机电一体化在机械工程中的应用

郑州华信学院自考本科毕业论文专业机电一体化工程专业姓名郭亚楠准考证号018410100878指导老师牛瑞丽老师论文题目机电一体化在机械工程中的应用2012年5月9日摘要现代工程施工中,工程机械的性能、自动化程度及其经济性等可以直接影响到施工工艺的好坏,而工程机械的电气与电子控制系统部分质量与性能的优劣又直接影响到工程机械的动力性、经济性、可靠性、施工质量、生产效率及使用寿命等。机电一体化又称机械电子学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术从上世纪70年代中期开始在国外工程机械上得到应用。80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起,推动了工程机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在工程机械上的应用,从根本上改变了工程机械的面貌,极大促进了产品性能的提高,使工程机械进入了一个全新的发展阶段。以微机或微处理器为核心的电子控制系统目前在国外工程机械上的应用已相当普及,并已成高性能工程机械不可缺少的组成部分。工程机械的机电一体化和智能化将是今后的发展方向。关键词：机电一体化工程机械电子控制AbstractModernengineeringconstruction,constructionmachineryperformance,automationandtheeconomy,etc.,maydirectlyaffectthequalityconstructiontechnology,andengineeringmachinerypartsofelectricalandelectroniccontrolsystemsandqualityandperformancedirectlyaffectsthemeritsofconstructionmachinerypower,economy,reliability,constructionquality,productionefficiencyandservicelife.AlsoknownasTechtronic’sisaninterdisciplinaryandintegratedhigh-tech,bythemicroelectronics,computertechnology,informationtechnology,automaticcontroltechnology,mechanicaltechnology,hydraulictechnologyandothertechnologiesfromamergingindependentinterdisciplinarydoor.Macaronisfromthemid70soflastcenturyconstructionmachineryinforeigncountrieshasbeenapplied.80microelectronictechnologyasthecoreoftheriseofhightechnology,andpromotetheconstructionmachinerymanufacturingtechnologyisdevelopingrapidly,especiallywiththemicro-computerandmicro-processingtechnology,sensinganddetectiontechnology,thedevelopmentofinformationprocessingtechnologyanditsApplicationofconstructionmachinery,andfundamentallychangedthefaceofconstructionmachinery,whichgreatlypromotedtheimprovementofproductperformance,theconstructionmachineryhasenteredanewstageofdevelopment.Thecomputerormicroprocessorcoreelectroniccontrolsystemiscurrentlyintheapplicationofforeignconstructionmachineryhasbeenverypopular,andhasbecomeanindispensablehigh-performancemachinerycomponents.Mechanicalengineeringmechatronicsandintelligentwillbethefuturedirectionofdevelopment.目录1.前言.............................................................12.机电一体化概要...................................................22.1机电一体化技术发展...........................................22.2目前工程机械的系统功能.......................................33.现代工程机械技术.................................................53.1工程机械核心技术——机电一体化...............................53.2现代工程机械系统的基本结构...................................64.机电一体化在工程机械中的运用.....................................74.1机电一体化和工程机械的关系...................................74.2机电一体化对工程机械功能的改进...............................75.机电一体化技术在挖掘机中的应用...................................95.1普遍采用电子节能技术的大中型液压挖掘机.......................95.2采用自动怠速功能的小型液压挖掘机.............................95.3采用电液比例控制技术的液压挖掘机.............................95.4应用于液压挖掘机上的各种监控技术............................105.5GPS技术在液压挖掘机上的应用................................115.5.1用于远程维护、信息管理的GPS技术......................115.5.2高精度GPS系统的应用..................................115.6具有辅助挖掘系统的液压挖掘机................................115.7机电一体化技术在旋挖钻机上的运用............................125.8遥控技术在工程机械上的应用.................................1226.机电一体化在煤矿机械中的应用....................................137.结束语..........................................................15致谢..............................................................15参考文献..........................................................17第1页共17页1前言现代工程机械正处在一个机电一体化的发展时代引入机电一体化技术,使机械、液压技术和电子控制技术等有机的结合,可以极大地提高了工程机械的各种性能,如动力性、燃油经济性、可靠性、安全性,操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命等。目前以微机或微处理器为核心的电子控制装置在现代工程机械中的应用已相当普及,电子控制技术已深入到工程机械的许多领域,如摊铺机和平地机的自动找平,摊铺机的自动供料,挖掘机的电子功率优化,柴油机的电子调速,装载机、铲运机变速箱的自动控制,工程机械的状态监控与故障自诊等。随着科学技术的不断发展,对工程机械的性能要求不断提高,电子控制装置在工程机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂。特别是随着我国进口及国产工程机械保有量的逐年增加,如何用好、管好这些价格昂贵的工程机械,使其发挥最大的效率,是工程施工部门所面临的一个重要的问题。为帮助广大工程机械使用人员、维修人员、管理人员对工程机械中的电气与电子控制装置的功能、类别及特性有一些初步的了解和掌握,下面以简单的介绍与论述。现代工程施工中,工程机械的性能、自动化程度及其经济性等可直接影响到施工工艺的好坏;而工程机械的电气与电子控制系统部分质量与性能的优劣又直接影响到工程机械的动力性、经济性、可靠性、施工质量、生产效率及使用寿命等。电子控制系统已成为现代工程机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展及对产品性能要求不断提高,电子控制系统在工程机械中所占的比重将会越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而且其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修人员提出了更高的要求。现代工程施工要求工程机械具有以下性能生产效率高且能量损失小,节约能源;自动化程度高,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全,使用寿命长;具有较好的经济性;高的技术价格比和低的制造与使用成本;操作简单、轻便、劳动强度低,驾驶员的工作条件好,具有运行状态监视、故障自诊及自动报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修作业时间。第2页共17页2．机电一体化概要2.1机电一体化技术发展机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。20世纪60年代以来,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后,刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。20世纪80年代末期,机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持,20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分。模块化技术是这三者的共同技术。模块化技术可以减少产品的开发和生产成本，提高不同产品间的零部件通用化程度，提高产品的可装配性、可维修性和可扩展性等。融合机械、电子和软件三大部分的机电一体化模块代表了未来产品的发展方向，具有高度自主性、良好的协调性和自组织性的特点。总之，模块化设计与制造是机电一体化系统的基本方法和发展趋势。随着微处理器性能价格比的迅速提高和微机械电子（MEMS）技术的飞速发展，各种机电一体化模块将越来越多地出现在市场上。利用这些模块，可以迅速方便地设计和制造出各种新的机电一体化产品。机电一体化是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。21世纪,机