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机电一体化技术在工程机械中的应用张丽英

发表时间：2020/6/19 来源：《基层建设》2020年第6期作者：张丽英

[导读] 摘要：工程机械的性能、自动化程度及经济适用性直接关系到工程的整体质量和施工进度。机电一体化技术在科技的推动下，得到了长足的发展，被广泛应用到工程机械中，在提高工程机械的运行效果、安全性和可靠性方面发挥了巨大作用，同时也提高了工作效率，保证了施工质量，得到广大业内人士的肯定。

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        摘要：工程机械的性能、自动化程度及经济适用性直接关系到工程的整体质量和施工进度。机电一体化技术在科技的推动下，得到了长足的发展，被广泛应用到工程机械中，在提高工程机械的运行效果、安全性和可靠性方面发挥了巨大作用，同时也提高了工作效率，保证了施工质量，得到广大业内人士的肯定。本文从目前我国机电一体化发展现状入手，简要阐述了机电一体化在工程机械中的实际运用，且对机电一体化的未来发展趋势进行了展望，以期促进机电一体化在工程机械中的发展与进步，进而推动工程机械与现代科技实现完美融合的目标。
        关键词：机电一体化技术；工程机械；应用
        引言
        工程机械在长期的实践发展中进一步得到优化和改进，而随着现代化进程的逐步加快，对工程机械的各项性能和相关技术标准提出了更高的要求。机电一体化技术在工程机械中的应用推广，给工程机械注入了新的活力和科技含量，使得工程机械的监控功能、节能水平、及运行的稳定性显著增强，在一定程度上延长了设备使用周期，为企业创造了更大的经济效益。
        一、机电一体化技术在建筑工程机械领域应用的必要性
        机电一体化技术实际就是各种现代技术相结合所形成的新型技术，该技术在信息技术、计算机技术、机械电子技术等方面都有所涉及。该技术在国外已经较为成熟，但是我国由于自身发展的各种原因，在 20 世纪的七十年代才将这种技术初步引入到国内的机电领域。不过就目前我国对机电一体化技术应用的现状来看，随着几十年来的发展，该技术在我国不断被完善，目前已经逐渐成熟，尤其是在工程机械的应用当中，为我国的建筑施工单位提供了更为高效的施工设备。将机电一体化技术应用到工程机械中是必然的发展趋势，因为机械设备对建筑施工来说是极为重要的，设备的性能直接影响着施工的质量、进度以及施工过程中的安全性，而机电一体化技术的应用不但可以很好地满足这些需求，同时还可以降低施工的难度，提高施工的安全性，为建筑施工的安全性和施工进度以及质量都作出了充分的保障，从而对我国建筑行业的发展产生积极的影响。
        二、机电一体化技术在工程机械中的发展过程
        机电一体化技术的发展主要经历了三个阶段，第一阶段是 20 世纪 60 年代之前。该阶段人们开始尝试利用计算机技术来改进和完善机械工程制造产品，因历史因素，当时机械工程产品与电子技术相结合的产品在二战中被大量应用。虽然当时电子信息技术的发展还不成熟，机械工程产品与电子信息技术的结合程度不高，但是那些产品的研发和制造很大程度地推动了民用技术产品的发展。第二阶段是 20 世纪七八十年代，该阶段也是机电一体化技术的快速发展时期。同时期的通信技术与计算机技术等都处于快速发展阶段。当微型计算机和集成电路规模化生产时代来临时，机电一体化技术在工程机械中的应用具备了更好的环境，并且该技术在现代机械工程中的应用受到世界各国的广泛关注。20 世纪 90 年代至今，机电一体化技术迎来了第三个阶段，该时期的机电一体化技术中融入了通信与光电等技术，并不断朝着智能化的方向发展。
        三、机电一体化在工程机械中的应用
        （一）优化柴油机控制
        在机电一体化在工程机械应用中，虽然排放物的质量比从前有了一点改善，但是并没有将这方面充分考虑在改进的内容中，只考虑降低油耗，导致污染物排放量增加，所以对这两者进行协调是极为重要的，传统的供油角度基本固定不变的方法已很难满足上述目标。柴油机在运行过程中排放出的大量气体会影响到空气及环境质量，并且具有能源消耗高，噪音大等特点。为了实现柴油机运行过程的低能耗、低噪音、无污染的目标，重点处理好发动机排放质量与最低油耗间的关系，因此必须对这两种参变量进行科学的配置调整，使柴油机可以根据不同的情况进行自动控制和调节。

