论机电一体化在工程机械上的应用与发展论文_周松芝,蒋慧楠

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摘要:现阶段各项科学技术的更新以及发展,机电一体化技术已经在工程机械上得到了非常广泛的应用,对提升工程机械效能以及质量方面有着非常重要的意义,因此需要人们给予机电一体化在工程机械上应用一定的重视,增加对机电一体化技术的研究,使机电一体化应用和工程机械的应用实现更好的结合,促进我国工程机械的进一步发展。

关键词:机电一体化;工程机械;应用;发展

1引言

机电一体化技术在工程机械领域已经进入了一个实践阶段,未来将继续朝着更高的发展阶段发展。建筑机械使用施工过程的过程中,遵循“以人为本”的设备使用和管理原则,为了更好地融入科技越来越高浓度的现代工程建设中,它必须要求有关维护和管理人员理解和掌握机电一体化技术。

2机电一体化系统概述

机电一体化系统的主要功能是实现动力和运动的转换和传递,动力功能是向系统提供动力,能量应与动力和运动的传递和转换相匹配。使系统得以正常运转。对整个系统的内部信息、外部信息加工处理,控制系统实现正常运转,并实现其工作目的。机电一体化装置及系统由以机械部分、信息检测控制部分和驱动单元等为主体部分组成,如图1所示。

图1 机电一体化系统组成

此系统在电动驱动方式下,利用部分信息处理指令,规定的运动即可在驱动执行部分作用下完成。检测部分将检测到的信息送回信息处理与控制部分,作为发送信息的依据。传动部分由光杆、滚珠丝杠副组成,驱动部分由电机组成,信息处理和控制部分作为信息处理和控制的核心,它将传感器检测的信号,根据一定的算法,对数据和信息进行存储、变换等处理,并通过接口向执行机构发出执行命令,完成规定的动作,同时,电源部分为系统提供所需的动力和能量。

3机电一体化在工程机械中的应用

3.1工程机械作业精度控制

在工程机械众多操作中,成品的精密度非常重要,其中核心参数如果出现了误差,直接对产品性能有一定影响,但是如果能够有效利用机电一体化技术,就能够对整体操控过程的参数进行控制。比如,在混凝土搅拌环节中,如按照传统技术来测量原材料的重量就会产生误差,而在微机控制电子称量系统中,就可以对所有原材料做出精准测量,大大减少误差。在修建路面作业中,可以利用自动找平系统使路面建设更加平坦工整。超声波技术融入到自动供料系统中,在自动供料过程种使摊铺质量达到最大保证。

3.2工程机械自动化以及半自动化作业的应用

自动化以及半自动化的应用大大降低了工作人员的工作强度,提高了生产效率。对于一些工作经验不足的人来说,自动化技术可减少操作过程中的失误,从而确保精密度。日本三菱公司对挖掘机设置进行研究后,把挖掘轨迹控制系统安装在挖掘机上,并通过运动轨迹进行进一步设定,利用微机控制系统对动臂杆以及铲刀的运动进行自动化控制,从而使挖掘作业更为精确这样做的优势使挖掘机在作业操控中,参数更加准确。

3.3在采煤机上进行机电一体化数字控制技术应用

机电一体化采煤机是煤矿机械在机电一体化数字控制技术应用上的典型案例,与传统的采煤机相比,机电一体化采煤机有着更加突出的特点。第一,机电一体化采煤机在牵引性上更为优越,可以在采煤机行动过程中提供强大的牵引力,同时还能够克服设备上的阻力,使采煤机在下滑的过程中也可以进行发电制动,将机械上的电力返回电网中去。第二,可以再较大的倾斜角度上进行工作,由于在机械当中电动机在轴端位置安装有制动设备,可以有效的防止机械在大斜角上工作出现下滑,而在机电一体化的采煤机中,制动力可以达到标准电动机规定的1.5~2倍之间,因此机电一体化的采煤机可以在40°的倾斜角度上进行工作而不再需要其他的防滑辅助设备。第三,机电一体化采煤机在运行上更加可靠安全,能够拥有更长的使用年限。与传统的采煤机不同,机电一体化采煤机除了在电刷以及整流设备上有所磨损,在其他的零部件上并不出现磨损,所以会拥有更长的使用年限,降低了维修成本。第四,机械控制能力强,有着灵敏的反应能力,可以在正常的运行中进行及时调控,发挥出设备的动态性能,有效的避免了采煤机出现过载运行的情况。第五,设计简单,工作效果好,在机电一体采煤机中,内部的结构相对简单,尤其是在传动装置上,过去的转换效率只能达到70%,而机电一体化采煤机的能量转换效率高达99%。

