工程機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用
工程機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用【1】
摘要：因?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)涉及到多方面的內(nèi)容，尤其是各個專業(yè)的技術(shù)相互融合，因此要想完全掌握這項(xiàng)技術(shù)還有一定的難度，由此可知，相關(guān)工程機(jī)械企業(yè)還應(yīng)該加大力度培養(yǎng)精英人才，以此確保機(jī)電一體化技術(shù)能夠在工程機(jī)械中發(fā)揮出最佳的效能。
關(guān)鍵詞：工程機(jī)械;機(jī)電一體化;技術(shù)應(yīng)用
機(jī)電一體化的運(yùn)用主要是通過電子控制系統(tǒng)加以實(shí)現(xiàn)的，電子控制系統(tǒng)應(yīng)用的好壞直接影響到工程機(jī)械的安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工質(zhì)量、使用壽命等伴隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及微電子技術(shù)的出現(xiàn)，使得機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)生了根本性的改變，它也被大面積應(yīng)用在工程機(jī)械領(lǐng)域，這不僅改善了機(jī)械面貌，還顯著提高了生產(chǎn)質(zhì)量，并提升了產(chǎn)品性能。
1工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)涵蓋了多方面的內(nèi)容，其中比較重要的有三方面，一是機(jī)械;二是電子技術(shù);三是計算機(jī)。
機(jī)電一體化可以說是現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，其應(yīng)用推動了工程機(jī)械向著現(xiàn)代化的方向發(fā)展，其是以機(jī)械設(shè)備自身所帶有的功能為基礎(chǔ)，融合現(xiàn)代高新科技技術(shù)，能夠滿足不同類型的工程機(jī)械企業(yè)的需求。
1.1機(jī)電一體化和工程機(jī)械的關(guān)系
現(xiàn)階段工程機(jī)械較傳統(tǒng)工程機(jī)械來說各種性能都得到了顯著改善，如操作舒適性提高;機(jī)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(jī)械各種性能的提高正是因?yàn)閷C(jī)電一體化技術(shù)引入到工程機(jī)械中，使得機(jī)械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合。
目前現(xiàn)代工程機(jī)械的許多領(lǐng)域都應(yīng)用了電子技術(shù)，表現(xiàn)為應(yīng)用電子控制裝置(系統(tǒng))，這種裝置(系統(tǒng))以微機(jī)或微處理器為核心，諸如工程機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診，拌和設(shè)備稱重計量過程的自動控制等。
1.2機(jī)電一體化對工程機(jī)械功能的改進(jìn)
現(xiàn)代工程施工通常要求工程機(jī)械具有較高的性能：1)具備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視功能、自動報警及故障自診功能;2)機(jī)械功效高且能耗小;3)技術(shù)性價比較高;4)自動化程度及精度越高越好;5)使用成本較低;6)操作安全、簡單，使用壽命長。
下面對現(xiàn)代工程機(jī)械的電子(微機(jī))控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行說明。
1.2.1控制柴油機(jī)
發(fā)動機(jī)排放質(zhì)量與最低油耗間的矛盾，給柴油機(jī)技術(shù)的深入發(fā)展和研究帶來了很大的困難。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，冷風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速隨溫度的變化自動控制、電子節(jié)能液壓泵系統(tǒng)減小能耗、根據(jù)負(fù)荷條件自動調(diào)節(jié)柴油機(jī)油門、電子控制自動變速等裝置的應(yīng)用，使柴油機(jī)在各種變工況下自動選擇能同時滿足經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和排放指標(biāo)的最佳噴油定時，充分實(shí)現(xiàn)節(jié)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(tǒng)應(yīng)用到工程機(jī)械設(shè)備上，不光使稱量精確且過程自動化，同時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程大多都實(shí)現(xiàn)了自動化，這種電子計量系統(tǒng)廣泛采用微機(jī)控制。
推土機(jī)上采用激光導(dǎo)向和電液伺服控制技術(shù)，自動控制鏟刀的切土深度，減少了推土機(jī)往返作業(yè)的遍數(shù)和行程，提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率，降低了施工成本，同時也減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度。
1.2.3降低能耗，提高生產(chǎn)率
傳統(tǒng)工程機(jī)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(xiàn)代工程機(jī)械的發(fā)展中勢在必行。
