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[摘要] 通過维护保养来保证机械设备的持续正常运转是企业确保持续发展的重要保障。相对于企业来说,学校的设备无论从使用环境、使用频率都与企业的使用有很大差距,但职业学校设备在使用过程中由于机械部件磨损,造成稳定性降低,可靠性衰减,甚至存在无法正常运行造成安全事故的风险。此外,机械制造实训设备采购资金靠财政,设备更新周期长等实际情况也迫使职业学校不得不重视机械制造实训设备的维护保养。通过分析职业学校以及企业的机械设备的日常使用特点,探讨如何根据职业学校的特点制定机械设备保养制度和措施。
[关键词] 职业学校;机械制造设备;维护;保养;措施
[中图分类号] G717 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2021)37-0058-02
一、职业学校重视机械制造实训设备保养的必要性
目前职业学校大多参照教育部《职业学校专业仪器设备装备规范》并结合自身办学特点配备了机械制造实训设备。主要包含焊机、普通车床、普通铣床、磨床、台钳、钻床、数控车床、数控铣床、加工中心、特种加工设备(电火花、线切割)等,随着制造企业对零件的精度要求越来越高,部分学校已经配备了三坐标测量机等测量设备。这些数量庞大、种类繁多的机械制造实训设备承担着培养“大国工匠”理论联系实际的实训任务。职业学校的实训特点要求学校不得不重视机械设备的保养,主要原因有:
1.机械制造训练材料多样,部分材料在实训过程中很容易进入到机床间隙、油路中,影响机床加工精度和正常使用。比如进行车削基本技能训练的初级阶段,容易出现“打刀”“撞刀”、工件飞出等事故,为了降低成本和提高安全性,第一次训练会采用木头或者尼龙棒进行训练,虽然相对安全了,但木屑、尼龙棒的切屑会随着工件的旋转飞入导轨、丝杆等间隙,后续又有可能随着切削液进入冷却循环系统。如果不能及时有效地维护保养,就有随时引发故障的风险。
2.学生对设备维护的意识在逐渐培养中,尚未形成良好的设备保护意识。规范的养成和职业素养的培养是一个长期的循序渐进的过程,学生在学习本专业之初,尚不能完全理解设备保养的重要性,在实训过程中由于“手生”,还远远达不到熟能生巧的地步,因此,在实训过程中“撞刀”、损坏等对影响机床使用寿命的不规范操作时有发生。及时的维护保养可以缓解损耗,延长使用寿命。
3.维护保养对机械制造技术、机电技术应用、数控技术应用甚至汽车运用与维修等专业都具有促进作用。通过对设备的维护保养,可以真实地感受到间隙、磨损对质量的影响,金属疲劳对使用寿命的影响。对于学生理解“怎样才能保证零件加工精度的稳定性”“怎样才能提高设备的使用寿命”有直接的帮助,可以根据不同专业的人才培养方案开发相关维护保养课程。
4.机械制造实训设备更新周期长。由于机械制造实训设备采购资金靠财政和建设项目的投入,购置过程手续多、流程长,往往部分设备在实训过程中已经出现了较大的精度误差,多数学校由于实训设备紧张不得不“能用就用”,这样的实训不利于培养学生的“工匠精神”。如果一旦出现故障维修周期长,耽误教学进度。这些实际情况也迫使职业学校不得不重视机械制造实训设备的维护保养。
寒来暑往,一批又一批的学生使用,只要设备运转就会出现磨损、变形、老化、锈蚀等各种问题,这些问题都会不同程度、不同形式、不同时间造成设备损坏,从而影响机械制造实训教学,甚至教学安全。
二、职业学校机械制造实训设备维护保养的措施
(一)建立机械设备维护巡检制度
参照企业建立设备的静态点检和动态巡检制度,不仅可以预防故障,而且学生在检查维护过程中逐步实现了角色转变,可以提前适应工作,养成良好的工作习惯。
1.机械制造实训设备静态点检
