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、坡度和厚度的路面的要求。
3结语
机电一体化对工程机械具有重要的应用意义，它不仅改善了机械面貌、优化了机械性能，还显著提升了机械运行效率，它和工程机械的融合将成为未来的主要发展趋势。
为不断提升机电一体化水平，完全实现机械化，我们应积极探讨，大胆尝试，勇于改进，最终将工程机械机电一体化推上更高的层面。
参考文献：
[1]王金玉.工程机械机电一体化技术的应用[J].科技创业家，2013
机电一体化技术在工程机械中的应用【2】
摘 要：随着社会发展和科技的不断进步，使人们的生活和工作都发生了改变，这些改变给人们的生活和生产带来了很多的方便。
科学技术在工程领域也有很多的改造，主要是机电一体化，电子和计算机相结合的方式正逐步在机械工业中发展。
关键词：机电一体化;工程机械;应用
随着时间的推移，人们的生产和生活都在发生着很大的改变，尤其是科学技术的不断应用，在很多的领域科学技术都带来了很多的技术改革和改造。
科学技术水平的不断提升形成了很多学科相互交叉和渗透的情况，特别是在工程机械领域，工程机械领域以前的工业生产是以机械电气化为主的，现在，逐渐转变为了机电一体化，这样的转变是由于微电子技术和计算机技术快速发展而形成的，机电一体化使得工程机械企业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化。
一、工程机械具备的性能
随着工程的施工在不断的发生改变，施工的要求也在逐渐的发生改变，这就需要施工的机械要不断提高使用的性能。
工程机械在使用性能上应该做到以下几点：首先，要做到生产效率高并且能耗也要十分的小，这样对于节约能源是十分有利的;其次，工程机械要提高自身的自动化水平，这样在进行施工的时候才能更好的做到施工质量好并且施工的精度也会随之提高;再次，工程机械要具备操作简单而且要具有性能稳定的特点，这样不但可以使得工作人员的劳动强度降低还可以使得工作的安全性得到保障，更加有利于提高工作人员的劳动积极性。
再次，工程机械要具有使用寿命长的性能，这样是为了更好的体现工程机械的经济性，使用的时间越长给企业带来的经济效益越多，但是一定要保证工程机械的使用成本可以控制在一定的范围内。
为了使工程机械具备以上的性能，只是使用原有的工程机械已经无法做到了，所以，对工程机械进行必要的改进是势在必行的。
在工程机械中应用了电子控制技术，使得工程机械向更好的方向发展，与此同时，计算机以及微处理技术也在工程机械中得到了应用，将电子控制技术同计算机技术相结合的方式，使得工程机械逐渐向机电一体化方向发展。
机电一体化的应用使得工程机械的性能得到了很大的提高，并且，随着科学技术的不断发展，工程机械的性能也在逐渐的完善。
二、机电一体化在工程机械中的应用
1.机电一体化与工程机械的关系
现在的工程机械的发展是伴随着科学技术的发展，科学技术在工程机械领域得到了广发的应用，正是这些应用正在使得工程机械在向一个新的方向发展。
在工程机械领域应用机电一体化技术，不但可以提高工程机械的各种使用性能，还可以给施工单位带来更多的收益。
2.工程机械在性能方面的改进
在工程机械领域应用新的科学技术，可以使得工程机械的性能得到很大的提高，使用机电一体化技术使得液压技术和电子控制技术有机的结合，使得工程机械在以下几方面进行改进，分别是在工作的时候电子监控、自动报警及故障自诊的性能;在使用的时候可以节约能源，降低能源的消耗量使得生产效率得到提高;电子控制技术提高了工程机械的作业精度;使用电子控制技术和计算机技术，工程机械在使用的时候实现了半自动化甚至是自动化。
首先是电子监控、自动报警及故障自诊的方面的改进，在工程机械进行工作的时候可以对工程机械的发动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的运行状态进行监控工作，一旦出现异常现象，能动报警并准确地指出故障部位，从而改善驾驶员的工作条件提高机器的工作效率，简化设备维护检查工作降低使用维修费用，缩短停机维修时间，延长设备的使用寿命。
其次是节能降耗，提高生产率，传统工程机械的能量利用率较低，例如液压挖掘机的燃料能量利用率仅为百分之二十左右，在使用了机电一体化的工程机械以后，在能耗和生产率方面都得到了有效的改善。
再次是作业精度方面的改进，为保证成品料的级配精度，现代沥青及水泥混凝土拌和设备广泛采用了微机控制的电子称量系统，并使计量过程实现了自动化。
自动找平系统的应用，使沥青混凝土摊铺机的施工质量有了较大的提高，使得路面的平整度得到了很大的提高。
采用超声波技术的自动供料系统，使沥青混凝土摊铺机的供料实现了自动调节，进一步提高了摊铺质量。
推土机铲刀、平地机刮刀、铲运机铲斗刀刃的电子控制不仅提高了作业精度和作业效率，而且也减轻了操作人员的劳动强度。
最后是作业过程的自动化或半自动化方面的改进，工程机械实现自动化或半自动化控制，可以减轻操作者的劳动强度，提高生产率，并减少因操作者的经验不足，对作业精度的影响。
3.机电一体化在工程机械中应用
一些国外生产的推土机、装载机、铲运机都采用了电子控制的自动变速器，其能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系统比，这不仅充分利用了发动机功率，提高了燃油经济性，而且也简化了操作，降低了劳动强度。
为有效地防止翻车和断臂事故提高作业的安全性，现代起重机上广泛地采用了电子控制的力矩限制器。
为实现无人驾驶，使工程机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业，某些国外工程机械上设置了无线遥控装置。
电子系统的可靠性是现代工程机械非常重要的一项性能指标。
由于工程机械一般露天作业，其直接受到烈日的暴晒、雨雾、强风、尘埃等的侵袭，此外还受到强烈的振动和冲击以及各种电、磁等的干扰，工作环境非常恶劣，因此电子控制系统应满足：能在温差较大的环境下可靠、稳定地工作;抗老化，具有较长的使用寿命;密封性能好，能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力，系统能在各种干扰下可靠地工作。
三、结束语
在现在，机电一体化技术在工程机械中的应用将越来越广泛，它的地位也越来越重要，为了使得机电一体化更好的为施工的单位服务，设备的使用人员和设备的维修人员要充分的掌握这项新的技术，使得企业可以更好的发展。
参考文献：
[1]徐勇.机电一体化系统方案生成及优选研究[J].上海交通大学，2007.
[2]洪涛.工程机械自动变速理论与控制系统研究[J].统计大学，2007.
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