表:记录每一个种气象技术装备申请、审核、批准、终止详细文档信息。
(6)气象技术装备表:记录该装备身份信息(含名称、型号、仪器号码等)、生产情况,销售情况、业务运行数量、仪器性能状况、业务质量情况、故障记录、检定情况、装备评估。
4系统实现
本文设计的系统开发语言环境基于当前主流的Microsoft公司的可视化编程VisualStudio2010开发环境和面向对象,运行于.NETFramework之上的高级程序设计语言VB或C#。系统软件开发使用Microsoft公司提供的可视化高级程序设计语言,采用中间件技术、数据仓库技术、数据图表等成熟的软件开发通用技术,进行功能模块编程,最后系统编译联调,实现气象许可证评估信息的自动化录入,按需进行检索、查询、统计、分析、打印等功能。本文在对全国气象技术装备许可证信息数据进行分析与处理基础上,利用SQLServer2000数据库和XML格式表建立装备许可证信息管理系统的服务器端核心数据库,管理装备许可证所有数据信息和装备一般属性信息(包括厂家、名称、型号、定型材料、应用评估等数据),以Web为平台在网络上所有气象技术装备许可证信息及一般属性信息,从而实现全国气象技术装备使用许可证息管理的网络化共享服务。
5结束语
本管理系统设计与原有的气象技术装备许可证信息管理相比,有以下5个方面的改进:
(1)实现各类技术文档的无纸化归类管理,电子信息化管理,大幅度提高了自动化管理水平;
(2)系统中各类气象装备使用许可证评估的知识库,集中展现和反映各设备厂家的整体研究实力和水平,供技术人员共享,可大幅度提高自身技术人员技术水平;
(3)使用电子化信息管理系统,提高气象装备质量监督透明度,规范化管理使用许可证评估业务,提高业务水平;
2高端装备制造对焊接材料和焊接技术的需求与挑战
在高端装备制造过程中,需要对焊接技术和焊接材料等两方面进行深入介绍。现如今,从焊接材料的种类上进行分析,主要有低合金钢,不锈钢,铝合金以及钛合金等材料,这些焊接材料主要用于钎焊以及特征焊为主。从材料的技术形态上看,主要有丝状、条状以及带状等等。从这些因素上可以看出,高端装备制造工程对于焊接材料的相关技术指标要求比较严格,同时其复杂性也比较突出。需要对材料的技术性能指标进行明确和保证。通常情况下,材料的技术性能指标需要达到一定的稳定性和高效性,这样才能保证焊接材料达到相关技术标准。高端装备制造对焊接材料的技术性能也提出了一定的挑战,首先,在研发方面,焊接材料技术发展中所面临的最大挑战就是焊接材料的成分、组织以及性能之间关系的处理。其次,在实际的材料生产制备中,所面临的技术挑战主要有三点:①高端装备制造原材料和辅助材料的质量需要进行严格把关。②制高端装备制造焊接技术和相应的焊接装备性能也是不可忽视的重要因素。③由于焊接材料的系统性比较强,因此焊接材料制备技术的研究非常重要,不容忽视。每一个焊接技术环节都应该严格按照相应的标准来进行。其中包括焊条大压力压涂技术,剂匹配技术以及烧结焊剂的造粒技术等等。从比较典型的拉丝工艺上看,国内的研究所受到的影响因素较多。为了对拉丝工艺进行优化,需要选择科学合理的配剂,以及拉丝的制定工艺等等。④在焊接材料和焊接技术的质量控制方面也面临着一定的挑战。具体来说可以从两个方面来阐述:第一,现如今,信息化和智能化技术比较发达,但是从焊接技术的控制方面来看,在线质量检测技术的落后现象比较严重,焊接技术检测还只是停留在对几何尺寸进行检测,深入程度不够。所以,在实际的工作中,对于焊丝的应力以及变形的情况等方面还无法进行详细地检测。第二,焊接材料的工艺性对于焊接技术的发展也提出了较高的要求,但是焊接技术中涉及到的焊接工艺参数和材料的质量无法达到相关的标准,不能从本质上对焊接功能和材料工艺进行解释,可见,焊接工作的质量控制方面还不健全,亟待改善。
3高端装备制造的新型焊接技术
3.1活性化焊接技术
活性化焊接能很好的克服普通TIG焊方法熔深浅、对材料成分敏感的缺点。与普通TIG焊方法相比,相同的焊接参数,活性剂能使熔深增加200%~300%,焊接时间减少50%,焊接效率提高2-6倍,焊接成本也相应减少,在高端装备制造的焊接作业中能够发挥很好的作用。
3.2高速焊接技术
高效焊接技术一直是高端装备制备焊接技术的重点发展方向,目前已经取得了一些成就,例如熔化极等离子弧焊接技术,这种技术综合了熔化极气体保护焊和等离子弧焊的优点,非常适宜铝镁等轻金属及合金的焊接。在焊接薄板时,可以实现高速焊,例如对2mm铝板,焊接速度可达3000mm/min;对于厚板连接,其熔敷效率高,参数范围广,焊接过程稳定。由于等离子弧对接头区的充分清理作用,焊缝中气孔缺陷明显较少,尤其适合在高端装备这种对焊接质量要求较高的焊接作用中使用。
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。
1数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。
1.1高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。
1.25轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。
1.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController),中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“ITplaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
1.4重视新技术标准、规范的建立
1.4.1关于数控系统设计开发规范
如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。
1.4.2关于数控标准
