淺析機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用

彭晨 尹大偉 李治東

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)工程機(jī)械正處于機(jī)電一體化發(fā)展階段。在工程機(jī)械行業(yè)引入機(jī)電一體化不僅可以提高工程機(jī)械的各項(xiàng)性能還可以提高工程機(jī)械的經(jīng)濟(jì)效益。？本文就機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以此為我國(guó)工程機(jī)械的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；工程機(jī)械；應(yīng)用分析

引言：機(jī)電一體化就是綜合地運(yùn)用機(jī)械、計(jì)算機(jī)、微電子、電力電子、光學(xué)、接口等技術(shù)，對(duì)各個(gè)功能進(jìn)行合理的配置，從而實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、多功能、低能耗的價(jià)值和功能。機(jī)電一體化也稱之為機(jī)械電子學(xué)，屬于一門新興的邊緣綜合科學(xué)， 機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和？精密機(jī)械技術(shù)有機(jī)結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。主要是通過(guò)微電子技術(shù)的應(yīng)用，把微電子技術(shù)引進(jìn)到相關(guān)的動(dòng)力功能、機(jī)械主功能、控制功能等方面，在軟件方面能夠使得機(jī)械裝置與電子裝置相互進(jìn)行有機(jī)結(jié)合而形成有效的系統(tǒng)。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也得到了快速發(fā)展，并且處于不斷創(chuàng)新與進(jìn)步之中。機(jī)電一體化技術(shù)逐漸走向了高智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)性化和綠色化的趨勢(shì)。而機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用，能夠使得各種性能方面都得以明顯改善，比如操作舒適性能夠得以有效提高；機(jī)械能耗能有效大幅度降低，明顯提高機(jī)械功效。可靠性不斷提高；不斷提高相應(yīng)的作業(yè)精度和作業(yè)效率。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的在工程機(jī)械提高生產(chǎn)效率、節(jié)能降耗方面的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的工程機(jī)械中，能量的充分利用率和使用率比較低。比如說(shuō)，液壓挖掘機(jī)其燃料的充分利用率僅僅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪費(fèi)了。在能源資源高度緊張的今天，迫使機(jī)械工程的發(fā)展必須向著“節(jié)能降耗”的方向發(fā)展。比如說(shuō)，小松公司生產(chǎn)的挖掘機(jī)能夠很好地達(dá)到節(jié)能降耗的目的，大約可以節(jié)省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制節(jié)能器的采用。日立公司生產(chǎn)的挖掘機(jī)，采用了“卡特電子效率”節(jié)能控制體系，通過(guò)對(duì)泵以及發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能夠達(dá)到98%左右，生產(chǎn)率也相應(yīng)地得到了大幅度的提升。所以說(shuō)工程機(jī)械中電子節(jié)能控制器的運(yùn)用，大幅度提高挖掘機(jī)等大型工程機(jī)械設(shè)備的能量利用率，一定程度上發(fā)揮到了節(jié)能的作用。電子節(jié)能控制器操作比較簡(jiǎn)單，對(duì)機(jī)械的磨損也相對(duì)減少，從而提高了工作的效率。

二、在自動(dòng)化以及半自動(dòng)化的作業(yè)全過(guò)程中的應(yīng)用

工程機(jī)械全面地實(shí)現(xiàn)作業(yè)自動(dòng)化以及半自動(dòng)化水平，可以有效地降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效地提高生產(chǎn)效率，大大減少了因?yàn)椴僮魅藛T的經(jīng)驗(yàn)不足或技術(shù)不到位對(duì)于操作精度的影響。比如說(shuō)，三菱公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的挖掘機(jī)，有控制挖掘機(jī)軌跡系統(tǒng)的功能，相關(guān)的操作人員在控制板上將鏟斗的運(yùn)動(dòng)形狀和運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)定好之后，相應(yīng)的微機(jī)操作系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)不同角度的傳感器發(fā)出的信號(hào)，對(duì)動(dòng)臂、鏟刀和斗桿的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)的控制，從而實(shí)現(xiàn)多種特定斷面溝槽、開口和斜坡的精準(zhǔn)挖掘，有效地實(shí)現(xiàn)了挖掘操作的自動(dòng)化水平。

