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1.1商業(yè)建筑1995年瑞典成功安裝了第一個二氧化碳超市制冷系統(tǒng)。截至2011年,瑞典至少有180個超市采用了二氧化碳系統(tǒng)。丹麥于2004年安裝了第一套超市二氧化碳跨臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)。2007年,泰國安裝了亞洲的第一套超市二氧化碳復(fù)疊制冷系統(tǒng)。
1.2冷藏庫目前我國食品加工與冷藏業(yè)中的大中型冷庫80%都采用氨作為制冷劑。氨有毒性,需要增加安全保護(hù)措施。截至2005年,美國的冷庫中氨仍然是一種主要的制冷劑,但二氧化碳已經(jīng)在冷庫制冷系統(tǒng)中得到實(shí)際應(yīng)用。采用二氧化碳/氨復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的大型冷藏庫已經(jīng)投入使用。
1.3汽車空調(diào)目前汽車空調(diào)中主要采用R134a。1996年德國生產(chǎn)的以二氧化碳為工質(zhì)的公交客車空調(diào)投入運(yùn)行。2003年歐洲已有部分汽車裝備了二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)。
1.4熱泵系統(tǒng)中的應(yīng)用1994年由挪威SINTEF率先對二氧化碳跨臨界循環(huán)在熱泵上的應(yīng)用進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。在1995年,日本開發(fā)了二氧化碳為工質(zhì)的家用熱泵熱水器。
2二氧化碳制冷劑優(yōu)勢
二氧化碳是碳的最高氧化狀態(tài),具有非常穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),即使在高溫下也不分解產(chǎn)生有害氣體。作為制冷劑其優(yōu)點(diǎn)在于無毒、來源豐富、與普通油相溶、容積制冷量大;同時具有優(yōu)良的熱力特性、安全特性和環(huán)保特性的天然制冷工質(zhì)。二氧化碳制冷劑跨臨界循環(huán)的放熱過程可以和變溫?zé)嵩聪嗥ヅ?,從而可得到較高的能效。與其它制冷劑相比,二氧化碳具有下列優(yōu)點(diǎn)
2.1環(huán)境性能優(yōu)良二氧化碳是自然界天然存在的物質(zhì),它的臭氧層破壞潛能(ODP)為零,溫室效應(yīng)潛能極小(GWP=1)。二氧化碳大多為化工行業(yè)的副產(chǎn)品,用它做制冷劑正好回收了原來排向大氣的廢物,從而使其溫室效應(yīng)為零。目前國際上已商業(yè)化使用或提出的潛在的環(huán)保工質(zhì)氫氟烴(HFC)及其混合物不但會增加溫室效應(yīng),還會產(chǎn)生其他未知的副作用。
2.2價格低廉二氧化碳來源廣泛,價格低廉。二氧化碳制冷系統(tǒng)維護(hù)簡單,無需回收或再生,操作與運(yùn)行的費(fèi)用較低。
2.3化學(xué)穩(wěn)定性好二氧化碳無毒、無臭、無污染,不燃、不爆。對常用材料沒有腐蝕性,在高溫下也不分解產(chǎn)生有害氣體,與水混合時呈弱酸性,可腐蝕碳鋼等普通金屬,但不腐蝕不銹鋼和銅類金屬。
2.4制冷效率高,穩(wěn)定性好二氧化碳運(yùn)動粘度低,壓縮比低,單位容積制冷量大,有很好的傳熱性能。二氧化碳制冷效率高,穩(wěn)定性好,容積制冷量較大,流動和傳熱性能高。
2.5設(shè)備尺寸小二氧化碳制冷較高的工作壓力使得壓縮機(jī)吸氣比容較小,從而使得容積制冷量較大,壓縮尺寸較小,流動和傳熱性能提高。減少了管道和熱交換器的尺寸,從而使系統(tǒng)非常緊湊。
二、二氧化碳制冷在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用
1工程機(jī)械駕駛室熱環(huán)境
工程機(jī)械駕駛室玻璃面積較大,室內(nèi)熱環(huán)境受外界影響大。太陽輻射通過玻璃窗將熱量傳入車內(nèi),玻璃面積較大時,可通過下式計算,通過玻璃窗進(jìn)入室內(nèi)的熱量Qb可按下式計算:Qb=A•k(tb-ti)+C•A•qb式中:A為玻璃窗面積;K為玻璃窗的傳熱系數(shù);tb為車室外溫度,℃;ti為車室內(nèi)溫度,單位為℃;C為玻璃窗遮陽系數(shù);qb為通過單層玻璃的太陽輻射強(qiáng)度。另外,受太陽輻射影響車身溫度較高,從而影響駕駛室內(nèi)溫度。太陽照射包括直射和散射,車體外表面溫度升高的同時也向外反射輻射熱,車體外表面所受的輻射熱Q1可按下式計算:Q1=(IG+IS-IV)F式中:IG為太陽直射輻射強(qiáng)度;IS為太陽散射輻射強(qiáng)度;IV為車體表面反射輻射強(qiáng)度,單位為W/m2;F為車體外表面積,m2。
2工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)
工程機(jī)械的工作環(huán)境極其惡劣,其空調(diào)系統(tǒng)與冰箱和家用空調(diào)具有明顯的區(qū)別。
1)工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)往往在過熱、灰塵、震動等惡劣環(huán)境情況下運(yùn)行,對其質(zhì)量和性能要求較高。
2)工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)冷凝器和蒸發(fā)器均處于強(qiáng)制對流換熱狀態(tài),均需耗費(fèi)一定電能或發(fā)動機(jī)功率,而且冬夏季空調(diào)運(yùn)行時,工程機(jī)械爬坡或加速等受到較大影響。
3)工程機(jī)械工作時往往震動較為劇烈,容易導(dǎo)致制冷劑泄漏,污染環(huán)境。
3二氧化碳空調(diào)
在工程機(jī)械中的應(yīng)用優(yōu)勢二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域具備較佳的優(yōu)勢:
1)工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)制冷劑易泄露、排放量大。采用二氧化碳作為制冷劑有完全環(huán)保的特點(diǎn)。
2)二氧化碳壓縮比低,壓縮機(jī)效率高。同時,高壓側(cè)二氧化碳溫度變化大,使進(jìn)口空氣溫度與二氧化碳的排氣溫度可以非常接近,減少了高壓側(cè)不可逆?zhèn)鳠嵋鸬膿p失。
3)尺寸小二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)可以滿足工程機(jī)械安裝和布置要求,并獲得較高的效率,對工程車輛的節(jié)油和動力性能也有改善。
三、結(jié)論
1)二氧化碳制冷劑性能良好,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,無毒、無臭、無污染,不燃、不爆。其臭氧層破壞潛能為零,溫室效應(yīng)潛能極小。價格低廉,來源豐富。
2)二氧化碳循環(huán)在跨臨界條件下運(yùn)行,壓縮機(jī)的效率相對較高,在超臨界條件下的特殊熱物理性質(zhì)使其在流動和換熱方面都具有極大的優(yōu)勢,超臨界流體良好的傳熱和熱力學(xué)特性使得換熱器的換熱效率提高,并使得整個系統(tǒng)的能效較高。
2對面向機(jī)械加工工藝信息化規(guī)劃與建設(shè)的研究
2.1綠色制造的技術(shù)構(gòu)建
綠色制造的技術(shù)構(gòu)建,對機(jī)械加工產(chǎn)品的生命周期產(chǎn)生重要影響。機(jī)械加工成品的生命周期所涵蓋的范圍非常廣泛,其中最為主要的是加工材料的選擇,制造加工的過程,產(chǎn)品的設(shè)計包裝、產(chǎn)品的裝配和使用,還包括機(jī)械加工產(chǎn)品的回收、拆卸、再造等。在機(jī)械加工中實(shí)現(xiàn)綠色制造可以更好的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的重用、再造、減量化、再生循環(huán)幾個方面的信息化規(guī)劃。面向機(jī)械加工工藝信息化規(guī)劃制造的整個技術(shù)構(gòu)架中,主要包括三項(xiàng)非常具體的信息化規(guī)劃內(nèi)容,集成了兩個層面的過程控制,實(shí)現(xiàn)綠色制造的2個目標(biāo)。工藝信息化規(guī)劃建設(shè)技術(shù)為企業(yè)進(jìn)行機(jī)械加工提供了研究目標(biāo),并提供了綠色制造的模型和視圖。綠色技術(shù)的構(gòu)建為實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益提供了協(xié)調(diào)發(fā)展的前提條件,能夠最大化的實(shí)現(xiàn)對資源的優(yōu)化配置,提高資源的利用率,最大量的建設(shè)對環(huán)境的影響。
