时间：2023-06-02 09:57:02
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械设计小结，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：机械设计及自动化；数字化；教学平台；建设
在经济全球化的今天，机械设计及自动化类专业在我国经济建设、社会发展中所体现的地位和作用显得越来越重要。有效的提升机械设计及自动化类专业课程教学的成效，促进学生的全面发展，就成为了机械设计及自动化教学中需要特别关注的重点问题［1］。信息技术与数字化教学手段的介入很好的提升了机械设计及自动化教学的成效，其中数字化的机械设计及自动化专业教学平台就是其中一个典型的范例。
1机械设计及自动化数字化教学平台的概述
机械设计及自动化数字教学平台实际上和很多数字化的教学平台的建设目的、建设模式及具体呈现内容都是大同小异的，简而言之就是数字化和信息化的一种学科知识学习和教学系统。用户通过登录平台地址的形式进入到平台系统中，通过在线或者下载相关的教学资源，实时好非实时的和专业教师、同学进行交流等进行知识的学习。当然平台上除了各类学习的资源和交流共享知识的空间外，一般还设置的具体的任务学习模块、作业的提交模块、在线测试模块等来实现对学习成果的检验［2］。以上这些是一般数字化教学平台的主要实践形式和功能，机械设计及自动化的数字化教学平台实际上也脱离不了这些内容，只不过其传递与呈现的知识信息是与机械设计及自动化专业相关的。当然了机械设计及自动化数字化的教学平台，一般还设置了一些机械设计及自动化专业的虚拟实验室、在线实验工具等。整体来看，机械设计及自动化的数字化教学平台就是实现机械设计及自动化专业类课程的数字化教学、信息化教学的载体，其目的就是为了实现机械设计及自动化类专业知识教学的时空不限，达到学习的个性化、自主化、大众化和泛在化。
2有效提升机械设计及自动化数字化教学平台建设的策略
上面提到了机械设计及自动化数字化教学平台对于实现专业课程教学的个性化、自主化等都是具有积极的推动作用的，因此可以说推广应用这类平台是具有现实意义和价值的［3］。在这样的背景下，如何提升机械设计及自动化数字化教学平台建设，更好的发挥出机械设计及自动化数字化教学平台的实际效力就成为了探究的重点。2．1进一步丰富和优化教学平台的相关资源：信息化与数字化的教学资源，是保证机械设计及自动化数字化教学平台实际教学效用的根本。只有丰富的机械设计及自动化数字化资源，才能保证平台本身的教育性，才能起到知识的传递和强化功能。在现阶段，现有的网络与数字化教学平台的架构与建设技术均比较成熟的背景下，教学平台其具体的效用与否很大程度上都取决于其资源的优劣与否和丰富与否。丰富和优化机械设计及自动化数字化教学平台中的教学资源有很多途径，但是是需要学科教师与相关技术人员共同参与的，要尽量的将资源进行细化，让每个资源都能满足学习者学习的实际需要。当然可以考虑将现有的一些机械设计及自动化课程教学资源进行数字化处理后，上传到机械设计及自动化数字化教学平台中进行共享，来达到资源丰富的目的，但需要注意的是要对资源进行甄别，在避免重复的同时也不能让数字化资源作为传统资源的简单复制。资源是为学习者服务的，所以资源还要尽量的从学习者的角度出发，从形式和内容都都尽量保证能够吸引学习者的关注。2．2保证学习者能够有效的进行登录学习：很多的平台在建设起来后是很少考虑是否有学习者真的在认真的学习其各类资源（尤其是在线视频课程），因此很多时候这类平台越用就会越没有生命力，成为了一种形式大于实质的附庸品。因此在机械设计及自动化数字化教学平台建设中一定要考虑到这一问题，通过各类技术手段来对学习者学习的情况进行监督、考察和动态的评价。比如在视频在线学习的学习时间上进行限制，要求其看够了足够的时间才能进行下一个环节知识学习，同时在观看的过程中，系统不定时会向学习者发送一些交互信息要求学习者回答一些问题等［4］。当然对于登录平台进行数字化学习的学习者而言，总结的评价也是不可或缺的，一些必要的作业与活动任务也都能在很大程度上督促和引导学习者进行有效的学习。
3小结
总的来说本文对机械设计及自动化数字化教学平台及其如何提升其建设都进行了探究，在提升机械设计及自动化数字化教学平台建设方面实质上可以操作的内容很多，本次研究只是从最为常见的两种形式上来提出了个人观点。实际上，相应的策略和手段还有很多，如通过移动端推广平台、优化平台界面等等。
参考文献
［1］钟守机，张晓青．机械设计及自动化类专业实验教学平台的构建探讨［J］．实验室研究与探索，2004，04：67－68＋71.
［2］张学敏．机械设计及自动化开放实验教学平台建设研究与实践［J］．重庆工商大学学报（自然科学版），2012，08：98－103．
［3］田万慧，石志恒．农林机械设计及自动化专业实践教学平台搭建研究［J］．安徽农学通报（下半月刊），2010，18：147－149．
［关键词］机械设计 实验教学中心 建设思路 运行模式
［中图分类号］G482［文献标识码］A［文章编号］1009－5349（2011）09－0221－02
机械原理与机械设计是每个机械设计专业学生的必修课，作为一门技术基础课，承担着培养学生的设计能力、创新能力和解决问题的能力。机械设计实验教学是一个理论联系实践的重要环节，是培养学生应用理论知识进行工程实践的重要途径，同时也是帮助学生发现问题和解决问题的重要手段。机械设计实验教学同时也承担着启迪学生的创新思维、培养学生的开拓创新能力，对于完成学生的培养计划起着关键作用。在21世纪科学技术飞速发展的今天，加强实践教学环节在高等工科学校课程教学改革中显得尤为重要。机械设计实验教学改革的根本目标就是要满足教学改革对创新型人材培养的要求，所以必须要改变过去教学重理论轻实践状况。因此，本文围绕机械设计课程教学改革的要求，对机械设计实验教学的目的和方法进行了探索与思考，从实验教学体系结构到内容和方法进行了改革和实践建设意见。
一、传统机械设计实验教学的现状
就目前的机械设计实验教学来看，其作用仅仅是让学生能够加深对理论知识的理解，验证理论知识的一种手段。例如为了验证带的弹性滑动及带传动的效率变化情况，传统机械设计实验中开设了带传动实验。传统的实验课程的设置、实施、管理都由老师管理，学生只是被动地参与来完成教师规定的学习内容，没有一点自主学习的空间，这样就完全扼制了学生的主观能动性、创造性的发挥。传统的机械设计实验教学课程的设置突出强调了实验课程服务于理论教学，完全偏离了其培养学生的综合素质和创新思维能力的宗旨。
传统的机械设计实验在设置上完全没有考虑到实验内容之间的内在逻辑关系，实验课之间往往都是孤立的，没有形成一个完整的实验体系。学生在实验课上只能是被动地去操作测试仪器和记录数据，所以整个实验课下来，学生还是没有对机械设计仪器的应用产生一个系统的认识。除此之外，在传统的机械设计实验体系中，每个实验所涉及的知识面都很窄，并且实验手段也比较简单陈旧，缺少综合性和创新设计性的实验，而这些实验对于培养学生综合运用理论知识、现代技术分析和解决工程实践中的实际问题的能力，对充分发挥学生的主观能动性，培养学生综合素质和创新能力有着不可替代的作用和意义。
二、机械设计实验中心建设目标
纵观传统的机械设计实验教学，不论是从体系结构，还是从内容、方法和手段上看都已经不能适应当代教育的要求。所以为了适应现代社会对复合型、创新型机械设计人才的要求，必须对传统机械设计实验教学进行改革。在保证完成机械设计专业人才培养目标的前提下，我们对机械设计中的所有实验进行了分类和整合并建立了机械设计实验中心，并明确规定了以下几条建设目标：
（一）培养学生的基本技能与实践动手能力
虽然现在的机械设计理论课程中会应用一些实物模型来增加学生的感性认识，但是对于机械设计这样一门实践性很强的基础课，理论知识与感性认识是远远不够的。现在的学生进行工程实验的基本技能都不是很扎实，而且普遍缺乏工程实践和实际的动手能力，所以在机械设计实验这个重要的实践环节中，为了给每一个学生都打好基础，必须针对这个问题，加强对学生的基本技能与实际动手能力的培养。
（二）培养学生的创新设计能力
在现代社会，创新能力已逐步成为衡量一个人才的基本要求。培养学生的创新设计能力作为教学改革的核心，已经逐渐演变为机械设计专业教学改革和实验教学中心建设的根本目标。因此不仅要在理论教学课上培养学生的创新意识，更要在实验教学环节培养学生创新设计的实际能力，只有这样才能达到培养创新型人才的核心目标。
（三）培养学生解决问题的能力
机械设计实验作为工程设计中的一个重要环节，不再只是为了验证某个公式或结论，而更多的时候是通过实验来验证某种设计模型的可行性。除此之外，一些新设计出的产品也需要通过实验来测试其各方面性能。可以看出，机械设计实验的应用已不仅仅局限于教学，随着实验方法不断的发展和完善，现代的机械设计人员应不断地学习充实自己，做到应用现代技术来解决工程实际问题的能力。
三、机械设计实验中心项目探索与实践
本着培养学生的动手能力、创新意识以及解决问题的目标，我们对所有机械设计实验进行了分类，并进行了相应调整，确定了新的实验教学模式。
（一）保留传统实验项目
传统的实验课程既然可以应用到今天，说明其对于学生的学习来说具有一定的必要性。因此，我们通过对所有实验进行了分类和整理，保留了部分验证性的实验内容，并对其侧重点进行了调整，将其侧重点由原来的验证理论知识为主转变为展示测试方法的手段，改造成为交叉性的综合实验项目，使学生不仅验证了课程教学中所学的理论知识，而且又了解了不同机械量测试和数据处理的方法，可谓一举两得。
（二）增加设计性、创新性和综合性实验项目
当前学生的动手能力及创新意识都急需提高，因此设计性、创新性和综合性实验必须作为实验中心建设的重点，加大投入力度进行积极建设。增加的设计性、创新性和综合性实验主要有：组合式轴系结构设计实验、机构运动方案创新组合实验、多轴系传动设计搭接与性能实验等。通过这些实验项目的开设，可以从提高学生的设计能力和创新能力的基础上，从整体提高学生认识问题和解决问题的能力。
（三）提供给学生更多的自
实验室在进行教学的同时，可以在空闲时间对学生开放，让学生有自主学习的时间。通过自主学习，学生能够积极主动地开展实验学习和科学探索活动，能够更好地提高自身的创新能力与认识、解决问题的能力，而且也能不断提高实验教学的成效。
四、机械设计实验中心运行模式思考
（一）推进实验室的开放式教学
开放式教学能够方便学生自主安排学习，从而提高学生的积极性与主动性，同时又能够提高实验设备的利用率，能够最大限度地发挥实验室的价值。实验中心会预先设计并提供实验项目菜单给学生选择，学生只要去实验室管理处登记就可以选择要做的实验项目。在实验过程中，从实验方案设计到结果分析，均由学生独立完成。实验室实行开放管理，不仅提高了学生的积极性，同时也点燃了教师进行科研的热情，因此实验中心在服务于教学的同时也作为了科研基地，达到以科研促进教学发展的良性循环。
（二）理论课老师参与实验中心建设及其教学
理论课教师具有扎实的理论基础，对教学内容有深刻的理解和认识，因此理论课任课教师参与实验中心建设与教学，不仅有利于提高实验教学的水平和质量，而且也可以提高理论课任课教师的实践经验，同时也可解决师资力量不足的矛盾，而且也可以避免理论教学与实验教学的脱节等问题。
（三）加大实验成绩在课程总分中的比重
实验教学不仅是传授知识、验证理论和掌握实验技能，更重要的是培养学生的独立工作能力和良好的科学素养，因此必须重视实验教学，加大实验成绩在课程总分中的分量。
（四）实验中心网络建设
为使机械设计实验中心在实践教学中发挥更大的作用，必须进行网络资源建设，并逐步完善和更新。网络资源包括：实验中心简介；实践、实验教学大纲；实验指导书；实验项目；仪器设备简介；学生创新设计；学生创新设计作品等。
五、小结
按照当前社会发展对高素质人才培养的需求，机械设计实验中心建设在明确的目标指引下，综合了传统的基本实验、综合性实验、设计性实验和研究创新型实验等各个层次实验内容的基础上，通过科学设置实验项目和教学安排，将对全面培养学生的实验基本技能、综合分析和解决问题的能力，培养学生的创新意识和实践能力产生积极的作用。
【参考文献】
[1]谢晓梅等.实验教学中心的建设思路与运行模式[J].实验室研究与探索,2005(2):103-105.
