化工设备机械基础范文

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关键词：化工设备机械基础；课程设计；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0113-02

化工设备机械基础是我校林产化工专业必修的一门专业基础课程，包括工程力学基础、化工设备设计基础以及机械传动三部分内容[1]，各部分相对独立，涉及到力学、材料学、化工生产过程、生产设备和机器、工程制图等内容，具有很强的综合性和实践性。其课程设计是林产化工专业在其理论课结束后以学生为主体进行的第一次实践设计课程，它起到融合几门重要专业基础理论知识、架起理论与工程实际、基础与专业技术之间桥梁的作用，是培养林产品加工工程技术人才、训练林产化工学生设计能力必不可少的环节[2]，是提高学生搜集与应用资料、绘图、运算、计算机、独立分析与思维等能力的一次实践训练[3]。目的是使学生从化工设备的理论计算、结构设计、材料及加工工艺选择到设备制造、检验和验收有一个全面的训练[4]。

一、理论教学与课程设计有机结合

按照林产化工专业的教学计划，化工设备机械基础课程理论教学在第十周结束，课程设计一般安排在第18、19周，共两周时间。除了教师集中讲解、辅导、分配设计任务和设计期间学生考核汇报及查找资料等必要的准备工作，要在8―9天时间内完成全部设计，包括总体设计方案确定、设备及附件的强度、刚度、稳定性计算和结构设计，编写设计说明书和绘制设备的零件图、装备图，比较紧张[5]。而且第18、19周又是学校的考试周，林产化工专业这段时间的考试较多，学生根本就不可能把大部分时间和精力放在课程设计上，所以可以在授课过程中就把设计任务书分配下去，让学生根据课堂进度提前按照课程设计的相关参数进行设计计算。例如，讲压力容器时，就可以让学生根据自己的设计参数确定容器内径和筒体壁厚；讲完容器封头设计就可以确定封头形式和尺寸；讲完容器零部件，就要求学生们为他们设计的容器正确选择法兰类型和具体尺寸、确定容器支座及其他容器附件；讲完带传动后，就可以确定减速器V带的截型、根数及带轮的结构尺寸；讲完齿轮传动，就可以选择齿轮材料、进行齿轮结构设计，等等。教学实践表明，把课堂授课与课程设计有机结合在一起，不仅能加强课堂讲授内容的侧重点，激发学生的学习热诚，同时学生也能有时间、有目的性地复习回顾其他先修课程和查找设计资料，为课程设计做好前期准备工作。

二、结合工程实际，建立设计题目库

以前林产化工专业的化工设备机械基础课程设计基本上是压力容器或减速器的设计。设计题目单比较单一，而且现有这两个方面的设计资料很多，学生大多按着资料上的步骤进行计算、设计及绘图就能轻而易举地完成设计任务。在整个课程设计过程中，学生独立运用所学先修课程知识、设计理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力得不到提高。课程设计的选题应紧密结合工程实际，选用生产实际中的典型题目，搜集了生产实践中的各类设计参数，建立塔器、容器、换热器、反应釜、减速器等几组设计题目的题目库。另外，课程设计选题也可以与合作的化工企业的相关设计任务相结合，根据企业需求和实际参数进行选题，直接贴近生产实际，企业可能更加注重设计方案的工艺可行性和经济效益，能提供许多计算相应生产成本的原始性资料，这样学生也能获得好的实战设计训练，使工程意识和工程设计能力得到提升[6]。同时，为照顾到学生设计计算能力以及理论知识水平的差别，设计题目又要成组具有相近性，以便学生间相互学习和帮助，提高课程设计的效率。题目设计好后，引导学生根据自己的兴趣分组、分类进行合理选题，保证一人一题，题目各不相同。确保设计只能在独立的基础上完成，初步培养学生的独立设计能力，树立正确的设计思想，掌握化工设备机械设计的基本方法和步骤，为今后从事工程设计打下良好的基础。

