机械动力学在机械行业中的应用及发展

第一篇：机械动力学在机械行业中的应用及发展

摘要 世纪初,发展以灵巧机械手、步行机器人、并联机床、可移动光学仪器平台、磁悬浮列车、汽车主动底盘等为代表的智能化机电产品将是我国机械工业的奋斗目标之一。这类机电产品具有材料新颖、结构轻巧、机动性强、智能化高等特点，产生了材料非线性、几何非线性、控制中的非线性与时滞等复杂动力学问题。这些问题将是21 世纪初机械动力学领域的研究前沿。

近代机械发展的一个显著特点是，自动调节和控制装置日益成为机械不可缺少的组成部分。机械动力学的研究对象已扩展到包括不同特性的动力机和控制调节装置在内的整个机械系统，控制理论已渗入到机械动力学的研究领域。在高速、精密机械设计中，为了保证机械的精确度和稳定性，构件的弹性效应已成为设计中不容忽视的因素。一门把机构学、机械振动和弹性理论结合起来的新的学科——运动弹性体动力学正在形成，并在高速连杆机构和凸轮机构的研究中取得了一些成果。在某些机械的设计中，已提出变质量的机械动力学问题。各种模拟理论和方法以及运动和动力参数的测试方法，日益成为机械动力学研究的重要手段。

一、机械动力学研究的内容

任何机械，在存在运动的同时，都要受到力的作用。机械动力学时研究机械在力作用下的运动和机械在运动中产生的力，并从力与运动的相互作用的角度进行机械的设计和改进的科学。详细的机械动力学研究方向可以分为以下六点：

（1）在已知外力作用下，求具有确定惯性参量的机械系统的真实运动规律；分析机械运动过程中各构件之间的相互作用力；研究回转构件和机构平衡的理论和方法；机械振动的分析；以及机构的分析和综合等等。

为了简化问题，常把机械系统看作具有理想、稳定约束的刚体系统处理。对于单自由度的机械系统，用等效力和等效质量的概念，可以把刚体系统的动力学问题转化为单个刚体的动力学问题；对多自由度机械系统动力学问题一般用拉格朗日方程求解。机械系统动力学方程常常是多参量非线性微分方程，只在特殊条件下可直接求解，一般情况下需要用数值方法迭代求解许多机械动力学问题可借助电子计算机分析计算机根据输入的外力参量、构件的惯性参量和机械系统的结构信息，自动列出相应的微分方程并解出所要求的运动参量。（2）分析机械运动过程中各构件之间的相互作用力。这些力的大小和变化规律是设计运动副的结构、分析支承和构件的承载能力以及选择合理润滑方法的依据。在求出机械真实运动规律后可算出各构件的惯性力，再依据达朗伯原理用静力学方法求出构件间的相互作用力。（3）研究回转构件和机构平衡的理论和方法。平衡的目的是消除或减少作用在机械基础上周期变化的振颤力和振颤力矩。对于刚性转子的平衡已有较成熟的技术和方法：对于工作转速接近或超过转子自身固有频率的挠性转子平衡问题，不论是理论和方法都需要进一步研究。

平面或空间机构中包含有往复运动和平面或空间一般运动的构件。其质心沿一封闭曲线运动。根据机构的不同结构，可以应用附加配重或附加构件等方法全部或部分消除其振颤力但振颤力矩的全部平衡较难实现优化技术应用于机构平衡领域已经取得较好的成果。（4）研究机械运转过程中能量的平衡和分配关系。这包括：机械效率的计算和分析；调速器的理论和设计；飞轮的应用和设计等。

（5）机械振动的分析研究是机械动力学的基本内容之一。它已发展成为内容丰富、自成体系的一门学科。

（6）机构分析和机构综合一般是对机构的结构和运动而言，但随着机械运转速度的提高，机械动力学已成为分析和综合高速机构时不可缺少的内容.二、机械动力学的分类 机械动力学的分析过程，按其功能的不同，可以分为两类问题：（1）动力学反问题：已知机构的运动状态和阻力（力矩），求解应施加于原动构件上的平衡力（平衡力矩），以及各种运动副中的反力，也就是已知运动，求力。

（2）动力学正问题：给定机器的输入力（力矩）和阻力的变化规律，求解机器的时间运动规律，也就是已知力，求运动。

以机器人为例加以详细说明。在机器人的分析中，首先要根据机器人手部应完成的工作，进行轨迹的规划，即给定机器人手部的运动路径以及路径上个点的速度和加速度。然后，通过求解动力学反问题，求出应施加于各主动关节的驱动力矩的变化规律。动力学反问题时机器人控制设计的基础。若已知各关节的驱动力矩，要求解手部的真实运动，则需要求解动力学正问题，它是机器人动态仿真的基础。

