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論文摘要：建筑企業(yè)的機械設(shè)備，是完成施工任務(wù)的物資基礎(chǔ)。建筑機械施工的安全管理工作在建筑企業(yè)運作中占有重要位置.現(xiàn)代建筑機械對設(shè)備調(diào)配管理工作也提出了更高的要求。筆者根據(jù)自己多年的從業(yè)經(jīng)驗，分析了施工機械設(shè)備安全管理問題的原因及安全管理改革的對策，接著也對施工機械的調(diào)配進行了研究。
隨著我國建設(shè)行業(yè)的迅速發(fā)展,特別是城市住宅區(qū)的不斷增加,使機械化施工在工程建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用。但伴隨著工程施工的發(fā)展,搶速度、保質(zhì)量、要效益,三者之間的矛盾也日益突出,這就對工程施工提出了新的要求。也就是要解決快速、高效、高質(zhì)量地對工程進行施工的問題。傳統(tǒng)的人力,簡單機械的施工方式已不適應(yīng)工程施工的要求,對于現(xiàn)代化建筑的施工只有采用機械化作業(yè)。因此,對施工機械的安全管理以及選型和配置都顯得十分重要,也十分迫切。
1.施工機械設(shè)備安全管理問題原因分析及對策
建筑機械施工安全是一門科學(xué)，它主要研究在一定的條件下，建筑機械在工作或在裝拆、調(diào)試、運輸?shù)葼顩r下，對操作者所產(chǎn)生的傷害及其保護措施。建筑機械安全關(guān)系到施工人員的人身安全、企業(yè)的財產(chǎn)安全，是可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。我國建筑機械安全事故發(fā)生率雖然近幾年總體呈下降趨勢，但形勢依然嚴峻，存在問題還較多。因此，如何科學(xué)實行并加強建筑施工機械的安全管理，是我們目前面臨的一個問題。
1.1施工機械設(shè)備安全管理問題原因分析
隨著建筑業(yè)的發(fā)展，各類建筑機械使用日益增多，安全問題也越來越突出，這些安全問題主要是由以下原因造成：
(1)安全管理法律體系不健全。
(2)建筑機械技術(shù)檔案不完善。
(3)安全監(jiān)督存在多頭管理。
(4)建筑機械操作人員管理不善。
(5)不能嚴格執(zhí)行國家和行業(yè)規(guī)范性文件。
(6)機械設(shè)備施工現(xiàn)場管理不善。
(7)機械設(shè)備施工環(huán)境惡劣。
1.2建筑機械安全管理改革對策
1.2.1健全安全規(guī)制法律體系
健全安全法律、法規(guī)及規(guī)章。結(jié)合我國安全律體系現(xiàn)狀和存在問題，做好以下幾個方面：1）加快安全管理立法。2）制定配套規(guī)章。3）實行機械強制報廢制度。
1.2.2安全監(jiān)督部門權(quán)限依法嚴格劃分
依法嚴格劃分部門權(quán)限，強化行業(yè)監(jiān)管職責(zé)；及時制定執(zhí)法所需的法律法規(guī)，認真清理部門間交叉打架的法律法規(guī)條文。國家設(shè)置各部門，都有明確的職責(zé)分工，各部門只有各司其職，才能保證社會的健康運行。各級建設(shè)行政主管部門承擔(dān)著對安全生產(chǎn)日常性監(jiān)督檢查的工作職責(zé)，在建筑工程安全監(jiān)管工作中屬于核心地位，發(fā)揮著極其重要的作用。部門規(guī)章交叉必然導(dǎo)致執(zhí)法行為的混亂，有關(guān)部門應(yīng)充分認識到這個問題的危害性，對現(xiàn)行的法律法規(guī)也要組織人員盡快清理，確保法律、法規(guī)的尊嚴和權(quán)威性。1.2.3嚴格執(zhí)行規(guī)范、建立現(xiàn)場規(guī)章制度
施工現(xiàn)場使用的機械設(shè)備必須嚴格執(zhí)行現(xiàn)行有關(guān)標準和規(guī)范。并在現(xiàn)場機械管理中應(yīng)制定有效的現(xiàn)場管理制度：1）施工現(xiàn)場各方主體應(yīng)配備專職(兼職)機械設(shè)備管理人員，負責(zé)施工現(xiàn)場機械設(shè)備使用安全管理工作。2)施工現(xiàn)場應(yīng)建立相應(yīng)的機械設(shè)備安全管理的規(guī)章制度（安全管理職責(zé)、安全技術(shù)交底、交接班、維護保養(yǎng)、檢查、資料管理等）。3）主要機械設(shè)備實行定機、定人、定崗位責(zé)任的三定制度。4）機械設(shè)備、電氣設(shè)備和施工機具不得帶病運轉(zhuǎn)。5）施工現(xiàn)場機械設(shè)備應(yīng)做到正確使用和安全運行，嚴禁拼設(shè)備和超負荷使用。
1.2.4完善技術(shù)檔案
根據(jù)建設(shè)工程施工進度對不斷進退場的各種類建筑機械進行動態(tài)跟蹤、收集整理發(fā)生在整個施工過程中的安全管理技術(shù)資料，能及時建立起有關(guān)建筑機械的安全管理技術(shù)檔案。安全管理技術(shù)檔案可以清晰地反映建筑機械在工程施工中的狀態(tài)，便于各種安全生產(chǎn)檢查，落實安全生產(chǎn)責(zé)任。是具體貫徹執(zhí)行《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》一項有效措施；既滿足了建設(shè)工程竣工驗收中施工生產(chǎn)安全管理檔案資料的要求，又符合建立技術(shù)檔案的原則。
2.施工機械調(diào)配的研究
機械化施工是一個具有聯(lián)系的機械系統(tǒng)的綜合作業(yè)過程和管理體系,其目標是實現(xiàn)整個系統(tǒng)過程和體系最佳經(jīng)濟和技術(shù)效果。要做到建筑的機械化施工,就必須根據(jù)各類工程的特點,按照建筑施工內(nèi)容和要求解決施工機械的合理調(diào)配問題。滿足施工工程對施工任務(wù)、質(zhì)量、工期的最基本要求,保證工程的各項強度指標。提高施工機群的協(xié)調(diào)性。目的是提高機械的利用和施工任務(wù)的質(zhì)量和效率,同時提高工程效益,降低機械成本。提高機械的系統(tǒng)性。使機械的性能、生產(chǎn)能力適應(yīng)建筑施工的特殊要求,盡量降低設(shè)備的投資額。
