1设计方案
（1）人机设计
为了充分保证人机和谐，最大程度上提高操作人员工作效率和降低工作强度，要充分考虑驾驶员站、坐不同的视野，从而实现操作的最大化，以图1为例，在图1中F1到F2的区域是操作界面到驾驶室顶部的视野范围，以弧线范围突出了工作视野，通过交线的范围确定了最佳视线点在E点，F1点在设计顶棚，其高度应该适当提高，F2点应该根据视野适当调节。同时，要充分考虑到掘进机的操作方式复杂性，要尽量简化操作方式，操作中驾驶员大部分时间都是坐着，因此，操纵杆要靠近操作人员，从图1中可以看到，操纵台离操作人过远，这就要求合理调节位置，以减少操作人的肘部疲劳，要将座机设计成可调节式座椅，同样也要适当合理调节操作手柄的位置，比如，在座椅调节到一定高度时，操作人员的靠背和操作杆距离应该大于0.7m，同时为了观察方便，建议将驾驶室仪表集中在左侧，按钮集中在右侧，操纵杆集中在操纵台前侧。
（2）结构设计和造型设计
总体的结构设计和造型设计：采用黄红相间的颜色以突出整体的设计和谐。为了提高掘进机的工作效率，整体上要提升机身的重量，提升截割头的尺寸，起吊和装载系统和悬臂都要实现高功率作业，特别注意的是有效截割，特别的刀头部件采用旋点式的设计方案，以改进截割质量，这样在岩石截割中能够保证强劲有力，并且延长使用寿命。本机设计中刀头截割功率提升到800kW，采用水电系统和自动化远程控制系统进行有效控制，其整体设计结构更为紧凑，为了保证掘进作业的质量，机身进一步降低，重心极矮，如图2所示。机器采用液压系统进行驱动，为了保证稳定性，增设了自动加油装置，电气系统采用了PLC控制，具有工矿检测和故障诊断功能，加之水路系统，保障机械的稳定运行。采用履带行走机构，整体上大大地简化了掘进机结构，增大的了工作能力，提高的开采效率。
2行走机构和截割部的改进
（1）行走机构的改进
本设计采用了履带式行走机构，这种机构的优势是有良好的通过性和机动性，支承面积大，接地比压力小，这样能够在复杂的地形中保持良好的机动性。但是其也具有一定的缺点，由于构造复杂，装置较大，因此机构效率低，维护量较大，针对这种情况，本课题在矿山环境下对于这个本机的设计进行了改进。本机中的行走机构主要由履带架、履带、张紧轮、上下托板、行走减速机、履带护板、驱动轮以及油马达等组成。由于本机功率极大，重量较大，因此，为了减少功率流失，在履带中加入支重轮的结构；本机设计将驱动轮放置在机器后方，可以提供较大的牵引力，而且煤矿井下工作速度较慢，这样的设计满足掘进的需求；为了简化结构设计，本设计的驱动轮为凹形齿形，与履带板正好相啮合，保证履带平稳运行；考虑到履带松弛会发生在运动中的振跳，造成磨损和负荷力，履带过紧又会导致磨损和功率消耗，因此设计中采用了张紧机构，其调整行程超过履带节距1/2，保证磨损后省略一节履带板继续使用；在煤矿机械的恶劣环境中，履带板承受地面压力和机器自身的重力，因此建议采用国外最优质的合金钢为材料，并且采用整体式履带板结构，支重结构多采用摩擦板形式；考虑到本机重量较大，属于大型煤矿掘进机械，为了保证履带板的强度、刚度和掘进中较大牵引力，设计中引入了履刺，考虑机器本身的情况和煤矿井下的工作环境，本机履带履刺为38mm。
（2）截割部的改进
本机采用盘形滚刀截割的方式，刀头截割功率已经提升到800kW，为了提升截割能力，必须要优化截割头和刀具的设计。截割部在滚动的过程中，会不可避免地发生磨损，包括道具消耗大、齿座磨损严重甚至磨通、主轴断裂的情况。针对这种情况本文提出如下的改进方案：选用硬度较大、抗剪性能好的超硬钢材制作刀具，要加强刀具加工工艺，保证刀具本身的物理性能，设计中还应该合理进行堆焊，保证刀具的稳定性和渣土的顺畅，进而减少刀具与渣土的磨损；选择正确的刀具轴承的密封形式，同时保证轴承安装时使用恰当的预紧力用来延缓滚刀磨损；为了充分发挥滚刀的特性，克服岩石的应力，本机设计采用了长短刀具组合的空间立体结构，切削高度差在30mm左右，这样不但能够有效克服应力，还能够延长刀具寿命，同时刀具的数量也有所增加；在提高滚刀的耐磨性、密封性和科学合理的刀具结构的前提下，还要根据岩土的应力测试来准确给定截割参数，这就需要在掘进过程中对多元推力、扭矩、掘进速度、刀盘转速的系统进行智能控制；刀盘上要装有智能控制截割的检测系统，实现对于截割的智能调节。同时建议，为了提高破岩的能力，可以采用刀盘加冲击头的办法以实现提升截割能力。
