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快速成型技术及其向产品化生产发展所面临的技术问题作者：梁江波 葛正浩 厉成龙 前言 在新产品的开发过程中，总是需要在投入大量资金组织加工或装配之前对所设计的零件或整个系统加工一个简单的例子或原型。这样做主要是因为生产成本昂贵，而且模具的生产需要花费大量的时间准备，因此，在准备制造和销售一个复杂的产品系统之前，工作原型可以对产品设计进行评价、修改和功能验证。 一个产品的典型开发过程是从前一代的原型中发现错误，或从进一步研究中发现更有效和更好的设计方案，而一件原型的生产极其费时，模具的准备需要几个月，因此一个复杂的零件用传统方法加工非常困难。 快速成型(Rapid Prototyping)技术是近年来发展起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技术总称，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其它方法将材料堆积而形成实体零件。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加。因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任何复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。 一个更为人们关注的问题是一个产品从概念到可销售成品的流程速度。众所周知，在市场竞争中，产品在竞争对手之前进入市场更为有利可图并能享有更大的市场氛围。同时，还有一个更为令人关心的问题是产品的高质量。由于这些原因，努力使高质量的产品快速进人市场就显得极为重要。 快速成型技术问世以来，已实现了相当大的市场，发展非常迅速。人们对材料逐层添加法这种新的制造方法已逐步适应。该技术通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段结合，已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。 1快速成型技术的优点 1)快速成型作为一种使设计概念可视化的重要手段，计算机辅助设计零件的实物模型可以在很短时间内被加工出来，从而可以很快对加工能力和设计结果进行评估。 2)由于快速成型技术是将复杂的三维型体转化为两维截面来解决，因此，它能制造任意复杂型体的高精度零件，而无须任何工装模具。 3)快速成型作为一种重要的制造技术，采用适当的材料，这种原型可以被用在后续生产操作中以获得最终产品。 4)快速成型操作可以应用于模具制造，可以快速、经济地获得模具。 5)产品制造过程几乎与零件的复杂性无关，可实现自由制造,这是传统制造方法无法比拟的。 2快速成型的基本原理 基于材料累加原理的快速成型操作过程实际上是一层一层地离散制造零件。为了形象化这种操作，可以想象一整条面包的结构是一片面包落在另一片面包之上一层层累积而成的。快速成型有很多种工艺方法，但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件，区别是制造每一层的方法和材料不同而已。 2. 1快速成型的一般工艺过程原理 2.1.1三维模型的构造 在三维CAD设计软件(如Pro/E\UG\SolidWorks\SolidEdge等)中获得描述该零件的CAD文件，如图1(a)中所示的三维零件。目前一般快速成型支持的文件输出格式为5TL模型，即对实体曲面近似处理，即所谓面型化(Tessallation)处理，是用平面三角面片近似模型表面。这样处理的优点是大大地简化了GAD模型的数据格式，从而便于后续的分层处理。由于它在数据处理上较简单，而且与CAD系统无关，所以很快发展为快速成型制造领域中CAD系统与快速成型机之间数据交换的准标准，每个三角面片用4个数据项表示，即3个顶点坐标和法向矢量，而整个CAD模型就是这样一组矢量的集合。 在三维CAD设计软件对C.AD模型进行面型化处理时，一般软件系统中有输出精度控制参数，通过控制该参数，可减小曲面近似处理误差。如Pro/E软件是通过选定弦高值(eh-chord height)作为逼近的精度参数，如图1为一球体，给定的两种ch值所转化的情况。对于一个模型，软件中给定一个选取范围，一般情况下这个范围可以满足工程要求。但是，如果该值选的太小，要牺牲处理时间及存贮空间，中等复杂的零件都要数兆甚至数十兆左右的存贮空间。并且这种数据转换过程中无法避免地产生错误，如某个三角形的顶点在另一三角形边的中间、三角形不封闭等问题是实践中经常遇到的，这给后续数据处理带来麻烦，需要进一步检查修补。 图1 不同ch值时的效果 (a) ch=0.05 (b) ch=0.22.1.2三维模型的离散处理 通过专用的分层程序将三维实体模型(一般为5TL模型)分层，分层切片是在选定了制作(堆积)方向后，需对CAD模型进行一维离散，获取每一薄层片截面轮廓及实体信息。通过一簇平行平面沿制作方向与CAD模型相截，所得到的截面交线就是薄层的轮廓信息，而实体信息是通过一些判别准则来获取的。平行平面之间的距离就是分层的厚度，也就是成型时堆积的单层厚度。在这一过程中，由于分层，破坏了切片方向CAD模型表面的连续性，不可避免地丢失了模型的一些信息，导致零件尺寸及形状误差的产生。切片层的厚度直接影响零件的表面粗糙度和整个零件的型面精度，分层切片后所获得的每一层信息就是该层片上下轮廓信息及实体信息，而轮廓信息由于是用平面与CAD模型的STL文件(面型化后的CAD模型)求交获得的，所以轮廓是由求交后的一系列交点顺序连成的折线段构成，所以，分层后所得到的模型轮廓已经是近似的，而层层之间的轮廓信息已经丢失，层厚大，丢失的信息多，导致在成型过程中产生了型面误差。 3快速成型的工艺方法 目前快速成型主要工艺方法及其分类见图2所示。文章仅介绍目前工业领域较为常用的工艺方法。 图2 目前快速成型主要工艺方法及其分类3.1熔积成型法(Fused Deposition Modeling) 如图4所示，在熔积成型法( FDM)的过程中，龙门架式的机械控制喷头可以在工作台的两个主要方向移动，工作台可以根据需要向上或向下移动。热塑性塑料或蜡制的熔丝从加热小口处挤出。最初的一层是按照预定的轨迹以固定的速率将熔丝挤出在泡沫塑料基体上形成的。当第一层完成后，工作台下降一个层厚并开始迭加制造一层。FDM工艺的关键是保持半流动成型材料刚好在熔点之上，通常控制在比熔点高1℃左右。 1，热塑性塑料或蜡制熔丝；2，可在x-y平面移动的FDM喷头；3，塑料模型；4，不固定基座；5，提供熔丝FDM制作复杂的零件时，必须添加工艺支撑。如图5(a)的高度，下一层熔丝将铺在没有材料支撑的空间。解决的方法是独立于模型材料单独挤出一个支撑材料，支撑材料可以用低密度的熔丝，比模型材料强度低，在零件加工完成后可以将它拆除。 在FDA4机器中层的厚度由挤出丝的直径决定，通常是从0. 50mm到0. 25mm(从0. 02in到0. O1 in)这个值代表了在垂直方向所能达到的最好的公差范围。在x-y平面，只要熔丝能够挤出到特征上，尺寸的精确度可以达到0. 025mm(O.OO1in)。 FDM的优点是材料的利用率高，材料的成本低，可选用的材料种类多，工艺干净、简单、易于操作且对环境的影响小。缺点是精度低，结构复杂的零件不易制造，表面质量差，成型效率低，不适合制造大型零件。该工艺适合于产品的概念建模以及它的形状和功能测试，中等复杂程度的中小成型，由于甲基丙烯酸ABS材料具有较好的化学稳定型，可采用伽马射线消毒，特别适于医用。 图5 快速成型支撑结构图 (a)有一个突出截面需要支撑材料的零件；(b)在快速成型机器中常用的支撑结构3. 2光固化法(Stereolithography ) 光固化法是目前应用最为广泛的一种快速成型制造工艺，它实际上比熔积法发展的还早。光固化采用的是将液态光敏树脂固化(硬化)到特定形状的原理。以光敏树脂为原料，在计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓为轨迹对液态树脂逐点扫描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应，从而形成零件的一个薄层截面。 成型开始时工作台在它的最高位置(深度a)，此时液面高于工作台一个层厚，零件第一层的截面轮廓进行扫描，使扫描区域的液态光敏树脂固化，形成零件第一个截面的固化层。然后工作台下降一个层厚，使先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂然后重复扫描固化，与此同时新固化的一层牢固地粘接在前一层上，该过程一直重复操作到达到b高度。此时已经产生了一个有固定壁厚的圆柱体环形零件。这时可以注意到工作台在垂直方向下降了距离ab。到达b高度后，光束在x-y面的移动范围加大从而在前面成型的零件部分上生成凸缘形状，一般此处应添加类似于FDM的支撑。当一定厚度的液体被固化后，该过程重复进行产生出另一个从高度b到c的圆柱环形截面。但周围的液态树脂仍然是可流动的，因为它并没有在紫外线光束范围内。零件就这样由下及上一层层产生。而没有用到的那部分液态树脂可以在制造别的零件或成型时被再次利用。可以注意到光固化成型也像FDM成型法一样需要一个微弱的支撑材料，在光固化成型法中，这种支撑采用的是网状结构。零件制造结束后从工作台上取下，去掉支撑结构，即可获得三维零件。 光固化成型所能达到的最小公差取决于激光的聚焦程度，通常是0.0125mm(O.OOO5in)。倾斜的表面也可以有很好的表面质量。光固化法是第一个投人商业应用的RF(快速成型)技术。目前全球销售的SL(光固化成型)设备约占Rl'设备总数的70%左右。SL(光固化成型)工艺优点是精度较高，一般尺寸精度控制在10. 1 mm;表面质量好，原材料的利用率接近100%，能制造形状特别复杂、特别精细的零件，设备的市场占有率很高。缺点是需要设计支撑，可以选择的材料种类有限，容易发生翘曲变形，材料价格较贵。该工艺适合成型制造比较复杂的中小件。 3. 3激光选区烧结(Selective Laser Sinering) 激光选区烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)是一种将非金属(或普通金属)粉末有选择地烧结成单独物体的工艺。该法采用CO:激光器作为能源，目前使用的在加工室的底部装备了两个圆筒： 1)一个是粉末补给筒，它内部的活塞被逐渐地提升通过一个滚动机构给零件造型筒供给粉末; 2)另一个是零件造形筒，它内部的活塞(工作台)被逐渐地降低到熔结部分形成的地方。 首先在工作台上均匀铺上一层很薄(l00~200μm)的粉末，激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结，从而使粉末固化成截面形状，一层完成后工作台下降一个层厚，滚动铺粉机构在已烧结的表面再铺上一层粉末进行下一层烧结。未烧结的粉末仍然是松散的保留在原来的位置，支撑着被烧结的部分，它辅助限制变形，无需设计专门的支撑结构。这个过程重复进行直到制造出整个三维模型。全部烧结完后去掉多余的粉末，再进行打磨、烘干等处理后便获得需要的零件。目前，成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉，用金属粉或陶瓷粉进行直接烧结的工艺正在实验研究阶段。它可以直接制造工程材料的零件，具有诱人的前景。 SLS工艺的优点是原型件的机械性能好，强度高;无须设计和构建支撑;可选用的材料种类多;原材料的利用率接近100% ,缺点是原型表面粗糙;原型件疏松多孔，需要进行后处理;能量消耗高;加工前需要对材料预热2h，成型后需要5~lOh的冷却，生产效率低;成型过程需要不断充氮气，以确保烧结过程的安全性，成本较高;成型过程产生有毒气体，对环境有一定的污染。SLS工艺特别适合制作功能测试零件。由于它可以采用各种不同成分的金属粉末进行烧结，进行渗铜等后处理，因而其制造的原型件可具有与金属零件相近的机械性能，故可用于直接制造金属模具。由于，该工艺能够直接烧结蜡粉，与熔模铸造工艺相接特别适合进行小批量比较复杂的中小零件的生产。 3.4叠层制造(Lamited Object Manufacturing) LOM(叠层制造)工艺将单面涂有热溶胶的纸片通过加热辊加热粘接在一起，位于上方的激光器按照CAD分层模型所获数据，用激光束将纸切割成所制零件的内外轮廓，然后新的一层纸再叠加在上面，通过热压装置和下面已切割层粘合在一起，激光束再次切判，这样反复逐层切割一粘合一切割，直到整个零件模型制作完成。该法只需切割轮廓，特别适合制造实心零件。一旦零件完成.多余的材料必须手动去除，此过程可以通过用激光在三维零件周围切割一些方格形小孔而简单化。 L0M工艺优点是无须设计和构建支撑;激光束只是沿着物体的轮廓扫描，无需填充扫描，成型效率高;成型件的内应力和翘曲变形小;制造成本低。缺点是材料利用率低;表面质量差;后处理难度大，尤其是中空零件的内部残余废料不易去除;可以选择的材料种类有限，目前常用的主要是纸;对环境有一定的污染。LOM工艺适合制作大中型成型件，翘曲变形小和形状简单的实体类零件。通常用于产品设计的概念建模和功能测试零件，且由于制成的零件具有木质属性，特别适用于直接制作砂型铸造模。 