徐 明

(中鐵十八局集團第六工程有限公司，天津 300222)

機電一體化技術(shù)在工程機械中的應用探討

徐 明

(中鐵十八局集團第六工程有限公司，天津 300222)

現(xiàn)代建筑的高度越來越高，結(jié)構(gòu)越來越龐大，施工過程也就相應的變得復雜起來，同時加上節(jié)約人力成本、保證施工安全的需要，各種建筑工程機械已經(jīng)成為了建筑施工的“主力成員”。如今，機電一體化技術(shù)在建筑工程機械當中的應用，進一步提高了建筑工程施工的效率、質(zhì)量及安全性。本文基于作者自身的實際工作經(jīng)驗，首先簡單分析了機電一體化技術(shù)在建筑工程機械領域應用的必要性，然后對機電一體化技術(shù)在建筑工程機械中的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行了探討，以期進一步推動機電一體化技術(shù)在工程機械中的普及應用。

機電一體化;工程機械;必要性;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

一、機電一體化技術(shù)在建筑工程機械領域應用的必要性

“機電一體化技術(shù)”從本質(zhì)上來講是多項現(xiàn)代科學技術(shù)的綜合體，例如信息技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)以及機械技術(shù)。國外的機電一體化技術(shù)起步較早，而我國由于早些年社會環(huán)境、經(jīng)濟實力較為落后，所以到了20世紀70年代機電一體化技術(shù)才正式進入我國。不過，近十多年來機電一體化技術(shù)在我國的研究發(fā)展與普及應用速度非常之快，尤其是機電一體化技術(shù)在建筑工程機械當中的應用，使得我國的建筑施工得到了飛躍式的發(fā)展。

之所以要在建筑工程機械領域中應用機電一體化技術(shù)，是因為現(xiàn)代的建筑工程施工主要依靠于機械設備，這些工程機械設備的性能，將直接對施工效率、施工質(zhì)量甚至是施工的安全性造成影響，而機電一體化技術(shù)以其自身的各種優(yōu)勢，能夠?qū)ㄖこ虣C械設備進行高靈敏度的控制，使龐大、復雜的工程機械設備操作變得簡單、安全、迅速，并實現(xiàn)其他各種輔助性的功能作用，使建筑施工效率、施工質(zhì)量以及安全性得到保障。所以，在建筑工程機械領域中應用機電一體化技術(shù)是相當必要的，這能夠促進我國建筑施工事業(yè)整體發(fā)展。

二、機電一體化技術(shù)在建筑工程機械中的應用現(xiàn)狀

在建筑工程機械設備中引進、應用機電一體化技術(shù)，能夠使機械設備的性能得到非常明顯的提升，而建筑工程機械設備的性能提升，又會進一步促進機電一體化技術(shù)的應用與發(fā)展，這就形成了一個相互促進、相互提升的良性循環(huán)，當前機電一體化技術(shù)在建筑工程機械中的應用主要存在于以下幾個方面。

(一)降低能源消耗，提高建筑施工產(chǎn)生效率

在機械設備投入到建筑施工的早期，雖然減少了人力勞動量，但是由于各方面的技術(shù)限制，導致這些建筑工程機械的利用率低下，特別是在能源消耗方面非常高，成本投入相當之高，產(chǎn)出價值與成本投入之間的懸殊，導致了很多工程機械能得到全面的效能發(fā)揮。就拿尚未應用機電一體化技術(shù)的老師液壓挖掘機來說，它在建筑工程施工過程當中，有超過70%的燃料是被無價值消耗的，僅有30%的燃料消耗真正應用到了建筑施工上。而在機電一體化技術(shù)被應用后，建筑工程機械的能源消耗大幅度降低，效率明顯提升，例如“卡特電子效率節(jié)能控制系統(tǒng)”，這套系統(tǒng)具有對發(fā)動機、泵進行綜合性協(xié)調(diào)控制的能力，在降低燃料消耗的同時，使液壓挖掘機的效能、效率得到更加全面的發(fā)揮。

(二)運行狀態(tài)及故障監(jiān)控

現(xiàn)代的建筑工程機械設備的構(gòu)成非常復雜，主要的構(gòu)成部分包括液壓系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、工作裝置、傳動系統(tǒng)以及發(fā)動機等等，這些各個組成部分必須協(xié)同配合，才能保證機械設備的有效運轉(zhuǎn)。但是由于這些組成部分非常龐大、精密而復雜，所以想要人為的監(jiān)視其運行狀態(tài)，或是在發(fā)生故障的時候進行診斷判定故障部位、故障原因，都是相當困難的。而在機電一體化技術(shù)的支持下，在運行過程當中的建筑工程機械能夠?qū)ψ陨淼倪\行狀態(tài)進行實時的全面監(jiān)控，并做出自我診斷，在發(fā)現(xiàn)有故障或故障危險因素的時候，自動發(fā)出警報，提醒工作人員注意。工作人員能夠直接通過顯示器或是指示燈，對機械設備整個以及各個組成部分的運行狀態(tài)進行時刻的監(jiān)控，清楚掌握工程機械情況，在其發(fā)生故障的時候，也能夠通過機電一體化裝置對工程機械進行準確、快速的診斷，從而保證機械設備運行的安全性。

