論述機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

李相洋 王壯芬

（武漢凌云建筑裝飾工程有限公司，湖北 武漢 430000）

論述機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

李相洋 王壯芬

（武漢凌云建筑裝飾工程有限公司，湖北 武漢 430000）

現(xiàn)代建筑的高度越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)越來(lái)越龐大，施工過(guò)程也就相應(yīng)的變得復(fù)雜起來(lái)，同時(shí)加上節(jié)約人力成本、保證施工安全的需要，各種建筑工程機(jī)械已經(jīng)成為了建筑施工的“主力成員”。如今，機(jī)電一體化技術(shù)在建筑工程機(jī)械當(dāng)中的應(yīng)用，進(jìn)一步提高了建筑工程施工的效率、質(zhì)量及安全性。本文基于作者自身的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，首先對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在建筑工程機(jī)械中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討，以期進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的普及應(yīng)用。

機(jī)電一體化 工程機(jī)械 必要性 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

一、機(jī)電一體化技術(shù)在建筑工程機(jī)械中的應(yīng)用分析

在建筑工程機(jī)械設(shè)備中引進(jìn)、應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠使機(jī)械設(shè)備的性能得到非常明顯的提升，而建筑工程機(jī)械設(shè)備的性能提升，又會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，這就形成了一個(gè)相互促進(jìn)、相互提升的良性循環(huán)，當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)在建筑工程機(jī)械中的應(yīng)用主要存在于以下幾個(gè)方面:

(一)降低能源消耗，提高建筑施工質(zhì)量與效率

在機(jī)械設(shè)備投入到建筑施工的早期，雖然減少了人力勞動(dòng)量，但是由于各方面的技術(shù)限制，導(dǎo)致這些建筑工程機(jī)械的利用率低下，特別是在能源消耗方面非常高，成本投入相當(dāng)之高，產(chǎn)出價(jià)值與成本投入之間的懸殊，導(dǎo)致了很多工程機(jī)械未能得到全面的效能發(fā)揮。就拿尚未應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的老式液壓挖掘機(jī)來(lái)說(shuō)，它在建筑工程施工過(guò)程當(dāng)中，有超過(guò)70%的燃料是被無(wú)價(jià)值消耗的，僅有30%的燃料消耗真正應(yīng)用到了建筑施工上。而在機(jī)電一體化技術(shù)被應(yīng)用后，建筑工程機(jī)械的能源消耗大幅度降低，效率明顯提升，例如“卡特電子效率節(jié)能控制系統(tǒng)”，這套系統(tǒng)具有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、泵進(jìn)行綜合性協(xié)調(diào)控制的能力，在降低燃料消耗的同時(shí)，使液壓挖掘機(jī)的效能、效率得到更加全面的發(fā)揮。

(二)運(yùn)行狀態(tài)及故障監(jiān)控

現(xiàn)代的建筑工程機(jī)械設(shè)備的構(gòu)成非常復(fù)雜，主要的構(gòu)成部分包括液壓系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)等等，這些各個(gè)組成部分必須協(xié)同配合，才能保證機(jī)械設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。但是由于這些組成部分非常龐大、精密而復(fù)雜，所以想要人為的監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)，或是在發(fā)生故障的時(shí)候進(jìn)行診斷判定故障部位、故障原因，都是相當(dāng)困難的。而在機(jī)電一體化技術(shù)的支持下，在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的建筑工程機(jī)械能夠?qū)ψ陨淼倪\(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的全面監(jiān)控，并做出自我診斷，在發(fā)現(xiàn)有故障或故障危險(xiǎn)因素的時(shí)候，自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員注意。工作人員能夠直接通過(guò)顯示器或是指示燈，對(duì)機(jī)械設(shè)備整個(gè)以及各個(gè)組成部分的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行時(shí)刻的監(jiān)控，清楚掌握工程機(jī)械情況，在其發(fā)生故障的時(shí)候，也能夠通過(guò)機(jī)電一體化裝置對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的診斷，從而保證機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的安全性。

(三)優(yōu)化柴油機(jī)控制

提高柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，降低其排放污染是當(dāng)前柴油機(jī)行業(yè)的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略目標(biāo)。發(fā)動(dòng)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(lái)了很大困難，因此必須對(duì)這兩種參數(shù)變量進(jìn)行合理的調(diào)整平衡。過(guò)去，僅將立足點(diǎn)放在燃油耗率的優(yōu)化上。而從排放物的總體來(lái)看，雖有所改善，但為了把發(fā)動(dòng)機(jī)燃油耗率調(diào)整到最佳點(diǎn)，將導(dǎo)致排放污染物的濃度等級(jí)上升。所以，我們應(yīng)強(qiáng)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)必須在燃油耗率優(yōu)化的同時(shí)達(dá)到最低的排放等級(jí)。傳統(tǒng)的供油角度基本固定不變的方法已很難滿(mǎn)足上述目標(biāo)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，采用電子調(diào)速器、電子油門(mén)控制裝置、自動(dòng)停機(jī)裝置、自動(dòng)升溫控制裝置等，使柴油機(jī)在各種變化的狀況下自動(dòng)選擇能同時(shí)滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和排放指標(biāo)的最佳噴油定時(shí)。

