机械设计实验室陈旧设备的再利用探讨

机械设计实验室陈旧设备的再利用探讨【摘要】本文主要针对机械设计实验室的陈旧设备再利用问题进行了探讨性的研究，根据目前的基本情况提出了几种解决此类问题的方法。一方面为了提高陈旧设备的利用率，另一方面也可以给学生提供一定的学习实践的机会，培养学生动手动脑的能力。对于各院校此类设备的再利用亦可以起到抛砖引玉的作用。【关键词】机械实验陈旧设备再利用【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2013）02-0238-021.前言由于近几年的就业形式的转变以及学生们就业意识的提高，机械类专业的学生人数逐年增加。对机械工程类高等人才而言，实验教学是学生在学校提高学生实践能力和创新能力的主要渠道之一，在培养学生理论联系实际方面有着不可替代的作用。目前来看，机械工程类的实验设备更新换代比较快，淘汰下来的陈旧设备利用率比较低，从各方面来说都比较浪费。一方面可以从管理机制上采取一些措施【1】【2】【3】，另一方面可以在开发利用上做一些工作。为了适应高校素质教育的推行，在保持原有实验的基础上，充分发挥这类设备的再利用价值，已经成为实验室改造项目中亟待解决的问题。结合我院的实际情况，本文就陈旧设备的利用方式提出了几种方案。2.陈旧设备的现状到目前为止，我院各个实验室都存有一批接近淘汰或已经淘汰的实验设备，这些设备一旦离开了实验室，它们的使用价值基本就没有了。存在这种现象的主要原因如下：（1）由于课程建设的需要，需要引进可操作性更强、实验数据处理更灵活和精度更高的实验设备。（2）由于工科类实验所需的实验教学设备损耗率比较大，实验设备出现了某一种或某一些外形或原理性的缺陷。（3）由于实验教学的改革，部分实验不宜再开，相应的设备就处于闲置状态。（4）由于当初设备引进时沟通和管理不当，造成一些设备使用率比较低或者根本没有使用。虽然这些设备基本失去了原有的使用功能，但并不是没有任何的利用价值。一部分设备可以进行改装加强它的性能，延长生命周期。一部分设备可以进行拆卸，取其中可利用的部件或零件，用于实践教学。还可以根据设计对其中的零件进行机加工，增强它的应用价值。本文涉及的实验设备主要来自由机械设计实验室，涉及的课程主要是机械设计、机械原理和机械制造基础等。比如关于传动方面的有带传动，齿轮传动实验设备，机构设计方面的有缝纫机，钉鞋机等机构，拆装实验的有轴系设计，减速器等实验零件。还有一些教学上和演示性实验所用到的简单构件和零件。如果能找到某种方式将这些零件和设备加以利用，不论是从节约资源上还是从提高学生的动手动脑实践方面都是应该得到重视的。3.陈旧设备的再利用为了提高这类设备的利用周期，降低实验成本，结合机械工程人才培养目标，综合考虑学生实验技巧和相关技能，提出几项相对完善的旧有实验设备再利用的试验方案。（1）应用于课程设计方面课程设计是在一门课程理论学习结束后，针对所掌握的基础知识进行实践教学的一个环节。目前我院的课程设计主要还是以理论知识的结合应用为主，注重系统的研究和运动分析以及仿真模拟，很少结合实践应用。在实验教学中发现学生对于动手实验是比较偏爱的，更希望在课程设计环节上结合到更多的实践应用范例。举个简单的例子，例如机械原理课程设计中针对缝纫机的改进设计。由于学生很少有机会接触到实际的机构，学生对所设计的题目没有任何概念，这时就可以让学生将实验室淘汰下来的缝纫机进行拆装。首先了解其内部结构以及工作原理，结合课程中所学知识解析该机构的运动形式和需要改进的地方。可以从传动方面和受力方面进行分析，进行结构优化或者应用的演化设计。最后根据改进化的设计重新组装一个新的缝纫机。改进化设计主要集中于新功能的开发，原有结构的简化以及外形设计。本例中学生的设计加入了自动纫针功能，并实现于实验室淘汰的缝纫机上。