材料化學(xué)綜述論文范文

時間:2023-03-13 15:51:39

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材料化學(xué)綜述論文

篇1

我校無機(jī)化學(xué)屬于公共基礎(chǔ)課,師資力量不足只能采用大班制(一般都在150人左右)教學(xué)方式,從而限制了無機(jī)化學(xué)教學(xué)考核方式多樣性的實(shí)施。無機(jī)化學(xué)課程現(xiàn)行的考核方式還是以閉卷考試為主,考核總成績通常包括期中考試和期末考試,采取期中考試(閉卷筆試)成績占30%,期末考試(閉卷筆試)占70%的計(jì)算方式??梢钥闯?,考核評價形式比較粗放單一,絕大部分以閉卷考試為主,很少進(jìn)行開卷考評;考核內(nèi)容注重書本上的理論知識,忽視理論與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合能力的考查,并且評價內(nèi)容較窄,僅僅限在一些比較重要的知識點(diǎn),不能全面衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及個體之間的差異,更不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外,如果學(xué)生期末考試發(fā)揮失常就直接影響學(xué)生這門功課的成績,對學(xué)生以后的學(xué)習(xí)熱情打擊很大。值得一提的是,這種考核評價方式把考核主體和客置顛倒,置學(xué)生于被動接受評價的地位,把考核主體和客體關(guān)聯(lián)性割裂,結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生不能發(fā)揮主觀能動性和進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2改革方式

2.1階段性習(xí)題解答教研室的全體老師通過長期的一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及教學(xué)質(zhì)量考核結(jié)果,結(jié)合藥學(xué)專業(yè)的特色編寫一本內(nèi)部使用的課外習(xí)題集,希望通過一定的無機(jī)化學(xué)習(xí)題的練習(xí)加深學(xué)生對理論課上所學(xué)知識的理解,真正掌握課上所學(xué)的內(nèi)容。習(xí)題集的內(nèi)容包括每一章的重點(diǎn)、基礎(chǔ)知識及相關(guān)章節(jié)相聯(lián)系的綜合性試題(題目都可以培養(yǎng)學(xué)生的能力)。例如,在編寫涉及到《化學(xué)動力學(xué)》章節(jié)的習(xí)題時,盡量與《藥物動力學(xué)》專業(yè)課程結(jié)合,選擇藥物在人體內(nèi)反應(yīng)的動力學(xué)作為案例。再如,在編寫《配合物》章節(jié)習(xí)題時,盡量把一些藥物配合物(順鉑、卡鉑等)作為例題??傊?,習(xí)題集選擇習(xí)題遵循“摒棄題海,挑選精良,結(jié)合學(xué)科”的原則。同時教師會對習(xí)題集的題目進(jìn)行專門的“在線詳解、課堂精解”,以便根據(jù)學(xué)生在中學(xué)對化學(xué)的掌握程度解答學(xué)生在解題過程中所遇到的問題,并在考試前安排專門的答疑時間。教師可以根據(jù)學(xué)生的解答情況給一定成績作為平時成績部分。這種方法存在2個方面的優(yōu)點(diǎn):①學(xué)生要想解答習(xí)題就必須先把所學(xué)過的知識點(diǎn)都復(fù)習(xí)一遍,也就是說做習(xí)題的過程是認(rèn)真分析推理和全面復(fù)習(xí)鞏固的過程;②訓(xùn)練學(xué)生理論知識的解答能力,習(xí)題集為考試前站,一定程度上推動了考試改革。

2.2自學(xué)筆記對教學(xué)中不是很難的部分(例如:物質(zhì)的聚集狀態(tài)、元素部分等),要求學(xué)生在課前撰寫自學(xué)筆記。在課堂上,教師可以通過提問和同學(xué)互相探討的方式檢查學(xué)生自學(xué)的效果,專門抽出時間讓學(xué)生將自學(xué)過程中遇到的重要知識點(diǎn)及難點(diǎn)拿出來學(xué)習(xí)和探究,最后,教師對自學(xué)部分進(jìn)行總結(jié)和考核。教師再根據(jù)自學(xué)筆記內(nèi)容的深度、形式,同時結(jié)合學(xué)生課堂討論的積極性及準(zhǔn)確度給予相應(yīng)的成績,最后選取最優(yōu)的與最有特色的自學(xué)筆記貼在班級的宣傳板上或班級BBS上面進(jìn)行鼓勵與督促。以上教學(xué)方式不僅可以提高學(xué)生的自學(xué)能力,提高看書的主觀能動性,在自學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生更好的整理、分析、儲存、推理、類比及總結(jié)能力,并能初步的概括性的找出知識的規(guī)律性,同時可以發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。為了發(fā)揮學(xué)生的主觀創(chuàng)新能力,課前對自學(xué)筆記的形式不作統(tǒng)一規(guī)定,學(xué)生的自學(xué)筆記的形式可自由發(fā)揮,多種多樣。根據(jù)以往的結(jié)果可以看出,自學(xué)筆記形式有的像教師的備課筆記、有的像教師的教學(xué)總結(jié)報(bào)告,有的像手抄報(bào),有的可能全部都是一問一答形式,還有的像隨筆、讀后感,甚至有的像小論文等等。總之,自學(xué)筆記的形式多樣、內(nèi)容豐富,由此教師可以根據(jù)學(xué)生自學(xué)筆記的認(rèn)真態(tài)度給予不同的評估。自學(xué)筆記的教學(xué)考評形式促成了學(xué)生的學(xué)習(xí)個性,同時在一定程度上培養(yǎng)了其創(chuàng)新能力。

