机械工具与工程机械分类详析

机械工具与工程机械分类详析

在现代工业与建设领域，机械工具发挥着极为关键的作用，其种类繁多且功能各异。而工程机械作为机械工具的重要分支，更是在各类工程建设中承担着不可或缺的使命。深入了解机械工具的分类以及工程机械的具体分类情况，对于相关行业的从业者、学习者以及工程建设的顺利推进都有着极为重要的意义。

一、机械工具分类

（一）动力机械

动力机械的核心功能在于将已有的机械能或其他非机械能有效地转换成可利用的机械能。这一类别涵盖了多种类型的机械装置。例如风力机械，它借助自然界的风能，通过特定的叶片结构和传动系统，将风能转化为机械能，进而可用于发电、驱动水泵等作业；水力机械则利用水流的能量，如常见的水轮机，在水流的冲击下转动，产生机械能，为水电站提供动力源。热力发动机也是动力机械的重要组成部分，其中汽油机、柴油机广泛应用于交通运输工具如汽车、船舶等，通过燃料的燃烧产生高温高压气体，推动活塞运动，实现机械能的输出；煤气机则在一些特定的工业或民用场景中有应用；汽轮机主要用于大型发电厂，利用蒸汽的能量带动转子高速旋转，产生强大的机械能以驱动发电机发电。此外，电动机作为将电能转换为机械能的常用设备，在工业生产、家庭电器等众多领域都有着广泛的应用；气动马达依靠压缩空气的能量驱动，在一些对防爆要求较高或需要精确控制的场合发挥作用；液压马达则利用液压油的压力能实现机械能的转换，常用于工程机械、航空航天等领域，其具有输出扭矩大、调速范围广等优点。

（二）能量变换机械

能量变换机械主要负责将机械能变换为某种非机械能或利用机械能来完成特定工作。例如发电机，它是机械能转换为电能的典型设备，在各种动力源（如汽轮机、水轮机、柴油机等）的驱动下，通过电磁感应原理将机械能转化为电能，为社会生产和生活提供电力保障。热泵则是一种能够实现热量从低温物体向高温物体转移的设备，它消耗一定的机械能，实现热量的提升，可用于供暖、制冷等领域，提高能源的利用效率。液压泵在液压系统中起着关键作用，它将机械能转换为液压能，为液压系统提供动力源，使液压油在系统中循环流动，驱动各种液压执行元件工作。压缩机通过对气体的压缩，将机械能转化为气体的压力能，广泛应用于制冷、化工、空气压缩等行业，如冰箱中的压缩机用于压缩制冷剂，使其在制冷循环中实现热量的转移。

（三）工作机械

工作机械的范畴极为广泛，几乎涵盖了目前在各行各业使用的机械。其主要作用是利用人、畜或动力机械提供的机械能改变工作对象（原料、工件或工作介质）的物理状态、性质、结构、形状、位置等。从大类上划分，包括农业机械、林业机械、矿山机械、冶金机械、化工机械、纺织机械、运输机械等及各种通用机械。

农业机械种类丰富，旨在满足农业生产的各个环节需求。农用动力机械为整个农业机械系统提供动力，如拖拉机等；农田建设机械用于土地的开垦、平整和改造，例如推土机在农田改造中可进行土地推平作业；土壤耕种机械包括犁、耙等，用于翻耕土壤，使其疏松透气，利于作物生长；表土耕种机械如旋耕机，可对土壤表层进行精细处理；种植和施肥机械能够实现种子的播种和肥料的精准施用，提高农业生产效率；植物保护机械用于农作物病虫害的防治，如喷雾器可喷洒农药；农田排灌机械保障农田的水分供应和排水需求，像水泵可进行灌溉作业；作物收获机械则在农作物成熟时进行收割，如联合收割机可一次性完成收割、脱粒等多项作业；农产品加工机械用于对收获后的农产品进行加工处理，如粮食加工机械可将稻谷加工成大米。

林业机械针对林业生产作业而设计。营林机械用于森林的培育和养护，例如植树机可提高植树效率；木材生产切割机械如电锯，可对树木进行采伐和切割加工；林业起重输送机械则用于木材的搬运和运输，确保木材从采伐地到加工地的顺利转移。