三、机械动力学在现代机械系统中的应用

从分析、仿真到设计和控制，机械动力学的研究范围在不断扩大，形成了许多的分支领域，如：机床动力学、车辆动力学、转子动力学、机器人动力学、弹性机构动力学等（1）机床动力学

对精密机床来说，加工精度时很重要的一个指标，而机床的震动则严重破坏了机床的加工精度。切削过程中产生的复杂的激振力，传动系统中的齿轮、滚动轴承等则是机床的内部振动源。机床动力学的研究内容为：机床的动力源分析、机床振动的动力学模型和振动分析，及机床的动态设计。（2）车辆动力学

随着车辆的高速化，安全性和舒适性变得十分重要。而出现了许多独有的动力学问题，例如:带有锥度的车轮子铁轨上的振动会导致列车的蛇形运动，它会激发车辆的横向运动；高速列车在大区率弯道上的运动时涉及车辆安全的重大课题；为提高轿车的舒适性，最新的研究趋向时车架振动的主动控制，即根据每时刻的路面激励情况和运动状态，随时调整振动系统元件的参数，使其永远处于最佳的减震状态。（3）转子动力学

汽轮机、发电机、电动机、离心机等旋转机械，转子时其工作的主体。为了提高机械的工作效率和容量，这类机械的转速日益提高。抑制转子系统的振动时关键问题。特别是大型汽轮发电机组转子，由于振动造成的破坏会给国民经济造成重大损失。20世纪80年代，我国两台20万千万汽轮发电机组就曾因振动引起严重的短轴事件。转子动力学研究转子及其支撑系统的振动及其对策。它以早期的轴和轴系的振动研究为基础，但汽轮发电机组轴的工作转速超过了临界转速，而且包含着更复杂的多的振动现象，从而形成了机械动力学的一个重要分支。

（4）机器人动力学

20世纪60年代，机器人学诞生并迅速地发展起来，它是机构学、机械电子学、计算机学和信息科学等多学科综合而成的前沿学科。各种工业机器人已经越来越广泛的应用于喷漆、搬运、焊接和装配等工业生产线上，各种特种机器人则应用于海洋探测、外空探测等领域。机器人机构学成为机构学中异常活跃的一个分支。为了提高机器人的速度，高速、柔性机器人已经出现。机器人机构的复杂性远远超过了一般的平面机构，而且机器人的动力学必须考虑控制。

（5）弹性机构动力学

早期的机械研究当中认为只有机构与原动机和工作机连在一起时才有动力学问题，孤立的一个机构没有动力学问题。刚体机构的平衡问题，就是一个机构的动力学问题。二战以后，在凸轮机构、连杆机构、和齿轮机构的动力学研究中先后涉及了构件的弹性。在弹性机构中的分析中可以不涉及原动机特性，仍假定主动构件等速回转，也不考虑工作机负载，只研究在构件自身惯性力作用下的振动。正是随着高速弹性机构的研究，才有了弹性机构动力学。

弹性机构是典型的多体动力学系统。随着机构部件日趋轻柔、其弹性振动与刚体运动相耦合，致使数学模型成为具有时变系数、复杂非线性项的高维微分方程组 微分代数方程组，这给弹性 机构的动力学分析带来很大的困难。

目前，对弹性连杆机构动力学分析的KED 法已比较成熟。近年来，不少研究开始涉及动力稳定性、主共振、分数共振、主参激共振、内共振等非线性动力学问题。由于高维非线性动力学问题的难度，这些研究的对象主要是最简单的四连杆 曲柄连杆机构，对具有共性的弹性多杆或组合机构动力学的研究还很少。与弹性连杆机构相比，弹性凸轮系统的动力学研究进展逊色许多。在多数研究中，将从动件简化为线性时不变系统，讨论其动响应及其优化问题。近期，一些研究开始涉及到动力稳定性、参激振动等问题。由于非线性动力学理论未能足够地渗入到该领域，其研究的深度与广度仍显不足，理论成果与工程要求仍有相当距离。

近年来，已有不少关于弹性机构振动主动控制的研究。研究的典型问题是：引入模态控制等结构控制中的方法，采用压电陶瓷片为驱动器，对平面四连杆机构的弹性振动进行主动控制。这些研究尚在实验室阶段，到实际工程应用尚有距离。（6）微机电系统动力学

近年来，微机电系统（简称MEMS: Micro E ectro-Mechanica System）正走出实验室，成为21世纪初的新兴产业。仅从国防科技工业领域看，MEMS 技术将用于各种微型武器系统，形成具有新的竞争力的“智能军火”。西方发达国家正在积极研制用于军事目的的微型航空器、重量在1kg 级、甚至0.1kg 级的纳米卫星等。而它们的实现必须借助各种微发动机、微惯导仪器、微传感器、微执行机构。

