第一篇：機械動力學在機械行業中的應用及發展

摘要 世紀初,發展以靈巧機械手、步行機器人、并聯機床、可移動光學儀器平臺、磁懸浮列車、汽車主動底盤等為代表的智能化機電產品將是我國機械工業的奮斗目標之一。這類機電產品具有材料新穎、結構輕巧、機動性強、智能化高等特點，產生了材料非線性、幾何非線性、控制中的非線性與時滯等復雜動力學問題。這些問題將是21 世紀初機械動力學領域的研究前沿。

近代機械發展的一個顯著特點是，自動調節和控制裝置日益成為機械不可缺少的組成部分。機械動力學的研究對象已擴展到包括不同特性的動力機和控制調節裝置在內的整個機械系統，控制理論已滲入到機械動力學的研究領域。在高速、精密機械設計中，為了保證機械的精確度和穩定性，構件的彈性效應已成為設計中不容忽視的因素。一門把機構學、機械振動和彈性理論結合起來的新的學科——運動彈性體動力學正在形成，并在高速連桿機構和凸輪機構的研究中取得了一些成果。在某些機械的設計中，已提出變質量的機械動力學問題。各種模擬理論和方法以及運動和動力參數的測試方法，日益成為機械動力學研究的重要手段。

一、機械動力學研究的內容

任何機械，在存在運動的同時，都要受到力的作用。機械動力學時研究機械在力作用下的運動和機械在運動中產生的力，并從力與運動的相互作用的角度進行機械的設計和改進的科學。詳細的機械動力學研究方向可以分為以下六點：

（1）在已知外力作用下，求具有確定慣性參量的機械系統的真實運動規律；分析機械運動過程中各構件之間的相互作用力；研究回轉構件和機構平衡的理論和方法；機械振動的分析；以及機構的分析和綜合等等。

為了簡化問題，常把機械系統看作具有理想、穩定約束的剛體系統處理。對于單自由度的機械系統，用等效力和等效質量的概念，可以把剛體系統的動力學問題轉化為單個剛體的動力學問題；對多自由度機械系統動力學問題一般用拉格朗日方程求解。機械系統動力學方程常常是多參量非線性微分方程，只在特殊條件下可直接求解，一般情況下需要用數值方法迭代求解許多機械動力學問題可借助電子計算機分析計算機根據輸入的外力參量、構件的慣性參量和機械系統的結構信息，自動列出相應的微分方程并解出所要求的運動參量。（2）分析機械運動過程中各構件之間的相互作用力。這些力的大小和變化規律是設計運動副的結構、分析支承和構件的承載能力以及選擇合理潤滑方法的依據。在求出機械真實運動規律后可算出各構件的慣性力，再依據達朗伯原理用靜力學方法求出構件間的相互作用力。（3）研究回轉構件和機構平衡的理論和方法。平衡的目的是消除或減少作用在機械基礎上周期變化的振顫力和振顫力矩。對于剛性轉子的平衡已有較成熟的技術和方法：對于工作轉速接近或超過轉子自身固有頻率的撓性轉子平衡問題，不論是理論和方法都需要進一步研究。

平面或空間機構中包含有往復運動和平面或空間一般運動的構件。其質心沿一封閉曲線運動。根據機構的不同結構，可以應用附加配重或附加構件等方法全部或部分消除其振顫力但振顫力矩的全部平衡較難實現優化技術應用于機構平衡領域已經取得較好的成果。（4）研究機械運轉過程中能量的平衡和分配關系。這包括：機械效率的計算和分析；調速器的理論和設計；飛輪的應用和設計等。

（5）機械振動的分析研究是機械動力學的基本內容之一。它已發展成為內容豐富、自成體系的一門學科。

（6）機構分析和機構綜合一般是對機構的結構和運動而言，但隨著機械運轉速度的提高，機械動力學已成為分析和綜合高速機構時不可缺少的內容.二、機械動力學的分類 機械動力學的分析過程，按其功能的不同，可以分為兩類問題：（1）動力學反問題：已知機構的運動狀態和阻力（力矩），求解應施加于原動構件上的平衡力（平衡力矩），以及各種運動副中的反力，也就是已知運動，求力。

（2）動力學正問題：給定機器的輸入力（力矩）和阻力的變化規律，求解機器的時間運動規律，也就是已知力，求運動。

以機器人為例加以詳細說明。在機器人的分析中，首先要根據機器人手部應完成的工作，進行軌跡的規劃，即給定機器人手部的運動路徑以及路徑上個點的速度和加速度。然后，通過求解動力學反問題，求出應施加于各主動關節的驅動力矩的變化規律。動力學反問題時機器人控制設計的基礎。若已知各關節的驅動力矩，要求解手部的真實運動，則需要求解動力學正問題，它是機器人動態仿真的基礎。

三、機械動力學在現代機械系統中的應用

從分析、仿真到設計和控制，機械動力學的研究范圍在不斷擴大，形成了許多的分支領域，如：機床動力學、車輛動力學、轉子動力學、機器人動力學、彈性機構動力學等（1）機床動力學

