工程机械理论-12-10工程机械理论-12-10.doc

一、什么是工程机械？近30年来，我国工程机械的发展大致经历了哪几个阶段？ 凡土方工程、石方工程、流动起重装卸工程、人货升降输送工程和各种建筑工程，综合机械化施工以及同上述工程相关的工业生产过程机械化作业所必需的机械设备，称为工程机械。 纵观我国工程机械行业的发展历史，大致可划分为三个阶段。第一阶段为创业时期（1949至1960年）。第二阶段为行业形成时期（1961至1978年）。第三阶段为全面发展时期（1979年至现在）。 20世纪80年代以来，随着我国的改革开放，基本建设发展很快。为了满足基本建设的规模和技术水平的要求，我国在引进和吸收国外先进技术的基础上，已迅速发展成为工程机械的生产大国，2002年产值773亿元，居世界前列。但是，我们还必须清醒地看到，由于国内大多数企业主要还是依赖国外技术，拥有自主知识产权的精品不多，我国仍不是工程机械生产强国。工程机械发展大致可分3个阶段： 1） 大规模引进国外技术阶段（20世纪80年代中期~90年代中期）； 2） 扩展阶段（20世纪90年代中期~21世纪中期）； 3） 稳定发展与进一步发展阶段（21世纪中期起）。 二、试举例说明进行工程机械动态性能研究与提高工程机械可靠性的关系。 影响工程机械可靠性的因素很多，有设计、材料与制造、使用等多种因素，但机器动态性能研究的缺乏是主要原因之一，也是根本原因之一。 区别于其他机械，工程机械大多在野外工作，负荷及工况多变，负荷变化也较剧烈，而许多工程机械又有连续施工的苛刻要求，这对工程机械的可靠性和适应性提出了更高的要求。动态性能就是机器在工作负荷不断变化的动态条件下显示的动力性、燃料经济性和作业性能。 下面以双钢轮振动压路机为例予以说明： 双钢轮振动压路机主要用于压实路面材料，属于循环作业式机械。压路机及其钢轮均为大惯量系统，因此不管平动或转动的过渡过程，外负载变化都很大，也较剧烈。一方面这必然会造成行走驱动和振动液压系统中的冲击载荷，降低液压元件的使用性能和使用寿命；另一方面，作用于地面的力、力矩或功变化大，会造成起步地段压实度的极不均匀，甚至形成材料的推移现象。但是，该起步过程的过渡时间又不能太长，否则将会降低有效压实时间。同时，过长的起步时间会使振动轮起振越过共振点时产生共振现象，这对机器和被压材料都是十分有害的。机器停车时，上述类似的现象也是存在的。同时，起步和停车时外载荷的急剧变化会引起发动机转速和功率的随之波动，特别是停车时机器的巨大惯性要引起发动机的反拖制动，这不仅会影响发动机的使用性能，而且会降低发动机的可靠性和使用寿命 起步和停车时的另一个问题是，由于负载的急剧变化，液压系统的压力急剧上升。当系统配置和调整不合适时，常常导致安全阀的溢流和液压系统的发热，造成功率的极大浪费。 由于振动压路机正常工作时，所需功率较小，转向所需功率也不大，因此，起步和停车过程的功率消耗也决定着振动压路机的动力大小的选配。 双钢轮振动压路机的起步和停车过程负荷变化剧烈，要产生以下三种主要后果： （1）由于液压系统压力冲击以及发动机转速急剧波动，机器可靠性变差； （2）由于液压系统溢流发热，发动机转速波动等原因，使燃油消耗增加，节能减排性能变差； （3）引起振动轮与地面作用力的急剧变化，作业质量变异。 实践证明，对此问题采取抑制惯性载荷的变化、机器参数动态匹配、功率峰值错峰等措施，都会取得明显的改善效果。由此例不难看出，机器动态性能的研究确是解决机器可靠性问题的根本途径之一。 答题二：研究在动态条件下机器的性能预测和试验方法，从设计机器的角度来看将有助于更为合理地确定机器的结构参数，从而充分发挥各个总成的工作能力和提高机器的整机性能。从机器的使用观点来看，这一研究将有助于解决如何在具体的使用条件下充分发挥机器的性能和效益，从而建立机器的合理使用规范和施工机械的最优化方法。研究发动机的动态性能：发动机的负荷波动要引起柴油机输出特性变化，或者说要引起柴油机的动态效应。通过对发动机负荷波动的研究，得出负荷波动要引起发动机输出特性偏离其静态值。这不仅指发动机功率，也指经济性及热状态发生了变化。发动机的动态效应只是在负荷波动的低频范围内存在。这表明发动机只是在负荷波动的低频范围内才存在不同程度的动态效应。负荷波动还会造成柴油机功率下降。发动机的动力性和经济性不仅取决于它的本身特性，而且还与机器在使用过程中的负荷工况有关。在设计机器时根据负荷工况和发动机的输出特性来合理匹配机器参数能有效调高机器的性能和可靠性。 三、当工程机械的作业对象是粘湿物料时，常常发生物料的粘附现象。试说明发生这种粘附现象的危害，提出解决问题的方法或措施，并说明这些方法或措施的基本原理。 当以粘湿物料（土壤、煤粉等）为工作对象时，挖掘、装卸及运输机械存在严重的物料粘附问题，这将降低