3.4其他应用

装有电子控制的自动变速器,随着外负荷的变化自动改变传动系统传动比,在提高燃油经济性同时还最大程度利用了发动机的功率,与此同时,操作更加简易化,劳动强度也有所降低。起重机上大力使用电子控制的力矩限制器,在提高安全性能和防止事故发生上起到一定作用。另外,在操作危险的环境以及技术人员无法实施操控作业情况下,外国就这种情况在一些工程机械设备上装有无线操作遥控装置。对于工程机械而言,电子系统的可靠性是毋庸置疑的。由于工程机械操作环境的限定,烈日暴晒、雨雾强风、沙尘暴等等都是操作过程中经常遇到的外部环境因素,除了恶劣的环境外,还存在电以及磁强烈的冲击和震动。对于这些棘手的问题,电子控制系统可有效快速解决,保证操控的安全性和可靠性。

4机电一体化下工程机械应用发展趋势

机电一体化技术在和工程机械相结合之后,大大促进了工程机械的生产力水平提高,而在未来的技术进一步升级下,对工程机械的发展就会有进一步的促进。未来的工程机械在机电一体化的技术支持下,就会向着智能化的方向迈进,我国在工程机械的智能化发展方面的水平还相对比较低,还需要从技术上提高应用水平,要向着高智能化的方向迈进。智能化的发展目标实现,是将机电一体化的技术水平提高的重要结果,如将机器人和数控机床的结合,就是对智能化技术的应用,并将数学以及计算机和运筹学等综合性的知识进行了有机结合,从而提高了工程机械的整体技术水平。

机电一体化下的工程机械的发展,在技术的不断升级下,以及和时代的发展要求相结合,工程机械的应用就会向着绿色化的方向迈进。当前的科学技术对人们的影响愈来愈大,在实际生活当中能源的消耗问题愈来愈突出,节约能源以及环境保护就在各个行业中得到了重视,机电一体化技术在工程机械领域当中的应用,就要充分重视绿色化发展的目标实现,降低能源的消耗以及降低污染的程度,这是未来我国的工程机械领域发展的重要方向,也是对机电一体化技术应用发展的重要要求。

工程机械的应用过程中人们对生产水平的提高有着更高的要求,机电一体化的技术应用在网络化的发展目标实现方面就显得格外重要。工程机械的微型化以及网络化的发展,就成为未来的发展方向。工程机械的微型化发展的是将电子技术以及纳米尺度等进行了融入和,把机电一体化的产品体积缩小,将系统的运行灵活性的特点充分的体现,通过精细化的技术应用就能提高工程机械的应用性能。在网络化技术的广泛应用下,对工程机械的发展也有着很大促进作用,这也是提高工程机械生产力水平的重要举措。

未来的机电一体化在工程机械当中的应用发展,会向着系统化的方向迈进,这就要求系统结构的开放和模式化总线结构的应用作为重点,保障系统的组态灵活,只有将这些发展目标得以实现,就能促进我国整体的工程机械的发展进步。

5结束语

机电一体化同时也被称作是机械电子学,是现阶段自动化技术发展可以达到的最高阶段,机电一体化技术指的是将精密机械技术、控制技术、信息技术、微电子技术、电工电子技术以及机械技术展开有机的结合并且将其应用到实际生活中的一项综合性技术,现如今机电一体化已经在人们的各项生产生活中得到了非常广泛的应用,在工程机械上也不例外。

参考文献

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[3]秦威尔.机电一体化在工程机械上的应用与发展[J].黑龙江科技信息, 2017(06):108-109.

[4]杨丽.机电一体化系统在机械工程中的应用分析[J].电子测试,2017 (01):71+73.

论文作者:周松芝,蒋慧楠

论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期

论文发表时间:2018/10/1

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