大庆油田超滤膜净水厂工艺设计要点浅析(王玉国-20140314)

第一篇：大庆油田超滤膜净水厂工艺设计要点浅析(王玉国-20140314)

大庆油田超滤膜净水厂工艺设计要点浅析

王玉国，陆宏宇

（大庆油田水务公司，黑龙江省大庆市

163451）

摘要：结合大庆油田水务公司实施的深度处理工程，并在研究国内外成功案例的基础上，从超滤膜的过滤方式和材质的选取、膜通量和回收率的确定、原水水质和水温对基本参数的影响、超滤膜系统设计计算等方面总结了净水厂超滤膜系统设计的关键技术。同时还阐述了超滤膜系统设备材料选型以及超滤系统软件功能的实现，可为今后国内超滤膜水厂的设计应用提供参考。

关键词：净水厂；超滤膜；工艺设计

中图分类号：TU991.24

文献标志码：B

文章编号：1673-9353（2014）02-doi:10.3969/j.issn.1673-9353.2014.02 工程背景

为满足《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）要求，大庆油田水务公司投资11.07亿元实施深度处理工程，分别在中引水厂、西水源、南二水源和东风水厂建设超滤膜及系统配套深度处理工程，水厂净水工艺流程为原水预处理—常规工艺强化—臭氧生物活性炭—超滤。我国市政净水厂超滤膜技术的规模化设计建造的工程经验和技术总结很少，尚无成熟设计规范[1]。笔者结合该工程经验，在研究国内外成功案例和技术规范的基础上，初步总结了净水厂超滤膜系统设计的关键技术，以期为超滤膜水厂的设计应用提供参考。2 超滤膜系统设计的关键技术 2.1 超滤膜过滤方式和材质的选取

国内外有较多专门从事膜技术研发和生产的技术公司，超滤膜材质主要有PVDF（聚偏氟乙烯）、PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）、PES（聚醚砜）、PS（聚苯乙烯）和CA（醋酸纤维素）等[2]。超滤过滤方式分为连续压力式和浸没式，大庆油田水质提升工程采用的是中空纤维膜压力式超滤膜。删除了原图1,并对后续图号进行了修改。2.2 膜通量和回收率的确定

膜通量直接决定了工程所需的膜面积和设备造价，系统回收率决定膜面积、膜前预处理和进水泵的规模等。工程中选择超滤膜时除了考虑膜通量以外，还需要评价膜压力或所需真空度、膜化学清洗周期、膜老化破损情况和临界膜通量等。工程设计要求在任何运行条件下膜通量均应小于该膜的临界膜通量值，否则，机组运行中的频繁冲洗和化学维护势必造成系统出力下降及运行成本增加。当然，选择过小的膜通量也会造成工程造价的大幅度提高，因此，临界通量的确定值必须通过较长阶段的中试试验才能确定。

该工程中试试验周期为1年，临界膜通量的确定应遵循以下原则：①保证物理清洗周期长于30 min；②CEB周期大于7天；③CIP周期大于30天，CEB过程的CT值小于7 000。根据试验结果，最终确定的膜通量（临界膜通量）比各膜制造商提供的通量值下降10%~20%。同时，由于严格控制了物理清洗频次，系统回收率均在95%以上。2.3 原水水质和水温对基本参数的影响 2.3.1 水质

该工程超滤系统的设计进水条件为：常规处理砂滤池出水经臭氧-活性炭滤池处理后的水质。同时也必须考虑如下水质条件：①进水温度为2~27 ℃；②低水温期（进水温度为2~10 ºC）为150~180天；③pH值为7~9；④进水浊度正常情况下≤1NTU，特殊情况下≤3NTU；⑤进水CODMn正常情况下≤3 mg/L，特殊情况下≤5 mg/L；⑥原水余氯：≤0.5 ppm；⑦锰含量：≤0.1 mg/L；⑧铁含量：≤0.3 mg/L；⑨当原水超越臭氧活性炭滤池时，进水来自常规处理砂滤池出水或者活性炭滤池出水含有的细小碳粒携带微生物会对膜丝造成影响。2.3.2 水温

水温对膜通量的影响很大。温度降低，水的粘度增大，膜通量迅速降低。高、低温时膜通量相差较大，在不具备中试试验的条件下，可以采用温度补偿通量辅助计算复核膜系统设计规模，但这种方法无法模拟极低水温条件原水物理特性的复杂变化，模拟数据不具备参考意义。该工程位于中国高纬度高寒地区，低温期长达5个月，极低水温期达2个月（水温低于4 ℃），通过5个月的低温期运行试验，获得了膜通量随时间变化的曲线。在此基础上，充分调研预测水厂全年供水需求规律，通过多次复核计算确保满足全年的供水需求。2.4 系统设计计算

超滤膜系统设计计算通常采用以下公式计算[1]： ①

产水流量：Qc=Qj+Qfw； ②

所需膜面积：A=Qc/（J×η）； ③

在线因子：η=Tj/Tz×100%； ④

膜组件数：m=A/Am；

⑤

系统膜组或膜池总数：n=m/mn； ⑥

系统进水规模：Qt=Qc+Qzw=Qj+Qfw+Qzw ⑦

系统总回收率：R=Qj/Qt×100%。

式中Qc为产水流量，m3/h；Qj为系统净产水流量，m3/h；Qfw为反冲洗流量，m3/h；Qzw为正冲洗流量，m3/h；Qt为膜系统原水进水流量，m3/h；A为设计膜面积，m2；J为设计膜通量，m3/(m2·h)；η为在线因子；Tj为膜净运行产水时间，等于总运行时间减去正反冲洗和其他的停运时间，min；Tz为总运行时间，min；m为膜组件数，支；Am为单位膜组件的膜面积，m2；n为系统膜组或膜池总数；mn单位膜组或膜池内膜组件数；R为系统总回收率，%。2.5 总体工艺布局

