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關鍵詞:CAN總線;工程機械;攤鋪機;挖掘機;鏟運機
引言
隨著工程機械各項技術的不斷發展,電子技術、計算機技術及智能控制技術越來越廣泛地應用于工程機械中,以提高工程機械的操縱性、平穩性、舒適性和工作效率。工程機械電子控制技術在設備安全、節能環保及改變設備功能等方面發揮著重要的作用,越來越成為工程機械工業發展的主導。
傳統的工程機械控制系統由眾多傳感器、儀表及控制機構組成,加上越來越復雜的工作狀態,使得電線數量、種類和節點數越來越多,造成了整機電氣設計和制造越來越復雜,布線困難,可靠性下降,故障排除時間越來越長。CAN總線技術具有成本低、線數少、適用廣、靈活性大、信息傳輸高、特別抵抗干擾等優點,因而被成功地廣泛應用于工程機械行業。
1 CAN總線的相關概念和特點
CAN是目前國際應用最廣泛的現場總線之一,是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡,是控制器局域網絡(Controller Area Network)的簡稱,最早由德國BOSCH公司推出,用于解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種串行數據通信協議,如今其總線規范已被定為國際標準[1]。
CAN總線特點:(1)支持多主工作方式,網絡上任何節點均可以在任意時刻主動向其它節點發送信息,部分主從,通信靈活;(2)支持點對點、一點對多點和全局廣播傳送數據;(3)采用了獨特的非破壞性總線仲裁技術,通過設置優先級來避免沖突,能滿足實時性要求;(4)信號傳輸采用短幀結構,每幀有效字節數為8個,因而傳輸時間短,且每幀信息均具有故障自我檢測、診斷和自動關閉功能,使總線上其他節點通信不受影響,數據出錯率極低,可靠性高,具有較強的抗干擾能力;(5)通訊距離最遠可達10km/5Kbps/s,通訊速率最高可達40m/1Mbp/s,網絡節點數實際可達110個,傳輸速度快,傳送信息量大;(6)通過傳輸總線鏈接各個控制計算機,可以減少導線數量和連接端子,從而減輕整車質量和故障概率提高車輛的可靠性及安全性。控制模塊之間能共享傳感器輸入的信息,從而可以減少傳感器數量;(7)可以實現復雜的控制功能,較易實現子系統的增加或減少,系統擴充容易,改型靈活。
2 CAN總線在工程機械中的應用
CAN總線技術的引入徹底改變了工程機械控制領域的面貌,分布式控制系統完全取代了集中式控制系統,在眾多具有CAN功能的控制器、傳感器和執行器的支持下,繁瑣的連線被單一、簡潔的現場總線網絡所替代,系統設計更加靈活、信號傳輸質量也大幅提高。CAN總線在工程機械上的廣泛應用將使工程機械的控制性能、動力性、操縱穩定性、安全性都上升到一個新的高度,給工程機械技術的發展注入新的活力。
2.1 CAN總線在攤鋪機中的應用
攤鋪機是道路施工中重要的路面施工機械,其性能與可靠性會直接影響整個路面工程的質量。將CAN總線應用在攤鋪機行走控制系統中,整個控制系統可分為三個模塊,分別為電噴發動機控制器、行走控制器和顯示器,以實現集中管理以及功能和危險的分散。其中,電噴發動機控制器根據發動機實際工況對發動機的轉速進行控制;行走機構控制器在攤鋪過程中發揮恒速控制、轉向控制以及整機狀態參數檢測等作用;顯示器發揮整機狀態參數和故障報警信息的界面顯示的作用。攤鋪機的功能分散、集中監視、危險分擔,有利于提高整機的工作性能。CAN總線技術還可應用于攤鋪機自動找平系統中,在系統工程過程中,每個節點作為路面高度采樣點,實時采集路基變化樣本。當主控節點廣播式地發送數據請求幀時,各個節點將當前的實時采樣數據發送給主控制器,多點采集可以濾除干擾信號,更準確地描述路基的變化情況。當主控制器接受完所有節點的數據后,按照一定的算法進行數據處理,去除偶然因素如石塊、坑槽等影響,然后發出PWM信號控制液壓缸的電磁閥,從而控制熨平板的升降使得攤鋪厚度均一[2]。CAN總線的應用提高了道路攤鋪工程的自動化和智能化水平,使攤鋪機作業效率和路面施工質量得到提高的同時改善了道路工程的操作環境,降低了勞動強度。
2.2 CAN總線在挖掘機中的應用
隨著中國挖掘機行業的快速發展,挖掘機的性能是生產廠家市場競爭力的關鍵,高效、節能的智能控制系統成為了提升挖掘機性能的主要手段[3、4]。電氣控制系統作為挖掘機核心系統之一,關系到整機的性能、智能化程度和可維護性。挖掘機的性能要求越高,傳感器數量就越多,如果用傳統控制方式必會增加線束數量,使維護難度增大,不利于數據共享。CAN總線的應用可以在不影響原系統的前提下克服傳統控制方式的缺點。挖掘機的電氣控制系統主要由發動機控制模塊、液壓控制模塊、顯示模塊、GPS遠程管理模塊和常規控制模塊組成。發動機控制模塊中主控制器通過CAN總線可以讀取轉速、工作時間、水溫、油壓、運行狀態等信息,控制發動機起停、轉速、節能、保護,無需再安裝相應的傳感器,簡化了電氣線路。同樣在液壓控制模塊采用CAN總線采集司機的操作,根據檔位、功率模式和發動機狀況等確定主閥的開度,以控制液壓系統實現整機行走、回轉等動作,提高了系統的可操作性,簡化了液壓控制管路。此外,具有CAN總線功能的顯示器能對挖掘機運行過程中的參數進行實時顯示,也能進行參數設置、故障警報及保養提示。GPS終端也能通過CAN總線與總控制器進行數據通信,實現定位和遠程數據傳輸。
2.3 CAN總線采礦鏟運機中的應用前景
隨著礦產資源的開采逐漸向深部延伸,采礦條件更加惡劣,智能化、自助式的采礦設備已是發展必然的發展趨勢[5]。鏟運機是有色金屬深井礦山開采的關鍵設備,由于過去的人為駕駛鏟運機對工作人員的安全威脅很大,而遙控鏟運機可靠性差、系統成本高,所以自助式無人操縱鏟運機成為了采礦設備的重要研究方向。CAN總線技術的通訊系統在自助式無人操縱鏟運機中的應用能使傳感器系統和控制系統方便地對信號的采集、分析和處理,從而實現行走、鏟運等功能。CAN總線的開發應用在采礦機械領域業有廣闊的前景,定能給行業帶來飛躍性的發展。
3 結束語
CAN總線技術具有較高的可靠性、實時性和較強的靈活性,這些突出的優點使其被廣泛地應用,它的發展也推動了工程機械自動化技術的的發展,而且在許多有待開發的機械設備領域具有廣闊的應用前景。CAN總線的應用使工程機械的性能、作業效率和工作質量得到了提高,簡化了電氣線路,液壓回路,減少了傳感器的使用,從而降低了產品的成本也改善了機械的可維護性,由此CAN總線的擴展開發及應用會給許多行業帶來巨大的效益。
參考文獻
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[2]吳成富,焦生杰,惠紀莊.攤鋪機自動找平控制系統研究[J].筑路機械與施工機械化,2004,21(8):15-17.