(四)提高建筑工程機(jī)械精準(zhǔn)度

建筑工程機(jī)械的精準(zhǔn)度是影響工程施工質(zhì)量的一個(gè)重要因素，在機(jī)電一體化技術(shù)的幫助下，建筑工程機(jī)械能夠?qū)崿F(xiàn)半自動(dòng)化甚至是全自動(dòng)化控制，這一方面能夠進(jìn)一步降低人工成本投入，從而達(dá)到降低成本的目的;另一方面還能夠提高作業(yè)精準(zhǔn)度并提高工作效率和質(zhì)量。比如建筑施工過(guò)程當(dāng)中的混凝土拌合，如果由人來(lái)進(jìn)行控制，就非常容易出現(xiàn)配料比率不精準(zhǔn)，攪拌不均勻的情況，導(dǎo)致混凝土質(zhì)量達(dá)不到施工標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，而通過(guò)機(jī)電一體化自動(dòng)控制，則能夠?qū)ε浜媳冗M(jìn)行非常精準(zhǔn)的稱(chēng)量與控制，使混凝土達(dá)到試工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，從而保證施工整體質(zhì)量。

(五)其他方面的應(yīng)用

目前，還有許多的建筑工程機(jī)械都采用了電子控制的自動(dòng)變速器，例如鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)以及裝載機(jī)，它能夠根據(jù)外界負(fù)荷的變化情況，自動(dòng)改變傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比。這一方面能夠進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)備能源燃料的利用效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率得到充分發(fā)揮，使工作人員的操作得到簡(jiǎn)化，降低人力勞動(dòng)強(qiáng)度并可降低人工成本;另一方面還能夠防止翻車(chē)、斷臂等機(jī)械設(shè)備事故的出現(xiàn)，使機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程當(dāng)中的安全性得到整體提升。另外，由于一些建筑施工的環(huán)境條件過(guò)于惡劣、危險(xiǎn)，現(xiàn)代的很多工程機(jī)械利用機(jī)電一體化技術(shù)都實(shí)現(xiàn)了無(wú)人智能機(jī)器操控，這樣一來(lái)就可以避免工作人員暴露在惡劣的環(huán)境條件中，從而達(dá)到減少安全事故的發(fā)生。建筑工程機(jī)械的工作環(huán)境為露天，而且綜合條件較為復(fù)雜，不論是日常的天氣變化，還是地質(zhì)環(huán)境，都會(huì)影響到工程機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不過(guò)，當(dāng)前的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)較為發(fā)達(dá)，應(yīng)用到工程機(jī)械中的電子控制系統(tǒng)都能夠在零下40攝氏度到80攝氏度的溫度區(qū)間內(nèi)正常、穩(wěn)定的工作，而且抗老化能力強(qiáng)，對(duì)各種環(huán)境條件的適應(yīng)力好，能夠在環(huán)境復(fù)雜、條件惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

二、機(jī)電一體化技術(shù)在建筑工程機(jī)械中的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，不論是建筑工程機(jī)械本身，還是機(jī)電一體化技術(shù)，都在不斷的發(fā)展，在未來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)在建筑工程機(jī)械當(dāng)中的應(yīng)用會(huì)更加深入、更加廣泛。就當(dāng)前的實(shí)際情況來(lái)看，機(jī)電一體化技術(shù)在建筑工程機(jī)械中的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)主要有三個(gè)方面，一個(gè)是智能化，一個(gè)是模塊化，還有一個(gè)是綠色化，照著這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展，未來(lái)的建筑施工機(jī)械將進(jìn)一步降低人力勞動(dòng)成本，效率更高，適用范圍更廣，且更加節(jié)約能源消耗。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電一體化設(shè)備是一項(xiàng)新型的產(chǎn)品，也是計(jì)算機(jī)人工智能化和全自動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的產(chǎn)物，其在機(jī)械工程中的應(yīng)用收到了良好的效果。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，需要有效的結(jié)合計(jì)算機(jī)以及先進(jìn)的信息技術(shù)，隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)也在不斷的改進(jìn)與創(chuàng)新，這也推動(dòng)了機(jī)械工程行業(yè)的發(fā)展。所以，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)也將引導(dǎo)著機(jī)械工程行業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向。通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，機(jī)械工程中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，有效的提高了工作人員的效率，由于機(jī)電一體化設(shè)備具有自動(dòng)修復(fù)的功能，其還提高了機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性以及安全性。

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1007-6344（2015）11-0166-01