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科普 | 工程机械中机电一体化技术的运用

日期: 2019-08-05
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1 机电一体化在工程机械运行中的具体应用

1.1 提高工程机械精确度

      将机电一体化技术应用于工程机械施工中能有效调整施工准确度,具体表现在电子控制系统中。把电子控制系统应用于工程机械中,可使称量数据更准确,进而解决旧式人工操作所产生的误差,把自动化称量应用于实践中,促进工程机械施工的顺利进行。同时,机电一体化技术在工程机械中的应用还能减少人力工作量,节省资金成本,增强工程施工现代化水平。

1.2 进行实时监控

        现代工程机械设备构造复杂,设备组成包括了传动系统、制动系统、工作装置与液压系统等,且不同的组成部分彼此配合,方可使机械设备正常运转。不过因这些组成庞大、精密且复杂,若要人为的对其运行情况进行监视,或在故障发生后进行故障原因、故障部位的诊断必然有一定困难。但若得到机电一体化技术的支持,即可对机械工程子系统实施动态电子监控,若产生故障或故障危险因素,电子控制系统则会自行启动报警系统来引起相关施工人员的重视,甚至部分较先进的机电一体化系统还能对设备故障给予自动处理与清除,使实时修复技术成为可能,保证了工程机械设备的正常运转,避免因设备运行故障问题而影响工程进度。

1.3 机电自动化应用


        工程机械在开展自动化应用前,主要依靠人工操作,存在不少的不安全因素,而应用自动化后,则使安全操作系数明显提升。自动化能让工程机械在无人操控的状况下正常工作,且主体部分还可依照系统工作情况发出相应指令,对整个系统进行调整。机电一体化的自动化能进行数据准确传输,提高信息处理精准性,还能减少人为错误,提高工作效率。例如,在工程机械生产精密零件时,应做好零件各参数的控制,通过机电工程一体化系统能保证零件更精密,自动化系统可结合所设定参数完成零件的制造,同时还能检测出其中的不合格产品,提高产品质量。

1.4 实现低耗能高效率


      就传统工程机械而言,其在使用期间普遍有着生产效率低下,生产耗能偏高等一系列问题。不过在经济发展与时代进步后,人们对生产的要求明显提升,以往的传统工程机械生产方式已无法满足新时代的发展要求,所以在工程机械发展中机电一体化得到了大力应用,能借助电子控制系统来达到调整施工功率的目的,实现节能,降低了工程机械运行期间的资源消耗,提高了生产效率,满足了现代社会经济发展背景下的整体需求。

1.5 分布式控制系统


       和集中式控制系统的区别在于,分布式控制系统属于一对多的控制与指挥,由于分布式控制系统功能相当强大,并且相当安全,因而分布式控制系统变成了机电一体化的主流技术。在通常情况下,结合具体情况即可将分布式控制系统分作两级、三级或更多级。此外,因测控技术的深入发展,分布式控制系统也在原有基础上进行了极大创新,现今分布式控制系统所具备的在线最优化、实时调度等功能,慢慢变成了一种集测、控、管等为一体的综合性系统,增强了工程机械设备的可靠性。

1.6 其他应用


       机电一体化技术在其它领域的工程机械中也得到了广泛应用,如为了提高发动机功率,工序优化,降低能耗,减少工作量而在推土机、装载机、铲运机等设备中所应用的自动变速器;为了提高作业安全性在起重设备里所应用的力矩限制器;为了在恶劣工作环境、危险环境或人员不能到达之处驾驶而用到的无线遥控装置等。又如在化纤行业工程机械中的广泛应用,精密卷绕控制系统里,控制系统主要由金属导纱器电机、变频器与高强度摩擦辊构成,另附加测速拧制器与传感器共同构成,此类工程机械里,卷绕筒子通常应用积极式传动,卷绕交叉角不断变化,又在筒子和导丝器的往复频率间为一固定比值。总之,机电一体化在工程机械领域的一系列应用,主要都是为了保证工程机械能正常运行,属于机械工程发展的一种趋势。

