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中英文对照-现代工程机械行业的技术进步

现代工程机械行业的技术进步
大型机械式挖掘机在目前国际国内在矿山开采及工程施工中有着广泛的应用，其性能的优劣对生产率有很大的影响.在国际市场竟争日趋激烈的今天，如何提高产品的质量是提高其市场竞争力的关键。
    目前，我国的大型机械式挖掘机在设计水平，设计手段及产品质量上与国外同类产品相比尚有较大差距.国外已经将人一机一环境作为一个系统统一考虑，提倡低振动、低噪音的绿色设计，将现代设计方法(电子模拟理论、动态设计、可靠性设计等)普遍地应用于挖掘机设计，使产品设计现代化，性能可靠。而我国仍然主要采用传统的仿型设计，而近年来才将现代设计方法逐步应用到挖掘机的设计上，但在这方面工作开展的不得力，主要表现在自行设计开发能力不够，基础工作做得不完善，尤其在挖掘机动力学方面。
挖掘机结构非常复杂，往往是多发动机同时驱动，同时工作环境恶劣，外载荷成随机性变化，因此在设计大型矿用挖掘机的新产品时，为了使其作业安全，工作顺畅，除必要的理论分析和静强度计算外，还必须要进行动力学分析和计算，以在设计之初保证机械的动强度和可靠性。在进行这种分析时，土壤的力学特性必须考虑，而且是重要因素。通过进行动力学研究，才能确定挖掘机各部件的载荷特性，设计出质量可靠的产品。
从20世纪80年代到本世纪初，中外工程机械产品技术已从一个成熟期走到了现代化时期伴随着一场新的技术革命，工程机械产品的综合技术水平跃上了一个新的台阶。电子技术、微电脑、传感器、电液伺服与控制系统集成化改造了传统的工程机械产品，计算机辅助设计、辅助制造及辅助管理装备了工程机械制造业，IT网络技术也装备了工程机械的销售与信息传递系统，从而让人们看到了一个全新的工程机械行业。新的工程机械产品在工作效率、作业质量、环境保护、操作性能及自动化程度诸多方面都是以往所不可比拟的，并且在向着进一步的智能化和机器人化方向迈进。
1、        作业原理创新：新法破土与高频振动
　　随着科学技术研究水平的不断发展，工程机械的作业理论也在不断地创新。工程机械的作业原理包括对土石方的切割、破碎、回填，对土工材料的筛分、混合与加热，对混合料的摊铺、找平与压实等。这些作业理原先是以仿生学与牛顿力学为基础的，而近现代科学的发展为工程机械作业原理的创新奠定了基础。例如机械振动、脉冲、射流、光电效应及热物理学的应用， 为工程机械节省资源，改善施工质量、提高生产效率、工作可靠性、驾驶舒适性与自动化程度创造了条件。
挖掘机、推土机、装载机等土方工程机械切割破土，现在有了无斗铣切法、高频振动法、液气射流法及微孔破土法。使用新的破土作业原理改造的铲斗、松土器可以开挖高强度的岩土，在一般情况下都可以降低单位土方费用与提高生产效率，并且在靠近建筑物挖土时可代替钻孔—爆破法施工。
振动压路机是利用机械振动而又要达成“振地不振人”作业效果的最有力说明。高频振动压实技术的应用是近代动力学在工程机械上的重要科研成果，在振动压路机上同时应用了振动与隔振理论。20世纪90年代以来，出现了水平振动（振荡）与垂直振动的定向振动压实方法，以及无级调幅振动和不同于简谐振动的混沌振动等振动压实作业原理，并且形成了相应系列的振动压路机。冲击式压路机打破了原有传统的圆柱形滚轮结构，使用具有3-5个边的多边形压滚由牵引车拖行，以每秒2-3次顺序地冲击地面。这种剧烈冲击具有地震波的传播特性，其压实深度随碾压遍数而递增，在5m深处的压实度可达90%-92%。冲击压路机具有静压冲击、振动捣实与揉搓的综合作用，适合大型填方、塌陷土壤和干砂填筑工程的压实。
沥青混凝土摊铺机慰平工作装置更是工程机械作业原理创新的典型例子。慰平板使用柴油、液化气或电加热和72Hz的调频振动，并采用红外线、激光或超声波找平， 是多学科高新技术的应用。这其中的找平技术也可以应用到平地机上，作为地平或坡面的精细找平。
　　调频率机械振动还通常用于凿岩、石料破碎与筛分及沉拔桩等工程施工。石料的烘干可以使用柴油、重油和煤粉多种燃料的燃烧器，沥青的脱桶、加热及沥青混合料的搅拌与保温过程中都充分运用了热物理学原理。沥青的乳化与改性都是一些化学物理反应的具体应用。
2、传动方式创新：普及液压与电气传动
液压传动在20世纪60年代开始应用到了压路机上，只十多年的时间就得到了推广和普及。现在压路机的行走、振动、转向及制动等系统已实现了全液压传动。液压传动大大简化了压路机传动与操纵系统的设计，液压传动平稳、操纵方便省力、容易实现无级调速和自动控制、从总体上提高了压路机的生产效率与压实质量。现在国外市场上已经很少见到机械传动的压路机了。
静液压传动技术于70年代开始应用到了推土机上，并且很快推广到了一些中小型推土机和装载机上，美国约翰•迪尔公司、卡特彼勒公司、德国利渤海尔公司及日本小松制作所都生产和销售全液压推寺机与装载机。静液压传动不使用液力变矩器，还省去了离且器与行车制动器及部分机械传动机构，能利用安全阀对机械和液压系统实现过载保护，并以较小的索引功率发挥最大的索引力，其剩余的功率可用在机器的辅助操作上。
德国的德马克公司和利渤海尔公司公别于1954年和1955年率先开发了全液压挖掘机，但静液压传动在挖掘机上大量的推广应用也是在70年代。自80年代初以来，挖掘机从大到小正逐步实现了驱动行走、回转与挖掘机的全液压化。在国际市场上的挖掘机，已全部淘汰了各种机械传动机构。
诞生历史比较晚的路面机械更是以全液压传动为主，如摊铺机、稳定土拌和机、路面铣刨机等，液压传动的平稳性有助于提高路面的铺筑质量。在凿岩台车和凿岩机上，液压传动已取代了以往的气动，现代轮式起重机和桩工机械也工向全液压化的方向发展。