對精密機床來說，加工精度時很重要的一個指標，而機床的震動則嚴重破壞了機床的加工精度。切削過程中產生的復雜的激振力，傳動系統中的齒輪、滾動軸承等則是機床的內部振動源。機床動力學的研究內容為：機床的動力源分析、機床振動的動力學模型和振動分析，及機床的動態設計。（2）車輛動力學

隨著車輛的高速化，安全性和舒適性變得十分重要。而出現了許多獨有的動力學問題，例如:帶有錐度的車輪子鐵軌上的振動會導致列車的蛇形運動，它會激發車輛的橫向運動；高速列車在大區率彎道上的運動時涉及車輛安全的重大課題；為提高轎車的舒適性，最新的研究趨向時車架振動的主動控制，即根據每時刻的路面激勵情況和運動狀態，隨時調整振動系統元件的參數，使其永遠處于最佳的減震狀態。（3）轉子動力學

汽輪機、發電機、電動機、離心機等旋轉機械，轉子時其工作的主體。為了提高機械的工作效率和容量，這類機械的轉速日益提高。抑制轉子系統的振動時關鍵問題。特別是大型汽輪發電機組轉子，由于振動造成的破壞會給國民經濟造成重大損失。20世紀80年代，我國兩臺20萬千萬汽輪發電機組就曾因振動引起嚴重的短軸事件。轉子動力學研究轉子及其支撐系統的振動及其對策。它以早期的軸和軸系的振動研究為基礎，但汽輪發電機組軸的工作轉速超過了臨界轉速，而且包含著更復雜的多的振動現象，從而形成了機械動力學的一個重要分支。

（4）機器人動力學

20世紀60年代，機器人學誕生并迅速地發展起來，它是機構學、機械電子學、計算機學和信息科學等多學科綜合而成的前沿學科。各種工業機器人已經越來越廣泛的應用于噴漆、搬運、焊接和裝配等工業生產線上，各種特種機器人則應用于海洋探測、外空探測等領域。機器人機構學成為機構學中異常活躍的一個分支。為了提高機器人的速度，高速、柔性機器人已經出現。機器人機構的復雜性遠遠超過了一般的平面機構，而且機器人的動力學必須考慮控制。

（5）彈性機構動力學

早期的機械研究當中認為只有機構與原動機和工作機連在一起時才有動力學問題，孤立的一個機構沒有動力學問題。剛體機構的平衡問題，就是一個機構的動力學問題。二戰以后，在凸輪機構、連桿機構、和齒輪機構的動力學研究中先后涉及了構件的彈性。在彈性機構中的分析中可以不涉及原動機特性，仍假定主動構件等速回轉，也不考慮工作機負載，只研究在構件自身慣性力作用下的振動。正是隨著高速彈性機構的研究，才有了彈性機構動力學。

彈性機構是典型的多體動力學系統。隨著機構部件日趨輕柔、其彈性振動與剛體運動相耦合，致使數學模型成為具有時變系數、復雜非線性項的高維微分方程組 微分代數方程組，這給彈性 機構的動力學分析帶來很大的困難。

目前，對彈性連桿機構動力學分析的KED 法已比較成熟。近年來，不少研究開始涉及動力穩定性、主共振、分數共振、主參激共振、內共振等非線性動力學問題。由于高維非線性動力學問題的難度，這些研究的對象主要是最簡單的四連桿 曲柄連桿機構，對具有共性的彈性多桿或組合機構動力學的研究還很少。與彈性連桿機構相比，彈性凸輪系統的動力學研究進展遜色許多。在多數研究中，將從動件簡化為線性時不變系統，討論其動響應及其優化問題。近期，一些研究開始涉及到動力穩定性、參激振動等問題。由于非線性動力學理論未能足夠地滲入到該領域，其研究的深度與廣度仍顯不足，理論成果與工程要求仍有相當距離。

近年來，已有不少關于彈性機構振動主動控制的研究。研究的典型問題是：引入模態控制等結構控制中的方法，采用壓電陶瓷片為驅動器，對平面四連桿機構的彈性振動進行主動控制。這些研究尚在實驗室階段，到實際工程應用尚有距離。（6）微機電系統動力學

近年來，微機電系統（簡稱MEMS: Micro E ectro-Mechanica System）正走出實驗室，成為21世紀初的新興產業。僅從國防科技工業領域看，MEMS 技術將用于各種微型武器系統，形成具有新的競爭力的“智能軍火”。西方發達國家正在積極研制用于軍事目的的微型航空器、重量在1kg 級、甚至0.1kg 級的納米衛星等。而它們的實現必須借助各種微發動機、微慣導儀器、微傳感器、微執行機構。