三、加强与生产过程的结合，提高学生的工程意识和工程设计能力

林产化工专业教学要以实际生产过程需要为总体目标，不但强调对所学专业知识的熟练掌握和应用，更加强调与生产过程的结合，强调课程教学与生产实际相结合[7]。本课程设计与工业生产设备、机器、材料及加工工艺等密切相关，因此在课程进行的第七周穿插了一周针对化工设备机械基础课程和化工仪表及自动化的工厂认识参观实习。在此实习过程中，指导教师要现场结合实际生产工艺，分析某些关键性设备在流程中的作用和具体结构，介绍这些化工设备的设计原则及注意事项，使学生了解设计与制造工艺是紧密结合不可分割的，获得设备的有关制造工艺知识，加深同学们对所学知识的理解，以便在设计过程中能灵活应用。例如，在杨凌馥稷生物科技有限公司实习时就重点为学生介绍反应釜、干燥器、再沸器、冷凝器、精馏塔、液体贮槽、气体储罐和减速器等的作用和结构，加深学生对这些设备和机器的感性认识。指导教师在指导中强化对学生工程意识的影响，使学生能够熟悉和运用设计资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等，以完成作为工程技术人员在设计方面所必备的基本训练。

四、改革考核方式，激发学生学习热诚

考核是课程教学中重要的内容，公正合理的考核方式是提高课程设计水平直接有效的措施。为了真实、合理地反映实际设计水平，一方面要力求设计题目、设计参数多样化，另一方面就需要加强现场答疑，增加阶段性的学生汇报和抽查考核。并建立课程设计QQ群，学生有问题可以随时讨论，老师也可在群里对一些带普遍性的问题进行指导解答，并可随时随机检查学生的设计情况和设计进度，这样学生在课程设计中出现的问题就能及时的得到指正和总结。将学生在设计过程中汇报、抽查成绩、设计说明书质量、零件图和装配图质量、答辩情况等作为主要的考核依据。另外，要求学生尽可能地使用AutoCAD绘图，强化学生计算机绘图能力。而设计说明书要求手工书写，这样可以有效避免课程设计中出现抄袭现象。这些考核方式可以在一定程度上激发学生的学习热诚，提高实践教学效果。

作为实践性和综合性非常强的化工设备机械基础课程设计是培养学生工程意识和工程设计能力的重要实践性教学环节，是林产化工专业必不可少的专业教学内容。本文提出从理论教学与课程设计的有机结合、题目库建立、加强实习实践环节和改革考核方式等几个方面来进行课程设计教学改革探索，以期达到课程设计训练的目的。实践表明，通过化工设备机械基础课程设计，初步树立了学生正确的设计思想，培养了积极主动的学习态度和严肃负责的工作作风，为后继工程设计的学习奠定了基础，为培养工程类应用型人才发挥了积极的作用。

参考文献：

[1]赵军，张有忱，段成红.化工设备机械基础（第二版）[M].化学工业出版社，北京，2007.

[2]李红，孙虹雁，刘利国，马方伟.化工设备机械基础课程设计改革的研究与实践[J].黑龙江教育，2008，（10）：41-42.

[3]李政x，李庆生，姚忠.化工设备机械基础课程设计教学中存在的问题与改革[J].2012，1（123）：47-50.

[4]董俊华，赵斌，张及瑞.化工设备机械基础课程设计教学改革探讨[J].化工高等教育，2011，3（119）：17-19.

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一、问题的提出

化工设备机械基础课程是化工类专业的核心技术课程之一，也是一门与生产密切相关的工学结合课程。但在课程的教学实践中，存在着诸多的问题，如学科体系编排的课程内容、课堂教学脱离生产实践的教学模式，重视知识记忆而忽视过程的评价方式，这些问题的存在偏离了本门课程的学习目标，也偏离了职业教育的培养目标。因此，必须对课程进行工作过程导向的重新构建，而工作过程导向的学习领域课程开发的重点就是学习情境设计，以设计出用于教学的职业活动情境。通过创设基于工作过程的学习情境，有效设计该课程的教学内容、教学载体、教学方式，从而提高学生职业能力，为学生的就业奠定坚实基础。

