機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用分析

楊鴻偉

摘要：機(jī)電一體化在工程機(jī)械中應(yīng)用是當(dāng)前我國(guó)工程機(jī)械領(lǐng)域改革創(chuàng)新的重要方向，機(jī)電一體化涵蓋了智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等諸多先進(jìn)技術(shù)工藝。文章對(duì)機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;一體化;工程機(jī)械;機(jī)械技術(shù)

引言

機(jī)電一體化技術(shù)包括電子技術(shù)、信息技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)等，它是由多種相關(guān)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)交叉與融合構(gòu)成的綜合性技術(shù)。近年來(lái)，隨著我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和綜合國(guó)力的迅速提高，機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)了重要地位，并經(jīng)過(guò)不斷創(chuàng)新和應(yīng)用實(shí)踐已趨于成熟。

1機(jī)電一體化技術(shù)特征分析

機(jī)電一體化技術(shù)包含電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)，而機(jī)電一體化技術(shù)又將上述多種技術(shù)進(jìn)行有效的融合并在實(shí)際中加以應(yīng)用，在目前的工程機(jī)械領(lǐng)域中，機(jī)電一體化技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備中。下面我從三個(gè)方面簡(jiǎn)單介紹一下機(jī)電一體化技術(shù)的特征。第一，應(yīng)用廣泛。機(jī)電一體化技術(shù)是一門(mén)交叉性強(qiáng)、并融合了多門(mén)技術(shù)的綜合性技術(shù)，該技術(shù)涉及了各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，因此，機(jī)電一體化技術(shù)在生活和工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域不僅應(yīng)用頻率高，而且應(yīng)用范圍廣泛。第二，節(jié)能高效。機(jī)電一體化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生活、工業(yè)以及機(jī)械生產(chǎn)等各個(gè)方面，該技術(shù)被高頻率、廣泛應(yīng)用的重要原因源于它的節(jié)能和高效。第三，數(shù)據(jù)支持。在長(zhǎng)期的探索和發(fā)展過(guò)程中，機(jī)電一體化技術(shù)被廣泛應(yīng)用。在高頻、廣泛的應(yīng)用中，該技術(shù)積累了大量可靠的理論知識(shí)，為我們后續(xù)的科學(xué)研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持和數(shù)據(jù)支撐。

2機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1操作簡(jiǎn)便

因?yàn)楫?dāng)前的機(jī)電一體化技術(shù)越來(lái)越專(zhuān)業(yè)和先進(jìn)，以該技術(shù)設(shè)計(jì)的各種機(jī)械設(shè)備逐步朝著專(zhuān)業(yè)化、綜合化、精細(xì)化的方向邁進(jìn)，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)開(kāi)發(fā)性、升級(jí)性和衍生性等多種設(shè)計(jì)，來(lái)使得工程機(jī)械的操作和使用更為便捷化。人性化設(shè)計(jì)是當(dāng)前工程機(jī)械設(shè)計(jì)中堅(jiān)持的一大原則，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以從工程機(jī)械的使用需求、操作便捷性方面，使得工程機(jī)械中的相關(guān)按鈕設(shè)計(jì)等更符合人的操作習(xí)慣。正是因?yàn)樵诠こ虣C(jī)械設(shè)計(jì)階段人性化概念的融入，使得機(jī)電一體化技術(shù)下的工程機(jī)械操作更具便捷性。

2.2應(yīng)用面廣

機(jī)電一體化技術(shù)具有綜合性特征，具備自我保護(hù)、信息傳導(dǎo)、數(shù)據(jù)分享、智能定位等多項(xiàng)功能，不僅體現(xiàn)在技術(shù)優(yōu)勢(shì)，還可以將設(shè)計(jì)管理、質(zhì)檢等環(huán)節(jié)串聯(lián)在一起，讓工程機(jī)械的操作具有延展性，比如振動(dòng)壓路機(jī)在作業(yè)過(guò)程中利用機(jī)電一體化技術(shù)可以實(shí)時(shí)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)信息，技術(shù)人員可以合理調(diào)整施工方案，監(jiān)理人員也能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的分析保證施工質(zhì)量，全面提升工程管理的科學(xué)性。

2.3降低能耗，科學(xué)節(jié)能

常規(guī)民用工程機(jī)械運(yùn)行的過(guò)程中，需要消耗較多的機(jī)械能量。產(chǎn)生這種情況的原因，在于傳統(tǒng)工程機(jī)械難以在額定的負(fù)荷下運(yùn)行。在工程操作過(guò)程中，具有工程機(jī)械運(yùn)行期間效益難以滿(mǎn)足要求，超負(fù)荷生產(chǎn)等情況，均會(huì)影響機(jī)械施工中能源的消耗量，不利于工程機(jī)械單位資源的合理利用及經(jīng)濟(jì)效益的提升。機(jī)電一體化系統(tǒng)在工程機(jī)械中的應(yīng)用，結(jié)合工程機(jī)械施工的具體情況，合理調(diào)節(jié)工程中的應(yīng)用功率，發(fā)揮節(jié)能環(huán)保的作用。比如在企業(yè)行業(yè)中，則可以通過(guò)機(jī)電一體化系統(tǒng)降低人員消耗，合理控制能耗，促進(jìn)工程機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.4提升安全性

