輕工概論重點課件

一、輕工范疇及分類

輕工是輕工業(yè)的簡稱。社會的總產(chǎn)品(按其最終用途分兩大部類）:

輕工業(yè)是和重工業(yè)相比較而言，輕重工業(yè)的劃分是以產(chǎn)品用途為依據(jù)的。

目前國際上對輕工業(yè)尚未有一個嚴謹?shù)?、統(tǒng)一的概念。

中國:輕工業(yè)是以生產(chǎn)生活資料為主的加工工業(yè)群體的總稱，是制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的一大分類，它是部門經(jīng)濟分類管理的產(chǎn)物。

日本:輕工業(yè)屬于制造工業(yè)。它按商品用途分類時：不少于75％的產(chǎn)品用于家庭的為消費資料工業(yè)；其代表為食品工業(yè)、服裝工業(yè)、家具工業(yè)等。不少于75％的產(chǎn)品供給企業(yè)的為生產(chǎn)資料工業(yè)。其代表是冶金工業(yè)、機械工業(yè)、化學(xué)工業(yè)。

輕工業(yè)是一種消費資料工業(yè)。一、輕工范疇及分類一、輕工范疇及分類輕工行業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品，直接為全國人民的吃、穿、用服務(wù)；（多數(shù)消費品實行憑票定量供應(yīng)

）輕工業(yè)投資少、見效快，對擴大社會積累起著極其重要的作用；對發(fā)展對外貿(mào)易、創(chuàng)收外匯、密切擴大與世界各國人民的交流，起著極其重大的作用。輕工業(yè)在我國國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。

輕工業(yè)是以中小企業(yè)為主體的工業(yè)（中國及世界他國大都如此，只是在大中小企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)值上所占比例有所差異）中國中小企業(yè)占輕工企業(yè)總數(shù)高達99％，就業(yè)人數(shù)也占99％，總產(chǎn)值占84％。（利弊如何？）大中小企業(yè)的形成因素：原料和市場的集中和分散產(chǎn)品品種及質(zhì)量要求技術(shù)的簡易、復(fù)雜程度資金量交通運輸條件2.輕工企業(yè)組成結(jié)構(gòu)特點：二、輕工業(yè)的特點

輕工業(yè)是農(nóng)業(yè)、重化工業(yè)的連鎖工業(yè)，是國民經(jīng)濟大循環(huán)中的一個重要環(huán)節(jié)。輕工業(yè)是加工工業(yè),原材料生產(chǎn)是它的“第一車間”，中國輕工業(yè)原料有50％～60％來自農(nóng)業(yè),40％～50％來自工礦業(yè)。食品、紡織、造紙、制糖、煙草、制革等行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展，在很大程度上取決于農(nóng)業(yè)的發(fā)展。（果汁、果蔬片、蛋糕、冰激凌、奶酪；各種彩色裝飾紙；各種高檔香煙；高級皮鞋、皮包）

改革開放前，中國輕工業(yè)的農(nóng)業(yè)原料基本處于農(nóng)業(yè)自然經(jīng)濟供應(yīng)狀態(tài)，即供給什么就加工什么。二、輕工業(yè)的特點3.在國民經(jīng)濟中的地位特點：

輕工業(yè)產(chǎn)品品種的開發(fā)，產(chǎn)量、質(zhì)量的增加和提高，產(chǎn)品成本的降低以及勞動生產(chǎn)率的提高等等，都與輕工機械的發(fā)展有著直接密切的聯(lián)系。二、輕工業(yè)的特點輕工機械行業(yè)

輕工機械是指輕工業(yè)部門各行業(yè)制造輕工產(chǎn)品所使用的專用技術(shù)裝備。

輕工機械是實現(xiàn)我國社會主義現(xiàn)代化，滿足人民不斷增長的物質(zhì)和文化生活需要，建設(shè)高度的物質(zhì)文明與精神文明所不可缺少的手段。輕工機械的作用？

