引論：我們?yōu)槟砹?篇機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用研究和推廣

[摘要]隨著港口吞吐量和機(jī)械化程度的增加,對港口設(shè)備的要求也越來越高,港口機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障的現(xiàn)象也逐漸增多。本文首先介紹了設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀,分析了傳統(tǒng)的設(shè)備故障診斷技術(shù)方法,然后針對港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)用及研究進(jìn)行了詳細(xì)分析,并以內(nèi)燃機(jī)為例詳細(xì)說明了港口機(jī)電設(shè)備故障診斷的步驟。由于港口設(shè)備數(shù)量和種類較多,因此港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)向自動(dòng)化和智能化方向進(jìn)一步發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]港口設(shè)備 故障診斷 應(yīng)用 推廣

我國的交通運(yùn)輸業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,自從改革開放以來,我國的水運(yùn)行業(yè)發(fā)展迅速,隨著港口的大型機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化程度的日益提高,我國港口吞吐量增長較快,促進(jìn)了水運(yùn)行業(yè)的發(fā)展,使得我國的交通運(yùn)輸行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所占的比重也逐漸增大。隨著港口吞吐量和機(jī)械化程度的增加,港口機(jī)電設(shè)備在水運(yùn)行業(yè)中的作用越來越重要,對港口設(shè)備的要求也越來越高,港口機(jī)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)及其組成也愈加復(fù)雜,負(fù)荷越來越重,因此港口機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障的現(xiàn)象也逐漸增多,這直接影響了港口作業(yè)的質(zhì)量和進(jìn)度,降低了港口水運(yùn)的經(jīng)濟(jì)效益。因此,對港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究成為港口水運(yùn)行業(yè)的的一項(xiàng)迫切的重要任務(wù)。

一、設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀

機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展分為三個(gè)階段:初級階段-感官、專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)判斷;現(xiàn)代化階段-計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)綜合診斷;智能化階段-集故障監(jiān)測、診斷、設(shè)備管理和調(diào)度一體化的智能化階段。機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)起源于20世紀(jì),并在此期間取得了較大的發(fā)展和進(jìn)步。航天工業(yè)的發(fā)展使該技術(shù)取得較快地發(fā)展,隨后計(jì)算機(jī)、微電子和傳感器技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得該技術(shù)逐漸地完善,此時(shí)還在航天和核電等大型部門應(yīng)用較多,其他部門發(fā)展較為緩慢,到20世紀(jì)末機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)在農(nóng)業(yè)、化工、冶金礦山、發(fā)電、交通運(yùn)輸和機(jī)械制造等各部門開始應(yīng)用,并且發(fā)展較快,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。21世紀(jì),機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)在我國國民經(jīng)濟(jì)的各部門都已取得長足的發(fā)展和普及應(yīng)用,技術(shù)發(fā)展轉(zhuǎn)向智能化。

二、設(shè)備故障診斷技術(shù)及手段

①機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測診斷技術(shù)。通過對振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,來判斷設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,由于其此種方法簡單偏于操作,且對設(shè)備沒有損傷,因此機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)成為方法;②磨屑監(jiān)測診斷技術(shù),該技術(shù)主要用于液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng),由于磨損方式和磨損速度不同而產(chǎn)生的磨屑粒尺寸和形態(tài)有所差異,從而來判斷破損類型和磨損部位;③溫度監(jiān)測診斷技術(shù),由于設(shè)備不同部位產(chǎn)生的溫度變化不同,利用溫度變化程度來判斷設(shè)備的運(yùn)行情況,利用紅外線來監(jiān)測可以實(shí)現(xiàn)非接觸、遠(yuǎn)距離監(jiān)測,且能夠進(jìn)行運(yùn)算、處理和判斷測定設(shè)備各部分的溫度變化;④無損探傷監(jiān)測技術(shù),該技術(shù)應(yīng)用較廣,尤其是γ射線掃描。該技術(shù)是射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律,掃描得到相關(guān)參數(shù)變化的譜線,然后通過系統(tǒng)分析確定設(shè)備故障的部位。

三、港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)

