机械工程学科前沿论文(机电方向)

机械工程学科前沿

内容名称：机电方向

院系：机械学院

班级：研1402班

*名：***

学号： S******** 授课教师：张学良、刘志奇

时间： 2015.7.6 太原科技大学

一、工业4.0以及中国制造2025

从张学良老师的讲课中，我深切的了解了关于什么是工业 4.0。关于德国“德国工业4.0”：德国“工业 4.0”概念在2013年4月汉诺威工业博览会正式推出，随后升级为国家战略，推出一年多以来受到全球工业界、媒体和经济学人士的广泛热捧。随着全球各国相继提出类似“工业 4.0”的发展目标，以智能化制造、两化深度融合为代表的新型制造方式终将引起工业界乃至社会发展的巨大变革。

中国科学院 300 余位专家在2009 年完成的目标指向2020、2030、2050年科技发展路线图的战略研究系列报告《创新 2050：科技革命与中国的未来》，极具前瞻性地阐述了“工业 4.0”所描绘的全部核心内容，且在其他非工业领域也有详实且超前的指导性表述。目前，世界各国将智能化工业生产方式作为自身工业未来发展方向的大趋势已经形成。

“工业 4.0”将促进生产方式进行深刻变革。旨在保证德国未来工业发展处于领先地位的“工业 4.0”，归根结底是一个通过顶层设计整合各种技术手段来完成工业效率最大化的前瞻性战略。“工业4.0”将建立一个物与服务联网 (IoTS) 和互联网服务充分交促进企业转型升级，逐步实现“工业 4.0”发展目标。

要实现中国的“工业 4.0”首先，需要加强国际交流，建立我国“工业 4.0”基本框架。李克强总理访问德国，宣布两国将开展“工业 4.0”合作。中国发展“工业 4.0”需要加强与德国在相关领域的国际交流学习借鉴其顶层设计、实施步骤、制度保障等先进经验。加

强与其他领先工业国在类似领域的交流合作，集百家之长，形成适合我国国情的智能制造工业发展蓝图。着手构建“工业 4.0”基本框架，制定共同标准及授权范围，建立综合性工业通讯基础设施，组织职业培训，设计多方监管体系，考虑环境资源承载能力，最终形成可自我完善的我国“工业 4.0”基本框架。

在我国“工业 4.0”框架基本建立之后，需通过国家层面政策引导企业转型升级。启动国家智能制造重大专项工程，引领智能测控装置、关键零部件、智能化高端装备、集成智能装备等领域企业在同一标准化体系内快速发展并形成完备的产业体系。联合企业、科研机构、政府、协会、客户形成多方参与的产学研用联合战略体系，集中力量助推制造业智能化转型。实现生产制造自动化后，依次推进流程管理数字化、企业信息网络化、智能制造云端化等内容，促进中国版“工业4.0”得以最终实现。

二、制造强国，工业强基与液压基础件发展趋势

目前，全国液压行业在部注册挂号的百余厂家资产约14亿元，全国从事液压行业工作的厂家约500多家。其工厂之多，资产之大应该是很强的。但除了在一些个别的元件、理论和系统方面有突破外，就量大面广的开关阀、比例阀、泵等和发达国家确实存在较大差距。在六十年代和七十年代，我们把国内外水平对比概括为相当于国际先进水平的1/10，即产品产量、品种、产值、寿命大体上为相应发达国家的1/100。七十年代末八十年代是改革开放的时期，应该说以京、津、沪、辽、榆次液压工业公司的引进许可证生产合作生产为主，开

创了液压工业“三上一提高”的新时期，自配量加大了。但就整个液压工业来说仍未摆机械工业的振兴，应该有若干个基础件的企业集团为其服务。

然后刘老师为我们讲述了液压元件的发展趋势。

为保证液压元件的不断改进与更新，首要的是移植现有的先进技术，不断给液压元件注入新的活力，以满足将来发展需求，其主要发展趋势有以下几方面。

1.进行纯水液压元件的开发研究

随着人们环保意识的不断提增强，人们在不断寻找一种新型的理想的液压传动介质。从经济、环保、可持续发展的角度出发，有人提出:若纯水(不含任何添加剂)能做传动介质，侧不但能解决上面问题，而且价格便宜。正因为如此，近年来纯水传动技术和纯水液压元件与系统成为世界的一个重要研究方向。

尽管纯水传动具有各种优势，但纯水传动需要解决的问题较多，至今仍制约着其开发和推广，要想该技术成功进入实施阶段，还面临着以下困难:a解决泄露问题，由于纯水粘度较低，所以对液压元件的密封提出了更高的要求。b.元件材料问题，我们知道黑色材料在水中宜生锈，基于此许多研究机构把陶瓷和高分子材料作为液压元件的研制材料。C.气蚀危机，纯水的气蚀是石油基液压油的几十倍，要想延长元件的寿命必须解决气蚀问题。e.解决纯水在0℃以下的冻结问题。

2.新材料新工艺的应用

新型材料如陶瓷、聚合物或涂料的使用可使液压元件的发展有一个新的飞跃，为保护环境，减小漏油对环境的危害，生物降解迅速的工作介质如菜油基和合脂基的工作介质将得到广泛的应用。铸造工艺的发展将促进液压元件性能的提高，如铸造流道在阀体和集成块中的广泛使用可优化元件内部流动，可减少压力损失和降低噪声，实现元件小型化。纳米技术的发展使磁性材料性能显著提高，对电机械转换产生巨大影响。此外纳米材料强度高，可促进元件和系统轻量化和小型化，并可提高元件耐磨性，提高寿命。

液压元件的应用虽然广泛，但也存在漏油、噪声大等缺点，为提高液压元件市场的竞争力，必须克服这些缺点，使之成为用户追求的“洁净液压、静音液压、易用液压”。比如开发无泄漏液压元件，设计时尽量减少泄漏点以减少泄漏概率;对于噪声大的液压元件通过采用降噪、隔音结构，并用专门材料做外壳，可将噪声降至满足规定标准。

液压元件应用十分广泛,国内外现在都在加大对它的研究力度。作为一种重要的工业自动化基础元件,它已与微电子技术、磨损技术、润滑技术等紧密结合,充分发挥液压元件功率、密度大等优点,克服漏油和噪声大等缺点,不断扩大其应用领域,保持强大的竞争力是其发展的方向。