[2]丁鸣.关于高校实验室建设的几点思考[J].南京工程学院学报,2002,2(3):67-7O.
[3]刘小梅等.机械基础创新实验室建设[J].实验室研究与探索,2005(4):71-73.
［关键词］机械设计 软件工程 结构化 面向对象
［中图分类号］TH12［文献标识码］A［文章编号］1009-5349（2011）09－0046－02
在科学技术的飞速发展下，单一的技术已经不再能够满足机械设计的发展要求，人们开始寻求其他的方法来应用到机械设计中去。软件工程是一类工程，是将理论和知识应用于实践的科学。应用软件工程方法进行技术设计，可以解决许多复杂的问题，在借鉴了传统工程的原则和方法的基础上，人们可以开发出高质量、低成本的软件。所以软件工程方法不仅可以应用于机械设计之中，而且很有发展前景。
一、与其他工程方法的比较
三十多年来，软件工程的研究和实践取得了长足的进展，软件工程的方法对软件产业的发展起到了很大的推动作用。软件工程方法是为开发软件这类特殊产品而产生的，它集合了一些特殊的工程学方法。从20世纪60年代以来，陆续出现了结构化程序设计技术、计算机辅助软件工程（CASE）、面向对象语言和方法、软件过程及软件过程改善研究等一系列成果，并应用到实践中。因此可以看出软件工程方法与其他工程相比有很多优越性。
（一）软件工程开发阶段划分相对明确
与其他工程相比，软件工程开发的各阶段有严格的管理，对于每一个阶段都有完整的存档和评审验收。为避免自然语音在软件开发语音中产生歧义，文档大多使用图形、表格等形式记录。
（二）软件工程有更严格的测试
与其他工程相比，软件工程拥有一整套完整的测试方法，用以发现并改正错误。通过对软件进行严谨测试，可以在实际应用中避免很多错误或损失，而这也正是其他工程方法值得学习借鉴的。
（三）开发软件采用标准的输入输出界面
与其他工程相比，应用计算机辅助软件，为避免误解或影响操作，开发软件都采用标准的输入输出界面，这样也有利于进行标准化管理。用软件工程方法开发出的软件比其他工程产品有良好的复用性，而这也正是软件工程学的根本出发点。
二、传统软件工程方法在机械设计中的应用
传统软件工程的主要环节有：人员管理与项目管理、可行性与需求分析、系统设计、程序设计、测试、维护等，如图1 所示。下面就传统软件工程中的结构化分析方法在机械设计中的应用进行阐述。
（一）可行性与需求分析
可行性与需求分析是软件开发的第二个阶段。为了准确地定义系统的目标，以免对后期工作产生影响，可行性与需求分析是很重要的一个阶段。机械设计人员可以借鉴软件工程的最具代表性的方法是结构化方法。这种方法简单的说就是把一个复杂的工程按一定规律分解开，分解成若干小问题，这样就把问题最小化，降低了工程的复杂程度，避免了理解上的偏差。
（二）系统设计
系统设计是软件开发的第三个阶段。系统设计就是对于软件的结构设计。结构化的设计方法作为传统的软件开发中具有代表性的一种设计方法，与需求分析中应用的结构化的分析方法衔接，就组成了一套完整的分析与设计技术。系统设计形成的软件结构图，即形成最终模块结构。模块化方法应用范围较广，且已被所有工程领域接受并使用。从软件工程角度看，具有良好独立性的模块才可能成为好的模块。应用软件工程方法设计的系统结构，产生的模块一般都有良好的独立性，这样就降低了系统的复杂性，从而也降低了出错的可能性。可以看出，如果在机械设计中也能够应用模块化方法，并且能够尽量增加模块的独立性，很有可能使机械设计的过程简化、正确又有效。
（三）程序设计
程序设计软件开发的第四个阶段。这个阶段就是要确定每个模块的执行过程。程序设计有很多种方法，但是比较直观又易操作的是程序流程图和过程设计语言，这两种方法对于机械设计都有很大好处，最主要的就是比自然语言描述的流程直观、准确，不会产生歧义。
（四）测试
测试是软件开发的第五个阶段，也是软件开发的核心内容之一。黑盒测试与白盒测试是软件测试的两种主要方法，为保证软件质量，这两种测试方法同时使用并贯穿于整个开发过程中。机械设计中的复查实际上就是一个测试过程，但是远不如软件测试科学有效。所以机械设计中适当增加科学有效的测试是有必要的，既可以尽早发现设计中的错误，又可以把时间以及经济损失降到最低。传统软件工程学方法有一定的可复用性，因此开发新的工程可以利用以前工程的相当一部分开发成果，从而节约了时间和成本。
三、面向对象方法在机械设计中的应用
从某种角度来看，面向对象方法在机械设计当中的应用似乎没有什么参考意义，因为面向对象方法在分析设计一个系统时，是尽量接近人类认识世界解决问题的方法和过程。但实际上，面向对象方法是以开发软件为目的的，并不是随便的一个方法就能符合要求。在机械设计初期为减少开发的随意性，可以借鉴其中的合理的方法。面向对象方法的一个主要特征是具有良好的可重用性，同样在机械设计中的可重用性也很重要。可重用性就是说在开发同类的项目时，可以采用或借鉴以前成熟的成果，或者做极少的改动就可以了。由于面向对象方法的模块独立性极强，而且具有继承性和多态性，因此即使是开发不同类项目的时候也可以采用以前的成果。重用性使工程开发工作量减小，既节省了资金与时间，又降低了出错的可能。下面仅就Yourdon方法的应用做简单探讨。
Yourdon方法主体包括分析与设计两部分，但与传统软件工程不同的是，Yourdon方法的分析与设计是紧密联系的，没有明确界线。从形式上来看，传统软件工程方法与Yourdon方法是一致的，这样就可以方便地套用了。Yourdon方法的开发与设计都采用同一个模型，简化表示如图2所示。
Yourdon方法的对象得出是从问题描述(需求的自然语言说明)出发的，然后应用“基于语言的信息分析”和“三视图模型”得到最初的对象，采用开发与设计模型逐渐细化。细化是个逐渐叠代的过程，从而得到最终系统。采用这种办法可以形成良好的体系，减少主观盲目所产生的混乱。
四、小结
通过对传统软件工程方法及面向对象方法的分析，可以看出软件工程方法用于机械设计中是可能的，而且是有益的。因为机械设计有其特殊性，为优化机械设计的过程和结果，我们可以利用软件工程中科学合理的方法，不用严格按照软件开发的方法开发。机械设计既可以利用传统软件工程方法，也可利用面向对象方法，应视具体问题的复杂程度而定。简单问题可以利用传统软件工程方法，复杂问题较适合面向对象方法。
【参考文献】
[1]郑人杰,陶永雷.实用软件工程(第二版)[M].北京:清华大学出版社,1997．
[关键词]机械设计；技术；发展现状；趋势
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0103-01
机械设计是决定机械性能的最主要的因素，是机械工程的重要组成部分，设计工作的质量可以直接关系到机械产品的质量性能、研究周期和技术经济效益等。主要根据使用要求对机械的结构、工作原理、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和方法、形状尺寸等进行构思并进行分析和计算，将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。根据德国工程师协会文件VDI2225的调查分析，产品设计成本决定了产品制造成本的75%到80%左右，但是仅仅占了产品成本的5% 到7%。
1.常规设计技术及应用
目前各大专院校所使用的《机械设计》及《机械原理》教材是学习、应用、发展现代设计技术的基础，主要讲述的是常规设计技术。
1.1 理论设计
理论设计是指根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计。下面以简单受拉杆件的强度设计为例来讨论理论设计的概念。杆件必须的横截面积可以利用公式直接求解，也可以按其它方法先初步设计杆件的横截面尺之后再用强度计算公式去校核。由于实际情况复杂多变，必须根据实际需要来选择合适的安全系数，才能保证安全性。
1.2 经验设计
经验设计是指根据设计者个人的工作经验用类比的办法，或根据对某类零件已有的设计与使用实践而归纳出的经验关系式所进行的设计。经验设计常用于那些像机架、箱体、传动零件的各结构要素等结构形状己典型化而使用要求不大变动的零件。随着设计产品的技术系统越来越复杂，产品更新发展速度加快，技术含量不断提高，经验类比的设计方法已不能满足市场需要。
1.3 模型实验设计
模型实验设计适用于一些结构很复杂而尺寸又巨大的重要零件，尤其是一些重型整体机械零件，可以有效提高设计质量。即把初步设计的零、部件或机器做成小模型或小尺寸样机，经过实验的手段对其各方面的特性进行检验，根据实验结果对设计进行逐步的修改直至达到完善。由于这个设计方法昂贵、费时，因此一般用于特别重要的设计中。
2.现代设计技术及应用
2.1 优化设计
优化设计可以成功地解决解析法等其他方法难以解决的复杂问题，它是建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上，通过计算机的数值计算出一切可能的方案，并在一切可能的方案中寻求最优方案，使期望的指标达到最优的设计方法。
2.2 有限元设计