2.3課外作業(yè)結(jié)合書本上的基礎(chǔ)理論,要求學(xué)生將其與自己熟悉的生活、了解的生產(chǎn)過程聯(lián)系起來,以一個個小命題的形式來完成。具體的操作形式是將成績有差異的學(xué)生進(jìn)行搭配,每10人分成一組,在給定的時間內(nèi)要求獨(dú)立完成自己小組的命題。最終每人選擇一個命題提交一份綜述論文,教師按照論文評定分?jǐn)?shù),兩個命題的平均分就是這一組10個學(xué)生的成績(每組學(xué)生的成績相同)。舉個例子,在講解到“配合物”這一章的理論時,結(jié)合藥學(xué)專業(yè)給學(xué)生留下“抗癌藥物阿霉素的前世與今生”為命題。針對這個題目,學(xué)生不僅可以查閱大量的資料,也可根據(jù)資料總結(jié)出很多重要和合理的相關(guān)內(nèi)容。再如日常生活中“飲用鋇餐為什么不會中毒”、“油條也不是一無是處——治療胃病”、“含氟牙膏可以防蛀的原理”、“人體是一個很大的緩沖體系”等。課外作業(yè)的完成過程是督促學(xué)生閱讀大量的課外讀物,感受化學(xué)就在身邊的一次學(xué)習(xí)之旅,勢必會增強(qiáng)學(xué)習(xí)藥學(xué)的興趣。同時,這種給分形式鍛煉同組同學(xué)之間的合作意識和增強(qiáng)不同組之間的競爭意識。

2.4綜述性小論文及開放性實(shí)驗(yàn)通過老師們多年的無機(jī)化學(xué)教學(xué)活動,發(fā)現(xiàn)教學(xué)的關(guān)鍵是如何啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、教會學(xué)生學(xué)習(xí)的方法和獲取知識的途徑與渠道。因此,在新生入學(xué)上無機(jī)化學(xué)理論課的初期,教師結(jié)合學(xué)生以后所學(xué)的專業(yè)給學(xué)生一些反映無機(jī)化學(xué)與藥學(xué)前沿相關(guān)聯(lián)的命題(如“生物熒光探針量子點(diǎn)與無機(jī)化學(xué)合成”、“無機(jī)納米材料載藥系統(tǒng)”、“無機(jī)元素與生命”、“磁性靶向藥物載體Fe3O4的制備及性能研究”等),或是開設(shè)幾個教學(xué)以外的開放性實(shí)驗(yàn)(如葡萄糖酸鋅制備、用于載藥的多孔納米硅制備、熒光CdTe量子點(diǎn)制備等)。學(xué)生可以任選一個命題或者一個開放實(shí)驗(yàn)在教師的指導(dǎo)下查閱資料撰寫小論文或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種形式可以促使學(xué)生閱讀大量的課外讀物,要求學(xué)生的論文及實(shí)驗(yàn)后面所附的參考文獻(xiàn),之后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)查看學(xué)生查取資料的情況。通過資料的查取和小論文的撰寫及實(shí)驗(yàn)操作,培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立工作、善于總結(jié)工作及動手的能力,最終大大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。老師可以根據(jù)綜述論文書寫或者開放實(shí)驗(yàn)情況給學(xué)生打分。

2.5組織“知識講座”除正常教學(xué)考核外,平時教師可以根據(jù)學(xué)生的專業(yè)選擇一些前瞻性、通俗性和趣味性且專業(yè)相關(guān)的文獻(xiàn),然后將學(xué)生分組,指導(dǎo)學(xué)生閱讀并查閱與所給內(nèi)容相關(guān)文獻(xiàn),做出PPT,然后每組派出一名代表以口頭報(bào)告的形式向全班甚至全校學(xué)生進(jìn)行“知識講座”。講座結(jié)束后聽講座的學(xué)生和老師可以根據(jù)講座的內(nèi)容進(jìn)行自由提問。這種形式可以使參加講座的學(xué)生在專業(yè)知識水平、語言組織和表達(dá)能力以及臨場應(yīng)變能力得到了極大的提高。同時也能增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教師可以根據(jù)PPT形式、口頭報(bào)告效果、文獻(xiàn)分析以及報(bào)告思路給出該團(tuán)隊(duì)一個相應(yīng)的成績。此種方式認(rèn)可學(xué)生的勞動成果,可以激發(fā)學(xué)生對未知領(lǐng)域求知熱情。

