【導(dǎo)讀】reliableproduct.

　　

【正文】 改造了傳統(tǒng)的工程機(jī)械產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造及輔助管理裝備了工程機(jī)械制造業(yè)， IT 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也裝備了工程機(jī)械的銷售與信息傳遞系統(tǒng)，從而讓人們看到了一個(gè)全新的工程機(jī)械行業(yè)。新的工程機(jī)械產(chǎn)品在工作效率、作業(yè)質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)、操作性能及自動(dòng)化程度諸多方面都是以往所不可比擬的，并且在向著進(jìn)一步的智能化和機(jī)器人化方向邁進(jìn) 。 作業(yè)原理創(chuàng)新：新法破土與高頻振動(dòng) 隨著科學(xué)技術(shù)研究水平的不斷發(fā)展，工程機(jī)械的作業(yè)理論也在不斷地創(chuàng)新。工程機(jī)械的作業(yè)原理包括對(duì)土石方的切割、破碎、回填，對(duì)土工材料的篩分、混合與加熱，對(duì)混合料的攤鋪、找平與壓實(shí)等。這些作業(yè)理原先是以仿生學(xué)與牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的，而近現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展為工程機(jī)械作業(yè)原理的創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。例如機(jī)械振動(dòng)、脈沖、射流、光電效應(yīng)及熱物理學(xué)的應(yīng)用， 為工程機(jī)械節(jié)省資源，改善施工質(zhì)量、提高生11 產(chǎn)效率、工作可靠性、駕駛舒適性與自動(dòng)化程度創(chuàng)造了條件。 挖掘機(jī)、推土機(jī)、裝載機(jī)等土方工程機(jī)械切割破土， 現(xiàn)在有了無(wú)斗銑切法、高頻振動(dòng)法、液氣射流法及微孔破土法。使用新的破土作業(yè)原理改造的鏟斗、松土器可以開挖高強(qiáng)度的巖土，在一般情況下都可以降低單位土方費(fèi)用與提高生產(chǎn)效率，并且在靠近建筑物挖土?xí)r可代替鉆孔 — 爆破法施工。 振動(dòng)壓路機(jī)是利用機(jī)械振動(dòng)而又要達(dá)成 “ 振地不振人 ” 作業(yè)效果的最有力說明。高頻振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)的應(yīng)用是近代動(dòng)力學(xué)在工程機(jī)械上的重要科研成果，在振動(dòng)壓路機(jī)上同時(shí)應(yīng)用了振動(dòng)與隔振理論。 20 世紀(jì) 90 年代以來，出現(xiàn)了水平振動(dòng)（振蕩）與垂直振動(dòng)的定向振動(dòng)壓實(shí)方法，以及無(wú)級(jí)調(diào)幅振動(dòng)和不同于簡(jiǎn)諧振動(dòng)的混沌振動(dòng)等振動(dòng)壓實(shí) 作業(yè)原理，并且形成了相應(yīng)系列的振動(dòng)壓路機(jī)。沖擊式壓路機(jī)打破了原有傳統(tǒng)的圓柱形滾輪結(jié)構(gòu)，使用具有 35 個(gè)邊的多邊形壓滾由牽引車拖行，以每秒 23 次順序地沖擊地面。這種劇烈沖擊具有地震波的傳播特性，其壓實(shí)深度隨碾壓遍數(shù)而遞增，在 5m 深處的壓實(shí)度可達(dá) 90%92%。沖擊壓路機(jī)具有靜壓沖擊、振動(dòng)搗實(shí)與揉搓的綜合作用，適合大型填方、塌陷土壤和干砂填筑工程的壓實(shí)。 瀝青混凝土攤鋪機(jī)慰平工作裝置更是工程機(jī)械作業(yè)原理創(chuàng)新的典型例子。慰平板使用柴油、液化氣或電加熱和 72Hz 的調(diào)頻振動(dòng)，并采用紅外線、激光或超聲波找平， 是多學(xué) 科高新技術(shù)的應(yīng)用。這其中的找平技術(shù)也可以應(yīng)用到平地機(jī)上，作為地平或坡面的精細(xì)找平。 調(diào)頻率機(jī)械振動(dòng)還通常用于鑿巖、石料破碎與篩分及沉拔樁等工程施工。石料的烘干可以使用柴油、重油和煤粉多種燃料的燃燒器，瀝青的脫桶、加熱及瀝青混合料的攪拌與保溫過程中都充分運(yùn)用了熱物理學(xué)原理。瀝青的乳化與改性都是一些化學(xué)物理反應(yīng)的具體應(yīng)用。 傳動(dòng)方式創(chuàng)新：普及液壓與電氣傳動(dòng) 液壓傳動(dòng)在 20 世紀(jì) 60 年代開始應(yīng)用到了壓路機(jī)上，只十多年的時(shí)間就得到了推廣和普及?