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摘要:现代国内的各种设施建设越来越多,每个工程都需要各种各样的工程机械,工程机械设备工作效率的提高,可以节省社会资源,提高工程的质量。因此,工程机械机电一体化技术近年来受到了推崇,各个方面的研究相继开展,也取得了一些不错的成果,产生了一些经济效益。本文对应用机电一体化技术对工程机械的改良做了简单的阐释,并对未来可能出现的新的发展方向进行了简单的分析,供读者参考。
关键词:工程机械;机电一体化技术;应用和发展
前言
目前,一些用到工程机械的行业在施工的过程中,往往还存在着施工效率低、安全隐患多、施工精度不够等诸多的问题。如果应用机电一体化技术,将会很有效的解决目前的面临的种种困境。笔者探讨现存问题的同时,给出了三个可能是未来发展的方向。希望可以对广大读者带来灵感。
1.应用机电一体化技术对工程机械的改良
1.1保证施工精度
随着电子技术水平的日新月异,工程机械设备也得到电子技术带来的很大的便利,工程机械设备的性能得到了很大的提升。工程机械机电一体化技术的使用有效避开了人工测量随机误差偏大的缺点;而且可以将过去单一的机械式操纵系统很难实现的精细操纵自动化技术实现,使复杂的又需要高度熟练操纵的人工操纵作业变得简单化,降低了一些职业的门槛,最终达到了提高成品的作业精度的目的。比如,当我们在推土机上添加激光导向和电液伺服控制技术后,铲刀切土的深度会得到自动的控制,推土机的工作效率将会大幅的提升,需要的工时会相应的减少,有助于减少施工成本和节省施工时间,而且还降低了施工人员的工作强度。
1.2降低能耗提高生产率
在过去传统的工程机械使用中,燃料的能量利用率很低,大概在20%左右,在地球能源的日渐枯竭的背景下,人们迫切需要提高能量利用率,这已经成为现代工程机械的一个新趋势。比如,市场上新兴的节能控制器(OLLS系统),通过使发动机转矩和泵吸收转矩相互配合,最大可能的利用发电机的功率,从而将此系统的能耗减少了大约23%,很大程度上地提高了生产率。这个例子给我们带来了启发,对柴油机效率地控制也是异曲同工。我们可以让柴油与空气更多的接触,使其得到充分的燃烧,或者是采用电子技术根据负荷条件自动调节柴油机的油门,在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时,将柴油输出时的能量损失达到最低水平,提高柴油机的输出功率。此外,电子控制系统通过对机械设备运行状态地检测以及诊断,可以灵活的改变调控设备功率,达到提升效率降低能耗的目的。
1.3电子监控及故障自诊
在平时的机械设备使用中,各种故障不可避免地会出现,它们的出现不仅仅影响了工作效率,更严重的是埋下了极大的施工安全隐患。为了能够避免或减少故障的发生,保护作业人员和设备的安全,我们可以采用电子监控技术对工程机械的发动机、传动系统和液压系统等的运行状态进行监视,通过各种类型的传感器可以将这种理念实现。当外界的施工环境或机械自身发生故障时,监控设备就会立即停止运行设备,到达及时保护人员和维修设备的目的。目前,由于种种原因电子监控技术只在推土机、挖土机、装载机等这类工程机械中使用。此外,塔式起重机和轮式起重机大多装有微机控制的力矩限制器,一旦超负荷立即发出警报。从而可以防止翻车和断臂事故,提高了作业安全性。在一些危险地区(放射性物质污染地区和高温或水下等)工作的设备,电子监控及故障自诊可以减少由设备问题引发的事故,保证工作人员的安全。
2.工程机械中机电一体化技术的发展
2.1传感器技术
虽然国内的工程机械中机电一体化技术还有较大的提升空间,但是我们不能忽略的事实是,我国的工业技术越来越全面。比如传感器技术日益发展成熟,可以为我国的一体化技术发展所用。传感器将检测物状态改变的实时分析,转化为有一定规律的信号,进行输出。因为这个工作原理,传感器在机械设备中得到了用武之处。比如,工业电子秤利用力学传感器检测被测物质压力的改变,来进行重物称量工作;发动机可以使用机油压力传感器或者冷却水温度传感器来进行发动机运转状态的检测和控制;沥青摊铺机上使用的传感器,可以有效的解决摊铺机在工作时难以自动找平和行走速度不稳定的问题,还可以使得摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面符合相关的技术要求。此外,虽然传感技术水平随着信息技术的发展得到了显著地提升,而且使用市场越来越广阔,但是在实现多样化与智能化发展的方向上还有很长的路需要走,希望传感技术可以发展的越来越好,从而进一步推动我国工程化的建设发展。
2.2电子控制理论
随着电子控制理论的日益完善,很多领域都出现了它的影子,其在工程机械方面同样可以有所作为。自动技术在机械设备上的应用以及推广,受到了微电子技术的飞速发展的促进影响,而且该项技术渐渐成为研究领域的热点问题。此外,系统智能化的发展也受到电子理论的影响,如在它的指导下进行的相关系统设计,设计后的系统仿真等。自动控制技术在工程机械作业的控制和操纵方面得到广泛的应用,例如:摊铺机应用基于CAN总线的工程检测系统,实现自动找平、行驶速度和车辆转速控制。现在,这种系统控制方法和自适度、模糊控制方法,在一些西方发达国家的工程机械行业已经得到了大面积的使用。
2.3计算机与信息处理技术
展望未来,计算机和信息处理技术是发展当仁不让的助力。计算机是现代化中发展必不可少的设备,是信息社会中必不可少的工具。社会数字信息化水平越来越高,人工智能技术应运而生,给人们的生活带来了便利。在人们的研究中发现,人工智能与工程机械机电一体化十分的契合,如果这种结合得到了很好的发展,那么未来的机械设备将具备一定的思维、判断能力,将会颠覆传统的生产理念,整个施工作业的过程会变得简单高效,最主要的是大大减少了人力的投入。
另外计算机处理技术在对信息输入、识别、变换、运算、存储及输出等等方面有很大的帮助,对机械设备工作中产生的各种数据可以有效地进行采集整理,方便以后对设备的调整维护,也有助于机械设备的高效运行。但是,不得不让人注意的是,这个领域的很多研究尚且不够成熟,比如人机接口衔接的智能化,可控编程的标准化技术等。希望有关科研人员可以攻克技术难题,创造带来更好的发展前景。
3.结语
综合种种情况来看的话,机械设备工作效率的提高和改进问题已经摆在我们面前,需要广大科研工作者努力解决。此外我们也应该清楚的认识到,我国的工程机械机电一体化技术还有待提高,同西方发达国家还有一些差距,但是笔者坚信随着中国科学技术水平的继续提高,这一技术必将取得突破性的进展。
参考文献:
[1]丁芙蓉.机电一体化技术在现代工程机械中的应用与发展[J].中国高新技术企业,2013,24(10):168——169.
[2]索小娟,陈光伟,王娜.工程机械机电一体化技术的应用与发展[J].科技传播,2013,27(23):122——123.