新型節(jié)能控制器(OLLS系統(tǒng))應(yīng)用于日本小松公司生產(chǎn)的新型挖掘機(jī)上后，燃料可節(jié)省23%，節(jié)能效果良好，因?yàn)樵撓到y(tǒng)能使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩和泵吸收轉(zhuǎn)矩經(jīng)常保持在最佳配合狀態(tài)，可有效地利用發(fā)動機(jī)功率，使作業(yè)機(jī)構(gòu)動作迅速，大大提高了生產(chǎn)率。
1.2.4電子監(jiān)控、自動報警及故障自診
電子監(jiān)控和故障診斷專家系統(tǒng)設(shè)置各種類型的傳感器，監(jiān)控工程機(jī)械的發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運(yùn)行狀態(tài)，在故障發(fā)生之前預(yù)先發(fā)現(xiàn)問題，從而避免損壞機(jī)件事故的發(fā)生，保證作業(yè)人員安全。
同時能動報警并準(zhǔn)確地判斷故障發(fā)生的位置，提供處理方法，降低設(shè)備維修成本，降低設(shè)備故障率及停機(jī)臺次，保證設(shè)備安全、穩(wěn)定及長周期運(yùn)行。
如日本三菱Ms160O型礦用液壓挖掘機(jī)、美國卡特皮勒公司生產(chǎn)的936型裝載機(jī)等都備有電子監(jiān)控報警系統(tǒng)。
1.2.5作業(yè)過程的自動化或半自動化
采用自動化或半自動化控制方式在提高生產(chǎn)率的同時降低了操作者的勞動強(qiáng)度，作業(yè)精度也不會受到操作人員的技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的影響，達(dá)到提高工程機(jī)械的運(yùn)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(jī)可實(shí)現(xiàn)作業(yè)模式自動化，工作裝置-鏟斗的形狀與運(yùn)動軌跡可由操作人員預(yù)先在在自動化的挖掘軌跡控制板上設(shè)定，完成后各種傳感器將信號將傳輸?shù)轿C(jī)控制系統(tǒng)，動臂、斗桿和鏟刀受到微機(jī)系統(tǒng)的控制而按預(yù)設(shè)定動作，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(yàn)不足產(chǎn)生的誤差或事故的發(fā)生。
1.2.6提高安全性
為了防止了翻車和斷臂事故，提高作業(yè)安全性，國外塔式起重機(jī)和輪式起重機(jī)大多裝有微機(jī)控制的力矩限制器，一旦超負(fù)荷立即發(fā)出警報。
此外，國外的許多井下挖掘機(jī)采用無線電遙控裝置，實(shí)現(xiàn)無人駕駛，使工程機(jī)械在有放射性物質(zhì)污染地區(qū)和高溫或水下等危險地點(diǎn)上進(jìn)行作業(yè)。
2工程機(jī)械領(lǐng)域機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
2.1智能化
智能化是機(jī)電一體化技術(shù)的必然發(fā)展趨勢，其應(yīng)用需求也越來越高。
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(jī)網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)籌學(xué)、人工智能等多學(xué)科知識運(yùn)用到工程機(jī)械領(lǐng)域，使工程機(jī)械的操作可以逐漸取代人為操作，進(jìn)一步降低工程預(yù)算成本，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制，滿足工程施工的更高要求，因此工程機(jī)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(jì)80年代末期，是指機(jī)電一體化向微電子機(jī)械系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。
微型機(jī)電一體化產(chǎn)品是電子技術(shù)與機(jī)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(yùn)動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等領(lǐng)域有著不可超越的優(yōu)越性。
現(xiàn)階段微型機(jī)電一體化產(chǎn)品都朝著小于1立方厘米的體積發(fā)展，甚至是朝著微米、納米級別發(fā)展，其瓶頸為微機(jī)械技術(shù)。
2.3網(wǎng)絡(luò)化
隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制設(shè)備可以達(dá)到讓人們足不出戶即可控制多種設(shè)備的目標(biāo)，使工程機(jī)械的操作更加便捷，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
工程機(jī)械領(lǐng)域中遠(yuǎn)程控制盒監(jiān)控技術(shù)的快速發(fā)展使得機(jī)電一體化產(chǎn)品向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展成為必然趨勢。
2.4節(jié)能環(huán)保化
隨著工業(yè)化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，人類社會的經(jīng)濟(jì)化水平不斷提高，但與此同時人們賴以生存的環(huán)境也遭到了巨大的破壞。
進(jìn)入新世紀(jì)以來，社會公眾對環(huán)保的關(guān)注和呼聲越來越高，國家也出臺了一系列的相關(guān)政策來號召節(jié)能減排，為適應(yīng)節(jié)約型社會的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品在使用時不造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，報廢后可以回收利用，實(shí)現(xiàn)綠色化產(chǎn)品概念和綠色化設(shè)計制造更能適應(yīng)今后的市場需求。