二、基于学科导向与基于工作导向的学习情境的比较

基于学科导向的课程，以学科逻辑为主线构架知识体系，以掌握学科知识为目的，其内容以学科知识点为主线，情境是传授式的课堂教学，教学方式以陈述说理为主，多以知识点的记忆或理解程度的书面考核作为评价。

基于工作过程的课程，以工作要求为主线构建学习情境，目的是掌握工作过程中必需的理论知识与实践技能，其内容以工作流程为框架，情境是理实一体的实践教学，评价主要考核必需知识与实践技能的掌握程度。

三、化工设备机械基础课程的学习情境设计

1.调研工作岗位，定位课程培养目标

化工设备机械基础课程主要培养学生具备基本的化工设备操作、维护和管理的专业能力，同时养成“科学操作、安全管理”的职业素养，为今后工作打下扎实的专业基础。

通过与合作企业共同探讨，以及对往届生就业的跟踪调查，学校医药化工类专业的主要就业岗位群定位为从事化学品生产领域的生产操作和化学分析岗位，生产操作岗位主要工种为化工总控工、有机合成工等。在化工生产岗位职责中，任何一项典型工作任务的完成都离不开化工设备和机械的操作、维护和管理。通过对本课程的学习，应达到以下课程目标。

（1）专业能力目标――能够正确认识工艺流程中常用设备的结构和功能，能够掌握化工设备的操作步骤和维护常识，能够具备化工设备管理的相关知识，能够查阅和应用相关技术资料，能够运用所学知识解决一些实际问题，以适应将来的工作岗位。

（2）方法能力目标――使学生具有一定的工程分析能力、运用知识的能力、分析解决问题的能力、信息处理能力、自我管理与发展能力。

（3）社会能力目标――使学生初步形成认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，养成良好的职业素养。

2.分析职业能力，明确学习情境目标

课程必须与职业建立紧密的关系，才能满足企业对人才的要求。因此，课程要依据所面向的职业标准和能力要求进行开发和设计，把职业标准和能力要求转化成课程目标。学习领域是经职业工作过程分析，由职业行动体系中的职业“行动领域”导出的，致力于开发学生的职业行动能力。学习情境作为学习领域的具体化，应紧密围绕学习领域课程的学习目标、内容及总学时，进行具体化的分解和设计，进而形成每一个学习情境的明确的能力目标、内容要求和学时限制。学习情境的目标要以职业行动能力来描述，以职业能力分析为基础，面向整个工作过程，把职业需要的技能、知识、素质有机地整合到一起。

化工设备机械基础课程的功能是培养学生能够正确地使用化工设备进行操作，并且能进行安全维护、管理以及质量监控等，适应化工行业的发展的能力。根据职业岗位能力分析所确定的学习情境目标内容如下。

职业岗位：有机合成工、无机反应工、化工总控工。

职业能力：能认识常用化工设备的结构和功能，对设备进行操作和日常维护，能进行生产自动控制操作，对设备进行简单的故障分析及管理，具有一定的机械设备操作安全常识。

学习情境目标：能识读化工工艺流程图，能操作典型化工设备和机器，能根据工艺条件合理选用设备，能对常用化工设备进行日常维护，能进行简单故障分析和管理，能进行设备运行质量监控，能严格执行相关标准、工作程序与规范以及安全操作规程，有环保、安全、质量意识。

3.遵循认知顺序，重构课程学习内容

（1）基于学科导向的课程内容是以知识传授为目标，按照学科知识本身的内部逻辑结构展开的，体现的是以 “教”为中心的平行体系。在内容排序上，虽然在一定程度上考虑了学习者认知的心理顺序，但是知识排序的方式与学习者知识习得的方式是分割的、不一致的。基于工作过程的课程内容是以培养能力为目标，按工作过程的不同任务的相关性来实现知识和实践技能的整合的“串行”体系，体现的是以学生的“学”为中心。在内容排序上，依据行动顺序的每一个工作过程环节来传授相关的课程内容，使学生把循序渐进学习课程的过程，变成符合或接近企业工作过程的过程。