2.6考前補(bǔ)考考前補(bǔ)考是為了緩沖學(xué)生期末考前壓力,也就是在每學(xué)期的期末考試前,給平時成績不好或者平時成績不及格的學(xué)生提供一個所謂的“補(bǔ)考”的機(jī)會。補(bǔ)考的具體過程包括以下幾點(diǎn):首先,補(bǔ)考的學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況遞交一份書面申請報(bào)告;然后,教研室統(tǒng)一安排時間,幾名教師參加的以題簽和提問相結(jié)合方式面試;最后,取最高成績作為最后的平時成績一個部分。通過這種考核方式,不僅可以再給學(xué)生一個爭取更好的考核成績的機(jī)會,也可以鍛煉學(xué)生臨場發(fā)揮和應(yīng)變的能力和增強(qiáng)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。

2.7考核結(jié)果最終在給學(xué)生該科目考核成績時也是一動態(tài)過程,通常根據(jù)學(xué)生自身的特點(diǎn)調(diào)節(jié)以上6個方面和期末考試成績的比重,使學(xué)生基本達(dá)到滿意的成績。

3改革的預(yù)期結(jié)果

3.1打破傳統(tǒng)的追求“學(xué)會”,向追求“會學(xué)”的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)換改革考核方法的直接結(jié)果就是考核的多樣性及考題的靈活性,使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和態(tài)度從被動的接受轉(zhuǎn)變成主動的攝取,達(dá)到學(xué)生對已學(xué)過的知識進(jìn)行理解、消化和吸收與對知識的加強(qiáng)、擴(kuò)充和更新并舉。同時,這種可喜的變化也對教師的知識水平、科研能力和教學(xué)創(chuàng)新提出了更高和更廣的要求,也是一種“教與學(xué)互長”動態(tài)過程。充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,讓學(xué)生在接觸專業(yè)課程之前就對化學(xué)在藥學(xué)學(xué)科中的地位和作用有個初步了解,為學(xué)生以后學(xué)習(xí)分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的能動性。

3.2學(xué)生更能充分展示個性特征、增強(qiáng)合作意識、拓寬眼界與調(diào)動學(xué)習(xí)熱心與激情這種方式打破了傳統(tǒng)的“教師上課忙和學(xué)生上課玩、考試糊亂忙”的格局。把枯燥的理論與生活生活實(shí)踐相結(jié)合,與學(xué)生知識構(gòu)架提高相結(jié)合,達(dá)到教與學(xué)并舉。

篇2

關(guān)鍵詞:液壓;鑿巖機(jī);設(shè)計(jì)研究;建議

中圖分類號:TD421.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:C

Abstract: The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China, enumerates major arguments in some related papers, points out the imperative problems, and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.

Keywords: hydraulic; rock drill; design & research; opinion

1 我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究歷史回顧

我國液壓鑿巖機(jī)的研制起步非常早,距今已近50年。我國液壓鑿巖機(jī)技術(shù)研究也很早,二十世紀(jì)七十年代,我國長沙礦冶研究院等就翻譯了大量國外液壓鑿巖機(jī)專利和論文,七十年代后期,我國作者撰寫了大量液壓鑿巖機(jī)的技術(shù)論文,直到現(xiàn)在,關(guān)于液壓鑿巖機(jī)的論文與專利仍然不斷出現(xiàn)在各類期刊與網(wǎng)絡(luò)上。

我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究方面的論文,有博士論文,碩士論文,學(xué)士論文,有期刊論文,也有網(wǎng)絡(luò)論文,在整個液壓鑿巖機(jī)技術(shù)論文中,占據(jù)了很大一部分。

估計(jì)有20個高等學(xué)校(其中包括3所師范大學(xué))和近10個研究院所的作者發(fā)表過液壓鑿巖機(jī)技術(shù)論文,其中大部分是關(guān)于液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究方面的論文。專利文獻(xiàn)更是與液壓鑿巖機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)??梢?,液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究在我國并非冷門。

我國液壓鑿巖機(jī)的技術(shù)論文與設(shè)計(jì)研究論文大量產(chǎn)出。與此形成鮮明對比,我國液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品發(fā)展很緩慢,獨(dú)立開發(fā)的產(chǎn)品,很少能在市場站住腳。