4 快速成型技术在向产品生产化发展中所存在的主要问题 在制造业日趋国际化的状况下，缩短产品开发周期和减少开发新产品投资风险，成为企业赖以生存的关键。因此，快速成型、快速制模、快速制造技术将会得到进一步发展。 4. 1快速成型技术研究中存在的问题。 1)材料问题.目前快速成型技术中成型材料的成型性能大多不太理想，成型件的物理性能不能满足功能性、半功能性零件的要求，必须借助于后处理或二次开发刁'能生产出令人满意的产品。由于材料技术开发的专门性，一般快速成型材料的价格都比较贵，造成生产成本提高。 2)高昂的设备价格.快速成型技术是综合计算机、激光、新材料、CAD/CAM集成等技术而形成的一种全新的制造技术，是高科技的产物，技术含量较高，所以，目前快速成型设备的价格较贵，限制了快速成型技术的推广应用。 3)功能单一.现有快速成型机的成型系统都只能进行一种工艺成型，而且大多数只能用一种或少数几种材料成型。这主要是因为快速成型技术的专利保护问题，各厂家只能生产自己开发的快速成型工艺成型设备，随着技术的进步，这种保护体制已成为快速成型技术集成的障碍。 4)成型精度和质量问题.由于快速成型的成型工艺发展还不完善，特别是对快速成型软件技术的研究还不成熟，目前快速成型零件的精度及表面质量大多不能满足工程直接使用的需要，不能作为功能性零件，只能作原型使用。为提高成型件的精度和表面质量，必须改进成型工艺和快速成型软件。 5)应用问题.虽然快速成型技术在航空航天、汽车、机械、电子、电器、医学、玩具、建筑、艺术品等许多领域都已获得了广泛应用，但大多仅作为原型件进行新产品开发及功能测试等，如何生产出能直接使用的零件是快速成型技术面临的一个重要问题。随着快速成型技的进一步推广应用，直接零件制造是快速成型技术发展的必然趋势。 6)软件问题。随着快速成型技术的不断发展，快速成型技术的软件问题越来越突出，快速成型软件系统不但是实现离散/堆积成型的重要环节，对成型速度，成型精度，零件表面质量等方面都有很大影响，软件问题已成为快速成型技术发展的关键问题。 4. 2快速成型技术软件系统存在的问题 1)快速成型软件大多是随机安装，无法进行二次开发; 2)各公司的软件都是自行开发，没有统一的数据接口; 3)随机携带的快速成型软件都只能完成一种工艺的数据处理和控制成型; 4)已商品化的通用性软件价格较贵，功能单一，只能进行模型显示、加支撑、错误检验与修正等中的一种或几种功能，而且也存在数据接口问题，不易集成; 5）商品化的软件还不完善，不能满足当前快速成型技术对成型速度、成型精度和质量的要求; 6)当前的数据转换模型缺陷较多，对CAD模型的描述不够精确，从而影响了快速成型的成型精度和质里。 5快速成型技术的发展方向 目前国内外快速成型的研究、开发的重点是快速成型技术的基本理论、新的快速成型方法、新材料的开发、模具制作技术、金属零件的直接制造、生物技术与工程的开发与应用等。另外，还要追求RPM(快速成型制造)的更快的制造速度、更高的制造精度、更高的可靠性，使RPM设备的安装使用外设化，操作智能化;使RPM设备的安装和使用变得非常简单，不需专门的操作人员。具体说来，有以下几点: 1）采用金属材料和高强度材料直接成型是RPM重要发展方向，采用金属材料和高强度材料直接制成功能零件是RPM(快速成型制造)一个重要发展方向。美国Michigan大学的Manzumd采用大功率激光器进行金属熔焊直接成型钢模具;Stanford大学的Print。用逐层累加与五座标数控加工结合方法，用激光将金属直接烧结成型，可获得与数控加工相近的精度。 2)不同制造目标相对独立发展。从制造目标来说RPM(快速成型制造)主要用于快速概念设计成型制造、快速模具成型制造、快速功能测试成型制造及快速功能零件制造。由于快速概念型制造和快速模具型制造的巨大市场和技术可行性，将来这两个方面将是研究和商品化的重点。由于彼此特点有较大差距，两者将是相对独立发展的态势，快速测试型制造将附属于快速概念型制造。快速功能零件制造将是发展的一个重要方向，但技术难度很大，在今后的很长一段时间内，仍将局限于研究领域。 3)向大型制造与微型制造进军。由于大型模具的制造难度和RPM(快速成型制造)在模具制造方面的优势，可以预测，将来的RPM市场将有一定比例为大型原型制造所占据。与此成鲜明对比的将是RPM(快速成型制造)向微型制造领域的进军。SL技术的一个重要发展方向是微米印刷(Microlithography) ,用来制造微米零件( Microseale Parts)。而针对我国的具体国情，快速成型技术今后的主要发展方向有:1)成型工艺、成型设备和成型材料的研发与改进;2)直接快速成型的金属模具制造技术;3)基于因特网的分散化快速原型、快速模具的网络制造技术研究;4)与生物技术相结合;5)进一步完善软件的功能. 6 结束语 快速成型的出现把传统的加工带入全新的数字化领域，要让快速成型与制造技术得到越来越广泛、深人的应用，应从各个方面着手完善和发展该系统，进一步拓宽该技术的应用范围。 文秘杂烩网
基本学制：四年 | 招生对象： | 学历：中专 | 专业代码：080203
培养目标
培养目标
培养目标：本专业培养适应21世纪现代化建设需要，德、智、体等方面全面发展，具有强烈的 爱国敬业精神、社会责任感、良好的工程素质、职业道德和人文科学素质，具备机械科学、材料科 学、自动化及计算机基础知识和应用能力，能够在材料加工理论、材料成型过程自动控制、成型工 艺过程及装备设计及先进材料工程等领域从事科学研究、技术开发、设计制造、生产组织与管理， 具有实践能力和创新意识的复合型高级工程科技人才。
培养要求：本专业学生主要学习自然科学及机械工程、材料科学、材料成型加工工艺及技术 和装备的设计方法与控制理论等方面的基本理论和专业基础知识，接受工程素质和人文科学素 质的基本培养和工程师的基本训练，具备在本专业领域从事设计、制造、技术开发、科学研究、生 产组织与管理等方面的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力：
1．较系统地掌握本专业领域宽广的基础理论与基本知识，主要包括力学、机械学、电工与电 子技术、材料科学、自动化基础、材料成型与控制基础、市场经济及企业管理等基础知识；
2．掌握较扎实的自然科学基础、社会科学和经济管理方面的基本理论知识，具有一定的文 学艺术修养和较好的人文科学素养；
3．具有较强的自学能力和信息获取、处理、分析、总结和表达能力，具有计算机和外语应用 能力，具备初步从事与本专业有关的产品与工艺研究、设计、开发和生产组织与管理的能力；
4．了解国家有关行业和企业管理与发展的重大方针、政策和法规以及本专业相关的职业和 行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规以及技 术标准，能正确认识工程对于客观世界和社会的影响；
5．了解材料成型及控制工程领域最新的发展动态，包括新工艺、新方法、先进的成型设备和 控制方法以及新的成型理论知识；
6．掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识，具有综合运用理论和技术手段设计 系统和过程的能力，设计过程中能综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等因素；
7．具有初步的组织管理能力，较强的交流沟通、环境适应和团队合作能力，以及终身学习 能力；
8．具有全球意识、国际视野和跨文化交流能力，了解全球化背景下工程技术问题对环境和 社会的影响。
主干学科：材料科学与工程、机械工程及自动化、力学。
核心知识领域：工程图学、工程力学、机械设计基础、电工电子基础、控制工程基础、材料成型 技术基础、金属凝固原理及技术、金属塑性成型原理、材料连接原理与技术、材料成型设备、材料 加工CAD/CAE/CAM技术基础、先进材料成型技术与理论、热加工传输原理等。
主要实践性教学环节：金属工艺实习、电子工艺实习等工程训练以及机械设计课程设计、专 业课程设计、认识实习、生产实习、毕业设计（论文）、科技创新与社会实践等。
主要专业实验：
1．工程力学实验、机械设计基础实验、电工电子技术基础实验、传动与控制技术实验等专业 基础实验；
2．热处理原理与工艺实验，包括退火、正火、淬火、回火等基本热处理工艺，以及钢铁热处理 后的各种主要的组织形态及性能实验等；
3．金属液态成型工艺实验，包括液态金属流动性测试、铸件温度场测试和定向凝固等；
4．塑性加工力学实验，包括真实应力一应变曲线测试、摩擦因子的测定、平面变形抗力的测 定和硬化曲线的测定等；
5．焊接原理实验，包括焊接热循环测定、焊接过程中的变形测定、焊接接头中残余应力的测 定等；
6．模具设计实验，包括模具拆装和模具CAD/CAM设计等；
7．材料成型过程的计算机模拟实验； 8．材料成型设备实验； 9．特种热加工成型工艺实验。 修业年限：四年。 授予学位：工学学士。
职业能力要求
职业能力要求
专业教学主要内容
专业教学主要内容
《材料热力学》、《自动控制原理实验》、《CAD技术基础》、《模具制造工艺学》、《动力学》、《表面工程学》、《材料加工工程》、《金属学及热处理》、《模具材料及失效分析》、《材料力学性能》 部分高校按以下专业方向培养：模具、焊接技术、模具设计制造及自动化。
专业（技能）方向
专业（技能）方向
机械制造类企业：生产过程控制、技术开发、机械制造、塑性加工、焊接材料、模具设计与制造、热处理、金属材料加工。
职业资格证书举例
职业资格证书举例
继续学习专业举例
就业方向
就业方向
就业方向：该专业学生毕业后可在工业生产第一线从事热加工领域内的设计制造、试验研究、运行管理和经营销售等方面工作。从事职业有机械设计/制造、材料类、机械制图、模具设计/制造与维修等。
对应职业（岗位）
对应职业（岗位）
材料成型及控制工程是研究塑性成型及热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法;研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。 该专业是国民经济发展的支柱产业，是制造业的核心专业，是先进制造业和智能制造技术(比如3D打印)的主要专业。
从性能和加工处理方面分析。1、性能方面：金属液态成型产品质量好，生产效率高。压力加工成型产生的经济效果优良。2、加工处理方面：金属液态成型产品流态不稳定，铸件易产生气孔，不宜进行热处理。压力加工成型对内凹复杂的铸件，压铸较为困难。
从性能和加工处理方面分析。1、性能方面：金属液态成型产品质量好，生产效率高。压力加工成型产生的经济效果优良。2、加工处理方面：金属液态成型产品流态不稳定，铸件易产生气孔，不宜进行热处理。压力加工成型对内凹复杂的铸件，压铸较为困难。
：①材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；②原型的复制性、互换性高；③制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越；④加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50％，加工周期缩短70％以上；⑤高度技术集成，可实现设计制造一体化。
液态成形就是铸造，其方法通常有：熔模铸造、消失模铸造、压力铸造、离心铸造等；金属液态成形的突出特点有：1、可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯，2、适应性强——合金种类和铸件大小几乎不受限制，3、铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备成本低。
