搜索
机电液控制技术在工业中的应用姓名：钟仁辉专业：机械设计制造及其自动化学号：20121414112211摘要：在现代的各类施工现场中，工程机械的应用是及其普遍的，因此对工程机械的各项性能要求也越来越多，越来越高，生产效率高，自动化程度高，性能稳定，工作安全可靠，寿命长，经济性好，具有运行监测和故障诊断及报警功能，人机性能好，驾驶舒服，操作轻便等。因而机电液一体化作为一项高新技术在各类工程机械中得到广泛应用并具有广阔的发展前景。关键字：机电液、工程机械、高新技术Abstract:inallkindsofmodernconstructionsite,andtheapplicationofmechanicalengineeringisitswide,sotheperformanceofmechanicalengineeringrequirementsalsomoreandmore,moreandmorehigh,highproductionefficiency,highdegreeofautomation,stableperformance,safeandreliablework,longservicelife,goodeconomy,withoperationmonitoringandfaultdiagnosisandalarmfunctions,goodman-machineperformance,drivingcomfort,easytooperateandsoon.ThusMechatronicsasahightechnologyandnewtechnologyinallkindsofengineeringmachineryarewidelyusedandhasbroadprospectsfordevelopment.Keywords:Electricalandhydraulic,engineeringmachinery,hightechnology机电液一体化技术融合了机械、液压、电子技术、计算机信息技术等，但是又不是这些技术的简单叠加，而是这些方面技术的有机结合，渗透和相互的融汇二形成的可以使工程机械实现最佳工况的系统，这个系统的最本质的特征是一种机械，而又不同于一般的机械，它是在机构的主功能、动力功能、信息和控制功能上引进了电子技术、并与软件有机结合而成的一种特殊的机械系统。从功能上讲，是用于完成包括机械力，运动和能量流等多动力学任务的机械和机电部件相互联系的系统。一、机电液一体化技术特点当前，国内外对于机电液系统的综合研究已经成为研究的热点问题，对于机电液的综合，无论在其机构形式上，还是在系统的控制上都有了很大发展。如对机构与液压结合的研究、电液伺服机构的研究，、液压与四杆机构的优化设计、液压执行机构的设计研究、将液压系统集成到网络中的研究等。机电液集成系统的总体设计框架图如图所示，从图中可以看出，系统中包括机械单元，可控液压集成单元和电子单元三个单元。通过电子单元能够控制可控液压集成单元和液压缸的运动，去驱动和控制机械但愿，得到系统想要的运动形式。2二、机电液一体化技术的应用目前，机电液控制技术的应用已无处不在，由于机电液控制技术有许多突出的优点，从民用到国防、由一般传动到精确度很高的控制系统，都得到了广泛地应用。在国防工业中，陆、海、空三军的很多武器装备都采用了机电液控制技术，如飞机，坦克，舰艇，雷达，火炮，导弹和火箭等在机床工业中，目前机床传动系统有85%采用机电液控制，如磨床，铣床，刨床，拉床，压力机，剪床和组合机床等。在工程机械中，普遍采用了机电液控制技术，如挖掘机，轮胎装载机，汽车起重机，履带推土机，轮胎起重机，自行式铲运机，平地机和振动式压路机等。在农业机械中，采用机电液控制技术也很广泛，如联合收割机，拖拉机和犁等在汽车工业中，液压越野车，液压自卸式汽车，液压高空作业车和消防车等均采用了机电液控制技术。在轻纺工业中，采用灌压技术的有塑料注塑机，橡胶硫化机，造纸机，印刷机和纺织机等。在船舶工业中，应用机电液技术很普遍，如全液压挖泥船，打捞船，打桩船，采油平台，水翼船，气垫船和船舶辅机等。近几年，又在太阳跟踪系统、海浪模拟装置、船舶驾驶模拟器、地震再现、火箭助飞发射装置、宇航环境模拟和高层建筑防震系统及紧急刹车装置等设备中，也采用了机电液控制技术总之，一切工程领域，凡是有机械设备的场合，均可采用机电液控制技术。