机电一体化技术在工程机械中的应用探讨论文_张泽玖

机电一体化技术在工程机械中的应用探讨论文_张泽玖

摘要:将机电一体化技术应用在机械工程中后,极大的提高了工程的效率,也加快了机械工程企业的现代化发展进程。应用这些技术需要利用很多现代化的设备、信息技术以及互联网技术。计算机的使用范围越来越广,这也推动了机电一体化技术在机械工程中的应用。促进了机械工程行业的发展。本文基于作者自身的实际工作经验,首先简单分析了机电一体化技术在建筑工程机械领域应用的必要性,然后对机电一体化技术在建筑工程机械中的应用现状及发展趋势进行了探讨,以期进一步推动机电一体化技术在工程机械中的普及应用。

关键词:机电一体化;工程机械;必要性;现状;发展趋势

一、机电一体化技术在建筑工程机械领域应用的必要性

“机电一体化技术”从本质上来讲是多项现代科学技术的综合体,例如信息技术、计算机技术、电子技术以及机械技术。国外的机电一体化技术起步较早,而我国由于早些年社会环境、经济实力较为落后,所以到了20世纪70年代机电一体化技术才正式进人我国。不过,近十多年来机电一体化技术在我国的研究发展与普及应用速度非常之快,尤其是机电一体化技术在建筑工程机械当中的应用,使得我国的建筑施工得到了飞跃式的发展。

之所以要在建筑工程机械领域中应用机电一体化技术,是因为现代的建筑工程施工主要依靠于机械设备,这些工程机械设备的性能,将直接对施工效率、施工质量甚至是施工的安全性造成影响,而机电一体化技术以其自身的各种优势,能够对建筑工程机械设备进行高灵敏度的控制,使庞大、复杂的工程机械设备操作变得简单、安全、迅速,并实现其他各种辅助性的功能作用,使建筑施工效率、施工质量以及安全性得到保障。所以,在建筑工程机械领域中应用机电一体化技术是相当必要的,这能够促进我国建筑施工事业整体发展。

二、机电一体化技术在建筑工程机械中的应用现状

在建筑工程机械设备中引进、应用机电一体化技术,能够使机械设备的性能得到非常明显的提升,而建筑工程机械设备的性能提升,又会进一步促进机电一体化技术的应用与发展,这就形成了一个相互促进、相互提升的良胜循环,当前机电一体化技术在建筑工程机械中的应用主要存在于以下几个方面。

2.1降低能源消耗

提高建筑施工产生效率在机械设备投人到建筑施工的早期,虽然减少了人力劳动量,但是由于各方面的技术限制,导致这些建筑工程机械的利用率低下,特别是在能源消耗方面非常高,成本投人相当之高,产出价值与成本投人之间的悬殊,导致了很多工程机械能得到全面的效能发挥。就拿尚未应用机电一体化技术的老师液压挖掘机来说,它在建筑工程施工过程当中,有超过70%的燃料是被无价值消耗的,仅有30%的燃料消耗真正应用到了建筑施工上。而在机电一体化技术被应用后,建筑工程机械的能源消耗大幅度降低,效率明显提升,例如“卡特电子效率节能控制系统”,这套系统具有对发动机、泵进行综合性协调控制的能力,在降低燃料消耗的同时,使液压挖掘机的效能、效率得到更加全面的发挥。

2.2运行状态及故障监控

现代的建筑工程机械设备的构成非常复杂,主要的构成部分包括液压系统、制动系统、工作装置、传动系统以及发动机等等,这些各个组成部分必须协同配合,才能保证机械设备的有效运转。但是由于这些组成部分非常庞大、精密而复杂,所以想要人为的监视其运行状态,或是在发生故障的时候进行诊断判定故障部位、故障原因,都是相当困难的。而在机电一体化技术的支持下,在运行过程当中的建筑工程机械能够对自身的运行状态进行实时的全面监控,并做出自我诊断,在发现有故障或故障危险因素的时候,自动发出警报,提