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G,M代码描述如何(how)加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。
STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命,对于数控技术的发展乃至整个制造业,将产生深远的影响。首先,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下,NC程序可以分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次,STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。
目前,欧美国家非常重视STEP-NC的研究,欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1~2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEPTools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(SuperModel),其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。
2对我国数控技术及其产业发展的基本估计
我国数控技术起步于1958年,近50年的发展历程大致可分为3个阶段:第一阶段从1958年到1979年,即封闭式发展阶段。在此阶段,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制,数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段。在此阶段,由于改革开放和国家的重视,以及研究开发环境和国际环境的改善,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。在此阶段,我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。
纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得了以下成绩。
a.奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术,其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础,部分技术已商品化、产业化。
b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。
c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。
虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步,但我们也要清醒地认识到,我国高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快,但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距,在某些方面发展速度也有差距,即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看,对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。
a.技术水平上,与国外先进水平大约落后10~15年,在高精尖技术方面则更大。
b.产业化水平上,市场占有率低,品种覆盖率小,还没有形成规模生产;功能部件专业化生产水平及成套能力较低;外观质量相对差;可靠性不高,商品化程度不足;国产数控系统尚未建立自己的品牌效应,用户信心不足。
c.可持续发展的能力上,对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱;数控技术应用领域拓展力度不强;相关标准规范的研究、制定滞后。
分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。
a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足;对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足;对我国数控技术应用水平及能力分析不够。
b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多,从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少;没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。
c.机制方面。不良机制造成人才流失,又制约了技术及技术路线创新、产品创新,且制约了规划的有效实施,往往规划理想,实施困难。
d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强,核心技术的工程化能力不强。机床标准落后,水平较低,数控系统新标准研究不够。
3对我国数控技术和产业化发展的战略思考
3.1战略考虑
