机电一体化在工程机械中的应用研究

机电一体化在工程机械中的应用研究

戴仁锋

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摘要:在机械系统上附加电子技术以后,电子系统内部的预定功能可以实现机械技术与微电子技术的各项工作,保证机械与微电子的各个系统结构实现智能化,避免各系统出现运行及失误等情况。经过多年的引进、吸收及发展,目前国内机电一体化技术体系已基本形成,并开始向着多功能化、高质量化的方向发展。

关键词:机电一体化;工程机械;应用

1机电一体化的发展现状

机电一体化技术起步于上世纪60年代,在长期的实践发展中,机电一体化技术实现了电子技术与机械的有机融合。它是将机械技术、信息技术、电子技术、传感器技术等多种技术进行综合运用,通过综合分析整体系统的要求和标准,将不同功能单元实现最佳配置,从而使整个运行系统的整体功能具有高速、高质量、高稳定的特点,进而延长机械使用寿命,使企业能够获得更大的经济效益。我国的机电一体化技术起步较晚,直到上世纪80年代才进行研究和发展,距离西方国家的先进技术还存在一定差距。机电一体化技术发展到现在,经历了漫长的发展历程,从最初的借助电子技术完善工程机械性能的萌芽状态,到主动运用新技术创新机电一体化的产品,再到如今的机电一体化智能时代,都是为了不断满足人们生产和生活的多样化需求,让人们的生活变得更加方便、快捷。因此,机电一体化技术的研究本着从系统的角度出发,将多种技术以优劣互补、充分发挥每个功能单元最大优势的原则进行综合分析,力争使机电一体化技术成为我国经济发展的关键技术。目前工程机械在我国经济发展的各领域应用越来越广泛,而随着现代工程建设要求的不断提高,对工程机械的智能化与一体化的发展指明了方向。微电子装置作为机电一体化技术的关键技术在工程机械中的应用推广,使工程机械在保持原有功能的基础上,更增添了许多新的功能,如自动检测、自动调节与控制、自动诊断等功能,以上新功能是实现智能化的工程机械与机械电气化的机械在使用功能上最基本的区别。在日后的工程项目中,工程机械的性能必将随着社会的不断进步,变得更加完善。

2机电一体化在工程机械中的功能划分

2.1优化功能

机电一体化在工程机械中应用的优化功能主要体现在提高工程机械的利用效率方面,在过去使用工程机械的过程中,总会出现工程任务量与工程机械数量不匹配的现象,若工程任务较轻松,采购较少的工程机械设备就可以满足要求,一旦工程任务量加大,工程机械设备就无法满足使用需求,若是购置较多的工程机械设备,在工程任务量较少时,就容易出现机械设备闲置的现象。而机电一体化技术在工程机械中的良好应用,可以起到科学合理分配的作用,使整个生产建设达到最优化分配。

2.2监控功能

机电一体化在工程机械中应用的监控功能主要体现在机械部分与电气部分的融合方面,通过对机电一体化技术的运用,可以清楚地监控到机械设备在工作过程中的使用情况,能够及时发现机械故障、产品损坏、生产效率降低等各种问题,并及时报告给作业人员,保证工程机械设备的高效运转。

2.3作业功能

机电一体化在工程机械中应用的作业功能主要体现在工作质量方面,工程机械的显著特点就是对作业精准度的要求过高,一旦无法保证机械设备的作业精准度,就很难生产出合格的产品,而机电一体化技术由于具有强大的计算机控制技术,能够有效解决工程机械精准度不高的问题。