3煤矿掘进机械未来的应用和展望
煤矿掘进机械朝着高效化和综合化的方向发展，机械化作业线的综合配套是一个主要发展方向，不但要提高煤矿掘进机械的掘进能力，还要解决其配套工艺的问题。未来的机械发展是集破岩、装运、支护等工序于一体自动化掘进机械，提高综合配套措施是提升机械效率的一个重要因素。但是目前即使是本文改进设计的这种掘进机，遇到硬岩的开采过程也很困难，因为截齿本身损耗问题是在短时间内无法解决的，因此，必须要考虑配合其他的方式，除了提高截割技术以外，还可以考虑其他方法，如采用掘进机的截齿来挖、撬、楔等；如在挖掘之前，可以采用钻爆法通过松动爆破来弱化岩体，可以采用水弹发射法和爆破等方法来弱化岩体，甚至可以采用化学方法实现岩体的软化，从而降低岩石的硬度，加快掘进。在未来，掘进机械将会广泛应用于地下掘进作业当中，特别是在当前人类生存空间严重不足的情况下，地下空间的发展将会是主要的方式，鉴于这种情况，必须要提供煤矿机械的性能和相关技术。
作者：王素艳 单位：沈阳职业技术学院
一、创新实验设计问题的提出
质量守恒定律是初中化学的一个重要定律，也是一个知识重点和难点。通过实验探究活动让学生“发现”和理解质量守恒定律，是新课程标准的基本理念。如何在课堂有限的时间里尽可能多地开展实验探究活动，让学生“通过实验学化学”，理解化学知识，实验设计十分重要。
二、教科书与部分实验改进存在的问题
教材设计实验存在的问题：药品用量多，装置复杂，操作不方便，只有质量相等这种单一的结果。这样的设计用于学生进行探究质量守恒定律的实验，效果并不理想。为此，有些教师增加了碳酸钠与盐酸反应使质量减少，点燃镁条让质量增加等操作。但是，我们发现这些新增实验操作并不简单，还产生了光污染、烟污染等问题，需要重新设计实验。
三、课堂探究实验设计的基本思路
本课题探究的重点是物质质量关系：大于、等于、小于？因此，在遵循实验设计的基本原则(科学性原则、简约性原则、可行性原则、安全性原则、绿色化原则)的前提下，还必须针对课堂探究实验时间有限的特点设计实验。一是需要仪器少，操作简单；二是反应条件容易控制，反应速度快；三是使用一些学生生活中常见的物品进行实验，使学生关注身边的化学现象；四是现象明显(如产生气体、沉淀、发光、发热、颜色改变)，结果准确等。主要目的是让学生通过简单操作，很快完成实验，得到数据，把主要精力用于探究和讨论反应前后物质的质量关系上来。在学生的分组探究实验中，要同时产生大于、等于、小于三种不同结果，使实验结果多样化，让学生对实验结果产生更多的质疑，激发学生的探究欲望。再设计一个复杂多步(连锁)反应的实验，让质量相等，以增强学生对质量守恒定律的认识。
四、创新设计与改进的实验
根据上述设计思路，我们对教材的实验进行了改进，一共是5个实验。实验结果表现为：三个质量相等，一个大于，一个小于。先用8号橡皮塞在小的一端凿一个大约1.5cm深的小洞，插入规格15×150的小试管固定紧作为反应容器，以下简称小试管。实验1：在小试管里加入约3mLCuSO4溶液，取一根直径约3mm、长度约17cm的粗铁丝，用砂布打磨其中一头(约占总长一半)并擦拭干净，将粗铁丝与小试管一起放在托盘天平上称量；把铁丝中打磨的一头放入小试管里的CuSO4溶液中(如图1所示)，继续称量，观察天平是否平衡。实验2：在50mL小烧杯中加入10mL食用白醋与1mL冰醋酸，将4g左右碎蛋壳(要求剥去内膜并清洗干净)与该烧杯一起放在天平上称量；把碎蛋壳放入烧杯中的醋酸溶液后，振荡，使醋酸溶液与碎蛋壳充分接触反应，继续称量，观察天平是否平衡。