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机电液一体化技术在工程机械上的应用研究

申海茂 胡占伟

日照钢铁有限公司,山东省日照市,276806

摘要: 在我国科技持续发展的背景下,机电液一体化技术应运而生。作为一种新型机械运行系统,其在工程机械中的应用,可促进机械整体性能的提升,便于工作人员更好地管理机械设备,也为机械各个层面的改革和创新提供了新思路,从根本上转变了传统工程机械的各项特性。鉴于此,本文围绕工程机械的情况,简述了机电液一体化技术应用的优势,具体从五个方面详细分析了该技术的实际应用。
关键词: 机电液一体化技术;工程机械;实际应用;优势
DOI:10.12721/ccn.2022.157061
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引言:机电液一体化是指利用电气控制液压,在液压作用下使机械得到科学控制的技术,也是一种智能化、自动化程度更高的机械控制技术,比机电一体化技术更加复杂。因此,工作人员应意识到工程机械控制中应用该技术的重要性,有意识地加大其投用和研究力度,努力提高工程机械的运行效果。

1机电液一体化技术在工程机械上应用的优势

对于工程机械来讲,机电液一体化技术主要具备两方面主要特点,即信息的自动管理和处理,以及高精度、高灵敏度的设备控制。机电液一体化系统可在机械运行时,工作人员只需依照工程情况需求,控制系统启动后便能使机械完成既定工作目标,可满足工程提出的实际要求,也能保证工作的效率和质量。高效运用机电液一体化技术后,会使工程机械生产出的产品拥有较强的性能,且可以对机械设备的运转进行自动保护、监视、报警等。如果发现在机械运行时发生了异常情况,机电液一体化系统则会开展自动保护工作,使工作人员和机械均不会受到伤害,提高了工程机械使用的安全系数。

2机电液一体化技术在工程机械上的实际应用

2.1机械故障的自动诊断

当前在自动诊断机械故障方面,主要依赖于计算机设备,在将其作为主控系统的条件下便可达到整体控制的目的。在工程机械中,计算机可自动对机械设备存在的问题加以监控和诊断,判断出机械中各部件的完整性以及能否正常运行等,若发现了其中存在的故障隐患,计算机便会向工作人员发出警告,为其提供故障发生的集体位置,有助于节约故障排查的时间,也能减少机械维修的投入成本。计算机可自动诊断出延时和开关类的故障,便于工作人员按照提供的指示,立即确定故障发生的位置;而对于马达和压力开关类的故障,则需要工作人员按照计算机的指示配合检测机械各部位的电压、电阻等,才能确认故障的发生位置。

2.2发动机的速率控制

对发动机进行速率控制,是机电液一体化技术中的一项重要体现。在机械设备运转之时,有时会存在发动机运行速度过快或过慢的问题,前者会导致运行速度超出安全范围,威胁到了工作人员的人身安全,也会增加机械的磨损度,而后者则会影响机械的生产能效。将机电液一体化技术中的速率控制,应用至工程机械中之后,便能辅助机械将发动机的速率控制在科学运转范围内。比如在挖掘机中引入这一技术后,工作人员能够控制发动机按照命令或在异常状态下调整运行速率。当工作人员发送停止运行命令后,挖掘机的发动机便能自动发生减速,使其运转效率维持在大约每分钟1300转;若发送了继续运行的命令,发动机的速率便会持续增加,最后上升至机械可承受的范围内。发动机速率控制的实质是控制其油门,运行指令对应控制油门位于高速和低速位置,而控制油门位置的关键在于系统开关。开关闭合时,发动机则会处于低速运行状态,完全截断电路后,发动机便能完全停止运行;而开关被打开后,其控制的电流会处于流通状态,使发动机开始运转。

2.3功率的自动调节

在机电一体化系统中,主要包含了控制器、电枢、点击磁场、负载等,而在机电液一体化系统中,还包括减压阀、传感器、泵调节器等。当工作人员打开功率开关后,传感器会将接受的信息发送给控制器,当控制器处理完该信息后会发送指令使减压阀运行,而减压阀则会按照具体系统的要求,适当调节系统运行的功率,实现功率调节和负载控制的目标。工程机械运行之后,其功率会逐渐增多,工作负荷也会有所加大,若此时无法高效控制运行负荷与功率,则会对机械带来损害,不利于延长工程机械的使用寿命。在功率自动调节设备的辅助下,则实现了功率调节的自动化,使负荷与功率均能控制在工程机械的负载范围内,使设备得到了保护,避免在运行中因负荷过大而对系统产生损害。

2.4变量泵与电液比例控制

在挖掘机、装载机一类典型的工程机械中,其较为关键的一项为液压系统,而在差异性荷载、工程情况提出的不同要求下,液压系统对机械的适应性则与能源节约、工效提升密切相关。为此,变量泵与电液比例控制可应用到工程机械中,展示了机电液一体化技术的优越性。前者应用了压力感应控制模块,可方便工作人员调节排放量,使工程机械在实际运转时更能契合复杂工程情况提出的要求,使发动机的输出功率得到高效控制。后者则采用了不同类型的电液比例伺服阀,可不必沿用以往占用空间大、操作复杂的液压信号传输管线,而将电信号作为媒介,使其传输携带液压参数的信息。这种方式解决了液压信号的反应存在延迟的缺点,也可以强化系统的响应能效,减少了工作人员的操作强度,也让整个动力系统的控制更加灵活。

2.5电流变流体对液压系统的管理

在自由状态下,电流变流体属于能够自由流动的混悬液,如果在电场条件下则会发生固化,电场强度越高,固化程度越大。利用该特性可实现工作人员对液压系统的管理,由于电流变流体可搭配PWM控制技术使用,对于电信号的控制速率较快,可在1毫秒内使液体状态产生变化,有利于简化工程机械的设计,也可以减少能源消耗,延长了机械的使用寿命,也是未来工程机械改革的发展方向之一。

结束语:

综上所述,机电液一体化技术在工程机械中,已经显示出了其巨大的使用价值,也成为了促进工程机械工作水平持续提升的关键。因此,为了增强工程机械的智能化水平和应用能效,工作人员应通过牢牢把握机械故障自动诊断、发动机速率控制、功率自动调节、变量泵与电液比例控制、电流变流体管理液压系统等方面的技术应用要点,使工程机械可以为工程作业提供更好的服务,带动我国智能化与工程机械领域的长远发展。

参考文献:

[1]张从升.机械工程技术的智能化发展趋势及学科交融分析[J].内燃机与配件,2021(24):167-169.

[2]金宗毅,胡俊宇,罗恒,金艳,陶学恒.机电液一体化控制机械臂技术特征与发展趋势分析[J].农机使用与维修,2021(02):51-53.

[3]张斌.工程机械液压系统节能技术及发展策略分析[J].内燃机与配件,2021(14):196-197.