三、机电液控制技术在工程机械上的应用下面主要讨论机电液控制技术在工程机械上的应用。工程机械以内燃机作动力源，在野外进行自行式作业的机械设备，它由动力装置、传动装置、行走装置、工作装置和操作装置组成。则五部分思想一体化将促进整机性能的提高。目前，国内外工程机械机电液一体化应用技术主要体现在变量泵控制、电液比例控制、发动机转速控制、故障自诊断以及遥感控制技术等方面。1.变量泵和电液比例控制3在典型的工程机械中，如装载机和挖掘机中，液压系统往往占据一个主导作用，而如何使整个液压系统适应设备在不同工况和不同载荷下的工作要求，在节能和增效上来看都是一个很有价值的是实际意义的问题。变量泵控制，是通过调节排量来适应工程机械作业时复杂工况要求，采用压力感应控制，从而有效地利用发动机的功率。变量泵只有排量一个被控对象，在采用不同的控制方式时，可以使变量泵具有不同的输出特性。电液比例控制技术用于工程机械，可以省去复杂、庞大的液压信号传输管路，用电信号传递液压参数，不但能加快系统响应，而且使整个动力系统控制更方便、灵活，也降低了操作的劳动强度。2.发动机转速和功率自动调节控制在工程机械的作业过程中，操作人员对发动机的操作大多通过手动哪敢或脚踏板控制油门来调节发动机转速，却不能对发动机转速进行远程控制和自动控制。这样，不仅影响发动机本身的性能，还会使压路机原有的一些优越性能的发挥收到限制，同时在不同工况下负载变化大，发动机转速随着负载波动而波动，影响发动机的工作效率，发动机难以在较低转速下运行，如果负载较大（低转速下行走或打开空调），极易造成发动机掉速甚至熄火，发动机自带的机械调速器的自动调速功能误差较大，针对这些情况，采用发动机转速自动调节控制系统，系统采用负荷传感器，即以液压系统压力为判断信号，判断设备的工作状态，由控制器根据设备所处的不同状态。通过步进电机控制发动机油门，使发动机稳定在要求的转速附近工作，同时通过电液比例调节变量泵排量，改变泵的吸收扭矩，实现柴油机和液压泵的功率匹配。系统根据作业工况设定高、中、低和怠速几种功率模式，由动力模式开关选择，将选择的工况输入控制器，由控制器经过一定的算法控制发动机油门，使其稳定在相应的动力模式下。通过检测工作装置液压泵出口压力，控制器发出指令调节液压泵排量，液压泵吸收功率和发动机输出功率相匹配，合理利用了发动机功率。3.状态检测与故障诊断目前的施工作业队工程机械的要求不仅具有噪声低、燃料费用低、操纵人员劳动强度小、生产效率高等。通知书也要求设备对将要发生故障能都自诊断并进行报警。这是由于一方面“机器结构越复杂”由人工查明故障的过程也就越困难，给维修工作带来了越来越多的困难，且影响生产效率和施工进度。另一方面，“电子控制系统的安全容错处理”不能因为电子控制系统自身的突发故障导致车辆失控和不能运行。针对这种情况和需要，在工程机械上增加故障自诊断功能模块，它能够在工程机械运行过程中检测各个系统的实时工作情况，如有异常情况发生，根据故障自诊断功能模块快速对故障进行定位和修复。工程机械电子故障诊断装置包括：对发动机及液压传动系统的油液自动进行金属微粒含量分析的仪器，探测故障和金属磨耗产生原因的原子光谱吸收仪，用于检测润滑油与液压油品质的红外线分光仪，预先在微机中贮存发动机、液压泵或变速箱正常工作的震动波形，对实测信号进行比较并自动判断是否产生异常波形的震动分析仪，还有对机器结构件进行声波探伤的仪器等。应用电子故障自诊断装置，工程机械可进行状态自动检测和故障自动诊断。综上所述，机电液控制技术已经在工程机械的使用中发挥着巨大的作用，并将继续成为推动工程机械作业水平快速提升的重要因素，这也说明在未来的工程机械领域和机电液控制技术的应用中，必将有更多新的课题等待研究和解读。4参考文献：[1]耿向忠.机电液系统综合的发展应用及展望[J].甘肃：兰州理工大学，2011[2]骆祝茂.现代工程机械机电液一体化应用技术[J].广东：广东水利水电.2011[3]杨影会,刘印.分析机电液一体化在通用机械中的应用[J].黑龙江科技信息.2012[4]吕秋硕，程联社.机电液一体化技术在工程机械中的应用及发展[J].科技视界.2012[5]佟文龙.工程机械液压控制技术的研究进展与展望[J].电子制作.2013