淺談機電一體化技術在工程機械中的實踐

概況：機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)代工程機械正處在一個機電一體化的發(fā)展時代。引入機電一體化技術。目前以微機式微處理器為核心的電子控制裝置在現(xiàn)代工程機械中的應用已相當普及。工程機械，機電一體化技術在工程機械中的應用。
　　現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地扒動了不同學科學的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產(chǎn)品機構、功能與構成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)殿階段。
一、現(xiàn)代工程機械的發(fā)展：
　　現(xiàn)代工程機械正處在一個機電一體化的發(fā)展時代。引入機電一體化技術，使機械、液壓技術和電子控制技術等有機地結合，可以極大地提高工程機械的各種性能，如動力性、燃油經(jīng)濟性、可靠性、安全性、操作舒適性以入作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。目前以微機式微處理器為核心的電子控制裝置在現(xiàn)代工程機械中的應用已相當普及，電子控制技術已深入到工程機式的許多領域，如攤鋪機和平地機的自動找平，攤鋪機的自動供料，拌利設備稱重計量過程的自動控制，挖掘機的電子功率優(yōu)化，柴油機的電子調(diào)速，裝載機、鏟運機變速箱的自動控制，工程機械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診等。隨著科學技術不斷發(fā)展，對工程機械的性能要求不斷提高，電子控制裝置在工程機械上的應用將更加廣泛，結構將更加復雜。特別是，隨著克國進口及國產(chǎn)工程機械保有量的逐年增加，如何用好、管好這些價格昂貴的工程機械，使其發(fā)揮最大的效率，是工程施工部門所面臨的一個重要的問題。為幫助廣大工程機械使用人員、維修人員、管理人員對工程機械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握，現(xiàn)在作簡單的介紹與論述。
二、工程機械具有以下性能：
　　現(xiàn)代工程施工要求工程機械具有以下性能：生產(chǎn)效率且能量損失小，節(jié)約能源：自動化程度高，施工質(zhì)量好，精度高：性能穩(wěn)定，工作可靠、安全，使用壽命長；具有較好的經(jīng)濟性，即高的技術價格比和低的制造與使用成本；操作簡單、輕便，勞動強度低，駕駛員的工作條件好；具有運行狀態(tài)監(jiān)視、故障自診及自動報警功能，能及時準確地指出故障部位，減少停機維修作業(yè)效率。為滿足上述的性能要求，工程機械僅僅依靠機械和液壓技術的進步已顯得力不從心。電子控制技術的發(fā)展及在工程機械上的應用，為工程機械技術的發(fā)展注入了新鮮的血液。機電一體化作為一項高新技術，將其引入到工程機械中，為工程機械帶來了新的技術變革，使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。
　　為滿足上述的性的要求，工程機械僅僅依靠機械和液壓技術的進步已顯得力不從心。電子控制技術的發(fā)展及在工程機械上的應用，為工程機械技術的發(fā)展注入了新鮮的血液。機電一體化作為一項高新技術，將其引入到工程機械小，為工程機械帶來了新的技術變革，使其各種姓能有了質(zhì)的飛躍。
　　目前以微機或微處理器為核心的電子控制裝置（系統(tǒng)）在現(xiàn)代工程機械中的應用已相當普及，電子控制技術已深入到工程機械的許多領域，如攤鋪機和平地機的自動找平，攤鋪機的自動供料，拌利設備稱重計量過程的自動控制，挖掘機的電子功率優(yōu)化，柴油機的電子調(diào)速，裝載機，鏟運機變速箱和自動控制，工程機械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診等。發(fā)表論文，工程機械。隨著科學技術的不斷發(fā)展，對工程機械的性能要求不斷提高，電子（微機）控制裝置在工程機械上的應用將更加廣泛，結構晚霞更加復雜。
三、機電一體化在工程機械中的運用：
　�。ㄒ唬�機電一體化和工程機械的關系
　　現(xiàn)代工程機械正處在一個機電一體化的發(fā)展時代。引入機電一體化技術，使機械、液壓技術和電子控制技術等有機的結合，可以極大地提高了工程機械的各種性能，如動力性、燃油經(jīng)濟性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。
　　（二）機電一體化對工程機械功能的改進
　　目前工程機械的電子（微機）控制系統(tǒng)主要用以實現(xiàn)臺下功能：
　�。�2．1）電子監(jiān)控、自動報警及故障自診
　　即對工程機械的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的動行狀態(tài)監(jiān)控工作中一旦出現(xiàn)異�，F(xiàn)象，能動報警并準確地指出故障部位，從而改善駕駛員的工作條件提高機器的工作效率，簡化設備維護檢查工作降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設備的使用壽命。