2.2機(jī)械加工中的工藝信息化規(guī)劃技術(shù)的研究對象
和傳統(tǒng)的機(jī)械制造系統(tǒng)相比,工藝信息化規(guī)劃制造技術(shù)所研究的范圍更加廣泛,其研究對象主要有三類:控制有害物質(zhì)使用的技術(shù)、預(yù)防污染的技術(shù)以及針對環(huán)境設(shè)計所采取的技術(shù)。以各種制造活動為研究對象,可以對以上所述的三種技術(shù)進(jìn)行分類,最終可以劃分為3類:第一類以產(chǎn)品的生命周期為基礎(chǔ);第二類以產(chǎn)品的加工技術(shù)為基礎(chǔ);第三類以產(chǎn)品的生產(chǎn)過程采用的技術(shù)為基礎(chǔ),。以上幾點(diǎn)所構(gòu)成的技術(shù)構(gòu)架為開展綠色制造的實(shí)施提供了參考框架。
3優(yōu)化機(jī)械加工工藝信息化規(guī)劃技術(shù)
3.1優(yōu)化機(jī)械加工工藝信息化規(guī)劃制造技術(shù)的工藝參數(shù)
在機(jī)械加工工藝信息化規(guī)劃制造過程中,對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)信息化規(guī)劃技術(shù)的關(guān)鍵。利用參數(shù)優(yōu)化,可以達(dá)到降低資源消耗的目的。在機(jī)械加工過程中采用不同的加工工藝,就要優(yōu)化相對應(yīng)的工藝參數(shù)。經(jīng)過優(yōu)化的工藝參數(shù),可以提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量,降低能源消耗,減少刀具的磨損,降低環(huán)境污染,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
3.2對制造工藝措施的優(yōu)化
選擇科學(xué)合理的工藝設(shè)計,是工藝信息化規(guī)劃中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),其對實(shí)現(xiàn)工藝信息化規(guī)劃技術(shù)的意義非常重要。企業(yè)確定工藝措施的具體做法,通常情況下是根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的加工成本為前提條件的,很少考慮采取有效措施更好的利用資源以及實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目標(biāo),導(dǎo)致在機(jī)械加工過程中不僅對環(huán)境造成了污染,而且對資源造成嚴(yán)重浪費(fèi)。
3.3優(yōu)化多機(jī)床的節(jié)能型調(diào)度技術(shù)
要實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工藝信息化規(guī)劃就要對企業(yè)的機(jī)床設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化配置。在機(jī)械加工生產(chǎn)中,一般實(shí)施的是多機(jī)床同時進(jìn)行多工件的加工方式,其特點(diǎn)是不同的機(jī)床可以采用同一種加工工藝,而不同機(jī)床在型號和規(guī)格上有很大差別,導(dǎo)致機(jī)床在加工工件的過程中,消耗資源量和對環(huán)境的影響結(jié)果不盡相同。因此,要對機(jī)械加工工藝進(jìn)行信息化規(guī)劃就要進(jìn)行科學(xué)的調(diào)度,才能從根本上實(shí)現(xiàn)降低加工系統(tǒng)的能源消耗量。
4構(gòu)建機(jī)械加工工藝信息化規(guī)劃技術(shù)的評價體系
一般情況下企業(yè)的評價體系主要包括三個方面,即實(shí)現(xiàn)最低的生產(chǎn)投入、最高的獲利、最高的企業(yè)生產(chǎn)效率。但是,現(xiàn)在的企業(yè)在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時,還要注重實(shí)現(xiàn)最佳的環(huán)境效益和社會效益。因此,在構(gòu)建機(jī)械加工工藝信息化規(guī)劃技術(shù)的評價體系時,要綜合考慮各種影響因素,制定科學(xué)合理的評價指標(biāo)。面向機(jī)械加工的評價體系應(yīng)當(dāng)包括五個主要方面:產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)時間、生產(chǎn)成品、資源利用效率、環(huán)境影響。
2施工工藝流程
2.1基面修整
渠坡采用帶掛板的液壓反鏟粗削,精度控制在5cm左右。然后由測量人員精確放樣,按照4m×4m的方格網(wǎng)掛線,人工精修。對于雨淋溝槽和局部坍坡及時進(jìn)行修補(bǔ),補(bǔ)坡前將坡面清理成鋸齒形,并根據(jù)深度不同,分別采用土料夯實(shí)或水泥土補(bǔ)填等施工措施;雨季施工期間,對削坡成型后的坡面用彩條布或塑料膜覆蓋,以防雨淋。渠底主要采用推土機(jī)或平地機(jī)進(jìn)行整平,振動平碾碾壓4遍,渠坡坡腳兩側(cè)采用手扶式振動碾碾壓密實(shí)。
2.2鋪設(shè)保溫板
保溫板采用密齒手鋸切割。鋪設(shè)時建基面應(yīng)平整、干燥、無凹凸面,從渠底向渠坡鋪設(shè),板與板之間錯縫搭接,并保證緊密結(jié)合。采用木楔(2.5cm×2.5cm×15cm)固定牢固。施工時應(yīng)注意保溫板按不同規(guī)格分類存放,并按施工詳圖中厚度進(jìn)行鋪設(shè),嚴(yán)禁不同厚度的板混鋪。
2.3復(fù)合土工膜鋪設(shè)
2.3.1土工膜鋪設(shè)程序
復(fù)合土工膜鋪設(shè)底層土工布縫合焊接檢測修補(bǔ)復(fù)檢上層土工布縫合驗(yàn)收下一循環(huán)。
2.3.2土工膜鋪設(shè)、焊接
復(fù)合土工膜采用土工膜專用焊機(jī)焊接,焊接時上游邊壓下游邊。多塊土工膜連接時,接頭錯開100cm以上。接頭采用雙縫焊接,焊接寬度2×10mm,搭接寬度不小于10cm。復(fù)合土工膜應(yīng)壓平貼緊,平順,松緊適度,不得繃?yán)^緊及避免架空。當(dāng)天鋪設(shè)的復(fù)合土工膜應(yīng)在當(dāng)天全部拼接完成。對所有的土工膜焊縫嚴(yán)格按照設(shè)計要求逐條進(jìn)行充氣檢驗(yàn),將待測段兩段封死,插入氣針,充氣至0.15MPa~0.2MPa,保持1min~5min,壓力無明顯下降即為合格,否則應(yīng)及時檢查、補(bǔ)焊。土工布采用手提縫包機(jī)縫合,縫合時針距控制在6mm左右。土縫合強(qiáng)度不低于母材的70%。
2.4襯砌混凝土施工
2.4.1澆筑順序渠道混凝土襯砌按結(jié)構(gòu)分縫分段施工,澆筑順序?yàn)橄冗吰?,后底板?/p>
2.4.2襯砌機(jī)安裝、就位
渠道混凝土采用專用襯砌機(jī)施工。襯砌機(jī)在工廠生產(chǎn),分段運(yùn)輸進(jìn)場,在施工現(xiàn)場拼裝。襯砌機(jī)軌道安裝精度是控制混凝土厚度、外形尺寸的關(guān)鍵,由測量人員按照設(shè)備說明書對軌道軸線精確放樣,并嚴(yán)格控制軌道高程。軌道鋪設(shè)完成后用鉚釘固定牢固。遇橋梁等部位需轉(zhuǎn)場時,根據(jù)設(shè)備自重及場地條件選用2臺汽車吊整體吊裝,平板拖車運(yùn)輸。
2.4.3側(cè)模安裝
采用槽鋼作為渠道混凝土襯砌側(cè)模,側(cè)模背側(cè)焊鋼筋支架,支架上壓沙袋固定。加固側(cè)模時應(yīng)避免損壞土工膜。
2.4.4混凝土澆筑
混凝土在拌合站集中拌制,攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸,混凝土運(yùn)輸?shù)綕仓}面后,卸料至集料箱后,經(jīng)由襯砌機(jī)皮帶輸送至各受料倉。入倉混凝土坍落度一般控制在5cm~7cm左右。布料順序?yàn)閺钠履_到渠頂,沿襯砌機(jī)前進(jìn)方向進(jìn)行?;炷粮魇芰蟼}均放滿適量的混凝土料后,開啟振動棒,同時開啟襯砌機(jī)使其向前行駛。在平倉振搗過程中,對于混凝土面板出現(xiàn)露石、蜂窩、麻面現(xiàn)象,采取人工輔助振搗的方式,避免漏振。襯砌機(jī)行走過程中,出現(xiàn)局部欠料或露石現(xiàn)象時,應(yīng)及時人工補(bǔ)料、填補(bǔ)混凝土重新人工輔助振搗,當(dāng)出現(xiàn)壅料時,應(yīng)及時進(jìn)行人工整平。