我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,即要掌握先进制造核心技术,否则在新一轮国际产业结构调整中,我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价,交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”,而非掌握核心技术的制造中心的地位,这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。
我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题,首先从社会安全看,因为制造业是我国就业人口最多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,保障社会的稳定;其次从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质,对我国实现禁运和限制,“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。
3.2发展策略
从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容,实现制造装备业的跨跃式发展。
强调市场需求为导向,即以数控终端产品为主,以整机(如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等)带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件(数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等)的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品;没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品;当然,没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。
在高精尖装备研发方面,要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合,以“做得出、用得上、卖得掉”为目标,按国家意志实施攻关,以解决国家之急需。
在竞争前数控技术方面,强调创新,强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品,为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
参考文献:
[1]中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼[J].世界制造技术与装备市场,2001(3):18-20.
这反映出应试教育观念的影响仍然很深,人们(尤其是教育部门的教师与领导)还没有从实质上理解素质教育或接受素质教育。显然,在这种模式下,学生完全是认知的主体,学习强调的不再是对知识的记忆,而是重视培养学生的创造性思维和创造能力,以及获取信息、分析信息、处理信息和利用信息的信息能力。
因此,lnternet网巨大的信息量,多媒体技术图、文、声、像并茂的特点以及它们所共同具备的友好的人机交互能力,为创建这种以“学”为中心的教学模式提供了最好的技术上的支持。
在我国,对于那些现代教育技术设施还不够完备的广大学校和地区来说,实现基于建构主义理论的学习模式尚有困难;而且,建构主义特别强调探索学习和发现学习,忽视了接受学习,根据奥苏贝尔的理论,发现学习有助于培养学习者的想象力和创造力,但获得的只是初级概念,因此,并非适合于所有课程的学习,而接受学习仍是学习者获得知识的主要途径。在这里有必要说明一点:接受学习不同于机械学习,它同样可以实现意义学习,学习结果到底是意义的还是机械的,这要取决于学生的“学”和教师的“教”。
我国教育技术专家也提出了一种以教师为主导、以学生为主体的“双主”教学模式。双主”教学模式强调对以计算机为基础的现代教育技术的应用,强调学习的目的是实现学生对学习内容的意义建构,即实现意义学习。显然,“双主”教学模式更适合我国国情,有助于实现我国的素质教育。
因此,教学中必须增加培养学生对信息获取、检索、分析、处理能力的内容,信息能力也要作为教育的培养目标。可见,合作学习是以“学”为中心的教学模式的必然要求。我们已跨迸21世纪的门槛,我们的社会即将跨入一个崭新的经济时代。科学技术发展速度加快,新领域不断增多,学科高度分化又高度综合,科学技术转化为生产力的周期大大缩短,计算机的普及和Internet网的崛起大大改变了人们的工作方式,学习方式、思维方式乃至生活方式。显然,在机遇与挑战面前,原有的教育模式已不能适应社会发展的需要,教育必须实行改革,人才素质必须更加优化。因此,实施素质教育已经成为时代的呼唤、科学技术和社会发展的需要。
一、教育改革必须以教育观念的转变为先导
简单说,教育改革就是要使教育走出应试教育的误区,完成由以书本为中心、以课堂为中心,以教师为中心向以直接经验为中心、以活动为中心、以学生为中心的转变,以及由培养经验型人才向培养创造型人才的转变。我们所说的素质教育既是一种教育观念,又是一种教育模式,其实二者在本质上是相通的,因为教育模式实质上就是具有实际操作功能的教育观念。教育观念主要有四大功能:(1)对特定集团的教育主张、教育秩序、教育行为加以正当化、普遍化、社会化;(2)使与自己集团对立的教育观念解体;(3)使教育诸要素在统一的整体中各尽其能;(4)赋予教育者以使命感。教育观念具有一般导向功能,在教育、教学中占据指导者地位。素质教育观是与传统的应试教育观根本对立的。传统的应试教育观是在社会“升学热”中自发行成的,这种教育观念只见考分不见人,考什么就教什么,怎么考就怎么教,一切以考试作为指挥捧,引导学生“死扣书本、死记硬背、死追分数”相反,素质教育是根据社会发展的需要而提出的,它重视素质,需要培养什么样的素质就教什么,怎样教有利于提高人才素质就怎么教,一切以培养出符合时代要求的人才为依据,重视学生的“全体发展、全面发展、个性发展。
