工程機械中機電一體化的應用
工程機械中機電一體化的應用【1】
摘要：因為機電一體化技術(shù)涉及到多方面的內容，尤其是各個(gè)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)相互融合，因此要想完全掌握這項技術(shù)還有一定的難度，由此可知，相關(guān)工程機械企業(yè)還應該加大力度培養精英人才，以此確保機電一體化技術(shù)能夠在工程機械中發(fā)揮出最佳的效能。
關(guān)鍵詞：工程機械;機電一體化;技術(shù)應用
機電一體化的運用主要是通過(guò)電子控制系統加以實(shí)現的，電子控制系統應用的好壞直接影響到工程機械的安全性、經(jīng)濟性、施工質(zhì)量、使用壽命等伴隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及微電子技術(shù)的出現，使得機電一體化技術(shù)發(fā)生了根本性的改變，它也被大面積應用在工程機械領(lǐng)域，這不僅改善了機械面貌，還顯著(zhù)提高了生產(chǎn)質(zhì)量，并提升了產(chǎn)品性能。
1工程機械中機電一體化技術(shù)的應用
機電一體化技術(shù)涵蓋了多方面的內容，其中比較重要的有三方面，一是機械;二是電子技術(shù);三是計算機。
機電一體化可以說(shuō)是現代計算機技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，其應用推動(dòng)了工程機械向著(zhù)現代化的方向發(fā)展，其是以機械設備自身所帶有的功能為基礎，融合現代高新科技技術(shù)，能夠滿(mǎn)足不同類(lèi)型的工程機械企業(yè)的需求。
1.1機電一體化和工程機械的關(guān)系
現階段工程機械較傳統工程機械來(lái)說(shuō)各種性能都得到了顯著(zhù)改善，如操作舒適性提高;機械功率高且能耗小;可靠性提高;作業(yè)精度及作業(yè)效率提高等。
工程機械各種性能的提高正是因為將機電一體化技術(shù)引入到工程機械中，使得機械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)有機結合。
目前現代工程機械的許多領(lǐng)域都應用了電子技術(shù)，表現為應用電子控制裝置(系統)，這種裝置(系統)以微機或微處理器為核心，諸如工程機械的狀態(tài)監控與故障自診，拌和設備稱(chēng)重計量過(guò)程的自動(dòng)控制等。
1.2機電一體化對工程機械功能的改進(jìn)
現代工程施工通常要求工程機械具有較高的性能：1)具備運行狀態(tài)的監視功能、自動(dòng)報警及故障自診功能;2)機械功效高且能耗小;3)技術(shù)性?xún)r(jià)比較高;4)自動(dòng)化程度及精度越高越好;5)使用成本較低;6)操作安全、簡(jiǎn)單，使用壽命長(cháng)。
下面對現代工程機械的電子(微機)控制系統實(shí)現的功能進(jìn)行說(shuō)明。
1.2.1控制柴油機
發(fā)動(dòng)機排放質(zhì)量與最低油耗間的矛盾，給柴油機技術(shù)的深入發(fā)展和研究帶來(lái)了很大的困難。
隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，冷風(fēng)扇的轉速隨溫度的變化自動(dòng)控制、電子節能液壓泵系統減小能耗、根據負荷條件自動(dòng)調節柴油機油門(mén)、電子控制自動(dòng)變速等裝置的應用，使柴油機在各種變工況下自動(dòng)選擇能同時(shí)滿(mǎn)足經(jīng)濟指標和排放指標的最佳噴油定時(shí)，充分實(shí)現節約能源、凈化排氣、提高效率的目的。
1.2.2保證成品的作業(yè)精度
電子控制系統應用到工程機械設備上，不光使稱(chēng)量精確且過(guò)程自動(dòng)化，同時(shí)避免了人工測量誤差較大的弱點(diǎn)，提高成品的作業(yè)精度。
如混凝土攪拌站的計量過(guò)程大多都實(shí)現了自動(dòng)化，這種電子計量系統廣泛采用微機控制。
推土機上采用激光導向和電液伺服控制技術(shù)，自動(dòng)控制鏟刀的切土深度，減少了推土機往返作業(yè)的遍數和行程，提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率，降低了施工成本，同時(shí)也減輕了操作人員的勞動(dòng)強度。
1.2.3降低能耗，提高生產(chǎn)率
傳統工程機械的燃料能量利用率僅為20%左右，非常低，所以提高能量利用率在現代工程機械的發(fā)展中勢在必行。