（2）基于工作导向重构课程学习内容，需要对教学内容进行选择和序化。我们使用任务调查法，通过对学生、一线工人、技术专家、行业专家几个层面的调查，结合相关的国家标准及学校的教学条件，在确定典型工作任务的基础上，确定工作任务中涉及的实践知识和理论知识，以及工作过程的排序，见表1。

表1 课程教学内容和排序的比较表

原有的课程内容和排序 基于工作过程的重构

第一章 化工设备基础知识 学习情境1：识读化工工艺流程图

第二章 化工设备结构（换热器、塔设备、反应釜、加热炉等） 学习情境2：化工设备操作

（换热器操作、精馏塔操作、反应釜操作等）

第三章 机械传动基础及运转设备 学习情境3：化工机器操作

（干燥器、离心机、泵等操作）

第四章 化工设备维护、维修与管理 学习情境4：流体输送

第五章 化工设备材料 学习情境5：化工设备安全

4.选择任务载体，创设工作学习情境

每个专业面向的是不同的岗位，每个学习领域内容又比较复杂，就需要承载学习领域的物质形体，也就是创设学习情境的载体。化工设备机械基础课程依据企业典型工艺流程及其工作过程，对教学内容进行整合序化，并转化为与职业岗位相适应的课程学习情境。学习情境既涵盖传统课程体系的知识点，又使学生在 “工作情境”下进行学习，以完成典型工作任务全过程为目标，以具体实际工艺为载体，教、学、做相结合，理论与实践一体化，实现由工作过程向教学过程的转化。本课程学习情境划分见表2。

表2 学习情境划分表

工作过程 学习情境 子情境 教学载体

认识设备 识读化工工艺

流程图 工艺识图 阿司匹林工艺流程

规范操作

简单维护

质量监控 化工设备操作 换热器

操作 乙苯气-反应混合气换热工艺

精馏塔

操作 酒精回收蒸馏工艺

反应釜

操作 合成氨工艺

蒸发设备 浓缩果汁工艺

结晶设备

操作 制盐工艺

化工机器操作 干燥器

操作 奶粉干燥工艺

离心机

操作 结晶砂糖分离工艺

泵、阀门操作 流体输送过程

事故预防 化工设备安全 化工设备防护 化工事故案例

5.理实一体教学，突出学生学习主体

基于工作过程的学习情境设计，目的就是培养学生的综合职业能力。传统的课堂教学很难将理论和实践紧密结合，理实一体的教学才能突出学生学习主体，有效地落实“做中学”，“学中做”的教学理念。为了使教学活动能够逐步有序展开并推进，化工设备机械基础课程的实施过程是理实一体的。教学实施主要是在模拟企业真实职业场景的校内化工仿真实训室和实训车间中进行。在教学活动中，首先通过视频、实物、仿真软件让学生获得与教学相关的工作环境感性认识，激发学生的学习兴趣，进而获得与工作岗位和工作过程相关的专业知识和技能。各学习情境的教学过程，真正体现学生作为学习主体的地位。学生带着任务和问题有目的地去学习，查阅相关资料，听取教师的理论讲解，与教师在进行交流的过程中获取资讯，在教师的帮助下进行决策。在计划、实施的过程中，教师给予学生适当的辅导，最后教师参与学生工作成果的检查与评估。学生在教学过程中，始终处于主体地位，通过真实的工作成果激发学生的学习积极性，改善教学效果。

下面以精馏塔操作学习情境为例。

学习子情境：精馏塔操作，学时：10课时。

学习目标：熟悉塔设备的结构、功能和使用原理；理解各类塔设备的工作特点和适用场合；掌握塔设备操作规程及DCS质量监控；初步进行简单故障分析和安全事故

分析。

教学任务：通过教师引导、学生自学、讨论等方式理解塔设备的结构和工作原理；理解各类塔设备的结构特点和使用特点；能根据工艺条件，合理选用塔设备；利用仿真软件，掌握塔设备操作规程及DCS质量监控。