有限元分析技术是20世纪60年展起来的新的数值计算方法，是最重要的工程分析之一，随着计算机技术的发展，有限元设计在各个工程领域中不断得到深入的应用。有限元法的基本思想是将结构离散化并用有限个容易分析的单元来表示，通过有限个节点来连接各个单元，然后根据变形协调条件综合求解。由于节点的数目也是有限的，单元的数目是有限的，所以称为有限元法。这种方法只要改变单元的数目，灵活性很大，就可以使解的精确度改变，得到与真实情况无限接近的解。
2.3 可靠性设计
可靠性设计从20世纪60年代以来逐渐进入机械工程领域，是近几十年发展起来的一门新兴学科。在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力称为零件的可靠性设计。将常规设计方法中所涉及的设计变量如材料强度、疲劳寿命、尺寸、应力等，看成服从某种分布的随机变量是可靠性设计的主要特征。然后根据产品的可靠性指标要求，用概率统计的方法得出零部件的主要结构参数和尺寸。
3.现代设计技术与常规设计技术的关系
3.1 产品结构分析的定量化
常规设计技术只能对复杂结构的零部件或整机进行类比或定性的估算。现代设计技术引入了边界元及有限元方法，可实现对任何产品结构的定量化分析。
3.2 产品工况分析的动态化
常规设计技术对产品的工作状况仅限于动态的估算和静态的计算。而现代设计技术中的动态设计方法可以同时利用实际工况相符的数学模型与理论和测试数据建造，在通过计算机进行分析计算的基础上预测出产品的动态性能和改进效果。
3.3 产品质量分析的可靠性化
常规设计技术中采用的安全系数法仅仅依靠经验，不能定量给出产品质量的可靠性预测。而现代设计技术中的可靠性设计法基于概率论建造模型并进行分析计算，把零部件或整机的各种具有离散性的性能参数均视为随机变量，从而定量的做出产品质量的可靠性预测。
3.4 产品设计结果的最优化
常规设计技术比较依赖设计者的经验和主观判断，主要通过近似系数、经验公式或类比等方法进行校核、设计。而现代设计技术中的优化设计法是根据产品的性能要求和设计目标构造数学模型，应用数值计算方法和数学规划理论，通过计算机求得最优化结果。
3.5 产品设计过程的高效化和自动化
常规设计技术在设计过程中虽然重复性高，但是设计方案却不一定最优。而现代设计技术在整个设计过程中均是教会计算机，让计算机去完成，从而为实现制造的自动化做好了准备，并且实现了设计过程的高效化和自动化。
4.现代设计技术与传统设计技术的关系及比较
现代设计技术是相关科学技术综介应用于设计领域的产物，是传统设计技术的延伸与发展，它使常规设计技术发生了质的飞跃。传统机械产品设计也称常规设计，是一种以低压控制和强度为中心的经验设计、安全系数设计、类比设计。而现代机电产品设计方法则在注重产品整体功能基础上，以现代设计方法和计算机技术为工具的一体化系统设计，强调创造性，这种设计小但可以大大提高设计的质量、精度和效率，而且可以将产品的经济性、适应性、可靠性统一起来，从而高效率、高水平地设计出市场欢迎、性能优良、效益显著的新型产品。
从常规设计方法到现代设计方法有以下转变：从静态分析道动态分析，从定性分析道定量分析，从安全性设计向优化设计，从手工计算向自动设计计算等转变。
5.机械设计技术的发展趋势
具体来说现代设计技术的发展趋势主要有：第一，设计中的快速响应市场的竞争策略将代替产品质量成本第一的竞争策略。第二，设计将从满足产品功能属性向同时满足环境与生态属性发展。第三，设计将从需求的同时面向经营管理和制造发展。第四，设计将从传统的串行向协同工作方式、并行工作模式发展。第五，设计将激发主动创造性，使人们从设计过程数字化中逐步确立主动地位。顺应此趋势，目前主要研究和应用的现代设计技术有：优化设计、设计方法学、可靠性设计、动态设计、计算机辅助设计、有限元设计、摩擦学设计、工业产品造型设计、模型试验设计、模块化设计、创新设计、三次设计、价值工程设计、智能工程设计、反求工程设计、并行工程等。
机械设计制造及其自动化技术的产生与发展取代了原有的手工作业，使得生产效率和产品质量有了大幅度的提高，同时也创造了良好的工作环境，节约了各类资源和劳动力。我国虽然十分重视机械设计制造及其自动化技术的研究，但是在实际的应用中仍然存在一些问题，严重制约了其发展和创新。因此，我国急需完善提高现有的自动化技术，使我国的机械设计制造及其自动化技术早日达到世界领先水平。
一、机械设计制造及其自动化的应用
1.自动化的信息流
机械设计制造及其自动化技术开创了全自动的生产模式，只需在计算机上设计生产程序，就会实现对机器的完全控制。自动化的信息流是该技术的主要应用，包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助工艺设计以及产品数据管理系统等，计算机能够精准高效的对各类数据进行计算，设计最佳的产品结构和生产模式，使整个生产过程标准化、精密化。
2.自动化的物流供输系统
自动化生产离不开原料的自动化供给和传输，而自动化的物流供需系统就是将原料和半成品自动运输至各个生产机械，使当前生产机械加工后的半成品自动进入下一个机械继续加工流程，直到成品完成为止。自动化物流供需系统将各个机械连接成一个整体，加强了生产制造的连贯性。一般来说，自动化的物流供输系统包括单机自动装置、自动输送系统等设备。
3.自动化的加工系统
自动化的加工系统是整个生产制造的核心，使用自动化技术取代传统的手工作业，降低了主观因素带来的各类风险。控制系统会对生产机械下达各类操作指令，并监督其执行情况，当原材料不足或机械发生故障时还能够及时发出预警，确保生产的连续性。使用自动化的加工系统只需要投入少量的资金，就会得到丰厚的回报，而且生产机械可以连续不断的进行生产，有效保障了生产任务的按时完成。
4.自动化的装配系统
自动化的装配系统是将各种几何形状的零配件按照一定的技术要求，通过搬运、组合、调试、检验等步骤，组合成为成品的工艺过程。装配是保证机械产品质量的重要环节，自动化的装配系统取代了以往依靠工人的复杂操作和技巧进行的装配工作，提高了产品的生产效率和生产质量，使产品更加细致、精密，是机械自动化技术的一个重要应用。
5.自动化的检测过程
随着现代科学技术的不断发展，各种新型材料、刀具和复杂的加工设备不断的被应用到机械制造的过程中，使产品的检测工作难度显著提高，以往依靠人工进行检测的方法已经不能满足发展的要求。所以，自动化的检测过程被引入到机械制造中。包括基于时序、电流信号、人工神经网络对刀具磨损状态的识别，多专家系统的智能设备诊断技术等。
二、机械设计制造及其自动化的应用现状
1.自动化技术水平较为落后
我国在机械设计制造及其自动化技术的研究领域起步较晚，起点低，虽然发展势头十分迅猛，但是在工艺技术上距离世界领先水平仍然存在一定的距离。如今国际上已经可以将自动化技术与新兴的科技含量较高的纳米技术、激光技术联合起来使用，生产制造的产品在质量和工艺上有了非常大的突破，而我国还停留在单一的自动化技术研究中，导致生产制造的产品缺乏竞争力。
2.自动化技术的应用范围有限
由于对机械制造及其自动化技术的认识有限，很多研究仅处于理论阶段，没有应用到实际的生产中，这些技术因缺乏实践的验证而无法发现其中的缺陷和弊端，也不能得到改善和提高。有些工厂在生产过程中虽然采用了自动化技术，但是这些技术往往是不成熟的，使得所造产品质量差，成本高，材料存在很大的损耗和浪费，所以他们纷纷放弃了对自动化技术的使用。长此以往，自动化技术的应用范围被限制在很小的区域，大大延缓了自动化技术的发展进程。
3.缺乏自动化技术人才
我国生产制造业的自动化技术普及率低，很多学生在选择专业时往往偏向于IT、管理等福利待遇好，行业发展稳定的专业，却忽视了自动化技术巨大的发展潜力，导致自动化技术人才凋零。随着人们对自动化技术的重视逐渐提高，越来越多的学生选择了自动化专业，但是他们在毕业后还需要到工作岗位进行实践训练，才能掌握自动化技术的核心，而现有的工作人员年龄普遍偏大，对新技术新思想的接受程度较差，所以培养出真正的能够独当一面的自动化技术人才需要大量的时间，造成了目前我国自动化技术人才不足的尴尬局面。
4.自动化技术对环境的影响
众所周知，自动化技术的生产效率很高，在生产过程中会连续不断的耗费原材料和各类资源，同时产生大量的废气废水废渣，对环境造成极大的污染和破坏。有些工厂为了自身的经济效益没有采取环保措施，将工业生产的废弃物直接排放到自然界中，不仅会增加空气、水和土地中的有害物质，还会杀死周围的动植物，破坏地球的生态平衡。这种只知生产，不知保护的行为在当今社会已经屡见不鲜，所以研究绿色可持续发展的自动化技术已经迫在眉睫。
三、机械设计制造及其自动化的发展趋势
1.发展符合我国国情的自动化技术
机械设计制造及其自动化是一项需要不断发展和完善的技术，该技术的提高需要耗费大量的时间和精力，我们应以高度的细心、耐心、责任心将研发先进的自动化技术作为自己的使命和任务，通过学习和借鉴国外先进的自动化理论，在其基础上进行核心技术的研究，从而提高自动化技术的科技含量，争取早日创造出符合我国国情的自动化技术。除此之外，自动化技术还应满足市场发展需要，与计算机技术共同提高。因为实施自动化生产需要通过计算机控制，所以在发展自动化技术的同时也应该增加对计算机技术的投入，研发实用性更强，性能更好的计算机硬件和软件，并将计算机技术和自动化技术配合使用，以增加对生产机械的控制，使所生产的产品与设计的模型达到完全的一致。
