机械原理机构的定义十篇

机械原理机构的定义篇1

关键词：动态优化方法；农业机械；机械设计

引言

近年来，各国对机械设备振动过程中造成的损害以及事故越来越重视。农业机械作为农业技术路线选择的重点，体现了农业生产水平的基础，也受到了广泛重视。在传统的农业机械设计中，科研人员和生产制造商通常对农业机械采用数学模型的方法进行设计，并且利用模拟优化的方法对结构进行优化设计。这通常造成的误差较大，不能很好地适应市场，且生产的农业机械质量较差。动态优化方法是近几十年来新兴的一种消除以及减少机械有害振动和噪声的方法。它基于农业机械的动力学性能对农业机械进行结构改造，以达到最优结构设计的一种方法。一般来说，它是基于数学建模的方法，对模型结构进行研究和分析得出其动态特性。即在合理条件下对机械结构进行修改或者重新设计，得出农业机械最合理的机构。在农业机械设计中采用动态优化方法，可以有效提高农业机械的质量，并提升和培养其市场竞争力，因此得到了广大专业人士的响应。

1动态优化方法的概述

目前，机械产品越来越高速，其精度也越来越高，质量越来越轻。对机械机构的动态特性进行分析，可以对机械结构的优化提供可靠的依据。机械结构的动态特性指的是基于机构的弹性变形、运动副的变形、原动机的输入速度波动等因素，对机械机构本身的频率、阻尼以及机械在动载荷作用下产生的响应进行分析，得出响应结果。随着社会的进步和科技的发展，动态优化设计在机械设计方面的运用越来越广泛。现代动态优化设计指的是在产品的研发过程中，对机械产品的运动学和动力学进行求解，并且分析和计算与之相关的动态可靠性、安全性、疲劳强度和工作寿命等问题，从而确保所研发的产品满足实际生产、生活所需要的结构性能。而现代农业机械在现今科技化的社会中，其所要求的速度越来越高、结构越来越复杂、精度越来越高、功能也越来越齐全。在这样的要求下，对产品的动态可靠性、安全性、疲劳强度和工作寿命等问题的研究成了必不可少的一环。因此，产品的动态优化方法也越来越重要，它可将问题解决在设计阶段，从而大大减少生产成本，在激烈的市场竞争中相对传统机械设计有更强的适应能力，对实际生产有十分重要的意义。农业机械设计中，动态优化方法的研究与应用可分为狭义动态优化方法和广义动态优化方法。狭义的动态优化方法主要通过对农业机械零部件进行研究，采用理论研究结合模型试验的方法，从而找出产品设计中的缺陷，进而对零部件的结构进行修改。而现代农业机械中，越来越向广义动态优化方法过渡，其大大扩展了狭义动态优化方法的内容。它研究的是有关机械运动过程中的动力学、运动学以及动态特性等问题。简单来说，农业机械中的动态优化方法是对系统参数的数值进行优化，结合数学规划理论、机械振动理论以及数值计算，以计算机为工具，建立一套对产品的动态可靠性、安全性、疲劳强度问题的优化方法。它主要分为两步，第一是建立符合实际情况的数学模型，第二是选择合适的动态优化设计方法。它与传统的机械设计方法不同的是，它将产品的动态特性首先考虑到产品的设计中，解决了传统机械设计需要制作出样品且不断对样品进行修改的问题，在一定程度上节省了生产制造成本。但在我国的农业机械设计中，仍然是一门发展中的技术。它涉及到计算机技术、产品结构动力学运动学理论以及现代动态优化分析方法等多个学科的内容，具有一定的复杂性。

2建立农业机械数学模型

2.1农业机械作用特征

与传统农业相比，现代农业对农机的应用越来越广泛，机械化发展越来越强。其中，高新技术在农业机械中应用更加广泛，因此对农业机械使用过程中的方便性、自动化、舒适性以及智能化要求越来越高。为使农业生产中的新技术与新装备有新的突破，结合动态优化方法，可以更好地在设计阶段发现问题并且解决问题。另外，也可以相对准确地预测产品的性能和寿命。因而，动态优化方法的应用必不可少。农业机械相对其他机械设计有着复杂性和随机性两个特点。复杂性指的是农业机械有着若干变量的多维系统，其一个输入可影响到几个输出变量。另外，农业机械状态也容易因零件的磨损和变形导致机构尺寸的变化，而这也在一定程度上影响数学模型的精准。比如，高速的农业机械结构会产生较大的惯性力，较大的惯性力会降低机械系统的固有频率，而高速运转也同时会增加激振频率，随着激振频率和固有频率的接近，机械运转会产生较大的振动和噪声。随机性是模型的本质特征。在对模型进行动态分析中，它可分为两种类型：一种是随机但并非本质的，这种可以通过设定一定的范围进行精确预测从而忽略；另一种在模型建立分析中起到很重要的作用，只能采用概率统计分析和随机过程理论建立数学模型。

2.2农业机械数学模型

目前，农业机械设计的动态优化方法主要对机械的各个结构进行分解，对农业机械的功能、结构、操作以及系统各个部分进行分析，建立相关的数学模型。这对农业机械设计的质量提高有很大帮助。总体来说，农业机械设计的动态优化方法主要通过以下三个方法进行建模。2.2.1有限元法有限元法在农业机械设计的动态优化方法中广泛应用，基本原理是将农业机械结构进行离散，然后采用弹性力学中的变分原理，将机械结构的几何、材料、载荷、约束等各个特性条件进行约束，把机械结构分为多个小单元，从而建立机械结构的动力学运动学方程，对机械结构进行求解，输出需要的计算结果。最后，对输入结果进行评估和分析，以帮助农业机械设计进行相关的优化以及改进设计。但是，有限元法产生的结果容易产生误差，如边界条件、几何模型和机构模型的关系不准确，都会对模型的动态响应产生一定的影响。因此，在进行有限元数学模型建立的过程中，要对有限元数学模型进行修正。2.2.2传递矩阵法传递矩阵法相对于有限元法简单，其主要针对具有集中质量的离散系统模型和具有分布质量的连续系统模型，且具有易于编写计算机程序的特点，计算规模也不会随着模型自由度数的增加而剧增。它主要应用在轴类组件中，对结构的弯曲振动和扭转振动进行研究。它的基本原理是将轴以及轴上的各个结构按照相应的理论分别写出各自的传递矩阵，并将各元件的传递矩阵按一定顺序进行相乘，最后得到轴类组件的传递矩阵，从而建立整个机械结构的数学模型。2.2.3实验模态法实验模态法是将复杂的实际结构简化成模态模型进行系统的参数识别，其简化了系统的数学运算。实验模态分析法主要应用于测量振动和对农业机械结构进行动力学分析，可得到比较精准的机械结构的固有频率、模态振型、模态阻尼、模态质量以及模态刚度。同时，实验模态法可以与有限元法相结合，用其结果对有限元理论模型进行修正，使机械结构的设计更趋完善和合理。另外，它也可以对农业机械设计进行动力学修改、灵敏度分析以及载荷识别。总的来说，这种方法对农业机械的系统特性分析有很大帮助，现今已在农业机械设计中得到了广泛应用。

3农业机械设计动态优化方法

农业机械设计动态优化方法指的是对机械结构设计问题进行动态优化，其涉及到多个学科，特别是机械设计、现代动态分析、计算机技术、产品结构动力学理论。对农业机械设计的优化，简单来说，指的就是在指定的运动参数的条件下，求得相对理想的工艺指标，从而确定机械设计中最佳或次佳的运动学参数。它一般可有两种方法对农业机械设计进行优化。

3.1通过农业机械设计的约束条件进行优化

该方法可根据农业机械设计的核心工作和主导思想，确定机械结构各个特性参数的变化范围。例如：可在农业机械结构充分考虑动载荷和满足约束条件的情况下，确定结构的质量、刚度和阻尼的最优分布参数，从而使结构具有更加优良的动态性。目前，业界主要通过三种方法对农业机械设计的约束进行优化：第一，基于变分原理，即将泛函数作为目标函数，求满足在约束条件下的泛函数的极值；第二，基于极小值原理，即确定一个影响机械结构动态性能的形状函数，求解在约束条件下机械的最优形状；第三，基于模态柔度以及能量平衡，这种方法将机械结构的质量、刚度等作为约束条件，以动柔度最为优化目标，求出抗振性能最好的机械结构。例如，要提高农业机械结构抗振性能，就要让机械结构中的各个零部件避免共振，并减小各阶模态柔度，增大模态阻尼。这种情况下，可首先在无阻尼情况下，优化机械结构的质量和刚度，并在此基础上再优化阻尼配置，从而使整个机械结构满足特性要求。

3.2在农业机械设计的数字变量上进行优化

根据数字变量的设置对农业机械设计进行动态优化，可以提高农业机械的质量。一般，对农业机械设计的数字变量进行优化，应该根据行业规范、传统的设计经验以及相关的标准来确定农业机械结构中的强度、规格。这对农业机械在实际工作中的规范、效率、安全等有重要的影响。提高数字变量的准确性，对整个农业机械的设计有很重要的意义。就目前来说，很多农业机械都在连续大振动情况下进行工作。因此，与其他机械设计相比，对农业机械的设计既要考虑到对有利振动的利用，又要考虑对有害振动的消除。总体过程来说，可由如图1所示的流程图简单表示。

4结语

机械原理机构的定义篇2

【关键词】可靠性设计；机械产品；设计原则

机械产品大多是众多学科交叉的高新技术的载体。能否保证产品在运行过程中的安全可靠是机械产品竞争的焦点，这种竞争主要体现在产品可靠性的竞争，可见“物美、价廉”必须以可靠性工程作为后盾。随着我国加入世界贸易组织，机械产品强制认证制度的推行，企业应该保证投放市场产品的质量，这种激烈竞争的状况将使政府部门和企业清醒地认识到可靠性工程在机械产品研发过程中的重要性。

1.机械可靠性简述

1.1定义

可靠性的定义：所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。

1.2发展

可靠性技术的研究开始于 20 世纪20 年代，在结构工程设计中的应用始于 20 世纪 40 年代。可靠性技术最早应用在二战末期德国 V- Ⅱ火箭的诱导装置上。德国火箭研究机构参加人之一 R.Lusser 首先提出了利用概率乘积法则，把一个系统的可靠度看成该系统的子系统可靠度的乘积。自从 1946 年Freuenthal 在国际上发表“结构的安全度”一文以来，可靠性问题开始引起学术界和工程界的普遍关注与重视。

当前，在确定性有限元基础上发展起来的随机有限元法已成为对随机参数结构进行不确定分析的十分有效的数值方法。张义民等应用随机有限元法和一阶可靠性技术对随机结构可靠性问题进行了研究，开辟了以一次二阶矩法、摄动技术、有限元理论和实用概率统计学为基础的现代结构可靠性分析与设计理论的新途径。

2.机械系统可靠性设计的特点

所谓机械系统可靠性设计指的是设计时就使机械产品具备于规定的时间中，在规定的使用条件下，完成所规定性能的能力与性质。

2.1机械系统可靠性设计预计困难

机械产品具有复杂且多变的失效机理和准确、完整的数据尺寸要求，这导致了机械系统的可靠性较难预计；由于建立机械系统的可靠性模型具有一定的难度，多数依据机械系统可靠性模型的预计手段也难以运用于机械系统可靠性的预计之中。

2.2机械系统故障模式多样化与复杂化

机械制造的材料、具体的结构、载荷的性质与大小对机械系统的故障具有极大的影响，故障模式彼此之间还具有一定的关联性。

为了实现一致的功能，机械结构常采用不同的形式，以达到改变机械产品中关联零部件应力的目标，这就使机械系统可能出现的故障形式多样化。机械故障可引起机械产品损坏、失调、泄漏、老化、堵塞等状况。由此可见，机械的零部件可出现多种故障模式，同一种故障也有可能在不同的部位出现，这大大增加了机械系统故障模式分析的难度与复杂度。

2.3机械零部件通用化与标准化程度低

多数零部件的非标准化导致大部分零部件存在功能与结构上的差别。机械系统设计人员在进行设计时，应当依据其具体的结构、负荷性质及几何尺寸等要求进行零部件的设计。但机械系统可靠性设计由于缺乏制造材料与载荷分布的准备数据，无法编制出具有实用性的机械零部件故障准则。