矿山机械服务于矿山开采与选矿作业。采矿机械包含采掘机械、采煤机械、石油钻采机械等，采掘机械如凿岩机可在矿石表面钻孔，为爆破或开采作业做准备，采煤机械专门用于煤炭的开采，石油钻采机械则用于石油勘探和开采；选矿机械包括破碎机械、粉磨机械、筛分机械、分选机械、脱水机械等，破碎机械如颚式破碎机可将大块矿石破碎成小块，粉磨机械进一步将矿石磨细，筛分机械用于对不同粒度的矿石进行筛选，分选机械则依据矿石的性质差异将其分离，脱水机械则去除选矿过程中矿石中的水分。

冶金机械在金属冶炼和加工过程中发挥关键作用。炼铁机械用于铁矿石的冶炼，将铁矿石转化为铁水；炼钢机械则对铁水进行进一步精炼，去除杂质，调整钢的成分和性能；轧钢机械通过对钢坯的轧制，改变其形状和尺寸，生产出各种钢材产品，如钢板、钢管、型钢等。

化工机械主要应用于化工生产过程。物料输送设备包括流体输送设备（如离心泵可输送液体化工原料）、气体输送设备（如压缩机可输送气体化工原料）；固体输送设备用于输送固体颗粒状或块状的化工物料；换热器及换热塔设备则用于化工生产中的热量交换和传递，确保化学反应在适宜的温度条件下进行。

纺织机械服务于纺织行业的各个生产环节。纺纱机械如纺纱机可将棉花等纤维原料加工成纱线；织造机械如织布机则将纱线织成布匹；染整机械用于对布匹进行染色、整理等加工处理，使其具备良好的色泽、手感和性能。

运输机械主要用于物料和人员的运输，包括普通车辆、越野车辆、工程车辆、农用车辆等。普通车辆如轿车、客车等主要用于人员的日常出行和货物的公路运输；越野车辆具备较强的通过性能，适用于复杂地形的行驶，常用于野外探险、军事行动等；工程车辆如挖掘机、装载机、起重机等则专门用于工程建设中的物料搬运、土方作业和结构安装等；农用车辆如农用三轮车、拖拉机等在农业生产中承担着农产品运输、农具牵引等任务。

此外，根据机械内部组件之间是否有相对运动，可将其分为机器和设备。机器在其组成件之间有确定的相对运动和力的传递以及机械能的转换和利用，如前面所述的各种动力机械、工作机械中的大部分都属于机器范畴。而设备其组成零部件之间没有相对运动，也没有机械能的转换和利用，像蒸汽发生器、凝汽器、换热器、反应塔、精馏塔、各种压力容器等，它们主要用于物质的储存、反应、换热等过程，在化工、电力等行业有着广泛的应用。

机械作为现代社会进行生产和服务的五大要素（即人、资金、能量、材料和机械）之一，其重要性不言而喻。尤其是在能量和材料的生产过程中，机械的参与必不可少。从经济发展的角度来看，发达国家 60％ - 70％的财富来源于制造业生产的产品，而制造业的主要支柱正是机械。机械的发展水平在很大程度上决定了一个国家的工业实力和经济竞争力，它不仅推动了各行业的技术进步和生产效率提升，还带动了相关产业链的协同发展，创造了大量的就业机会和经济价值。

二、工程机械分类

（一）起重机械

起重机械主要用于重物的吊运和安装作业。通常具备起升、回转、变幅、行走四个基本部分，其中起升部分是最为关键的核心功能部分。起重机械可分为简单式、动臂旋转式和桥式三类。

塔式起重机是一种常见的起重机械，其塔身高耸，具有较大的起升高度和工作半径，广泛应用于建筑工地的材料吊运和建筑物的垂直运输，可吊运各种建筑材料如钢筋、混凝土预制件等，在高层建筑施工中发挥着不可替代的作用。轮胎式起重机则具有良好的机动性，可在较为平坦的路面上快速移动，适用于在不同作业场地之间频繁转移，其轮胎式行走装置使其能够在公路上行驶，可用于城市建设中的一些吊运作业，如市政工程中的路灯安装、广告牌吊运等。履带式起重机具备强大的越野性能和承载能力，能够在复杂的地形条件下工作，如在大型基础设施建设中的桥梁施工、大型设备安装等工程中，可吊运重型钢梁、大型机械设备等。