一下你可以参考一下： 低分子量聚丙烯酸钠的制备 低分子量聚丙烯酸钠的合成主要有以下三种方法：①中和法；②聚合法；③皂化法。 1)中和法 中和法是指在引发剂和链转移剂的作用下，丙烯酸在其水溶液中发生聚合反应，生成聚丙烯酸，然后用氢氧化钠水溶液中和，生成聚丙烯酸钠。2)聚合法 聚合法是指先用氢氧化钠水溶液中和单体丙烯酸，生成丙烯酸钠单体，然后在引发剂的和链转移剂的作用下，在水溶液中聚合，生成聚丙烯酸钠：3)皂化法 皂化法是指先由丙烯酸与甲醇反应生成丙烯酸甲酯，在引发剂和链转移剂的作用下聚合为聚丙烯酸甲酯，再在聚丙烯酸甲酯的悬浮液或乳液中加入氢氧化钠水溶液，并加热至100℃维持几个小时，(或者先与氢氧化钠作用，再在引发剂何链转移剂的作用下聚合)即可得聚丙烯酸钠，副产品是烷基醇，可以用气提法除去。由于这种方法工艺流程较长，还需要进一步除去副产物，因此在工业生产中应用不太多。 据文献U.S.P4301266报道，采用APS引发剂体系，在异丙醇一水混合溶剂体系中，丙烯酸均聚合，可得分子量小于2x1护的低分子量聚丙烯酸。 国外有机分散剂产品的分散性能最好的为美国大洋公司的产品SN-5040。近年来，国内有机分散剂的开发应用比较活跃，其中北京的DC分散剂，上海的YH分散剂为开发较成功的产品。YH分散剂采用的工艺是：自由基水溶液聚合，异丙醇作链转移剂，过硫酸按作引发剂，引发游离基的聚合反应，固含量为30-38%.，分散性能良好，但固含量太低，生产成本高。DC分散剂采用的工艺是：聚合、蒸馏(除去链转移剂和水的混合物)、中和，其固含量虽达要求，但生产周期长，成本高。 上述传统的生产工艺都是在比较高的温度进行，并且要蒸馏回收大量的链转移剂，操作费时、耗能。孙晓日以氧化还原催化剂在较低温度下直接合成了低分子量聚丙烯酸钠，经造纸厂实际应用试验证明，该分散剂可单独或与无机磷酸盐分散剂复配使用，对高岭土、硫酸钡、碳酸钙及其混合体均有良好的分散效果。郭永利等人以水为溶剂，APS-SHS氧化还原引发体系，研究了丙烯酸及其共聚物的合成，结果得到分子量小于2万，且无色或淡黄色透明的低分子量聚合物。 何静月等通过研究影响聚丙烯酸钠分子量的各种因素，使用脂肪酸盐等助剂，采用分步聚合的新工艺合成出分子量为500-700、1000-1500和2000-3000的低分子量聚丙烯酸钠。合成出的聚丙烯酸钠不仅分子量较低，而且分子量分布较窄，分散性良好，应用实验表明其分散效果优于分散剂DC，与进口产品SN-5040相当。 在装有回流冷凝器、温度计、搅拌器和滴液漏斗的250mL四口瓶中依次加入一定量的去离子水和链转移剂(异丙醇或丙酮或四氯化碳等)，在室温下搅拌均匀，加热升温至一定温度，开始滴加丙烯酸单体和引发剂(过硫酸钾或过硫酸按)水溶液，3h左右滴定完毕，再保温反应3h，冷却至30℃至40℃后用质量分数的为30%的氢氧化钠水溶液中和至pH=7-,.8，然后将反应装置改为蒸馏装置，加热蒸出链转移剂以回收利用，得浅黄色粘稠低分子量聚丙烯酸钠溶液，洗涤后置于50℃左右的真空干燥箱中，干燥至恒重，粉碎包装。 聚合反应将以极快的速率进行，体系产生大量的积热，在普通的玻璃烧瓶反应器中，体系产生的积热在一分钟内从50℃到达剧烈沸腾状态而发生爆聚。若提高聚合温度，亦即增大了反应速率常数，同时由于单体浓度很高使聚合速率增大而发生爆聚。探索性试验结果与聚合反应动力学原理相符，因此在选择合成工艺时应注意以下问题： a.因单体中杂质起阻聚作用，单体采用精馏过的产品。 b.氧分子可看作双自由基，对单体有明显的阻聚作用。氧与链自由基反应形成较稳定的过氧自由基。因此，通入氮气驱赶反应器内的氧。 c.防止爆聚，如果将所有组分同时加入反应器内进行聚合，由于烯类单体在聚合时热效应大，而聚合反应速度又快，易产生爆聚。为了控制热量的放出速度以维持一定的聚合温度，可采取回流冷凝交换散热，分批加入引发剂，控制单体滴加速度等措施。 d.控制搅拌速度，使反应物混合均匀。若搅拌速度太快，反应器内物料将出现漩涡和飞溅。 聚合温度对聚合速率和产品质量都有重要影响。反应温度是由引发剂的分解温度决定的。用过硫酸馁为引发剂，其分解温度大约为70℃，温度过低，聚合反应不易发生或反应速率太慢；温度过高，引发剂分解速率过快，聚合反应热量不易散出，易爆聚。 丙烯酸的聚合热为 -67kJ/mol，合成过程中反应产生的积热可以使体系在1分钟内从50℃上升到100℃的沸腾状态，这种现象称为爆聚。爆聚既影响产品质量，还有可能酿成事故。 目前的合成方法主要是以过硫酸盐为引发剂、异丙醇为链转移剂进行动态水溶液聚合，通过大量链转移剂在冷凝回流作用下移走反应热，以及通过滴定单体和引发剂溶液控制反应速度，来防止爆聚的。但这样操作复杂，生产周期长，能耗高，设备利用率低，生产成本高。 静态水溶液聚合法是近年来出现的聚丙烯酸钠合成新方法，这种方法不使用异丙醇，单体浓度高、聚合周期短，有利于降低制造成本。缺点是聚合过程中伴随着凝胶化现象，放热剧烈，有大量自由基向大分子链转移并引起大分子间相互交联，导致产物中有水不溶物，产品质量较差，尚未工业化生产。 静态水溶液聚合法是指将所有组分同时加入自制的平板式反应器中，瞬间混合均匀后，静置于一定温度的水浴中进行聚合的一种合成方法。 向自制的平板式反应器中加入丙烯酸单体，用30%的NaOH溶液中和，冷却至60℃，依次加入链转移剂和引发剂溶液，混合均匀，置于60℃的水浴中，保温反应3h，得浅黄色粘稠溶液，洗涤后置于50℃的真空干燥箱中，干燥至恒重，粉碎包装。若聚合温度低，用少量的链转移剂或直接混合原料都会发生爆聚；只有在高温下，采用连续滴加单体于含有大量的链转移剂的溶液中才可以实现平稳聚合。这与聚合反应动力学原理相符，在发生爆聚的反应过程中，反应放出的热不能及时释放，体系产生大量积热，反应液的温度急剧升高，故发生爆聚:而在发生平稳聚合的反应过程中，一方面连续滴加单体3h左右，减缓了反应速率，另一方面在高温下，大量的链转移剂的冷凝回流带走了大量的反应热，反应液的温度得到有效控制，故反应平稳进行。但是在这样的条件下合成低分子量聚丙烯酸钠，链转移剂用量较大，如果滴定速度不均匀或过快，就会引起分子量分布变宽或爆聚，影响产品质量。所以，传统动态合成法操作复杂，生产周期长，能耗高，设备利用率低，生产成本高。 由上述讨论可知，解决聚合过程中的爆聚问题是导致传统合成方法中链转移剂用量较大，操作复杂，生产周期长，设备利用率低，能耗大等问题的根源，而爆聚是由于反应积热引发的，所以用简便的方法解决积热问题，就可以解决传统动态法合成中存在的问题。 解决积热问题的关键就是使反应热及时排出，实现放热与散热的平衡，从而有效控制反应液的温度，防止爆聚现象的发生。 为了考察反应过程中的放热情况，配制35wt %的丙烯酸钠水溶液，用过硫酸钾作催化剂进行聚合反应。聚合反应放热从50℃开始，在63. 3℃和80. 9℃时分别有两个放热峰，且第二个峰所对应的面积远大于第一个峰所对应的面积。这是因为一方面温度升高，引发剂的分解速率速率增大，聚合反应速率加大;另一方面生成的聚丙烯酸钠作为模板发生了自动加速效应。 在普通玻璃烧瓶中聚合，反应液的温度在一分钟内由60℃上升至100℃，体系发生爆聚；而在自制的平板式反应器中聚合，反应液温度达到60℃后变化不大，趋于稳定，体系平稳聚合。这是因为普通的玻璃反应器比表面积小，散热效果差，体系积热，引发爆聚；而平板式反应器散热效果好，实现了放热与散热的平衡，反应液的温度得到有效的控制。 故用平板式反应器代替传统的反应器，可以有效解决积热问题。这样聚合过程无须搅拌和滴定，由传统的动态法转化成静态法，简化了操作，缩短了聚合时间，节约了能源。 不同的链转移剂有不同的聚合温度，其中异丙醇和丙酮的用量较大(单体的200-300% )，其聚合在带有冷凝回流的四口瓶中进行；十二硫醇用量较少(单体的4%)，其聚合在平板式反应器中进行。 单体浓度也是引起爆聚的一个重要原因。丙烯酸单体的聚合热大，进行高浓度的聚合，很难实现对聚合过程的控制，故通常聚合浓度在40%以下。实验结果与这相一致，在以异丙醇为链转移剂的传统聚合方法中，虽然单体占水重的100-200%，但是在大量异丙醇存在的整个反应体系中单体浓度只有25-30%，所以结合其他条件可以无爆聚进行。在以十二硫醉为链转移剂的聚合反应中，由于链转移剂用量较少，对单体浓度没有多大影响，实验发现，控制单体浓度为30%较为合适。 由以上分析讨论可知，低聚丙烯酸及其钠盐合成时的防爆聚措施主要有以下四条。一、选择合适的反应器，实现放热与散热的平衡。二、选择合适的聚合温度，由DSC曲线可以看出，控制聚合温度在60℃，反应平缓。三、选择合适的单体浓度，减缓体系积热引起的温度上升。四、选择合适的分子量调节剂，抑制分子量的急剧增加。当然，引发剂浓度也是影响爆聚的重要因素，但是要合成低分子量的聚合物，引发剂浓度不能太低。 综上所述，静态水溶液聚合法是合成低分子量聚丙烯酸钠的一种行之有效的方法。聚合反应器、聚合温度、单体浓度、分子量调节剂的类型等因素对聚合过程和产物的分子量具有重大影响。在平板式反应器中，以十二硫醇为分子量调节剂，用静态水溶液聚合法合成低分子量聚丙烯酸钠，实现了放热与散热的平衡，既有效控制了产物的分子量，又避免了爆聚的发生。当单体浓度为30%，分子量调节剂用量为4%(占单体重)，引发剂用量为4%(占单体重)，聚合温度为60℃，反应时间为3h，可合成出分子量为5000左右的低分子量聚丙烯酸钠，产物水溶性好，分子量分布窄，且单体转化率在99%以上。1.4 利用废腈纶制备聚丙烯酸衍生物1.4.1 腈纶废丝的利用研究综述 腈纶废丝是分子量小于100000的聚合物，其柔软性、卷曲度、拉伸性、弹性等不合格，不能用在纺织品生产上。据统计，每生产1吨的腈睛纶，就会产生1%的废丝。因此，我国每年的睛纶废丝产量相当可观。虽然一部分废丝牵伸后得到重新利用，但仍有相当部分的废丝需另找出路。由于睛纶废丝不能解聚，不能热压成型，燃烧时会散发出有害气体。因此，若能将睛纶废丝水解产物制成高聚丙烯酸衍生物，不仅可以解决废丝的处理问题，而且可以使聚丙烯酸衍生物的成本大大地降低，这不失为一个一举两得的好方法。 1994年合肥联合大学的丁伦汉采用10%A1C13水溶液作为腈纶废丝水解物的交联剂制备高吸水性树脂，A1C13溶液的较佳用量为2.0ml/g。所得高吸水树脂产品可吸收蒸馏水800g/g，生理盐水22g/g，洗涤和烘干过程对吸水率影响较大。 1996年哈尔滨市环境保护科学研究所王凤艳和杨建华等以腈纶废丝为原料.进行碱催化水解，制备污水处理剂一絮凝剂。研究了水解工艺对产物的影响。并用该絮凝剂对选煤厂的污水进行处理，效果良好。 1996年合肥联合大学建工系丁伦汉和彭守宁等将睛纶废丝在碱性条件下水解，经中和、洗涤后，加入交联剂甲醛反应，制得高吸水性树脂。实验表明，甲醛最佳用量为0.22%左右.所得树脂吸水率稳定在600-800g/g。 1998年江苏淮阴工业专科学校化工系李登好和郭迎卫以聚丙烯腈( PAN )废丝为原料，经皂化水解，甲醛交联制备了高吸水树脂，研究了水解工艺条件对水解物的影响以及粘度、交联剂用量等对高吸水树脂的吸水率的影响，最终得到的吸水树脂吸水率为500g/g，生理盐水为61g/g。 1999年西北纺织工学院沈艳琴以腈纶废丝为主，以丙烯酸酯和丙烯酰胺为辅，合成的BY型丙烯类合成浆料，其外观白色粉末，有效成分88%以上，6%水溶液粘度60-100mPa.s ，pH值为6~8，经过试验表明，BY型浆料易溶于水，和淀粉及淀粉+PVA具有良好的混溶性，在淀粉+PVA浆中，BY型浆料可取代15%-20%的PVA。 2003年中原石油勘探局氯化橡胶厂陆颖舟介绍了一种由腈纶废丝常压皂化水解制备水解聚丙烯睛的新工艺路线。研究了氢氧化钠用量、水用量、温度等对水解反应的影响，找出了最佳的水解工艺条件。引入了一种新型的沉析剂处理水解产物，降低了生产成本和排污负荷。同年，中石化股份公司齐鲁分公司研究院的李留忠和于元章等将腈纶水解处理后制备出多种高附加值的产品，文中研究了聚丙烯腈碱法水解工艺的水解过程、水解程度，考察了水解工艺条件和水解配方对产物性能的影响。结果表明，m(PAN)/m(NaOH)/m(H2O) = 1/0.6/5时，在95℃水解4h，得到含羧钠基、酰胺基等多种亲水性基团的均匀透明的无规共聚物水溶液。采用FTIR、 XRF (X荧光光谱)、ZC-NMR等对产物进行了分析表征，进一步验证了试验结果。 PAN废丝的利用国外已有报导)，如前苏联将PAN废丝经浓碱皂化水解，得到的水解产物代替纺织工业用的淀粉浆料。日本也将同类型产品作为土质稳定剂等。 一般而言，腈纶废丝在碱性条件下进行水解所得的水解产物可以看成是聚丙烯酸衍生物的多元共聚物，因此，PAN废丝的综合利用在一定程度上可以说是相对应的聚丙烯酸衍生物的应用。 在无机酸、碱、加热、加压条件下，睛纶废丝聚合物链中的侧基氰基(-CN)可以发生水解，使之转变为极性较强的羧基(-COOH )、酰胺基(-CONH2)等官能团，使之由固态转变成了液态，这不仅提高了其流动性，而且由于这些基团还能与其它的一些基团化合或配位，赋予了产物新的性质，从而拓宽了其应用范围。1.4.2 腈纶废丝的酸法水解 在硫酸、盐酸等强酸和适当的温度下，腈纶废丝即发生如下水解反应。产物的结构与酸的种类及反应温度有关。工业上一般使用浓H2SO4进行催化。如果用75%-95%冷浓硫酸，使腈纶废丝水解4小时，主要产物为聚丙烯酰胺，水解产物中-COOH含量小于1%；用50%硫酸加热到120-140℃，催化水解腈纶废丝10小时，则主要产物是聚丙烯酸，其他基团较少。 该法设备简单，使用耐酸的搪瓷反应釜即可，但要求设备的气密度较高，回流冷凝器热交换效率好。缺点是所用的硫酸太浓，导致成本增加，不利于操作和环境。1.4.3 腈纶废丝的碱法水解 聚丙烯腈纤维一般采用主单体丙烯睛(约占93%)、改性单体丙烯酸甲酯和第三单体苯乙烯磺酸钠三元共聚合成，是一种疏水性较强的高分子材料。用碱法水解可对设备无特殊要求。在碱性物质的催化和加热条件下，腈纶废丝即发生水解反应。可供选用的碱性催化剂是NaOH、KOH、水玻璃、磷酸三钠、磷酸三钾、硫化钠、氢氧化钙、氨水，这些物质又称为皂化剂。在皂化水解过程中，腈纶废丝由白色转变为黄色，继而转变为橙红色或棕红色，同时有氨气不断逸出，最后纤维状消失，得到浅黄色或乳白色粘稠液体。皂化剂可以单独使用，也可混合使用，但常用NaOH做皂化剂。NaOH可用固体的，也可以用浓度5%以上的液体。如果提高反应釜内压力，NaOH用量可以减少。 将最终反应的黄色或深黄色半透明溶液放置到室温，真空抽滤，除去溶液中的不溶性杂质，将滤液收集在大烧杯中。然后向滤液中倒入等体积的无水乙醇(作沉析剂)，并用玻璃棒轻轻搅拌即可得到淡黄色或白色粘稠状膏体沉析物，将此沉析物取出放入小塑料盘中静置，使表面多余的沉析剂挥发掉，然后将沉析物放入真空干燥6-7h，脱除沉析物中残余的乙醇和水分。 干燥后得到的淡黄色固体即为目的产物一部分水解聚丙烯酞胺。用盐酸将睛纶废丝的水解产物调至中性，用上述方法使之干燥。制备成产品絮凝剂PAM。沉析分离后所剩余的分离液通过蒸馏回收，其中的乙醇可以回收净化后重复使用。水解反应中剩余的碱富集于母液中，在母液中再加入一定量的碱又可以投入睛纶废丝进行水解反应。
工学论文开题报告
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毕业设计题目：年产4200吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计
