工程机械中机电一体化的应用.doc

工程机械中机电一体化的应用 工程机械中机电一体化的应用【1】 摘要：因为机电一体化技术涉及到多方面的内容尤其是各个专业的技术相互融合因此要想完全掌握这项技术还有一定的难度由此可知相关工程机械企业还应该加大力度培养精英人才以此确保机电一体化技术能够在工程机械中发挥出最佳的效能 关键词：工程机械;机电一体化;技术应用 机电一体化的运用主要是通过电子控制系统加以实现的电子控制系统应用的好坏直接影响到工程机械的安全性、经济性、施工质量、使用寿命等伴随着科学技术的飞速发展以及微电子技术的出现使得机电一体化技术发生了根本性的改变它也被大面积应用在工程机械领域这不仅改善了机械面貌还显著提高了生产质量并提升了产品性能 1工程机械中机电一体化技术的应用 机电一体化技术涵盖了多方面的内容其中比较重要的有三方面一是机械;二是电子技术;三是计算机 机电一体化可以说是现代计算机技术发展的产物其应用推动了工程机械向着现代化的方向发展其是以机械设备自身所带有的功能为基础融合现代高新科技技术能够满足不同类型的工程机械企业的需求 1.1机电一体化和工程机械的关系 现阶段工程机械较传统工程机械来说各种性能都得到了显著改善如操作舒适性提高;机械功率高且能耗小;可靠性提高;作业精度及作业效率提高等 工程机械各种性能的提高正是因为将机电一体化技术引入到工程机械中使得机械、液压技术和电子控制技术有机结合 目前现代工程机械的许多领域都应用了电子技术表现为应用电子控制装置(系统)这种装置(系统)以微机或微处理器为核心诸如工程机械的状态监控与故障自诊拌和设备称重计量过程的自动控制等 1.2机电一体化对工程机械功能的改进 现代工程施工通常要求工程机械具有较高的性能：1)具备运行状态的监视功能、自动报警及故障自诊功能;2)机械功效高且能耗小;3)技术性价比较高;4)自动化程度及精度越高越好;5)使用成本较低;6)操作安全、简单使用寿命长 下面对现代工程机械的电子(微机)控制系统实现的功能进行说明 1.2.1控制柴油机 发动机排放质量与最低油耗间的矛盾给柴油机技术的深入发展和研究带来了很大的困难 随着电子技术的发展冷风扇的转速随温度的变化自动控制、电子节能液压泵系统减小能耗、根据负荷条件自动调节柴油机油门、电子控制自动变速等装置的应用使柴油机在各种变工况下自动选择能同时满足经济指标和排放指标的最佳喷油定时充分实现节约能源、净化排气、提高效率的目的 1.2.2保证成品的作业精度 电子控制系统应用到工程机械设备上不光使称量精确且过程自动化同时避免了人工测量误差较大的弱点提高成品的作业精度 如混凝土搅拌站的计量过程大多都实现了自动化这种电子计量系统广泛采用微机控制 推土机上采用激光导向和电液伺服控制技术自动控制铲刀的切土深度减少了推土机往返作业的遍数和行程提高了作业精度和作业效率降低了施工成本同时也减轻了操作人员的劳动强度 1.2.3降低能耗提高生产率 传统工程机械的燃料能量利用率仅为20%左右非常低所以提高能量利用率在现代工程机械的发展中势在必行 新型节能控制器(OLLS系统)应用于日本小松公司生产的新型挖掘机上后燃料可节省23%节能效果良好因为该系统能使发动机转矩和泵吸收转矩经常保持在最佳配合状态可有效地利用发动机功率使作业机构动作迅速大大提高了生产率 1.2.4电子监控、自动报警及故障自诊 电子监控和故障诊断专家系统设置各种类型的传感器监控工程机械的发动机、传动系统和液压系统等的运行状态在故障发生之前预先发现问题从而避免损坏机件事故的发生保证作业人员安全 同时能动报警并准确地判断故障发生的位置提供处理方法降低设备维修成本降低设备故障率及停机台次保证设备安全、稳定及长周期运行 如日本三菱Ms160O型矿用液压挖掘机、美国卡特皮勒公司生产的936型装载机等都备有电子监控报警系统 1.2.5作业过程的自动化或半自动化 采用自动化或半自动化控制方式在提高生产率的同时降低了操作者的劳动强度作业精度也不会受到操作人员的技术和生产经验的影响达到提高工程机械的运作效率和质量的目的 例如日本和欧美各国研制的新型挖掘机可实现作业模式自动化工作装置铲斗的形状与运动轨迹可由操作人员预先在在自动化的挖掘轨迹控制板上设定完成后各种传感器将信号将传输到微机控制系统动臂、斗杆和铲刀受到微机系统的控制而按预设定动作完成各种特定形状和断面沟槽和斜面等从而减少操作人员因经验不足产生的误差或事故的发生 1.2.6提高安全性 为了防止了翻车和断臂事故提高作业安全性国外塔式起重机和轮式起重机大多装有微机控制的力矩限制器一旦超负荷立即发出警报 此外国外的许多井下挖掘机采用无线电遥控装置实现无人驾驶使工程机械在有放射性物质污染地区和高温或水下等危险地点上进行作业 2工程机械领域机电一体化的发展趋势 2.1智能化 智能化是机电一体化技术的必然发展趋势其应用需求也越来越高 所谓智能化即立足于相关控制理论将心理学、生理学、计算机网络、运筹学、人工智能等多学科知识运用到工程机械领域使工程机械的操作可以逐渐取代人为操作进一步降低工程预算成本实现更精准的控制满足工程施工的更高要求因此工程机械的智能化仍是大势所趋 2.2微型化 微型化这一概念源于上世纪80年代末期是指机电一体化向微电子机械系统领域发展的趋势 微型机电一体化产品是电子技术与机械技术在纳米尺度上相融合的产物它的特点主要是体积小、耗能低、运动灵活在生物医疗、军事、信息等领域有着不可超越的优越性 现阶段微型机电一体化产品都朝着小于1立方厘米的体积发展甚至是朝着微米、纳米级别发展其瓶颈为微机械技术 2.3网络化 随着计算机网络的普及基于网络的各种远程控制设备可以达到让人们足不出户即可控制多种设备的目标使工程机械的操作更加便捷而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品 工程机械领域中远程控制盒监控技术的快速发展使得机电一体化产品向着网络化方向发展成为必然趋势 2.4节能环保化 随着工业化进程的持续推进人类社会的经济化水平不断提高但与此同时人们赖以生存的环境也遭到了巨大的破坏 进入新世纪以来社会公众对环保的关注和呼声越来越高国家也出台了一系列的相关政策来号召节能减排为适应节约型社会的发展机电一体化产品在使用时不造成资源浪费和环境污染报废后可以回收利用实现绿色化产品概念和绿色化设计制造更能适应今后的市场需求 2.5传感器技术 传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛比如发动机可以通过机油压力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制;沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和