輕工機械的特點:

輕工機械用以加工的對象是多種多樣的。制漿造紙機械：農(nóng)業(yè)和林業(yè)產(chǎn)品皮革毛皮機械：畜牧產(chǎn)品陶瓷、玻璃、塑料機械：以礦物和化工產(chǎn)品食品機械：農(nóng)、副產(chǎn)品空調(diào)、電冰箱、電動車、摩托車、自行車、縫紉機和鐘表的制造機械：金屬材料加工對象多樣化加工對象多樣化二、輕工業(yè)的特點輕工機械行業(yè)一類是通用機械設(shè)備，例如，金屬切削機床、原動機（柴油機、汽油機、電動機）、鼓風(fēng)機、泵等，它們多數(shù)是屬于輔助設(shè)備；一類是專用設(shè)備，它反映行業(yè)的特殊需要，因行業(yè)不同而有很大差異。二、輕工業(yè)的特點輕工機械行業(yè)輕工機械分類

按主要行業(yè)加工的產(chǎn)品和工藝過程，輕工機械大致可分為四大類:

輕化型機械，以完成化學(xué)過程為主。日用化工機械、脂肪酸洗滌劑機械等。

半輕化半機械型。制漿造紙機械、制革制鞋機械、制糖機械、食品機械等。機械型，以完成機械作用為主。日用玻璃機械、陶瓷加工機械、塑料加工機械，卷煙機械等。

機械制造型，以金屬材料加工為主。鐘表制造機械、摩托車、自行車、電動車和縫紉機制造機械等。二、輕工業(yè)的特點輕工機械行業(yè)

二、輕工業(yè)的特點輕工機械行業(yè)

從科學(xué)地分析和研究輕工機械的設(shè)計方面出發(fā)，按其結(jié)構(gòu)和功能分類，可概括地分為:

成型機械。其特點是多用模具來進行制品的成型，更換模具及工藝參數(shù)，即可生產(chǎn)不同規(guī)格的產(chǎn)品。主要工藝原理為熱塑、注塑以及沖壓等。陶瓷滾壓成型機、行列式制瓶機、燈泡吹泡機、塑料注射成型機以及搪瓷、鋁制品、小五金行業(yè)的沖壓機等均屬此類。1

切削機械。以刀具為切削工具，這類機械在原理、工藝和使用工具等方面與金屬切削機床有相似之處，例如皮革的片皮機、火柴的切梗機、切草機，和各種專用機床如鐘表制造機床等均屬此類。二、輕工業(yè)的特點輕工機械行業(yè)2

裝配機械?？垦b配用工具或機械手，按規(guī)定程序進行操作，將零件裝配成部件或產(chǎn)品，裝配過程中常伴有一些簡單的成型加工動作。例如，燈泡芯柱機、制鞋機、自行車鏈條裝配機等。3

包裝機械。這類機械從功能和原理上都類似于裝配機械，因其工藝原理有一定的特殊性，故形成一種獨立的機械類型。其動作包括包裝材料與被包裝物料的輸送與供料、稱量、包封、貼標(biāo)、計數(shù)、成品輸送等。例如，包封機、灌裝機、制袋充填機、捆扎機等均屬此類。二、輕工業(yè)的特點輕工機械行業(yè)4

提高產(chǎn)品系列化、部件通用化、零件標(biāo)準化“三化”水平，是提高機械技術(shù)經(jīng)濟效益的重要方面。提高“三化”水平可以大大縮短機械設(shè)計和制造周期，降低制造成本，便于組織專業(yè)化生產(chǎn)，提高機械的制造質(zhì)量和可靠性，方便維修，從而改變輕工業(yè)機械分散設(shè)計和零件制造的現(xiàn)狀，提高輕工機械的技術(shù)經(jīng)濟效益。2