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机电一体化在柴油机的应用主要体现为增设了电子提速器、电子油门、自动升温控制、自动停机装置等方面。实践表明，掌握喷油量和喷油时刻的最佳状态，是降低柴油机能源消耗和减少废气排放的有效途径。柴油机燃油喷射系统通过机电一体化技术的改进后，有效提高了喷油压力，降低了柴油燃烧过程中的能源消耗，优化喷油定时，且具有噪音低，对环境污染小等特点。ECU 接收到操纵者及各种传感器传达的指令后,通过精确运算处理将执行信息输出至执行器，以此实现对燃油喷射量和喷油定时的合理管控。
        （二）运行状态及故障监控
        现代的工程机械设备的构成非常复杂，它是由不同的结构单元共同发挥作用综合而成。在实际工作中，这些组成部分必须互相作用，协调联动，才能保证机械设备正常工作。其中任何一个环节或部位发生问题，都会影响到整个设备的有效运转，因此，必须对其运行状况进行即时监控，并且在发生故障时能够及时诊断。对于这样复杂而又精密的工程机械来说，单靠人工监测是很难实现即时监控和故障诊断的。工程机械引入机电一体化技术后，可对自身运行状态进行 24 小时即时监控和故障诊断，机电一体化的监控系统一旦发现问题或其他影响设备运行的危险因素就会自动发出警报，工作人员可根据监控系统提供的信息进行故障查询和处理，从而节省了维修时间提高了工作效率，同时改善了驾驶员的工作条件，缩短了停机维修时间。
        （三）提高建筑工程机械精准度
        机电一体化技术应用到建筑工程机械上，不但使建筑工程机械的性能得到进一步的完善和提升，同时也促进了机电一体化技术在相关领域的应用和发展。建筑工程机械的精准度关系到工程的施工质量，机电一体化技术实现了建筑工程机械的半自动或全自动化控制，降低了人工投入，同时也避免了因人为操作导致的误差。另外机电一体化技术的应用使工程机械作业的精准度显著提高，有效提高了施工质量和施工进度，降低了企业施工成本。
        （四）其他方面的应用
        在计算机技术迅猛发展和广泛应用的今天，机电一体化技术也发展到了一个新的高度，且应用范围越来越广。目前许多的建筑工程机械都采用了电子控制的自动变速器，例如铲运机、推土机以及装载机，它可以实现对传动系统的自动化控制，能够根据外界实际情况对传动系统的传动比进行合理管控，不仅降低了设备工作期间的能源损耗，同时使发动机的功率显著增强。另一方面降低了工作人员的劳动强度，避免了翻车、操作失误造成的安全隐患，提高了机械设备运转过程中的安全性。另外，机电一体化技术可实现工程机械的无人操控，对于一些恶劣复杂的施工环境，工程机械可不受外界环境的干扰，能够健康稳定的运转，既保证了施工质量和进度，同时又节省了大量的人力。
        结语
        从以上论述我们得知，机电一体化技术在工程机械中的广泛应用，既是现代工程机械创新和改革的必然趋势，又是为了满足现代工业施工的多种要求，适应形势发展的未来发展走向。基于现代工程施工的基本要求，即节能、高效、精确度高、质量好、安全等特点，为实现以上要求，传统的工程机械和液压技术进步必将不能满足现代工程发展的需要，机电一体化技术的迅速发展实现了工程机械技术结构与功能结构质的飞跃，使工业生产不断向科技化、自动化、稳定化方向迈进。
        参考文献：
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        [3]聂海燕.机电一体化技术在现代工程机械中的应用[J].南方农机,2019,50(24):166+200.
        [4]邱庆军.探究机电一体化在工程机械中的技术应用[J].决策探索(中),2019(11):39-40.