工程機械中機電一體化的應(yīng)用
工程機械中機電一體化的應(yīng)用【1】
摘要：因為機電一體化技術(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(yīng)該加大力度培養(yǎng)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(yīng)用
機電一體化的運用主要是通過電子控制系統(tǒng)加以實現(xiàn)的，電子控制系統(tǒng)應(yīng)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)用在工程機械領(lǐng)域，這不僅改善了機械面貌，還顯著提高了生產(chǎn)質(zhì)量，并提升了產(chǎn)品性能。
1工程機械中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
機電一體化技術(shù)涵蓋了多方面的內(nèi)容，其中比較重要的有三方面，一是機械;二是電子技術(shù);三是計算機。
機電一體化可以說是現(xiàn)代計算機技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，其應(yīng)用推動了工程機械向著現(xiàn)代化的方向發(fā)展，其是以機械設(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械企業(yè)的需求。
1.1機電一體化和工程機械的關(guān)系
現(xiàn)階段工程機械較傳統(tǒng)工程機械來說各種性能都得到了顯著改善，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(jié)合。
目前現(xiàn)代工程機械的許多領(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))以微機或微處理器為核心，諸如工程機械的狀態(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機電一體化對工程機械功能的改進
現(xiàn)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(jiān)視功能、自動報警及故障自診功能;2)機械功效高且能耗小;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)代工程機械的電子(微機)控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能進行說明。
1.2.1控制柴油機
發(fā)動機排放質(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)負荷條件自動調(diào)節(jié)柴油機油門、電子控制自動變速等裝置的應(yīng)用，使柴油機在各種變工況下自動選擇能同時滿足經(jīng)濟指標和排放指標的最佳噴油定時，充分實現(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，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現(xiàn)了自動化，這種電子計量系統(tǒng)廣泛采用微機控制。
推土機上采用激光導(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度。
1.2.3降低能耗，提高生產(chǎn)率
傳統(tǒng)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(xiàn)代工程機械的發(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)的新型挖掘機上后，燃料可節(jié)省23%，節(jié)能效果良好，因為該系統(tǒng)能使發(fā)動機轉(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)動機功率，使作業(yè)機構(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)控工程機械的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運行狀態(tài)，在故障發(fā)生之前預(yù)先發(fā)現(xiàn)問題，從而避免損壞機件事故的發(fā)生，保證作業(yè)人員安全。
同時能動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(shè)備維修成本，降低設(shè)備故障率及停機臺次，保證設(shè)備安全、穩(wěn)定及長周期運行。
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(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現(xiàn)作業(yè)模式自動化，工作裝置-鏟斗的形狀與運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控制系統(tǒng)，動臂、斗桿和鏟刀受到微機系統(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線電遙控裝置，實現(xiàn)無人駕駛，使工程機械在有放射性物質(zhì)污染地區(qū)和高溫或水下等危險地點上進行作業(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(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，進一步降低工程預(yù)算成本，實現(xiàn)更精準的控制，滿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(tǒng)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，它的特點主要是體積小、耗能低、運動靈活，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，其瓶頸為微機械技術(shù)。
2.3網(wǎng)絡(luò)化
隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制設(shè)備可以達到讓人們足不出戶即可控制多種設(shè)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(shè)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(jiān)控技術(shù)的快速發(fā)展使得機電一體化產(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)�；�
隨著工業(yè)化進程的持續(xù)推進，人類社會的經(jīng)濟化水平不斷提高，但與此同時人們賴以生存的環(huán)境也遭到了巨大的破壞。
進入新世紀以來，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，機電一體化產(chǎn)品在使用時不造成資源浪費和環(huán)境污染，報廢后可以回收利用，實現(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)代工程機械上應(yīng)用較為廣泛，比如，發(fā)動機可以通過機油壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來進行發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)攤鋪機在工作時實現(xiàn)自動找平且行走速度不變的特點，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
機電一體化對工程機械具有重要的應(yīng)用意義，它不僅改善了機械面貌、優(yōu)化了機械性能，還顯著提升了機械運行效率，它和工程機械的融合將成為未來的主要發(fā)展趨勢。
為不斷提升機電一體化水平，完全實現(xiàn)機械化，我們應(yīng)積極探討，大膽嘗試，勇于改進，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(yīng)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(yīng)用【2】
摘 要：隨著社會發(fā)展和科技的不斷進步，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，主要是機電一體化，電子和計算機相結(jié)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(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(xiàn)在，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱藱C電一體化，這樣的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(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，這就需要施工的機械要不斷提高使用的性能。
工程機械在使用性能上應(yīng)該做到以下幾點：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，工程機械要提高自身的自動化水平，這樣在進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，工程機械要具備操作簡單而且要具有性能穩(wěn)定的特點，這樣不但可以使得工作人員的勞動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積極性。
再次，工程機械要具有使用壽命長的性能，這樣是為了更好的體現(xiàn)工程機械的經(jīng)濟性，使用的時間越長給企業(yè)帶來的經(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(nèi)。
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)無法做到了，所以，對工程機械進行必要的改進是勢在必行的。
在工程機械中應(yīng)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，計算機以及微處理技術(shù)也在工程機械中得到了應(yīng)用，將電子控制技術(shù)同計算機技術(shù)相結(jié)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(yīng)用使得工程機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(yīng)用
1.機電一體化與工程機械的關(guān)系
現(xiàn)在的工程機械的發(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)用正在使得工程機械在向一個新的方向發(fā)展。
在工程機械領(lǐng)域應(yīng)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更多的收益。
2.工程機械在性能方面的改進
在工程機械領(lǐng)域應(yīng)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(jié)合，使得工程機械在以下幾方面進行改進，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，在工程機械進行工作的時候可以對工程機械的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運行狀態(tài)進行監(jiān)控工作，一旦出現(xiàn)異常現(xiàn)象，能動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，簡化設(shè)備維護檢查工作降低使用維修費用，縮短停機維修時間，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，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)備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統(tǒng)，并使計量過程實現(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的供料實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié)，進一步提高了攤鋪質(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強度。
最后是作業(yè)過程的自動化或半自動化方面的改進，工程機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，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(yīng)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變速器，其能夠根據(jù)外負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)動機功率，提高了燃油經(jīng)濟性，而且也簡化了操作，降低了勞動強度。
為有效地防止翻車和斷臂事故提高作業(yè)的安全性，現(xiàn)代起重機上廣泛地采用了電子控制的力矩限制器。
為實現(xiàn)無人駕駛，使工程機械能在危險地帶或人無法接近的地點進行作業(yè)，某些國外工程機械上設(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，機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(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(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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