2.1施工機械的調(diào)配方法
施上機械的調(diào)配過程大體是:分析問題，確定目標，擬定及分析方案，方案選擇，方案實施。在進行方案選擇時，通過對影響施上機械調(diào)配方案因素的分析，應(yīng)從以下四方而考慮:機械的施上質(zhì)量指標;調(diào)配方案對施上任務(wù)的適應(yīng)性;調(diào)配方案的經(jīng)濟性與施上機械間的協(xié)調(diào)性。這此綜合指標中既有定量因素又有定性因素，即使是定量因素，在不同的管理水平和使用條件下，也有較大差異，需要根據(jù)具體情況來確定。另一方而，各個因素往往相互影響，其相關(guān)程度準確判定，也可以認為是模糊的。因此，采用模糊綜合評判法解決施上機械的調(diào)配問題既適合施上機械實際情況，又具有可操作性。
2.2機械配套必須滿足的簡便條件
1)各機械的技術(shù)規(guī)格必須滿足既定工程的技術(shù)標準;2)在工藝允許的條件下,盡可能采用重型機械并保證為其安排足夠的工作量;3)機械必須具有良好的性能;4)機械必須具有良好的可靠性。
2.3建筑施工機械設(shè)備的調(diào)配原則
1)機械設(shè)備的調(diào)配必須與建筑施工組織相一致;2)機械設(shè)備的調(diào)配必須有利于施工,有利于機械利用率和完好率的提高,有利于提高機械化施工水平,有利于提高經(jīng)濟效益;3)機械設(shè)備的配制必須適應(yīng)建筑工程項目多變的特點,具有一定的應(yīng)變能力;4)機械設(shè)備的調(diào)配要符合集中、分散相結(jié)合的原則。
3.結(jié)語
施工機械的合理選型與配置以及科學(xué)的安全管理是實現(xiàn)建筑機械化施工的重要保障?？茖W(xué)先進的機械調(diào)配與管理不僅提高了機械的利用率，發(fā)揮機械的最大效能，而且能確保上程質(zhì)量和上程任務(wù)的按期完成，產(chǎn)生良好的社會、經(jīng)濟效益。
通過實際調(diào)查分析歸納出礦山液壓機械系統(tǒng)常見故障如下：
1.1溫度過高。主要原因有：油粘度過高、內(nèi)泄嚴重、冷卻器堵塞、泵修理后性能差及油位低、壓力調(diào)定過大、摩擦損失大。液壓系統(tǒng)的零件因過熱而膨脹，破壞了相對運動零件原來正常的配合間隙，導(dǎo)致摩擦阻力增加、液壓閥容易卡死，同時，使油膜變薄、機械磨損增加，結(jié)果造成泵、閥、馬達等的精密配合面因過早磨損而使其失效或報廢。
1.2因為不良、摩擦阻力變化、空氣進入、壓力脈沖較大或系統(tǒng)壓力過低、閥出現(xiàn)故障、泄漏增大、別勁、燒結(jié)造成的執(zhí)行機構(gòu)運動速度不夠或完全不動。
1.3因為泵不供油、油箱油位過低吸油困難、油液粘度過高、泵轉(zhuǎn)向不對、泵堵塞或損壞、.接頭或密封泄漏、主泵或馬達泄漏過大、油溫過高、溢流閥調(diào)定值低或失效、泵補油不足、閥工作失效造成的系統(tǒng)無壓力或壓力不足。
1.4因為泵工作原理及加工裝配誤差引起、控制閥閥芯振動、換向時油液慣性造成的壓力或流量的波動。
1.5因為油溫過高、油粘度過大及油液自身發(fā)泡、泵自吸性能低、吸油阻力大、油箱液面低、密封失效或接頭松動、件結(jié)構(gòu)及加工質(zhì)量造成的氣穴與氣蝕。
2故障診斷技術(shù)及應(yīng)用
2.1主觀診斷技術(shù)：指維修人員利用簡單的診斷儀器憑借個人的實踐經(jīng)驗分析判斷故障產(chǎn)生的原因和部位。方便快捷，可靠性較低，屬于較簡單定性分析。包括直覺經(jīng)驗法、參數(shù)測量法、邏輯分析法、堵截法、故障樹分析法等。
直覺經(jīng)驗法指維修人員憑感官和經(jīng)驗,通過看、聽、摸、聞、問等方法判斷故障原因:看執(zhí)行元件是否爬行、無力、速度異常，液位高度、油液變質(zhì)及外泄漏,測壓點工作壓力是否穩(wěn)定，各連接處有無泄漏及泄漏量；聽泵和馬達有無異常聲響、溢流閥尖叫聲、軟管及彎管振動聲等。摸系統(tǒng)元件的油溫和沖擊、振動的大小、聞油液是否變質(zhì)、軸承燒壞、油泵燒結(jié)等。詢問設(shè)備操作者，了解液壓系統(tǒng)平時工況、元件有無異常、設(shè)備維護保養(yǎng)及出現(xiàn)過的故障和排除方法。
參數(shù)測量法指通過測得系統(tǒng)回路中所需點處工作參數(shù)，將其與系統(tǒng)工作正常值比較,即可判斷出參數(shù)是否正常、是否有故障及故障所在部位，適于在線監(jiān)測、定量預(yù)報和診斷潛在故障。
邏輯分析法指根據(jù)元件、系統(tǒng)、設(shè)備三者邏輯關(guān)系和故障現(xiàn)象,通過研究液壓原理圖和元件結(jié)構(gòu),進行邏輯分析,找出故障發(fā)生部位。
堵截法指根據(jù)液壓系統(tǒng)的組成及故障現(xiàn)象選擇堵截點，堵截法觀察壓力和流量的變化，從而找出故障的方法。堵截法快速準確，但使用較麻煩，拆裝量大，需要整套的堵截工具和元件。
故障樹分析法指對系統(tǒng)做出故障樹邏輯結(jié)構(gòu)圖，系統(tǒng)故障畫在故障樹的頂端為頂事件，根據(jù)各元件部位的故障率數(shù)據(jù)，最終確定系統(tǒng)故障。適合較大型、較復(fù)雜系統(tǒng)故障的判定和預(yù)測。
2.2儀器診斷技術(shù)：根據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力、流量、溫度、噪聲、震動、油的污染、泄露、執(zhí)行部件的速度、力矩等，通過儀器顯示或計算機運算得出判斷結(jié)果。診斷儀器有通用型、專用型、綜合型、其發(fā)展方向是非接觸式、便攜式、多功能和智能化。包括鐵譜記錄法、震動診斷法、聲學(xué)診斷法、熱力學(xué)診斷法等。如鐵譜記錄法，通過分析鐵粉圖譜，根據(jù)鐵粉記錄圖片上的磨損粉末、大小和顏色等信息，準確得到液壓系統(tǒng)的磨損與腐蝕的程度和部位，并可對液壓油進行定量污染分析和評價，做到在線檢測和故障預(yù)防。
