工程機械運用技術

前言

　　施工機械保持良好的技術狀態(tài)和正確合理地使用機械，是在各項建設工程機械化施工中保障施工質量、施工進度和提高經(jīng)濟效益的關鍵。隨著功能的不斷完善，現(xiàn)代工程機械的結構越來越復雜，購置成本也越來越高，掌握工程機械的運用技術，使機械始終處在良好的技術狀態(tài)，提高施工的經(jīng)濟效益，延長機械的使用壽命，是十分迫切的問題。使用工程機械要達到技術和經(jīng)濟效果的相輔相成，就必須采用計算機等先進手段，提高機械技術狀況和性能的檢測，合理運用和配套機械，注重機械設備的實物運動形態(tài)和價值運動形態(tài)，加強運用技術的研究。　　本書內容包含國內外工程機械運用的現(xiàn)狀與發(fā)展，工程機械運用技術的任務和要求，工程機械運用的內容及其重要性，工程機械使用過程中技術狀況的變化，工程機械技術狀況檢測與診斷，工程機械維護技術運用，柴油機的運用技術，工程機械的合理運用，工程機械用油料（燃油、內燃機潤滑油、齒輪油、液體傳動油、特殊油液包括制動液、導熱油、防凍液等）的運用技術等，還包括土方機械、壓實機械、瀝青混凝土拌和設備、瀝青混凝土攤鋪機等機械的基本知識和運用技術。　　編寫過程中遵循的原則是：重點突出，具有鮮明的專業(yè)特色；理論與實踐相結合，注重實用性；吸取國內外近年來的最新研究成果及最新技術；以教學為主，力求拓寬適用范圍，對工程實際有一定的參考與指導價值；將現(xiàn)代工程機械運用技術的新知識、新技術貫穿于其中，開拓視野，啟發(fā)思維能力與創(chuàng)造能力；編寫人員必須具有豐富的教學經(jīng)驗和工程實踐經(jīng)驗，具有編寫其他專業(yè)教材的經(jīng)歷?！　”緯帉懙哪康氖牵鹤x者通過學習，可從機械技術狀況的變化規(guī)律著手，根據(jù)所學知識結合具體機械的結構特性，掌握制訂機械使用規(guī)范及規(guī)程的方法和相關知識，并能制訂相應使用規(guī)范和規(guī)程；了解和掌握各種工程機械的工作適用范圍、基本作業(yè)方式，能合理運用機械；掌握工程機械的維護技術、合理運用技術，工程機械用油品的運用技術，液力傳動裝置與液壓系統(tǒng)的合理運用技術?！　”緯m用于交通建設與裝備專業(yè)、機械設計制造及自動化專業(yè)（工程機械、設備工程與管理、高速公路機械化養(yǎng)護等專業(yè)方向）的課程教學，也可作為工程單位技術人員的參考資料及培訓教材?！　”緯砷L安大學許安任主編。參加編寫的人員及分工為：第一章、第七章、第九章至第十一章由許安編寫，第二章由解放軍徐州工程兵指揮學院付香如編寫，第三章由長安大學陳新軒編寫.第四章、第五章由長安大學閻學文編寫，第六章由長安大學展朝勇編寫，第八章由長安大學任征編寫。全書由許安統(tǒng)稿?！　≡诰帉戇^程中，長安大學教務處、長安大學工程機械學院等給予了大力支持，在此表示誠摯的感謝！　　盡管我們做了很大努力，但錯誤和疏漏肯定難免，歡迎提出寶貴意見，以便完善。編寫過程中參閱了大量的書籍和資料，在此無法全部列出，對此特向作者表示歉意！感謝你們！

內容概要

本書共分十一章，對國內外工程機械及工程機械運用技術進行了綜述，介紹了工程機械使用過程中技術狀況的變化、工程機械技術狀態(tài)檢測與診斷、工程機械維護技術、柴油機的使用技術、工程機械的合理運用、工程機械油料運用技術、工程機械傳動裝置與液壓系統(tǒng)的運用技術、土方工程機械的運用技術、壓實機械及瀝青路面施工主導機械的運用技術。    本書將現(xiàn)代工程機械運用技術的新知識、新技術貫穿于其中，對工程實際有一定的參考與指導價值，適用于交通建設與裝備專業(yè)、機械設計制造及自動化專業(yè)以及相關專業(yè)的課程教學，也可作為工程單位技術人員的參考資料及其他人員培訓的教材。

書籍目錄