[3]張軍,焦生杰,廖曉明,等.電控節能技術在挖掘機中的應用與發展[J].中國工程機械學報,2010,8(1):66-71.
1. 個人基本情況及工作經歷
2. 任職以來的工作情況、技術學術水平、工作能力
自擔任自動化
解讀:這一塊大家可以談談近幾年在單位上擔任何種職務,以及從事何專業的工作,在這些工作中大家都學到了一些什么專業的技術等。
3. 主要工作業績及獎勵情況
解讀:這一塊主要講一下自己的工作業績,介紹一下這些項目的情況,具體干了一些什么工作,這些項目給自己帶來的收益,還有自己的一些獎勵情況,例如工程獲獎或者個人獲得的獎勵都可以寫上去。
4. 參加過的培訓、進修、學習情況
解讀:這個主要寫一下自己的學習培訓經歷,參加過何種協會及專業知識的培訓等。
5. 論文、論著、譯著等作品情況
解讀:這個主要介紹一下自己發表的論文,論文的名稱、內容以及在哪刊登發表的簡單說明一下就好。
關鍵詞:工程機械;液壓元件;節能液壓系統
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.108
0 引言
在當前階段中,隨著隨著各種一次資源開采力度的不斷增加,我國各種一次能源的儲存量在逐漸的較少,而其又是工程機械運行過程中的主要資源,逐漸的加強了人們對其的重視程度,對其液壓系統的節能功能具有了更高的要求。同時,在我國節能液壓研究過程中,研究的時間較晚,技術還不是很完善,通常都是使用外國的技術,不利于我國工程機械的發展。因此,加強對工程機械液壓元件及節能液壓系統的研究具有重要意義。
1 工程機械液壓元件
1.1 液壓泵
在工程機械液壓系統中使用了很多的元件,其中液壓泵是其中最主要的一個元件,在當前階段使用的液壓泵中,通常有以下三種,第一種為齒輪泵,該元件內部結構較為簡單,使其具有很小的體系以及較輕的重量,并且工作性能較為可靠,正是這些優點,成為了最為常用的一種液壓泵。但是該液壓泵也具有一定的缺陷,如運行的過程中,會產生較大的噪音,軸承需要承載很大的負荷,不能對其排放量進行調節等,因此,又對其應用進行了一定的限制。第二種為斜盤式軸向柱塞泵,該液壓泵可以根據工程機械的運行情況,隨時對其排放量進行調節,而且還具有容積效率高的特點,通常被應用于大型工程機械中。而且,隨著對其不斷地研究,逐漸使其向著集成化的方向發展,首先是將多臺液壓泵進行了整合,形成了一種功能更加強大的多聯泵,進一步縮減了發動機的結構。其次是對其控制的方式更加的豐富,由以往單一的恒功率控制,改變為了壓力切斷、負流量控制等多種形式,不僅進一步提升了其工作效率,而且還使其更加的穩定。最后一種為斜軸式軸向柱塞泵,與前兩者相比,其結構更加緊密,占用的體積更小,而且其內部的傾覆力矩較小,在缸體與配流盤結合時,能夠更加的均勻,產生的摩擦較小,能量的損失較低,從而使其運行效率較高[1]。
1.2 多路閥
在工程機械液壓系統中,另一個重要的元件為多路閥,通過對其進行控制,就可以完成補油、制動等多項工作。在當前階段中,使用廣泛的多路閥有兩種,一種為LUDV多路閥,其運行主要根據以下原理:當主閥芯放置在中間時,進油閥口關閉,壓力補償器與單向閥接觸,使兩者共同處于可靠關閉的狀態;當多路閥運行時,導致主閥芯開始移動,將進油閥打開,使油液前通過兩者流入到進油槽中,從而對液壓系統的一種功能進行了控制;另外,進油閥中的壓力,由補償器徑流中間小孔,最終導入到負載敏感口內,感受到系統中壓力與流量的需求,并將這一信息反饋回執行元件中,對回油進行控制。不論整個系統需要對多大的流量進行控制,其都能夠根據進油閥的面積,并結合不同元件負載的比例,對流量進行有效的分配,使流量合理的導入到不同元件中[2]。另一種為SCX多路閥,其余上述多閥發的功能基本一樣,也都夠對流量進行合理的分配,并且負載壓力也是在補償器中出現。但兩者之間也存在一定的差異,主要是兩者油液的流動方式不同,前者是在流動的過程中,分成了兩部分,一部分流入到了執行元件中,另一部分油液流入到負載敏感口中,而后者在主泵中出發后,直接流入到負載敏感口中,這樣在其運行的過程中,就避免了分流的現象,因此,其動作效率更高,對信號的控制更加平穩。
2 工程機械節能液壓系統
隨著工程機械應用的不斷增加,逐漸加強了對節能液壓系統的研究,在上世紀80年代初期,就發明出了負載敏感系統。該系統在運行的過程中,主要利用了壓力反饋的原理,通過液壓泵的輸出流量,并結合閥口的面積,構建出相應的閉環控制系統,從而負載壓力進行有效的控制。而與此同時,日本也研究出了一種節能液壓系統,即負流量系統,當主閥出現運動,就會直接對節流口造成影響,增加了其中的流量,使其前部的壓力提升,這時由于壓力的作用下,就會使活塞逐漸產生活動,其所對應的閥芯出現移動,從而使閥口的工作面積進行了切換,到達了節能的目的。隨著社會的發展,對節能液壓系統具有了更高的要求,在上世紀80年代末開始對正流量系統進行研究,該系統是在負流量系統的基礎上研制成功的,因此,兩者之間具有一定的相似性,只是在節流口處接受的壓力進行了改變,由前者的5MPa改變為了0.5MPa,具有了更強的節能作用。在當前階段,工程機械的體積逐漸的增加,在使用以往的節能液壓系統時,常常會出現不匹配的問題,因此,又逐漸的向著混合動力系統方向研究,該項研究中,主要就是HB205-1系統。該系統都是在經濟工作區運行的,并通過相應的電機控制技術,在對所有液壓缸進行控制時,全部應用閉式傳動的方式,不再需要多路閥的使用,避免了閥內節流的問題,從而達到了節能的目的,與上述節能系統相比,節約了25%左右的資源[3]。
3 總結
綜上所述,在當前階段中,工程機械的使用在很大程度上促進了我國經濟的發展,但與此同時,還會消耗我國大量的一次能源,不利于我國可持續發展戰略的實施。而使工程節能液壓系統后,就會將這一問題改變,極大程度上降低了一次能源的應用,使我國向著更加良好的方向發展。通過本文對現有的液壓元件與節能液壓系統的研究,加強我國專業人員對液壓系統的重視程度,能夠積極主動的參與到研究當中,改變我國當前的狀況。
參考文獻:
[1]姜曉峰.解析工程機械液壓節能技術的現狀及發展趨勢[J].山東工業技術,2016,03(01):111-112.