2 我國液壓鑿巖機(jī)文獻(xiàn)的分類

2.1 研究型論文

2.1.1 設(shè)計(jì)計(jì)算型論文

此類論文數(shù)量多。

設(shè)計(jì)計(jì)算型論文包括了仿真計(jì)算,優(yōu)化設(shè)計(jì),活塞間隙優(yōu)化設(shè)計(jì),蓄能器設(shè)計(jì)優(yōu)化,換向閥設(shè)計(jì)優(yōu)化,活塞緩沖設(shè)計(jì),釬尾緩沖設(shè)計(jì),沖擊頻率調(diào)節(jié)方法等等。

博士、碩士、學(xué)士的論文幾乎全部屬于此類。高校與研究院所作者的論文大都屬于此類。此類論文數(shù)量多。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)研究型論文

實(shí)驗(yàn)研究型論文包括實(shí)驗(yàn)方法介紹,實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器介紹,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目介紹,測試結(jié)果與測試曲線分析,誤差分析等等。

此類論文中介紹實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)方法的較多。專門介紹液壓鑿巖機(jī)測試結(jié)果與曲線,并且進(jìn)行分析的論文較少,大多散見于設(shè)計(jì)計(jì)算論文中,作為計(jì)算正確性的證明。

高校與研究院所作者有些論文屬于此類,此類論文數(shù)量不多。

2.1.3 材料熱處理研究型論文

材料熱處理研究型論文包括活塞、釬尾的選材與熱處理,銅套的選材等等。關(guān)于活塞、釬尾的選材與熱處理的論文較多,關(guān)于其他零件的論文數(shù)量少。

2.1.4 加工工藝型論文

加工工藝型論文包括鑿巖機(jī)主要零件的機(jī)加工的設(shè)備,工裝夾具,量具與測量方法,工序與工藝步驟,怎樣保證尺寸精度與位置精度,等等,大概是技術(shù)保密的原因,此類論文數(shù)量極少。

2.2 綜述型論文

2.2.1 產(chǎn)品品種型號綜述型論文

產(chǎn)品品種型號綜述型論文包括當(dāng)時國內(nèi)外液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品的廠家,系列,型號,主要性能參數(shù)等等。

此類論文數(shù)量較多,但大多是介紹阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品,介紹國內(nèi)產(chǎn)品的較少。

2.2.2 產(chǎn)品歷史發(fā)展綜述型論文

產(chǎn)品歷史發(fā)展綜述型論文包括介紹國內(nèi)外液壓鑿巖機(jī)歷史發(fā)展,產(chǎn)品型號推出的年代,市場情況等等, 此類論文數(shù)量不多,但大多是介紹蒙特貝塔、阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品歷史,介紹國內(nèi)產(chǎn)品歷史的較少。

2.2.3 產(chǎn)品技術(shù)綜述型論文

產(chǎn)品技術(shù)綜述型論文包括液壓鑿巖機(jī)結(jié)構(gòu)類型,技術(shù)進(jìn)展,等等。此類論文數(shù)量少而且內(nèi)容重復(fù)較多。

2.2.4 產(chǎn)品市場調(diào)研分析指導(dǎo)型論文

產(chǎn)品市場調(diào)研分析指導(dǎo)型論文包括當(dāng)時國內(nèi)使用的液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品的主要型號,市場保有量,年銷售量與銷售額,備件銷售量與銷售額,市場的細(xì)分,將來市場的趨勢預(yù)測,市場對液壓鑿巖機(jī)的性能與技術(shù)要求。

此類論文很重要,對于國家的產(chǎn)業(yè)政策和企業(yè)的產(chǎn)品規(guī)劃指導(dǎo)意義很大。

此類論文數(shù)量極少,幾乎沒有,倒是在網(wǎng)絡(luò)上各種市場調(diào)查公司的廣告不少,只提供提綱,具體內(nèi)容要付費(fèi)才能提供。

由于我國缺乏市場液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品銷售數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),要寫出高可信度的此類論文,必然要花費(fèi)巨大的人力財(cái)力,只靠個人或一個單位的力量難以完成,最好有行業(yè)組織與行政力量的參與。

2.3 使用維修型論文

2.3.1 產(chǎn)品使用方法型論文

產(chǎn)品操作方法型論文包括鑿巖機(jī)沖擊壓力,旋轉(zhuǎn)壓力,推進(jìn)壓力的優(yōu)化匹配,鉆頭直徑與旋轉(zhuǎn)速度的匹配,操作方法等等。

此類論文數(shù)量不多,有北京科技大學(xué)高瀾慶教授等的論文“液壓鑿巖機(jī)主要工作參數(shù)對鑿巖速度影響的試驗(yàn)研究”,有廣東省水利水電第二工程局梁明華論文“液壓鑿巖機(jī)旋轉(zhuǎn)速度與鑿孔直徑的關(guān)系” [1],是鑿巖機(jī)使用實(shí)踐總結(jié),指導(dǎo)意義更大。