步骤：

（1）资讯――了解酒精回收蒸馏工艺，熟悉精馏塔结构，掌握工作原理。

（2）决策――分析精馏塔工作时的工艺条件，理解精馏塔的操作规程，并对相关故障和安全案例进行分析。

（3）计划――讨论操作规程，事故案例分析。

（4）实施――每组设置不同工艺参数，进行仿真操作，实训操作，并对工作过程进行质量监控。

（5）检查――实训过程反馈和控制。

（6）评价――根据学生的实训情况、学习态度、参与程度，对学生进行评价，教师进行总结和指导。

在职业教育过程中，只有严格按照基于工作导向学习情境创设的标准，才能更好地实施基于工作导向的课程改革，使学生在学习情境下，能够对工作过程有一个完整而深刻的体验，从而培养学生的职业技能，形成终身受益的职业素养，完成知识能力的建构与迁移。

参考文献：

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）51-0085-02

一、前言

制药化工设备机械基础课程是为满足现代制药工业的需求，在原《化工设备机械基础》课程基础之上进行教W改革，应运而生的一门课程。制药设备行业相对于制药工业而言，发展相对滞后，我国制药设备的复合人才还比较缺乏。目前开设制药设备机械专业学科的大专学校陆续增多，医药院校制药设备机械设计方面的教学还存在普遍被忽视的情况。在这种情况下，对原《化工设备机械基础》课程体系进行改革，将教学内容与制药设备机械行业、制药工业、现代化的设计方法和手段紧密相连，科学合理地构建制药设备机械设计学课程体系的教学内容，势在必行。

二、合理构建制药设备机械（设计）学教学内容

原化工设备机械基础包含：工程力学、化工设备材料、机械传动、容器设计及课程设计五部分内容。该课程的主要落脚点是化工设备，而制药设备与机械与药品的质量密切相关，制药设备与机械的质量直接关系是否能生产出合格药品，是否能通过GMP规范的验证。制药设备机械在卫生、洁净、耐腐蚀、无污染方面比化工设备的要求更为严格，原化工设备机械基础课程教学内容中未涉及现代设计方法方面的知识，这些都使得原化工设备机械基础的教学内容相对陈旧，不能满足现代制药工业、制药设备机械行业对人才培养的需求，因此要在化工设备机械基础课程的基础上，构建科学合理的、与制药设备机械紧密联系的教学内容，以满足制药设备机械及制药工业发展的需要。

笔者根据多年的教学及科研经验，进行总结及归纳，构建制药设备机械（设计）学方向的教学内容如下。

1.简化工程力学部分，强化工程安全安装和维护理念。工程力学是整个工程界的基础，其指导设备安全安装和设备合理维护、工程安全设计、设备安全运转的基础，该部分内容应予以保留。但由于制药化工设备机械基础课程学时的限制，可在教学内容上适当简化。对于静力学部分，可只介绍常见典型制药设备与机械的受力特点、分析方法；材料力学部分，结合工程实例，简化各种载荷下的受力及变形分析，简化强度条件、刚度条件及稳定性条件的理论公式推导，结合强度理论及刚度条件的应用，强化制药工业工程在建厂初期的设备及设施的合理安全安装，及制药设备机械和设施在使用过程中的安全操作及使用等知识。

