工程機械中機電一體化技術的應用探究

王雪嬌

摘 要：本文主要通過對機電一體化技術在工程機械中應用的必要性進行分析，重點研究了具體的工程機械如何應用機電一體化技術進行加工生產，從而為更多類型的工程機械應用機電一體化技術提高加工效率。本文將主要通過對工程機械中引入機電一體化技術必要性進行分析，然后重點研究在具體的工程機械方面機電一體化技術的應用，從而為更多相關的工程機械應用機電一體化技術提供技術上的借鑒和支撐。

關鍵詞：機電一體化技術; 工程機械; 應用;

近年來，中國致力于發展制造業水平，期望制造業整體水平有一個質的提高，因此提出中國制造2025這一宏偉目標。而工程機械是制造業的重要組成部分。目前我國的制造業產業發展迅速，尤其是機電一體化的不斷向前發展給技術類企業注入了新鮮的活力。傳統的制造業大多數是通過人工來進行生產擴產，工藝的改進大多是通過老員工的經驗，整體的效率較低，自從引入到機電一體化系統，給制造業的整體效率的提高帶來巨大的活力。機電一體應用了非常多的專業技術，包括機械設計制造，電氣設計制造還有一部分的計算機方面的知識，整體上更像是一個綜合類的學科。將普通的工程機械通過多個領域優點的結合可以極大地提高生產效率，并且可以改進現有低能耗的生產方法，從而為中國工程機械的發展提供動力。

1 在工程機械中引入機電一體化技術的必要性

1.1 提高工程機械加工質量

傳統的由純機械操作完成的工程項目，大多數誤差較大，比如生產機床夾具，由于機床夾具是主要是為了在加工工件的過程中起到定位以及夾緊的功能，整個的夾具誤差需要盡可能的小，才能保證加工的工件加工質量不受到影響，在這個過程中由于沒有專門的誤差處理裝置，緊靠手工和經驗來很難保證加工的精度，因此在這個過程中就需要引入機電一體化技術，在生產家具的過程中通過計算機調節程序，并且在整個的加工過程中通過傳感器實時的反饋信息，從而可以在誤差允許的范圍內實現精準的控制誤差，從而完成整個的加工項目，提高工程機械的加工質量。

1.2 提升加工的安全性

傳統的機械加工由于機床設備較為陳舊，很多都是采取初級液壓裝備，毛坯的加工都是通過人工來完成，并且機床等加工設備很容易受到環境的影響，機床出現故障是經常的事情，在檢修設備的過程中很容易受到電氣的影響造成錯誤的判斷，甚至會出現加工事故，嚴重威脅加工人員的健康安全。而引入機電一體化技術就可以有效的監控加工過程，并且在加工的過程中可以實時的觀察整個的加工狀態，一發現隱藏的危險點就可以及時的發現，然后進行處理在，這樣大大提升了加工的安全性。

1.3 確保工程機械設備的精準性

由于機電一體化技術是機械電氣以及計算機三者之間相結合，依靠傳感器進行監控，在這個過程中就可以通過對實時監控反饋從而完成整個的工作。并且反饋出來的加工結果還可以及時的進行分析，對于有缺陷的產品可以直接分析產生這種缺陷的原因，然后就可以具體問題具體分析，從而不斷的提高加工的精準性。

2 機電一體化技術在工程機械中的具體應用

2.1 機電一體化技術應用在挖掘機后支撐臂成形的應用

對于挖掘機來說，整個的工作過程中除了挖掘動臂的影響之外，好需要后支撐大臂的轉動以及靈活支撐的作用，由于本身加工的復雜性，導致在工程機械加工之中，普通的加工方式是難以滿足整個的加工需要的，需要用到成形技術來進行工程機械的發展，而成形技術正是機電一體化技術的完美應用。

主要有三部分組成，由于整個挖掘機后支撐臂在進行轉動運動的過程中需要機電與液壓的共同作用，因此在工作的過程中會出現振動的現象，因此在制作這個機器零件的過程中需要考慮填充材料的數量，主要有三個填充腔組成，在這個過程中可以通過傳感器對整個過程實現檢測，從而實際計算出所需要材料的質量，確定完質量之后就可以確定所需要填充材料的體積，將填充的材料填充到填充腔中去，然后完成整個的成形過程，通過機電一體化技術將整個的加工成形過程還原，整個的過程主要有四個步驟，首先是加砂，這一步主要是為了測量整個的成形腔具體需要多少體積的材料，然后是起振，是為了讓材料可以均勻的融合混合，在這個過程中是通過電氣控制來進行振動，是機械和電氣之間的配合來共同完成，并且在這個過程中還需要計算機通過傳感器實時的監控溫度以及振動所傳輸的熱量問題，防止因為在起振的過程中由于產生較多的熱量從而讓工程機械設備出現故障，然后是充填，消除材料之間的縫隙，最后是填滿成形完成整個的加工過程。整個加工生產過程，通過計算機實時的進行監測，現階段應用機電一體化技術可以很好地解決加工問題以及加工過程中存在的誤差較大的問題，從而極大地提高生產的安全性可靠性，極大地提高生產的效率。

2.2 機電一體化技術在水輪機擴容改造的應用

水輪機也是工程機械經常加工的重要機械部件。水輪機經常應用到水庫的發電之中，由于很多情況下水輪機的應用條件對于水的流量等多種情況是十分嚴格的，因此需要利用機械加工進行擴容的加工生產，但是在傳統機械中由于沒有引入計算機模擬技術導致在很多時候都需要重新的改造，具體的實用效率十分的差，從而浪費了很多的人力物力。而機電一體化技術的引入給水輪機擴容生產提供了更好的加工環境，可以在擴容的過程中運用計算機技術進行模擬擴容制造。

根據某種小型的水電站混流式水輪機的增效擴容的基本參數的具體值為機器的具體運行工況值為Q1=1.32，轉速n1為77.15r/min，具體的改造之后的數值運行工況變為Q1=1.19，而轉速變為78r/min。通過計算機的模擬分析，得出分析的曲線。

可以看出葉輪導葉的最大開值為84mm，并且對應的轉速大約在1.27左右，排量的實際工況在1.2左右。然后通過計算機反饋出來的具體加工信息在進行實際的工程機械的加工生產，這樣利用一整套的機電一體化加工技術既可以節省了人力物力，還可以提高整體的誤差，利用計算機模擬分析，確定水輪機加工誤差，極大地提高生產的效率。

2.3 機電一體化技術在優化數控機床上的應用

機電一體化技術最先應用的場景就是應用在優化數控機床上面，由于許多的工程機械零件的加工生產過程都離不開數控機床的應用，因此優化數控機床的參數將會極大的增加工程機械的加工效率。對于數控機床來說，機電一體化技術極大的增強了數控系統的整體性以及穩定性，并且在很多時候給數控機床的生產注入新鮮的活力，比如回轉刀架的設計，刀架的定位是數控機床需要考慮的重點問題，并且在很多時候容易造成重復的回轉定位，從而引起過誤差的增大，因此運用機電一體化技術就可以監控回轉刀架的重復定位問題，從而優化了數控機床。

3 總結

綜上所述，本文首先介紹了在工程機械中應用機電一體化技術的必要性，主要是提高加工質量，提升加工過程的安全性以及確保設備的精準性。然后重點介紹了機電一體化技術在具體工程機械的應用，主要選擇了挖掘機后大臂、水輪機擴容以及數控機床的改進方面的具體應用，從而讓機電一體化技術更好的更廣泛的應用到工程機械之中。

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