機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用分析

吳鳳華

摘要：工程建設(shè)在我國的建設(shè)發(fā)展中有著重要的推動作用，現(xiàn)代工程機(jī)械是工程建設(shè)中重要的組成部分，能有效提升到工程建設(shè)的質(zhì)量以及效率。因

為現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也有效的應(yīng)用到了工程建設(shè)中，和工程機(jī)械的整合能快速推動到我國工程建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程。關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化系統(tǒng);機(jī)械工程;應(yīng)用中圖分類號：TU723文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

在市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，機(jī)電一體化技術(shù)水平日益提高，并且呈現(xiàn)成多專業(yè)學(xué)科滲透交叉的趨勢，這也對機(jī)械工程發(fā)展起到助推作用，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。早期機(jī)械與電子技術(shù)的結(jié)合造就了機(jī)電一體化技術(shù)，而科技的發(fā)展，機(jī)電一體化的覆蓋面更廣、所涉學(xué)科更多，并帶來了生產(chǎn)效率、精度以及節(jié)能等方面極大提升，因而受到機(jī)械工程專業(yè)更多關(guān)注，人們?nèi)栽诓粩鄬で髾C(jī)械發(fā)展與技術(shù)突破。我國若要在高精尖制造領(lǐng)域站穩(wěn)，勢必要加大機(jī)電一體化技術(shù)研究，更好推動機(jī)械行業(yè)的變革。

1機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)

1.1應(yīng)用范圍廣泛

機(jī)電一體化技術(shù)是一門具有很強(qiáng)交叉性的學(xué)科，這也使該項(xiàng)技術(shù)在許多行業(yè)中都有所應(yīng)用，具有廣泛的應(yīng)用范圍。尤其是機(jī)械工程領(lǐng)域發(fā)展需要機(jī)電一體化技術(shù)支持，機(jī)電一體化技術(shù)對于工程領(lǐng)域發(fā)展來說有著重要作用。

1.2具有較強(qiáng)的邏輯性

機(jī)電一體化技術(shù)融合了多項(xiàng)技術(shù)，將機(jī)電一體化技術(shù)合理的應(yīng)用在機(jī)械工程領(lǐng)域中，通過合理方式將機(jī)械結(jié)構(gòu)與電腦軟件進(jìn)行適當(dāng)結(jié)合，將其融合成一個整體。在該過程中，使機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用期間的邏輯性得到了充分體現(xiàn)。

1.3理論體系相對完整

機(jī)電一體化技術(shù)通過多年發(fā)展，其已經(jīng)十分成熟，因此，在發(fā)展過程中形成了一套相對完整的昀優(yōu)化理論體系，通過昀優(yōu)理論支撐，可以對機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用起到保護(hù)作用。

2機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1智能化和自動化作業(yè)方面的應(yīng)用

智能化和自動化是未來工程機(jī)械的發(fā)展趨勢。工程機(jī)械應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以明顯提升智能化和自動化生產(chǎn)水平，進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械操作流程，降低對勞動力的依賴，降低工作人員勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。部分生產(chǎn)流程存在安全隱患，如果采用機(jī)電一體化技術(shù)，就可以有效保障人員的生命安全。工程機(jī)械應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)智能化和自動化作業(yè)，這就要求傳感器性能良好和智能分析系統(tǒng)穩(wěn)定。例如，日本三菱公司在挖掘機(jī)中納入挖掘軌跡控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以設(shè)定鏟斗運(yùn)動軌跡，在微機(jī)控制系統(tǒng)的輔助下自動控制鏟儀和動臂桿的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的精準(zhǔn)作業(yè)。

2.2改造機(jī)床上中的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床對機(jī)床上的儀具和工作臺運(yùn)動都有著很高要求，在實(shí)際作業(yè)期間，要確保運(yùn)動路線精準(zhǔn)，并且要將偏差率都控制在合理范圍內(nèi)，確保被加工件精準(zhǔn)無誤。開環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，并且容易對出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷、排除等特點(diǎn)，而且價(jià)格較低，這也使其得到了廣泛應(yīng)用。滾珠絲杠副在具體應(yīng)用期間具有摩擦損失小、傳動效率高、運(yùn)動平穩(wěn)等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際作業(yè)期間，正向擰緊一下滾動珠絲杠，能夠?qū)⒙菽负徒z桿間隙消除掉;而向反方向擰緊，則消除空間死區(qū)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。由于滾珠絲杠副傳動具有上述優(yōu)點(diǎn)，這也使其得到了廣泛應(yīng)用。在科技飛速發(fā)展的今天，數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中都通過微機(jī)對信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，依據(jù)技術(shù)要求和功能需求，完成相應(yīng)選用。若機(jī)床存在誤差，需要對其進(jìn)行調(diào)整，在條件允許情況下，保留原操作系統(tǒng)，在改動昀小情況下，調(diào)整機(jī)床，昀大程度降低改造成本。