指导教师 ：
院 系： 科亚学院
专业班级 ： 科化工0401班
学 号：
姓 名：
日 期： XX年 3月 7日
1、环氧氯丙烷的物理、化学性质
环氧氯丙烷（ec）英文名：3—chloro—1，2—epoxypropane;epichlorohydrin。 分子式：c3h5clo ，分子量：92。52 ， 熔点—25。6℃，沸点117。9℃，相对密度（水=1）：1。18（20℃），相对密度（空气=1）： 3。29 ，饱和蒸汽压 （kpa）：1。8（20℃） ，自燃点415 ℃，折射率（nd20）1。438。 微溶于水，可混溶于醇、醚、4氯化碳、苯。无色油状液体，有氯仿样刺激气味。用于制环氧树脂，也是1种含氧物质的稳定剂和化学中间体 易燃其蒸气与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起分解爆炸和燃烧。若遇高热可发生剧烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。
2、环氧氯丙烷的生产原料及主要产品
环氧氯丙烷是1种重要的有机化工原料和精细化工产品，用途10分广泛。以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强，耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点，在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。此外，环氧氯丙烷还可用于合成甘油、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增塑剂、（缩）水甘油衍生物、氯醇橡胶等多种产品，用作纤维素酯、树脂、纤维素醚的溶剂，用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。
1原料：丙烯
丙烯的化学结构式：ch2=chch2oh 。物理性质：：无色透明液体，熔点：—129，沸点：97。1，闪点：28，密度（20）：0。854，折光率：1。4135。。
用途：：丙烯醇是医药，农药和香料的中间体。主要的衍生物及其用途为：用于合成环氧氯丙烷、甘油、1，4—丁2醇以及烯丙基酮，生产增塑剂和工程塑料等重要有机合成原料。此外，其碳酸盐可以做光学树脂、安全玻璃和显示屏，其醚可以做聚合物的增黏剂等。
2主要产品：环氧树脂
目前我国的环氧氯丙烷主要用于生产环氧树脂，其消费比例为环氧树脂占85%，合成甘油占7%，氯醇橡胶占2%，其他如溶剂、稳定剂、表面活性剂、阻燃剂、油田化学品、水处理剂等占6%
3、环氧氯丙烷工艺生产方法及选择
目前，工业上环氧氯丙烷的生产方法主要有丙烯高温氯化法和乙酸丙烯酯法两种。
丙烯高温氯化法是工业上生产环氧氯丙烷的经典方法，由美国shell公司于1948年首次开发成功并应用于工业化生产。目前，世界上90%以上的环氧氯丙烷采用此法进行生产。其工艺过程主要包括丙烯高温氯化制氯丙烯，氯丙烯与次氯酸化合成2氯丙醇，2氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷3个反应单元。
4、 工艺流程叙述
（1）丙烯高温氯化法：
（1）丙烯高温氯化制氯丙烯
丙烯与氯气经干燥、预热后以摩尔比4～5：1混合进入高温氯化反应器，短时间（约3 s）内进行反应，生成氯丙烯和氯化氢气体。精制后得氯丙烯产品，同时副产d—d混剂（1，2—2氯丙烷和1，3—2氯丙烯），氯化氢气体经水吸收后得到工业盐酸。
ch2=chch2 + cl2 →ch2=chch2cl +hcl
（2）氯丙烯次氯酸化合成2氯丙醇
氯气在水中生成次氯酸（或采用介质叔丁醇和氯气在naoh溶液中反应生成叔丁基次氯酸盐，该盐水解生成次氯酸，叔丁醇循环使用），次氯酸与氯丙烯反应生成2氯丙醇（过程中2氯丙醇浓度1般控制在4%左右）。
2ch2=chch2cl +2hocl→ clch2chclch2oh + clch2chohch2cl
2，3—2氯丙醇，70%） （1，3—2氯丙醇，30%）
（3）2氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷
2氯丙醇水溶液与ca（oh）2或naoh反应生成环氧氯丙烷。
（3）2氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷
2氯丙醇水溶液与ca（oh）2或naoh反应生成环氧氯丙烷。
clch2chclch2oh + clch2chohch2cl + 1/2 ca（oh）2→
clch2chclch2oh + clch2chohch2cl + 1/2 ca（oh）2→
丙烯高温氯化法的特点是生产过程灵活，工艺成熟，操作稳定，除了生产环氧氯丙烷外，还可生产甘油、氯丙烯等重要的有机合成中间体，副产d—d混剂（1，3—2氯丙烯和1，2—2氯丙烷）也是合成农药的重要中间体。缺点是原料氯气引起的设备腐蚀严重，对丙烯纯度和反应器的材质要求高，能耗大，氯耗量高，副产物多，产品收率低。生产过程产生的含氯化钙和有机氯化物污水量大，处理费用高，清焦周期短。
（2）乙酸丙烯酯法
前苏联科学院与日本昭和电工均开发了利用乙酸丙烯酯为原料生产环氧氯丙烷的生产工艺。前苏联是采用先氯化后水解工艺，昭和电工则采用先水解后氯化工艺。其工艺过程主要包括合成乙酸丙烯酯，乙酸丙烯酯水解制烯丙醇，合成2氯丙醇以及2氯丙醇皂化生成环氧氯丙烷4个反应单元。
（1）在钯和助催化剂作用下，丙烯与氧在温度160～180 ℃、压力0。5～1。0 mpa，乙酸存在下反应生成乙酸丙烯酯。
ch2=chch2+ 1/2o2 + ch3cooh→ ch2=chch2ococh3 +h2o
（2）在温度60～80 ℃、压力0。1～1。0 mpa下，以强酸性阳离子交换树脂为催化剂，乙酸丙烯酯经水解反应生成烯丙醇。
ch2=chch2ococh3 +h2o→ ch2=chch2oh +ch3cooh
（3）在温度0～10 ℃，压力0。1～0。3 mpa条件下，烯丙醇与氯通过加成反应生成2氯丙醇。
ch2=chch2oh + cl2→ ch2clchclch2oh
（4）2氯丙醇与氢氧化钙发生皂化反应生成环氧氯丙烷。
ch2clchclch2oh+ 1/2ca（oh）2→ ch2— chch2cl + 1/2cacl2 +h2o
与传统的丙烯高温氯化法相比较，乙酸丙烯酯法具有以下优点：（1）避免了高温氯化反应，反应条件温和，易于控制，不结焦、操作稳定，丙烯、氢氧化钙和氯气的用量大大减少，反应副产物和含氯化钙废水的排放量也大大减少。（2）开发了丙烯醇的氯化加成反应系统，成功地将氧引入环氧化物中，首次实现了由氧氧化代替氯氧化的技术，减少了醚化副反应，提高了系统的收率。（3）工艺过程无副产盐酸产生。（4）可以较容易获得目前技术还不能得到的高纯度烯丙醇。主要缺点是工艺流程长，催化剂寿命短，投资费用相对较高。
5、安全环保措施
（1）燃烧爆炸危险性：
危险特性：其蒸气与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起分解爆炸和燃烧。若遇高热可发生剧烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。易燃性（红色）：3 反应活性（黄色）：2
灭火方法：泡沫、2氧化碳、干粉、砂土。消防器具（包括scba）不能提供足够有效的防护。若不小心接触，立即撤离现场，隔离器具，对人员彻底清污。高温下能发生自反应，阻塞安全阀，导致罐体爆炸。蒸气能扩散到远处，遇点火源着火，并引起回燃。封闭区域内的蒸气遇火能爆炸。如果该物质或被污染的流体进入水路，通知有潜在水体污染的下游用户。
（2）包装与储运
储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源。仓温不宜超过 30℃。防止阳光直射。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、碱类分开存放。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型。罐储时要有防火防爆技术措施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。 erg指南：131 erg指南分类：易燃液体—有毒的
（3）毒性危害
接触限值：中国mac：1mg/m3[皮] 前苏联mac：1mg/m3 美国tlv—twa：acgih 2ppm，7。6mg/m3 美国tlv—stel：未制订标准。
蒸气对呼吸道有强烈刺激性。反复和长时间吸入能引起肺、肝和肾损害。高浓度吸入致中枢神经系统抑制可致死。蒸气对眼有强烈刺激性，液体可致眼灼伤。皮肤直接接触液体可致灼伤。口服引起肝、肾损害，可致死。慢性中毒：长期少量吸入可出现神经衰弱综合征和周围神经病变。 iarc评价：2a组，可疑人类致癌物;动物证据充分 ntp：可疑人类致癌物 idlh：75ppm，潜在致癌物嗅阈：0。934ppm osha：表z—1空气污染物 niosh标准文件：niosh 76—206 健康危害（蓝色）：
（4）防护措施
密闭操作，全面排风。空气中浓度超标时，戴面具式呼吸器。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴自给式呼吸器。戴化学安全防护眼镜。穿紧袖工作服，长筒胶鞋。戴防化学品手套。工作后，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。防止皮肤和粘膜的损害。
（5）泄漏处置：
疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，切断火源。应急处理人员戴自给式呼吸器，穿防护服。不要直接接触泄漏物，在确保安全情况下堵漏。喷水雾可减少蒸发。用砂土或其它不燃性吸附剂混合吸收，然后收集运至废物处理场所。如大量泄漏，利用围堤收容，然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。
6、当前生产中存在的问题及建议
（1） 积极发展环氧氯丙烷下游产品，带动环氧氯丙烷的生产与发展今后几年，世界主要国家和地区的环氧氯丙烷下游各消费领域依然会发展较快，各地区的环氧氯丙烷的生产主要是自用，估计会有少量出口。今后几年我国的汽车工业，住宅建设，电子工业等领域将有1个高速发展的阶段，随着我国西部大开发，将有大规模的基础设施投入建设，因此，今后几年，我国的环氧氯丙烷的下游产品，如：环氧树脂、合成甘油等的市场需求量将会很大，美国、西欧及日本主要
一、课题的依据和意义：
1、依据：时尚是有艺术品位的生活，时知务也，尚在品质！时尚一族的生活是艺术化的，所追求的生活随着时间的变化也会不断的提高的，但不变的是一直在追求高品质的生活。为了满足这一人群的需要，时尚产品也在不断的更新，向更高的品质发展。
概念车可以理解为未来汽车，汽车设计师利用概念车向人们展示新颖、独特、超前的构思，反映着人类对先进汽车的梦想与追求。概念车往往只是处在创意、试验阶段，也许永不投产。与大批量生产的'商品车不同，每一辆概念车都可以摆脱生产制造工艺的束缚，尽情地夸张地展示自己的独特魅力。时尚一族这个人群在未来的社会中，随着生活水平和精神追求的提高将会愈来愈庞大。为了满足这一人群的旅游出行进行交通设计是又必要性的。
概念车的最大功能就是发现与引导这些变化的方向。肯·奥库亚马说过世界在变，汽车在变，在今后的10年到20年内会变得很剧烈。交通工具也要随着这种变化不管更新、改变。未来概念车的设计可以推动我们的交通发展，解决很多我们生活中现有的一些问题，使我们未来的出行、旅游更加方便。
天马行空、随心所欲在设计中不再是不切实际，对于概念车的设计天马行空的创意和随心所欲的想象已经成为一种珍贵财富。舞动的概念、迸发的理念塑造了经典概念车的楷模。概念车体现了汽车设计师的灵感和风
格，概念车甚至不受量产车的条件限制，可任意采用未经充分验证的新工艺、新材料和新设计，充分发挥想象力和创造力。
针对时尚一族的概念车设计需要打造出时尚、艺术、高品位的产品，因为品质与美是要艺术的手法去塑造，艺术提高品位，艺术是脱俗的，出类拔萃的；时尚是高尚的，时尚离不开艺术，艺术可以创造时尚。
2、意义：时尚赋予人们不同的内涵和神韵，带给人的是一种愉悦的心情和优雅、纯粹与不凡感受，能体现不凡的生活品味，精致、展露个性。人类对时尚的追求，在精神上的或是物质上的追求都促进了人类生活。概念车是汽车中内容最丰富、最深刻、最前卫、最能代表世界汽车科技发展和设计水平的汽车。概念车是时代的最新汽车科技成果，代表着未来汽车的发展方向，因此它展示的作用和意义很大，能够给人以启发并促进相互借鉴学习。因为概念车有超前的构思，体现了独特的创意，并应用了最新科技成果，所以它的鉴赏价值极高。概念车也是艺术性最强、最具吸引力的汽车。
针对时尚一族未来型概念车的设计，将会改变未来生活的方式，改变时尚潮流的走向，引领未来生活中交通方式的发展方向。
二、国内外研究概况及发展趋势：
1、国内概况：中国概念车设计的起步较晚，1999年在上海国际车展，中国以吉祥动物麒麟为名的第一款概念车吸引了世人的目光，这是第一辆由中国人设计，在中国制造并面向中国市场的经济型汽车。稚嫩的车型，俗气的颜色，平平的参数是人不得不感慨中国汽车设计的落后。但是他最