與傳統機械和結構相比，MEMS 的研制過程更具有設計與制造一體化的特征。目前，對MEMS 的設計多還在器件水平。除了少數二維器件的設計外，多數設計借助于ANSYS 等商品化軟件進行試湊；除了一些微加速度計的設計外，多數設計尚屬于結構靜強度 機構運動學范疇。可以預見，隨著MEMS 的實用化，其動力學問題將日益引起人們的關注。例如，微發動機中的運動部件、微慣導儀器必須從動力學角度去進行分析和設計。這方面的研究尚處于起步階段。

機床、車輛、轉子和機器人的動力學，其重點在于這類機械的個性問題。而各類機械中都包含著機構，各類機械又都是由原動機、傳動裝置和工作機組成的系統。因此，機構動力學和機械系統動力學研究各種機械在動力學方面的共性問題。

四、機械動力學的未來展望

近代機械發展的一個顯著特點是，自動調節和控制裝置日益成為機械不可缺少的組成部分。機械動力學的研究對象已擴展到包括不同特性的動力機和控制調節裝置在內的整個機械系統，控制理論已滲入到機械動力學的研究領域。

在高速、精密機械設計中，為了保證機械的精確度和穩定性，構件的彈性效應已成為設計中不容忽視的因素。一門把機構學、機械振動和彈性理論結合起來的新的學科——運動彈性體動力學正在形成，并在高速連桿機構和凸輪機構的研究中取得了一些成果。

在某些機械的設計中，已提出變質量的機械動力學問題。各種模擬理論和方法以及運動和動力參數的測試方法，日益成為機械動力學研究的重要手段。

[參考文獻] 1.胡海巖.先進機械系統的若干動力學與控制問題.面向21世紀的中國振動工程研究.北京: 航空工業出版社, 1999, 1-9.2.沈志云.關于高速鐵路及高速列車的研究.振動、測試與診斷, 1998, 18 3.張策, 陳樹勛.論彈性連桿機構的低階諧振現象.機械工程學報,1986 4.王玉新.彈性連桿機構低階諧振響應不完全同步機理研究.機械工程報, 1996, 32(4): 11-16.5.李俊寶, 張景繪, 任勇生, 張令彌.振動工程中智能結構的研究進展.力學進展, 1999, 29(2): 165-177.6.顧仲權, 馬扣根, 陳衛東.振動主動控制, 北京: 國防工業出版社, 1997.7.百度百科 http://baike.baidu.com/view/71553.htm

第二篇：機械動力學在機械系統及生活中的應用及其發展前景

機械動力學在機械系統及生活中的應用及其發展前景

41131023 崔旭

現代機械設計已從原來發展較成熟的、為實現某種功能的運動學設計，逐漸轉向了以改善和提高機器運動和動力特性為主要目的的動力學綜合。機構動力平衡、彈性激斗動力學、含間隙機構動力學等，已成為現代機械動力學領域的重要前沿課題和新分支，在近一二十年有了長足發展。國際上對此開展了全面、深入的研究，取得了豐碩成果。我國學者在這領域也進行了一系列的研究，并已取得了重要的進展，尤其是在機構動平衡理論及方法，連桿機構彈性動力學綜合和含間隙機構動力學分析等方面的理論研究成果，已達到國際先進水平。總的來說，機械動力學研究已經發展到了一定階段。

機械動力學是機械原理的主要組成部分，它主要研究機械在運轉過程中的受力情況，機械中各構件的質量與機械運動之間的相互關系等等，是現代機械設計的理論基礎。以下針對動力學的研究內容及其應用和發展前景進行論述。

一、機械動力學主要研究的內容

1.在已知外力作用下求具有確定慣性參量的機械系統的真實運動規律。為了簡化問題，常把機械系統看作具有理想、穩定約束的剛體系統處理。對于單自由度的機械系統，用等效力和等效質量的概念可以把剛體系統的動力學問題轉化為單個剛體的動力學問題；對多自由度機械系統動力學問題一般用拉格朗日方程求解。機械系統動力學方程常常是多參量非線性微分方程，只在特殊條件下可直接求解，一般情況下需要用數值方法迭代求解。許多機械動力學問題可借助電子計算機分析。計算機根據輸入的外力參量、構件的慣性參量和機械系統的結構信息，自動列出相應的微分方程并解出所要求的運動參量。

2.分析機械運動過程中各構件之間的相互作用力。這些力的大小和變化規律是設計運動副的結構、分析支承和構件的承載能力以及選擇合理潤滑方法的依據。在求出機械真實運動規律后可算出各構件的慣性力，再依據達朗伯原理用靜力學方法求出構件間的相互作用力。

3.研究回轉構件和機構平衡的理論和方法。平衡的目的是消除或減少作用在機械基礎上周期變化的振顫力和振顫力矩。對于剛性轉子的平衡已有較成熟的技術和方法：對于工作轉速接近或超過轉子自身固有頻率的撓性轉子平衡問題，不論是理論和方法都需要進一步研究。

平面或空間機構中包含有往復運動和平面或空間一般運動的構件。其質心沿一封閉曲線運動。根據機構的不同結構，可以應用附加配重或附加構件等方法全部或部分消除其振顫力。但振顫力矩的全部平衡較難實現。優化技術應用于機構平衡領域已經取得較好的成果。