[2]趙鵬宇,陳英龍,周華.油液混合動力工程機械系統及控制策略研究綜述[J].浙江大學學報(工學版),2016,05(03):449-459.
【關鍵詞】機械傳動技術;信息化發展;推動作用
當前我國社會已經走入新的階段,傳統技術開始逐漸過渡到信息化科學技術,從一定程度上來說技術手段的發展使得社會的各行各業都有了較大的改變,替換了原有的生產面貌,工程機械的運作也有了較大的突破。而人類社會發展也對新時期的技術生產提出了更高的要求。工程機械傳動技術隨著時展不斷進行改進和完善工作,信息化對其產生了強有力的推動作用,使得改變原有模式,不斷提高工作效率,幫助降低能源的浪費情況,為其提供了更多的應用途徑。
一、工程機械傳動技術的工作原理及發展狀態
所謂的工程機械傳動技術就是說利用齒輪的轉動和鏈條的銜接、液壓動力來完成一系列的能量轉換過程。每一個部分都需要進行動力傳輸來幫助各個組成部位能夠隨之運轉起來,并充分發揮不同的工作職能。工程機械傳動技術主要分為三個方面,包括機械傳動、流體傳動、電傳動過程。第一種機械傳動相對來說工作原理較為簡單,它是一種對動力進行直接傳遞的工作過程,各個動力的傳輸需要依賴于齒輪的互相傳動以及其他零部件的運動過程。第二種流體傳動則與前者不同,它主要是通過液壓形成的動力來完成能量轉化過程實現機械正常的運轉過程。第三種電傳動相比前兩種類型,其應用范圍較小,但往往能夠更有效地幫助遠距離運動轉化過程,借助于電能來帶動機械運轉。在工程機械領域里,傳動設備一直是核心工作,它能夠為生產發展提供有利條件,創造更好的生產模式推動工程發展。隨著信息技術在我國迅猛發展,工程機械傳動技術也開始摒棄原有的生產開發模式,對其工作手段進行適當調整,充分結合計算機設備和相關電子動力管理系統來完善工程技術,使得領域內的生產發展有了很大的改變,加快了現代工業生產步伐。
二、信息化對工程機械傳動技術的推動作用
時代在進步,生產發展也緊跟時代步伐不斷進行創新改革,使其能夠順應現代社會發展道路。對于工程機械傳動技術來說也在不斷開拓新的發展模式,力求通過信息化來提高工作效率。總體來說,當前信息化對工程機械傳動技術的推動作用主要體現在以下三個方面。
(一)信息動力閥控制技術。
在以往的工程機械傳動技術中大多依賴于滑閥對整個運轉過程的動力進行監管,從一定角度上來說滑閥控制方式較為基礎,當不同的組織部分進行動力轉換過程時,滑閥能夠對其進行控制并進行運動調整。在早期的工業活動中,滑閥應用十分廣泛,但在實際應用過程中也存在著諸多不足之處,對部件運轉過程調控不夠精準。隨著信息技術的全方位拓展,新的微電子動力控制技術由此而生。它在原有的工作模式下提供了數據支撐作用,能夠在工作過程中進行數據分析處理,使得動力閥的控制能夠更加精準,并開始引進脈沖開關閥與電磁閥,對閥控制進行了更高層次的升級過程,并開始向各個工作環節滲透,影響至深。這一改變奠定了信息化在工程機械傳動技術中的重要地位,不僅簡化了動力運轉過程,還使得監控管理更加精準和直接。
(二)微機數據處理技術。
液力變矩器一直是流體傳動技術最為關鍵的組成部分,它主要依賴于液體流動通過渦輪等組織結構來形成工作脈絡,并通過渦輪等組件的運轉過程來推動葉片的運轉,來完成不同程度的自動變矩過程。從工作效率上來說,傳統液力變矩器還存在許多缺陷,往往在工作過程中由于負荷較大,無法正常完成流動過程影響工作流程。嚴重時還會出現能量傳輸不充分的情況,最終導致能源損耗產生較大損失。然而,在信息手段的幫助下開發而出的液力傳動技術能夠很好地解決這些問題,它能夠將計算機信息數據處理過程嵌入到變矩器中,實現對動力過程的信息控制和監管,來幫助更好地完成動力轉換過程,提高機械運轉效率。譬如當前行業內運用較為廣泛的混合動力轉載機,大多已經沒有再使用液力變矩器,而是采用一種電機與行星齒輪互相進行轉換來推動機器運轉的方式。它能夠在負荷較大的情況下,實現二者的互相轉換協作過程,對整個系統進行有效支撐,讓其能夠抵抗較大壓力來完成正常的變矩工作。除此之外,這類裝置還能夠儲備剎車帶來的動能,在需要動能時進行能源補給,從而降低工作成本。
(三)電驅動技術。
目前來說,電傳動技術在實際工業發展中應用渠道較為狹窄,這是由于該技術在應用過程中所需具備的電磁資源配置要求較高,往往無法實現優質配置。許多大型的采礦電輪車都需要采用電傳動裝置。在現實工作流程中,電傳動技術存在一定的電子技術基礎,使其能夠與之進行有效融合貫通,可以充分簡化能量轉化流程。由此產生的微電子信息處理技術相比原有的工業技術手段和配置上來說有了很大的技術創新和技術提升,使得運用過程更加易操作,提高了便捷性。例如日本生產開發的混合型電動挖掘機PC200-8改變了原有的液壓驅動,以一種能量儲備手段實現在部件運轉過程中對設備剎車和流轉過程的能量進行合理保存,這就是所謂的電驅動技術。除此之外,近年來行業內還開始引進和運用到各種新型信息技術手段來幫助全方位控制作業流程,強化技術能力,提高工作效率,并降低了生產成本。無論是在交通運輸行業還是風力發電等方面都投入了廣泛應用,幫助推動現代化工業進程。
三、信息化工程機械傳動技術對現代社會的積極作用
無論是哪一種信息化傳動技術,都使得落后的技術手段發生改變并提高了工業生產發展的可控性。一方面來說,由于現代工業涉及領域較多,其生產形式和應用渠道各種各樣,機械產品質量的提升意味著整體的生產水平都能夠上升到更好的層次,包括設備挖掘、器械打樁等制造方面,使得在實際的工業作業過程中相關工作人員能夠更好地實現對機械的掌握,節省一定的人力物力,提高工作效率,實現各行各業的全面發展,讓現代社會能夠更有利于人們的生存發展。另一方面來說,信息化工程機械傳動技術的發展大大地提升了工業作業的安全性,從一定程度上能夠有效節省能源,減少不必要的開費,為后代的生存發展進行資源儲備。另外信息化工程機械傳動技術可以適當減少有害物質的工業排放,幫助建設可持續發展的生態環境,使得人與自然社會和諧統一。
