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关键词:农业机械;生产效率;作业质量;提高;措施
农业机械在农业生产中之所以能够受到人们的青睐和成为农业生产中离不开的重要工具和手段,主要是因为农业机械在农业生产中的生产效率和作业质量都远远高于正常人的手工劳作,其生产成本也远远低于手工劳作的劳动力成本。在农机化作业体系中,农业机械的生产效率越高,替代作用表现得也就越明显,获取的效益也就越高。农业机械作业质量的优劣,不仅关系到农业机械化的信誉与发展,而且直接影响着农业增产增收和农民使用农业机械的积极性。可见,提高农业机械的生产效率及作业质量是农机化在农业生产中充分发挥作用和促进农机化发展的一项重要措施。
1提高农业机械生产效率的几项措施
1.1合理使用农机具和编制机组
拖拉机和机引农具是一组先进的生产工具,在进行农田作业时,必须得到合理的使用,才能发挥最大的效能和获得“高效、优质、低耗、安全”的良好效果。拖拉机是一种动力机械,在使用中必须注意到充分利用发动机的功率。拖拉机的工作性能主要反映在拖拉机的牵引功率、牵引力和工作速度等主要指标方面。拖拉机牵引功率利用程度对生产率影响很大,一般拖拉机的功率利用在90%左右为宜。例如:东方红-75拖拉机牵引五铧犁作业,耕深20~22cm,在功率利用程度达到90%左右时,每小时可翻地0.67hm2,而在同样的土地条件下,降低功率利用(减少犁铧或工作速度选用不当等),则会降低每小时的翻地工作量。
根据不同作业特点,给各种型号拖拉机分配适宜的作业。不同型号的拖拉机有不同的工作性能、功率、牵引力、行走速度,作业的适应性能都不一样。因此,根据不同型号的拖拉机工作性能,分配适宜作业和科学编制机组,才能获得好的工作效果。例如:功率较大的链轨式拖拉机适合旱田翻地、耙地、起垄、播种等项作业,也适合于需要功率较大的作业项目,如推土平地、开沟、筑埂等农田基本建设;轮式拖拉机适合灭茬、起垄、镇压、播种、施肥、喷药、中耕、运输等,并可作为固定动力进行抽水、脱粒、饲料加工等场上或后勤加工作业。总之,在使用农机具和编制机组时,必须做到既要保证机组有较高的生产率,又要满足作业质量的要求。
1.2合理选择速度
合理运用拖拉机各档速度,对提高生产率是很重要的。当拖拉机负荷不足时,在确保作业质量和机具安全的情况下,应使用高速度作业。例如:东方红-75拖拉机3档作业时牵引力大约为2320kg,速度为24~30km/h;而一台41片圆盘耙所需的牵引力为700~800kg,如果牵引2台圆盘耙,再加上联结器阻力(约80kg),则农机具阻力共计1480~1680kg左右。这样拖拉机用3档带2台圆盘耙作业明显负荷不足。用4档作业功率可以得到充分发挥,而4档速度高于3档,生产效率也将随之提高,约在19.5%左右。
1.3提高时间利用率
农业生产的各环节都受时间的限制,农业机械在农业生产中若想充分发挥作用,在有限时间内获取最大的工作量,除合理使用农机具和合理选择速度外,最基本的一点就是要提高时间利用率,要将空运转时间降到最短,尽一切努力提高纯作业时间。这就要求生产前应做好各项准备工作:农机具要检修彻底,技术状态完好;定机车、定农具、定作业地点、定人员;搞好土地规划,消除田间各种障碍物等,这些都是减少机车空行时间的有效方法。地块的长度对时间利用影响也很大。例如:垄长1000m时,转弯时间约占10%;当垄长200m时,转弯时间约占30%。此外,采用合适的作业方法,正确操作机组,不但可以提高作业质量,而且可减少空行时间。
1.4充分利用农具的幅宽
由于驾驶员的经验和水平不同,在驾驶拖拉机作业时走的不直,很容易出现漏作和重作现象,这样就会导致机组工作实际幅宽小于或大于构造幅宽。因此,要提高驾驶员技术水平,除个别作业(耙地、镇压)少重不漏外,应尽量使工作幅宽等于构造幅宽,以提高工效。
2提高农业机械作业质量的方法
2.1保持农业机械的技术状态完好
保持作业中的农业机械技术状态的完好是提高农机作业质量的首要条件和重要保证,农业机械只有在技术状态完好的条件下投入到农业生产中,才能够保证作业质量达到农艺要求。保持农业机械技术状态完好的方法主要有3种:一是作业前按要求对投入作业的拖拉机及配套农机具进行彻底检修,做到需修的必修、该换的必换,不留任何故障隐患,保证拖拉机及农具技术状态完好。二是按要求对机农具进行技术保养,其目的是清除隐患,避免故障,保证机具经常处于完好的技术状态,以提高作业质量。三是按要求操作,无论是拖拉机还是配套农机具,在使用时都必须按照所要求的技术操作规程进行操作,这是保证农机具技术状态完好和延长使用寿命的最基本常识。
2.2努力提高驾驶员及操作者的技术水平
农机作业质量不仅与机械技术状态有关,驾驶操作者的技术水平也是影响农机作业质量的一个关键因素。如果没有一个具有较高操作技术水平的驾驶员去操纵拖拉机及配套机具,即使它们的技术状态再好,其作业质量也不一定满足农艺要求。提高农机驾驶员及操作者技术水平的主要途径有4种:一是坚持择优录用。无论是驾驶员还是操作手,在选用上都必须坚持高标准、严要求,建立严格的用人制度,将一批具有高素质、高技术水平的驾驶、操作者优先录用到重要岗位。二是坚持推陈出新的原则。逐渐废除一些不科学或不符合农艺要求的旧操作技术,掌握新的技术,提高技术水平。三是要经常进行经验交流,有目的地组织驾驶员、操作者进行经验交流,是提高技术水平的一条重要途径。四是驾驶、操作者必须要全面掌握机具的性能和正确的操作方法。
2.3制定农机作业质量标准和建立严密的监督检查制度
论文摘要在农机化作业中,农业机械效率的高低,决定获取效益的高低;农业机械作业质量的优劣,不仅关系到农业机械化的信誉与发展,而且直接影响农业增产增收和农民使用农业机械的积极性。为此,特介绍提高农业机械生产效率和作业质量的技术措施。
农业机械在农业生产中之所以能够受到人们的青睐和成为农业生产中离不开的重要工具和手段,主要是因为农业机械在农业生产中的生产效率和作业质量都远远高于正常人的手工劳作,其生产成本也远远低于手工劳作的劳动力成本。在农机化作业体系中,农业机械的生产效率越高,替代作用表现得也就越明显,获取的效益也就越高。农业机械作业质量的优劣,不仅关系到农业机械化的信誉与发展,而且直接影响着农业增产增收和农民使用农业机械的积极性。可见,提高农业机械的生产效率及作业质量是农机化在农业生产中充分发挥作用和促进农机化发展的一项重要措施。
1提高农业机械生产效率的几项措施
1.1合理使用农机具和编制机组
拖拉机和机引农具是一组先进的生产工具,在进行农田作业时,必须得到合理的使用,才能发挥最大的效能和获得“高效、优质、低耗、安全”的良好效果。拖拉机是一种动力机械,在使用中必须注意到充分利用发动机的功率。拖拉机的工作性能主要反映在拖拉机的牵引功率、牵引力和工作速度等主要指标方面。拖拉机牵引功率利用程度对生产率影响很大,一般拖拉机的功率利用在90%左右为宜。例如:东方红-75拖拉机牵引五铧犁作业,耕深20~22cm,在功率利用程度达到90%左右时,每小时可翻地0.67hm2,而在同样的土地条件下,降低功率利用(减少犁铧或工作速度选用不当等),则会降低每小时的翻地工作量。
根据不同作业特点,给各种型号拖拉机分配适宜的作业。不同型号的拖拉机有不同的工作性能、功率、牵引力、行走速度,作业的适应性能都不一样。因此,根据不同型号的拖拉机工作性能,分配适宜作业和科学编制机组,才能获得好的工作效果。例如:功率较大的链轨式拖拉机适合旱田翻地、耙地、起垄、播种等项作业,也适合于需要功率较大的作业项目,如推土平地、开沟、筑埂等农田基本建设;轮式拖拉机适合灭茬、起垄、镇压、播种、施肥、喷药、中耕、运输等,并可作为固定动力进行抽水、脱粒、饲料加工等场上或后勤加工作业。总之,在使用农机具和编制机组时,必须做到既要保证机组有较高的生产率,又要满足作业质量的要求。
1.2合理选择速度
合理运用拖拉机各档速度,对提高生产率是很重要的。当拖拉机负荷不足时,在确保作业质量和机具安全的情况下,应使用高速度作业。例如:东方红-75拖拉机3档作业时牵引力大约为2320kg,速度为24~30km/h;而一台41片圆盘耙所需的牵引力为700~800kg,如果牵引2台圆盘耙,再加上联结器阻力(约80kg),则农机具阻力共计1480~1680kg左右。这样拖拉机用3档带2台圆盘耙作业明显负荷不足。用4档作业功率可以得到充分发挥,而4档速度高于3档,生产效率也将随之提高,约在19.5%左右。
