1.山西壶化集团金星化工有限公司 山西长治 047300；山西壶化集团爆破有限公司 山西长治 047300
摘要：现阶段，在火工品生产过程中，通过合理运用机电一体化，能够有效提升设备的压药水平，提升火工品的生产质量。针对机电一体化在火工品压药设备中的应用现状，进行科学合理的分析，并详细介绍分析火工品压药设备机电一体化运用的重要意义、火工品压药设备机电一体化应用要点，希望能够给相关工作人员提供一定的借鉴。
关键词：火工品；压药设备；机电一体化；运用要点
机电一体化是一个新兴的边缘学科，正处于发展阶段，代表着机械工业技术革命的发展方向。一般认为，机电一体化技术是一门跨学科的综合性高技术，是由微电子技术、计算机技术、信息技术、械技术及其它技术相融合而构成的一门独立的交叉学科。本文主要分析火工品压药设备机电一体化运用。
1分析火工品压药设备机电一体化运用的重要意义
如果我们把机械产品和制造机械产品的机械装置统称为机械系统，则机电一体化技术的功能可归结为：提高机械系统的性能，完成传统机械系统不能完成的功能；提高机械系统的智能化程度，使人在更舒适的环境中工作；提高机械系统的可回收性；降低机械系统的原材料消耗；降低机械系统的能耗；降低机械系统对环境的污染，可以看出其中至少有3 条是和环境保护有关的。因此，进入 21 世纪，机电一体化技术的使命是要能提供一种高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、环境舒适和可回收的智能化机械产品，即提供一种能满足可持续性发展的绿色产品[1]。
2国内外机电一体化发展现状
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：第一阶段（又称初级阶段）是 20 世纪 60 年代以前，这一时期人们不自觉地利用电子技术并使之得到比较广泛的承认；第二阶段，机电一体化技术和产品得到了极大发展；第三阶段，各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。机电一体化产品几乎遍及所有制造业领域。在工业发达国家，数控机床占机床总数的30%-40%。工业机器人正向智能化和智能系统的方向发展，数量在未来十年将以 25%-30%的速度增长。智能机器人将逐步进入办公、管理、娱乐、家庭等各个领域。
我国从 20 世纪 80 年代初开始进行机电一体化的研究和应用，国务院成立了电一体化领导小组并将其列为“863 计划”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在制定“九五”规划时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响，许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作。虽然目前国内机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距，但随着新技术革命的迅猛发展，我国加大了对机电一体化技术的研究力度，并将其确定为国家高技术重点研究领域，给予优先支持，并取得了一定的成绩[2]。
3火工品压药设备机电一体化应用要点
3.1选择合理的运行参数
该压药设备总的设计思想是送模、压药、保压与退模等实现机械自动化；压力检测、显示与报警等实现数字监控，将压力检测装置与机械机构有机结合，实现火工品压药设备机电一体化，同时充分考虑安全防护及制造成本。综合各种典型火工品的压药要求，并征求了一些厂家的意见，设备主要参数确定如下：
公称压力：10kN；最大闭合高度：150mm；行程：10～60mm内可调；压药速率：30次/分；压力量程：0～400kg；输出灵敏度：1.5～2mV/V；测量范围：-1999～9999字；测量精度：0.2%Fs±1字；报警方式：2～4限报警，LED指示；报警精度：±1字；电机：YB90s-41.1kW；整机质量：800kg；符合火工品生产安全规范要求。
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。人工智能系统是一个知识处理系统，它包括知识表示、知识利用和知识获取三个基本问题，其最终目标是模拟人的问题求解、推理、学习。人工智能在机电一体化建设中的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。“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，模拟人类的智能，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设备结构的确定与设计
3.2.1自动送模与压药系统结构
隔爆型电机通过减速器经皮带传动带动飞轮转动，飞轮带动曲轴转动，曲轴做旋转运动时带动偏心轮和锥齿轮做同时运动，一路由偏心轮将曲轴的旋转运动转化成滑块的上下往复运动，装在滑块上的压药冲进行压药，保压时间由偏心轮结构及转速决定，为固定值。另一路由锥齿轮和直齿轮将曲轴的转动传送到转柄转动槽轮做间歇送模运动，送模盘和槽轮为一整体，槽轮转一个槽，送模盘送模一次[3]。下行压药及保压时，送模盘处于静止状态。以保证机械传动协调一致。滑块行程次数（即曲轴转速n0）计算：已知：电机转速n=1400rpm；一级皮带传动比i1=1.02；减速器传动比i2=15.50；二级皮带传动比i3=2.62；综合传动效率η≈0.89。
3.2.2压力检测与控制装置结构
压力检测及控制装置由压力传感器与计量显示仪组成。压力传感器安装在下滑块凹槽内。该检测装置信号处理单元如图2所示。压力传感器（采用CH-F2箔式高精度轮辐称重传感器）由计量显示仪（采用WP-C80计量显示仪）向其提供DC12V电源。当滑块向下压药时，压力传感器受压产生压力信号，该信号通过输出线送至计量显示仪，经放大、A/D转换、CPU数据处理后，显示压力数据。若压力高于或低于预置压力的上下限，超出预置范围时，计量显示仪会及时发出声、光报警。
3.2.3安全防护
设计一种机械自动过载保护装置，由本体、调整体、弹簧等构件组成，结构设计新颖，作用可靠，代替手动离合装置，一旦出现设备卡壳、闷车或其它异常情况时，保护系统，以防损坏设备或出现安全事故。设计了双重防护装置，第一道防护层主要材料为防爆玻璃，作用是压药时一旦发生爆炸，很好地抑制爆轰波，有效防止对人员的伤害，减少对设备的破坏；第二道防护层主要材料为有机玻璃，有效防止浮药爆炸对人员的伤害[4]。
另外，由于该设备所用电机及电气、仪表等元件均符合火工品安全规范要求。设计一种负压式吸收浮药装置，有效清除浮药，将浮药自动收集于销爆瓶内，定期销毁销爆。分别采用自动压药机与手扳压力机用于60号雷管装配，其压药高度、压药密度、延时及输出威力等性能有明显区别。由此可以看出，该自动压药机有效提高了火工品装配工艺水平，提高了压药密度一致性及延时、威力等性能，明显提高了良品率和产品实物质量，大大提高了火工品生产的本质安全度。
4结束语：
机电一体化是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。21 世纪，机电一体化技术将成为机械工业的主角，在各方面均可带来显著的经济效益和社会效益。随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势。
参考文献：
[1]董飞.机电一体化在机电控制系统中的应用[J].科技创新与应用，2017，（28）：152-153.
[2]郝巧梅.机电一体化专业课程改革调研报告及改革建议——进行课程整合、实行理实一体的项目教学[J].科技创新导报，2015，（17）：165-166.
[3]姜少杰，裘建新.机电一体化技术设计专用铣床进给机构[J].机械制造，2016，（03）：33-35.
[4]张学舜，毕可俊，张胜，吕仙阳.火工品压药设备机电一体化研究[J].火工品，2015，（03）：13-15.
论文作者:秦少杰1,李翠林2,吴国良1
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/17
标签：机电一体化论文; 机械论文; 设备论文; 技术论文; 系统论文; 压力论文; 曲轴论文; 《建筑学研究前沿》2018年第14期论文;