機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用

盧煜

【摘 要】隨著建筑工程的蓬勃發(fā)展，對(duì)施工機(jī)械的要求也在不斷提高。由于施工的復(fù)雜性，施工的安全和效率一直是重中之重。工程機(jī)械的相應(yīng)研發(fā)決定了我國(guó)今后在這方面能夠達(dá)到的高度。在工程機(jī)械領(lǐng)域，機(jī)電相關(guān)的高新技術(shù)逐漸不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，機(jī)電一體化應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)電一體化是機(jī)電技術(shù)的強(qiáng)大結(jié)合。它被廣泛使用，尤其是在建筑能源機(jī)械中。它的作用和意義非同尋常。它不僅促進(jìn)了機(jī)電技術(shù)的研究進(jìn)程，也相應(yīng)地促進(jìn)了機(jī)械工程的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；工程機(jī)械

1機(jī)電一體化技術(shù)與機(jī)械工程概述

1.1 機(jī)電一體化

機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)非常綜合的概念。它不僅充分集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)，而且充分集成了信息技術(shù)、電子技術(shù)和傳感器技術(shù)。結(jié)合組織目標(biāo)優(yōu)化，以引導(dǎo)系統(tǒng)功能目標(biāo)為主要原則，合理布局系統(tǒng)各單元，使各單元更加規(guī)范、成熟，更好地發(fā)揮系統(tǒng)的最佳效果。一般來(lái)說(shuō)，所有的功能系統(tǒng)都被稱為機(jī)電一體化技術(shù)。

1.2 工程機(jī)械

工程機(jī)械指一些大型的機(jī)械化工程所必須需要利用的機(jī)械設(shè)備，對(duì)于機(jī)械工程這項(xiàng)技術(shù)來(lái)說(shuō)，其應(yīng)用的范圍是非常廣泛的，不僅包括了國(guó)防建設(shè)，而且還涉及到了交通運(yùn)輸以及礦山生產(chǎn)等領(lǐng)域。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工程機(jī)械正在逐漸朝著自動(dòng)化方向以及智能化方向發(fā)展。

1.3 機(jī)械工程應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

鎖著機(jī)械工程發(fā)展速度越來(lái)越快，并且對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使得機(jī)械性能有了大幅的的提升，并且其使用效率是非常高的，而且還具有很好的經(jīng)濟(jì)性能。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工程機(jī)械正在逐漸朝著微型計(jì)算機(jī)以及比較小的處理器方向發(fā)展，并且對(duì)于電控技術(shù)來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行觀察鯨魚的許多領(lǐng)域都得到了非常好的應(yīng)用，例如電子調(diào)速汽油機(jī)、自動(dòng)攪拌設(shè)備等，這些都是通過(guò)電控技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，讓人們逐漸認(rèn)識(shí)到提高工作效率的重要性，因此在這種情況下電力電子技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為了必然的趨勢(shì)，這樣也可以更好地為我國(guó)的工業(yè)發(fā)咋還能做出更大的貢獻(xiàn)。

2機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的運(yùn)用

機(jī)電一體化技術(shù)不僅適用于各類生產(chǎn)型企業(yè)，更因?yàn)楣こ虣C(jī)械的功能的擴(kuò)張，各種技術(shù)融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境也越來(lái)越廣泛，在煤礦機(jī)械領(lǐng)域，化工機(jī)械領(lǐng)域和數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域尤為突出。

2.1煤礦機(jī)械領(lǐng)域

煤礦機(jī)械領(lǐng)域到處都有的機(jī)電一體化技術(shù)的存在，如由于連續(xù)輸送與長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)，吞吐量大、效率高、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，和許多其他的優(yōu)點(diǎn)，因此，我國(guó)大部分煤礦用帶式輸送機(jī)，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于帶式輸送機(jī)系統(tǒng)增強(qiáng)抵御外界干擾的能力，從而實(shí)現(xiàn)不好環(huán)境的條件下長(zhǎng)時(shí)間工作。例如，煤炭開采，礦井提升機(jī)是一種機(jī)電一體化更好的挖掘大型設(shè)備，特別是內(nèi)置提升機(jī)，把滾筒和驅(qū)動(dòng)作為一個(gè)整體，極大地簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，充分反映機(jī)械-電氣復(fù)雜的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。此外，液壓支架是綜合機(jī)械化采煤工作面配套設(shè)備，是目前電動(dòng)液壓控制方向，計(jì)算機(jī)技術(shù)和液壓控制的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)恒壓雙向或一組自動(dòng)移動(dòng)框架，避免對(duì)頂板和支架負(fù)載的影響。