2.3智能診斷技術(shù)：指模擬人腦機能，有效獲取、傳遞、處理、再生和利用故障信息，運用大量獨特的專家經(jīng)驗和診斷策略，識別和預(yù)測診斷對象包括模糊診斷法、灰色系統(tǒng)診斷法、專家系統(tǒng)診斷法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)診斷法等。目前研究最活躍的是專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使故障診斷智能化，具有廣闊發(fā)展應(yīng)用前景?；谌斯ぶ悄艿膶＜以\斷系統(tǒng)，是計算機模仿在某一領(lǐng)域內(nèi)有經(jīng)驗的專家解決問題的方法，將故障現(xiàn)象輸入計算機，計算機根據(jù)輸入現(xiàn)象及知識庫中知識按推理集中存放的推理方法，推算出故障原因，并提出維修或預(yù)防措施。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模仿人的大腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)特性，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的容錯、學(xué)習(xí)、聯(lián)想記憶、分布式并行信息處理等功能，把專家經(jīng)驗輸入網(wǎng)絡(luò)，通過對故障實例和診斷經(jīng)驗的訓(xùn)練學(xué)習(xí)依據(jù)一定的訓(xùn)練算法，得到最佳接近的理想輸出。
3結(jié)論
維修的目的在于保證機械設(shè)備運轉(zhuǎn)的可靠性和經(jīng)濟性，維修方式的選擇應(yīng)從故障發(fā)生的安全性、經(jīng)濟性考慮。機械設(shè)備的維修方式是對機械維修時機和維修深度的控制模式。采用合理的維修方式可以有效地延長工程機械的使用壽命，提高機械設(shè)備的工作效率。
由于礦山設(shè)備工作狀態(tài)的多樣性及液壓系統(tǒng)的愈加復(fù)雜，在生產(chǎn)實踐中還應(yīng)該積極研究與應(yīng)用多種現(xiàn)代先進診斷技術(shù)。隨著診斷技術(shù)智能化，高精度化，不解體化并與先進通訊技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，智能傳感器技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的融合，礦山液壓機械系統(tǒng)故障診斷的準確性，快捷性和便利性必將大大提高，
參考文獻：
[1]朱真才，韓振鐸主編.采掘機械與液壓傳動[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社.2005.
[2]謝銻純，李曉豁主編.礦山機械與設(shè)備[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社.2000.
關(guān)鍵詞：定量裝置完整的集中系統(tǒng)電源EP泵自動控制器安全閥分配器
0引言
工程機械中采用脂進行的摩擦副很多，如不能及時補給脂，將會造成表面磨損、溫度升高和能量損耗。集中系統(tǒng)利用適當?shù)谋脡?，定時、定量的泵送脂到各點。
在實際工作中，按照系統(tǒng)設(shè)計需要、工作環(huán)境和各種條件，并要考慮必要的參數(shù)，以此來確定系統(tǒng)的具體方案。如幾何參數(shù)方面：最遠點位置尺寸及最高、最低和最遠點位置尺寸、范圍、以及摩擦副有關(guān)尺寸等；工況方面的參數(shù)：如機械速度、負荷及工作溫度等；周邊環(huán)境方面：空氣濕度、砂塵及水氣等；在運動性質(zhì)方面：變速運動、間歇運動、連續(xù)運動、擺動等。我們要在考慮這些方面后，來制度具體方案。
1集中系統(tǒng)主要構(gòu)成
一個完整的集中系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成。①EP泵，為系統(tǒng)提供脂及動力源；②自動控制器，對整個系統(tǒng)進行控制；③安全閥，限定系統(tǒng)最高壓力，保護各工作元件；④分配器，根據(jù)各點需要對脂進行合理的分配；⑤電源，直流12V或24V（ZL50H型裝載機為24V）；⑥其它，強制注射開關(guān)、管線和接頭等。
2系統(tǒng)介紹
本文以徐州裝載機廠生產(chǎn)的ZL50H型裝載機為例，介紹集中系統(tǒng)的工作原理及各部件的功能。①EP泵是一個電子控制電動機，帶一個小的柱塞泵，貯藏罐中貯有脂。當泵旋轉(zhuǎn)時，螺旋形攪拌器將脂均勻攪拌，并通過濾網(wǎng)使其沉積在最底部，底部的脂通過活塞的直線往復(fù)運動，而被強行打出閥體外，并向主分配器提供脂。如管路中壓力過高（大于30MPa），則脂從安全閥噴出。②自動控制器由一微型集成塊控制，并帶有計時器，機器啟動后開始計時，當注射周期T達到設(shè)定值時則開始注射脂。如果機器中途停機，則CPU將數(shù)據(jù)自動保存，下次啟動時不再重新計時，而對時間進行累計，以免因工作時間小于T而造成不足。注射周期T及注油時間均可在泵的控制板上進行調(diào)節(jié)。③分配器相當一個分配閥，當脂進入閥腔后，各個活塞串聯(lián)在油路中，并進行反饋控制。每個工作循環(huán)內(nèi)各個油口依次打出脂，各個油腔的容量可以通過更換閥塊進行調(diào)節(jié)，這樣就保證了不同點對脂的劑量要求。④集中系統(tǒng)克服了人工加注脂的缺陷，它能夠利用一定的泵壓，按時、定量的將脂泵到到各個點，保證各個摩擦副形成可靠和足量的油膜，使設(shè)備持久正常運行。另外集中系統(tǒng)是封閉的，能防止脂被污染。超級秘書網(wǎng)
