工程機械中機電一體化的應用

　　工程機械中機電一體化的應用【1】

　　摘要：因為機電一體化技術涉及到多方面的內容，尤其是各個專業的技術相互融合，因此要想完全掌握這項技術還有一定的難度，由此可知，相關工程機械企業還應該加大力度培養精英人才，以此確保機電一體化技術能夠在工程機械中發揮出最佳的效能。

　　關鍵詞：工程機械;機電一體化;技術應用

　　機電一體化的運用主要是通過電子控制系統加以實現的，電子控制系統應用的好壞直接影響到工程機械的安全性、經濟性、施工質量、使用壽命等伴隨著科學技術的飛速發展以及微電子技術的出現，使得機電一體化技術發生了根本性的改變，它也被大面積應用在工程機械領域，這不僅改善了機械面貌，還顯著提高了生產質量，并提升了產品性能。

　　1工程機械中機電一體化技術的應用

　　機電一體化技術涵蓋了多方面的內容，其中比較重要的有三方面，一是機械;二是電子技術;三是計算機。

　　機電一體化可以說是現代計算機技術發展的產物，其應用推動了工程機械向著現代化的方向發展，其是以機械設備自身所帶有的功能為基礎，融合現代高新科技技術，能夠滿足不同類型的工程機械企業的需求。

　　1.1機電一體化和工程機械的關系

　　現階段工程機械較傳統工程機械來說各種性能都得到了顯著改善，如操作舒適性提高;機械功率高且能耗小;可靠性提高;作業精度及作業效率提高等。

　　工程機械各種性能的提高正是因為將機電一體化技術引入到工程機械中，使得機械、液壓技術和電子控制技術有機結合。

　　目前現代工程機械的許多領域都應用了電子技術，表現為應用電子控制裝置(系統)，這種裝置(系統)以微機或微處理器為核心，諸如工程機械的狀態監控與故障自診，拌和設備稱重計量過程的自動控制等。

　　1.2機電一體化對工程機械功能的改進

　　現代工程施工通常要求工程機械具有較高的性能：1)具備運行狀態的監視功能、自動報警及故障自診功能;2)機械功效高且能耗小;3)技術性價比較高;4)自動化程度及精度越高越好;5)使用成本較低;6)操作安全、簡單，使用壽命長。

　　下面對現代工程機械的電子(微機)控制系統實現的功能進行說明。

　　1.2.1控制柴油機

　　發動機排放質量與最低油耗間的矛盾，給柴油機技術的深入發展和研究帶來了很大的困難。

　　隨著電子技術的發展，冷風扇的轉速隨溫度的變化自動控制、電子節能液壓泵系統減小能耗、根據負荷條件自動調節柴油機油門、電子控制自動變速等裝置的應用，使柴油機在各種變工況下自動選擇能同時滿足經濟指標和排放指標的最佳噴油定時，充分實現節約能源、凈化排氣、提高效率的目的。

　　1.2.2保證成品的作業精度

　　電子控制系統應用到工程機械設備上，不光使稱量精確且過程自動化，同時避免了人工測量誤差較大的弱點，提高成品的作業精度。

　　如混凝土攪拌站的計量過程大多都實現了自動化，這種電子計量系統廣泛采用微機控制。

　　推土機上采用激光導向和電液伺服控制技術，自動控制鏟刀的切土深度，減少了推土機往返作業的遍數和行程，提高了作業精度和作業效率，降低了施工成本，同時也減輕了操作人員的勞動強度。

　　1.2.3降低能耗，提高生產率

　　傳統工程機械的燃料能量利用率僅為20%左右，非常低，所以提高能量利用率在現代工程機械的發展中勢在必行。

　　新型節能控制器(OLLS系統)應用于日本小松公司生產的新型挖掘機上后，燃料可節省23%，節能效果良好，因為該系統能使發動機轉矩和泵吸收轉矩經常保持在最佳配合狀態，可有效地利用發動機功率，使作業機構動作迅速，大大提高了生產率。

　　1.2.4電子監控、自動報警及故障自診

　　電子監控和故障診斷專家系統設置各種類型的傳感器，監控工程機械的發動機、傳動系統和液壓系統等的運行狀態，在故障發生之前預先發現問題，從而避免損壞機件事故的發生，保證作業人員安全。

　　同時能動報警并準確地判斷故障發生的位置，提供處理方法，降低設備維修成本，降低設備故障率及停機臺次，保證設備安全、穩定及長周期運行。

　　如日本三菱Ms160O型礦用液壓挖掘機、美國卡特皮勒公司生產的936型裝載機等都備有電子監控報警系統。

　　1.2.5作業過程的自動化或半自動化

　　采用自動化或半自動化控制方式在提高生產率的同時降低了操作者的勞動強度，作業精度也不會受到操作人員的技術和生產經驗的影響，達到提高工程機械的運作效率和質量的目的。

　　例如，日本和歐美各國研制的新型挖掘機可實現作業模式自動化，工作裝置-鏟斗的形狀與運動軌跡可由操作人員預先在在自動化的挖掘軌跡控制板上設定，完成后各種傳感器將信號將傳輸到微機控制系統，動臂、斗桿和鏟刀受到微機系統的控制而按預設定動作，完成各種特定形狀和斷面溝槽和斜面等，從而減少操作人員因經驗不足產生的誤差或事故的發生。

