摘要：为满足“工程摩擦学”实验课程高阶性、创新性和挑战性的需求,该文研制了钢丝绳摩擦学性能测试实验教学平台,该平台可实现摩擦学性能测试、微动状态分析,并支持开展多种接触参数和环境工况下微动疲劳特性分析。实验平台的研制过程为:首先,设计了多丝螺旋捻制结构、绳芯钢丝微动结构、横向加载结构和外层钢丝气动加载结构;然后,完成了传感器布置方案设计和电路硬件选型;最后,基于LabVIEW设计的采集程序和基于触控屏的控制系统组成了测控软件。该实验平台可开展多工况下钢丝绳摩擦学性能测试实验教学,有助于提升学生工程实践创新能力。

摘要：针对普通射流在破岩过程中存在的靶距短、喷嘴直径小造成的破岩能量小,难以实现岩石的高效破碎等问题,提出一种高压聚能射流发生装置。该装置利用阀芯改变流体介质的流动方向,使活塞在缸内往复运动,依靠活塞的高速运动实现射流的增压效果,并通过改变泵站流量实现对射流脉冲频率以及脉冲压力的可靠调节。首先,对高压聚能射流发生装置整体结构以及不同工作阶段进行详细介绍,阐述其工作原理。其次,基于流体力学和能量守恒理论,建立高压聚能射流发生装置动力学模型,分析装置不同结构参数与动力参数的关系,探究装置结构参数对射流冲击压力的影响,揭示增压活塞在冲击过程阶段的能量演化规律,进而得到射流冲击压力与泄油口面积、活塞杆直径、喷嘴出口直径以及系统压力均呈现先增大后减小的趋势、系统压力、喷嘴出口压力、泄油口面积、活塞杆直径对装置性能的影响程度依次降低的影响规律;在此基础上,构建高压聚能射流破岩试验系统及液压控制系统,开展高压聚能射流冲击破岩试验研究,以此验证系统可行性以及理论分析的正确性。试验结果表明:相较于普通射流,无论是在射流产生的破碎深度和破碎坑体积方面,高压聚能射流破岩效果均优于普通射流。高压聚能射流冲击破岩过程呈周期性变化,在10 MPa的输入压力下,输出压力可以达到72.5 MPa,具有良好的增压效果;在预定系统压力下,射流冲击岩石的最优靶距为10 cm;射流冲击频率随液压泵流量呈线性增长,且岩石破碎体积、破碎坑直径以及深度均随着冲击频率的增加呈现增长的趋势。

摘要：为了提高堆垛机器人末端执行器丝杠夹持系统在夹持定制式木门工件时的夹持精度,抑制系统中存在的参数摄动及外部干扰的影响,采用一种适应于夹持木门工况下的自适应滑模控制方法。首先,建立末端执行器丝杠夹持系统的动力学模型;其次,根据模型的状态空间方程设计了丝杠夹持系统的反步滑模控制器,为了抑制系统中受到的复合扰动的影响,在原先控制器的基础上设计了带自适应律的反步自适应滑模控制器;最后,通过仿真验证了设计控制器的性能。研究结果表明:与PID控制相比,设计的控制器具有较快的调节时间及较高的跟踪精度,对于存在的复合扰动具有较好的抑制作用,可以保证末端执行器丝杠夹持系统的鲁棒性。

摘要：多元协同贯通式项目制教学是培养卓越创新型工程人才的工程教育新模式。以中国矿业大学机械类专业贯通式项目制教学改革为例,从专业人才培养所需的知识和能力视角,从理论模型、知识体系、能力培养模式三方面,定义多元协同贯通式项目制教学的“1-2-333”体系架构。从知识图谱和课程体系视角阐述了贯通式项目的知识体系,从三员协同教师团队建立、集“项目管理-在线设计-数据分析”一体化的实践平台构建、满足个性化学习的知识图谱应用、保障机制等多角度,系统解构了贯通式项目教学实践中学生能力培养的途径,为新工科数智教育背景下工程教育模式改革提供参考,为工程教育模式改革提供新思路。

摘要：机械设计基础课程是培养学生综合设计能力的重要课程,但实际教学中存在课时少、师生互动不足等问题。引入翻转课堂教学模式,并设计针对该门课程的教学过程。实践结果表明,翻转课堂的引入提高了学生的自主学习能力、团队协作能力及获取网络信息的能力。

摘要：根据机械设计基础课程设计的课程特征及学生教育背景,从目前该课程教学中遇到的实际问题出发,探索基于SPOC混合教学的新模式,将线上教学与课堂教学有机结合。为了实施该教学模式,制定了SPOC加课堂的混合教学流程,设计了该课程的混合教学内容方案。增强了学生课程学习的主动性及团队协助能力,实现了线上线下的多维互动,拓展了教学时间。

