時間:2023-03-21 17:07:15
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關鍵詞:質量安全;功能設計;成本;規避風險;滿意度
隨著機械設計行業的革新,機械設計管理已經不單純的是產品的功用性管理,更為主要的表現在產品的知識密度,產品的多個功能性,產品的質量絕對安全和產品的推廣價值以及規避高風險性的實用價值管理上來。機械產品的設計首要考慮的是產品的質量安全,其次是產品本身的價值所在,再有就是在設計流程中理論和實踐的相互影響,最終形成產品,通過對管理資源的有效控制達到流程的節約化,直接化和實用性,更好地保證產品使用用戶對新產品的滿意度的提升。
根據當前機械設計企業的行業特點,對于機械設計行業中存在的幾大管理問題做一個簡單的分析。
1機械設計質量安全管理
任何產品的質量安全都是頭等大事,機械設計也不例外。在機械設計行業中,設計人員一定要有嚴謹,負責的工作態度,嚴格按照設計思想,嚴格排查安全隱患,在設計中杜絕因管理疏忽而帶來的安全問題。在機械設計過程中要把安全問題落實到每個人,責任明確,分工具體使質量得到保證,安全隱患消除與萌芽狀態。
2設計工藝流程的規范化管理
機械設計屬于嚴謹的學科范疇,一切的設計行為要遵循科學,遵循設計原理。在整個設計工藝中要考量圖紙的可行性,理論的靈活運用和靈活變通,對于設計所需要數據要進行深入的運算,確保達到數據的嚴密性。對于不確定的數據要進行多個論增,對于不明確的,不理解的理論要加以掌握理解,確保設計工藝的規范化,科學化,工藝流程的萬無一失。只有嚴格地執行規范化的設計工藝流程才能保障設計成果的規范化以及它的市場價值所在。
3機械設計中的誤區以及出現問題的解決
在過去的機械設計的過程中,我們往往注只是重了設計成果的使用性,但是對于設計成果的實用性以及它的多個功能,我們并沒有過多地關注。趕時髦。為求“省事”,追蹤市場新產品和暢銷產品,對顧客的需求一片模糊,又不愿花力氣搞清,你上我也上,一轟而起,一轟而下。缺乏科學而準確的市場(需求)調查、需求分析和產品規劃,是一種盲動行為,失敗的可能性極大。實踐證明,好多機械設計企業經營失敗的根本原因首先是設計人員忽略顧客、缺乏市場調查與可行性認證,它們將導致90%的企業失敗。其他導致失敗的原因還有:由于管理者忽略變化、過分自信、過分自信與傲慢而錯誤地估計市場接受能力、吸收了不必要的合作伙伴、不能跨專業全面思考、企業缺乏長遠的目標與規劃,以及企業的經驗沒有公司和產品的特色。“現在供應,以后修理”。忘記了企業生產的產品(可觸摸的)和服務(不可觸摸的)只能在被顧客接受并使其滿意的前提下才能獲得競爭勝利和實現經濟與社會效益。這是企業缺乏“信譽資本(良好的社會信譽認同感)”的表現,它的嚴重后果是導致企業的成員沒有誠信、弄虛作假,最終使企業。所以企業的管理層應該清楚地知道,信譽資本有多少進展,以便即時采取擴大信譽資本的措施。對機械設計中出現的類似誤區,機械設計人員一定要有高度的市場敏銳感,嚴謹的設計理念,積極負責的工作作風,才能徹底矯正因為設計思維而帶來的對新產品的影響。4核心技術的保護管理
機械產品及其制造系統的創新是提高企業競爭力的關鍵因素。從本世紀初到60年代,機械設計業的競爭是以成本為測度的數量擴張時代,企業核心競爭力因素是成本最低,即規模經濟方式,在這種情況下對大多數進行工業化的國家和地區來講,需要的不是產品創新,而是引進產品與生產設備。70年代到80年代末它轉變為質量的競爭。幾十年的成本與質量的競爭,使多數國家和地區已經實現或可重現至今仍占主流的中低技術產品(占80%~90%的世界產品)的制造,且彼此間質量的差距越來越小,而成本的優勢在發展中國家與地區。在未來的市場競爭中,企業競爭力的主要因素變化為:新產品創新與改進的設計開發能力及其上市的速度;為保證新產品上市速度、產品質量(特別是可靠性與安全性)的控制和成本控制要求創新和改進制造系統及其運作;創新與改進服務及其質量。設計產品及其制造系統和制造過程控制的創新成為提高企業競爭力的關鍵因素,而產品的設計與制造質量、成本、開發上市速度成為企業活動的第一類核心自變量。
5機械設計的風險管理
機械設計是一項高風險投資。新產品的成功創新或改進將有利于形成機械企業新的經濟增長點,促進經濟的發展,有助于合理的產品結構和產業結構形成,以及企業競爭力的提高。但是各國多年的產品開發實踐證明,它是高風險、高投資、高收益的活動。其最突出的特征是高風險性。如何應對這種風險,其主要依托應當是對于新產品的市場前景和潛在前景科學的分析,通過分析和觀察做出有利的判斷,盡可能在設計之初就規避因為設計帶來的市場風險。
6機械設計的成本管理
好的設機械計不但要技術先進,制造可行,操作方便,而且要經濟合理,同樣也要求它易與管理,尤其是對成本的控制。所謂成本管理,其核心就是降低產品的成本。可以說,產品成本的高低,在產品設計的階段就基本上確定了,因此,降低產品成本,永遠是設計人員的一項主要任務,是機械設計領域中的一個永恒的技術經濟問題。設計人員進行產品設計時,必須牢固地樹立經濟效益的觀念,對每一個零部件進行功能成本分析,確定合理的技術指標和成本目標。加強成本管理直接決定企業參與市場競爭的成敗,這個環節至關重要,我們在成本預算中永遠要把最低的成本核算到設計體系中,也就是說最低的成本就是開拓市場最大的資本,由此可見成本管理在機械設計企業舉足輕重的作用。
7機械設計產品的質量評估管理
樹立長效果的評估機制,對于設計成果的安全性能,可靠性,穩定性要有一個明確的認知。通過評估掌握設計過程中的問題解決方法,發現不足,在此基礎上尋求更好的解決方案。為今后的設計打下良好的技術基礎和理論基礎。
8對設計人才團隊的管理
人才永遠是企業獲得核心競爭力的根本保證。為了實現建設機械工業新高地的戰略目標,加快各類人才隊伍,特別是科技人才隊伍的建設,通過企業內在機制的建立和外部環境的改善,充分發揮市場對人才資源配置的基礎性作用,吸引和凝聚各類優秀人才,在企業內部形成優秀人才在數量、結構和綜合素質等方面具有相對優勢的人才高地,為企業的持續發展提供組織保證。此外對于優秀的人才,企業更要做到敢于用,敢于叫他們走出去,請進來,靈活的用人機制無疑是保證機械設計技術人員設計生命力的靈丹妙藥。
9加強知識產權管理