實現(xiàn)高速化，是提高輕工業(yè)機械生產(chǎn)率約有效途徑。高速化不僅要提高執(zhí)行機構(gòu)的運動速度，還要提高供料、輸送和相應(yīng)輔助運動的速度。3二、輕工業(yè)的特點輕工機械行業(yè)

機械始于工具，工具即是簡單的機械。人類最初制造的工具是石器，如石刀、石斧、石錘等。隨著時代發(fā)展和社會進步，人類依靠自己的智慧使工具在種類、材料、工藝、性能等方面不斷豐富、完善并日趨復(fù)雜，現(xiàn)代各種精密復(fù)雜的機械都是從古代簡單的工具逐步發(fā)展而來的。

1863年1月,馬克思在給恩格斯的一封信中，稱鐘和磨是“為機械工業(yè)作好準備的兩種物質(zhì)基礎(chǔ)”，在講到中國的科學(xué)技術(shù)發(fā)明對歐洲近代文明興起的影響時說：“這些都是資產(chǎn)階級發(fā)展的必要前提?！比?、輕工業(yè)歷史

我國古代有許多機械發(fā)明，為社會的發(fā)展進步做出了卓越的貢獻，有些機械甚至至今還在發(fā)揮著作用。最典型的古代機械有桔槔、轆轤、翻車、筒車等提水機械；連機碓、水轉(zhuǎn)連磨、水轉(zhuǎn)大紡車等水力機械；指南車、計里鼓車以及各類車船交通機械；渾儀、簡儀、水運儀象臺、地動儀、銅壺滴漏等天文、觀測和計時機械；耕、犁、耬車、扇車等農(nóng)業(yè)機械；繅車、紡車、織機等紡織機械；弓、弩、發(fā)石機等軍事機械；還有鑄造、鍛造、表面處理、切削加工等各種加工技術(shù)和加工機械，等等。三、輕工業(yè)歷史60年代是科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟發(fā)展的黃金時代。70年代許多經(jīng)濟發(fā)達國家的消費品工業(yè)已步入成熟時期。人們的消費意識發(fā)生了變化,從重視數(shù)量轉(zhuǎn)向重視質(zhì)量。1974年第一次石油危機之后，發(fā)達國家市場中耐用消費品的銷售受阻，但勞務(wù)支出仍繼續(xù)增加，消費不再單純是物質(zhì)消費，而出現(xiàn)更加重視服務(wù)的現(xiàn)象，到70年代末期開拓輕、薄、短、小型的耐用消費品成為科技進步的特征。三、輕工業(yè)歷史30年來，輕工業(yè)對應(yīng)“分三步走”的總體要求和“三個10年”的大體時間進程，輕工業(yè)主要成績可以分為三段：第一段，從1978年到上世紀80年代中期，對應(yīng)人均GDP翻番達到500美元的水平，輕工業(yè)在改革開放的推動下，實現(xiàn)了由緊缺到保障供給再到自給有余的重要轉(zhuǎn)變，徹底告別了“票證”，不僅迅速解決了溫飽水平下滿足供給，還為進一步提升消費水平做了重要的準備。當(dāng)時的標(biāo)志之一是消費品中的老三大件熱開始轉(zhuǎn)向新的幾大件，之二是出國人員不再熱衷從國外往國內(nèi)帶家電等消費品了。當(dāng)代消費品的發(fā)展有以下幾個明顯的時代特征：（1）重視健康。以維護人的健康為中心進行科研和制造產(chǎn)品，這是時代的特征，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的特征。如飲食產(chǎn)業(yè)中健康療效食品風(fēng)靡全球，許多國家在制定飲食科學(xué)技術(shù)政策和法規(guī)時，明確提出了實行以促進健康為中心的方針?！敖】凳称贰?、“療效食品”應(yīng)運而生。三、輕工業(yè)歷史（3）重視人工和自然的和諧。人工探求自然的完美，自然需要人工的修飾。遵循自然規(guī)律，改造自然，自然才能保護人類。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展特征之一，是人工和自然相彌補，使產(chǎn)品更趨完美。如電扇，采用微處理器以模擬自然風(fēng)，使電扇能自動變換風(fēng)力的強弱而達到和諧。經(jīng)化學(xué)改性的天然纖維，可具有抗縐、防縮、免燙、柔軟等特性；而化學(xué)纖維經(jīng)變形改性，又可具有仿毛、仿麻、仿絲、仿皮等的效果，即所謂天然纖維化學(xué)化，化學(xué)纖維天然化。三、輕工業(yè)歷史（4）重視采用新技術(shù)。新技術(shù)是消費品結(jié)構(gòu)變革的促進劑。世界上有什么新技術(shù)，就會出現(xiàn)具有相應(yīng)技術(shù)的消費品。消費品在新技術(shù)中變換發(fā)展，新技術(shù)給消費品的開拓創(chuàng)造了新的領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電冰箱、洗衣機、電扇、照相機、手表、縫紉機、樂器等消費品發(fā)生了一次產(chǎn)品結(jié)構(gòu)革命。由于這些產(chǎn)品采用了微電子技術(shù)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，改善了產(chǎn)品功能，并跳出了過去傳統(tǒng)產(chǎn)品的框框。三、輕工業(yè)歷史

