機電一體化技術(shù)在機械工程領(lǐng)域的應用

盧煜

【摘 要】隨著建筑工程的蓬勃發(fā)展，對施工機械的要求也在不斷提高。由于施工的復雜性，施工的安全和效率一直是重中之重。工程機械的相應研發(fā)決定了我國今后在這方面能夠達到的高度。在工程機械領(lǐng)域，機電相關(guān)的高新技術(shù)逐漸不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要，機電一體化應運而生。機電一體化是機電技術(shù)的強大結(jié)合。它被廣泛使用，尤其是在建筑能源機械中。它的作用和意義非同尋常。它不僅促進了機電技術(shù)的研究進程，也相應地促進了機械工程的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】機電一體化；工程機械

1機電一體化技術(shù)與機械工程概述

1.1 機電一體化

機電一體化技術(shù)是一個非常綜合的概念。它不僅充分集成了計算機技術(shù)，而且充分集成了信息技術(shù)、電子技術(shù)和傳感器技術(shù)。結(jié)合組織目標優(yōu)化，以引導系統(tǒng)功能目標為主要原則，合理布局系統(tǒng)各單元，使各單元更加規(guī)范、成熟，更好地發(fā)揮系統(tǒng)的最佳效果。一般來說，所有的功能系統(tǒng)都被稱為機電一體化技術(shù)。

1.2 工程機械

工程機械指一些大型的機械化工程所必須需要利用的機械設(shè)備，對于機械工程這項技術(shù)來說，其應用的范圍是非常廣泛的，不僅包括了國防建設(shè)，而且還涉及到了交通運輸以及礦山生產(chǎn)等領(lǐng)域。隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，工程機械正在逐漸朝著自動化方向以及智能化方向發(fā)展。

1.3 機械工程應用機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

鎖著機械工程發(fā)展速度越來越快，并且對計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及自動控制技術(shù)的有機結(jié)合，使得機械性能有了大幅的的提升，并且其使用效率是非常高的，而且還具有很好的經(jīng)濟性能。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工程機械正在逐漸朝著微型計算機以及比較小的處理器方向發(fā)展，并且對于電控技術(shù)來說，在進行觀察鯨魚的許多領(lǐng)域都得到了非常好的應用，例如電子調(diào)速汽油機、自動攪拌設(shè)備等，這些都是通過電控技術(shù)得以實現(xiàn)的。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，讓人們逐漸認識到提高工作效率的重要性，因此在這種情況下電力電子技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為了必然的趨勢，這樣也可以更好地為我國的工業(yè)發(fā)咋還能做出更大的貢獻。

2機電一體化在機械工程中的運用

機電一體化技術(shù)不僅適用于各類生產(chǎn)型企業(yè)，更因為工程機械的功能的擴張，各種技術(shù)融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的應用環(huán)境也越來越廣泛，在煤礦機械領(lǐng)域，化工機械領(lǐng)域和數(shù)控機床領(lǐng)域尤為突出。

2.1煤礦機械領(lǐng)域

煤礦機械領(lǐng)域到處都有的機電一體化技術(shù)的存在，如由于連續(xù)輸送與長距離帶式輸送機，吞吐量大、效率高、容易實現(xiàn)自動化，和許多其他的優(yōu)點，因此，我國大部分煤礦用帶式輸送機，機電一體化技術(shù)應用于帶式輸送機系統(tǒng)增強抵御外界干擾的能力，從而實現(xiàn)不好環(huán)境的條件下長時間工作。例如，煤炭開采，礦井提升機是一種機電一體化更好的挖掘大型設(shè)備，特別是內(nèi)置提升機，把滾筒和驅(qū)動作為一個整體，極大地簡化了機械結(jié)構(gòu)，是典型的機電一體化設(shè)備，充分反映機械-電氣復雜的計算機自動控制。此外，液壓支架是綜合機械化采煤工作面配套設(shè)備，是目前電動液壓控制方向，計算機技術(shù)和液壓控制的有機結(jié)合，實現(xiàn)恒壓雙向或一組自動移動框架，避免對頂板和支架負載的影響。

2.2化工機械領(lǐng)域

化工生產(chǎn)中，化工機械是電氣和電子控制系統(tǒng)的一部分，質(zhì)量和性能直接影響到機械性能、燃油經(jīng)濟性、可靠性，因此影響施工質(zhì)量，生產(chǎn)效率和使用壽命等?；C械的各種形式的能源和相互轉(zhuǎn)換過程更加復雜，最常見的形式的能量是熱能，機械能、化學能、電磁能量，工作介質(zhì)的性質(zhì)是多變的，如它的組成、成分和形態(tài)的變量等；作業(yè)領(lǐng)域很廣，操作參數(shù)特殊，如：高低電壓、高低速度、高溫和低溫，高粘度等；基于這些特點，機電一體化技術(shù)應用于化工領(lǐng)域可使得化工機械設(shè)備在化學環(huán)境溫度可靠下穩(wěn)定的工作，抗壓強度高、抗老化，使用壽命長，密封性能好，可以防止水分和灰塵侵入；良好的抗沖擊性和抗振性，抗干擾能力強，系統(tǒng)可以在各種干擾下工作可靠。