2.3節(jié)能降耗方面的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械中，有助于節(jié)能降耗。傳統(tǒng)工程機(jī)械能源利用率不高，比如，液壓挖掘機(jī)的能源利用率不足 20%。目前，我國對工程機(jī)械節(jié)能降耗有迫切需求，人們需要將機(jī)電一體化技術(shù)融入其中，借助機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械節(jié)能降耗的目標(biāo)。例如，某公司將新型節(jié)能控制器應(yīng)用在挖掘機(jī)上，在 OLLS系統(tǒng)的支持下，挖掘機(jī)能源利用率明顯提升，與傳統(tǒng)挖掘機(jī)相比，可以節(jié)約 25%的燃料。

2.4在現(xiàn)代工程機(jī)械監(jiān)控功能中的應(yīng)用

大多數(shù)傳統(tǒng)形式的建筑和機(jī)械都是手動操作的。當(dāng)主要的工程金屬機(jī)械發(fā)生故障時，由于帶有機(jī)械的家用機(jī)械的尺寸很大，因此很方便地進(jìn)行檢查。整個檢查工作任務(wù)艱巨，資源浪費(fèi)。昀重要的是，完全恢復(fù)時間很慢，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)和經(jīng)濟(jì)損失也很大。工程金屬機(jī)器中給排水一體化設(shè)計(jì)的巨大應(yīng)用方法可能會使機(jī)器運(yùn)行。如果再次出現(xiàn)異常，將發(fā)出警報(bào)信號以指示故障的確切中間位置可以快速集中地反映出來，以確保維護(hù)人員可以快速進(jìn)行維護(hù)，以確保故障的發(fā)生。該機(jī)器，由于采用了 CNC集成技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，大大縮短了時間，并縮短了工程和機(jī)械的維護(hù)時間。

2.4在煤礦機(jī)械中應(yīng)用

作為我國的主要能源，煤炭開采重要性不言而喻，而面對復(fù)雜危險(xiǎn)的地下開采環(huán)境，就需要用到機(jī)電一體化采煤機(jī)械，不僅采煤效率有很大提升，而且很好地保證采煤安全。不止于此，機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)械性能優(yōu)化、可靠性提升以及節(jié)能降耗等方面成效顯著。在采煤機(jī)械中所涉及的技術(shù)類別眾多，囊括電力電子、液壓、通信等多項(xiàng)技術(shù)，其中液壓技術(shù)負(fù)責(zé)機(jī)械動力，電力電子與通信技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)械的遠(yuǎn)程控制、監(jiān)控、故障檢測告警等實(shí)用功能，使采煤安全得到保障。與此同時，PLC控制多用于煤礦機(jī)械如升降機(jī)、采煤機(jī)等，不僅提高了機(jī)械效率，實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)能提升，而且為煤炭行業(yè)發(fā)展帶來新的動力，并與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求相吻合。

2.5診斷故障問題

機(jī)械生產(chǎn)一直處在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，出現(xiàn)設(shè)備損耗難于避免，長期運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備，通常都會有或多或少的故障問題出現(xiàn)，為了能夠盡可能的減少機(jī)械出現(xiàn)故障問題帶來一些不好的影響，相關(guān)工作人員就要將工作重點(diǎn)放在機(jī)械設(shè)備故障診斷方面，而機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在其中，便可高效率的輔助工作人員了解設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，同時還可以幫助工作人員在昀短時間內(nèi)將故障問題診斷出來。據(jù)相關(guān)實(shí)踐表明，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在診斷機(jī)械設(shè)備故障方面，能夠在提升診斷效率的基礎(chǔ)上，減少工作人員的工作總量，減少分析故障問題和處理故障問題所消耗的時間成本。

2.6作業(yè)精度提升方面的應(yīng)用

對于工程機(jī)械生產(chǎn)制造來說，控制好成品精度是非常重要的。如果工程機(jī)械相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，將直接影響產(chǎn)品精度，降低產(chǎn)品原有性能。工程機(jī)械有效借助機(jī)電一體化技術(shù)，可以強(qiáng)化對機(jī)械參數(shù)的控制，確保參數(shù)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。例如，如果路面工程采用自動找平技術(shù)，可以確保路面的平整性;將微機(jī)控制電子稱量技術(shù)應(yīng)用在混凝土攪拌中，有助于精確稱量各種原材料，將計(jì)量誤差控制到昀小;將超聲波技術(shù)應(yīng)用到自動供料系統(tǒng)中，有助于實(shí)現(xiàn)自動供料，保障攤鋪質(zhì)量。

2.7其他領(lǐng)域的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械中，除了上述方面以外，還應(yīng)用于裝載機(jī)生產(chǎn)、推土機(jī)生產(chǎn)以及鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)等領(lǐng)域。機(jī)械生產(chǎn)采用自動變速器，可以結(jié)合外負(fù)荷情況，合理調(diào)整傳動系的傳動比，進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)功率利用效率，由達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

結(jié)束語

機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械行業(yè)中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，未來，我國機(jī)電一體化技術(shù)將朝智能化、自動化、微型化等方向發(fā)展。當(dāng)前，人們要結(jié)合具體生產(chǎn)情況，將機(jī)電一體化技術(shù)有效地融入工程機(jī)械中，盡可能發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢，推動我國工程機(jī)械領(lǐng)域的變革。

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