1.3提高时间利用率
农业生产的各环节都受时间的限制,农业机械在农业生产中若想充分发挥作用,在有限时间内获取最大的工作量,除合理使用农机具和合理选择速度外,最基本的一点就是要提高时间利用率,要将空运转时间降到最短,尽一切努力提高纯作业时间。这就要求生产前应做好各项准备工作:农机具要检修彻底,技术状态完好;定机车、定农具、定作业地点、定人员;搞好土地规划,消除田间各种障碍物等,这些都是减少机车空行时间的有效方法。地块的长度对时间利用影响也很大。例如:垄长1000m时,转弯时间约占10%;当垄长200m时,转弯时间约占30%。此外,采用合适的作业方法,正确操作机组,不但可以提高作业质量,而且可减少空行时间。
1.4充分利用农具的幅宽
由于驾驶员的经验和水平不同,在驾驶拖拉机作业时走的不直,很容易出现漏作和重作现象,这样就会导致机组工作实际幅宽小于或大于构造幅宽。因此,要提高驾驶员技术水平,除个别作业(耙地、镇压)少重不漏外,应尽量使工作幅宽等于构造幅宽,以提高工效。
2提高农业机械作业质量的方法
2.1保持农业机械的技术状态完好
保持作业中的农业机械技术状态的完好是提高农机作业质量的首要条件和重要保证,农业机械只有在技术状态完好的条件下投入到农业生产中,才能够保证作业质量达到农艺要求。保持农业机械技术状态完好的方法主要有3种:一是作业前按要求对投入作业的拖拉机及配套农机具进行彻底检修,做到需修的必修、该换的必换,不留任何故障隐患,保证拖拉机及农具技术状态完好。二是按要求对机农具进行技术保养,其目的是清除隐患,避免故障,保证机具经常处于完好的技术状态,以提高作业质量。三是按要求操作,无论是拖拉机还是配套农机具,在使用时都必须按照所要求的技术操作规程进行操作,这是保证农机具技术状态完好和延长使用寿命的最基本常识。
2.2努力提高驾驶员及操作者的技术水平
农机作业质量不仅与机械技术状态有关,驾驶操作者的技术水平也是影响农机作业质量的一个关键因素。如果没有一个具有较高操作技术水平的驾驶员去操纵拖拉机及配套机具,即使它们的技术状态再好,其作业质量也不一定满足农艺要求。提高农机驾驶员及操作者技术水平的主要途径有4种:一是坚持择优录用。无论是驾驶员还是操作手,在选用上都必须坚持高标准、严要求,建立严格的用人制度,将一批具有高素质、高技术水平的驾驶、操作者优先录用到重要岗位。二是坚持推陈出新的原则。逐渐废除一些不科学或不符合农艺要求的旧操作技术,掌握新的技术,提高技术水平。三是要经常进行经验交流,有目的地组织驾驶员、操作者进行经验交流,是提高技术水平的一条重要途径。四是驾驶、操作者必须要全面掌握机具的性能和正确的操作方法。
2.3制定农机作业质量标准和建立严密的监督检查制度
关键词:冷却 调节器
中图分类号:TH164 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(b)-0008-02
The Ship Regulator design base on PRO/E software
Zhang Chuang
(CNPC Liaoning Petroleum Equipment Industries Co.Ltd,Panjin Liao ning,124010,China)
Abstract: This design analyses the oil temperature regulator principle of work at first. The organization plan carries on the contrast choice analysis to the organization plan and determines the design of the structure of this progrPro/Emer. The structure carries on the modeling with PRO/E and parts of the design verification calculation.Finally,which the important components carries on the analysis from the processing craft.
Key Words:Cooling;Lubrication;Regulator
船用调节器是船用柴油机中重要的组成部分,对柴油机的冷却水和机油温度进行温度调节,对提高柴油机的热效率和机械效率,降低燃油耗率、改善排放,提高使用寿命都具有一定的促进作用[1~2]。
1 原理分析及方案设计
当温度变化比较大的时候,船用传感器将冷却液出口处的温度信号传送给微控单元,此信号经过处理通过判断温度是否超过规定的正常工作时的温度,确定是否改变调节器开度。
开式冷却系统一般是用海水泵将海水吸入,送至冷却部分,冷却后将海水排出。闭式冷却系统利用淡水进行循环冷却,冷却室与各个管路之间呈现封闭循环。
2 船用调节器传动机构设计
2.1 曲柄摇杆机构
平面四杆机构最基本的一种型式为图1所示的曲柄摇杆机构。构件BoB只能绕其固定铰链中心Bo在一定范围内往复摆动而称为摇杆[3]。
2.2 压力角、传动角和行程速比系数分析
图2所示的曲柄摇杆机ABCD中,该力P的作用线与其作用点C的绝对速度vc之间所夹的锐角α称为压力角。传动角γ的大小是随机构位置的不同而变化的。为了保证机构具有良好的传动性能,通常应使rmin≥40°。利用其传动角接近最大值rmax时进行工作,从而节省动力[4~5]。图3所示的曲柄摇杆机构中,当主动件曲柄AB等速回转时,从动件摇杆CD则往复变速摆动。由于a1(=180°+θ)>a2(=180°-θ),所以t1>t2,机构的急回特性。
2.3 死点位置分析
图4曲柄摇杆机构中,若摇杆CD为主动件,而曲柄AB为从动件这时主动件CD通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心,此种位置称为死点位置。
3 船用调节器结构设计及计算
3.1 调节器直径的选取
本次设计先给定油压工作压力P= 0.4 MPa和v=4 m/s,参照摩擦系数表数m=0.25;摩擦副间的摩擦系数m=0.10[6]。P=0.4 MPa;摩擦系数m=0.25;v=4 m/s;μ=0.10。P=2.0x105P系统吸收的热量Q为:Q=a·Ne·ge·Hu;式中:Ne、ge分别为柴油机的标定功率和燃油消耗率,kW和g/kW·h;Hu为燃油的低热值,J/kg;a-发热量的百分比。取a=0.10~0.25;查得:Ne=440 kW;ge=3400 kg/kW·h;Hu=42.7 kJ/kg;a=0.25代入式中:Q=a·Ne·ge·Hu=0.25×440×3400×42.7=1.60×107
循环量为:G1===382 m3/h;由流量公式:G1=0.25·vπd2得到:d=184.3 mm
3.2 强度校核
3.2.1 活塞缸体强度校核
初始数据:D1=9.9 cm;D=8.2 cm;d= 2.0 cm;P=主压力-回程压力;p液体工作压力;
船用调节器液压缸的校核选用液压缸内可以达到最高的压力p=170 kgf/cm2校核验证。
3.2.2 中段强度和缸底强度校核
用第四强度理论计算。δ=(1000-1200)kgf/cm2≤[δ],缸体的中段强度满足要求。
按圆形平板弯曲计算:δ=1000 kgf/cm2≤[δ];P=170 kgf/cm2;D=10 cm,B=3 cm;
D1=2.5 cm D2=0.5 cm代入上式:δ=528.3 kgf/cm2≤[δ]
4 船用调节器PRO/E软件建模
PRO/E软件建模中,可以实现快速方便将船用调节器进行建模,实现三维可视化操作。
5 零件加工工艺分析
内径在100 mm以下的缸套是小直径缸套。由于内孔比较小,加工出精度高、粗糙度要求高的内孔更不容易。必须考虑合适的工艺和工艺装备[7]。
6 结语
通过本次论文任务的完成,得出如下结论。
船用调节器的设计主要是用以解决船用柴油机冷却系统耗能大的问题。是对设计进行优化修正的过程。确定结构主要参数。用PRO/E软件进行建模、可以更好的掌握零件的结构,使设计的结果更加完善。零件加工的质量直接影响控制精度和使用的寿命。
参考文献
[1] 赵树光,黄刘琦.船舶动力装置自动化[M].北京:国防工业出版社,1981:186-198,240-260.