四、結語
綜上所述,在實際工程機械傳動技術體系構建過程中信息化的重要性不可忽視,它將直接關系到工程機械運作過程中的成本、進度及質量和效率,乃至環境保護。信息化發展從很大程度來說改變了原有的工業發展模式,不斷采用創新技術手段提高生產開發效率,優化資源配置,實現精準可靠的安全性工業生產。由于筆者自身專業知識的缺乏及相關技術掌握不夠成熟,該分析研究存在一定缺陷,希望可以為信息化工程機械傳動技術發展提供一定的理論參考。
【參考文獻】
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工程機械的液壓系統由行走裝置液壓系統、作業裝置液壓系統和操縱裝置(含轉向、制動等)液壓系統等幾部分組成,其中每一部分一般又由若干個子系統組成。基于上述要求,工程機械液壓系統一般是多泵、具有壓力與流量適應能力和先導操縱功能的液壓系統。
隨著科技的發展與環保節能日漸嚴格的要求,作為工程機械液壓技術的關鍵技術,故障檢測與診斷技術、工作介質替代技術、系統仿真技術都取得了新的發展。
1、故障檢測與診斷技術
由于工程機械產品系統結構復雜,工作環境十分惡劣,故障發生頻繁,種類繁多,檢測復雜。。工程機械的故障檢測與診斷技術成為工程機械液壓系統研究的重要內容。按照檢測對象的不同可以分為基于液壓裝置信息和基于油液污染的故障檢測與診斷兩類。隨著液壓技術向電子化和智能化不斷發展,以及液壓系統的不斷復雜,人工巡回檢測和人工故障診斷等傳統故障檢測診斷技術已經無法適應液壓技術的發展,逐漸被智能化、實時在線故障診斷技術所取代。
1.1基于液壓裝置信息檢測的故障檢測與診斷
基于液壓裝置信息的故障檢測與診斷技術利用傳感器對單個液壓元件和整個系統的溫度、壓力、流量、振動等動態特征信號進行實時在線檢測、分析處理,利用特征信號進行故障診斷。由于實際液壓系統元件常常具有嚴重的非線性特征,使得傳統的故障診斷方法無法對故障準確診斷。隨著計算機技術的發展和數學方法的運用,基于小波分析、魯棒法、模糊診斷、神經網絡診斷和專家系統診斷等現代智能診斷方法開始逐步在液壓故障診斷中得到應用,逐步實現智能化、實時在線的故障檢測與診斷。
1.2基于油液污染檢測的故障檢測與診斷
基于油液污染檢測的故障檢測診斷方法可分為基于油液的顆粒污染度和基于油液理化性質分析的檢測與診斷方法。
兩者都是根據經驗或專家知識,分別建立油液顆粒污染度和油液理化性質變化與液壓系統及元件狀態參數間的關系庫,運用專家推理機制,預測和判定系統故障。由于基于油液理化性質分析的故障診斷方法需要對油液理化性質進行細致分析,檢測周期長,因此不適合在線檢測,但在重要液壓系統的準確可靠診斷方面有較大的發展前景。而基于油液污染度檢測方法的發展經歷了實驗室取樣分析檢測―便攜式檢測儀檢測―在線檢測儀檢測的過程,向智能化、實時在線診斷與檢測方向發展。
2、工作介質替代技術
液壓系統工作介質是液壓系統的重要組成部分,其物理化學性質直接影響到液壓系統的工作效能。液壓介質性能水平的提高對于現代液壓技術的發展功不可沒[4]。隨著節能環保要求的不斷嚴格,替代工作介 質具有更為廣闊的應用前景,并且呈現多樣化的趨勢。這里只介紹兩種典型的替代工作介質:磁流變液和水。
2.1磁流變液
磁流變液能夠在磁流變液壓閥(轉換器)的控制作用下,完成驅動器(執行裝置)的動作。在這種系統中,液壓閥是一種無移動元件的比例控制閥,它主要由裝有線圈、鐵芯的導磁體及連接入口、出口并穿過導磁體的流體通道等元件構成。當磁流變液流經磁流變閥門時,磁場作用于磁流變液,使磁流變液的粘度隨外加磁場強度變化而變化,導致流經閥門的阻力及閥門入口的壓力增加,因而可減慢或停止液體的流動。磁流變液壓閥具有結構緊湊、價格便宜、易于控制等優點,相比之下,傳統的液壓比例閥顯得即昂貴又易磨損。
2.2水
隨著材料科學和制造技術的發展,液壓元件密封、自、抗腐蝕等能力的提高,采用普通水或天然海水作為工作介質成為可能。水壓傳動在歐、美國家已經被廣泛應用于食品、醫藥、化學、造紙、木材加工、環境工程等一些對安全和清潔要求較高的行業。隨著新型材料液壓元件的應用,采用水壓傳動的工程機械的比例會不斷增大。
3、液壓系統仿真技術
伴隨著液壓系統的廣泛使用,液壓系統仿真技術也逐漸得到發展。現行液壓仿真軟件主要特點有圖形操作界面、多領域建模仿真、數據庫技術的應用、標準化模型庫。從仿真軟件的發展和仿真軟件的功能可以看出,仿真技術出現了如下幾個發展趨勢:
(1)向三維仿真發展
隨著液壓技術的發展,傳統的一維和二維仿真技術已經無法滿足液壓技術仿真的需要,三維流場分析能夠更加準確的反映液壓系統中液壓流場的真實情況,配合分析結果和分析過程三維流場的可視化技術,能夠更加直觀的描述液壓系統中的三維流場。
(2)向流場耦合分析仿真發展
由于液壓系統涉及到機械和流體(隨著磁流變液技術的發展,還涉及到電磁),液壓流場中包括液-固、液-氣(液-磁)的多相耦合。因而同時考慮熱力場和應力場等多場耦合問題的求解越來越成為液壓流場分析的重要研究內容。
(3)向機電液一體化系統分析仿真發展
隨著液壓系統電子技術的廣泛運用,液壓系統機電液一體化趨勢明顯,因此能夠同時建立機械、電氣及液壓結構的數學模型,并能把三者有機地結合起來的仿真軟件將越來越受到青睞。