现代教育技术是以现代教育理论、学习理论为指导,以计算机为核心的信息技术在教育教学领域中的应用,是当前教育教学改革的制高点和突破口,“信息技术在教育领域的全面应用,必将导致教学内容、教学手段、教学方法和教学模式的深刻变革,并最终导致教育思想、教学观念、教学理论乃至整个教育体制的根本变革”
在未来的教育、教学活动中,网络和多媒体技术取代传统的黑板和粉笔是大势所趋。但是必须充分认识到,在教育、教学活动中,即使运用了最先进的现代信息技术,也并不一定意味着教育就现代化了,从传统教育向现代教育的转变,最根本的是教育观念的转变。
很普遍的一个现象是:在很多学校中,现代教育技术的硬件建设已相当完备,计算机已成为基础课程,但计算机操作方面的考核,仍然用笔答试卷进行,仍以考试分数来评价学生的创造能力和操作能力。这反映出应试教育观念的影响仍然很深,人们(尤其是教育部门的教师与领导)还没有从实质上理解素质教育或接受素质教育。也就是说,人们的观念不能更新,物质条件再优越,教学方法再先进,也不可能从根本上改变应试教育的现状。
近年来,我国在素质教育方面已取得了令人瞩目的成就,但还有很多不尽人意之处,一个重要的原因就是部分人对素质教育的理解还不够深入,教育的观念还没有深入人心。当前,知识经济的大潮汹涌而来,新的世纪强烈地呼唤创造型的人才,因此,在全民范围内(尤其在教育部门内部)普及素质教育观念,使素质教育深入民心,是加速教育改革的重要前提。
二、素质教育要求建构新型教学模式
教学模式是在一定的教育思想、教学理论的指导下,在某种教学环境和资源的支持下,教与学环境中各要素之间稳定的关系和活动进程中的结构形式。传统的教学模式是一种以“教”为中心的教学模式,这种教学模式以课堂、教材和教师为中心,排斥一切课外活动,忽视劳动职业训练;以传授课本知识为惟一目的,忽视学生创造能力的发展和个性的培养;忽视学生在学习中的主体地位,忽视学生认知能力的培养。显然,这种教学模式已经滞后于社会的发展,与素质教育的原则背道而驰,不能适应科学技术和社会发展的需要,必然要为社会所淘汰。
在建构主义学习理论指导下的教学模式,强调以学生为中心,在整个教学过程中教师作为学习的组织者、指导者、帮助者和促进者,为学习过程创建必要的学习情境,使学生在相互协作中充分发挥自己的主动性、积极性和创造精神,主动参与到学习过程中,实现意义学习(即达到对知识的深刻理解,而不是机械记忆)。显然,在这种模式下,学生完全是认知的主体,学习强调的不再是对知识的记忆,而是重视培养学生的创造性思维和创造能力,以及获取信息、分析信息、处理信息和利用信息的信息能力。
基于建构主义理论的教学模式强调“情境创设”协商会话”、“信息资源提供”。因此,lnternet网巨大的信息量,多媒体技术图、文、声、像并茂的特点以及它们所共同具备的友好的人机交互能力,为创建这种以“学”为中心的教学模式提供了最好的技术上的支持。
在我国,对于那些现代教育技术设施还不够完备的广大学校和地区来说,实现基于建构主义理论的学习模式尚有困难;而且,建构主义特别强调探索学习和发现学习,忽视了接受学习,根据奥苏贝尔的理论,发现学习有助于培养学习者的想象力和创造力,但获得的只是初级概念,因此,并非适合于所有课程的学习,而接受学习仍是学习者获得知识的主要途径。在这里有必要说明一点:接受学习不同于机械学习,它同样可以实现意义学习,学习结果到底是意义的还是机械的,这要取决于学生的“学”和教师的“教”。
我国教育技术专家也提出了一种以教师为主导、以学生为主体的“双主”教学模式。这种教学模式是“以教为中心”和“以学为中心”的揉合与优势互补,它基本保留“传递一接受”的教学过程,以接受学习作为主要学习方式,教师有时处于中心地位,但更多时候是在教师的指导下,学生进行自主学习。
双主”教学模式强调对以计算机为基础的现代教育技术的应用,强调学习的目的是实现学生对学习内容的意义建构,即实现意义学习。显然,“双主”教学模式更适合我国国情,有助于实现我国的素质教育。
素质教育的目标是使学习者全体发展、全面发展、个性发展,无论是建构主义教学模式还是“双主”教学模式,都有利于这个目标的实现,到底应采用哪种形式,还需要因地制宜,因校制宜。
三、应用现代教育技术创建新型教学模式
如前所述,新的教学模式重视培养学习者的认知能力、创造能力,而能力只能在掌握必要知识的基础上(,主要在实践中做”、“应用”)培养。因而教学中要增加实际练习、自由操作、社会实践等以学生亲身体验为主的学习内容,在课堂教学中必须运用具有交互性的教学和学习工具,把粉笔加黑板的教学变成以实践为基础的教学。而且,随着现代信息技术的发展,人们的生活方式和生活内容正在发生改变,计算机文化、网络文化已逐渐成为一种基本文化,信息能力也日益成为现代社会中人们的一种基本生存能力。因此,教学中必须增加培养学生对信息获取、检索、分析、处理能力的内容,信息能力也要作为教育的培养目标。可见,构建新的教学模式,必须应用以计算机为核心的现代教育技术。
1.把现代教育技术作为工具
在新的教学模式中,教学空间不再局限于黑板和讲台,借助于多媒体工具和平台,教学可以从视,听、触,多个维度展开。不仅教师的授课、指导、辅助要通过各类媒体进行,而且学生的学习和探索也要借助于各类媒体来实现。另外,各类计算机网络还构成了师生之间、学生之间互递信息的工具,教师的指导与学生的反馈都要在此基础上进行。
2.招现代教育技术作为资源
素质教育重视知识与能力,不再片面强调对知识的记忆,因此,在这种基于“学”的环境系统中,必然要选择与应用大量的教与学的资源。现代教育技术能够提供多样化的学习资源,如磁带音像教材、多媒体教学软件、校园网等,而且,Internet网本身就是一座世界上最大的教学资源库。
3.把现代教育技术作为环境