2.4机械零部件的故障具有不确定性，既有偶然性故障 ，又有耗损性故障

机械零部件故障分为偶然性故障与耗损性故障 2 种类型。耗损性故障多与机械的磨损、疲劳以及侵蚀和老化等因素密切相关，是一个渐变的过程。机械的故障率可以用时间的函数表达出来，机械渐变性的失效一般是以极限状态准则加以判断的。电子元器件则以偶然性故障为主，与耗损性故障有着极大的不同，因此用故障率作为常数构建数学建模，对电子元器件进行描述也受到了一定局限。所以为延长机械产品的使用寿命，应当对其进行耐久性设计。

3.机械系统可靠性设计的原则

3.1传统设计和可靠性设计相结合

机械系统传统设计具有安全系数直观、设计简单、易于掌握和设计的工作量较少等优点，且多数情况下能够确保机械系统的可靠性。所以，在对机械系统进行可靠性设计时不可完全摒弃传统设计方法。目前，机械系统可靠性设计较为实际的操作方式是先以传统设计方法对机械的零部件材料、结构、尺寸等加以确定，然后依据与之相应的模型对其可靠性进行定量计算，倘若还不能满足预计的可靠性需求，则可修改机械的结构、尺寸甚至是更换材料，最后再对其进行可靠性的校核，直到能够满足需求。

3.2定性设计和定量设计相结合

由于定量设计无法完全解决机械系统可靠性的问题，故对那些难以定量计算的机械零部件要进行可靠性的定性设计，以获得更加合理与有效的解决方案。所以机械系统可靠性设计工作中，必须将定性设计和定量设计结合起来，先对其进行FMECA（FailureMode Effectand Criticality Analysis）和FTA（Fault Tree Analysis）等分析，找出机械系统当中的关键件与重要件，对产品和零部件存在的重要故障模式以及失效机理进行确定，而后根据不一样的故障模式和失效机理进行定量抑或是定性设计。

3.3可靠性设计与耐久性设计相结合

机械系统应当具备可靠性与耐久性，所以在进行可靠性设计的同时，也应当进行耐久性设计。可靠性设计主要解决的是机械的偶然性故障，而耐久性设计主要解决的是机械的渐变性故障。

4.结语

现在可靠性设计技术越来越受到各行各业的重视，同样可靠性设计技术也应该是我国机械工程学科与行业迅速发展和十分重要的研究方向之一，这种研究可以帮助工程设计人员合理地建立产品的安全容限和控制随机参数对产品安全的影响，使产品的预测工作性能与实际工作性能更加符合，得到既有足够的安全可靠性，又有适当经济性的优化产品。我国在机械可靠性设计领域所取得的相关研究成果吸取了其他学科可靠性工程的优秀研究成果，如：数学力学，土木建筑等。应用这些研究成果对机械产品进行可靠性设计，可以节省大量的人力、物力和-财力，可以提高设计水平，缩短设计周期，对合理安排试验项目，验证可靠性设计的合理性，指出产品的薄弱环节有着重要的作用，可以节省材料，加强质量，减少能耗，降低成本，有显著的经济效益和社会效益。我们团队应用所提出的广义随机有限元法和广义随机摄动法等方法，结合现代数学力学理论，给出了机械产品的可靠性设计、动态可靠性设计、可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计和可靠性稳健设计方法，并研制出了机械可靠性设计的实用软件库，可以为机械行业提供可靠性分析与设计的技术服务。

【参考文献】

［1］可靠性设计、试验与设备[J].电子科技文摘,2006,(12)．

［2］张爱群.浅谈轿车流通领域如何参与国际竞争[J].汽车工业研究,2001,(05)．

机械原理机构的定义篇3

〖关键词〗波义耳，机械论哲学，机械论化学，17世纪，化学史

1 对“波义耳把化学确立为科学”的传统解释

“波义耳把化学确立为科学”，是恩格斯的著名论断之一，语出恩格斯《自然辩证法》第2、3节“自然科学各个部门的循序发展”（〖1〗，p.28） 。奇怪的是，恩格斯在谈到生理学、比较形态学和比较生理学等学科成为科学时，都说明了原因，但是，恩格斯没有对“波义耳把化学确立为科学”作出任何解释。持马克思主义观点研究化学史和化学哲学的学者，经常引用和注释这条经典，其基本观点是：波义耳提出了科学的元素定义，从而“把化学确立为科学” 。

现以在国内颇有影响的化学史书籍《化学发展简史》为例：

在化学领域，十七世纪英国资产阶级早期活动家波义耳（Robert Boyle1627-1691）对一系列新的实践经验，进行了总结，为化学元素作了一个科学的定义，为使化学发展成为真正的科学做出了一项重大的贡献，为人们研究万物的组成指明了方向，因而它是化学发展中的一个转折点。对此恩格斯给予了高度的评价，他曾指出：“波义耳把化学确立为科学”。（〖11〗，p.72）

然而，据对波义耳原著的研究，发现波义耳根本就没有提出过什么“科学的”、“近代的”元素定义（〖5〗，pp.95-98;〖6〗，p.380;〖7〗，p.17;〖8〗，p.76;〖9〗，pp.240-242）。波义耳从根本上怀疑元素的存在；波义耳除了批判元素概念以外，绝不给元素概念在化学研究中留下一点地位。

如果波义耳果真没有提出“科学的元素定义”，那么，恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是否就不能成立了呢？我们究竟应该在何种意义上理解“波义耳把化学确立为科学”这一论断呢？

2 对波义耳元素定义的误读

人们常常引用的波义耳关于化学元素的定义，出自波义耳《怀疑的化学家》一书。在研究波义耳关于化学元素的定义之前，我们简要地介绍一下《怀疑的化学家》的主要内容。

波义耳《怀疑的化学家》（The Sceptical Chymist），出版于1661年 ，其实这本书几年前就写好了，并且私下流传着（〖12〗，p.386）。波义耳著述甚丰 ，在今天的人们看来，《怀疑的化学家》是波义耳著作中最著名的一部，但是，在波义耳那个时代，这部书并不比他的其他著作更出名，也不比他的其他著作更重要（〖4〗，p.465;〖7〗，p.19）。这一事实丝毫无损于《怀疑的化学家》对化学发展的意义。

《怀疑的化学家》在机械论哲学的指导下，以实验为基础，试图彻底清除亚里士多德的四元素说（即一切物体皆由土、水、空气和火四种元素组成）和帕拉塞尔苏斯的三要素说（即盐、硫、汞是构成一切事物的要素）。波义耳把四元素说和三要素说视为“难兄难弟”，波义耳决定一剑双雕，彻底斩断它们。他说：“我所要提出的许多东西，都可不分彼此地适用于逍遥学派的四元素说和化学家们的三要素说，尽管我的某些反对意见可能更多地偏重于后列出的三要素说，但这不过是因为化学家们的假说看起来似乎更要比另一个得到了更多的经验支持，因此，着重围绕这一学说进行反驳才是当务之急，尤其还要看到，绝大多数的被用来反驳该学说的论据，只须略作变更，即可被用之于反对亚里士多德学派的学说，并足以强有力地驳倒这个缺乏根据的学说。”（〖2〗，p.29;〖3〗，p.33）

此书以对话体写成，也许波义耳是想效仿伽利略《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书的手法。书中的卡尼阿德斯（Carneades），是波义耳的代言人，波义耳借他之口提出自己的疑问，表达自己的观点； 弥修斯（Themistius），是亚里士多德学说或逍遥学派的信徒；菲洛波努斯（Philoponus）是三要素说的代言人；埃留提利乌斯（Eleutherius）是一位中立者；书中还有一个“我”，充当书记员。

在《怀疑的化学家》中，波义耳主要讨论元素的数量及其对物体性质的影响，以及火术分析的机制。

针对四元素说和三要素说，波义耳提出了三个疑问：

第一，那些被逍遥学派和医药化学家、炼金术士认为是元素或要素的东西，真的是原始的、简单的物质吗？

第二，是不是每一种混合物体都包含有全部四种元素或三种要素？

第三，元素或要素的数量，是否真的仅限于亚里士多德学派所说的那四种，或者帕拉塞尔苏斯学派认为的那三种？

这里讨论的核心概念是元素或要素。为了避免“为空洞的词或术语或概念而争吵”，讨论的各方决定在讨论的开始就必须对元素或要素的概念达成一致的理解，“对要素或元素这两个词自始自终应如何理解作出规定”。他们异口同声地欣然同意在辩论时将元素和要素当着等同语加以使用，“都是指那些原始而简单的物体，而结合物则可说成是由它们组成的，并将最终分解成它们。”（〖2〗，p.13;〖3〗，p.19）这是元素的概念在《怀疑的化学家》中第一次出现。

经过了严密的有根有据的讨论，波义耳对上述三个问题给出了否定性的答案。这里我们看看波义耳针对第二个问题所做的部分回答。

“虽然化学家们宣称他们从某些物体中提取了盐，从另一些中得到了汞，又从一些中得到了硫；但他们却从未告诉我们运用其中的何种方法能够从一切种类的矿物中毫无例外地分离出来任何一种要素，无论是盐，还是硫或汞。因此，应该允许我下出这样一个结论，在这些元素中，没有哪种可作为一切物体的某种普适组分，倒是有些元素并不能成为其为这样一种组分。”（〖2〗，p.196;〖3〗，p.212; 〖15〗，p.55）

“我从未发现从金或银（暂时不列上其他金属）中能够分离出我们通常所说的那种土或水，因此，我可以给出以下结论以反驳我的论敌们的论点，这就是，土和水这两者绝非所有的那些被当作是完全结合物的物体所共有的组分。”（〖2〗，p.197;〖3〗，p.213;〖15〗，p.55）”

在波义耳认为他已经摧毁了四元素说或三要素说的时候，他继而开始怀疑元素究竟是否存在的问题。于是，波义耳第二次给元素下了一个定义。这就是人们“频繁地引用而又同样频繁地误解”（〖8〗，p.76）的那个定义。

现在我们来推敲波义耳关于元素的定义。为准确起见，现将原文和中译文一道抄录如下：

And，to prevent mistakes，I must advertise you，that I now mean by elements，as chymists that speak plainest do by their principles，certain primitive and simple，or perfectly unmingled bodies;which not being made of any other bodies，or of one another，are the ingredients of which all those called perfectly mixt bodies are immediately compounded，and into which they are ultimately resolved:now whether there be any one such body to be constantly met with in all ，and each，of those that are said to be elemented bodies，is the thing I now question.（〖2〗，p.187）

而且，为避免误解，我必须事先声明，我现在所谈的元素，如同那些谈吐最为明确的化学家们所谈的要素，是指某些原始的、简单的物体，或者说完全没有混杂的物体，它们由于既不能由其他任何物体混成，也不能由它们自身相互混成，所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分，是它们直接复合成完全结合物，而完全结合物最终也将分解成它们：然而，究竟是否存在这样的物体，即它们在所有的物体中总能找得到，而且它们都是所谓元素化的物体，则是我现在要怀疑的事情。（〖3〗，p.202；下划线为本文作者所加，此处译文与中译本略有改动。——刘立注）

仔细分析这段文字，可以发现：

第一，波义耳清楚地定义了“元素”概念。这里波义耳对元素作如是定义：“是指某些原始的、简单的物体，或者说完全没有混杂的物体，它们由于既不能由其他任何物体混成，也不能由它们自身相互混成，所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分，是它们直接复合成完全结合物，而完全结合物最终也将分解成它们。”著名化学史家JP帕廷顿（Partington）将元素的定义从上段文字中“剥离”出来，断章取义，以为这个元素定义就是波义耳所要提出的元素定义（〖11〗，pp.77-78;〖3〗，汉译者前言），并且认为这是“把波义耳称为近代化学奠基者”的三个理由之一。（〖11〗，p.74）后来许多学者据此以为波义耳提出了近代的、科学的元素定义。这实在是一种误读。问题主要出在包括帕廷顿在内的许多学者都忽视了波义耳元素定义中的两个重要从句。