静态点检就是在实训完毕或实训开始前,对实训设备关键点进行检查。根据检查记录本,关注设备曾经出现过的初期小故障并及时解决消除,确保实训设备在下次工作时恢复到最佳状态。实训设备的点检记录显得特别重要,在信息化服务教学的大环境中,有条件的学校可以借助信息化平台建立实训设备点检台账,利用手机App等方便快捷地录入、保存、读取。
2.机械制造实训设备动态巡检
实训过程中的动态巡检可以及时发现异常。根据异常的严重程度,采取应急维修,或提前报备安排时间进行专项维修,这样就能防止故障的扩大化,避免影响实训教学进度,造成安全事故和经济损失。实训过程中教师要兼顾教学和管理,这项工作可以交给有经验的高年级学生担任,比如参加过技能大赛的学生。这些学生由于长期与实训设备接触,其专业素养和心理素质都比较全面,可以作为教学过程中老师的助手负责这些非工作状态很难察觉的设备动态巡检。
(二)设置机械制造实训设备维护保养周期
机械制造实训设备可以根据教学分为学年度,学期、月度,周,日保四个周期养。根据设备各种零件的特性,不同部件的功能、负荷、易损程度等分阶段,分期进行保养。例如机床变速箱属于封闭浸油润滑,可以按学年度保养,机床的导轨属于敞开滴油润滑,可以按日或者按次进行保养。需要注意的是,按照不同周期需要保养的内容,均应当建立标准保养工单(可参考设备配备的维护保养说明书),每个保养项目都要清晰显示出保养内容及要求,一些关键的要求,要明确标识,并数字量化。按维护保养周期建立标准保养工单,可以较好地保证维护保养作业一致性,确保保养工作质量。
(三)培训管理员设备维护保养专业技能 1.训练观察与判断能力
通过观察设备的表面状态,静止时的状态,工作时的状态,与平时有什么不同,从而去判断设备部件是否存在故障,发现异常,第一时间进行检查排除,把故障在萌芽状态就处理掉,避免形成更大故障。例如观察待机时的零部件是否有漏油、漏水现象;部件是否处在正确位置,各传感器到位指示灯是否点亮;导轨、刀架等关键部位是否有变形,调节螺钉是否有松动;设备零部件是否有缺失等。设备工作时的动态巡查时,观察设备工作的动作,姿态是否有异常,运行时速度是否均匀,工作台有无抖动、爬行等异常现象。
2.培养感知异常味道和听声音的能力
设备工作时产生的异常味道及异常声音。例如由于超载荷工作,电流增大,绕组温度升高,高温造成绕组漆包线绝缘漆融化,橡胶、塑料零件发出刺鼻气味;机械磨损造成的摩擦阻力增大,出现异常升温,引起润滑油脂的挥发产生气味;轴承磨损,轴变形,齿轮啮合面磨损,传动链轮,皮带轮对中不良,造成异常的摩擦或敲击声;气管接头,气管老化裂纹,气缸等元件密封件损坏老化,产生漏气的异常声音等。具备较强的异常感知能力则可以在设备巡检时,闻到异常气味,听到异常声音,根据设备的组成性能特点去进行排查,将故障消除在初始阶段,以免造成更严重故障。
3.关注使用者的反馈体验
通过每日实训的总结反馈,向设备的操作者询问诸如力量变化、异常抖动等,此外,还应该关注本次实训零件的质量和精度,通过分析零件检验表的数据寻找规律,可以第一时间了解设备的细微变化,从而及早采取应对措施,把故障解决在形成的初期。
4.定期操作,熟悉设备,提高技能
管理维护人员需要定期亲自操作設备,即试车试制零件,通过实际操作去体验设备的运动状态,感知设备运转时产生的震动等。比如,切端面时机床拖把振动是否正常,是否有异音,刀纹是否均匀等。通过自身的感受,更能清晰、准确地判断故障。设备维护人员必须要掌握每个设备的工作原理、性能特点、操作方法。通过试做感知机械制造设备的运行状况,亲手操作来判断有无异常以及可能产生的原因。
(四)开发相关维护保养课程