1.港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)研究情況

港口設(shè)備分小型裝卸機(jī)械和大型裝卸機(jī)械兩類,其中小型機(jī)械數(shù)量大,流動(dòng)性大,但活動(dòng)范圍小,大型機(jī)械種類多,作業(yè)分散,操作要求較高。國內(nèi)鑒于港口機(jī)械的工作性質(zhì)和工作環(huán)境,提出了柴油機(jī)、結(jié)構(gòu)裂紋、液壓傳動(dòng)、鋼絲繩和制動(dòng)器、糧倉、電器系統(tǒng)、皮帶縱向撕裂、監(jiān)測中心和測試車、設(shè)備管理和維修體制改革10個(gè)方向的相關(guān)的研究專題。

國內(nèi)外設(shè)備故障監(jiān)測技術(shù)與手段的發(fā)展,在港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)中也得到了廣泛地應(yīng)用。目前國內(nèi)在各港口開展了設(shè)備監(jiān)測研究和故障診斷研究,取得的成果有:上海港務(wù)局與上海海運(yùn)、上海交大和同濟(jì)大學(xué)等院校進(jìn)行相關(guān)課題的合作,上述10個(gè)研究課題中9個(gè)課題開始進(jìn)行研究,部分課題已列入交通部和上海市的科技攻關(guān)項(xiàng)目。

2.港口機(jī)電設(shè)備故障診斷實(shí)例分析

港口設(shè)備動(dòng)力一般由內(nèi)燃機(jī)提供,內(nèi)燃機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)故障,以內(nèi)燃機(jī)為例簡要分析港口設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用。針對內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力不足問題進(jìn)行簡要分析。

(1)故障現(xiàn)象。港口上使用時(shí)間較長的內(nèi)燃機(jī)存在動(dòng)力不足的現(xiàn)象。

(2)故障原因。內(nèi)燃機(jī)油箱油量是否充足;內(nèi)燃機(jī)的供油管是否有漏油或斷裂現(xiàn)象;內(nèi)燃機(jī)的噴油泵油量調(diào)節(jié)桿是否卡住、鎖緊螺栓是否有脫落現(xiàn)象等;內(nèi)燃機(jī)的燃油是否含有空氣或其他雜質(zhì)等;內(nèi)燃機(jī)供油管是否堵塞;內(nèi)燃機(jī)的燃油濾清器是否堵塞;內(nèi)燃機(jī)的供油時(shí)間是否合適無延遲現(xiàn)象。

(3)故障排除。內(nèi)燃機(jī)的供油管有沒有漏油等問題,內(nèi)燃機(jī)的油箱的油量多少,內(nèi)燃機(jī)的噴油泵油量調(diào)節(jié)桿有無卡住,內(nèi)燃機(jī)的油量控制桿鎖緊螺栓是否脫落,內(nèi)燃機(jī)的燃油成分檢查是否空氣含量較高,內(nèi)燃機(jī)的供油管和濾清器是否堵塞,檢查內(nèi)燃機(jī)的供油時(shí)間。

(4)采取措施。首先應(yīng)檢查內(nèi)燃機(jī)的油箱油量是否充足,如果油量不足應(yīng)增添燃油;其次檢查內(nèi)燃機(jī)的供油管是否漏油或斷裂,發(fā)現(xiàn)漏油或斷裂及時(shí)進(jìn)行維修,如果是由漏油原因引起則維修內(nèi)燃機(jī)后還要排除管路中的空氣壁面油的純度不夠;檢查內(nèi)燃機(jī)的調(diào)節(jié)桿卡住和內(nèi)燃機(jī)的油量控制桿的鎖緊螺栓是否緊固,如果在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行過程中有異樣聲響,則需要將部件重新鎖緊;然后拆下內(nèi)燃機(jī)的燃油管的進(jìn)油端進(jìn)行連續(xù)壓動(dòng),如無燃油流出,可能是供油管或燃油濾清器發(fā)生了堵塞,采取措施為進(jìn)行逐段進(jìn)行排除;內(nèi)燃機(jī)的供油時(shí)間不合適,延遲或過早都會(huì)引起動(dòng)力不足。

四、結(jié)論

自從改革開放以來,我國的水運(yùn)行業(yè)發(fā)展迅速,我國港口吞吐量增長較快,對港口設(shè)備的要求也越來越高,因此港口機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障的現(xiàn)象也逐漸增多。