第二，波义耳的元素定义并非具有原创性。波义耳用一个从句说，他所谈的元素跟化学家明明白白所讲的要素，其意思是相同的。早在1641年，巴黎皇家学院的克拉夫（E.D.Clave）就给元素下了很好的定义，即元素是“简单的物体，混合体最初由它们组成，并且最终将分解成它们或者可以分解成它们。”（〖5〗，p.85；〖13〗，p.38）其他化学家对元素也做过类似的定义。波义耳的元素定义与前人的定义本质上是一致的，因此我们认为波义耳的元素定义并不是原创的。著名科学史家R.S.Westfall亦指出，波义耳“只是重复了元素的传统定义”。（〖7〗，p.19;〖8〗，p.76）

第三，波义耳的元素定义并非具有近代性。波义耳的元素定义与近代的化学元素定义有着显著的区别，其区别是如此之大，使得我们看不出该定义具有任何现代性：该定义假设，我们在任何物体中都能找到那几个屈指可数的元素，而且任何物体都应该分解成同样数目的元素，因此任何物体都是由同样数目的元素按不同的方式排列而成的。波义耳的元素定义丝毫没有这样的意思，即可能有某种物质（元素本身除外），其组成元素会少于四种（按四元素说的观点）或三种（按三要素说的观点）。显然，这跟近代化学元素定义有着本质的区别 。研究波义耳的权威化学史家Marie Boas Hall在她为《科学家传记辞典》（DSB）撰写的波义耳条目中指出，“波义耳没有提出过近代的元素定义，但是他（特别地、故意地）给他那个时代化学家所理解的元素下了一定清楚的定义。”“波义耳从来就没有接近于提出近代的元素定义。”（〖6〗，p.380）

第四，波义耳从根本上怀疑元素的存在。上述文字中最后一个从句“究竟是否存在这样的物体，即在所有的物体中总能找到它们，而且它们都是所谓的元素化的物体，则是我现在要怀疑的事情”，表明波义耳对元素的存在持怀疑的态度。波义耳在《怀疑的化学家》中有多处表示对元素的存在表示怀疑。如波义耳说：“我就实在看不出有什么理由非要相信存在着这样的一些原始而简单的物体，说大自然正是用这些作为先在的元素才得以复合出一切其他物体。”（〖2〗，p.224;〖3〗，p.238）其实，《怀疑的化学家》这整部书乃是致力于否认元素存在的可能性。（〖7〗，p.19）在波义耳看来，元素是一个“错误的、使人误入歧途的概念”。（〖6〗，p.380）

综上所述，波义耳实际上并没有提出科学的、近代的元素定义，而且波义耳明确否定元素的存在。那种认为波义耳提出了科学的元素定义而“把化学确立为科学”的观点肯定是站不脚的。既然如此，恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是不是也站不脚了呢？看来，有必要对这一论断进行再认识。

3 1661年前的化学：炼金术、医药技艺和冶金技艺

“波义耳把化学确立为科学”，这句话本身提示我们，要分析波义耳之前的化学状态，波义耳的化学活动及其产生的影响，才能搞清楚化学经波义耳之手后变成了什么样子。

在近代之初，化学沿着三个主要趋势发展。首先，炼金术研究仍然盛行；其次，化学知识转用于医药；第三，化学同矿业密切结合。炼金术士、冶金家以及医药化学的活动，无疑产生了各种可以作科学解释的结果，但是他们的目标均属实用性质，而不属于科学；他们的实验旨在产生实际利益，而不是促进对化学现象的科学理解。他们的思维受到四元素说或三要素说的支配，即认为这些有限的元素或要素按不同的比例结合，构成世上万物。虽然亚里士多德的四元素说（土、水、气和火）似乎可以为化学提供一个可能的理论基础，但是，亚里士多德的信徒们从来就没有搞出一个亚里士多德化学体系出来。帕拉塞尔苏斯反对亚里士多德的四要素说，提出了三要素说：任何物体都是由盐、硫和汞组成的，它们分别对应于身体、心灵和灵魂。这一物质理论部分可以用来解释化学现象，当作化学理论。迄至17世纪中叶，化学领域中一直是帕拉塞尔苏斯化学占主导地位。

17世纪中叶以前的化学，与其说是自然哲学，倒不如说是实验哲学。试比较力学与化学研究的方式之不同。力学研究者以笔和纸作为工具伏案工作，而化学研究者则是在火炉上架起坩埚和蒸馏器在那里辛勤工作。自然哲学家、绅士派的学者们常常轻蔑地称化学家是“被浓烟薰得漆黑的经验主义者”，说“他们都谈不上是哲学家（虽然他们自己喜欢以此自称），因为他们被他们自己炉子里的烟雾蒙住了双眼，搅昏了心智”（〖3〗p.23）。化学家笃信火是无经不克的分析工具，可以将混合物分解成他们的元素或要素，揭示事物的本质。正如帕那塞尔苏斯的一个信徒告诫他的读者们：“购置煤炭，建造炉台，不厌其烦地注视并用火操作。用这种方法而非其他方法，你们将获得对事物及其性质的认识。”（〖17〗）那些炼金术士和医药化学家、冶金化学家，在某种意义上可以说是一批“用火操作的哲学家”。

这种重视实验的化学研究带来了经验知识的急剧增长，但是，当时的化学由于缺乏合理的理论结构，无法把握零碎散乱的经验知识，也无法为经验研究提供理论指导。

1661年以前，化学远离自然哲学的主流，尚未确立为一门独立的学科。

4 波义耳与机械论哲学、微粒哲学和机械论化学

统治了西方自然哲学达2000年之久的亚里士多德学说，终于在17世纪被一种新的自然哲学所推翻，致使关于自然的研究发生了一场深刻的革命，这就是机械论哲学（mechanical philosophy）。机械论哲学后来成为科学家的“工作假定”，到牛顿的《自然哲学的数学原理》（1687年）发表时，机械论哲学已经在欧洲科学中占统治地位。（〖16〗，p.154）

笛卡尔（Rene Descartes）是十七世纪机械论哲学的主要建筑师。笛卡尔不仅对力学、光学、几何学做出了巨大的贡献，而且对机械论哲学的建立也做出了杰出的贡献。笛卡尔在他的《哲学原理》（Principia philosophiae，1644年）详细阐述了机械论哲学。

笛卡尔认为，自然是由物质构成的一架机器，它的运行跟机器一样，服从力学规律。物质由不连续的微粒组成，这些处于运动的微粒相互碰撞，就产生了自然现象。尽管单个微粒在相互作用中可能会改变其运动状态，或停顿，或加速，或改变方向，但是宇宙中运动的总量却是保持恒定不变的。这是笛卡尔机械论宇宙的基本法则。自然界中任何活动现象都可以用物质和运动来解释，无需引入任何非机械论的动因来解释。

机械论哲学试图把物体的性质和活动，都归结于组成该物体的微粒，它的运动、形状和广延。笛卡尔反对用终极原因或目的论来解释物体的性质和活动，他强烈抨击当时占统治地位的亚里士多德学派或经院学派解释自然现象的方式，他们到处用“实体形式”和“隐秘属性”等词语。笛卡尔宣称，整个宇宙中的任何现象，无一不可用“纯物质的原因——即完全独立于人的心灵和思维的原因”来解释。笛卡尔甚至应用机械论哲学解释了磁现象（〖8〗，pp.36-38）、动物和人体的生理现象以及心理现象（〖16〗，p.157）。

笛卡尔创建机械论哲学，是对17世纪科学改革的一个巨大贡献。但是，需要指出的是，笛卡尔的机械论哲学虽然是机械论哲学中最突出的，但并不是唯一的。在英国，霍布斯（Thomas Hobbes）提出了类似的哲学，不过没有笛卡尔的那么精致；在法国，原子论的主要复兴者伽桑狄（Pierre Gassendi）也提出了相似的观点。各种版本的机械论哲学大同小异，我们求同存异，可以发现他们在以下观点上是一致的：

1 要将“隐秘动因”（如爱、憎、亲和力）从自然界中彻底清除出去，任何自然现象都是物质过程的必然结果。

2 自然界是由物质组成的，物质是中性的，区别在于构成物质的微粒在尺寸、形状、运动等方面存在着差异。

3 自然哲学的纲领，就是要说明所有的自然现象都是微粒之间直接地相互作用而产生的。

机械论哲学犹如一阵清风，感召着那些对研究自然有兴趣的人们。他们相信，惟有从机械论哲学的观点，才能达到对自然的真正理解；相比之下，亚里士多德的自然哲学显得太浅薄，它对自然的解释总是用那些陈词滥调。他们还相信，任何新的发现，都可以从机械论哲学的观点来解释，整个世界都可以囊括在机械论哲学的范围之内。无怪乎，荷兰的惠更斯、英国的波义耳等人都对痴迷于机械论哲学；事实上，十七世纪下半叶欧洲任何一个重要的科学人物，无一不信奉机械论哲学。（〖7〗，p.17）“机械论”（mechanical）对波义耳和他的同时代人来说，是与“亚里士多德主义”和“神秘主义”针锋相对的一个概念；在他们看来，惟有机械论的解释才是理性的解释，这样的解释与力学原理相符合。

在英国，波义耳被同时代的人们称为“机械论哲学的重建者”（Restorer of the mechanical philosophy）（〖4〗，p.414）。孩提时代起，波义耳就熟悉伊壁鸠鲁的原子论；他广泛阅读机械论哲学的代表人物的著作，如培根的《新工具》（1620年）、笛卡尔的《哲学原理》（1644年）。波义耳博采众家，不仅掌握了机械论哲学的要义，而且创建了自己的机械论哲学，即微粒哲学（corpuscular philosophy）。波义耳之所以要用“微粒”这个中性词汇来表达的机械论哲学，是因为，第一，波义耳既拒斥伊壁鸠鲁的原子，又拒斥笛卡尔机械论所说的粒子那复杂的等级结构；第二，波义耳希望，使用“微粒”这个中性词汇来谈论问题，可以为所有的机械论哲学家所接受和信服，不管他们信奉何种物质理论（〖4〗，p.467;〖6〗，p.379）。波义耳在1666年出版的《形式和质料的起源，根据微粒哲学》完整地阐述了他的微粒哲学。该书的出版者指出，波义耳的理论，虽然与伊壁鸠鲁的理论和笛卡尔的理论有类似之处，但是，它实际上是一个崭新的假说，“是作者独有的，是根据日常观察、严密的论证和实验，以及精确且容易操作的化学过程提出来的。”（转引自〖4〗，p.467）Marie Boas指出，此言极是。波义耳在《形式和质料的起源》中提出的微粒哲学，是彻底的机械论，牢固地建立在实验的基础之上，论证周密详尽；波义耳想把《形式和质料的起源》做成微粒哲学的指南（〖4〗，p.467），想一劳永逸地确立地物质内在结构的原理。

波义耳的微粒哲学，可以概括如下：

1 微粒哲学的基础是普遍质料（universal matter），这是一种“广延的、可分的、不可穿透的”物质，物质是运动的，运动乃是上帝赋予的。宇宙是一架自身包含运动的大机器，是一架“巨大的时钟”（〖4〗，p.486）。

2 物性不外乎“物质和运动”。“物质和运动”是所有东西的基本属性（primary qualities），“物体的两个最伟大的、最普遍的原理”（〖4〗，p.468）。这里可以看到微粒哲学与原子论的不同：对经典的原子论来说，运动是感觉、性质变更的原因，而在波义耳的粒子哲学里，运动就是“性质自身的起因”。托马斯S库恩研究指出 ，波义耳一方面大力批判各种“原子论”，一方面发展了这种理论，其最重要的就是加上了“运动”的概念（〖14〗，p.47）。“运动”在波义耳的理论中具有极端重要的意义。

3 物质由大小、形状和运动各异的粒子构成。具有运动禀赋的物质，起初以粒子形态存在；这些粒子具有大小、形状和运动。虽然从理论上将粒子无限可分，但是，由于粒子细微又坚固，实际上是不可分的。这些细微的、坚固的、不可分的粒子，即第一自然质（prima naturalia），是构成物质的基本组分。粒子结合生成原始凝聚体或簇状物（primitive concretions or clusters），虽然它们可以还原为第一自然质，但是，在化学反应过程中表现为不可分解的单位，因而它们是可以检测到的最小粒子，是简单物体的基本化学组分。第一簇状物（primary clusters）之间相互结合，或者与第一自然质结合，即形成微粒（corpuscle），它们是物体的基本物理组分。物体的各种物理性质即是由微粒的大小、形状和运动决定的。

