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2024年, 第32期 刊出日期:2024-11-20
  

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    工业设计
  • 戴久淳 陈志彬
    中国机械. 2024, (32): 4-8.
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    本文在阐述机器视觉技术的基础上,深入分析了基于机器视觉的农果蔬品分拣机的关键技术,包括图像处理、边缘检测、颜色检测和关键点提取等核心算法。传统的农果蔬品分拣主要依赖人工方式,效率低,误判率高。采用机器视觉技术进行分拣,可以提高工作效率并降低错误率。通过展示这些技术在农业分拣中的实际应用和优势,本文为未来智能农业分拣技术的发展研究提供了参考和借鉴。

  • 赵建民1 文斌2 王宇宁1
    中国机械. 2024, (32): 9-12.
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    针对目前单散射角式微粒探测仪器受微粒粒径影响大的缺点,本文提出一种基于PD阵列的微粒探测传感器,该传感器采用位于散射点不同角度的6个光电二极管(PD)组成PD阵列接收不同粒径微粒的散射光。并设计了激光功率稳定电路、PD阵列信号调理电路和A/D采集电路。利用多个不同粒径的标准粒子产生的散射光强拟合粒径的关系,采用动态权值方法对每个PD的信号在不同的粒径区间赋予不同权值,实现了对气流中微米级别粒子粒度分布探测。实验结果表明该传感器的计数效率在0.3~1µm粒径区间提高3.37%,在1~3µm粒径区间提高4.24%,在3~8µm粒径区间提高11.24%,在8~10µm粒径区间提高11.1%。质量浓度探测结果与商用仪器相关度高,可决系数为 R²=0.9133。

  • 吴兴江 何勇
    中国机械. 2024, (32): 13-16.
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    工件沉孔测量通常由人工手持深度尺或游标卡尺等辅助工具进行,这种检测方式不但效率低、检测精度较差,而且当工件上沉孔的孔径较小时,难以将深度尺或游标卡尺等辅助工具伸入沉孔内。本文设计了一种基于激光测距原理的工件沉孔测量装置,利用激光测距传感器来检测工件上沉孔的深度,该测量装置还可以根据激光测距传感器的型号,调整工件和激光测距传感器的位置,增加了使用的灵活性。与采用深度尺或游标卡尺等辅助工具进行检测或其他测量装置相比,该装置可以明显提高实际的检测效率及检测精度,同时,还适用于孔径较小的沉孔检测,实用性强,安装简易,操作简便,测量精度较高。
  • 丁振山 杜赛培
    中国机械. 2024, (32): 17-20.
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    本文针对建筑施工电气传动机械中常见的谐振问题,对自动控制技术的应用进行探究。首先分析了谐振产生的机理及影响因素,然后比较了PID控制、自适应控制和模糊控制等常见算法的优缺点。在此基础上,提出了高精度谐振识别、自适应模糊PID控制算法和执行机构快速响应等关键技术。通过实验验证,所提出的控制方法在谐振抑制率、系统稳定时间和能耗指标等方面均优于传统PID控制。研究结果为提高建筑施工电气传动机械的稳定性和可靠性提供了理论依据和技术支持。

  • 徐军生
    中国机械. 2024, (32): 21-24.
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    在工业生产中货梯是重要的设备,为使设备能够高效运转,垂直运输都需要使用货梯,并由此带来货梯需求的增加,其中对更大载荷载重货梯的需求更是日益增长。很多货梯使用场合经常会使用叉车进入轿厢装卸货物,货梯轿厢在进入叉车作业工况中存在着一定过度扭转和倾斜的问题,对其进行机械设计和优化,以便使其达到最佳的使用效果。文章结合相关理论知识,分析了大载重货梯的机械设计与优化方法,以期为相关人士提供借鉴。

  • 王威淳 张海峰 李佩东 刘军
    中国机械. 2024, (32): 25-28.
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    在矿业运输行业中,矿用卡车的刹车系统是确保操作安全的关键组件之一。由于矿用卡车经常在极端、复杂的工作环境下运行,这些车辆的刹车系统面临着极高的故障风险,任何刹车故障都可能导致严重的安全事故。对此,本文深入探讨了一个为矿用卡车设计的刹车系统故障诊断与状态监测集成系统,该系统集成了先进的传感器技术、数据融合方法、实时监测和预警机制以及用户界面优化技术,旨在实时监控刹车系统的状态,及时诊断并预警潜在的刹车故障。通过系统测试验证了该集成系统的有效性,展示了其在提升刹车系统可靠性和降低矿用卡车运营风险方面的潜力。