，F(xiàn)在壓路機(jī)的行走、振動(dòng)、轉(zhuǎn)向及制動(dòng)等系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了全液壓傳動(dòng)。液壓傳 動(dòng)大大簡(jiǎn)化了壓路機(jī)傳動(dòng)與操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，液壓傳動(dòng)平穩(wěn)、操縱方便省力、容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速和自動(dòng)控制、從總體上提高了壓路機(jī)的生產(chǎn)效率與壓實(shí)質(zhì)量?，F(xiàn)在國(guó)外市場(chǎng)上已經(jīng)很少見到機(jī)械傳動(dòng)的壓路機(jī)了。 靜液壓傳動(dòng)技術(shù)于 70 年代開始應(yīng)用到了推土機(jī)上，并且很快推廣到了一些中小型推土機(jī)和裝載機(jī)上，美國(guó)約翰 迪爾公司、卡特彼勒公司、德國(guó)利渤海爾公司及日本小松制作所都生產(chǎn)和銷售全液壓推寺機(jī)與裝載機(jī)。靜液壓傳動(dòng)不使用液力變矩器，12 還省去了離且器與行車制動(dòng)器及部分機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，能利用安全閥對(duì)機(jī)械和液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，并以較小的索引功率發(fā) 揮最大的索引力，其剩余的功率可用在機(jī)器的輔助操作上。 德國(guó)的德馬克公司和利渤海爾公司公別于 1954年和 1955年率先開發(fā)了全液壓挖掘機(jī)，但靜液壓傳動(dòng)在挖掘機(jī)上大量的推廣應(yīng)用也是在 70 年代。自 80 年代初以來，挖掘機(jī)從大到小正逐步實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)行走、回轉(zhuǎn)與挖掘機(jī)的全液壓化。在國(guó)際市場(chǎng)上的挖掘機(jī)，已全部淘汰了各種機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 誕生歷史比較晚的路面機(jī)械更是以全液壓傳動(dòng)為主，如攤鋪機(jī)、穩(wěn)定土拌和機(jī)、路面銑刨機(jī)等，液壓傳動(dòng)的平穩(wěn)性有助于提高路面的鋪筑質(zhì)量。在鑿巖臺(tái)車和鑿巖機(jī)上，液壓傳動(dòng)已取代了以往的氣動(dòng)，現(xiàn)代輪式起重機(jī)和 樁工機(jī)械也工向全液壓化的方向發(fā)展。 電力在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用雖然已有很長(zhǎng)的歷史了，但在移動(dòng)式機(jī)械上使用尚不多見。這首先是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的能容量小，一臺(tái)電動(dòng)機(jī)與同功率的液壓馬達(dá)相比，其重量和體積要大好多倍，這給機(jī)器的空間布置帶來了很大困難。另外，電氣傳動(dòng)的效率比效低，而消耗有色金屬量大。但電氣傳動(dòng)能很好地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、電氣制動(dòng)和功率分流，電傳動(dòng)更方便和易于大型礦車、大型挖掘機(jī)和大型裝載機(jī)上，以發(fā)動(dòng)機(jī) — 發(fā)電機(jī)— 電動(dòng)車輪傳遞行駛動(dòng)力。德國(guó)福格勒公司還試制了電動(dòng)車輪傳遞行駛動(dòng)力。德國(guó)福格勒公司還試制了電傳動(dòng)的瀝青攤鋪機(jī)， 該機(jī)的所有回轉(zhuǎn)系統(tǒng)都用電馬達(dá)帶動(dòng)，只有料斗開合與慰平板找平油缸仍使用液壓傳動(dòng)。另外就是在作業(yè)區(qū)域移動(dòng)較小的采礦工地上，使用了電力拖動(dòng)的大型挖掘機(jī)的裝載機(jī)，這種電力拖動(dòng)使用電纜傳輸動(dòng)力而不必在機(jī)器上安裝發(fā)動(dòng)機(jī)。 人機(jī)工程創(chuàng)新：以人為本與簡(jiǎn)化操作 20 世紀(jì) 80 年代以來，世界上許多大的工程機(jī)械制造公司都投入很大的人力和資金促進(jìn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究和應(yīng)用。人機(jī)工程學(xué)是 “ 以人為本 ” 的設(shè)計(jì)思想，注重機(jī)器與人的相互協(xié)調(diào)，提高人機(jī)安全性、駕駛舒適性，方便于司機(jī)操作和技術(shù)保養(yǎng)，這樣既改善了司機(jī)的工作條件，又提高了生產(chǎn)效率 ，有的國(guó)家對(duì)工程機(jī)械的振動(dòng)、噪聲、廢氣排放和防翻滾與落物制定了新的標(biāo)準(zhǔn)，甚至付諸法律?