此外，还有一些不完全具备上述四部分的起重机械，如桅杆起重机，它通常依靠桅杆的高度和稳定性来实现重物的起吊，常用于一些特定的港口装卸作业或大型工业设备的安装；缆索起重机则利用绳索的张力来吊运重物，适用于跨越山谷、河流等特殊地形的吊运任务，如在一些大型水电站建设中，可用于吊运混凝土浇筑设备和建筑材料；升降机主要用于垂直方向的人员和货物运输，在建筑施工中的人员上下楼、物料提升以及电梯安装等场景中有广泛应用；绞车则通过卷筒的转动来收放绳索，实现重物的牵引和提升，常用于船舶的系泊、矿山的提升作业等。

（二）运输机械

运输机械主要用于物料的运输装卸，可细分为连续输送机械、搬运车辆和装卸机械三类。

连续输送机械能够实现连续作业，具有较高的生产率，适用于沿特定路线运送物料。带式输送机是一种常见的连续输送机械，它通过输送带的循环运动来输送物料，可用于煤炭、矿石、粮食等散装物料的长距离运输，在矿山、港口、电厂等行业广泛应用；螺旋输送机利用螺旋叶片的旋转推动物料前进，适用于输送粉状、颗粒状或小块状物料，如在化工生产中输送粉状原料；振动输送机则依靠振动原理使物料在输送机上跳跃式前进，可用于输送一些对破碎不太敏感的物料，如在铸造车间输送型砂；斗式提升机通过一系列料斗的循环运动来垂直提升物料，常用于将低处的物料提升到高处的储存设备或加工设备中，如在粮食加工厂中将稻谷提升到粮仓或加工设备入口；气力输送装置则利用气流的力量输送物料，适用于输送粉状物料或轻质颗粒状物料，如在水泥生产中输送水泥粉，其具有输送过程密封、环保等优点。

搬运车辆具有机动灵活的特点，用途广泛。自卸汽车可自行装卸货物，其车厢能够在液压系统的作用下倾斜，将货物自动卸下，常用于建筑工地、矿山等场所运输土方、矿石、建筑材料等；翻斗车结构相对简单，主要用于短距离运输散装物料，如在小型建筑工地或农村的物料运输中较为常见；叉车则是一种专门用于搬运和堆垛货物的车辆，其通过货叉的升降和前后移动来装卸货物，在物流仓库、工厂车间等场所广泛应用，可搬运各种托盘货物、集装箱等。

装卸机械用于连续或间歇装卸物料，常见的有各种起重机、装载机等。起重机在装卸作业中可吊运较重的货物，实现货物的垂直装卸；装载机则主要用于铲装和搬运散状物料，如在港口装卸货物时，装载机可将货物从地面铲起并装入运输车辆或船舶中。

（三）土方机械

土方机械主要用于土方的铲掘、运送、填筑、压实和平整作业，可分为挖掘机械、铲土运输机械、压实机械和平整作业机械等。

挖掘机械和铲土运输机械采用刀形或斗形工作装置切削或挖掘土壤，并将碎土沿地面推送或装入斗内。单斗挖掘机具有强大的挖掘能力，可根据不同的作业需求更换不同类型的铲斗，如用于挖掘土方的反铲斗、用于装载物料的正铲斗等，广泛应用于建筑施工、矿山开采等工程中的土方挖掘作业；多斗挖掘机则通过多个连续工作的斗来挖掘土壤，其挖掘效率较高，常用于大型土方工程或露天煤矿的开采；推土机利用推土板将土壤向前推送，可用于平整场地、推土填方等作业，在道路建设、农田改造等工程中经常使用；铲运机集铲装、运输、卸载和摊铺等功能于一体，能够自行完成土方的铲运作业，适用于较大面积的土方调配和运输；单斗装载机可快速装载散状物料，其机动性较好，在建筑工地、港口等场所广泛应用于物料的装载作业。

