徐 明

(中铁十八局集团第六工程有限公司，天津 300222)

机电一体化技术在工程机械中的应用探讨

徐 明

(中铁十八局集团第六工程有限公司，天津 300222)

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”。如今，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。本文基于作者自身的实际工作经验，首先简单分析了机电一体化技术在建筑工程机械领域应用的必要性，然后对机电一体化技术在建筑工程机械中的应用现状及发展趋势进行了探讨，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。

机电一体化;工程机械;必要性;现状;发展趋势

一、机电一体化技术在建筑工程机械领域应用的必要性

“机电一体化技术”从本质上来讲是多项现代科学技术的综合体，例如信息技术、计算机技术、电子技术以及机械技术。国外的机电一体化技术起步较早，而我国由于早些年社会环境、经济实力较为落后，所以到了20世纪70年代机电一体化技术才正式进入我国。不过，近十多年来机电一体化技术在我国的研究发展与普及应用速度非常之快，尤其是机电一体化技术在建筑工程机械当中的应用，使得我国的建筑施工得到了飞跃式的发展。

之所以要在建筑工程机械领域中应用机电一体化技术，是因为现代的建筑工程施工主要依靠于机械设备，这些工程机械设备的性能，将直接对施工效率、施工质量甚至是施工的安全性造成影响，而机电一体化技术以其自身的各种优势，能够对建筑工程机械设备进行高灵敏度的控制，使庞大、复杂的工程机械设备操作变得简单、安全、迅速，并实现其他各种辅助性的功能作用，使建筑施工效率、施工质量以及安全性得到保障。所以，在建筑工程机械领域中应用机电一体化技术是相当必要的，这能够促进我国建筑施工事业整体发展。

二、机电一体化技术在建筑工程机械中的应用现状

在建筑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建筑工程机械中的应用主要存在于以下几个方面。

(一)降低能源消耗，提高建筑施工产生效率

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师液压挖掘机来说，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。

(二)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。

(三)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，使柴油机在各种变工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。

(四)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点重要因素，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甚至是全自动控制，这一方面能够进一步降低人力成本投入;另一方面还能够提高作业精准度。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，就非常容易出现配合比不准确的情况，导致混凝土质量达不到设计要求标准，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，使混凝土达到设计要求，保证施工整体质量。

(五)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;另一方面还能够防止翻车、断臂等机械设备事故出现，使机械设备在运转过程当中的安全性得到提升。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。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摄氏度到80摄氏度的温度区间内正常、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。

三、机电一体化技术在建筑工程机械中的应用发展趋势

当前，不论是建筑工程机械本身，还是机电一体化技术，都在不断的发展，在未来机电一体化技术在建筑工程机械当中的应用会更加深入、更加广泛。就当前的实际情况来看，机电一体化技术在建筑工程机械中的应用发展趋势主要有三个方面，一个是智能化，一个是模块化，还有一个是绿色化，照着这个发展趋势发展，未来的建筑施工机械将进一步降低人力劳动成本，效率更高，适用范围更广，且更加节约能源消耗。

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