可變功能機械系統由不同的分功能組成,且功能間會發生耦合。筆者基于FBS概念設計模型對可變功能機械系統進行研究,先將各分功能獨立,分別建立自頂向下的設計模型,即先對功能進行分解,由功能-行為映射求解得到相應的行為層級結構,分析相應的行為模型,得出映射層結構方案。可變功能機械的FBS模型詳解如圖1所示。在研究可變功能機械系統時,本研究將分功能到行為和行為到結構的映射并行研究,功能總和代表了各分功能不同模型的集合,系統實現其中一個功能時,另一個分功能處于待用模式,為加以區分,用功能符號“F”+“i”(數字)代表分功能序號,用“or”(或者)連接各分功能。之后本研究建立分功能的層級結構及相應的功能分解模型、行為過程層級結構及其行為過程模型,最后進行映射求解。這種并列的設計過程存在交集,即這些分功能間具有耦合性,系統的功能分解有部分相似,例如當農用拖車的連接器連接不同的耕作設備可以完成不同的生產功能,施肥機可以進行移動施肥,灑水機完成澆灌工作等,系統的動力功能和傳動功能并未發生改變,改變的僅是執行端的功能。本研究將相似的功能結構和行為結構以及方案層的具體實施構件組合用虛線連接,代表它們之間存在的特殊聯系。為具體表達該設計過程中的模型聯系,基于經典相似理論中對序結構的定義,本研究將系統要素按一定組成規律、一定順序出現的序列結構稱為序結構,序結構與系統有著緊密的聯系。根據可變功能機械系統概念設計層次,筆者對序結構進行特征分析,分為功能序結構、行為序結構以及方案序結構。由于篇幅原因,本研究僅對功能分解和行為結構的序結構表達進行描述,并構建相似模型。
2相似模型構建
2.1功能序結構和行為序結構模型相似包括功能相似以及行為相似,功能具有相同的效果不代表行為也具有相似性。研究系統相似度時需要衡量功能相似度和行為相似度不同的權重值,建立相似模型,從系統的角度將不同的功能及其行為映射用序結構表達出來,用系統要素的方式進行模型構建。功能是表達系統特性最抽象的方式,功能的表達需滿足:(1)能根據給定要求表示設計者的意圖;(2)能準確描述滿足設計要求的設計對象;(3)能被定性或者定量地評價,并可以測定設計意圖的滿意度。功能的系統要素為能量、物質和信息,每個功能要素都有其輸入和輸出,因此可以運用“輸入流-輸出流”的方法進行功能描述。功能要素在時間和空間上有一定的順序,即功能序。本研究將功能序的關系進行分類,分別有組成關系、時序關系和因果關系如圖2、圖3所示。時序關系又有順序關系,并存關系。功能序是功能序結構的基礎組成。在概念設計模型中,功能是一個模糊而粗糙的概念,而行為相對而言更為具體,能激發設計者的靈感,引導設計者保證三大流(即物質、能量、信息)的有序流動,不違背自然規律。行為的系統要素包括運動學要素、力學要素和能量要素。結合目前行為結構的表達方法,本研究統一用“輸入流-輸出流”的方式表達行為序結構。行為可以分為基本行為和組合行為。基本行為對應基本結構,較為簡單;組合行為由基本行為構成,包括運動轉換行為、執行行為、檢測行為、控制行為等,這些基本行為通過一定的順序連接起來形成組合行為。行為序就是指這些基本行為和組合行為間的連接,行為序結構則表達了行為序間的連接關系。行為序結構分類如圖4所示。行為序的關系有以下幾種:①串聯順序關系;②并聯同時關系;③選擇發生關系。
2.2基于序結構的相似模型構建由相似第一定律即序結構定律可知,不同類型、不同層次系統存在一定的序結構,當系統序結構存在共同性時,系統之間出現相似特性,相似性大小隨序結構的共同性程度增大而上升,反之則下降。上節已將可變功能機械系統概念設計中的功能層和行為層用序結構進行表達來探索功能和行為的相似性,本節在此基礎之上運用數學建模對相似度進行計算。可變功能機械系統具有一定的相似性,即相似度大于零,某些功能或行為能通過改變一些系統組成就能形成新的功能系統,若是沒有相似性即相似度為零,那么整個分功能系統就轉變成了多功能的單個系統的集合,不在本研究的研究范圍之內。本研究將系統或者系統的一部分進行序結構構建和分析之后,為每個序進行編碼,用eik表示序要素的集合,要素包含屬性和特征值,屬性由所屬功能或者行為的輸入輸出流決定,i是分功能編號,k是序的編號。相似序的概念是將分功能序結構的要素和特征聯系形成兩兩組合的有序偶,用(e1k,e2k)表示。相似度由相似序的個數和相似序對相似的影響權重所決定,相似度以q表示,相似序個數決定的相似度為q1,影響權重決定的相似度。權重的分配也是相似度量的重要環節之一,主要包括主觀權重分配方法和客觀權重分配方法。相似序模型分析之后根據經典相似理論進行數學建模,系統的總相似度由功能、行為和結構的相似度綜合得出。本研究根據所建立的序結構進行系統知識表達,計算可變功能間的相似性,設機械系統共有兩個可變分功能,特征參數取自輸入輸出流的類型和數值,如功能的能量類型和所代表的數值等,對整個系統進行相似模型構建,并計算相應的相似度數值。相似求解模型如圖5所示。建模的一般步驟可表述如下:(1)分別對分功能系統進行層次劃分,建立基于功能或者行為結構的模型。可用輸入流輸出流的方式按2.1節所述分別建立分功能的具體模型,對應的序結構統計如表1所示。
3實例分析
筆者選取典型的可變功能機械系統進行研究,選取如圖6所示的機床作為研究對象,通過更換不同的刀具執行機構可以獲得鉆孔,擴孔和鉸孔3個不同的功能。可以看出,這是一種通過改變系統執行機構達到改變功能的情況。本研究按上文所述的步驟進行分析,首先由系統的可變功能得到功能的序結構模型,所建立的模型如圖7所示。表3所示機床的可變功能由更換執行機構來實現,在系統層面上達到了改變功能的要求。本研究按上文所述,根據所建立的序結構模型,通過分析相似要素應用公式(1~3)得到系統功能級的相似度數值。
4結束語
舞臺吊標分為電動和手動兩種,它主要用于懸吊和升降各種幕布、燈具、布景等物,是上下左右頻繁移動機械,所以吊桿也是舞臺安全的主要系數。電動吊桿的作用可以降低工作人員的勞動強度,起至事半功倍的效果,如果一個舞臺的深度有14米,我們可以為他設置電動吊桿38道,其中24道景桿(含一道前沿幕)、14道備用吊桿【包括2道二維側光燈架】,一道升降電影銀幕架、1道燈光渡橋及無極均勻伸縮大幕機1套。
通過我們多年使用舞臺吊桿機械的經驗,我們認為泰州長江影視工程設備廠生產的產品,性能最穩定,安全最可靠,已經被上百家劇院采用。其運用了蝸輪蝸桿減速系統、材質為錫青銅,磨擦系數小,傳動效率高。有防沖頂保護、上下限保護。滑輪為鍍鋅防跳繩花輪,安裝不須焊接在滑輪梁上,如焊死,以后維修、調整極不方便。長江影視設備廠的滑輪都是用抱箍羅栓固定。當吊桿升、降至某一位置時,ABS抱死系統立即斷火緊鎖馬達,這樣確保吊桿停至此位置下滑系數最小,安全性達到最高。且強弱電分開控制。
所以在這里設計了舞臺機械的具體參數:
A、景物吊桿技術參數如下:
電機功率:2.2KW吊點數:4個
升降速度:0.27m/s桿體長暫定:16米
電機轉速:1400轉/分速比為:40:1
提升荷載為:400KG桿體為鋼管
控制方式:點控
該型吊相具有上下限位,沖頂保護裝置。制動形式:蝸輪、蝸桿自鎖,電磁抱閘。噪音≤45dB.