2.5傳感器技術(shù)
傳感器技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械上應(yīng)用較為廣泛，比如，發(fā)動機(jī)可以通過機(jī)油壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來進(jìn)行發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測和控制;瀝青攤鋪機(jī)上的傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)攤鋪機(jī)在工作時實(shí)現(xiàn)自動找平且行走速度不變的特點(diǎn)，還能滿足攤鋪出來預(yù)定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。
3結(jié)語
機(jī)電一體化對工程機(jī)械具有重要的應(yīng)用意義，它不僅改善了機(jī)械面貌、優(yōu)化了機(jī)械性能，還顯著提升了機(jī)械運(yùn)行效率，它和工程機(jī)械的融合將成為未來的主要發(fā)展趨勢。
為不斷提升機(jī)電一體化水平，完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，我們應(yīng)積極探討，大膽嘗試，勇于改進(jìn)，最終將工程機(jī)械機(jī)電一體化推上更高的層面。
參考文獻(xiàn)：
[1]王金玉.工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013
機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用【2】
摘 要：隨著社會發(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(jī)電一體化，電子和計算機(jī)相結(jié)合的方式正逐步在機(jī)械工業(yè)中發(fā)展。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;工程機(jī)械;應(yīng)用
隨著時間的推移，人們的生產(chǎn)和生活都在發(fā)生著很大的改變，尤其是科學(xué)技術(shù)的不斷應(yīng)用，在很多的領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)都帶來了很多的技術(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(jī)械領(lǐng)域，工程機(jī)械領(lǐng)域以前的工業(yè)生產(chǎn)是以機(jī)械電氣化為主的，現(xiàn)在，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱藱C(jī)電一體化，這樣的轉(zhuǎn)變是由于微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展而形成的，機(jī)電一體化使得工程機(jī)械企業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化。
一、工程機(jī)械具備的性能
隨著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(jī)械要不斷提高使用的性能。
工程機(jī)械在使用性能上應(yīng)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(jié)約能源是十分有利的;其次，工程機(jī)械要提高自身的自動化水平，這樣在進(jìn)行施工的時候才能更好的做到施工質(zhì)量好并且施工的精度也會隨之提高;再次，工程機(jī)械要具備操作簡單而且要具有性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，這樣不但可以使得工作人員的勞動強(qiáng)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積極性。
再次，工程機(jī)械要具有使用壽命長的性能，這樣是為了更好的體現(xiàn)工程機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性，使用的時間越長給企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)效益越多，但是一定要保證工程機(jī)械的使用成本可以控制在一定的范圍內(nèi)。
為了使工程機(jī)械具備以上的性能，只是使用原有的工程機(jī)械已經(jīng)無法做到了，所以，對工程機(jī)械進(jìn)行必要的改進(jìn)是勢在必行的。
在工程機(jī)械中應(yīng)用了電子控制技術(shù)，使得工程機(jī)械向更好的方向發(fā)展，與此同時，計算機(jī)以及微處理技術(shù)也在工程機(jī)械中得到了應(yīng)用，將電子控制技術(shù)同計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的方式，使得工程機(jī)械逐漸向機(jī)電一體化方向發(fā)展。
機(jī)電一體化的應(yīng)用使得工程機(jī)械的性能得到了很大的提高，并且，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工程機(jī)械的性能也在逐漸的完善。
二、機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用
1.機(jī)電一體化與工程機(jī)械的關(guān)系
現(xiàn)在的工程機(jī)械的發(fā)展是伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域得到了廣發(fā)的應(yīng)用，正是這些應(yīng)用正在使得工程機(jī)械在向一個新的方向發(fā)展。
