大型机械在抗洪抢险中的应用

第一篇：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

第二篇：大型机械管理办法

邯济铁路扩能改造工程

大型机械设备安全管理办法

第一章 总则

第一条 为切实提高邯济铁路扩能改造工程建设项目大型施工机械的安全管理，确保大型机械设备的使用安全，保障人身和营业线安全，制定本办法。

第二条 本办法依据《安全生产法》、《铁路营业线施工安全管理办法》（铁办【2008】190号）、《营业线施工安全管理实施细则》（济铁总发【2010】326号）、邯济指安【2011】第62号文以及其他有关安全管理规定制定。

第三条 本办法适用于邯济铁路扩能改造建设工程。

第二章 组织机构职责

第四条 项目部成立大型施工机械安全管理领导小组，项目经理为安全管理第一责任人，安全总监为安全管理实施负责人，相关职能部门人员为安全管理实施人。

领导小组成员： 组 长：滕兆宝 副组长：范顺勇

成 员：张发申、张永、李克柱、王海斌、郜宗辉、索华志、丁啸、孟凡良、张来平及安质部、工程部、物资部相关工程技术人员。

第五条 项目部物质部部负责本项目部的设备安全管理工作，各工区负责本级的机械、设备的安全管理，各工区负责人应根据施工工程量，配齐设备管理需要的人员。

a)项目部物资部（安质部）主要职责

1.贯彻国家、上级有关大型机械设备安全管理的方针、政策和规定，根据项目部工程需要，制定项目部大型机械设备安全管理办法和规章制度。

2.组织协调和监督，检查项目部的设备安全管理工作。3.掌握大型机械设备动态，技术状况及安全情况，指导、推广设备安全管理先进经验和新技术。

4.定期开展评优工作，表彰奖励大型机械设备安全管理先进个人。

5.建立、保管设备技术档案、台帐和记录卡片，五日报单，掌握本级设备数量和技术性能，按规定及时上报设备管理工作的有关报表，编制和上报设备大修计划、报废设备申请工作。

6.深入施工现场指导各架子队安全技术人员的工作，了解大型机械设备安全管理办法的执行情况及安全工作情况，研究施工中的不安全因素，提出安全改进意见，做好安全生产和文明施工的宣传教育工作。

7.抓好本单位安全人员的安全技术培训和考核工作。8.加强经常性安全教育，积极采取预防措施，最大限度减少事故，做好各类事故的调查、分析、处理和上报工作。

b)作业队队长主要职责

1.认真执行上级有关大型机械设备安全生产规定，对所辖班组（特别是外包队）的安全生产负直接领导责任。

2． 认真执行大型机械设备安全技术措施及安全操作规程，针对生产任务特点，向作业队（包括外包队）进行安全技术交底，履行签认手续，并对规程、措施、交底要求执行情况经常检查，随时纠正作业违章。

3． 经常检查所辖作业队（包括外包队）大型机械设备作业环境及安全状况，发现问题及时纠正解决。对重点、特殊部位施工，必须检查作业人员及各种设备设施技术状况是否符合安全要求，严格执行安全技术交底，落实安全技术措施，并监督其执行，做到不违章指挥。