2.4.5提漿、抹光
混凝土澆筑、振搗完畢后,及時采用專用抹光提漿機(jī)進(jìn)行初步抹光、提漿,采取自下而上的順序,初步抹光結(jié)束后,在混凝土初凝前完成最后一次人工壓光收面。
2.4.6混凝土養(yǎng)護(hù)
澆筑完畢后及時覆蓋土工毛氈并安排專人進(jìn)行灑水濕潤,以防混凝土表面失水開裂,養(yǎng)護(hù)天數(shù)不少于28天。
2.5伸縮縫施工
切縫施工一般在襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度為1MPa~5MPa時進(jìn)行,采用手扶式電動割縫機(jī),采取隔縫切割方法,未切縫在2d以后補(bǔ)切。切縫順序?yàn)橄葯M后縱,先通縫后半縫。切橫縫時采取間隔法進(jìn)行切割,一般先切割通縫,后切割半縫。
3渠道混凝土機(jī)械化施工質(zhì)量保證措施
3.1現(xiàn)場施工質(zhì)量保證措施
(1)保溫板鋪設(shè)時,逐塊檢查外觀質(zhì)量,不得使用有缺陷的保溫板。塊與塊之間接縫緊密、順直,與建基面緊貼密實(shí)。
(2)剪裁土工膜前應(yīng)檢查有無破損、孔洞、撕裂等缺陷,若存在缺陷,應(yīng)及時用合格的母材修補(bǔ)。土工膜鋪設(shè)應(yīng)平順、無褶皺、無繃緊。
(3)嚴(yán)格按照施工配合比拌制混凝土,運(yùn)輸過程及澆筑過程嚴(yán)禁加水。
3.2平整度控制措施
襯砌設(shè)備在工作狀態(tài)下,長期受高頻振搗器振動荷載影響及局部碰撞,造成與混凝土接觸面變形而影響平整度。因此在每次開倉前應(yīng)對襯砌設(shè)備進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)局部變形部位應(yīng)及時處理。抹面工藝也是影響混凝土平整度的一個重要因素。施工中主要采用強(qiáng)制式抹光機(jī)進(jìn)行抹面,再用人工輔助壓光的工藝。
3.3混凝土襯砌厚度控制措施
由于渠道襯砌混凝土為薄壁結(jié)構(gòu),澆筑太薄影響結(jié)構(gòu)安全,太厚加大施工成本。以渠坡混凝土為例,厚度誤差1cm,混凝土的超澆損耗就達(dá)到10%。因此在施工過程中,嚴(yán)格控制混凝土澆筑厚度顯得尤為重要?;炷梁穸瓤刂剖且粋€系統(tǒng)性工作,首先要保證建基面平整度滿足設(shè)計及規(guī)范要求,其次對防凍脹層的鋪設(shè)質(zhì)量和精度要嚴(yán)格控制,最后在混凝土澆筑過程中對攤鋪厚度及時測量,沿橫斷面方向每側(cè)坡面不少于5個點(diǎn)。若發(fā)現(xiàn)厚度不滿足設(shè)計要求及時調(diào)整襯砌機(jī)高度。
工程機(jī)械化是人類生產(chǎn)文明進(jìn)步的重要表現(xiàn),從生產(chǎn)力角度工程機(jī)械化是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力提升的直接標(biāo)志。從廣義角度上講工程機(jī)械化就是工程建設(shè)施工實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備替代人力勞動,其是對工程建設(shè)施工過程中所有應(yīng)用機(jī)械設(shè)備的總稱。工程機(jī)械制造作為制作用于工程建設(shè)的機(jī)械設(shè)備施工環(huán)節(jié),其所制作的機(jī)械設(shè)備種類眾多,例如運(yùn)輸機(jī)械、起重機(jī)械、礦工冶金機(jī)械等等。在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中,機(jī)械制造水平在一定程度上顯示了該國家的科技發(fā)展水平,也就是說一個國家的機(jī)械制造水平很大程度上影響了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前,我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工程機(jī)械化發(fā)展,但相比于發(fā)達(dá)國家還有一定的差距,這在一定程度上影響了機(jī)械制造業(yè)水平的發(fā)展與進(jìn)步,同時也影響了我國國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。相對來看,我國在機(jī)械制造發(fā)展方面還具有相對廣闊的發(fā)展空間和前景,為此我們應(yīng)該充分發(fā)揮國內(nèi)機(jī)械制造業(yè)的潛力,以實(shí)現(xiàn)對我國機(jī)械制造水平地提升。
1.2機(jī)電自動化
機(jī)電自動化是一門綜合性的機(jī)電技術(shù)類型,其是機(jī)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)科技化發(fā)展的重要標(biāo)志。從機(jī)電工程本質(zhì)上講,其本身就屬于科技化發(fā)展產(chǎn)物,而機(jī)電自動化則是實(shí)現(xiàn)了機(jī)電工程全面科技化的發(fā)展。從當(dāng)前的社會發(fā)展?fàn)顟B(tài)與情況來看,機(jī)電自動化發(fā)展是現(xiàn)代化生產(chǎn)環(huán)節(jié)中不可或缺的一部分。在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展背景下,各個專業(yè)之間相互滲透、交叉越來越頻繁,機(jī)電自動化就是專業(yè)交叉的重要產(chǎn)物,其引領(lǐng)了工程領(lǐng)域中的技術(shù)革命。在計算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速的科技背景下,電子技術(shù)對工程領(lǐng)域中的工業(yè)控制、生產(chǎn)方式革新、企業(yè)內(nèi)部管理與成本控制均產(chǎn)生了重要影響,所以說機(jī)電自動化技術(shù)的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)人類機(jī)械電子設(shè)備發(fā)展的重要里程碑。
2機(jī)電自動化在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用分析
機(jī)電自動化發(fā)展作為科學(xué)技術(shù)在制造業(yè)當(dāng)中的重要發(fā)展標(biāo)志,其所能夠?yàn)樯鐣顜淼牟粌H是機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)上的發(fā)展與進(jìn)步,更是推動社會生產(chǎn)力水平向科技化、高效化發(fā)展的重要支持。隨著機(jī)電自動化在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試等方面的應(yīng)用,其對工程機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展及效益提升帶來了重要推動。文章選擇機(jī)電自動化在工程機(jī)械制造中最常見的集中技術(shù)進(jìn)行分析。
2.1集成自動化技術(shù)
集成自動化技術(shù)是指機(jī)械制造中對各類生產(chǎn)經(jīng)營、技術(shù)功能的集成性發(fā)展。在傳統(tǒng)技術(shù)模式下,實(shí)現(xiàn)對機(jī)械制造技術(shù)的集成化發(fā)展是不切實(shí)際的,但隨著信息技術(shù)的逐步完善與應(yīng)用,集成自動化技術(shù)不僅得以實(shí)現(xiàn),還成為了機(jī)械制造過程中使用最普遍的技術(shù)內(nèi)容。隨著市場經(jīng)濟(jì)體制地到來,機(jī)械制造業(yè)地競爭越來越激烈,為了能夠在市場競爭中站穩(wěn)腳跟,很多機(jī)械制造企業(yè)開展技術(shù)研究與發(fā)展,通過將電子計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)、數(shù)控教工技術(shù)以及企業(yè)管理系統(tǒng)等多種技術(shù)與系統(tǒng)內(nèi)容引入到企業(yè)的機(jī)械生產(chǎn)制造系統(tǒng)中,得到了非常顯著地發(fā)展,并成為了機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中企業(yè)的發(fā)展潮流,CIMS工程應(yīng)用的有效保持,在提升機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場競爭里的基礎(chǔ)上,也實(shí)現(xiàn)了集成自動化技術(shù)地有效發(fā)展。
