工程機(jī)械新技術(shù)新結(jié)構(gòu)和發(fā)展趨勢(shì)

郭懷兵 李海玉

摘 要：隨著世界各國(guó)生產(chǎn)力水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，工程機(jī)械領(lǐng)域也隨之實(shí)現(xiàn)了飛躍的發(fā)展，依托互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的普及和應(yīng)用，工程機(jī)械領(lǐng)域已經(jīng)打破了傳統(tǒng)的發(fā)展模式，走向了現(xiàn)代化發(fā)展的進(jìn)程，給工程建設(shè)的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支持和保證。為此，本文對(duì)工程機(jī)械的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，闡述了新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)下的機(jī)械設(shè)備，并對(duì)其未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；新技術(shù)；新結(jié)構(gòu)；發(fā)展趨勢(shì)

前 言：進(jìn)入現(xiàn)代化全面建設(shè)以來，社會(huì)生產(chǎn)力水平實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的提高，再加之互聯(lián)網(wǎng)的普及和信息科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得許多行業(yè)領(lǐng)域都走向了現(xiàn)代化的發(fā)展階段，特別是工程機(jī)械的建設(shè)水平。工程機(jī)械是工程建設(shè)工作中必不可少的組成部分，也是對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量的重要保障之一，掌握工程技術(shù)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r、新技術(shù)的應(yīng)用以及未來的發(fā)展態(tài)勢(shì)，對(duì)于工程建設(shè)領(lǐng)域具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，因此，必須對(duì)工程機(jī)械的實(shí)際發(fā)展情況予以高度的重視。

一、工程機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀

綜合全世界的發(fā)展實(shí)際情況來看，工程機(jī)械已經(jīng)隨著社會(huì)生產(chǎn)力的提高而逐漸實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。就國(guó)外工程機(jī)械的產(chǎn)品發(fā)展來看，其以信息技術(shù)為先導(dǎo)，已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制系統(tǒng)、精準(zhǔn)化定位與作業(yè)、智能故障監(jiān)控與診斷等方面的進(jìn)步，并且已經(jīng)研發(fā)出了具有代表性的高科技工程機(jī)械。就我國(guó)國(guó)內(nèi)工程機(jī)械的發(fā)展情況而言，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家之間仍然存在著很大的差距，一方面，我國(guó)工程機(jī)械的生產(chǎn)集中化程度和企業(yè)經(jīng)營(yíng)效率較低，另一方面，我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中缺乏具有代表性的競(jìng)爭(zhēng)品牌，工程機(jī)械的產(chǎn)品研發(fā)仍然停留在壽命較短、早期故障頻發(fā)、外形結(jié)構(gòu)單一等層面之上，導(dǎo)致在國(guó)際市場(chǎng)中的占有率較低。

二、工程機(jī)械新技術(shù)與新結(jié)構(gòu)

（一）純水介質(zhì)作液壓傳動(dòng)

以液壓油為介質(zhì)的液壓傳動(dòng)在工程機(jī)械中得到了廣泛應(yīng)用，但液壓油的滲漏會(huì)對(duì)主機(jī)和環(huán)境產(chǎn)生污染，這一問題一直困擾著研究人員和使用者。美國(guó)一家公司試驗(yàn)研究采用純水代替液壓油作傳動(dòng)介質(zhì)，并取得了階段性的研究成果，現(xiàn)已將其應(yīng)用到道路清掃車的側(cè)刷和臥刷驅(qū)動(dòng)、垃圾料箱的傾卸及箱門的關(guān)閉等系統(tǒng)上，清掃車的功率為50kW，行走為機(jī)械驅(qū)動(dòng)，集塵方式為機(jī)械式。純水傳動(dòng)技術(shù)必將會(huì)對(duì)工程機(jī)械行業(yè)帶來新的技術(shù)變革。

（二）計(jì)算機(jī)輔助鏟土運(yùn)輸技術(shù)與GPS定位

卡特彼勒將其雄偉計(jì)劃命名為采礦鏟土運(yùn)輸技術(shù)系統(tǒng)（METS）。METS包括多種多樣的技術(shù)產(chǎn)品，如無線電數(shù)據(jù)通信、機(jī)器監(jiān)測(cè)、診斷、工作與業(yè)務(wù)管理軟件和機(jī)器控制等裝置。在運(yùn)行中，機(jī)載系統(tǒng)通過無線電接收整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)中的鏟土運(yùn)輸數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)或現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都顯示在駕駛室內(nèi)的一個(gè)屏幕上，司機(jī)在駕駛室內(nèi)能直觀地了解機(jī)器的作業(yè)位置，并準(zhǔn)確地判斷需要挖掘、回填或裝載的土方量。CAES Office軟件與來自裝有CAES的機(jī)器的數(shù)據(jù)相結(jié)合，產(chǎn)生一個(gè)集成的實(shí)時(shí)作業(yè)模型，使業(yè)主能在接近實(shí)時(shí)條件下對(duì)現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)處監(jiān)控各種作業(yè)。

（三）裝載機(jī)新技術(shù)與新結(jié)構(gòu)

