机电一体化技术在现代工程机械中的应用与

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摘 要：随着科学技术以及新兴科技突飞猛进的发展,极大地促进了学科之间的相互渗透、融合,同时也促进了工程建设领域的革新与创造.文章结合多年的相关工作经验,详细论述了机电一体化技术在现代工程机械中的应用与发展.

关 键 词：工程机械；机电一体化；电子控制系统；故障自诊

中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）11-0061-02

截止到现在来说,机电一体化已形成了一种独立的新型科学体系,随着技术的不断创新,其内容也会不断更新发展.简单来说,机电一体化就是综合地运用机械、计算机、微电子、电力电子、光学、接口等技术,对各个功能进行合理的配置,从而实现了高质量、多功能、低能耗的价值和功能.

1工程机械发展的概况分析

现阶段,我国的工程机械正处于“机电一体化”发展的新时期,通过积极地采用机电一体化,将机械、电子技术和液压技术进行了有效的结合,大大地提高了机械的多种功能.比如说,动力性能提升,燃油的经济效益提高,安全性和可靠性大增,操作的精准度和舒适度都大幅度提高,机械的使用寿命也随之延长.计算机微处理技术以及检测传感技术和信息处理技术的全面发展以及在机械工程方面的应用,比如说,平地机和摊铺机的“自动找平”功能、摊铺机的“自动供料”功能、自动称重设备、柴油机的自动控制功能、铲运机和装载机的自动控制功能、电子调速系统等等,使整个工程机械进入了全面监控的时期.

2在工程机械中机电一体化的应用分析

20世纪70年代以来,在国外的机械工程上机电一体化开始应用.自从高新技术的革新和发展之后,全面带动了机械工程业的发展壮大.尤其是计算机微处理技术以及检测传感技术和信息处理技术的全面发展以及在机械工程方面的应用,彻底地改变了传统的工程机械的状况,促进了产品性能极大的提高和发展,工程机械可以说进入了一个全面发展的新时期.目前来说,不管是在国内还是国外,电子控制系统（以微处理器或微机为核心）已经成为了工程机械中密不可分的重要组成部分.随着社会的不断发展、科技的不断进步以及对产品性能的高品质要求,在整个工程机械中电子控制的比例会越来越重,功能也会逐渐提高,应用范围也会大幅度提高,相应的复杂程度也会更加提高,对维修和使用人员提出了新的标准和要求.

充分地利用机械工程的机电一体化以及智能化,能有效地提高生产效率,降低能量的损耗,从而节约能源资源.而且,自动化的程度越高,精度就越高,施工质量也就越好.工作安全、可靠、性能比较稳定,使用寿命比较长.经济性能比较好,劳动强度也比较低,操作起来轻便、简单.操作员有比较好的工作条件,能够有效地监视运行状态,同时,还能够进行故障的自我诊断和及时的报警操作.准确、及时地找出相应故障的位置,可以降低停机维修花费的时间.具体来说,电子控制系统实现了以下主要功能：

2.1电子监控、故障自诊以及自动报警

电子监控、故障自诊以及自动报警,也就是说对于工程机械的工作装置,传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控,一旦在运行的过程中发生异常情况,就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示.机电一体化的发展和应用,大大地改善了操作人员的现实工作条件,全面提高了机械设备的工作效率.与此同时,简化了机械设备检查和维护的工作,相应地减少了维修费用,大大降低了维修停机的时间,对于提高机械设备的使用寿命有很大的作用和意义.

2.2提高生产效率的同时达到节能降耗的目的

在传统的工程机械中,能量的充分利用率和使用率比较低.比如说,液压挖掘机其燃料的充分利用率仅仅占了30%,剩下的70%左右的能量都被浪费了.在能源资源高度紧张的今天,迫使机械工程的发展必须向着“节能降耗”的方向发展.比如说,小松公司生产的挖掘机能够很好地达到节能降耗的目的,大约可以节省23%的燃料,最主要的原因就是新型的控制节能器的采用.日立公司生产的挖掘机,采用了“卡特电子效率”节能控制体系,通过对泵以及发动机的综合、全面控制,大大提高了利用率,其能量利用率能够达到98%左右,生产率也相应地得到了大幅度的提升.

2.3柴油机控制

通过采用电子油门控制体系、电子调速器、自动控制升温系统以及自动停机系统,对柴油机的使用更加控制自如.

2.4作业精度的提高

为了提高成品的作业精度,现阶段,沥青和水泥混凝土装备都广泛地应用微机系统对电子称量系统进行控制,从而有效地完成了称量过程的自动化水平.自动找平装置的应用,大大提高了混凝土沥青摊铺机的工作效率和施工质量.自动供料系统（超声波技术）的应用,完美地完成了混凝土沥青摊铺机对于供料的自动调节,全面提升了摊铺的效果和质量.与此同时,铲运机铲斗刀、平地机刮刀以及推土机铲刀的电子化操作控制,一方面可以降低施工人员的工作强度,另一方面大大提升了作业效率和作业精准度.

2.5自动化以及半自动化的作业全过程

工程机械全面地实现作业自动化以及半自动化水平,可以有效地降低操作人员的劳动强度,有效地提高生产效率,大大减少了因为操作人员的经验不足或技术不到位对于操作精度的影响.比如说,三菱公司设计生产的挖掘机,有控制挖掘机轨迹系统的功能,相关的操作人员在控制板上将铲斗的运动形状和运动轨迹设定好之后,相应的微机操作系统就会根据不同角度的传感器发出的信号,对动臂、铲刀和斗杆的运动进行自动的控制,从而实现多种特定断面沟槽、开口和斜坡的精准挖掘,有效地实现了挖掘操作的自动化水平.

3结语

综上所述,本文围绕着现代机械工程中机电一体化应用的重要性和意义开始入手分析,简单介绍了机电一体化发展的概况,从五个大的方面：电子监控、故障自诊以及自动报警；提高生产效率的同时达到节能降耗的目的；柴油机控制；作业精度的提高；自动化以及半自动化的作业全过程,详细论述了在工程机械中机电一体化技术的应用与发展.