　　1.2.6提高安全性

　　為了防止了翻車和斷臂事故，提高作業安全性，國外塔式起重機和輪式起重機大多裝有微機控制的力矩限制器，一旦超負荷立即發出警報。

　　此外，國外的許多井下挖掘機采用無線電遙控裝置，實現無人駕駛，使工程機械在有放射性物質污染地區和高溫或水下等危險地點上進行作業。

　　2工程機械領域機電一體化的發展趨勢

　　2.1智能化

　　智能化是機電一體化技術的必然發展趨勢，其應用需求也越來越高。

　　所謂智能化，即立足于相關控制理論，將心理學、生理學、計算機網絡、運籌學、人工智能等多學科知識運用到工程機械領域，使工程機械的操作可以逐漸取代人為操作，進一步降低工程預算成本，實現更精準的控制，滿足工程施工的更高要求，因此工程機械的智能化仍是大勢所趨。

　　2.2微型化

　　微型化這一概念源于上世紀80年代末期，是指機電一體化向微電子機械系統領域發展的趨勢。

　　微型機電一體化產品是電子技術與機械技術在納米尺度上相融合的產物，它的特點主要是體積小、耗能低、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等領域有著不可超越的優越性。

　　現階段微型機電一體化產品都朝著小于1立方厘米的體積發展，甚至是朝著微米、納米級別發展，其瓶頸為微機械技術。

　　2.3網絡化

　　隨著計算機網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制設備可以達到讓人們足不出戶即可控制多種設備的目標，使工程機械的操作更加便捷，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

　　工程機械領域中遠程控制盒監控技術的快速發展使得機電一體化產品向著網絡化方向發展成為必然趨勢。

　　2.4節能環�；�

　　隨著工業化進程的持續推進，人類社會的經濟化水平不斷提高，但與此同時人們賴以生存的環境也遭到了巨大的破壞。

　　進入新世紀以來，社會公眾對環保的關注和呼聲越來越高，國家也出臺了一系列的相關政策來號召節能減排，為適應節約型社會的發展，機電一體化產品在使用時不造成資源浪費和環境污染，報廢后可以回收利用，實現綠色化產品概念和綠色化設計制造更能適應今后的市場需求。

　　2.5傳感器技術

　　傳感器技術在現代工程機械上應用較為廣泛，比如，發動機可以通過機油壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來進行發動機的運轉狀態的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠實現攤鋪機在工作時實現自動找平且行走速度不變的特點，還能滿足攤鋪出來預定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。

　　3結語

　　機電一體化對工程機械具有重要的應用意義，它不僅改善了機械面貌、優化了機械性能，還顯著提升了機械運行效率，它和工程機械的融合將成為未來的主要發展趨勢。

　　為不斷提升機電一體化水平，完全實現機械化，我們應積極探討，大膽嘗試，勇于改進，最終將工程機械機電一體化推上更高的層面。

　　參考文獻：

　　[1]王金玉.工程機械機電一體化技術的應用[J].科技創業家，2013

　　機電一體化技術在工程機械中的應用【2】

　　摘 要：隨著社會發展和科技的不斷進步，使人們的生活和工作都發生了改變，這些改變給人們的生活和生產帶來了很多的方便。

　　科學技術在工程領域也有很多的改造，主要是機電一體化，電子和計算機相結合的方式正逐步在機械工業中發展。

　　關鍵詞：機電一體化;工程機械;應用

　　隨著時間的推移，人們的生產和生活都在發生著很大的改變，尤其是科學技術的不斷應用，在很多的領域科學技術都帶來了很多的技術改革和改造。

　　科學技術水平的不斷提升形成了很多學科相互交叉和滲透的情況，特別是在工程機械領域，工程機械領域以前的工業生產是以機械電氣化為主的，現在，逐漸轉變為了機電一體化，這樣的轉變是由于微電子技術和計算機技術快速發展而形成的，機電一體化使得工程機械企業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化。

　　一、工程機械具備的性能

　　隨著工程的施工在不斷的發生改變，施工的要求也在逐漸的發生改變，這就需要施工的機械要不斷提高使用的性能。

　　工程機械在使用性能上應該做到以下幾點：首先，要做到生產效率高并且能耗也要十分的小，這樣對于節約能源是十分有利的;其次，工程機械要提高自身的自動化水平，這樣在進行施工的時候才能更好的做到施工質量好并且施工的精度也會隨之提高;再次，工程機械要具備操作簡單而且要具有性能穩定的特點，這樣不但可以使得工作人員的勞動強度降低還可以使得工作的安全性得到保障，更加有利于提高工作人員的勞動積極性。