2.发展高效率、低成本的自动化技术
以我国现阶段发展情况来看，发展高技术、低成本的自动化技术具有很大的可行性，我国的机械自动化已经逐渐转向虚拟化与网络化发展。随着我国计算机与网络技术的普及，给机械制造企业的生产经营带来了更多机会，受到全球经济一体化的影响，原材料的获取渠道更加广泛，产品也可以远销海外，再不用担心货源不足或者产品滞销等情况的发生。而且企业可以通过相互之间的交流，吸收更多的生产经验和方法，有助于确保制造工艺的优良，并缩短投资成本与生命周期，可更好地实现车间生产规划、供应链与物流、组织管理等建模与仿真，促进企业之间的竞争与合作。
3.加强对机械自动化技术人才的培养
发展自动化技术的当务之急是重视对自动化人才的培养和吸收，使自动化技术在生产中能够充分发挥作用。为此，应提高技术人员的福利待遇，并设计良好的晋升机制，激发人才对该专业的兴趣，从而主动加入到自动化技术的学习中。同时应经常组织对在职技术人员的培训工作，根据其现有的知识体系制定科学高效的培训计划，分层次的展开培训。对于年长的技术人员，虽然他们的实践经验丰富，但是理论知识不足，应加大理论知识的灌输；对于年轻的技术人员，尽管他们有系统的理论知识，可是缺乏工作经验，要多加强实践训练。此外，还应创造和谐的工作环境，加强技术人员之间的沟通和交流，使他们互相学习，共同进步，以早日打造自动化技术过硬的高素质人才队伍。
4.机械自动化技术的绿色发展
随着人们生活水平的提高，对环境的重视程度也与日俱增，尤其是对于造成环境污染最为严重的生产制造业来说，应该立即采取一系列的环保措施来修复千疮百孔的生态环境。企业可以采用新的自动化生产技术，购买先进的环保设备，或者加强材料的回收再利用。例如将工厂设立在远离城镇和水源的地方，采用环保原料进行生产，生产中产生的废气废水经过处理后再排放，将可再利用的废渣回收制成燃料和建筑材料等等。企业还可以与其他行业合作，建立产品生产制造―回收处理―二次利用的一条龙产业链条，真正将自动化技术与环境保护连接到一起，彻底解决环境污染问题。这种发展模式不但会促进行业的飞速发展，还能带来更多的经济利益和社会效益。
伴随着全新的信息科学与技术发展和全球性的教育改革，国际青少年电脑机器人活动于20世纪90年代在一些发达国家青少年中逐步兴起。近几年来，机器人教育已经在全国发达城市中小学中广泛开展起来，并大有普及之势。
2006年，我校申报宝山区区级课题《机器人步行模式的研究与设计》，期间在上海大学的指导和我校科技教师的共同努力下于2009年顺利结题，课题从高中教学层面探讨了机器人机构设计如何应用于高中学段学生。
2 理论基础
我们考虑从机器人的一个板块出发，利用学生对机器人机械结构的认识和研究开始逐步破解学生对机器人的神秘感，锻炼学生的科研能力，引导学生从设计出发，自己动手设计并制作机器人。从而让学生能够从中体验较为完整的科研过程，使他们学到科学有效的思维方式，提高逻辑思维能力、规划能力，提高分析问题和解决问题的能力。同时，在课程及活动中穿插结合专家讲座以及实践探索等一系列方式来了解智能机器人的发展和应用状况，并在组装机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。最终的目的是能为同学们开设一门能充分发挥创造力的创新课程，或者说向这个目标做一些有益尝试。
我们知道了一般机器人的设计可以分为三个部分：机械部分、电路部分和程序部分，而其中最为基础的便是机械部分。高中最常见的机器人活动竞赛就是单马达的简易机器人搭建了，通过不同的结构可实现跑步、爬杆、爬梯（图1）等不同的动作。类似的比赛中经常有一条规则是一定要使用曲柄连杆机构，不得使用轮式，这就涉及到了一个基本的机构学概念——机械传动，具体的搭建方式虽然可以参照机器人的说明书，但如果能真正掌握其原理必然让学生对机器人有更深一层次的认识。
有了这些理论基础和想法，我们咨询了上海大学机械工程系的专家，从可行性角度对本课题进行了论证，在肯定我们想法的同时专家还从技术角度解答了我们的一些疑问，提供了我们一些新的思路和手段。我们打算第一步就从机械板块进行教学的深入探究，让学生重新认识机械设计这一可能会被忽略的机器人最基础的部分。
3课程设计
遵循这样一个切入点我们针对机械结构部分为学生设计了以下的一系列学习课程，大致分为了这样几个阶段：
3.1 观察分析阶段
一开始通过对机器人的搭建及观察，学生接触简易单马达机器人，从实际出发认识一个机器人完成整个运动过程的基本方式，培养学生的动手能力和合作精神，并使其掌握读图纸、零件装配等一些基本工程技术素养。
3.2 理论学习阶段
本环节通过对四杆机构这样一种常用的传动方式的介绍，带领同学从单纯照搬图纸过度到进行简易机构分析的层面。机器人制作课程实际是一种跨学科的学习课程，须灵活运用各种学科的知识。现在的高中课程中，学生们学了很多数学、物理、计算机方面知识和解题方法，但遇到实际问题往往就不会运用了。如本环节用到了很多他们学过的数学知识，既让他们觉得设计并不是那么遥不可及从而失去信心和兴趣，又让他们在真实的情景中体验学以致用的快乐，更好的提升他们学习科学文化知识的热情。
3.3 技术实践阶段
有了一定的理论基础以后我们可以利用一系列的技术手段让学生的所学得到巩固提高，来一次理论联系实际。受到了《神奇的仿真技术》课程的启发，我们考虑借助计算机仿真这一手段。一方面机械结构的实物的设计制作存在一定成本，另外计算机辅助设计作为一门新兴学科也已经登陆到了高中课堂（一些学校已经开设了AUTOCAD、CAXA等课程）。经过我们的几次尝试这一环节可以通过多种方式去实现，比如可结合数学计算利用VB的绘图功能进行二维机构仿真（图2），再比如有一些现成的软件（如working model 2D）可以实现类似真实模拟环境下的机构仿真。最新的探究中我利用了上海市青少年活动中心组织的培训，掌握了工程设计领域的权威软件ProE，其中即可实现三维模型的建模，又可模拟真实的三维运动（图3），很好地为学生的自主探究提供的一种手段。
3.4 创新实践阶段
在经过了上述各阶段的学习以后，学生对于机械结构的认识可以说有了一个质的飞跃，这为其以后参与到各项机器人的活动中打下了扎实的基础。至少在机器人的机械部分，我们总结出了即使在是看似再简单的机械结构，也要经历结构设计、运动模拟、计算机辅助设计、计算机辅助制造等环节。而且这个流程不是一蹴而就的，必将经过反复的修改和测试，下面我们来看一个成功的例子。
4具体案例
以下为第24届英特尔上海市创新大赛我校机器人创意设计一等奖作品的论文节选，该论文中的学生就是在经过了上述过程的学习后改进了一个步行机器人结构，虽然在参赛过程中专家对于其在实用性方面还存在一定争议，但评委们一致认为在机械结构设计这一部分，其科学性和新颖性已经达到了一定高度。
论文改进了一个容易跌倒的双足步行机器人结构，通过模拟人行走的膝关节和踝关节从结构上进行了一定创新，基本达到了课题制定的目标，下面是文章的部分节选，其分别对应了我们上述提到的机器人机构设计的几个步骤。
4.1 有机构的分析
我们仔细观察暑假中制作的那个会“摔跤”的步行机器人，发现从机器人的结构上看，有曲柄还有连杆，是一个四杆机构。紧接着我们用直尺量出了模型的各部件尺寸并在运动模拟软件——WORKING MODEL中对其运动过程进行了模拟，从而进一步分析其运动。
而在WORKING MODEL的运动模拟中（如图4），我们发现原机器人的机械装置并没有人那样的关节。从图中能观察到，由于没有膝关节和踝关节的屈伸活动，因此在行走过程中，当从机械足跟着地到机械全足放平这一阶段，前后的重心没能很好地调整，系统重心会突然前倾，影响行走的平稳性。机器人行走过程中前后重心不稳的问题就出在这里。
4.2 结构创新设计
根据分析，要是能设计一个能活动的且最好与地面始终保持水平的足问题便迎刃而解了。我们询问了老师也在网络和相关机构学书籍中查找了资料，了解到了有一种叫做平行四杆机构的方式，如资料显示，双曲柄平行四杆机构有四类，从外观判断其中a类应该就是我们需要的方式。有了这个关键的机构原理作支撑，我们开始了对原有机构的改进。
从运动转换角度分析，该装置是单自由度的曲柄摇杆机构，构造和控制均相当简单。从支撑的角度分析，该装置叠加了两个平行四杆机构，因而具备活动的膝关节和活动的踝关节，在行走过程中，装置的机架部分始终与地面保持平行， 能较平稳地移动系统的重心位置，避免突然前倾的现象出现。这些都符合了我们之前机构设计的需要。
4.3 计算机辅助设计（CAD）
接下来，我们在仿真软件里测量了各个部件的尺寸，然后按照一定的比例缩放后得到实际的部件的尺寸。
在设计时发现了各铰接点的连接是一个很大的问题，简易机器人里都是利用插销来实现的，其优点是成本低，但缺点很多如：容易磨损和脱落等。询问了老师后，他建议我们使用轴承，并告知了我们轴承的一般装配方式。