[2] 陈大荣.船舶柴油机设计[M].北京:国防工业出版社,1985:205-246,382-406.
[3] 羊有道.平面四杆机构的运动性能研究[D].上海:东南大学,2006.
[4] 张静.平面连杆机构最佳传动角设计与运动仿真系统的研究[D].山东:烟台大学,2007.
[5] 郭向阳.平面四杆机构设计探讨[J].安徽冶金科技职业学院学报,2005,15(2):29-32.
论文摘要:设备的使用、管理、保养及维修阶段占设备总寿命周期的绝大部分,抓好设备管理工作,保证设备的安全、正常运行,是企业管理工作中一项基础性工作,它维系着企业生产经营的根基,影响着企业的方方面面。本文分了析施工现场建筑机械设备管理存在的问题及解决对策。提出了施工机械设备强制保养的措施。
机械设备是建筑施工企业至关重要的施工工具,也是企业的外部形象之一。确保机械设备资源的过程使用能力,以良好的设备经济效益为企业的生产经营服务,是机械设备管理的主题和中心任务,也是企业管理的重要对象。因此,如何加强建筑施工企业机械设备的管理力度,充分发挥机械设备效能,挖掘机械设备的潜力,具有重要的现实意义。
1 施工机械设备管理工作存在的问题
1.1 设备管理工作中存在着潜在的安全隐患
由于目前建筑市场还不甚规范,管理制度还未完全到位,一部分企业的领导为了追求利润和政绩,千方百计降低成本,必须的设备更新改造资金舍不得投入,致使设备异常陈旧、老化现象较普遍的存在,设备中存在着隐患,埋藏着诱发事故的祸根。
1.2 企业的设备管理工作逐步弱化
企业内不重视设备管理工作这种现象尤其在非公有制的中、小型企业中更为普遍地存在。首先在企业诸多管理工作中,生产经营、安全无疑是被摆在最重要位置上的,而设备管理则成了说起来重要,做起来次要,忙起来不要的“下等”工作。其次,许多企业中缺乏真正既有专业技能,又具备管理协调能力的专项人才。第三,资质高、管理能力强的建筑施工企业目前大都作为施工总承包单位出现,客观上退出了设备管理工作的一线,这也是该项管理工作正在弱化的重要原因。
1.3 建筑工人队伍发生了变化,给做好设备管理增加了难度
我国的建筑工人由原来企业自有的1-8级技术工人,变成了绝大部分是未参加过任何培训的、游兵散将似的临时工、农民工。这部分人流动性大、人员素质参差不齐,对机械设备的性能、操作规程、维护保养等基本常识知之甚少。再加上他们的工作内容大部分属承包性质等客观条件,决定了本该由这部分人来完成的设备的日常维护、保养工作不会被完整地进行,设备的日常维护工作也只能停留在表面上。
2 施工机械设备管理的措施
机械安全是从人的需要出发,在使用机械的全过程(使用、维修、保养)的各种状态下,达到使人的身心免受外界因素危害的存在状态和保障条件。针对以上几个难点问题,结合施工过程的实际情况提出以下几点解决措施。
2.1 正确选型,合理调配
任何一种机械由于自身的性能、结构等特性,都有一定的使用技术要求。如能严格地按规定合理使用机械,就能充分发挥机械效率,减少机械磨损,延长使用寿命,降低使用成本。对于各项目之间的机械调配问题,做到提前及时的掌握各个施工项目的工程进度与机械设备方面的需求、退场信息,安排好机械设备调用过程中的二次保养维护工作,解决好使用与保养的矛盾冲突。
2.2 做好特种设备的安全检测
特种设备就是与人身、财产安全,人体健康密切相关的承压和载人设备的总成,在生产过程中,比一般性生产设备具有更大的潜在危险性。由于特种设备是属于危险性较大的设备,易发生事故造成操作者本人或他人的伤害,以及机械设备,公共设施等重大的财产损失,为保证其正常运行必须进行定期和巡回检测检验,以避免机械事故的发生,保障生产安全和生命安全。
2.3 人员培训,持证上岗
人员培训包括作业技能的培训与人员的安全教育培训。人员的培训教育工作要做到有计划、有部署、有检查、有考核、有针对性:一要抓好施工项目机械操作人员的准入关,将上岗前的三级安全教育工作做到位;二是编制相应的安全生产知识与安全操作规程手册,发给现场的每一位作业人员;三是做好机械设备管理人员的安全培训工作。同时,对相关人员的安全教育培训工作应树立“全员安全教育培训”的理念。无论什么人,只要直接或间接地参与机械设备相关生产活动,就必须受到安全教育培训,上至领导,下到一般工作人员,甚至包括生产者的家属,要让他们知道所从事的生产劳动其安全的重要性和防护意识、自我保护意识和自我保护方法,让他们从思想上认识到安全的重要性,从而达到从源头上控制机械设备安全事故的发生。
3 施工机械设备强制保养的经济效益
维护保养技术要求简单,费用低,同时保证设备的正常作业,减少零部件的磨损,延长设备的使用寿命,特别对大型、进口等主要机械,必须强化必要的技术保养作业,以消除故障隐患,保证设备正常运行。更能减少大量的不必要成本,极大提高企业的经济效益。
设备使用年限越短,可靠性越高,使用年限越长,可靠性越低。可靠性越低即机械设备容易发生故障,设备的有形磨损越严重,修复其所需费用也就越大。现代化机械设备是资金密集的装备,设备投资和使用费用十分昂贵,迫切要求设备管理的经济效益。 转贴于
4 施工机械设备的维护保养
4.1 方法
首先,强保养、零等候工程制度,从实现3万公里无故障升到10万公里无故障里程指标考核。其工程的主体内容是:以“强保养”为核心,辐射修订和实施以生产者为执行主体的64种类别的设备完好标准和操作维护保养规程,指定了主要生产设备(含进口设备)的维修保养条例等管理制度;以“零等候”为核心,辐射设备修管人员为执行主题的软硬件增补与完善。“零等候”是指:设备发生故障后等候维修人员时问为零,等候维修备件时问为零,等候维修工具时问为零,等候维修资料时问为零。“强零工程”对于隧道施工企业来说同样具有较高价值的借鉴作用。
4.2 措施
针对施工机械设备保养的现状以及施工企业的新特点、新情况,我国提出了机械设备强制保养制度。机械的维修保养可以提高效率,但如何在保证使用效率的前提下使维修保养的费用达到最低,最终达到企业的经济效益最优,笔者经过长期的实践和探索总结出几条建议:
提高认识,明确强制保养的原则,所谓强制保养,是对保养的硬性规定,必须按时进行,决不能因为施工紧张而不安排时间、人员进行保养。要开展现代化设备管理教育,使各级领导和广大设备管理者明白机械设备的完好率和使用寿命,很大程度上决定于保养工作的好坏。
要建立健全保养制度并合理确定维护保养周期 施工企业应该采取定期维护、保养、检查(点检)制,执行“养修并重,预防为主”的方针,严格执行定班保养、定期保养、巡回保养制度,并按各级保养规程执行,低级保养由操作人员进行,高级保养由维修人员会同机械操作上进行。只有保养做好了,机械出现故障的几率下降了,才能降低维修费用,提高经济效益。同时,维护保养周期应根据机械设备使用维修的实际情况,收集使用维修的各种数据,分析机械设备各子系统的使用标准,故障出现的规律等多种因素综合确定,其方法有概率统计法、技术一经济分析法和维护作业统计法等。
强化机械设备保养的技术管理,机械设备具有施工工期较强的季节性、施工作业的分散流动性和作业环境的恶劣。针对工程施工机械设备的这些特点,加强机械设备的保养,和及时维修是强化其技术管理工作的主要内容。首先,加强保养,确保设备技术状况良好,要树立“按时保养、按级保养、按项保养”的思想,突出“科学性、强制性、预见性”,做到防患于未然。其次,精心修理,保障设备及时修复。在设备维修工作中要配备技术水平高、经验丰富的维修人员,突出预防性、针对性和有效性,注重装配工艺和优化修复工艺。