  • 机械制造与智能化
  • 仲秋成 田丰通讯作者 任飞融 汪东民 耿佳旭
    中国机械. 2024, (32): 29-32.
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     随着风电叶片行业的不断发展,废弃叶片数量逐渐增多。当前,对废弃FRP风电叶片高效回收利用是影响风电叶片行业健康发展的难题之一。几种风电叶片回收利用方法中,物理方法研究价值较高。采用物理方法对废弃FRP风电叶片回收利用,首先要解决如何在现场对大型风电叶片进行快速切割处理。针对这一问题,本文提出一种挖掘机配合盘锯通过剪切力,对废弃FRP风电叶片进行切割回收的方法,能够有效解决大型风电叶片现场快速切割问题,为大型风电叶片现场切割提供一种新思路。

  • 黄国争
    中国机械. 2024, (32): 33-36.
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    为了提高双轮铣槽机在复杂地质条件下的进给压力控制性能,本文提出了一种基于自适应模糊控制的进给压力控制算法。针对双轮铣槽机进给系统的结构与工作原理,建立了进给压力控制的数学模型,分析了系统的动态特性,设计出一种结合模糊控制与滑模控制优势的自适应模糊积分滑模控制(AFISMC)算法,并在MATLAB/Simulink平台上进行了仿真验证。通过构建与实际进给系统1∶1比例的液压模拟实验平台,进行了不同工况下的进给压力控制实验,同时还开展了工程实践分析,结果表明,AFISMC算法在动态响应和抑制外部扰动方面表现出优异的性能,较传统控制方法显著提高了进给压力控制的精度和稳定性。通过实验数据的量化分析,验证了AFISMC算法在实际应用中的有效性和可行性。最终得出结论,AFISMC算法能够有效适应复杂的负载特性,提高双轮铣槽机的进给压力控制性能。
  • 胡海鹏 曹德云
    中国机械. 2024, (32): 37-40.
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    为提高内置式永磁同步电动机空载状态下的运行稳定性,解决其电磁振动问题,提出了基于自抗扰控制的内置式永磁同步电动机空载电磁振动抑制方法。忽略内置式永磁同步电动机在空载运行时存在的铁芯饱和现象与磁滞损耗,根据内置式永磁同步电动机在转子坐标系中的状态方程,建立空载状态下内置式永磁同步电动机机械运动方程。利用自抗扰控制技术,依据内置式永磁同步电动机的电感、电阻、转子惯量等参数,构建精确的电动机状态空间模型。选择线性 / 非线性滤波器,估计系统状态并滤除噪声,实现内置式永磁同步电动机总扰动补偿。通过在前端进行耦合振动输入,实现内置式永磁同步电动机空载电磁振动抑制。试验结果表明,设计方法能够达到预期效果,即实现将电动机空载电磁振动加速度控制在一个相对较低的水平。
  • 黄洲扬
    中国机械. 2024, (32): 41-44.
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    文章旨在优化31803双相不锈钢TIG焊接的工艺参数。通过正交试验设计,系统研究了焊接电流、电弧电压、焊接速度、保护气体流量和焊丝送进速度对焊接质量的影响。根据试验结果确定了最佳参数组合:焊接电流220A,电弧电压15V,焊接速度22cm/min,保护气体流量14L/min,焊丝送进速度105cm/min。验证试验表明,该参数组合能稳定产生高质量焊接接头,焊缝成形良好,力学性能优异,耐腐蚀性能突出。优化后的焊接接头抗拉强度达708MPa,-40℃冲击韧性为74J,临界点蚀温度达36.5℃。研究成果为31803双相不锈钢在化工、石油和海洋工程等领域的应用提供了可靠的技术支持,为进一步探索复杂焊接工况下的参数优化奠定了基础。