4． 定期和不定期组织所辖作业队（包括外包队）学习大型机械设备安全操作规程，开展安全教育活动，接受安全部门或人员监督检查，及时解决提出的不安全问题。

5． 发生因伤亡及未遂事故要立即抢救，保护现场，及时上报，参加或配合调查、分析。

c)现场领工员职责

1.模范执行安全生产各项规章制度协助作业队长落实作业队的安全生产责任目标，作好安全工作，接受专职安全技术人员的指导。

2． 协助队长组织全班安全学习，作好班组安全活动记录，加强班组日常安全教育宣传工作，搞好新工人安全教育工作 ；

3． 协助作业队长每天进行本班组大型机械设备的安全生产的自检，交接检并做好记录；

4． 负责落实好上级有关对大型机械设备安全管理的工作； 5． 及时发现和处理事故隐患，对不能处理的危险因素要及时上报；

6． 有权制止违章作业，有权抵制和越级报告违章指挥行为； 7． 发生事故要立即抢救保护好现场并及时上报，参加或配合调查、分析。

d)安全员职责

1． 安全员负责本项目大型机械设备安全管理工作。

2． 贯彻执行安全生产的方针、政策、法令、法规、标准、制度、上级指示、决定，并督促检查其执行。

3． 负责安全内业台帐收集整理，努力提高安全工作标准化、规范化、制度化管理，做到安全档案、资料齐全。

4． 参与安全技术措施编制与修订，检查收集工长的安全技术交底。

5． 配合有关部门和本项目其它管理人员抓好大型机械设备安全教育工作，提高职工安全操作技能和自身防护能力，检查特种作业人员持证上岗情况。

6． 做好工地日常巡查工作发现安全隐患及时处理或签发隐患整改通知书，遇有严重隐患有权暂停生产。

e)操作人员职责

1.认真执行岗位责任各项规章制度，模范履行职业道德规范（按章操作、文明施工、精心保养、爱机惜油、不谋私利、优质服务）。严格执行安全操作规程，保证设备安全运行。2.认真做好日常保养工作。

3.及时准确填写《机械设备施工日志》。

4.有权拒绝违反设备安全操作规程的施工安排和指挥。

第三章 现场管理

第六条 各单位进场的大型机械必须有设备检验合格证和使用说明书，禁止不合格设备进入施工现场。

第七条 大型机械进场后，现场安全员要在施工过程中每日填写《大型机械设备登记表》，动态反映出施工地点、危险源点、防护人员、防护措施等。

第八条 作业场地必须有明显的安全警戒线和安全警示牌，相应设备悬挂其安全操作规程。

第九条 大型机械设备严格执行“五个一”即：一机、一人（专职防护）、一本（机械施工日志）、一牌（设备标识牌）、一证（机械操作证）齐全制度。

第十条 施工现场安装、拆装大型机械设备时，必须要由专业知识强、操作熟练的人员承担，分管经理、架子队长、安全员到现场把关。

第十一条 大型机械转场时，要认真落实好“四个专项”制度。作业队队队长、技术负责人、领工员、安全员、技术员必须现场把关，经确认场地平整、地基承载力满足要求，方可进行。夜间不得安排转场、移机。

第十二条 作业人员进入施工现场必须佩带好相应的劳动保护用品，作业前按设备的操作规程进行检查，作业中严格遵守劳动纪律，服从指挥，不得酒后上岗或连续疲劳作业，应当严格执行相应的操作规程和有关的安全规章制度，并做好设备使用、维修保养记录。

第十三条 大型施工机械作业时，现场必须有领工员、安全员、技术员进行跟班作业。

第四章 临近既有线大型施工机械安全管理

第十四条 各作业队临近既有线大型机械施工必须按照安全专项方案配全所需防护用品，并严格按要求进行落实。

第十五条 大型机械进场前，必须测定桩位离既有线护栏、围墙的距离，对于高度投影影响既有线安全的大型机械必须埋设地锚、拉好缆风绳。

第十六条 大型机械进场前，要对有地埋管线的地方进行人工开挖探沟，以确认地下管线的位置。对于挖出上午地下管线，采取支护防护措施，对以探明的地下管线径路区域要采取隔离防护措施，做好相应的安全警示标志。

第十七条 大型机械与架空电力线的安全距离必须符合要求才能施工，大型机械在接触网支柱及接触网带电部分5米范围内须装设接地线。在电杆、拉线附近施工时，对电杆应留出1-1.5米半径的土台，对拉线流留出1.5-2.5米半径的土台，土台周围插标杆警示。

第十八条 大型机械施工场地要平整、夯实、无障碍物。场地的承载力能满足大型机械的工作压力，当地基松软，承载力不足时，应加铺枕木或钢板垫护。第十九条 临近既有线施工的大型机械施工期间，各工班必须做到“一机一人”“随机而动”防护。专职防护人员要做到人到位、责任到位、措施到位、落实到位，确保安全。

第四章 事故处理

第二十条 应急处理要本着“先防护、后处理、宁停勿撞”则，尽一些可能减少故障影响的时间和范围，减少故障造成的损失。

第二十一条 当临近既有线大型机械倾覆侵入既有线限界，危及行车安全时，现场值班人员必须立即通知分部经理或安全员，并通知工务、电务、供电等设备管理单位请求组织救援。项目部管理人员及时到达事故现场进行组织救援工作。

第二十二条 事故处理要充分发动群众，认真分析情况，查明原因和责任，总结吸取教训，制定预防事故的措施，提出对事故的处理意见，必要时应召开事故现场会。对事故责任人要按情节轻重和责任大小给予行政处分和经济处罚，触犯刑律的要依法追究刑事责任，对事故处理要做到“三不放过”（事故原因分析不清不放过、事故责任者和群众未受到教育不放过、没有防范措施不放过）。

