刍议机电液一体化在工程机械中的应用
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刍议机电液一体化在工程机械中的应用
鲁鑫康
(乌鲁木齐市市政设施养护处新疆乌鲁木齐830000)
工业技术
摘要:在各种高新技术的推动下,机电液一体化迅速兴起井得到了广泛使用。首先对机电液一体化的定义,以及在国内外的应用现状进行了
分析,然后预测了谈技术在固内的未来发展趋势。
关键词:机电液一体化 工程机械 高压化 节匏
中图分类号:TP271 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)08(c)一0080—01
机械在人类生产活动中的应用,使得劳 动量大大减少,同时提高了生产效率。随着 机械设备的更新及相关技术的进步,机械 在各项工程中的作用日益突出。现代化工程 较为复杂,对机械性能提出了新的要求,如 质量合格、安全稳定、环保经济、实现自动化 能够自动监测故障并加以诊断等。为满足新 形势要求,工程机械必须积极引进机电液 一体化技术。 1机电液一体化及其应用现状 1.1定义特点 机械除了主功能,多数还具备控制功 能、液压功能以及信息功能、动力功能等, 将微电子技术应用到这些功能中去,使得电 子装置和机械装置有机结合,进而形成的系 统即为机电液一体化。包括传动、导向和执 行三大机构,具有智能化、网络化、人性化、 微型化、模块化以及绿色化等优势,所以要 求机械的制造精度要高、稳定性要好,且还 应具备较好的动态响应特性。典型的机电 液一体化系统由机械本体、控制模块、信息 处理模块、驱动模块及检测模块等构成。 1.2国外应用现状 从国外现状来看,机电液一体化在工 程机械中的应用主要体现在以下几个方面: (1)变量泵控制。在机械作业较为复杂时,需 对排量进行有效调节。如借助压力感应控 制使发动机的功率得到充分利用。若变量 泵仅有排量一个被控对象,而控制方式有多 种,则变量泵具有不同的输出特性,(2)电液 比例控制。液压参数依靠电信号传递,系统 响应速度加快,且机械动力系统控制更具 灵活性,使用更为方便。在当前技术的推动 下,电液比例控制将朝着智能化方向迈进, 届时可通过计算机对液压系统以及其他参 数进行自动检测,在此基础上有效控制机 械的动力系统,(3)发动机转速控制。如柴油 机使用电喷控制技术,使得循环供油量及 喷油前角不再受转速限制,可始终处于保 持在最佳作业状态,(4)自动诊断故障控制。 随着现代化工程的发展,机电液一体化的 应用逐渐增多,如德国宝马公司研制的自动 滑转控制系统,安装有该系统的压路机可爬 行68%的陡坡,利用提示灯等元件可减少 错误操作的发生率。此外,通过座椅上的开 关还能够实现牵引及行驶液压回路之间的 转换。 1.3国内的应用现状 同样以压路机为例,国内在此方面也取 得了一定的成就,如完成了对关键参数的有 效监控,而且形成了自己的控制体系;安装 维护较为简单,抗干扰能力较强。然而与国 外相比,显然还有很大差距,且其自身尚存 在很多不足。如线束过多,各个功能单元要 想实现复合控制具有一定的难度,传感器资 源利用率较低,监控信息逐渐多量化,警报 灯和仪表等难以布置,以至于其他自动控制 功能也未能够进一步扩充。 在这些问题中,人为因素占了很大比 例。有关调查结果显示,压路机机械技术当 前的难点集中在对操纵和控制系统的改进 上。所以引进的电子技术、电液传感技术等 必须具备较强的信息处理能力和较高的控 制性能。在传统的负荷传感和极限功率调 节系统中引进电子传感元件和执行回路,使 液压系统的调节品质和功能具有明显的改 进。 2国内工程机械机电液一体化的发展 趋势 2.1朝高压化方向迈进 就液态系统来说,大型及特大型的工 程机械在近些年迅速发展,尤其是矿山机 械的应用,使得液态系统的力矩和功率大 幅增加。因此,液态系统应在现代化社会应 朝着高压化方向迈进。从现状来看,人机安 全、元件寿命等诸多因素都对此有所阻碍。 如随着系统压力的增加,人机安全风险也 会有所增大;压力越大,泄漏越大,进而使 工作面积有所减小-在高压环境下,系统内 的腐蚀物质会出现严重磨损的状况。 2.2节能型方向 当前社会对节能非常重视,可持续发 展是时代的主体,机电液一体化必然要遵 循这一大的方向。为达到节能效果,可利用 电喷发动机对燃油和功率进行自动控制。 通常来说,节能增效应同时实现,所以还应 积极研制新型材料,不断提高零部件的装 配工艺,以实现增效的目的。 86 科技创新导报Science and Technology Innovation Herald 2.3高速微处理器 敏感元件及传感器的应
用
对一些通用机械而言,按照施工要求也
应实现多功能化和智能化,所以对其数据
处理能力有着严格要求。为实现这一要求,
可引进高速微处理器、敏感元件及传感器等
设备,同时还能提高整机的动态性能,加快
响应速度,使得通用机械在突发事故中也能
及时做出正确反应。
2.4电流变流体技术
电流变流体在自由状态下是可以自由
流动的混悬液体,若处于电场作用下,很快
便会固定化,且固化度与电场强度成正比。
这一特性促使得其在液压系统中可发挥重
大作用,因对电信号影响较为快速,在1ms
内可实现状态变化,且还采用PWM控制,
有利于降低能量消耗,简化设计,延长其使
用寿命。该技术代表着液态技术发展的未
来。
3结语
机械在各类工程中的作用不言而喻,随
着工程生产或建设复杂性的增加,对机械
及其相关技术提出了更高的要求。机电液
一
体化技术的应用是时代的要求,对工程
机械的安全、可靠、经济、环保诸多方面具
有重大影响,是工程机械未来发展的主要
方向。
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