機電一體化在工程機械上的應用
機電一體化在工程機械上的應用
【摘要】機電一體化在工程機械上的應用打破了傳統機械的設計，從而提高了機械的安全性、可靠性、經(jīng)濟性等，電子控制系統也提高了工程機械的工作效率及產(chǎn)品的工藝，使機械的優(yōu)越性能得到最大的發(fā)揮。
【關(guān)鍵詞】機電一體化 工程機械 應用
目前，電子控制技術(shù)已被工程機械眾多領(lǐng)域廣泛采用。
隨著(zhù)經(jīng)濟水平的提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)過(guò)程中對工程機械的性能要求有所提高，這就使以微處理器為核心的電子控制裝置在工程機械領(lǐng)域的運用越來(lái)越普遍，結構也越來(lái)越復雜。
1. 機電一體化在工程機械領(lǐng)域應用的必要性
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。
2. 機電一體化在工程機械領(lǐng)域的應用現狀
2.1 機電一體化和工程機械的關(guān)系
在工程機械領(lǐng)域引入機電一體化技術(shù)大大提高了機械性能，而工程機械性能的不斷提高也使機電一體化應用更加廣泛，兩者相互影響，共同促進(jìn)形成了一個(gè)良性發(fā)展的循環(huán)系統。
2.2 機電一體化對工程機械功效的改進(jìn)
現代工程施工通常要求工程機械具有較高的性能：機械功效高且能耗小;自動(dòng)化程度及精度越高越好;操作安全、簡(jiǎn)單，使用壽命長(cháng);較高的技術(shù)性?xún)r(jià)比;較低的使用成本;具備運行狀態(tài)的監視功能、自動(dòng)報警及故障自診功能，以降低停機維修頻率，提高工作效率。
以下對工程機械的電子控制系統功效進(jìn)行具體說(shuō)明：
2.2.1 及時(shí)發(fā)現故障，提高設備利用率
監視功能、自動(dòng)報警及故障自診功能即針對工程機械的傳動(dòng)系統、制動(dòng)系統、工作裝置、液壓系統及發(fā)動(dòng)機的運行狀態(tài)實(shí)施電子監視，一旦工程機械在運行過(guò)程中出現異常情況，能夠發(fā)出自動(dòng)警報，同時(shí)準確地對故障部位進(jìn)行定位，因此，能夠最大限度地提高操作人員的工作安全性及工程機械的使用效率，使機械設備的維修工作難度降低，縮短停機維修時(shí)間，降低維修作業(yè)頻率，延長(cháng)設備使用壽命，最終提高機械設備的利用效率，降低生產(chǎn)成本。
2.2.2 降低能耗，提高生產(chǎn)效率
與傳統工程機械相比，現代工程機械的能源利用率高出很多，目前相關(guān)部門(mén)正在倡導節能減排，這就要求對能源利用率低的傳統機械設備進(jìn)行節能改造。
2.2.3 提高作業(yè)精度和作業(yè)效率
現代工程施工中的水泥混凝土攪拌設備應用了先進(jìn)的微機控制電子稱(chēng)量系統，使稱(chēng)量過(guò)程最終實(shí)現了現代化，成品料的作業(yè)精度和作用效率得以保證。
瀝青混凝土攤鋪機設備采用了自動(dòng)找平系統，使工程施工質(zhì)量得到了很大程度的提高;同時(shí)，供料系統中引入的超聲波技術(shù)也提高了瀝青混凝土攤鋪機的攤鋪質(zhì)量。
而電子控制系統應用于鏟運機鏟斗刀刃、平地機刮刀以及推土機鏟刀中，不僅可以使作業(yè)精度和作業(yè)效率得到提高，還能使操作人員的勞動(dòng)強度降低。
2.2.4 降低勞動(dòng)強度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
在工程機械領(lǐng)域實(shí)現自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制，可以大大降低操作人員的勞動(dòng)強度，提高設備的工作效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率，還能降低由于操作人員缺乏經(jīng)驗造成的對作業(yè)精度的影響程度。
如日本小松公司生產(chǎn)的挖掘機配備軌跡控制系統，它能夠根據操作者所操控的鏟斗運動(dòng)軌跡，自動(dòng)感應不同角度的傳感信號，控制斗桿和鏟刀的運動(dòng)，自動(dòng)進(jìn)行斜面精確挖掘、斷面溝槽等動(dòng)作，大大提高了機械設備的利用效率，進(jìn)而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。
2.2.5 其他應用
國外在生產(chǎn)工程機械設備時(shí)采用了電子控制的自動(dòng)變速器，使發(fā)動(dòng)機的功率得到很大提升。