2.2柔性自動化技術(shù)
所謂“柔性自動化技術(shù)”是以數(shù)控技術(shù)為核心,在融合其他先進(jìn)技術(shù)的前提下而建立起的新興技術(shù)類型。從生產(chǎn)與操作過程方面來看,柔性自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制作與生產(chǎn)全自動化發(fā)展。在柔性自動化技術(shù)當(dāng)中,包括機(jī)械設(shè)備的材料準(zhǔn)備、制作、生產(chǎn)等一系列生產(chǎn)行為都由計算機(jī)來予以控制和操作。相比于傳統(tǒng)人力機(jī)械生產(chǎn)模式,柔性自動化技術(shù)不僅能夠在計算機(jī)技術(shù)的精確控制下,保證機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)、制作過程中的各項(xiàng)生產(chǎn)行為、尺寸的準(zhǔn)確性,同時還能大大減少對勞動力的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)成本的有效控制,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率地有效提升,在確保機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)秩序的基礎(chǔ)上,提高生產(chǎn)效益。無論是從機(jī)械制造業(yè)未來發(fā)展角度考慮,還是制造企業(yè)的效益提升角度分析,柔性自動化技術(shù)都將成為機(jī)械設(shè)備自動化生產(chǎn)的主流模式。
2.3智能自動化技術(shù)
智能自動化技術(shù)即智能華機(jī)電自動化技術(shù),其是在計算機(jī)技術(shù)發(fā)展支持下,通過利用計算機(jī)智能系統(tǒng)對人類行為地模擬,從而替代人類去進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)操作及相關(guān)行為。從表面上看智能自動化技術(shù)與柔性自動化技術(shù)有一定的共同性,但智能自動化技術(shù)要比柔性自動化技術(shù)更高級,相比于柔性自動化技術(shù)而言,智能自動化技術(shù)能夠通過對人類行為地模仿,來提高自身的工作能力,并對生產(chǎn)行為產(chǎn)生一定的判斷力,這是柔性自動化技術(shù)所不具備的優(yōu)勢。智能自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備制造中的應(yīng)用,能夠更進(jìn)一步提升機(jī)械制造行為的準(zhǔn)確性,并保證這一行為能夠始終保持在一個高水平狀態(tài)之上。需要注意的是由于智能自動化技術(shù)需要人工操作來作為主觀工作支持,因此要經(jīng)常對智能自動化技術(shù)進(jìn)行維護(hù),以確保智能自動化技術(shù)的良好工作狀態(tài)。
3注意事項(xiàng)
雖然機(jī)電自動化在機(jī)械制造中展現(xiàn)出了多方面的優(yōu)勢,但針對當(dāng)前的機(jī)電自動化水平來看,其仍存在諸多不足,因此在實(shí)際應(yīng)用過程中,要做好以下幾方面的控制:(1)規(guī)范應(yīng)用流程。機(jī)電自動化在為機(jī)械制造提供支持是建立起機(jī)電自動化設(shè)備、系統(tǒng)軟件的規(guī)范安裝與應(yīng)用前提下的,為此企業(yè)必須要嚴(yán)格按照機(jī)電自動化要求進(jìn)行工作,避免操作不當(dāng)而為企業(yè)帶來不必要的損失;(2)做好質(zhì)量控制。機(jī)電自動化在機(jī)械制造當(dāng)中的應(yīng)用,確實(shí)能夠?yàn)闄C(jī)械制造帶來重要幫助,但企業(yè)必須要保證其所制造出來的機(jī)械設(shè)備質(zhì)量符合質(zhì)檢與應(yīng)用要求,否則機(jī)電自動化為工程機(jī)械制造帶來的進(jìn)步意義都是空談。
2機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用措施分析
當(dāng)前,石油機(jī)械工程所涉及到的行業(yè)領(lǐng)域是非常多元且復(fù)雜的,無論是在海洋環(huán)境還是在陸地環(huán)境下,無論是地面工作區(qū)域還是地下工作區(qū)域,無論是精密性儀器還是大型機(jī)械設(shè)備,都需要通過應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的方式達(dá)到提高機(jī)械設(shè)備綜合運(yùn)行性能的目的。同時,石油機(jī)械工程建設(shè)運(yùn)行中潛在著非常多的危險性因素,再加上能源消耗量較大,勞動效率較低,因此必須通過應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的方式,對傳統(tǒng)意義上的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造升級,以促進(jìn)其整體運(yùn)行水平的提升。在這一過程當(dāng)中,要求關(guān)注以下幾個方面的問題:第一,需要工作人員正確認(rèn)識到石油化工工程中對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行機(jī)電一體化改造的重要意義:在石油化工領(lǐng)域中實(shí)施機(jī)電一體化技術(shù)能夠促進(jìn)相關(guān)機(jī)械設(shè)備性能的改變,實(shí)現(xiàn)對組成系統(tǒng)的擴(kuò)展,包括計算機(jī),動力系統(tǒng),驅(qū)動系統(tǒng),執(zhí)行機(jī)構(gòu),以及傳感器這五個方面的。以達(dá)到優(yōu)化設(shè)備整體運(yùn)行效率的目的;第二,需要對機(jī)電一體化的發(fā)展動向進(jìn)行及時了解與關(guān)注:石油化工領(lǐng)域中相關(guān)工作人員需要及時對機(jī)電一體化技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展情況進(jìn)行分析與了解,對相關(guān)資料進(jìn)行收集,以分析業(yè)內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展水平與趨勢,根據(jù)實(shí)際情況,引入國外先進(jìn)的技術(shù)或成熟的經(jīng)驗(yàn);第三,需要做好對機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的調(diào)查研究工作:對于石油化工工程而言,機(jī)械設(shè)備作業(yè)多需要在野外環(huán)境下開展。由于野外環(huán)境的變化性因素眾多,再加上石油機(jī)械的工藝過程比較復(fù)雜,因此此類機(jī)械往往精度要求較低。這就需要工作人員深入分析并統(tǒng)計石油機(jī)械行業(yè)存在的薄弱之處以及優(yōu)勢所在,充分了解矛盾最為突出的產(chǎn)品,將其作為機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的最主要產(chǎn)品;第四,需要做好對機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的可行性規(guī)劃工作:以石油化工工程為立足點(diǎn),對機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用問題的研究與分析,能夠使機(jī)電部門,儀表部門,以及電子部門等協(xié)調(diào)一致發(fā)展。