，F(xiàn)在各類工程機(jī)械都是設(shè)計(jì)有防翻滾和落物保護(hù)裝置，以保護(hù)司機(jī)的人身安全，并且都是與駕駛室分別設(shè)計(jì)和安裝。駕駛室內(nèi)有足夠的人體空間和開闊的視野，并采取必要的密封、減振、降噪和控溫措施。室內(nèi)的座椅、操縱桿件、儀表與監(jiān)視器都按人機(jī)工程學(xué)布置，并且盡量減少操縱部位與操縱力。為了減輕司機(jī)的疲勞，選用懸浮式減振座椅，并研制了氣13 — 液懸持系統(tǒng)的駕駛室底板。 電子技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用，大大簡(jiǎn)化了司機(jī)的操作程序和提高了機(jī)器的技術(shù)性能。利用電子 控制可以自動(dòng)選擇機(jī)器的作業(yè)模式，例如挖掘機(jī)的 3 種作業(yè)模式 ——?jiǎng)颖蹆?yōu)先、回轉(zhuǎn)優(yōu)先和微調(diào)整，串聯(lián)振動(dòng)和雙輪全振動(dòng)等。利用電子監(jiān)測(cè)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除機(jī)器系統(tǒng)的故障，例如發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油失壓、風(fēng)扇傳動(dòng)帶斷裂、液壓油污染或過熱和濾油器堵塞等，均能及時(shí)發(fā)出聲響或燈光報(bào)警，利用電子傳感器經(jīng)微電腦處理可以自動(dòng)檢測(cè)機(jī)器的工作質(zhì)量，如隨機(jī)檢測(cè)振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)度，自動(dòng)檢測(cè)與調(diào)整瀝青混合料的級(jí)配比例與出料溫度等。 美國(guó)消音技術(shù)公司研制了一種電子消音器，通過電子儀器分析發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲的波形結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生一種與之相位差 180176。 的干擾聲波，這 種 “ 抗噪聲 ” 與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的噪聲相抵消，從而過到消聲的目的。這種電了消音器還可用于消除發(fā)動(dòng)機(jī)的基本噪聲和駕駛室內(nèi)的噪聲。通過消音和隔離的工程機(jī)械駕駛室內(nèi)噪聲可以降低到 70dB（ A）以下。 另外，通過集中潤(rùn)滑、自動(dòng)潤(rùn)滑及故障自動(dòng)報(bào)警，大大減少了工程機(jī)械的維修工作量。德萊賽公司裝載機(jī)鉸接軸的潤(rùn)滑周期可延長(zhǎng)到 2020h，更換機(jī)油和濾清器的周期延長(zhǎng)到 250h；卡特彼勒公司裝載機(jī)的日常檢修時(shí)間縮短到 ，使用 100h 的技術(shù)保養(yǎng)時(shí)間也僅有 67min。 外觀造型創(chuàng)新：工業(yè)設(shè)計(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào) 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高 速發(fā)展，推動(dòng)著社會(huì)的進(jìn)步，給人類帶來了高度的物質(zhì)文明與精神文明。工業(yè)設(shè)計(jì)即是工業(yè)產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)，也稱其為產(chǎn)品的藝術(shù)造型。機(jī)械產(chǎn)品的藝術(shù)造型應(yīng)能體現(xiàn)其功能的合理性及外在質(zhì)量的統(tǒng)一性，還應(yīng)體現(xiàn)出產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性和符合時(shí)代感的審美要求。 對(duì)于工程機(jī)械，有人說 “ 貨賣一張皮 ” 那是言過其實(shí)，但不重視造型設(shè)計(jì)肯定是不可取的。工程機(jī)械的造型設(shè)計(jì)可以使機(jī)器的形態(tài)與其結(jié)構(gòu)、功能及使用要求相統(tǒng)一，并與人的生理及心理相協(xié)調(diào)。這種造型設(shè)計(jì) 應(yīng)包括各部的比例得當(dāng)，形體流暢、色彩協(xié)調(diào)、儀表布置美觀以及便于直觀操作和有醒目的商標(biāo)符號(hào)。 