本文首先介紹了設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,目前傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)主要包括:機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測、磨屑監(jiān)測、溫度監(jiān)測以及無損探傷等,港口設(shè)備故障診斷技術(shù)水平已越來越高,然后隨著故障現(xiàn)象的增多,港口設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)向自動(dòng)化智能化方向進(jìn)一步發(fā)展。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的探究

煤炭是我國重要的能源,煤炭工業(yè)的大力發(fā)展,在我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中占居重要的地位。因而,近年來各級煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)都十分重視機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用與推廣。本文對煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞:煤礦 機(jī)電一體化 應(yīng)用

1 概述

煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品是把各項(xiàng)高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品,其主要技術(shù)包括:微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、人工智能、傳感產(chǎn)品性等等,這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中,開始利用機(jī)電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)進(jìn)行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品,并取得了巨大的成功,這讓人們清楚地意識到,機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)高效、安全、機(jī)械化采煤和煤礦機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。

2 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用

2.1 礦井運(yùn)輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用 在煤礦生產(chǎn)中,因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要,對煤礦機(jī)械化采煤提出更高的要求,那么隨之對井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今,對于國外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國家,煤礦井下大巷的運(yùn)輸系統(tǒng)大多是采用帶式運(yùn)輸機(jī),他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動(dòng)方式,主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家,高性能、高性的磁阻電機(jī)在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機(jī),它采用機(jī)電一體化技術(shù)把電機(jī)和滾筒做成一體,這樣的融合技術(shù)不論在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于經(jīng)驗(yàn)豐富地位。

在我國,大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了皮帶化,采用大巷強(qiáng)力帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡椤Ａ硗?計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速,它們具有很多種及時(shí)故障診斷和自我保護(hù)等功能,如應(yīng)用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障,可能在某些方面沒有面面俱到,在使用上還不能滿足一些功能,但是從發(fā)展的角度看問題,這的確是一個(gè)很好的開始。目前,我國直徑在兩米以上的提升機(jī)有1700多臺,其中90%為交流提升機(jī),并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速,電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng),只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機(jī)多數(shù)為發(fā)電機(jī)拖動(dòng),雖有部分可控硅供電系統(tǒng),也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單,程序設(shè)計(jì)起來也比較容易,不需要一些復(fù)雜的輸入輸出接口裝置,抵抗外界的干擾能力也很強(qiáng),因此,它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進(jìn)行長時(shí)間工作。

2.2 綜合機(jī)械化采煤 1970年,我國自主設(shè)計(jì)制造裝配了及時(shí)套綜合機(jī)械化采煤工作面,并在大同礦務(wù)局進(jìn)行試驗(yàn)使用,一直試驗(yàn)使用到80年代后期,這項(xiàng)技術(shù)的使用標(biāo)志著我國的煤礦綜合機(jī)械化采煤有了重大的突破性發(fā)展,推動(dòng)了煤礦自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程,同樣,采煤機(jī)也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引;液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計(jì)算機(jī)化發(fā)展,以計(jì)算機(jī)為核心,采用電液控制,移架自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)。另外,對工作面刮板運(yùn)輸機(jī)也進(jìn)行了微機(jī)監(jiān)控裝置的配置,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合機(jī)械化采煤中的應(yīng)用,使設(shè)備動(dòng)作趨于協(xié)調(diào),且安全性、性大為提高,操作性能更加完善,為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益。 [:請記住我站域名/]

2.3 礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng) 從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看,還存在一些問題,但是主要問題是傳感器的不足,并且使用過程中,其穩(wěn)定性相對較差,使用壽命不足,一些研究所和使用單位在這方面進(jìn)行了大量的研究,對一些關(guān)鍵技術(shù)也實(shí)施多次再設(shè)計(jì)改進(jìn)措施,但仍然沒有得到預(yù)期的效果,因此這些在實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外,由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快,運(yùn)行速度和質(zhì)量也在不斷提高,傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜,信息媒體由字符發(fā)展到聲像,煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展,他們的機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機(jī)電一體化技術(shù)推廣應(yīng)用最快的產(chǎn)品,一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