為了能夠促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展,必須選擇普及率較高且成本較低的機(jī)電一體化產(chǎn)品作為切入點(diǎn),從而分階段分步驟的改造現(xiàn)有設(shè)備;第五,需要進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)石油化工工程中機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的可行性:結(jié)合已有的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來看,為了促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的高速發(fā)展,關(guān)鍵在于遵循試點(diǎn)推廣的基本思路,緊緊扣住機(jī)電一體化技術(shù)的這一中心問題,以促進(jìn)其經(jīng)濟(jì)效果的良性發(fā)揮。結(jié)合當(dāng)前本領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀來看,認(rèn)為機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以從長距離輸油管線自動化管理,石油化工設(shè)備,鉆井作業(yè)設(shè)備,轉(zhuǎn)油站設(shè)備,泵站設(shè)備等角度入手,配合研究相應(yīng)的程序控制方案,以促進(jìn)其一體化技術(shù)的長效發(fā)展。
1.1智能化依據(jù)多學(xué)科知識理論,構(gòu)建人類智能模擬體系,將其運(yùn)用到機(jī)械構(gòu)造上,從而使得機(jī)械具備一定的分析推理能力,并且慢慢去取代人的勞動,這是未來機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢之一,也是其區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械自動化技術(shù)的關(guān)鍵所在。當(dāng)然,實(shí)現(xiàn)智能化,需要以多學(xué)科去進(jìn)行理論研究,建立模擬系統(tǒng),由此將其引入到機(jī)械設(shè)備上,以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的智能化。
1.2迷你化所謂機(jī)電一體化的迷你化,就是使得機(jī)電設(shè)備在保證運(yùn)作效率和質(zhì)量的同時,使得其體積不斷減小,其能耗不斷降低。很多情況下,運(yùn)用于工程機(jī)械的機(jī)電一體化技術(shù),在對于其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造升級的同時,也使得其體積變大,這樣很不利于生產(chǎn)操作工作的開展。由此,迷你化,將成為未來機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢之一,也是很有必要的。
1.3數(shù)字化隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)數(shù)字技術(shù)得以廣泛應(yīng)用,其在工程機(jī)械方面同樣可以使用。也就是說,數(shù)字化發(fā)展,也是機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢之一,在這樣的導(dǎo)向下,未來的機(jī)電一體化可以動態(tài)化的實(shí)現(xiàn)平臺操作,各個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)資源共享,這將成為促進(jìn)生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高的重要舉措。
1.4環(huán)?;瘷C(jī)電一體化未來發(fā)展同樣需要將環(huán)境保護(hù)考慮進(jìn)去,這是建設(shè)環(huán)境友好型社會的重要內(nèi)容,也是企業(yè)責(zé)任的具體表現(xiàn)。對于機(jī)械行業(yè)來講,如何保證在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的同時,避免產(chǎn)生生態(tài)污染,增強(qiáng)其循環(huán)利用效率,是很值得我們?nèi)ゲ粩嗵轿龅膯栴},這也是決定機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問題。
1.5整體化現(xiàn)階段機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用與工程機(jī)械領(lǐng)域,還不是很充分,僅僅在部分環(huán)節(jié)有著比較廣泛的應(yīng)用,要想真正實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化在工程機(jī)械方面的效能,還需要從多個角度去開展研究和探索,構(gòu)建工程機(jī)械體系,使得工程操作質(zhì)量和效益得以提高。由此,整體化發(fā)展,也將是機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域方面的發(fā)展趨勢之一。
2機(jī)電一體化發(fā)展趨勢
隨著各科技術(shù)的不斷發(fā)展、相互融合,以及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對機(jī)電一體化提出的必然發(fā)展需求,導(dǎo)致機(jī)電一體化在未來的發(fā)展過程中將呈現(xiàn)以下幾大趨勢:
(1)智能化。人工智作為科技進(jìn)步的一種體現(xiàn),代表著一種新的生產(chǎn)力,在問世之初就得到了社會各個方面的關(guān)注?!爸悄芑钡闹饕枋鰧ο笫菣C(jī)器設(shè)備的行為,這是各科學(xué)技術(shù)相互融合的一個必然結(jié)果,即結(jié)合控制理論、計算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)等新思想,使機(jī)器本身如同人類一樣具有邏輯、判斷以及自主決策等能力,從而更好的控制發(fā)展進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。
(2)微型化。微型化主要指的是物體的體積方面,泛指機(jī)電一體化產(chǎn)品的體積之小,其尺單位一般用毫米,甚至是微米、納米。微型化的主要特點(diǎn)是主要體現(xiàn)在:體積小、耗能小、運(yùn)動靈活。機(jī)電一體化技術(shù)的微型化將在社會的各個方面得到應(yīng)用,尤其是精細(xì)化的行業(yè)和部門,如:醫(yī)療、軍事、信息等多個方面。
(3)綠色化。社會的持續(xù)發(fā)展給人們帶來巨大改變,在物質(zhì)豐富、生活舒適的同時,資源減少,生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重污染等問題要同時浮現(xiàn)。在保護(hù)環(huán)境成為社會發(fā)展的必然前提的社會環(huán)境下,綠色產(chǎn)品的概念應(yīng)運(yùn)而生。作為綠色產(chǎn)品必需滿足符合環(huán)境保護(hù)及人類健康這兩大硬性指標(biāo),這主要體現(xiàn)在其產(chǎn)品的設(shè)計、產(chǎn)品的制造過程、產(chǎn)品的使用以及使用后期的銷毀的幾大方面。而作為機(jī)電一體化這一特殊的對象,其綠色化主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的使用以及使用后期的銷毀的兩大大方面,即在使用的過程中不污染生態(tài)自然環(huán)境,同時能夠回收利用。設(shè)計綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品,順應(yīng)了時代的發(fā)展要求,將具有廣闊的發(fā)展前景。