摘要：培养学生适应产业转型升级需求的关键能力,是我国新工科建设对人才培养提出的新要求,也是当今工程教育面临的主要问题。由于机械设计基础课程设计对工科学生综合能力培养影响较大,研究现有教学过程对学生关键能力培养的不足,并从教学理念、教学方法、评价体制等三个方面,探讨教学过程中值得改进的方向。

摘要：根据单个截齿的受力模型和计算公式,建立了采煤机滚筒力矩模型和载荷波动模型。在此基础上,利用MATLAB编写了截割面积最大和波动系数最小时,转角与截齿力的关系程序和转角与力矩的关系程序,并对某型号采煤机滚筒进行了载荷模型的模拟和分析,分别得到了截割面积最大和波动系数最小时的滚筒转速、牵引速度和三向力的波动系数,为滚筒设计和实际使用提供理论依据。

摘要：薄煤层煤炭智能开采作业已成煤炭资源开采的重要课题。目前根据采煤设备的不同薄与极薄煤层采煤方法主要为三种:刨煤机采煤法、滚筒采煤机采煤法和钻式采煤机采煤法。钻式采煤机做为极薄煤层煤炭开采、提高煤炭资源回收率的采煤设备,由工人在采煤工作面外操作,完成设备在工作面内的破煤、装煤、运煤等,设备检修也都在工作面外巷道中进行,真正实现了无人工作面采煤,且占用人员少,劳动生产率高,提高了资源回收利用率。螺旋钻采煤机无人工作面采煤对地质构造适应性强,如果采用滚筒采煤机或刨煤机采煤,长壁工作面遇到较大断层时,需重新开切割眼,工作面搬家,费工费时。而螺旋钻采煤机采煤遇到断层时,只需移动钻机到新地点重新定位钻采即可,工艺、操作都比较简单。该采煤法可广泛地应用于开采围岩较稳定的、煤层倾角在-15°^+15°的极薄煤层,并且还可以用来开采边角煤、三下压煤、顶板松软破碎煤层和回收各种煤柱。使用螺旋钻采煤机不仅减少了巷道投入、减少开采对地面的影响,而且可最大限度的回收极薄煤层煤量,有利于提高薄极薄煤层的配采比例,延长矿井服务年限,提高矿井的经济效益和社会效益。该课题实施,在研究钻式采煤机截割机理基础上,重点研究钻式采煤机小型化及模块化技术、钻具定向钻进技术、自动快速换钻杆技术,多钻头截割技术,开发具有快速、高效、定向钻进的五钻头小型化、模块化钻式采煤机。有效解决螺旋钻式采煤机研制、开发的基础理论研究不足;采煤过程中受不同地质条件、钻头和钻杆重力及不平衡力矩影响,使钻头和钻杆在钻进过程中经常发生偏斜,限制钻采深度;钻杆装卸占用时间长,严重影响采煤效率;采煤时钻孔之间要根据顶板情况,留有不小于0.2 m宽的小煤柱,且只有三个钻头开采,采宽小,开采效率和资源回收率低等问题,研制新型钻式采煤机,实现比刨煤机和滚筒采煤机更强的地质适应性。同时,为更快地建立我国更完备的薄与极薄煤层智能开采技术体系提供技术支撑,满足我国煤矿井下极薄煤层无人工作面智能开采作业的需要。该课题依托单位和协作单位是从事矿山设备的研究、产品开发与制造的中煤张家口煤矿机械有限责任公司、中国矿业大学,既有专门从事煤矿采掘设备理论研究的教授、研究生,也有长期从事煤矿采掘设备的设计及制造的工程技术人员,形成"产-学-研"强强联合和优势互补,共同进行课题攻关。

摘要：机械制图是工科院校学生必修的一门重要的专业基础课程,在培养学生创造性思维及空间逻辑思维能力方面发挥着重要作用。为了提升课程教学效果、提高应用型人才培养质量,文章按照精品课程建设标准和具体要求,结合应用型人才培养目标,提出了基于知识和能力培养的机械制图精品课程建设思路;通过加强课程教学团队建设、重构教学内容体系、改革教学方法和手段、搭建实践教学平台、革新考核与评价体系,以及推进教材、数字化资源和实验室建设,在改善教学效果、提高教学质量以及提升学生专业理论知识水平和设计、创新及工程实践应用能力等方面取得了显著成效,为应用技术型高校课程建设提供参考。