1、分析工程机械新技术应用中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号： 绪论 工程机械关乎到国民经济的有序发展,在航天、建筑、道路、航海等领域都发挥着巨大的作用。在代替人工生产,并从事繁重的劳动过程中,占据着重要位置和不可替代的作用。随着社会的发展和科学技术的进步,工程机械无论在外形,还是在生产效率方面都获得了长足的进展。包括装载机、挖掘机以及压实机方面,尤其是公路修筑方面,不但代替了传统的工程模式,更重要的是,引入了诸多的新技术和新的方法。 随着国民经济的腾飞,尤其是改革开放以来,对与工程机械方面,无论是工况的繁重程度,还是在工作的复杂程度,都提出了更高的要求,这一点在公路建设方面尤为明
2、显。这些要求既是对道路工程机械的一种挑战,同时也是为我国道路工程机械前进提供了更多的空间,也促使我国相关的专家和学者们在吸取国外的经验和本国传统工程机械发展的基础上,对其进行积极的探索和改进。基于此,本文着重介绍在新时代,新技术引入对于工程机械的发展和应用的积极影响,同时对于此类问题的研究提供了借鉴资料。 一.发展概述 1.1 发展现状 伴随着工程机械的发展,其自身不但得到了进步,包括新技术和新理念的应用,同时,其应用空间遍布资源开发、交通建设、水利水电和市政工程等领域。就目前来说,工程机械的发展出现了一派繁荣局面。不但在于工程机械的整体性能,还包括使用寿命、技术含量和自主知识产权等方面,都有
3、很大的提升空间1。在国内主要的工程机械企业和单位包括徐工、柳工、厦工和龙工等,在这一领域占据国内的领先位置,并为其发展做出了卓越的贡献。 从纵向来看,我国工程机械的理论研究阶段、设计论证阶段和制造阶段,都特别注重引入在国内外都较为领先的理论和经验,以满足国内市场的建设、生产等方面的需要。例如,在工程机械启动装置增加净化设备、驾驶室内安装空调等,对于工程机械和驾驶员来说,都是进步。因此,可以说,我国工程机械的发展道路还在前进。 1.2 发展趋势 从上述可以看到我国工程机械的发展现状,在部分企业,已经可与世界领先水平进行媲美。然而,随着时代的发展,我国工程机械领域仍然需要不断的完善和发展,主要体现
4、在以下的方面2。 1.2.1 产业趋向国际化 与国际接轨,从国内外借鉴并吸取先进的经验、理论和技术,一直是我国工程机械发展的基本原则。在中国加入 WTO 之后,在未来的发展道路上,与国际上的领先工程机械企业进行竞争,既是机遇又是挑战。但是若要取得进步,必须使工程机械从理论到设计,再到制造等一系列产业过程进行国际化连接。 1.2.2 产品趋向多元化 进入到 20 世纪 90 年代以后,我国工程机械领域蓬勃发展,不但企业数量增加,机械品种增多,而且机型的数量也明显增加,并应用于国民经济发展的各行各业。随着进入 21 世纪,这种趋势不但没有减弱,而且在未来的发展道路上,将会加快行进的步伐,为适应市场
5、形式和工程环境的多样性,而趋向多元化,继续发展。 1.2.3 结构趋向微小化 在工程机械的发展初期,主要以大型化甚至巨型化发展为标志,而进入到 21 世纪以后,随着工程更加复杂和工作流程更加细化,发展趋势的特点则转变为微小化和精细化。在这一过程中,工程机械不以其体积的减小而发生功能的降低,相反,在未来的发展道路上,微小型机械设备会更加灵活,并具有较好的机动性能,以满足诸如修道、建筑等领域的需要。 1.2.4 操作趋向绿色化 节能减排一直是现阶段所有学科专业的主题,工程机械领域也不例外。在未来的发展道路上,不以破坏生态坏境为代价而换取经济的发展定会工程机械发展的主要原则和生产及应用的标志。对于超
