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工程機械機電一體化應用分析論文
摘要：隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機電一體化技術(shù)的應用環(huán)境越來(lái)越廣。本文基于目前機電一體化技術(shù)的發(fā)展與研究現狀，分析了機電一體化技術(shù)在煤礦機械領(lǐng)域、化工機械領(lǐng)域和數控機床機械領(lǐng)域的應用，最后總結了機電一體化技術(shù)在機械工程設備中應用的意義，闡述了對于機電一體化技術(shù)的新認知。
關(guān)鍵詞：機電一體化；煤礦機械；化工機械；數控機床
一.機電一體化的發(fā)展與研究現狀
20世紀40年代，計算機的出現為機械系統的復雜控制提供了更堅實(shí)的基礎，進(jìn)入70年代，機械技術(shù)與電子技術(shù)的結合已經(jīng)成為一種非常普遍的做法，相繼在工業(yè)機器人、各種生產(chǎn)設備和汽車(chē)、飛機等領(lǐng)域得到了廣泛應用，21世紀,機電一體化技術(shù)將成為機械行業(yè)的主導,在各方面都能帶來(lái)明顯的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。機電一體化發(fā)展至今也已成為一個(gè)新的主題。它作為一種新技術(shù)被引入工程機械，這次技術(shù)的改革，使其各種性能有一個(gè)質(zhì)的飛躍。進(jìn)一步改進(jìn)的同時(shí),由于傳感器的性能,傳感器信號處理和判斷的智能程度也達到了一個(gè)更高的水平,體現了較高的機電一體化系統的靈活性和適應性。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)融合的趨勢將越來(lái)越明顯,機電一體化技術(shù)廣闊的發(fā)展前景將受到越來(lái)越多的矚目。
二.機電一體化在機械工程中的運用
機電一體化技術(shù)不僅適用于各類(lèi)生產(chǎn)型企業(yè)，更因為工程機械的功能的擴張,各種技術(shù)融合的趨勢將越來(lái)越明顯,機電一體化技術(shù)的應用環(huán)境也越來(lái)越廣泛，在煤礦機械領(lǐng)域，化工機械領(lǐng)域和數控機床領(lǐng)域尤為突出。
�。�1）煤礦機械領(lǐng)域
煤礦機械領(lǐng)域到處都有的機電一體化技術(shù)的存在,如由于連續輸送與長(cháng)距離帶式輸送機,吞吐量大、效率高、容易實(shí)現自動(dòng)化,和許多其他的優(yōu)點(diǎn),因此,我國大部分煤礦用帶式輸送機,機電一體化技術(shù)應用于帶式輸送機系統增強抵御外界干擾的能力,從而實(shí)現不好環(huán)境的條件下長(cháng)時(shí)間工作。例如,煤炭開(kāi)采,礦井提升機是一種機電一體化更好的挖掘大型設備,特別是內置提升機,把滾筒和驅動(dòng)作為一個(gè)整體,極大地簡(jiǎn)化了機械結構,是典型的機電一體化設備,充分反映機械-電氣復雜的計算機自動(dòng)控制。此外,液壓支架是綜合機械化采煤工作面配套設備,是目前電動(dòng)液壓控制方向,計算機技術(shù)和液壓控制的有機結合,實(shí)現恒壓雙向或一組自動(dòng)移動(dòng)框架,避免對頂板和支架負載的影響。
�。�2）化工機械領(lǐng)域
化工生產(chǎn)中，化工機械是電氣和電子控制系統的一部分,質(zhì)量和性能直接影響到機械性能、燃油經(jīng)濟性、可靠性,因此影響施工質(zhì)量,生產(chǎn)效率和使用壽命等�；C械的各種形式的能源和相互轉換過(guò)程更加復雜,最常見(jiàn)的形式的能量是熱能,機械能、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)，機電一體化技術(shù)應用于化工領(lǐng)域可使得化工機械設備在化學(xué)環(huán)境溫度可靠下穩定的工作,抗壓強度高、抗老化,使用壽命長(cháng),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,系統可以在各種干擾下工作可靠。
�。�3）數控機床領(lǐng)域
目前，數控機床正不斷吸收最新技術(shù)成就，向著(zhù)高可靠性、高柔性化、高精度化、高效率化、多功能復合化、制造系統自動(dòng)化及設計CAD化和宜人化等方向發(fā)展。所謂的數控機床,是用于零件處理,但在機電一體化技術(shù)的應用之后,一個(gè)簡(jiǎn)單的機器不再是原來(lái)的意義。機電一體化技術(shù)在數控機床中的應用,使數控機床的結構、功能、操作和控制精度已迅速增加,具體表現為：總線(xiàn)式,模塊化,結構緊湊,采用CPU、主要總線(xiàn)架構,系統可提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現的三維加工過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬,并引入在線(xiàn)診斷和智能模糊控制;大容量存儲器的應用程序和軟件模塊化設計,不僅豐富了數控功能,同時(shí)也增強了數控系統的控制功能,可以實(shí)現這一過(guò)程中,多通道控制和系統的多級網(wǎng)絡(luò )功能,加強系統,構成一個(gè)復雜的處理系統的能力。
三.機電一體化在機械工程設備中的意義
隨著(zhù)機電一體化技術(shù)的發(fā)展和完善，機電一體化產(chǎn)品的概念已經(jīng)逐步擴大到控制系統和被控制系統相結合的產(chǎn)品制造和過(guò)程控制的大系統。機電一體化技術(shù)的發(fā)展最終將使機電產(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。機電一體化技術(shù)應用于工程機械設備當中，對于機械系統的功能、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)驅動(dòng)部件的智能化，是機電一體化系統的功能得到豐富和提高的主要原因，通過(guò)軟件的設計，機電一體化系統可以完成極其復雜的任務(wù)，從而賦予傳統機械產(chǎn)品許多新的功能。
(2)機電一體化系統的動(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)機電一體化系統的機械結構更為簡(jiǎn)單，機械部件數量減少，使系統的剛度更好，從而使得機電一體化系統的運動(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)展使得操縱系統不再受機械結構的限值，可以將操縱設備和顯示設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(xiàn)網(wǎng)完成遠程操作，提高了危險環(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的應用，使系統結構大幅度簡(jiǎn)化，系統的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，進(jìn)一步提高了機械系統的強度、剛度和過(guò)載能力，從而提高了可靠性。
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