电力在工业生产中的应用虽然已有很长的历史了，但在移动式机械上使用尚不多见。这首先是因为电动机的能容量小，一台电动机与同功率的液压马达相比，其重量和体积要大好多倍，这给机器的空间布置带来了很大困难。另外，电气传动的效率比效低，而消耗有色金属量大。但电气传动能很好地实现无级调速、电气制动和功率分流，电传动更方便和易于大型矿车、大型挖掘机和大型装载机上，以发动机—发电机—电动车轮传递行驶动力。德国福格勒公司还试制了电动车轮传递行驶动力。德国福格勒公司还试制了电传动的沥青摊铺机，该机的所有回转系统都用电马达带动，只有料斗开合与慰平板找平油缸仍使用液压传动。另外就是在作业区域移动较小的采矿工地上，使用了电力拖动的大型挖掘机的装载机，这种电力拖动使用电缆传输动力而不必在机器上安装发动机。
3、人机工程创新：以人为本与简化操作
20世纪80年代以来，世界上许多大的工程机械制造公司都投入很大的人力和资金促进现代设计方法学的研究和应用。人机工程学是“以人为本”的设计思想，注重机器与人的相互协调，提高人机安全性、驾驶舒适性，方便于司机操作和技术保养，这样既改善了司机的工作条件，又提高了生产效率，有的国家对工程机械的振动、噪声、废气排放和防翻滚与落物制定了新的标准，甚至付诸法律。现在各类工程机械都是设计有防翻滚和落物保护装置，以保护司机的人身安全，并且都是与驾驶室分别设计和安装。驾驶室内有足够的人体空间和开阔的视野，并采取必要的密封、减振、降噪和控温措施。室内的座椅、操纵杆件、仪表与监视器都按人机工程学布置，并且尽量减少操纵部位与操纵力。为了减轻司机的疲劳，选用悬浮式减振座椅，并研制了气—液悬持系统的驾驶室底板。

Modern construction machinery industry of technical progress
Large-size mechanical mining excavator is used widely in international and domestic engineering construction and mining performance, and its property defines the efficiency much.Now because the international market is opened step step, how to promote the quality of excavator is the key that a factory reinforces its competing force.
In our country，the designing elevation and production quality on excavator can not keep up with international advanced technology applying on excavator.Now the advanced technology has already applied advanced designing method on excavator designing，such as electronic simulating theory，dynamic design， reliability design and so on.But in our country ,the most excavator design has still applied the traditional design method ,the modern design method has not began to be actually applied .The prime display is that the capability of self-design is not enough and the basic work has not done perfectly especially the excavator kinetics .
The construct of excavator is very complex and the multiple movers often work simultaneously.at the same time its working environment is very bad and the eternal load varies randomly.As a result ,when designing the new product of excavator ,in order to ensure the performance safety，the designer not only has the basic theory analysis on static load computing ,but also do necessary work about the kinetics of mechanism to qualify the dynamic reliability in the period of designing .Trough the kinetic analysis ,the load property of all the elements in excavator can be decided so as to design reliable product .