实验3：把一束2g左右的废花线铜丝揉成一个稀松的小球团后与表面皿一起放在天平上称量；用坩埚钳夹起铜丝团在酒精灯火焰上灼烧至全部变黑后，放在表面皿上继续称量，观察天平是否平衡。实验4：在小试管里加入约1mL1:4稀盐酸与酚酞的混合溶液，用中型滴瓶(60mL)上的滴管吸取约1mL10%NaOH溶液后放置固定在小试管口上(如图2所示)，将带着滴管的小试管放在天平上称量；取下小试管，慢慢挤压滴管上的胶头，逐滴加入NaOH溶液，振荡，观察溶液颜色变化，继续称量，观察天平是否平衡。实验5：在锥形瓶里放入碱性红色酚酞试液，橡皮塞上安装燃烧匙和玻璃棒，取少量白磷放在燃烧匙里，将上述橡皮塞塞在锥形瓶口(如图3所示)，放在天平上称量；取下橡皮塞，加热玻璃棒下端至红热(如图4所示)，迅速塞入锥形瓶口，压下热玻璃棒点燃白磷(如图3所示)，振荡锥形瓶看溶液颜色变化，再继续称量，观察天平是否平衡。该实验建议由教师操作演示。
五、实验创新设计的教学应用
将教学班级分成4个大组，每个大组再分成几个实验小组，一个大组完成一个实验。如第一大组各实验小组的学生负责准备一根粗铁丝，完成实验1；第二大组负责准备10mL食用白醋，完成实验2；第三大组负责准备2g左右的废花线铜丝，完成实验3；第四大组负责帮助第二大组准备4g左右碎蛋壳(要求剥去内膜并清洗干净)，完成实验4；教师请一名学生协助完成实验5。课前一天布置各组学生准备上述实验用品。上课时，把5个实验方案一起发给学生，但每个实验小组只能按指定要求做一个实验，各组完成实验后汇报本组称量化学反应前后物质质量的变化情况：有大于、等于、小于三种截然不同的结果，似乎没有规律可循了。教师设问：化学反应前后物质质量的变化有没有规律呢？让学生充分议论和猜测。师生一起分析实验中造成质量不相等的原因，让学生“发现”如果把实验装置改成封闭的，那么，质量大于和小于的也将变成相等了。不仅简单反应中质量相等，并且在复杂多步的反应中质量也是相等的！当学生从貌似矛盾、无章、冲突的实验结果中，经过思考、对比、整理、总结，“发现”了质量守恒定律的时候，他们多么有成就感啊！这就是本设计的目标。
六、设计实验的优点
除了实验5以外，其他4个实验的共同点是：使用仪器少，装置简单，操作简单，反应速度快，结果准确，现象明显，药品用量少，符合环保要求，适合学生操作等。为了保证实验效果，建议使用量程为100g的天平。加1mL冰醋酸可以加快反应速度，缩短质量变化所需时间。由学生自己准备实验用品，一是增加学生动手动脑的机会；二是增强实验的吸引力和学生的好奇心理(准备这些用来干什么)；三是培养学生的责任心和信心；四是让学生关注身边的化学物质与化学问题。实验1中用长的粗铁丝，方便放进和取出；用砂布打磨其中一头，既能让学生看到铁的银白色本色，又能清除铁表面的杂质，增加铁丝表面积，从而加快反应速度。实验2中使用生活物品食用白醋与生活废物碎蛋壳，使学生关注身边的化学现象；蛋壳要剥去内膜并清洗干净，使其与醋更好地接触，加快反应速度。实验3中用废花线铜丝加热比铜块和镁条效果好，一是废物利用、便宜，二是增重效果好，三是没有镁条燃烧的光污染和烟污染等。实验5是在一个简单的装置中实现了复杂的多步(连锁)反应，使学生明白即使在复杂多变的化学反应中，质量仍然是守恒的，从而加深对质量守恒定律的认识。
作者：潘国荣 蒲翠满 单位：贵州省雷山县第三中学
1综合材料艺术在室内装饰中的运用与技法
(1)材料自然属性的运用。
作为室内装饰的物质基础，材料在室内设计中的艺术形式的多样性决定了材料选材的不固定性，如何在选材上做到更为考究成为影响材料独特艺术价值展示的重要方面之一。材料的艺术美与材料本身的自然属性及其应用状态息息相关。不同的自然属性表现的艺术特性也不同。如朴实厚重的钢材、质朴自然的木材、晶莹透彻的玻璃，不同自然属性的材料，通过色彩、质感、肌理及其存在形态会产生丰富多彩的艺术效果，带来的艺术感受也会有所不同。当前，室内装饰的设计不同于传统装饰的纯表面的装饰活动。人们注重运用新技术、新工艺、新材料的同时，更加强调材料本身与空间、色彩、光线之间的相互关系，从而让现代室内装饰的时代感色彩更为强烈。通过不同的创新方法应用，材料自然属性的艺术感才会有更大程度的提升。强调材料自然属性在室内装饰设计中的作用，真正在设计过程中体现材料的功能价值与审美价值，才能更好地展示设计思维，丰富设计内涵，满足人们对于室内装饰的心理诉求。