為了提高裝載機(jī)的作業(yè)生產(chǎn)率，各生產(chǎn)廠商在廣泛采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的同時(shí)，經(jīng)過不懈地努力，相繼研制出許多超強(qiáng)功能的系統(tǒng)?，F(xiàn)列舉如下：一是行駛平穩(wěn)性控制系統(tǒng)——在動(dòng)臂舉升油缸液壓回路中增加一個(gè)蓄能器，以衰減工作裝置在機(jī)器行駛過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，減少裝載機(jī)的顛簸；二是動(dòng)力電子控制/管理系統(tǒng)——根據(jù)傳動(dòng)裝置及液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，以滿足不同作業(yè)工況的需要，提高燃料的經(jīng)濟(jì)性；三是關(guān)鍵信息顯示/管理系統(tǒng)——采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，在辦公室的控制中心實(shí)時(shí)監(jiān)控裝載機(jī)的作業(yè)狀態(tài)，據(jù)此向司機(jī)提供基于文字提示的精確的故障診斷信息；四是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)管理系統(tǒng)——燃油噴射控制及維護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)最佳性能的電子控制模塊，亦可與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行通信，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)提醒司機(jī)注意，Cat3516B型發(fā)動(dòng)機(jī)裝備有此模塊。

（四）乳化瀝青道路養(yǎng)護(hù)機(jī)械

乳化瀝青道路養(yǎng)護(hù)機(jī)械主要用于減少路面損壞和路面磨損的養(yǎng)護(hù)作業(yè)。乳化瀝青道路養(yǎng)護(hù)機(jī)械的施工材料為破碎的級(jí)配合理的石料、瀝青乳化劑和水?dāng)嚢璩傻幕旌狭?，也可使用一些添加劑，如礦物質(zhì)添加劑、破乳劑和阻延劑等；該類型的機(jī)械主要包括6類設(shè)備，即乳化瀝青制作設(shè)備、乳化瀝青的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、路面再生拌和機(jī)和路面噴補(bǔ)機(jī)。乳化瀝青道路養(yǎng)護(hù)機(jī)械作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)有維修迅速、交通中斷時(shí)間短、可延長(zhǎng)道路的使用壽命、維修路面后降低了道路交通噪聲、可增大路表面附著力系統(tǒng)、減少車輛的能量消耗等。

三、工程機(jī)械未來發(fā)展趨勢(shì)

（一）系列化和特大型化

國(guó)外著名大公司逐步實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品系列化進(jìn)程，形成了從微型到特大型不同規(guī)格的產(chǎn)品。與此同時(shí)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短。所謂特大型工程機(jī)械，是指其裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率超過7 355kW，主要用于大型露天礦山或大型水電工程工地，產(chǎn)品特點(diǎn)是科技含量高、研制與生產(chǎn)周期較長(zhǎng)、投資大市場(chǎng)容量有限、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)主要集中少數(shù)幾家公司，因此，我國(guó)必須加大研發(fā)力度才能避免在此方面受制于國(guó)外。

（二）多用途和微型化

為了全方位地滿足不同用戶的需求，我國(guó)工程機(jī)械在朝著系列化、特大型方向發(fā)展的同時(shí)，應(yīng)發(fā)展多用途、微型化的工程機(jī)械。一方面，工程機(jī)械通用性的提高，可使用戶在不增加投資的前提下充分發(fā)揮設(shè)備本身的效能，能完成更多的工作；另一方面，為了盡可能地用機(jī)器作業(yè)替代人力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率，適應(yīng)城市狹窄施工場(chǎng)所的使用要求，小型及微型工程機(jī)械有了用武之地。

（三）制造和管理智能化

市場(chǎng)變化頻繁和難以預(yù)測(cè)，產(chǎn)品更新速度不斷加快，顧客對(duì)產(chǎn)品的需求趨向個(gè)性化、多樣化，生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)不斷提高，信息化技術(shù)的應(yīng)用愈來愈廣泛，使制造業(yè)生產(chǎn)模式和管理方式發(fā)生了根本改變：企業(yè)生產(chǎn)從面向產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蚩蛻?、面向需求、面向服?wù)；企業(yè)的主要生產(chǎn)要素正從勞動(dòng)力和資本轉(zhuǎn)向知識(shí)；企業(yè)的生產(chǎn)過程正從流水線式和自動(dòng)線式、單品種固定式規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)向多品種、柔性、并行式、智能化的集約生產(chǎn)；與此相應(yīng)的企業(yè)管理模式，也應(yīng)向能夠充分發(fā)揮人的智力和創(chuàng)造性，快速反應(yīng)市場(chǎng)需求的智能化分布式網(wǎng)絡(luò)合作生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

（四）節(jié)能與環(huán)保

大量工程機(jī)械所消耗的資源、排放的污染物對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了難以估計(jì)的負(fù)荷，為提高產(chǎn)品的節(jié)能效果和滿足日益苛刻的環(huán)保要求，應(yīng)主要從降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放、提高液壓系統(tǒng)效率和減振、降噪等方面入手，例如國(guó)外個(gè)別廠家生產(chǎn)的工程機(jī)械產(chǎn)品，機(jī)外品噪聲已降至72dB。

結(jié)束語：綜上所述，隨著現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工程機(jī)械的發(fā)展已經(jīng)逐漸進(jìn)入到了高水平階段，并且呈現(xiàn)出智能、節(jié)能、低成本的特點(diǎn)，在實(shí)際工程建設(shè)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，特別是智能自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)逐漸代替了人力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了工程建設(shè)的高效率和高質(zhì)量，推動(dòng)和促進(jìn)了工程建設(shè)領(lǐng)域的快速發(fā)展。

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