工程机械的发展史是人类文明发展的一个缩影。最初人类使用原始的工具,如石斧、石刀和木棍等,进行凿洞、分割物品,劳动强度大,效率低。进入铜器、铁器时代,随着刀、钎、镐、斧、犁的出现,人类可以进行更多的土石方和土木建筑施工。马拉石磙、石夯、起重滑轮是工程机械最早的雏形,减轻了人类的劳动强度。18世纪蒸汽机、内燃机相继发明,工程机械开始进入动力机械的时代,如蒸气压路机、内燃机式履带推土机等。人类只需操纵机器即可从事繁重的工作。进入20世纪,随着机械技术的发展、液压和电控技术的应用,工程机械进入全面发展时期,不断有新的机种出现,机器性能不断提高,驾驶员操作强度不断减轻。20世纪80年代以后,微电子技术、信息技术为智能化工程机械构建了新的技术平台,使驾驶员紧张的脑力劳动得到减轻。
工程机械
利用力学原理组成的、专门用于土木工程阶段性施工作业的各种器械。是装备工业的重要组成部分。
- 英文名称
- construction machinery
- 所属学科
- 土木工程
工程机械主要由动力系统、传动及行走系统、作业装置、操纵与控制系统等构成。①动力系统,有内燃机、电动机之分。②传动及行走系统,由离合器、耦合器、变矩器、分动箱、变速箱、驱动桥、轮边减速器、轮胎和履带等组成。③作业装置,依功能不同而不同,如斗、抓斗、吊钩、搅拌缸、压实磙,钻削、冲击和振动装置等。④操纵与控制系统,操纵系统有机械式、液压式、电液式和气液式之分,控制系统有可编程逻辑控制器(PLC)式、微机式、遥控式、单机智能和群机智能之分。不同专业产品不同作业功能,结构亦有较大差异。
根据中国工程机械工业协会关于工程机类组的划分,可将工程机械划分为:①挖掘机械(图1),主要有履带式挖掘机、轮胎式挖掘机、水陆两用式挖掘机、步履式挖掘机、挖掘装载机、斗轮挖掘机和链斗挖掘机等。②铲土运输机械,主要有装载机、铲运机、推土机(图2)、叉装机、平地机、非公路自卸车,作业准备机械如除荆机和除根机等。③起重机械(图3),主要有轮胎式起重机、履带式起重机、专用流动式起重机和清障车、塔式起重机、施工升降机、建筑卷扬机等。④工业车辆,主要包括平台搬运车、牵引车、推顶车、叉车(图4)、堆垛车和拣选车等。⑤压实机械,主要有压路机、手扶式压路机(图5)、平板夯、冲击夯、蛙式夯实机和振动式压实机等。⑥路面施工与养护机械,主要有各类搅拌设备、摊铺机(图6)、转运机、撒布机、切缝机以及标线标志施工机械、路面铣刨机、稀浆封层机、扩缝机、路面切割机及多功能养护车等。⑦混凝土机械,常用设备有混凝土搅拌机(图7)、混凝土搅拌运输车、混凝土泵、混凝土喷射机、混凝土浇筑机和混凝土振动器等。⑧掘进机械,主要有盾构机、水平定向钻、顶管机和巷道掘进机等。⑨桩工机械,主要有钻孔机、柴油打桩机、振动打桩机、破碎锤、地下连续墙成槽机等。⑩市政与环卫机械,主要有管道疏通机械、电杆埋架机械、管道铺设机械、园林机械、清扫机械和垃圾处理机械等。⑪混凝土制品机械,主要有自行式搅拌运输车、混凝土泵、混凝土布料杆、混凝土泵车、混凝土喷射机、混凝土振动器、散装水泥运输车、混凝土清洗回收站和混凝土配料站等。⑫高空作业机械,主要有高空作业车和高空作业平台等。⑬装修机械,主要有擦窗机、砂浆制备设备、吊运机、喷刷机械、抹灰机和地面修整机等。⑭钢筋及预应力机械,主要有钢筋切断机、钢筋调直切断机、钢筋弯曲机、钢筋弯箍机、钢筋桁架成型机、钢筋对焊机、预应力钢筋镦头器和预应力钢筋张拉机等。⑮凿岩机械,主要有凿岩机和凿岩台车等。⑯气动工具,主要有风炮、气动螺丝刀、气动打磨机、气动喷枪、气动拉钉枪、气动拉帽枪、气铲、气锤、减震气动锯和减震气动锉刀等。⑰轨道交通施工与养护工程机械,主要有龙门式起重机、缆索起重机、架桥机、运梁车、提梁机、道砟设备养护用设备、道砟清筛机、接触网架线车、接触网立柱挖坑机、接触网立柱竖立设备、电气化线路施工与养护设备等。
人类科技进入了新的快速发展时期,5G等高速无线网络、北斗定位系统和人工智能得到广泛运用,以及节能环保新技术的发展,使工程机械也进入了新的发展时期。发展方向主要有:人性化与美学设计,节能环保和可再生循环利用,单机智能化和群机智能化,进一步完善安全保护装置,产品向大型化和微型化发展,深水研制、高寒、高温、高原、风沙和湿热等特种作业条件下的机械。