第一篇：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

第二篇：大型機械管理辦法

邯濟鐵路擴能改造工程

大型機械設備安全管理辦法

第一章 總則

第一條 為切實提高邯濟鐵路擴能改造工程建設項目大型施工機械的安全管理，確保大型機械設備的使用安全，保障人身和營業線安全，制定本辦法。

第二條 本辦法依據《安全生產法》、《鐵路營業線施工安全管理辦法》（鐵辦【2008】190號）、《營業線施工安全管理實施細則》（濟鐵總發【2010】326號）、邯濟指安【2011】第62號文以及其他有關安全管理規定制定。

第三條 本辦法適用于邯濟鐵路擴能改造建設工程。

第二章 組織機構職責

第四條 項目部成立大型施工機械安全管理領導小組，項目經理為安全管理第一責任人，安全總監為安全管理實施負責人，相關職能部門人員為安全管理實施人。

領導小組成員： 組 長：滕兆寶 副組長：范順勇

成 員：張發申、張永、李克柱、王海斌、郜宗輝、索華志、丁嘯、孟凡良、張來平及安質部、工程部、物資部相關工程技術人員。

第五條 項目部物質部部負責本項目部的設備安全管理工作，各工區負責本級的機械、設備的安全管理，各工區負責人應根據施工工程量，配齊設備管理需要的人員。

a)項目部物資部（安質部）主要職責

1.貫徹國家、上級有關大型機械設備安全管理的方針、政策和規定，根據項目部工程需要，制定項目部大型機械設備安全管理辦法和規章制度。

2.組織協調和監督，檢查項目部的設備安全管理工作。3.掌握大型機械設備動態，技術狀況及安全情況，指導、推廣設備安全管理先進經驗和新技術。

4.定期開展評優工作，表彰獎勵大型機械設備安全管理先進個人。

5.建立、保管設備技術檔案、臺帳和記錄卡片，五日報單，掌握本級設備數量和技術性能，按規定及時上報設備管理工作的有關報表，編制和上報設備大修計劃、報廢設備申請工作。

6.深入施工現場指導各架子隊安全技術人員的工作，了解大型機械設備安全管理辦法的執行情況及安全工作情況，研究施工中的不安全因素，提出安全改進意見，做好安全生產和文明施工的宣傳教育工作。

7.抓好本單位安全人員的安全技術培訓和考核工作。8.加強經常性安全教育，積極采取預防措施，最大限度減少事故，做好各類事故的調查、分析、處理和上報工作。

b)作業隊隊長主要職責

1.認真執行上級有關大型機械設備安全生產規定，對所轄班組（特別是外包隊）的安全生產負直接領導責任。

2． 認真執行大型機械設備安全技術措施及安全操作規程，針對生產任務特點，向作業隊（包括外包隊）進行安全技術交底，履行簽認手續，并對規程、措施、交底要求執行情況經常檢查，隨時糾正作業違章。

3． 經常檢查所轄作業隊（包括外包隊）大型機械設備作業環境及安全狀況，發現問題及時糾正解決。對重點、特殊部位施工，必須檢查作業人員及各種設備設施技術狀況是否符合安全要求，嚴格執行安全技術交底，落實安全技術措施，并監督其執行，做到不違章指揮。