2.3數(shù)控機床領(lǐng)域

目前，數(shù)控機床正不斷吸收最新技術(shù)成就，向著高可靠性、高柔性化、高精度化、高效率化、多功能復合化、制造系統(tǒng)自動化及設(shè)計CAD化和宜人化等方向發(fā)展。所謂的數(shù)控機床，是用于零件處理，但在機電一體化技術(shù)的應用之后，一個簡單的機器不再是原來的意義。機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床中的應用，使數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度已迅速增加，具體表現(xiàn)為：總線式，模塊化，結(jié)構(gòu)緊湊，采用CPU、主要總線架構(gòu)，系統(tǒng)可提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)的三維加工過程動態(tài)模擬，并引入在線診斷和智能模糊控制；大容量存儲器的應用程序和軟件模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也增強了數(shù)控系統(tǒng)的控制功能，可以實現(xiàn)這一過程中，多通道控制和系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強系統(tǒng)，構(gòu)成一個復雜的處理系統(tǒng)的能力。

3機電一體化在機械工程設(shè)備中的意義

隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展和完善，機電一體化產(chǎn)品的概念已經(jīng)逐步擴大到控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)品制造和過程控制的大系統(tǒng)。機電一體化技術(shù)的發(fā)展最終將使機電產(chǎn)品向多功能化、高效率化、高自動化、高智能化、高可靠性、省材料和省能源的方向發(fā)展。機電一體化技術(shù)應用于工程機械設(shè)備當中，對于機械系統(tǒng)的功能、性能、操縱性和可靠性方面都會產(chǎn)生影響。（1）邏輯聯(lián)系的可編程性以及單個驅(qū)動部件的智能化，是機電一體化系統(tǒng)的功能得到豐富和提高的主要原因，通過軟件的設(shè)計，機電一體化系統(tǒng)可以完成極其復雜的任務(wù)，從而賦予傳統(tǒng)機械產(chǎn)品許多新的功能。（2）機電一體化系統(tǒng)的動力智能化、分散化，不但使傳動鏈縮短，提高了傳動精度，而且使整個機電一體化系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)更為簡單，機械部件數(shù)量減少，使系統(tǒng)的剛度更好，從而使得機電一體化系統(tǒng)的運動特性和動力特性都得到很大的提高。（3）電子技術(shù)的發(fā)展使得操縱系統(tǒng)不再受機械結(jié)構(gòu)的限值，可以將操縱設(shè)備和顯示設(shè)備安裝在任何方便操作的地方，并可以通過互聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)完成遠程操作，提高了危險環(huán)境下操縱的安全性。（4）傳動鏈的縮短和嵌入式電子控制系統(tǒng)的應用，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大幅度簡化，系統(tǒng)的可動部件減少，磨損也大為減少，進一步提高了機械系統(tǒng)的強度、剛度和過載能力，從而提高了可靠性

4機電一體化技術(shù)在機械領(lǐng)域的發(fā)展前景

機電一體化技術(shù)在機械領(lǐng)域的發(fā)展前景包括以下幾點：（1）專用化趨勢不斷加強：隨著機電一體化應用到機械領(lǐng)域的不斷深化，機電一體化技術(shù)表現(xiàn)出明顯的專用化趨勢。（2）智能化不斷加強：近年來，隨著人工智能等新技術(shù)不斷應用到機電一體化領(lǐng)域，機電一體化技術(shù)也呈現(xiàn)了智能化趨勢。（3）能耗低：節(jié)約資源，保護環(huán)境成為全社會的共識，在這種背景下，機電一體化技術(shù)積極加強自身改革，不斷研發(fā)新技術(shù)，把能耗進一步降低。

5結(jié)束語

總而言之，當前機械工程領(lǐng)域的發(fā)展，是跟隨機電一體化技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，機電一體化技術(shù)的發(fā)展不僅僅對機械工程領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要的推動作用，還對社會整體及人們的生活等方面的發(fā)展起到了促進作用，并對經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)、科技、生態(tài)等領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響。因此，應對機電一體化技術(shù)在微型化、智能化、高性能化、綠色化等方面的發(fā)展進行深入的研究，推動相應技術(shù)的成熟發(fā)展，以此來推動機械工程的整體提升。

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