簡(jiǎn)析機電一體化在機械工程中的運用
摘要：隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及對產(chǎn)品性能要求的不斷提高，電子控制系統在工程機械中所占的比重將會(huì )越采越大，其功能將會(huì )越采越強，應用范圍也將越來(lái)越廣，而其復雜程度也隨之提高，這樣就對使用與維修人員提出了更高的要求。
機電一體化技術(shù)從7O年代中期開(kāi)始在國外工程機械上得到應用。80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起，推動(dòng)了工程機械制造技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著(zhù)微型計算機及微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在工程機械上的應用，從根本上改變了工程機械的面貌，極大促進(jìn)了產(chǎn)品性能的提高，使工程機械進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。以微機或微處理器為核心的電子控制系統目前在國外 程機械上的應用已相當普及，并已成高性能工程機械不可缺少的組成部分。工程機械的機電一體化和智能化將是今后的發(fā)展方向。
1、目前工程機械的電子(微機)控制系統主要功能
(1)電子監控、自動(dòng)報警及故障自診。即對工程機械的發(fā)動(dòng)機、傳動(dòng)系統、工作裝置、制動(dòng)系統和液壓系統等的運行狀態(tài)監控，工作中一旦出現異�，F象，能動(dòng)報警并準確地指出故障的部位，從而改善駕駛員的工作條件，提高機器的工作效率，簡(jiǎn)化設備維護檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機維修時(shí)間，延長(cháng)設備的使用壽命。
(2)節能降耗，提高生產(chǎn)率。傳統工程機械的能量利用率較低，例如液壓挖掘機的燃汕能量利用率僅為20%左右，如此低的能量利用率迫使工程機械的發(fā)展必須著(zhù)眼于節能。日本小松公司挖掘機所采用的新型節能控制器(OuS系統)，具有良好的節能效果，燃汕可節省23% ;日本日立公司挖掘機節能控制系統采用了卡特電子效率控制系統，通過(guò)對發(fā)動(dòng)機和泵的綜合控制，使功率的利用率可達98%。同時(shí)生產(chǎn)率也大大提高。
(3)柴油機的控制。如電子調速器、電子油門(mén)控制裝置、自動(dòng)停機裝置、自動(dòng)升溫控制裝置等。
(4)提高作業(yè)精度。為保證成品料的級配精度，現代瀝青及水泥混凝土拌和設備廣泛采用了微機控制的電子稱(chēng)量系統，并使計量過(guò)程實(shí)現了自動(dòng)化。自動(dòng)找平系統的應用，使瀝青混凝土攤鋪機的施工質(zhì)量有了較大的提高，路面的平整度可達到O.127m/3m。采用超聲波技術(shù)的自動(dòng)供料系統，使瀝青混凝土攤鋪機的供料實(shí)現了自動(dòng)調節，進(jìn)一步提高了攤鋪質(zhì)量。推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃的電子(微機)控制，不僅提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率，而且也減輕了操作人員的勞動(dòng)強度。
(5)作業(yè)過(guò)程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化。工程機械實(shí)現自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制，可以減輕操作者的勞動(dòng)強度，提高生產(chǎn)率，并減少因操作者的經(jīng)驗不足，對作業(yè)精度的影響。例如，日本三菱公司的挖掘機設有挖掘軌跡控制系統，操作者在控制板上設定耗鏟斗運動(dòng)軌跡的形狀后，微機控制系統能夠根據各種角度傳感器的信號，自動(dòng)控制動(dòng)臂、斗桿和鏟刀的運動(dòng)，實(shí)現各種特定形狀和斷面溝槽，斜面的精確挖掘，使挖掘作業(yè)實(shí)現了自動(dòng)化。
(6)其他應用。一些國外生產(chǎn)的推土機、裝載機、鏟運機等采用了電子控制的自動(dòng)變速器，其能夠根據)外負荷的變化情況自動(dòng)改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，這不僅充分利用了發(fā).動(dòng)機功率，提高了燃油經(jīng)濟性，而且也簡(jiǎn)化了操作，降低了勞動(dòng)強度。為有效地防止翻車(chē)和斷臂事故，提高作業(yè)的安全陛，現代起重機上廣泛地采用了電子(微機)控制的力矩限制器。為實(shí)現無(wú)人駕駛，使工程機械能在危險地帶或人無(wú)法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，某些國外工程機械上設置了無(wú)線(xiàn)遙控裝置。
電子系統的可靠性是現代工程機械非常重要的一項性能指標。由于工程機械一般露天作業(yè)，其直接受到烈日的暴曬、雨霧、強風(fēng)、塵埃等的侵襲，此外還受到強烈的振動(dòng)和沖擊以及各種電、磁等的干擾，工作環(huán)境非常惡劣，因此電子控制系統應能在一40~C一80~C的環(huán)境溫度下可靠、穩定地工作;抗老化，具有較長(cháng)的使用壽命;密封性能好，能防止水分和污物的侵入;較好耐沖擊和抗振性能;較強的抗干擾能力，系統能在各種干擾下可靠地工作。
工程機械種類(lèi)繁多，因此各種機型所配備的電器與控制裝置(系統)的組成，數量及復雜程度等也差別較大。各種自行式工程機械(即靠自身的動(dòng)力行駛的機械，如壓路機、推土機、攤鋪機等)，所配備的電器與控制裝置基本上可分為車(chē)輛電氣設備與電氣、電子(微機)控制裝置兩大類(lèi)。
2、車(chē)輛電氣設備
這是各種自行式機械應配備的最基本的電器，通常包括以下部分：①電源包括蓄電池、發(fā)電機及其調節器。②起動(dòng)機用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機。③點(diǎn)火系用于汽油機，功能是產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃氣缸中的可燃混合氣。④ 照明及信號設備包括各種照明和信號燈以及電喇叭、蜂鳴器等，用以保證行駛和施工的人機安全。⑤儀表包括燃油表、機油壓力表、水溫表、發(fā)動(dòng)機轉速表等，用來(lái)監視發(fā)動(dòng)機和其他裝置的工作情況。
3、電氣、電子(微機)控制裝置
用于實(shí)現各種控制功能。例如，攤鋪機的自動(dòng)找平裝置及供料自控裝置;電控的電子功率優(yōu)化系統;裝載機、鏟運機變速器的電子控制裝置等。
4、結束語(yǔ)
綜上所述，機電一體化技術(shù)在工程機械中的應用將越來(lái)越廣泛，地位也越來(lái)越重要，設備使用和管理“以人為本”的原則也說(shuō)明，作為工程施工中工程機械的使用、維修和管理人員應盡快了解和掌握這門(mén)技術(shù)，更好地融入科技含量越來(lái)越加深厚的現代工程施工中。
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