機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的技術(shù)應(yīng)用分析

王曉亮

山西中煤華利鐵新煤業(yè)有限公司 山西晉中 031300

1 工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的概述

科技的不斷進(jìn)步，工程項(xiàng)目中人力的作用已經(jīng)逐步的被機(jī)械化的設(shè)備所替代，工程機(jī)械能夠幫助人們?cè)谑┕み^程中極大程度的減少施工中的人力成本，提升施工的安全性和運(yùn)行效率。要想使得工程施工機(jī)型的工作效率最大化，就必須要充分的發(fā)揮出機(jī)械的性能，電子信息應(yīng)用技術(shù)不斷的發(fā)展推動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程。機(jī)電一體化技術(shù)是自動(dòng)化機(jī)械技術(shù)發(fā)展過程中所衍生出來(lái)的新型技術(shù)，該技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用提升了工程機(jī)械設(shè)備的綜合性能力，使得工程機(jī)械能夠滿足各領(lǐng)域的多方面需求。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用

2.1 傳感器檢測(cè)技術(shù)

傳感器檢測(cè)技術(shù)可以把非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電量信號(hào)，這是一種電信號(hào)轉(zhuǎn)換的功能塊，在工程機(jī)械中，它能夠?qū)崿F(xiàn)最佳數(shù)據(jù)的顯示與過程控制，現(xiàn)代傳感器檢測(cè)技術(shù)是以信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，在工程機(jī)械中使用傳感器可以提高機(jī)械設(shè)備本體的抗干擾性、靈敏度以及穩(wěn)定性，同時(shí)可以保證設(shè)備具有較強(qiáng)的抗沖擊能力以及良好的氣候適應(yīng)能力[1]?？紤]到工程機(jī)械的主要運(yùn)行特性，它要求傳感器具有高密封性和耐磨度。工程機(jī)械中車輛的傳感器溫度控制精度應(yīng)控制在40°到130°之間，且其變化范圍要小于1%。考慮使用高度發(fā)達(dá)的電子設(shè)備將微控制器應(yīng)用于固態(tài)傳感器的支撐部件，從而實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械溫度補(bǔ)償功能的標(biāo)準(zhǔn)化與線性化。

2.2 信號(hào)處理I/O接口技術(shù)

現(xiàn)代工程機(jī)械越來(lái)越重視各種形式的信號(hào)。比如：在機(jī)械設(shè)備中加入一臺(tái)微處理器，結(jié)合I/O接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息信號(hào)的有效處理，使用傳感器檢測(cè)機(jī)械設(shè)備中的各種信息，進(jìn)行必要的邏輯分析、判斷以及轉(zhuǎn)換，最終全面綜合執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制命令。此外，工程機(jī)械設(shè)備中還增加了自動(dòng)診斷功能，以實(shí)現(xiàn)基于I/O接口技術(shù)的信息優(yōu)化，并通過系統(tǒng)顯示、響應(yīng)和可靠有效的傳輸實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互過程[2]。

2.3 工程機(jī)械故障診斷技術(shù)

包含機(jī)電一體化系統(tǒng)的新型工程機(jī)械具有較低的運(yùn)行噪音和燃料成本，降低了操作技術(shù)人員的工作壓力，也使得生產(chǎn)效率得到提升。然而，由于工程機(jī)械涉及的技術(shù)環(huán)節(jié)多而廣，其出現(xiàn)故障是不可避免的。機(jī)電一體化系統(tǒng)中的安全容錯(cuò)技術(shù)可以幫助機(jī)械設(shè)備避免風(fēng)險(xiǎn)。