与传统机械和结构相比，MEMS 的研制过程更具有设计与制造一体化的特征。目前，对MEMS 的设计多还在器件水平。除了少数二维器件的设计外，多数设计借助于ANSYS 等商品化软件进行试凑；除了一些微加速度计的设计外，多数设计尚属于结构静强度 机构运动学范畴。可以预见，随着MEMS 的实用化，其动力学问题将日益引起人们的关注。例如，微发动机中的运动部件、微惯导仪器必须从动力学角度去进行分析和设计。这方面的研究尚处于起步阶段。

机床、车辆、转子和机器人的动力学，其重点在于这类机械的个性问题。而各类机械中都包含着机构，各类机械又都是由原动机、传动装置和工作机组成的系统。因此，机构动力学和机械系统动力学研究各种机械在动力学方面的共性问题。

四、机械动力学的未来展望

近代机械发展的一个显著特点是，自动调节和控制装置日益成为机械不可缺少的组成部分。机械动力学的研究对象已扩展到包括不同特性的动力机和控制调节装置在内的整个机械系统，控制理论已渗入到机械动力学的研究领域。

在高速、精密机械设计中，为了保证机械的精确度和稳定性，构件的弹性效应已成为设计中不容忽视的因素。一门把机构学、机械振动和弹性理论结合起来的新的学科——运动弹性体动力学正在形成，并在高速连杆机构和凸轮机构的研究中取得了一些成果。

在某些机械的设计中，已提出变质量的机械动力学问题。各种模拟理论和方法以及运动和动力参数的测试方法，日益成为机械动力学研究的重要手段。

[参考文献] 1.胡海岩.先进机械系统的若干动力学与控制问题.面向21世纪的中国振动工程研究.北京: 航空工业出版社, 1999, 1-9.2.沈志云.关于高速铁路及高速列车的研究.振动、测试与诊断, 1998, 18 3.张策, 陈树勋.论弹性连杆机构的低阶谐振现象.机械工程学报,1986 4.王玉新.弹性连杆机构低阶谐振响应不完全同步机理研究.机械工程报, 1996, 32(4): 11-16.5.李俊宝, 张景绘, 任勇生, 张令弥.振动工程中智能结构的研究进展.力学进展, 1999, 29(2): 165-177.6.顾仲权, 马扣根, 陈卫东.振动主动控制, 北京: 国防工业出版社, 1997.7.百度百科 http://baike.baidu.com/view/71553.htm

第二篇：机械动力学在机械系统及生活中的应用及其发展前景

机械动力学在机械系统及生活中的应用及其发展前景

41131023 崔旭

现代机械设计已从原来发展较成熟的、为实现某种功能的运动学设计，逐渐转向了以改善和提高机器运动和动力特性为主要目的的动力学综合。机构动力平衡、弹性激斗动力学、含间隙机构动力学等，已成为现代机械动力学领域的重要前沿课题和新分支，在近一二十年有了长足发展。国际上对此开展了全面、深入的研究，取得了丰硕成果。我国学者在这领域也进行了一系列的研究，并已取得了重要的进展，尤其是在机构动平衡理论及方法，连杆机构弹性动力学综合和含间隙机构动力学分析等方面的理论研究成果，已达到国际先进水平。总的来说，机械动力学研究已经发展到了一定阶段。

机械动力学是机械原理的主要组成部分，它主要研究机械在运转过程中的受力情况，机械中各构件的质量与机械运动之间的相互关系等等，是现代机械设计的理论基础。以下针对动力学的研究内容及其应用和发展前景进行论述。

一、机械动力学主要研究的内容

1.在已知外力作用下求具有确定惯性参量的机械系统的真实运动规律。为了简化问题，常把机械系统看作具有理想、稳定约束的刚体系统处理。对于单自由度的机械系统，用等效力和等效质量的概念可以把刚体系统的动力学问题转化为单个刚体的动力学问题；对多自由度机械系统动力学问题一般用拉格朗日方程求解。机械系统动力学方程常常是多参量非线性微分方程，只在特殊条件下可直接求解，一般情况下需要用数值方法迭代求解。许多机械动力学问题可借助电子计算机分析。计算机根据输入的外力参量、构件的惯性参量和机械系统的结构信息，自动列出相应的微分方程并解出所要求的运动参量。

2.分析机械运动过程中各构件之间的相互作用力。这些力的大小和变化规律是设计运动副的结构、分析支承和构件的承载能力以及选择合理润滑方法的依据。在求出机械真实运动规律后可算出各构件的惯性力，再依据达朗伯原理用静力学方法求出构件间的相互作用力。

3.研究回转构件和机构平衡的理论和方法。平衡的目的是消除或减少作用在机械基础上周期变化的振颤力和振颤力矩。对于刚性转子的平衡已有较成熟的技术和方法：对于工作转速接近或超过转子自身固有频率的挠性转子平衡问题，不论是理论和方法都需要进一步研究。