5 结束语
机械设备的管理和强制保养维护一个复杂的综合性课题,除了把好管、用、养、修关之外,还必须做到领导重视,各级机械管理人员、机械操作人员、维修人员及相关配合人员之间责任明确,只有持之以恒,常抓不懈,保持居安思危的忧患意识,真正做到“预防为主”,就一定能够杜绝重大机械设备事故的发生,保障机械设备安全优质高效地为我们的施工生产服务。
参考文献
关键词:道路施工;稳定碎石;设计
中图分类号:U45文献标识码: A
概述
许多城市的道路基层逐步引入了水泥稳定碎石结构,以来提高路面的承载力,以增加使用年限。但这里面有个不可忽视的因素是,因水稳材料固有干缩性、温缩性,它的表面经常会因天气、温度等不可抗拒的因素产生裂缝,如果裂缝一旦形成,就会影响到整个路面基层的质量,进一步影响到路面的稳定性。
1.道路水泥稳定碎石基层的特点
从事这方面工作的人都知道,我国的水泥稳定碎石基层它具有强度高、抗冲刷、干缩变形等诸多的特点,被广泛用于道路路面基层。
基于这方面的特点,若施工质量控制不好,就不能充分发挥其长处,会给工程带来很大的麻烦,造成严重的道路施工质量事故。
2.道路水泥稳定碎石作用原理
在目前的情况下,道路水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料,采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙,按嵌挤原理
摊铺压实。其压实度接近于密实度,强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理,同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高,并且强度随龄期而增加很快结成板体,因而具有较高的强度,抗渗度和抗冻性较好。水泥稳定碎石水泥用量一般为混合料3%至7%,7 天的
无侧限抗压强度可达50%mpa,较其他路基材料高。水泥稳定碎石成活后遇雨不泥泞,表面坚实,是高级路面的理想基层材料。
根据交通部《公路路面基层施工技术规范》规定,水泥稳定碎石均属中粒土,由于水稳中含有水泥等胶凝材料因而要求整个施工过
程要在水泥终凝前完成,并且一次达到质量标准,否则不易修整。因而施工中要求加强施工组织设计和计划治理,增加现场施工人员的紧
迫感和责任感,加快施工进度,加大机械化施工程度,提高机械效率。水稳的施工方法也符合现代化大规模机械化发展的方向。因而水稳
在市政工程中的应用会得到很快推广。
3. 道路水泥稳定碎石基层配比案例施工设计
某城市主干线道路,全长18200km。根据施工总体要求主干线路面采用沥青混凝土路面结构,具体设计规划为4cmAK-13A(上面层)+6cmAC-20I(中面层)+8cmAC-25I(下面层),基层采用厚10cm+10cm,水泥剂量为5%至6%的水泥稳定碎石, 底基层采用厚16cm 水泥剂量为4%的水泥稳定粒料。
3.1 施工材料要求及施工设计
3.11 水泥稳定碎石原材料。这里所涉及到的材料主要由水、水泥、碎石及混合材料等组成。
(1)水。沿线河水丰富,水质较为纯洁,人畜均可饮用,可用于水泥稳定碎石施工。
(2)水泥。日常我们施工一般用的硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。在这里笔者建议宜采用标号较低(为325) 的水泥。
(3)天然砂:(中、粗砂)进场前对砂的视密度、砂当量、筛分和含泥量等进行试验,在进料过程中每2000m3检测2个样品,进行颗粒分析和含泥量检测,当有怀疑时进行有机质含量和硫酸盐含量的检测。
(4)碎石:根据相关要求和标准石料最大粒径不得超过3115mm, 同时集料压碎值不得大于30%;石料颗粒中细长及扁平颗粒(即长边与短边之比大于3的颗粒)含量不超过15%;石料按粒径可分为小于915mm 及915mm ~3115mm 两级,并与砂组配,试验确定各级石料及砂的掺配比例。根据《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000),制定了这个道路的集料技术要求,见下表。
表1基层的集料技术要求
集料。在这应采用人工集配碎石,城市主干道用做底基层时集料的最大粒径不应超过40mm,颗粒组成范围,用表2 中1 号级配,用做基层时,集料的最大粒径不应超过30mm,颗粒组成应在表2 所列2 号级配范围内。
(6)混合材料。混合材料又分为两种,即活性和非活性。活性材料是指粉煤灰等物质,可与水泥中析出的氧化钙作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的矿物材料,对这类材料的品质要求是材料的细度和不含有害的成分。
3.12 施工配合比设计
在具体施工设计中,我们在混合料中掺用部分的天然砂,用来解决石屑料源不足而减少其用量,同时可以增加施工和易性,使路面结构层具有良好的强度和板体性,并减少混合料离析。基层设计抗压强度不小于315MPa。为控制各结构层的合成级配,业主规定了石料采用分级备料。各料场在生产时,可根据结构层的配合比设计情况,大致控制生产数量,基层混合料级配范围表2,基层配合比设计表3 所示。
表2为基层混合料级配范围
通过下列筛孔(方孔筛,mm)的百分率%
表3为基层配合比设计结果
3.2 水泥稳定碎石基层配比施工步骤
在这个施工具体环节中,施工步骤很重要。作为道路施工人员要充分做好这方面的工作。
3.21 施工中含水量控制。根据道路路面基层施工技术规范及自己施工经验,一般情况下实际拌和的含水量应比最佳含水量略高0.5%~1%,若气温较高或运输距离较长时应高1%~1.5%。
3.22 施工中水泥剂量的控制。水泥的剂量对水泥稳定层质量起着关键作用,剂量太小,不能确保水泥稳定碎石基层施工质量,而剂量太大,既不经济、还会使基层的裂缝增多、增宽,从而引起面层相对应的反射裂缝。考虑施工时各种损耗,工地实际施工采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量增加0.5%~1%,以确保水泥稳定基层的质量,但应控制不超过6%。
3.23 混合材料的摊铺。这是这个施工环节中重要的一环,也是设计道路路面以后的质量问题。在这个环节中,我们可以分几步走,第一步做好施工放样的准备工作,根据施工路段具体确定的松铺系数画线;第二步是在铺筑前路面的洒水工作。第三步在摊铺过程中尽可能减少收料斗的次数,摊铺机要保持适当的速度均匀行驶。
3.24 最后是碾压。碾压路段的长度要根据摊铺的具体情况而定,一般静压1~2 遍最好。碾压范围应较基层边缘宽出10cm,碾压时压路机钢轮应重叠1/2 轮宽,碾压速度1.5~1.7km/h。碾压至达到要求的压实度为止。
参考文献
[1] 朱伟伟. 水稳碎石基层相关试验控制要点[A].全国城市公路学会第十九次学术年会论文集[C].2010 年.
[2]周安康.浅谈水泥石粉稳定砂基层施工工艺及质量控制[A].海南省公路学会2004 年学术交流会论文集[C].2004 年.