5 結論
綜述了液壓系統的故障檢測與診斷技術、工作介質替代技術以及液壓系統仿真技術的研究現狀和發展趨勢,得出了液壓技術的發展趨勢主要有以下幾個方面:
(1)故障檢測與診斷技術向智能化、實時在線檢測與診斷方向發展。
(2)工作介質多樣化,采用水壓傳動的工程機械的比例會不斷增大。
(3)液壓系統仿真技術向三維仿真、多流場耦合分析仿真、機電液一體化系統分析仿真發展。
(作者單位:1.中國人民裝甲兵工程學院,2.中國人民軍事交通學院)
關鍵詞:公路工程;機械施工;問題;對策
中圖分類號:F407.4文獻標識碼:A
在科學技術快速發達的今天,公路對社會生活和國民經濟的發展有著極為重要的作用,機械施工已廣泛應用于公路工程中,為公路建設提供了良好的條件。然而,在機械化施工過程中也存在著一系列的問題,制約著公路交通事業的發展。
一、公路工程機械施工中存在的問題
(一)管理體制不完善
由于公路工程施工量繁多、復雜、工期緊等特點,加上企業內部機械管理制度不完善
近年來,由于公路工程施工量大導致大多施工企業存在任務量大、工期緊的特點,而企業內又普遍存在著機械管理制度不完善的狀況,該現狀導致施工方在施工中形成了“重效益輕管理、重使用輕維修”的現狀,致使機械設備完好率低下,相應的維保人員缺乏嚴重影響了機械的工作狀態和使用壽命;同時在施工中缺乏有效的協調機制,設備管理部門將設備的管理作為現場人員的職責而不能與其形成良好溝通,形成了管理層和操作層間脫節,設備管理工作難以實施;部分企業缺乏嚴格的機械設備管理制度,導致無序管理,在施工中存在設備套不合理,機械配置不足或閑置,甚至造成國有資產流失現象。
(二)人員素質低
部分施工企業雖結合內部情況設立了相應的設備管理部門,但由于機構、人員的頻繁更換導致不能充分掌握機械的相關理論知識,同時不能接受充分的教育培訓,導致相關人員整體素質低的現狀,在設備管理中不能規范性工作,即使存在異常情況也不能及時發現、診斷和維修,同時由于人員技能低往往導致管理事項和實際操作相脫節。
(三)重使用、輕維保
大多施工企業在施工中僅注重經濟效益,在追求經濟效益途中導致認為設備使用費用越低越合理,有時為趕工期、搶進度而拼命使用機械,導致部分機械設備長期超負荷工作,而忽視了設備的維保工作,經常存在機械設備帶病作業的短期管理現象現象;施工中設備一旦出現故障往往呈現操作人員和維修人員相互推諉因而縮短了機械涉筆的使用壽命,該種狀況不僅影響了施工質量和進度,且會增加維修費用和運轉費用,并在一定程度上縮短了設備的使用壽命。
(四)設備不配套
施工方中標組建項目部時往往盡量選用技術狀態較差的機械設備以充分利用,但該類機械設備往往在一定程度上制約著工程的質量和進度,甚至在部分項目中存在所需的大型或特殊設備不到位、設備不配套現象;各個施工部門間各自為政、自成一體而不能進行統一調配,導致施工機械不能按需協調,統籌安排,呈現機械設備無法全面和配套的投入使用。
(五)機械管理與生產管理存在矛盾
施工過程中由于機械管理人員往往不在工地值班,負責生產的管理和技術人員對機械設備的使用方法了解不充分,以致不能正常的使用和定期保養,操作人員對施工技術更是不了解,進而導致機械管理與生產管理兩者之間存在矛盾關系,極大影響了施工的正常運行。
二、針對機械設備存在問題的對策
(一)加強協調工作
由于部分建筑企業沒有到相關機構登記,導致地方政府對產權意識過于疏忽,施工單位在進行公路機械施工過程中,施工機械產生的噪音與材料放置等設施不僅會影響到當地人們的生活,而且也會影響施工的進度,進而在趕進度時,對施工質量要求不嚴格,導致整體工程受到影響。所以,各企業部門應加大與政府的溝通,協調配合處理工作的問題,在不影響人們生活的前提下,保障施工作業的有序進行。
(二)加強施工現場的管理
由于工作人員較多、施工機械繁重,在進行公路工程施工中,流動量較大,交通復雜,對施工干擾性較大,會直接影響單位時間內完成的工作量,導致目標不能順利完成。所以,未達到管理目標,應采取以下措施:
1、強化管理,提高效率
施工單位要把施工計劃落到實處,加強施工管理,定期組織召開會議,制定階段性計劃,編制詳細的指導書,及時解決施工中遇到的問題。完善機械施工設備,依據規范要求,配備相應的公路交通標志,為施工人員創造好的施工環境,有序組織施工,避免機械與人的交叉工作,在保證質量的前提下盡量縮短作業時間,提高工作效率。
2、部署周密
在施工過程中,施工單位應對工作任務進行周密部署:對于一些量小、產值低、質量要求高的工作任務,可以為作業人員制定質量標準和要求,對保質保量提前或按時完成要求的作業人員,實行獎勵措施;對于施工進度慢的作業人員,可增加勞動力,補充機械設備,保證按期完成施工任務。
3、加強環保意識
由于施工作業量較大,施工人員在加大施工生產力度時,降低了環保意識,導致材料隨意扔放,作業現場慵懶不堪,機械無法正常施工,影響施工的正常運行,所以各部門應對作業人員進行培訓,提高專業技能水平和個人素質,加大對環境的保護意識,保持公路機械設備正常的施工。
3、施工安全管理
加強公路機械施工安全管理是保障施工順利運行的有效途徑,也是確保施工質量的前提。在施工中,施工單位應建立完善的安全管理制度,把各項工作分配到人,實行獎懲制度,貫徹落實安全管理措施,對施工中危險工作進行定期檢查,安全防范,確保施工中的安全管理。
4、加強保養與維修
