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工程機械機電一體化技術的應用與發(fā)展
摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，機電一體化技術也得到了快速發(fā)展,而機電一體化在工程機械中的應用與發(fā)展也促進了工程機械的不斷進步。本文主要對機電一體化技術以及其在工程機械中的應用與發(fā)展進行了分析研究。
關鍵詞：工程機械 機電一體化技術 應用 發(fā)展
引言
隨著科學技術以及新興科技突飛猛進的發(fā)展，極大地促進了學科之間的相互滲透、融合，同時也促進了工程建設領域的革新與創(chuàng)新。目前，機電一體化已經(jīng)漸漸成為一種獨立的技術，在各行各業(yè)都有不同程度的應用。尤其是科學技術的發(fā)展，在很大程度上促進了機電一體化的進步與創(chuàng)新，并且在工程機械中得到了很好的應用。積極地采用機電一體化，將機械、電子技術和液壓技術進行了有效的結合，大大地提高了機械的多種功能，比如說，動力性能提升，燃油的經(jīng)濟效益提高，安全性和可靠性大增，操作的精準度和舒適度都大幅度提高，機械的使用壽命也隨之延長。所以，研究工程機械機電一體化的應用與發(fā)展有著重大意義。
一、機電一體化技術的概述
機電一體化就是綜合地運用機械、計算機、微電子、電力電子、光學、接口等技術，對各個功能進行合理的配置，從而實現(xiàn)了高質(zhì)量、多功能、低能耗的價值和功能。機電一體化也稱之為機械電子學,屬于一門新興的邊緣綜合科學, 機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、控制技術和
精密機械技術有機結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術。主要是通過微電子技術的應用,把微電子技術引進到相關的動力功能、機械主功能、控制功能等方面,在軟件方面能夠使得機械裝置與電子裝置相互進行有機結合而形成有效的系統(tǒng)。而隨著科學技術的發(fā)展，機電一體化技術也得到了快速發(fā)展，并且處于不斷創(chuàng)新與進步之中。機電一體化技術逐漸走向了高智能化、微型化、網(wǎng)絡化、個性化和綠色化的趨勢。而機電一體化技術在工程機械中的應用,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;機械能耗能有效大幅度降低,明顯提高機械功效�？煽啃圆粩嗵岣�;不斷提高相應的作業(yè)精度和作業(yè)效率。
二、工程機械機電一體化技術的應用
機電一體化技術具有廣闊的發(fā)展前景和極高的應用價值，尤其是在工程機械中的應用更具廣泛性和有效性，機電一體化技術在工程機械中的應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1、機電一體化技術的在工程機械提高生產(chǎn)效率、節(jié)能降耗方面的應用
在傳統(tǒng)的工程機械中，能量的充分利用率和使用率比較低。比如說，液壓挖掘機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了。在能源資源高度緊張的今天，迫使機械工程的發(fā)展必須向著“節(jié)能降耗”的方向發(fā)展。比如說，小松公司生產(chǎn)的挖掘機能夠很好地達到節(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，采用了“卡特電子效率”節(jié)能控制體系，通過對泵以及發(fā)動機的綜合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能夠達到98%左右，生產(chǎn)率也相應地得到了大幅度的提升。所以說工程機械中電子節(jié)能控制器的運用，大幅度提高挖掘機等大型工程機械設備的能量利用率，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單，對機械的磨損也相對減少，從而提高了工作的效率。
2、在自動化以及半自動化的作業(yè)全過程中的應用
工程機械全面地實現(xiàn)作業(yè)自動化以及半自動化水平，可以有效地降低操作人員的勞動強度，有效地提高生產(chǎn)效率，大大減少了因為操作人員的經(jīng)驗不足或技術不到位對于操作精度的影響。比如說，三菱公司設計生產(chǎn)的挖掘機，有控制挖掘機軌跡系統(tǒng)的功能，相關的操作人員在控制板上將鏟斗的運動形狀和運動軌跡設定好之后，相應的微機操作系統(tǒng)就會根據(jù)不同角度的傳感器發(fā)出的信號，對動臂、鏟刀和斗桿的運動進行自動的控制，從而實現(xiàn)多種特定斷面溝槽、開口和斜坡的精準挖掘，有效地實現(xiàn)了挖掘操作的自動化水平。