优秀的超滤膜净水厂讲究管路合理、配水均匀、流程短、能耗低,同时兼顾整洁美观[1]。膜组的布置力求管路最省，方便检修和拆运膜柱。布置重点除了膜组布局外，就是管道敷设，建议设置管沟或专门管道层，以方便施工和维护。辅助设施既要靠近主生产线，又要有隔离，减小噪音及注意美观。

该项目的超滤车间均采取上下两层的工艺和土建布局。二层是超滤膜的膜堆组件，一层是管道阀组间、电缆及桥架、提升泵和水池、加药系统、化洗系统、中和系统、废水池、化学药剂池、空气动力等公用配套系统。功能分区和布局合理，管理便利，美观大方。2.6 总体控制要求

超滤车间中控室设上位操作员站1台，工程师站1台，数据服务器1台（含22英寸显示器），并开发相应的超滤装置运行智能分析软件系统，超滤车间中控室还需配备网络打印机、UPS电源等附属设备。

超滤车间设PLC 1套，采用热冗余配置，组成双机热备系统，下设若干远程I/O站，其中：每个辅助工艺系统设一个远程I/O站，每2个超滤膜堆设一个远程I/O站。本地I/O站通过工业以太网相连，整个超滤车间的远程I/O站通过工业以太网相连组成环网，该环网通过PLC柜内的光纤交换机与超滤车间中控室操员站、工程师站、数据服务器和整个厂区工业以太网光纤环网的连接，以实现远程I/O站、超滤车间PLC、中控室操员站、工程师站、数据服务器和厂区监控系统的数据通讯。每个远程I/O站对应一个操作触摸屏，实现操作人员对膜堆和对应子系统的现场操作 2.7 超滤膜处理主系统

超滤装置主系统是超滤工艺的核心部分，若干超滤膜组件集成于框架内组成超滤膜堆，多个超滤膜堆在自动化系统的统一控制下构成相对独立的超滤膜处理主系统。带压原水进入超滤膜处理主系统后，经过超滤膜的过滤处理，水中的细菌、藻类、胶体及悬浮颗粒等物质被截留去除，水质得到了净化处理。2.7.1 膜组件

工程中所用超滤膜组件必须与承包商中试试验所用的超滤膜型号一致，每只膜组件均设置手动隔离阀，可实现膜组件单独隔离和拆卸。此外，还需配备取样阀，能够对膜组件单独取样检测。膜组件间连通管须为膜厂家成型配件形式，不建议采用现场加工预制安装，材质要求为UPVC或亚光式不锈钢管材。应考滤和预测膜寿命期内的能力自然衰减。这种预测应包括以下内容：每年运行通量衰减值（ΔQ）；每年运行跨膜压差升高值（ΔP）；每年膜断丝率（b）；每年物理及化学清洗周期、历时、药剂浓度的变化。2.7.2 超滤膜堆

①

超滤膜堆是由若干膜组件集成于一个框架内，可独立运行的系统。该工程中所有水厂采用相同形式的膜堆配置，即膜堆为模块式配置。应结合原水水质状况，保证在年最低水温等最不利条件下，单个膜堆日均净产水量不低于设计产水量，同时应考虑后续试运行及在膜使用寿命担保期内的性能衰减，对于膜堆中膜组件数量的配置应保证必要数量的备用。

②

综合考虑膜堆反洗的阀门动作速率要求和膜堆件均匀配水的需要，膜堆的进水采用气动glob调节阀或设置电动调节阀串联气动开关阀两种方式，膜堆出水和反冲洗进水设气动阀，气动阀须设置合理的速率和运行阻尼，保证在反冲洗操作和再次投入过滤运行过程中，不会对膜组件产生振动和背压冲击。

③

膜堆的进水采用气动glob调节阀或设置电动调节阀串联气动开关阀两种方式。④

膜堆清洗中的废水排水可根据水质特点，通过阀门自动切换分别向中和池及废水排放池排放。

⑤

每个膜堆均需配备在线压力监测、在线流量监测等必要仪表。

⑥

每个膜堆均具备在线完整性检测功能，在线完整性检测自动进行且耗时小于5 min。

⑦

每个膜处理系列须配备在线颗粒计数仪，可实现对该系列膜堆的定期巡检。⑧

为便于检修，膜堆中所有气动阀门均须具备手动操作机构。2.8 膜组物理清洗系统

物理清洗系统是对超滤装置主系统的膜堆进行物理清洗的辅助系统。该系统由反洗水池、反洗泵、鼓风机（外压膜）及其仪表、管路、阀门等配套设备组成。物理清洗包括水反洗、气水反冲洗、正向冲洗低压气体表面擦洗（外压膜）等过程。反洗水泵将超滤出水提升加压后由超滤产水管进入系统，带压清洗水或气水脉冲将膜表面的污染物冲洗出系统，也可以在反洗后用正向冲洗将反冲洗中膜表面脱落的污染物带离系统，膜元件的通量得以恢复。超滤反冲洗水为超滤膜滤后水。反洗水池设置液位计及进水电动阀，系统运行时能够根据液位信号控制进反洗水池进水阀门的开关，保证反洗水池液位稳定在一定范围，同时在反洗水池中设置液位开关进行极限高低液位保护。

物理清洗以膜堆为单位顺次进行，可由超滤车间PLC发出的反冲指令，自动依次轮流启动在线的反冲洗泵、鼓风机。若干膜堆共用一路清洗母管。每路反洗进水（气）母管对应2台反洗泵或鼓风机（1用1备）。每台反冲洗泵、鼓风机（若有）均采用变频控制。为控制物理清洗的强度及计量反洗水量，反洗母管设电磁流量计、压力传感器，系统可根据反冲洗流量或反冲洗压力设定值自动调节反冲洗泵的频率。2.9 化学清洗系统