平面或空间机构中包含有往复运动和平面或空间一般运动的构件。其质心沿一封闭曲线运动。根据机构的不同结构，可以应用附加配重或附加构件等方法全部或部分消除其振颤力。但振颤力矩的全部平衡较难实现。优化技术应用于机构平衡领域已经取得较好的成果。

4.研究机械运转过程中能量的平衡和分配关系。这包括：机械效率的计算和分析；调速器的理论和设计；飞轮的应用和设计等。

5.机械振动的分析研究是机械动力学的基本内容之一。它已发展成为内容丰富、自成体系的一门学科。

6.机构分析和机构综合一般是对机构的结构和运动而言，但随着机械运转速度的提高，机械动力学已成为分析和综合高速机构时不可缺少的内容。

二、机械动力学在机械系统和生活中的应用 1.分子机械动力学的研究

作为纳米科技的一个分支，分子机械和分子器件的研究工作受到普遍关注。如何针对纳机电系统(NEMS)器件建立科学适用的力学模型，成为解决纳米尺度动力学问题的瓶颈。分子机械是极其重要的一类NEMS器件．分为天然的与人工的两类。人工分子机械是通过对原子的人为操纵，合成、制造出具有能量转化机制或运动传递机制的纳米级的生物机械装置。由于分子机械具有高效节能、环保无噪、原料易得、承载能力大、速度高等特点，加之具有纳米尺度，故在国防、航天、航空、医学、电子等领域具有十分重要的应用前景，因而受到各发达国家的高度重视。目前已经成功研制出多种分子机械，如分子马达、分子齿轮、分子轴承等。但在分子机械实现其工程化与规模化的过程中，由于理论研究水平的制约，使分子机械的研究工作受到了进一步得制约。

分子机械动力学研究的关键是建立科学合理的力学模型。目前，分子机械动力学采用的力学模型有两类，第一类是建立在量子力学、分子力学以及波函数理论基础上的离散原子作用模型。在该模型中，依据分子机械的初始构象，将分子机械系统离散为大量相互作用的原子，每个原子拥有质量，所处的位置用几何点表示。通过引入键长伸缩能，键角弯曲能，键的二面角扭转能，以及非键作用能等，形成机械的势能面，使系统总势能最小的构象即为分子机械的稳定构象。采用分子力学和分子动力学等方法，对分子机械的动态构象与运动规律进行计算。从理论上讲，该模型可以获得分子机械每个时刻精确的动力学性能，但计算T作量十分庞大，特别是当原子数目较大时，其计算工作量是无法承受的。第二类模型为连续介质力学模型。该模型将分子机械视为桁架结构，原子为桁架的节点，化学键为连接节点的杆件，然后采用结构力学中的有限元方法进行动力学分析。该模型虽然克服了第一类模型计算量庞大的缺陷，但无法描述各原子中电子的运动状态，故没有考虑分子机械的光、电驱动效应和量子力学特性．所以在此模型上难以对分子机械实施运动控制研究。近年来，有学者提出将量子力学中的波函数、结构力学中的能量函数以及机构学中的运动副等理论结合，建立分子机械动力学分析的体铰群模型。在该模型中，将分子机械中的驱动光子、电子、离子等直接作用的原子以及直接构成运动副的原子称为体，联接体的力场称为铰，具有确切构象的体铰组合称为群。将群视为相对运动与形变运动相结合的杆件．用群间相对位置的变化反应分子的机械运动，而群的形变运动反映分子构象的变化，借助坐标凝聚对群进行低维描述。该模型的核心思想来自于一般力学中的子结构理论和模态综合技术。

2.往复机械的动力学分析及减振的研究

机械产生振动的原因，大致分为两种，一种是机械本身工作时力和力矩的不平衡引起的振动，另一种是由于外力或力矩作用于机架上而引起机械的振动。下面只研究机械本身由于力和力矩的不平衡而引起的振动问题。往复机械包含有大质量的活塞、联杆等组成的曲柄-活塞机构，这些大质量构件在高速周期性运动时产生的不平衡力和气缸内的燃气压力或蒸气压力的周期性变化构成了机器本身和基础的振动。这样产生的振动通过机架传给基础。此振动只要采用适当的方法克服不平衡力这一因素，便可减小振动。然而由曲柄轴的转动力矩使机架产生的反力而引起的振动将是最难解决的问题。