应用现代教育技术可以构造各种教学环境,如多媒体综合教室、多媒体计算机网络教室、电子阅览室、校园网、基于Internet网的远程学习系统等。在课堂教学中,应用多媒体技术、网络技术和虚拟现实技术能够创造和展示各种趋于现实的学习情境,把抽象的学习与现实生活融合起来,激发学生的思维与探索。
首先,机电设备的电气问题。在机电设备安装过程中,一旦断路器弧触头和触指出现装配错误,或是安装人员没有正常进行操作时,则会使绝缘介质出现分压、电压增大或是触头发热等现象,极易导致断路器发生爆炸。在对隔离开关进行安装时,一旦在安装过程中操作不当,则会导致接触面出现电热氧化现象,从而导致触头被煤坏。而在对电流互感器安装时,极易产生电压,从而给安全人员的人身安全带来较大的威胁。其次,机电设备的螺栓联接问题。机电设备安装过程中,其联结部分多以螺栓为主,但利用螺栓在联接过程中也很容易发生故障。特别是在联接过程中螺栓出现松动时,则会导致机电设备运行过程中部分部件出现松动的情况。而一旦螺栓联接过紧时,则极易导致金属出现疲劳的现象,从而为安全事故的发生埋下隐患。
1.2产生故障问题的原因
首先,机电设备安装设计不合理。在机电设备安装设计过程中存在着许多不合理的地方,这就使机电设备在正常安装过程中无法按照设计方案进行安装,不仅会对机电设备的正常使用带来较大的影响,而且还会导致一些安全隐患存在。其次,机电设备安装过程中缺乏监督。在机电设备安装过程中,由于监督力度不够,从而导致安装质量无法保障。同时在安装施工过程中,管理不严格,而且管理人员水平不高,很难发现安装过程中存在的问题,这就给安装工作带来较大的安全隐患,从而导致安装质量也达不到设计的标准要求。
2煤矿机电设备的安装技术
煤矿机电设备在进行安装施工的时候,主要的工序就包括了机电设备的清点与记录、机电设备的基础验收、机电设备的基础放线、机电设备的就位和安装、对机电设备的安装精度控制以及对机电设备的运行进行检查等。
2.1机电设备的清点和记录
当机电设备到货后,需要由建设方,施工方和机电设备供应商三方共同对设备进行检查,同时对机电设备及各零部件进行清点,并做好记录工作。对于机电设备中较为关键的部件还需要根据质量标准要求进行检查和验收,合格后才能进行签收。移交后的机电设备需要由相关人员签字后再对其进行详细登记。
2.2机电设备的基础验收
要对机电设备基础进行验收过程中,需要确保其能够满足相关的标准和要求。首先,需要对机电设备基础的表面进行检查,确保其不存在质量缺陷,在检查时可以利用锤子进行敲击,看其是否有裂缝及掉角等现象发生。其次,要对机电设备基础表面和地脚螺栓的预留孔进行检查,清除其表面的杂质,当基础表面需要放置垫铁时,需要对其表面进行处理,确保其达到麻面的效果,同时需要准确预埋一次性地脚螺栓的位置,同时还要确保地脚螺栓在外面的长度要与相关的标准要求相符。对于预留的地脚螺栓孔,需要其位置和深度都要与具体的设计要求相符,确保地脚螺栓孔的不存在任何质量隐患。再次,浇筑基础时,对于承重面需要预留出垫铁的高度,同时还要确保二次灌浆后垫铁的高度要与设计的要求相符。最后,对于地脚螺栓处的混凝土,需要确保其强度要与相关规范的标准要求相符,而且地脚螺栓之间的间距及坐标需要与设计的要求相符。煤矿企业一些较为重要的机电设备,在对其基础进行施工过程中需要做好预压强度的实验,确保实验过程中设备基础的预压力要比机电设备满负荷运行状态下施加给基础的作用力的总和要大。
2.3机电设备的基础放线
在对机电设备基础进行放线的时候,应该要根据机电设备的安装详细图纸以及建筑物的轴线来放出施工的控制轴线,同时还应该要使用水准仪来复核和检验机电设备的标高,并且应该要做好相应的记录。
2.4机电设备的就位和安装
对于需要安装的机电设备,需要将其运到安装现场,当机电设备就位后,则需要选择适当厚度的垫铁将其放置在设备的底座和基础之间,确保安装后的机电设备水平高度及标高能够与设计的要求相符。在大体安装完成后,还需要进行找平和找正,确保一切无误后,机电设备的安装工作才算结束。
2.5对机电设备的安装精度进行控制
在对机电设备进行安装过程中,垫铁质量、安装位置、基础施工质量、地脚螺栓质量及位置、安装人员技术水平等诸多因素都会对机电设备的安装精度产生较大的影响。所以在对机电设备进行安装过程中,需要对这些影响因素进行有效地控制,有效地降低各因素的影响力度。在安装过程中需要充分的考虑到实际情况,同时根据机电设备自身的特点来选择科学合理的安装方法,并采用先进的调整技术,有效地降低设备在安装过程中的误差,确保将累计误差降至最低。
2.6对电气设备试运行的检查
当电气设备安装完成后,对其进行检查后,则需要开始进行试运行。在电气设备试运行过程中,需要对转轴传动装置进行详细检查,确保传动装置在运行上要具有较好的灵活性和可靠性。对于试运行过程中出现滞卡现象时,则需要停止运行并对导致出现滞卡现象的原历进行查明,及时排除故障,确保运行的继续。另外,还需要对机电启动设备做好检查工作,对设备的规格和线路进行检查,确保与设计的要求相符,线路完好。电气设备运行过程中,检修人员还需要做好日常检查和维修工作,及时排查机电设备故障,确保机电设备能够安全、可靠的运行。
中图分类号:TU85文献标识码: A
前言:机电设备作为工程项目不可缺少的组成部分,它对于工程施工的顺利开展有非常重要的作用,可以较好的控制施工质量。然而机电设备的安装是一项比较复杂的工作,其在安装过程中需要注意一些控制因素,常常由于质量控制不合理导致安装中出现一些问题,影响工程的顺利开展。因此,需要加大对机电设备安装的控制力度,减少安装过程中出现的问题,加快工程的施工进度。
一、机电设备安装过程中常见的问题
1、工程基础中机电设备安装问题
机电设备安装过程是一个多因素控制部分,它与整个工程项目有不可割舍的联系。因此,在机电设备安装过程中,要综合考虑工程施工对机电设备安装的影响,减少机电设备安装阶段的安全隐患。
1.1基础螺栓预留孔位置误差较大。