化学清洗系统是对超滤装置主系统内的膜堆进行在线化学清洗的重要辅助工艺系清洗（CIP）。化学清洗由系统控制全自动运行，其中维护性化学清洗可根据设定过滤周期和运行排队机制自动进行，恢复性化学清洗可在系统达到设定化学清洗时间或跨膜压差达到系统设定值时进行报警，开始清洗。

化学清洗可以根据运行需要人为介入，其中维护性化学清洗在现场控制柜半自动一键执行；恢复性化学清洗药液配制和清洗过程可分别在现场控制柜半自动一键执行。化学清洗系统设计应充分考虑其安全性，如药剂贮存、管路的耐腐蚀、人员操作防护、通风设施、事故应急处置措施等等。化学清洗系统由加药装置、清洗液循环装置、化学药剂贮存装置、以及配套的管路、阀门、仪表和控制系统组成。化学清洗工艺过程分为维护性化学清洗（CEB）和恢复性化学清洗。3 超滤膜系统设备材料选型 3.1 管道与管材

膜系统中各种管道材质的选择取决于内部流动液体的腐蚀性、操作压力、温度和配件价格等。该工程超滤系统膜堆端配管全部采用316L不锈钢材质，化学清洗系统中输配高浓度化学溶液的管路采用PVC-C材质，化学清洗液浓度低于200 ppm以下的输配管路也可采用PVC-U或HDPE材质。3.2 阀门配置

超滤膜系统上阀门配置设计需要注意以下几点：①避免超滤膜系统阀门数量太多，膜组上阀门开关频繁；③阀门开关速度要快，反冲洗历时1~2 min，阀门启闭时间最好小于5 s；④由于膜组需要化学清洗，故阀门应具有耐腐蚀性。综合考虑膜堆反洗的阀门动作速率要求和膜堆件均匀配水的需要，膜堆的进水采用气动glob调节阀或设置电动调节阀串联气动开关阀两种方式，膜堆出水和反冲洗进水设气动阀，气动阀须设置合理的速率和运行阻尼，以保证在反冲洗操作和再次投入过滤运行过程中，不会对膜组件产生振动和背压冲击。

为防止破损膜对系统出水产生污染，某些公司的膜组件中直接内置了反压自动隔离阀。因此，对于没有内置自动隔离阀的膜组件，工程设计中应考虑设置手动隔离阀。3.3 水泵和风机设计

超滤膜系统进水泵或产水泵配置有3种模式：①若干柱状膜组对应1套进水泵组；②1组柱状膜组对应1台进水泵；③1个浸没式膜池对应1台过滤泵。

该工程中采用的若干柱状膜组对应1套进水泵组的模式如图1所示。该模式适用于一个化学清洗周期内设计膜压差和临界膜压差相差较小的情况。进水泵压力维持在一个基本稳定值，受化学清洗顺序影响，每组膜的污染程度不同，若要控制单组膜产水量，需调节单组膜进水或产水阀门，造成能量浪费；若不调节阀门，产水量相差大，在相同反冲洗强度前提下，难以控制膜组均在最佳合理运行工况下，产水量大的膜组反冲洗强度不够，产水量小的膜组回收率低。

图1 若干柱状膜组对应1套进水泵组的模式

1组柱状膜组对应1台进水泵的模式如图2所示。该模式主要适用于设计膜压差和临界膜压差相差较大的情况。膜组所需的压力和流量可以调节，但设备较多。

图2 1组柱状膜组对应1台进水泵的模式

以下对膜系统所用的主要水泵和风机选型作简要说明[2]。

①

若干柱状膜组对应1套进水泵组模式的进水泵：该泵需提供较稳定的水压，通常采用离心式水平中开泵，配置变频措施，该泵效率高、运行可靠。有时也采用卧式端吸泵和立式涡轮泵，水泵曲线应较平缓，当1组膜进入反冲洗时，流量的降低不会引起压力的迅速增大。

②

1组柱状膜组对应1台进水泵模式的进水泵：该泵需提供单组膜需要的变化幅度较大的压力和流量，应配置变频措施。国内外工程中用得最多的是卧式端吸离心泵及卧式水平中开泵等，若水泵会接触到膜组的化学清洗药剂，则水泵材质和密封应考虑防腐。所选水泵变频曲线需满足膜组预期存在的运行工况，主要有最大跨膜压差下的最大流量、平均跨膜压差下的最大设计流量和最小跨膜压差下的平均流量。

③

膜组错流过滤循环泵：若需错流过滤，1组柱状超滤膜组设1台错流过滤循环泵，通常采用卧式端吸泵，不锈钢材质，能短时间接触化学清洗溶液。循环泵一般不设变频，通过设在膜出口的阀门偶尔调节流量。该泵通常采用机械密封，不推荐采用填料密封。

④

反冲洗泵：该泵运行启动非常频繁，设计启动频率需低于水泵限制的启动频率。为提高回收率，一般设置变频装置。若在反冲洗管路上设计投加化学药剂加强反洗效果，则水泵材质和密封圈需考虑防腐。

⑤

化学清洗泵：该泵一般采用卧式端吸耐腐蚀泵，将可能用到的化学清洗溶液资料递交给泵生产厂商，以选择合适的型号和材质。

⑤

风机：膜系统中主要运用到风机的地方有气动阀门供气、柱状膜气冲洗（由膜供货商决定是否需要）、膜气擦洗和膜完整性测试等。除外压膜或浸没式膜气擦洗采用鼓风机外,其余一般采用空压机。