【关键词】氧化樟脑注射液;脑钠肽;左心室射血分数;左心室舒张末期内径;临床疗效
【中图分类号】R259 【文献标识码】A 【文章编号】1004—7484(2013)11—0187—01
心肌梗死后心力衰竭是指心肌缺血坏死导致心室充盈及(或)射血能力受损而引起的一组综合征。治疗原则与心力衰竭基本相同,临床上主要测定血浆中脑钠肽(BNP)水平、左心室射血分数(LVEF)及左心室舒张末期内径(LVEDd)通过作为评价临床疗效的有效指标。本研究旨在探讨氧化樟脑注射液辅助治疗对心肌梗死后心力衰竭患者脑钠肽(BNP)水平、LVEF及LVEDd的影响,并评价其临床疗效。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择我院2012年8月-2013年8月心肌梗死后心力衰竭患者100 例,其心力衰竭诊断符合2009 年ACC/AHA 成人慢性心力衰竭的诊断标准,排除伴有重症病毒性心肌炎、严重的心包填塞、严重的主动脉瓣或二尖瓣病变、重度肝肾功能衰竭及难以控制的低血压(≤90/60 mmhg)或高血压(≥180/100)患者。所有患者被随机分为治疗组和对照组,各50例,两组的年龄、性别、心功能分级、收缩压、舒张压等基础资料比较差异无统计学意义(P≥0.05),具有可比性。
1.3 治疗方法
两组患者均予心衰标准药物治疗:β 受体阻滞剂、利尿剂、血管紧张素转换酶抑制剂、硝酸酯类药物,两组均行心室再同步治疗;治疗组加用氧化樟脑注射液40 mL溶于0.9%氯化钠100ml中,qd,静滴,疗程15 天。
1.4 观察指标
治疗前和治疗后测定血浆中脑钠肽(BNP)水平、心脏超声测定LVEF及LVEDd的变化。
1.5 统计学方法
采用SPSS 统计软件进行统计学分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,采用t 检验。以P
2 结果
2.1 两组治疗前后血浆BNP 水平的比较
如表1 所示,治疗前,两组血浆BNP水平比较差异无统计学意义(P>0.05),而治疗后,两组血浆BNP水平较治疗前显著下降(P
3 讨论
目前认为,氧化樟脑是一种强心药,能增强心肌收缩力,并能改善舒张功能的作用[1]。有学者提出,氧化樟脑的分子机制属于磷酸二酯酶( PDEs) 抑制剂,PDEs 家族包括十余种成员,主要分布于心肌、平滑肌、血小板及血细胞、腺体等细胞内。PDEs抑制剂通过降低心衰患者血浆中的神经激素和细胞因子的聚集,从而改善心衰患者症状[2]。其中PDE3 特异地分解细胞内的cAMP,主要分布在心肌、血管平滑肌内,当PDE3 被抑制时,细胞内cAMP 的分解代谢受阻,而 cAMP能够促进 ca 内流和摄取,增强心肌收缩和舒张能力,并提高心脏作功效率,同时cAMP还能引起心血管平滑肌舒张,使周围及肺部血管扩张而减轻心脏负荷[3、4]。PDEs-5 抑制剂通过增加鸟苷一磷酸利用率来调节一氧化氮信号的过度表达起到对心血管有益的调节作用。同时氧化樟脑能对抗心肌细胞氧化应激、抑制心肌细胞凋亡、改善心肌梗死后心肌损伤引起的心力衰竭[5]。
综上所述,本研究发现,接受氧化樟脑注射液治疗的心肌梗死后心力衰竭患者与常规治疗组比较,血浆BNP水平明显下降,两组LVEF均明显升高,LVEDd明显缩小,提示其疗效显著。因此,氧化樟脑注射液作为治疗心肌梗死后心力衰竭的辅助药物疗效较常规治疗更好,可显著降低患者血清BNP 水平,改善左室功能,具有良好的临床应用前景。
参考文献:
[1] 张朝德,孔古娅,卿德华等.强尔心口服液对家兔心力衰竭时舒缩性能的影响[J].成都中医药大学学报,1999,22( 1) : 44 - 46.
[2] KawamuraA,YoshikawaT,TakahashiT,et al. Randomized trial of phosphodiesterase inhibitors versus catecholamines in patients with acutely decompensated heart failure[J]. Jap Circ J,2001; 65( 10) : 858-62.
[3] Bardou M,Loustalot C,Simon B,et al. Inhibition of uterine contractions human myometrinm[J]. Therapie,2001; 56: 213-22.
内容摘要:本文针对国内现行工程投标报价体系,分析了现有报价体系的缺陷,探讨了合理投标报价体系应具有的特征,提出合理的投标报价体系应是基于投标人技术力量和管理水平上的、有依据的自主价格,同时探讨如何建立合理报价体系,以期有利于工程计价改革。
关键词:投标报价体系
投标报价是市场竞争机制在建设工程领域的直接体现,也是选择中标企业的关键因素。要充分发挥市场竞争机制,必须保证各投标人的报价是其自身能力的真实反映。否则无论多么完善的评标体系都不能选择出优秀的施工承包商。这就如资料来源缺乏真实性时,无论多么先进的决策系统都不能形成正确的决策一样。相反地,如果各投标人的报价都是基于自身技术力量和管理水平之上的价格,则只要按照简单的评标原则(如最低价中标)就可选择出能高质量、短工期、低投入的施工承包商,达到提高建设效益的目的,并形成良好的竞争秩序。
现行投标报价体系分析
现行报价体系属于计划经济的产物,它最大的不足在于其扼杀了投标人的自主性,反映不出施工企业间的差异性;费用作为工程建设的实际支出和管理水平的体现还没有得到合理的反映;低利润经营使各投标人陷入恶性竞争的漩涡之中。这些都与市场经济格格不入,具体分析如下:
(一)编制基础
现行报价体系的编制基础是国家或者地方的统一定额,排除投标人误算、漏算以及误用定额的情况,各投标人的预算报价大同小异,毕竟定额反映的是一定时期、国内或者某一地区的平均水平,如全国建筑工程统一定额就明确指出“本定额是按照正常的施工条件,目前多数建筑企业的施工机械装备程度、合理的施工工期、施工工艺、劳动组织为基础编制的,反映的是社会平均消耗水平”。但实际上各施工承包商的技术力量和管理水平存在较大的差异性,因此依据定额的报价并不能反映出各投标人的实际能力和竞争优势。本质上说统一定额不适用于具有市场竞争性质的招投标环节,作为社会平均消耗的反映,它适用于政府宏观控制建设投资规模、适用于业主前期控制建设规模。
(二)价格依据
定额价格包括材料费、人工费和机械费,单位工程量的材料费(非周转材料)取决于市场,其用量也是确定的。人工单价、机械台班费也取决于市场,但问题是:施工方案不同时,完成某一分项工程的人工量和机械台班量是不相同的。另外,不同的管理水平下,人工和机械效率也不会相同,从而导致投入的人工量和机械台班量具有差异性。但现行报价体系中计算工程价格时大都套用定额单价或者市场综合单价等反映社会平均消耗水平的价格,并依此计算工期和劳动力投入,而没有根据投标人自身技术能力和管理水平建立起相应的自主价格。能力参差不齐的施工企业完成相同分项工程的单位工程量投入具有较大的差异性,这已是一个共识,但定额价格抺杀了施工投标人之间的差异性,不利于选择优秀的施工承包商,也不能充分发挥市场竞争机制。
(三)费用利润
无独有偶,现行报价体系中,费用利润计算也带有浓厚的计划色彩,几年前大都采用固定费率和固定利率。随着市场经济的建立和不断完善,这种固定模式的取费和利润逐渐向浮动模式发展,但还存在以下问题:第一,项目的唯一性决定了不同项目具有不同的费用组成分项,具体到某一工程项目,也许没有某一费用分项。如果投标报价时一概而论,就反映不出投标人的管理水平,并可能增加造价;第二,费用作为工程项目实施过程中的实际支出,计算的越准确越有利于降低风险,也越有利于控制,但目前大都没有做到这些;第三,在不同的管理水平下,费用支出也具有差异性,管理水平高,费用就低,然而现行报价体系中,费用计算大都是根据投标情况自行调节的,缺乏相应的保证措施,结果使得“竞争费”成为中标的一个缓冲器而不是管理水平的竞争;第四,不同的企业出于不同的动机,对利润的追求是不同的,追求低利润的投标人其项目实施风险就高,相应地影响工程质量的潜在因素就多。但目前在管理水平和技术力量普遍不高的情况下,这种现象越来越不利于行业的持续发展。