現(xiàn)在世界各大公司都非常重視產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計(jì) ，并且出現(xiàn)了專門的研究和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。 居世界領(lǐng)先地位的壓實(shí)機(jī)左制造商 —— 寶馬公司，其第三化壓實(shí)機(jī)械的機(jī)器造型由工業(yè)設(shè)計(jì)專家 設(shè)計(jì)，產(chǎn)生了良好的綜合效果。該系列拆裝更換濾清器、傳動(dòng)件、軟管及日常保養(yǎng)都是很方便。采用圓弧形的現(xiàn)代駕駛室和在傾角的發(fā)動(dòng)機(jī)罩視野開闊、線條流暢，具有時(shí)代氣息。駕駛方向盤的高度與傾角可調(diào)，選用舒14 適的高靠背可調(diào)減振座椅，給駕駛員準(zhǔn)備了良好的操作環(huán)境。儀器儀表盤設(shè)計(jì)合理，易于觀察和控制，發(fā)動(dòng)機(jī)罩的傾斜給駕駛員提供了良好的視角。 液壓轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)移到了駕駛室外，以減少駕駛室內(nèi)的發(fā)熱與噪聲。圓弧形的擋風(fēng)玻璃和駕駛室的四個(gè)外支承可隔離噪聲與振動(dòng)，使室內(nèi)的噪聲低于 70dB(A)。 其它的許多工程機(jī)械也都是不同程度地注重了工業(yè)設(shè)計(jì)，例如零部件布置盡量下移，以降低整機(jī)重心；適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大支承面積，以增加機(jī)器的穩(wěn)定度；左右布置盡量對(duì)稱，以符合人的美感；去掉一些外觀造型的尖角、棱邊，以顯示線條的流暢等。工程機(jī)械的油漆更是其工業(yè) 設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，整機(jī)的色調(diào)應(yīng)能引人注意，增加作業(yè)環(huán)境的安全，并與野外施工現(xiàn)場(chǎng)的綠樹田野相映襯、協(xié)調(diào)，使用套色的水平腰線和增加 下車的色彩濃度可以增加機(jī)器的視覺穩(wěn)定性等。 ５ 、人工智能創(chuàng)新：靈性機(jī)器與機(jī)器人化 工程機(jī)械在工程建設(shè)領(lǐng)域代替了人的體力勞動(dòng)，擴(kuò)展了人的手腳功能，但傳統(tǒng)機(jī)械還未能解決好人的體力和生理負(fù)擔(dān)問題，更不要說解脫人的精神和心理負(fù)擔(dān)了?，F(xiàn)代化工程機(jī)械應(yīng)該是賦予了其靈性，有靈性的工程機(jī)械是有思維頭腦（微電腦）、感覺器官（傳感器）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（電子傳輸）、五臟六腑（動(dòng)力與傳動(dòng)）及手足骨骼（工作機(jī)構(gòu)與行走裝置）的機(jī)電信一體化系統(tǒng)。 機(jī)電信一體化并非機(jī)電與信息技術(shù)的簡(jiǎn)單結(jié)合，它所構(gòu)成的系統(tǒng)必須具備 5 項(xiàng)功能： ① 具有檢測(cè)和識(shí)別工作對(duì) 象與工作條件的功能； ② 具有根據(jù)工作目標(biāo)自行作出決策的功能； ③ 具有響應(yīng)決策、執(zhí)行支動(dòng)作的功能； ④ 具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作過程與自我修正的功能； ⑤ 具有自 z 身安全保護(hù)和故障排除功能。這也就是工程機(jī)械智能化的一些具體目標(biāo)。 在工程機(jī)械的智能化過程中，自始至終充滿著自學(xué)習(xí)技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)的運(yùn)用?，F(xiàn)在機(jī)電信一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的全面控制，機(jī)器正在被賦予各種感覺與智慧。在工藝過程與工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，工程機(jī)械將從局部自動(dòng)化過渡到全面自動(dòng)化，并且向著遠(yuǎn)距離操縱和無(wú)人駕駛的趨勢(shì)發(fā)展。隨著人工智能的介 入，工程機(jī)械將加快快其現(xiàn)代進(jìn)程，使逐步過渡到完全智慧化的作業(yè)機(jī)器人目標(biāo)。到那時(shí)，一些新的機(jī)器人化作業(yè)程序就會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。