空压机通常选择无油空压机。空压机出口安装冷干机、过滤器等，确保供气干燥清洁，若压缩空气将直接接触膜表面，则建议采用疏水性薄膜过滤器，以防止油污污染。空压机后根据用途配套各自的压缩空气储气罐，用于气动阀门供气的储气罐容积应满足膜系统大量阀门的开关需求，用于柱状膜气冲洗的储气罐储气量通常至少满足连续两组膜组反冲洗用气量。此外，还应单独设置膜完整性测试用储气罐。风机选用要综合考虑膜系统气洗瞬时的最大气量和擦洗压力、出口温度对膜的影响、运行噪音、气体杂质等因素。在这些因素中，应优先考虑膜元件对气体温度的耐受程度和气体中油污和杂质对膜的污染，一般选用罗茨风机或无油双螺杆风机。3.4 完整性测试系统

确保膜的完整性需通过相关监测手段和膜完整性测试试验进行，总结国内外各种膜完整性判断方法主要有以下8种：①出水浊度监测；②出水颗粒计数器监测；③出水颗粒检测仪监测；④微生物监测法；⑤充气保压衰减检测；⑥进口充气监测出口渗水量法；⑦声波测漏法；⑧充气观察气泡法。以上各种方法，前3种为在线监测，后5种为离线检测方法。该工程膜系列采用颗粒计数在线间接检测，每个膜堆配备气体流量检测装置进行定期在线巡检。3.5 超滤控制系统 3.5.1 配套仪表

为了能实时、准确、可靠地检测、显示超滤装置工艺各系统的物理参数及便于与控制系统的连接和维修管理的方便，系统配套仪表应选用精度高、稳定性好、带现场液晶显示单元的智能仪表。仪表的安装附件及传感器与转换器的连接专用电缆等有关配件均应配套供应。仪表支架、仪表保护箱等安装附件应同仪表一齐配备。仪表配置应注意以下几点。

①

考虑设备及设计的整体统一性。配套仪表应提供为达到规定功能所需的各种部件，如信号隔离器、滤波器、保护装置、放大器、转换器及其他相关部件。

②

应对所有仪表电气线路及设备提供保护。以免受雷击、感应电流、过电压的影响以及其他外力的损坏。

③

如有实际需要，须对某些输入/输出信号采取适当的信号隔离措施。

④

变送器输出信号为4~20 mA的标准模拟信号，继电器标准输出接点为无源常开接点，接点容量为220VAC/5A以上。

⑤

应搜集全部仪表自控系统的详细技术说明书及产品样本；对工艺所要求的仪表自控系统及各部分组成、技术性能、系统功能、控制原理、操作方式等进行详细的描述，阐明系统的实现结果和技术指标。3.5.2 控制设备配置

超滤车间中控室设上位操作员站1台，工程师站1台，数据服务器1台，并开发相应的超滤装置运行智能分析软件系统，控制室还需配备网络打印机、UPS电源等附属设备。4 超滤系统软件功能的实现

在软件编制过程中，首先要做出膜担保使用寿命期内不同阶段膜堆的物理清洗及化学步序表，并分别根据一年试运行期及膜使用寿命期末的物理清洗及化学清洗步序表的参数，梳理膜堆进行物理清洗、CEB清洗和CIP清洗的运行排队及恢复过滤运行机制。做出相应的系统运行时序控制图。在此基础上，进行PLC逻辑编程及系统组态。

超滤车间中控室上位机操作员站和工程师站采用Windows XP或Win 7专业版以上版本的操作系统，组态软件采用国际知名品牌，操作员站安装运行版，工程师站安装开发版。数据服务器安装Win7服务器版操作系统，安装专业的SQL Server数据库数据库管理系统，并开发相应数据库应用软件。超滤中控室上位机还应开发超滤装置运行智能分析软件系统。5 结语

①

饮用水处理超滤膜系统主要分为柱状膜错流过滤、柱状膜死端过滤和浸没式真空抽吸三种模式，系统复杂设备繁多。

②

设计时应首先了解原水水质，宜通过中试试验获得设计膜通量和回收率。超滤膜系统计算是在不断的复算和校核中优化完成，其中膜组数量应根据经济性分析确定，同时考虑膜系统的可靠和备用量。

③

膜的冲洗有正冲洗、反冲洗、气洗、加氯反洗和化学加强反洗，冲洗方式需根据膜供货商的要求或中试试验确定。化学清洗周期通常为1~6个月，清洗水水质和水温会严重影响膜清洗效果。

④

超滤膜净水厂的布局设计应遵循管路合理、配水均匀、流程短、能耗低，同时兼顾整洁美观。管道材质的选择取决于内部流动液体的腐蚀性和压力等参数。

⑤

管路材质和阀门的选择需要考虑环境、介质、系统功能、水质安全等多方面因素。

⑥

各种水泵和风机的选择因使用条件的不同而异，完整性测试有多种方法，一般设计采用在线初步判定，采用离线方法最终判断和修补损漏膜丝。

⑦

控制系统的设计应在充分梳理单个膜堆的运行步序和系统的运行时序基础上进行，配套仪表功能部件不能遗漏。参考文献: [1]李圭白, 杨艳玲.第三代城市饮用水净化工艺——超滤为核心技术的组合工艺[J].给水排水,2007, 33(4):1-1.[2]芮雯, 许嘉炯, 周洁敏.饮用水处理工程超滤膜系统设计关键技术[J].给水排水,2010,36(1):21-26.作者简介：王玉国（1978-），男，高级工程师，硕士，主要从事水处理工艺技术应用与研究。

E-mail：dqwangyg@cnpc.com.cn 收稿日期：2014-02-27

王玉国(照片)

