郭亞兵+李超
摘 要:現(xiàn)代建筑的高度越來越高,結(jié)構(gòu)越來越龐大,施工過程也就相應(yīng)的變得復(fù)雜起來,同時加上節(jié)約人力成本、保證施工安全的需要,各種工程機(jī)械已經(jīng)成為了建筑施工的"主力成員"。如今,機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械當(dāng)中的應(yīng)用,進(jìn)一步提高了工程施工的效率、質(zhì)量及安全性。本文基于作者自身的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),首先簡單分析了機(jī)電一體化技術(shù)的概況,然后對機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行了探討,以期進(jìn)一步推動機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的普及應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化技術(shù);工程機(jī)械
1 工程機(jī)械中機(jī)電一體化的概況
機(jī)電一體化技術(shù)從20世紀(jì)70年代中期開始在國外工程機(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)展方向現(xiàn)代工程施工中,工程機(jī)械的性能、自動化程度及其經(jīng)濟(jì)性等可直接影響到施工工藝的好壞: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。電子控制系統(tǒng)已成為現(xiàn)代工程機(jī)械技術(shù)水平的一個重要依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及對產(chǎn)品性能要求不斷提高,電子控制系統(tǒng)在工程機(jī)械中所占的比重將會越來越大.其功能將會越來越強(qiáng),應(yīng)用范圍也將越來越廣,而且其復(fù)雜程度也隨之提高,這樣就對使用與維修人員提出了更高的要求。
2 機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用
1、機(jī)電一體化和工程機(jī)械的關(guān)系
現(xiàn)代工程機(jī)械正處在一個機(jī)電一體化的發(fā)展時代。引入機(jī)電一體化技術(shù),使機(jī)械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)等有機(jī)的結(jié)合,可以極大地提高了工程機(jī)械的各種性能,如動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。
2、機(jī)電一體化對工程機(jī)械功能的改進(jìn)
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)臺下功能:
(1)電子監(jiān)控、自動報(bào)警及故障自診
即對工程機(jī)械的發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的動行狀態(tài)監(jiān)控工作中一旦出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,能動報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障部位,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)維修時間,延長設(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)的燃料能量利用率僅為20%左右,如此低的能量利用率迫使工程機(jī)械化的發(fā)展必需品著眼于節(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)能效果燃料可節(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),通過對發(fā)動機(jī)和泵的綜合控制,使功率的利用率可達(dá)98%,同時生產(chǎn)率也大大提高。
(3)柴油機(jī)的控制
如電子調(diào)速成器、電子油門控制裝置、自動停機(jī)裝置、自動升溫控制裝置等。發(fā)表論文,工程機(jī)械。
(4)提高作業(yè)精度
為保證成品料的級配精度,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)了自動化。自動找平系統(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強(qiáng)度。
(5)作業(yè)過程的自動化或半自動化
工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動化或半自動化控制,可以減輕操作者的勞動強(qiáng)度,提高生產(chǎn)率,并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足,對作業(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)動軌跡的形狀后,微機(jī)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)各種角度傳感器的信號,自動控制動臂、斗桿和鏟刀的運(yùn)動,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)了自動化.
3、其它應(yīng)用
一些國處生產(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變速器,其能夠根據(jù)外負(fù)荷的變化情況自動改變傳動系統(tǒng)比,這不僅充分利用了發(fā)。發(fā)表論文,工程機(jī)械。動機(jī)功率,提高了燃油經(jīng)濟(jì)性,而且也簡化了操作,降低了勞動強(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)械能在危險地帶或人無法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè),某些國外工程機(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:
第一,車輛電氣設(shè)備。這種各種自行式機(jī)械應(yīng)配備的最基本的電器,通常包括以下部分:
A、電源:包括蓄電池、發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器。B、起動機(jī):用于起動發(fā)動機(jī)。C、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?。發(fā)表論文,工程機(jī)械。D、照明及信號設(shè)備:包括各種照明和信號燈以及電喇叭、蜂鳴器等,用以保證行駛和施工的人機(jī)安全。發(fā)表論文,工程機(jī)械。E、儀表:包括燃油表、機(jī)油壓力表、水溫表、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表等,用來監(jiān)視發(fā)動機(jī)和其他裝置的工作情況。發(fā)表論文,工程機(jī)械。
第二,電氣、電子(微楊)控制裝置。用于實(shí)現(xiàn)各種控制功能。例如,攤鋪機(jī)的自動找平裝置及供料自控裝置;電控的電子功率優(yōu)化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)、鏟動機(jī)變速器的電子控制裝置等。
3 結(jié)束語
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、維修的管理人員應(yīng)盡快了解和掌握這門技術(shù),更好地融入科技含量越來越深厚的現(xiàn)代工程施工中。
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