在公路工程機械施工中,施工方應制定詳細的機械保養、維修方案,定期的對施工機械進行保養、維修,特別是在執行一些特殊、重要作業時,應加大對機械保養,避免機械因長時間作業損害其使用的壽命。與此同時,施工方應加大落實施工機械維修計劃,專業維修人員通過檢修情況可對施工機械進行跟蹤,這樣不僅可以延長施工機械的使用壽命,提高工作效率,而且可以有效遏制故障的發生,保證施工機械的正常運行。
三、總結語
總而言之,面對公路工程機械化施工過程中存在的問題,應加大對公路工程機械施工管理,采取有效的措施,制定相應的規范要求,定期對施工機械進行保養、維修,降低事故的發生率,延長施工機械的使用壽命,不斷提高機械施工水平和效率,為企業帶來良好的經濟效益和社會效益。
參考文獻:
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關鍵詞:匯率變動 產品出品 影響 建議
我國自從國際上金融危機爆發以來便始終實行的匯率政策是緊跟美元匯率策略。中國人民銀行于2010年6月19日起,重啟了人民幣匯改工作,使得人民幣匯率的彈性得以有效增加。雖然從長遠趨勢來看,人民幣匯率的升值能夠使我國從國際交易中利益更大化,有助于國家經濟發展。但是我們應該清醒地認識到,升值應是一個逐步、緩慢、長期的過程,如果升值過大、過快,則會對我國出口企業帶來負面效應。
一、匯率變動對產品出口的影響
由于石油系統近幾年的國際化戰略,我國石油機械行業在持續快速發展的前提下,出口比重也日趨加大。而其中匯率的變化對企業出口收益與成本有著決定性的影響。
下面就以某企業2008年出口5億美金計算,假定美元對人民幣的匯率出現變化,即人民幣有0.2元的升值。則該企業2008年出口則應表現為:在進口上,按原匯率所支出的人民幣應在6.83億元(產品進口部分約占20%,匯率按6.83計算),而升值0.2元后,則支出在6.63億元,兩相比較,支出減少了0.2億元。而在出口上,該年出口額達34.15億元,如果按升值0.2元計算,則收入在33.15億元,兩相比較,收入減少了1億。總體來說,如果當年人民幣在升值0.2元的情況下,該企業將減少0.8億的收入。由此可見,越多的升值就會帶來越大的影響,機械出口企業基本承擔著因升值而帶來的收入減少影響,由于機械企業出口與進口的資金渠道各不相同,即機械設備進口資金主要來源于資金募集、銀行貸款、折舊基金或是企業利潤之中,而出口資金則直接是企業經營的收入,對企業員工福利、經營效益、生產成本有著直接的影響。所以,匯率的變化可以說是機械出口企業的生命線。
另外,我國大部分機械出口企業都處于低利潤的局面,其產生的原因就是國際市場需求的疲軟、社會成本增加、原材料價格上漲及同行業的惡性競爭等。如果人民幣再繼續大幅度升值,對這些企業來說是影響到企業生存的問題。
二、對出口企業的幾點建議
1.調整出口結構
在發生國際金融危機的背景下,各國都采取了各種措施應對,此時市場的需求就產生了相應的變化,產品價廉、優質、適用的特點更加得到了重視。因此,我國機械企業也要對這樣的變化進行適應,以用戶需求為依據,將產品結構及時調整,同時將服務工作做好。另外,對產品技術檔次也要相應提升,大力研發高附加值產品、高技術含量產品。在出口上,要著重發展節能產品,以順應市場需要,逐步降低高污染、高能耗的產品出口量。
2.潛在市場開拓
目前我國機械產品出口最主要的市場包括北美、中東及非洲,在對這三大市場進行鞏固與擴大的同時,應對南美、中亞等潛在市場進一步開拓。尤其是俄羅斯、巴西等潛力巨大的市場,使新渠道與新客戶得以被開辟,使我國出口市場呈現出多元化發展。
3.減少歐債危機給出口帶來的負面效應
歐債危機自2010年初爆發以來,已呈現出向全歐洲蔓延的態勢,在這樣的條件下,歐元貶值已是不可避免,我們應正視人民幣對歐元升值后給出口企業盈利帶來的巨大影響。機械出口企業應對歐元匯率進行緊密關注,將出口訂單進一步合理安排,使匯兌損失降低。在機械出口計價上,盡量不使用歐元為單位。
4.規避匯率風險
長久以來,美元一直是進出口貿易結算、簽約、計價的單位,而我國2005年7月新匯率機制實施后,實現了以其他貨幣為單位進行結算、簽約以及計價。2010年6月,我國跨境貿易人民幣結算的試點地區從原先的四個城市向全國20多個省市擴展,其中的業務范圍也從單純的貨物貿易擴展至服務貿易。作為我國對匯率風險的措施之一,這項舉措不僅能夠使我國在國際金融領域中的主導權與人民幣國際地位得到加強,而且還能夠減少因匯率變化給出口企業造成的損失。從我國實施這項舉措以來,已有眾多國內外企業使用人民幣作為單位進行進出口貿易的結算,并且效果良好。另外,還可以和銀行合作,嘗試采用遠期匯率,這樣在簽訂合同初期就可以鎖定我們的利潤水準,可有效規避匯率風險。還有,在匯率波動較快期間,一定要提前準備,充分考慮,在合同簽訂后要及時合理安排生產爭取早日發貨收匯。最大限度降低匯率帶來的損失。
5.其他
在其他方面,機械出口企業也應積極挖潛,比如適當將出口報價提高、加大易耗材料及易損配件的供應力度等,從而對匯率變化而導致的差額損失進行一定的彌補。另外,在外匯現匯賬戶的使用上也要加以綜合利用,將進口用匯與出口收匯進行合理銜接,從而使手續費支出與匯差損失得到有效減少。
三、結語
綜上所述,匯率變化對于我國機械出口企業來說是一個巨大的挑戰,這就迫使我國機械出口企業積極應對,從自身挖潛開始,根據市場的需求進行產品結構的調整,使原有市場份額在保持的前提下進一步擴大,同時以人民幣結算為契機,對匯率變化而造成的風險進行有效規避,才能在外部金融市場不穩定的情況下得以生存與發展。
參考文獻
[1]鄭國偉.人民幣升值工程機械進出口企業謹慎應對.[J].工程機械與維修.2010(8).