2.联系制药工业，讲解制药设备机械材料学。原化工设备机械基础课程中，材料学部分内容主要涉及化工行业设备与机械材料的种类、性质及化工设备材料选择原则，重点为碳钢、铸铁、合金钢等，这些知识点已不能满足制药设备机械材料的需求。大多数的制药设备与机械，无论是固体制剂设备，还是包装材料及设备等都要求满足GMP要求，GMP规范中涉及制药设备机械选材的条款如下。（1）GMP（2010版）第74条规定：“生产设备不得对药品质量产生任何不利影响。与药品直接接触的生产设备表面应当平整、光洁、易清洗或消毒、耐腐蚀，不得与药品发生化学反应、吸附药品或向药品中释放物质。”第98条规定：“纯化水、注射用水储罐和输送管道所用材料应当无毒、耐腐蚀；储罐的通气口应当安装不脱落纤维的疏水性除菌滤器；管道的设计和安装应当避免死角、盲管。”（2）GMP（98版）附录第二节3款认为：“与药液接触的设备、容器具、管路等应采用优质耐腐蚀材质……过滤器材不得吸附药液组份和释放异物。禁止使用含石棉的过滤器材”；GMP（2010版）第41条规定：过滤器应当尽可能不脱落纤维。严禁使用含石棉的过滤器。过滤器不得因与产品发生反应、释放物质或吸附作用而对产品质量造成不利影响。美国CGMP中211.65条（a）款规定：“设备表面与组份、中间物料或药品接触时应不起反应，无吸着、吸附作用，以不致改变药品的安全性、鉴别特征、含量（或效价）、质量或纯度而使之超出法定或其他既定要求”。因此涉及制药设备机械及包装材料的选择应以不锈钢及符合卫生条件的非金属材料为主，使用普通碳素钢及铸铁的场合则很少。故制药设备机械材料学部分内容应结合制药设备机械和制药工业行业的实际情况，以讲解制药设备机械设计行业中采用的合金钢、医用非金属材料为主，碳钢、铸铁及有色金属材料为辅。现代医药包装材料多以PET、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等为主，广泛应用医药塑料包装瓶的制造。聚氯乙烯片材和聚酯主要是片材材料，合成纸和无纺布主要用于医疗器械的包装袋。而在有些腐蚀严重的场合会采用搪瓷及钛材作为制药设备机械的材料。这些知识点紧密地与制药设备机械及药物包装材料相结合，实用而有的放矢。

3.以药剂机械为载体，讲解机械传动部分。原化工设备机械基础课程中有机械传动部分内容，包括V带传动、齿轮传动、轴与联轴器、轴承、轮系及减速机。这些内容对于医药院校的学生来讲，因为没有实践应用环节及课程设计等实习环节而显得枯燥。在学时允许的情况下，教学中，拟辅以实例剖析，将这些机械部件与制药机械相联系，将其作为机械中的一个部件进行剖析；如结合小型手动压片机讲解轮系与减速机、齿轮传动、V带传动；以大型反应器和发酵罐为例讲解轴与联轴器等，可将枯燥的内容生动活化，使学生易于理解。

4.结合制药设备机械工程实际，阐述内外压容器设计。制药设备机械内外压容器的设计及在用制药设备类容器的安全校核及安全评定、附件的选型及校核是本课程的重点。该部分采用新版的GB150-2011《钢制压力容器》的设计及安全校核方法，讲解制药工程用内压、外压容器的设计及在用设备的校核方法、设计参数的选择、容器附件的设计选型等内容。联系制药设备机械实例的设计，阐述设计及校核方法。如带夹套的反应器、提取罐、超临界萃取釜，这些设备为了满足使用过程中温度的要求，大多带有夹套。对于筒体部分，其往往承受内压，应按内压容器进行设计及校核；而超临界萃取釜频繁停车时，或内部压力小于夹套压力工作的反应器、提取罐及膜式蒸发器，筒体又承受外压，就必须按外压容器的设计方法进行设计和校核。结合制药设备机械及制药工业工程实际的教学内容，更为生动。

5.制药设备机械课程设计解析。为了紧密结合制药工业工程及制药设备机械专业方向的需求，增设制药设备机械设计学课程设计环节，选择典型制药设备与机械进行设计训练，可显著增强学生的知识为制药工业服务的理念。可结合药物化学方向的需求，设置化学制药工业中的化学反应器的工艺、结构及控制设计；也可用刮膜式蒸发器设计取代换热器设计，以及有选裥缘厥褂昧骰床干燥器；并将新型的制药设备与机械带入课程设计，介绍新型先进的制药设备及机械，使该课程设计内容真正与制药设备行业的需求紧密联系。通过训练，一方面，可将前期的工程力学、制药设备机械材料学、机械传动及设备机械设计部分的教学内容有机结合，使所学的知识得巩固；另一方面，可以根据现存制药设备中存在的问题、设备的研发方向，引导并鼓励学生进行创新设计，为制药设备机械行业向更高水平发展注入新的技术力量。