  • 张国嵩
    中国机械. 2024, (32): 45-48.
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    本研究详细分析了不落轮镟床加工过程中几何误差、热误差和振动误差的产生机制,提出了基于动态补偿技术的加工精度提升方法。建立动态补偿模型,设计实时反馈控制算法,并在实际加工过程中进行实验测试验证,实验测试结果表明,静态补偿方法难以有效应对加工过程中不断变化的误差源,动态补偿方法经过实时监测和反馈控制,能够显著减小几何误差、热误差和振动误差对加工精度的影响。

  • 孙健猛
    中国机械. 2024, (32): 49-52.
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    本研究针对港口皮带机传动系统的故障诊断和智能维护问题展开深入研究。通过分析港口皮带机传动系统的工作原理和常见故障类型,提出了基于多传感器融合的故障诊断方法和基于人工智能的预测性维护策略。研究采用振动分析、声发射检测等多种诊断技术,结合机器学习算法构建故障识别模型。同时开发了一套智能维护管理系统,实现故障预警、维修决策和维护计划优化。实际应用结果表明,该方案能有效提高港口皮带机传动系统的可靠性和维护效率,降低维护成本,对港口自动化、智能化建设具有重要意义。

  • 杨跃
    中国机械. 2024, (32): 53-56.
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    针对现有控制方法在对机械手控制时,实际控制效果与其理想位置相差较大的问题,本文引入神经元自适应PI算法,开展滑模机械手自动控制研究。引入拉格朗日方程,通过构建机械手混合动力模型,描述机械手的动能与势能之间的关系。为实现精准轨迹跟踪,进行改进终端滑模面设计。在神经元自适应PI算法的应用下,设计并应用滑模迭代控制器。为减轻机械手抖振现象,设计机械手高阶终端滑模控制。通过对比试验,证明新的控制方法应用后,机械手关节的控制位置与理想位置更接近,具备极高控制精度。

  • 机械工业应用
  • 沈伟 毛思睿 金文久 范 俢楷
    中国机械. 2024, (32): 57-62.
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    为解决加热卷烟旋转拔出时,由于加热卷烟发烟段的工艺特性,容易引起烟丝团与铝箔卷纸相对滑动脱落,造成质量缺陷的问题,在ZJ118卷烟机上设计增加发烟段内部上胶系统,通过在烟丝团与铝箔卷纸接触面上增加上胶工艺,极大地增加了烟丝团与铝箔卷纸之间的摩擦力,有效提高了加热卷烟的质量和烟丝的稳固性。以ZJ118卷烟机为对象进行测试,结果表明:增加发烟段内部上胶系统后的ZJ118卷烟机使用内部上胶工艺生产的烟支,取样合格率在原基础上有极大地提高,有效地减少了成品烟支烟丝抽吸时产生的掉落问题,提高了加热卷烟的质量和烟丝的稳固性,达到了预期效果。

  • 刘俊
    中国机械. 2024, (32): 63-67.
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    为有效缩短岸桥拖链系统排装及岸桥功能调试周期,本文开展了岸桥拖链系统排装技术周期缩短优化研究。首先,通过因果图逐一列出岸桥拖链系统排装工艺路线存在的问题,确定问题要因。在此基础上,整合相似的工序,减少不必要的重复操作,优化排装技术工艺流程,确保实施效果达到预期目标。进行岸桥拖链系统排装操作培训,解决工人专业技能不扎实、钳工班组80%人员不会排装拖链的问题。同时,建立岸桥拖链系统排装质量监控体系,通过监控材料、工艺、设备等,确保拖链系统排装质量稳定、缩短排装周期。应用分析结果表明,本文所提出的优化方法应用后,岸桥拖链系统的排装周期缩短,符合公司预期要求,能够提高拖链系统的排装效率及港口的整体运营效率。

  • 郑海平 戴建 李荣浩
    中国机械. 2024, (32): 68-72.
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     随着装备信息化程度的不断提高,装备维修质量的研究日益深入,传统的装备维修质量评估难以满足当前装备维修的需求。基于此,本文梳理了装备维修质量评估研究的现状,并指出GPT技术在大数据处理、人机交互应用、辅助决策建议三个方面具有独特优势。结合GPT技术的优势,针对装备维修质量评估现阶段存在的主要问题,从数据采集与处理、人机交互、优化模型结构3个方面着手,提出建立相关平台系统进行数据处理、分阶段构设人机交互环境、利用GPT技术对模型进行优化等相关建议,为提高装备维修质量评估结论的可靠性提供了新的思路。