通过一系列的动力学分析，将产生新的减小振动的思路，即想法将往复机械工作时产生的惯性力和力矩的不平衡性，尽量在发动机内部加以平衡解决，使其不传给机架。以往解决平衡的办法是在曲柄轴中心线另一侧加上适当配重即可平衡，对多缸发动机虽然也可按同样办法来处理，但比较麻烦，且发动机结构笨大。由曲柄-活塞动力学分析可知，若作用于往复机械的力之总和等于零(静平衡条件)和上述作用力对任意点的力矩之总和等于零(动平衡条件)，则作用于往复机械的力和力矩就完全平衡。从理论分析上是可行的，在实际应用上也是可以实现的，即对于多缸发动机的平衡，只要合理安排曲柄角位置和适当选择曲柄、连杆、活 塞构件的质量，则可完全满足关于转动质量的两个平衡条件，因而可达到减小整机振动的目的。

3.机械系统的碰撞振动与控制的研究

机械系统内部或边界间隙引起的碰撞振动是机械动力学的研究热点之一。该领域的近期研究成果有：(1)碰撞振动的间断和连续分析，包括稳定性分析、奇异性问题、擦边诱发分叉、非线性模态等研究；(2)碰撞振动控制，特别是不连续系统的控制方法和控制混沌碰撞振动；(3)碰撞振动分析的数值方法；(4)碰撞振动实验研究。

在稳态运行环境下，机械系统内部或边界上的间隙通常使系统产生碰撞振动，即零部件间或零部件与边界间的往复碰撞。这会造成有害的动应力、表面磨损和高频噪声，严重影响产品的质量。在当代高技术的机电系统中，碰撞振动有时会成为影响系统性能的主要因素。例如：(1)在由机器人完成的柔顺插入装配中，为避免轴、孔对中误差而引起卡阻，需要同时控制操作器的位置和它与环境间的作用力。这类柔顺操作器的关键部分由弹性元件、应变测量模块及力反馈电路组成，通过控制弹性元件的变形，产生对负载变化非常敏感的控制力。操作器研制的难点之一是，传动误差扰动经过间隙环节后成为极复杂的运动，对高灵敏度操作器的动力学特性产生影响。(2)大型航天器中许多大柔性结构(如空间站的天线、太阳能电池帆板)需要在太空轨道装配或自动展开，为此，在关节(或套筒)中留有一定间隙。虽然这些间隙与结构尺寸相比很小，但因关节数目很多而使整个结构呈明显的松动，其振动特性变得非常复杂。另外，这类结构往往还受主动控制，间隙显著增加了控制的难度。

因此，深入研究间隙引起的碰撞振动，才能在高技术机电系统的设计阶段把握其动力学特性，避免后继阶段的大挫折。由于碰撞振动系统是复杂的非线性动力学系统，对它的研究既有理论难度又有重要工程实际意义，得到普遍关注。

4.流体动力学在流体机械领域中的应用

空气、水、油等易于流动的物质被统称为流体。在力的作用下，流体的流动可引起能量的传递、转换和物质的传送。利用流体进行力的传递、进行功和能的转换的机械，被称为流体机械。流体力学就是一门研究流体流动规律，以及流体与固体相互作用的一门学科，研究的范围涉及到风扇的设计，发动机内气体的流动以及车辆外形的减阻设计，水利机械的工作原理，输油管道的铺设，供水系统的设计，乃至航海、航空和航天等领域内动力系统和外形的设计等。计算流体动力学（CFD），就是建立在经典流体动力学与数值计算方法基础之上的一门新型学科。CFD 应用计算流体力学理论与方法，利用具有超强数值运算能力的计算机，编制计算机运行程序，数值求解满足不同种类流体的流动和传热规律的质量守恒、动量守恒和能量守恒三大守恒规律，及附加的各种模型方程所组成的非线性偏微分方程组，得到确定边界条件下的数值解。CFD 兼有理论性和实践性的双重特点，为现代科学中许多复杂流动与传热问题提供了有效的解决方法。

三、展望

近代机械发展的一个显著特点是，自动调节和控制装置日益成为机械不可缺少的组成部分。机械动力学的研究对象已扩展到包括不同特性的动力机和控制调节装置在内的整个机械系统，控制理论已渗入到机械动力学的研究领域。

在高速、精密机械设计中，为了保证机械的精确度和稳定性，构件的弹性效应已成为设计中不容忽视的因素。一门把机构学、机械振动和弹性理论结合起来的新的学科——运动弹性体动力学正在形成，并在高速连杆机构和凸轮机构的研究中取得了一些成果。在某些机械的设计中，已提出变质量的机械动力学问题。各种模拟理论和方法以及运动和动力参数的测试方法，日益成为机械动力学研究的重要手段。