6.现代设计方法及技术。现代设计方法是随着科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科，其应用越来越广泛。因此，在制药设备机械设计学的教学中，增加现代设计及分析方法的内容，开阔学生视野，为后续的制药设备机械方向的科研及工程应用打下基础。现代设计方法包括：计算机辅助设计、优化设计、有限元法及CFD模拟设计等。在学时允许的情况下，在课程中，主要介绍计算机辅助设计、现代智能优化设计、或基于ANSYS的有限元法及CFD模拟方法，这些设计及分析方法可以为学生的毕业设计环节提供帮助，为制药设备机械的研发及解决工程中出现的问题提供先进的设计及分析手段。通过上述教学内容的调整，增强了紧密联系制药工业及制药设备机械行业的环节，达到教学内容服务于制药工业及制药设备机械行业的目的，课程的学时需要根据教学内容进行实时调整，以满足教学需要。

三、展望

制药化工设备机械基础课程的教学改革，旨在为制药设备机械及制药工业提供缺乏的人才，该课程改革和建设之路还任重道远。目前需编写满足要求的制药化工设备机械基础课程的教材，并强化制药设备机械设计学方向的教学改革、加强师资队伍建设，推动培养制药设备机械及制药工业行业培养复合型人才。

参考文献：

[1]田耀华.再议制药机械选材原则[J].中国制药设备，2007，（5）.

[2]于颖.制药工程制图[M].北京：化学工业出版社，2009.

The Course Reform of Basis of Pharmaceutical Engineering Equipment and Machinery

YU Ying，DAI Su-mei，ZhANG Li

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一、化工机械设备设计需要满足的基础条件

1、强度条件强度是指设备或构建抵抗破坏的能力。在外力的作用下发生断裂或显著的不可恢复变形都属于强度失效。设备及构件需要满足一定的强度条件。

2、刚度条件刚度条件是指设备及构件抵抗变形的能力。一些构件对变形有一定的要求，在这些构件上若存在较大变形就是属于强度失效。因此构件要有必要的刚度。

3、稳定性条件稳定性是指构件或设备保持原有平衡力的能力。如细长直杆、薄壁外压容器等，在所受外压力过大时会突然压弯而失去原有的平衡状态。因此，构件要具有足够的稳定性。

4、耐腐蚀度耐腐蚀度是指设备在一定条件下抵抗腐蚀的能力，有些设备的工作环境使一些强酸强碱中，如果设备抗腐蚀能力不够的话设备就容易损坏。因此，设备根据设计需要有足够的耐腐蚀度。

5、耐高温、低温、酸性、碱性、毒性、密封性好、高效率和低能耗。

二、化工机械设备状态诊断与分析的作用

1、从设备运行特征的信号中，快速提取对状态诊断有用的运行信息，从而确定检测设备的各项功能是否运行正常。

2、根据运行设备的独有特征信号，进行故障内容的确定，并确定故障部位、形成程度和未来的发展趋势，进行深入的状态分析后作出决策。

3、对运行设备可能发生的机械故障，能够做出早期的预报，从而保障化工设备的安全和可靠的运行，近二十化工设备发挥最大的效益。

4、通过化工机械设备状态诊断与分析，能够评定化工设备的动态性能和前期的设备维修质量，对化工机械设备先前发生的设备故障进行及时、准确的状态检测，然后确定发生的原因，在分析的基础上，快速决定进一步维修的措施。

5、设备的点检。它包括日常点检和定期点检。日常点检由操作工人进行，主要是利用感官检查状态，并按日常点检卡中规定的项目和符号记录点检部位的状态。

6、设备的状态监测。日前设备状态监测主要是从人工检查逐步实现人、机检查，将设备监测仪器与计算机结合。计算机接收了监测信号后，可定时显示或打印输出设备的状态参数（如温度、压力、振动等）。

7、设备的在线监测为了开展设备状态监测和故障诊断工作，不仅要大力培训专业技术人才、组织专业队伍，而且要积极开发设备在线监测软件和新的状态监测项目，以适应现代化大生产管理的需要。

