机械设计基础论文

《机械设计基础论文》

（2013—2014上学期）

题目：工程机械的发展史现状及未来发展趋势

姓名：杨婷

学号：1209034228

班级：2012级食品科学系生物工程（2）班

授课教师：李书环

时间：2013年12月10日

工程机械的发展史现状及未来发展趋势

摘要:对工程机械的发展现状及未来的发展方向进行了介绍。采用新技术与新结构设计工程机械产品,提高整机可靠性。开发智能化、多功能、多机型的产品,提高电子信息技术含量,完善产品的成套化,系列化和通用化,并向安全舒适的操作环境和节能环保的绿色型工程机械方向发展。

关键词:工程机械 智能化 节能与环保

前言：工程机械是装备工业的重要组成部分。概括地说，凡土石方施工工程、路面建

设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备，称为工程机械。它主要用于国防建设工程、交通运输建设，能源工业建设和生产、矿山等原材料工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域。

一、 工程机械的发展

人类采用起重工具代替体力劳动已有悠久历史。史载公元前1600年左右中国已使用桔槔和辘轳。前者为一起重杠杆，后者是手摇绞车的雏形。古代埃及和罗马，起重工具也有较多应用。近代工程机械的发展，始于蒸汽机发明之后，19世纪初，欧洲出现了蒸汽机驱动的挖掘机、压路机、起重机等。此后由于内燃机和电机的发明，工程机械得到较快的发展。第二次世界大战后发展更为迅速。其品种、数量和质量直接影响一个国家生产建设的发展，故各国都给予很大重视。而如今，在各种工程机械上都可以看到无线控制功能，厦门微特科技有限公司。从事无线工业控制系统多年，承接各种无线自动话设备、工程机械的改装及维护，让控制无线可能。

二、 工程机械的现状及未来的发展方向

随着现代社会经济建设的快速发展,工程机械车辆使用的普及率越来越高。它已从过去的港口码头和基建工地,进入到了整个社会,成为当今社会生产和人们生活中不可缺少的工具。工程机械车辆在我国有一定的市场需求,并愈来愈显示出它的重要作用。近年来,国家和地方性工程建设项目投资来源呈多元化发展趋势,国家投资、地方投资、世行贷款、国际财团、民营资本等为国产工程机械车辆发展提供了良好的外部环境。近几年我国工程机械车辆销售出现了󰀂井喷 现象,各主要类型产品的销售均出现了较大的增幅。

工程机械车辆在工程建设领域代替了人的体力劳动,并扩展了人的手脚功能。尤其是现代化的工程机械车辆都被赋予了灵性,智能化的工程机械车辆是具有思维头脑、感觉器官、神经网,五脏六腑及手足骨骼的机电信一体化系统。新的工程机械车辆产品在工作效率、作业质量、环境保护、操作性能及自动化程度诸多方面都是以往的车辆产品所不可比拟的,并且在向着进一步的智能化和机器人化方向迈进。

在基础建设中,新材料、新结构和新问题的出现,必将带来建筑工程施工工艺技术的发展和变化,还会对工程机械产品提出新的要求,促使工程机械行业的新技术不断出现。因此工程机械行业的技术变革将成为今后机械产品技术进步比较活跃的一个因素。为了提高工程机械产品的作业生产率,近年来,国外工程机械生产厂商以信息技术为先导,在广泛采用新技术、新结构的基础上,经过努力,相继研制出许多超强功能的系统。在发动机燃料燃烧与电控、液压控制系统、自动操纵、可视化驾驶、精确定位与作业、故障诊断与监控、节能与环保等方面,进行了大量的研究,开发出许多新结构和新产品。提高了工程机械的高科技含量,促进了工程机械的发展。随着微电子技术向工程机械的渗透,现代工程机械日益向智能化和机电一体化方向发展。进入21世纪以来,国外工程机械进入了一个新的发展时期,在广泛应用新技术的同时,不断涌现出了新结构和新产品。继完成提高整机可靠性任务之后,技术发展的重点放在增加产品的电子信息技术含量和智能化程度,努力完善产品的标准化、系列化和通用化,改善驾驶人员的工作条件,向节能、环保方向发展。

三、 采用新技术与新结构打造工程机械产品

3.1高压水射流切割机械技术

高压水射流切割机械技术首次出现于2000年美国拉斯维加斯工程机械博览会上,被评为公路维修作业中的一个创新。切割机器在路桥的维修中采用高压水射流为切割动力,完成

对水泥构件的切割。其主要特点是作业中对相邻的无需维修的构件不造成损害,且施工噪声低、无灰尘。

3.2纯水介质作液压传动

以液压油为介质的液压传动在工程机械中得到了广泛应用,但液压油的渗漏会对主机和环境产生污染。这一问题一直困扰着研究人员和使用 者。美国一家公司试验研究采用纯水代替液压油作传动介质,并取得了阶段性的研究成果。现已将其应用到道路清扫车的侧刷和卧刷驱动、垃圾料箱的倾卸及箱门的关闭等系统上。清扫车的功率为50kW,行走为机械驱动,集尘方式为机械式。纯水传动技术必将会对工程机械行业带来新的技术变革。