4.研究機械運轉過程中能量的平衡和分配關系。這包括：機械效率的計算和分析；調速器的理論和設計；飛輪的應用和設計等。

5.機械振動的分析研究是機械動力學的基本內容之一。它已發展成為內容豐富、自成體系的一門學科。

6.機構分析和機構綜合一般是對機構的結構和運動而言，但隨著機械運轉速度的提高，機械動力學已成為分析和綜合高速機構時不可缺少的內容。

二、機械動力學在機械系統和生活中的應用 1.分子機械動力學的研究

作為納米科技的一個分支，分子機械和分子器件的研究工作受到普遍關注。如何針對納機電系統(NEMS)器件建立科學適用的力學模型，成為解決納米尺度動力學問題的瓶頸。分子機械是極其重要的一類NEMS器件．分為天然的與人工的兩類。人工分子機械是通過對原子的人為操縱，合成、制造出具有能量轉化機制或運動傳遞機制的納米級的生物機械裝置。由于分子機械具有高效節能、環保無噪、原料易得、承載能力大、速度高等特點，加之具有納米尺度，故在國防、航天、航空、醫學、電子等領域具有十分重要的應用前景，因而受到各發達國家的高度重視。目前已經成功研制出多種分子機械，如分子馬達、分子齒輪、分子軸承等。但在分子機械實現其工程化與規模化的過程中，由于理論研究水平的制約，使分子機械的研究工作受到了進一步得制約。

分子機械動力學研究的關鍵是建立科學合理的力學模型。目前，分子機械動力學采用的力學模型有兩類，第一類是建立在量子力學、分子力學以及波函數理論基礎上的離散原子作用模型。在該模型中，依據分子機械的初始構象，將分子機械系統離散為大量相互作用的原子，每個原子擁有質量，所處的位置用幾何點表示。通過引入鍵長伸縮能，鍵角彎曲能，鍵的二面角扭轉能，以及非鍵作用能等，形成機械的勢能面，使系統總勢能最小的構象即為分子機械的穩定構象。采用分子力學和分子動力學等方法，對分子機械的動態構象與運動規律進行計算。從理論上講，該模型可以獲得分子機械每個時刻精確的動力學性能，但計算T作量十分龐大，特別是當原子數目較大時，其計算工作量是無法承受的。第二類模型為連續介質力學模型。該模型將分子機械視為桁架結構，原子為桁架的節點，化學鍵為連接節點的桿件，然后采用結構力學中的有限元方法進行動力學分析。該模型雖然克服了第一類模型計算量龐大的缺陷，但無法描述各原子中電子的運動狀態，故沒有考慮分子機械的光、電驅動效應和量子力學特性．所以在此模型上難以對分子機械實施運動控制研究。近年來，有學者提出將量子力學中的波函數、結構力學中的能量函數以及機構學中的運動副等理論結合，建立分子機械動力學分析的體鉸群模型。在該模型中，將分子機械中的驅動光子、電子、離子等直接作用的原子以及直接構成運動副的原子稱為體，聯接體的力場稱為鉸，具有確切構象的體鉸組合稱為群。將群視為相對運動與形變運動相結合的桿件．用群間相對位置的變化反應分子的機械運動，而群的形變運動反映分子構象的變化，借助坐標凝聚對群進行低維描述。該模型的核心思想來自于一般力學中的子結構理論和模態綜合技術。

2.往復機械的動力學分析及減振的研究

機械產生振動的原因，大致分為兩種，一種是機械本身工作時力和力矩的不平衡引起的振動，另一種是由于外力或力矩作用于機架上而引起機械的振動。下面只研究機械本身由于力和力矩的不平衡而引起的振動問題。往復機械包含有大質量的活塞、聯桿等組成的曲柄-活塞機構，這些大質量構件在高速周期性運動時產生的不平衡力和氣缸內的燃氣壓力或蒸氣壓力的周期性變化構成了機器本身和基礎的振動。這樣產生的振動通過機架傳給基礎。此振動只要采用適當的方法克服不平衡力這一因素，便可減小振動。然而由曲柄軸的轉動力矩使機架產生的反力而引起的振動將是最難解決的問題。

通過一系列的動力學分析，將產生新的減小振動的思路，即想法將往復機械工作時產生的慣性力和力矩的不平衡性，盡量在發動機內部加以平衡解決，使其不傳給機架。以往解決平衡的辦法是在曲柄軸中心線另一側加上適當配重即可平衡，對多缸發動機雖然也可按同樣辦法來處理，但比較麻煩，且發動機結構笨大。由曲柄-活塞動力學分析可知，若作用于往復機械的力之總和等于零(靜平衡條件)和上述作用力對任意點的力矩之總和等于零(動平衡條件)，則作用于往復機械的力和力矩就完全平衡。從理論分析上是可行的，在實際應用上也是可以實現的，即對于多缸發動機的平衡，只要合理安排曲柄角位置和適當選擇曲柄、連桿、活 塞構件的質量，則可完全滿足關于轉動質量的兩個平衡條件，因而可達到減小整機振動的目的。