众所周知,机电设备是安装在基础上预先设置的螺栓、螺母孔中。而在基础预留孔位置设置时,常常会出现较大的位移偏差,导致预留孔位置不精确,或者出现地脚螺栓的预埋位置偏差过大,导致机电设备安装中存在一些问题。
1.2设备安装标高存在误差。
在机电设备安装过程中,需要对安装位置的进行标定,然而在基础位置标定中,常出现机电设备位置标高与设计所要求的位置不相符合,导致机电设备安装中需要调整设备,增加安装成本。
2、机电设备安装中技术问题。
机电设备在安装完成后,会有较长的使用期,在这个期间机电设备的正常运转会产生一定设备损耗,因此会在正常范围内降低其使用寿命。但是,由于超过静止设备安装的较高性能,其对安装技术也有较高的要求,由此就会产生由于人工安装技术的不规范或不成熟导致机电设备过早的结束使用期,缩短寿命。
2.1机电设备垫铁不科学选用,产生安装事故。
垫铁在整个机电设备安装中起到承载设备重力,降低设备振幅的重要作用。然而,在实际施工垫铁的选取上,往往会产生诸多问题,例如垫铁高度过大、位置不佳、质量不高等,由此会导致机电设备无法正常运转,降低工作效率。
2.2对轴承安装位置的偏差调整。
轴承在整个机电设备的安装中起到极为重要的作用,对其安装技术也是格外的严格,在实际施工中往往会由于轴承、轴承器的安装技术不足,安装出现问题,导致安装后的机电设备运行时会产生较大的振幅极易个别部件运转不畅产生高温,因此缩短机电设备的使用寿命,降低其使用效率。
2.3机电设备检测环节不足。
在机电设备安装完成后,在使用投入前,还需要进行相关的检测工作,利用相关设备和技术检测安装工作是否合格。但是,在实际的检测环节中,往往由于缺少相关工具设备或者检测方式有缺促使检测结果不具备科学的说服力和价值,无法检测出设备安装后的隐患问题,从而使安装不合格的设备投入使用,造成施工的诸多问题,并且会产生一笔不小的维修费用。
二、机电设备产品相关问题。
1、设备的开关处接收不良。
在机电设备中经常会出现开关接触不良的问题,如开关安装位置不佳,增加操作难度;开关处的接触面积不足,动、静接头压力不够;开关灵活度不足等等。这些问题都可能造成设备使用的事故,例如人员触电、火灾、漏电等诸多安全隐患。
2、断路器安装诸多问题。
断路器时整个机电设备的核心部分,它保证这整个设备的安全,然而实际安装中往往会出现弧触指或者触头装配不科学,诸多安装环节不合格,导致设备运行时产生较多废热,影响设备运转和使用寿命,甚至导致设备爆炸。
3、导线装配工作有问题。
导线在整个设备中起到连接运行的作用,是基础所在。但是,在实际安装时,经常有导线断股、绝缘皮有破损、接头处接触不良,从而导致机电设备使用寿命缩短,降低效率。
4、电容器装配工作有问题。
电容器起到保证机电设备在工作中正常运转的作用,是整个机电设备的基础所在,所以,更需要加强对其安装工作的重视。避免一些问题出现,例如电容器外壳形变、出现漏油现象,锈蚀机器或破损等,而且还需要加强对其整设备套管的完整性和套管闪络放电痕迹的检测,以保证电容器在安装后起到相应的重要作用,保证机电设备的正常运行。
三、总结机电设备安装常见问题及改善
机电工程安装项目施工有周期长且涉及面较广的特点,涉及到的学科和专业较多包括工业、民用、公用工程中的各类设备、给排水、电气、采暖、通风、消防、通信及自动化控制系统的安装。虽有它的固有特征胆其通用性也很强。其施工活动从设备采购开始、涉及到安装、调试、生产运行、竣工验收各个阶段,最终是以满足建筑物的使用功能为目标。
1、确保机电设备基础部位的位置控制
1.1精确量取机电设备尺寸以及安装螺栓孔位置等数据,从而确保在机电设备基础安装中精确到位,减轻机电设备的振动频率;
1.2检测基础的刚度与稳定性,这样可以满足较大功率发动机工作的稳定性,以及确保机电设备安装的顺利进行;
1.3检查螺栓、螺母的预埋位置,确保其埋设误差在控制范围内,如表1中电动机轴向允许移动值。
表1 电动机的轴向允许移动值
2、提高机电施工人员的技术水平,保证好安装前的采购和查验工作
安装调试中要进行复查和验收,强化机电设备安装施工管理方案的执行是改善机电设备安装出现问题的良好措施。这样才能保证机电设备的良好运行确保工程的卓越实施。做到不断创新保证工程质量,提高工程的经济效益。机电设备不仅能大大提高劳动生产率,减轻劳动强度改善生产环境,完成人力无法完成的工作,而且作为国家工业基础之一对整个国民经济的发展,以及科技、国防实力的提高有着直接的、重要的影响还是衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志。而机电设备的维护则要靠机电施工人员。机电设备的维护至关重要。
3、机电设备的维护
在维护前要提前做好准备工作保证工作的安全进行。由于大型工程设备多,安装环节多所以要每一步都要尽善尽美确保下一步的良好进行。在通电调试时必须保持场地的清洁仔细的检查和准备机电设备然后进入机电设备调试阶段。进行调试时要先进行单台然后系统进行调试。先用手动后改成自动确保安全运作。先调试近处的设备再依次远距离调试。先空载调试后负载调试先点动后联动的原则,对安装完毕的机电设备做好通电调试。在调试时要确保人员人身安全和设备运行的绝对安全所有配电屏、柜和设备的送电必须严格按规程操作。防止安全事故的发生。暖通工程中的机电设备在运用过程中会发作污染、松动、走漏、阻塞、磨损、振荡、发热、压力反常等各种毛病影响设备正常运用,严峻时会变成事端。因而应常常对运用的机电设备加以查看、保护和调正,随时改进设备的技能状况,防患于未然。
四、结束语
综上所述,在进行机电设备的安装时,必须综合考虑多重因素,并对安装工序严格审定,避免出现安装漏洞,严格检测管理制度,以求消除问题隐患,保证机电设备正常运转。并且在安装完成后,更要注重对机电设备的护理和维修,这关系到整个机电设备系统的使用寿命和安全系数,必须得到重视。
参考文献:
[1]李季,吕厚轶,周斌. 机电设备安装常见技术问题及改善办法[J]. 湖南农机,2011,03.