(4)模塊化。在現(xiàn)實(shí)社會的生產(chǎn)過程中,生產(chǎn)具有標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一接口的一體化產(chǎn)品需要具備兩大方面的因素:第一、一體化產(chǎn)品的各種類具有明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),第二,生產(chǎn)機(jī)電一體化電子產(chǎn)品的廠家能夠嚴(yán)格按照各種類的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn),且所生產(chǎn)的產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)過關(guān)。但是,現(xiàn)實(shí)社會中這兩方面的因素不能夠達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元,成為一項(xiàng)十分復(fù)雜的事情。但研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)接口機(jī)電一體化產(chǎn)品單元本身對于機(jī)電一體化的發(fā)展是非常重要的事情。
(5)網(wǎng)絡(luò)化。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、人們生活等方面都發(fā)生了重大改變。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中,各產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售等各個環(huán)節(jié)都隨著網(wǎng)絡(luò)的全球化納入到全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中,各企業(yè)之間的競爭也隨著這種進(jìn)程呈現(xiàn)出全球化的態(tài)勢??梢院敛豢鋸埖恼f,只要研制出的機(jī)電一體化新產(chǎn)品滿足社會需求且質(zhì)量保證,暢銷全球?qū)⒉皇菃栴}。
3機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)在被引進(jìn)工程機(jī)械這一領(lǐng)域后,其應(yīng)用領(lǐng)域及范圍非常廣泛,這主要源于機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域所產(chǎn)生的以下幾大方面作用:
3.1監(jiān)督與控制
機(jī)電一體化這一技術(shù)被引入到工程機(jī)械領(lǐng)域之后,在該領(lǐng)域所發(fā)揮的作用主要是利用電子一體化產(chǎn)品的各種功能如智能化,其所發(fā)揮的作用主要多種多樣,其中監(jiān)督與控制作用是在該領(lǐng)域所發(fā)揮的關(guān)鍵作用之一。監(jiān)督和控制主要是利用了機(jī)電一體化的半智能化特點(diǎn),對工程機(jī)械的使用過程及故障的出現(xiàn)進(jìn)行自動的監(jiān)督和控制,從而減少相關(guān)事故的發(fā)生,提高安全性。這主要體現(xiàn)在以下三大方面:第一、電子監(jiān)控,第二、自動報警、第三、故障自診。
3.2節(jié)能降耗
沒有將機(jī)電一體化引入至工程機(jī)械領(lǐng)域時傳統(tǒng)意義上的工程機(jī)械領(lǐng)域,存在一個非常突出的問題:功能與功能之間無一定的相關(guān)性、聯(lián)系性,呈現(xiàn)相互杜歷的態(tài)勢,這就致使各功能之間不能進(jìn)行有機(jī)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,從而致使設(shè)備的利用效率偏低,生產(chǎn)資源浪費(fèi)相對比較嚴(yán)重。
3.3提高作業(yè)精度
產(chǎn)品的作業(yè)精度直接影響著工程的質(zhì)量,對于工程所具有的各種效益必將產(chǎn)生直接的影響。這不僅體現(xiàn)在施工過程中,在簡單的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中同樣如此。一般情況下,機(jī)床加工的不良產(chǎn)品的成因主要是人的因素,即人的技術(shù)水平以及操作經(jīng)驗(yàn)。機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的引用,很大一方面是借助電子系統(tǒng)的精密控制系統(tǒng),從而,不僅實(shí)現(xiàn)了其自動化、智能化,而且同時減少人為因素引起的各種失誤和偏差,從而提高工程機(jī)械工作的精密程度,確保產(chǎn)品質(zhì)量。
3.4降低勞動強(qiáng)度
目前,工程機(jī)械施工操作過程中呈現(xiàn)的自動化或者半自動化這一特點(diǎn),是對機(jī)電一體化技術(shù)引入后的一個必然結(jié)果。這促使在施工過程中,勞動者的勞動強(qiáng)大得到大大降低,同時能夠在同時間段內(nèi)完成各種不同工作,促使工作效率得到大大提高。
2二氧化碳制冷優(yōu)勢及其應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1二氧化碳制冷應(yīng)用現(xiàn)狀
二氧化碳制冷目前已成功應(yīng)用于商業(yè)建筑、冷藏庫、熱泵系統(tǒng)、汽車空調(diào)以及工程機(jī)械等領(lǐng)域。
2.1.1商業(yè)建筑1995年瑞典成功安裝了第一個二氧化碳超市制冷系統(tǒng)。截至2011年,瑞典至少有180個超市采用了二氧化碳系統(tǒng)。丹麥于2004年安裝了第一套超市二氧化碳跨臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)。2007年,泰國安裝了亞洲的第一套超市二氧化碳復(fù)疊制冷系統(tǒng)。
2.1.2冷藏庫目前我國食品加工與冷藏業(yè)中的大中型冷庫80%都采用氨作為制冷劑。氨有毒性,需要增加安全保護(hù)措施。截至2005年,美國的冷庫中氨仍然是一種主要的制冷劑,但二氧化碳已經(jīng)在冷庫制冷系統(tǒng)中得到實(shí)際應(yīng)用。采用二氧化碳/氨復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的大型冷藏庫已經(jīng)投入使用。
2.1.3汽車空調(diào)目前汽車空調(diào)中主要采用R134a。1996年德國生產(chǎn)的以二氧化碳為工質(zhì)的公交客車空調(diào)投入運(yùn)行。2003年歐洲已有部分汽車裝備了二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)。
2.1.4熱泵系統(tǒng)中的應(yīng)用1994年由挪威SINTEF率先對二氧化碳跨臨界循環(huán)在熱泵上的應(yīng)用進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。在1995年,日本開發(fā)了二氧化碳為工質(zhì)的家用熱泵熱水器。
2.2二氧化碳制冷劑優(yōu)勢
二氧化碳是碳的最高氧化狀態(tài),具有非常穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),即使在高溫下也不分解產(chǎn)生有害氣體。作為制冷劑其優(yōu)點(diǎn)在于無毒、來源豐富、與普通油相溶、容積制冷量大;同時具有優(yōu)良的熱力特性、安全特性和環(huán)保特性的天然制冷工質(zhì)。二氧化碳制冷劑跨臨界循環(huán)的放熱過程可以和變溫?zé)嵩聪嗥ヅ?,從而可得到較高的能效。與其它制冷劑相比,二氧化碳具有下列優(yōu)點(diǎn):
2.2.1環(huán)境性能優(yōu)良二氧化碳是自然界天然存在的物質(zhì),它的臭氧層破壞潛能(ODP)為零,溫室效應(yīng)潛能極小(GWP=1)。二氧化碳大多為化工行業(yè)的副產(chǎn)品,用它做制冷劑正好回收了原來排向大氣的廢物,從而使其溫室效應(yīng)為零。目前國際上已商業(yè)化使用或提出的潛在的環(huán)保工質(zhì)氫氟烴(HFC)及其混合物不但會增加溫室效應(yīng),還會產(chǎn)生其他未知的副作用。
2.2.2價格低廉二氧化碳來源廣泛,價格低廉。二氧化碳制冷系統(tǒng)維護(hù)簡單,無需回收或再生,操作與運(yùn)行的費(fèi)用較低。
2.2.3化學(xué)穩(wěn)定性好二氧化碳無毒、無臭、無污染,不燃、不爆。對常用材料沒有腐蝕性,在高溫下也不分解產(chǎn)生有害氣體,與水混合時呈弱酸性,可腐蝕碳鋼等普通金屬,但不腐蝕不銹鋼和銅類金屬。
2.2.4制冷效率高,穩(wěn)定性好二氧化碳運(yùn)動粘度低,壓縮比低,單位容積制冷量大,有很好的傳熱性能。二氧化碳制冷效率高,穩(wěn)定性好,容積制冷量較大,流動和傳熱性能高。