吊桿桿體用兩根Φ50黑鐵管焊接成吊桿,中間接頭內襯鋼管。最后均刷防銹漆兩遍,外層噴黑色油漆。
B、燈光吊桿技術參數如下:
電機功率:3KW吊點數:4個
升降速度:0.18m/s桿體長暫定:14米
電機轉速:1400轉/分速比為:50:1
提升荷載為:600KG桿體為?50黑鐵管吊桿
控制方式:點控
該型吊桿具有上下限位,沖頂保護裝置。制動形式:蝸輪、蝸桿自鎖,電磁抱閘。噪音≤45dB。
吊桿桿體用Φ50;黑鐵管焊接成吊桿,中間接頭內襯鋼管。最后均刷防銹漆兩遍,外層噴黑色油漆。
舞臺機械設計原則
(節選)1、鋼結構
a)所有承重的鋼結構件,其結構剛度大于1:1000
b)鋼結構件應設計合理,鋼結構及其接頭應能承受最大額定載荷和由緊急停車造成的沖擊載荷;
c)鋼結構件所用材料應符合有關標準;
d)鋼結構焊縫須符合有關規定,主要焊縫應進行無損探傷檢查;
2、吊物與卷揚裝置
①卷揚機卷揚機上的電動機和制動器應聯合動作,只有電動機電源接通時,才能許可制動器打開;萬一制動器打開,而電動機沒有接通電源時,只許吊桿(負載)靜止或低速下降;
②卷筒組件
卷筒直徑不小于鋼絲繩直徑的30倍;
卷筒用優質灰鑄鐵或厚壁無縫鋼管焊接并經精確機械加工而成;
鋼絲繩嶼卷筒繩槽中心線的夾角應中于2.5度;
卷筒組件應設計防止鋼絲繩在負荷或松馳狀態下跳槽的裝置。
③滑輪
滑輪的節圓直徑,不應小于鋼索直徑的28倍;
滑輪及滑輪組應采用滾動軸承支承;
滑輪及滑輪組應有防止鋼絲繩脫槽的保護裝置。
鋼絲繩與滑輪的偏角不超過2.5度。
④鋼絲繩
懸吊鋼絲繩應為帶有人造纖維芯的軟鋼絲繩;
預先檢驗:供貨時所有的鋼絲繩均應分批測試;
現場處理:鋼絲繩在安裝期間應小心處理,不能以任何方式技術打結或損壞;受損或變形的鋼絲繩不予接收。所有切斷頭都應妥善處理;
安裝:鋼絲繩不應與設備的固定或移動部分磨擦,在有損壞或卡住風險的地方,應采取正確防護措施;
懸掛支承:穿過頂樓的轉向滑輪或在其它需要懸掛支承的地方,鋼絲繩應在滑輪上進行支承。
⑤鋼絲繩配件
鋼絲繩配件應采用表面鍍鋅的標準配件;
鋼絲繩配件規格尺寸與鋼絲繩匹配;
使用鋼絲繩夾的地方,每個接頭至少使便用3個正確安裝的繩夾。
3、吊桿
a)吊桿采用圓管桿或桁架桿,管子或構架應平直、無扭曲變形;
b)管桿采用優質無縫鋼管制造;
c)桿的接頭應盡量少,接頭采用實心圓棒與管子配合;
d)懸吊鋼絲繩的端頭用單獨安裝于桿上的調節裝置進行調整;
e)管端:管端應配有帶醒目顏色的永久性塑料帽或鋼封頭;
4、限位、定位、超程開關
a)限位及定位開關
i.行程終止限們開關:行程終止限位開關應能測出設備正常行程綹并使之停車;
ii.中間定位開關:在合適的地方配置中間定位開關和減速開關;
iii.直接碰撞限位開關:行程終止限位開關也可選用直接碰撞限位開關。
b)超程限位開關
超程限位開關:所有電動設備都應安裝單獨的超程限位開關,以防行程終止限位開關發生故障導致機械損傷。
4、電動機
a)工作循環:舞臺機械按斷續操作設定。每個工作循環規定為在載荷條件下6次全行程運轉并有15min停頓;
1.1農民的購買能力十分有限
農民的大部分收入多是來自于農產品的出售,然而農產品的收入狀況具有不穩定性,普遍出現價格較低和出售困難的問題。除此之外,由于國內市場的需求量比較有限,非農就業的機會相對較少,農民收入的增長幅度較低。
1.2流通體系不健全
在西部生產農業機械產品的基本上是民營企業,經銷商多是個體私人流通企業,這其中存在著很大的問題,比如說經營分散、實力較弱、服務觀念不強,與現代化大生產、大流通的要求不符等,而且個體經銷有一定的局限性,由此引發的農村市場發育不健全,尤其在西部的欠發達地區,很多地方的市場管理秩序比較混亂,仍處于初級市場階段,假冒偽劣產品時有發生。
1.3市場信息不夠充足
由于在農村地區信息流通性不強,很多地方掌握信息的渠道較窄,獲得信息的能力不是太強,大部分地區的農民并不知道最新的農機產品使用性能怎樣,在使用操作方面也都比較困難。
1.4售后服務不夠完善
由于農村地區的市場交易觀念比較落后,跟不上現代的市場理念,導致售后服務意識比較薄弱,另外再加上交通、通訊和自然因素的影響,更加造成了農機企業在售后服務方面的困難。通常情況下,農民經常出于技能服務的費用問題而擔心,這也是西部農村地區售后服務不到位的一方面因素。此外,我國目前各個省區內缺乏農機產品的統一準入制度,部分仿造產品也多混雜其中,再加上農機購置缺少嚴格的市場監管手段,知識產權保護力度始終上不去。綜合上述幾種情況,因而影響了農機產品在農村地區,尤其是偏遠山區的銷售情況。
2西部地區對農機使用特點
2.1西部地區農業機械未能發揮最大生產效能
當前,大多數農戶擁有最多的還是耕整機械,大約占調查戶數的72.63%;而農業機械產品中的其他機械,比如說動力機械、種植機械、收獲機械和運輸機械相對來說則所占比例較少,分別是調查樣本的64.21%、45.26%、26.32%和13.68%。農村地區的機械設備往往是一家單獨擁有,這或許是農民從自己可以隨時使用的角度出發考慮的。再加上西部地區的農戶鄰里之間關系比較復雜,考慮到聯合購買可能會導致影響鄰里關系的事情發生,有時候還會牽涉經濟問題,包括農機出現故障后的維修費用問題等,這些都是農民所顧慮的因素。
2.2農戶使用農業機械時顧慮太多
農業機械不同于一般的農副產品,通過走訪調查發現,大約有一半以上的農戶對農機價格表示難以承受。不過,隨著近幾年來國家對購買農業機械產品的補貼政策的兌現,這種狀況相比以前已經有了較大的好轉。但是由于補貼利潤的誘惑,促使部分不法經銷商大肆抬高農機商品價格,這樣以來,國家補貼后的價格沒有真正給農戶帶來實惠,這也給農戶造成一種補貼與否都無所謂的心理,在購買需求方面的欲求也有所降低。在農機性能方面,少量農戶發現國產農業機械產品的質量存在問題,進口機械雖然在一定程度上比國產機械的性能有所改善,但是在某些情況下并不符合當地的實際工作條件,這也會造成工作質量不高,出現浪費情況。
2.3農業機械的未來發展展望
由于目前農民的經濟水平大有好轉,加上國家政策的積極響應。很多農戶表示,在未來的幾年內都會購置自己的農機產品,其中表示計劃購買收獲機械的約占23.16%,而傾向于購買動力機械、耕整機械、種植機械的分別占17.89%、12.63%、9.47%,因此這也提醒農業機械的生產廠家應該在這幾個方面多下功夫,在確保產品成本不變、價格穩定的基礎上,投入設計力度,制造出更多符合我國各地實際情況的農業機械產品。
3結束語
一、煤炭在我國能源結構中的重要作用
煤炭是我國的主要能源,是國民經濟和社會發展不可缺少的物資基礎。我國煤炭資源豐富,煤炭資源分布面積約60多萬平方公里,占國土面積的6%。根據第三次全國煤炭資源預測與評價,全國煤炭資源總量5.57萬億噸,煤炭資源潛力巨大,煤炭資源總量居世界第一。已查明資源中精查資源量僅占25%,詳查資源僅占17%。探明儲量達到10202億噸。其中可開采儲量1891億噸,占18%,人均占有量僅145噸,低于世界平均水平。國務院制訂的《能源中長期發展規劃綱要(2004-2020)》(草案)指出“要大力調整優化能源結構,堅持以煤炭為主體,電力為中心,油氣和新能源全面發展的戰略”。鑒于我國“多煤、貧油、少氣(天然氣)”的特點,在今后一段相當長的時間內,能源結構仍然以煤炭為主,煤炭在一次能源消耗中占70%左右。2004年煤炭占我國一次能源生產的70%以上,在我國能源結構上占主要地位,有舉足輕重的作用。