[2]费新斌. 机电设备安装常见技术问题及改善办法[J]. 硅谷,2012,08.
中图分类号: TU85文献标识码: A
前言
建筑工程施工过程中,机电设备安装是其中的一个重点项目,机电设备的安装要更加的科学和合理,就必须从科学安装的角度出发,切实明确安装的重要性,并控制安装质量。
一建筑机电设备安装施工中常见问题分析
1、螺栓联接问题
螺栓、螺母联接是机电设备最基本装配,其用于电气工程传导电流的螺栓、螺母联接,安装时需考虑设备的机械效应,更要注意其电热效应。
① 螺栓、螺母联接时,压接不紧、联接过松都会使部件间的装配松动,增大接触电阻,造成通电时发热、接触面氧化、电阻增大的恶性循环,甚至在严重过热时,会烧熔联接处,引发接地短路、断开等事故;对于那些一次设备和母线,其联接线的并沟线夹、设备线夹、T型线夹和接线相等也都可能受其影响而出现不同程度的事故。
② 螺栓、螺母联接过紧,容易使长期在机械力和电磁力作用下的螺栓产生金属疲劳,出现剪切或螺牙滑丝。
2、电气设备问题
① 隔离开关安装时操作不当或动、静触头接触压力与接触面积不够,会导致接触面电热氧化,增大接触电阻,灼伤、烧蚀触头,引起事故。
② 断路器弧触指与触头的装配不正确,接触压力、插入行程、分合闸速度及同期性达不到要求时,将使触头过热、延长熄弧时间,导致绝缘介质分解、压力骤增,甚至引发断路器爆炸事故。
③ 安装检修不慎,会使电流互感器的一次绕组开路,产生高强的过电压,对设备安全和人身造成威胁。
④ 在装配有载调压装置的调节装置机构时的装配错误,装配时不慎掉入的杂物卡住机构等问题,也将引发不同程度的事故。
⑤ 主变压器的主变吊芯及高压管等安装时,不慎掉入如螺帽与钥匙之类的杂物、器身及套管内排水不彻底、密封装置安装错误或在安装中损坏等,都会降低主变压器绝缘强度,导致局部绝缘被击穿或破坏,造成恶性事故。
3、超电流问题
① 泵内有异物、泵内轴承损坏、泵的转子与壳体相摩擦等会引起超电流。
② 电机的功率偏小、过载电流整定偏小、线路电阻偏高及电源缺相等也会引发超电流。
③ 工艺操作中密度大、粘度高、需求量高等现象,使所送介质超过泵设计能力,导致超电流。
4、振动的问题
① 泵的问题,多见泵内轴承间隙大、转子不平衡、转子和定子相摩擦、转子与壳体同心度差等。其工艺操作参数与泵的额定参数偏离太多,就会引起泵的运行不平稳。
② 电机的问题,常见为转子不平衡、轴承间隙大、转子和定子气隙不均匀等。
二建筑机电设备安装过程质量控制体系框架
建筑机电安装项目的质量管理必须有一个健全完善的质量管理体系,有必要成立以项目经理为主,生产副经理、项目总工程师、相关职能部门负责人、工长和各分包负责人构成的质量控制管理组织机构,做到横向到边、纵向到底。质量控制除严格执行国家、行业有关规程、规范及施工各相关方管理文件外,施工现场应建立质量控制方面的管理体系制度,对施工过程各个工序的质量关键点进行控制。
质量控制活动从设备采购开始,涉及到安装准备、设备安装、运行调试,竣工验收各个阶段,最终以满足建筑物的使用功能为目标,主要控制内容应包括体系文件、标准规范、系统平台、支撑技术、人员控制,即可定义为质量控制活动的“四个环节、五个层面”,如图。
三建筑机电设备安装施工中常见问题的应对措施
1、关于安装建设时期要关注的原则理念
① 结合不一样的规定选取对应的装置
经由科研工作者的技术探索,选取优秀的装置,确保安装活动顺畅开展。
② 预定计划实施,总体布置,安装主次分明
科学、合理的计划机电设备的安装顺序,确保设备安装的连续性。施工前,对变电所、压风机等主要设备进行总体布置,以保证安装工作顺利。同时,在安装井架、提升绞车等设备时,按照主次分明的原则,有目的,有计划的进行安装,以保证施工的工程质量。
③ 结合设计规定开展安装工作
该项安装要切实依照设计规定开展,以降低安装活动时的损耗。
④ 保证建设者的综合素养优秀
安装项目的工作者要具有非常优秀的专业理论,在建设之前,应对其开展岗前培训活动,使其了解有关的安装内容以及建设规定,进而达到保质量、保安全的目的。
2、安装建设时期的品质管控活动
① 设置合乎建设的规定的综合化建设流程
建设活动的顺畅开展,离不开综合化的布局,在投入建设阶段要始终遵循先难后易、先大后小、先高后低的步骤。
② 建设前期的品质管控活动
在建设之前,要针对项目开展好前期的准备活动。比如要明确设计内容,熟悉所有的文件资料,而且要对有关的机械进行检查。最后要明确相关的活动规定,并开展好技术交底活动。