新型節能控制器(OLLS系統)應用于日本小松公司生產(chǎn)的新型挖掘機上后，燃料可節省23%，節能效果良好，因為該系統能使發(fā)動(dòng)機轉矩和泵吸收轉矩經(jīng)常保持在最佳配合狀態(tài)，可有效地利用發(fā)動(dòng)機功率，使作業(yè)機構動(dòng)作迅速，大大提高了生產(chǎn)率。
1.2.4電子監控、自動(dòng)報警及故障自診
電子監控和故障診斷專(zhuān)家系統設置各種類(lèi)型的傳感器，監控工程機械的發(fā)動(dòng)機、傳動(dòng)系統和液壓系統等的運行狀態(tài)，在故障發(fā)生之前預先發(fā)現問(wèn)題，從而避免損壞機件事故的發(fā)生，保證作業(yè)人員安全。
同時(shí)能動(dòng)報警并準確地判斷故障發(fā)生的位置，提供處理方法，降低設備維修成本，降低設備故障率及停機臺次，保證設備安全、穩定及長(cháng)周期運行。
如日本三菱Ms160O型礦用液壓挖掘機、美國卡特皮勒公司生產(chǎn)的936型裝載機等都備有電子監控報警系統。
1.2.5作業(yè)過(guò)程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化
采用自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制方式在提高生產(chǎn)率的同時(shí)降低了操作者的勞動(dòng)強度，作業(yè)精度也不會(huì )受到操作人員的技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗的影響，達到提高工程機械的運作效率和質(zhì)量的目的。
例如，日本和歐美各國研制的新型挖掘機可實(shí)現作業(yè)模式自動(dòng)化，工作裝置-鏟斗的形狀與運動(dòng)軌跡可由操作人員預先在在自動(dòng)化的挖掘軌跡控制板上設定，完成后各種傳感器將信號將傳輸到微機控制系統，動(dòng)臂、斗桿和鏟刀受到微機系統的控制而按預設定動(dòng)作，完成各種特定形狀和斷面溝槽和斜面等，從而減少操作人員因經(jīng)驗不足產(chǎn)生的誤差或事故的發(fā)生。
1.2.6提高安全性
為了防止了翻車(chē)和斷臂事故，提高作業(yè)安全性，國外塔式起重機和輪式起重機大多裝有微機控制的力矩限制器，一旦超負荷立即發(fā)出警報。
此外，國外的許多井下挖掘機采用無(wú)線(xiàn)電遙控裝置，實(shí)現無(wú)人駕駛，使工程機械在有放射性物質(zhì)污染地區和高溫或水下等危險地點(diǎn)上進(jìn)行作業(yè)。
2工程機械領(lǐng)域機電一體化的發(fā)展趨勢
2.1智能化
智能化是機電一體化技術(shù)的必然發(fā)展趨勢，其應用需求也越來(lái)越高。
所謂智能化，即立足于相關(guān)控制理論，將心理學(xué)、生理學(xué)、計算機網(wǎng)絡(luò )、運籌學(xué)、人工智能等多學(xué)科知識運用到工程機械領(lǐng)域，使工程機械的操作可以逐漸取代人為操作，進(jìn)一步降低工程預算成本，實(shí)現更精準的控制，滿(mǎn)足工程施工的更高要求，因此工程機械的智能化仍是大勢所趨。
2.2微型化
微型化這一概念源于上世紀80年代末期，是指機電一體化向微電子機械系統領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。
微型機電一體化產(chǎn)品是電子技術(shù)與機械技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物，它的特點(diǎn)主要是體積小、耗能低、運動(dòng)靈活，在生物醫療、軍事、信息等領(lǐng)域有著(zhù)不可超越的優(yōu)越性。
現階段微型機電一體化產(chǎn)品都朝著(zhù)小于1立方厘米的體積發(fā)展，甚至是朝著(zhù)微米、納米級別發(fā)展，其瓶頸為微機械技術(shù)。
2.3網(wǎng)絡(luò )化
隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )的普及，基于網(wǎng)絡(luò )的各種遠程控制設備可以達到讓人們足不出戶(hù)即可控制多種設備的目標，使工程機械的操作更加便捷，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。
工程機械領(lǐng)域中遠程控制盒監控技術(shù)的快速發(fā)展使得機電一體化產(chǎn)品向著(zhù)網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展成為必然趨勢。
2.4節能環(huán)�；�
隨著(zhù)工業(yè)化進(jìn)程的持續推進(jìn)，人類(lèi)社會(huì )的經(jīng)濟化水平不斷提高，但與此同時(shí)人們賴(lài)以生存的環(huán)境也遭到了巨大的破壞。