第一章  綜述  第一節(jié)  國內外工程機械發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢  第二節(jié)  工程機械運用的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢  第三節(jié)  工程機械運用技術的任務和要求  第四節(jié)  工程機械運用的內容及其重要性第二章  工程機械使用過程中技術狀況的變化  第一節(jié)  工程機械的使用性能  第二節(jié)  工程機械的使用特點  第三節(jié)  機械技術狀況變化的基本規(guī)律  第四節(jié)  機械的故障規(guī)律和預防  第五節(jié)  機械在使用過程中技術性能的變化第三章  工程機械技術狀態(tài)檢測與故障診斷  第一節(jié)  工程機械技術狀態(tài)檢測  第二節(jié)  工程機械故障及診斷方法  第三節(jié)  工程機械技術狀況診斷的儀器與設備簡介第四章  工程機械維護技術  第一節(jié)  機械維護的意義、目的和作用  第二節(jié)  工程機械維護的作業(yè)內容  第三節(jié)  技術維護的分類、制度及組織實施  第四節(jié)  工程機械典型維護技術  第五節(jié)  技術維護的工藝要求及儀器設備第五章  柴油機的運用技術  第一節(jié)  柴油機使用的一般規(guī)定  第二節(jié)  柴油機的使用技術  第三節(jié)  柴油機的維護方法及基本要求  第四節(jié)  柴油機典型故障及排除方法第六章  工程機械的運用  第一節(jié)  工程機械的選型  第二節(jié)  工程機械合理運用  第三節(jié)  工程機械使用與安全的規(guī)程、制度  第四節(jié)  工程機械在特殊條件下的運用技術第七章  工程機械用油料的運用技術  第一節(jié)  工程機械用油料基礎知識  第二節(jié)  燃料油的運用技術  第三節(jié)  發(fā)動機潤滑油的運用技術  第四節(jié)  液壓油與液力傳動油的運用技術  第五節(jié)  齒輪油的運用技術  第六節(jié)  潤滑脂的運用技術  第七節(jié)  特殊油液  第八節(jié)  油料性能變化過程及使用注意事項第八章  工程機械傳動裝置與液壓系統(tǒng)的運用技術  第一節(jié)  液力變矩器的合理運用  第二節(jié)  液力機械變速器的合理運用  第三節(jié)  傳動系統(tǒng)其他總成的合理運用  第四節(jié)  液壓系統(tǒng)及元件的使用與維護第九章  土方工程機械的運用技術  第一節(jié)  推土機運用技術  第二節(jié)  輪式裝載機運用技術  第三節(jié)  鏟運機運用技術  第四節(jié)  平地機運用技術  第五節(jié)  單斗挖掘機運用技術第十章  壓實機械的運用技術  第一節(jié)  壓實機械的選型  第二節(jié)  壓實材料與壓實機械的參數(shù)選擇  第三節(jié)  壓實機械的運用技術  第四節(jié)  壓實機械的操作規(guī)程與使用注意事項第十一章  瀝青路面機械運用技術  第一節(jié)  瀝青混凝土拌和設備運用技術  第二節(jié)  瀝青混凝土攤鋪機運用技術參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章 綜述　　第一節(jié) 國內外工程機械發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢　　工程機械是指為公路、鐵路、建筑、礦山，水利、港口、機場等建筑施工服務的各種機械，包括鏟土運輸機械、挖掘機械、起重機械、樁工機械、路面機械、鑿巖機械、鋼筋混凝土機械、風動機械和工程車輛等類型，每一大類型工程機械又包括許多品種，如，鏟土運輸機械又分為推土機、裝載機、鏟運機和平地機等。　　