機電一體化技術(shù)在工程機械中的使用

　　本論文 就機電一體化技術(shù)在現代工程機械中的發(fā)展以及應用進(jìn)行分析和探討，歡迎大家借鑒!

　　摘　要：現代工程施工中，工程機械的性能、自動(dòng)化程度及其經(jīng)濟性等可以直接影響到施工工藝的好壞，而工程機械的電氣與電子控制系統質(zhì)量與性能優(yōu)劣又直接影響到工程機械的施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。

　　關(guān)鍵詞：機電一體化;工程機械;電子控制

　　機電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)有著(zhù)自身體系的新型學(xué)科，隨著(zhù)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，其內容將不斷更新。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀(guān) 出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計算機技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)等群體技術(shù)，合理配置各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統最優(yōu)化的系統工程技術(shù)，它使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁人了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

　　1.機電一體化概要

　　機電一體化是指在機構得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來(lái)所構成的系統的總稱(chēng)。

　　機電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)有著(zhù)自身體系的新型學(xué)科，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據系統功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統最優(yōu)化的系統工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統，則成為一個(gè)機電一體化系統或機電一體化產(chǎn)品。

　　因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)。而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調節與控制自動(dòng)診斷與保護等。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區別。

　　2.機電一體化在工程機械中的應用

　　機電一體化技術(shù)從20世紀70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_T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)展方向現代工程施工中，工程機械的性能、自動(dòng)化程度及其經(jīng)濟性等可直接影響到施工工藝的好壞：而工程機械的電氣與電子控制系統部分質(zhì)量與性能的優(yōu)劣又直接影響到工程機械的動(dòng)力性、經(jīng)濟性、可靠性、施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。電子控制系統已成為現代工程機械技術(shù)水平的一個(gè)重要依據。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及對產(chǎn)品性能要求不斷提高，電子控制系統在工程機械中所占的比重將會(huì )越來(lái)越大，其功能將會(huì )越來(lái)越強，應用范圍也將越來(lái)越廣，而且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。

　　3.工程機械的電子控制系統功能

　　利用工程機械的機電一體化和智能化，生產(chǎn)效率高且能量損失小，節約能源;自動(dòng)化程度高，施工質(zhì)量好，精度高;性能穩定，工作可靠，安全，使用壽命長(cháng)：具有較好的經(jīng)濟性;高的技術(shù)價(jià)格比和低的制造與使用成本;操作簡(jiǎn)單、輕便、勞動(dòng)強度低，駕駛員的工作條件好，具有運行狀態(tài)監視、故障自診及自動(dòng)報警功能，能及時(shí)準確地指出故障部位，減少停機維修作業(yè)時(shí)間。目前工程機械的電子控制系統主要實(shí)現如下功能。

　　(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，能自動(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料能量利用率僅為30%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采用新型節能控制器。具有良好的節能效果，燃料可節省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。采用電子調速器、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。為保證成品料的作業(yè)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，并使稱(chēng)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。采有超聲波技術(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好鏟斗運動(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)現各種特定開(kāi)口和斷面溝槽、斜面的精確挖掘，使挖掘作業(yè)實(shí)現了自動(dòng)化。

　　4.結語(yǔ)

　　機電一體化決不是機械與電子兩種技術(shù)的混合或簡(jiǎn)單疊加，而是兩者的有機結合。機電一體化系統是先進(jìn)的自動(dòng)控制系統，可以處理更多被控參數的復雜情況，計算速度也更快、更準確。機電一體化技術(shù)是新技術(shù)，是在傳統技術(shù)的基礎上發(fā)展而來(lái)的，機電一體化技術(shù)具有明顯的綜合性和先進(jìn)性。機電一體化技術(shù)既不同于傳統的機械技術(shù)、電子技術(shù)和微電子技術(shù)，又不同于普通的計算機技術(shù)，而是將這些技術(shù)相互融合、相互滲透并產(chǎn)生飛躍而形成的新技術(shù)。

　　參考文獻

　　[1]戴勇.高職機電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程開(kāi)發(fā)[M].北京:機械工業(yè)出版社.2004.

　　[2]顧京.現代機床設備[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2001.

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