進(jìn)入新世紀以來(lái)，社會(huì )公眾對環(huán)保的關(guān)注和呼聲越來(lái)越高，國家也出臺了一系列的相關(guān)政策來(lái)號召節能減排，為適應節約型社會(huì )的發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品在使用時(shí)不造成資源浪費和環(huán)境污染，報廢后可以回收利用，實(shí)現綠色化產(chǎn)品概念和綠色化設計制造更能適應今后的市場(chǎng)需求。
2.5傳感器技術(shù)
傳感器技術(shù)在現代工程機械上應用較為廣泛，比如，發(fā)動(dòng)機可以通過(guò)機油壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來(lái)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機的運轉狀態(tài)的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠實(shí)現攤鋪機在工作時(shí)實(shí)現自動(dòng)找平且行走速度不變的特點(diǎn)，還能滿(mǎn)足攤鋪出來(lái)預定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。
3結語(yǔ)
機電一體化對工程機械具有重要的應用意義，它不僅改善了機械面貌、優(yōu)化了機械性能，還顯著(zhù)提升了機械運行效率，它和工程機械的融合將成為未來(lái)的主要發(fā)展趨勢。
為不斷提升機電一體化水平，完全實(shí)現機械化，我們應積極探討，大膽嘗試，勇于改進(jìn)，最終將工程機械機電一體化推上更高的層面。
參考文獻：
[1]王金玉.工程機械機電一體化技術(shù)的應用[J].科技創(chuàng )業(yè)家，2013
機電一體化技術(shù)在工程機械中的應用【2】
摘 要：隨著(zhù)社會(huì )發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，使人們的生活和工作都發(fā)生了改變，這些改變給人們的生活和生產(chǎn)帶來(lái)了很多的方便。
科學(xué)技術(shù)在工程領(lǐng)域也有很多的改造，主要是機電一體化，電子和計算機相結合的方式正逐步在機械工業(yè)中發(fā)展。
關(guān)鍵詞：機電一體化;工程機械;應用
隨著(zhù)時(shí)間的推移，人們的生產(chǎn)和生活都在發(fā)生著(zhù)很大的改變，尤其是科學(xué)技術(shù)的不斷應用，在很多的領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)都帶來(lái)了很多的技術(shù)改革和改造。
科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升形成了很多學(xué)科相互交叉和滲透的情況，特別是在工程機械領(lǐng)域，工程機械領(lǐng)域以前的工業(yè)生產(chǎn)是以機械電氣化為主的，現在，逐漸轉變?yōu)榱藱C電一體化，這樣的轉變是由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)快速發(fā)展而形成的，機電一體化使得工程機械企業(yè)的技術(shù)結構、產(chǎn)品機構、功能與構成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化。
一、工程機械具備的性能
隨著(zhù)工程的施工在不斷的發(fā)生改變，施工的要求也在逐漸的發(fā)生改變，這就需要施工的機械要不斷提高使用的性能。
工程機械在使用性能上應該做到以下幾點(diǎn)：首先，要做到生產(chǎn)效率高并且能耗也要十分的小，這樣對于節約能源是十分有利的;其次，工程機械要提高自身的自動(dòng)化水平，這樣在進(jìn)行施工的時(shí)候才能更好的做到施工質(zhì)量好并且施工的精度也會(huì )隨之提高;再次，工程機械要具備操作簡(jiǎn)單而且要具有性能穩定的特點(diǎn)，這樣不但可以使得工作人員的勞動(dòng)強度降低還可以使得工作的安全性得到保障，更加有利于提高工作人員的勞動(dòng)積極性。
再次，工程機械要具有使用壽命長(cháng)的性能，這樣是為了更好的體現工程機械的經(jīng)濟性，使用的時(shí)間越長(cháng)給企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟效益越多，但是一定要保證工程機械的使用成本可以控制在一定的范圍內。