一、工程機械的發(fā)展　　20世紀30年代世界上就有了工程機械。20世紀40年代工程機械的品種就大量增加：特別是第二次世界大戰(zhàn)以后，有些工程機械由單一功能向多功能發(fā)展。20世紀60年代到70年代，隨著高等級公路的建設，一些新品種機械應運而生。20世紀70年代末、80年代初至今，隨著電子計算機的廣泛應用，又使工程機械向著自動化、大型化、連續(xù)化方向發(fā)展，機電液一體化、自動控制無人駕駛、激光找平及導向、超聲波攪拌等技術得到廣泛運用?！　」こ虣C械經(jīng)歷了三次飛躍和更新?lián)Q代。第一次是動力革命，體積小、重量輕、強有力的內燃機的出現(xiàn)，解決了工程機械的動力源難題，促使了工程機械的誕生和發(fā)展。第二次是傳動革命，解決了工程機械如何有效地傳遞動力去完成作業(yè)。工程機械作業(yè)形式多種多樣，工作裝置的種類繁多，要求實現(xiàn)各種各樣的復雜運動，一個動力裝置要驅動多種裝置，而且傳動距離往往比較長。20世紀50年代出現(xiàn)的液體傳動（液壓和液力）技術，為工程機械提供了良好的傳動裝置，推動了工程機械的飛速發(fā)展，迎來了工程機械的多樣化時代。出現(xiàn)了多種完成各種施工作業(yè)的工程機械。第三次是操縱和控制革命，即近年來對工程機械的操縱和控制機構的改進，集中體現(xiàn)在：對發(fā)動機和傳動系統(tǒng)進行控制，合理分配功率，使其處于最佳工況，提高工程機械高效節(jié)能；減輕駕駛員勞動強度和改善操縱性能，采用自動控制，實現(xiàn)省力化、自動化和智能化完成高技能作業(yè)；進行運行狀態(tài)監(jiān)視，故障自動報警；提高安全性實現(xiàn)安全控制，采用遠距離操縱和無人駕駛，避免操作人員到無法接近和作業(yè)環(huán)境十分惡劣的地方去作業(yè)?！　《?、工程機械的發(fā)展現(xiàn)狀　　工程機械采用的柴油機已采用微機控制、電子噴射和電子調速器。發(fā)動機制造技術的不斷完善，使發(fā)動機的動力性能得到很大提高。工程機械上配置的發(fā)動機廣泛采用負荷反饋電子控制裝置，使發(fā)動機處于最佳功率和耗油狀態(tài)，大大降低了能耗。挖掘機、推土機和裝載機都采用了發(fā)動機工況控制，根據(jù)作業(yè)工況通過電子控制，發(fā)動機輸出不同的功率。通過有效利用液壓傳動和電子控制，實現(xiàn)輸出功率和能耗的最佳匹配。　　工程機械的變速器采用了電操縱、微機控制自動換擋和換擋品質控制等?！　」こ虣C械的工作裝置采用刀板自動調節(jié)（推土機、平地機），銑刨機和攤鋪機自動找平，挖掘機軌跡控制、自動掘削等。　　工程機械的液壓系統(tǒng)采用節(jié)能控制，全功率控制，泵、閥和液壓馬達聯(lián)合控制等。　　當前工程機械的先進技術大部分集中在操縱與控制上。操縱系統(tǒng)從先導操縱到先導比例1操縱，再發(fā)展到電操縱桿操縱，機械的操縱桿數(shù)正在減少，操縱越來越方便?？刂葡到y(tǒng)的集成化使系統(tǒng)的整體結構趨于模塊化，使各種形式的系統(tǒng)構成更容易，而可靠性進一步提高。　　機電液一體化技術在工程機械上的應用范圍越來越廣泛。如機械工作狀態(tài)的監(jiān)控、局部操作控制的自動化及在操作者可以控制下的完全自動化；以微處理器為核心的各種控制系統(tǒng)已非常普及，過去由分立元件構成的系統(tǒng)，現(xiàn)在可以集成到一起，無論是性能還是大小，都發(fā)生著根本變化：液壓控制技術近年來亦發(fā)生著巨大的變化，各種精巧的控制方案與實施方法使液壓系統(tǒng)進一步完善而性能更佳；采用電子控制與液壓控制相結合的方法，來提高整機的性能。　　