2.3.1 產(chǎn)品維修與故障分析型論文

產(chǎn)品維修與故障分析型論文多數(shù)為水電工程局、鐵路隧道工程局的技術(shù)人員所寫。此類論文來源于生產(chǎn)實(shí)踐,言之有物,參考價值很大,數(shù)量不多,列舉如下:

煤科總院北京建井所黃園月、李耀武、郭孝先“液壓鑿巖機(jī)的故障分析與防治”;

廣東省水利水電第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液壓鑿巖機(jī)工作原理及常見故障處理” [2];

廣東水電二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7鉆機(jī)使用中易出現(xiàn)的問題與改進(jìn)” [3];

李強(qiáng)“Atlas 1838型鑿巖機(jī)六種常見故障的排除”[4];

張兆欽“COP1238鑿巖機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及使用維護(hù)” [5];

田華軍“HL500型液壓鑿巖機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)” [6]。

2.4 產(chǎn)品介紹型論文

2.4.1 產(chǎn)品性能介紹型論文

產(chǎn)品性能介紹型論文多為介紹阿特拉斯、山特維克公司產(chǎn)品的論文,也有少量介紹國內(nèi)海卓公司產(chǎn)品,樂清采礦機(jī)械廠的液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品的論文。

2.4.2 市場應(yīng)用報(bào)道型論文

國外作者關(guān)于液壓鑿巖機(jī)市場應(yīng)用報(bào)道型論文很多,國內(nèi)此類論文數(shù)量很少,有少量關(guān)于YYT26支腿式液壓鑿巖機(jī)工程案例,使用成本效益分析的報(bào)道。

2.5 專利文獻(xiàn)

最近的十幾年關(guān)于鑿巖機(jī)械的專利有六十多件,大都是液壓鑿巖機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的專利。尚未見到有重大影響,或產(chǎn)生效益的專利。

3 我國液壓鑿巖機(jī)技術(shù)研究的不足

3.1 鑿巖機(jī)文獻(xiàn)的五多五少現(xiàn)象

通過對我國液壓鑿巖機(jī)文獻(xiàn)的分析,我們發(fā)現(xiàn)有五多五少現(xiàn)象。

(1) 設(shè)計(jì)論文多,實(shí)驗(yàn)與工藝論文少;

(2) 研究論文多,使用維修論文少;

(3) 性能介紹型論文多,市場應(yīng)用報(bào)道型論文少;

(4) 歷史發(fā)展綜述論文多,市場調(diào)研分析指導(dǎo)型論文少;

(5) 專利多,影響小。

3.2 缺少學(xué)術(shù)交流討論

我國大概有20多年沒有開過全國性液壓鑿巖機(jī)技術(shù)方面的交流會或研討會。

我們眾多的論文作者,都是在自說自話,沒有交流,沒有討論,更沒有爭論。論文提出的論點(diǎn),基本沒有人跟進(jìn),進(jìn)行理論與實(shí)踐兩個方面的證明或證偽,或補(bǔ)充,只是不加評價的引用。

我懷疑,很少有人認(rèn)真閱讀這眾多的論文,如果不是博士生,碩士生,大學(xué)生因?yàn)樽霎厴I(yè)論文的需要,閱讀的人就更少了。我國關(guān)于液壓鑿巖機(jī)論文的影響力實(shí)在有限。

3.3 設(shè)計(jì)理論研究與產(chǎn)品生產(chǎn)脫節(jié)

我國大概可稱得上液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究論文數(shù)量大國,但是我國自行開發(fā)的液壓鑿巖機(jī)產(chǎn)品多數(shù)從市場上消失,現(xiàn)在還能在市場上站住腳,有一定銷售量的產(chǎn)品,多數(shù)為1980年代技術(shù)引進(jìn)的產(chǎn)品。這種情況至少說明我們的設(shè)計(jì)研究和產(chǎn)品生產(chǎn)是脫節(jié)的,或者說明我們的設(shè)計(jì)理論還不成熟,還要不斷改進(jìn)。

4 我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)理論的主要論點(diǎn)

4.1 關(guān)于鑿巖機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論

4.1.1 三段法理論

認(rèn)為活塞往復(fù)運(yùn)動一個周期是由活塞回程加速、回程減速、沖程加速三個階段組成的。4.1.2 設(shè)計(jì)變量理論

將一個無量綱數(shù)稱為設(shè)計(jì)變量,這個無量綱數(shù)可以是:

(1) 沖程時間與活塞運(yùn)動周期之比;

(2) 活塞回程加速度與沖程加速度之比;

(3) 活塞行程與可能最大行程之比;

