工程機(jī)械中機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用研究

張慶貞　潘峰

[摘 要]在我國科學(xué)技術(shù)持續(xù)不斷的革新和發(fā)展的背景下，作為集信息學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)等眾多學(xué)科為一體的機(jī)電一體化技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，這一技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用在了工程機(jī)械領(lǐng)域。 正是這一技術(shù)的引用使工程機(jī)械的自動化或半自動化成為了可能，從而極大的增加了工程機(jī)械作業(yè)的精度和準(zhǔn)確度。

[關(guān)鍵詞]工程機(jī)械；機(jī)電一體化系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號：S926 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）04-0299-01

引言

在現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)下，機(jī)電一體化通過不斷更新與研發(fā)，目前已經(jīng)成為綜合、獨立的新型學(xué)科。將機(jī)電一體化應(yīng)用到機(jī)械工程中，標(biāo)志著國內(nèi)工業(yè)機(jī)械已經(jīng)邁向新的臺階，有助于工程機(jī)械自動化與半自動化的轉(zhuǎn)變。從組成來看，機(jī)電一體化整合了機(jī)械、電子、計算機(jī)與信息等學(xué)科，并以此為條件不斷發(fā)展。機(jī)電一體化屬于多種技術(shù)共同配合的系統(tǒng)，傳感器技術(shù)是最主要的一方面。機(jī)電一體化系統(tǒng)需要做好產(chǎn)品與技術(shù)的更新，從而得到更好地應(yīng)用與推廣。

1 機(jī)電一體化概述

1.1 涉及面廣

該技術(shù)是自動化技術(shù)發(fā)展過程中所衍生出的新型技術(shù)，因而賦予了該技術(shù)功能的復(fù)合性，也更易滿足各領(lǐng)域多方需求，提升工程機(jī)械設(shè)施的綜合性能，促進(jìn)生產(chǎn)的規(guī)模化、集成化發(fā)展。

1.2 可靠性強(qiáng)

就工程機(jī)械而言，隨著規(guī)模化生產(chǎn)速度的逐步加快，如何確保生產(chǎn)安全成為各界的關(guān)注熱點，機(jī)電一體化的應(yīng)用有助于提升工程機(jī)械設(shè)備的整體穩(wěn)定性、可靠性，其所提供的自動保護(hù)、監(jiān)控、報警功能等，均減少了故障的發(fā)生，為機(jī)械設(shè)備裝置的科學(xué)、有效運行提供了保障。

1.3 操作靈活

對于工程機(jī)械實際運行而言，保養(yǎng)和維護(hù)工作必不可缺，也是確保其運行可靠性的有力保障，但是，過于復(fù)雜的拆卸流程為工程機(jī)械的維護(hù)、保養(yǎng)工作帶來了不少麻煩，而機(jī)電一體化的應(yīng)用極大地簡化了這一過程，其借助于一體化操作方式實現(xiàn)了運行維護(hù)與管理的自動化，極大地減少了能耗、節(jié)約了成本。

2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 有助于提高產(chǎn)品性能

機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用，不僅能改變儀表使用方法，還能借助微電腦的方式做好機(jī)械半自動與自動控制。目前，傳統(tǒng)的顯示器已經(jīng)被數(shù)字儀表替代，使機(jī)械工程更加直觀、有效，更加方便工作人員操作。借助微電腦替代傳統(tǒng)的工程機(jī)械，不僅能減少機(jī)械操作量，還能簡化機(jī)械操作過程。將一體化技術(shù)滲透到工程機(jī)械中，不僅能實現(xiàn)工程機(jī)械自動化、智能化控制，還能提高應(yīng)用性能與工作效率。

2.2 簡化工程機(jī)械的養(yǎng)護(hù)與調(diào)試工作

將機(jī)電一體化應(yīng)用到工程機(jī)械中，在不影響檢查的條件下，充分運用一體化技術(shù)，做好工程機(jī)械調(diào)整與檢修工作，然后再借助機(jī)電一體化參數(shù)進(jìn)行機(jī)械調(diào)整與檢修；借助工程參數(shù)對工程設(shè)備與工作模式實施切換與設(shè)計，通過工程機(jī)械整合工程特點中的半自動與自動選用工作模式，這樣才能達(dá)到提高工程應(yīng)用效果的目的。

3 機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的具體應(yīng)用

3.1 在工程機(jī)械節(jié)能降耗中的應(yīng)用

為了確保原有工程機(jī)械的正常運行，必須消耗大量能源，有些是為了應(yīng)對機(jī)械設(shè)備的超載運行，有些甚至未達(dá)到額定功率，導(dǎo)致消耗了大量不必要的能量。而機(jī)電一體化的應(yīng)用有效解決了該問題，其可以對設(shè)備運行功率進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。例如，傳統(tǒng)液壓挖掘機(jī)在能源運用中出現(xiàn)了明顯的缺陷，能源利用率只有20%，如此導(dǎo)致大量能源遭到了浪費。而在引入機(jī)電一體化技術(shù)后，該技術(shù)提供了一種OLLS節(jié)能控制器，可以有效地提升能源利用率，高達(dá)35%，極大地節(jié)約了能源，隨著研究的進(jìn)一步深入，機(jī)電一體化技術(shù)不斷完善，在能耗控制、節(jié)能方面有了進(jìn)一步提升，借助于卡特電子效率器，可以進(jìn)一步提高能源利用效率，節(jié)約液壓挖掘機(jī)的能耗情況。