根據我國全面建設小康社會的需求,煤炭消費的趨勢將有明顯上升。在煤炭消費用戶的構成中,電力、冶金、建材、化工4個行業煤炭消費量占煤炭消費總量從1990年的50%提高到2004年的84%,其中電力占51.8%,冶金11.64%,年占27%提高到2004年的51%,將近增長一倍。
二、我國煤炭工業發展現狀
進入21世紀,我國煤炭工業快速發展,2000年全國產煤9.9億噸,2001年產煤11.04億噸,2002年13.8億噸,2003年16.67億噸。2004年全國產煤19.56億噸,占全國一次性能源生產總量的74.3%,當年煤炭銷售量為18.91億噸,占全國一次性能源消費總量的65%,生產力水平顯著提高,產業結構調整取得重大進展。一些企業開始跨地區、跨行業的產業聯合,煤、電、化、路、港、航產業鏈開始形成,形成了一批在國內領先、在國際上具有一定競爭力的大集團,如神華集團、山西焦煤集團、兗州礦業集團等。我國煤炭產量急劇上升,得到了全世界的關注。
煤炭是我國能源安全的基石。煤炭工業是我國重要的基礎產業,我國的煤炭產量已是世界第一位,是煤炭生產大國,現在我國煤炭工業已具備了設計、施工、裝備及管理千萬噸露天煤礦和大中型礦井的能力。現代化綜采設備、綜掘設備和大型高效露天剝、采、運、支成套設備在大中型煤礦大量使用。同時,我國煤炭開采技術裝備總體水平低,煤炭生產技術裝備是機械化、部分機械化和手工作業并存的多層次結構。技術和裝備水平低。全國煤礦非機械化采煤60%。大中型國有重點煤礦裝備水平較先進,但設備老化程度較大;小型礦井生產技術裝備水平極低,煤礦生產工藝落后,作業人員過多、效率低。保障煤炭供應是國家加強煤炭工業宏觀調控的重點之一,挖掘煤炭生產潛力,加快大型煤炭基地建設,是重要措施。為此,只有大幅提高大中型煤礦產量,才能在保障煤炭穩定供應的前提條件下,遏制小煤礦發展和淘汰小煤礦,完成煤炭生產結構優化調整。1998年12月以來,國家對煤炭產業結構進行了重大調整,關閉了五萬多處小煤礦,淘汰了一批落后的生產能力,通過宏觀調控,煤炭生產形勢好轉,供求關系趨于平衡。目前我國煤炭生產企業2.5萬多家,其中規模以上的企業約占60%左右,2005年計劃關閉2000多家小煤礦。
三、我國煤炭工業存在的問題和與國際先進產煤國家的差距
1、我國煤炭企業規模小、產業集中度低我國煤炭企業的突出特點是,規模小、效率低、安全狀況不好,產業集中度低。據煤炭行業統計數據分析,2002年國有重點煤礦占52%,國有地方煤礦占18%,鄉鎮煤礦占30%。按井型劃分,大型礦井占32%,中型礦井占18%,小型礦井(含鄉鎮煤礦)占48%。2004年,全國約有煤礦2.5萬處,95%以上的小煤礦,礦井年產能力不足3萬噸的礦井約占40%,煤炭產業的集中度只有15%,遠遠低于世界主要產煤國家的水平。國際先進的產煤國家,煤炭產業規模集中化,世界排名前10名的大公司,依靠核心競爭力,做強做大,提高了全球煤炭產業的集中化程度。2003年10大煤炭公司的煤炭產量約占全球產量的18.81%,有5家公司的煤炭產量超過1億噸,其中排名第一的皮博迪公司達到1.83億噸,力拓公司達到1.43億噸,美國前4家企業的煤炭產量占本國煤炭總量的46.9%。
2、我國煤炭裝備落后,機械化、自動化程度低、缺少大型成套設備.我國煤礦生產基礎薄弱、國有煤礦連續緊張生產的礦井占總數的近50%,礦井主要生產設備嚴重老化,超期服役的占30-40%,部分鄉鎮煤礦設備簡陋、生產條件差,有的根本沒有機械設備,僅為人工開采,不符合有關煤炭法規要求,當前我國資源破壞和浪費嚴重。部分煤炭企業存在著“采厚棄薄”、“吃肥丟瘦”等浪費資源現象,全國煤礦平均資源回收率為30-35%左右,資源富集地區的小型礦井資源會回收率只有10-15%。據煤炭行業統計數據分析,2002年我國國有重點煤礦采煤機械化程度為77.78%,綜合采煤機械化為62.98%,掘進機械化程度為81.15%,綜合掘井機械化程度為15.03%,地方國有煤礦機械化程度更低。當前全國采煤機械化程度僅為42%,除國有大中型煤礦采掘機械化程度達到75%之外,大多數煤礦生產技術水平低,裝備差、效率低。特別是鄉鎮煤礦,基本上是非機械化開采。2004年鄉鎮煤礦產量占我國煤炭總產量的39%。對不適宜用放頂采煤的5.5米以上煤層,要采用一次采全高是最合理有效的采煤方法,但目前國內沒有相適應的高產高效的綜采成套設備。而國外美國久益(JOY)公司、德國德伯特(DBT)公司和德國艾克夫(Eickhoff)公司,都具有成熟的高煤層一次采全高的高產、高效綜采成套設備。神華集團引進的成套設備年產突破1085萬噸,工作面長度突破300米,最長的工作面已超過400米,工作面總裝機功率已超過5000kw。而國際先進的產煤國家,煤炭生產呈現出大功率重型化、自動化、集約化、按照環保的特點。國外先進的采煤設備向大功率、重型化發展,設備儲備系數大、運行可靠性高。DBT(德國德伯特)、JOY(美國久誼)和Eickhoof(德國艾克夫)等采礦設備公司都制造出具有自動化功能的產品。美國聯邦2號礦在工作面實現了跟機自動移架。澳大利亞Batana煤礦實現了自動割煤和跟機自動移架。特別是信息技術在煤礦生產中得到廣泛應用,先進煤礦廣泛采集工作面設備運行參數和環境安全檢測信息,在工作面集中顯現并通過以太網傳輸到地面計算機,實現遠程運輸和故障診斷。運輸系統、供電系統和通風系統均無人值守。實行集中遠程操作、視頻監視,輔助有專人巡視。井巷布置集約化,生產系統和環節少、實現了生產高度集中。通常是一礦、一井、一面生產。有些先進的長壁工作面每班只需6人,其中采煤機司機2人,維修工1人,機頭集中操作工1人,另外2人替換休息。高度重視工作環境的改善和人體安全防護。實現計算機監測安全信息,監測探頭遍布整個礦井。液壓支架具有跟機自動噴霧和移架自動噴霧功能;采煤機上方安裝導風板,減少煤塵進入人行空間。采煤機運行的下風側幾乎無人作業。
3、煤礦安全生產事故多我國煤礦安全生產方面,重大瓦斯事故多發,煤礦事故的總死亡人數達到了高峰,2004年我國生產約20億噸煤,事故死亡約六千人,這幾年煤炭產量大幅度增長,煤礦百萬噸死亡率還是下降的。由1994年的5.59人下降到2004年3.08人,美國生產約10億噸煤死27-31人,百萬噸死亡率約為0.039;波蘭百萬噸死亡率為0.09;南非百萬噸死亡率為0.13;俄羅斯百萬噸死亡率為0.34。我國百萬噸死亡率是美國的約100倍,俄羅斯的約10倍,印度的約12倍,大大超過煤炭先進生產國家。據有關專家講,礦井安全檢測儀表,安全設備均在設計中作了考慮,多數事故都是礦井管理問題,真正因設備問題而發生事故較少。先進產煤國家依靠大型、強力綜采技術裝備已經完成從普通綜采機械化向礦井高效集約化和自動化生產的過渡。高產高效煤礦的建設不僅提高煤炭生產效率,實現煤礦集約化生產,并為煤礦生產過程中的安全監測、監控創造條件,從而有效的預防和控制煤礦安全生產事故。先進產煤國家安全生產上十分重視,不僅有健全的安全生產法規體系,還有嚴細的生產安全措施,嚴格的煤礦生產準入制度,而且實現了計算機監測安全信息,監測探頭遍布整個礦井,保證了安全生產。