(三)優(yōu)化柴油機控制

提高柴油機的經(jīng)濟性和動力性，降低其排放污染是當前柴油機行業(yè)的一項重要戰(zhàn)略目標。發(fā)動機排放質(zhì)量與最低油耗間的矛盾，給柴油機技術(shù)的深入發(fā)展和研究帶來了很大困難，因此必須對這兩種參變量進行合理的調(diào)整平衡。過去，僅將立足點放在燃油耗率的優(yōu)化上。而從排放物的總體來看，雖有所改善，但為了把發(fā)動機燃油耗率調(diào)整到最佳點，將導致排放污染物的濃度等級上升。所以，我們應強調(diào)發(fā)動機必須在燃油耗率優(yōu)化的同時達到最低的排放等級。傳統(tǒng)的供油角度基本固定不變的方法已很難滿足上述目標。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，采用電子調(diào)速器、電子油門控制裝置、自動停機裝置、自動升溫控制裝置等，使柴油機在各種變工況下自動選擇能同時滿足經(jīng)濟指標和排放指標的最佳噴油定時。

(四)提高建筑工程機械精準度

建筑工程機械的精準度是影響工程施工質(zhì)量的一點重要因素，在機電一體化技術(shù)的幫助下，建筑工程機械能夠?qū)崿F(xiàn)半自動甚至是全自動控制，這一方面能夠進一步降低人力成本投入;另一方面還能夠提高作業(yè)精準度。比如建筑施工過程當中的混凝土拌合，如果由人來進行控制，就非常容易出現(xiàn)配合比不準確的情況，導致混凝土質(zhì)量達不到設計要求標準，而通過機電一體化自動控制，則能夠?qū)ε浜媳冗M行非常精準的稱量與控制，使混凝土達到設計要求，保證施工整體質(zhì)量。

(五)其他方面的應用

目前，還有許多的建筑工程機械都采用了電子控制的自動變速器，例如鏟運機、推土機以及裝載機，它能夠根據(jù)外界負荷的變化情況，自動改變傳動系統(tǒng)的傳動比。這一方面能夠進一步提高機械設備能源燃料的利用效率，使發(fā)動機的功率得到充分發(fā)揮，使工作人員的操作得到簡化，降低人力勞動強度;另一方面還能夠防止翻車、斷臂等機械設備事故出現(xiàn)，使機械設備在運轉(zhuǎn)過程當中的安全性得到提升。另外，由于一些建筑施工的環(huán)境條件過于惡劣、危險，現(xiàn)代的很多工程機械利用機電一體化技術(shù)都實現(xiàn)了無人操控，這樣一來就可以避免工作人員暴露在惡劣的環(huán)境條件中。建筑工程機械的工作環(huán)境為露天，而且綜合條件較為復雜，不論是日常的天氣變化，還是地質(zhì)環(huán)境，都會影響到工程機械的正常運轉(zhuǎn)，不過，當前的機電一體化技術(shù)已經(jīng)較為發(fā)達，應用到工程機械中的電子控制系統(tǒng)都能夠在零下40攝氏度到80攝氏度的溫度區(qū)間內(nèi)正常、穩(wěn)定的工作，而且抗老化能力強，對各種環(huán)境條件的適應力好，能夠在環(huán)境復雜、條件惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定、安全的運行。

三、機電一體化技術(shù)在建筑工程機械中的應用發(fā)展趨勢

當前，不論是建筑工程機械本身，還是機電一體化技術(shù)，都在不斷的發(fā)展，在未來機電一體化技術(shù)在建筑工程機械當中的應用會更加深入、更加廣泛。就當前的實際情況來看，機電一體化技術(shù)在建筑工程機械中的應用發(fā)展趨勢主要有三個方面，一個是智能化，一個是模塊化，還有一個是綠色化，照著這個發(fā)展趨勢發(fā)展，未來的建筑施工機械將進一步降低人力勞動成本，效率更高，適用范圍更廣，且更加節(jié)約能源消耗。

［1］孟慶春.機電一體化技術(shù)的應用與發(fā)展［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2012，(1):115～116.

［2］陳偉洪.機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機械中的發(fā)展運用分析［J］.裝備制造技術(shù)，2014，(1):77～89.

［3］王學梅.機電一體化系統(tǒng)中的智能控制技術(shù)［J］.科技與企業(yè)，2012，(20):112.

［4］楊凱.建筑工程中機電一體化的運用與發(fā)展探討［J］.城市建筑，2013，(24):253～255.

TH－39

A

2095－4654(2015)03－0189－02

2014－11－19