通用性工程機械具有多種功能，需要完成復合性作業(yè)操作，工作環(huán)境復雜，難以分解成簡單的模式動作，實現(xiàn)自動化很困難，需要由人來操縱和掌握。目前，電子控制技術正在不斷地向這類機械滲透和普及，向機電信一體化方向發(fā)展，出現(xiàn)了新一代所謂的電子挖掘機、電子推土機等，且已經(jīng)實用化、商品化，并在市場上銷售?！　∪?、工程機械的發(fā)展趨勢　　進入21世紀以后，國內外工程機械進人了一個新的發(fā)展時期，新結構和新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。工程機械的結構、部件、性能的優(yōu)化以及機電液一體化、機電信一體化，成為目前研究的主要任務。工程機械的研究與發(fā)展主要致力于解決改善操作者的勞動條件、提高機器的生產(chǎn)率和降低工作損耗，在對工程機械各功能部件進一步完善的前提下，廣泛采用新技術、新工藝、新方法來提高機器的性能，特別是采用電子控制技術、液壓控制技術及各相關領域的技術?，F(xiàn)代工程機械技術發(fā)展的重點在于增加產(chǎn)品的電子信息技術含量，努力完善產(chǎn)品的標準化、系列化和通用化，向節(jié)能、環(huán)保方向發(fā)展。在各類工程機械上將會逐步采用電子監(jiān)測技術、虛擬現(xiàn)實技術和衛(wèi)星控制技術，使裝置實現(xiàn)全部自動化，進行遙控操作，達到全部中央控制?！　∧壳肮こ虣C械發(fā)展總的趨勢是：發(fā)展快，水平高，工程機械產(chǎn)品向著系列化、模塊化、大型化和微型化方向發(fā)展；電子化、信息化、智能化水平不斷提高，而且這幾個方面高度交叉融合，彼此間的界限越來越模糊；環(huán)保節(jié)能新技術將得到推廣；可靠性、安全性、舒適性得到高度重視；面向工程機械產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)設計將廣泛采用，面向施工工藝的研究不斷加強。工程機械發(fā)展正由動力革命變成控制革命，由液壓手動控制發(fā)展為機群集中控制，電氣設計由儀表檢測、斷電器控制發(fā)展到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)；工程機械機電一體化發(fā)展到機器人化。工程機械機器人是21世紀各類工程機械發(fā)展的總趨勢?！　?．產(chǎn)品系列化、小型化、微型化、特大型化　　各類工程機械已有了從微型到特大型（裝備的發(fā)動機額定功率超過746kW）不同規(guī)格的產(chǎn)品，產(chǎn)品系列化是工程機械發(fā)展的重要趨勢，且產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短?！　‘斍笆澜纾汗こ虣C械向兩極方向發(fā)展，開發(fā)小型的工程機械與大型化的工程機械，以方便不同層次用戶的需求，體現(xiàn)出凡能用機器代替人力的設備均為工程機械的開發(fā)方向。近年來，中型工程機械（發(fā)動機功率74．6～298kW）基本上沒有大的發(fā)展且還有下降趨勢。工程機械向小型化（功率在74．6kW以下）及微型化方向發(fā)展的趨勢特別明顯，呈快速發(fā)展之勢，特別是在歐美、日本。微型化是盡可能地用機械作業(yè)替代人力勞動，提高生產(chǎn)效率，適應城市狹窄施工場所及在貨棧、頭、倉庫、艙位、農(nóng)舍、建筑物層內和地下工程作業(yè)環(huán)境的使用要求。特大型工程機械主要用于大型露天礦山或大型水電工程工地。產(chǎn)品特點是科技含量高，研制與生產(chǎn)周期較長，投資大，市場容量有限，市場競爭主要集中在少數(shù)幾家公司?！　?．