在工程機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，不但可以提高工程機(jī)械的各種使用性能，還可以給施工單位帶來更多的收益。
2.工程機(jī)械在性能方面的改進(jìn)
在工程機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用新的科學(xué)技術(shù)，可以使得工程機(jī)械的性能得到很大的提高，使用機(jī)電一體化技術(shù)使得液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，使得工程機(jī)械在以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)，分別是在工作的時候電子監(jiān)控、自動報警及故障自診的性能;在使用的時候可以節(jié)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(jī)械的作業(yè)精度;使用電子控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，工程機(jī)械在使用的時候?qū)崿F(xiàn)了半自動化甚至是自動化。
首先是電子監(jiān)控、自動報警及故障自診的方面的改進(jìn)，在工程機(jī)械進(jìn)行工作的時候可以對工程機(jī)械的發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控工作，一旦出現(xiàn)異�，F(xiàn)象，能動報警并準(zhǔn)確地指出故障部位，從而改善駕駛員的工作條件提高機(jī)器的工作效率，簡化設(shè)備維護(hù)檢查工作降低使用維修費(fèi)用，縮短停機(jī)維修時間，延長設(shè)備的使用壽命。
其次是節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)率，傳統(tǒng)工程機(jī)械的能量利用率較低，例如液壓挖掘機(jī)的燃料能量利用率僅為百分之二十左右，在使用了機(jī)電一體化的工程機(jī)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(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和設(shè)備廣泛采用了微機(jī)控制的電子稱量系統(tǒng)，并使計量過程實(shí)現(xiàn)了自動化。
自動找平系統(tǒng)的應(yīng)用，使瀝青混凝土攤鋪機(jī)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)的自動供料系統(tǒng)，使瀝青混凝土攤鋪機(jī)的供料實(shí)現(xiàn)了自動調(diào)節(jié)，進(jìn)一步提高了攤鋪質(zhì)量。
推土機(jī)鏟刀、平地機(jī)刮刀、鏟運(yùn)機(jī)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強(qiáng)度。
最后是作業(yè)過程的自動化或半自動化方面的改進(jìn)，工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足，對作業(yè)精度的影響。
3.機(jī)電一體化在工程機(jī)械中應(yīng)用
一些國外生產(chǎn)的推土機(jī)、裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)都采用了電子控制的自動變速器，其能夠根據(jù)外負(fù)荷的變化情況自動改變傳動系統(tǒng)比，這不僅充分利用了發(fā)動機(jī)功率，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，而且也簡化了操作，降低了勞動強(qiáng)度。
為有效地防止翻車和斷臂事故提高作業(yè)的安全性，現(xiàn)代起重機(jī)上廣泛地采用了電子控制的力矩限制器。
為實(shí)現(xiàn)無人駕駛，使工程機(jī)械能在危險地帶或人無法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，某些國外工程機(jī)械上設(shè)置了無線遙控裝置。
電子系統(tǒng)的可靠性是現(xiàn)代工程機(jī)械非常重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)。
由于工程機(jī)械一般露天作業(yè)，其直接受到烈日的暴曬、雨霧、強(qiáng)風(fēng)、塵埃等的侵襲，此外還受到強(qiáng)烈的振動和沖擊以及各種電、磁等的干擾，工作環(huán)境非常惡劣，因此電子控制系統(tǒng)應(yīng)滿足：能在溫差較大的環(huán)境下可靠、穩(wěn)定地工作;抗老化，具有較長的使用壽命;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(qiáng)的抗干擾能力，系統(tǒng)能在各種干擾下可靠地工作。
三、結(jié)束語
在現(xiàn)在，機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用將越來越廣泛，它的地位也越來越重要，為了使得機(jī)電一體化更好的為施工的單位服務(wù)，設(shè)備的使用人員和設(shè)備的維修人員要充分的掌握這項(xiàng)新的技術(shù)，使得企業(yè)可以更好的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐勇.機(jī)電一體化系統(tǒng)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(jī)械自動變速理論與控制系統(tǒng)研究[J].統(tǒng)計大學(xué)，2007.
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