如裝載機、推土機、鏟運機等可以依據外負荷的改變自動(dòng)對傳動(dòng)系統的傳動(dòng)比進(jìn)行相應調整，這就大大簡(jiǎn)化了操作程序，降低了燃油消耗率，同時(shí)使勞動(dòng)強度也大幅降低;為提高操作的安全性，防止作業(yè)過(guò)程中斷臂和翻車(chē)等危險事故的發(fā)生，現代起重設備中運用了電子控制的力矩限制器;為減少危險施工環(huán)境中的人為施工，實(shí)現無(wú)人操作，國外有些工程機械設備生產(chǎn)公司在生產(chǎn)機械設備時(shí)采用了無(wú)線(xiàn)遙控設備。
3. 機電一體化在工程機械領(lǐng)域應用的發(fā)展趨勢
機電一體化的發(fā)展依賴(lài)于電子、控制、光學(xué)、計算機信息等多種技術(shù)和學(xué)科的發(fā)展，其在工程機械領(lǐng)域的應用趨勢可概括為以下幾點(diǎn)：
3.1 智能化
作為21世紀機電一體化的重要發(fā)展方向，在工程機械領(lǐng)域，智能化的應用趨勢將更加明顯。
從目前看來(lái)，人工智能方面的研究越來(lái)越多，數控機床與機器人的智能化應用就是其中的重要表現。
我們通常所說(shuō)的智能化是指在相關(guān)控制理論的基礎上，通過(guò)對運籌學(xué)、人工智能、模糊數學(xué)、計算機科學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等新思想、新方法在工程機械上的分析和應用，使工程機械的行為能夠具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以滿(mǎn)足機電一體化的更高要求。
雖然使工程機械具有等同或接近人的智能是不可能的，但工程機械的智能化仍是時(shí)代發(fā)展的大勢所趨。
3.2 模塊化
隨著(zhù)科技的進(jìn)步和社會(huì )分工的不斷深入，機電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)和數量也越來(lái)越多，因此，機械產(chǎn)品的電氣接口、動(dòng)力接口和機械接口等的生產(chǎn)一定要實(shí)現標準化，這雖然比較復雜卻至關(guān)重要，所以說(shuō)，模塊化是工程機械機電一體化發(fā)展的一項長(cháng)期而又艱巨的任務(wù)。
模塊化有利于各部件或單元之間的匹配，例如研制集智能調速、減速于一體的動(dòng)力單元，或具備圖像處理、視覺(jué)、識別等功能的控制單元等。
唯有如此，才能促進(jìn)社會(huì )的進(jìn)一步分工，加快新產(chǎn)品的研發(fā)速度，擴大工程機械的生產(chǎn)規模。
模塊化必將進(jìn)一步促進(jìn)機電一體化在工程機械中的應用。
3.3 信息化
計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的迅速發(fā)展也必將促進(jìn)機電一體化在工程機械中的應用。
新型的機電一體化產(chǎn)品只要質(zhì)量可靠、功能強大，具有很好的經(jīng)濟價(jià)值和社會(huì )價(jià)值，就會(huì )在最短的時(shí)間內借助網(wǎng)絡(luò )迅速暢銷(xiāo)。
此外，遠程控制技術(shù)和監視技術(shù)將會(huì )在工程機械中得到越來(lái)越多的應用。
總之，機電一體化將逐漸趨向網(wǎng)絡(luò )化和信息化。
3.4 環(huán)�；�
工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入雖然在很大程度上改善了人類(lèi)的生活質(zhì)量，但也對我們的生存環(huán)境造成了嚴重的破壞，導致了自然資源的大量浪費。
21世紀以來(lái)，社會(huì )對環(huán)保的關(guān)注和投入越來(lái)越多，公眾的環(huán)保意識也在不斷加強，綠色產(chǎn)品的概念和設計制造已成為新形勢下的必然趨勢。
工程機械產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷(xiāo)毀的每個(gè)環(huán)節，都要適應環(huán)保的要求，滿(mǎn)足人類(lèi)對健康的需求，提高資源的利用效率。
所以，綠色機電一體化產(chǎn)品將會(huì )在工程機械中占據優(yōu)勢。
3.5 系統化
系統化的表現特征主要有以下兩點(diǎn)：工程機械系統體系結構將進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總體結構，系統可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現多子系統協(xié)調控制和綜合管理;機械的通信功能將得到極大的提高。
4. 結束語(yǔ)
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。
作為工程施工中工程機械的使用、維修的管理人員，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)越濃厚的現代工程施上中。
【參考文獻】
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