4 任何物体的现象和性质，均取决于微粒及其运动，并可以微粒及其运动来解释。波义耳将物体的性质分为四类（〖4〗，p.470）：第一类是第一性（primary qualities），如热、冷；第二类是可感知性（sensible qualities），如味道、气味；第三类是第二性或化学性（secondary or chemical qualities），如流动性、稳固性、挥发性、溶解性；最后一类是隐秘性（occult qualities），如电性、磁性。波义耳认为，任何混合体的本性，都取决于组成该物体的组分，微粒或原始凝聚体；组分之间的大小和形状；更重要的是，给定时刻组分的运动状态。波义耳运用他的微粒哲学，对上述四类性质全都做出了合理的机械论解释（〖4〗，pp.469-484），不给那些隐秘的解释留下任何空间。

试以结合性（cohension）为例，看波义耳运用微粒哲学对物体性质的解释。

“关于物体的组成部分何以联合起来组成该物体的问题，人们曾信心十足地且合情合理地假定，物体中必定存在着某种实体形式，这是物体的组成部分之构成物体所必需的，否则，就不可能成之为物体。我的回答是，那些具有特定形状的组分，它们拼接配置，这样足以解释它们何以结合成物体，而无需借助于实体形式这种东西来解释。”（〖4〗，p.474）

波义耳的微粒哲学主要体现在《形式和质料的起源》一书中，但在《怀疑的化学家》中也不无阐述。我们来看《怀疑的化学家》中的两个命题。波义耳所讲的“命题”，相当于公理，它们是“明晰的命题，对于这些命题，我不作任何保证”。（〖3〗，p.33；〖2〗，p.29）

命题1 在结合物最初形成之时，普遍质料——结合物以及宇宙中其他物体均由它们所构成——实际上是那些被分割成了大小、形状和运动方式各异的细小微粒。此观点似乎并不荒谬。（ 〖2〗，pp.30-31;〖3〗， pp.33-34，此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注）

命题2 在细小微粒中，那些极小且相邻的微粒在各处联结成细小的团状物或簇状物，并且正是通过这些团状物或簇状物之间的结合，形成了大量的第一（primary）凝结物或团状物，它们很难再分解成组成它们的微粒。出现这种情况不是不可能的。（〖2〗，pp30-31；〖3〗，pp.34-35 ，此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注）

波义耳对第一个命题作了的如下说明：

要证明微粒的存在，有两个途径：一是可以看物体的生长、腐败、滋养和毁灭，二是通过显微镜可以观察到这些微小的粒子；或者看结合物（complex bodies）分解后的生成物；或者采用炼金术士的火术，对结合物进行操作。通过这些途径，“似乎足以表明，结合物的组成部分极其微小，而且具有不同的形状。”（〖3〗，p.34；〖2〗，p.30）。波义耳指出，伊壁鸠鲁（Epicurus）或摩西（Moses）是微粒概念的滥觞。伊壁鸠鲁证明，世界是由原子组成的，原子由于内在的原因在虚空中运动不息；关于摩西，据波义耳讲:

“伟大而明智的万物创造者并不是直接创造出那些植物、兽类、鸟类及其他生物，而是利用原先就存在着的、虽然也是被创造出来的物质造出来的，他将这些物质称为水和土，是他使我们能够设想这些新的凝结物赖以形成的组成粒子，被置于各种各样的运动中，从而使得它们能够联结起来，以种种结合方式和结构，组成它们所要组成的物体。”（〖3〗，p.34;〖2〗，p.30）

波义耳在《怀疑的化学家》中还谈论了微粒的结合方式，如：

“在我看来，物体的各个微小组分只是通过相互接触和依附聚在一起，然而，也有极少数的物体，其微小组分是极为紧密地结合在一起的，应将这种紧密结合归之于何种原因，我们尚不清楚。”（〖3〗，p.92;〖2〗，p.87 ）波义耳提出了几种猜测，如甲粒子可能“钻入”乙粒子；或甲粒子与乙粒子发生极为紧密的结合，以致于火，或者其他不无效力的化学分析工具，都不能将它们分开。

波义耳指出，即使元素也是由微粒组成的，而且元素远不止三五个：

“如果我们姑且认为下述假定是合理的，这一假定我就像我当时曾作过的假定一样，是说一种元素是由彼此完全相同的众多的微粒构成的，而这种微粒又是由质料的极其微小的粒子所构成的某种微小的第一凝结物组成的。那么，我们设想第一聚集体的种数可能远远不止三个或五个便绝无荒谬可言。因此，我们便无须假定，在我们所谈论的每一复合物中，都恰好能够找出三种如上所述的原始凝结物。”（〖3〗，p.103 ;〖2〗，p.96）

波义耳在明确抛弃元素概念后写道：

“我实在看不出我们为什么不能设想，造物主只须以各种方式对那些被认作是结合物的物体的微小部分施行改造作用，即可以令这些物体相互造成它们自己，而勿须将质料化作那些所谓的简单物质或均匀物质。”（〖2〗，p.224;〖3〗，p.238）

波义耳相信元素“嬗变”，即一种元素可以变为另一种元素。嬗变被认为是炼金术的思想“残余”，可是波义耳为什么要相信金属嬗变，甚至相信世间任何一种物质，都可是变成任何一种另外的物质？波义耳的观点并不是建立在实验的基础上，而且实验在当时化学家的心目中，还没有重要到超过“哲学”的地步。波义耳的结论，恰恰是由他的微粒哲学提出来的：既然万物由粒子组成，粒子的排列结构当然决定性地构造了万物。从这里我们可以看到波义耳不同于他同时代化学家的地方。一方面，波义耳是他那个时代化学家的一员：相信嬗变，即使没有实验依据也相信这一先验的结论；但他又不是这时代化学家的一员：他对嬗变的建立是建立在他自己的“微粒哲学”之上的。

波义耳的微粒哲学影响很大。牛顿是波义耳的一个坚定的追随者，他仔细认真地攻读波义耳的著作，深受波义耳微粒哲学的影响，并且接受了波义耳的化学思想，当然他后来也发展了波义耳的理论，如关于吸引力的观点（〖4〗，pp.505-520）。牛顿的化学研究和物质理论在《疑问31》 中得到了充分的体现，其主要内容是对物质本性的沉思、揣想和假说，托马斯S库恩对此进行过专门的研究 。牛顿从“微粒说”的观点对化学现象进行解释。17世纪最流行的化学教科书《化学教程》 对化学现象的解释，也采取了微粒哲学的观点。

17世纪的化学家假定，组成物质的微粒，上面带有“钩”、“环”、“孔”，以及类似锁匙锁眼的结构，这些微观结构决定了不同的粒子，亦即不同物质的物理、化学性质。比如酸，被认为是带有针尖的微粒构成的。何以知之？以舌尝任何一种酸，即有一种被刺痛的感觉，正如皮肤被任何尖锐的东西刺痛一样。再如，甲物质能与乙物质发生化学反应，而不能与丙物质发生类似的反应，这是为什么？因为甲物质的微观结构与乙相合，而不与丙相合，一如一把钥匙可以开一把锁而不能开另一把锁一样（〖14〗，pp.41-42）。

波义耳运用机械论哲学（微粒哲学）研究化学，使得17世纪下半叶的化学变成了机械论化学，进入了自然哲学的主流。

5 对“波义耳把化学确立为科学”的新理解

波义耳是这样一个人，一方面，他了解化学家（广义的，包括炼金术士、医药化学家）的工作，并亲自从事化学实验；另一方面，他了解最新的自然哲学即机械论哲学，并创立了微粒哲学。这样的人在17世纪寥寥无几，是波义耳架起了化学和自然哲学之间的桥梁，实现了他为自己确立的目标：“促进化学家和机械论哲学家之间的相互理解”。

TS库恩高度评价波义耳的工作，说：波义耳所做“仅此二端”：“粒子哲学”和“系统地运用实验方法”来发展“哲学”，即我们今天所谓的自然科学。还说，波义耳“并不是一个孤独的‘先驱者’，而是一个极大限度地发展了化学的概念体系，使之与他当时的科学思潮主流相协调一致的人。”（转引自〖14〗，p.47，p.48）

Marie Boas研究指出，波义耳工作的一大创新是，他不仅证明了化学对医药和实用技艺是有用的，而且证明了化学对自然哲学也是有用的；波义耳利用化学来阐述自然哲学，在当时是非常激进的做法；波义耳从机械论哲学的观点解释物体的化学性质，在这方面取得了非凡的成功。波义耳可能是第一个把化学当作自然哲学的一个分支来处理的人（〖4〗，p.493，p.494，p.497）。

Westfall也有类似的观点：波义耳通过将化学机械化，成功地拆除了阻碍化学进入自然哲学领域的壁垒（〖7〗，p.19）。“机械论化学确实取得了一个成就。它把化学引进了自然科学的领域。十七世纪肇始时，化学一般不被看作是自然科学的一个部分。在最坏的情况下，它是玄妙的秘术；在最好的情况下，它是为医药服务的技艺。但是，在史七世纪结束之际，化学家在欧洲科学组织中占有令人尊敬的席位。毫无疑问，机械论化学在这个转变过程中发挥了重要的作用。机械论化学用科学共同体可以接受的术语讲述化学，使化学获得了前所未有的尊敬。”（〖8〗，p.81）

综上所述，波义耳将机械论哲学应用到化学研究，创建了机械论化学，把化学带到了自然哲学的领域，并随着自然哲学向自然科学的转型而成为科学。正是在这个意义上，我们说，“波义耳把化学确立为科学”。

参考文献

1 恩格斯著，于光远等编译，《自然辩证法》，人民出版社，1984年。

2 Robert Boyle，The Sceptical Chymist，Everyman*s Library，vol.559，1911年印行，1964年重印本。

3 罗伯特波义耳著，袁江洋译，《怀疑的科学家》（任定成主编，《科学名著文库》），武汉出版社，1993年。

4 Marie Boas，The Establishment of the Mechanical Philosophy，Osiris，10（1952），pp.412-541.

5 Marie Boas，Robert Boyle and the Seventeenth Century Chemistry，Cambridge University Press，1958.

6 Marie Boas，Robert Boyle， in C.C.Gillispie ed.，Dictionary of Scientific Biography，vol.2，pp.377-382.

7 R.S.Westfall，Never at Rest:A Biography of Isaac Newton，Cambridge University Press，1980.

8 R.S.Westfall，The Construction of modern Science，The Cambridge History of Science Series，Cambridge University Press，1977.《近代科学的建构》已由彭万华翻译成中文，复旦大学出版社2000年出版。

9 曾敬民，“近代化学元素概念的建立”，《自然科学史研究》，1989年第8卷，第3期，pp.240-247.