關鍵詞:人工揀配庫 配送中心 模型 優化
揀配庫或稱配送中心是大型機械設備生產企業的物流體系的重要組成部分,它直接面向生產線并服務于生產各環節,與產能和效率的提升密切相關。隨著國內工程機械的持續繁榮,市場銷量節節攀升,利益的增長驅使企業投入更多資金和精力用于產能的擴張和效能的提升,而揀配庫(或揀配中心)正處于供應和生產的中間環節,其影響作用也將愈加明顯。因此,在當前許多工程機械生產企業仍采用人工或半人工揀選的情況下,對于人工選配庫進行研究和優化分析具有十分重要的研究價值和現實意義。
1.揀配庫路徑選擇
揀配庫路徑對于揀配庫優化起著重要作用,從一定意義上說,揀配庫的優化即是揀配路徑的優化。揀配庫的貨架排放方式多種多樣,李詩珍[1]在ABC分類存儲模式與揀貨路徑策略選擇一文中將貨架結構按ABC三型物料擺放分為L形,Band1和Band2三種,陳伊菲、劉軍[2]在倉儲揀選作業路徑VRP模型設計與應用一文中對揀配庫路徑進行了歸納分析,總結出三種常用揀選路徑:掃描法揀選路徑(采用掃描算法計算最優路徑然后揀選)、數字揀選系統揀選路徑(采用數字式固定路線進行揀選)和遍歷法揀選路徑(遍歷各貨位,揀選車滿載時折返)。如圖1~圖3所示。
對于工程機械揀選庫而言,由于產品更新速度快,零件規格品種和數量變化頻率高,因此,經常存在物料位置變動和揀選清單更改的情況,導致揀選路徑經常變動,若采用掃描法需要使用電腦對揀配路徑進行計算優化后打印以供人工揀選,實際效費比不高,采用數字式揀選路徑由于路徑單一,靈活性差,效率不高,而選擇遍歷揀選路徑,可通過靈活變通,效率介于掃描法與數字法之間,零件變動對揀選影響小,具備更好的實用性和更低的變動成本,同時還可能通過對每個巷道采用明確的標識和便于記憶的存儲模式,減少進入無揀取物料巷道的次數,將使揀選效率更高,我們稱其為改進型遍歷揀選路徑,其原理如下:
揀配車從出口出發,對通道1進行判定,是否有需要揀選路徑,如果是就進入通道1進行揀選,否則進入下一通道,進入通道1后,遍歷所有貨位并從上走廊穿過,進入下一通道,直至物料揀選完成后返回出口中。返回時,若走向通道上走廊端,則揀取貨物后折返至下走廊端返回,若正走向下走廊端,則直接至下走廊后返回出口。
2.物料的存儲策略
物料存儲策略是指物料在揀配庫各貨架上的存儲方法或模式,一般可分為四種:
(1)專用型(dedicated),將物料定位存放。
(2)隨機型(randomized),物料隨機存放。
(3)分類型(class-based),將同類別物料固定存放,類別以內以一定方法存放。
(4)共享型(shared),允許不同的貨物共享同樣的位置。
對于不同的揀選庫,采用適合的存儲策略才能最大效能地發揮其作用。上述四種模式中,專用型占用空間大,效費比不高,隨機型和共享型需要有電腦控制和輔助,否則實際揀選效率難以提升,分類型存儲模式較為簡單易于構建,且便于操作者記憶,是人工揀配庫較為理想的物料存儲模式。
3.優化目標和方法綜述
綜上所述,采用改進遍歷路徑和分類存儲方式有利于提高人工揀配庫效率并且成本較低,因此以下優化將以此為基礎進行。
首先,物料分類。物料按一定的特性如類別、規格或重量等進行分類,每一類別,其物料數量占用的貨位列數不得大于單排貨架容量的一半,否則對其拆分至滿足要求為止。
其次,確定每類物料在貨架上的擺放方式。物料的擺放方式有多種,本文將以“N”形存儲進行分析。“N”形存儲是將同類物料由上至下存儲于貨架上的存儲方式,因物料按一定特性在貨架上呈“N”形變化而得名,如圖5。物料按“N”形存儲后,為簡化分析,我們令每類物料所占列數為整數列。
約束條件:
(1)小車容量足夠,每一循環揀配批次和配送點總量相同,等于P。
(2)物料按分類原則以“N”形方式存儲,任一單獨類別,所占貨架列數小于存儲庫單排貨架總列數,否則,對其進一步分類。為簡化分析,任一類別所占貨架列數均為整數列,計算數據按大取整,即Ni=整數且Ni
為使通道物料不溢出,物料所占貨架列數應小于兩倍單排貨架列數。即:Mm-1N≤2n
同時為避免每個通道中產生過多空閑貨使空間利用率降低,因此,要求所有通道空閑貨架列數的總和最小,即:
4.結束語
本文以人工揀配庫為研究對象,提出了一種將物料通過分類和特定存儲方式來進行簡化分析的方法,同時建立了數學模型并定義了約束,為求解人工揀配庫揀選作業效率提升提供了一種解決方案。揀配庫作為企業生產線過程中的重要一環,影響因素眾多,本文在研究時集中于揀選路程優化,同時對如何快速定位物料的存儲方法進行了簡單的闡述,下一步的研究將是如何采用算法求解優化結果,并采用仿真方法進行校驗。
參考文獻:
[1]李詩珍.配送中心ABC分類存儲模式與揀貨路徑策略選擇[J]. 起重運輸機械,2008(6):4-7.