在设计时还要考虑大足的制作、马达乃至以后传感器等的安装位置的预留、如何使整个机架的重心尽量降低以保证其稳定性等问题。在老师的帮助下终于在CAD中完成了各个零件的设计，并将它们组装成了模型（如图6）。我们联系了加工的地方利用雕刻机将基本的部件制作了出来，一些较为关键的部件老师帮我进行了挑选，比如马达和齿轮，挑选了内部应用蜗杆的齿轮箱增大了扭矩，而且降低了噪音，齿轮的外挂设计也有效地防止了齿轮卡死。
4.4 计算机辅助制造（CAM）
在雕刻机的帮助下，一个个由我们设计的机构零件终于由电子文件变成了实物（如图8）。经过最后的拼装搭建，我们自己设计的第一台机器人终于出世（如图9）。
5思考与小结
上述活动过程我们考虑可设计成一个系列的短课程，包含机器人制作、机构学入门、计算机机械仿真、CAD模型设计等环节，涵盖了当前用于机械部分设计的比较主流的设计思路和手段方法。结合了数学、物理、计算机等多门学科的综合知识，可以让学生在运用自己的所学中不断有新的发现，认识到各学科之间其实是相通的，很多我们学习的理论是为技术服务的。而在最后的模型制造环节之前的操作是将可行性较高的设计送去外部加工，以后学校如有条件可考虑采购一台小型雕刻机，一些简单设计可以直接完成CAM，学生的认识会更加直观也可作为活动的一个和小结部分。
我们的初衷是想通过对机器人机械部分的研究与设计，学生能不再局限于使用各公司的机器人套材，而更多地考虑自己设计或改进。从机器人学习研究的角度，学生从简单拼装搭建的装配层面上升到了理论结合实际的研究层面，我们也看到了一些让我们欢欣鼓舞的自主研创新成果。当然在课程的进一步深入的过程中，机构设计还有许多新的知识，每一个知识点都能用于不同功能机器人的设计，我想在以后的机器人课程或者活动中我们要做的还有很多。
参考文献:
[1] 上海市机器人学会编.机器人ABC.上海市科学教育推广项目资料包
[2] 王中杰等.神奇的仿真技术. 上海市科学教育推广项目资料包
[3] 杨可桢等.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社,2006.
[4] 陈国华.机械机构及应用[M]. 北京：机械工业出版社,2008.
[5] 尹居中.机械设计实作计划—投球机构模拟分析.
[6] 导向科技编.AUTOCAD 2006基础[M]. 北京：人民邮电出版社,2006.
关键词：机械设计；质量；检验；方案；分析
1 前言
机械行业是我国工业中的核心产业之一，是国民经济的支柱产业，其技术的高低标志着国家的发展水平及市场竞争力，只有不断加强机械设计及质量检测技术水平，熟悉其发展趋势，才能提高产品质量及企业效益，保证在激烈的市场竞争中处于不败之地。
在机械产品设计中，设计质量的检验可拓展为产品质量管理与控制的重要组成部分，使产品设计质量的检验在产品质量控制与管理过程中真正发挥积极的作用。下面针对机械产品设计质量检验的总体结构和功能结构方案及主要参数计算与选择等内容进行了分析总结。
2 产品设计的总体结构方案、功能结构方案分析
2.1 总体结构方案分析
产品的总体设计方案非常重要，它能否满足用户、企业及社会对该产品的功能需求。要从总体上检验产品对总体目标的实现情况，检验该产品在设计过程中是否贯彻产品设计目标。最重要的是是否贯彻自主创新的思想与设计理念，采取的方案能不能保证用户、企业及社会对产品的质量需求，采取措施去降低产品制造成本、缩短产品生产周期、贯彻绿色设计的思想、售后服务及产品的再制造问题。
2.2 主要功能与辅助功能结构方案的正确性与合理性分析
关系到产品质量能不能保证、用户需求有没有满足的根本性问题，也是从原理上检验产品的主要功能与辅助功有没有到具体的实现，检验产品功能优化设计中的技术目标、技术内容的实现状况。要从原理上检验采用结构方案对实现功能的可能性，要检验采取方案的正确性和合理性。
2.3 三种机构和三大性能的合理性分析
两种功能是通过具体的机构实现的，要检验驱动机构、传动机构和工作机构对实现产品主辅功能及三大性能，即结构性能、使用性能和制造性能的状况，检验工作特点、优点和存在的不足、及可能出现的问题。从机械产品设计角度检验技术文件、资料的完整性、正确性、规范性和合理性等。
3 主要参数计算与选择
检验产品的工艺参数，如产量的大小和效率的高低等，要对产品的工艺指标，产品工艺方面的经济技术性能进行评估。这类参数是用户评估产品使用质量的重要指标，能直接影响产品性价比的大小。产品的几何参数是产品的主要尺寸和重量等，产品尺寸和重量有的是为满足用户的需要采用的，如产品的规格尺寸及为工作需要而一定要达到的机器重量；有的是可以在一定范围内变化的，对可改变的尺寸或重量，尽可能减小，减轻机器重量或减小尺寸会降低机械产品制造成本，这是设计人员在设计时必须注意的问题和所追求的目标。
运动参数有位移、速度、加速度和运动轨迹及运动形式等，设计的运动参数能不能满足使用要求，能不能在规定的许可的工作范围内。这些参数的使用范围有时是能扩大的、有时是受限制的，而要在规定的范围内，有时要求产品的运动参数有较好的调节性能。
动力参数包括外部作用载荷和内部的作用力、动力大小和驱动机构的功率等。从机器作业的耐久性看，减小外载荷和内部的作用力是非常有益的，这能延长机器的使用寿命；从使用角度看，机器的动力性能或功率大小要满足用户工作的要求。
4 系统原理及具体方案分析
普通产品一般有实现产品功能和性能需求的五个系统。
4.1 物质转运系统
该系统在许多机械产品中是辅助系统，但在某类产品中是为实现主要功能而设置的。对这类系统的要求一般是准确、灵活、安全、可靠和便于操作。
4.2 运动转换系统
运动转换系统是由驱动机构通过传动机构再由工作机构实现，其运动形式有平面运动和空间运动。前者有直线运动、圆周运动、椭圆运动及其它形式的运动；后者一般是组合运动的形式及特殊的运动形式等。对这类运动的要求要准确、稳定和便于调节。
4.3 动力传递系统
这种系统的主要任务是传递工作需要的动力，机械设备的动力一般通过电动机、液压马达和其他驱动机构来完成的，对这类系统的要求一般是高效率、有足够的动力余量、调节方便和安全可靠。
4.4 指令传达与操纵系统
产品所实现的各种工作是通过操纵系统发出指令的，可以通过手工、仪表操作、人机对话方式，计算机操纵或程序控制等方式完成，随着科学技术的发展，目前主要靠自动控制的方式完成。对这类系统的要求是准确、灵活和方便。
4.5 工作状态信息反馈与控制系统
机械产品的控制系统的状况能影响其使用性能，控制系统的结构、控制策略可对控制系统的质量产生重要影响，对这类系统的具体要求是获得准确、稳定和快速灵活的控制效果。
5 实现该产品设计质量检验内容分析
通过对所设计产品的全面检验，要从产品设计的设计理念，质量、价格、制造周期、环境保护和售后服务等进行分析。
5.1 设计理念
现代社会已进入了知识经济时代，知识在产品设计中的作用日趋突出。自主创新的产品和具有高知识含量和较高的使用性能的产品，受到了广大用户的欢迎，具有较高的价格，也是企业拥有市场的重要因素。
5.2 设计产品的使用质量
好的产品使用质量是用户追求的主要目标，而企业能不能生产出用户满意的产品，在很大程度上决定于产品的设计质量；用户的要求和产品的实际质量存在一定的差距。为了取得市场，生产企业千方百计地提高产品的质量，产品检验是提高产品质量的一项重要工作，一定要引起充分重视。
5.3 设计产品的制造成本
它是衡量产品性价比的一个重要指标，要提高产品的性价比，必须提高产品性能，降低产品制造成本。产品制造成本直接影响产品出售价格，这是取得市场的重要条件；因此，必须在保证产品质量的条件下，尽量地降低产品生产成本和出售价格，争得产品的销售市场。
5.4 设计产品的制造周期
某些产品的生产周期是直接影响产品能否争得市场的重要条件，产品的销售状况与产品的投入市场的时间有密切的联系。某些产品因时间的滞后而丢失产品的市场份额。产品的设计对产品的制造周期也能产生直接影响。
5.5 设计产品的环境保护
产品的环境保护是任何设计工作者必须注意的问题，这是经济可持续发展的要求，在产品设计质量的检验过程中，一定要予以高度的重视。从方案选择、产品设计、产品制造、转运与安装、维修、报废的全过程中，必须切实贯彻绿色设计和绿色制造思想。
5.6 设计产品的售后服务
它包括维修、再制造、升级以及回收等。杰出的产品设计能大幅减少产品维修的工作量，有利于产品再制造工程的实施，有利于产品的升级管理。在产品设计质量的检验中，一定要对产品售后的有关情况进行审核和检验。
6 小结
设计质量的检验是产品设计的重要组成部分，通过设计质量检验，能对机械产品的主要功能、辅助功能、结构性能、工作性和工艺性能进行检验。检验具体内容包括功能优化设计、结构性能的动态优化设计、工作性能的智能化设计、工艺性能的优化设计和特殊性能的设计等。设计质量的检验的目的是掌握该机械产品设计中的特色与优点，更重要的是发现设计的缺陷，在产品投入使用前，对设计方案进行有针对性的修改，以提高产品的设计质量。
[参考文献]
[1]孙伟，刘杰，等.机械产品设计质量评价及评价系统的开发[J].《机械设计》，2007（6）.