第二篇：工艺工装设计及制作要点

工装设计简介及制作装配保管要点

一：工装定义：

工装, 即工艺辅助装备:指制造过程中所用的各种工具的总称.包括刀具/夹具/模具/量具/检具/辅具/钳工工具/工位器具等.工装为其通用简称.夹具, 顾名思义,用以装夹工件(或引导刀具)的装置

模具, 用以限定生产对象的形状和尺寸的装置.刀具, 机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。

辅具, 一般指用以连接刀具和机床的工具.（刀柄，夹筒等）

钳工工具, 各种钳工作业所用的工具总称

工位器具, 用以在工作地或仓库中存放生产对象或工具的各种装置.检具, 生产中检验所用的器具

治具, 制造用器具,这个词对应fixture,有时与工装同意,有时也指夹具，一般台资/韩资/日资等电子企业多用该词。

夹具属于工装,工装包含夹具,属于从属关系.夹具是加工时用来迅速紧固工件，使机床、刀具、工件保持正确相对位置的工艺装置。也就是说Workholding工装夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。

二：夹具分类：

1． 通用夹具：已标准化，使用范围较宽，如：虎钳类、卡盘类、平板类、压板类、侧夹类、顶尖、鸡心夹头、万能分度头、回转工作台、花盘等。

2．专用夹具：针对某一工件的一定工序设计，适用于产品固定和工艺稳定的较大批量生产

3．可调夹具：加工完一种零件后，通过调整或更换夹具种的个别元件，即可加工相似尺寸和加工详尽的各种零件。

4．组合夹具：适用于新拼试制和多品种小批量生产（1）组合夹具，偏重考虑元件的通用性（2）拼装夹具，注重拼装的高效能 5．标准夹具(类似于标准件)

三、工件装夹的概念 1． 工件在开始加工前，首先必须使工件在机床上或夹具中占有某一正确的位置，这个过程称为定位。为了使定位好的工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，还需将工件压紧夹牢，这个过程称为夹紧。定位和夹紧的整个过程合起来称为装夹。

2．工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率、加工成本及操作安全都有直接影响。

四、工件装夹的方式 1．直接找正装夹

此法是用百分表、划线盘或目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。

2．划线找正装夹

此法是先在毛坯上按照零件图划出中心线、对称线和各待加工表面的加工线，然后将工件装上机床，按照划好的线找正工件在机床上的装夹位置。这种装夹方法生产率低，精度低，且对工人技术水平要求高，一般用于单件小批生产中加工复杂而笨重的零件，或毛坯尺寸公差大而无法直接用夹具装夹的场合。3．用夹具装夹

夹具是按照被加工工序要求专门设计的，夹具上的定位元件能使工件相对于机床与刀具迅速占有正确位置，不需找正就能保证工件的装夹定位精度，用夹具装夹生产率高，定位精度高，但需要设计、制造专用夹具，广泛用于成批及大量生产。

五、夹具设计基础

好的夹具设计的观念就是简单可靠，操作方便。而真正要设计一个好的夹具必须确定好定位的基准，合理的夹紧点，满足要求的最优夹紧力及方向。这一步不是一俩天的事情，一个是勤奋，二要靠天赋。不是每一个人都可以成为一个好的夹具设计师的。

夹具设计师：

根据生产工艺的需求，或根据研发部提供的技术资料，设计、制作夹具； 制定夹具材料的需求计划并负责夹具用料的管理； 领导夹具制作工人，及时完成夹具的制作、调整、维修；

跟踪夹具的制作进度，制作夹具的备件清单，完成相关的验收报告； 负责夹具维护规程的编制，负责夹具的优化，提高设备利用率； 协调新生产线夹具的装配调试，负责夹具的故障分析和故障排除； 对夹具的新结构、新材料、新工艺开展研究。

工装夹具设计的基本原则：

1.满足使用过程中工件定位的稳定性和可靠性；

2.有足够的承载或夹持力度以保证工件在工装夹具上进行的施工过程； 3.满足装夹过程中的简单与快速操作； 4.易损零件必须是可以快速更换的结构，条件充分时最好不需要使用其它工具进行；

5.满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性； 6.尽可能的避免结构复杂、成本昂贵；

7.尽可能选用市场上质量可靠的标准品作组成零件； 8.满足夹具使用国家或地区的安全法令法规；

9.设计方案遵循手动、气动、液压、伺服的依次优先选用原则； 10.形成公司内部产品的系列化和标准化

夹具设计的基本要求：

1.工装夹具应具备足够的强度和刚度 2．夹紧的可靠性 3．操作的灵活性

4．便于工件的装卸 5．良好的制作工艺性

设计的步骤：

1）.确定夹具结构方案。2）.绘制夹具工作总图阶段。3）.绘制装配夹具零件图阶段 4）.装配夹具说明文字部分。5）.必要时，还需要编写装配夹具说明书，包括机具的性能、使用注意事项等内容。6）。工装夹具制造的精度要求夹具的制造公差。7）.夹具结构工艺性 a应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。b各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配和调试方便。c便于夹具的维护和修理。d合理选择装配基准.装配基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其它元件的位置只对此表面或线进行调整和修配。装配基准一经加工完毕，其位置和尺寸就不应再变动。那些在装配过程中自身的位置和尺寸尚须调整或修配的表面或线不能作为装配基准。

8）.结构的可调性经常采用的是依靠螺栓紧固、销钉定位的方式，调整和装配夹具时，可对某一元件尺寸较方便地修磨。还可采用在元件与部件之间设置调整垫圈、调整垫片或调整套等来控制装配尺寸，补偿其它元件的误差，提高夹具精度。9）.维修工艺性进行夹具设计时，应考虑到维修方便的问题。10).制造工装夹具的材料合理选用。