四、小结

当代科学技术的飞速发展，尤其是电子、信息技术的日新月异加快了人类前进的步伐。作为现代社会进行生产和服务五大要素之一的机械，也面临着一次又一次的挑战，使得机械产品不得不向完全科学化发展，向最优发展。因此机械动力学在越来越多的领域得到广泛的应用，如由于机器速度的提高，一方面使得惯性作用明显增加，由此产生的振动、噪声等问题严重影响机器的工作性能和使用寿命；令一方面，由于高速度以及轻化型的要求，机构杆件的弹性变形已不可避免，这大大改变了传统理想机械的运动和动力特性。另外，随着机器运转速度和载荷的增加，机构中运动副间隙、制造和加工误差、摩擦、磨损等因素对机器工作性能的影响也更加明显。以上问题说明，要满足现代机械的要求，提高机器的动态性能和工作质量，关键是要解决好机械动力学的问题。

机械动力学的研究已成为当前机械学领域的重要前沿课题，这在日常对机械产品的使用过程中已达到共识，所以应该从实现某种功能的运动学设计，逐渐向以改善和提高机器运动和运动特性为主要目的的动力学综合方向发展，总的来说，机械动力学研究已经发展到了一定的阶段，还需要不断的总结归纳，慢慢向新领域发展，这才能真正让动力学为我们创造更多的价值，造福人类。

第三篇：大型机械在抗洪抢险中的应用

黄河安危事关大局，国家历来对黄河防洪极为重视，经过几十年的努力，我国对洪水、河道演变以及工程施工技术、抢险技术等方面的研究和实践已达到了较高的水平。但是，目前黄河下游的防洪安全问题仍很突出，防洪的形势仍然很严峻。随着国民经济的发展，科学技术的进步，国家对黄河防洪安全的要求也越来越高，为了适应黄河情况多变、险情复杂、抢险任务艰巨的特

点，组建了机械化程度高、技术先进、反映迅速、机械灵活、能打硬仗的专业机动抢险队伍。抗洪抢险也随着社会的进步和治黄现代化建设快速发展，从传统的人工抢险向现代化机械化抢险转变，改变了过去防汛抢险依靠人海战术，没有专用的快速抢险成套设备，在抗洪过程中人员劳动强度过大，疲劳程度高，效率低，甚至错过了抢险的最佳时机，往往给抗洪斗争造成被动的局面。

机械化抢险具备适应“抢早、抢小、抢险快、抢险成功率高”的特点已成为防汛抢险发展的主要趋势。要从实际出发，充分利用在长期抗洪抢险斗争中积累的抢险技术和大型机械设备相结合，用现代化的机械设备代替原来的人工抢险，有效控制险情，极大地减少了人力投入，减轻抢险劳动强度，提高抢险成功与效率。

机动抢险队要加强防汛抢险技术学习。开展防汛抢险新技术，新方法研究和实战演练，不断提高队员抢险技术水平，以及组织能力和动手操作能力，使每个队员都能独挡一面、一专多能、熟练操作机械设备技术，使人机成为一个有机整体，充分发挥大型机械设备在施工和抢险中的效能。把机动抢险队建设成一支机动灵活、反应快速，抢险水平较高的专业化抢险队伍。才能保证在关键时刻拉的出、上的去、抢的住。

根据黄河抢险中土石方工程较多的特点，为达到快速抢护的目的，选用优质高效的机械设备，组织机械化施工抢险，进行高强度土石方作业，对缩短抢险时间，节约抢险投资、减轻劳动强度，提高快速应变能力，才能抢得快，抢得牢，确保黄河安全。

在抢险实践中，河道工程抢险方法有，加修子埝、散抛块石、捆抛柳石枕、推抛石笼、柳石楼厢、土袋及土织物等。这些方法多道工序要靠人力和机械协作，所以抢险技术人员和机械协作十分重要，人机有效结合工作，可达到互相弥补，取长补短的效果。

目前黄河抗洪抢险时使用的大型设备有：挖掘机、装载机、自卸车、推土机、装袋机等。不但用于挖、装、运、推、抛等作业，机动抢险队的机械设备不能仅做一种工作，还要做到一机多用。挖掘机不仅能挖能装，除正常挖掘土石方外，而且还能推、抛、利用自身长臂的特长，可将停留在坝坡的枕体推入河中，在装载机或自卸车散抛石护坡、根石加固时，它可以平整滩坡，抓抛铅丝笼等。

装载机不仅能装，而且还能挖、推、平、碾压、运、抛等，如在一般不太坚硬的地面上可以开挖。推抛石笼、柳石枕、平整坝面、道路。利用轮胎碾压土方，可装抛备防散石护坡，在抢险需抛铅丝笼或柳石楼厢时，使用装载机装抛铅丝笼，插运柳秸料。抛运快，效率高。

推土机不仅能推、平、碾压运还能推枕，推石笼，平整道路和坝面，削坡，碾压石方，短距离搬运柳秸料，石料等（利用推的功能）。

自卸车不仅能运、而且还能抛石，利用车厢长的特点和石料下落惯性可抛石，一次到位。

装袋机：在抢险需用土袋时，使用装袋机装土袋，装袋快，减轻劳动强度，效率高。

铅丝网片编织机：编织既快，对均匀。

挖掘机、装载机和自卸车组合施工抢险要合理匹配。利用自卸汽车装运土石方，就必须配备一定数量的装载机和挖掘机装车。为了充分发挥自卸车的运输和装车机械设备的效率，必须进行合理的配套。