大的意义就是唤起了中国概念车的设计。
2003年的“鲲鹏”是中国感念车的一个亮点。终于有了对外形和颜色的思考，但是不得不说造型依然很丑。虽然不足还有很多，但是“鲲鹏”对所在微型车细分领域的全新探索，演练了低成本构造，泛亚以每两年一辆概念车的速度成长，这使得中国汽车厂商在目睹这一个又一个的中国概念车之后开始醒悟，中国需要概念车的设计。
2、国外概况：国外概念车的设计尤其是欧美国家的概念车设计较为成熟，不论技术上、造型上、色彩搭配上、还是使用方式等创新都处在世界的前端。
发展趋势：
趋势一：传统车型分类被打破交叉车型成趋势。如今越来越多的车型打出了交叉车型的概念。如大众概念车ConceptA亮点：运动轿车与SUV的结合；斯柯达概念车Yeti亮点：SUV、轿车、旅行车等集于一身。趋势二：传统能源殆尽新能源汽车代替。能源问题是目前汽车技术的最大课题，其也直接影响到节能、环保等一系列技术。如雪佛兰Sequel氢燃料电池车亮点：最先进的氢燃料电池车型；福特Reflex柴电混合动力概念车亮点：利用太阳能的柴油电力混合动力。
趋势三：打破汽车结构的未来智能行走机器。设计师们不满足于这些传统汽车概念，他们需要打破常规的、面向未来的智能行走机器。如丰田全新未来概念车Fine—T亮点：智能交通下的未来车。
趋势四：个性化的突破设计。外形设计的突破性，是一款概念车的基
本要求。如雷诺Zoe概念车亮点：不对称的车门设计；福特iosis概念车亮点：奠定福特未来风格的雕塑感设计
三、研究内容及基本思路：
1、研究内容：
造型上，整车为流线型设计，考虑空气力学，要有效地减小风阻，车体设计时尚前卫，动感活力，遵循简约主义的同时又要凸显个性。整车将采用仿生学进行形态设计，将会运用一些中国传统元素穿插在设计之中。把中国风贯彻在在设计中，要体现原创性。
结构上，整车为两厢设计，发动机中置，车门为双开门上旋打开方式。车型初步定为跑车类汽车。
材料上，材料主要以环保型材料取代钢铁和塑料，可能采用碳纤维，不过更多的将会使用采用铝或者钢这样的常见材料。
色彩上，定位人群为时尚一族，因此选用较亮丽的彩色，多种配色方案。
人机上，考虑人与机器的关系，遵循人机工程学。
2、基本思路：
打造一款时尚的未来型概念跑车，形态上拥有张力，在年轻的90后上寻找灵感，根据时尚的90后们的喜好来进行设计。收集一些相关的资料，研究90后时尚人群中的习惯和遇到的问题，这些研究在设计中得以体现。结构设计会在现有的一些汽车结构基础上进行改进，尽量保持楔形车型。
四、进度安排：
1、前期阶段（2011.09.01—10.13）：
1）09.01—10.12制定工作计划，指导教师资格审定；
2）10月13日下午召开毕业设计（论文）动员大会（全院）；
3）10.13—10.16指导老师制定毕业设计题目，学生进行选题；指导老师与学生双向选择，题目
上要求做到一人一题。下达具体任务书；
2、中期阶段（2011.10.13—寒假前）
1）10.17—10.30开题报告，毕业设计调研分析及材料整理；前期发散草图；
2）11.01—11.31课题研究报告，毕业设计前期方案、方案初选及深入；
3）12.01—12.17方案定稿，深入草图，毕业论文前三章初稿。
4）2011年12月18日学院毕业设计（论文）中期检查；
5）12.18—寒假放假毕业设计建模、渲染、版面，寒假放假前集中检查；
摘要本设计的主要任务是设计一座年产批量为650万吨的转炉炼钢车间。本设计从基础的物料平衡和热平衡计算开始。主要包括以下几部分：顶吹转炉炉型设计、转炉炼钢车间设计、连铸设备的选型及计算、炉外精炼设备的选型与工艺布置以及炼钢车间烟气净化系统等。其中，转炉炼钢车间设计是本设计的重点与核心。转炉的原料主要有铁水、废钢以及其它一些辅助原料。本车间的炉外精炼主要采用了喂丝以及真空脱气手段。本车间的浇注方式为全连铸。车间的最终产品为板坯。为了适应我国现代钢铁工业的发展需求,同时本着节能和获得最大经济效益的原则，并考虑环境保护的因素，本次设计尽量采用新技术、新工艺,力求设计更加合理,以提高产品质量,提高车间的综合效益。关键词：顶吹转炉炼钢车间精炼连铸AbstractThemaintaskofthisdesignisthedesign650MTsofconvertersteel-makingworkshop.Thisdesignstartsfromthebasiccalculationofmassandheatbalance,mainlyincludingfollowingseveralparts:designoftopblowingconverter,designofconvertersteel-makingworkshop,selectionandcomputationofthecontinuouscastingequipments,selectionofthesecondaryrefiningequipmentsandflowarrangementaswellasthesystemoffumepurificationinsteel-makingworkshop.Amongthem,thedesignoftheconvertersteel-makingworkshopisthekeypointandthecoreofthisdesign.Themainrawmaterialsarethehotmetal,thesteelscrapaswellasotherauxiliaryrawmaterials.Thesecondaryrefiningofthisworkshopmainlyusesthemethodsofwirefeedingandvacuumdegassing.Thecastingwayofthisworkshopistheentirecontinuouscasting.Thefinalproductoftheworkshopisslab.Fragmenttoadapttothedevelopmentofourcountry'smodernironandsteelindustry,meanwhileinlinewiththeprincipleofconservationofenergyandobtainingthemaximumeconomicefficiency,andconsideringthefactorofenvironmentalprotectionthe,thisdesignusesnewtechnology,newprocessasfaraspossibletoimprovethequalitytheproductsandenhancethecombinedearningsoftheworkshop.Keywords：Topblowing;Converter;Steel-making;Workshop;Refining;Continuous-casting
镁法海绵钛爬壁钛生成量的初探沈俊宇（遵义钛业股份有限公司 贵州省 563004）摘要：在海绵钛的还原生产过程中，反应器的上部器壁会生成大量环状的爬壁钛，一炉产品爬壁钛的生成量少则500 kg左右，多则达800至1000 kg，爬壁钛不仅产品取出困难，增加操作人员劳动强度，而且其质量较差，经济损失大。本文分析了海绵钛爬壁钛的形成机理及生产过程中爬壁钛增多的原因，提出了还原中后期最大加料速度限制，以缓解反应剧烈程度和控制反应液面高度在1#范围内小幅波动，防止形成新的活性中心，是生产过程中减少爬壁钛生成量的主要途径。关键词：海绵钛 爬壁钛 生成量 加料速度 反应液面高度A Study the Production of the Titanium on Walls Produced in the Process of Sponge Producing by Magnesium ProcessJunyu，Shen(Zunyi Titanium CO.LTD.Guizhou 563004)Abstract：A quantity of annular titanium will be produced on upper walls of reactors during the reduction and distillation。The production per batch is from 500kg to 800 or 1,000kg. It is difficult for operators to take products out ,and also influences the quality .Therefore ,the titanium on walls not only strengthens the labor intensity ,but also causes a big loss The paper analyzes the formation mechanism of the titanium on wall and reasons why its production increases.Also,in order to ease the strong reaction,make the liquid level in reaction waves no more than 1’’and prevents the formation of new active centers ,the paper introduces a main method to reduce the production of the titanium on walls,that is to retrict the max.feed speed in mid or late period of reduction and distillation.Keywords:titanium sponge the titanium on walls production feed speed liquid level in reaction 1 前言在海绵钛的还原生产过程中，反应器的上部器壁会生成大量环状的爬壁钛，如图1所示。爬壁钛会导致以下不良后果： 第一，由于目前使用双法兰反应器，反应器上部热损失较大（上部有三圈水套，反应器约300 mm高度在加热炉外），上部爬壁钛中的氯化镁很难被蒸发出去，使爬壁钛中含有较高的杂质元素氯，剥取产品时会看到反应器口部（爬壁钛的最上部）粘有大量的镁和氯化镁。第二，海绵钛还原、蒸馏反应器为铁制反应器，由于爬壁钛在反应器器壁上粘附较强，加之双法兰反应器上部热损失大，为保证反应器上部温度，蒸馏期间加热炉1#、2#加热电阻丝送电频率高且时间长，致使爬壁钛普遍有发亮现象，分析结果显示杂质元素铁含量较高。第三，爬壁钛在反应器上部空间极易被泄漏进的空气污染，使产品中杂质元素氮、氧含量较高。由表1可看出，产品分析爬壁钛质量级别基本上在3—5级（极少部分在2级以上），同时，也有少部分因杂质元素过高成为等外品。一炉产品爬壁钛的生成量少则500kg左右，多则达800至1000 kg，经济损失较大。另外，爬壁钛过多也给产品取出带来困难，增加操作人员劳动强度。为了减少爬壁钛生成量，降低损失，我们进行了控制液面高度及调整料速试验。表1 2007年下半年爬壁钛质量统计表分析批数（批） 2级品批数（批） 3～5级品批数（批） 等外品批数（批） 2级品影响因素 3～5级品、等外品影响因素75 12 51 12 HB、Fe、Cl、O、N HB、Fe、Cl2 爬壁钛形成机理镁还原TiCl4主要反应为：TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2，在还原反应刚开始时，加入的TiCl4大部分气化，发生气相TiCl4—气相Mg或气相TiCl4—液相Mg反应，同时也有一部分TiCl4液体未来得及气化，进入液镁中，发生液相TiCl4—液相Mg间的反应。还原刚开始在反应器铁壁和熔镁表面夹角处上，一旦有钛晶粒出现后，裸露在熔镁面上方的钛晶体尖峰或棱角便成为活性中心。[1] 镁还原TiCl4主要在此活性中心上进行。液镁靠表面张力沿铁壁和钛晶体毛细孔上爬，被吸附在活性中心上，与气相TiCl4反应生成最初的海绵钛颗粒。随着反应的进行，生成的海绵钛颗粒依赖其与反应器壁的粘附力和熔体浮力的支持沿反应器壁在熔体表面逐渐长大，并浮在熔体表面。随着生成的海绵钛块增厚、增大，加之排放氯化镁，失去熔体浮力支持的海绵钛块体大部份就会沉落在熔体底部，这样在反应器器壁上，将有环状海绵钛粘附在其上，其实，这部分也是最初的爬壁钛。另外，在还原反应初期，液镁有很大的蒸发表面，而空间压力较低，故镁具有很大的蒸发速度。还原反应中期，反应温度较高和对反应器底部加热时，也会有部分镁蒸发。镁蒸气挥发后，冷凝在反应器器壁和大盖底部，与气相TiCl4反应也会生成部份爬壁钛。海绵钛块沉落熔体底部后，熔体表面会重新暴露出液镁的自由面，还原反应将恢复到较大的速度。随着反应的进行，在熔体表面会重新生成海绵钛桥，通过排放氯化镁，钛桥被破坏，海绵钛块靠自重下沉，又为下一层海绵钛生长创造条件，爬壁钛也在这一过程中逐渐形成，还原反应如此周而复始进行，直至镁的利用达到65%—75%之后。3 生产中爬壁钛增多原因分析3.1中后期加料速度随着还原反应的进行，特别是进入中期后，加料速度逐渐增加，反应进行的非常剧烈，熔体表面反应区中心部最高温度可达1200℃以上，而镁的沸点仅1105℃，此时镁处于沸腾状态。