為了使工程機械具備以上的性能，只是使用原有的工程機械已經(jīng)無(wú)法做到了，所以，對工程機械進(jìn)行必要的改進(jìn)是勢在必行的。
在工程機械中應用了電子控制技術(shù)，使得工程機械向更好的方向發(fā)展，與此同時(shí)，計算機以及微處理技術(shù)也在工程機械中得到了應用，將電子控制技術(shù)同計算機技術(shù)相結合的方式，使得工程機械逐漸向機電一體化方向發(fā)展。
機電一體化的應用使得工程機械的性能得到了很大的提高，并且，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工程機械的性能也在逐漸的完善。
二、機電一體化在工程機械中的應用
1.機電一體化與工程機械的關(guān)系
現在的工程機械的發(fā)展是伴隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在工程機械領(lǐng)域得到了廣發(fā)的應用，正是這些應用正在使得工程機械在向一個(gè)新的方向發(fā)展。
在工程機械領(lǐng)域應用機電一體化技術(shù)，不但可以提高工程機械的各種使用性能，還可以給施工單位帶來(lái)更多的收益。
2.工程機械在性能方面的改進(jìn)
在工程機械領(lǐng)域應用新的科學(xué)技術(shù)，可以使得工程機械的性能得到很大的提高，使用機電一體化技術(shù)使得液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)有機的結合，使得工程機械在以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)，分別是在工作的時(shí)候電子監控、自動(dòng)報警及故障自診的性能;在使用的時(shí)候可以節約能源，降低能源的消耗量使得生產(chǎn)效率得到提高;電子控制技術(shù)提高了工程機械的作業(yè)精度;使用電子控制技術(shù)和計算機技術(shù)，工程機械在使用的時(shí)候實(shí)現了半自動(dòng)化甚至是自動(dòng)化。
首先是電子監控、自動(dòng)報警及故障自診的方面的改進(jìn)，在工程機械進(jìn)行工作的時(shí)候可以對工程機械的發(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)進(jìn)行監控工作，一旦出現異�，F象，能動(dòng)報警并準確地指出故障部位，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。
其次是節能降耗，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百分之二十左右，在使用了機電一體化的工程機械以后，在能耗和生產(chǎn)率方面都得到了有效的改善。
再次是作業(yè)精度方面的改進(jìn)，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，使得路面的平整度得到了很大的提高。
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。
最后是作業(yè)過(guò)程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化方面的改進(jìn)，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。
3.機電一體化在工程機械中應用
一些國外生產(chǎn)的推土機、裝載機、鏟運機都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)系統比，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)的安全性，現代起重機上廣泛地采用了電子控制的力矩限制器。
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滿(mǎn)足：能在溫差較大的環(huán)境下可靠、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。
三、結束語(yǔ)
在現在，機電一體化技術(shù)在工程機械中的應用將越來(lái)越廣泛，它的地位也越來(lái)越重要，為了使得機電一體化更好的為施工的單位服務(wù)，設備的使用人員和設備的維修人員要充分的掌握這項新的技術(shù)，使得企業(yè)可以更好的發(fā)展。
參考文獻：
[1]徐勇.機電一體化系統方案生成及優(yōu)選研究[J].上海交通大學(xué)，2007.
[2]洪濤.工程機械自動(dòng)變速理論與控制系統研究[J].統計大學(xué)，2007.
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