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試論機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2014-07-07 11:02

  摘要:隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展,并廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域。而工程機(jī)械的電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量與性能的優(yōu)劣又直接影響到工程機(jī)械的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。
   關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;工程機(jī)械;電子控制
   隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及對(duì)產(chǎn)品性能要求的不斷提高,電子控制系統(tǒng)在工程機(jī)械中所占的比重將會(huì)越采越大,其功能將會(huì)越采越強(qiáng),應(yīng)用范圍也將越來越廣,而其復(fù)雜程度也隨之提高,這樣就對(duì)使用與維修人員提出了更高的要求。
   機(jī)電一體化技術(shù)從70年代中期開始在國(guó)外工程機(jī)械上得到應(yīng)用。80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起,推動(dòng)了工程機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計(jì)算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在工程機(jī)械上的應(yīng)用,從根本上改變了工程機(jī)械的面貌,極大促進(jìn)了產(chǎn)品性能的提高,使工程機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。以微機(jī)或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)目前在國(guó)外工程機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及,并已成高性能工程機(jī)械不可缺少的組成部分。工程機(jī)械的機(jī)電一體化和智能化將是今后的發(fā)展方向。
  1、目前工程機(jī)械的電子(微機(jī))控制系統(tǒng)主要用以實(shí)現(xiàn)如下功能:
  (1)電子監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診
  即對(duì)工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控,工作中一旦出現(xiàn)異,F(xiàn)象,能動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位,從而改善駕駛員的工作條件,提高機(jī)器的工作效率,簡(jiǎn)化設(shè)備維護(hù)檢查工作,降低使用維修費(fèi)用,縮短停機(jī)維修時(shí)間,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
  (2)節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)率
  傳統(tǒng)工程機(jī)械的能量利用率較低,例如液壓挖掘機(jī)的燃汕能量利用率僅為20%左右,如此低的能量利用率迫使工程機(jī)械的發(fā)展必須著眼于節(jié)能。日本小松公司挖掘機(jī)所采用的新型節(jié)能控制器(OLLS系統(tǒng)),具有良好的節(jié)能效果,燃汕可論文聯(lián)盟節(jié)省23%;日本日立公司挖掘機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)采用了卡特電子效率控制系統(tǒng),通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和泵的綜合控制,使功率的利用率可達(dá)98%,同時(shí)生產(chǎn)率也大大提高。
  (3)柴油機(jī)的控制
  如電子調(diào)速器、電子油門控制裝置、自動(dòng)停機(jī)裝置、自動(dòng)升溫控制裝置等。
  (4)提高作業(yè)精度
  為保證成品料的級(jí)配精度,現(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和設(shè)備廣泛采用了微機(jī)控制的電子稱量系統(tǒng),并使計(jì)量過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。自動(dòng)找平系統(tǒng)的應(yīng)用,使瀝青混凝土攤鋪機(jī)的施工質(zhì)量有了較大的提高,路面的平整度可達(dá)到0.127MM/3M。采用超聲波技術(shù)的自動(dòng)供料系統(tǒng),使瀝青混凝土攤鋪機(jī)的供料實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)節(jié),進(jìn)一步提高了攤鋪質(zhì)量。推土機(jī)鏟刀、平地機(jī)刮刀、鏟運(yùn)機(jī)鏟斗刀刃的電子(微機(jī))控制,不僅提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率,而且也減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
  (5)作業(yè)過程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化
  工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制,可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)率,并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足,對(duì)作業(yè)精度的影響。例如,日本三菱公司的挖掘機(jī)設(shè)有挖掘軌跡控制系統(tǒng),操作者在控制板上設(shè)定耗鏟斗運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀后,網(wǎng)站源碼下載,微機(jī)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)各種角度傳感器的信號(hào),自動(dòng)控制動(dòng)臂、斗桿和鏟刀的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)各種特定形狀和斷面溝槽,斜面的精確挖掘,使挖掘作業(yè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。
  (6)其他應(yīng)用
  一些國(guó)外生產(chǎn)的推土機(jī)、裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等采用了電子控制的自動(dòng)變速器,其能夠根據(jù)外負(fù)荷的變化情況自動(dòng)改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)比,這不僅充分利用了發(fā).動(dòng)機(jī)功率,提高了燃油經(jīng)濟(jì)性,而且也簡(jiǎn)化了操作,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。為有效地防止翻車和斷臂事故,提高作業(yè)的安全性,現(xiàn)代起重機(jī)上廣泛地采用了電子(微機(jī))控制的力矩限制器。為實(shí)現(xiàn)無人駕駛,使工程機(jī)械能在危險(xiǎn)地帶或人無法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè),某些國(guó)外工程機(jī)械上設(shè)置了無線遙控裝置。
  電子系統(tǒng)的可靠性是現(xiàn)代工程機(jī)械非常重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)。由于工程機(jī)械一般露天作業(yè),其直接受到烈日的暴曬、雨霧、強(qiáng)風(fēng)、塵埃等的侵襲,此外還受到強(qiáng)烈的振動(dòng)和沖擊以及各種電、磁等的干擾,工作環(huán)境非常惡劣,因此電子控制系統(tǒng)應(yīng):滿足:能在—40℃·80℃的環(huán)境溫度下可靠、穩(wěn)定地工作;抗老化,具有較長(zhǎng)的使用壽命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;較好耐沖擊和抗振性能;較強(qiáng)的抗干擾能力,系統(tǒng)能在各種干擾下可靠地工作。
  工程機(jī)械種類繁多,因此各種機(jī)型所配備的電器與控制裝置(系統(tǒng))的組成,數(shù)量及復(fù)雜程度等也差別較大。各種自行式工程機(jī)械(即靠自身的動(dòng)力行駛的機(jī)械,如壓路機(jī)、推土機(jī)、攤鋪機(jī)等),所配備的電器與控制裝置基本上可分為以下兩大類:
  2、車輛電氣設(shè)備
  這是各種自行式機(jī)械應(yīng)配備的最基本的電器,通常包括以下部分:
  (1)電源包括蓄電池、發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器
  (2)起動(dòng)機(jī)用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)
  (3)點(diǎn)火系用于汽油機(jī),功能是產(chǎn)生電火花,點(diǎn)燃?xì)飧字械目扇蓟旌蠚?
  (4)照明及信號(hào)設(shè)備包括各種照明和信號(hào)燈以及電喇叭、蜂鳴器等,用以保證行駛和施工的人機(jī)安全。
  (5)儀表包括燃油表、機(jī)油壓力表、水溫表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表等,用來監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)和其他裝置的工作情況。
  3、電氣、電子(微機(jī))控制裝置
   用于實(shí)現(xiàn)各種控制功能。·例如,攤鋪機(jī)的自動(dòng)找平裝置及供料自控裝置;電控的電子功率優(yōu)化系統(tǒng);裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)變速器的電子控制裝置等。
   綜上所述,機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用將越來越廣泛,地位也越來越重要,設(shè)備使用和管理“以人為本”的原則也說明,作為工程施工中工程機(jī)械的使用、維修和管理人員應(yīng)盡快了解和掌握這門技術(shù),更好地融人科技含量越來越加深厚的現(xiàn)代工程施工中。


本文編號(hào):1188


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