定位：限制六个自由度；自由度是确定物体状态所需的独立坐标数。（欠定位，过定位，不完全定位）一面两销，两面一点等。

如何分析工件：

a对工件具体形状的力学性能分析方法----找出最强部分，找出最易变形部分。

b对工件工艺性分析方法----找出最高要求部分，找出最难加工部分。

c对工件毛坏分析方法-----模具成形的特点，找出模具成形最稳定的部分。

六．夹具保管：

1．擦拭干净，配齐零件，放置平稳，大面承受压力，防止变形。防潮、防晒，涂油防锈。

2．库房保管，标识清楚，库容整洁。定区，定架，定位。

3．在现场使用中，生产车间要对工装进行保养，不许碰伤、摔伤、压变形、不可用来敲击他物，不得拆卸零件，用毕及时擦除水份并涂油防锈。

第三篇：愚公移山教学设计-王玉会

《愚公移山》

王玉会

一、导 语

同学们，在我们的学习和生活中，你是否遇到过许多困难？你是勇敢地克服它，还是畏惧逃避呢？

好，我们今天要学习的这篇文章的名字叫《愚公移山》。这是一则寓言故事，选自《列子 · 汤问》。这则寓言给我们讲述了一位年近九旬的老愚公毕力平险，移去两座大山的故事。故事的内容耐人寻味，令人深思，对我们的生活和学习很有启发意义。

二、整体感知

1、出示教学目标

2、请同学倾听课文朗读，注意语气停顿。

3、学生齐读课文，然后结合课文注释理解，强调对阴阳的解释。

三、深入思考

1、这篇课文一共写了几个人？我们把它列出来，大家一齐说，我来写。

（愚公、其妻、其子孙、遗男、智叟）

我们先来看一下这个人物表，同学们看，这个老愚公多大年纪了？（且：将近）

那么，这个智叟是个年轻人吗？（叟：老人）

那么，遗男呢（龀：小孩子换牙）

这么个年纪小小的孩子跟愚公一起去移山，他爸爸让他去吗？（孀妻、遗男）

3、同学们，现在请大家根据课文内容计算一下，参加移山的一共有多少人？

（五人：愚公、荷担者三夫、遗男）

你怎么知道愚公也参加了呢？（遂率子孙荷担者三夫）

4、好，人物我们搞清楚了，下面我们来看一下这则故事写了一个什么事情？为什么要移山？ 这事做起来难吗？其结果如何？我们从课文中找出句子来说明。

移山

方七百里，高万仞

移山———难——

五人，人数少

工具简陋

时间漫长

行程远

冀之南，汉之阴，无陇断焉。

由此看来，移山的任务的确很艰巨，但越是艰巨，越能体现出人物不同的精神风貌。

5、理解对比衬托的手法。让我们来看看这个人物表上出现的人物，看看他们对移山的不同的态度。

文章中有两个人物讲的话差不多，你们看看是谁呀？

愚公妻————智叟

请同学们读一下两人的话，我们来比较一下，看他们的语气、对待愚公移山的态度是不是完全一样？

智叟说：“甚矣，汝之不慧！”

你太不聪明了！

他的妻子说了吗？

智叟和愚公妻是怎么称呼愚公的？

君 ———— 汝（上级对下级、长辈对晚辈、平辈之间）

尊敬

轻视、看不起

愚公妻说：“以君之力，曾不能损魁父之丘，如太行、王屋何？”

语含关心、担心。

智叟说：“以残年余力，曾不能毁山之一毛，其如土石何？”

语含一种讽刺、挖苦的意味。连山上的一棵小草也不能动。

其妻———献疑

智叟————笑而止（讥笑、嘲笑/制止）

同学们看，我们本来还以为他们态度上差不多的，但仔细一分析比较，差别就明显了。

6、理解愚公形象。

对移山有拥护的，也有反对的，那么愚公的举动是不是很笨呢？

移山的目的明确、周密的计划、移山之利

（有远见、深谋远虑、为了子孙造福）

不笨！

愚公移山的决心 是对智叟的有力反驳

一学生读愚公语

智叟反应：亡以应

哑口无言

无言以对

理屈词穷

（全体学生齐读最后一段。）

愚公移山的决心以及他的行动，说明他很聪明，正是他挖山不止的精神使天神害怕，天帝感动，移去了两座大山，面前出现了一条通衢大道。而智叟他自以为聪明，不干实事，实际上他才是真正的愚。

（全体学生齐读课文。）

7、寓意引申

“精诚所至，金石为开”。只要我们有坚韧不拔的意志和不怕困难的精神，就没有克服不了的困难，这也是我们中华民族几年来宝贵精神财富。小到我们的学习和生活，大到国家的建设，我们都要发扬愚公移山精神，只有这样，我们的学习才会进步，国家才会健康发展。

板书设计：

愚公移山

愚公

深谋远虑、为子孙造福

不愚

｛对比 衬托｝

智叟

自以为聪明 不干实事

真愚

《愚公移山》教案

单位姓名

祁各庄中学 王玉会

第四篇：比的意义教学设计 王召玉

人体的奥秘

——比的意义

高密井沟实验小学

王召玉

教学背景：青岛版六年级数学上册第三单元 教学课题：人体的奥妙 –比 教材分析：

本课教材在安排比的意义的学习时，分为三个阶段：比的意义、比的各部分名称、比与分数及除法的关系。比的意义教材是从日常生活中的相除关系的例子中引出的，通过对具体例子的讨论，明确了比的概念是建立在除法的意义基础之上的，揭示了比与除法之间的本质联系。教材在介绍比的各部分名称时提出了比值的意义，它既是一个知识点，又有助于进一步理解比的意义。比与分数、除法的关系是本节课的又一教学要点，理解它们之间的关系，对后继学习特别是综合应用各种知识解决问题具有重要意义，同时也是理解比的后项不能为0的认知基础。教学目标：