4． 定期和不定期組織所轄作業隊（包括外包隊）學習大型機械設備安全操作規程，開展安全教育活動，接受安全部門或人員監督檢查，及時解決提出的不安全問題。

5． 發生因傷亡及未遂事故要立即搶救，保護現場，及時上報，參加或配合調查、分析。

c)現場領工員職責

1.模范執行安全生產各項規章制度協助作業隊長落實作業隊的安全生產責任目標，作好安全工作，接受專職安全技術人員的指導。

2． 協助隊長組織全班安全學習，作好班組安全活動記錄，加強班組日常安全教育宣傳工作，搞好新工人安全教育工作 ；

3． 協助作業隊長每天進行本班組大型機械設備的安全生產的自檢，交接檢并做好記錄；

4． 負責落實好上級有關對大型機械設備安全管理的工作； 5． 及時發現和處理事故隱患，對不能處理的危險因素要及時上報；

6． 有權制止違章作業，有權抵制和越級報告違章指揮行為； 7． 發生事故要立即搶救保護好現場并及時上報，參加或配合調查、分析。

d)安全員職責

1． 安全員負責本項目大型機械設備安全管理工作。

2． 貫徹執行安全生產的方針、政策、法令、法規、標準、制度、上級指示、決定，并督促檢查其執行。

3． 負責安全內業臺帳收集整理，努力提高安全工作標準化、規范化、制度化管理，做到安全檔案、資料齊全。

4． 參與安全技術措施編制與修訂，檢查收集工長的安全技術交底。

5． 配合有關部門和本項目其它管理人員抓好大型機械設備安全教育工作，提高職工安全操作技能和自身防護能力，檢查特種作業人員持證上崗情況。

6． 做好工地日常巡查工作發現安全隱患及時處理或簽發隱患整改通知書，遇有嚴重隱患有權暫停生產。

e)操作人員職責

1.認真執行崗位責任各項規章制度，模范履行職業道德規范（按章操作、文明施工、精心保養、愛機惜油、不謀私利、優質服務）。嚴格執行安全操作規程，保證設備安全運行。2.認真做好日常保養工作。

3.及時準確填寫《機械設備施工日志》。

4.有權拒絕違反設備安全操作規程的施工安排和指揮。

第三章 現場管理

第六條 各單位進場的大型機械必須有設備檢驗合格證和使用說明書，禁止不合格設備進入施工現場。

第七條 大型機械進場后，現場安全員要在施工過程中每日填寫《大型機械設備登記表》，動態反映出施工地點、危險源點、防護人員、防護措施等。

第八條 作業場地必須有明顯的安全警戒線和安全警示牌，相應設備懸掛其安全操作規程。

第九條 大型機械設備嚴格執行“五個一”即：一機、一人（專職防護）、一本（機械施工日志）、一牌（設備標識牌）、一證（機械操作證）齊全制度。

第十條 施工現場安裝、拆裝大型機械設備時，必須要由專業知識強、操作熟練的人員承擔，分管經理、架子隊長、安全員到現場把關。

第十一條 大型機械轉場時，要認真落實好“四個專項”制度。作業隊隊隊長、技術負責人、領工員、安全員、技術員必須現場把關，經確認場地平整、地基承載力滿足要求，方可進行。夜間不得安排轉場、移機。

第十二條 作業人員進入施工現場必須佩帶好相應的勞動保護用品，作業前按設備的操作規程進行檢查，作業中嚴格遵守勞動紀律，服從指揮，不得酒后上崗或連續疲勞作業，應當嚴格執行相應的操作規程和有關的安全規章制度，并做好設備使用、維修保養記錄。

第十三條 大型施工機械作業時，現場必須有領工員、安全員、技術員進行跟班作業。

第四章 臨近既有線大型施工機械安全管理

第十四條 各作業隊臨近既有線大型機械施工必須按照安全專項方案配全所需防護用品，并嚴格按要求進行落實。

第十五條 大型機械進場前，必須測定樁位離既有線護欄、圍墻的距離，對于高度投影影響既有線安全的大型機械必須埋設地錨、拉好纜風繩。

第十六條 大型機械進場前，要對有地埋管線的地方進行人工開挖探溝，以確認地下管線的位置。對于挖出上午地下管線，采取支護防護措施，對以探明的地下管線徑路區域要采取隔離防護措施，做好相應的安全警示標志。

第十七條 大型機械與架空電力線的安全距離必須符合要求才能施工，大型機械在接觸網支柱及接觸網帶電部分5米范圍內須裝設接地線。在電桿、拉線附近施工時，對電桿應留出1-1.5米半徑的土臺，對拉線流留出1.5-2.5米半徑的土臺，土臺周圍插標桿警示。

第十八條 大型機械施工場地要平整、夯實、無障礙物。場地的承載力能滿足大型機械的工作壓力，當地基松軟，承載力不足時，應加鋪枕木或鋼板墊護。第十九條 臨近既有線施工的大型機械施工期間，各工班必須做到“一機一人”“隨機而動”防護。專職防護人員要做到人到位、責任到位、措施到位、落實到位，確保安全。

第四章 事故處理

第二十條 應急處理要本著“先防護、后處理、寧停勿撞”則，盡一些可能減少故障影響的時間和范圍，減少故障造成的損失。

第二十一條 當臨近既有線大型機械傾覆侵入既有線限界，危及行車安全時，現場值班人員必須立即通知分部經理或安全員，并通知工務、電務、供電等設備管理單位請求組織救援。項目部管理人員及時到達事故現場進行組織救援工作。

第二十二條 事故處理要充分發動群眾，認真分析情況，查明原因和責任，總結吸取教訓，制定預防事故的措施，提出對事故的處理意見，必要時應召開事故現場會。對事故責任人要按情節輕重和責任大小給予行政處分和經濟處罰，觸犯刑律的要依法追究刑事責任，對事故處理要做到“三不放過”（事故原因分析不清不放過、事故責任者和群眾未受到教育不放過、沒有防范措施不放過）。