(2)材料质感美设计的体现。
材料的美包含于原始质地中，而表现材料质感的美则需要一个设计的过程。这种艺术美是不同因素相互有机协调的结合，其不同于自然形式的美，也不同于单纯人为艺术美。只有充分对材料的外在感知(材料的质地、纹理、光色)存在进行合理设计，才能更好呈现出材质的美感，进一步实现美感的传递功能。室内装饰中，材料的质感美体现在以下几个方面:1)原始质感。原始形态的质感是固有的，是未经任何人工加工的质感存在。2)人工质感。人工质感与原始质感不同，强调的是材料后期人为作用后所产生的工艺美。3)视觉质感。视觉质感是通过视觉来感知物体的表面属性，是材料经视觉感知后大脑综合处理所传递的对材料表面属性的印象与认知。4)触觉质感。触觉质感是靠人的手与肌肤对物体的表面原始属性进行基本触摸感知。自然材质给人的视觉与触觉质感多是自然与原始的，为了更好的满足人们不同的心理诉求，设计者需要对不同的材质特征加以综合处理，利用各种表现技法去呈现多样化的、丰富化的视觉与触觉效果。如同法国设计师艾立基姆所说:“20世纪末期是设计开始沸腾的高潮，材质的混合运用及变化是一种充满惊喜的新经验”。
2综合材料艺术与室内装饰的艺术结合
(1)回归人文化。
快消费时代的生活结构，让人们更为期待居住的自然风格，这让回归自然式的家居日益成为一种时尚风潮。所以，在室内装饰装中，有针对性地对自然色彩和天然材料进行适时综合，既可满足人们一定的审美需求，也可增加对于居住者的人文关怀。这就需要设计者掌握材料更为丰富的艺术表现手法及对于室内空间环境的整体分析能力。只有这样，设计者才能在选择和利用材料以后，提高室内空间的整体品质，为居家者提供更为人性化更为美观的健康家居空间。
(2)整体艺术化。
不同材料质感的装饰设计材料，通过有机组合后所呈现的形态美感即称为整体艺术美。在室内装饰中，这种整体艺术美应引起足够重视。它要求设计者能透过整体意境塑造和谐地把握其与周围的关系，用和谐的设计态度处理空间、光色、形体之间的“组合数值”。总之，整体艺术化的有效把控，能使室内所运用材料的美更富于变化性，增加室内在不同侧面上的装饰效果。
(3)强烈个性化。
在日益强调个性化设计的今天，人们对室内装饰风格和使用功能的要求越来越高，消费者不再仅是局限于几种材料的反复组合使用。不同消费者的不同意识形态，不断促成室内装饰材料成为一种即时行完整作，所以，如何有针对性地对各种材质的质感进行抉择，成为室内装饰设计令人极为关注的焦点。现在，新技术、新材料、新工艺的不断涌现为设计者提供了更多的可选性，设计者利用不同材质的差异化特点，例如简约与厚重、朴素与时尚、传统与个性等等，多样化地组合出新鲜的形式，满足消费者在个性化需求上存在的差异。
3综合材料艺术在室内装饰中应用前景分析
在现代的室内装饰设计中，材料对居室形象的影响作用日益增强，设计者利用多种设计手法对材料进行处理，充分表现材料的本质属性，使得材料的表现形式与室内装饰空间相得益彰。这也就要求，设计者在注重材料自然属性和质感的同时，也必须重视材料本身的内在涵义。家居装饰在满足了最基本的使用功能之后，如何创造出更为艺术的生活空间，才能符合人们对于时尚生活的审美需求?随着人们艺术审煤矿机电论文美层次普遍提升，更好地提高自己的家居生活品质，成为越来越多人关注的普遍现象。传统的室内装饰材料及其艺术呈现，己不能很好地适应现代人对时尚审美的需求。目前，新的材料新的技术，迎来新的发展机遇，这些机遇为设计者提供了更多的灵感与激情。设计者通过更深层次地挖掘材料的属性，更好得呈现了材料本身及其在实际应用上的功能、审美等多个层面的优越性。今后，这些优越性将成为综合材料艺术在室内设计应用上的主要驱动力。
作者：张玲玲 李鹏 单位：东北林业大学