压实机械利用碾压、振动、夯击原理使土体密实。压路机是常见的压实机械，有静碾压路机、振动压路机、轮胎式压路机等多种类型，静碾压路机通过自身重量对土壤进行压实，适用于对压实度要求不是特别高的基层压实作业；振动压路机则利用振动作用增强压实效果，可有效提高土壤的密实度，在道路建设、机场跑道施工等工程中广泛应用；轮胎式压路机通过轮胎的弹性变形对土壤进行压实，能够使压实面更加平整，常用于沥青路面的压实作业。夯土机则利用夯锤的冲击力对土壤进行夯实，适用于小面积或狭窄区域的夯实作业，如在建筑物基础的局部夯实、沟槽回填夯实等场景中使用。此外，还有利用水力完成土方施工作业的水力土方机械，如高压水枪可用于挖掘松软土壤或清洗土方作业面。

平整作业机械利用刮刀平整地面，主要机种为平地机。平地机可通过调整刮刀的角度和高度，对地面进行精确平整，常用于道路施工中的路基平整、场地平整等作业，可使地面达到设计要求的平整度和坡度。

（四）桩工机械

桩工机械主要应用于基础工程，用于在地层中安设各种基桩。包括打桩机、振动沉桩机、压桩机和灌注桩钻孔机等。

打桩机通过重锤的冲击力工作，常见的有落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等。落锤打桩机利用重力势能将重锤提升后落下，产生冲击力将桩打入地层，其结构简单，但效率相对较低；汽锤打桩机则利用蒸汽或压缩空气的力量驱动锤体上下运动，产生冲击力，在早期的基础工程中有较多应用；柴油锤打桩机以柴油燃烧产生的能量驱动锤体工作，具有较高的打击频率和能量，在建筑施工中广泛应用；液压锤打桩机则通过液压系统控制锤体的运动，打击力可精确调节，适用于一些对打桩精度要求较高的工程。

振动沉桩机利用振动或振动冲击作用使桩沉入地层，适用于砂质地层等较松散的地层。其通过振动器产生高频振动，使桩体周围的土壤颗粒产生液化，减小桩体下沉的阻力，从而使桩能够顺利沉入地层。

钻孔机则是就地成孔，在孔内安放钢筋骨架，然后灌注混凝土成桩。在市政建设等对噪声要求较高的环境中，可采用静力加载沉桩机，这种沉桩机通过静压力将桩体压入地层，在工作过程中产生的噪声较小，减少了对周围环境和居民的影响。

（五）钢筋混凝土机械

钢筋混凝土机械主要用于混凝土的配料、搅拌、输送、灌筑、振捣和钢筋加工。

主要设备和机械包括混凝土搅拌楼站，它是一种大型的混凝土生产设施，可实现混凝土原材料的自动配料、搅拌和出料，生产效率高，适用于大型建筑工程、混凝土预拌生产企业等；自落式和强制式混凝土搅拌机则分别利用物料的自重下落和强制搅拌叶片的旋转来实现混凝土的搅拌，自落式搅拌机适用于搅拌塑性混凝土，强制式搅拌机则可搅拌干硬性混凝土等各种类型的混凝土，常用于小型建筑工地或混凝土试件的制作；混凝土搅拌输送车可在运输过程中对混凝土进行搅拌，防止混凝土离析，确保混凝土在运输到施工现场时仍具有良好的工作性能，将混凝土从搅拌站输送到各个施工地点；混凝土泵能够将混凝土通过管道输送到高处或远处，适用于高层建筑、大型桥梁等工程中的混凝土浇筑作业；混凝土振捣器则用于振捣混凝土，排除混凝土中的气泡，使混凝土更加密实，提高混凝土的强度和耐久性，有插入式振捣器、平板式振捣器等多种类型，插入式振捣器可深入混凝土内部振捣，平板式振捣器则适用于混凝土表面的振捣作业。

在钢筋加工方面，有钢筋的冷拔、调直、剪切、弯曲、焊接等机械和预应力钢筋张拉等机械设备。钢筋冷拔机可提高钢筋的强度和硬度；钢筋调直机可将弯曲的钢筋调直；钢筋剪切机用于将钢筋剪断成所需长度；钢筋弯曲机可将钢筋加工成各种弯曲形状；钢筋焊接机则实现钢筋之间的连接；预应力钢筋张拉设备用于对预应力混凝土结构中的钢筋进行张拉，施加预应力，提高混凝土结构的承载能力和抗裂性能。

