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摘要:现代建筑的高度越来越高,结构越来越庞大,施工过程也就相应的变得复杂起来,同时加上节约人力成本、保证施工安全的需要,各种建筑工程机械已经成为了建筑施工的“主力成员”。机电一体化技术在建筑工程机械当中的应用,进一步提高了建筑工程施工的效率、质量及安全性。本文对机电一体化技术在建筑工程机械中的应用进行了探讨,以期进一步推动机电一体化技术在工程机械中的普及应用。
关键词:机电一体化;工程机械;应用
前言
随着我国经济发展步伐的加快,必然会加大对科技的投入,而科研力量的壮大,又进一步推动了经济的发展,这是一种相辅相成的现象,是科技与经济之间的良性循环。随着对机械工程技术研发力度的不断加强,机械工程方面需要更高的应用技术,因此,在信息技术、自动化技术等不断发展的情况下,一体化技术应运而生,并且在机械工程中应用得更加广泛。
1机电一体化的基本概念论述
1.1机电一体化的基本概念
机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域,其定义版本较多,其中一种较为权威的定义表述如下:机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中,应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等,把机械系统的控制中心进行集成化,并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信,一般来说,机电一体化技术也是一门交叉学科技术,涉及到的主要技术有通信技术,机械技术,微电子技术,电力电子技术等,机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来,形成一个整体并内嵌入机械系统中。
1.2机电一体化技术的基本特征
(1)应用的广泛性:机电一体化技术由于涉及的技术较多,是一门涉及多学科的交叉技术,正是由于这一特点,使得机电一体化技术应用十分广泛,已经远远超出了机械工程的应用范畴。
(2)具有很强的逻辑性:由于机电一体化的核心任务就是把各种技术合理融合,应用到机械领域中,把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体,也就是形成一个统一的整体,从这个层面来说,机电一体化技术具有很强的逻辑性,或者说拥有很强的系统性。
(3)机电一体化具有很强的最优化建模理论:机电一体化技术经过多年的发展,已经形成完整的最优化理论体系,相关算法可以参阅相关文献,限于论文篇幅,在这里不再累述。
2机电一体化技术在建筑工程机械中的应用
在工程机械设备中引进、应用机电一体化技术,能够使机械设备的性能得到非常明显的提升,而建筑工程机械设备的性能提升,又会进一步促进机电一体化技术的应用与发展,这就形成了一个相互促进、相互提升的良性循环,当前机电一体化技术在工程机械中的应用主要存在于以下几个方面:
2.1降低能源消耗,提高建筑施工质量与效率
在机械设备投入到建筑施工的早期,虽然减少了人力劳动量,但是由于各方面的技术限制,导致这些建筑工程机械的利用率低下,特别是在能源消耗方面非常高,成本投入相当之高,产出价值与成本投入之间的悬殊,导致了很多工程机械未能得到全面的效能发挥。
就拿尚未应用机电一体化技术的老式液压挖掘机来说,它在建筑工程施工过程当中,有超过70%的燃料是被无价值消耗的,仅有30%的燃料消耗真正应用到了建筑施工上。而在机电一体化技术被应用后,建筑工程机械的能源消耗大幅度降低,效率明显提升,例如“卡特电子效率节能控制系统”,这套系统具有对发动机、泵进行综合性协调控制的能力,在降低燃料消耗的同时,使液压挖掘机的效能、效率得到更加全面的发挥。
2.2运行状态及故障监控
现代的建筑工程机械设备的构成非常复杂,主要的构成部分包括液压系统、制动系统、工作装置、传动系统以及发动机等等,这些各个组成部分必须协同配合,才能保证机械设备的有效运转。但是由于这些组成部分非常庞大、精密而复杂,所以想要人为的监视其运行状态,或是在发生故障的时候进行诊断判定故障部位、故障原因,都是相当困难的。而在机电一体化技术的支持下,在运行过程当中的建筑工程机械能够对自身的运行状态进行实时的全面监控,并做出自我诊断,在发现有故障或故障危险因素的时候,自动发出警报,提醒工作人员注意。工作人员能够直接通过显示器或是指示灯,对机械设备整个以及各个组成部分的运行状态进行时刻的监控,清楚掌握工程机械情况,在其发生故障的时候,也能够通过机电一体化装置对工程机械进行准确、快速的诊断,从而保证机械设备运行的安全性。
2.3优化柴油机控制
提高柴油机的经济性和动力性,降低其排放污染是当前柴油机行业的一项重要战略目标。发动机排放质量与最低油耗间的矛盾,给柴油机技术的深入发展和研究带来了很大困难,因此必须对这两种参数变量进行合理的调整平衡。过去,仅将立足点放在燃油耗率的优化上。而从排放物的总体来看,虽有所改善,但为了把发动机燃油耗率调整到最佳点,将导致排放污染物的浓度等级上升。所以,我们应强调发动机必须在燃油耗率优化的同时达到最低的排放等级。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。随着电子技术的发展,采用电子调速器、电子油门控制装置、自动停机装置、自动升温控制装置等,使柴油机在各种变化的状况下自动选择能同时满足经济指标和排放指标的最佳喷油定时。
2.4提高建筑工程机械精准度
建筑工程机械的精准度是影响工程施工质量的一个重要因素,在机电一体化技术的帮助下,建筑工程机械能够实现半自动化甚至是全自动化控制,这一方面能够进一步降低人工成本投入,从而达到降低成本的目的;另一方面还能够提高作业精准度并提高工作效率和质量。比如建筑施工过程当中的混凝土拌合,如果由人来进行控制,就非常容易出现配料比率不精准,搅拌不均匀的情况,导致混凝土质量达不到施工标准和设计要求,而通过机电一体化自动控制,则能够对配合比进行非常精准的称量与控制,使混凝土达到试工质量标准和设计要求,从而保证施工整体质量。
2.5其他方面的应用
目前,还有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,它能够根据外界负荷的变化情况,自动改变传动系统的传动比。这一方面能够进一步提高机械设备能源燃料的利用效率,使发动机的功率得到充分发挥,使工作人员的操作得到简化,降低人力劳动强度并可降低人工成本;另一方面还能够防止翻车、断臂等机械设备事故的出现,使机械设备在运转过程当中的安全性得到整体提升。另外,由于一些建筑施工的环境条件过于恶劣、危险,现代的很多工程机械利用机电一体化技术都实现了无人智能机器操控,这样一来就可以避免工作人员暴露在恶劣的环境条件中,从而达到减少安全事故的发生。建筑工程机械的工作环境为露天,而且综合条件较为复杂,不论是日常的天气变化,还是地质环境,都会影响到工程机械的正常运转,不过,当前的机电一体化技术已经较为发达,应用到工程机械中的电子控制系统都能够在零下40℃到80℃的温度区间内正常、稳定的工作,而且抗老化能力强,对各种环境条件的适应力好,能够在环境复杂、条件恶劣的环境中稳定、安全的运行。
3结语
综上所述,机电一体化设备是一项新型的产品,也是计算机人工智能化和全自动科学技术发展相结合的产物,其在机械工程中的应用收到了良好的效果。应用机电一体化技术,需要有效的结合计算机以及先进的信息技术,随着科技的不断发展,计算机信息技术也在不断的改进与创新,这也推动了机械工程行业的发展。
参考文献:
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[3]王学梅.机电一体化系统中的智能控制技术[J].科技与企业,2012(20)