  • 廖 劼1 李月媚2
    中国机械. 2024, (32): 73-76.
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     为提高电梯运行的安全性和效率,本文开展了电梯智能监测报警系统的关键技术研究。通过集成先进的传感器技术、机器学习算法和物联网应用,实现了对电梯状态的实时监测和故障的快速响应。实验验证表明,系统能够精确收集电梯运行数据,及时识别和分类故障,从而有效地减少故障率和提升故障处理速度。

  • 徐萌 李凯旋 付浩 杨洪召 王瑞强
    中国机械. 2024, (32): 77-80.
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    本文探讨了工艺装备MBD(Model Based Definition,基于模型的工程)模型在智能制造中的创新应用。MBD模型通过集成三维实体模型,能够全面表达产品定义信息,包括尺寸、公差、工艺信息及材料属性等,从而成为智能制造过程中的核心依据。文章分析了MBD模型在工艺装备中的设计,并探讨其在智能制造系统中的应用,从而促进工艺装备设计的标准化、智能化和集成化发展,为制造业的数字化转型提供了有力支持。

  • 王向锋 吴璀强
    中国机械. 2024, (32): 81-84.
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    在污水处理厂的仪器仪表自动化控制技术的具体实现策略方面,本文提出了一系列创新的方法和技术,如利用先进的传感器技术进行精确测量,应用物联网技术实现设备间的智能连接,以及采用大数据分析技术优化控制策略等。这些策略的实施,极大地增强了系统的灵活性和适应性,使其能够更好地满足不同工况下的需求。最后,对系统的测试与验证进行了全面的分析。通过实际应用场景的模拟测试,证明了自动化控制系统的高效性和可靠性。同时,也指出了在实际操作中可能遇到的问题和挑战,并提出了相应的解决方案和改进建议。

  • 能源与动力
  • 刘润中
    中国机械. 2024, (32): 85-88.
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    随着IES的发展,多种能源形式的耦合不断加强。当热电联产装置或天然气装置关闭时,其影响将涉及各种能源系统。因此,制定合理的年度机组组合计划和协调优化的检修计划具有重要意义。首先,从机组供电、供热、供气的耦合机制出发,考虑各系统与设备的关系。在此基础上,考虑系统运行、机组检修和机组运行等约束,提出了包括电改气(P2G)和电锅炉设备在内的IES机组组合和检修计划的联合调度模型。算例结果表明,该模型能提高系统运行经济性;引入P2G与电锅炉等耦合设备,可以有效提高新能源消耗率,降低系统运行成本。

  • 付根
    中国机械. 2024, (32): 89-92.
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    二次再热;燃煤发电;冷端优化;最佳配置
  • 杨克龙
    中国机械. 2024, (32): 93-96.
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     煤炭输送带系统的稳定性直接影响着煤炭运输效率和安全。本文针对煤炭输送带系统的张力控制与稳定性问题展开研究。首先分析了影响输送带系统稳定性的主要因素,并建立了输送带系统的动力学模型。在此基础上,设计了一种基于PID控制的张力控制策略,通过仿真和试验验证了该控制策略的有效性。

  • 现代交通技术
  • 王景毅
    中国机械. 2024, (32): 97-101.
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     机车车辆车身结构在长期运行中承受多种复杂载荷,易产生疲劳损伤,影响车辆的安全性和使用寿命。为了提高车身结构的抗疲劳性能,需要进行系统的疲劳分析与设计优化。本文从车身结构的构成与载荷分析、疲劳载荷谱的确定和疲劳应力分析等方面,探讨了车身结构的疲劳行为,并提出了一系列抗疲劳设计策略,以提升其抗疲劳性能。通过材料选择、结构优化和工艺优化等技术手段,结合数值模拟与试验验证,旨在为机车车辆的抗疲劳设计提供科学依据和技术支持。