3 對我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考

在20世紀(jì),我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個(gè)環(huán)節(jié),但相對國外先進(jìn)煤礦還是比較落后的。因此,要讓我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平,必須掌握信息時(shí)代機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)。

應(yīng)提高我國煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度;以計(jì)算機(jī)為機(jī)電一體化的核心裝置,因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算和存貯能力非常強(qiáng),且體積和功耗小,更加適合于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品,在設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí),應(yīng)盡可能的選用功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī),從而保障工作性能更;對于新開發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能,同時(shí),要選用很好的開放性和高性的通信模塊,方便與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通信控制;煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品需要達(dá)到智能化發(fā)展水平,能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài),使設(shè)備能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境并以的狀態(tài)工作,同時(shí)能快速地對所采集的參數(shù)進(jìn)行分析,從而對故障進(jìn)行診斷,再根據(jù)這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障進(jìn)行預(yù)測;要對礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開發(fā),提高礦用傳感器的性和使用壽命,同時(shí)考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化,使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進(jìn)行信號的測量,并保障其測量度,并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能;要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展,將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品,從而提高煤礦現(xiàn)代化,達(dá)到煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)是煤礦綜合自動(dòng)化的發(fā)展基礎(chǔ),更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù),煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在采、掘、運(yùn)、裝備等方面的應(yīng)用和推廣,大力地推動(dòng)我國煤礦綜合生產(chǎn)力,同時(shí),

為實(shí)現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用探究

摘要:煤炭是我國重要的能源,煤炭工業(yè)的大力發(fā)展,在我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中占居重要的地位。因而,近年來各級煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)都十分重視機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用與推廣。本文對煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞:煤礦 機(jī)電一體化 應(yīng)用

1 概述

煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品是把各項(xiàng)高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品,其主要技術(shù)包括:微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、人工智能、傳感產(chǎn)品性等等,這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中,開始利用機(jī)電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)進(jìn)行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品,并取得了巨大的成功,這讓人們清楚地意識到,機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)高效、安全、機(jī)械化采煤和煤礦機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。

2 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用

2.1 礦井運(yùn)輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用 在煤礦生產(chǎn)中,因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要,對煤礦機(jī)械化采煤提出更高的要求,那么隨之對井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今,對于國外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國家,煤礦井下大巷的運(yùn)輸系統(tǒng)大多是采用帶式運(yùn)輸機(jī),他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動(dòng)方式,主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家,高性能、高性的磁阻電機(jī)在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機(jī),它采用機(jī)電一體化技術(shù)把電機(jī)和滾筒做成一體,這樣的融合技術(shù)不論在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于經(jīng)驗(yàn)豐富地位。

在我國,大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了皮帶化,采用大巷強(qiáng)力帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡椤Ａ硗?計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速,它們具有很多種及時(shí)故障診斷和自我保護(hù)等功能,如應(yīng)用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障,可能在某些方面沒有面面俱到,在使用上還不能滿足一些功能,但是從發(fā)展的角度看問題,這的確是一個(gè)很好的開始。目前,我國直徑在兩米以上的提升機(jī)有1700多臺,其中90%為交流提升機(jī),并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速,電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng),只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機(jī)多數(shù)為發(fā)電機(jī)拖動(dòng),雖有部分可控硅供電系統(tǒng),也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單,程序設(shè)計(jì)起來也比較容易,不需要一些復(fù)雜的輸入輸出接口裝置,抵抗外界的干擾能力也很強(qiáng),因此,它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進(jìn)行長時(shí)間工作。