学习也是生产,生产也可以学习。相比企业,没有产品交货的压力可以慢工出细活,充分在机械拆装、机械基础、机械原理与零件等课程中添加设备维护与保养内容,在实践中教学。对于部分机床易损、易耗的简单零件则可以通过数控零件实力加工等生产更换,既实现了“理实一体化教学”,又维护保养了设备,延长了设备使用设备,一举多得。
(五)分类分批,提高维修效率,保证正常教学
1.短修、快修
在学期中段,实训教学进行中,以部件为单位,通常在周末等不影响教学时间进行维护。缺点就是对维护人员的技能要求比较高,且当设备局部出现故障,性能、精度下降时,只能采取应急维修措施,先确保满足实训需求。
2.精修、大修
对于维修难度大,需要专用设备,特殊配件的,应跟设备售后沟通,提前准备好待换的备件以及安排好专业的维护技术人员,保证维修的效能比达到最好,这种维修保养方法因为都是在设备产生较大故障后,通常在寒暑假等空档期维进行维修作业,属于事后维修。
三、发展与展望
由于职业学校本身的特点,当前设备的维护保养并未得到足够的重视,随着我国从制造大国到制造强国的战略转变,国家对职业教育越来越重视。随着“职教20条”“职业教育提质培优计划”的实施,未来在信息化建设的推进下,越来越多的信息化手段可以运用于设备维护保养中,例如安装上温度、震动检测传感器,电流监测等设备,把采集的震动频率、温度、电流等数据,通过无线传输到电脑、手机等数据终端,再利用分析软件转化成曲线图,进行实时大数据积累分析,设定安全运行范围和警示范围,针对性地安排维修保养方案,合理安排时间实施,达到既不影响实训教学,又付出最小的人力物力投入。通过这些新技术的帮助,可以直观、方便、准确地帮助维护人员去对设备进行诊断,分析设备状态,从而可以准确地掌握设备由正常逐渐向劣化的变化过程。
机械制造实训设备持续正常工作是职业学校实训教学重要的保障。建立制度、多管齐下、预防性保养,针对性的定期维修,探索设备维护保养的信息化手段,综合实施维护保养的方法,各自发挥优势,互为补充,可以保障设备正常持续运转,延长设备的使用寿命,为培养“大国工匠”保驾护航。
参考文献:
[1]杨俊.职业学校的设备利用现状及管理探讨[J].中国科技博览,2010(35).
[2]晋崇华.关于机械加工设备的故障维修及预防措施探究[J].中国金属通报,2020(11).
[关键词] 职业学校;机械制造设备;维护;保养;措施
[中图分类号] G717 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2021)37-0058-02
一、职业学校重视机械制造实训设备保养的必要性
目前职业学校大多参照教育部《职业学校专业仪器设备装备规范》并结合自身办学特点配备了机械制造实训设备。主要包含焊机、普通车床、普通铣床、磨床、台钳、钻床、数控车床、数控铣床、加工中心、特种加工设备(电火花、线切割)等,随着制造企业对零件的精度要求越来越高,部分学校已经配备了三坐标测量机等测量设备。这些数量庞大、种类繁多的机械制造实训设备承担着培养“大国工匠”理论联系实际的实训任务。职业学校的实训特点要求学校不得不重视机械设备的保养,主要原因有:
1.机械制造训练材料多样,部分材料在实训过程中很容易进入到机床间隙、油路中,影响机床加工精度和正常使用。比如进行车削基本技能训练的初级阶段,容易出现“打刀”“撞刀”、工件飞出等事故,为了降低成本和提高安全性,第一次训练会采用木头或者尼龙棒进行训练,虽然相对安全了,但木屑、尼龙棒的切屑会随着工件的旋转飞入导轨、丝杆等间隙,后续又有可能随着切削液进入冷却循环系统。如果不能及时有效地维护保养,就有随时引发故障的风险。