根据黄河抢险的特点，考虑到场地和道路等条件，为使装车机械设备和自卸汽车都能发挥出较多机械效能。首先考虑运距、车速、必须使装车时间与自卸汽车的运输循环时间一致，达到装不等运，运不等装，匹配合理，才能充分发挥机械的工作效率。在运土方时选用挖掘机装车，自卸车运，装载机推平、碾压。在调运石料时选用装载机装，自卸车运，装运快效率高。

根据近年来的抢险实践，濮阳第三机动抢险队总结了以下几条经验：在抢险需抛散石护坡时备方石料运距出险地点10米以内，以挖掘机抓抛最快，石料运距在50米以内装载机铲抛最快。百米外调抛时，由装载机和自卸车匹配效率高。

抢险需抛铅丝笼时，用装载机人机配合抛笼快投抛准确到位，效率高。

抢险采用柳石楼厢时，使用装载机插运秸、柳料不但插运量大，而且速度快，效率高。

抢险需抢修子埝时，运距在30米内以推土机较快，运距在50米以内使用装载机较快。运距在百米外由自卸车或小翻斗车与挖掘机匹配较快。由于濮阳第三机动抢险队上级所配设备有：一台挖掘机，一台装载机，三台自卸车，没有推土机。在汛期特别是洪水期间，本辖区有四处控导工程。二处险工，三处涵闸，仅靠现有设备根本满足不了抢险需要。2003年8月份洪水期间，濮阳第三机动抢险队先到封丘大宫，后到兰考蔡集支

第四篇：公路养护论文：公路养护的机械应用及发展

公路养护的机械应用及发展

周艳芳

二O一三年四月

公路养护的机械应用及发展

周艳芳

摘要：随着公路养护里程及养护质量要求的不断提高，我国加大了机械的投入。但是受到传统管理方式的阻碍，公路养护的机械应用存在诸多问题亟待解决，需要不断转变思想，规范公路养护机械的市场化管理，达到提高工作效率、节约成本的目的。

关键词：公路养护 机械 应用 发展

公路养护的机械管理已成为后勤保障的重要手段，能有效提高公路养护的运行效率。本文将对公路养护的机械应用现状及发展策略进行分析与阐述，以提高公路养护机械管理的市场化。

一、公路养护的机械应用现状

1.机械管理体系不健全

由于我国公路养护机械化的不断发展，机械设备的应用趋向于精度高、结构复杂、控制技术先进的现代化设备发展方向，若机械设备产生问题，难以凭借以往经验排除故障。但是一些单位的管理思想仍停留在传统阶段，以重视“事后维修”为主，再加上缺乏管理工作人员、管理方法与手段落后、没有科学全面的规章管理制度、或者虽然有制度而没有落实到位等问题，造成机械管理与维修水平的低下。

2.机械维护不当

一些单位由于受到传统思想的制约，在机械管理方面普遍存在“重使用、轻养护”的问题，对机械的维修保养认识不足，对必要的养护工作没有落实到位，在使用机械过程中盲目追求眼前利益，不科学使用机械，没有进行及时的维修保养，造成机械带病作业、零件磨损严重、机械故障频繁发生，减断了机械使用寿命。

3.缺乏专业的机械管理人员

目前，公路养护的机械管理人员普遍专业素质不高、管理水平差，缺少具备专业知识的专职工作人员，再加上养护机械技术水平要求的不断提高，机械品种繁多，给机械管理工作带来一定困扰，主要表现为：机械养护、保养不到位，机械业务资料不完整，拖保、漏保现象严重，机械不整洁，单机单车核算账不符实等问题。另外，各单位对机械设备专业人员的培训重视不足，缺乏专业化的机械设备养护、管理培训，造成管理人员、维护人员的业务水平始终停滞不前，没有技术水平的创新，就没有公路养护机械水平的提高。

二、公路养护的机械管理发展策略

1.转变观念，加强设备管理

首先，应完善机械设备的管理，建立健全易操作、行之有效的机械管理制度，无论机械来源于单位内部资金购置，还是上级配置费用，都应统一纳入规定管理范围内。包括公路段、公路处、公路站的三级管理中，机械设备也采取统一

管理标准。其中三级管理的机械设备帐、物、卡必须三者相符，不仅成立固定资产账目，还应加强机械设备的专业档案，包括机械的出厂技术文件、交接登记、运转情况登记、维修记录、改造技术资料等；其次，提高机械设备的效益考核与单机核算。如有关更换零件、耗费油料、日工作量、月完好率、台班成本及利润核算等，只有采取精细化管理方式，才能更好发挥机械的经济效益，降低机械养护的劳动强度与工作成本，提高公路养护的效率，保证公路养护质量。