3.機械系統的碰撞振動與控制的研究

機械系統內部或邊界間隙引起的碰撞振動是機械動力學的研究熱點之一。該領域的近期研究成果有：(1)碰撞振動的間斷和連續分析，包括穩定性分析、奇異性問題、擦邊誘發分叉、非線性模態等研究；(2)碰撞振動控制，特別是不連續系統的控制方法和控制混沌碰撞振動；(3)碰撞振動分析的數值方法；(4)碰撞振動實驗研究。

在穩態運行環境下，機械系統內部或邊界上的間隙通常使系統產生碰撞振動，即零部件間或零部件與邊界間的往復碰撞。這會造成有害的動應力、表面磨損和高頻噪聲，嚴重影響產品的質量。在當代高技術的機電系統中，碰撞振動有時會成為影響系統性能的主要因素。例如：(1)在由機器人完成的柔順插入裝配中，為避免軸、孔對中誤差而引起卡阻，需要同時控制操作器的位置和它與環境間的作用力。這類柔順操作器的關鍵部分由彈性元件、應變測量模塊及力反饋電路組成，通過控制彈性元件的變形，產生對負載變化非常敏感的控制力。操作器研制的難點之一是，傳動誤差擾動經過間隙環節后成為極復雜的運動，對高靈敏度操作器的動力學特性產生影響。(2)大型航天器中許多大柔性結構(如空間站的天線、太陽能電池帆板)需要在太空軌道裝配或自動展開，為此，在關節(或套筒)中留有一定間隙。雖然這些間隙與結構尺寸相比很小，但因關節數目很多而使整個結構呈明顯的松動，其振動特性變得非常復雜。另外，這類結構往往還受主動控制，間隙顯著增加了控制的難度。

因此，深入研究間隙引起的碰撞振動，才能在高技術機電系統的設計階段把握其動力學特性，避免后繼階段的大挫折。由于碰撞振動系統是復雜的非線性動力學系統，對它的研究既有理論難度又有重要工程實際意義，得到普遍關注。

4.流體動力學在流體機械領域中的應用

空氣、水、油等易于流動的物質被統稱為流體。在力的作用下，流體的流動可引起能量的傳遞、轉換和物質的傳送。利用流體進行力的傳遞、進行功和能的轉換的機械，被稱為流體機械。流體力學就是一門研究流體流動規律，以及流體與固體相互作用的一門學科，研究的范圍涉及到風扇的設計，發動機內氣體的流動以及車輛外形的減阻設計，水利機械的工作原理，輸油管道的鋪設，供水系統的設計，乃至航海、航空和航天等領域內動力系統和外形的設計等。計算流體動力學（CFD），就是建立在經典流體動力學與數值計算方法基礎之上的一門新型學科。CFD 應用計算流體力學理論與方法，利用具有超強數值運算能力的計算機，編制計算機運行程序，數值求解滿足不同種類流體的流動和傳熱規律的質量守恒、動量守恒和能量守恒三大守恒規律，及附加的各種模型方程所組成的非線性偏微分方程組，得到確定邊界條件下的數值解。CFD 兼有理論性和實踐性的雙重特點，為現代科學中許多復雜流動與傳熱問題提供了有效的解決方法。

三、展望

近代機械發展的一個顯著特點是，自動調節和控制裝置日益成為機械不可缺少的組成部分。機械動力學的研究對象已擴展到包括不同特性的動力機和控制調節裝置在內的整個機械系統，控制理論已滲入到機械動力學的研究領域。

在高速、精密機械設計中，為了保證機械的精確度和穩定性，構件的彈性效應已成為設計中不容忽視的因素。一門把機構學、機械振動和彈性理論結合起來的新的學科——運動彈性體動力學正在形成，并在高速連桿機構和凸輪機構的研究中取得了一些成果。在某些機械的設計中，已提出變質量的機械動力學問題。各種模擬理論和方法以及運動和動力參數的測試方法，日益成為機械動力學研究的重要手段。

四、小結

當代科學技術的飛速發展，尤其是電子、信息技術的日新月異加快了人類前進的步伐。作為現代社會進行生產和服務五大要素之一的機械，也面臨著一次又一次的挑戰，使得機械產品不得不向完全科學化發展，向最優發展。因此機械動力學在越來越多的領域得到廣泛的應用，如由于機器速度的提高，一方面使得慣性作用明顯增加，由此產生的振動、噪聲等問題嚴重影響機器的工作性能和使用壽命；令一方面，由于高速度以及輕化型的要求，機構桿件的彈性變形已不可避免，這大大改變了傳統理想機械的運動和動力特性。另外，隨著機器運轉速度和載荷的增加，機構中運動副間隙、制造和加工誤差、摩擦、磨損等因素對機器工作性能的影響也更加明顯。以上問題說明，要滿足現代機械的要求，提高機器的動態性能和工作質量，關鍵是要解決好機械動力學的問題。