（六）石料开采加工机械

石料开采加工机械主要用于石方开采和石料加工。

石方开采机械有风镐、凿岩机等。风镐利用压缩空气驱动镐头冲击岩石，可用于破碎小块岩石或对岩石表面进行修整，在矿山开采、建筑拆除等工程中有应用；凿岩机则用于在岩石上钻孔，为爆破或其他开采作业做准备，有气动凿岩机、电动凿岩机、内燃凿岩机和潜孔凿岩机等多种类型，气动凿岩机以压缩空气为动力，具有结构简单、使用方便等特点，电动凿岩机以电能为动力，适用于有电力供应的场合，内燃凿岩机自带动力源，可在无电力和压缩空气的环境中工作，潜孔凿岩机则适用于中深孔凿岩作业，可提高钻孔效率。

石料加工机械包括各种石料破碎机和筛分机。石料破碎机可将开采出来的大块石料破碎成小块，如颚式破碎机通过活动颚板和固定颚板的挤压作用破碎石料，圆锥破碎机则利用圆锥体的旋转运动对石料进行破碎，反击式破碎机通过石料与高速旋转的转子和反击板之间的碰撞来破碎石料；筛分机则用于对破碎后的石料进行筛选，将不同粒度的石料分离出来，以满足不同工程或产品对石料粒度的要求。

（七）装修机械

装修机械主要用于建筑物表层的修饰和加工处理。

在抹灰粉刷作业方面，有灰浆搅拌机、灰浆输送泵、喷浆机等。灰浆搅拌机可将水泥、沙子、水等原材料搅拌成均匀的灰浆，为抹灰作业提供材料；灰浆输送泵能够将搅拌好的灰浆输送到指定位置，大大提高了抹灰作业的效率，尤其是在高层建筑或大面积墙面施工时，能减少人工搬运灰浆的劳动强度和时间成本，确保灰浆供应的连续性和稳定性。喷浆机则可将灰浆均匀地喷射到墙面上，使灰浆与墙面更好地粘结，形成平整、牢固的抹灰层，其喷射压力和流量可根据实际需求进行调节，适用于不同类型墙面和施工工艺要求。

地坪加工用的地坪磨光机，通过高速旋转的磨盘对地坪表面进行打磨处理，可去除地坪表面的不平整、瑕疵和旧涂层，使地坪表面达到光滑、平整的效果，提升地坪的美观度和使用性能，常用于各类室内外地面装修工程，如商场、写字楼、停车场等地坪的施工与翻新。

以及涂料喷涂机，它能够将涂料均匀地喷涂在建筑物表面，相比传统的手工涂刷，具有喷涂速度快、涂层均匀、节省涂料等优点，可适用于墙面漆、木器漆等多种涂料的喷涂作业，能满足不同装修风格和质量要求，有效提高装修工程的进度和质量。还有各种电动、风动手持机具，如电钻可用于在建筑物表面钻孔，安装各种挂件、电器设备等；电锯可切割木材、装饰板材等装修材料，满足不同尺寸和形状的加工需求；风动扳手则利用压缩空气驱动，可快速拆卸和安装各种螺栓螺母，在装修过程中的金属构件安装和拆卸作业中发挥重要作用。这些手持机具具有操作灵活、方便携带等特点，能在各种复杂的装修环境中完成精细的加工和安装任务。

（八）路面机械

路面机械主要用于道路路面、机场道面和广场地坪面层的铺设、捣实、平整和切缝。

在沥青路面修筑方面，碎石摊铺机可将预先筛选好的碎石均匀地摊铺在路面基层上，为后续的沥青铺设奠定良好基础，其摊铺宽度和厚度可根据设计要求进行调整，确保碎石层的平整度和密实度。沥青喷洒机则能够精准地将沥青喷洒在碎石层或其他路面基层上，使沥青均匀分布，形成粘结层，其喷洒量和喷洒压力可精确控制，以满足不同路面结构和施工工艺的要求。沥青混凝土搅拌设备可将沥青、石料、矿粉等原材料按照一定的配合比进行搅拌，生产出符合质量标准的沥青混凝土，该设备通常具备自动化程度高、搅拌效率高、计量精准等特点，是沥青路面施工的关键设备之一。沥青混凝土摊铺机可将搅拌好的沥青混凝土均匀地摊铺在路面上，形成平整的路面面层，其具有熨平板可调节、振捣和夯实功能，能有效保证沥青混凝土路面的压实度和平整度，使路面具有良好的行车舒适性和耐久性。

