压实机械,利用机械力使土壤、碎石等填层密实的土方机械。广泛用于地基、道路、飞机场、堤坝等工程。下面是压实机发展趋势分析:
压实机发展趋势(1)新的压实技术和压实机械的发展将越来越多地依靠压实理论工艺上的新突破,并成为开发原理上全新的压实机械的强大理论支撑。
压实理论的研究将更加带有综合研究的特点,即从工作介质的材料性能、力学基础、施工工艺以及机械设备的结构、运动学、动力学参数的综合角度来研究压实机械的作业过程。压实技术的发展将更加带有多种压实方法综合作用的特点,即通过静力、搓揉、振动、捣实、冲击等多种方法的联合作用来强化压实过程。
已经进入实用阶段的新的压实技术和压实机械,例如以上提到的振荡压路机、冲击式压路机将进一步定位自己的应用领域,而在某一领域内成为主要的机种。振荡压路机很可能成为沥青面层和RCC路面的主要压实机械,逐步占领这一领域的主要市场。供路基、堤坝和其他基础土石方工程用的压实机械将继续向重型和超重型方向发展。其中冲击式压路机在进一步完善驱动方式和解决减振问题的基础上在重型压实的振动压路机领域内存在着很大的潜在优势,特别是高填方、塌陷性土壤和干砂压实方面很可能成为一种主要的机种。
压实机发展趋势(2)在压实理论和技术的研究中,试验研究与计算机仿真技术的结合将成为更加重要的研究手段。
计算机辅助设计、辅助试验、辅助制造、辅助管理以及辅助工程将使压实机械的研制过程从构想、设计、制造、试验、使用、维修、管理的全过程成为高度自动化和现代化的过程。
近十年来压实过程的计算机仿真软件、压实机械的专用CAD软件、压实工作的计算机辅助工程软件如雨后春笋一般已有了很大发展,各主要厂商大多都有自己的专用设计软件包,有些已经开始商品化。下面简要介绍一些这方面的例子。
瑞典Geodynamik技术咨询公司开发了一种振动压实过程的计算机仿真软件。众所周知建立振动压实的仿真模型最大的困难是土壤振动参数的确定。这一模型的特点是建立土壤的非线性动力学模型,这一理论模型的建立,允许以土壤最基本的物理力学特性:土壤的密度、弹性模量、泊松比、内摩擦系数作为计算机仿真模型的输入参数。这一仿真模型允许在不同的土壤条件和不同的机械参数下模拟滚轮与土壤相互作用的动力学特性,对现有振动压路机的压实性能进行评价和对设计的新机型进行性能预测。这一模型的另一个重要功能是可以根据给定的土壤条件对压实作业选用不同的机型和不同的施工工艺,并对方案进行比较和优化。
Bomag公司向用户推出了一种名为CARE(Computer Aided Roller Selection in Earthworks)的土方压实机械辅助使用软件,作为使用压实设备的辅助工具。它可以帮助用户根据压实工程的工作量、现场条件、材料特性、葡氏压实曲线以及所要求的压实度来选择该公司的三种压实机械配置方案,对每种方案均可提供对各使用参数的选用建议,包括碾轮类型(光轮、凸块或光轮一凸块组合)、振幅和频率、最小与最大铺层厚度和铺层数、每层压实带的安排、碾压速度和遍数以及压实生产率和压实时间的确定。
压实机发展趋势(3)新技术革命和现代高科技将继续推动压实机械向自动化、智能化、无人化和机器人化的方向发展。
由于压实过程的影响因素较少,所以在这一发展方向上智能压路机很可能成为工程机械智能化进程中最早推出的机种。
在压实过程和机器工作状态实时监测的基础上,压实机械将进一步向自动化的过程发展,这一进程将从局部自动化过渡到全面自动化,并向远距离和无人化的方向发展。现在国外无人操纵的振动压实机械已经应用在某些特殊的环境,例如危险地带、水下压实作业中。
在压实机械智能化发展方面一个可以预期的目标是将自适应和自学习技术引入压实控制中,并在此基础上实现压实作业的最优控制。此时机器将具有一定的智能,当对某一材料进行压实时,通过一段时间的实践机器会自动对压实作业的各项参数(频率、振幅、碾压速度和遍数)进行不同组合,并判断其压实效果,从而决定最优控制的方案。当使用条件,例如土质情况变化时,它会不断改变自身的参数,自动适应外部或内部状况的变化,使压实作业始终在最良好的条件下进行。
在智能化发展方面的另一个重要趋势是随机电脑将普遍应用在压实机械上,用来进行工作过程的监测、机器技术状态的诊断、报警和故障分析。人工智能的介入将大大改善机器的维修保养工作,并加速它们的现代化进程。
通过以上描述的发展进程,压实机械将逐步发展成完全智能化的作业机器人。