3.2 促使施工作業(yè)精度得以顯著提升

將電子控制系統(tǒng)應(yīng)用于工程機(jī)械設(shè)備中，既能夠?qū)崿F(xiàn)自動化稱量，又能夠提升稱量的精確度，進(jìn)而降低由人工稱量所產(chǎn)生的精確率低，且工作效率低下等現(xiàn)象。這也促使由機(jī)械設(shè)備所制作的產(chǎn)品，其精確度能夠顯著提升。例如：在進(jìn)行混凝土作業(yè)時，通常會依據(jù)工程施工需求，進(jìn)行混凝土的配合比，而在實際施工作業(yè)中，混凝土配合比很難通過人工配比的方式，做到極高的精準(zhǔn)度，對此，便可通過電子稱量系統(tǒng)，進(jìn)行原材料的自動化稱量、配比作業(yè)。此種自動化方式，不僅能夠達(dá)成混凝土配合比的高精度，更能促使混凝土作業(yè)中，施工質(zhì)量的提升。

3.3 控制柴油機(jī)

緩解外排氣污染是現(xiàn)在柴油機(jī)行業(yè)最重要的戰(zhàn)略目標(biāo)，然而，想要解決外排污染的同時還能降低柴油機(jī)的油耗是非常困難的。所以，只有盡可能將這兩種參變量調(diào)整到一個平衡點。在傳統(tǒng)的做法中，人們往往只考慮燃油率，這樣，雖然外排污染物有所減少，但是排放濃度卻大大增加，實際上并沒有在本質(zhì)上有效地控制污染物。不過，隨著如今電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子調(diào)速器、電子油門控制裝置以及自動停機(jī)裝置等都在柴油機(jī)行業(yè)有效應(yīng)用，這不僅使柴油機(jī)滿足了一定的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，另一方面還可以對最佳噴油進(jìn)行定時。

3.4 在工程機(jī)械監(jiān)控中的應(yīng)用

就工程機(jī)械設(shè)備而言，機(jī)電一體化的應(yīng)用實現(xiàn)了各類設(shè)備、裝置、系統(tǒng)的全過程、動態(tài)化監(jiān)控，一旦某一環(huán)節(jié)、設(shè)備、裝置出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會給出相應(yīng)的警報，便于維護(hù)人員及時找到故障并予以排除，促進(jìn)工程機(jī)械設(shè)備的持續(xù)運轉(zhuǎn)。結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)中的液壓、傳動、制動等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，組成成分，可以借助于此類結(jié)構(gòu)，對機(jī)械設(shè)施進(jìn)行有效監(jiān)管。隨著現(xiàn)代化工程機(jī)械運行規(guī)模的逐步增大，運行節(jié)奏的逐步加快，機(jī)電一體化所提供的監(jiān)控已經(jīng)成為工程建設(shè)過程中的重要保障，其所提供的設(shè)備自動化修復(fù)、防護(hù)、故障監(jiān)控等功能，極大地提升了生產(chǎn)效率，促進(jìn)了工程建設(shè)的順利開展。

4 提升機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用策略

4.1 促使施工作業(yè)的自動化工序達(dá)成

通過機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用，能夠促使工程機(jī)械逐步實現(xiàn)半自動化或自動化，這不但能夠有效減少施工操作人員的作業(yè)強(qiáng)度，使生產(chǎn)效率得以顯著提升，更能促使施工作業(yè)中，設(shè)備等的安全系數(shù)得以提升，進(jìn)而確保利用工程機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工的安全性。例如：現(xiàn)階段，由于機(jī)械設(shè)備中科學(xué)技術(shù)的融入，促使很多機(jī)械設(shè)備自帶線路或軌跡控制系統(tǒng)，其中，極具代表性的機(jī)械設(shè)備為挖掘機(jī)。

4.2 提高作業(yè)精度

在工程機(jī)械設(shè)備上引進(jìn)電子控制系統(tǒng)，不僅可以使稱量自動化，而且還可以使稱量變得更為精確，從而有效的避免了人工稱量效率低、誤差大的特點，進(jìn)而使得成品的作業(yè)精度得到明顯的提高。例如：在商品混凝土廣泛普及的今天，許多的商品混凝土拌合站都在混凝土拌合設(shè)備上采用了微電控制的電子稱量系統(tǒng)，并使計量過程實現(xiàn)了自動化，電子稱量系統(tǒng)的引用，保證了混凝土的絕對配合比，極大的提高了混凝土的質(zhì)量。此外，在瀝青混凝土攤鋪機(jī)上應(yīng)用自動找平系統(tǒng)，使瀝青攤鋪質(zhì)量得到了明顯的提高，路面的平整度可達(dá)到0.127m/3m。

結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化在工程機(jī)械方面的應(yīng)用越來越廣泛，其使用價值也越來越高，機(jī)電一體化正逐步成為機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展方向，同時也為傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)帶來了新的發(fā)展空間。在科學(xué)技術(shù)的各個分支高度發(fā)展以后，各分支之間的相互交融滲透是必不可少的，以機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)為基礎(chǔ)的機(jī)電一體化技術(shù)正是眾多學(xué)科相互滲透融合的產(chǎn)物。我相信，在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，機(jī)電一體化技術(shù)將源源不斷的應(yīng)用于工程機(jī)械。

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