機械動力學的研究已成為當前機械學領域的重要前沿課題，這在日常對機械產品的使用過程中已達到共識，所以應該從實現某種功能的運動學設計，逐漸向以改善和提高機器運動和運動特性為主要目的的動力學綜合方向發展，總的來說，機械動力學研究已經發展到了一定的階段，還需要不斷的總結歸納，慢慢向新領域發展，這才能真正讓動力學為我們創造更多的價值，造福人類。

第三篇：大型機械在抗洪搶險中的應用

黃河安危事關大局，國家歷來對黃河防洪極為重視，經過幾十年的努力，我國對洪水、河道演變以及工程施工技術、搶險技術等方面的研究和實踐已達到了較高的水平。但是，目前黃河下游的防洪安全問題仍很突出，防洪的形勢仍然很嚴峻。隨著國民經濟的發展，科學技術的進步，國家對黃河防洪安全的要求也越來越高，為了適應黃河情況多變、險情復雜、搶險任務艱巨的特

點，組建了機械化程度高、技術先進、反映迅速、機械靈活、能打硬仗的專業機動搶險隊伍。抗洪搶險也隨著社會的進步和治黃現代化建設快速發展，從傳統的人工搶險向現代化機械化搶險轉變，改變了過去防汛搶險依靠人海戰術，沒有專用的快速搶險成套設備，在抗洪過程中人員勞動強度過大，疲勞程度高，效率低，甚至錯過了搶險的最佳時機，往往給抗洪斗爭造成被動的局面。

機械化搶險具備適應“搶早、搶小、搶險快、搶險成功率高”的特點已成為防汛搶險發展的主要趨勢。要從實際出發，充分利用在長期抗洪搶險斗爭中積累的搶險技術和大型機械設備相結合，用現代化的機械設備代替原來的人工搶險，有效控制險情，極大地減少了人力投入，減輕搶險勞動強度，提高搶險成功與效率。

機動搶險隊要加強防汛搶險技術學習。開展防汛搶險新技術，新方法研究和實戰演練，不斷提高隊員搶險技術水平，以及組織能力和動手操作能力，使每個隊員都能獨擋一面、一專多能、熟練操作機械設備技術，使人機成為一個有機整體，充分發揮大型機械設備在施工和搶險中的效能。把機動搶險隊建設成一支機動靈活、反應快速，搶險水平較高的專業化搶險隊伍。才能保證在關鍵時刻拉的出、上的去、搶的住。

根據黃河搶險中土石方工程較多的特點，為達到快速搶護的目的，選用優質高效的機械設備，組織機械化施工搶險，進行高強度土石方作業，對縮短搶險時間，節約搶險投資、減輕勞動強度，提高快速應變能力，才能搶得快，搶得牢，確保黃河安全。

在搶險實踐中，河道工程搶險方法有，加修子埝、散拋塊石、捆拋柳石枕、推拋石籠、柳石樓廂、土袋及土織物等。這些方法多道工序要靠人力和機械協作，所以搶險技術人員和機械協作十分重要，人機有效結合工作，可達到互相彌補，取長補短的效果。

目前黃河抗洪搶險時使用的大型設備有：挖掘機、裝載機、自卸車、推土機、裝袋機等。不但用于挖、裝、運、推、拋等作業，機動搶險隊的機械設備不能僅做一種工作，還要做到一機多用。挖掘機不僅能挖能裝，除正常挖掘土石方外，而且還能推、拋、利用自身長臂的特長，可將停留在壩坡的枕體推入河中，在裝載機或自卸車散拋石護坡、根石加固時，它可以平整灘坡，抓拋鉛絲籠等。

裝載機不僅能裝，而且還能挖、推、平、碾壓、運、拋等，如在一般不太堅硬的地面上可以開挖。推拋石籠、柳石枕、平整壩面、道路。利用輪胎碾壓土方，可裝拋備防散石護坡，在搶險需拋鉛絲籠或柳石樓廂時，使用裝載機裝拋鉛絲籠，插運柳秸料。拋運快，效率高。

推土機不僅能推、平、碾壓運還能推枕，推石籠，平整道路和壩面，削坡，碾壓石方，短距離搬運柳秸料，石料等（利用推的功能）。

自卸車不僅能運、而且還能拋石，利用車廂長的特點和石料下落慣性可拋石，一次到位。

裝袋機：在搶險需用土袋時，使用裝袋機裝土袋，裝袋快，減輕勞動強度，效率高。

鉛絲網片編織機：編織既快，對均勻。

挖掘機、裝載機和自卸車組合施工搶險要合理匹配。利用自卸汽車裝運土石方，就必須配備一定數量的裝載機和挖掘機裝車。為了充分發揮自卸車的運輸和裝車機械設備的效率，必須進行合理的配套。