四、煤炭工業發展對礦山機械設備的需求
1、我國煤炭工業發展趨勢
據煤炭行業發展規劃相關內容,“十一五”期間,我國將新建煤礦3億噸左右,其中投產2億噸。國家將在“十一五”期間,對煤炭行業的工業結構進行調整,大力整合、改造、關閉小煤礦,同時適度加快大型煤炭基地的建設,開工一批現代化大型煤礦、置換落后的生產能力。“十一五”期間煤炭行業現代企業制度要進一步得到完善,大型煤炭企業集團基本形成,到2010年要形成5-6個億噸級生產能力的特大型企業集團,5-6個5000萬噸級生產能力的大型企業,產量將占全國煤炭總產量的60%左右。通過新建和老礦井技術改造,全國將建成300處高產高效礦井,高產高效的礦井產量將占全國總產量的50%左右。“十一五”期間,國家將建設神東、晉北、晉東、蒙東(東北)、云貴、河南、魯西、晉中、兩淮、黃隴(華亭)、翼中、寧東、陜北等13個大型煤炭基地,這些基地的儲量,占全國儲量的70%以上,作為煤炭供應規劃和建設的核心。初步預測全國煤炭需求量:2010年為25-27億噸、2020年為30-32億噸,均占能源需求量的60%以上。據相關部分統計,2004年國有重點煤礦原煤產量9.22億噸,超過其核定生產能力50%以上,煤炭生產能力嚴重不足。經測算,到2020年,新建和在建的國有煤礦的生產能力約為7.1億噸。如果屆時中國小煤礦的產量仍保持目前的6億噸,按需求預測的高端方案,未來20年中國需新增煤礦產能17億噸,年均8500萬噸;按需求預測的低端方案,未來20年中國需新增煤礦產能13億噸,年均6500萬噸。
2、對礦山機械設備的需求
“十一五”期間,煤炭工業的生產技術水平將明顯提高。國家將建成140個高效安全現代化礦井,國家將加大對煤礦建設項目的支持力度,已先后有17個煤炭建設項目,由國家開發銀行出具貸款承諾,還將100多個高檔普采工作面升為綜采工作面,100多個普采工作面升為高檔普采工作面。這樣,中國大型煤礦采掘機械化程度將達到95%。中型煤礦的機械化程度將達到80%以上;大型煤礦國內先進水平裝備率達到20%,國際先進水平裝備率達到6%,中型煤礦國內先進水平裝備率達到10%,小型煤礦機械化、半機械化程度達30%以上。據此分析,煤炭需求的急劇增長,上述煤礦采掘機械化指標還會有所突破,這為煤礦裝備的發展提供了廣闊的市場前景。
(1)井下綜采重點設備
我國煤炭開采90%以上的井工開采的,井工開采占煤炭開采的主導地位。為迅速提高我國綜合裝備水平,要以科學發展觀為指導,采取跨越式發展模式。在“十一五”期間應以日產2.5-3萬噸(年產1000萬噸左右)的綜采成套設備國產化為突破口,全國實現綜采成套設備國產化,推動我國礦山機械工業的發展。
預計從2004年到2020年,每年新增綜采工作面成套設備為30套、普采工作面成套設備50套,每年設備更新量約為現有的基數的六分之一。粗略估算,2010年采煤成套設備年需求量將達到500臺套左右。高產高效綜采技術的核心是井下工作面綜合機械化采煤輸送設備,主要有采煤機、刮板輸送機、液壓支架和帶式輸送機。急需開發研究的電牽引采煤機:裝機總功率為2000kw左右,供電電壓為3.3KV、采高范圍為5-6m,生產能力達3000t/h左右。
重型刮板輸送機:輸送能力3000-5000t/h,鋪設長度250-400m,鏈速1.4m/s,裝機功率3×700或2×1000kw,供電電壓為3.3KV。
液壓支架:最大工作阻力12000KN,立柱最大缸徑ф480mm,支護高度6m,架間距1.75-2m,支架降移升時間8-12s,采用電液控制系統。
大型帶式輸送機:裝機功率1500-4000KN,電壓3.3KV,帶寬≥1.4m,帶速≥5m/s,運量≥5000t/h,距離50000m以上,托輥壽命5萬小時以上,減速器壽命7萬小時以上。
(2)井下綜掘設備
我國目前綜掘機械化程度比較低,僅為12.81%,遠遠跟不上綜采機械化的發展,其中掘進機雖有較大的發展,但整體技術水平仍比國際先進水平有較大差距。
需研究開發先進的掘進機:其截割功率300kw以上,截割斷面最大可達42m2,經濟截割硬度達f12,可靠性要求,齒輪壽命在20000h以上,軸承壽命在30000h以上,力爭整機掘進10000米無故障。
同時要結合我國國情和煤礦實際工礦,開發研制集切割、裝運、行走、錨桿支護、機載、除塵等功能為一體的掘錨聯合裝備機組,可大大提高掘進速度。
(3)全自動刨媒設備
我國薄煤層儲量約占總儲量的21%左右,但是由于煤層薄,作業空間小,工作條件惡劣,薄煤層高產高效開采技術一直是我國煤炭工業研究探討的重要難題。刨煤機作為一種“淺截深、多循環”的采煤設備,是實現薄煤層高產高效的有效途徑。提高薄煤層機械化水平加快薄煤層資源的開采進度,不僅可以充分利用有限的資源,提高礦井整體生產能力,同時,也有利于保障煤礦的安全生產。開發研制大功能、高強度、高效率、緊湊型的全自動刨煤成套設備勢在必行。全自動刨煤成套設備(采高0.6-1.8m),主要包括刨煤機、配套刮板輸送機、薄煤層液壓支架、順槽轉載機、破碎機等產品。我國目前主要從德國DBT進口主機——刨煤機及配套刮板輸送機,由北京煤炭機械廠配套薄煤層液壓支架,張家口煤礦機械有限公司配套轉載機和破碎機。到目前已進口六套(鐵法2套、晉城、西山、陽泉、大同各1套)。開發研制的全自動刨煤成套設備:其生產能力1000噸/小時,鋪設長度250-300米,適應煤層厚度0.8-2米,適應煤質硬度F≤3.5,適應煤層傾角≤25度,功率2×400kw(刨頭部分)、刨煤方式為雙速混合式,上行速度0.88米,下行速度1.76米,刨深≤120毫米,上行90毫米,下行30毫米、下鏈牽引,牽引鏈38毫米D級,刨煤機采用智能控制系統,能自動監視故障性質和位置。
(4)礦井提升設備
目前我國約90%的原煤是靠井工開采的,礦井提升設備是井工開采的咽喉設備,它不僅關系到礦井的產煤量,而且直接影響到人身和整個礦井的安全。我國煤炭產量到2020年將達20-32億噸,估計每年需新增大型、特大型礦井提升機約30臺套,考慮到更新改造,綜合估算在“十一五”期間平均年需各類提升機150-180臺套,其中大型和特大型約占20%,中小型約占80%,每年新增提升機產值5.4億元左右。開發研制適用于年產1000萬噸的特大型礦井提升設備,其規格為6×4、7×4多繩提升機、最大拖動功率單機為6000KW、雙機為2×4000KW、最大提升速度14×16米/秒,整機使用壽命為25年。
采用恒力矩、恒減速液壓控制系統:采用計算機數字控制自動化運行,提升速度及容器位置的監控全由電氣自動檢測、反饋、調整。實現提升機的全自動化監控運行。
(5)露天礦井開采成套設備