加之目前还原操作料速按玻璃转子流量计实际刻度与自动加料系统对照进行加料，因玻璃转子流量计出厂时是用水标定，当被测介质改为TiCl4时，其修正系数，经计算应为1.13。当玻璃转子刻度显示最大加料量为150 kg /0.5h，实际料速已达160～170 kg /0.5h。这样更加剧了反应的剧烈程度，沸腾的液镁将不断吸附在最初反应器壁上已形成的少量环状爬壁钛上，通过钛晶体毛细孔上爬，与气相TiCl4反应生成新爬壁钛，使原环状爬壁钛增多、增厚。另外，由于反应剧烈程度增加，也加剧了液镁的气化，液镁蒸气挥发后，冷凝附着在反应器器壁上部和大盖底部，与气相TiCl4反应生成爬壁钛，这些爬壁钛主要粘附在反应器器壁上部和大盖底部。因此，最大料速持续的时间越长，生成爬壁钛也就越多（表2）。表2 部分大料速爬壁钛生成量统计表最大料速（kg /0.5h） 持续的时间（h） 爬壁钛占毛产量比例（%）生产炉-1 155～165 35 12.75生产炉-2 145～155 40 13.55生产炉-3 155～165 36 15.67生产炉-4 155～165 40 10.35生产炉-5 155～165 35 10.753.2 反应液面高度反应液面高度太低、波动范围过大会增加爬壁钛生成量，其原因如下：第一，当反应液面高度过低时，TiCl4距液镁表面间距面相对较远，发生液相TiCl4—液相Mg间的反应相对减少，气相TiCl4与镁蒸气反应相对增加，从而增加爬壁钛生成量。第二，因未定时、定量准确排放MgCl2，反应液面高度大幅上下波动，易在钛晶体活性中心之外，形成新的活性中心，液镁靠表面吸引力沿铁壁和钛晶体孔隙上爬，被吸附在活性中心上，这样在反应器壁上会粘附形成新的爬壁钛。因此，不控制好液面高度，及时准确排放MgCl2，也将增加爬壁钛的生成量（表3）。表3 反应液面高度大幅波动量统计表反应液面高度波动范围 爬壁钛占毛产量比例（%）生产炉-6 1#～2# 11.88生产炉-7 1#～2# 12.82生产炉-8 1#～2# 13.67生产炉-9 1#～2# 15.02生产炉-10 1#～2# 14.02生产炉-11 1#～2# 12.814 措施通过上述分析，可以知道爬壁钛是海绵钛生产过程中必然要形成的，但其生成量是可以控制的，因此，我们对加料速度以及反应液面高度进行了调整。结合生产实践，采取两项措施：第一，我们对部分处于通风不好而影响散热的炉子还原中期最大加料速度限制在135～140 kg /0.5h，以缓解反应剧烈程度，特殊炉次，因反应温度太低，可以适当提高至160～170 kg /0.5h，但持续时间不能太长，最多3～4 h;后期最大料速限制在105～110 kg /0.5h。第二，控制反应液面在1#范围内小幅波动，防止形成新的活性中心，以达到降低爬壁钛生成量的目的（表4）。表4 调整料速及排放MgCl2制度试验对比表料速及排放MgCl2制度 平均爬壁钛占毛产比例(kg) 平均钛坨重量(kg) 平均加料时间(h) 中期平均最大料速(kg /0.5h) 后期平均最大料速(kg /0.5h)调整前 11.56 5291 89 160 120调整后 8.28 5483 87 138 107从表4的统计数据可以看出，通过控制最大料速以及控制好液面高度及时准确的排放MgCl2，产品生成的爬壁钛占毛产比例大大下降，调整前平均爬壁钛为11.56％，调整后平均爬壁钛8.28％，平均下降3.28％。在进行调整料速试验期间，对生产炉-59一炉产品还原中期加料再次进行提高料速到155～165 kg /0.5h试验，结果爬壁钛增至占毛产量的14.93％，从这点也证明了加料速度对爬壁钛形成的影响。此外，调整前，钛坨平均重5291 kg，调整后，钛坨平均重5483 kg，平均毛产重量未受影响；调整前平均加料时间89小时，调整后平均加料时间87小时，加料时间也略有减少。试验在降低爬壁钛生成量的同时，缩短了还原生产周期，降低了还原电耗，取得了较好的效果。5 结论5.1对处于通风不好而影响散热的炉子还原中期最大加料速度限制在135～140kg /0.5h，后期最大料速限制在105～110 kg /0.5h 5.2控制反应液面高度在1#范围内小幅波动。本试验在巩固海绵钛钛坨产量的情况下，降低了爬壁钛生成量，试验取得了效果，为进一步研究探索海绵钛爬壁钛生成量打下了基础。参考资料[1] 莫畏， 邓国珠 ，罗方承 . 钛冶金[M].版次（第二版）.北京:冶金工业出版社,1998:281-293
随着全球经济一体化步伐的加快,尤其是中国加入WTO后,我国工程机械行业的市场环境发生了非常大的变化。下面是我为大家整理的，供大家参考。
范文一：工程机械智慧化发展趋势
摘要：工程机械智慧化发展趋势不仅意味着工程机械需改变传统的运营模式，还需改变机械的运转操作流程，将其以整合化与智慧化形式融入工程机械工作流程中，从而提高工程机械的工作效率，降低资源损耗，使工程机械能够高效率完成施工专案要求。本文针对工程机械的智慧化发展趋势及发展展开探讨。
关键词：工程机械;智慧化;发展对策
现代工程技术不仅需要具备整合化条件，还需具备一定的智慧条件。伴随现代施工规模的不断扩大，传统的工程机械技术已难以适应施工专案的规模要求。为了使工程机械能够适应当前施工专案的发展趋势，工程机械需改变发展方向，融合目前的科学技术，纳入智慧化技术，使工程机械的监控系统、检测系统、预报系统、维护系统等能够实现智慧化管理，从而为现代施工专案提供更加高效的施工技术。
1工程机械智慧化发展趋势现状
1工程机械智慧化控制技术与单机整合化的发展趋势。工程机械智慧化控制技术与单机整合化技术主要包括电液控制自动换挡变速器、程式设计控制、无人操作等技术。就我国目前的工程机械智慧化发展趋势来看，其自动换挡技术在当前的应用更为广泛。该技术能够有效提高质量，为工程机械操作技术带来更多效益，并在技术应用上能够有效提高技术效能，减少传统工程机械的工作强度及工作量，对工作人员的工作负担也有一定的减轻作用。其中，自动换挡装置主要包含了液压式及电液式两种。液压式的应用模式主要是在汽车行驶过程中，将车辆的行驶速度、油门启动程度等引数转换为油压讯号，从而利用油压讯号来控制汽车的换挡阀，使汽车的换挡阀能够形成自动化换挡模式。电液式的应用模式能够把汽车行驶的速度、油门开度等车辆在行驶过程中产生的引数转换为讯号模式，再将讯号输入电子换挡控制器中，使电子换挡控制器来控制换挡阀，进而形成自动换挡模式，从而保障车辆行驶的安全性。电液式自动换挡技术能够与工程机械实现相互相容，是目前工程机械实现电液一体化的重要趋势，也是创新智慧条件的重要渠道[1]。
2工程机械智慧化监控、维护、检测技术的发展趋势。工程机械的智慧监控基本上以电子智慧化为核心。该技术的主要应用是线上监控现场施工遇到的复杂情况，对工程机械执行一系列自动化监控，并对工程机械运转环节中的故障现象执行远端诊断及维修。该智慧化工程技术的主要目的是为了针对机械故障现象及现场监控工作进行数字化、智慧化和管理化维护。进入20世纪后，微型计算机开始在全国普及应用。许多国外工程机械企业开始尝试应用微型计算机，并在多个领域及装置中开启实验环节。经过多年实验取得一定成果后，工程机械智慧化运营模式开始受到工程机械行业的一致认可，并逐步应用于工程机械的各个领域，取得了十分可观的效果。近几年，许多国外厂家开始在故障资料来源输出部位及储存部位上安装电子监控装置，以便维修人员能够在查询故障因素时，利用故障程式码的输出与输入进行故障分析，从而更准确地找出故障因素及故障型别。与其他国家相比，我国当前在工程机械领域中的智慧化监控应用还比较薄弱，其故障诊断技术及监控技术还处于初级发展阶段，且其智慧化监控系统也未在国内得到广泛应用，一定程度上阻碍了我国工程机械装置的发展及完善[2]。
3基于网路机群的智慧化管理。工程机械的应用范围十分广泛，在当前不同建设专案中都有着非常重要的应用。以公路施工来说，级别较高的公路路面在施工时，往往需要借助不同类别的施工机械装置。同时，很多机械装置施工过程中具有随机特征，使工程专案在实际施工过程中，无法针对施工专案形成专门的机械配置，致使施工单位在针对专案投入大量的装置资金时，该机械装置并未得到有效应用，成为当前我国工程机械应用常常遇到的难题。在面对需要高效能、多型别的施工专案时，该专案在施工装置上往往需要投入更多的资金。同时，机群在施工协调上，其由于机械装置较多，协调能力十分有限，对施工专案的施工质量、进度都有着直接的影响。因此，在施工专案的工程机械机群配置及优化上，需将机群的协同工作进行效益发挥，以此降低施工成本。近几年，在我国工程施工频繁出现问题后，已有专门的研究人士开始进行大量研究。虽然在工程机械上取得了许多理论成果，但至今还未有科学的完善手段。因此，在工程施工过程中，其理论成果还未得到有效应用。当前，以网路机群作为工程智慧管理及整合控制是当前工程专案建设继续完善的问题。这项装置部件能够有效优化机群的配置模式，还能对施工进度进行智慧化管理，对施工专案的施工进度及质量都有保障作用[3]。
2工程机械智慧化发展对策
1技术综合利用。面对当下施工专案多元化的发展趋势，其单一的机械装置配置已无法满足当前专案的建设需要。为了使现代工程机械能够满足多元化的施工专案需求，我国工程机械需扩大应用范围，并针对数字化技术、智慧技术、网路技术等技术进行协调设定，将其进行综合利用，以此改变传统工程机械的应用模式及范围，使工程机械向综合方向发展。在工程机械智慧化技术的综合利用方面，工程机械需将控制系统与整合系统技术进行双向控制，以使该技术在智慧化发展中形成核心技术及单元技术。综合利用各项技术不仅能够有效提高工程机械的效能系统，还能充分结合我国国情，将工程机械技术实现自主创新应用，促进工程机械新型主导产品的开发，使我国工程机械产品在实现智慧化发展。同时，也有助于在短时间内形成跨越式发展，提高我国工程机械的竞争力，从而形成产业化形式的运营模式，为工程机械的未来发展市场打下良好的基础。
2工程机械故障诊断技术的开发与应用。故障是工程机械在执行过程中时常出现的技术问题。该问题不仅影响工程机械装置的正常运转，也给工程机械装置带来较大损耗。为了提高工程机械装置的稳定性，我国在工程机械装置中的重点零件部位装置相关的故障诊断感测器系统，以利用感测器对工程机械以往的执行状态进行收集。例如，检测发动机装置的油温、油压等，并对发动机关键系统中的液压系统、燃油量、制动系统等引数进行准确检测。同时，结合机械装置的不同故障型别，采用不同等级的报警装置，使工程机械在运转过程中能够得到有效监视。一旦发现故障现象，立即发出警报提醒，促使工程机械故障能够第一时间采取完善措施，并记录该故障因素，做好预防措施，减少机械装置的故障机率。
3应用人工智慧、网路通讯等科技技术。工程机械智慧化发展与科技技术的支援及创新有关。工程机械的智慧维护系统与远端监控技术必然需要得到科技技术的融入及支援，从而促使工程机械智慧技术得到有效开发。在工程机械故障因素上，利用远端监视技术及感测器，能够有效发觉机械装置的故障因素。对此，工程机械装置科将收集装置故障因素，针对机械的故障因素、预防方式进行整体分析，对机械装置最常出现的故障现象及故障部位进行故障诊断。同时，根据故障机理进行研究，主要包括液压系统、装置零件、散热器、制动器等多个系统部位。再针对典型部件的故障现象建立完善的故障模式系统及资料库系统，为机械装置的故障因素建立完善的故障资料系统，促使机械装置在今后遭遇该故障现象时，能够有效利用智慧化技术进行维护，有效避免盲目的维护方式。
4开发工程机械智慧管理系统——机群控制系统。专案正式施工前，排程员需对该机械装置系统进行详细了解，详细掌握其中施工车辆的车载控制系统。结合当前的实际状况优化机群配置，合理规划机械装置及车辆配置，并定期进行科学排程，科学安排施工车辆及机械装置的执行轨道、操作方式。同时，要对现场施工专案所应用的工程机械装置开展定期维护及保养工作，加强对机械装置的管理工作，精准了解每台机械装置的故障因素，以提高工程机械的维修能力。此外，工程机械装置的智慧管理系统，还可以在一定程度上对施工现场的施工资料进行有效采集，对其中的工作机群进行合理配置及排程，以做好协同控制，使机群之间形成良好的网路通讯，从而形成智慧化控制与操作。
5开发机群控制智慧机系统。对于当前的智慧化施工机群系统来说，机群控制智慧系统除了需涵盖基本的工程机械工程外，还需要具备一定的智慧机配置，如机群远端故障诊断系统、机群远端故障维护系统、机载智慧化系统等装置。这些智慧化装置能够使施工机群实现远端控制，并同时实现智慧化控制，增强各个机群讯号的接受强度及效率，也使机群在面对远距离控制时能够自动做好系统工作，自动执行维护保养工作，有效提升机群的工作效率。
3结束语
综上所述，与西方国家相比，我国工程机械智慧化的发展起点较晚，且应用范围上还十分狭隘，在多个领域中都还尚未得到有效应用。面对当前我国建设规模不断扩大，工程机械走向智慧化方向发展已成为必然的发展之路。这不仅是施工建设所需，也是社会进步所需。从我国当前工程机械智慧化的应用趋势来看，我国当前应用较为广泛的为单机整合化、网路机群的智慧化管理、工程机械智慧化监控、维护、检测等技术，极大提高了施工专案的施工效率及质量。发展对策上，我国需实现综合技术的应用，开发工程机械故障诊断技术，将智慧化工程机械应用人工智慧、网路通讯等，加大智慧技术的应用领域及范围，加快工程机械的发展速度。
参考文献
[1]胡春毅，郭凯.工程机械的智慧化发展趋势探究[J].科技致富向导，2013，11：112-114.
[2]刘利槟.工程机械的智慧化趋势与发展对策研究探析[J].资讯系统工程，2013，4：136-137.