合理投标报价体系的特征
合理报价体系应该具有以下特征:第一,报价要能反映出投标人之间的差异性;第二,报价应立足于施工方案和管理水平;第三,合理的报价应该反映出与投标人管理水平相一致的间接费用,使“竞争费”成为促使施工企业提高管理水平的真正动力;第四,合理报价体系应该能反映出投标人的预期利润;第五,合理报价体系依托于较为完善的信息系统;第六,合理的报价体系要符合公平、公正、公开的市场竞争机制。
合理投标报价体系的设计
建立这种报价体系的关键在于如何在报价中体现出投标人的技术力量、管理水平以及施工部署等个体优势。我们知道任何一个项目总是有不随投标人而异的部分,这就是项目的实体工程量,它取决于实体的具体设计、构造措施和技术规范等;其他部分同投标人的施工方案、施工工艺和管理水平等个体能力相关。据此,可以设计合理的报价体系:
第一是实体工程量。根据设计文件、构造措施和技术规范,按照实体工程量统一计算规则计算出每一构成项目实体的分项工程量,如按照图纸尺寸计算混凝土构件的工程量,根据设计与构造措施、技术规范等计算出钢筋分项工程量等。只要这部分工程量计算时不出差错,应该相同。
第二是计算每一分项工程实体工程量的单价。单位实体工程量的价格组成如下:首先是材料市场价格,在信息较充分的前提下,各投标人的材料单价应该相差不大;其次是人工单价,来源于市场价格,然后是单位工程量的人工量,它取决于施工方案、施工工艺和施工组织水平等,不同的投标人其单位工程量的人工消耗量是不同的;最后还有机械费用,一般而言,施工机械是一次性投入的,不同的投标人由于机械装备程度、机械利用效率不同,其单位工程量的机械费用就不同于按照定额计算的机械费用。因此,在此建议机械费用应按照进场至退场所发生的实际费用计算(进退场费和期间费用)。
第三是材料损耗量(率)。损耗是不可避免的,但管理水平高就能降低损耗率。不同的投标人由于其现场管理水平不同,材料损耗率也不相同,为此投标人应根据其当前实际消耗水平对每一种材料损耗率作出合理的估计,并在报价时提供低损耗率的保证措施。
第四是非实体工程量。它包括为完成实体工程而发生的、不构成实体的辅工程量。如模板工程、基坑围护工程等,它们对造价的影响完全取决于施工方案和管理水平。投标人在计算这部分价格时必须立足于拟采用的方案计算出工程量,然后参照市场单价或者企业自主价格计算。一些非实体工程涉及到大量的周转性材料,实际上方案和现场管理水平不同时,周转性材料的周转率是不同的,这就在于投标人如何挖掘了。值得一提的是“鲁布革”工程的成功之处就在于日本承包商大大降低了非实体工程部分的价格。
第五是费用计算。费用作为完成项目的各项实际支出的汇总,实际是不同管理水平下的工程支出。各投标人需根据实际的管理水平细化费用分项、按实计算,使之成为管理水平的衡量依据,并在报价时附有相应的管理制度和保证措施,确保实际费用不会超出所报数额。
第六是税金利润计算。税金对投标人来说是不能左右的,只能按照法定的税率和计算基础计算;预期利润作为报价的组成部分,应在报价中反映出来,它取决于各投标人的经营动机和经营风险。
汇总以上各项即为投标价格。同时投标人报价时应进行机会——风险分析,使报价更加能体现出投标人的实际情况。
合理投标报价体系的建立
建立基于施工承包商技术力量和管理水平上的投标报价体系所需要做的工作就是如何挖掘出施工承包商的潜在优势。结合国外成功的经验,笔者认为应着手以下工作:
第一是建立企业定额。施工承包商依据当前自己实际的技术力量和管理水平,在参考统一定额和市场信息的基础上建立起企业定额。在制订企业定额时,施工企业应从分解每一道工序入手,从人工、材料、机械等各方面尽可能挖掘工艺创新所带来的优势,如通过合理的工艺流程、工作面协调,降低单位工程量的各项费用,降低工程材料的损耗等。施工企业还应该根据当前实际情况、市场信息,结合施工工艺,制订出每一种施工机械单位工程量的总费用(机械费、人工费和潜在的其他费用),以便投标报价时根据项目实际情况选择总费用最低的施工机械和施工方案。这里需要指出的是企业定额是个动态的概念,随着技术进步、外部信息的更新,企业定额也要随之变动,使之反映出企业的实际能力。
第二是建立企业创新体系,不断提高企业的技术优势。技术方案的创新、施工工艺的改进是企业创造额外利润的保证。因此企业应该建立内部的创新体系,在研究现有各技术方案、工艺流程的基础上、利用外部的技术信息,对此进行创新、改进,甚至开发出新的技术方案,形成企业内部的技术资源。在项目投标时,应该成立专门的技术方案小组,结合工程项目的实际情况,选择最有经济效益的方案,然后细化方案到各施工工艺,如果施工工艺还可以优化的话,再利用创新体系进行挖掘。在此过程中,企业应该做好相应的记录,并形成内部的技术资料,以便于指导施工。
第三是建立与技术相配套的现场管理制度,保证现场施工时能指导施工,以方便控制实际情况达到技术方案所要求的经济效益。目前施工企业所欠缺的就是这些,如方案不能指导施工等,使得不少应该取得的经济效益化为乌有。建立与方案相配套的管理制度主要目的就是按照方案施工、防止额外的人为因素所带来的额外支出,如现场技术人员在方案实施时因忽疏或者没有足够的预见性所导致的返工现象。这套制度要规定:对现场技术人员的要求,如理解设计图纸、知道规范是如何要求的、方案是如何实施和控制的等等;在每一项工序实施前所要做的准备工作;技术交底制度;工序的检查制度;现场巡视制度等。施工技术管理关键在于事前控制,在施工前就要对各种可能出现的问题进行估计,并采取相应的措施加以预防;只有在技术管理上做到位,才可能达到方案的预期效果。
第四是建立企业的市场信息系统。有效的市场信息系统有利于企业掌握市场动态,明确企业和市场之间的差异,从而有利于企业及时调整自身状态来适应市场,这是企业生存的前提。在投标报价时,企业可以通过市场信息系统间接了解对手的情况,也可以了解当前的其他信息。当企业把这些信息化为己用时就可以提高自身竞争力,如当企业最先了解某一施工方案时就比竞争对手更具竞争力。
关键词:课堂教学;有效教学;科普教育课;能力导向
初中物理能力导向的课堂有效教学的实施,是落实初中物理新课程目标,有力推进课堂有效教学改革的重要途径.初中物理科普教育课长期以来得不到教师和学生的重视,但是科普教育课对于培养学生的科学素养至关重要,本文借鉴初中物理能力导向的课堂有效教学模式和策略[1](即实现“先学后教、问题教学、“知识树”教学、深度教学、简约教学”的课堂教学),通过对初中物理的科普课《广播与电视》的教学实践探索出以能力为中心、为主线、为基础的新型科普教育课堂教学模式,将学生能力的培养和提升真正落实到教学中的各个环节,同时不断完善在教学实践中出现的问题,从而来提高课堂教学效率,使我们的课堂教学变得更加有效、高效[2].
下面以“广播与电视”一节课为案例,来阐述如何利用能力导向进行教学设计,如何注重在教学环节上对学生能力的培养与提升,从而构建高效的课堂.[3]
1教学设计思路
《广播与电视》是义务教育物理课程九年级第十五章第二节的内容,本章节通过介绍通信技术的基本知识,开拓学生的视野,扩大知识面,激发学生学习物理兴趣.本章属于介绍性的科普常识,知识比较浅显,要求不高,注重科普知识的普及教育,让学生了解现代化通信技术的初步知识,这对他们将来学习物理知识和其他自然科学知识是非常有必要的,同时也是现代生活中必备的科学常识.[4]为此我们设计了以下教学目标:
知识目标
了解无线电广播与电视的大致工作过程,扩大学生视野,激发学习兴趣.
能力目标
通过学习广播与电视的工作流程,挖掘学生主动学习的潜力,培养学生总结概括的能力与应用知识解决实际问题的能力.
德育目标
通过学习广播与电视的工作流程,让学生体会到科技改变生活.
2教学过程
(1)复习提问,引入新课
[师]新年到来了,现在请班长用对讲机在教室外为我们带来新春的祝福
[班长]祝福同学们在新的一年里学业有成,万事如意.
[师]班长刚才是借助什么为我们传递祝福的呢?
[师]同学们回答得很好,是电磁波.电磁波在生活中广泛被利用,可以用来进行无线电通信,那么电磁波如何将信号传递出去呢?
[以情感祝福激起志趣,增强学生的学习的趣味性,让物理走进生活]
[师]请同学们思考一下,在古代科技没有这么发达,人们又是如何将信息传递出去的?