(4) 活塞后腔受壓面積與前腔受壓面積之比,很明顯,第四個無量綱數(shù)最直觀,最易檢驗(yàn)。

4.1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)理論

根據(jù)以下5個設(shè)計(jì)目標(biāo),求得一個最佳設(shè)計(jì)變量。

(1) 蓄能器容積變化的最大值最小;

(2) 蓄能器隔膜震動次數(shù)最??;

(3) 能量利用效率最高;

(4) 沖程時,最大瞬時流量最??;

(5) 回程時,最大瞬時流量最小。

4.2 關(guān)于換向閥設(shè)計(jì)理論

4.2.1 換向閥中位正開口理論

換向閥在中位時,換向閥的高壓窗口與低壓窗口都有微小開啟,叫正開口。認(rèn)為正開口有益于沖擊機(jī)構(gòu)性能改善。主張應(yīng)該采用正開口。

4.2.2 換向閥最優(yōu)行程理論

換向閥行程的選取受到閥口通流面積,換向時間與閥耗油量三重制約,存在一個優(yōu)化點(diǎn)。

4.3 關(guān)于蓄能器設(shè)計(jì)理論

4.3.1 高壓蓄能器與活塞運(yùn)動的最佳耦合理論

蓄能器的蓄油與排油量不僅與蓄能器的容積有關(guān),而且與系統(tǒng)的工作頻率有關(guān),如果蓄能器固有頻率選擇不合適,即使加大蓄能器容積,也不能增大蓄能器的蓄油與排油量。

在蓄能器結(jié)構(gòu)參數(shù)固定,鑿巖機(jī)進(jìn)油壓力確定的情況下,可以改變蓄能器充氣壓力來改變諧振頻率,使得系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)。

這個理論是極有理論研究價值與學(xué)術(shù)價值的,是一個動態(tài)的理論,是北京科技大學(xué)首先進(jìn)行研究的,可惜無人跟進(jìn),這方面的論文太少。

4.3.2 蓄能器一次振動理論

在活塞運(yùn)動一個周期內(nèi),蓄能器隔膜只有一次振動。這個理論已經(jīng)包含在第4.1.2小節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論中了,這是一個靜態(tài)的理論。

4.4 關(guān)于信號孔位置

4.4.1 活塞回程換向信號孔位置的計(jì)算

這個理論是由北京科技大學(xué)與中南大學(xué)提出的,這是極其重要的計(jì)算,缺了這個計(jì)算公式,無法進(jìn)行鑿巖機(jī)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

4.4.2 活塞沖程換向信號孔位置的確定

這個理論是由北京科技大學(xué)與中南大學(xué)提出的,這也是極其重要的計(jì)算。既不能換向太早,使得撞擊釬尾時,活塞已經(jīng)被減速,也不能換向太晚,造成活塞二次打擊釬尾。

4.5 釬尾反彈緩沖動力計(jì)算

研究這個理論的有浙江大學(xué)張新等人,廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院劉智等人,中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院趙宏強(qiáng)等人,楊國平等人,難能可貴的是,張新做了實(shí)驗(yàn)研究,有實(shí)驗(yàn)曲線圖。

4.6 其他理論

(1)活塞密封間隙與長度優(yōu)化理論;

(2) 活塞空打緩沖結(jié)構(gòu)計(jì)算;

(3) 沖擊頻率無級調(diào)節(jié)自動換擋理論。

以上3種理論均有,就不一一論述了。

5 我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究亟待解決的問題

5.1 換向閥的結(jié)構(gòu)尺寸問題

(1) 換向閥中位負(fù)開口的優(yōu)缺點(diǎn)分析;

(2) 最優(yōu)負(fù)開口量的計(jì)算與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;

(3) 換向閥最優(yōu)行程理論與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

5.2 活塞與缸體結(jié)構(gòu)尺寸問題

(1) 活塞前后腔面積的確定及優(yōu)化;

(2) 活塞回程換向信號孔位置的確定;

(3) 最優(yōu)沖程換向信號孔位置計(jì)算與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

5.3 蓄能器與活塞運(yùn)動的最佳耦合理論

研究蓄能器隔膜的動態(tài)頻率響應(yīng),蓄能器最佳充氣壓力的計(jì)算。

5.4 釬尾反彈緩沖系統(tǒng)動力計(jì)算與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

不但研究緩沖機(jī)構(gòu)本身,進(jìn)行靜力學(xué)計(jì)算,更要研究釬尾反彈緩沖系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng),將緩沖機(jī)構(gòu),釬具與緩沖液壓油路作為一個系統(tǒng),研究緩沖活塞的頻率響應(yīng),緩沖液壓系統(tǒng)是否能有效吸收釬尾反彈的能量,又是否能迅速將釬頭重新抵緊巖石。

