工程机械中机电一体化技术的应用探究

王雪娇

摘 要：本文主要通过对机电一体化技术在工程机械中应用的必要性进行分析，重点研究了具体的工程机械如何应用机电一体化技术进行加工生产，从而为更多类型的工程机械应用机电一体化技术提高加工效率。本文将主要通过对工程机械中引入机电一体化技术必要性进行分析，然后重点研究在具体的工程机械方面机电一体化技术的应用，从而为更多相关的工程机械应用机电一体化技术提供技术上的借鉴和支撑。

关键词：机电一体化技术; 工程机械; 应用;

近年来，中国致力于发展制造业水平，期望制造业整体水平有一个质的提高，因此提出中国制造2025这一宏伟目标。而工程机械是制造业的重要组成部分。目前我国的制造业产业发展迅速，尤其是机电一体化的不断向前发展给技术类企业注入了新鲜的活力。传统的制造业大多数是通过人工来进行生产扩产，工艺的改进大多是通过老员工的经验，整体的效率较低，自从引入到机电一体化系统，给制造业的整体效率的提高带来巨大的活力。机电一体应用了非常多的专业技术，包括机械设计制造，电气设计制造还有一部分的计算机方面的知识，整体上更像是一个综合类的学科。将普通的工程机械通过多个领域优点的结合可以极大地提高生产效率，并且可以改进现有低能耗的生产方法，从而为中国工程机械的发展提供动力。

1 在工程机械中引入机电一体化技术的必要性

1.1 提高工程机械加工质量

传统的由纯机械操作完成的工程项目，大多数误差较大，比如生产机床夹具，由于机床夹具是主要是为了在加工工件的过程中起到定位以及夹紧的功能，整个的夹具误差需要尽可能的小，才能保证加工的工件加工质量不受到影响，在这个过程中由于没有专门的误差处理装置，紧靠手工和经验来很难保证加工的精度，因此在这个过程中就需要引入机电一体化技术，在生产家具的过程中通过计算机调节程序，并且在整个的加工过程中通过传感器实时的反馈信息，从而可以在误差允许的范围内实现精准的控制误差，从而完成整个的加工项目，提高工程机械的加工质量。

1.2 提升加工的安全性

传统的机械加工由于机床设备较为陈旧，很多都是采取初级液压装备，毛坯的加工都是通过人工来完成，并且机床等加工设备很容易受到环境的影响，机床出现故障是经常的事情，在检修设备的过程中很容易受到电气的影响造成错误的判断，甚至会出现加工事故，严重威胁加工人员的健康安全。而引入机电一体化技术就可以有效的监控加工过程，并且在加工的过程中可以实时的观察整个的加工状态，一发现隐藏的危险点就可以及时的发现，然后进行处理在，这样大大提升了加工的安全性。

1.3 确保工程机械设备的精准性

由于机电一体化技术是机械电气以及计算机三者之间相结合，依靠传感器进行监控，在这个过程中就可以通过对实时监控反馈从而完成整个的工作。并且反馈出来的加工结果还可以及时的进行分析，对于有缺陷的产品可以直接分析产生这种缺陷的原因，然后就可以具体问题具体分析，从而不断的提高加工的精准性。

2 机电一体化技术在工程机械中的具体应用

2.1 机电一体化技术应用在挖掘机后支撑臂成形的应用

对于挖掘机来说，整个的工作过程中除了挖掘动臂的影响之外，好需要后支撑大臂的转动以及灵活支撑的作用，由于本身加工的复杂性，导致在工程机械加工之中，普通的加工方式是难以满足整个的加工需要的，需要用到成形技术来进行工程机械的发展，而成形技术正是机电一体化技术的完美应用。

主要有三部分组成，由于整个挖掘机后支撑臂在进行转动运动的过程中需要机电与液压的共同作用，因此在工作的过程中会出现振动的现象，因此在制作这个机器零件的过程中需要考虑填充材料的数量，主要有三个填充腔组成，在这个过程中可以通过传感器对整个过程实现检测，从而实际计算出所需要材料的质量，确定完质量之后就可以确定所需要填充材料的体积，将填充的材料填充到填充腔中去，然后完成整个的成形过程，通过机电一体化技术将整个的加工成形过程还原，整个的过程主要有四个步骤，首先是加砂，这一步主要是为了测量整个的成形腔具体需要多少体积的材料，然后是起振，是为了让材料可以均匀的融合混合，在这个过程中是通过电气控制来进行振动，是机械和电气之间的配合来共同完成，并且在这个过程中还需要计算机通过传感器实时的监控温度以及振动所传输的热量问题，防止因为在起振的过程中由于产生较多的热量从而让工程机械设备出现故障，然后是充填，消除材料之间的缝隙，最后是填满成形完成整个的加工过程。整个加工生产过程，通过计算机实时的进行监测，现阶段应用机電一体化技术可以很好地解决加工问题以及加工过程中存在的误差较大的问题，从而极大地提高生产的安全性可靠性，极大地提高生产的效率。

2.2 机电一体化技术在水轮机扩容改造的应用

水轮机也是工程机械经常加工的重要机械部件。水轮机经常应用到水库的发电之中，由于很多情况下水轮机的应用条件对于水的流量等多种情况是十分严格的，因此需要利用机械加工进行扩容的加工生产，但是在传统机械中由于没有引入计算机模拟技术导致在很多时候都需要重新的改造，具体的实用效率十分的差，从而浪费了很多的人力物力。而机电一体化技术的引入给水轮机扩容生产提供了更好的加工环境，可以在扩容的过程中运用计算机技术进行模拟扩容制造。

根据某种小型的水电站混流式水轮机的增效扩容的基本参数的具体值为机器的具体运行工况值为Q1=1.32，转速n1为77.15r/min，具体的改造之后的数值运行工况变为Q1=1.19，而转速变为78r/min。通过计算机的模拟分析，得出分析的曲线。

可以看出叶轮导叶的最大开值为84mm，并且对应的转速大约在1.27左右，排量的实际工况在1.2左右。然后通过计算机反馈出来的具体加工信息在进行实际的工程机械的加工生产，这样利用一整套的机电一体化加工技术既可以节省了人力物力，还可以提高整体的误差，利用计算机模拟分析，确定水轮机加工误差，极大地提高生产的效率。

2.3 机电一体化技术在优化数控机床上的应用

机电一体化技术最先应用的场景就是应用在优化数控机床上面，由于许多的工程机械零件的加工生产过程都离不开数控机床的应用，因此优化数控机床的参数将会极大的增加工程机械的加工效率。对于数控机床来说，机电一体化技术极大的增强了数控系统的整体性以及稳定性，并且在很多时候给数控机床的生产注入新鲜的活力，比如回转刀架的设计，刀架的定位是数控机床需要考虑的重点问题，并且在很多时候容易造成重复的回转定位，从而引起过误差的增大，因此运用机电一体化技术就可以监控回转刀架的重复定位问题，从而优化了数控机床。

3 总结

综上所述，本文首先介绍了在工程机械中应用机电一体化技术的必要性，主要是提高加工质量，提升加工过程的安全性以及确保设备的精准性。然后重点介绍了机电一体化技术在具体工程机械的应用，主要选择了挖掘机后大臂、水轮机扩容以及数控机床的改进方面的具体应用，从而让机电一体化技术更好的更广泛的应用到工程机械之中。

参考文献：

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