2.学生对设备维护的意识在逐渐培养中,尚未形成良好的设备保护意识。规范的养成和职业素养的培养是一个长期的循序渐进的过程,学生在学习本专业之初,尚不能完全理解设备保养的重要性,在实训过程中由于“手生”,还远远达不到熟能生巧的地步,因此,在实训过程中“撞刀”、损坏等对影响机床使用寿命的不规范操作时有发生。及时的维护保养可以缓解损耗,延长使用寿命。
3.维护保养对机械制造技术、机电技术应用、数控技术应用甚至汽车运用与维修等专业都具有促进作用。通过对设备的维护保养,可以真实地感受到间隙、磨损对质量的影响,金属疲劳对使用寿命的影响。对于学生理解“怎样才能保证零件加工精度的稳定性”“怎样才能提高设备的使用寿命”有直接的帮助,可以根据不同专业的人才培养方案开发相关维护保养课程。
4.机械制造实训设备更新周期长。由于机械制造实训设备采购资金靠财政和建设项目的投入,购置过程手续多、流程长,往往部分设备在实训过程中已经出现了较大的精度误差,多数学校由于实训设备紧张不得不“能用就用”,这样的实训不利于培养学生的“工匠精神”。如果一旦出现故障维修周期长,耽误教学进度。这些实际情况也迫使职业学校不得不重视机械制造实训设备的维护保养。
寒来暑往,一批又一批的学生使用,只要设备运转就会出现磨损、变形、老化、锈蚀等各种问题,这些问题都会不同程度、不同形式、不同时间造成设备损坏,从而影响机械制造实训教学,甚至教学安全。
二、职业学校机械制造实训设备维护保养的措施
(一)建立机械设备维护巡检制度
参照企业建立设备的静态点检和动态巡检制度,不仅可以预防故障,而且学生在检查维护过程中逐步实现了角色转变,可以提前适应工作,养成良好的工作习惯。
1.机械制造实训设备静态点检
静态点检就是在实训完毕或实训开始前,对实训设备关键点进行检查。根据检查记录本,关注设备曾经出现过的初期小故障并及时解决消除,确保实训设备在下次工作时恢复到最佳状态。实训设备的点检记录显得特别重要,在信息化服务教学的大环境中,有条件的学校可以借助信息化平台建立实训设备点检台账,利用手机App等方便快捷地录入、保存、读取。
2.机械制造实训设备动态巡检
实训过程中的动态巡检可以及时发现异常。根据异常的严重程度,采取应急维修,或提前报备安排时间进行专项维修,这样就能防止故障的扩大化,避免影响实训教学进度,造成安全事故和经济损失。实训过程中教师要兼顾教学和管理,这项工作可以交给有经验的高年级学生担任,比如参加过技能大赛的学生。这些学生由于长期与实训设备接触,其专业素养和心理素质都比较全面,可以作为教学过程中老师的助手负责这些非工作状态很难察觉的设备动态巡检。
(二)设置机械制造实训设备维护保养周期
机械制造实训设备可以根据教学分为学年度,学期、月度,周,日保四个周期养。根据设备各种零件的特性,不同部件的功能、负荷、易损程度等分阶段,分期进行保养。例如机床变速箱属于封闭浸油润滑,可以按学年度保养,机床的导轨属于敞开滴油润滑,可以按日或者按次进行保养。需要注意的是,按照不同周期需要保养的内容,均应当建立标准保养工单(可参考设备配备的维护保养说明书),每个保养项目都要清晰显示出保养内容及要求,一些关键的要求,要明确标识,并数字量化。按维护保养周期建立标准保养工单,可以较好地保证维护保养作业一致性,确保保养工作质量。
(三)培训管理员设备维护保养专业技能 1.训练观察与判断能力
通过观察设备的表面状态,静止时的状态,工作时的状态,与平时有什么不同,从而去判断设备部件是否存在故障,发现异常,第一时间进行检查排除,把故障在萌芽状态就处理掉,避免形成更大故障。例如观察待机时的零部件是否有漏油、漏水现象;部件是否处在正确位置,各传感器到位指示灯是否点亮;导轨、刀架等关键部位是否有变形,调节螺钉是否有松动;设备零部件是否有缺失等。设备工作时的动态巡查时,观察设备工作的动作,姿态是否有异常,运行时速度是否均匀,工作台有无抖动、爬行等异常现象。
2.培养感知异常味道和听声音的能力