  • 吴银龙1 顾程2
    中国机械. 2024, (32): 102-105.
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    提高风冷空压机余热利用效率是降低功耗的重要途径之一。为此,本文开展了船舶风冷空压机余热利用机理与工艺优化研究。首先结合风冷空压机余热利用系统的组成,对其机理进行综合分析;然后根据出油温度对余热回收效果的影响,采用PLC控制技术,结合实际温度状态,最大化回收余热;最后,通过控制主储水容器水位,将回收的70~75℃热水制取7~12℃或适宜温度的冷冻水,用于四季型除湿机的冷冻除湿段,从而替代原来的冷媒压缩机。在实际应用测试中,其整体功耗仅为51.14kW,与对照组相比,整体功耗分别下降7.16kW和8.38kW,应用效果较好。

  • 林在杰
    中国机械. 2024, (32): 106-109.
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    本文以路基工程中的沥青路面施工为例,探讨施工过程中常用设备(如沥青摊铺机、压路机和铣刨机)出现的常见问题及技术解决方案,以提高道路桥梁工程建设中机械设备的运行效率和使用寿命,保障施工质量。

  • 安全与生产
  • 谭王刚
    中国机械. 2024, (32): 110-114.
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    为提高水轮发电机组停机过程中的安全性和稳定性,需采用电气制动技术进行辅助停机。但是传统电气制动技术采用的励磁系统PID存在参数固化的弊端,无法适应水轮发电机组复杂的工作环境。因此,本文提出基于模糊控制串级PID的水轮机停机电气制动技术。在采用该技术后,水轮机组的平均制动时间误差仅为5.55%,总停机时间误差仅为1.8%,具有较高的精度,具备更好的调控性和稳定性。

  • 郑迪 杨鹰 许文杰
    中国机械. 2024, (32): 115-118.
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    在能源转型和可持续发展的背景下,热电联产(CHP)作为一种高效、环保的能源利用方式,正逐步成为现代城市能源系统的核心组成部分。然而,热电联产系统的复杂性和动态性使得其优化调度成为一项极具挑战性的任务。为了应对这一挑战,构建基于统一数据平台的热电联产优化调度系统显得尤为重要。本文将深入探讨统一数据平台在热电联产优化调度中的应用,分析其优势,并提出相应的优化策略。

  • 孙健猛
    中国机械. 2024, (32): 119-122.
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    本研究针对港口皮带机传动系统的故障诊断和智能维护问题展开深入研究。通过分析港口皮带机传动系统的工作原理和常见故障类型,提出了基于多传感器融合的故障诊断方法和基于人工智能的预测性维护策略。研究采用振动分析、声发射检测等多种诊断技术,结合机器学习算法构建故障识别模型。同时开发了一套智能维护管理系统,实现故障预警、维修决策和维护计划优化。实际应用结果表明,该方案能有效提高港口皮带机传动系统的可靠性和维护效率,降低维护成本,对港口自动化、智能化建设具有重要意义。
  • 张秋华
    中国机械. 2024, (32): 123-126.
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    黄骅港三期翻车机夹轮器是煤炭港口运输的关键设备,用于固定铁路货车在轨道上的特定位置。夹轮器由一对平行于轨道的夹轮条组成,通过液压缸驱动夹住车轮。在翻车机入口与出口轨道上成对部署,全面夹固列车转向架上的四个车轮,防止火车因惯性移动,确保翻车机系统安全作业。夹轮器不仅固定车辆,还减少设备冲击,保护设备完整性。黄骅港三期翻车机配置中,入口端四组夹轮器,出口端两组,满足作业需求并优化空间利用。夹轮器运行依赖先进液压系统,精确控制开启与关闭,灵活调整状态,提升作业效率与安全性。每个夹轮器单元由两对液压缸驱动,共六个液压站单元,控制方式为PLC自动控制或就地手动控制。然而,夹轮器使用过程中存在打开信号不稳、液压管路渗油等问题,影响翻车机卸车线正常运行,因此提高夹轮器可靠性、降低故障率具有重要意义。

  • 职业教育
  • 张利平 魏继柱
    中国机械. 2024, (32): 127-130.
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    随着经济的飞速发展和现代制造业的不断进步,机电专业的人才需求日益增长。技工院校作为培养实用型人才的重要基地,其机电专业的教学模式改革显得尤为重要。本文旨在探讨技工院校机电专业工学一体化课程教学方法的实践研究,通过深入分析当前教学模式存在的问题,提出工学一体化的教学理念,并结合教学实践,探究其对学生综合素质和就业竞争力的影响。