[3]耿平，朱培坤.浅谈机械工程智慧化的发展趋势[J].科技创新导报，2012，2：52-53.
[4]金坤.产业化程序中浙江省公共体育场馆的建筑设计特征研究[J].浙江大学，2013，5：34-36.
范文二：工程机械装置管理标准化思考
【摘要】工程机械装置管理标准化有助于提升装置管理效率、降低装置管理成本，但长期以来落实标准化管理都是我国工程机械装置管理领域的一个难点。受限于制度不完善、管理人员素质、落实衔接等多重问题，工程机械装置管理标准化落实的实效性和针对性不强。本次研究将围绕标准化展开，结合现有问题展开分析，进而提出相应的提升和改进策略。
【关键词】工程机械装置;管理;标准化
加强工程机械装置管理是提升工程机械装置使用效率、控制管理成本、突出经济性的关键举措。现阶段，随着各类工程建设专案的日益增多，工程机械装置管理的各类问题逐渐显现。本次研究围绕工程机械装置管理展开，以标准化为重点，结合塔式起重机等装置展开具体分析，研究具有一定实效性和实际应用价值。
1工程机械装置管理标准化概述
工程机械是我国基础设施建设中最为重要的一类机械装置。根据现有技术标准体系，我国在机械装置管理标准化方面，将工程机械行业分为了土方机械、建筑施工机械与装置、升降工作平台、工业车辆、凿岩机械气动工具五个专业领域。我国工程机械标准化工作研究起步于上世纪六十年代，在标准化方面，我国已经经历了五十余年的发展，逐步形成了一套涉及数百项工程机械的国家标准和行业标准，同时也形成了千项以上的内部标准。工程机械标准化在行业发展和产品进步中发挥着非常重要的关键性作用，尤其是近年来随着我国工程专案的增多，工程机械标准化工作得到了进一步快速发展，作用也更加突出。具体体现在以下几方面作用。第一是确保机械质量和使用效率。工程机械装置质量取决于日常的保养和养护，而机械管理的重点在于提升装置的管理水平和效率，进而确保装置能够保持良好工作状态。在塔式起重机这类装置管理中，积极落实标准化，能够使管理成本得到有效控制，同时也能够更好地维护机械状态，使装置能够发挥应有的作用。第二是有利于节约资源和控制成本。随着工程机械管理的专业化和技术化应用、发展，更多管理行为得到创新和优化，管理的标准得以落实，标准化管理的实际价值也得以凸显。一些大型装置的管理只有落实标准化才能确保管理的实效，使装置能够保证一个良好的状态，进而确保各项投入更加合理，体现管理的经济性。第三是有助于落实专案管理标准化。机械装置标准化管理是专案管理的重中之重，只有实现标准化，才能更好地控制管理成本，进而提升生产作业实效性。塔式起重机的购置价格高，日常管理成本高，因此更需要实现标准化。总体来看，装置标准化管理也有利于提升生产作业标准化水平。生产作业的标准化源于各个管理环节的标准化，通过机械装置标准化管理，能够进一步实现专案标准化管理，激发管理潜能，实现生产作业的长效化。
2工程机械装置管理标准化尚存问题分析
2.1工程机械装置使用与保养维护脱节
在实际的工程专案管理工作中，依旧存在工程机械装置使用与保养维护脱节现象，工程机械装置保养维护标准得不到有效落实。按照管理规范要求，塔式起重机这类大型机械装置的使用管理单位都要制定和落实相应的装置维修维护制度。制度当中应包含塔式起重机维护保养重点、管理使用程式，同时要突出对重点受力结构件的检查和维护规范要求，进而避免各类安全事故，将问题消除于萌芽状态。现阶段，部分装置使用单位并没有及时有效落实塔式起重机等装置的日常保养维护标准，导致装置使用与维护脱节，影响到装置使用效果，带来一定安全隐患。
2.2工程机械装置管理人员素质能力问题
工程机械装置管理标准化的科学、有效落实，一定程度上取决于装置实际管理人和操作人员素质能力。目前一部分机械装置管理人员缺乏必要的标准化管理意识，尤其是在塔式起重机这类装置的管理上得过且过，在装置安装前缺乏必要规范性检查，进而使得机械装置在安装拆卸过程中引发安全事故，造成一定负面影响。
2.3工程机械装置管理标准化严谨性不强
工程机械装置管理标准化严谨性难以得到保证，进而使得工程机械装置管理标准化效果不突出。工程机械装置管理标准化是一个持续性工作，只有切实体现出标准化严谨性才能确保管理能够具备针对性和专业性。在实际的标准化落实过程中，不严格、不到位问题突出，导致工程机械装置管理成为空谈。
3工程机械装置管理标准化实施策略
工程机械装置管理标准化的有效实施，能够切实提升工程机械装置管理的整体水平，突出其经济性和实用性。工程机械标准化需要从强化落实、增?a href='' target='_blank'>咳嗽弊酆纤刂省⒔?⒍??曜蓟?芾硖逑档燃阜矫嫒胧帧?/p>
3.1强化管理标准化的落实
确保管理标准化的有效性是工程机械装置管理的基础。在制度和规范要求体系下，围绕落实做文章才能确保塔式起重机等各类机械装置的管理实效性。有了相应的管理标准，切实落实标准是目前工程机械装置管理的必然之举。现阶段，在塔式起重机日常维护、维修、安装、使用等各方面都有详尽的管理标准作为参照，企业只需要落实标准即可以实现标准化管理，因此强化落实是标准化的基础和必要先决条件。
3.2增强管理人员综合素质
工程机械装置管理标准化成效如何很大程度取决于管理人员综合素质的高与低。因此增强装置管理人员综合素质，进而提升管理水平已成为当务之急。企业需要强化日常培训教育，使装置管理人员能够具备良好的标准化意识，能够主动有效地完成各项管理工作，把标准化工作具体落实到实处，取得标准化管理应有效果。
3.3建立动态标准化管理体系
围绕动态标准化实现工程机械装置管理是一项关键之举。动态标准化能够切实提升管理的实效性和专业性。对于塔式起重机这类常见装置的标准化管理而言，动态标准化使管理的要求随着装置自身发展和管理实际要求而变化。动态标准化能够使装置管理成本得到有效控制，同时也能够促使最新的管理标准和规范要求得到及时有效落实，进而提升装置管理的整体水平和质量，确保装置使用管理的安全性。
参考文献：
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基于纳米TiO<,2>碳热还原氮化制备Ti（C，N）的相关应用基础研究客观性问题——量子力学对机械物质观的挑战传动机械仓库管理系统设计及开发机械搅拌UASB反应器的研究高性能丁苯胶乳的研究与开发面向CAD设计模型的计算多体动力学虚拟原型基于XML的机械图形标记语言的研究与开发集装箱码头机械状态无线监控系统的研究重型商用车机械自动变速器控制软件开发及试验研究A港务公司机械操作部培训系统研究特种橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的结构与性能研究激光陀螺捷联惯组减振系统设计及其动力学特性研究机械精度对中心偏测量精度的影响农业拖拉机液压机械无级变速传动变速规律研究林分密度对华北落叶松人工林林木生长及林下植物多样性影响的研究——以塞罕坝机械林场为例并联机器人及其协调操作的运动学和动力学研究质子交换膜退化机理研究机动喷射式地下施药机的研制生物可降解气管内支架的基础研究领域汉语理解知识库的研究与实现及在机械产品设计中的应用机械制造过程非核心业务外包战略决策与管理研究SWFP66X60A型锤式粉碎机锤片尺寸及排列方式优化研究振荡轮与热沥青混合料相互作用动力学过程的研究印刷机滚筒疲劳强度分析和寿命估算研究博山区机械电子工业园区发展战略研究油田关键往复机械智能诊断方法和技术研究硅片软磨料砂轮的磨削性能研究预制桩打桩过程的非线性有限元分析低振动的滚筒洗衣机驱动系统控制研究平面柔性机械设计方法堆垛机位置控制若干问题研究基于旋量和李群李代数的SCARA工业机器人研究机械制造企业信息化中订单变更及生产计划技术研究云杉CTMP纤维漆酶介体体系改性工艺及其机理研究阻燃镁合金的制备及半固态研究机械构件动态参数电磁检测技术与系统研究基于自然进风机械排风的住宅通风换气技术的研究运煤车防冻液喷洒装置液流及机械系统设计机械自动化控制系统中RS485-光-CAN通信模块设计与开发华泰重工基于供应链的项目成本控制研究机械成孔混凝土灌注桩竖向承载力研究基于虚拟仪器的机械量测试系统模拟毫针机械刺激诱导成纤维细胞压力信号生物转化作用与针刺效应的研究熊猫型保偏光纤机械强度分析的理论和方法研究轿车车身冲压线机器人物流机械系统及关键设备的研制市场经济下烟草机械企业技术标准体系研究环模制粒机高效制粒机理与性能分析用于大型旋转机械转子故障监测的电感测量仪的研制成年大鼠心房肌细胞牵张激活钾通道的门控机制基于流形学习的机械故障诊断理论与方法研究基于长周期光纤光栅的理论及应用研究人工机械心脏瓣膜置换术后华法林抗凝治疗的监测中低端产品用全棉秆化机浆生产工艺及机理研究基于通用化思想的透平机械热力性能在线评估系统研究Al-Zn-Mg合金的表面纳米晶化及其性能研究
新中国成立以后， 在全国开展了大规模的水利建设， 促进了水利科技的发展。下面是我为大家整理的有关水利科技毕业论文，供大家参考。
摘要：随着资讯时代的飞速发展，社会生产对机械自动化的推广和自动控制技术水平有了更高的要求，对机械的稳定性和对操作的安全性也有了更高的要求，机械操作智慧化已经是大势所趋。
关键词：机械液压;水利科技
1.我国水电站对过速保护系统的使用历史
我国在发展基础工业的初期阶段，绝大多数的技术和机器都来自前苏联。水力发电从解放以来很长一段时间都是全套引进得前苏联水轮发电机组设计技术，并且同步使用JSX型机械转速讯号器作为水轮发电机组的过速保护监控。但由于当时技术的局限性，该型机械转速讯号器只能发出过速保护讯号，而不能根据讯号作出相应的保护措施，也就是说只有报警而机械不能相应的执行保护操作;另一局限性表现在该型机械转速讯号器在长时间的工作后会出现误传讯号或者作业失灵的现象。直到八十年代中期，研究者针对前者只报告讯号不操作的局限性，增加了带执行操作部分的机械液压过速保护装置，但该由于当时电子资讯科技尚不完善，在作业过程中经常发生读卡不成功导致拒绝执行操作现象。改革开放之后，大量的国外的产品和技术被引进到国内，有几种国外厂商提供的纯机械液压过速保护装置被一些水电站使用，但是又出现了新的问题：国外的纯机械液压过速保护装置与水轮发电机大轴连线的卡环设计有瑕疵，在安装的时候还需要增加一道在水轮机大轴上加工齿口的工序之后，才能保证该装置不在水轮机大轴上做轴向位移，即才能保证装置在轴上的稳固性。我们知道轴承的材质和大小、粗细、长短的规格，都是经过严格计算的，在水轮机大轴上再加工齿口必然会对大轴的强度产生影响，会产生很大的安全隐患。另外对于经济建设来说，拿货时间、购买预算、花费的人力、物力，以及对国外产品技术的掌握和其产品的售后维修服务都在重点考虑之列，故使用国产的、效能可靠地、能解决上述局限性的过速保护系统装置是势在必行。
2.新型机械液压过速保护装置的优势
2.1通过技术知识的积累和以往现场作业反馈给我们的经验可以了解到：机械液压过速保护装置的优点就在于获得的转速讯号不是来自于机组的转速测量装置，而是由于装置本身的离心探测器通过机组转速上升而增大的离心力带动柱塞作径向位移而直接启动事故配压阀操作液压回路来关闭的导水机构，完全是同一机组上的另外一套测速方法和感应、操作的装置，避免了因为电器测速系统出现故障之后可能发生的机器损坏和飞逸事故的发生，可以确保水轮发电机组的安全执行。新型机械液压过速保护装置国内就已经拥有极高的技术力量去生产，机器维护简单方便，相对于昂贵的国外产品，可靠性高、经济预算少、适合国情，对于关系到国家大中小城市、村镇的水电站作业可以达到广泛应用。
2.2新型机械液压过速保护装置的技术要点和设想
2.2.1在调速器失灵的情况下，新型机械液压过速保护装置能实现“零时间”无缝连结，直接启动事故配压阀操作液压回路来关闭的导水机构，从而实现紧急安全关机。
2.2.2新型机械液压过速保护装置与电子调速器的有机结合，实际上就是完成了两套过速保护装置系统的安装，新型机械液压过速保护装置本质上是一套在电器测速系统发生故障、电源系统和调速器同时失控的情况下的备用保护装置，完善了过速保护装置的工作系统。
2.2.3鉴于机械运动必然产生的高温和轴承的变形，以及在作业的应用范围，比如应用到水电站的地下深层取水，应用到石油工业的地下深层取油过程中，必然要遇到高温和高压的问题，新型机械液压过速保护装置必须要克服高压和高温德难关。。
2.2.4标准液压元件已经在水电市场的大量应用，将标准液压元件应用于新型机械液压过速保护装置，不仅能大量节省制造时间，提高水电辅机产品的标准化程度，并且降低了操作难度和维护的难度。
3.装置工作原理
3.1机械原理