2.2.5設(shè)備尺寸小二氧化碳制冷較高的工作壓力使得壓縮機(jī)吸氣比容較小,從而使得容積制冷量較大,壓縮尺寸較小,流動和傳熱性能提高。減少了管道和熱交換器的尺寸,從而使系統(tǒng)非常緊湊。
3二氧化碳制冷在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用
3.1工程機(jī)械駕駛室熱環(huán)境
工程機(jī)械駕駛室玻璃面積較大,室內(nèi)熱環(huán)境受外界影響大。太陽輻射通過玻璃窗將熱量傳入車內(nèi),玻璃面積較大時,可通過下式計算,通過玻璃窗進(jìn)入室內(nèi)的熱量Qb可按下式計算:Qb=A•k(tb-ti)+C•A•qb式中:A為玻璃窗面積;K為玻璃窗的傳熱系數(shù);tb為車室外溫度,℃;ti為車室內(nèi)溫度,單位為℃;C為玻璃窗遮陽系數(shù);qb為通過單層玻璃的太陽輻射強(qiáng)度。另外,受太陽輻射影響車身溫度較高,從而影響駕駛室內(nèi)溫度。太陽照射包括直射和散射,車體外表面溫度升高的同時也向外反射輻射熱,車體外表面所受的輻射熱Q1可按下式計算:Q1=(IG+IS-IV)F式中:IG為太陽直射輻射強(qiáng)度;IS為太陽散射輻射強(qiáng)度;IV為車體表面反射輻射強(qiáng)度,單位為W/m2;F為車體外表面積,m2。
3.2工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)
工程機(jī)械的工作環(huán)境極其惡劣,其空調(diào)系統(tǒng)與冰箱和家用空調(diào)具有明顯的區(qū)別。
1)工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)往往在過熱、灰塵、震動等惡劣環(huán)境情況下運(yùn)行,對其質(zhì)量和性能要求較高。
2)工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)冷凝器和蒸發(fā)器均處于強(qiáng)制對流換熱狀態(tài),均需耗費(fèi)一定電能或發(fā)動機(jī)功率,而且冬夏季空調(diào)運(yùn)行時,工程機(jī)械爬坡或加速等受到較大影響。
3)工程機(jī)械工作時往往震動較為劇烈,容易導(dǎo)致制冷劑泄漏,污染環(huán)境。
3.3二氧化碳空調(diào)在工程機(jī)械中的應(yīng)用優(yōu)勢
二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域具備較佳的優(yōu)勢:
1)工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)制冷劑易泄露、排放量大。采用二氧化碳作為制冷劑有完全環(huán)保的特點(diǎn)。
2)二氧化碳壓縮比低,壓縮機(jī)效率高。同時,高壓側(cè)二氧化碳溫度變化大,使進(jìn)口空氣溫度與二氧化碳的排氣溫度可以非常接近,減少了高壓側(cè)不可逆?zhèn)鳠嵋鸬膿p失。3)尺寸小二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)可以滿足工程機(jī)械安裝和布置要求,并獲得較高的效率,對工程車輛的節(jié)油和動力性能也有改善。
4結(jié)論
1)二氧化碳制冷劑性能良好,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,無毒、無臭、無污染,不燃、不爆。其臭氧層破壞潛能為零,溫室效應(yīng)潛能極小。價格低廉,來源豐富。
2)二氧化碳循環(huán)在跨臨界條件下運(yùn)行,壓縮機(jī)的效率相對較高,在超臨界條件下的特殊熱物理性質(zhì)使其在流動和換熱方面都具有極大的優(yōu)勢,超臨界流體良好的傳熱和熱力學(xué)特性使得換熱器的換熱效率提高,并使得整個系統(tǒng)的能效較高。
關(guān)于機(jī)器生產(chǎn)技術(shù),制作程序具體是指原材料通過機(jī)器設(shè)備和勞動力的勞動轉(zhuǎn)化為可以在市場上進(jìn)行銷售的商品。這一程序的內(nèi)容比較豐富:制造工作開始實(shí)施的準(zhǔn)備工作;原料與毛坯等材料的準(zhǔn)備工作;半成品生產(chǎn)的基本操作;附加工作的具體實(shí)施環(huán)節(jié);商品的包裝設(shè)計工作以及需要注意的工作細(xì)節(jié)問題。然而技術(shù)程序是指在具體的工作當(dāng)中通過更改需要制造的商品的大小、樣式的方式,促進(jìn)程序的多方面操作完善,例如半成品的有關(guān)內(nèi)容、機(jī)器的相關(guān)問題、熱處理的具體操作等具體工作。具體來說,機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)程序是指用機(jī)器生產(chǎn)方式對已經(jīng)經(jīng)過加工的半成品進(jìn)行操作,促進(jìn)商品生產(chǎn)的完成。這些由多個步驟構(gòu)成的商品生產(chǎn)程序是商品生產(chǎn)的基本步驟和環(huán)節(jié)。
2.零件裝夾。
零件在進(jìn)行生產(chǎn)之前,要先把工件放置在床或夾具的準(zhǔn)確位置上,這一程序就是固定位置,并且為了能夠確保位置的準(zhǔn)確性,還要把零件夾緊進(jìn)行穩(wěn)固,這個程序就是夾緊,所以這兩個步驟綜合起來就是裝夾。機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)的零件裝夾是不是科學(xué)對零件的生產(chǎn)品質(zhì)有著很大程度上的影響,并且還會對商品的生產(chǎn)速度、生產(chǎn)成本以及安全性產(chǎn)生直接作用。普遍來講,在機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)中最常運(yùn)用的零件裝夾模式主要包含直接找正式、劃線找正式以及用夾具裝夾式。
3.定位。
作對于有效到達(dá)零部件的質(zhì)量要求具有重要的作用,零件的定位方法有很多種,應(yīng)該根據(jù)具體情況選擇適合的定位方式,通過對零部件的加工處理,促進(jìn)裝備質(zhì)量的提高。定位標(biāo)準(zhǔn)的確定對于定位的工作安排是非常關(guān)鍵的,可以通過選擇適宜的定位標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量。在細(xì)節(jié)的問題上需要工作人員進(jìn)行比例的研究,通過實(shí)踐調(diào)查和理論研究,促進(jìn)設(shè)備的安裝質(zhì)量的提高。依據(jù)具體的使用場合的差別所使用的標(biāo)準(zhǔn)也各不相同,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是跟隨具體的要求不斷提升的重要標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,這對于包裝安裝標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施具有很大的作用。
4.加工精度。
在機(jī)械制造工藝的具體工作當(dāng)中,加工精度是重要的工作內(nèi)容之一,對于影響加工的質(zhì)量,保障加工的工作順利進(jìn)行具有關(guān)鍵性意義。具體而言在加工的方式上,在尺寸、形狀、位置和表面質(zhì)量等方面需要分門別類進(jìn)行精度控制。有效的精度控制是加強(qiáng)機(jī)械質(zhì)量工藝不斷提升的重要方面,需要多方面進(jìn)行努力?;驹嚽蟹ā⒐潭?biāo)準(zhǔn)刀具法、自動形成法等是經(jīng)常使用的重要方法;與獲得尺寸精度有比較大的差異,軌跡法、成形法、展成法是基本的需要不斷改進(jìn)的方法。
二、機(jī)械設(shè)計過程中的注意事項(xiàng)
為了保障機(jī)械策劃的質(zhì)量要求,需要在設(shè)計策劃方案的時候就對機(jī)械設(shè)計的要求進(jìn)行多方面的努力,通過對方案的多方面改進(jìn)調(diào)整設(shè)計理念,促進(jìn)工程的進(jìn)步。機(jī)器策劃的總體程序?qū)τ诒U蠙C(jī)械設(shè)計的整體流程的順暢具有比較關(guān)鍵,在機(jī)器策劃的整體規(guī)劃工作當(dāng)中需要不斷對每個環(huán)節(jié)的工作進(jìn)行規(guī)范,確保每個工作人員做好自己的基本工作,促進(jìn)策劃方案的全面貫徹實(shí)施,就需要不斷在工作中完善體系、合理、適宜進(jìn)行方案的有效策劃,工作中不斷進(jìn)行注意:首先,工作基本要求符合策劃方案,做到實(shí)踐和理論的基本一致。在技術(shù)工作的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行多方面的注意,促進(jìn)工作的綜合實(shí)施。其次,裝置的具體調(diào)解的控制管理。裝置的具體調(diào)解的控制管理是全部機(jī)器工作的最后一項(xiàng)內(nèi)容,這一環(huán)節(jié)的工作也需要在具體落實(shí)上做到系統(tǒng)化。