  • 吴颖
    中国机械. 2024, (32): 131-134.
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    为培养智能制造应用型创新人才,通过产教融合和教育创新,对机械类实验课程进行了混合式教学改革。该改革将传统课堂教学与在线学习相结合,充分利用互联网和现代教育技术,通过引入企业真实项目,注重线下实践应用与线上教学的有效结合,强调实验课程的重要性和课程的贯穿延续性。混合式教学不仅提升了课程的实际应用性和前沿性,还通过多元化的教学手段和资源整合,增强了学生的实践能力和创新思维,并且促进了学生与企业间的紧密联系,增强了学生的就业竞争力和社会适应能力。

  • 张维谛
    中国机械. 2024, (32): 135-138.
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    本文以液压与气动技术课程为例,探讨将思政元素融入专业教学的实践。通过优化教学目标、内容与方法,强化教师队伍,重视学生反馈,旨在培养学生的团队精神、沟通能力与综合素质。

  • 臧延旭
    中国机械. 2024, (32): 139-142.
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     互换性与技术测量课程具有概念、名词术语和标准项目多的特点,而且部分概念比较抽象,导致学生对该门课程的学习效果不佳,并且很难将课程知识灵活应用到解决实际工程问题中。在互换性与技术测量课程教学过程中引入工程案例,从工程中遇到的实际问题入手,引导学生进行独立思考、分析和给出解决方案,可以很好地克服传统教学中理论知识与工程实践脱节的问题,提升学生理论联系实践的能力。基于此,本文在分析传统教学存在的问题及案例教学概念和作用的基础上,探讨案例教学在互换性与技术测量课程中的应用,详细介绍了案例教学的实施步骤。本文研究以期提升教学效果,提高学生对课程知识的理解能力和在实际工程问题中的应用能力。

  • 质量与标准
  • 严彬彬
    中国机械. 2024, (32): 143-147.
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    国家对特种设备建立了一整套的法律法规、安全技术规范和标准,其落脚点是为了保障特种设备的安全使用。本文通过对特种设备使用单位的安全检查,对在使用环节存在的问题进行了分析、归类,就使用单位如何执行《特种设备使用管理规则》(TSG 08-2017)、《特种设备使用单位落实使用安全主体责任监督管理规定》(国家市场监督管理总局令第 74 号),以及两者有机融合提出建议。其目的是提高特种设备使用单位的安全管理水平,保障特种设备的安全运行。
  • 吴霄峰
    中国机械. 2024, (32): 148-151.
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    在机械设备的运行过程中,机械主油缸常因各种原因出现行程缩短的故障,不仅会降低设备的运行效率,还会引发严重的安全事故。因此,本文提出基于改进免疫算法的机械主油缸行程缩短故障检测方法。通过行程缩短故障关联函数的设计,对行程缩短故障进行逻辑化的描述。通过提取出机械主油缸行程缩短故障特征,确保故障诊断过程的效率与准确性。基于改进免疫算法实现主油缸故障的检测,及时发出预警信号,为维修人员提供了宝贵的决策依据。实验结果表明:本次测试在主泵压力处于25MPa时,设定该油缸发生行程缩短故障,基于改进免疫算法的机械主油缸行程缩短故障检测方法能够准确检测出该故障的发生,由此可以证明该方法的有效性。

  • 范效礼1, 2
    中国机械. 2024, (32): 152-155.
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    本文探讨了无损检测技术在特种设备中的应用。针对压力容器、锅炉、电梯和自动扶梯,介绍了设备选型、校准及操作步骤,重点分析了检测结果和处理方法。以上技术在识别和评估缺陷方面的优势,突显出机器人检测系统和人工智能在提高检测效率和精度中的作用,以及高频超声检测和复合检测技术在提升特种设备安全性和可靠性方面的潜力。本文研究旨在提升检测效率和精度,为特种设备的安全运行提供技术支持。

  • 巩莉
    中国机械. 2024, (32): 156-160.
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    混凝土碳化深度测定仪在不同环境下的测试稳定性对准确评估建筑材料性能至关重要。本文分析不同温湿度及CO2浓度下的测定数据,揭示了外部条件对测量精度的影响。结果表明,湿度和CO2浓度影响测试结果波动,温度的影响较小。针对测试稳定性问题,提出优化测量方法建议,以提升可靠性。

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