3 機(jī)電一體化技術(shù)的作用

3.1 提高施工操作質(zhì)量和準(zhǔn)確性

機(jī)電一體化系統(tǒng)集成到工程機(jī)械操作體系中后，其性能和功能得到了明顯提高，它實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)工程機(jī)械無(wú)法實(shí)現(xiàn)的精細(xì)微調(diào)作業(yè)。如推土機(jī)、挖掘機(jī)的自適應(yīng)操作、激光自動(dòng)調(diào)平操作、自動(dòng)換擋操作等。這種新的機(jī)電一體化技術(shù)大大提高了推土機(jī)和挖掘機(jī)在大范圍內(nèi)的調(diào)平精度，同時(shí)操作人員的工作強(qiáng)度也得到了降低。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的無(wú)人遠(yuǎn)程控制，大大降低了一些危險(xiǎn)區(qū)域施工作業(yè)人員的施工風(fēng)險(xiǎn)因素[3]。

3.2 提高工程機(jī)械運(yùn)行的節(jié)能效率

機(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備液壓傳動(dòng)的自動(dòng)負(fù)載控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率得到提升，合理分配工程機(jī)械的液壓負(fù)荷，滿足了更高操作技術(shù)需求的應(yīng)用。以工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)為例，根據(jù)設(shè)備溫度的變化高低實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，有效的確保了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率始終保持最佳指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了工程機(jī)械的整體節(jié)能目的。此外，在節(jié)能液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為工程機(jī)械建立了電子燃油控制系統(tǒng)，以降低油耗，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，如當(dāng)工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率會(huì)降低到0.23kg/kW·h時(shí)，而它的平均熱效率卻能提高約50%，設(shè)備使用壽命將延長(zhǎng)18000min或以上。

4 工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展

4.1 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用向微型化方向發(fā)展

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該保證與其產(chǎn)品的安全性和可靠性，通過與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的結(jié)合，運(yùn)用微電子技術(shù)，進(jìn)行微型機(jī)電一體化設(shè)備的生產(chǎn)。微型機(jī)電一體化系統(tǒng)屬于新型的發(fā)展方向，為了迎合時(shí)代發(fā)展的需求，它逐漸朝著更小的方向發(fā)展，將納米程度上電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)兩者相互融合起來(lái)，運(yùn)用體積較小更加靈活的機(jī)械設(shè)備實(shí)行機(jī)械生產(chǎn)以外的工作，使得它們能夠適用于不同的生產(chǎn)領(lǐng)域，并且發(fā)揮出顯著的應(yīng)用效果[4]。

4.2 機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)化的發(fā)展

在工程機(jī)械對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行應(yīng)用的過程中逐步向著系統(tǒng)化的方向進(jìn)行發(fā)展，其中系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中還具有模塊化及開放性的特點(diǎn)，在運(yùn)用的過程中，對(duì)整體結(jié)構(gòu)方面可以進(jìn)行靈活的組合，并且可以根據(jù)實(shí)際情況做出調(diào)整。系統(tǒng)化的實(shí)現(xiàn)需要對(duì)多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行一定的控制和協(xié)調(diào)，需要注意對(duì)其開展綜合性的管理，促進(jìn)其功能發(fā)展的進(jìn)一步加強(qiáng)。

4.3 智能化的技術(shù)發(fā)展

智能化是指事物在網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的支持下，能動(dòng)地滿足人的各種需求，智能化是現(xiàn)代人類文明發(fā)展的趨勢(shì)，它的主要職能是幫助人們更加便利地進(jìn)行生產(chǎn)生活。相比于現(xiàn)在的機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)而言，現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)與其的區(qū)別就在于智能化技術(shù)方面，如果工程機(jī)械中的機(jī)電一體化技術(shù)能夠融入人工智能技術(shù)，在今后必然有一個(gè)十分廣闊的發(fā)展前景。

5 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代化的工程機(jī)械發(fā)展過程中，機(jī)電一體化技術(shù)有著十分廣泛的應(yīng)用，不但能夠使得傳統(tǒng)的工程機(jī)械提升了使用性能，而且也在一定程度上提升了工程機(jī)械運(yùn)行效率，使得工程機(jī)械能夠在更低的資金消耗下完成更高的工程目標(biāo)。