机电一体化在工程机械中的技术应用分析

2018-12-06王晓亮

商品与质量 2018年37期

王晓亮

山西中煤华利铁新煤业有限公司山西晋中 031300

1 工程机械机电一体化技术的概述

科技的不断进步，工程项目中人力的作用已经逐步的被机械化的设备所替代，工程机械能够帮助人们在施工过程中极大程度的减少施工中的人力成本，提升施工的安全性和运行效率。要想使得工程施工机型的工作效率最大化，就必须要充分的发挥出机械的性能，电子信息应用技术不断的发展推动了机电一体化的发展进程。机电一体化技术是自动化机械技术发展过程中所衍生出来的新型技术，该技术在工程机械中的应用提升了工程机械设备的综合性能力，使得工程机械能够满足各领域的多方面需求。

2 机电一体化技术在工程机械中的应用

2.1 传感器检测技术

传感器检测技术可以把非电量信号转换为电量信号，这是一种电信号转换的功能块，在工程机械中，它能够实现最佳数据的显示与过程控制，现代传感器检测技术是以信息技术和计算机技术系统为基础的，在工程机械中使用传感器可以提高机械设备本体的抗干扰性、灵敏度以及稳定性，同时可以保证设备具有较强的抗冲击能力以及良好的气候适应能力[1]。考虑到工程机械的主要运行特性，它要求传感器具有高密封性和耐磨度。工程机械中车辆的传感器温度控制精度应控制在40°到130°之间，且其变化范围要小于1%。考虑使用高度发达的电子设备将微控制器应用于固态传感器的支撑部件，从而实现工程机械温度补偿功能的标准化与线性化。

2.2 信号处理I/O接口技术

现代工程机械越来越重视各种形式的信号。比如：在机械设备中加入一台微处理器，结合I/O接口技术，实现信息信号的有效处理，使用传感器检测机械设备中的各种信息，进行必要的逻辑分析、判断以及转换，最终全面综合执行机构控制命令。此外，工程机械设备中还增加了自动诊断功能，以实现基于I/O接口技术的信息优化，并通过系统显示、响应和可靠有效的传输实现人机交互过程[2]。

2.3 工程机械故障诊断技术

包含机电一体化系统的新型工程机械具有较低的运行噪音和燃料成本，降低了操作技术人员的工作压力，也使得生产效率得到提升。然而，由于工程机械涉及的技术环节多而广，其出现故障是不可避免的。机电一体化系统中的安全容错技术可以帮助机械设备避免风险。

3 机电一体化技术的作用

3.1 提高施工操作质量和准确性

机电一体化系统集成到工程机械操作体系中后，其性能和功能得到了明显提高，它实现了传统工程机械无法实现的精细微调作业。如推土机、挖掘机的自适应操作、激光自动调平操作、自动换挡操作等。这种新的机电一体化技术大大提高了推土机和挖掘机在大范围内的调平精度，同时操作人员的工作强度也得到了降低。该系统实现了设备的无人远程控制，大大降低了一些危险区域施工作业人员的施工风险因素[3]。

3.2 提高工程机械运行的节能效率

机电一体化系统技术颠覆了传统工程机械的液压传动方式，实现了设备液压传动的自动负载控制，使发动机的输出功率得到提升，合理分配工程机械的液压负荷，满足了更高操作技术需求的应用。以工程机械发动机为例，根据设备温度的变化高低实现自动控制，有效的确保了发动机的热效率始终保持最佳指标，实现了工程机械的整体节能目的。此外，在节能液压系统的基础上，为工程机械建立了电子燃油控制系统，以降低油耗，延长设备的使用寿命，如当工程机械发动机的燃油消耗率会降低到0.23kg/kW·h时，而它的平均热效率却能提高约50%，设备使用寿命将延长18000min或以上。

4 工程机械机电一体化技术的发展

4.1 机电一体化技术的应用向微型化方向发展

为了实现机电一体化技术的可持续发展，应该保证与其产品的安全性和可靠性，通过与网络信息技术的结合，运用微电子技术，进行微型机电一体化设备的生产。微型机电一体化系统属于新型的发展方向，为了迎合时代发展的需求，它逐渐朝着更小的方向发展，将纳米程度上电子技术和机械技术两者相互融合起来，运用体积较小更加灵活的机械设备实行机械生产以外的工作，使得它们能够适用于不同的生产领域，并且发挥出显著的应用效果[4]。

4.2 机电一体化技术系统化的发展

在工程机械对机电一体化进行应用的过程中逐步向着系统化的方向进行发展，其中系统体系结构中还具有模块化及开放性的特点，在运用的过程中，对整体结构方面可以进行灵活的组合，并且可以根据实际情况做出调整。系统化的实现需要对多个子系统进行一定的控制和协调，需要注意对其开展综合性的管理，促进其功能发展的进一步加强。

4.3 智能化的技术发展

智能化是指事物在网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下，能动地满足人的各种需求，智能化是现代人类文明发展的趋势，它的主要职能是帮助人们更加便利地进行生产生活。相比于现在的机械自动化控制技术而言，现代机电一体化技术与其的区别就在于智能化技术方面，如果工程机械中的机电一体化技术能够融入人工智能技术，在今后必然有一个十分广阔的发展前景。