机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用分析

发表时间:2021/8/26   来源:《工程管理前沿》2021年7卷第4月第12期   作者:吴文高 程龙
[导读] 在科技的支撑下,机电一体化技术也更加完善,并且应用领域不断拓展,尤其在现代工程机械中的应用,取得了十分显著的效果,并且有着广泛的发展前景。
        吴文高 程龙
        临沂市技师学院   276000
        摘要:在科技的支撑下,机电一体化技术也更加完善,并且应用领域不断拓展,尤其在现代工程机械中的应用,取得了十分显著的效果,并且有着广泛的发展前景。不仅推动了现代工程机械领域的进步,而且对社会的发展也起到了重要的促进作用。本文以现代工程机械为例,探究机电一体化技术的应用,仅供大家参考。
        关键词:机电一体化技术;工程机械;发展;运用
        引言:在现代工程机械领域中,在计算机技术、电子技术的推动下,转变了传统的电气化机械模式,机电一体化发展趋势更加显著。机电一体化技术属于综合性技术形式,融合了自动控制技术、信息技术以及计算机技术等先进的现代技术,其在机械工程中的应用和发展具有广阔的前景。
        1机电一体化技术的发展概述
        20世纪60年代,机械产品与电子技术初步结合,提升机械产品的自动化水平,但受当时电子技术水平的限制,导致机电一体化技术的应用效果并不十分理想。而机电一体化技术的快速发展,则主要集中在20世纪七八十年代,在控制技术、计算机技术的支撑下,实现了机电一体化技术的快速发展。至20世纪90年代,该技术以智能化为主要发展方向,同时机电一体化技术也形成了以微机电以及光机电为代表的两个分支,在光纤技术以及人工智能技术的支撑下,进一步完善了机电一体化技术形式,使其应用效果更加显著。在未来,机电一体化技术将会得到更加快速的发展,及时也会更加完善,并且在现代工程机械中的运用效果也会更加显著。
        2机电一体化技术在工程机械中的运用
        机电一体化技术的运用,实现了对机械的电子控制,这对于改善机械性能,提升机械运行的可靠性与安全性等方面具有十分重要的意义,同时也在很大程度上促进了机械生产效率的提升。目前,对该技术的应用主要表现在以下几个方面:
        2.1运用机电一体化技术对工程机械进行监控
        借助该技术,可以实现对工程机械的有效监控,如针对工程机械液压系统的监控、针对工程机械传动系统的监控等。运用机电一体化技术对工程机械进行监控,帮助人们实时掌握工程机械的运行状况。同时,在工程机械出现异常的情况时,则会进行自动报警,既能提醒技术人员第一时间进行维修,也能帮助技术人员准确判断故障位置,极大地提升了工程机械故障维修的效率和效果,避免因维修效率低而影响正常的生产效率。
        2.2运用机电一体化技术实现工程机械的节能
        工程机械能耗高是其主要的特点,以往工程机械的运行,对于能源的综合利用率比较低,以液压挖掘机作为案例,其对于燃料的综合利用率只有20%左右,因此这种情况会给我们造成很多的燃料和资源浪费。除了普通的液压式挖掘机外,其他的工程机械也都普遍有这方面的问题,因此,工程机械节能问题还有待于解决。而对于机电一体化技术的广泛应用,则更好地实现各种工程机械的节能,例如,借助于节能控制器,可以帮助使得液压式挖掘机达到更好的节能效果,可以为挖掘机节省约25%的燃料。再比如,应用卡特电子效率控制系统,可以极大地提升挖掘机的功率利用率,提升效果能够达到98%左右。由此可见,合理运用机电一体化技术,对于工程机械的节能性提升具有十分重要的意义。
        2.3运用机电一体化技术调控发动机
        在工程机械中,发动机是动力来源,同时也是主要耗能系统,对发动机的调控,能够促进发动机功率的提升,同时也有助于降低发动机的能耗。而借助机电一体化技术,则可以实现对发动机更加科学合理的调控。