輕工產(chǎn)品直接服務(wù)于人們，輕工的發(fā)展標(biāo)志著一個國家的物質(zhì)文明的程度。輕工作為國民經(jīng)濟大循環(huán)中的一個重要環(huán)節(jié)，愈來愈受到各國政府的重視。

20世紀70～80年代是世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展的調(diào)整期，從90年代后期起某些高技術(shù)、新技術(shù)有較大突破。微電子技術(shù)、生命科學(xué)技術(shù)、新材料技術(shù)等都有較大發(fā)展。四、輕工展望3、機械工程（一級學(xué)科）主要研究領(lǐng)域：機械的基礎(chǔ)理論各類產(chǎn)品及系統(tǒng)的設(shè)計方法制造技術(shù)監(jiān)測與控制自動化及性能分析與實驗研究機械設(shè)計與理論機械制造及其自動化機械電子工程車輛工程下設(shè)四個二級學(xué)科：一、機械科學(xué)的內(nèi)涵

機械手足功能的延長，不能代替手足

計算機人腦功能的延長，不能代替頭腦手足是受頭腦的控制，機械的發(fā)展也必然是計算機（包括控制理論、計算機科學(xué)、人工智能科學(xué)和信息科學(xué)）控制下的機械。機械科學(xué)也必須有一個與控制理論、計算機科學(xué)、人工智能科學(xué)和信息科學(xué)相適應(yīng)的飛躍發(fā)展，否則不僅會妨礙機械工程本身的發(fā)展，而且會嚴重妨礙其他學(xué)科和國民經(jīng)濟的發(fā)展。智能和機械一、機械科學(xué)的內(nèi)涵

橫斷科學(xué)的研究對象，不只是某一領(lǐng)域或某種物質(zhì)，而是橫向貫穿于眾多領(lǐng)域甚至一切領(lǐng)域之中。如數(shù)學(xué)是研究事物的數(shù)量關(guān)系和空間形式，各個領(lǐng)域中都會碰到數(shù)量或空間形式，因此，都會用到數(shù)學(xué)。從而，數(shù)學(xué)是一門橫斷學(xué)科。而信息科學(xué)則是研究機器系統(tǒng)、人類社會、生命現(xiàn)象和思維等領(lǐng)域里的具體對象及其運動形式中涉及的信息、信息變換和信息流動，它也是橫斷學(xué)科。一、機械科學(xué)的內(nèi)涵