3小結(jié)
關(guān)鍵詞：質(zhì)量安全；功能設(shè)計；成本；規(guī)避風(fēng)險；滿意度
隨著機械設(shè)計行業(yè)的革新，機械設(shè)計管理已經(jīng)不單純的是產(chǎn)品的功用性管理，更為主要的表現(xiàn)在產(chǎn)品的知識密度，產(chǎn)品的多個功能性，產(chǎn)品的質(zhì)量絕對安全和產(chǎn)品的推廣價值以及規(guī)避高風(fēng)險性的實用價值管理上來。機械產(chǎn)品的設(shè)計首要考慮的是產(chǎn)品的質(zhì)量安全，其次是產(chǎn)品本身的價值所在，再有就是在設(shè)計流程中理論和實踐的相互影響，最終形成產(chǎn)品，通過對管理資源的有效控制達到流程的節(jié)約化，直接化和實用性，更好地保證產(chǎn)品使用用戶對新產(chǎn)品的滿意度的提升。
根據(jù)當前機械設(shè)計企業(yè)的行業(yè)特點，對于機械設(shè)計行業(yè)中存在的幾大管理問題做一個簡單的分析。
1機械設(shè)計質(zhì)量安全管理
任何產(chǎn)品的質(zhì)量安全都是頭等大事，機械設(shè)計也不例外。在機械設(shè)計行業(yè)中，設(shè)計人員一定要有嚴謹，負責(zé)的工作態(tài)度，嚴格按照設(shè)計思想，嚴格排查安全隱患，在設(shè)計中杜絕因管理疏忽而帶來的安全問題。在機械設(shè)計過程中要把安全問題落實到每個人，責(zé)任明確，分工具體使質(zhì)量得到保證，安全隱患消除與萌芽狀態(tài)。
2設(shè)計工藝流程的規(guī)范化管理
機械設(shè)計屬于嚴謹?shù)膶W(xué)科范疇，一切的設(shè)計行為要遵循科學(xué)，遵循設(shè)計原理。在整個設(shè)計工藝中要考量圖紙的可行性，理論的靈活運用和靈活變通，對于設(shè)計所需要數(shù)據(jù)要進行深入的運算，確保達到數(shù)據(jù)的嚴密性。對于不確定的數(shù)據(jù)要進行多個論增，對于不明確的，不理解的理論要加以掌握理解，確保設(shè)計工藝的規(guī)范化，科學(xué)化，工藝流程的萬無一失。只有嚴格地執(zhí)行規(guī)范化的設(shè)計工藝流程才能保障設(shè)計成果的規(guī)范化以及它的市場價值所在。
3機械設(shè)計中的誤區(qū)以及出現(xiàn)問題的解決
在過去的機械設(shè)計的過程中，我們往往注只是重了設(shè)計成果的使用性，但是對于設(shè)計成果的實用性以及它的多個功能，我們并沒有過多地關(guān)注。趕時髦。為求“省事”，追蹤市場新產(chǎn)品和暢銷產(chǎn)品，對顧客的需求一片模糊，又不愿花力氣搞清，你上我也上，一轟而起，一轟而下。缺乏科學(xué)而準確的市場(需求)調(diào)查、需求分析和產(chǎn)品規(guī)劃，是一種盲動行為，失敗的可能性極大。實踐證明，好多機械設(shè)計企業(yè)經(jīng)營失敗的根本原因首先是設(shè)計人員忽略顧客、缺乏市場調(diào)查與可行性認證，它們將導(dǎo)致90%的企業(yè)失敗。其他導(dǎo)致失敗的原因還有：由于管理者忽略變化、過分自信、過分自信與傲慢而錯誤地估計市場接受能力、吸收了不必要的合作伙伴、不能跨專業(yè)全面思考、企業(yè)缺乏長遠的目標與規(guī)劃，以及企業(yè)的經(jīng)驗沒有公司和產(chǎn)品的特色。“現(xiàn)在供應(yīng)，以后修理”。忘記了企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品(可觸摸的)和服務(wù)(不可觸摸的)只能在被顧客接受并使其滿意的前提下才能獲得競爭勝利和實現(xiàn)經(jīng)濟與社會效益。這是企業(yè)缺乏“信譽資本(良好的社會信譽認同感)”的表現(xiàn)，它的嚴重后果是導(dǎo)致企業(yè)的成員沒有誠信、弄虛作假，最終使企業(yè)。所以企業(yè)的管理層應(yīng)該清楚地知道，信譽資本有多少進展，以便即時采取擴大信譽資本的措施。對機械設(shè)計中出現(xiàn)的類似誤區(qū)，機械設(shè)計人員一定要有高度的市場敏銳感，嚴謹?shù)脑O(shè)計理念，積極負責(zé)的工作作風(fēng)，才能徹底矯正因為設(shè)計思維而帶來的對新產(chǎn)品的影響。4核心技術(shù)的保護管理
機械產(chǎn)品及其制造系統(tǒng)的創(chuàng)新是提高企業(yè)競爭力的關(guān)鍵因素。從本世紀初到60年代，機械設(shè)計業(yè)的競爭是以成本為測度的數(shù)量擴張時代，企業(yè)核心競爭力因素是成本最低，即規(guī)模經(jīng)濟方式，在這種情況下對大多數(shù)進行工業(yè)化的國家和地區(qū)來講，需要的不是產(chǎn)品創(chuàng)新，而是引進產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)備。70年代到80年代末它轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量的競爭。幾十年的成本與質(zhì)量的競爭，使多數(shù)國家和地區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)或可重現(xiàn)至今仍占主流的中低技術(shù)產(chǎn)品(占80%~90%的世界產(chǎn)品)的制造，且彼此間質(zhì)量的差距越來越小，而成本的優(yōu)勢在發(fā)展中國家與地區(qū)。在未來的市場競爭中，企業(yè)競爭力的主要因素變化為：新產(chǎn)品創(chuàng)新與改進的設(shè)計開發(fā)能力及其上市的速度；為保證新產(chǎn)品上市速度、產(chǎn)品質(zhì)量(特別是可靠性與安全性)的控制和成本控制要求創(chuàng)新和改進制造系統(tǒng)及其運作；創(chuàng)新與改進服務(wù)及其質(zhì)量。設(shè)計產(chǎn)品及其制造系統(tǒng)和制造過程控制的創(chuàng)新成為提高企業(yè)競爭力的關(guān)鍵因素，而產(chǎn)品的設(shè)計與制造質(zhì)量、成本、開發(fā)上市速度成為企業(yè)活動的第一類核心自變量。