檢查評比與獎懲

第二十三條 認真執行大型機械設備安全管理制度。項目部每月對各工點進行不定期安全檢查，項目經理、副經理、總工檢查不少于2次，安質部、工程部檢查不少于4次，安全專業工程師檢查不少于8次。

第二十四條 對表現好的單位應及時表揚，必要時召開現場會，交流推廣先進經驗；對管理差的單位要進行批評，要求其制訂整改措施并限期改進，必要時召開現場會，吸取教訓。

第二十五條 表彰和獎勵

對在平時設備安全管理、操作規范、預防設備安全事故中，有突出貢獻的人員，由各工區根據貢獻大小，及時給予獎勵。

第二十六條 懲處和罰款

1.因管理混亂，沒有嚴格按照大型機械設備管理辦法進行實施，存在重大安全隱患，要求限期改正，被警告的單位應及時認真地進行整頓，必須在限期內整改完畢，否則禁止開工。

2.因工作責任心不強，玩忽職守，造成重大、特大責任事故的責任人由項目部給予行政處分和經濟處罰，并通報全項目。

3.因違規操作造成安全事故，按事故直接損失費的百分之三十給予經濟處罰，所罰款項上交項目財務。

第五章 附則

第二十七條 本辦法自公布之日起執行。第二十八條 本辦法由項目部安質部負責解釋。

第三篇：大型機械管理

為進一步確保大型施工機械設備的有序可控和使用安全，各監理站和施工單位務必繼續堅持做好以下施工盯控，確保施工作業的絕對安全。

1、未納入設備臺賬管理的大型施工機械，嚴禁進入工地施工。

2、大型機械設備司機無駕駛證、操作證、施工安全技術交底的，嚴禁動車。

3、現場安全技術交底內容不明確、施工項目不清楚、光電纜位置未探測標識（保護）、無駐站聯絡員、無防護人員、無施工負責人之一者，嚴禁動用機械施工。

4、對當前使用的大型施工機械重新進行一次統計匯總，對機械性能不良、無設備標識牌、司機安全意識淡薄、駕駛證和操作證過期，一律清除施工現場不得再次使用。

5、為確保大型機械司機的使用安全，近期監理站組織各施工單位大型機械司機進行一次有針對的鐵路施工安全知識培訓和考試及審查工作，司機素質差、安全知識考試達不到100分的，一律不予發上崗證，施工單位必須立即辭退該司機或操作人員。

6、為確保防洪期間的使用，各施工單位務必留足各類大型施工機械和值班人員，確保招之能來、來之能干。

2013.9.22

第四篇：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

第五篇：淺談機電一體化在煤礦機械中的應用

淺談機電一體化在煤礦機械中的應用

【摘要】 煤礦機械正處在一個向機電一體化方向發展的時代,近來,隨著國家對煤礦安全生產的重視,煤礦設備投入的不斷增加,煤礦機械也處在一個更新換代的時期。

【關鍵詞】 煤炭機械 機電一體化

煤礦機電一體化技術在這一時期顯得尤為重要,它使機械、電子技術和液壓控制技術有機的結合,極大地提高了煤礦機械的各種性能,如安全性、經濟性、可靠性、操作舒適性以及作業精度、作業效率、使用壽命、方便安裝拆除、便于維護等。目前以微機或微處理器為核心的電子(微電腦)控制裝置(系統)在煤礦機械中的應用已很普及,電子控制技術已深入到煤礦機械的許多領域,如提升機和采煤機,提升機的PLC系統,采煤機的變頻控制系統和PLC系統操作等,煤礦機械的在線狀態監控與故障自診、故障報警等。隨著科學技術的不斷發展,對煤礦機械的性能要求也在不斷提高,電子(微機)控制裝置在煤礦機械上的應用將更加廣泛,結構將更加復雜、維護也將更加專業化。特別是,隨著我國進口及國產煤礦機械數量的逐年增加,如何用好,管好這些價格昂貴的煤礦機械,使其發揮最大的效率,是煤礦機電部門所面臨的一個重要的問題。為幫助煤礦機械使用人員、維修人員、管理人員對煤礦機械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就這些做一下介紹與淺述。煤礦生產中,煤礦機械的性能自動化程度及其經濟性等可以說直接影響到生產;也直接影響到煤礦供電、排水、通風、提升等的安全運行。而煤礦機械電氣與電子控制系統部分質量的好壞與性能的優劣又直接影響到機械的動力性、經濟性、可靠性,從而影響施工質量、生產效率及使用壽命等。電子(微電腦)控制系統已成為煤礦現代機械不可缺少的組成部分,同時也是評價煤礦現代機械技術水平的一個重要依據。隨著科學技術的不斷發展,以及對煤礦機電產品性能要求不斷提高,電子(微電腦)控制系統在煤礦機械中所占的比重越來越大,其功能將會越來越強,應用范圍也將越來越廣,而其復雜程度也隨之提高,這樣就對使用與維修維護這些設備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對煤礦職工的培訓工作和對煤礦設備的管理工作也顯得尤為重要。