[2]盛国裕，沈海滨，等.机械产品质检方案策划方法的研究[J].《工业计量》，2009（5）.
[关键词] 伞形钻架； proe； workbench； 优化； 减重
1 引言
YSJZ煤矿竖井液压伞形钻架被广泛应用于煤矿开采中。其结构上其具有支撑机构、调高机构、补偿机构、推进机构、大臂机构等。但是由于其重量过大，导致在煤矿开采提升困难，所以必须采用提升力较大的绞车，十分不便。因此，为了实现结构的优化减重，并且提高其强度刚度，在测绘的基础上用Pro/E对煤矿液压伞钻进行整体建模，并利用workbench对其部分结构进行有限元分析[1]，提出优化方案。
2 整体建模
建模是基于现场实物测绘结果绘制，为4臂伞钻，收拢后外接圆直径为1.9m，高度为7.9m。结构上主要具有立柱及风水盘，辅助油箱，支撑油缸，支臂油缸，旋转油缸，大臂，大臂油缸，钻架，推进油缸，补偿油缸，倾斜油缸，凿岩机等。
风水盘上具有辅助油箱和气马达。在煤矿液压伞钻工作之前，由辅助油箱供油，气马达带动齿轮泵使支撑油缸，大臂油缸和倾斜油缸打开。支撑油缸撑在井筒壁上，起到固定作用。大臂油缸伸长，从而使大臂展开。倾斜油缸主要使钻架始终处于垂直状态。另外辅助油缸还向旋转油缸，调高油缸和补偿油缸供油。旋转油缸的伸缩使大臂可以左右摆动。调高油缸可以使煤矿液压伞钻整体上下移动。补偿油缸则可以使钻架上下移动，以补偿大臂抬高后钻架离地面的高度，主油箱在吊盘上主要向推进油缸以及凿岩机的冲击和回转部分供油。
3 大臂优化分析
原先大臂材料为Q235方钢，长5050mm，截面尺寸为高160mm，宽120mm，壁厚14mm，重量为345kg，大臂一端铰接，在距离铰接端1400mm处和大臂油缸铰接。另一端承受钻架和油管的总重为11770N，另外大臂加上油管总重为3600N。由图2可得原先大臂变形量为35mm，最大应力为121MPa，Q235的屈服强度为215MPa，抗拉强度为375MPa，所以原先大臂会发生弹性变形，安全系数为3.09[2]。
基于原先大臂有限元分析结果，提出优化方案采用宝钢生产的高强度钢BS700MC，强度为760MPa，并将截面尺寸改为高200mm，宽120mm，壁厚6mm，则重量为171kg，重新进行有限元分析，得到变形量为41mm，应力为161MPa，安全系数为4.72，结果如图3。
比较优化前后的结果得出，刚度基本相同，但在减轻煤矿液压伞形钻架重量的同时提高了安全系数，达到了满意的效果[3]。
4 煤矿液压钻架优化分析
钻架长6.6m，重量为397kg，壁厚10mm，钻架收到凿岩机回转时的扭矩220N*M，对煤矿液压钻架进行有限元分析。
由有限元分析结果可知煤矿液压钻架应力和变形量都极小，应力为1.09MPa，变形量为0.049mm，安全系数为344，提出优化方案：将钻架结构改为两块槽钢上下焊接而成，将壁厚定为6mm，并在钻架两侧打孔。但由于槽钢要充当凿岩机的轨道，在使用过程中槽钢会磨损，故设计在轨道处局部加强[4]。将优化后的钻架进行有限元分析，得变形量为0.23mm，应力为9.8MPa，安全系数为38，重量为286kg。
比较优化前后结果可知虽然优化后变形量和应变变大了，但仍然非常小，安全系数仍然很高，重量减轻了111kg，达到了满意的效果。
5 煤矿液压伞形钻架其余部分优化方案
1. 考虑将所有活塞杆均改成空心杆，并对其进行了稳定性校核，结果是可行的，重量共能减轻约280kg。
2. 将风水盘上的风马达和辅助油箱去掉，改为由吊盘上的主油箱供油，大约减重150kg。
3. 将补偿油缸的长度减小，将中间连接架改为上下两块单独焊接在立柱上，大约减重50kg。
4. 将风水盘上的支撑支臂油缸改为3组，大约减重100kg。
6 煤矿液压伞形钻架减重研究小结
经过实际的测绘得到三维图，然后通过有限元分析得到的伞钻减重方案，具有可行性，取得了令人满意的减重效果，在煤矿生产中具有广泛的实用性。
[参考文献]
[1] 王国庆、刘洪庆、陈靖芯、张静、虞兵. 基于 ANSYS 的泵车臂架结构的优化设计与试验[J]. 机械工程与自动化， 2011（5）：23-25.
[2] 聂春戈， 李晓峰， 兆文忠. 高速转向架轴箱转臂结构拓扑优化设计[J]. 机械设计， 2007， 24（6）：58-60.
关键词：电气制图 教学模式 创新策略
一、电气制图课程的特点
电气制图是一门综合性、实践性极强的课程，工程应用价值亦非常高。本课程的基本内容涉及电气制图的方法、技巧和国家标准等。
电气制图课程通常在专业二年级开设，这时的学生已经接触并学习过电路、电机学、电子技术等方面的基本理论知识。此时开设电气制图课程，可以顺利地将学生引入电气工程设计领域，为后续学习更加复杂的电力系统专业理论以及实践设计课程奠定基础。
二、电气制图课程的教学现状
传统的电气制图教学中，一般是教师边示范画图边进行理论知识讲解，之后留出一定的课堂时间让学生亲自画图练习，而教师负责从旁指导。这种机械化的教学模式下，学生极易犯困或开小差，进入练习环节后又不知从何画起，而教师只能给有限的学生提供指导，往往顾此失彼，导致一节课下来仍有很多学生一无所获，整节课堂的教学效率极其低下。
另外，当前的电气制图课程重理论、轻实践，多数课程都在机房里进行，而实践课比例较低，学生很少有机会练习印刷电路板的实际制作方法，导致很多学生只会依葫芦画瓢。虽然能够依照图纸画出原理图、生成PCB，但对于这些电路图如何应用到印刷电路板的制作之中并不十分清楚。
三、电气制图教学模式的创新
1.教学内容方面
通常企业在承接一个项目后，会由机械工程师和结构工程师进行项目机械结构的设计。而机械设备需要电气系统来驱动和控制，因此机械结构需与电气工程师协同设计。
电气工程师要根据控制对象，绘制电气原理图，通过计算，选择电气元件的类型、型号、供应商等，再进行采购；完成采购工作后，需要对电气元件进行排布，设计电气控制柜、控制面板，并确定如何安装等问题；根据设计结果，绘制电控柜的效果图和加工图，外协加工；完成加工后，电气工程师进行元件布置和接线，然后进行调试。
在这个过程中，电工类专业毕业生需要掌握电气原理图、电气元件布置图、接线图、明细表制作等一些基础制图技能。同时要熟练使用三维机械设计软件，进行机械电气协同设计，绘制效果图和加工图，才符合现代企业的基本要求。
但在有限的教学时间里，要熟练掌握所有的软件是相当困难的，因此教学内容主要突出AutoCAD的电气原理图、电气元件布置图、接线图设计，加上三维结构设计软件中其中一个到两个软件的结构设计学习。
2.教学方法方面
教师应结合教学实际情况，灵活运用各种手段来开展教学工作。例如，刚刚接触本门课程的学生专业知识缺乏、立体几何概念模糊、空间感较差，应借助多媒体工具，把一些语言难以表述清楚的内容用软件动画的形式直观呈现出来。同时，可以借助模型、挂图等进行展示，或者直接进行现场演示，充分发挥实践指导的效果。此外，学校也可以购置一批PCB工业制版设备，在课堂上模拟车间作业情境，让学生近距离观察PCB制作生产过程，提高学生动手实践能力。
3.教学形式方面
樘岣呖翁媒萄效果，要避免复杂、抽象的理论知识灌输，积极引入项目化教学方法。首先，授课前应给学生预先布置一些任务，用任务驱动学生去预习、分析和讨论。
其次，当学生完成给定的任务之后，教师应给予积极的评价和肯定，这样可以增加学生的成就感和自信心，激发学生持久学习的兴趣。
再次，在讲课过程中，教师要善于使用启发性、互动性的教学手段和方式，营造活跃的课堂氛围，唤起学生发现、解决问题的欲望。
4.能力培养方面
在电气制图教学中，教师不仅要注重投影基础与国家标准的讲解，还应该增加一些与本专业实际应用密切相关的内容，培养学生用绘图解决实际问题的能力。例如，教师可以经常性地展示一些电控机械，或者拆掉一部分零件让学生进行测绘和实践，让学生接触一线生产中最实用的绘图技能和知识，增强学生电气制图知识的实践应用能力。
【关键词】机械产品；可靠性设计；优化
【 abstract 】 with the deepening of economic globalization, the mechanical products put forward higher request, in addition to its good performance, but also to have high reliability, through the reliability design to make up for the deficiency of the conventional design process, which can efficiently make a design scheme is more close to the product manufacturing production practice. This paper the author of mechanical reliability was related summarized, and this led to the basic thinking of the reliability design.