露天開采占我國煤炭總開采量的10%左右。露天開采與井工開采相比具有煤炭資源利用率高,開采成本低,作業現場和工作人員更加安全等優點。所以,發展露天開采更有其井工開采無法相比的作用和意義。大型露天礦設備從設計、制造到使用的技術性強,世界各國都爭相把最先進的技術成果用在大型露天礦設備上,因此發展大型露天礦設備可以帶動機械、電氣、液壓、信息等行業的發展,推動和促進我國民族工業的發展。當前世界露天礦開采特點是:高度集中化開采與集約化經營;開采工藝的多樣化;企業管理的計算機化與智能礦山;合理充分利用資源,重建生態環境保持可持續發展等幾個方面。在我國大型煤炭基地建設總體規劃方案中,神東、晉北、蒙東(東北)、云貴、黃隴(華亭)、陜西等基地都建有大型露天煤礦,僅霍林河、伊敏河、勝利、平朔哈爾烏蘇2000萬t采選項目中16-45m3礦用挖掘機市場需求量就可達30-50億元;哈爾烏、武家塔、馬家塔采選項目等需大型拉鏟15-20億元,又比如對半連續開采工藝設備僅蒙東要建7個5000萬t級煤炭基地,建設一批保證勝利一二三號、百音花、伊敏河、寶日希勒一號和二號等超過千瓦噸級大型露天煤礦,加上神府、哈爾烏蘇和原有五大露天煤礦的改建及二、三期擴建,移動式、半移動式破碎站需求量在40-60臺(套)之間,要求移動式(半移動式)破碎站的生產能力達到每小時2000-4000噸(碎煤),最高達到每小時6000噸(碎巖)。在上述煤礦建設中對礦用卡車的需求量,估計,“十一五”期間需100t級礦用車在250輛左右。當前需要開發研制斗容28m3、45m3的大型機械式正鏟,斗容70m3、90m3、100m3臂長約為100m的大型拉鏟,降低電能消耗17%,減少機械零部件應力載荷約30%,提高零部件使用壽命,使平均無故障時間達到國際先進水平。開發研制斗輪挖掘機,爭取與國外合作制造3600m3大型斗輪挖掘機,達到國際先進水平。開發研制移動式、半移動式大型破碎站,其生產能力4000-6000-8000t/h,破碎物料強度≤150Mpa,給料粒度1500×1500×1500-2500×2500×2500mm,排料粒度≤350mm,立機形式新型雙齒輥破碎機(中心距1500-1800mm,輥長2500-4000mm,功率2×300-2×500KW)。開發研制帶寬2m的大型帶式輸送機,功率3×1400KW,運輸量12000t/h,半固定式單機長8820m,移置式單機長5270m,在-45℃低溫下能正常運行。爭取與國外合作,開發研制載重170-360t的大型電動輪自卸車,并達到國際同類產品的先進水平。
(6)煤炭洗選加工設備煤炭清潔洗選加工技術是資源綜合利用的基礎,是提高煤炭熱效率的有效途徑,也是保障國民經濟可持續發展和環境保護的需要,煤炭洗選加工業在政策扶持、科技進步、市場拉動、投資增加和環保要求的推動下,呈現出快速發展、總體推進、擴量提質、增效降污的可喜局面,原煤入洗比例不斷提高。到2004年末,全國共有年入洗3萬噸及以上的選煤廠2000余座,設計能力7.5億噸以上,原煤入洗量為5億噸左右。2005年,全國原煤入洗能力將突破8億噸,入洗量將達到6億噸,入洗比例達40%,根據煤炭工業規劃,到2010年原煤入洗率達50%,原煤入洗量提高到11億噸,煉焦煤全部入洗,動力煤入洗率達到40%以上。據此計算,每年將新增8000-10000萬噸原煤入洗,按400萬噸規模洗選煤廠計算,每年將新增25座大型洗選煤廠,加上現有洗選煤廠的技術改造每年約需洗選煤設備250套左右,洗選煤設備的發展潛力很大。為適應煤洗選加工的要求,應開發研制單機處理能力為1000-2000m3/h的新型浮選機,其主要參數能夠實現自動控制。開發研制篩子面積≥28m3的高可靠性大型直線振動篩。開發研制入料粒度25-400mm、處理能力為300-400T/h的高效液壓動篩淘汰機。開發研制篩籃直徑≥1.4米,處理能力≥300T/h的大型臥式振動離心脫水機和400m2高效精煤壓濾機、處理能力≥35T/h的沉降式離心脫水機等高效脫水設備。開發研究并解決300-400萬噸/年的大型選煤廠的集中控制和智能化管理技術與裝備,實現選煤的全過程的主要工藝參數,煤炭灰分、水分、發熱量、懸浮液密度、入料濃度、流量、旋流器入口壓力、跳汰機床層厚度、松散度、浮選加藥量、耙工濃縮機溢流水的濁度、皮帶輸送機的煤流量等指標的在線檢測、實現跳淘機、浮選機、重介旋流器、壓濾機等主要分選設備單機自動化控制系統和選煤廠全廠的綜合自動化控制系統。
論文摘要:檢測是對機械零件中包括長度、角度、粗糙度、幾何形狀和相互位置等尺寸的測量。機械零件的檢測極為重要,它是把握產品質量的關鍵環節,檢測人員必須在充分準備的基礎上按照程序進行,并要分析誤差的產生原因。
機械零件的技術要求很多,它有幾何形狀、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材質的化學成份及硬度等。檢測時先從何處著手,用哪些量具,采用什么樣的先進方法,是檢測中技術性很強的一個問題。為了使產品質量信得過,避免出現錯檢、誤檢和漏檢,對此檢測人員應遵守程序,做好各方面工作。
一、測前準備
1、閱讀圖紙。檢驗人員要通過對視圖的分析,掌握零件的形體結構。首先分析主視圖,然后按順序分析其它視圖。同時要把各視圖由哪些表面組成,如平面、圓柱面、圓弧面、螺旋面等,組成表面的特征,如孔、槽等,它們之間的位置都要看懂、記清楚。檢驗人員要認真看圖紙中的尺寸,通過看尺寸,可以了解零件的大小,看尺寸要從長、寬、高三個方向的設計基準進行分析,要分清定形尺寸、定位尺寸、關鍵尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在關鍵尺寸中,根據公差精度,表面粗糙度等級分析零件在整機中的作用,對于特殊零件,如齒輪、蝸輪蝸桿、絲杠、凸輪等有專業功能的零件,要會運用專業技術標準。掌握各類機械零件的國家標準,是檢驗人員的基本功。有表面需熱處理的工序零件,應注意處理前后尺寸公差變化的情況。檢驗人員還應分析圖紙中的標題欄,標題欄內標有所用材料零件名稱,通過看標題欄,掌握零件所用材料規格、牌號和標準,從中分析材料的工藝性能,以及對加工質量的影響。工作中,我曾遇到這樣一個問題,在銑床上加工一批不銹鋼支架,因所選銑刀材料不對,造成加工表面粗糙度不好,并且效率較低,嚴重影響了產品精度與產品質量。我發現了問題嚴重性后,選擇了合適材料的銑刀,試用后,速度又快,表面粗糙度又好。
2、分析工藝文件。工藝文件是加工、檢驗零件的指導書,一定要認真仔細查看。按照加工順序,對每個工序加工的部位、尺寸、工序余量、工藝尺寸換算都要認真審閱,同時應了解關鍵工序的裝夾方法,定位基準和所使用的設備、工裝夾具刀具等技術要求。往往有個別操作者不按工藝中所制訂的工序加工,從而對整個機械零件的加工后造成不合格的后果,這一問題常常又被檢驗人員所忽視。待安裝時,不能使用,造成了成批產品報廢。
3、合理選用量具、確定測量方法。當看清圖紙和工藝文件后,下一步就是選取恰當的量具進行機械零件檢測。根據被測工件的幾何形狀、尺寸大小、生產批量等選用。如測量圓柱臺階軸時,帶公差裝軸承部位,應選用卡尺、千分尺、鋼板尺等;如測量帶公差的內孔尺寸時,應選用卡尺、鋼板尺、內徑百分表或內徑千分尺等。有些被測零件,用現有的量具不能直接檢測,這就要求檢測人員,根據一定的實踐經驗、書本理論知識,用現有的量具進行整改,或進行一系列檢測工具的制作。