煤礦生產施工要求煤礦機械具有以下性能:皮實耐用且維修簡單、生產效率高且節能降耗,自動化程度高且操作簡單,施工質量好,精度高;性能穩定,工作可靠,安全性高,使用壽命長;具有較好的經濟性,即高的技術價格比和低的制造與使用成本;工人勞動強度低,操作員的工作條件好;具有在線運行狀態監視,故障自診及自動故障報警功能,能及時準確地指出故障部位,減少停機維修時間。

為適應煤礦機械對性能的要求,僅僅依靠機械和液壓技術的已顯得力不從心。電子(微電腦)控制技術的發展就成了煤礦機械的必要選擇。機電一體化是一項新興的技術,將其引入到煤礦機械中,必將會給煤礦機械帶來了新的技術變革,使其各種性能有了質的飛躍。

機電一體化又稱機械電子工程學,是一門跨學科的綜合性高技術,是由微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術、機械技術、液壓技術以及其他技術相互融合而成的一門獨立的交叉學科。機電一體化技術從70年代中期開始在國外機械上得到應用。80年代以微電子技術為核心的高新技術的興起,推動了機械制造技術的迅速發展,特別是隨著微型計算機及微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術等的發展及其在機械上的應用,極大促進了煤礦機電產品的性能,使煤礦機械進入了一個飛躍的發展時期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統在國外機械上的應用已相當普及,在我國也是發展的方向,已成為機械高性能的體現。目前機械的電子(微機)控制系統主要用以實現如下功能:

1、在線監控、自動報警及故障自診,即對煤礦機械的電動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等的在線運行狀態監控,出現故障能動報警并準確地指出故障的部位,從而改善操作員的工作條件,提高機器的工作效率,簡化設備維護檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機維修時間,延長設備的使用壽命。如采煤機上變頻器就采用PLC控制,可實現多種在線監控和故障自診,還有煤礦用各種電器設備也越來越智能化。

2、節能降耗,提高生產效率。例如井下使用的膠帶輸送機、通風機、提升機等,使用變頻起動、PLC

控制系統,節電量就為30%左右,同時生產效率也大大提高。

3、自動化或半自動化程度的提高

煤礦機械實現自動化或半自動化控制,可以減輕操作者的勞動強度,提高生產效率,并減少因操作者的經驗不足,對作業精度的影響。例如,冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設備,由我國北京天地瑪坷電液控制系統有限公司與德國MARCO公司合作生產的PM31型液壓支架電液控制系統,就是微電腦控制,只要在支架操作控制器上輸入程序,支架使會自動連續動作,也可實現遠程控制和工作面無人操作。

4、其他應用

一些國外生產的輸送機、采煤機、綜掘機等采用了電子(微電腦)控制的自動變速器,能夠根據外負荷的變化情況自動改變傳動系的傳動比,從而改變功率,這不僅充分利用了電動機功率,大大提高了能耗經濟性,而且也簡化了操作,降低了勞動強度,提高了設備的安全性能,提高作業人員操作的安全性,目前我國在綜合機械化采煤機上采用電子(微電腦)控制。可實現無人操作,使機械能在危險地帶或人無法接近的地點進行作業,也配備了無線遙控裝置,可遠程遙控也可微電腦編程控制。

電子(微電腦)系統的可靠性是煤礦機械非常重要的一項性能指標。由于煤礦機械一般井下作業,其直接受到潮氣、煤塵、通風、石塊、地質變化等的侵襲,此外還受到采煤振動和沖擊以及各種電、磁等的干擾,工作環境非常惡劣,因此電子(微電腦)控制系統必須滿足井下性能環境要求,能在井下環境溫度下可靠、穩定地工作;抗壓強度高、抗老化,具有較長的使用壽命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;較好耐沖擊和抗振性能;較強的抗干擾能力,系統能在各種干擾下可靠地工作。