5機械設(shè)計的風(fēng)險管理
機械設(shè)計是一項高風(fēng)險投資。新產(chǎn)品的成功創(chuàng)新或改進將有利于形成機械企業(yè)新的經(jīng)濟增長點，促進經(jīng)濟的發(fā)展，有助于合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)形成，以及企業(yè)競爭力的提高。但是各國多年的產(chǎn)品開發(fā)實踐證明，它是高風(fēng)險、高投資、高收益的活動。其最突出的特征是高風(fēng)險性。如何應(yīng)對這種風(fēng)險，其主要依托應(yīng)當是對于新產(chǎn)品的市場前景和潛在前景科學(xué)的分析，通過分析和觀察做出有利的判斷，盡可能在設(shè)計之初就規(guī)避因為設(shè)計帶來的市場風(fēng)險。
6機械設(shè)計的成本管理
好的設(shè)機械計不但要技術(shù)先進，制造可行，操作方便，而且要經(jīng)濟合理，同樣也要求它易與管理，尤其是對成本的控制。所謂成本管理，其核心就是降低產(chǎn)品的成本?？梢哉f，產(chǎn)品成本的高低，在產(chǎn)品設(shè)計的階段就基本上確定了，因此，降低產(chǎn)品成本，永遠是設(shè)計人員的一項主要任務(wù)，是機械設(shè)計領(lǐng)域中的一個永恒的技術(shù)經(jīng)濟問題。設(shè)計人員進行產(chǎn)品設(shè)計時，必須牢固地樹立經(jīng)濟效益的觀念，對每一個零部件進行功能成本分析，確定合理的技術(shù)指標和成本目標。加強成本管理直接決定企業(yè)參與市場競爭的成敗，這個環(huán)節(jié)至關(guān)重要，我們在成本預(yù)算中永遠要把最低的成本核算到設(shè)計體系中，也就是說最低的成本就是開拓市場最大的資本，由此可見成本管理在機械設(shè)計企業(yè)舉足輕重的作用。
7機械設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量評估管理
樹立長效果的評估機制，對于設(shè)計成果的安全性能，可靠性，穩(wěn)定性要有一個明確的認知。通過評估掌握設(shè)計過程中的問題解決方法，發(fā)現(xiàn)不足，在此基礎(chǔ)上尋求更好的解決方案。為今后的設(shè)計打下良好的技術(shù)基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)。
8對設(shè)計人才團隊的管理
人才永遠是企業(yè)獲得核心競爭力的根本保證。為了實現(xiàn)建設(shè)機械工業(yè)新高地的戰(zhàn)略目標，加快各類人才隊伍，特別是科技人才隊伍的建設(shè)，通過企業(yè)內(nèi)在機制的建立和外部環(huán)境的改善，充分發(fā)揮市場對人才資源配置的基礎(chǔ)性作用，吸引和凝聚各類優(yōu)秀人才，在企業(yè)內(nèi)部形成優(yōu)秀人才在數(shù)量、結(jié)構(gòu)和綜合素質(zhì)等方面具有相對優(yōu)勢的人才高地，為企業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供組織保證。此外對于優(yōu)秀的人才，企業(yè)更要做到敢于用，敢于叫他們走出去，請進來，靈活的用人機制無疑是保證機械設(shè)計技術(shù)人員設(shè)計生命力的靈丹妙藥。
9加強知識產(chǎn)權(quán)管理
機械臂的模型仿真采用MatLab平臺下的RoboticsToolbox工具箱，從而可以很方便地對機械臂運動學(xué)的理論進行學(xué)習(xí)和驗證。工具箱內(nèi)部包含了很多機械臂運動學(xué)方面的功能函數(shù)，如機械臂的坐標變換及機械臂正逆運動等。通過調(diào)用Link和Robot兩個功能函數(shù)，利用Denavit－Hartenberg參數(shù)表來描述機械臂各個連桿間的位移關(guān)系，可以在三維空間為機械臂的每一個連桿建立一個坐標系或相對于機械臂底座的相對坐標系，進而確定每一個桿件的位置和方向。在建立多個運動坐標的時候，為了方便，一般建立一張關(guān)節(jié)和連桿參數(shù)的D－H參數(shù)表。根據(jù)圖4所示的結(jié)構(gòu)模型建立的參數(shù)如表1所示。利用表1建立的D－H參數(shù)表來進行機械臂數(shù)學(xué)模型的運動仿真，在Matlab中將6個關(guān)節(jié)初始角度按照表1設(shè)置為θ1=90°、θ2=0°、θ3=0°、θ4=－90°、θ5=90°、θ6=0°。通過調(diào)節(jié)工具箱中每個自由度對應(yīng)的活動范圍可以實現(xiàn)機械臂任一關(guān)節(jié)的位姿運動。
2機械臂控制系統(tǒng)硬件實現(xiàn)
采摘機械臂要實現(xiàn)其特定的動作離不開控制系統(tǒng)的支持，其控制系統(tǒng)主要由AVR主控板和舵機控制擴展板組成，此外還有一些輔助的硬件模塊。例如，使其系統(tǒng)穩(wěn)定工作的開關(guān)電源模塊、調(diào)整工作姿態(tài)的鍵盤模塊、實現(xiàn)人機對話的顯示模塊和語音播報模塊。同時，為了實現(xiàn)在上位機上的監(jiān)控，設(shè)計了基于MAX232的串行通信接口。
3機械臂控制系統(tǒng)軟件實現(xiàn)