6、过使用年限的机械设备,也会有专门的回收部门进行处理,以确保对环境的破坏降到最低,达到绿色标准。 二.应用实例 在工程机械的发展道路中,以修路领域为例,装载机、挖掘机及压实机是其重要的代表类型,并在各种环境中进行工作。 2.1 装载机 装载机属于工程机械中的基础成员。主要由驱动设备、传动设备、行走设备及工作设备和操作设备等组成;其标志性特征是工作设备主要有铲斗、动臂和摇臂等部分,主要应用在建筑、道路方面的土壤、石灰、煤炭、石块等物料对象。尤其是道路建设过程中,对于路基的填挖,沥青混合物料及水泥等的集料和装料作业等操作方面,具有重要意义。 2.2 挖掘机 挖掘机与装载机的构造基本相同,惟一的区别在
7、于工作装置主要由挖斗组成。其主要功效在于通过挖斗,对高于或者低于参考面的物料进行挖掘工作,并进行简单的装 车和运输操作。在这一过程中,主要针对土壤、煤炭和石块等对象进行开展。也属于工程机械中重要的形式之一。 2.3压实机 压实机通过对地面或者其他平面行走装置中巨大平整的圆柱形前轮和后轮等设备,进行碾压处理。在碾压过程中,对土壤、石块、沥青混合物等作用对象具有挤压、破碎和推平等作用,广泛应用于道路修筑工程 ,对于增加路面的密实度和填埋具有不可替代的作用。 三.新技术应用 通过对上述工程机械几种重要机型的列举,在如今的发展过程中,均有不同程度的新技术应用。 3.1 虚拟样机技术 虚拟样机技术是在计
8、算机技术和软件领域的蓬勃发展的基础上提出并发展的。其基本思想是通过在计算机虚拟世界中对工程机械产品整车或者机构进行设计分析、运动分析、受力分析以及制造分析等。这种技术引入到工程机械中,立刻获得了广泛的关注和认可,不但减轻了繁重的现场试验工作和样品制造工作,大大提高了效率,同时大大降低了工程机械的研发成本。设计师或者技术人员能够通过计算机建模、运动、分析及优化过程,得到理想中的参数数据,有时甚至可代替人脑,对其进行改良。在未来的发展道路中,也是一项必不可少的技术3。 3.2 电子、机群智能化技术 电子化和智能化控制技术主要在驾驶室中对工程机械工作装置进行控制应用4。在如今国外的多家工程机械企业的
9、多种机型都进行微机控制技术,使机械的灵活程度大大增加,而且更具可靠性和稳定性优势。其中的全电子智能化控制,是将工程机械中的各项控制系统通过电子系统进行连接和操作,包括对行走装置、转向装置和工作装置等的耦合过程,能够大大简化现有的机械电路系统,而提高机械设备的性能和工作效用。同时还使工程机械达到部分自动判断等功能。 3.3 混合动力技术 由于工程机械进行的工作大多繁重,因此也大多使用动力较大的燃油燃料,同时还具有较大的排油量和动力输出,尽管满足了生产所需,然而也大大增加了成本消耗;基于此,专家提出将混合动力技术引入到工程机械当中。其基本理论是在发动机输出动力的时候,会有混合动力系统将多余的动力进
10、行能量转换,并保存下来。在工程机械抵挡行走或者待工前进的时候,便可消耗这部分能量,从而摆脱对发动机的依赖。主要包括串联和并联系统。这种技术大大减少了能量的消耗,同时还能够提高燃油资源的利用率,在未来的发展道路上,已经成为专家和学者们所研究的热点和难点领域5。 3.4 无人驾驶技术 无人驾驶技术是基于电子化和智能化技术发展起来的,主要理论思想是使工程机械摆脱人工驾驶,通过远距离微机操作或者智能操作,使工程机械在不适宜人类工作的环境中进行工作,以道路工程举例,在盘山路等危险地区,通过技术人员在远处与工程机械设备机器人进行连接,进行无人驾驶操作来控制机械设备,从而完成道路修建工作。 结束语 鉴于工程机械对国民生产和人民生活具有重要意义,通过工程机械列举,可以看出其涉及到的范围之广;通过一系列先进的新技术应用又能够看出,工程机械具有广泛和深入的发展空间和发展前景。基于此,本文着重对这些方面进行介绍,并对工程机械的发展提供借鉴的意义。