　�。�2．2）節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)率
　　傳統(tǒng)工程機械的能量利用率較低，例如液壓挖掘機的燃料能量利用率僅為20%左右，如此低的能量利用率迫使工程機械化的發(fā)展必需品著眼于節(jié)能。小松公司挖掘機所采用的新型節(jié)能控制器（OLLS系統(tǒng)），具有良好的節(jié)能效果燃料可節(jié)省23%；日立公司挖掘機節(jié)能控制系統(tǒng)采用了卡特電子效率控制系統(tǒng)，通過對發(fā)動機和泵的綜合控制，使功率的利用率可達98%，同時生產(chǎn)率也大大提高。
　�。�2．3）柴油機的控制
　　如電子調(diào)速成器、電子油門控制裝置、自動停機裝置、自動升溫控制裝置等。發(fā)表論文，工程機械。
　�。�2．4）提高作業(yè)精度
　　為保證成品料的級配精度，現(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和設備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統(tǒng)，并使計量過程實現(xiàn)了自動化。自動找平系統(tǒng)的應用，使瀝青混凝土攤鋪機的施工質(zhì)量有了較大的提高，路面的平整度可達到0。127MM/3M。采用超聲波技術的自動供料系統(tǒng)，使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié)，進一步提高了攤鋪質(zhì)量。推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃的電子（微機）控制不僅提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率，而且也減輕了操作人員的勞動強度。
　�。�2．5）作業(yè)過程的自動化或半自動化
　　工程機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產(chǎn)率，并減少因操作者的經(jīng)驗不足，對作業(yè)精度的影響。例如，三菱公司的挖掘機設有挖掘軌跡控制系統(tǒng)，操作者在控制板上設定耗鏟斗運動軌跡的形狀后，微機控制系統(tǒng)能夠根據(jù)各種角度傳感器的信號，自動控制動臂、斗桿和鏟刀的運動，實現(xiàn)各種特定形狀和斷面溝槽,斜面的精確挖掘,使挖掘作業(yè)實現(xiàn)了自動化.
四、其它應用：
　　一些國處生產(chǎn)的推土機、裝載機、鏟運機等采用了電子控制的自動變速器，其能夠根據(jù)外負荷的變化情況自動改變傳動系統(tǒng)比，這不僅充分利用了發(fā)。發(fā)表論文，工程機械。動機功率，提高了燃油經(jīng)濟性，而且也簡化了操作，降低了勞動強度。為有效地防止翻車和斷臂事故提高作業(yè)的安全性，現(xiàn)代起重機上廣泛地采用了電子（微機）控制的力矩限制器。為實現(xiàn)無人駕駛，使工程機械能在危險地帶或人無法接近的地點進行作業(yè)，某些國外工程機械上設置了無線遙控裝置。
　　電子系統(tǒng)的可靠性是現(xiàn)代工程機械非常重要的一項性能指標。由于工程機械一般露天作業(yè)，其直接受到烈日的暴曬、雨霧、強風、塵埃等的侵襲，此外還受到強烈的振動和沖擊以及各種電、磁等的干擾，工作環(huán)境非常惡劣，因此電子控制系統(tǒng)應滿足：能在-40℃·80℃的環(huán)境溫度下可靠、穩(wěn)定地工作；抗老化，具有較長的使用壽命；密封性能好，能防止水分和污物的侵入；較好耐沖擊和抗振性能；較強的抗干擾能力，系統(tǒng)能在各種干擾下可靠地工作。
　　工程機械種類繁多，因此各種機型所配備的電器與控制裝置（系統(tǒng)）的組成，數(shù)量及復雜程度等也差別較大。各種自行式工程機械（即靠自身的動力行駛的機械，如壓路機、推土機、攤鋪機等），所配備的電器與控制裝置基本上可分為以下兩大類：
　�。ㄒ唬┸囕v電氣設備
　　這種各種自行式機械應配備的最基本的電器，通常包括以下部分：
　　A、電源：包括蓄電池、發(fā)電機及其調(diào)節(jié)器。B、起動機：用于起動發(fā)動機。C、點火系：用于汽油機、功能是產(chǎn)生電火花，點燃氣缸中的可燃混合氣。發(fā)表論文，工程機械。D、照明及信號設備：包括各種照明和信號燈以及電喇叭、蜂鳴器等，用以保證行駛和施工的人機安全。發(fā)表論文，工程機械。E、儀表：包括燃油表、機油壓力表、水溫表、發(fā)動機轉速表等，用來監(jiān)視發(fā)動機和其他裝置的工作情況。發(fā)表論文，工程機械。
　　（二）電氣、電子（微楊）控制裝置
　　用于實現(xiàn)各種控制功能。例如，攤鋪機的自動找平裝置及供料自控裝置；電控的電子功率優(yōu)化找平裝置及供料自控裝置；電控的電子功率優(yōu)化系統(tǒng)；裝載機、鏟動機變速器的電子控制裝置等。
五、結束語：
機電一體化技術在工程機械中的應用將越來越廣泛，地位也越來越重要，設備使用和管理“以人為本”的原則也說明，作為工程施工中工程機械的使用、維修的管理人員應盡快了解和掌握這門技術，更好地融入科技含量越來越深厚的現(xiàn)代工程施工中。