1.结合实例，理解比的意义，知道比各部分的名称，掌握求比值的方法。

2.在探索比的意义的过程中，培养学生的归纳、概括能力。3.了解人体中有关数据比的奥秘，增强学习数学的兴趣。教学方法：情境导入法、课件演示法、比较 教学过程：

一、创设情境，引入课题

我们一起来认识一个人——英国作家柯南—道尔。他笔下的世界著名侦探，福尔摩斯听说过吗? 他能根据犯罪分子的脚印准确的估计出这个人的身高。是不是太神奇了！（学生点头）想跟他一样成为大侦探吗？那就让我们一起了解人体中有趣的比吧！

这是赵凡身体高度的一些资料。（课件）师：根据这些信息，你能提出什么数学问题？

生：赵凡的腿长和臂长有怎样的关系？

师；这个问题提的真好，谁愿意用课本上的话帮助他解决？

生2：赵凡的臂长是腿长的几分之几?列式：72÷96 生1：赵凡的腿长是臂长的几倍？列式：96÷72（说的太好了，老师佩服你，为你感到骄傲！）

师：在日常的工作和生活中，常常把两个数量进行比较。像这样求一个数是另一个数的几倍或求一个数是另一个数的几分之几的问题还可以用另一种形式―比‖表示出来。（板书）比的意义

二、探究新知

师：赵凡的臂长是腿长的几分之几还可以说成赵凡的臂长和腿长的比是72比96，记作72：96；同样赵凡的腿长是臂长的几倍，还可以说成96：72

师：你知道比的各部分名称吗？自学一下课本，然后告诉老师好吗？

生：比号、前项、后项

师：你能用赵凡身体高度的资料例举一些除法算式并用比表示吗？

生：180：96，96：180，22.5：180，……

总结：刚才我们说的这些比都是长度的比，相比的两个量单位是相同的，是同类量。

过渡语：我们接着来看有关赵凡的另一条信息：赵凡3分钟走了330米。

师：路程和时间的关系可以用速度表示，可不可以也用比来表示呢？

比较这个比和前面的这些比有什么不同？（不同类的两个量比较也可以用比来表示）

师：结合前面的例子，谈一谈你对比有怎样的理解？

生1:比就是一个数是另一个数的几倍或几分之几的另一种表现形式。

生2：比表示的是两个数相除的关系。

生3：同类量和非同类量比较都可以用比来表示。……

师归纳：两个数相除，又叫做两个数的比。（板书）比的前项除以后项所得的商叫做比值。

想一想：96：72和72：96的比值怎样求？

三、拓展应用

(4)过渡语：同学们有没有兴趣再做几个这样的题，看谁做得又对又快！

① 求出下面各比的比值。

14：21 0.4／8 100：4 ② 一块铁5立方厘米重39克，写出这块铁体积与质量的比，求出比值

师：比和比值有什么区别？比值可以是什么样的数？ 生：比值通常用分数表示，也可以是整数或小数。

（1）小强的身高是1米，他爸爸的身高是173厘米，小强说他和爸爸的身高比是1：173。（）

过渡语：刚才同学们积极动脑，独立解决了这么多的问题，不过，下面有两个问题，我想得靠咱们集体的智慧才能很快找到答案，看哪个小组配合的好，最先讨论出结果。

讨论：

比和除法有什么关系？比和分数有什么关系？

2、辨一辨

（1）小强的身高是1米，他爸爸的身高是173厘米，小强说他和爸爸的身高比是1：173。（）

点击新闻：在最新一轮世界杯预选赛中，阿根廷2:0战胜秘鲁。这里的比和我们所学的比一样吗？

1、体会比在生活中的应用。

A：人体中有趣的比：课件

过渡语：知道了人体中这么多的比，同学们想不想也当一回福尔摩斯？

一个犯罪分子的脚印是25厘米，你能根据这个脚印估计出这个人的身高吗？（我们的警察有时就是根据这个数学知识来断案的，你有什么想说的?）

B:过渡语：其实，不仅在人体中存在着比，比在生活中还有更广泛的应用。

一种混凝土中水泥、沙子、石子质量的比为2：3：5。

黄豆中的蛋白质与脂肪含量的比是2：1。人造地球卫星与宇宙飞船速度的比是40：57。下载一个文件，已下载时间与未下载时间的比为1：4。师：同学们觉得用比表示量与量之间的关系有什么好处?(简洁、清晰)

四、回顾整理

通过学习你有什么体会？启发或收获？

过渡语：同学们学得这么认真，放松一下，请大家欣赏一些美丽的图片，想看吗？

师：美吗？因为这些物体中都蕴含着一个特殊的比——0.618：1，正因为有了它的存在，世界中的很多物体都很美，所以它被称为黄金比。学习数学也能带来美的享受是吗？ 教学反思：

上完《比的意义》这节课后，我反思本节课最突出的一点就是用的时间比较长。原因主要是出于学生提问题的时间过长，学生提的问题不少，但归纳一下类型基本一致，这里应该简明扼要的引入一个数是另一个数的几分之几或一个数是另一个数的几倍可以用比表示出来。因为时间过长从而导致后面的亮点没有充分展现出来。回顾整个教学过程，我觉得这节课的教学实现了三方面的变革：

一、师生关系的变革教学活动中，教师从传统意义上的教师教与学生学向师生互教互学转变，彼此形成一个真正的学习共同体，老师的作用特别体现在以下几个方面：

1、设计空间较大的问题，给学生发现的时间和空间。

2、精心组织与呈现学习材料，创设富有挑战性的问题情境。学习材料的合理组织与呈现，能够富有挑战性的问题情境，激发学生强烈的探究欲望，能够引导学生有序思维，积极发现，从而提高课堂教学的效率。