二、檢測(測量)
1、合理選用測量基準。測量基準應盡量與設計基準、工藝基準重合。在任選基準時,要選用精度高,能保證測量時穩定可靠的部位作為檢驗的基準。如測量同軸度、圓跳動、套類零件以內孔,軸類零件以中心孔為基準;測量垂直度應以大面為基準;測量輥類零件的圓跳動以兩端軸頭下軸承的臺階(將兩端軸承臺階放在“V”型鐵上)為基準。
2、表面檢測。機械零件的破壞,一般總是從表面層開始的。產品的性能,尤其是它的可靠性和耐久性,在很大程度上取決于零件表面層的質量。研究機械加工表面質量的目的就是為了掌握機械加工中各種工藝因素對加工表面質量影響的規律,以便運用這些規律來控制加工過程,最終達到改善表面質量、提高產品使用性能的目的,如磕碰、劃傷、變形、裂紋等。細長軸、薄壁件注意變形、冷沖件要注意裂紋、螺紋類零件、銅材質件要注意磕碰、劃傷等。對以上檢測的機械零件,檢測完后,都要認真作記錄,特別是半成品,對合格品、返修品、報廢產品要分清,并作上標記,以免混淆不清。
3、檢測尺寸公差。測量時應盡量采用直接測量法,因為直接測量法比較簡便,很直觀,無需繁瑣的計算,如測量軸的直徑等。有些尺寸無法直接測量,就需用間接測量,間接測量方法比較麻煩,有時需用繁瑣的函數計算,計算時要細心,不能少一個因素,如測量角度、錐度、孔心距等。當檢查形狀復雜,尺寸較多的零件時,測量前應先列一個清單,對要求的尺寸寫在一邊,實際測量的尺寸在另一邊,按照清單一個尺寸一個尺寸的測量,并將測量結果直接填入實際尺寸一邊。待測量完后,根據清單匯總的尺寸判斷零件合格與否,這樣既不會漏掉一個尺寸,又能保證檢測質量。
4、檢測形位公差。按國家標準規定有14種形位公差項目。對于測量形位公差時,要注意應按國家標準或企業標準執行,如軸、長方件要測量直線度,鍵槽要測量其對稱度。
三、測量誤差與原因分析
測量過程中,影響所得的數據準確性的因素非常多。測量誤差可以分為三大類:隨機誤差、粗大誤差、系統誤差。
1、隨機誤差。在相同條件下,測量同一量時誤差的大小和方向都是變化的,而且沒有變化的規律,這種誤差就是隨機誤差。引起隨機誤差的原因有量具或者量儀各部分的間隙和變形,測量力的變化,目測或者估計的判斷誤差。消除的方法主要是從誤差根源予以消除(減小溫度波動、控制測量力等),還可以按照正態分布概率估算隨機誤差的大小。
2、粗大誤差。粗大誤差是明顯歪曲測量結果的誤差。造成這種誤差的原因是測量時精力不集中、疏忽大意,比如測量人員疏忽造成的讀數誤差、記錄誤差、計算誤差,以及其他外界的不正常的干擾因素。含有粗大誤差的測量值叫做壞值,應該剔除不用。
3、系統誤差。在相同條件下,重復測量同一量時誤差的大小和方向保持不變,或者測量時條件改變,誤差按照一定的規律變化,這種誤差為系統誤差。引起系統誤差的原因有量具或者量儀的刻度不準確,校正量具或者量儀的校正工具有誤差,精密測量時環境的溫度沒有在20度(攝氏溫度)。消除系統誤差方法有,測量前必須對所有計量器具進行檢定,應當對照規程進行修正消除誤差。另外,保證刻度對準零位,必須測量前,仔細檢查計量器具,保證足夠的準確性。
機械維修,并非一種簡單的零部件更換的重復勞動,而是通過采取相應技術措施,使機械達到、恢復和保持其技術性能及可靠性、耐用性,使之發揮最大的機械效能的重要手段。工程機械的快速發展,新技術、新結構、新材料、新工藝在工程機械上的普遍應用,使機械的整體性能得到了很大提高。這種科技含量的增加,給維修工作提出了新要求,應針對工程機械使用的特點,在配置上、措施上全面提高維修技術水平,建立一種高效快速的維修機制。
高等級公路建設施工,在北方地區受氣候條件的限制,每年僅幾個月的施工期,給野外作業環境惡劣的工程機械在點多、面廣、線長的情況下增加了作業難度。為有效減少無效的作業臺時,減少機械的故障頻次,應有針對性的在施工計劃安排、人員配備、機械配件的供應保證、檢測手段的完善、保養作業時間等方面給維修保養工作及技術保證合理的組織。
由于受季節性影響,在施工淡季,往往會對技術狀況下降的施工機械視情進行恢復性維修(我公司習慣稱機械冬修,以下簡稱冬修)。冬修不同于施工現場的搶修保養,它是輔之以廠房設施,工具儀器設備等由具有一定維修專業知識和技術技能的人員予以完成。這些集中進行修理的工程機械因機型復雜、結構不同難以實現流水作業,往往采取就車修理法。這種修理方法,要求維修人員技術相對全面,卻對維修質量的保證或提高帶來不利因素。來自技能的、責任心的、機配件的、工藝裝備的諸多影響,客觀上把質量擺在突出位置。應通過強有力的組織手段形成有效的質量檢驗體系,嚴格技術規范,利用先進的修理手段,改進作業方式并不斷總結加以完善,以達到實現維修質量目標。這一維修質量的要求與通常所說的質量沒有本質區別,但就工程機械而言,使用條件的苛刻,應該說在程度上更為嚴格。
2機械維修工作原則
維修工作不是簡單的通過各自的技術勞動,解決具體的技術問題,而是需要不同類別的專業技術人員共同進行解決一些帶有共性的問題,并拿出最佳方案,以最經濟的方式予以解決。
機械維修工作原則應從原則規定和技術(具體)要求兩個層面理解。首先,所規定的維修原則必須能保證工程機械通過維修達到使用要求,且可靠性、耐用性達到標準要求;同時,必須以最少的人力、物力和較短的時間消耗達到這一要求。從以上兩方面看,第一個方面主要是維修工作應達到的目標;第二個方面是講經濟性的問題。制定機械維修原則,不僅要考慮應達到的目標,而且必須考慮其經濟效果,這不僅有利于機械維修工作的開展,也是機械設備管理的主要內容。
長期以來,受傳統觀念束縛,機械維修工作偏重維修技術,忽視經濟管理,為了扭轉這種不利局面,機管部門大膽探索,進行了有益的嘗試,先后出臺了《機械維修成本考核辦法》及《機械統計核算細則》等。經過一段時間的運作,通過掌握的第一手資料,就如何強化機械管理,加強薄弱環節工作力度,取得了良好效果。同時,收集整理的原始數據為開展企業的經濟分析提供了可靠依據。
機械設備管理,倡導以經濟效率為中心的管理理念,力求減少機械壽命周期費用的投入,在施工中對機械進行合理的技術使用,并提高維修工作的經濟性。從實際出發,針對不同的生產條件,采用不同的維修方式。在定期維修的基礎上,推行狀態監視維修,努力提高維修質量與效率。
人是機械維修的行為主體,因此在機械維修原則中涵蓋的主要內容是人的因素,任何一項工作的完成,人是第一位的,圍繞維修對象——機械,核心是提高人的綜合素質,要通過切實可行的培訓計劃,使維修人員的質量意識和維修技能適應現代化機械的維修要求。
3機械維修制度