2.2 綜合機(jī)械化采煤 1970年,我國自主設(shè)計(jì)制造裝配了及時(shí)套綜合機(jī)械化采煤工作面,并在大同礦務(wù)局進(jìn)行試驗(yàn)使用,一直試驗(yàn)使用到80年代后期,這項(xiàng)技術(shù)的使用標(biāo)志著我國的煤礦綜合機(jī)械化采煤有了重大的突破性發(fā)展,推動(dòng)了煤礦自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程,同樣,采煤機(jī)也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引;液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計(jì)算機(jī)化發(fā)！展,以計(jì)算機(jī)為核心,采用電液控制,移架自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)。另外,對工作面刮板運(yùn)輸機(jī)也進(jìn)行了微機(jī)監(jiān)控裝置的配置,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合機(jī)械化采煤中的應(yīng)用,使設(shè)備動(dòng)作趨于協(xié)調(diào),且安全性、性大為提高,操作性能更加完善,為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng) 從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看,還存在一些問題,但是主要問題是傳感器的不足,并且使用過程中,其穩(wěn)定性相對較差,使用壽命不足,一些研究所和使用單位在這方面進(jìn)行了大量的研究,對一些關(guān)鍵技術(shù)也實(shí)施多次再設(shè)計(jì)改進(jìn)措施,但仍然沒有得到預(yù)期的效果,因此這些在實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外,由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快,運(yùn)行速度和質(zhì)量也在不斷提高,傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜,信息媒體由字符發(fā)展到聲像,煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展,他們的機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機(jī)電一體化技術(shù)推廣應(yīng)用最快的產(chǎn)品,一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

3 對我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考

在20世紀(jì),我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個(gè)環(huán)節(jié),但相對國外先進(jìn)煤礦還是比較落后的。因此,要讓我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平,必須掌握信息時(shí)代機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)。

應(yīng)提高我國煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度;以計(jì)算機(jī)為機(jī)電一體化的核心裝置,因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算和存貯能力非常強(qiáng),且體積和功耗小,更加適合于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品,在設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí),應(yīng)盡可能的選用功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī),從而保障工作性能更;對于新開發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能,同時(shí),要選用很好的開放性和高性的通信模塊,方便與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通信控制;煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品需要達(dá)到智能化發(fā)展水平,能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài),使設(shè)備能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境并以的狀態(tài)工作,同時(shí)能快速地對所采集的參數(shù)進(jìn)行分析,從而對故障進(jìn)行診斷,再根據(jù)這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障進(jìn)行預(yù)測;要對礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開發(fā),提高礦用傳感器的性和使用壽命,同時(shí)考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化,使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進(jìn)行信號的測量,并保障其測量度,并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能;要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展,將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品,從而提高煤礦現(xiàn)代化,達(dá)到煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

煤礦機(jī)電一 體化技術(shù)是煤礦綜合自動(dòng)化的發(fā)展基礎(chǔ),更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù),煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在采、掘、運(yùn)、裝備等方面的應(yīng)用和推廣,大力地推動(dòng)我國煤礦綜合生產(chǎn)力,同時(shí),為實(shí)現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生自我鑒定

時(shí)間過得真快，轉(zhuǎn)眼間又快到這個(gè)學(xué)期的階段了。,通過良師的教導(dǎo)和自身的刻苦學(xué)習(xí),也養(yǎng)成了認(rèn)真對待學(xué)習(xí)和工作的好習(xí)慣!

本人有良好道德修養(yǎng),遵紀(jì)守法,愛護(hù)公共財(cái)產(chǎn),團(tuán)結(jié)同學(xué),樂于助人.熱心參予學(xué)校的各種活動(dòng)。在學(xué)習(xí)上，我覺得大學(xué)生首要任務(wù)還是學(xué)好文化知識，所以在學(xué)習(xí)上我踏踏實(shí)實(shí)，一點(diǎn)也不放松。一份耕耘一分收獲，學(xué)習(xí)就是學(xué)生的職業(yè)，這份職業(yè)同樣需要有智慧、毅力和恒心。在生活上，盡量與舍友、同班同學(xué)搞好關(guān)系，廣交朋友，朋友遍布各院系、各瘦。由于平易近人待人友好,所以一直以來與人相處甚是融洽。因而在這學(xué)期初的班委選舉中，我很榮幸的被選為了副班長，這樣一來不但可以為班里面做貢獻(xiàn)，還可以鍛煉自己的組織交際能力。

一學(xué)期的大學(xué)生活、工作學(xué)習(xí)使我真正認(rèn)識到一個(gè)大學(xué)生應(yīng)具備的綜合素質(zhì)，我也希望在任職期間能充分發(fā)揮我的潛力同時(shí)提高我自身的綜合素質(zhì)，在今后的工作中仍然能保持足夠的熱情取得更好的成果。人生的選擇總是存在著許多必然性和偶然性，為了順應(yīng)社會(huì)的需要，而且為了自我的更好發(fā)展，我來到了XX工業(yè)學(xué)校機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)習(xí)。老師的指導(dǎo)，同學(xué)的幫助都使我受益匪淺，為了自己心中那片天地不斷地學(xué)習(xí)，不斷地求知，要求自己成為一個(gè)不讓家里失望，不讓社會(huì)失望的學(xué)生，努力成為一個(gè)對國家對社會(huì)有用的知識型社會(huì)主義建設(shè)者。