3、重视学习活动中的知识生成，凸现学生学习主人地位。

二、教学内容的变革 教师创造性处理教材，对教材知识进行教学重组与整合，为学生提供了有一定思考性，挑战性的学习素材，充分有效地将教材知识激活，促使学生积极参与学习。改进教材是为了更好地融入学生熟悉、鲜活的生活内容，更有利于发挥学生自身的课程资源优势，从而更好地为学生的发服务。这里，我认为教材教学的最终目标并非是回归教材，而应该是回归学生、回归生活。就此而言教材既非教学出发点，更非教学的终点，而仅仅是教学的谋介。

教材不仅是预生的，而且是生成的，是师生之间的互动，对话过程，是师生与环境之间的开发、交融过程的新材物。

三、学习方式的变革 教师关注学生独立思考，自主探究和合作交流。具体表现在：

1、指令性活动向自主探索转化。教师通过提供学习材料使学始终处于观察、探究、交流等高层次的思维活动之中。

2、问答式教学向学生独立思考基础上的合作学习转变。

3、学习过程从封闭预设走向开放、生成。

学生学习的数学应是生活中的数学，是学生“自己的数学”。数学来自于生活，又必须回归于生活。数学只有在生活中才能赋予活力与灵性。教学中的教与学联系生活，让学生感受到比在生活中无处不在。由于“比的意义”内容繁杂，在一开始，根据内容特点和学生的认知规律，紧密联系生活实际，让学生观察生活中的比，初步感知比，使学生对比感兴趣，非常乐意探究知识，巧妙地导入新课。在出示例题后，组织学生围绕“比”的问题去研究、探索、讨论、概括、总结，实现了自主学习。

第五篇：文笔精华(八)《王小玉说书》教学设计

文笔精华

（八）《王小玉说书》教学设计

【教学目标】

1、体会通感在描绘声音中的作用，学习用通感描写声音。

2、了解通过烘托手法突出主要人物的方法。【教学课时】 一课时 教学过程：

一、导入新课

同学们学习过《口技》一文，欣赏到了口技艺人高超的表演艺术，今天我们来欣赏著名小说家刘鹗《老残游记》中的一个片段《王小玉说书》，看看作者是如何表现我国民间艺人的说唱艺术的。

二、明确教学目标

1、体会通感在描绘声音中的作用，学习用通感描写声音。

2、了解通过烘托手法突出主要人物的方法。

三、作者简介：

刘鹗(è)(1857年10月18日-1909年8月23日)，清末小说家。谱名震远，原名孟鹏，字云抟、公约。后更名鹗，字铁云，又字公约，号老残。署名“鸿都百炼生”。汉族，江苏丹徒(今镇江市)人，寄籍山阳(今江苏淮安区)。作品介绍

《老残游记》： 长篇小说，共20回。小说的主人公老残是一个不愿做官的名士，他手摇串铃，奔走江湖，替人治病。作者借老残的言论见闻，揭露了晚清吏治的黑暗，反映了在这种 黑暗吏治的统治下，无辜被害，人民被涂炭的社会现实。鲁迅先生把它和李伯元的《官场现形记》、吴趼人的《二十年目睹之怪现状》和曾朴的《孽海花》并称为晚清四大谴责小说。

鲁迅先生评论《老残游记》 ：“言人所未尝言”、“叙事状物，时有可观”，并把它列为晚清四大谴责小说之一。

四、掌握下列字词：

Zāng fǔ yùn tiē chàng zhuàn rèn 五脏六腑 熨斗 伏贴 畅快 几啭 千仞

五、赏析课文 课文的主角是谁？ 主角是王小玉。

朗读课文，思考作者写王小玉说书的时候，具有哪些艺术特征？

1、描写极有层次。可分为五层： 初不甚大----演唱开始； 越唱越高----演唱发展； 节节高起——演唱高潮。

2、比喻特别精妙。观众感受

像熨斗熨过 听觉、触觉 像吃了人参果 听觉、味觉 像一线钢丝抛入天际 听觉、视觉 如由傲来峰攀登泰山 听觉、感觉 运用了“通感”的修辞手法 ：

“移觉”就是人们在描述客观事物时，用形象的语言是感觉转移，把人们某个感官上的感觉移植到另一个感官上，凭借感受相通，互相映照，以收到启发读者联想，体味余韵，用来渲染并深化诗文意境的修辞方式。

可分为形容的“通感”和比喻的“通感”两类。

说书艺术主要在声音上，作者运用了各种比喻使王小玉的声音美形象化。试从课文中找出这些比喻句，体会这样写的好处。

1、用感觉设喻，王小玉初唱——像吃了人参果，无一个毛孔不畅快。

2、用视觉设喻，如，忽然……抛入天际。再如，以攀登泰山作比。生动形象地描绘王小玉的歌声，声光色俱备，使人浮想联翩。

六、拓展阅读

其他描写说唱技艺的语段 《口技》：

“一桌、一椅、一扇、一尺而已”

“伸颈、侧目、微笑、默叹”、“无不变色离席、奋袖出臂、两股战战” 《陌上桑》：

“行者见罗敷，下担捋髭须。少年见罗敷，脱帽著帩 头。耕者忘其犁，锄者忘其锄” 《琶琶行》

大弦嘈嘈如急雨，小弦切切如细雨。嘈嘈切切错杂弹，大珠小珠落玉盘。

七、布置作业：

欣赏音乐《高山流水》，写一段200——300字赏析文章 要求：充分发挥想象力

适当运用通感描写声音 板书设计

王小玉说书

初不甚大----演唱开始； 越唱越高----演唱发展； 节节高起——演唱高潮。

观众感受 通感

像熨斗熨过 听觉、触觉 像吃了人参果 听觉、味觉 像一线钢丝抛入天际 听觉、视觉 如由傲来峰攀登泰山 听觉、感觉

教学反思：