2.2化工機(jī)械領(lǐng)域

化工生產(chǎn)中，化工機(jī)械是電氣和電子控制系統(tǒng)的一部分，質(zhì)量和性能直接影響到機(jī)械性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、可靠性，因此影響施工質(zhì)量，生產(chǎn)效率和使用壽命等。化工機(jī)械的各種形式的能源和相互轉(zhuǎn)換過(guò)程更加復(fù)雜，最常見的形式的能量是熱能，機(jī)械能、化學(xué)能、電磁能量，工作介質(zhì)的性質(zhì)是多變的，如它的組成、成分和形態(tài)的變量等；作業(yè)領(lǐng)域很廣，操作參數(shù)特殊，如：高低電壓、高低速度、高溫和低溫，高粘度等；基于這些特點(diǎn)，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于化工領(lǐng)域可使得化工機(jī)械設(shè)備在化學(xué)環(huán)境溫度可靠下穩(wěn)定的工作，抗壓強(qiáng)度高、抗老化，使用壽命長(zhǎng)，密封性能好，可以防止水分和灰塵侵入；良好的抗沖擊性和抗振性，抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)可以在各種干擾下工作可靠。

2.3數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域

目前，數(shù)控機(jī)床正不斷吸收最新技術(shù)成就，向著高可靠性、高柔性化、高精度化、高效率化、多功能復(fù)合化、制造系統(tǒng)自動(dòng)化及設(shè)計(jì)CAD化和宜人化等方向發(fā)展。所謂的數(shù)控機(jī)床，是用于零件處理，但在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用之后，一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器不再是原來(lái)的意義。機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用，使數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度已迅速增加，具體表現(xiàn)為：總線式，模塊化，結(jié)構(gòu)緊湊，采用CPU、主要總線架構(gòu)，系統(tǒng)可提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)的三維加工過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬，并引入在線診斷和智能模糊控制；大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用程序和軟件模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也增強(qiáng)了數(shù)控系統(tǒng)的控制功能，可以實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程中，多通道控制和系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)系統(tǒng)，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的處理系統(tǒng)的能力。

3機(jī)電一體化在機(jī)械工程設(shè)備中的意義

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和完善，機(jī)電一體化產(chǎn)品的概念已經(jīng)逐步擴(kuò)大到控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)品制造和過(guò)程控制的大系統(tǒng)。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展最終將使機(jī)電產(chǎn)品向多功能化、高效率化、高自動(dòng)化、高智能化、高可靠性、省材料和省能源的方向發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的功能、性能、操縱性和可靠性方面都會(huì)產(chǎn)生影響。（1）邏輯聯(lián)系的可編程性以及單個(gè)驅(qū)動(dòng)部件的智能化，是機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能得到豐富和提高的主要原因，通過(guò)軟件的設(shè)計(jì)，機(jī)電一體化系統(tǒng)可以完成極其復(fù)雜的任務(wù)，從而賦予傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品許多新的功能。（2）機(jī)電一體化系統(tǒng)的動(dòng)力智能化、分散化，不但使傳動(dòng)鏈縮短，提高了傳動(dòng)精度，而且使整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，機(jī)械部件數(shù)量減少，使系統(tǒng)的剛度更好，從而使得機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性都得到很大的提高。（3）電子技術(shù)的發(fā)展使得操縱系統(tǒng)不再受機(jī)械結(jié)構(gòu)的限值，可以將操縱設(shè)備和顯示設(shè)備安裝在任何方便操作的地方，并可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)完成遠(yuǎn)程操作，提高了危險(xiǎn)環(huán)境下操縱的安全性。（4）傳動(dòng)鏈的縮短和嵌入式電子控制系統(tǒng)的應(yīng)用，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大幅度簡(jiǎn)化，系統(tǒng)的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，進(jìn)一步提高了機(jī)械系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度和過(guò)載能力，從而提高了可靠性

4機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展前景

機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展前景包括以下幾點(diǎn)：（1）專用化趨勢(shì)不斷加強(qiáng)：隨著機(jī)電一體化應(yīng)用到機(jī)械領(lǐng)域的不斷深化，機(jī)電一體化技術(shù)表現(xiàn)出明顯的專用化趨勢(shì)。（2）智能化不斷加強(qiáng)：近年來(lái)，隨著人工智能等新技術(shù)不斷應(yīng)用到機(jī)電一體化領(lǐng)域，機(jī)電一體化技術(shù)也呈現(xiàn)了智能化趨勢(shì)。（3）能耗低：節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境成為全社會(huì)的共識(shí)，在這種背景下，機(jī)電一體化技術(shù)積極加強(qiáng)自身改革，不斷研發(fā)新技術(shù)，把能耗進(jìn)一步降低。

5結(jié)束語(yǔ)

總而言之，當(dāng)前機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展，是跟隨機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展不僅僅對(duì)機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用，還對(duì)社會(huì)整體及人們的生活等方面的發(fā)展起到了促進(jìn)作用，并對(duì)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、科技、生態(tài)等領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響。因此，應(yīng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在微型化、智能化、高性能化、綠色化等方面的發(fā)展進(jìn)行深入的研究，推動(dòng)相應(yīng)技術(shù)的成熟發(fā)展，以此來(lái)推動(dòng)機(jī)械工程的整體提升。

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