10 R.Mierzecki，The Historical Development of Chemical Concept，Kluwer Academic Publishers，1991.

11 《化学发展简史》编写组 编著，《化学发展简史》，科学出版社，1980年。

12 亚沃尔夫 著，周昌忠等译，《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》，商务印书馆，1985年。

13 袁江洋，“探索自然与颂扬上帝——波义耳的自然哲学与自然神学思想”，《自然辩证法通讯》，1991年第6期。

14 吴以义 著，《库恩》，东大图书公司，1996年。

15 R.Mierzecki，The Historical Development of Chemical Concepts，Kluwer Academic Publishers，1991.

机械原理机构的定义篇4

【关键词】桥式；起重机械；改造；研究

起重机械改造是特种设备施工内容中的一种常见形式。使用单位由于生产结构变化、车间布局调整以及单位搬迁等诸多原因，就会考虑对原有起重机械进行改造，以达到满足使用单位实际生产需要的目的。其中，改造质量将直接关系起重机械的安全运行，而改造单位是否具备对应改造项目的改造能力，则是能否保证改造质量的关键。那么，针对改造起重机械，特种设备检验检测人员在核查改造单位提供的相关资料时，对其改造能力如何进行正确认定，这是一项十分重要的工作。

1.起重机械改造属性的确定

1.1改造的含义

按照《起重机械安全监察规定》（国家质量监督检验检疫总局第92号令，以下简称规定）第四十三条关于“改造”的含义：改造，是指改变原起重机械主要受力结构件、主要材料、主要配置、控制系统，致使原性能参数与技术指标发生改变的活动。

1.2改造的本质

起重机械改造的本质，即“改变原起重机械的性能参数与技术指标”。起重机械的性能参数与技术指标，例如：起升速度、大车和小车速度、回转速度、变幅速度、跨度、悬臂长度、起升范围（起升高度和下放深度）、幅度范围、工作级别、额定起重量及额定起重力矩等。

1.3改造的方式

起重机械的改造主要是通过“改变原起重机械主要受力结构件、主要材料、主要配置、控制系统”这4种方式实现。

1）改变起重机械主要受力结构件例如：将桥式起重机主梁加长或截短，以改变起重机的跨度；重新制作门式起重机的主支撑腿（改变支撑腿高度），以改变起重机的起升高度等；

2）改变主要材料例如：将门式起重机的型钢焊接式桁架主梁改为板材焊接式箱形主梁等；

3）改变主要配置例如：在原QD型通用桥式起重机单起升机构的基础上增加副起升机构；再如，将原MH型电动葫芦门式起重机的电动葫芦由CD1型更换为MD1型，即起升速度由单速改为双速等；

4）改变控制系统例如：将起升机构原普通电阻调速系统改为变频调速系统，以改变起升速度，扩大调速范围；再如，在起升机构电气控制系统中增加能耗制动环节，以提高机构制动平稳性等。

2.改造实例

2.1原起重机主要技术参数

原起重机主要技术参数见表1。

2.2原起重机主梁结构、电动葫芦运行方式

原起重机主梁结构、电动葫芦运行方式简图，如图1所示。

1.H型钢主梁2.钢丝绳电动葫芦

图1原起重机主梁结构、电动葫芦运行方式简图

2.3改造内容

1）更换原起升机构电动葫芦。将原MD12-6D型钢丝绳电动葫芦更换为NCH1t8m型环链电动葫芦（提供具有制造许可资质的外购件，额定起重量1t，起升速度2.5/10m/min，小车速度4.6/14m/min，起升高度8m，机构工作级别M5）；

2）增设起重机总电源错断相保护功能、机构过载保护功能及起升机构超载保护功能；

3）起重机额定起重量由原2t降级为1t；

4）改造后产品型号：LD1-10.5A3。起重机改造后在生产车间原位置使用，作业环境与改造前一致。

2.4改造单位提供的相应资质

1）改造单位具有桥式起重机A级改造许可资质，额定起重量≤100t。

2）改造单位具有桥式起重机C级，LD型电动单梁起重机10t及以下制造许可资质。同时，对应样机型式试验报告（合格报告）表明，其型式试验样机型号：LD10-18.6A3（仅具有单一样机），主梁箱形结构（板材焊接），电动葫芦型号：MD110-9D，电动葫芦在箱形主梁下盖板上运行，见图2。

1.箱形主梁2.钢丝绳电动葫芦

图2型式试验样机主梁结构、电动葫芦运行方式简图

3.改造能力的具体认定

3.1关于改造单位的要求

1）按照《规定》第十二条的规定：“起重机械安装、改造、维修单位应当依法取得安装、改造、维修许可，方可从事相应的活动。从事起重机械改造活动，应当具有相应类型和级别的起重机械制造能力。”显然，这一规定具有2层含义：

其一，要求从事起重机械安装、改造、维修活动的单位，应依法取得安装、改造、维修许可方可从事相关活动，不得无证（含超范围）安装、改造、维修；其二，要求从事起重机械改造活动的单位必须要具有相应类型（按照特种设备目录现在整机分12类）和级别（A、B、C3个许可级别）的起重机械制造的能力和条件。

2）按照《机电类特种设备制造许可规则（试行）》（以下简称规则）中有关制造许可的单位条

件第六条的规定：“取得制造许可的特种设备必须符合安全技术规范和国家有关标准的要求。安全技术规范要求型式试验的，必须经符合第四条规定的型式试验机构型式试验合格。”型式试验是起重机械制造许可程序中的重要组成部分，是对起重机械制造能力的实物验证。

以桥式起重机为例，按照TSGQ7002―2007《桥式起重机型式试验细则》（以下简称细则）第十一条的规定：“型式试验以产品型号规格（主参数）为基本单位进行，不同型号的产品分别进行型式试验，相同型号的系列产品按照规格从高向低覆盖。”

型号是指主要结构形式、主要受力结构件材料和主要工艺相同，主要机构符合系列配置要求的一种机型，其代号由产品品种（型式）、结构形式、主要参数组成，并且用字母、数字或其组合表示。

3.2改造实例中改造能力的认定

1）由前述改造实例中对原起重机的改造内容可知，改造后定型起重机的额定起重量、起升速度、小车速度等性能参数相比改造前有了明显变化。同时增加了总电源错断相保护功能、机构过载保护功能及起升机构超载保护功能等一些安全保护措施，从而改变了原起重机的技术指标。除此之外，其他均未有根本性的改变。

2）根据原起重机的主要技术信息、改造内容、改造单位提供的改造许可资质和制造许可资质及样机型式试验报告，同时对照《规定》、《规则》和《细则》中的相关规定可以看出，改造单位似乎不具备本改造项目的改造能力，理由是改造单位不具备改造后定型起重机的相应制造能力。因为，改造后定型的起重机与型式试验样机的主要受力结构件（主梁）材料不同，改造后定型起重机为H型钢主梁，而型式试验样机为板材焊接式箱形主梁。但是笔者认为，本改造实例中并未涉及起重机金属结构的改造，起重机的主要结构形式（桥式单梁）、主要受力结构件材料及主要工艺等未作任何改变；改造后的主要机构（环链电动葫芦）为提供制造许可资质的外购件，且与原钢丝绳电动葫芦一样同为电动单梁起重机的系列配置产品。同时，电动葫芦的运行方式也与原来一致。鉴于此，应该可以认定改造单位具备本改造项目的相应改造能力。改造后定型起重机的主梁结构、电动葫芦运行方式简图，如图3所示。

1.H型钢主梁2.环链电动葫芦

图3改造后定型起重机主梁结构、电动葫芦运行方式简图

3.3关于改造能力认定的建议

起重机械改造单位能力的正确认定是特种设备检验检测人员平时需要面临的一项重要工作，也是保证起重机械改造质量的前提，同时也有助于开展好起重机械改造监督检验工作。为此，笔者按照国家相关规定，试对改造单位提供的相关资料进行相应改造能力认定的具体步骤，提出以下建议。

1）根据改造单位申报的起重机械改造方案内容并对照《规定》关于“改造”的含义，确定本次施工是否属于改造性质；

2）根据改造单位提供的改造许可资质（类型、级别），判断其是否能覆盖本次改造项目；

3）根据改造单位提供的制造许可资质，判断许可制造的起重机械（型号/参数）是否能覆盖本次改造后定型的起重机械；

4）查阅与制造许可对应的产品样机（可能有几种样机）型式试验报告，主要判断本次改造后定型的起重机械其主要结构形式、主要受力结构件材料、主要工艺和主要机构配置是否与型式试验样机一致，且型式试验样机的型号/参数应能覆盖改造后定型的起重机械。值得一提的是，若起重机械的改造未涉及主要受力结构件（主梁、主支撑腿、主副吊臂及标准节）部分，且对主要机构的改造符合起重机机型系列配置要求的；在这种情况下对改造单位的能力进行认定时，则应力求科学合理，如前述改造实例；

5）改造后定型的起重机械其使用条件是否满足实际作业环境的具体要求，如不能将普通配置的QD型通用桥式起重机用于冶金作业环境等。

4.小结

结合某一桥式起重机改造实例，对改造单位的能力如何进行认定，提出了相应建议。其目的是为了能具体问题具体分析，做到科学合理、正确判断，以更好地开展起重机械改造监督检验工作。

参考文献

机械原理机构的定义篇5

关键词：电子机械制动传感器；支持向量机回归算法；预测模型

为充分提升电子机械制动传感器系统的稳定性，该领域的学者研究出基于支持向量机回归算法的故障判断方法。因此，探究基于支持向量机回归算法的电子机械制动传感器系统故障分析有着重要意义。

1电子机械制动传感器系统

电子机械制动传感器系统主要包括电子机械制动传感器控制算法，电子机械制动传感器，电子机械制动传感器执行器以及底层控制器。电子机械制动传感器的执行机构主要由执行电机、运动转换机构以及减速机构三部分构成。目标制动力进入电子机械制动传感器的底层控制器中的控制电路转化为信号，传入驱动电路，进而导入电流传感器当中。电压信号从电子机械制动传感器底层控制器中传入电机中，依次进入减速机构运动转换装置、压力传感器以及制动钳这一系列环节构成了电子机械制动传感器的执行器。部分信号会由电子机械制动传感器、执行器传递到电子机械制动传感器底层控制器中，这一系列流程构成了电子机械制动传感器系统。电子机械制动传感器控制系统运用了三闭环控制算法。三闭环结构从内至外依次为电流环、转速环以及压力环。其中的主要控制环为压力环，借助转速环对电机的响应速度进行相应的增强，电流环的作用主要是消减压力变化阶段以及启动阶段带来的电流扰动[1]。上述分析表明，借助闭环控制结构，传感器系統能够为电子机械制动传感器的控制器提供重要信息。这进一步表明，电子机械制动传感器的性能直接决定电子机械制动传感器系统能否正常运转。

2支持向量机回归算法原理

在应用于问题分类处理阶段，支持向量机原理是借助找寻分类面的最优状态。对相关样本进行正确分类操作。而将上述操作步骤推广开来，借助数据样本来进行实函数估计为支持向量机回归原理。借助支持向量进行问题分类的具体表述为，在一组训练样本中，，借助非线性映射，将传统空间映射到高维度特征空间，在此处空间中构造超平面，进而将原本的非线性问题分类转化为线性问题分类。使用支持向量机回归算法不能对上述问题直接进行求解，由于很难找到非线性映射的具体模式，因此常用核函数进行替代。借助核函数算法，能够将原本的高维度特征空间的运算转化为低维度特征空间的运算。核函数的定义为任意满足mercer条件的函数，进而可将原本复杂的运算问题转变为优化对偶问题。对于支持向量机回归算法可以采用时间滚动方式进行学习。在增量学习的过程中，样本呈递增态势，随着时间的变动，样本的数量也会持续增加，但新增的样本不一定会对支持向量回归产生直接影响。若新增样本出现传统样本集中不具备的信息，那么支持向量就会出现一定程度的变动；若是新增样本出现了传统样本集中的信息，那么支持向量就不会产生相应的变动。

3基于支持向量机回归算法的电子机械制动传感器系统故障分析

基于支持向量机回归算法对电子机械制动传感器系统进行故障分析，主要是针对电子机械制动传感器系统中的压力、转速以及电流三个电子机械制动器传感器进行故障分析。首先需要建立基于支持向量机的预测模型，然后将电子机械制动传感器实测的残差值与基于支持向量机预测模型的估计值比对，进而得出相应的故障分析结果，并对故障分析结果进行相应分类。下文将依照压力、信号转速以及电流在空间和时间的冗余关系中建立两个独特的基于向量机回归算法的预测模型。此种预设方式比依照压力、信号转速以及电流三者各建立一个基于支持向量机回归算法的预测模型有着更高的效率。在具体的实验进程中，首先收集两组对照电子机械制动传感器的样本值。两组样本分别为由转速信号和电流构成的样本，以及由压力信号和电流构成的样本[2]。以当前时刻k为基准，记录过往时刻的连续数据。将过往样本各连续时刻的压力值与电流值作为输入性样本，以某一特定时刻的压力值和电流值为输出样本，建立相应的支持向量机回归算法的模型。待基于支持向量机回归算法的预测模型设置完成后，借助过去某一特定时刻的样本值。对当前传感器的传输值进行预测。两组电子机械制动传感器对照组基于支持向量机回归算法的预测模型一和二会出现两个不同的输出值。将两个来自于不同预测模型的估计值与现场的电流值进行比对，然后两两做差形成序列残差。其中残差值一包括了电流和转速信号在空间与时间方面的冗余信息，残差值二包括了电流与压力信号，在空间与时间方面的冗余信息；残差值三包括了压力信号、电流以及转速信号在空间与时间方面的冗余信息。基于上述分析我们可以假设在时刻k电子机械制动传感器出现故障，则时刻k的电流值将与电子机械制动传感器系统正常的输出电流值存在一定的偏差。由于时刻k前后的任意时刻的电流测量值都是准确的，则基于支持向量机回归算法预测模型计算出的电流输出值更为接近电子机械制动传感器系统的正确电流输出值，这就会导致残差值一与残差之二出现显著变化，残差值三基本不会出现变动。当电子机械制动传感系统的转速传感器在时刻k出现故障时，时刻k的电流测量值将偏离电子机械制动传感器系统的正确电流输出值；当电子机械制动传感器系统的压力传感器在时刻k出现故障时，残差值一基本不会出现变动；残差值二与残差值三会出现显著变化。基于上述分析，采用支持向量机回归算法对电子机械制动传感器系统故障的分析过程为，收集样本、数据处理、建立支持向量机预测模型形成残差值，进而判断系统故障原因。