3机电一体化在工程机械中的应用

3.1优化柴油机控制

柴油机在运行过程中排放出的大量气体会影响到空气及环境质量,并且具有能源消耗高,噪音大等特点。为了实现柴油机运行过程的低能耗、低噪音、无污染的目标,重点处理好发动机排放尾气与最低油耗间的关系,就必须科学的调整上述两项参变量,使柴油机可以根据不同的情况进行自动控制和调节。机电一体化在柴油机的应用主要体现为增设了电子提速器、电子油门、自动升温控制、自动停机装置等方面。实践表明,掌握喷油量和喷油时刻的最佳状态,是减少柴油机油耗和降低废气排放的有效途径。柴油机燃油喷射系统通过机电一体化技术的改进后,有效提高了喷油压力,降低了柴油燃烧过程中的能源消耗,优化喷油定时,且具有噪音低,对环境污染小等特点。ECU接收到操纵者及各种传感器传达的指令后,通过精确运算处理将执行信息输出至执行器,以此实现对燃油喷射量和喷油定时的合理管控。

3.2运行状态及故障监控

目前工程设备的构成非常复杂,它是由不同的结构单元共同发挥作用综合而成。在实际工作中,这些组成部分必须互相作用,协调联动,才能够使机械设备正常工作。其中任何一个环节或部位发生问题,都会影响到整个设备的有效运转,因此,必须对其运行状况进行即时监控,并且在发生故障时能够及时诊断。对于这样复杂而又精密的工程机械来说,单靠人工监测是很难实现即时监控和故障诊断的。工程机械引入机电一体化技术后,可对自身运行状态进行24小时即时监控和故障诊断,机电一体化的监控系统一旦发现问题或其他影响设备运行的危险因素就会自动发出警报,工作人员可根据监控系统提供的信息进行故障查询和处理,缩短了停机维修时间,从而提高了工作效率。

3.3提高建筑工程机械精准度

机电一体化技术在建筑工程机械的应用,不但使建筑工程机械性能得到进一步的提高,同时也促进了机电一体化技术在相关领域的应用和发展。建筑工程机械的精准度关系到工程的施工质量,机电一体化技术实现了建筑工程机械的半自动或全自动化控制,降低了人工投入,同时也避免了因人为操作导致的误差。另外机电一体化技术的应用使工程机械作业的精准度显著提高,使工程质量和进度得到进一步的提高,减少了企业投入的成本。

3.4其他方面的应用

在计算机技术迅猛发展和广泛应用的今天,机电一体化技术也发展到了一个新的高度,且应用范围越来越广。目前许多的建筑机械都采用了电子控制的自动变速器,例如铲运机、推土机以及装载机,它可以实现对传动系统的自动化控制,能够根据外界实际情况对机械的传动进行合理管控,不仅降低了设备工作期间的能源损耗,同时使发动机的功率显著增强。另一方面降低了工作人员的劳动强度,避免了翻车、操作失误造成的安全隐患,提高了机械设备操作过程中的安全性。

4机电一体化技术在工程机械中的发展趋势

4.1可持续化、智能化与系统化

从我国目前的实际情况来讲,工业化进程在不断推进,但存在的污染问题不容乐观,对生态环境造成了较大的危害。因此在今后的发展过程中,机电一体化技术应引入可持续发展理念,在实际设计过程中降低资源浪费情况,确保生产过程生态化、合理化。

4.2网络化、区域化

综合人工智能、计算机以及生理学等研究成果,全面提高机电一体化技术的实践性与综合性,确保机电一体化技术向着网络化的方向发展。

5结束语

总之,机电一体化技术在工程机械中的广泛应用,既是现代工程机械创新和改革的必然趋势,又是为了满足现代工业施工的多种要求,适应形势发展的未来发展走向。基于现代工程施工的基本要求,即节能、高效、精确度高、质量好、安全等特点,为实现以上要求,传统的工程机械和液压技术进步必将不能满足现代工程发展的需要,机电一体化技术的迅速发展实现了工程机械技术结构与功能结构质的飞跃,使工业生产不断向科技化、自动化、稳定化方向迈进。

参考文献:

[1]郭瑜.机电一体化技术在工程机械中的应用[J].现代工业经济和信息化,2015,23:27-28,30.

[2]胡辉.简述机电一体化在工程机械中的应用[J].黑龙江科技信息,2015,8:85.

[3]顾子旭.谈机电一体化在工程机械中的应用[J].山东工业技术,2015,11:8.

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