根據黃河搶險的特點，考慮到場地和道路等條件，為使裝車機械設備和自卸汽車都能發揮出較多機械效能。首先考慮運距、車速、必須使裝車時間與自卸汽車的運輸循環時間一致，達到裝不等運，運不等裝，匹配合理，才能充分發揮機械的工作效率。在運土方時選用挖掘機裝車，自卸車運，裝載機推平、碾壓。在調運石料時選用裝載機裝，自卸車運，裝運快效率高。

根據近年來的搶險實踐，濮陽第三機動搶險隊總結了以下幾條經驗：在搶險需拋散石護坡時備方石料運距出險地點10米以內，以挖掘機抓拋最快，石料運距在50米以內裝載機鏟拋最快。百米外調拋時，由裝載機和自卸車匹配效率高。

搶險需拋鉛絲籠時，用裝載機人機配合拋籠快投拋準確到位，效率高。

搶險采用柳石樓廂時，使用裝載機插運秸、柳料不但插運量大，而且速度快，效率高。

搶險需搶修子埝時，運距在30米內以推土機較快，運距在50米以內使用裝載機較快。運距在百米外由自卸車或小翻斗車與挖掘機匹配較快。由于濮陽第三機動搶險隊上級所配設備有：一臺挖掘機，一臺裝載機，三臺自卸車，沒有推土機。在汛期特別是洪水期間，本轄區有四處控導工程。二處險工，三處涵閘，僅靠現有設備根本滿足不了搶險需要。2003年8月份洪水期間，濮陽第三機動搶險隊先到封丘大宮，后到蘭考蔡集支

第四篇：公路養護論文：公路養護的機械應用及發展

公路養護的機械應用及發展

周艷芳

二O一三年四月

公路養護的機械應用及發展

周艷芳

摘要：隨著公路養護里程及養護質量要求的不斷提高，我國加大了機械的投入。但是受到傳統管理方式的阻礙，公路養護的機械應用存在諸多問題亟待解決，需要不斷轉變思想，規范公路養護機械的市場化管理，達到提高工作效率、節約成本的目的。

關鍵詞：公路養護 機械 應用 發展

公路養護的機械管理已成為后勤保障的重要手段，能有效提高公路養護的運行效率。本文將對公路養護的機械應用現狀及發展策略進行分析與闡述，以提高公路養護機械管理的市場化。

一、公路養護的機械應用現狀

1.機械管理體系不健全

由于我國公路養護機械化的不斷發展，機械設備的應用趨向于精度高、結構復雜、控制技術先進的現代化設備發展方向，若機械設備產生問題，難以憑借以往經驗排除故障。但是一些單位的管理思想仍停留在傳統階段，以重視“事后維修”為主，再加上缺乏管理工作人員、管理方法與手段落后、沒有科學全面的規章管理制度、或者雖然有制度而沒有落實到位等問題，造成機械管理與維修水平的低下。

2.機械維護不當

一些單位由于受到傳統思想的制約，在機械管理方面普遍存在“重使用、輕養護”的問題，對機械的維修保養認識不足，對必要的養護工作沒有落實到位，在使用機械過程中盲目追求眼前利益，不科學使用機械，沒有進行及時的維修保養，造成機械帶病作業、零件磨損嚴重、機械故障頻繁發生，減斷了機械使用壽命。

3.缺乏專業的機械管理人員

目前，公路養護的機械管理人員普遍專業素質不高、管理水平差，缺少具備專業知識的專職工作人員，再加上養護機械技術水平要求的不斷提高，機械品種繁多，給機械管理工作帶來一定困擾，主要表現為：機械養護、保養不到位，機械業務資料不完整，拖保、漏保現象嚴重，機械不整潔，單機單車核算賬不符實等問題。另外，各單位對機械設備專業人員的培訓重視不足，缺乏專業化的機械設備養護、管理培訓，造成管理人員、維護人員的業務水平始終停滯不前，沒有技術水平的創新，就沒有公路養護機械水平的提高。

二、公路養護的機械管理發展策略

1.轉變觀念，加強設備管理

首先，應完善機械設備的管理，建立健全易操作、行之有效的機械管理制度，無論機械來源于單位內部資金購置，還是上級配置費用，都應統一納入規定管理范圍內。包括公路段、公路處、公路站的三級管理中，機械設備也采取統一

管理標準。其中三級管理的機械設備帳、物、卡必須三者相符，不僅成立固定資產賬目，還應加強機械設備的專業檔案，包括機械的出廠技術文件、交接登記、運轉情況登記、維修記錄、改造技術資料等；其次，提高機械設備的效益考核與單機核算。如有關更換零件、耗費油料、日工作量、月完好率、臺班成本及利潤核算等，只有采取精細化管理方式，才能更好發揮機械的經濟效益，降低機械養護的勞動強度與工作成本，提高公路養護的效率，保證公路養護質量。