　　再次，工程機械要具有使用壽命長的性能，這樣是為了更好的體現工程機械的經濟性，使用的時間越長給企業帶來的經濟效益越多，但是一定要保證工程機械的使用成本可以控制在一定的范圍內。

　　為了使工程機械具備以上的性能，只是使用原有的工程機械已經無法做到了，所以，對工程機械進行必要的改進是勢在必行的。

　　在工程機械中應用了電子控制技術，使得工程機械向更好的方向發展，與此同時，計算機以及微處理技術也在工程機械中得到了應用，將電子控制技術同計算機技術相結合的方式，使得工程機械逐漸向機電一體化方向發展。

　　機電一體化的應用使得工程機械的性能得到了很大的提高，并且，隨著科學技術的不斷發展，工程機械的性能也在逐漸的完善。

　　二、機電一體化在工程機械中的應用

　　1.機電一體化與工程機械的關系

　　現在的工程機械的發展是伴隨著科學技術的發展，科學技術在工程機械領域得到了廣發的應用，正是這些應用正在使得工程機械在向一個新的方向發展。

　　在工程機械領域應用機電一體化技術，不但可以提高工程機械的各種使用性能，還可以給施工單位帶來更多的收益。

　　2.工程機械在性能方面的改進

　　在工程機械領域應用新的科學技術，可以使得工程機械的性能得到很大的提高，使用機電一體化技術使得液壓技術和電子控制技術有機的結合，使得工程機械在以下幾方面進行改進，分別是在工作的時候電子監控、自動報警及故障自診的性能;在使用的時候可以節約能源，降低能源的消耗量使得生產效率得到提高;電子控制技術提高了工程機械的作業精度;使用電子控制技術和計算機技術，工程機械在使用的時候實現了半自動化甚至是自動化。

　　首先是電子監控、自動報警及故障自診的方面的改進，在工程機械進行工作的時候可以對工程機械的發動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等的運行狀態進行監控工作，一旦出現異常現象，能動報警并準確地指出故障部位，從而改善駕駛員的工作條件提高機器的工作效率，簡化設備維護檢查工作降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設備的使用壽命。

　　其次是節能降耗，提高生產率，傳統工程機械的能量利用率較低，例如液壓挖掘機的燃料能量利用率僅為百分之二十左右，在使用了機電一體化的工程機械以后，在能耗和生產率方面都得到了有效的改善。

　　再次是作業精度方面的改進，為保證成品料的級配精度，現代瀝青及水泥混凝土拌和設備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統，并使計量過程實現了自動化。

　　自動找平系統的應用，使瀝青混凝土攤鋪機的施工質量有了較大的提高，使得路面的平整度得到了很大的提高。

　　采用超聲波技術的自動供料系統，使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現了自動調節，進一步提高了攤鋪質量。

　　推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃的電子控制不僅提高了作業精度和作業效率，而且也減輕了操作人員的勞動強度。

　　最后是作業過程的自動化或半自動化方面的改進，工程機械實現自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產率，并減少因操作者的經驗不足，對作業精度的影響。

　　3.機電一體化在工程機械中應用

　　一些國外生產的推土機、裝載機、鏟運機都采用了電子控制的自動變速器，其能夠根據外負荷的變化情況自動改變傳動系統比，這不僅充分利用了發動機功率，提高了燃油經濟性，而且也簡化了操作，降低了勞動強度。

　　為有效地防止翻車和斷臂事故提高作業的安全性，現代起重機上廣泛地采用了電子控制的力矩限制器。

　　為實現無人駕駛，使工程機械能在危險地帶或人無法接近的地點進行作業，某些國外工程機械上設置了無線遙控裝置。

　　電子系統的可靠性是現代工程機械非常重要的一項性能指標。

　　由于工程機械一般露天作業，其直接受到烈日的暴曬、雨霧、強風、塵埃等的侵襲，此外還受到強烈的振動和沖擊以及各種電、磁等的干擾，工作環境非常惡劣，因此電子控制系統應滿足：能在溫差較大的環境下可靠、穩定地工作;抗老化，具有較長的使用壽命;密封性能好，能防止水分和污物的侵入;較好耐沖擊和抗振性能;較強的抗干擾能力，系統能在各種干擾下可靠地工作。

　　三、結束語

　　在現在，機電一體化技術在工程機械中的應用將越來越廣泛，它的地位也越來越重要，為了使得機電一體化更好的為施工的單位服務，設備的使用人員和設備的維修人員要充分的掌握這項新的技術，使得企業可以更好的發展。

　　參考文獻：

　　[1]徐勇.機電一體化系統方案生成及優選研究[J].上海交通大學，2007.

　　[2]洪濤.工程機械自動變速理論與控制系統研究[J].統計大學，2007.

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