工程机械中机电一体化技术的运用

2 工程机械中机电一体化技术的发展方向

       在现代工业生产中,有效应用机电一体化技术,可使产品生产质量水平得到有效提高,特别是在工程机械生产上,伴随科学技术的改革和创新,工程机械设备慢慢朝系统化、智能化和微型化方向发展

2.1 机电一体化技术向微型化方向发展

        在现代科学技术日益发展与进步的同时,又将机电一体化技术推向了微型化发展方向,而所谓的微型化典型特征即为相应的电子设备产品尺寸相当小,通常情况下,体积不足1m3。此类微型设备产品性能普遍较高,和正常机电一体化技术设备产品相比,微型机电一体化技术设备产品除了能耗低、体积小外,还有灵活性强的优点,在工程机械设备产品中得到了广泛应用。

2.2 机电一体机化技术向系统化方向发展

        所谓的系统化是指工程机械结构方面具备相应的模块化性质,在系统运行中,机械设备产品可灵活重组,同时结合工程具体施工情况,随意给予组合,提高机械设备产品的实用性。另外,在工程机械设备产品系统化水平提高之际,为了可在某种程度上对机械设备所有子系统展开有效控制,还应增强其综合性能,使工程机械产品各方面性能均得到提升。

2.3 机电一体化技术向智能化方向发展

      伴随数字化进程的加快,在工业生产中,通过工程机械设备产品的改革与创新,又相继研发了人工智能技术和机电一体化技术彼此结合的工程机械设备产品,和人工智能机器人展开联合应用,使机械设备整体质量和性能均得到了提高。另外,工程机械设备向智能化方向发展的这个过程中,依靠人工智能与先进计算机设备,让工程机械设备产品低能耗与高效率生产目标得到实现,还提升了工业生产整体质量水平。未来机电一体化技术还将实现与网络信息技术和传感器等的有效融合。

2.3.1 与网络信息技术的融合

      和机电一体化有关的技术与产品,唯有完善功能与提高质量,方可在市场中站稳脚跟且快速普及。因网络信息技术的发展,将我们带到了信息化时代,网络技术在各行各业中均得到了广泛应用,其和机电一体化技术的有效融合也属于时代发展的趋势,而这必将推动远程监控技术的发展。

2.3.2 与传感器的融合

      当前,传感器也在工程机械里得到了大范围的应用。较典型的有:发动机内安装机油压力传感器等装置来对发动机工作状态进行调控,还可对设备工作状态给予实时监控。在沥青摊铺机内安装传感器,既能实现自动找平,还能做到匀速前进,进而达到平整度标准。现今,传感器技术的发展,为可靠度、精准度提出了更高要求,信息采集必然会向集约化、多样化方向发展。可见,今后传感器会被广泛应用于工程机械中,若能实现机电一体化技术和传感器的融合,在提高设备性能上必将更胜一筹。

2.3.3 与网络信息技术的融合

      为推进机电一体化技术的可持续发展,需先确保和其相应产品的安全性与可靠性,如此方可增强机电一体化的市场竞争力,拓展其使用范围。机电一体化技术唯有和网络信息技术进行更深层次的融合,才可顺应时代发展潮流,这也是实现远程监控的必经途径。

总之,在社会经济发展中,机电一体化的优势得到挖掘,使用价值逐渐凸显,且在工程机械中得到了大力应用,改变了机械面貌,使机械性能得到最大优化,实现了节能降耗,发展前景可观。微型化、系统化、智能化是机电一体化技术今后的主要发展方向,但这一目标与方向的实现过程必然不易,但我们仍应大胆尝试,敢于改进,引入大量先进技术,多学习和借鉴西方国家在这方面的先进做法,注重机电一体化人才培养,确保机械工程在机电一体化技术推动下得到更大发展,提升机械设备工作效率,增强工程企业整体经济效益。




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