例如,借助自动升温控制装置以及电子油门控制装置等,可以实现对发动机的科学调控,进一步优化发动机的性能,为工程机械的稳定运行奠定基础。
        2.4运用机电一体化技术提升工程机械作业精度
        借助机电一体化技术,能够实现对工程机械的自动化控制,有助于提升其作业精度。例如,在混凝土搅拌过程中,对混凝土原材料的比例要求较高,如果采用人工投料的方式,一方面会消耗大量的人力资源,另一方面也难以保证配比的科学性。而借助危机控制电子秤称量系统,则可以实现对原材料的自动化计量,确保混凝土配比的科学性。再比如,在沥青混凝土摊铺机上运用自动找平系统,可以借助该系统自动控制摊铺投料量,有助于提升摊铺机作业施工的质量,可以将路面的平整度提升至0.127MM/3M。除此之外,在摊铺机中还可以运用自动供料系统,借助该系统可以自动调节供料过程,确保供料的连续性,以免影响正常的施工进度。由此可见,技术的运用,能够显著提升工程机械的作业精度,有效规避了因人为失误对作业质量的影响。
        2.5机电一体化技术在工程机械自动化与半自动化作业中的应用
        工程机械自动化与半自动化作业是工程机械发展的主流趋势,有助于提升工程机械作业的精度和效率。而借助机电一体化技术,则能够显著提升工程机械的自动化水平。例如,在挖掘机中应用挖掘轨迹控制系统,借助该系统,人们只需要通过计算机设定铲斗的运动轨迹便可以实现挖掘机的自动作业。不仅不再需要工作人员进行操控,而且还能更好地保障挖掘的精度。
        2.6其他应用
        在工程机械中对机电一体化技术的运用十分广泛,比如将自动变速器应用到装载机或者推土机等工程机械之中,借助自动变速器,可以实现对传动系的传动比能结构的自动调整,有助于提升工程机械发动机的功率。这既有助于提升工程机械的性能,也能减少工程机械运行过程中的能耗。
        3机电一体化技术在工程机械中的发展
        通过上文的分析我们可以认识到机电一体化技术的应用能够有效改善工程机械性能,提升其发动机功率,减少能耗,并促进工程机械作业精度的提升。由此可见,机电一体化技术的应用效果十分显著,而未来,对技术的应用将会越来越广泛,并且会朝着更加智能化、微型化以及高性能化的方向发展。对于智能化来讲,机电一体化技术的发展,需要以控制理论为基础,而控制理论也是智能化的重要体现,智能化水平的提升,必将会进一步拓宽机电一体化技术运用的范围,同时还会促进工业控制技术的运用和实施效果。就微型化而言,通常意义上是泛指体积大约在1立方厘米以内的机电一体化产品,这种微型机电一体化产品在工业和科技领域中有着广泛的适应,尤其对于医疗以及信息技术等领域的应用更为广泛。其不仅具有较强的灵活性,而且还能极大地降低能耗。就高性能化来讲,主要是指效率高、可靠性高以及精度高等。以CNC系统为例,该系统以多CPU结构与多总线进行连接,该系统在性能、效率以及可靠性方面均有良好的表现,因此借助该系统可以实现对多任务操作系统的同时处理,可以更好地保障生产效率。
        结束语:机电一体化技术属于综合性技术形式,将其运用在工程机械之中,对于工程机械性能、作业精度以及节能效果的提升均具有十分重要的意义。因此机电一体化技术有着十分显著的应用效果,并且该技术将会朝着微型化、智能化以及高性能化的方向发展,因此机电一体化技术将会更加完善,同时也会在工程机械中发挥更大的作用,不仅能够推动工程机械性能的完善,而且还可以替代更多的人工操作,减少人力资源的消耗。随着科技的发展,机电一体化技术也将更加完善,因此应用前景更加广阔。
        参考文献:
[1]武文佳. 基于SolidWorks&LabVIEW的虚拟原型机电一体化设计技术研究[D].西安电子科技大学,2012.
[2]马浩旻. 中职机电一体化专业“任务驱动教学法”的探索和实践[D].浙江工业大学,2016.
[3]刘金涛,翟昱尧. 机电一体化技术在智能制造中的发展与应用[J]. 科技创新与应用,2020,(18):174-175.
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