机械原理机构的定义篇6

关键词：林业采运机械；应用；发展趋势

1 木材切削机械类型与应用

1.1固定型造材设备 由切削机构、进给机构和自控系统等组成。切削机构有链锯和圆锯两种型式：链锯适用于锯截直径大的原条；圆锯造材机有单圆锯、双圆锯和多圆锯3种，其中多圆锯造材机的生产效率较高。进给机构为链式输送机，控制系统多采用液压系统。固定型造材设备可与贮木场中其他作业机械（如原条卸车、原木分选、归楞、装车等机械）组成生产流水线；也可单独构成造材自动流水线。

1.2电锯 由电动机驱动锯链进行切削作业的机械，其切削机构与油锯相同。由于电锯操作危险，体力消耗大，有逐渐被固定型造材设备所代替的趋势。

1.3打枝机 手提式打枝机以电动机或内燃机为动力，后者较机动灵活，适于伐区作业。固定型打枝机的切削部件是一个旋转圆环，圆环内安装若干把铣刀或锯齿形切刀。在圆环的前、后方设有伐倒木进、出料机构。作业时，伐倒木南供料机构输送，通过旋转圆环时，枝桠被旋转铣刀或切刀截掉。摩擦式成捆打枝机有一个体积很大的V形框架，框架的一侧有8组～10组驱动链条，另一侧是带有许多档铁的侧壁。将伐倒木用起重机装到框架内，当链条以一定的速度运转时，伐倒木随着链条向上运动，同时沿某一轴线转动，达到一定高度后跌落下来同其他树木及侧壁碰撞。由于伐倒木之间及与侧壁间的碰撞和摩擦使枝桠折断、粉碎。这种打枝机生产效率高，但打枝质量差，适用于针叶树种。

2 起重输送机械类型与应用

林业生产过程中将木材等物料从一个地点转移到另一地点的机械。其转移动作有间歇性和连续性两种方式。

2.1起重机械

起重机械按运动机构作用的不同分单动作起重机械、复动作起重机械和木材装载机3类。单动作起重机械只需一个运动机构，物料在一直线方向上运移。复动作起重机械具有垂直方向运动的起升机构和实现物料存水平方向运移的机构，主要有桥式起重机和旋转式起重机两种。

2.1.1缆索起重机 缆索起重机由桥式起重机演变而来。其主要特点是用钢丝绳代替金属结构的桥架，所以整机重量轻跨度在60～80 m范围内，用于原木、原条的装卸车和归楞怍业。有固定型、移动型和双联缆索型3种。其中移动型缆索起重机的承载索同结在两个塔架上，塔架可沿两条平行轨道运行，作业范围更为广阔。双联缆索起重机的起重跑车可利用钢丝绳系统，在4根立柱问的场地范围内活动.适用于临时性贮木场的原木归楞和装车作业。

2.1.2桥式起重机 主要依靠两个往复运动的综合，使起重物品能在任意水平方向上移动其中普通桥式起重机应用在车问内部，由运行的桥架和起重小车组成，由电力驱动。桥架装有车轮，沿轨道作平行移动，轨道没在建筑物墙壁上部，起重小车可以沿着桥架上的轨道运行，小车上设有升降机构，使物品作垂直运动。龙门起重机的桥架支持在两个支腿上，支腿由下横梁联系在车轮上，沿着地面轨道运行。适用于在露天的场所作业，其跨度在5～30 m范围内。装卸桥是在龙门起重机的基础上发展起来的。当龙门起重机的跨度超过30～35 m，并且具有悬臂时就成了装卸桥。其装载小车的运行速度和生产效率部较高。

2.2输送机械 输送机械有链式输送机、索式输送机、带式输送机和气力输送装置等。主要用于运送原条、原木、板方材、术片、锯末、树皮等物料。纵向链式输送机以链条作为牵引构件，适宜于贮术场作业。索式输送机以钢丝绳为挠性牵引构件，其重量轻、长度可达500 m以上，适用于贮木场传送原木进行选材。带式输送机的挠性牵引构件兼作承载构件，物料直接加在传送带上传送，气力输送装置在林业生产过程中主要用于输送散碎物料，如木片、锯屑等。

机械原理机构的定义篇7

关键词：高速公路；养护；机械技术；状态评价

中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：

一、模糊综合评价方法分析

在针对某一对象进行状态评价的过程当中，若状态评价所涉及到的指标因素包含n个，则需要将其对应记作u1，u2，…，un。按照此种方式，整个状态评价的指标因素能够以有限集合的方式加以描述。具体描述方式为：

（1）U=｛u1，u2，…，un｝

在此基础之上，可结合状态评价对象的基本需要，将评价结果划分为相应的等级，定义等级的表述方式为v1，v2，…，vn。则同样可按照有限集合的方式，对评语指标进行进一步划分。具体的描述方式为：

（2）V=｛v1，v2，…，vn｝

以高速公路项目开展过程中某养护机械技术的状态评价作业为，假定状态评价过程中需要分别从实用性、科学性、适应性、专业性以及先进性这五个方面入手，则可通过定义un的方式，整理评价因素的集合。具体的描述方式为：

（3）U=｛u1，u2，u3，u4，u5｝

与此同时，若该养护机械技术所对应的技术状态评价结果能够划分为很好、好、一般、差这四个等级，则可以通过定义vn的方式，整理该养护机械设备的评语因素集合。具体的描述方式为：

（4）V=｛v1，v2，v3，v4，v5｝

同样对于该养护机械技术而言，若实践工作过程当中仅仅着眼于科学性（u2）这一因素来针对该养护机械技术进行评价，在结合实践操作经验与理论研究的基础之上，得出评语指标的对应关系为v1（很好）：0.25；v2（好）：0.47；v3（一般）：0.16；v4（差）：0.12。则按照上述方式，有关该养护机械技术的具体评价结果可以通过B2（模糊集合）的方式加以表述。具体的描述方式为：

（5）B2=0.25/很好＋0.47/好＋0.16/一般＋0.12/差

同时，上述表达式（5）也可以转化成为以向量方式所表现的B2集合。具体的描述方式为：

（6）B2=｛0.25，0.47，0.16，0.12｝

由此，评价结果B2可以说是建议在该养护机械技术评语集合V基础之上的模糊子集。与此同时，B2同样是对被评价养护机械技术所进行的单因素评价。在此基础之上，从实践需求的角度上来说，在有关高速公路养护机械技术状态评价的过程当中，需要综合考虑的因素比较多，且各个因素相对于高速公路养护机械技术状态的影响程度也有所不同。在此因素作用之下，若应用传统意义上的数学方法来解决综合评价的问题，难度较大。由此，可引入模糊数学概念，在评价因素增加作用之下，不导致评价问题复杂性的增加。按照此种方式，在状态评价过程中，通常需要确保模糊向量（定义为A）当中的各个元素满足以下条件：

（7）

该式中，ai定义为ui重要程度的度量，即ui作为因素的的权重指标。从这一角度上来说，A模糊向量也就代表着评价因素过程中的权重分配。

二、单机技术状态评价方法分析

对于工程机械，特别是高速公路养护机械技术状态评价指标而言，评价指标体系构建过程当中需要分别从两个方面加以考量：一方面，需要集中可靠的检测系统以及技术工作人员，结合养护机械内部系统的技术情况，针对技术状态进行评分，在此基础之上结合所给定的权值参数，对技术状态进行综合评价；另一方面，还可从养护机械的现有性能入手，通过构建综合评价指标的方式，实现对设备技术状态现状的有效评估与判定。结合现阶段的实际工作情况，高速公路机械技术养护状态评价中所涉及到的相关评分标准可按照发动机、传动系统、转向制动系统以及电液控制系统等进行合理划分。具体如下表所示（见表1）。

表1：高速公路机械技术养护状态评价划分标准示意表

三、高速公路养护机械管理分析

在高速公路建筑项目不断发展、各类新技术、材料以及工艺设备不断推广与应用的背景作用之下，高速公路各类养护机械技术正呈现出自动化、大型化、高速化以及连续化的发展趋势。在高速公路养护机械设备种类不断增多，型号多样性发展的过程当中，各种型号、各种类型机械设备所对应的技术性能以及具体技术要求均存在一定的差异性。为此。在针对高速公路养护机械进行管理作业的过程当中，需要采取分类管理的方式，以保障管理质量的稳定性。

首先，需要按照高速公路养护机械的基本规律进行分类管理：在实践工作过程当中，对于构成固定资产的养护机械、车辆以及相关附属装置，且原值在100万元以上的养护机械判定为A类大型设备（主要涉及到搅拌站、摊铺机、桥梁检测车以及进口铣刨机等设备在内）；而对于核定为固定资产，且原值在30万~100万元之间的养护机械需要判定为B类大型设备（主要涉及到多功能养护车、压路机等）；对于核定为固定资产，且原值在30万元以下的养护机械可将其判定为C类中小型养护机械（主要涉及到空压机、划线机以及沥青洒布车等在内）。

在实践管理过程当中，对于A类大型养护机械而言，由于其结构、管理相对复杂，对操作技术的要求较高，一旦出现管理不善的问题，则势必会导致整个养护机械的正常使用寿命以及经济效益的实现受到不利影响。为此，建议针对A类养护机械采取集中性的管理措施。而对于不常用的养护机械（年度工作台班在70％以下）而言，由于这部分养护机械的调动机会比较多，且闲置时间相对较长，则需要将其集中于上一级管理单位当中，对于常用机械则需要采取分散管理。

四、结束语

如何实现高速公路养护机械设备的科学性与现代性管理，充分适应时展的需求，这一问题备受各方工作人员的特别关注与重视。由于高速公路养护机械技术状态评价与管理属于跨多个学科的系统性工作，涉及因素众多，从而开展难度较大，需要给予更加系统与严格的关注。总而言之，本文针对有关高速公路养护机械技术状态评价与管理工作中所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。

参考文献：

[1] 刘建敏,刘艳斌,乔新勇等.基于模糊聚类与神经网络的柴油机技术状态评价方法研究[J].内燃机学报,2008,26(4):379-383.

[2] 乔新勇,张小明,谢晓阳等.坦克柴油机起动电流与气缸磨损状态关系分析与评价[J].兵工学报,2011,32(2):136-140.