由于在以往的工程機(jī)械加工過(guò)程中，我們所使用的機(jī)床設(shè)備都比較落后，很多加工工作都需要依靠工人手動(dòng)操作來(lái)完成，而有些員工技術(shù)方面又很難達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求，這不僅會(huì)由于工作人員的操作失誤而對(duì)工人的人身安全構(gòu)成威脅，更是增加了工程機(jī)械設(shè)備的故障率。想解決這一難題，就需要引入監(jiān)控裝置，以便對(duì)工人加工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠及時(shí)掌握情況并解決問(wèn)題，以減少事故發(fā)生概率，而機(jī)電一體化技術(shù)就能有效的解決這一技術(shù)問(wèn)題。工程機(jī)械加工中應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)之后，一旦有安全隱患出現(xiàn)，就可以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)該安全隱患進(jìn)行及時(shí)有效的處理，這樣就能有效保證加工的安全性。

3機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用分析

3.1工程機(jī)械故障診斷技術(shù)

在工程機(jī)械實(shí)際工作過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)因操作失誤而引發(fā)的故障。在現(xiàn)代工程機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化系統(tǒng)中的安全容錯(cuò)裝置，可在一定程度上規(guī)避發(fā)生上述故障的風(fēng)險(xiǎn)。在工程機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用故障診斷技術(shù)，需要用到多種高新技術(shù)儀器，如紅外線(xiàn)分光光度儀、金屬微粒含量分析儀器等。應(yīng)用故障診斷技術(shù)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程機(jī)械設(shè)備在工作過(guò)程中的異常情況，并依據(jù)特定算法做出具體判斷，第一時(shí)間發(fā)出故障報(bào)警。應(yīng)用故障診斷技術(shù)，能有效避免設(shè)備“帶病工作”，降低發(fā)生安全事故的幾率。

3.2分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用

一對(duì)多的分布式控制系統(tǒng)，也是機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的一項(xiàng)應(yīng)用。分布式控制系統(tǒng)按照一定的規(guī)則對(duì)原有的控制內(nèi)容進(jìn)行分類(lèi)，將原控制內(nèi)容分成多個(gè)類(lèi)別的系統(tǒng)，然后再給每一類(lèi)的系統(tǒng)匹配相應(yīng)的子處理系統(tǒng)，以此達(dá)到提高系統(tǒng)處理能力和提升系統(tǒng)處理效率的目的。分布式控制系統(tǒng)與以往的集中式控制系統(tǒng)相比，該控制系統(tǒng)的控制能力更強(qiáng)、控制效果更理想，同時(shí)該系統(tǒng)也更能保證安全控制的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)下，該系統(tǒng)作為機(jī)電一體化技術(shù)的主流技術(shù)，不僅能夠在工程機(jī)械施工和操作中達(dá)到良好的效果，而且正在向著測(cè)試、控制、管理一體化的綜合性系統(tǒng)方向發(fā)展。

3.3電子負(fù)荷傳感技術(shù)

在液壓挖掘機(jī)中，電子負(fù)荷傳感技術(shù)同樣凸顯了機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在這一技術(shù)支持下的液壓挖掘機(jī)集體結(jié)構(gòu)得以大大優(yōu)化，整個(gè)挖掘機(jī)作業(yè)的過(guò)程中，操作流程得以簡(jiǎn)化，具有更高的機(jī)械運(yùn)行效率。比如，日本著名的制造廠(chǎng)商在液壓挖掘機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化和改進(jìn)，形成了新的電子負(fù)荷傳感挖掘系統(tǒng)，該系統(tǒng)的存在提升了挖掘機(jī)的整體性能。GELL1系統(tǒng)是首創(chuàng)的電子計(jì)算機(jī)液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)，在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，傳感分布的動(dòng)力和鏟斗的不同位置可以在機(jī)械運(yùn)行的同時(shí)，將盒子數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給駕駛室，駕駛室接收到這些信息以后，就可以快速根據(jù)這些信息來(lái)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵、控制閥的控制指令發(fā)送。機(jī)械在運(yùn)行的過(guò)程中，其工作速度是由實(shí)際需求來(lái)決定的，電子負(fù)荷傳感系統(tǒng)下的控制精度有所保障，動(dòng)力、斗桿、鏟斗等相關(guān)部件的操作更為平穩(wěn)和精準(zhǔn)。

3.4傳感器檢測(cè)技術(shù)

在工程機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用傳感器檢測(cè)技術(shù)，可以將非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換為有效電量信號(hào)，實(shí)現(xiàn)良好的數(shù)據(jù)收集與控制功能。應(yīng)用傳感器檢測(cè)技術(shù)可以提高工程機(jī)械設(shè)備的整體性能。由于工程機(jī)械的作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，因此對(duì)傳感器的耐磨性以及密封性要求較高。在現(xiàn)代工程機(jī)械中，應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度將傳感器的工作溫度設(shè)置在50～120℃范圍內(nèi)，且上、下限的波動(dòng)幅度要小于5%。還可以通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的固態(tài)傳感器實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償功能，使工程機(jī)械時(shí)刻處于最佳工作狀態(tài)。

3.5工程機(jī)械監(jiān)控

在工程監(jiān)控機(jī)械裝置中利用機(jī)電一體化技術(shù)可以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控、自我診斷、自我報(bào)警等需求，比如當(dāng)前機(jī)械零部件生產(chǎn)線(xiàn)以及機(jī)床作業(yè)中都設(shè)置了電子監(jiān)控裝置。在工程機(jī)械設(shè)備作業(yè)期間可以對(duì)液壓系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置進(jìn)行監(jiān)控，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題可以及時(shí)診斷與開(kāi)展檢修工作。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代工程機(jī)械中創(chuàng)新應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可大大提升現(xiàn)代工程機(jī)械設(shè)備的性能指標(biāo)，大幅提高現(xiàn)代工程機(jī)械制造企業(yè)與使用單位的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)了工程機(jī)械的信息化、智能化發(fā)展，在日后還需要關(guān)注機(jī)電一體化的應(yīng)用與創(chuàng)新，推動(dòng)工程機(jī)械事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

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