在學(xué)校期間，我擔(dān)任班級干部，勤勤懇懇，認(rèn)真完成老師布置的任務(wù)，熱心幫助同學(xué)，并且不斷提高自己與他人的交際能力和團(tuán)體協(xié)作能力，我參加了校學(xué)生會(huì)，體育部的學(xué)生會(huì)，并且擔(dān)任寢室長。在我工作期間，獲得了老師的認(rèn)可和同學(xué)的支持，取得了一系列的成績。作為班級的一員，我能和同學(xué)搞好關(guān)系，恰當(dāng)處理各種事情，并且積極參加班級和學(xué)校組織的各項(xiàng)活動(dòng)，并且獲得許多獎(jiǎng)勵(lì)。

我是一個(gè)自信的人，也是一個(gè)又責(zé)任心和愛心的人，我相信只要我勇敢，努力地面對生活，我就能獲取成功，實(shí)現(xiàn)自己心中的理想，并且我也會(huì)為了我自己的理想而不斷的努力奮斗。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:淺析傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

摘要:文章概述傳感器研究現(xiàn)狀與發(fā)展,探討傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用,并分析我國傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞:傳感器技術(shù);機(jī)電一體化;應(yīng)用

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,傳感器處系統(tǒng)之首,其作用相當(dāng)于系統(tǒng)感受器官,能快速、地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境考驗(yàn),是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保障。如缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對信息而的自動(dòng)檢測,系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實(shí)現(xiàn)。

一、傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展

傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,主要用于檢測機(jī)電一體化系統(tǒng)自身與操作對象、作業(yè)環(huán)境狀態(tài),為有效控制機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)作提供必須的相關(guān)信息。隨著人類探知領(lǐng)域和空間的拓展,電子信息種類日益繁多,信息傳遞速度日益加快,信息處理能力日益增強(qiáng),相應(yīng)的信息采集——傳感技術(shù)也將日益發(fā)展,傳感器也將無所不在。

從20世紀(jì)80年代起,逐步在世界范圍內(nèi)掀起一股“傳感器熱”,各先進(jìn)工業(yè)國都極為重視傳感技術(shù)和傳感器研究、開發(fā)和生產(chǎn)。傳感技術(shù)已成為重要的現(xiàn)代科技領(lǐng)域,傳感器及其系統(tǒng)生產(chǎn)已成為重要的新興行業(yè)。

二、傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

傳感器是左右機(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)發(fā)展的重要技術(shù)之一,廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化產(chǎn)品之中:

1.機(jī)器人用傳感器。工業(yè)機(jī)器人之所以能夠操作,是因?yàn)樗軌蛲ㄟ^各種傳感器來感知自身、操作對象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài),包括:其自身狀態(tài)信息的獲取通過內(nèi)部傳感器(位置、位移、速度、加速度等)來完成,操作對象與外部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實(shí)現(xiàn),這個(gè)過程非常重要,足以為機(jī)器人控制提供反饋信息。

2.機(jī)械加工過程的傳感檢測技術(shù)。

(1)切削過程和機(jī)床運(yùn)行過程的傳感技術(shù)。切削過程傳感檢測的目的在于優(yōu)化切削過程的生產(chǎn)率、制造成本或(金屬)材料的切除率等。切削過程傳感檢測的目標(biāo)有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時(shí)切屑的狀態(tài)及切削過程辨識等,而最重要的傳感參數(shù)有切削力、切削過程振動(dòng)、切削過程聲發(fā)射、切削過程電機(jī)的功率等。對于機(jī)床的運(yùn)行來講,主要的傳感檢測目標(biāo)有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、軸承與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測與控制及安全性等,其傳感參數(shù)有機(jī)床的故障停機(jī)時(shí)間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機(jī)床狀態(tài)與冷卻潤滑液的流量等。