2.加强培训，提高管理人员专业素质

公路养护中，机械管理人员的专业素质与操作人员的技术水平与公路养护的质量密切相关，针对当前存在的一些问题，必须加强管理人员与操作人员的再教育与专业技术培训，以不断提高他们的管理水平与操作水平。应该认识到，一支善保养、会管理、能操作的专业养护职工队伍，能有效促进机械养护的进程。因此，应建立一支专业的养护机械操作队伍，对操作人员进行培训的过程中，加强他们对养护机械的意识，并提高对机械操作能力的考核，让机械操作骨干既满足操作、驾驶，又能胜任对机械的保养、维修等多个岗位需求。另外，专业的养护机械操作人员必须提高责任感，并将工作质量、技术水平与个人收入挂钩，落实经济责任。

3.管用结合，确保机械灵活调配

根据当前我国公路养护中施工作业面广泛、工作线路

长、站点多、作业量不集中、流动作业等特点，应加强“预防为主、重视保养、视实际情况修理”的原则性，做到因地制宜、因路制宜、因时制宜的开展机械保养计划。根据机械的使用方式，也应重视日常保养，将小毛病、小问题扼杀在萌芽阶段。在人员数量允许的情况下，每台机械可配备专门维修工，以随时进行检修，及时发现故障并解决，既不影响工作效率，有确保机械在良好状态下工作，杜绝带病作业。通过对公路养护机械的合理使用，根据工作量与工作技术的要求，合理调度机械的养护与工作，避免出现单一作业、大车小拉等浪费现象。另外，根据机械停置、停封的保养要求，应按期进行保养，以降低大修的次数与成本。

参考文献：

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第五篇：蒸汽阀门在饲料机械行业的应用

饲料机械厂的蒸汽阀门成功应用

随着我国城市化的发展和人民生活水平的提高，对鱼虾、禽、畜的需求迅速增长，因此各种饲料厂在全国各地都得到了快速发展。

目前，饲料厂应用成熟的生产工艺和成套的饲料机械生产线，为保证产品质量，生产过程普遍采用计算机POC系统实现集中控制。在各种工艺参数中，蒸汽参数的控制对饲料成品的质量和成本控制都起到了关键的作用。

主要的生产线有颗粒机和膨化机。饲料原料经喂料绞龙将原料送至调质器，经调质的饲料送往颗粒机或膨化机。蒸汽在饲料机械上的应用主要有以下三个方面：

1．粒机

这是饲料厂应用最广泛的一种机器。其目的是通过颗粒机生产各种类型、各种规格的饲料，满足鱼虾、禽、畜等的食用，其中的各种添加剂更是满足动物的营养，避免动物挑食引起的各种问题。

蒸汽在颗粒机上主要是应用在调质器上，加入蒸汽与饲料混合。主要作用与效果是： 1）使饲料中淀粉糊化，提高饲料消化率。

2）经调质，饲料流动性好，增强饲料的粘着性，有利于饲料成型。

3）软化饲料，提高成型速度，节省电耗，减少模辊磨损，延长模辊寿命。工艺要求：物料水分控制在17%以内，温度控制在75-90℃之间。

在蒸汽管路中可用到我们苏州瑞克阀门公司产品有：压力表、截止阀、汽水分离器、过滤器、减压阀、安全阀、疏水阀（FT14、TD10）、止回阀、气动调节阀系列执行器、减压阀等。

2．膨化机

这是饲料厂比较新颖的设备，其工作原理是饲料通过高压挤压后，突然降至大气压下，使饲料体积急速膨胀，得到膨化状的饲料。这种饲料主要用于鱼虾养殖，膨化状的饲料能浮在水面，使鱼虾能长时间食用，不至于沉入水底。

蒸汽在膨化机上与颗粒机一样，主要是应用在调质器上，加入蒸汽与饲料混合。另外在物料挤压流动过程中，需要用蒸汽保温（夹套保温）。

工艺要求：物料水分控制在15%-45%。温度控制在90-105℃之间。

在蒸汽管路中可用到我司产品与在颗粒机上类似，在膨化机夹套保温上还用到IB倒置桶疏水阀。

3．干燥机

将刚生产的饲料送入干燥机干燥，防止发霉变质，便于保存。用蒸汽加热盘管，风机吹风，要求一般。有时会用到我司产品有疏水阀等。

一般饲料厂都自备一台1至2吨/小时蒸发量的锅炉，供汽压力为6barg左右。生产线的蒸汽耗量一般不超过一吨，所以其蒸汽管路口径不超过50mm。