在公路施工企業中,工程機械維修制度長期實施的是“計劃維修制”,基本內容是工程機械在使用中按照預定計劃的間隔時間(或里程),規定保修項目,逐級增多,更長時間的定期工作則劃入修理的范疇。這種在“養修并重,預防為主”的思想指導下,根據機械損壞和零部件磨損的規律制定的制度,在幾十年的施行過程中,對工程機械保持完好的技術狀態,延長使用壽命起到了積極的作用,是具有指導意義的維修制度。然而,科技進步,大大加強了工程機械的發展進程,使得工程機械的制造水平和使用性能得到了顯著的提高,進而機械的周期使用壽命延長了,可靠性、耐用性提高了。但是原有制度規定的保修類別和間隔周期的一程不變,使得保修周期與機械實際狀況不相一致,影響了機械的使用效能,增大了修理成本,造成了不必要的浪費。近年來,被廣泛宣傳的“預防檢修制”的基本思想是“定期檢查,按需修理”。它是通過預防性檢查這一環節(技術手段)來確定保養和修理。它的核心是“按需修理”,也就是按照維修對象的實際技術狀況,而不是按照實際使用時間來控制的維修方式。這種制度較好的解決了“計劃保修制”中僵化的強制性修理,但也要注意避免漏拆漏檢導致失保失修。有關資料表明,兩種制度都在不斷的自我完善。“計劃保修制”正在發展故障的早期診斷技術;而“預防檢修制”也提出根據維修記錄資料,找出機械的磨損規律以確定修理周期。由此看來,這兩種制度有很強的互補性,對工程機械而言,兩種制度沒有先進、落后,高級與低級之分,總是在于對某機件視情最適用、最有效、最經濟。所以,面對兩種制度要認真結合實際,根據人員構成,維修能力強弱,維修機具裝備及機械的自身技術狀況一并考慮,即要做到最大限度追求零部件的使用壽命,又不會有漏保漏修的現象出現。
以上是對工程機械的維修工作中幾個主要方面提出的一些看法,這些看法不是從工程技術角度而是從組織管理角度加以闡述。我們在今后實踐工作中將運用現代化管理技術不斷完善,加速機械維修工作的現代化步伐。
論文關鍵詞:機械;維修;制度;探討
1.1硬件系統
硬件系統是該控制系統中的一個重要組成部分,且其也能夠對整個控制系統的運行過程產生直接性的影響。因此,技術人員在對該控制系統的硬件系統進行構建的過程當中,就必須要嚴格依照國家的有關規定去進行。另外,為了提高硬件系統的運行效率,技術人員還必須要充分考慮到以下三個方面:(1)估算硬件的內存時要保證估計值的科學性與可靠性由于技術人員對硬件內存容量的需求會隨著各種原因而不斷改變,比如:技術人員自身的編程水平、技術人員對內存進行利用的效率以及模擬量的點數等。因此,技術人員在對硬件內存的容量進行估算時,就要站在整個系統的角度上,對系統的方方面面都進行一番全面的考量,然后再依據內存計算公式,對當前系統所需的硬件內存進行合理的估算,以確保估算值的科學性與可靠性。式中:C代表的是硬件內存的估算值;P1和P2分別代表的是開關量輸入/輸出時的點數;M代表模擬量的點數。(2)響應時間的計算要符合規范一般來說,因可編程控制器具有一種特殊的運行方式,所以它不會在連續很長的一段時間之內,都接受某種小于其自身運行周期的輸入信號。另外,由于響應時間的計算公式為:式中:T代表的是響應時間;T輸入濾波代表的是濾波輸入的時間;T輸出濾波代表的是濾波輸出的時間;T運行周期代表的是可編程控制器的運行周期。因此,結合上述兩個方面,并在對可編程控制器進行一番仔細的考量之后,得出最適用于該控制系統的可編程控制器的型號為:西門子系列的CPU226,該型號的可編程控制器的組成結構包括:電源、CPU以及輸入/輸出點。電源:為整個可編程控制器提供可安全、穩定的電力;CPU:執行控制系統發出的要求,并對控制系統中的所有數據信息進行有效的儲存;輸入/輸出點:輸入點可以從系統中的各種設備中采集可用信號,而輸出點則負責對系統中的電機或者是其他設備進行有效的控制。(3)輸入/輸出點數的估算要符合系統要求輸入/輸出點數的估算值,對于整個控制系統來說,是非常重要的。其次,技術人員也可以通過輸入/輸出點數的估算值,來選擇最有利于該控制系統的可編程控制器。所以,技術人員就必須要對輸入/輸出點數進行合理并符合規范的估算,并在獲取到估算值之后,按照估算值的大小,選擇一種適用于當前控制系統的可編程控制器。這樣一來,也就可以在很大程度上提高可編程控制器的運行效率。依據估算值選擇可編程控制器時,要預留出15%左右的輸入/輸出點數。結合鉆探設備的應用特性來看,輸入/輸出點數的估算數據如表1所示。
1.2數據通信系統
該控制系統中的“數據通信”指的是:數據在同級或不同級之間實現傳輸或者是接收的一個過程,而該控制系統中的數據通信,也主要是依靠可編程控制器和上位計算機來實現的。其中,可編程控制器和上位計算機進行數據通信時所使用的端口號是RS485和RS232,且它們進行數據交互的模式是字符串模式。另外,它們實現數據交互的原理是:由可編程控制器把控制系統中的所有數據信息以及運行狀態傳輸到上位計算機中,上位計算機一旦接收到這些數據信息和運行狀態之時,就會立即對它們進行合理并有效的分析和處理。
1.3軟件系統
搭建該控制系統軟件系統的依據是控制系統流程圖以及控制系統功能預設圖;采用的編程軟件V3.1STEPMicro/WIN;編程平臺為計算機平臺;輔助技術為計算機技術與通信技術。另外,技術人員在為該控制系統搭建軟件系統的前一階段,還應當對帶式傳送機的實際運行情況進行更深入的了解,然后再依據了解到的情況,對該控制系統的各個控制進程進行合理的設計。其中,該控制系統中所必備的控制進程包括以下幾個:(1)把定時器作為控制系統軟啟動以及軟停車操作的主要控制器,讓操作人員通過對定時器進行時間預設的操作,使控制系統依照預定的速度規則,自動的實現軟啟動和軟停車過程。(2)如果有停車要求時,控制系統可自動進行順序斷電操作。若遇突況導致的停車,控制系統也可直接切斷系統中的所有電源,保證系統不會因此受到任何影響。其中,順序斷電需要借助定時器,其實現原理是:依據操作人員預先設置好的時間,進行斷電操作。(3)利用“系統自檢”功能,對整個控制系統的運行狀態進行實時的監測與控制。倘若在監測與控制的過程當中,發現了系統中存在著的錯誤,那么該功能就會自動觸發系統警報器,提示操作人員系統出現了問題。如果,控制系統中不存在任何錯誤,那么該功能就會執行下一個任務,從而讓其繼續對系統的運行狀態進行檢測與控制。(4)把定時器合理的運用到軟件系統中,可以讓可編程控制器在定時器的作用之下,實現自動起動或者是停止的操作。其具體表現在:當達到操作人員對定時器預置的時間之時,控制系統中的電機會在可編程控制器的作用下,開始實現運行,并在預置的某一時間段之內,達到相應的預置轉速。另外,可編程控制器也可以依據其自身的輸出頻率,對控制系統中調速電機的運行速度進行合理的控制。
2機械電子式軟啟動裝置控制系統研發的作用
機械電子式軟啟動裝置控制系統的研發,不僅可以提高系統中負載的運行效率,還可以讓整個控制系統實現無極調速的這一運行過程。由此可見,機械電子式軟啟動裝置控制系統的研發,對我國各行各業來說,都有著一定的實質性應用價值。現對機械電子式軟啟動裝置控制系統研發的作用進行簡單的分析,并將其概括為以下幾點:(1)有利于提高施工鉆進的生產效率;(2)有利于企業對現場施工進行實施監測與控制,以防止錯誤操作給整個生產線造成的影響;(3)有利于降低鉆井過程的生產成本;(4)有利于促進我國鉆探行業的進一步發展;(5)有利于我國機械電子式軟啟動裝置控制系統的創新;(6)有利于提升我國鉆井施工行業的整體水平。
3結語