【 key words 】 mechanical products; Reliability design; optimization
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
0 引言
机械产品是众多学科相互交叉的高新技术载体。能否确保产品安全可靠的运行，是机械产品竞争的焦点，产品“物美、价廉”等优点必须以其可靠性来为后盾。所谓机械可靠性，也即是机械产品在规定的时间内、规定的使用条件下完成规定功能的能力。目前国内机械产品可靠性设计水平还远不及国外的水平，这也成了制约我国机械行业发展的重要瓶颈，严重影响了企业产品的开发质量，使“质量取胜、质量第一”的战略无法在机械产品中得到充分发挥。随着全球经济一体化的不断深入，机械产品强制认证制度得到了广泛推行，同时也使得企业和政府部门清醒认识到投放市场产品质量的重要性，以及可靠性设计思路在机械产品研发中的重要性。
1 机械可靠性的相关概述
1.1 可靠性定义
可靠性也即是指产品在规定的使用条件下、规定时间内，完成规定功能的性质或能力。并将这种可靠性概率度量称为机械产品的可靠度。
1.2 机械可靠性的发展
机械产品可靠性技术的研究始于20世纪20年代，并于20世纪40年代开始应用于结构工程的设计中。该技术最早应用在二战末期德国的Ⅴ-Ⅱ火箭诱导装置上。由德国火箭研究员R．Lusser，首先提出了可靠性的应用概念。又从Freuenthal于1946年在国际上发表“结构的安全度”一文以来，机械产品可靠性的概念引起了工程界和学术界的高度关注。
当前，以确定性有限元为基础的随机有限元法成了随机参数结构实现不确定分析的相当有效的数值方法。张义民等人应用一节可靠性技术和随机有限元法对随机机构的可靠性问题展开了深入研究，并以此开辟了全新的以摄动技术、一次二阶矩法、使用概率统计学和有限元理论为基础的现代结构可靠性的分析及设计理论。机械产品与可靠性关系图如图-1所示。由于可靠性技术贯穿于产品的研制、设计、装配、试验、调试、保管等环节，因此应积极大力推广机械产品设计的可靠性技术。
2 机械产品可靠性设计思路
2.1 可靠性的优化设计
任何机械产品，从其建立初期的方案开始到后来的生产制造，必须经过的关键过程也即是设计过程。随着新技术、新方法、新材料、新知识、新工艺的不断涌现和发展，机械产品更新换代的周期也大大缩短，尤其是随着顾客对产品的性能、质量、功能等方面的要求不断提高，加之知识成为技术、技术发展为产品的时间缩短，这就要求设计过程必须加快步伐，必须缩短设计的周期，进而提升设计的质量。另外，产品设计的合理与否，对产品的使用价值、力学性能、制造成本等也均会造成直接的影响。因此，如何提高产品的设计质量、改进设计技术、发展设计理论以及加快设计的过程，已成了当前机械设计发展的必然趋势和方向。
产品最佳可靠性将直接影响到国家能源和资源的合理利用，机械产品设计优化的最主要目的就是根据相关的安全需要和预定需求，以最优形式实现产品。通常将可靠性优化设计分为三方面：成本、质量和可靠度，将产品总体的可靠度作为产品性能约束的优化，会产生与合理安全性相互协调的平衡设计，即在给定产品质量和结构布局或成本之下，使产品获得最大的可靠性。
图-1 机械产品与可靠性关系图
2.2 可靠性的灵敏度设计
机械产品系统模型修改、产品优化设计、系统动力控制、结构参数识别估计变化和工程近似分析中，灵敏度分析和再设计成了机械产品多功能的设计工具。在进行机械产品可靠性设计时，各因素对产品失效带来的影响程度也有所不同，因此机械产品可靠性灵敏度的研究具有很重要的现实意义。
可靠性的灵敏度设计，也即是以机械产品可靠性为基础，并在此基础上进行的灵敏度设计，并以此得出一个用以确定设计参数，以此来改变对产品可靠性的评价及影响，并以此来反映各设计参数对产品失效影响的程度。可靠性的灵敏度设计在可靠性优化设计、可靠性修改和设计、可靠性维护等方面的应用意义重大。
2.3稳健设计
文件设计是一种高质量和低成本的设计方法和思想，对机械产品的质量、性能、成本进行综合考虑，并选出最佳的设计方案，这样一来不仅可以提高产品的质量，同时还可有效降低产品的制造成本。正确运用稳健设计方法和理论，可有效使产品在使用及制造中，或在规定寿命期限中，即便是设计因素出现了微小变化也可确保产品的质量稳定。当前随着计算机技术、CAD技术以及优化技术的发展，可将稳健设计方法分为以下两类：1）以工程模型为基础同时与优化技术相结合的稳健优化设计方法，包括灵敏度法、容差多面体法、随机模型法、变差传递法等；2）以经验设计为基础的稳健设计方法，包括响应面法、田口方法、广义模型法等。
机械产品的稳健设计也即是在可靠性设计、优化设计、灵敏度设计的基础之上展开的可靠性稳健设计，它是将可靠性灵敏度融入到优化设计模型当中，同时将稳健性设计归结为满足机械产品可靠性要求的多目标优化的问题中。机械产品设计过程中，科学恰当的运用稳健性设计方法，可使产品在各种干扰因素下，依然保持其可靠性稳定，以此来实现产品可靠性设计对设计参数变化的不敏感性，以此来提高产品鲁棒稳健性和安全可靠性。
3 小结
机械产品可靠性设计目前已收到各行各业的广泛关注，可靠性设计技术已成为国内机械行业和学科迅速发展的重要方向之一。笔者以为，结合现代数学力学的基本理论，将机械产品可靠性设计、优化设计、灵敏度设计以及文件设计方法达到最优化，并最终通过相应的使用软件库，为机械行业提供科学可靠性分析和设计技术服务。
【参考文献】
[1] 苏多,张建国. PDM技术在机械可靠性设计分析中的应用研究[J].航空学报, 2007,28(z1):95-99.
[2] 谢里阳，何雪法，李佳．机电系统可靠性与安全性设计[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2006：102-104.
陈树毛辉辉何子昂张敏杰田宇
（中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，四川 成都 610213）
【摘要】在国家自主知识产权华龙一号核电站设计中，反应堆冷却剂系统稳压器卸压箱参数变化很大，卸压箱爆破片作为卸压箱的重要组成部分，是防止卸压箱超压的重要安全装置。爆破片通过螺栓安装在卸压箱上、下人孔法兰之间，其安装螺栓的拧紧力矩必须经严格的计算并满足要求。对爆破片安装螺栓的拧紧力矩进行了计算分析，并提出螺栓的拧紧顺序与力矩要求。
关键词 拧紧力矩；爆破片；计算分析
0概况
华龙一号核电站反应堆冷却剂系统稳压器卸压箱采用卧式圆筒形容器，结构如图1，主要功能是收集并冷凝冷却来自稳压器安全阀或释放阀排入的高温高压蒸汽；此外，卸压箱也收集来自RRA、RCV等系统所排放的疏水。爆破片装置是卸压箱防超压的安全装置。它的功能是：在规定的压力和温度下准确爆破而卸压，防止卸压箱内介质的压力超过容许的限度而造成卸压箱损坏。当稳压器安全阀开启时，蒸汽经稳压器排放管线进入卸压箱，从鼓泡管均匀地喷入水中，与水混合而被凝结和冷却。在这过程中，卸压箱中水温和压力增高。如压力增高达到设定的额定爆破压力1.5MPa（表压）卸放值时，卸压箱上部的安全爆破片爆破，直接将箱内蒸汽排放到安全壳内。卸压箱爆破片装置位于卸压箱的右上部，位于卸压箱人孔的上、下法兰之间，安装结构图见图2。
1螺栓拧紧力矩对卸压箱爆破片装置密封的重要性
卸压箱爆破片装置必须有良好的密封性能，同时与卸压箱相关接口具有良好的安装性能。华龙一号核电站反应堆冷却剂系统稳压器卸压箱爆破片装置由20组M27螺栓组件紧固在法兰上，螺栓分布如图3所示。卸压箱爆破片装置的密封压力完全通过拧紧螺栓来保证，而螺栓拧紧的程度则通过拧紧力矩来表征。为了保证密封性能，必须对相关螺栓的拧紧力矩进行计算。对卸压箱爆破片安装连接螺栓的拧紧力矩分析计算重点就是保证卸压箱爆破片的良好安装及性能要求。
2卸压箱爆破片装置螺栓拧紧力矩的计算
在本力矩计算中，主要依据《压力容器》[1]和《机械设计手册》[2]的规定方法，主要对螺栓垫片压紧力、螺栓载荷、法兰力矩以及实际拧紧力矩进行计算。
2.1垫片压紧力计算
爆破片连接螺栓采用内填石棉缠绕式金属垫片，根据《压力容器》[1]中对螺栓垫片压紧力的规定，垫片压紧力需要按下列规定进行计算：
①预紧状态下需要的最小垫片压紧力：Fa=3.14DGby（1）
②操作状态下需要的最小垫片压紧力：Fp=6.28DGbmpc（2）
DG——垫片接触的平均直径mm
b——垫片有效密封宽度mm
y——垫片比压力，MPa
m——垫片系数
pc——计算压力MPa（爆破片设定爆破值1.5MPa）
在上述公式中，垫片接触的平均直径、有效密封宽度均与垫片的形状有关，垫片系数与垫片比压力均可以根据垫片材质在《压力容器》查得，
根据《压力容器》中表7.2查得石棉缠绕式金属垫片：m=3.0y=69MPa；同时按《压力容器》表7-1序号1c垫片的：b0=（（13+4.5）/2）=8.75mm，
，垫片接触的平均直径DG=523.5-2*b=508.532mm。
带入上述的参数，经计算，垫片的压紧力为：
①预紧状态下需要的总的最小垫片压紧力：Fa=3.14DGby=824.6kN
②操作状态下需要的总的最小垫片压紧力：Fp=6.28DGbmpc=107.6kN
2.2螺栓载荷计算
根据《压力容器》螺栓载荷的计算规定，按下列公式计算：
预紧状态下需要的最小螺栓载荷：Wa=Fa（3）
操作状态下内压力引起的螺栓总轴向力：F=（π/4）DG2pc（4）
最小的螺栓载荷Wp=F+Fp（5）
带入螺栓垫片的压紧力计算结果及查得参数,
预紧状态下需要的最小螺栓载荷：Wa=Fa=824.6kN
操作状态下内压力引起的螺栓总轴向力：F=（π/4）DG2pc=304.5kN
操作状态下需要的最小螺栓总载荷：Wp=F+Fp=412.1kN
2.3法兰力矩计算
按照力与力矩的关系式 N＝KFGd（6）
K——拧紧系数（在此按按干燥粗加工表面取0.3）
FG——法兰垫片压紧力
d——螺栓实际作用力直径
该法兰用紧固件螺栓为M27*2，用紧固件螺栓20对，螺纹实际作用力直径为d＝24.84mm。因此，经计算：
预紧状态下每条螺栓最小加载扭矩：Na=0.3(FG/20)d=0.3*（824.6/20）*24.84＝307.2N.m。
操作状态下每条螺栓最小加载扭矩：Na=0.3(π/4)d＝0.3*（412.1/20）*24.84＝153.6N.m
2.4实际拧紧力矩
根据设计要求，螺栓法兰结构能够提供的对爆破片装置的夹紧载荷上限为1250kN（即单支螺栓提供的加紧载荷不超过62.5kN），按80%（即1000kN）作为实际螺栓加载载荷。
实际螺栓力矩N=0.3(FG/20)d＝0.3*（1000/20）*24.84=372.6N.m
圆整后取N=372N.m，均大于上述2.3的预紧状态下的螺栓最小加载载荷304.5kN和操作状态下的螺栓最小加载载荷153.6kN，设计爆破片装置的夹紧载荷满足螺栓拧紧力矩的要求。
3螺栓力矩实际拧紧方法
对于爆破片装置，其爆破压力会因法兰螺栓拧紧力的大小而变化，因此，螺栓拧紧力须按所给定的力矩值并用扭力扳手拧紧。为了保证螺栓拧紧过程中爆破片所受夹紧力的均匀性，本装置安装时，依据上述的螺栓拧紧力矩计算结果，法兰螺栓拧紧过程建议应按附图4中螺母顺序分四次完成，每次力矩值分别设定为：
第一次：100N.m 第二次：200N.m 第三次：300N.m 第四次：372N.m
图4螺栓拧紧次序
4小结
根据工程经验，本文中所采用的计算方法具有比较充分的安全余量，满足相关设备使用需求，是较为成熟和简便的计算方法，适合卸压箱爆破片装置安装中螺栓拧紧力矩的计算。同时本文给出了实际安装螺栓力矩拧紧方法，保证了法兰面受力均匀。
参考文献
［1］GB150.3-2011 中华人民共和国国家标准《压力容器》第3部分[S].
