淺析機電一體化在工程機械中的應用

趙鵬輝 張汝庭 鄭少軍 馬艷艷

摘 要：20世紀80年代作為工程機械行業的核心技術，機電一體化技術得到了高速發展，尤其是在微處理技術、微型計算機、檢測與傳感技術、信息處理等多個高新技術方面為工程機械發生革命性的發展提供了有利的保障。從而在根本上改變了工程機械的整體面貌，從多個層面都極大的促進了產品性能的快速提高，使得工程機械進入了一個全新的發展階段。

關鍵詞：機電一體化；工程機械；電子控制

由于社會的高速發展，現代工程的復雜程度越來越高，而且對工程施工中的要求也越來越高。而工程機械的整體性能和自動化程度會直接影響到施工工藝的好壞，而工程機械的機電一體化控制系統部分質量與性能的優劣又直接影響到工程機械的動力性、經濟性、可靠性、施工質量、生產效率及使用壽命等。所以，現實的需要極大的促進了機電一體化的迅猛發展。

以微機或微處理器為核心的電子控制系統目前在國外工程機械上的應用已相當普及，并已成高性能工程機械不可缺少的組成部分。工程機械的機電一體化和智能化將是今后發展的兩個重要方向。

一、由于機電一體化的高速發展，現代工程機械全面進入了一個全新的發展時代。通過引進機電一體化技術，使液壓技術和電子控制技術進行有機的結合，從而極大地提升了工程機械的多方面性能，比如機械的動力性、安全可靠性、燃油經濟性、操作舒適性以及作業效率、作業精度、使用壽命等。在目前階段，以微型機電一體化設備為核心的電子控制設備已經在現代工程機械中相當普及，微型電子控制技術已從多方面深入到工程機械的各個領域。并且，隨著科學技術的進一步發展，實際需要對工程機械性能要求越來越高，微型機電一體化設備在工程機械上的應用也將更加廣泛，當然其結構將越來越復雜。

二、機電一體化控制系統已成為現代工程機械技術水平的一個重要根據。隨著科學技術進一步的發展，以及現實生活中對機械產品性能的要求也在不斷的提高， 機電一體化控制系統在工程機械產品中所占的比重也就會越來越大，而且其自身的功能也會隨之越來越強，在現實生活中的應用范圍也將越來越廣，當然在不斷的升級改進的過程中，其自身的復雜程度也隨之越來越高，所以這樣就在使用與維修的過程中對人員也提出了更高的要求。

三、由于在全世界普遍推行的綠色環保理念，現代工程項目施工同樣要求工程機械具備以下性能：

1：在生產的過程中生產效率要高而且在整個過程中能量的損失要盡可能的小，從而達到節約能源的目的；

2：機械的自動化程度要足夠高，這樣才可能保證施工的質量足夠好，機械的精度也能達到足夠高；

3：該工程機械的性能要穩定，保證在工作的過程中可靠、安全，并且要盡可能使機械的壽命夠長；

4：該工程機械還需要具有較好的經濟性，能夠具有較高的技術價格比，同時還要盡可能的降低在制造和使用過程中產生的成本；

5：該工程機械的操作要輕便、簡單、不會耗費較大的勞動強度，駕駛員的工作環境好，而且在工作過程中具有運行狀態監視、故障自診及自動報警的功能，從而能夠及時準確地發現故障部位，從而大大減少停機維修作業的時間。

四：目前工程機械的機電一體化控制系統主要用來實現如下功能：

1：通過工程機械中機電一體化設備中的電子監控、故障自診和自動報警系統對工程機械的發動機、制動系統、工作裝置、傳動系統、液壓系統等系統的運行狀態進行實時的監控，如果工作中一旦出現任何的異常現象，系統就能自動的報警并準確地指出故障發生的部位，可以極大的改善駕駛員的工作環境，提高機器整體的工作效率，同時可以簡化設備維護和檢查的工作，降低使用和維修的費用，縮短停機進行維修的時間，從而大大的延長了設備的使用壽命。

2：由于全國都在推行節能減排工作，因此就需要通過機電一體化設備進行節能降耗。而傳統工程機械的能量利用率普遍較低，所以需要大力發展機電一體化設備，盡可能的降低生產和使用過程中的能耗。

4：機電一體化技術的發展可以極大提升工程機械的提高作業精度。為了保證工程的作業精度，工程中都廣泛采用了機電一體化控制的電子系統，并使作業過程實現了自動化。

5：機電一體化技術在其他方面的應用則主要體現在一些國外生產的裝載機、推土機和鏟運機等多種工程機械上。自從有了電子控制的自動變速器，工程車輛能夠根據其自身的外負荷的變化情況自動的改變自身傳動系統的傳動比，這不僅可以充分的利用發動機的整體功率，還可以很大程度的提高燃油的經濟性，最重要是在整個過程中極大的簡化了操作步驟，并且降低駕駛員和維修工人的勞動強度。而且為了能夠有效地防止與預防翻車和斷臂事故，從根本上提高作業的安全性，現代的起重機基本都廣泛地采用了機電一體化的控制力矩限制器。為了能夠真正的實現無人駕駛，從而使工程機械能在比較危險的地帶或者在人無法接近的地點進行長時間的作業，某些國外工程機械上都開始設置無線遙控裝置。

機電一體化技術是集合了機械、光學、電子、計算機、控制、信息等多種學科的交叉綜合性技術。它具有良好的發展趨勢，而且它的發展和進步在很大程度上依賴于相關技術的發展，但是在很大程度上又能夠促進相關技術的發展。

機電一體化技術在工程機械中的應用將會越來越廣泛，地位也越來越重要，其必將會為工程機械的發展帶來革命性質的飛躍。同事設備在使用和管理過程中的以人為本的原則也說明了：作為現代工程施工中工程機械的使用、維修的管理人員，應當盡快了解并掌握這門技術，只有這樣才能夠將這門高科技更好地融入到科學技術越來越濃厚的現代工程施工中。