2.加強培訓，提高管理人員專業素質

公路養護中，機械管理人員的專業素質與操作人員的技術水平與公路養護的質量密切相關，針對當前存在的一些問題，必須加強管理人員與操作人員的再教育與專業技術培訓，以不斷提高他們的管理水平與操作水平。應該認識到，一支善保養、會管理、能操作的專業養護職工隊伍，能有效促進機械養護的進程。因此，應建立一支專業的養護機械操作隊伍，對操作人員進行培訓的過程中，加強他們對養護機械的意識，并提高對機械操作能力的考核，讓機械操作骨干既滿足操作、駕駛，又能勝任對機械的保養、維修等多個崗位需求。另外，專業的養護機械操作人員必須提高責任感，并將工作質量、技術水平與個人收入掛鉤，落實經濟責任。

3.管用結合，確保機械靈活調配

根據當前我國公路養護中施工作業面廣泛、工作線路

長、站點多、作業量不集中、流動作業等特點，應加強“預防為主、重視保養、視實際情況修理”的原則性，做到因地制宜、因路制宜、因時制宜的開展機械保養計劃。根據機械的使用方式，也應重視日常保養，將小毛病、小問題扼殺在萌芽階段。在人員數量允許的情況下，每臺機械可配備專門維修工，以隨時進行檢修，及時發現故障并解決，既不影響工作效率，有確保機械在良好狀態下工作，杜絕帶病作業。通過對公路養護機械的合理使用，根據工作量與工作技術的要求，合理調度機械的養護與工作，避免出現單一作業、大車小拉等浪費現象。另外，根據機械停置、停封的保養要求，應按期進行保養，以降低大修的次數與成本。

參考文獻：

[1]汪加軍.淺談公路養護機械化的必要性[j].科技創

新導報.2007（29）.[2]王亮、付學迅.試論公路養護機械管理存在的問題及對策[n].第5屆魯粵遼路橋技術論壇.2008,[3]古麗巴合提.公路養護機械設備維修、維護管理策略研究[j].中小企業管理與科技.2010（16）.[4]薛官玉.公路養護機械化是現代化公路養護發展的趨勢[j].山西建筑.2007（5）.[5]李曉燕.公路養護機械精細化管理的思考與探討[j].山東交通科技.2007（4）.

第五篇：蒸汽閥門在飼料機械行業的應用

飼料機械廠的蒸汽閥門成功應用

隨著我國城市化的發展和人民生活水平的提高，對魚蝦、禽、畜的需求迅速增長，因此各種飼料廠在全國各地都得到了快速發展。

目前，飼料廠應用成熟的生產工藝和成套的飼料機械生產線，為保證產品質量，生產過程普遍采用計算機POC系統實現集中控制。在各種工藝參數中，蒸汽參數的控制對飼料成品的質量和成本控制都起到了關鍵的作用。

主要的生產線有顆粒機和膨化機。飼料原料經喂料絞龍將原料送至調質器，經調質的飼料送往顆粒機或膨化機。蒸汽在飼料機械上的應用主要有以下三個方面：

1．粒機

這是飼料廠應用最廣泛的一種機器。其目的是通過顆粒機生產各種類型、各種規格的飼料，滿足魚蝦、禽、畜等的食用，其中的各種添加劑更是滿足動物的營養，避免動物挑食引起的各種問題。

蒸汽在顆粒機上主要是應用在調質器上，加入蒸汽與飼料混合。主要作用與效果是： 1）使飼料中淀粉糊化，提高飼料消化率。

2）經調質，飼料流動性好，增強飼料的粘著性，有利于飼料成型。

3）軟化飼料，提高成型速度，節省電耗，減少模輥磨損，延長模輥壽命。工藝要求：物料水分控制在17%以內，溫度控制在75-90℃之間。

在蒸汽管路中可用到我們蘇州瑞克閥門公司產品有：壓力表、截止閥、汽水分離器、過濾器、減壓閥、安全閥、疏水閥（FT14、TD10）、止回閥、氣動調節閥系列執行器、減壓閥等。

2．膨化機

這是飼料廠比較新穎的設備，其工作原理是飼料通過高壓擠壓后，突然降至大氣壓下，使飼料體積急速膨脹，得到膨化狀的飼料。這種飼料主要用于魚蝦養殖，膨化狀的飼料能浮在水面，使魚蝦能長時間食用，不至于沉入水底。

蒸汽在膨化機上與顆粒機一樣，主要是應用在調質器上，加入蒸汽與飼料混合。另外在物料擠壓流動過程中，需要用蒸汽保溫（夾套保溫）。

工藝要求：物料水分控制在15%-45%。溫度控制在90-105℃之間。

在蒸汽管路中可用到我司產品與在顆粒機上類似，在膨化機夾套保溫上還用到IB倒置桶疏水閥。

3．干燥機

將剛生產的飼料送入干燥機干燥，防止發霉變質，便于保存。用蒸汽加熱盤管，風機吹風，要求一般。有時會用到我司產品有疏水閥等。

一般飼料廠都自備一臺1至2噸/小時蒸發量的鍋爐，供汽壓力為6barg左右。生產線的蒸汽耗量一般不超過一噸，所以其蒸汽管路口徑不超過50mm。