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建筑土木工程施工下的機械自動化運用淺析

來源:職稱成果咨詢網(wǎng)作者:田編輯時間:2020-11-07 09:09
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  摘要:土木工程施工規(guī)模的大型化及施工技術的現(xiàn)代化發(fā)展,使得土木施工設備也開始向大型化、自動化方向發(fā)展,從而推動了工程機械自動化的進步。文中對機械自動化技術進行了論述,就實際應用與展望進行了探討。

  關鍵詞:土木施工工程;機械;自動化

  前言

  隨著建筑工程技術的不斷發(fā)展,工程機械也將不斷的跟進,逐步向功能多樣化、智能化、電子化、系列化、通用化等方向發(fā)展,未來的工程機械將更為人性化、環(huán)保綠色化。很多發(fā)達國家的工程機械已經(jīng)步入了現(xiàn)代化的建設,有的現(xiàn)代化機械已經(jīng)應用與工程建設中了,有些已經(jīng)在開始研發(fā)了。雖然近年來我國的工程機械領域的發(fā)展也比較迅速,距離現(xiàn)代化的程度還是存在不小的差距。因此,必須加強科學研究,或者技術引進,提高工程機械的現(xiàn)代化程度,以適應現(xiàn)代建筑工程技術發(fā)展的需要。

建筑土木工程施工下的機械自動化運用淺析

  一、機械自動化技術概述

  1、機械自動化的涵義

  以往,人們對自動化的理解或者說自動化的功能目標是以機械的動作代替人力操作,自動地完成特定的作業(yè)。這實質上是自動化代替人的體力勞動的觀點。后來隨著電子和信息技術的發(fā)展,特別是隨著計算機的出現(xiàn)和廣泛應用,自動化的概念已擴展為用機器不僅代替人的體力勞動而且還代替或輔助腦力勞動,以自動地完成特定的作業(yè)。

  2、我國機械制造的現(xiàn)狀

  當前,我國機械制造企業(yè)中自動化裝備少、水平低、技術落后,不僅在數(shù)量上同先進發(fā)達國家有很大的差距,而且在種類上、質量上以及使用效率多種方面,都差距顯著。因此,實現(xiàn)我國機械自動化技術任重而道遠,需要長期的、循序漸進的過程,我們要不斷努力,突破技術瓶頸,邁向更高的臺階。

  二、施工機械自動化技術所包含的內容

  土木工程施工中,由于工程施工規(guī)模較大,施工條件相對惡劣,所以多采用機械施工,以此來降低施工難度,節(jié)省施工時間和保證施工質量。分析土木工程的施工環(huán)境,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)工程施工所應用到的施工機械都是地形復雜、作業(yè)環(huán)境惡劣的現(xiàn)場進行土石方施工的,如果要達到施工自動化,就必須引進機械自動化控制技術。

  在土木工程施工實際中,施工機械按照規(guī)劃、制定好的施工路線進行移動,稱作機械誘導功能;能對現(xiàn)場材料,如砂、水泥、土等施工材料的大小、形狀進行識別,是施工機械的作業(yè)評價功能;當施工現(xiàn)場機械設備數(shù)量過多時,能夠同時指導多臺機械進行作業(yè),并保證各個機械作業(yè)不產生交叉影響,這屬于機械的機群控制功能。下面對土木工程機械自動化技術的各部分功能作具體分析。

  1、位置識別功能

  施工機械自動化技術下的位置識別功能指,利用自動化技術或自動化識別系統(tǒng)來自動辨認機械所在位置的一種能力。就國內當前的土木施工而言,大部分應用于土木施工現(xiàn)場的機械設備都有安裝自動化識別系統(tǒng),只是有的設備會選擇外部位置識別法,而有的設備則會采用內部位置識別法來進行施工位置識別。外部位置識別與內部位置識別的根本區(qū)別是:前者需要在工程施工現(xiàn)場設置幾處基準點,然后利用超聲波或電磁波技術來識別機械設備所在的位置;而后者則無需借助現(xiàn)場,只需利用速度測定傳感器或其他相關傳感器就可對設備的位置進行識別。

  2、位置誘導能力

  位置誘導能力是在自動化施工作業(yè)中,機械設備必須按照設定路線作業(yè),假如位置識別機能確認它在施工中已偏離了既定路線,機械設備要具有自動復位的控制機能,即稱位置誘導控制機能,該機能使機械設備的位置、速度、方向始終按設定路線行走。

  三、自動化控制技術在施工機械中的應用

  具有不同機能的自動化控制技術在工程施工機械中得到了廣泛的應用。如攤鋪機上安裝的自動調平裝置可實現(xiàn)攤鋪作業(yè)的縱向、橫向自動找平;有一些攤鋪機還安裝有混合料自動供料裝置,對鋪層厚度進行自動控制與管理;有的還實現(xiàn)了攤鋪機轉壓挖掘機的電子載荷傳感系統(tǒng)、故障監(jiān)控系統(tǒng)、自動怠速裝置和工作模式電控系統(tǒng)等,實現(xiàn)了挖掘機局部功能自動化控制。

  1、推土機、挖掘機作業(yè)的自動化

  推土機、挖掘機等土方機械作業(yè)的自動化,將會大大提高作業(yè)質量和作業(yè)生產率。最早實現(xiàn)推土機鏟刀和挖掘機鏟斗位置控制的是一種以開關系統(tǒng)為基礎的反饋控制系統(tǒng)。利用激光實現(xiàn)推土自動化系統(tǒng)的研究是從70年代中期開始的。1976年開發(fā)研制了推土機鏟刀的激光控制裝置一激光測平裝置,它由投光器、感光器、控制裝置等組成,由于控制系統(tǒng)存在著速度響應問題,當時并未用于實際施工作業(yè)。隨后,由于電子技術的發(fā)展促進了自動控制系統(tǒng)的開發(fā)研究。1993年,日本學者使推土機車速在5km/h作業(yè)時,平整精度達到了±3cm。

  激光自動掘削系統(tǒng)也已用于液壓挖掘機的作業(yè)中。1992年,日本開發(fā)研制的激光自動掘削系統(tǒng)該系統(tǒng)由自動直線加工系統(tǒng)和激光系統(tǒng)組成。激光感光器測出加工面的激光位置,激光系統(tǒng)測得挖掘機車體高度,將信號傳送到自動掘削系統(tǒng),系統(tǒng)根據(jù)這些情報及各傳感元件的信息,將處理后的信號傳給控制控掘軌跡的各電磁比例控制閥,實現(xiàn)動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸的自動控制。這種控制比一般的施工作業(yè)提高加工精度3倍,提高施工能力1.6倍。

  結束語

  隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)的飛速發(fā)展,我國的工程機械設備的發(fā)展速度也有明顯的提高,但是距離發(fā)達國家的水平還是有一定的差距,因此,必須要認清發(fā)展趨勢,采取自行研發(fā)或者技術引進等措施,加快我國工程機械現(xiàn)代化的進程,以適應現(xiàn)代建筑工程技術的發(fā)展。另外,為了適應現(xiàn)代節(jié)能減排的要求,現(xiàn)代工程機械也應該注重節(jié)能減排,發(fā)展為綠色環(huán)保型機械。

  參考文獻

  [1]張秩瑞.試析自動化控制技術在現(xiàn)代建筑中的應用[J].商品與質量.2010(S3):64―58

  [2]張士勇.現(xiàn)代工程機械發(fā)展趨勢分析[J].科技風.2010(21):46―33

  作者馬義強

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