机械原理机构的定义篇8

在医疗纠纷处理中，有时候经过医疗事故技术鉴定后，发现患者所受损害并非诊疗护理过失所致，而是由于植入类医疗器械（本文以下简称医疗器械）存在缺陷所造成的。对于此种情况下医疗机构是否应当对患者所受损害承担赔偿责任？笔者基于司法实践经验作以分析。

一、植入类医疗器械损害赔偿案件的法律性质

医疗合同属于混合合同，医患之间除了劳动服务合同关系外还存在着买卖合同关系。医疗机构作为钢板的卖方就有保证标的物合法、安全的义务。那么医疗器械损害赔偿案件中医疗机构是否一定要承担赔偿责任呢，目前主要有两种观点：

有学者持否定说，主要理由是《医疗事故处理条例》（以下简称《条例》）只规定医疗机构只有在构成医疗事故的情况下才要对患者或其家属承担赔偿责任。而医疗事故又必须是因医务人员的诊疗护理过失所致。因药品和医疗器械缺陷致患者以损害显然不属于医务人员的诊疗护理过失所造成的损害。所以在这种情况下不构成医疗事故。既然不属于医疗事故，医疗机构也就无须对此损害承担责任。此种观点在实践中往往被医疗机构作为拒绝承担责任的理由。

持肯定说的学者则认为，在此种情况下医疗机构应对患者所受损害承担赔偿责任。此种情况应适用《中华人民共和国产品质量法》（以下简称《产品质量法》）的规定，因为医疗器械也属于“产品”。而医疗机构在诊疗护理过程中使用医疗器械为患者检查或治疗也是一种有偿服务，可视为销售，故医疗机构因承担产品质量责任中的销售商的产品责任，所以医疗器械损害赔偿案件中医疗机构一定要承担赔偿责任。

首先，笔者认为上述否定说是难以接受的。其一，《条例》是针对医疗事故认定和行政处理的行政立法。《条例》虽然规定医疗机构只有在构成医疗事故的情况下,才要对患者或其家属承担赔偿责任，但《条例》不可能也不能排除医疗机构在不构成医疗事故但存在违法或违约行为时的法律责任。根据行政法规的立法权限，不属于医疗事故只能意味着不承担行政责任，而并不意味着绝对免除民事责任。其二，医疗器械损害赔偿案件并非绝对不能构成医疗事故。例如由于医疗机构管理上的问题，没有严格检查医疗器械质量检验报告书，造成假劣医疗器械被临床使用，就构成了医疗事故。

此次，笔者认为不能够一概而论地说医疗机构应就医疗器械致患者损害承担责任。此类案件应当具体分析：如果患者受损的原因是医疗器械致存在《产品质量法》所规定的缺陷，则生产商、销售商和医疗机构对患者的损害承担连带赔偿责任；如果患者受损的原因是患者未尽到诊疗协力义务（例如患者是否未按医嘱从事了剧烈活动），则患者自行承担损害后果，生产商、销售商和医疗机构不对患者承担赔偿责任；如果医疗器械致不存在《产品质量法》所规定的缺陷，而患者也尽到诊疗协力义务，却仍然发生了患者受损的事实（此类属于医疗器械不良事件），则应适用《民法通则》的公平原则，由生产商、销售商、医疗机构和患者共担损害后果。

二、产品质量责任的构成要件及免责事由

医疗器械损害赔偿案件能构成产品侵权责任，必须具备以下要件：①医疗器械存在缺陷，即医疗器械不能提供人们有权期待的安全性或者产品存在的不合理的安全性。不符合大众期待的安全要求则是医疗器械存在着“不合理的危险”。②存在人身伤害、财产损害的事实。③缺陷与损害事实间存在因果关系。不要求损害必然发生，也就是说在通常情形，依社会一般见解认为有发生损害的可能性，即可认定存在因果关系。

在下列情形下，生产商、销售商（含医疗机构，以下同）可以主张免责：①生产商未将医疗器械投入流通的。这是指具有缺陷的医疗器械尚未出厂、销售,发生了损害,不适用产品质量法的规定。②医疗器械投入流通时,引起损害的缺陷尚不存在的。医疗器械在出厂、销售时,不存在缺陷。医疗器械缺陷是在生产商脱离对产品的控制以后,在流通领域或者消费过程等其他环节中,由其他人造成的。③生产商将医疗器械投入流通时的科学技术水平尚不能发现缺陷的存在。判定生产商是否知道或者应当知道产品投入流通时存在不存在产品缺陷,并不是依据生产商所掌握的科学技术为依据,而是以当时社会所具有的科学技术水平为依据。只有当时社会的科技水平尚不能发现产品缺陷的时候,才能免除生产商的侵权赔偿责任。

三、讼争医疗器械是否存在质量缺陷的认定

《产品质量法》第三十四条之规定，所谓“缺陷”，是指产品存在危及人身、他人财产安全的不合理的危险；产品有保障人体健康，人身、财产安全的国家标准、行业标准的，是指不符合该标准。是不是医疗器械符合了国家标准、行业标准的，就不可能被认定为缺陷产品呢？笔者认为，根据《产品质量法》的立法精神及国外立法例，在强制性标准规定的范围以外,产品仍有可能具有不合理危险。这样就会导致有些因使用具有不合理危险的产品而受害的消费者难以获得赔偿,这显然不利于保护消费者的权益。因此,应当对符合强制性标准的产品同时适用“不合理的危险”标准,即认定产品缺陷以不合理标准为基本标准,而以强制性标准为辅标准,违反任何一项标准均属缺陷产品。

产品缺陷，包括设计缺陷、质量缺陷、指示缺陷。设计缺陷,是产品设计本身存在的缺陷。质量缺陷,是指由于制造过程出现问题而产生的缺陷。指示缺陷,是指生产商或销售商,没有提供真实完整,符合要求的产品使用说明和警示说明。在中国产品责任案件中,大部分缺陷产品属于质量缺陷,这在一定程度上是我国目前经济发展水平的反映。

医疗器械损害赔偿案件往往讼争焦点是医疗器械是否存在质量缺陷。此类案件又往往由于植入的医疗器械在体内无法取出，无法进行科学的分析和鉴定。因此，法院通常会运用举证责任倒置原则查明案件事实。所谓举证责任倒置，即根据一般原则应当由原告负担的举证责任，转移为被告负担。在此类案件诉讼中，实行举证责任倒置是符合立法目的，有利于保护消费者的合法权益。人民法院可以查明如下事实：首先，患者植人的医疗器械是否达到一般同类产品的使用年限，由此证明该医疗器械是否存在质量缺陷；其次，被告（生产商、销售商或医疗机构）能不能证明该医疗器械未达到一般同类产品的使用年限，是原告原因造成的。如果被告无法举证证明，即视为改医疗器械存在质量缺陷。

四、损害赔偿的连带责任和追偿权

根据《产品质量法》之规定，因医疗器械存在缺陷造成患者人身损害的，患者可以向医疗器械生产商要求赔偿，也可以向医疗器械销售商要求赔偿。属于医疗器械生产商责任的，医疗器械销售商赔偿后有权向生产商追偿。属于医疗器械销售商责任的，医疗器械生产商赔偿后有权向销售商追偿。可见，我国医疗器械生产商和销售商对医疗器械质量责任承担连带法律责任。并且只要因使用、销售缺陷医疗器械而受到损害的受害人向生产商、销售商主张赔偿时，生产商和销售商不得以自己无过错主张免责，受害人也无须证明被告的过错，即使无过错的销售商，也应首先承担直接赔偿责任。所以在此类案件中，如果不能排除医疗器械无缺陷，医疗机构作为医疗器械的销售商，只要患者向医疗机构提出赔偿请求，医疗机构就应承担产品质量责任。如果医疗机构没有过错并已尽到应尽注意义务，在向患者承担赔偿责任之后，可以向医疗器械生产商追偿，医疗器械生产商承担最终责任。

五、产品责任的诉讼时效

有关产品责任诉讼时效的规定,明确见诸于《民法通则》第136条规定的“出售质量不合格的商品未声明的,诉讼时效为1年”。而《产品质量法》第45条规定的“因产品存在缺陷造成损害要求赔偿的诉讼时效期间为2年”。然而,由于这两部法律对产品责任诉讼时效期间规定的不一致,因此在运用上,即存在应优先适用哪部法律的问题。

笔者认为应适用《产品质量法》,理由在于特别法优先于普通法,新法优先于旧法。此外,《民法通则》与《产品质量法》规定的内容并不完全同一。对因“出售质量不合格的商品未声明”而提起的诉讼,既可是生产者、销售者违反对出售产品的质量担保而提起的违反担保之诉,也可是对产品在安全性能方面具有缺陷而造成的损害提起的产品责任之诉。而产品质量法则只适用于后者。因此,产品存在缺陷造成损害而提起侵权损害赔偿之诉,应适用产品质量法的2年诉讼时效的规定。而对一般的产品质量违反担保之诉,仍适用《民法通则》有关1年诉讼时效的规定。

六、医疗机构的注意义务

作为医疗器械的销售商之一,医院在医疗器械的购销和对患者施用的环节中必须尽到合理的注意义务，这包括:①严格执行进货检查验收制度,验明产品合格证明和其他标识;②统一进货渠道,避免因“吃回扣”而购进“三无产品”或者伪劣产品;③不得施用禁止使用的产品和过期淘汰的产品;④不得伪造产地、冒用他人的厂名、厂址、认证标志、名优标志等质量标志;⑤不得在产品中掺假、以假充真、以次充好、以不合格产品冒充合格产品;⑥正确使用医用产品；⑦建立购货档案以及严格的“进、销、调、存”和施用管理制度；⑧建立医疗器械证据保全制度和事故调查制度。

在医疗器械损害赔偿案件中也不要忽视指示缺陷。根据《产品质量法》之规定，根据新产品的特点和使用要求,需要标明产品规格、等级、所含主要成分的名称和含量的,应用中文相应予以标明;需要事先让消费者知晓的,应当在外包装上标明,或者预先向消费者提供有关资料。例如某企业生产的引流管使用中出现断裂，后经检测为“因无水酒精注射使管壁受损后导致材料断裂”。医院查看该类引流管的外包装及说明书,发现其外包装上并未有不能使用无水酒精的警示说明,只是在内包装(无菌层)的说明书上印有不能使用无水酒精的英文说明。根据《产品质量法》的规定，使用不当,容易造成产品本身损坏或可能危及人身财产安全的产品,应当有警示标志或者中文警示说明。此引流管外包装上和说明书上没有警示标志或者中文警示。部门医疗器械的说明书放在已消毒的包装内,无法引起术者的注意。通常在术中由护士打开包装,术者取出导管即用。手术过程中,术者的全部注意力在医疗操作上,根本无暇注意包装内是否会有说明书,也没有时间在手术台上阅读说明书。根据国家药品监督管理局《医疗器械说明书管理规定》第七条之规定，医疗器械说明书应使用国家语言文字工作委员会公布的规范化汉字,可以附加其他文种；《产品质量法》第二十七条也做出了类似规定，而部分医疗器械的包装并不符合国家法律和行政法规规范。所以显然生产厂家对引流管得断裂具有过错。

产品缺陷责任法律制度创设的目的无外乎:补偿受害人生命财产上的损失;预防和惩罚具危险性产品在市场上的销售;保障消费者使用商品时的安全性和可靠性。为达到这个目标, 笔者认为国家应尽快将有关产品责任规定从《产品质量法》中分离出来,加以完善后制定独立的《产品责任法》,从而更好地保护消费者的合法权益，同时，笔者更为关心的是我国医疗器械产品责任保险制度以及医疗器械不良事件报告制度何时才可建立起来！

参考文献：

1. 杨洪逵，《侵权损害赔偿案件评析》，中国法制出版社，2003年5月版；

2. 王岳，《医疗纠纷法律问题新解》，中国检察出版社，2004年9月版；

3. 张新宝，《侵权责任法原理》，中国人民大学出版社，2005年3月版；

4. 蒋恩铭，《论我国产品责任法的完善》，《南京大学学报》 2000年04期；

5. 岳彩申，《论严格产品责任的新发展》，《社会科学研究》2000年05期；

机械原理机构的定义篇9

在加工零部件的过程中，不可避免地会产生不同程度的尺寸偏差、表面形状偏差、位置偏差以及微观不平度，这些偏差过大，将影响零件间的配合性质，降低工件质量，并且不利于零件的互换与维修。因此在设计机械时，除了进行运动分析、结构设计、强度和刚度计算外，还必须进行精度设计一一合理地选择公差。所谓精度设计，即公差设计，就是按照机械使用性能的要求，兼顾制造成本的限制，合理地确定零部件的公差，并用监测手段保证其贯彻执行。

机械精度设计是机械设计的重要内容（领域）之一。随着社会的进步和科技水平的提高，机器被赋予越来越高的功能要求、可靠性要求、经济性要求、环境要求及寿命要求。因此，人们意识到了一个超越于机械原理与设计、质量管理与控制学、材料学、制造工艺学等许多学科之外，并以信息技术、实验技术为基础的新的分支，这就是机械精度设计。

1.机械精度设计的内容

机械精度设计是以实际参数对设计参数的变动以及实际参数自身的变动对机器功能和机器制造使用成本的影响为研究对象，以保证机器预定功能的实现、保持机器预定功能的稳定性，并获得最大综合效益为目的工作过程。

机械设计最终是以机器机构设计为其表达形式，而机器结构必然会体现一定的功能，这些功能必须与机器的预定功能、寿命及预定成本相一致。机器结构的功能基本上可以分为运动功能和动力功能两个方面，适应与这两个方面的设计称为运动设计和动力设计。反过来，这些功能又要通过结构来实现。结构的准确程度在很大程度上决定了运动和动力的准确程度。确切地说，机械的结构设计是基本设计，机械精度设计是针对机器结构中需要注意结构参数微小变化部分的设计。这个“微小变化”为：①“微小变化”的量是在制造误差数量级；②“微小变化可能造成机器功能参数不可容忍的改变；③“微小变化”密切关联着制造成本。