機械系統(tǒng)不可能脫離物質(zhì)材料而存在，而材料的制備以及把它們變成零部件，在很大程度上依賴于機械。材料科學(xué)的發(fā)展，新材料的出現(xiàn)，會對機械系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和制造產(chǎn)生決定性的影響，從而使機械科學(xué)獲得豐富的新內(nèi)容和產(chǎn)生新的增長點。材料和機械互為因果、相互支持一、機械科學(xué)的內(nèi)涵

超導(dǎo)體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應(yīng)。導(dǎo)體沒有了電阻，電流流經(jīng)超導(dǎo)體時就不發(fā)生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導(dǎo)線中流大的電流，從而產(chǎn)生超強磁場。

奧森菲爾德共同發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)體的另一個極為重要的性質(zhì)，當(dāng)金屬處在超導(dǎo)狀態(tài)時，這一超導(dǎo)體內(nèi)的磁感應(yīng)強度為零，卻把原來存在于體內(nèi)的磁場排擠出去。人們將這種現(xiàn)象稱之為“邁斯納效應(yīng)”。一、機械科學(xué)的內(nèi)涵

邁斯納效應(yīng)有著重要的意義，它可以用來判別物質(zhì)是否具有超導(dǎo)性。

為了使超導(dǎo)材料有實用性，人們開始了探索高溫超導(dǎo)的歷程，從1911年至1986年，超導(dǎo)溫度由水銀的4.2K提高到23.22K（0K=-273°C）。86年1月發(fā)現(xiàn)鋇鑭銅氧化物超導(dǎo)溫度是30度，12月30日，又將這一紀錄刷新為40.2K，87年1月升至43K，不久又升至46K和53K，2月15日發(fā)現(xiàn)了98K超導(dǎo)體，很快又發(fā)現(xiàn)了14°C下存在超導(dǎo)跡象，高溫超導(dǎo)體取得了巨大突破，使超導(dǎo)技術(shù)走向大規(guī)模應(yīng)用。一、機械科學(xué)的內(nèi)涵

超導(dǎo)材料和超導(dǎo)技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景。超導(dǎo)現(xiàn)象中的邁斯納效應(yīng)使人們可以用此原理制造超導(dǎo)列車和超導(dǎo)船，由于這些交通工具將在無磨擦狀態(tài)下運行，這將大大提高它們的速度和安靜性能。超導(dǎo)列車已于70年代成功地進行了載人可行性試驗，1987年開始，日本開始試運行，但經(jīng)常出現(xiàn)失效現(xiàn)象，出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是由于高速行駛產(chǎn)生的顛簸造成的。利用超導(dǎo)材料制造交通工具在技術(shù)上還存在一定的障礙，但它勢必會引發(fā)交通工具革命的一次浪潮。一、機械科學(xué)的內(nèi)涵

耐火材料主要分金屬與非金屬化合物和非金屬間化合物兩類。前者如鎢、鉬、鉭、鈮、釩、鉻、鈦等難熔金屬以及稀土金屬的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物等；后者如碳化硼、碳化硅、氮化硼、氮化硅、磷化硼等。后者有極重要的用途，可用作高溫耐火材料（如磨料、鑄模、噴嘴、高溫?zé)犭娕继坠埽?、耐熱材料（如火箭的結(jié)構(gòu)元件、核工程材料、電熱元件）、電工材料（如高溫?zé)犭娕?、引燃電極），此外還用作耐化學(xué)腐蝕材料和硬質(zhì)材料等。一、機械科學(xué)的內(nèi)涵

形狀記憶合金是智能結(jié)構(gòu)中最早應(yīng)用的一種驅(qū)動元件。它的特點是具有形狀記憶效應(yīng)。具有形狀記憶效應(yīng)的材料在金屬、陶瓷和聚合物中都有發(fā)現(xiàn)。