5.5 鑿巖機(jī)反打系統(tǒng)動力計(jì)算

既要研究反打機(jī)構(gòu)本身,進(jìn)行靜力學(xué)計(jì)算。更要將反打機(jī)構(gòu)與反打液壓油路作為一個系統(tǒng),研究反打活塞的位移,運(yùn)動速度與沖擊能量。

5.6 零件的氣蝕與腐蝕問題

(1)活塞前后腔氣蝕問題的計(jì)算與解決方法;

(2)鑿巖機(jī)殼體聯(lián)接平面點(diǎn)蝕的原因與預(yù)防。

6 我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的學(xué)術(shù)建議

6.1 反求法

對國外高端液壓鑿巖機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的分析,用反求法研究鑿巖機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算公式與方法。反求法基本屬于歸納法,反求法需要統(tǒng)計(jì)多臺高端液壓鑿巖機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)越多,代數(shù)計(jì)算公式越接近實(shí)際,設(shè)計(jì)指導(dǎo)作用越大。這方面的工作似乎還沒有人去做。

6.2 驗(yàn)證法

將我們國內(nèi)的設(shè)計(jì)理論,如用最佳設(shè)計(jì)變量理論,換向閥最優(yōu)行程理論,蓄能器設(shè)計(jì)理論,分析國外高端液壓鑿巖機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸、充氣壓力等參數(shù),檢驗(yàn)是否符合我們的理論。如果大致符合,則驗(yàn)證了我們理論的正確性,如果相差很大,則要尋找原因。

6.3 代數(shù)計(jì)算公式研究

6.3.1 液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究方法的分類

理論分析與公式計(jì)算,實(shí)驗(yàn)研究,計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真是鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的三駕馬車。

三段法,最佳設(shè)計(jì)變量等屬于理論分析計(jì)算。

理論分析與公式計(jì)算是鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ),是實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值計(jì)算的的基礎(chǔ)與指導(dǎo)。

6.3.2 液壓鑿巖機(jī)代數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算公式的建立

公式計(jì)算必須將鑿巖機(jī)的物理(實(shí)際)模型簡化為力學(xué)模型,再進(jìn)一步簡化為數(shù)學(xué)模型,再簡化為代數(shù)公式。簡化必須是合理的,不能與力學(xué)模型有大的矛盾和沖突。

在不斷的簡化中,必然有失真,這時就要用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)去校正。這方面我們還有許多工作要做,對每一結(jié)構(gòu)類型的鑿巖機(jī),都可以研究出一套基本通用的計(jì)算公式。

6.3.3 液壓鑿巖機(jī)代數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算公式的輸入輸出

代數(shù)公式計(jì)算輸入的是沖擊能,沖擊頻率,沖擊末速度,進(jìn)油壓力, 輸出的是活塞質(zhì)量,活塞前后受壓面積,活塞行程,信號孔位置,閥的結(jié)構(gòu)尺寸,閥行程,開口量,鑿巖機(jī)進(jìn)油流量等等。

6.4 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)研究

6.4.1 液壓鑿巖機(jī)實(shí)驗(yàn)的分類

在理論分析指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究是必不可少的,我們的力學(xué)模型,數(shù)學(xué)模型是否正確,簡化是否合理,都需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。數(shù)值仿真計(jì)算就更需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了。

這里所說的實(shí)驗(yàn)主要是鑿巖機(jī)內(nèi)部機(jī)理實(shí)驗(yàn),也可是型式實(shí)驗(yàn),而不是出廠實(shí)驗(yàn)。

6.4.2 液壓鑿巖機(jī)實(shí)驗(yàn)的規(guī)范

實(shí)驗(yàn)的各種條件,包括樣機(jī),液壓系統(tǒng),測量方法,儀器儀表,都應(yīng)該是明確的,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)該是真實(shí)的,可重復(fù)的,重復(fù)實(shí)驗(yàn)的誤差應(yīng)該進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)的時間、地點(diǎn)與參加人應(yīng)該注明。

6.5 數(shù)值計(jì)算研究

6.5.1 數(shù)值計(jì)算的定義

數(shù)值計(jì)算就是虛擬樣機(jī)技術(shù),因此數(shù)學(xué)模型要盡可能逼近力學(xué)模型與物理模型,數(shù)值計(jì)算需要輸入的數(shù)據(jù)很多,需要詳細(xì)的鑿巖機(jī)圖紙數(shù)據(jù),否則不能稱之為虛擬樣機(jī)。

數(shù)值計(jì)算又叫動態(tài)仿真,我國在數(shù)值計(jì)算方面的論文太多了。有基于AMESim的仿真,基于Simulink的動態(tài)仿真,基于MATLAB的計(jì)算機(jī)仿真,準(zhǔn)勻加速度法仿真計(jì)算,鍵合圖方法仿真,等等。