新型机械液压过速保护装置为两级控制的切换阀。离心探测器由两个半法兰圆环、弹簧以及配重块组成。法兰环安装在大轴承上，当轴承旋转的时候，法兰环也随之旋转，而旋转产生的离心力则由探测器中弹簧产生的弹力作用在轴承柱塞上消除力的作用，使其保持径向的相对静止状态，而法兰圆环上配置的配重块，则加强了两个半法兰圆环运动的平稳性。而当机组处于过速状态且其他过速保护装置不能正常控制速度时，当机组转速达到了设定的上限17.8r/min时，则离心探测器中的柱塞产生的离心力大于弹簧的弹力，从而使柱塞产生径向位移，离心力增大产生的径向位移直接的结果就是增大了柱塞的旋转半径，径向位移增加到一定的值时，则柱塞可以直接撞击到切换阀的撞块，使得切换阀开始动作，通过与其串联的电磁先导阀作用于事故配压阀，然后通过压力油推动事故配压阀来切换油路，从而实现快速关机的操作。同时电气接点导通，发出事故停机警报。
3.2液压系统工作原理
机组正常执行时，过速保护装置内的切换阀处于开的状态，事故配压阀上的电磁先导阀不动作，此时事故配压阀只作为主配压阀操作导叶接力器管路中的一个通道，使得压力油经过主配压阀和事故配压阀通道进入导叶接力器。当机组过速运转且调速器调速失灵，急停电磁换向阀和事故配压阀上的电磁先导阀等过速保护装置未能正常启动时，一旦达到设定的临界值117.8r/min时，由于离心力的作用使得离心探测器中的柱塞旋转半径加大撞击到切换阀撞块，使得切换阀进入动作程式，使得事故配压阀左侧油汇入到漏油箱，而排出油，其另一侧压力油则导致了两侧管道的压力差，由于右侧油压力产生的压强，右侧的压力油便将事故配压阀活塞向左推动，使得压力油通过事故配压阀的内腔直接进入到导叶接力器的关腔，并同时切断经过主配压阀的压力油回路，并通过导叶接力器关闭电气阀门。在此执行过程中压力油不经主配压阀而直接通过事故配压阀的内腔操作来关闭导叶接力器，缩短了压力油的作用路线，既缩短了导叶操作的反应时间，也减少了油耗。还有一点要补充说明的是，在启动紧急事故停机流程来关闭机组进口快速闸门的时候，也同时启动了事故停机流程来关闭导叶，双管齐下保证了停机的安全性和可靠性。
4.机械液压过速保护装置在水电站作业中的可用机组型别
目前广泛采用的是由标准化耐高油压事故配压阀为主体构成的新型机械液压过速保护装置符合各项大工业时代对机械产品的需求：标准化程度高、耐高油压、结构简单、维护方便、经济实用。机械液压过速保护系统在水电站作业中可用于额定转速为2500r/min以内，轴承直径在100mm~2500mm内的轴流式、混流式、贯流式、冲击式水轮发电机组，目前在国内大中小城市和广大农村水电站已经得到了较广泛的应用，并且在运作中已经避免了数起事故的发生，反响极佳。需要指出的是，在实际的应用中，为了配合新型机械液压过速保护装置的使用，水电站需要在引水管道上加装一道检修闸门，以方便水轮机的使用和维护，此项装置需要增加一笔费用，不过其总体费用与传统过速保护装置所需要的总体费用相比仍然较少，符合经济实用的需求。
5.结束语
随着资讯时代的飞速发展，社会生产对机械自动化的推广和自动控制技术水平有了更高的要求，对机械的稳定性和对操作的安全性也有了更高的要求，机械操作智慧化已经是大势所趋。机械液压过速保护系统目前在电气测速系统发生故障或者电源和调速器调速同时发生故障的情况下，已经成为过速保护的最后一套保障装置，能基本满足生产的需要，但是随着生产力的发展，研究人员还要顺应生产需求，进行进一步的技术革新，设计出更安全的甚至是完全智慧化的过速保护装置。
参考文献
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2、以节水灌溉为中心的农村水利科技发展趋势与研究重点刘钰,许迪,吴景社水利水电技术2001-01-20
摘要：水利科技工作是水利现代化实现的关键和基础，我们将通过多层次、全方位的工作举措，切实加大水利科技工作力度，以水利的科技进步推动淮安水利现代化建设迈上新台阶。
关键词：淮安水利;科技
1多措并举、精心组织，水利科技工作有序推进
近年来，我们采取多种形式，积极搭建各类水利科技服务平台，为创新水利发展提供有力支撑。一是增加了对农水科研试验站的投入。淮安市有涟水、淮阴、盱眙三个水利科学试验站，其中涟水试验站是水利部批准确立的全国100所农水科研重点试验站之一，共有职工15人，试验用地123亩，兴建了试验基础、试验大棚以及水土保持测试示范区，为进一步研究淮安市水利科技推广与应用创造了条件。二是搭建创新技术服务新平台。淮安市水利局与水利部科技推广中心签订水利科技全面合作框架协议，标志著淮安市科技兴水、提高科技贡献率进入到一个新层次。三是建立了雄厚的技术人才。淮安市水利系统除了局机关及相关直属机构外，还有甲级设计单位1个，一级施工企业1个，二级施工企业6个，水利系统职工总数约4000人。其中技术人才总量占在岗职工队伍总数约50%，为淮安市水利科技推广工作提供了人才支撑。
2投入不足、人员结构老化，水利科技工作仍有问题
“十一五”以来，水利科技取得了显著的成绩，但就从水利当前发展的力量上分析，水利发展还没有转移到依靠科技进步的轨道上来。目前水利科技工作还面临一些问题。
2.1科技资金投入仍显不足
随着水利服务领域的拓宽，科研成本的提高，当前的科技经费投入仍不能满足水利科技发展在深度和广度上的需求。未设定专项科研基金和奖励基金。
2.2水利前期工作中必要的研究工作开展不够
主要体现在工程规划设计中科技创新意识不强，缺乏创新内在动力，设计方案及技术支援储备上准备不足，尤其农村水利工程面广量大，先进技术的推广应用没有跟得上。
2.3水环境保护对策措施研究需进一步加强
淮安市水体允许纳污量、地下水回灌技术、水环境管理模式等研究进度跟不上经济社会发展需求，尤其水花生打捞处置一体化技术、生态清淤技术等研究有待创新突破。
2.4智慧水利发展提出的新问题
在全球物联网技术发展前提下，淮安市水利资讯化建设中各系统资讯交换编码体系和技术规范、中心资料库动态维护、主要应用系统实现智慧功能等要求，将是今后较长一段时期内面临的重大挑战。
2.5水利科研基础设施老化
三个水利科研站长期资金缺乏，配套设施没有及时到位，加之装置在执行过程中，得不到正常的维修更新，在长期的执行中严重老化，加之资料采集手段原始，精度难保证。
2.6水利科研人员结构老化
人员年龄偏大、学业偏低、专业人员偏少。
2.7各县区发展很不平衡
少数县区和单位对水利科技工作重视不够，技术创新和推广意识淡薄，科技优先发展的措施没有得到很好落实，缺乏必要的激励措施。
3构建体系、建立机制，让水利工作插上科技翅膀
“十三五”期间，将针对工作的热点、难点开展一批专案研究;引进、推广、应用一批先进水利科技成果，建设一批水利科技示范区;建设一支结构合理、高素质的水利科技人才队伍;建成水利科技知识普及基地;建立和完善以 *** 为主导、企业和社会力量等共同参与的水利科技创新投入体制和机制，不断提高投入强度。
3.1完善四个推广体系
科技推广是一项促进水利科技成果向现实生产力转化，促进水利行业科技进步，为实现传统水利向现代水利转变服务的一项重点科技工作，必须加强推广体系建设，具体在四个方面进行完善。一是勘测设计技术推广，在工程设计过程中推广成熟的技术产品、优化工程布局和结构型式等工作;二是以水建公司为代表的水利施工企业，在工程实施过程中，推广新产品、新工艺、新技术，提高产品的质量和施工效率;三是三个水利科研试验站，淮阴区、涟水县、盱眙县水利科学试验站，在工作中运用科学的方法、先进的装置开展水利基础技术推广工作;四是以乡镇水利站为基础的水利科技推广体系，包括村组水管员，在工程日常执行、维护等工作推广成熟的科学技术，充分发挥工程效益。
3.2建立四项研究机制
科技研究平台，在水利科技研究、开发和成果转化过程中具有重要的支撑作用。我们紧紧围绕淮安市水利发展大局，深入开展水利现代化、水利发展体制机制、小型农村水利工程管护等课题研究和技术攻关，加快提升淮安市水利建设与管理的科技含量和服务全面小康社会、苏北重要中心城市建设的能力。一是合作机制，在淮安水利系统内广泛开展与扬州大学、河海大学、科学研究所等单位的合作，由这些单位每年提供3～5个科研课题，与市县水利局进行对接，开展课题研究。二是奖惩机制，建立水利科技奖励基金，激励广大科技人员创新、创造的积极性。设立水利课题配套研究基金，对部、省立项的专案给予经费配套;设立科研成果奖励基金，对获得上级奖励的专案，按获得奖金的不同比例给予配套奖励;设立水利学术论文奖励基金，年底组织优秀论文评比，主要作者在水利初、中级职称评审中给予加分。三是引进机制。与水利部科技推广中心、省水利厅密切联络，争取在推介的技术指南中优先安排最新的水利科技成果在淮安水利工作中推广应用，引进推广“948”专案等。四是创新机制。针对水利工作热点、难点问题，引导和激励系统部门单位大胆运用新思路、新举措创造性地开展工作，突破重点、化解难题、提升效能、激发活力，不断提高创新能力和工作水平，推动水利创新创优工作上层次、出精品。
3.3建立多个科普平台
“十三五”期间，我们将积极开展水利科学知识普及工作，重点抓好五个交流平台，并以樱花园等一批区域内水利工程为基础，探索建立淮安市水利科普教育基地;在“淮安水利”网站上设立专栏，办好网上水利科普园地，让广大水利科技工作者能在水利建设、农村水利、城市水利等各方面参与交流;建立QQ交流群，为淮安水利科技工作者建立的一个即时通讯平台，能够实现科技资讯共享，广泛快速传递水利科技资讯，解决在工作中的遇到的问题;拍摄制作水利科普宣传片;办好《淮安水利》杂志，编发水利科普读物，加大科普宣传工作。
4精心挑选、科学布局，积极推进水利科技示范区建设
水利科技示范区是将水利科技成果进行试验示范，整合配套，发挥推广示范效应的水利科技成果推广示范区域。能够充分发挥水利科技成果在开发、转化、推广、产业化中的示范作用，促进水利科技发展和技术进步，推动区域水资源的可持续利用，支撑当地经济社会的可持续发展。我们着重开展了以下水利科技示范区建设。
4.1科学发展的现代化生态灌区示范区
紧紧围绕水利工程生态化、科学用水节约化、配套工程标准化、科学设计人性化、建筑形象景观化、用水排程科学化、工程管理资讯化、管理队伍组织化等八个方面积极推广科技知识，建设现代化灌区，更好地为地方经济发展发挥作用。
4.2节水高效的管道灌溉示范区
结合专案区实际情况，运用管道节水灌溉技术对专案区进行节水改造，充分发挥其作用，管道工程可大量节约用水、减少输水渠道占用耕地面积、降低提水费用、节约灌溉用工，促进产业结构调整，减少灌溉矛盾等方面。
4.3生态河道建设示范区
对农村面广量大的河道进行生态治理，实施活水、净水、洁水等工程，从而使河道在满足防洪除涝、灌溉供水、通航等要求的同时，能与周围的生态系统相互和谐、协同发展，保持河道生态平衡，维系良好的生态系统。
4.4长藤结瓜式现代化灌区示范区
在盱眙县，结合灌区改造工程，打造长藤结瓜式的现代化灌区。通过对渠首泵站、输水、配水渠道系统称之为藤和灌区内部的小型水库和池塘称之为瓜进行科学改造，利用科学手段对蓄水、调水、提水、引水等方案进行优化，并采取现代化手段进行管理，使灌区使用效益、效率最大化。
4.5水土保持科技示范园
在盱眙县和市废黄河两岸沿线，打造水土保持示范教育基地。市樱花园已建立成全国第三批水土保持科技示范园，形成了完整的平原沙土区城市河道水土流失综合防护体系，起到了城市水土保持示范、引导和辐射的作用。
4.6城市水环境综合整治示范区
按照构建“水畅、水活、水清、水景”的城市水利治水方针，努力打造生态水城。水畅，即建成流的进、排的出的安全水系统;水活，即建成相互补充、相互流动的动态水系统;水清，即建成清澈见底、碧波荡漾的生态水系统;水景，即建成风景优美、独具特色的景观水系统。
4.7水利资讯化示范区
用资讯化技术提升水利工程执行和管理的现代化水平。如3G技术在防汛指挥系统视觉化会商中的应用，推出“防汛快e通”产品，并在全市防汛系统加以应用，有力提高了淮安市防汛指挥系统应急指挥能力，是全省乃至全国资讯化示范专案。
4.8水源地保护示范区
采取在地表饮用水源地和工业集中取水水源地设立保护区，在一级、二级饮用水水源保护区设定明确的地理界标和明显的警示标志及防护设施和禁止任何污染水体或者可能造成水体污染的各类活动，运用现代科学手段进行监视监测，确保水源地安全。水利科技工作是水利现代化实现的关键和基础，我们将通过多层次、全方位的工作举措，切实加大水利科技工作力度，以水利的科技进步推动淮安水利现代化建设迈上新台阶。
参考文献
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