2.机器精度设计的基本原则

虽然机器的种类繁多，但做为机械设计的重要组成部分――机械精度设计，同样也需要遵循一些原则。

2.1功能保证原则

以上的叙述已阐明了功能的含义，它是机器精度设计的出发点和归宿。

2.2互换性原则

互换性是指某一产品（包括零件、部件等）与另一产品功能能够彼此互相替换的性能。要使产品能够满足互换性的要求，就要使产品的几何参数（包括尺寸、宏观几何形状）和物理参数（机械性能、理化性能等）充分相似。机械零件几何参数的互换性，是指同种零件在几何参数方面，能够彼此互相替换的性能。机械零件的形体千差万别，仅从一些典型零件来看，就有圆柱形、圆锥形、单键、螺纹、齿轮等等，虽然其形体各异，但它们都是由一些点、线、面等几何要素构成。零件制造中由于在“机床-刀具-夹具-工件”组成的工艺系统有误差存在，致使尺寸、几何要素之间的相互位置，线与面的宏观几何形状，表面的微观几何形状或多或少地出现误差，这些误差被称为尺寸误差、位置误差、形状误差和表面粗糙度。为了实际机械零件几何参数的互换性，就必须按照一定的要求，把这些几何参数的误差限制在相应的尺寸公差、位置公差、形状公差和表面粗糙度要求的范围内。从设计上看，选用具有互换性的标准化零、部件，可以使设计简化。从制造上看，可以使零、部件分别制造、集中制造，有利于采用成组技术，批量的扩大有利于降低成本和保证质量；可以使装配采用高效、先进的方法，提高装配效率，保证装配质量。从使用上看，互换性可以使用户更换零、部件或修理更方便，从而提高了机器的使用性。互换性是现代生产所应遵循的一项基本原则，当然也是精度设计时优先选用的原则。

2.3经济性原则

经济性原则是一切设计工作都要遵循的一条基本原则，机器精度设计时要作到的是：（1）达到精度要求的加工工艺性较好，易于组织生产，节省工时，降低管理费用。一般情况下，人们对于结构工艺性通常较重视，而忽视了精度设计工艺。（2）合理的精度要求，避免多余功能和不必要的机器功能波动限制。（3）合理确定互换性程度，以降低对零件的加工精度要求，从而达到降低机器成本的目的。（4）注意精度储备，以保证机器的使用寿命。

2.4匹配性原则

在对整机（或机构、结构）进行精度分析时，若机器中各部分、各环节对机器预定功能影响程度不同，应分别提出不同的精度要求，也就是说，要进行恰当的精度分配。精度匹配的原则是：若影响程度相同或基本相同，精度分配时，应使达到各部分，各环节精度的工艺难易程度大致相同，即作到工艺等价。某一重要零件、部件或重要表面的精度确定后，与其关联的零、部件或表面的精度，以不致于对其精度产生影响为原则，即作到精度协调。例如，一般机械，运动链中的各环节要求精度高，应当设法使这些环节保持足够的精度。对于其它环节，则应根据不同的要求分配不同的精度。

3.结语

机器精度的四项基本原则中，功能保证原则是从机器存在意义角度提出的；互换性原则是从社会生产经济性角度提出的；经济性原则是从具体生产对象的经济性角度提出的；匹配性原则既是生产对象设计过程的经济性原则，又是生产对象设计过程中所应遵循的技术原则。任何加工方法都不可能没有误差，而零件几何要素的误差都会影响其功能要求的实现，公差的大小又与制造经济性和产品和使用寿命密切相关。因此，精度设计是机械零件设计的重要组成部分。

参考文献

[1]黄云清.公差配合与测量技术[M].北京：机械工业出版社，2006

[2]忻良昌.公差配合与测量技术[M]，北京：机械工业出版社，2008.

[3]陈于萍.互换性与测量技术[M].北京：高等教育出版社，2011.

机械原理机构的定义篇10

关键词：公路 工程机械 维护 故障分析

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0020-02

随着机械设备的不断发展，工程施工自动化水平不断提高，公路施工和维护中工程机械应用范围不断扩大，工程机械的维护水平和措施在很大程度上决定了公路建设质量和效率。工程机械在施工过程中若不能正确的维护，极易发生生产事故，严重威胁了安全化施工的要求。因此，进行“预防为主，养修并重”的维护方针意义重大[1]。

公路工程机械维护费用在整个施工中占重要的比例，而我国当今施工单位和企业仍未将机械维护放在战略位置，往往重视使用，轻视维修养护，不符合当前企业生产管理要求的全方位综合管理。我国相关专家也进行了工程机械维修养护的研究，在一定程度上给予企业指导，但缺乏理论深刻和具体可执行的维护措施。本文通过系统分析公路工程机械的故障原因，提出具体参考可行建议[2]。

1 公路工程机械故障原理分析

1.1 机械故障基本原理分析

机械设备的故障可以分为有形故障和无形故障，公路工程机械的故障也存在诸多的特殊性和一般性。根据机械故障和机械磨损规律可知，机械磨损与机械失效有着密切的联系。机械磨损是指机械在使用过程中由于工作或者故障导致机械结构发生摩擦，机械磨损是导致机械故障的重要原因。机械故障是指机械由于使用过程中正常和非常原因导致机械不能工作，需要进行维护工作，当故障解除后方可继续使用。研究工程机械的故障和磨损规律能够有效地控制其发生，最大程度的保证机械的正常使用时间。

在初始磨损期，机械磨损和故障属于敏感发生阶段，若不能正常的维护和应用机械磨损率和故障率会急剧增加；在超过初始磨损期与正常使用期，机械故障率速度最为稳定，机械性能也颇为稳定，该阶段机械只需进行日常维护，就可以保证其正常的工作。在机械使用后期，机械故障率和磨损率达到最高，这阶段是机械使用过程中性能最差，维护工作难度大，需要维护的工作范围大[3]。

1.2 公路工程机械故障原因分析

公路工程机械主要施工目的是取代人力，进行高效率和完成高负载的工作。机械故障在很大意义上是不可避免的，在工程实际中只能采取合适的手段进行维护和防止。通过分析工程机械故障原因如下。

（1）作业时间只考虑工期，忽略了工程机械本身的作业时间和作业规律，缺乏有效地时间控制机械。在实际公路施工工程中，机械从投入生产就必须肩负整个施工责任，没有合理的规划，导致机械在应用过程中不能适应本身磨损规律，出现过早和过重失效。

（2）设备使用不当，操作工人缺乏正确的使用指导。工程机械功率大，作业载荷大，当工程机械不能正确按照规范作业时，往往会发生机械故障或导致机械故障率升高，严重影响机械作业能力。此外，超载荷使用能够急剧增加机械的故障率，工程机械虽然存在设计安全系数，但超负荷对机械的损伤具有相当的危害。

（3）机械维护措施不规范，缺乏故障检测措施。针对某些重大的安全事故，并不是故障发生后立刻导致机械发生故障，而是机械缺乏有效的检测措施，导致初始的小故障恶化为重大故障。因此，检测故障措施是机械正常工作的有利保证，缺乏规范会导致故障不断恶化，产生更大的危害。

（4）机械维护措施不当，导致不能正确的处理机械故障。公路工程机械发生故障后，应根据机械使用说明，维护后的机械达到正常使用标准才能投入继续施工。然而，在公路工程机械施工过程中，维护人员缺乏专业的机械知识，不能彻底的找出发生故障原因，做出正确的处理办法，使机械存在安全隐患的前提下继续工作。

2 公路工程机械故障维护分析

公路工程机械故障维护分析要综合机械的整体功能和结构组成，对工程机械故障维护需要全方位的故障控制才能保证其正常工作[4]。在工程机械中，重要的部分包括发动机、整个传动系、整体结构强度等，以下针对各部分展开分析。

2.1 发动机故障维护分析

发动机是公路工程机械的动力来源，也是工程机械最为核心的部件。发动机故障在工程机械故障中较为常见，并且发动机故障严重影响着工程机械的作业效率和作业质量。针对发动机故障维护分析措施如下。

（1）发动机异响故障分析。

发动机当出现故障时首先会发出异响，或者发出非正常工作的异响。发动机异响最可能是由于发动机部件发生损坏，导致在发动机发生碰撞。此外，发动机若出气和进气控制不灵敏，会发出不正常工作的震动声。当出现发动机异响时，应立刻停机进行检查，确认异响消除后才能继续工作。

（2）水滤芯更换分析。

对于工程机械的发动机多装有水滤芯，由于发动机缸壁相对较薄，水滤芯内装有活性物质就会腐蚀发动机缸壁，导致缸壁出现锈穿危险，严重发生发动机故障。因此，必须定期检测水滤芯，保证其正常的工作环境，以防其装有的活性物pH值发生大范围变化。

（3）发动机停转故障分析。

当发动机发生烧瓦和气门脱落时，最容易引发发动机停转。发动机停转对于工作的施工机械危害极大，容易引发无动力倾翻等事故。此外，对于发动机的飞轮和传动齿轮咬死也会导致发动机停转。发动机在发生停转前均会发生剧烈的波动，这些因素可以判定故障原因，因此，当发动机发生停转时，应立刻进行发动机停机维护，更换损坏部件。

（4）发动机过热故障分析。

当发动机散热条件和措施不能保证发动机散热时，发动机就会出现过热，从而导致“粘缸”现象，影响发动机正常工作。发动机发热故障往往是由于不能正常散热所引起的整个发动机温度急剧上升，其危害不容忽视。因此，必须严格控制发动机的散热条件，有效降低发动机发热故障。

2.2 传动系故障分析

传动系是工程机械施工过程中动力传递关键部件，传动系主要部件为螺旋锥齿轮、差速器、轮边减速器、传动轴等，由于齿轮为受载最为严重部件，其故障在工程机械中占重要地位。其故障分析如下。

（1）传动系异响故障。

传动系设计不合理或在不合理的工况下使用时，传动系会发生异响故障。异响故障是由于传动系振动过大，机械部件之间发生碰撞，导致发出各种异响。此外，当机械传动系已发生故障时，例如齿轮打齿，轮齿脱落等故障，严重影响了工程机械的正常工作。因此，对传动系进行实时监控有着重要的作用。

（2）传动系不良故障。

对于机械传动部件，均需要采用措施，降低齿面之间的摩擦和冷却齿面之间热量。在工程机械中，采取合理的油能够极大地提高齿轮的传递效率。由于油性能不能做出及时的判定，劣质的油很容易引起齿轮齿面的失效，影响传动。

2.3 工程机械结构故障分析

工程机械结构失效往往是达到寿命极限和超载等工况引起的，机械结构出现裂纹或者直接诱发断裂，严重影响机械的正常工作。其失效故障分析如下。

（1）机械结构存在裂纹。

机械结构的裂纹主要来自两个方面，一是设计制造存在缺陷，导致在工作前工程机械就存在裂纹隐患；二是工程机械在使用过程中出现疲劳失效。裂纹是机械结构最为危险的隐患，极易引发机械施工。因此，在机械投入使用和在使用过程中，要对机械结构进行仔细检查，尤其是结构薄弱的环节。

（2）机械结构存在大变形。

机械结构均为弹塑性钢材，当受到外界载荷作用后，机械结构将会发生变形产生位移，影响结构的刚度。在工程机械中，存在大量的大尺寸结构在受到载荷后发生塑性变化。因此，在机械作业过程中，需要确保机械的整体塑性变形，防止出现失效。

3 结语

随着我国工程机械不断地发展，公路施工将引进更多的工程机械，确保工程机械的维护工作有着重要的意义。在工程施工中，必须强化操作工人的维护意识，形成良好的故障警觉，当发生故障后能够采取有利的控制措施，防止故障的进一步恶化。公路工程机械维护对于我国的公路施工发展有着积极的作用，节约经济成本，保证施工效率。

参考文献

[1] 王建丰.公路路面施工机械化配置模型的建立与应用[J].湖南交通科技，2005（4）.

[2] 陈鉴，李硕.道路施工设备管理存在的新问题研究[J].技术与市场，2011（9）.