(2)工件的過程傳感。與刀具和機(jī)床的過程監(jiān)視技術(shù)相比,工件的過程監(jiān)視是研究和應(yīng)用最早、最多的。它們多數(shù)以工件加工質(zhì)量控制為目標(biāo)。20世紀(jì)80年代以來,工件識別和工件安裝位姿監(jiān)視要求也提到日程上來。粗略地講,工序識別是為辨識所執(zhí)行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件識別是辨識送入機(jī)床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同時(shí)還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿。此外,還可以利用工件識別和工件安裝監(jiān)視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監(jiān)視將采用或開發(fā)許多傳感器,如基于TV或CCD的機(jī)器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統(tǒng)等。

(3)刀具(砂輪的檢測傳感。切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀具與砂輪磨損到一定限度(按磨鈍標(biāo)準(zhǔn)判定)或出現(xiàn)破損(破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱),使它們失去切(磨削能力或無法保障加工精度和加工表面完整性時(shí),稱為刀具/砂輪失效。工業(yè)統(tǒng)計(jì)證明,刀具失效是引起機(jī)床故障停機(jī)的首要因素,由其引起的停機(jī)時(shí)間占NC類機(jī)床的總停機(jī)時(shí)間的1/5-1/3.此外,它還可能引發(fā)設(shè)備或人身安全事故,甚至是重大事故。

3.汽車自動(dòng)控制系統(tǒng)中的傳感技術(shù)。隨著傳感器技術(shù)和其它新技術(shù)的應(yīng)用,現(xiàn)代化汽車工業(yè)進(jìn)入了全新時(shí)期。汽車的機(jī)電一體化要求用自動(dòng)控制系統(tǒng)取代純機(jī)械式控制部件,這不僅體現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)上,為更地改善汽車性能,增加人性化服務(wù)功能,降低油耗,減少排氣污染,提高行駛安全性、性、操作方便和舒適性,先進(jìn)的檢測和控制技術(shù)已擴(kuò)大到汽車全身。在其所有重點(diǎn)控制系統(tǒng)中,必不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感器等各種傳感器。

三、我國傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向

傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是機(jī)電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一,其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能;其水平越高,系統(tǒng)的自動(dòng)化程度就越高。在一套完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)中,如果不能利用傳感檢測技術(shù)對被控對象的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)地檢測出并轉(zhuǎn)換成易于傳送和處理的信號,我們所需要的用于系

統(tǒng)控制的信息就無法獲得,進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)就無法正常有效的工作。

我國傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學(xué),始于20世紀(jì)80年代,與國外先進(jìn)技術(shù)相比,我們還有較大差距,主要表現(xiàn)在:

(1)先進(jìn)的計(jì)算、模擬和設(shè)計(jì)方法;

(2)先進(jìn)的微機(jī)械加工技術(shù)與設(shè)備;

(3)先進(jìn)的封裝技術(shù)與設(shè)備;

(4)性技術(shù)研究等方面。因此,必須加強(qiáng)技術(shù)研究和引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備,以提高整體水平。傳感器技術(shù)今后的發(fā)展方向可有幾方面:

1.加速開發(fā)新型敏感材料:通過微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各種學(xué)科,各種新技術(shù)的互相滲透和綜合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先進(jìn)傳感器。

2.向高精度發(fā)展:研制出靈敏度高、度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動(dòng)化的性。

3.向微型化發(fā)展:通過發(fā)展新的材料及加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器微型化將是近十年研究的熱點(diǎn)。

4.向微功耗及無源化發(fā)展:傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化,工作時(shí)離不開電源,開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向。

5.向智能化數(shù)字化發(fā)展:隨著現(xiàn)代化的發(fā)展,傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能,其輸出不再是一個(gè)單一的模擬信號(如0-10mV),而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號,有點(diǎn)甚至帶有控制功能,即智能傳感器。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:談工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用