三、基于機(jī)械制造工藝的機(jī)械設(shè)計合理化措施
1.提高加工精度的工藝措施。
在機(jī)器策劃制造程序中,肯定會存在差異,必須對形成不一樣差異的緣由開展具體解析以及探索,才可以有目的性的使用相關(guān)防范技術(shù)以降低差異的形成,進(jìn)而有用的提升對生產(chǎn)零件的精準(zhǔn)度。要想提高加工零件的幾何精度可以考慮改進(jìn)所使用的夾具,或者通過改進(jìn)測量工具來提高精度,要想提升控制誤差的水平,就需要對加工誤差進(jìn)行分析,必須弄清楚產(chǎn)生誤差的原因,一般而言,由于系統(tǒng)應(yīng)力、熱變形、刀具磨損、內(nèi)部應(yīng)力等情況均會產(chǎn)生誤差,根據(jù)對應(yīng)的原因采取相應(yīng)的解決措施,一般常用減小誤差的方法有:誤差補(bǔ)償法、分化或均化原始誤差法、轉(zhuǎn)移原始誤差法等。
2.提高加工表面質(zhì)量的工藝措施。
加工表面質(zhì)量指的便是機(jī)械加工后的零件表面的微觀不平度,也就是平時所說的粗糙度。零件的粗糙度會直接影響的零件的性能和質(zhì)量,甚至?xí)Q定其壽命。想要提高加工表面質(zhì)量,一般都會采取以下的幾種措施。①在刀具選擇的時候予以重視。為了保證加工表面質(zhì)量的提高,在進(jìn)行刀具選擇的時候,應(yīng)該根據(jù)加工件的實(shí)際屬性選擇那些副偏角比較小、刀尖圓弧半徑比較大的刀具或者合適的精車刀、修光刃等等,選擇和工件材料適應(yīng)性比較好的刀具能夠更好的降低工件表明的粗糙度。②在進(jìn)行切削條件選擇的時候必須慎重。想要提高工件表面質(zhì)量便必須根據(jù)材料的需要選擇合適的切削速度,盡量避免產(chǎn)生積屑瘤的產(chǎn)生,此外還可以降低進(jìn)給量,采用那些效果比較好的切削液等方式來提高工件表面質(zhì)量。③在一定程度上減少表面層變形強(qiáng)化。想要更好的減少表面層的變形,可以采取的方法是比較多的,在用刀具進(jìn)行工件加工的時候,必須很好的控制切削用量和刀面的磨損寬度。而一般情況下降低供給量使用比較高的切削速度,選擇好的切削液能夠取得比較好的效果。
二、機(jī)器制造的工藝可靠性分析
(一)綜合方法運(yùn)用上
在機(jī)械制造業(yè)中,工藝的可靠性一般都不是但方面產(chǎn)生的,彼此之間都或多或少存在著關(guān)聯(lián),很難單獨(dú)進(jìn)行準(zhǔn)確定量,所以,在機(jī)械制造的工藝可靠性分析中需綜合運(yùn)用多中方法來進(jìn)行研究,從而達(dá)到其研究目的。首先,就以機(jī)械制造上的孔位特征為例:關(guān)鍵孔位特征的可靠度是提高機(jī)械制造的工藝可靠性的關(guān)鍵,因此,可以采用模糊評價的方法來分析對陣位特征加工任務(wù)的影響因素,評估其影響矩陣,將得出的關(guān)鍵孔特征影響因素轉(zhuǎn)化為模糊數(shù),并加以集成,篩選出最終需要重點(diǎn)控制的影響因素,從而保證了關(guān)鍵孔位特征的可靠度符合相關(guān)的技術(shù)要求。此外,在機(jī)械制造的工藝可靠性分析中還可用定性方法對工藝、人員、機(jī)械等難以量化的因素進(jìn)行分析,從而得出相應(yīng)的研究數(shù)據(jù)。
(二)工藝管理環(huán)節(jié)上
工藝管理為機(jī)械制造工業(yè)上的一個重要環(huán)節(jié),如果想實(shí)現(xiàn)高效、全面的工程制造模式,就必須要對生產(chǎn)工藝進(jìn)行嚴(yán)格的管理,從而確保生產(chǎn)工藝可靠、有序的進(jìn)行。通過對工藝管理上的合理性、可行性分析,對產(chǎn)品整個制作流程中存在的問題進(jìn)行總結(jié)處理,使企業(yè)在發(fā)展中更能適應(yīng)社會的發(fā)展要求。
(三)檢驗(yàn)管理應(yīng)用上
在機(jī)械制造上,質(zhì)量檢驗(yàn)尤為重要,它不僅關(guān)乎著企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品能否給人們帶來最大使用價值,甚至對人民的生命財產(chǎn)安全都有著一定影響。所以,無論在什么樣的情況下,對于質(zhì)量檢驗(yàn)方面都要進(jìn)行嚴(yán)格管理。檢驗(yàn)可以杜絕機(jī)械制造過程中的工藝缺陷、配件應(yīng)用不合格等問題,對產(chǎn)品的工藝可靠性有著重要的影響。
三、在機(jī)械制造的工藝可靠性研究中存在的問題
(一)缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識
雖然人們對機(jī)械制造工藝可靠性的研究已經(jīng)有了初步的了解,但是,還沒有達(dá)到一定研究程度。目前,很多企業(yè)對產(chǎn)品可靠性的研究都是在產(chǎn)品的設(shè)計階段,將所有的問題都進(jìn)行了考慮,但是在制造過程中,產(chǎn)品的工藝可靠性卻很少得到研究;但往往在機(jī)械生產(chǎn)過程中卻伴隨的問題最多,如加工設(shè)備的退化、材料選取不合標(biāo)準(zhǔn)等原因,對產(chǎn)品的工藝可靠性造成了一定的影響。此外,在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題無論從因素分析還是從產(chǎn)品控制上,比設(shè)計階段的因素都難得多,從而導(dǎo)致了盡管很對業(yè)內(nèi)人士認(rèn)識到生產(chǎn)過程的重要性,但由于諸多問題的存在,仍沒能重視和開展這方面的研究。
(二)缺少相關(guān)規(guī)定指標(biāo)
當(dāng)前,很多機(jī)械制造也都是采用評定工序加工穩(wěn)定度的能力指數(shù),這個指數(shù)對單道工序的穩(wěn)定度評價是有一些作用,但是由于只是單一的評價,無法對工序之前、工序之后、工序?qū)Ξa(chǎn)品的影響等方面信息進(jìn)行整合,所以無法應(yīng)用到整個加工過程上,更無法對整個產(chǎn)品的工藝可靠性進(jìn)行評價。而單純從指標(biāo)上來看,產(chǎn)品可靠性的指標(biāo)還是處于空缺的狀態(tài)。所以,加強(qiáng)相關(guān)規(guī)章制度,制定出合理的、有科學(xué)依據(jù)的評定指標(biāo),是目前機(jī)械制造的工藝可靠性研究上的重要任務(wù)。
(三)缺少變量的研究
變量是在產(chǎn)品加工過程中的工位特征,并對產(chǎn)品的制造過程相互作用、相互影響。分析得出,產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)與這些變量之間的關(guān)系較為密切,只有真正了解和控制了這些變量之間的作用,才能保證可靠性指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。但是,不同的制造業(yè)涉及到的變量也不相同,就以機(jī)械零件來說,汽車和摩托車的配件制造之間就存在著較為明顯的差異,所以,影響二者可靠性指標(biāo)的內(nèi)容也就千差萬別,再加上材質(zhì)、工藝路線、生產(chǎn)方式的不同,對產(chǎn)品可靠性指標(biāo)的建立帶來了較多的困難。
(四)缺少合理的評定方法
在產(chǎn)品的可靠性確定上,需要大量的樣本實(shí)驗(yàn)獲取相應(yīng)的研究數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析,并對制造出的樣本做出長時間的性能測試,從而才可以達(dá)到對產(chǎn)品可靠性的確認(rèn)。但是,測定樣本的可靠性是需要一個很長的周期,所以在很多時候,企業(yè)為了追求利益,或是為了加快生產(chǎn)避免經(jīng)濟(jì)損失,很難等到樣本測試的結(jié)果出來,就已經(jīng)迫不及待投入生產(chǎn),從而導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性的評定缺失。所以,只有制定可靠的評定方法,規(guī)范有效的操作流程,是保證產(chǎn)品可靠性評定可順利展開的重要條件。