醒工作人员注意。工作人员能够直接通过显示器或是指示灯,对机械设备整个以及各个组成部分的运行状态进行时刻的监控,清楚掌握工程机械的清况,在其发生故障的时候,也能够通过机电一体化装置对工程机械进行准确、快速的诊断,从而保证机械设备运行的安全性。

2.3优化柴油机控制

提高柴油机的经济性和动力性,降低其排放污染是当前柴油机行业的一项重要战略目标。发动机排放质量与最低油耗间的矛盾,给柴油机技术的深人发展和研究带来了很大困难,因此必须对这两种参变量进行合理的调整平衡。过去,仅将立足点放在燃油耗率的优化上。而从排放物的总体来看,虽有所改善,但为了把发动机燃油耗率调整到最佳点,将导致排放污染物的浓度等级上升。所以,我们应强调发动机必须在燃油耗率优化的同时达到最低的排放等级。传统的供油角度基本固定不变的方法已很难满足上述目标。随着电子技术的发展,采用电子调速器、电子油门控制装置、自动停机装置、自动升温控制装置等,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。

2.4提高建筑工程机械精准度

建筑工程机械的精准度是影响工程施工质量的一点重要因素,在机电一体化技术的帮助下,建筑工程机械能够实现半自动甚至是全自动控制,这一方面能够进一步降低人力成本投人;另一方面还能够提高作业精准度。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如建筑施工过程当中的混凝土拌合,如果由人来进行控制,就非常容易出现配合比不准确的情况,导致混凝土质量达不到设计要求标准,而通过机电一体化自动控制,则能够对配合比进行非常精准的称量与控制,使混凝土达到设计要求,保证施工整体质量。

2.5其他方面的应用

目前,还有许多的建筑工程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,它能够根据外界负荷的变化情况,自动改变传动系统的传动比。这一方面能够进一步提高机械设备能源燃料的利用效率,使发动机的功率得到充分发挥,使工作人员的操作得到简化,降低人力劳动强度;另一方面还能够防止翻车、断臂等机械设备事故出现,使机械设备在运转过程当中的安全性得到提升。另外,由于一些建筑施工的环境条件过于恶劣、危险,现代的很多工程机械利用机电一体化技术都实现了无人操控,这样一来就可以避免工作人员暴露在恶劣的环境条件中。建筑工程机械的工作环境为露天,而且综合条件较为复杂,不论是日常的天气变化,还是地质环境,都会影响到工程机械的正常运转,不过,当前的机

电一体化技术已经较为发达,应用到工程机械中的电子控制系统都能够在零下40摄氏度到80摄氏度的温度区间内正常、稳定的工作,而且抗老化能力强,对各种环境条件的适应力好,能够在环境复杂、条件恶劣的环境中稳定、安全的运行。

三、机电一体化技术发展趋势

机电一体化是当今世界机械工业发展的主要趋向,它的应用与发展已引起工农业、科技、经济、军事等领域。展望机电一体化技术的未来,其发展趋势如下:

3.1 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。智能化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。

3.2微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3.3网络化趋势

网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了翻天覆地的变化。机电一体化新产品一经研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术迅速发展起来,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。这也使机电一体化技术朝着网络化方向发展成为必然趋势。

3.4系统化

系统化的特点之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构,系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。系统化的特点之二是通信功能的大大加强,即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。

4 结语

机电一体化设备是一项新型的产品。其在机械工程中的应用收到了良好的效果 应用机电一体化技术。需要有效的结合计算机以及先进的信息技术。随着科技的不断发展。计算机信息技术也在不断的改进与创新。这也推动了机械工程行业的发展。所以。应用机电一体化技术也引导这机械工程行业未来发展的方向。通过实践发现。机械工程中应用机电一体化技术后。有效的提高了工作人员的效率。由于机电一体化设备具有自动修复的功能。其还提高了机械设备运行的稳定性以及安全性。

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论文作者:张泽玖

论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿

论文发表时间:2016/3/31

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