一機多用、作業(yè)功能多樣化　　一機多用、作業(yè)功能多樣化是近年來工程機械裝備出現(xiàn)的一個新技術特點。為完成更多的作業(yè)功能，工程機械主機作業(yè)功能盡可能擴大，從單一功能向多功能轉化。液壓技術的發(fā)展通過對液壓系統(tǒng)的合理設計實現(xiàn)工作裝置完成多種作業(yè)功能，快速可更換連接裝置的誕生，使得能在作業(yè)現(xiàn)場完成各種附屬作業(yè)裝置的快速裝卸（在駕駛室通過操縱手柄即可快速完成）及液壓軟管的自動連接，改變了工程機械單一作業(yè)功能。一機多用、作業(yè)功能多樣化擴大了工程機械的應用領域，使用戶在不增加投資的前提下充分發(fā)揮設備本身的效能，完成更多的工作。如液壓挖掘機作業(yè)機具的多樣化，同一主機可完成挖掘、裝載、破碎、剪切和壓實等作業(yè)。高速公路的施工和養(yǎng)護綜合作業(yè)車，具有清掃、除雪、挖掘、破碎及壓實功能，提高了機械的通用性?！　?．專業(yè)化、區(qū)域化　　近年來，工程機械專業(yè)化、區(qū)域化程度逐步提高，越來越多的企業(yè)成為組裝廠，零部件全部專業(yè)化生產(chǎn)，關鍵零部件（如發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)）基本上是包給專業(yè)廠生產(chǎn)。區(qū)域化是為了縮短訂貨和交貨時間，讓生產(chǎn)接近客戶，同時利用當?shù)氐牧畠r人力資源，降低生產(chǎn)成本?！　?．電子化、智能化、信息化互動　　工程機械控制技術的電子化已代表當今技術的發(fā)展趨勢，國外大多數(shù)工程機械的產(chǎn)品采用微機控制技術。全電子控制就是將機械的各項控制通過電子系統(tǒng)完成包括行走、工作裝置、轉向等以完成整機的集中操作和集中監(jiān)控。這樣可以大大地簡化現(xiàn)有的電路系統(tǒng)，提高機械的可靠性，更便于操作和集中故障診斷?！　≈悄芑刂剖遣捎梅稚⒖刂葡到y(tǒng)多CPU控制器加上以專家系統(tǒng)為基礎的控制軟件，以實現(xiàn)機械各部分的智能鏈接和協(xié)調，使工程機械向全自動（傻瓜型）、機群控制和遠程控制方向發(fā)展。智能化主要表現(xiàn)在：　　（1）自動判斷、控制發(fā)動機的功率輸出，通過重量自動稱量、自動換擋等措施，進行功率優(yōu)化匹配，實現(xiàn)各種工況下機械的動力輸出狀態(tài)始終自動處于最優(yōu)，提高燃料的利用率，確保發(fā)動機排出的廢氣符合環(huán)境控制法規(guī)要求；　?。?）實現(xiàn)自動駕駛或遙控與無人駕駛功能，讓駕駛員把更多的精力放在工作機構的操作和控制上或遠離有害及危險環(huán)境下的施工作業(yè)。如在垃圾填埋場的壓實推土作業(yè)機械中，采用無線遙控技術及衛(wèi)星定位系統(tǒng)，控制機械設備的作業(yè)；斷崖體上作業(yè)的挖掘機，采用遙控駕駛技術，可徹底避免人身傷害，提高作業(yè)效率；　?。?）用專家系統(tǒng)建立行走和工作機構的合理控制算法。很多工程機械的行走和工作機構之間有著某種關系，例如攤鋪機如果通過專家系統(tǒng)建立行走和工作機構的合理控制算法，就能去除人為的誤操作，實現(xiàn)兩者問的優(yōu)化匹配，在提高機械作業(yè)效率的基礎上，提高作業(yè)的質量；　　（4）根據(jù)各種傳感器的檢測信號，結合專家知識庫對機器的運行狀態(tài)進行評估，預測可能出現(xiàn)的故障，在出現(xiàn)故障時發(fā)出故障信息或指導駕駛員查找和排除故障，實現(xiàn)工程機械工作過程的在線狀態(tài)監(jiān)測和自動故障診斷。

圖書封面

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