[关键词]煤矿机械设备 故障 维修 策略
中图分类号：TN83 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0051-01
机电设备对于煤矿企业来说是主要的生产工具，特殊是在现代化生产的今天，机电设备也是权衡煤矿企业生产技巧程度的主要标记。我国煤矿工业迅速的发展，使得煤矿相关单位对于机械设备的要求也在不断地翻新，从而推动煤矿机械设备在改革过程当中不断地改进，适应生产。也就是这样的一个条件，使得煤矿行业的生产设备得到了不断的革新，技术水平也在不断地提升，带动了整个煤矿行业机械化水平的不断提高。但是，这些机械设备在被人们不断的使用过程当中，也出现了不同程度的磨损，或者机械零件的变形，又或者使得机械设备发生断裂以及损蚀的现象等等。
1.煤矿机械设备的特点以及其常见的故障
1.1 煤矿机械设备的特点
与其他行业的机械设备不同的是，煤矿机械设备具有其特有的特点，具体表现为以下三个方面。
首先，就是煤矿机械设备的工作时间较长。在煤炭生产的过程当中，所涉及的机械设备与一般的机械设备不同，煤矿机械设备长年累月，不分昼夜的连续运行。
其次，就是煤矿机械设备的工作环境比较恶劣。工作环境是十分复杂，矿井内无处不在的粉尘、水汽、噪音、有毒有害气体和液体等，而煤矿机械设备却要整年在这样恶劣的环境下工作，另外，矿井的空间狭窄，煤矿机械设备在里面进行工作时极易发热，在这样一个恶劣的环境下进行煤矿生产工作，使得煤矿机械设备很容易发生故障。
最后，就是煤矿机械设备的工作条件比较苛刻。多数机械设备都在高速、重载、振动、冲击、摩擦和不良的工况条件下工作，都会导致煤矿机械设备发生故障。
1.2 煤矿机械设备常见的故障
煤矿企业机电设备的故障依据其设备结构、活动的状况和工作状态不同表示情势也不一样，归纳其主要的故障有以下几个方面：
一、煤矿机械设备发生机械损坏，主要包括开裂、拉伤、变形、压痕、声响异常等，这些损坏主要是由于煤矿机械设备在工作时，由于振动大、外力作用，进而使得煤矿机械设备发生了损坏型故障。
二、煤矿机械设备出现了老化，剥落的情况，这主要是由于煤矿机械设备在使用过程当中，使用时间已经超过了煤矿机械设备的有效使用寿命，所以使得煤矿机械设备出现了退化性故障。
三、煤矿机械设备出现了松动、脱落的现象，产生这些现象的原因主要是由于在对煤矿机械设备进行调试的时候，没有对煤矿的机械设备进行有效的调整而导致的。
四、煤矿机械设备出现了过热、磨损现象，这主要是由于设备过载、油质变质、电机损坏或轴承、齿轮磨损而导致的。
五、煤矿机械设备容易发生时效性故障，主要是由于煤矿机械设备在使用的过程当中，由于长期的使用，使得煤矿机械设备原有的功能逐步的退化。
六、最后对于煤矿机械设备的故障还包括了，煤矿机械设备的堵塞型故障，以及煤矿机械设备的渗漏型故障和煤矿机械设备的漏水型故障，还有就是渗油等阻塞型故障等等。
2.煤矿机械设备的维修保养方式
每一种机械设备都有其自身的有效生命周期，为了使机械设备可以有效地进行工作，就要求工作人员在日常的工作当中，注意对煤矿机械设备进行相应的维修，以及保养。即使设备没有发生故障，也要注意按规定进行检修、及保养对；如果一旦煤矿机械设备出现了故障问题，相关的技术人员应该及时对其进行相应的维修工作。
2.1 煤矿机械设备的维修方法
在进行煤矿机械设备的维修当中，包含了技术性的改造维修，以及绿色维修的两种不同的维修方法。现在就煤矿机械设备的不同维修方法进行相应的叙述。
首先，就来说说对煤矿机械设备的技术性的改造维修。在煤炭业进行工作的相关工作人员，或者工程师运用不同的科技手段，以及不同的工艺技术对原来的煤矿机械设备进行不同程度的改造，使得煤矿机械设备可以恢复到以往的生产水平。通过采用新防范，以及新的工艺技术对旧设备的改造，使得煤矿机械设备的使用率得到了很大的提升，并且还可以使得这些煤矿机械设备更加趋于完善。
其次，就是煤矿机械设备的绿色维修。煤矿机械设备的绿色维修是一种比较传统维修方法，所谓的绿色维修包括事后维修和预防维修。即事后维修为设备发生故障或性能劣化不符合生产要求时进行的计划外修理；预防维修以时间或工作量为基础的定期修理，根据规定的修理周期结构，修理间隔期和修理项目，按期修理，但要根据修前预检和修时判定的零件磨损程度确定是否更换新件。在煤矿机械设备的维修中，采用绿色的维修技术，可以吧煤矿机械设备产生的负面影响降低到最低的程度。在煤矿机械设备的维修中能够使用绿色维修的技术在很大的程度上与我们现在倡导的“可持续发展”的理念不谋而合。
2.2 煤矿机械设备的维修策略
为了使得煤矿机械设备可以在有效的生命周期当中，可以保持良好的工作性能，就需要在这个漫长的过程当中，注意对煤矿机械设备进行有效维护。但是，最为重要的是要注意对煤矿机械设备的预防性工作的开展。由于煤矿机械设备的结构不同，及煤矿机械设备的工作条件不同，或者煤矿机械设备的工作强度不同等等各方面的不同，煤矿企业应该根据这些不同进行相应的维修策略，以及保养策略的设计。煤矿机械设备的保养类型包括了特殊保养，以及定期保养这两种，这两种分类方式的划分主要是根据煤矿机械设备的不同类型，以及工作时间的长短不同来进行划分的。其中，定期保养是作为预测性的保养来进行设计的，而特殊性保养，则是以煤矿机械设备的不同性能进行较短时间的保养的。
3.应用
煤矿机械设备的的性能能否发挥最大的的效益，关键是看煤矿的机械设备能否处于一个最佳的工作状态。由于机械设备在使用的过程当中，会逐渐的被磨蚀。随着煤矿机械设备被磨蚀的程度越来越大，在一定的程度上会影响到煤矿机械设备的工作状态，如果任由其自由的发展，会使得煤矿机械设备的发生各式各样的设备故障。一个煤炭企业在未来的发展方向，以及这个煤炭企业的经济效益，在很大的程度都与煤矿机械设备能否正常工作有着直接的关系。煤矿企业对于煤矿机械设备进行相应的维护，具有以下三个目的：第一，使得煤矿机械设备的价值得到充分的体现；第二，使得煤矿机械设备的功能可以得到恢复，以及使得煤矿机械设备的寿命得到相应的延长；第三，使得煤矿机械设备可以进行正常的生产活动。
4.小结
在这样一个科技的时代，机械水平的高低反映了一个国家的科技水平。而从小范围来说，一个企业的经济发展水平，在很大的程度上依赖于这个企业所拥有的技术水平，在煤炭行业也不例外。为了使得企业可以在较长的时间内具有最高的经济价值，为企业节约一些不必要的成本投入，就要注意在煤矿机械设备生产过程中的损坏程度，并对其进行有效的维修和保养。
参考文献
[1] 王智萍.煤矿机械设备的故障诊断及维修技术探析[J].煤炭技术，2013，32（8）：106-107.