设备工作时产生的异常味道及异常声音。例如由于超载荷工作,电流增大,绕组温度升高,高温造成绕组漆包线绝缘漆融化,橡胶、塑料零件发出刺鼻气味;机械磨损造成的摩擦阻力增大,出现异常升温,引起润滑油脂的挥发产生气味;轴承磨损,轴变形,齿轮啮合面磨损,传动链轮,皮带轮对中不良,造成异常的摩擦或敲击声;气管接头,气管老化裂纹,气缸等元件密封件损坏老化,产生漏气的异常声音等。具备较强的异常感知能力则可以在设备巡检时,闻到异常气味,听到异常声音,根据设备的组成性能特点去进行排查,将故障消除在初始阶段,以免造成更严重故障。
3.关注使用者的反馈体验
通过每日实训的总结反馈,向设备的操作者询问诸如力量变化、异常抖动等,此外,还应该关注本次实训零件的质量和精度,通过分析零件检验表的数据寻找规律,可以第一时间了解设备的细微变化,从而及早采取应对措施,把故障解决在形成的初期。
4.定期操作,熟悉设备,提高技能
管理维护人员需要定期亲自操作設备,即试车试制零件,通过实际操作去体验设备的运动状态,感知设备运转时产生的震动等。比如,切端面时机床拖把振动是否正常,是否有异音,刀纹是否均匀等。通过自身的感受,更能清晰、准确地判断故障。设备维护人员必须要掌握每个设备的工作原理、性能特点、操作方法。通过试做感知机械制造设备的运行状况,亲手操作来判断有无异常以及可能产生的原因。
(四)开发相关维护保养课程
学习也是生产,生产也可以学习。相比企业,没有产品交货的压力可以慢工出细活,充分在机械拆装、机械基础、机械原理与零件等课程中添加设备维护与保养内容,在实践中教学。对于部分机床易损、易耗的简单零件则可以通过数控零件实力加工等生产更换,既实现了“理实一体化教学”,又维护保养了设备,延长了设备使用设备,一举多得。
(五)分类分批,提高维修效率,保证正常教学
1.短修、快修
在学期中段,实训教学进行中,以部件为单位,通常在周末等不影响教学时间进行维护。缺点就是对维护人员的技能要求比较高,且当设备局部出现故障,性能、精度下降时,只能采取应急维修措施,先确保满足实训需求。
2.精修、大修
对于维修难度大,需要专用设备,特殊配件的,应跟设备售后沟通,提前准备好待换的备件以及安排好专业的维护技术人员,保证维修的效能比达到最好,这种维修保养方法因为都是在设备产生较大故障后,通常在寒暑假等空档期维进行维修作业,属于事后维修。
三、发展与展望
由于职业学校本身的特点,当前设备的维护保养并未得到足够的重视,随着我国从制造大国到制造强国的战略转变,国家对职业教育越来越重视。随着“职教20条”“职业教育提质培优计划”的实施,未来在信息化建设的推进下,越来越多的信息化手段可以运用于设备维护保养中,例如安装上温度、震动检测传感器,电流监测等设备,把采集的震动频率、温度、电流等数据,通过无线传输到电脑、手机等数据终端,再利用分析软件转化成曲线图,进行实时大数据积累分析,设定安全运行范围和警示范围,针对性地安排维修保养方案,合理安排时间实施,达到既不影响实训教学,又付出最小的人力物力投入。通过这些新技术的帮助,可以直观、方便、准确地帮助维护人员去对设备进行诊断,分析设备状态,从而可以准确地掌握设备由正常逐渐向劣化的变化过程。
机械制造实训设备持续正常工作是职业学校实训教学重要的保障。建立制度、多管齐下、预防性保养,针对性的定期维修,探索设备维护保养的信息化手段,综合实施维护保养的方法,各自发挥优势,互为补充,可以保障设备正常持续运转,延长设备的使用寿命,为培养“大国工匠”保驾护航。
参考文献:
[1]杨俊.职业学校的设备利用现状及管理探讨[J].中国科技博览,2010(35).
[2]晋崇华.关于机械加工设备的故障维修及预防措施探究[J].中国金属通报,2020(11).