对于水泥混凝土路面修筑，水泥混凝土路面铺筑机械可完成水泥混凝土的布料、摊铺、振捣和抹平等一系列作业，确保水泥混凝土路面的质量和性能。切缝填缝机则用于在水泥混凝土路面硬化后进行切缝作业，防止路面因温度变化而产生裂缝，切缝深度和宽度可根据设计要求进行调整，切缝后还可进行填缝处理，填充密封材料，防止雨水、杂物等进入缝内，延长路面使用寿命。

此外，路面机械还包括路面材料的制备、储放、输送，以及路面养护机械。路面材料制备设备可生产各种路面基层材料和添加剂，如水泥稳定碎石、石灰土等，以满足不同路面结构的需求。储放设备用于储存各种路面材料，确保材料的质量和供应稳定性。输送设备则可将路面材料从储放地点输送到施工地点，提高施工效率。路面养护机械如路面清扫车可定期清扫路面，保持路面清洁，减少灰尘和杂物对路面的损害；路面灌缝机可对路面裂缝进行灌缝处理，防止裂缝扩大；还有多功能养护车，可进行路面坑槽修补、路面标线绘制等多种养护作业，及时修复路面病害，延长路面的使用周期，保障道路的安全畅通。

（九）线路机械

线路机械主要用于铁路道碴、钢轨的铺设。

铺碴机可将道碴均匀地铺设在铁路路基上，道碴的铺设厚度、宽度和平整度对于铁路轨道的稳定性和行车舒适性有着至关重要的影响，铺碴机能够按照设计要求高效地完成道碴铺设作业，为后续钢轨铺设提供坚实基础。铺轨机则专门用于将钢轨准确地铺设在道碴上，其具备精确的定位和铺设功能，可确保钢轨的间距、高程和直线度符合铁路建设标准，在铁路新线建设和旧线改造工程中发挥关键作用。

铁路的维修养护机械也是线路机械的重要组成部分。这些机械可对铁路轨道进行日常检查、维修和保养，如轨道检测车可利用先进的检测技术对轨道的几何形状、扣件状态、钢轨磨损等情况进行快速检测，及时发现轨道病害和安全隐患；捣固机可对道碴进行捣固作业，增强道碴的密实度，提高轨道的稳定性；起拨道机可对钢轨进行起道和拨道操作，调整钢轨的高程和方向，确保轨道的平顺性；清筛机可清理道碴中的污土、杂物，恢复道碴的排水和弹性性能，使铁路轨道始终处于良好的运行状态，保障铁路运输的安全和高效。

（十）桥梁机械和隧洞机械

桥梁机械主要用于桥梁施工。铁路架桥机是桥梁施工中的重要设备，它可将预制好的桥梁梁段吊运并安装在桥墩上，其起吊能力、跨度和作业精度都有很高要求，能够在复杂的施工环境下完成桥梁架设任务，提高桥梁建设的速度和质量。

隧洞机械则应用于隧洞施工。盾构是一种先进的隧洞掘进设备，它集开挖、支护、出碴等功能于一体，在地下掘进过程中可有效控制地面沉降，适用于城市地铁、越江隧道等工程建设，能在各种复杂地质条件下安全、高效地掘进隧洞。隧洞掘进机则可根据不同的隧洞直径和地质情况进行选型，通过旋转刀具切削岩石或土体，实现隧洞的开挖作业，其掘进速度快、施工精度高，可减少对周边环境的影响，在山岭隧道、水工隧洞等工程中有广泛应用。这些桥梁机械和隧洞机械的应用，极大地推动了桥梁和隧洞工程的发展，为现代交通基础设施建设提供了强有力的技术支撑。

综上所述，机械工具的分类涵盖了动力、能量变换和工作等多种类型，而工程机械分类下的各类机械在建筑、交通、能源等众多领域都有着不可或缺的作用。它们各自具有独特的功能和特点，相互配合，共同促进了工程建设的顺利进行和社会经济的快速发展。随着科技的不断进步，机械工具和工程机械也在持续创新与发展，性能不断提升，应用范围不断拓展，为人类创造更加便捷、高效、安全的生产生活环境奠定了坚实的基础。