3.3机型向多用途、超小化、微型化发展

为了全方位地满足不同用户的需求,国外工程机械在朝着系列化、特大型化方向发展的同时,也进入了多用途、超小型化、微型化的发展阶段。推动这一发展的首个因素是液压技术的发展通过对液压系统的合理设计,使得工作装置能够完成多种作业功能。其次是快速可更换连接装置的诞生###安装在工作装置上的液压快速可更换连接器,能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动连接,使得更换附属作业装置的工作在司机室通过操纵手柄即可快速完成。一方面,工作机械通用性的提高,可使用户在不增加投资的前提下充分发挥设备本身的效能,能完成更多的工作;另一方面,为了尽可能地用机器作业替代人力劳动,提高生产效率,适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求,小型及微型工程机械有了用武之地,并得到了较快的发展。为适应市场的需求,各生产厂商都相继推出了多用途的小型和微型工程机械。如卡特彼勒公司生产的汀系列综合多用机、克拉克公司生产的山猫牌产品等。目前国际上推出微型工程机械的公司主要有Komatsu、Textron等公司。Caterpillar公司是国际微型工

程机械的带头人,其涉及的产品主要有:挖掘机、挖掘装载机、振动压路机、冲击锤、高空作业车等。

四．工程机械的自动化、智能化、模块化和组合化

4.1遥控与无人驾驶工程机械

遥控与无人驾驶工程机械主要用于完成有害及危险环境下的施工作业。美国及日本均拥有此类产品并仍在研究该项技术。在垃圾填埋场的压实推土机械中,美国一工程机械公司采用了无线 遥控技术及卫星定位系统,控制机械设备的作业。采用该技术可提高作业效率,保障了人身安全与健康。日本一工程机械公司最近研制成功出一种在断崖体上作业的挖掘机。机器体积较小,采用了遥控驾驶技术,可彻底避免人身伤害,提高了作业效率。

4.2车载计算机辅助土方作业系统技术

20世纪90年代中期,国外开始研究工程机械车载计算机辅助土方作业系统技术。这项技术的核心的是研究土方机械动力学控制系统,运用车辆的行驶理论,通过数学算法和控制逻辑,监测行走系统的滑转率及发动机的功率输出。系统利用电子计算机技术,将土方机械的作业工况、作业介质和机器状况,由计算机进行动态的评估计算,实现土方机械作业的最佳输出功率,并通过显示器提供给驾驶员,达到最佳的作业生产率控制。这样可使土方机械在环境恶劣的作业场地中产生最大的驱动力。

五． 节能与环保的绿色工程机械

为提高产品的节能效果和满足日益严格的环保要求,国外工程机械公司主要从降低发

动机排放、提高液压系统效率和减振、降噪等方面入手。目前,卡特彼勒公司生产的功率为15kW~150kW的柴油发动机中,6缸、7.2L、自重588Kg、功率为131kW~205kW的3126B型环保指标最好,满足了EPATier)和EUStage)排放标准。卡特彼勒3516B型发动机装有电子喷射装置及ADEM模块,可提高22%的喷射压力,便于燃油完全高效的燃烧,燃烧效率可提高5%,NoX下降40%,扭矩增加35%。有些厂家生产的工程机械产品,机外噪声已降至72dB(A)。绿色环保型工程机械理念已经显露。

六． 总结

2000年及以后的较长一段时期内，工程机械具有广阔的国内外市场。具体来说，工程机械的市场可分为五大块。

1、在国家西部大开发战略的引导下，西部经济建设将掀起高潮，这是工程机械的新市厂需要注意的是，在西部高原及沙漠地区，其独特的自然条件要求使用高原型工程机械。国外发达国家的高原型工程机械已形成定型的机种，而中国不少工程机械企业对高原型工程机械的开发研究尚未进行，或处于起步阶段，现有机种难以适应西部的特殊要求。

2、为了保护生态环境，全国七大水系河道的清淤，几大湖泊的退田还湖，几万公里堤坝的加固，需要较多的通用工程机械和一些特殊的工程机械（如长臂挖掘机、清淤船等）。另外，抢险抗灾用的特殊工程机械（如高通过性微型挖掘机、危岩挖掘机等）的需求也日益增多。

3、随着农业结构的调整，农村需要小型、简单、实用、价廉的农用工程机械来从事农业基础设施建设和农业产业化生产。

4、小城镇建设，园林绿化及维护，林业开发，港口、铁路、机场高速公路的维护，工厂生产等建设或非建设行业，也日益广泛使用通用或专用工程机械。

5、工程机械是国际贸易中的主要机械产品之一，年贸易额约350亿美元。其中美国和日本占世界市场份额的50%以上。中国工程机械的总体水平与发达国家相比，落后10～15年，但也有少量产品接近国际水平，且因价格低廉而受发展中国家欢迎。一些节省劳动力、提高劳动生产率、降低作业成本的产品（如叉车、小型搬运车等）也受欧美市场欢迎。中国工程机械产品年出口额仅为2.5亿～3亿美元，所以出口潜力很大。

工程机械具有广阔的国内外市场前景。

参考文献：纪名刚，机械设计（第七版），高等教育出版社，2005

朱龙根，机械系统设计（第二版），机械工业出版社，2002

《现代工程机械液压与液力使用技术》

《现代工程机械液压系统分析》

《机械发展轨迹》

《机械工程概论》

《工程机械理论》

宾夕法尼亚州立大学并联式混合动力电动汽车wattmuncher的设计与开发

《全美经典》机械振动书(中文的）

工程机械发展前景（百度百科）

《毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论》论文

（2013—2014上学期）

题目：贯彻落实科学发展观 推进社会主义新农村建设

姓名：杨婷

学号：1209034228

班级：2012级食品科学系生物工程（2）班

授课教师：王淑娟

时间：2013年12月