8、设备诊断基本技术主要包括检测技术、信号处理技术、识别技术、预测技术等。设备诊断不仅是对故障的识别和鉴定，也是对设备定量测定的各种信息，数据的科学分析和预测，必须与设备寿命周期联系起来，否则就很难做出确切的诊断。根据设备综合管理的理论，要把诊断技术用于设备一生，并把过去收集的数据储存起来，以利于搞好设备一生各个环节的管理工作。

三、化工设备的维修与保养

1研究设备维修的可行性

由于化工生产的生产工序的连续性，以及介质的高温、高压、毒性，因此在设备检修前，应组织有关部门进行设备维修的综合评价，综合评价设备的维修价值有多大，同时考虑在维修过程可能出现的不安全因素，拿出安全可行的施工方案。

2、设备内检修的准备工作

由于化工企业设备内检修的复杂性及不安全性，需要检修单位做好检修的准备工作。

2.1首先要弄清楚设备内介质的化学、物理特性，从而确定可行的置换方案，通过置换达到检修的基本条件，这是保证作业人员人身安全最基本的条件。

2.2要把进出设备的物料管道、阀门关闭，并按照要求安装盲板（不要只是把阀门关掉，要防止阀门不严），从而达到把检修设备与其他设备彻底断开的目的。

2.3把检修设备的电源关闭，并且要在电源开关上悬挂“设备检修禁止合闸”的安全警示牌。

2.4设备内检修的照明要按照干燥程度来确定，设备内干燥时照明的电压就为24V，潮湿时照明的电压应为12V。

2.5安全准备工作完毕后需要到安技部门办理进入设备内作业证，同时检修需要进行电气焊的要准备好绝缘胶垫或绝缘枕木，还需办理动火证。

2.6检修设备属于压力容器的需要按照《特种设备安全监察条例》的要求去检修。

3、设备的维护保养

3.1设备的日常维护。

通过擦拭、清扫、、调整等一般方法对设备进行护理，以维持和保护设备的性能和技术状况，称为设备维护保养。设备维护保养的要求主要有四项：

3.1.1清洁设备内外整洁，各滑动面、丝杠、齿条、齿轮箱、油孔等处无油污，各部位不漏油、不漏气，设备周围的切屑、杂物要清扫干净；

3.1.2工具整齐、附件、工件（产品）要放置整齐，管道、线路要有条理；3.1.3良好，按时加油或换油，不断油，无干摩现象，油压正常，油标明亮，油路畅通，油质符合要求，油枪、油杯、油毡清洁；

3.1.4严格遵守安全操作规程，不超负荷使用设备，设备的安全防护装置齐全可靠，及时消除不安全因素

3.2设备定期保养

3.2.1一级保养：以操作工人为主，维修工人协助，按计划对设备局部拆卸和检查，清洗规定的部位，疏通油路、管道，更换或清洗油线、毛毡、滤油器，调整设备各部位的配合间隙，紧固设备的各个部位。一级保养所用时间为4-8h，一次保养完成后应做记录并注明尚未清除的缺陷，车间机械员组织验收。一保的范围是企业全部在用设备，对重点设备应严格执行。一保的主要目的是减少设备磨损，消除隐患、延长设备使用寿命

3.2.2二级保养：以维修工人为主，操作工人参加来完成。二级保养列入设备的检修计划，对设备进行部分解体检查和修理，更换或修复磨损件，清洗、换油、检查修理电气部分，使设备的技术状况全面达到规定设备完好标准的要求。二级保养所用时间为7天左右。二次保养完成后，维修工人应详细填写检修记录，由车间机械员和操作者验收，验收单交设备动力科存档。二保的主要目的是使设备达到完好标准，提高和巩固设备完好率，延长大修周期。

四、小结

化工机械设备在生产中，有着举足轻重的地位。深入了解、掌握化工机械的基本知识，良好的运用这些知识保证正常的生产。提高化工企业设备维修的现代化水平。■