機械臂控制系統(tǒng)軟件主要由主控板控制程序和上位機監(jiān)控程序兩部分組成。采摘機械臂主程序流程如圖8所示。整個程序主要是通過鍵盤模塊上按鍵的控制來切換操作模式，也可以在上位機設(shè)計的監(jiān)控軟件中來進行模式的選擇判斷。主程序主要由單自由度功能模式、多自由度功能模式、軌跡規(guī)劃功能模式這3種工作模式組成，通過這3種工作模式，可以完整的展示采摘機械臂的整體自由度配合情況。為了在上位機上實現(xiàn)對機械臂的監(jiān)控，借助于Labview軟件設(shè)計了機械臂上位機控制系統(tǒng)。Labview使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式［6］。根據(jù)需求選擇合適的控件并進行合理的布局，就可以構(gòu)建一個美觀的儀器儀表界面。設(shè)計的控制界面如圖9所示，該界面包含有六個舵機的數(shù)據(jù)監(jiān)控轉(zhuǎn)盤、串口通訊設(shè)置、速度調(diào)節(jié)滑塊、按鍵模塊。通過RS232通信協(xié)議該監(jiān)控軟件可以實時的實現(xiàn)對六個自由度轉(zhuǎn)角和方向的控制，其中舵機轉(zhuǎn)盤上的數(shù)值代表脈寬值，其可調(diào)整的范圍為500～2500μs，代表舵機相應(yīng)的角度為0°～180°。在上位機上的控制信號發(fā)送給AVR主控制板，主控制板對接收到的上位機數(shù)據(jù)進行分析處理，將需要的運動形式及參數(shù)發(fā)送給舵機控制板，各個舵機根據(jù)接收到的控制數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的動作響應(yīng)。
4結(jié)語
可變功能機械系統(tǒng)由不同的分功能組成，且功能間會發(fā)生耦合。筆者基于FBS概念設(shè)計模型對可變功能機械系統(tǒng)進行研究，先將各分功能獨立，分別建立自頂向下的設(shè)計模型，即先對功能進行分解，由功能-行為映射求解得到相應(yīng)的行為層級結(jié)構(gòu)，分析相應(yīng)的行為模型，得出映射層結(jié)構(gòu)方案。可變功能機械的FBS模型詳解如圖1所示。在研究可變功能機械系統(tǒng)時，本研究將分功能到行為和行為到結(jié)構(gòu)的映射并行研究，功能總和代表了各分功能不同模型的集合，系統(tǒng)實現(xiàn)其中一個功能時，另一個分功能處于待用模式，為加以區(qū)分，用功能符號“F”+“i”（數(shù)字）代表分功能序號，用“or”（或者）連接各分功能。之后本研究建立分功能的層級結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的功能分解模型、行為過程層級結(jié)構(gòu)及其行為過程模型，最后進行映射求解。這種并列的設(shè)計過程存在交集，即這些分功能間具有耦合性，系統(tǒng)的功能分解有部分相似，例如當農(nóng)用拖車的連接器連接不同的耕作設(shè)備可以完成不同的生產(chǎn)功能，施肥機可以進行移動施肥，灑水機完成澆灌工作等，系統(tǒng)的動力功能和傳動功能并未發(fā)生改變，改變的僅是執(zhí)行端的功能。本研究將相似的功能結(jié)構(gòu)和行為結(jié)構(gòu)以及方案層的具體實施構(gòu)件組合用虛線連接，代表它們之間存在的特殊聯(lián)系。為具體表達該設(shè)計過程中的模型聯(lián)系，基于經(jīng)典相似理論中對序結(jié)構(gòu)的定義，本研究將系統(tǒng)要素按一定組成規(guī)律、一定順序出現(xiàn)的序列結(jié)構(gòu)稱為序結(jié)構(gòu)，序結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)有著緊密的聯(lián)系。根據(jù)可變功能機械系統(tǒng)概念設(shè)計層次，筆者對序結(jié)構(gòu)進行特征分析，分為功能序結(jié)構(gòu)、行為序結(jié)構(gòu)以及方案序結(jié)構(gòu)。由于篇幅原因，本研究僅對功能分解和行為結(jié)構(gòu)的序結(jié)構(gòu)表達進行描述，并構(gòu)建相似模型。
2相似模型構(gòu)建
2.1功能序結(jié)構(gòu)和行為序結(jié)構(gòu)模型相似包括功能相似以及行為相似，功能具有相同的效果不代表行為也具有相似性。研究系統(tǒng)相似度時需要衡量功能相似度和行為相似度不同的權(quán)重值，建立相似模型，從系統(tǒng)的角度將不同的功能及其行為映射用序結(jié)構(gòu)表達出來，用系統(tǒng)要素的方式進行模型構(gòu)建。功能是表達系統(tǒng)特性最抽象的方式，功能的表達需滿足：（1）能根據(jù)給定要求表示設(shè)計者的意圖；（2）能準確描述滿足設(shè)計要求的設(shè)計對象；（3）能被定性或者定量地評價，并可以測定設(shè)計意圖的滿意度。功能的系統(tǒng)要素為能量、物質(zhì)和信息，每個功能要素都有其輸入和輸出，因此可以運用“輸入流-輸出流”的方法進行功能描述。功能要素在時間和空間上有一定的順序，即功能序。本研究將功能序的關(guān)系進行分類，分別有組成關(guān)系、時序關(guān)系和因果關(guān)系如圖2、圖3所示。時序關(guān)系又有順序關(guān)系，并存關(guān)系。功能序是功能序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)組成。在概念設(shè)計模型中，功能是一個模糊而粗糙的概念，而行為相對而言更為具體，能激發(fā)設(shè)計者的靈感，引導(dǎo)設(shè)計者保證三大流（即物質(zhì)、能量、信息）的有序流動，不違背自然規(guī)律。行為的系統(tǒng)要素包括運動學(xué)要素、力學(xué)要素和能量要素。結(jié)合目前行為結(jié)構(gòu)的表達方法，本研究統(tǒng)一用“輸入流-輸出流”的方式表達行為序結(jié)構(gòu)。行為可以分為基本行為和組合行為。基本行為對應(yīng)基本結(jié)構(gòu)，較為簡單；組合行為由基本行為構(gòu)成，包括運動轉(zhuǎn)換行為、執(zhí)行行為、檢測行為、控制行為等，這些基本行為通過一定的順序連接起來形成組合行為。行為序就是指這些基本行為和組合行為間的連接，行為序結(jié)構(gòu)則表達了行為序間的連接關(guān)系。行為序結(jié)構(gòu)分類如圖4所示。行為序的關(guān)系有以下幾種：①串聯(lián)順序關(guān)系；②并聯(lián)同時關(guān)系；③選擇發(fā)生關(guān)系。
