工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)分析

　　近年來(lái)，隨著建筑施工和資源開(kāi)發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)工程機(jī)械需求量迅速增加，因而對(duì)其可靠性、維修性、安全性和燃油經(jīng)濟(jì)性也提出了更高的要求。
　　1、系列化、特大型化
　　系列化是工程機(jī)械發(fā)展的重要趨勢(shì)。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)額定功率超過(guò)746kW（1 000HP）。它們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)主要集中在少數(shù)幾家公司。
　　2、多用途、超小型化、微型化
　　為了全方位地滿足不同用戶的需求，工程機(jī)械在朝著系列化、特大型化方向發(fā)展的同時(shí)，已進(jìn)人多用途、超小型化、微型化發(fā)展階段。推動(dòng)這一發(fā)展的因素首先源于液壓技術(shù)的發(fā)展——通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，使得工作裝置能夠完成多種作業(yè)功能；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)所以及在貨棧、碼頭、倉(cāng)庫(kù)、艙位、農(nóng)舍、建筑物層內(nèi)和地下工程作業(yè)環(huán)境的使用要求，小型及微型工程機(jī)械有了用武之地，并得到了較快的發(fā)展。
　　3、多功能化
　　多功能化作業(yè)裝置改變了單一作業(yè)功能，多種作業(yè)已從中、大型工程機(jī)械應(yīng)用的局限中解脫出來(lái)，在小型和微型工程機(jī)械上也開(kāi)始了應(yīng)用。
　　4、微電子技術(shù)、信息技術(shù)的普及
　　利用GPS(全球定位系統(tǒng))、GIS和GSM技術(shù)，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(wú)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。METS由以下3部分組成：（1）計(jì)算機(jī)輔助鏟土運(yùn)輸系統(tǒng)（CAES）。包括機(jī)載計(jì)算、em級(jí)GPS微波定位和高速無(wú)線電通信3項(xiàng)技術(shù)。（2）關(guān)鍵信息管理系統(tǒng)（VIMS）。VIMS系統(tǒng)監(jiān)測(cè)機(jī)器中極其關(guān)鍵的性能與作業(yè)參數(shù)，并且通過(guò)無(wú)線電將數(shù)據(jù)從該機(jī)器傳送到業(yè)主辦公室。（3）CAES office軟件。其與來(lái)自裝有CAES的機(jī)器的數(shù)據(jù)相結(jié)合，產(chǎn)生一個(gè)集成的現(xiàn)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)。
　　目前，模塊采礦系統(tǒng)公司的推土機(jī)定位系統(tǒng)有助于司機(jī)完成諸如坡度與推土任務(wù)。駕駛室內(nèi)安裝有圖像控制臺(tái)，向司機(jī)顯示機(jī)器在作業(yè)區(qū)內(nèi)的位置，并實(shí)時(shí)顯示作業(yè)參數(shù)。
　　5、節(jié)能與環(huán)保
　　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，工程機(jī)械公司主要從降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放、提高液壓系統(tǒng)效率和減振、降噪等方面人手。目前，卡特彼勒公司生產(chǎn)功率為15~150kW的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。其中6缸、72L、自重588kg、功率為131~205kW的3126B型環(huán)保指標(biāo)最好，滿足EPATierⅡ和EUStageⅡ排放標(biāo)準(zhǔn)。卡特彼勒3516B型發(fā)動(dòng)機(jī)裝有電子噴射裝置及ADEM模塊，可提高22％的噴射壓力，便于燃油完全、高效燃燒，燃燒效率可提高5％，NOX下降40％，扭矩增加35％。個(gè)別廠家生產(chǎn)的工程機(jī)械產(chǎn)品，機(jī)外噪聲已降至72dB(A)。綠色環(huán)保型工程機(jī)械理念已經(jīng)顯露。人機(jī)工程學(xué)、無(wú)污染綠色施工等成為人們的共識(shí)。