由于课程设计本身就是学生展示自身特点的一个机会，更是张扬个性的一个舞台，所以只要是能完成课程设计的教学目的，不妨让学生结合自身的特长和各实验室陈旧设备可随意操作的特点，使学生完成一些新颖的设计。（2）辅助性实验开发专业课实验教学可以培养机械专业学生的综合素质和创新能力【4】。目前实验室开设的实验课，都是根据学校的本专业的教学大纲制定的，基本涵盖了各个课程的知识点。但是有个别实验是属于论证性实验，只是需要学生按几个按钮或者进行计算机上的操作即能完成。学生对其兴趣不大，对实验所包含的知识理解不深。这时，实验课教师可以根据学生的实际情况，把本实验最关键的部分单独设立一个辅助实验，让学生通过这种做法提高对实验的兴趣，加深对实验的理解。动平衡实验就是以静平衡实验为基础的一个实验，我们可以把其他机构上的圆盘形零件拆下来，对其进行静平衡实验。通过橡皮泥和测量工具，寻找平衡块的位置。然后再做动平衡实验，学生的理解会更加透彻。螺栓联接实验中主要是理解螺栓受力后会出现肉眼无法观测到的延伸量。可以采用废弃螺栓通过虎钳固定，螺母与千分表接触的形式直观地观测螺栓的变化。机械测量实验包含了机械设计、测试技术和各类计算机软件技术的内容，如果只是单独的针对一种课程来做，学生往往只是局限在数据的抄写上，对在实验中遇到的问题不加以分析。经过改进后，增加了压力、速度传感器，并指导学生通过VB或C+编制简单的程序得到实测曲线，对不同条件下的曲线加以分析，说明曲线差异的原因。比如在带传动过程中，可以分析弹性滑动率和传动效率。（3）进行创造性的活动我校学生目前参加全国各类型比赛活动比较多，促使我院针对学生的各自特点开展了各项创新活动。每个学生从入校开始就通过互选的方式选择指导老师，然后进入各个实验室或是研究所进行基础性的研究工作。但是目前我院实验室的数量很难满足不断增长的学生人数的需求，造成很多学生的实践学习机会过少。可以采用实验室和实习工厂相结合的教学模式，让学生在老师的指导下，对陈旧设备进行再加工或再利用。实习工厂的老师可以指导学生根据自己的设计进行二次加工，形成新的机构。将淘汰的针式打印机改为微型电梯模型，开展成自制开放式实训和实验设备的活动，给学生提供自主实验、个性化学习的实验环境【5】。也可以在工厂老师的指导下加工完成机构模型的制作，这个过程需要学生通过已有知识的运用设计新型的机构模型，而后用于实验教学。现在已有学生对实验室的康复矫正【6】设备进行了优化改装，提升了该设计的实用性。在参加学校举办的创新大赛上，学生利用实验室废弃的轴类零件、小型电机和一些传动零件，做出了简易的垂直轴式风力发电机，叶片是用废弃的排风扇的叶片代替的。虽然实际应用时存在一些不足之处，但却是学生们集体智慧的体现，并且调动了学生们动手的积极性，起到了一定的引导作用。4.结语目前来看，对实验室淘汰下来的实验设备的处理一直是各个学校比较棘手的问题。可以结合学校自身的特点单独开设一个实验室对这类设备进行集中管理和利用，根据设备的特点给学生提供一些实践应用的机会。在老师的引导下完成设计创新工作，这样既可以培养学生的动手能力以及分析问题和解决问题的能力，还可以提高学生的实验兴趣和创新能力。同时，可以节约实践教学和实验经费，提高资源的利用率。当然，这项工作若真的运行起来，还需要各个管理部门和实验室的大力协助，各种规章制度以及人员配备都不是一蹴而就的事情。如果能将各个学院的陈旧设备进行整合再利用，一定会给实验教学提供更加丰富的素材来源，也可以拓宽学生对机械应用领域的知识面，设计出应用范围更广的机构甚至机器。参考文献：1任金波，张翔。机械原理与机械设计实验教学改革实践J.福建农林大学学报，2011.14（3）：108-111.2陈伟泉。独立学院机械创新设计实验教学的探讨J.甘肃科技，2011.27（21）：85-86.3黄平等。机械基础类实验教学体系改革和实验设备配置研究J.实验技术与管理，2008，25（12）：188-190.4宋玉梅。从机械专业课实验教学人手培养学生的创新能力.高