6.5.2 液壓鑿巖機(jī)數(shù)值計(jì)算輸入輸出的基本要求

沖擊機(jī)構(gòu)數(shù)值計(jì)算中,進(jìn)油流量必須是輸入值,而壓力是輸出值。

數(shù)值計(jì)算輸出結(jié)果不能僅僅是沖擊能,沖擊頻率等,必須能輸出活塞運(yùn)動速度、位移,換向閥的速度、位移,活塞前后腔壓力的曲線。并且能夠描述出液壓油的空化與氣蝕現(xiàn)象。

數(shù)值計(jì)算的結(jié)果曲線應(yīng)該用實(shí)驗(yàn)曲線驗(yàn)證,未經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的仿真計(jì)算是不可信的。

數(shù)值計(jì)算的結(jié)果應(yīng)該是真實(shí)的,不能弄虛作假,其他人也可以重復(fù)運(yùn)行程序。

6.5.3 液壓鑿巖機(jī)數(shù)值計(jì)算程序的基本要求

數(shù)值計(jì)算的程序應(yīng)該模塊化,數(shù)值計(jì)算需要花費(fèi)大量的精力與時間,不是一個人短時間能夠完成的,因此數(shù)值計(jì)算的程序應(yīng)該模塊化,可以由一組人員分工,進(jìn)行編寫。

數(shù)值計(jì)算程序應(yīng)該界面友好,參數(shù)的改變,應(yīng)在界面中進(jìn)行,而不應(yīng)在程序中進(jìn)行。

數(shù)值計(jì)算的模型與程序應(yīng)該是持續(xù)改進(jìn)的,和所有的計(jì)算機(jī)軟件一樣,應(yīng)該有版本號。液壓鑿巖機(jī)數(shù)值計(jì)算程序應(yīng)該通用工具化,不要搞成專用工具。不能只有作者自己用,換一個人就不能用。

6.5.3 液壓鑿巖機(jī)數(shù)值計(jì)算程序的難點(diǎn)

虛擬樣機(jī)技術(shù)是一項(xiàng)浩繁的工程,但是并不是遙不可及。內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程,牽涉到化學(xué),燃燒學(xué),熱學(xué),力學(xué),都可以做到數(shù)值仿真,并且在發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)中起到重要作用。沖擊機(jī)構(gòu)的數(shù)值仿真也一定能做到,但是這要求有一個精干的團(tuán)隊(duì)和一個好的實(shí)驗(yàn)條件。

數(shù)值計(jì)算程序都是針對某一個特定的圖紙的,因此通用性較差。不要指望適合于單腔回油的鑿巖機(jī),也能適合非單腔回油的鑿巖機(jī)。也不要指望適合于芯閥結(jié)構(gòu)的鑿巖機(jī),也能適合套閥結(jié)構(gòu)的鑿巖機(jī)。這也是數(shù)值計(jì)算應(yīng)用的一個難點(diǎn)。我們至少應(yīng)該做到,對某一相同結(jié)構(gòu)類型的液壓鑿巖機(jī),具有通用性。

7 我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的政策建議

7.1 以企業(yè)為主體,產(chǎn)學(xué)研結(jié)合

過去幾十年,我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究是以高校和研究所為主體的,和企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)聯(lián)系較少。事實(shí)證明,我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究進(jìn)步不大,只有以有實(shí)力的大企業(yè)為主體,廠學(xué)研結(jié)合,學(xué)校與研究所自己不搞產(chǎn)品生產(chǎn),只為社會和企業(yè)提供知識與技術(shù),各自發(fā)揮自己的優(yōu)勢,才是我國液壓鑿巖機(jī)技術(shù)與產(chǎn)品的發(fā)展道路。

7.2 以行業(yè)協(xié)會為主體,組織技術(shù)交流

與鑿巖機(jī)的生產(chǎn)、使用有關(guān)的行業(yè)有鑿巖機(jī)械氣動工具、煤炭、礦山、鐵路、水電、冶金等等,在1980年代,礦山機(jī)械行業(yè)組織過液壓鑿巖機(jī)技術(shù)交流會, 1990年代初期, 煤炭建井行業(yè)組織過液壓鑿巖機(jī)技術(shù)交流會。

8 結(jié)語

(1)對我國液壓鑿巖機(jī)研究文獻(xiàn)進(jìn)行了分類,5大類,13個小類;

(2)分析了我國液壓鑿巖機(jī)技術(shù)研究的不足,3個方面的不足;

(3)列舉了我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)理論的主要觀點(diǎn),6大類,13個觀點(diǎn);

(4)列舉了我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)中亟待解決的5大類共11個問題;

(5)提出了我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的5條學(xué)術(shù)建議;

(6)提出了我國液壓鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)研究的2條政策建議。

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