[生甲]古代战争时用烟来传递信息,比如长城上的烽火台.
[生乙]“飞鸽传信”利用信鸽来传递信息.
[生丙]现代的快递非常发达,邮差利用车辆、火车、飞机等交通工具将信件邮寄出去来传递信息.
[师]同学们大家有没发现这些传递信息的共同点都要借助搭载工具完成信息的传递.
(2)进行新课
[师]]下面请同学们交流、讨论古老传递信息方式,以邮差传信为例大家讨论以传递流程图的方式写到我们导学案上.
[建立思维导图将知识图示化,揭示概念间的层次与联系.能力是从提出问题、分析问题和解决问题中得到培养的,培养学生由具体模型延伸到另一模型的迁移能力,培养学生概括能力,为无线电的传递信息做好铺垫.]
学生在交流讨论中完成下面图1
[师]下面请小组同学学会描述它的整个过程.
[生](通过交流、讨论回答出)信件邮寄的整个流程,总结出传递信息要有载体.
[师]今天我们要介绍的无线电通信的载体就是电磁波.
[师]电磁波传播速度是C=3×108 m/s且能在真空中传播,所以传递信息又快又远,那我们的信号又是如何搭载在电磁波上进行传播的呢?今天我们就一起来学习.
①无线电广播信号的发射和接收
下面请同学预习课本,总结出电台是如何将无线电广播信号传递出去呢?
[引导学生自主学习,学会阅读教材思考问题,坚持以学论教、因学定教.]
[生]在台里播音员对着话筒讲话,将声音的信号变成音频信号,音频电信号只有转化成电信号才搭载在频率较高的电磁波上进行发射.
[师]对,那么被搭载的电磁波就要求穿透能力要强、频率要高,那么如何获取高频率的电磁波呢?
[生]要靠载波发生器产生高频振荡电流激起高频率的电磁波,这样的电磁波传播得远、抗干扰性强,我们要搭载的电磁波就通过载波发生器产生的.
[生]最后由发射天线发射电磁波,根据登高望远的原理,将发射天线安装在较高电视塔上进行发射.
[师]同学们总结的非常的好,刚才同学讲的是无线电广播的发射流程,下面请同学思考无线电广播接收流程又是怎样的呢?
[生]空中有很多无线电信号,我们要有选择接收,我们利用收音机上天线与调谐旋钮,选取我们要收听的某一频率的电磁波.
[生]选出电台广播的特定频率信号后,我们要将音频信号从高频率电磁波上卸载下来,把音频信息先进行功率放大再送到扬声器,最后扬声器把音频电信号转换成声音信号,我们就听到了特定频率的广播电台的节目.
[师]同学们讲得非常好,也就基本掌握了无线电广播的流程,下面请同学结合课本里的物理专业用语,将无线电广播的发射与接收流程填入下表中,并用语言描述它的整个过程.
学生轻松完成无线电广播的发射与接收流程图,填入下图3.
请同学上台用投影仪展示交流,如下图4:
[通过概念图,让本节知识在学生头脑中形成知识结构,让学生层层递进、轻松掌握.
[师]那么电视信号即包含音频信号也包含视频信号,那它将如何进行传递的呢?
②电视的发射和接收 [板书]
(播放电视信号的传递流程视频,学生看完讨论得出结论)
[生]电视信号也需要借助电磁波进行传递的,他传递的是“二条龙”信号,一条传递的是图像信号龙头是摄像机龙尾是显示屏,另一条是传递的声音信号龙头是话筒龙尾是扬声器.
[生]电视信号中的声音信号的发射与接收跟无线电广播的工作流程大致相同.
[生]电视信号中的图像信号需借助摄像机转换成电信号,然后像广播信号一样搭载在高频率的电磁波上在空中进行发射.
[生]最后接收时用电视机中的显像管将其还原成图像信号.
(3)小结
通过本节课的学习,我们初步了解了无线电广播与电视的工作流程,请同学们观察屏幕上的工作流程图,自己学会阐述本节课内容.
(4)布置作业
课外作业(科普知识的推广)
①请同学们思考一下电视对我们的生活有哪些影响?阅读课本,并说出你的看法.
②向你的爷爷、奶奶介绍无线电信号发射和接收的基本原理
[让物理走向生活,走向社会,将科学知识应用于日常生活和社会实践,并积极成为科普知识推广者,增强学生学习物理知识的兴趣]
3教学实践效果与反思
《广播与电视》是本县参加中学优秀青年教师教学大赛的课题.本人的这节课教学实践在教学大赛中获得一等奖,并荣获县优秀青年教师称号.本节课是一节科普教育课,着重要培养学生基本的科学素养,所以对本节课教学本人始终以培养学生信息收集能力、初步的分析能力、初步的信息交流能力和自学能力为导向组织教学,让不同知识层次的同学都能参与进来,成为一个科普知识的宣传员,有效地提高学生的信息交流、培养学生分析能力与自学能力,提高了每个学生学习科学知识的优越感与自豪感.同时本节课围绕开展概念图教学,让学生建立学习模型,使学生的知识结构化、系统化,最终上升为学生的学科能力,这样的一堂课使学生不仅增强了科学素养又培养了学习兴趣和能力.这节课结束前学生主动响起了掌声,这是对老师的肯定也是对自己所获取的知识能力的肯定,这种效果只有在初中物理能力导向的课堂才能呈现,这也是对我们开展课堂教学改革的又一次肯定,说明能力导向课堂是有效的、高效的.[2]
参考文献:
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[4]物理教师教学用书[M].北京:北京师范大学出版社,2010.
关键词: 汽车; 油耗; 速比; 模型标定; 试验设计; 近似模型; 灵敏度
中图分类号: U461.2文献标志码: B
Abstract: A transmission speed ratio optimization scheme is obtained by design of experiment, approximation model, and optimization design method on platform PIAnO. According to the test data, the simulation model for power fuel economy is calibrated to improve its accuracy. The transmission speed ratio is optimized on the calibrated model and a speed ratio matching scheme with high dynamic economic performance is achieved. The results show that the optimization strategy is very effective for the analysis model calibration and transmission ratio optimization. The acceleration time on 3rd, 4th and 5th gear and maximum climbing capacity of the new model are consistent with the test data, the deviation of acceleration time of 100 km/h improves from 2.5% to 0.14%. Comparing with the test data, the comprehensive fuel consumption per hundred kilometers improves 16.4% from 0.6%. Under all the dynamics design requirements, the comprehensive fuel consumption per hundred kilometers declines from 8.450 L to 8.172 L, which means that the fuel is saved by 3.29%. At the same time, the optimization time is reduced from 1~2 weeks to 2 d, and so the efficiency of the product development is greatly improved.
Key words: automobile; fuel consumption; speed ratio; model calibration; design of experiment; approximation model; sensitivity
0引言
整动力性与经济性优化一直是国内外研究的热点.随着国家节能减排的推进,对降低油耗方面也不断的提出新要求,汽车企业的发展也迎来了更严峻的挑战.发动机性能是决定汽车整车性能的关键因素,同时与传动系统的匹配也密切相关,如果能够快速获得合适的传动匹配方案,将大大推动研发工作.传统的动力传动匹配方法是试验,但是这将大大增加开发费用,同时也将延长研发周期.[12]现在常采用AVLCRUISE软件来对整车动力性、经济性进行仿真分析,这样不仅可以降低开发费用,也可以缩短设计周期.[34]但是,仿真分析中很多参数很难得到准确的数值,影响仿真分析的准确性,基于不准确的模型获得的传动匹配方案在实际中也意义不大.因此,建立能够如实反映真实系统的仿真模型,并在可信的仿真模型上进行传动匹配的设计是提高整车性能、缩短设计周期、降低开发成本的关键.[5]
本文利用PIAnO优化工具通过试验设计参数研究、构建近似模型和优化设计方法,基于已有试验数据修正CRUISE仿真模型,并在修正后的仿真模型上进行变速箱速比和主减速器速比的优化设计,在满足整车动力性的前提下提高整车燃油经济性.相对于传统的优化方法,本文提出的优化策略能够切实提高优化效率,并在整车动力经济性优化上得到很好的验证.