三、在控制柴油機(jī)上的應(yīng)用

要想進(jìn)一步深入發(fā)展柴油機(jī)技術(shù)， 應(yīng)該要解決發(fā)動(dòng)機(jī)排放質(zhì)量與最低油耗間的矛盾。在電子技術(shù)發(fā)展十分迅速的今天，采用電子節(jié)能液壓泵系統(tǒng)能夠有效減小能耗， 還能自動(dòng)控制冷風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速隨溫度的變化， 這樣的條件下， 電子控制自動(dòng)變速，還包括根據(jù)負(fù)荷條件自動(dòng)調(diào)節(jié)柴油機(jī)油門等內(nèi)容都能得以實(shí)現(xiàn)， 能夠使得在各種變工況下的柴油機(jī)， 在滿足經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和排放指標(biāo)的最佳噴油時(shí)間的同時(shí)， 能夠?qū)崿F(xiàn)凈化排氣、節(jié)約能源、提高效率。

四、機(jī)械操作的自動(dòng)化能夠降低勞動(dòng)強(qiáng)度

在工程機(jī)械施工操作中引入機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)化或者半自動(dòng)化，這樣大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，并且大大減少了因?yàn)椴僮髡吖ぷ鹘?jīng)驗(yàn)不足而造成的作業(yè)精度的影響。

五、在工程作業(yè)精確度方面的應(yīng)用

在工程機(jī)械設(shè)備中使用電子控制系統(tǒng)可以將稱量的過(guò)程自動(dòng)化，對(duì)稱量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制，使得稱量更加精確。自動(dòng)找平裝置的應(yīng)用，大大提高了混凝土瀝青攤鋪機(jī)的工作效率和施工質(zhì)量。自動(dòng)供料系統(tǒng)（超聲波技術(shù)）的應(yīng)用，完美地完成了混凝土瀝青攤鋪機(jī)對(duì)于供料的自動(dòng)調(diào)節(jié)，全面提升了攤鋪的效果和質(zhì)量。與此同時(shí)，鏟運(yùn)機(jī)鏟斗刀、平地機(jī)刮刀以及推土機(jī)鏟刀的電子化操作控制，減少了誤差，提高了工作效率，同時(shí)還節(jié)約了人力，降低了施工人員的工作強(qiáng)度，高效、快捷，符合現(xiàn)代工程施工的要求。

六、在電子監(jiān)控、故障自診以及自動(dòng)報(bào)警的應(yīng)用？

電子監(jiān)控、故障自診以及自動(dòng)報(bào)警，也就是說(shuō)對(duì)于工程機(jī)械的工作裝置，傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控，一旦在運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生異常情況，就會(huì)自動(dòng)地找出故障的位置并自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警提示。機(jī)電一體化的發(fā)展和應(yīng)用，大大地改善了操作人員的現(xiàn)實(shí)工作條件，全面提高了機(jī)械設(shè)備的工作效率。與此同時(shí)，簡(jiǎn)化了機(jī)械設(shè)備檢查和維護(hù)的工作，相應(yīng)地減少了維修費(fèi)用，大大降低了維修停機(jī)的時(shí)間，對(duì)于提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命有很大的作用和意義。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在工程機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)成為我國(guó)工程機(jī)械發(fā)展的必然趨勢(shì)，大量事實(shí)證明在工程機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可以有效提高工程機(jī)械的工作效率，降低對(duì)能源與資源的消耗，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，這對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變具有重要的意義。因此相關(guān)人員應(yīng)該加大對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中應(yīng)用的研究，提高機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用程度，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)。

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