[2]陳伊菲,劉軍.倉儲揀選作業路徑與VRP打開設計與應用[J]. 計算工程與應用,2006,42(6):209~212.
關鍵詞:農業機械;液力變矩器;故障診斷;檢查維護
引言
在現如今的農業生產中,運用的農業機械種類較多,較常見的有:耕種機械、植保機械、動力機械(拖拉機)、收獲機械、灌溉機械、運輸及裝載機械等。在國內,這些大型的農機裝備已向自動化、綜合化、一體化、智能化發展,動力裝置的性能好壞直接影響作業質量,而傳統的變速箱不能實現無極調速、變矩,這給操作性和靈敏性帶來局限[1][2][3]。液力變矩器的合理使用可以有效地實現農業機械對操作性和靈敏性的綜合性能的要求。由于農業機械工作環境較為惡劣,一旦液力變矩器發生故障,將影響機械正常作業,如發現故障應及時修復,保證其正常使用性能;文章以大型農業機械中傳動裝置液力變矩器為例,分析農業機械液力變矩器在使用過程中的產生故障的原因,制定解決方法,并對其日常維護檢查提出看法。
1液力變矩器常見故障及排除方法
在實際操作使用中液力變矩器的故障一般分為以下幾種:渦輪部分不轉動、渦輪軸輸出力矩不足、油壓過高、油壓過低、產生噪聲、漏油量加大。渦輪部分不轉動故障可能有以下兩個原因:一是油面低,吸入空氣,二是與發動機的連接部分損壞。針對以上兩種故障原因可相對應采取的解決方法有:(1)補充油、排氣;(2)拆卸后處理。渦輪軸輸出力矩不足故障原因:(1)油面低;(2)進油壓力過低,產生氣泡;(3)導輪上單向離合器不能鎖緊;(4)葉輪間互相摩擦;(5)發動功率不足。對應解決方法:(1)補充油;(2)將進口壓力閥拆卸修理;(3)拆卸修理或更換單向離合器;(4)拆卸修理,檢查軸承間隙;(5)修理發動機。油壓過高故障原因:(1)壓力閥調整過高;(2)管道堵塞;(3)變矩器內油路堵塞。對應解決方法:(1)重新調整;(2)清洗管道;(3)清洗變矩器油路。油壓過低故障原因:(1)油管接頭等吸入空氣;(2)油面低;(3)溢流閥不起作用;(4)油泵磨損。對應解決方法:(1)檢查各接頭并擰緊;(2)補充油;(3)拆卸檢查,調整或更換;(4)拆卸修理。產生噪聲故障原因:(1)與發動機連接部分松動;(2)油泵磨損;(3)軸承磨損。對應解決方法:(1)檢查修理;(2)拆卸修理;(3)更換軸承。漏油量加大故障原因:(1)油封磨損;(2)在油封密封面中間夾入雜質;(3)各接頭處由于振動而松動。對應解決方法:(1)更換油封;(2)拆卸修理或更換;(3)檢查后擰緊。液壓系統中的溫度過高原因:(1)液壓原件規格選用不合理;系統中存在多余元件和回路;節流方式不當;系統在非工作過程中,無有效的卸荷措施;管路設計、安裝不合理;(2)系統各連接處泄漏,密封裝置損壞泄漏,運動件磨損后造成的泄漏,這些泄漏造成容積損失而發熱;(3)液壓系統卸荷回路動作不良,使系統在不需要壓力油時油液仍在溢流閥所調定的壓力下溢回油箱,或在卸荷壓力較高的情況下才流回油箱;(4)在系統某些元件工作不良的工況下,采用提高系統壓力來保證正常工作。會增加能量損耗,使油液發熱;(5)面積不足、油量不足致使油液循環太快或冷卻器作用差,周圍環境溫度較高,散熱條件差等導致散熱不良。對應解決方法:(1)不合理設計,給予改進完善,并在調試、維護時給予改善;(2)應在液壓泵、各連接處、配合間隙等處,防止內外泄漏,減少容積損耗;(3)檢查卸荷回路的工作是否正常,并采取相應措施消除;(4)調整壓力到適當值;(5)改善散熱條件,適當增加油箱容量,有效地發揮箱壁的散熱效果。必要時應采取強制冷卻措施。
2液力變矩器的檢查與維護
(1)要經常清除系統各元件外表面的污物,便于觀察滲油現象,使其具有良好的散熱性能。(2)注意檢查油溫、油壓表,查看各元件外表有無過熱現象。(3)經常檢查油箱油面,并及時換油和清洗油箱。(4)經常觀察油管是否正常,如有壓扁、過分彎曲、破裂,應及時更換新管。(5)經常注意傾聽變矩器工作中的聲音,發現噪聲、撞擊聲,應及時查清原因。(6)按要求選用液壓油,并保持清潔。
3結束語
綜上所述,液力變矩器在農業機械使用中發揮調速、變矩作用時,也會產生各種故障,且故障診斷排除較為復雜;發生故障時需仔細觀察故障現象,分析故障產生原因,制定正確診斷方法,及時有效地排除故障,保證機械能夠快速投入生產作業,提高工作效率。在操作使用過程中,必須嚴格遵循操作保養手冊,做到日常檢查、定期檢查、定期維護保養,避免不必要的故障發生。
參考文獻
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