1建立整车模型
根据实车的动力总成结构,在CRUISE平台下搭建整车分析模型,见图1.仿真值与试验实测值比较见表1.由表1发现:最大爬坡能力和百公里加速时间存在极大的差异,4挡加速时间与实测值比较接近,说明在仿真模型中对最大爬坡能力和百公里加速时间的相关参数设置与实车模型有较大的偏差,需要修正相关参数来提高仿真模型的可信度.
2优化流程
本次整车动力经济性优化设计主要分为2个设计阶段:先通过试验数据对仿真模型进行标定,以提高仿真模型可信度;然后在修正后的模型上进行传动速比的匹配优化[5].具体的优化策略见图2.在整个流程中采用试验设计进行参数研究并获得变量与性能之间的关系[69],同时利用试验设计的样本构建近似模型,在精度可以接受的近似模型上进行优化计算,初步获得仿真模型的修正方案或速比匹配优化方案,在此基础上结合前面获得的敏度结果进行方案调整,最终获得最佳的设计方案[10].
PIAnO是新一代高效试验设计和优化软件,其通过将仿真优化的流程自动化提高设计效率,通过“智能优化算法”代替传统人工的经验试凑法,帮助设计人员高效地探索设计空间,快速地从成千上万的潜在方案中获得性能最优的设计方案.PIAnO基于开放架构,所有算法均为全新研发,其复杂正交试验算法和相关优化策略融合当今最先进的优化理论和方法,具有入门容易、算法先进、计算高效等优点.因此,采用PIAnO软件完成优化设计.
3模型标定
3.1标定优化问题定义
在只关注整车动力性和经济性的仿真模型中,汽车质量、滚动阻力系数、风阻系数、迎风面积、传动系的机械效率等对汽车的动力性和经济性的影响最大,是需要进行修正的关键参数.本文通过对主减速器传动效率、齿轮箱各级齿轮传动效率和发动机转动惯量等参数进行筛选,将能够影响百公里综合油耗、最大爬坡能力、百公里加速时间和3~5挡加速时间的参数参与到模型修正中.通过一元参数研究方法,了解每一个参数的变化对性能的影响,见表2,其中,“+”和“-”分别表示参数对性能影响为正效应和负效应,其数量越多表示对性能影响越重要,“0”表示该参数对相应的性能完全没有影响.从表2可知:主减速器对所有性能影响都特别大,而第1级传动效率和第7级传动效率这2个参数对所有性能均无影响,故在本次模型修正中第1级传动效率和第7级传动效率不参与标定,待标定参数取值范围见表3.在标定问题中,以仿真值无限接近实测值作为优化设计的目标,故该问题为无约束的多目标优化问题,各目标函数的目标值为表1中的实测值.
3.2试验设计和近似模型
试验设计属于数理统计的范畴,可以根据设计参数进行计划性试验,并根据试验结果对参数的灵敏度进行分析研究,发现设计参数对性能指标的影响关系.本文采用正交数组试验方法50个样本方案对1个主减速器传动效率、5个齿轮传动效率和1个发动机转动惯量进行研究,同时采用该50个样本建立较高精度的近似模型用于模型修正.
智能筛选和均值分析分别见图3和4.由此可知主减速器传动效率对百公里综合油耗的影响很大,同时主减速器传动效率和1挡传动效率对最大爬坡能力影响很大,且影响趋势一致,其余各挡传动效率对相应挡位的加速时间影响较大,而发动机转动惯量对各性能指标几乎没有影响.
通过近似模型可以减少计算机高强度仿真计算的次数,缩短优化时间,提高优化效率.通过平滑响应函数可以减少数值噪声,有利于快速收敛.本次模型修正选择PIAnO中自动近似建模模式,其推荐百公里综合油耗采用神经网络模型,其余性能指标选择克里格模型,获得各性能指标的近似模型精度见表4.
性能近似模型类型精度百公里综合油耗径向基函数99.938最大爬坡能力克里格99.999百公里加速时间克里格99.9893挡加速时间克里格99.9924挡加速时间克里格99.9945挡加速时间克里格97.8723.3基于近似模型和试验设计敏度优化设计
由于近似模型存在一定的误差,因此通过近似模型的全局优化可以在全局范围内尽可能找到最优解附近的解,且近似模型获得的方案与实际仿真仍存在误差,需要通过实际的仿真模型进行验证.本文采用传统的遗传算法,以主减速器传动效率、齿轮传动效率和发动机转动惯量为设计变量,以所有性能指标的实测值为目标进行多目标优化设计,在近似模型上迭代250步获得基于近似模型的修正方案,百公里综合油耗和4挡加速时间的修正历程见图5,基于近似模型修正方案验证后的仿真值与实测值精度比较见表5.
基于近似模型的修正方案比初始模型的精度有很大的改善,除最大爬坡能力和百公里加速时间仿真值与实测值差1.53%和1.22%外,其他性能指标的误差都在0.5%内.由于近似模型的精度已经较高,要想通过进一步提高近似模型的精度再次优化将需要花费极大的计算代价,因此提出另一种优化策略,即在近似模型获得的修正方案上根据前期的试验设计敏度分析结果进行方案调整,最终获得精度更高的修正方案,见表5.除百公里综合油耗精度略有下降外,百公里加速时间误差由基于近似模型修正方案的1.22%下降到0.14%,并且其余性能指擞胧挡馔耆吻合,仿真模型的精度从整体上得到很大提高,可用于速比匹配优化.
4速比匹配优化
4.1优化问题定义
优化目标是在满足汽车动力性能的基础上,尽可能减少油耗和降低排放,所以将百公里综合油耗作为优化的目标函数,以主减速器速比、1挡速比和5/6挡间比作为设计变量进行优化,其取值范围见表6,以动力性能的设计要求为约束要求,见表7.
4.2试验设计和近似建模
采用正交数组试验方法对162个样本方案进行参数研究和构建近似模型.7个设计变量与7个性能指标的2D相关性散点图见图6,从中可以了解设计变量的影响关系和重要性程度.图6左下三角反映在设计空间内所抽取样本的分布形式,右上三角反映参数之间的相关性程度,其值在[-1,1]之间,正值表示参数间呈正相关,负值表示参数间呈负相关,越接近于1表示两参数的相关性越大.通过分析可知,主减速器对所有性能的影响都比较大,对百公里综合油耗和最大爬坡能力的影响为正效应,对启用性能的影响为负效应;同时可以看出,各性能指标之间存在很强的耦合关系,且线性程度较强.
4.3基于近似模型和试验设计敏度优化
在近似模型上通过高效的全局优化算法(协方差矩阵适应演化策略,算法参数配置见图7)迭代400次获得全局范围内的优化方案,优化算法参数配置和百公里综合油耗优化历程见图8.将基于近似模型获得的优化方案代入实际仿真模型验证,发现百公里综合油耗为8.184 L,相对初始方案降低3.148%,但是4挡加速时间违反约束要求0.83%.图 7优化算法配置
通过前文试验设计分析获得的敏度信息,对基于近似模型的优化方案进行调整,最终获得的优化方案百公里综合油耗为8.172 L,相对初始方案降低3.29%,其余性能都满足设计要求,速比匹配方案和动力性能见表9和10.
5结论
通过试验设计敏度分析、基于近似模型优化设计和基于敏度信息进行优化方案调整的设计,在模型标定中使得仿真模型的性能值除百公里综合油耗和百公里加速时间与实测值分别相差0.60%和0.14%外,其余指标与实测值完全一致,初始模型中最大误差达34.32%,这可以极大地提高仿真模型的可信度,同时为后面速比匹配的优化方案的可信度提供保证.采用相同的优化策略,在速比匹配优化中实现百公里综合油耗降低3.29%,在满足动力性能的前提下提高燃油经济性,最终达到节能减排的效果.
传统的模型标定和速比匹配优化设计至少需要1~2周时间,在采用本文所设计的优化策略下,整个优化过程仅花费2 d的时间,极大助力快速模型修正和速比匹配优化,既可以充分了解设计参数与性能之间的关系,挖掘其设计潜力,又可以有效地减少仿真计算量和获得较好的优化方案,对产品研发效率的提高和成本的缩减具有积极意义,在整车动力经济性的速比匹配优化设计中具有广泛的应用价值.参考文献:
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