已實用化的形狀記憶合金是Ni-Ti合金和Cu-Al合金，其中Ni-Ti合金由于有較好的加工性?？垢g性及優(yōu)良的生物適應(yīng)性，應(yīng)用更普遍。形狀記憶合金應(yīng)用范圍極廣，大致可歸納為六個方面：空間技術(shù)、能源、生命工程、電子儀器、機械構(gòu)件及汽車工業(yè)。一、機械科學(xué)的內(nèi)涵

（1）太陽能發(fā)電

目前，世界范圍內(nèi)光伏發(fā)電總裝機容量約1×103MW。

（2）風(fēng)力發(fā)電目前，風(fēng)力田建設(shè)投資已降至1000美元/kW，其成本與煤電成本接近，因而具有很大的競爭潛力。全世界風(fēng)電裝機容量已達17706MW。

（3）地?zé)崮馨l(fā)電

地?zé)岚l(fā)電的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)基本成熟，進入了商業(yè)化應(yīng)用階段。目前全世界地?zé)岚l(fā)電站約有300座，總裝機容量接近1×104MW，分布在20多個國家，其中美國占40%。國外新能源發(fā)電技術(shù)發(fā)展情況：一、機械科學(xué)的內(nèi)涵（4）海洋能發(fā)電目前，世界各地已建成了許多潮汐電站，裝機容量240MW。（5）生物能發(fā)電

目前，美國垃圾焚燒發(fā)電約占總垃圾處理量的40%，已建立了幾百座垃圾電站，日本城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)發(fā)展更快，垃圾焚燒處理的比例已接近100%。

（6）燃料電池發(fā)電

目前，磷酸型燃料電池（PAFC）是技術(shù)最成熟、商業(yè)化應(yīng)用最廣泛的燃料電池，其價格已降至1500美元/kW。一、機械科學(xué)的內(nèi)涵

我國地?zé)岚l(fā)電站總裝機容量30MW左右，其中西藏羊八井、那曲、郎久三個地?zé)犭娬疽?guī)模較大。

生物能發(fā)電在我國尚處于起步階段，蔗渣/稻殼燃燒發(fā)電、稻殼氣化發(fā)電和沼氣發(fā)電等技術(shù)已得到應(yīng)用，總裝機約800MW。

90年代中期以來，我國在PEMFC燃料電池研究方面取得了較大的進展。燃料電池技術(shù)列入了國家"九五"科技攻關(guān)項目和中國科學(xué)院"九五"應(yīng)用研究與發(fā)展重大項目，其研究目標(biāo)直指國際水平。一、機械科學(xué)的內(nèi)涵

傳統(tǒng)的機械概念：“原動機+傳動機+工作機”

機械是機構(gòu)和機器的總稱。能把各種機械能或非機械能轉(zhuǎn)化為可方便利用的機械能，以及將機械能變換為某種非機械能或用機械能來做一定工作的裝備或器具……第一類稱為動力機械……第二類稱為能量轉(zhuǎn)變機械……第三類稱為工作機械……。二、傳統(tǒng)機械

機械擁有一個非常龐大的家族，內(nèi)容廣泛，種類繁多。但古希臘學(xué)者希羅關(guān)于五種簡單機械（杠桿、斜面（尖劈）、滑輪、輪與軸、螺旋）的理論，至今仍有意義。這里所說的“簡單機械”已經(jīng)成為一個概念，而不能僅從字面理解為“簡單的機械”。當(dāng)你聽到或看到“簡單機械”時，一般指的就是指這五種。二、傳統(tǒng)機械

滑輪巧妙地運用了杠桿原理，把杠桿演化為可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的輪子。通過柔軟的繩子將一套動滑輪（軸可以移動）和一套靜滑輪（軸固定）組合成滑輪組，多圈繞合的繩子共同承擔(dān)吊物的重量，拉動一根繩子就可以節(jié)省數(shù)倍的力量，使人們的起重、運輸?shù)裙ぷ鞲虞p松。典型的例子是古代的滑車和現(xiàn)代的吊車。二、傳統(tǒng)機械