③ 建设时期的品质管控
安装的时候要切实遵循图纸和相关技术规定。如果发现图纸中存在问题,要及时进行修整,坚持执行“三检”制,重要的安装部位要有旁站监督;编制合理的质量控制程序,最后完成施工的相关记录。
④ 通电调试刚出厂的设备和已用过的设备
安装完成后,都要尽早的进行通电调试的操作。此外,新增、自制、改造的机械设备在使用之前需要进行调试。同时,在施工现场还要进行空负荷和负荷测试,确保其各项功能都能够达到有关的技术要求。
④ 关于验收
当项目完成之后,要对其开展综合化的自评活动,保证项目没有问题之后通知监理机构,由其开展预验活动。
四针对性的质量监控措施
配电装置构成电气工程的核心,一旦出现了问题,设备将无法正常工作,供电的可靠性下降,整个工程会失去安全重心。由此,对配电装置从设备进货再到安装调试,都应严格按图纸进行施工并做规范性验收。配电设备都较先进,其生产厂家通常规模可观,具有电业部的认可的产品使用许可证,通常不会出现技术性的问题。
电缆是用于传送电能的主要载体,如果电缆的质量存在问题,则会酿成火灾等恶性事故。大多数情况下,电缆主要沿桥架、竖井及、沟道进行铺设。电缆密度大、数量多、型号规格也比较繁杂,如果不仔细分类归纳,严格审查,就容易造成施工混乱,导致运行中的电缆温度过高,电信号相互干扰。建筑机电的安装是一种工艺性与技术性都比较强的工作,如果想做好整个建筑机电安装工作,主要是要抓住施工阶段安装设备的技术条件与安装工艺的具体技术要求。现场的工程技术人员要严格把关,凡是遇到与规范及设计文件中不相符的情况或施工的过程中做了现场修改的内容,都要记录在案,为最后再进行系统整体的调试和开通,并建立技术管理档案和数据。
配电箱的种类型号颇多,而工作原理又比较复杂,不同专业都有各自的运用特点,比较容易受到干扰,这一现状很可能造成大量的设计修改通知单,变电箱内的设备与回路修改过多等问题。若施工单位订货过程中仅考虑到蓝图设计而忽略了其他的修改之处,在安装过程中单纯的对号入座,不进行严谨的技术审核,则很难满足部分专业性的功能要求。除此之外,建筑机电安装技术文件是工程具体实施过程中的根本依据。这些文件包括了弱电系统的产品说明书、施工图纸、相关的技术标准、设计说明、各子系统的调试大纲、验收规范、弱电集成系统的功能要求、验收标准等信息,需要系统而科学的管理。
电梯的供电电源线必须单独进行敷设,同时还要保护接地系统的状态良好。电线槽、电线管、箱、盒的连接处跨接地线时,要紧密牢固,同时避免遗漏。电梯随行电缆在敷设过程中,长度要保证电梯轿箱处于极限位置时仍然不拖地、不受力。电梯机房内的配电及控制柜、屏、盘的安装布局要合理,摆正横竖端正。配电箱、配电盘以及设备配线的链接要保证牢固、包扎紧密、接触良好、绝缘可靠、标志清楚。
闭路电视系统调试工作具体包括接地电阻测量、电源检测、电动云台、线路检查、门禁系统、摄像机、监视器、控制器等进行单体的系统测试与调试。
结束语
总而言之,在建筑工程实施的过程中,机电安装工作是其中不可小视的组成部分。为了避免在机电安装中出现不必要的问题,施工过程需要严格按照安装的流程和步骤进行作业,以此为提高安装质量的依据,进而为整体建设工程做好保障。
一、过程装备维护课程内涵
“维护”的英文名称“Maintenance”在字典中的定义有两种:在生产现场进行的日常检查、日常保养、日常修理和简单的排除故障工作;在规定范围内,使参与建立联接的部件完成建立和保持联接所需的全部操作。如安装调测,编制维护流程,例行维护测量,对故障进行定位并清除故障,等。过程装备维护是保障过程企业安全生产的重要措施,与企业产品的质量、生产周期、安全生产及经济收益密切相关。过程装备分为两大类:一是主要作用部件为运动的化工机械,如过滤机,破碎机,离心分离机、旋转窑、搅拌机、旋转干燥机以及流体输送机械等;二是主要作用部件是静止的或者只有很少运动的化工设备,如容器(槽、罐、釜等)、普通窑、塔器、反应器、换热器、普通干燥器、蒸发器,反应炉、电解槽、结晶设备、传质设备、吸附设备、流态化设备、普通分离设备以及离子交换设备等。控制工程指对过程装备及其系统的状态和工况进行监测,控制。过程流体机械的维护须由化工工艺、化工机械、电气仪表控制等相关专业的技术人员共同完成。过程装备维护课程的教学大纲、课堂教学内容也要围绕上述内容展开。
二、课程教学与实习、毕业论文、职业发展的结合