3、在控制柴油機上的應用
要想進一步深入發(fā)展柴油機技術, 應該要解決發(fā)動機排放質(zhì)量與最低油耗間的矛盾。在電子技術發(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, 還能自動控制冷風扇的轉速隨溫度的變化, 這樣的條件下, 電子控制自動變速,還包括根據(jù)負荷條件自動調(diào)節(jié)柴油機油門等內(nèi)容都能得以實現(xiàn), 能夠使得在各種變工況下的柴油機, 在滿足經(jīng)濟指標和排放指標的最佳噴油時間的同時, 能夠?qū)崿F(xiàn)凈化排氣、節(jié)約能源、提高效率。
4、機械操作的自動化能夠降低勞動強度
在工程機械施工操作中引入機電一體化實現(xiàn)操作的自動化或者半自動化，這樣大大降低了勞動強度，提高了工作效率，并且大大減少了因為操作者工作經(jīng)驗不足而造成的作業(yè)精度的影響。
5、在工程作業(yè)精確度方面的應用
在工程機械設備中使用電子控制系統(tǒng)可以將稱量的過程自動化，對稱量系統(tǒng)實現(xiàn)微機控制，使得稱量更加精確。自動找平裝置的應用，大大提高了混凝土瀝青攤鋪機的工作效率和施工質(zhì)量。自動供料系統(tǒng)(超聲波技術)的應用，完美地完成了混凝土瀝青攤鋪機對于供料的自動調(diào)節(jié)，全面提升了攤鋪的效果和質(zhì)量。與此同時，鏟運機鏟斗刀、平地機刮刀以及推土機鏟刀的電子化操作控制，減少了誤差，提高了工作效率，同時還節(jié)約了人力，降低了施工人員的工作強度，高效、快捷，符合現(xiàn)代工程施工的要求。
6、電子監(jiān)控、故障自診以及自動報警
電子監(jiān)控、故障自診以及自動報警，也就是說對于工程機械的工作裝置，傳動系統(tǒng)、發(fā)動機、液壓系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)進行全面的監(jiān)控，一旦在運行的過程中發(fā)生異常情況，就會自動地找出故障的位置并自動進行報警提示。機電一體化的發(fā)展和應用，大大地改善了操作人員的現(xiàn)實工作條件，全面提高了機械設備的工作效率。與此同時，簡化了機械設備檢查和維護的工作，相應地減少了維修費用，大大降低了維修停機的時間，對于提高機械設備的使用壽命有很大的作用和意義。
三、工程機械機電一體化技術的發(fā)展
1、傳感技術的融合
目前,傳感器技術在現(xiàn)代工程機械上應用較為廣泛,比如,發(fā)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(fā)動機的運轉狀態(tài)的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)攤鋪機在工作時實現(xiàn)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。在感器技術的迅猛發(fā)展的今天,精度要求越來越高,可靠性和穩(wěn)定性也能不斷提高,越來越廣的采集信息范圍也超著集成、多功能化和智能化方向發(fā)展,所以,未來在工程機械上將應用越來越多種類的傳感器。
2、工程機械機電一體化趨于計算機與信息處理技術的應用
計算機是實現(xiàn)信息處理的主體, 信息處理技術包括范圍應用比較廣, 主要包括
信息的輸入、識別、運算、變換、存儲及輸出等等方面。計算機技術范圍涉及到網(wǎng)絡與通信技術、硬件和軟件技術、數(shù)據(jù)庫技術等等方面。要想工程機械機電一體化技術發(fā)展不斷進步, 應該大力發(fā)展計算機應用及信息處理技術。
3、電子控制理論的指導性增強
工程機械現(xiàn)代化的重要標志就是以微電子為核心的高新技術, 通過其應用和推廣,在相關控制理論指導下,能夠滿足系統(tǒng)智能化設計的要求,完成相關的設計后的系統(tǒng)仿真等等。
結束語
綜上所述，機電一體化在工程機械中的應用發(fā)展是當前機械工業(yè)發(fā)展必然的趨勢，也是振興和發(fā)展機械工業(yè)的必經(jīng)之路。隨著科學技術的不斷發(fā)展,工程機械機電一體化還會有著更多的創(chuàng)新與發(fā)展,未來工程機械機電一體化技術的應用將會融合機、電、光以及磁的綜合性能，更好地促進工程機械的發(fā)展。
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