2.2基于序結(jié)構(gòu)的相似模型構(gòu)建由相似第一定律即序結(jié)構(gòu)定律可知，不同類型、不同層次系統(tǒng)存在一定的序結(jié)構(gòu)，當系統(tǒng)序結(jié)構(gòu)存在共同性時，系統(tǒng)之間出現(xiàn)相似特性，相似性大小隨序結(jié)構(gòu)的共同性程度增大而上升，反之則下降。上節(jié)已將可變功能機械系統(tǒng)概念設(shè)計中的功能層和行為層用序結(jié)構(gòu)進行表達來探索功能和行為的相似性，本節(jié)在此基礎(chǔ)之上運用數(shù)學(xué)建模對相似度進行計算?？勺児δ軝C械系統(tǒng)具有一定的相似性，即相似度大于零，某些功能或行為能通過改變一些系統(tǒng)組成就能形成新的功能系統(tǒng)，若是沒有相似性即相似度為零，那么整個分功能系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成了多功能的單個系統(tǒng)的集合，不在本研究的研究范圍之內(nèi)。本研究將系統(tǒng)或者系統(tǒng)的一部分進行序結(jié)構(gòu)構(gòu)建和分析之后，為每個序進行編碼，用eik表示序要素的集合，要素包含屬性和特征值，屬性由所屬功能或者行為的輸入輸出流決定，i是分功能編號，k是序的編號。相似序的概念是將分功能序結(jié)構(gòu)的要素和特征聯(lián)系形成兩兩組合的有序偶，用(e1k,e2k)表示。相似度由相似序的個數(shù)和相似序?qū)ο嗨频挠绊憴?quán)重所決定，相似度以q表示，相似序個數(shù)決定的相似度為q1，影響權(quán)重決定的相似度。權(quán)重的分配也是相似度量的重要環(huán)節(jié)之一，主要包括主觀權(quán)重分配方法和客觀權(quán)重分配方法。相似序模型分析之后根據(jù)經(jīng)典相似理論進行數(shù)學(xué)建模，系統(tǒng)的總相似度由功能、行為和結(jié)構(gòu)的相似度綜合得出。本研究根據(jù)所建立的序結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)知識表達，計算可變功能間的相似性，設(shè)機械系統(tǒng)共有兩個可變分功能，特征參數(shù)取自輸入輸出流的類型和數(shù)值，如功能的能量類型和所代表的數(shù)值等，對整個系統(tǒng)進行相似模型構(gòu)建，并計算相應(yīng)的相似度數(shù)值。相似求解模型如圖5所示。建模的一般步驟可表述如下：（1）分別對分功能系統(tǒng)進行層次劃分，建立基于功能或者行為結(jié)構(gòu)的模型?？捎幂斎肓鬏敵隽鞯姆绞桨?.1節(jié)所述分別建立分功能的具體模型，對應(yīng)的序結(jié)構(gòu)統(tǒng)計如表1所示。
3實例分析
筆者選取典型的可變功能機械系統(tǒng)進行研究，選取如圖6所示的機床作為研究對象，通過更換不同的刀具執(zhí)行機構(gòu)可以獲得鉆孔，擴孔和鉸孔3個不同的功能?？梢钥闯觯@是一種通過改變系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)達到改變功能的情況。本研究按上文所述的步驟進行分析，首先由系統(tǒng)的可變功能得到功能的序結(jié)構(gòu)模型，所建立的模型如圖7所示。表3所示機床的可變功能由更換執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)，在系統(tǒng)層面上達到了改變功能的要求。本研究按上文所述，根據(jù)所建立的序結(jié)構(gòu)模型，通過分析相似要素應(yīng)用公式（1~3）得到系統(tǒng)功能級的相似度數(shù)值。
4結(jié)束語
舞臺吊標分為電動和手動兩種,它主要用于懸吊和升降各種幕布、燈具、布景等物，是上下左右頻繁移動機械,所以吊桿也是舞臺安全的主要系數(shù)。電動吊桿的作用可以降低工作人員的勞動強度，起至事半功倍的效果,如果一個舞臺的深度有14米,我們可以為他設(shè)置電動吊桿38道，其中24道景桿（含一道前沿幕）、14道備用吊桿【包括2道二維側(cè)光燈架】，一道升降電影銀幕架、1道燈光渡橋及無極均勻伸縮大幕機1套。
通過我們多年使用舞臺吊桿機械的經(jīng)驗,我們認為泰州長江影視工程設(shè)備廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，性能最穩(wěn)定，安全最可靠，已經(jīng)被上百家劇院采用。其運用了蝸輪蝸桿減速系統(tǒng)、材質(zhì)為錫青銅，磨擦系數(shù)小，傳動效率高。有防沖頂保護、上下限保護?；啚殄冧\防跳繩花輪，安裝不須焊接在滑輪梁上，如焊死，以后維修、調(diào)整極不方便。長江影視設(shè)備廠的滑輪都是用抱箍羅栓固定。當?shù)鯒U升、降至某一位置時，ABS抱死系統(tǒng)立即斷火緊鎖馬達，這樣確保吊桿停至此位置下滑系數(shù)最小,安全性達到最高。且強弱電分開控制。
所以在這里設(shè)計了舞臺機械的具體參數(shù):
A、景物吊桿技術(shù)參數(shù)如下：
電機功率：2.2KW吊點數(shù)：4個
升降速度：0.27m/s桿體長暫定：16米
電機轉(zhuǎn)速：1400轉(zhuǎn)/分速比為：40：1
提升荷載為：400KG桿體為鋼管
控制方式：點控
該型吊相具有上下限位，沖頂保護裝置。制動形式：蝸輪、蝸桿自鎖，電磁抱閘。噪音≤45dB.