　　近幾年來(lái)裝載機(jī)的設(shè)計(jì)和制造進(jìn)一步體現(xiàn)了以人為本的理念，要為司機(jī)提供一個(gè)更加舒適的環(huán)境，以達(dá)到他們稱之為全自動(dòng)化型的境地。大中型裝載機(jī)駕駛室普遍采用翻車保護(hù)機(jī)構(gòu)（ROPS）和落物撞擊保護(hù)機(jī)構(gòu)（FOPS），室內(nèi)安裝空調(diào)裝置；采用防塵、減振和隔音材料；按人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)的司機(jī)座椅可全方位調(diào)節(jié)，有的已達(dá)轎車座椅的舒適程度，座椅右側(cè)還設(shè)計(jì)有擺放飯盒、水瓶及其它物品的地方，司機(jī)臺(tái)上安裝AM／FM立體聲盒式磁帶收錄機(jī)，為司機(jī)安全作業(yè)提供音頻和視頻信號(hào)。
　　6、計(jì)算機(jī)管理及故障診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及整機(jī)智能化
　　工程機(jī)械集成化和操作與智能控制技術(shù)主要包括：電液控制自動(dòng)換擋變速器技術(shù)、機(jī)電一體化控制技術(shù)、負(fù)荷傳感全功率控制技術(shù)和可編程控制與遙控及無(wú)人操作技術(shù)等。動(dòng)力換擋變速器技術(shù)包括液壓式和電液式，負(fù)載傳感全功率控制是一個(gè)具有壓差的反饋伺服控制系統(tǒng)，對(duì)TQ160A型全液壓履帶式推土機(jī)采用了先導(dǎo)液壓控制系統(tǒng)，小松、卡特彼勒和神鋼采取了根據(jù)不同作業(yè)模式選擇不同油門開(kāi)度和泵排量的分工況控制，還有的采用負(fù)荷傳感技術(shù)進(jìn)行控制，如Danfoss公司的PVG120負(fù)荷傳感型比例控制閥已經(jīng)成功應(yīng)用于某推土機(jī)的設(shè)計(jì)，提高了控制精度。此外，比例控制技術(shù)和伺服控制技術(shù)也在高精度工程機(jī)械控制中得到了廣泛應(yīng)用。
　　推土機(jī)上采用電子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（EMS）和電子復(fù)合控制裝置（即履帶打滑控制系統(tǒng)），逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。EMS可嚴(yán)密控制機(jī)器各主要功能的變化，了解故障發(fā)生的部位，防止司機(jī)誤操作，保證作業(yè)安全。電子復(fù)合控制裝置可把履帶滑移量控制到最低限度，提高履帶行走裝置的壽命，降低油耗，提高生產(chǎn)率另外，裝載機(jī)上可安裝電控式或微機(jī)控制的自動(dòng)換擋變速器，以及電子稱量、電子消聲器、計(jì)算機(jī)監(jiān)控等裝置，簡(jiǎn)化操作，確保安全。鏟運(yùn)機(jī)上采用微機(jī)處理機(jī)控制變矩器、變速器，代替純液壓控制，使操作更輕便。應(yīng)用激光技術(shù)使鏟運(yùn)機(jī)平整場(chǎng)地作業(yè)精度更高。另外又在開(kāi)發(fā)電子控制的短軸距平地機(jī)。
　　7、優(yōu)秀的設(shè)計(jì)
　　優(yōu)秀的設(shè)計(jì)是延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命的首要環(huán)節(jié)。新卡特彼勒一三菱公司運(yùn)用負(fù)荷分析方法，準(zhǔn)確地進(jìn)行了推土機(jī)等在施工現(xiàn)場(chǎng)的受力部件的應(yīng)力分析，提出了延長(zhǎng)機(jī)件壽命的設(shè)計(jì)（長(zhǎng)壽設(shè)計(jì)）。如用螺旋齒代替漸開(kāi)線齒輪，使重迭系數(shù)增大；分散負(fù)荷，如采用三角形履帶行走系代替常見(jiàn)的履帶行走系，將驅(qū)動(dòng)輪從常規(guī)的觸地式移至三角形頂部，與地面脫離接觸，使驅(qū)動(dòng)輪承受的沖擊負(fù)荷、作業(yè)負(fù)荷大幅度減小；為減少熱量，采用濕式離合器、濕式制動(dòng)器等，以減少摩擦熱。設(shè)計(jì)時(shí)努力改善機(jī)械的維修性是延長(zhǎng)壽命的有力措施。
　　（作者單位：雞西礦業(yè)集團(tuán)平崗煤礦）