检查评比与奖惩

第二十三条 认真执行大型机械设备安全管理制度。项目部每月对各工点进行不定期安全检查，项目经理、副经理、总工检查不少于2次，安质部、工程部检查不少于4次，安全专业工程师检查不少于8次。

第二十四条 对表现好的单位应及时表扬，必要时召开现场会，交流推广先进经验；对管理差的单位要进行批评，要求其制订整改措施并限期改进，必要时召开现场会，吸取教训。

第二十五条 表彰和奖励

对在平时设备安全管理、操作规范、预防设备安全事故中，有突出贡献的人员，由各工区根据贡献大小，及时给予奖励。

第二十六条 惩处和罚款

1.因管理混乱，没有严格按照大型机械设备管理办法进行实施，存在重大安全隐患，要求限期改正，被警告的单位应及时认真地进行整顿，必须在限期内整改完毕，否则禁止开工。

2.因工作责任心不强，玩忽职守，造成重大、特大责任事故的责任人由项目部给予行政处分和经济处罚，并通报全项目。

3.因违规操作造成安全事故，按事故直接损失费的百分之三十给予经济处罚，所罚款项上交项目财务。

第五章 附则

第二十七条 本办法自公布之日起执行。第二十八条 本办法由项目部安质部负责解释。

第三篇：大型机械管理

为进一步确保大型施工机械设备的有序可控和使用安全，各监理站和施工单位务必继续坚持做好以下施工盯控，确保施工作业的绝对安全。

1、未纳入设备台账管理的大型施工机械，严禁进入工地施工。

2、大型机械设备司机无驾驶证、操作证、施工安全技术交底的，严禁动车。

3、现场安全技术交底内容不明确、施工项目不清楚、光电缆位置未探测标识（保护）、无驻站联络员、无防护人员、无施工负责人之一者，严禁动用机械施工。

4、对当前使用的大型施工机械重新进行一次统计汇总，对机械性能不良、无设备标识牌、司机安全意识淡薄、驾驶证和操作证过期，一律清除施工现场不得再次使用。

5、为确保大型机械司机的使用安全，近期监理站组织各施工单位大型机械司机进行一次有针对的铁路施工安全知识培训和考试及审查工作，司机素质差、安全知识考试达不到100分的，一律不予发上岗证，施工单位必须立即辞退该司机或操作人员。

6、为确保防洪期间的使用，各施工单位务必留足各类大型施工机械和值班人员，确保招之能来、来之能干。

2013.9.22

第四篇：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

第五篇：浅谈机电一体化在煤矿机械中的应用

浅谈机电一体化在煤矿机械中的应用

【摘要】 煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,近来,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。

【关键词】 煤炭机械 机电一体化

煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机的结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。目前以微机或微处理器为核心的电子(微电脑)控制装置(系统)在煤矿机械中的应用已很普及,电子控制技术已深入到煤矿机械的许多领域,如提升机和采煤机,提升机的PLC系统,采煤机的变频控制系统和PLC系统操作等,煤矿机械的在线状态监控与故障自诊、故障报警等。随着科学技术的不断发展,对煤矿机械的性能要求也在不断提高,电子(微机)控制装置在煤矿机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂、维护也将更加专业化。特别是,随着我国进口及国产煤矿机械数量的逐年增加,如何用好,管好这些价格昂贵的煤矿机械,使其发挥最大的效率,是煤矿机电部门所面临的一个重要的问题。为帮助煤矿机械使用人员、维修人员、管理人员对煤矿机械中的电气与电子控制装置的功能、类别及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就这些做一下介绍与浅述。煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产;也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。

煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单、生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视,故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。

为适应煤矿机械对性能的要求,仅仅依靠机械和液压技术的已显得力不从心。电子(微电脑)控制技术的发展就成了煤矿机械的必要选择。机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。

机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术从70年代中期开始在国外机械上得到应用。80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起,推动了机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用,极大促进了煤矿机电产品的性能,使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。以微电脑或微处理器为核心的电子控制系统在国外机械上的应用已相当普及,在我国也是发展的方向,已成为机械高性能的体现。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能:

1、在线监控、自动报警及故障自诊,即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用PLC控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。

2、节能降耗,提高生产效率。例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、PLC

控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。

3、自动化或半自动化程度的提高

煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国MARCO公司合作生产的PM31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。

4、其他应用

一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性,目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制。可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。

电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。