吊桿桿體用兩根Φ50黑鐵管焊接成吊桿，中間接頭內(nèi)襯鋼管。最后均刷防銹漆兩遍，外層噴黑色油漆。
B、燈光吊桿技術(shù)參數(shù)如下：
電機功率：3KW吊點數(shù)：4個
升降速度：0.18m/s桿體長暫定：14米
電機轉(zhuǎn)速：1400轉(zhuǎn)/分速比為：50：1
提升荷載為：600KG桿體為?50黑鐵管吊桿
控制方式：點控
該型吊桿具有上下限位，沖頂保護裝置。制動形式：蝸輪、蝸桿自鎖，電磁抱閘。噪音≤45dB。
吊桿桿體用Φ50；黑鐵管焊接成吊桿，中間接頭內(nèi)襯鋼管。最后均刷防銹漆兩遍，外層噴黑色油漆。
舞臺機械設(shè)計原則
（節(jié)選）1、鋼結(jié)構(gòu)
a)所有承重的鋼結(jié)構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)剛度大于1：1000
b)鋼結(jié)構(gòu)件應(yīng)設(shè)計合理，鋼結(jié)構(gòu)及其接頭應(yīng)能承受最大額定載荷和由緊急停車造成的沖擊載荷；
c)鋼結(jié)構(gòu)件所用材料應(yīng)符合有關(guān)標準；
d)鋼結(jié)構(gòu)焊縫須符合有關(guān)規(guī)定，主要焊縫應(yīng)進行無損探傷檢查；
2、吊物與卷揚裝置
①卷揚機卷揚機上的電動機和制動器應(yīng)聯(lián)合動作，只有電動機電源接通時，才能許可制動器打開；萬一制動器打開，而電動機沒有接通電源時，只許吊桿（負載）靜止或低速下降；
②卷筒組件
卷筒直徑不小于鋼絲繩直徑的30倍；
卷筒用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵或厚壁無縫鋼管焊接并經(jīng)精確機械加工而成；
鋼絲繩嶼卷筒繩槽中心線的夾角應(yīng)中于2.5度；
卷筒組件應(yīng)設(shè)計防止鋼絲繩在負荷或松馳狀態(tài)下跳槽的裝置。
③滑輪
滑輪的節(jié)圓直徑，不應(yīng)小于鋼索直徑的28倍；
滑輪及滑輪組應(yīng)采用滾動軸承支承；
滑輪及滑輪組應(yīng)有防止鋼絲繩脫槽的保護裝置。
鋼絲繩與滑輪的偏角不超過2.5度。
④鋼絲繩
懸吊鋼絲繩應(yīng)為帶有人造纖維芯的軟鋼絲繩；
預(yù)先檢驗：供貨時所有的鋼絲繩均應(yīng)分批測試；
現(xiàn)場處理：鋼絲繩在安裝期間應(yīng)小心處理，不能以任何方式技術(shù)打結(jié)或損壞；受損或變形的鋼絲繩不予接收。所有切斷頭都應(yīng)妥善處理；
安裝：鋼絲繩不應(yīng)與設(shè)備的固定或移動部分磨擦，在有損壞或卡住風(fēng)險的地方，應(yīng)采取正確防護措施；
懸掛支承：穿過頂樓的轉(zhuǎn)向滑輪或在其它需要懸掛支承的地方，鋼絲繩應(yīng)在滑輪上進行支承。
⑤鋼絲繩配件
鋼絲繩配件應(yīng)采用表面鍍鋅的標準配件；
鋼絲繩配件規(guī)格尺寸與鋼絲繩匹配；
使用鋼絲繩夾的地方，每個接頭至少使便用3個正確安裝的繩夾。
3、吊桿
a)吊桿采用圓管桿或桁架桿，管子或構(gòu)架應(yīng)平直、無扭曲變形；
b)管桿采用優(yōu)質(zhì)無縫鋼管制造；
c)桿的接頭應(yīng)盡量少，接頭采用實心圓棒與管子配合；
d)懸吊鋼絲繩的端頭用單獨安裝于桿上的調(diào)節(jié)裝置進行調(diào)整；
e)管端：管端應(yīng)配有帶醒目顏色的永久性塑料帽或鋼封頭；
4、限位、定位、超程開關(guān)
a)限位及定位開關(guān)
i.行程終止限們開關(guān)：行程終止限位開關(guān)應(yīng)能測出設(shè)備正常行程綹并使之停車；
ii.中間定位開關(guān)：在合適的地方配置中間定位開關(guān)和減速開關(guān)；
iii.直接碰撞限位開關(guān)：行程終止限位開關(guān)也可選用直接碰撞限位開關(guān)。
b)超程限位開關(guān)
超程限位開關(guān)：所有電動設(shè)備都應(yīng)安裝單獨的超程限位開關(guān)，以防行程終止限位開關(guān)發(fā)生故障導(dǎo)致機械損傷。
4、電動機
a)工作循環(huán)：舞臺機械按斷續(xù)操作設(shè)定。每個工作循環(huán)規(guī)定為在載荷條件下6次全行程運轉(zhuǎn)并有15min停頓；