1我國機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的功能

在機(jī)械工程中,有效利用智能化和機(jī)電一體化不僅可以提高機(jī)械工程中的生產(chǎn)效率、減小能量的損失、節(jié)約能源,而且可以有效地保障施工質(zhì)量,提高自動(dòng)化水平,使其具有較高的精度。廣泛使用機(jī)電一體化不僅可以使機(jī)械工程有較好的經(jīng)濟(jì)性和較高的技術(shù)價(jià)格比,而且可以使操作更加簡單、輕便,在當(dāng)前,我國的機(jī)電一體化在工程機(jī)械中具有以下功能:

1.1自動(dòng)報(bào)警、電子監(jiān)控以及故障自檢功能

在工程機(jī)械中,電子監(jiān)控就是對其傳動(dòng)系統(tǒng)、工作配件、制動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)以及液壓系統(tǒng)等的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,一旦在監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)了異常現(xiàn)象,自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)就會(huì)對出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行地定位,然后便能有效改善工作人員的工作條件,迅速提高機(jī)械設(shè)備的效率,還可以使設(shè)備的維護(hù)檢修工作變得更加簡單,使停機(jī)維修的時(shí)間減少,降低維修使用的費(fèi)用,盡量延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命。

1.2有效控制柴油機(jī)的功能

在工程機(jī)械中,有效利用電子油門的控制裝置、自動(dòng)停機(jī)裝置、自動(dòng)升溫控制裝置以及電子調(diào)速器等機(jī)械設(shè)備可以真正實(shí)現(xiàn)控制柴油機(jī)的功能。

1.3使作業(yè)精度提高的功能

在瀝青以及水泥混凝土攪拌的現(xiàn)代設(shè)備中,為了能夠提高成品料的作業(yè)精度,都廣泛采用了微機(jī)控制的電子稱量系統(tǒng),而且實(shí)現(xiàn)了稱量過程的自動(dòng)化。因?yàn)閼?yīng)用了自動(dòng)化的找平系統(tǒng),所以大大提高了瀝青混凝土攤鋪機(jī)的施工質(zhì)量。另外,瀝青混凝土攤鋪機(jī)因?yàn)槭褂昧擞谐暡夹g(shù)的自動(dòng)供料系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)的自動(dòng)化,進(jìn)而在一定程度上提升了攤鋪的質(zhì)量。對鏟運(yùn)機(jī)鏟斗刀刃、平地機(jī)刮刀以及土機(jī)鏟刀進(jìn)行機(jī)電一體化的控制,不僅可以有效減輕機(jī)械工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,而且真正提高了工程機(jī)械作業(yè)的精度和效率。

1.4使生產(chǎn)率提高、降耗節(jié)能的功能

在傳統(tǒng)的工程機(jī)械中,一般能量利用率比較低,比如液壓挖掘機(jī)的燃料能量的利用率在30%左右,這樣低的能量利用率使得工程機(jī)械必須注重節(jié)能發(fā)展。在發(fā)達(dá)國家,他們的挖掘機(jī)都已經(jīng)采用新型的節(jié)能控制器,這種控制器不但有良好的節(jié)能效果,而且采用卡特電子效率的控制系統(tǒng),通過綜合控制泵和發(fā)動(dòng)機(jī),大大提高了工程機(jī)械的生產(chǎn)效率。

1.5工程機(jī)械作業(yè)過程的半自動(dòng)化或自動(dòng)化功能

為了真正減輕工作者的工作效率,提高機(jī)械的生產(chǎn)效率,大量的企業(yè)在工程機(jī)械中開始實(shí)行半自動(dòng)化或自動(dòng)化控制。這種功能還減少了由于工作者的經(jīng)驗(yàn)不足而對作業(yè)精度的影響。在我國一些先進(jìn)的企業(yè)中,其挖掘機(jī)都設(shè)有特殊的軌跡控制系統(tǒng),即挖掘軌跡控制系統(tǒng)。在控制板上,有關(guān)的工作人員只要把挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡的路線設(shè)計(jì)好,就可以依照各種角度傳感器的信號利用微機(jī)控制系統(tǒng)對動(dòng)臂、鏟刀和斗桿進(jìn)行自動(dòng)控制,這樣不僅實(shí)現(xiàn)了對工程機(jī)械作業(yè)進(jìn)行自動(dòng)化控制,而且還能夠挖掘各種特定開口與斷面的斜面、溝槽。

2我國機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用前景

由于控制、電子、計(jì)算機(jī)、光學(xué)等多種學(xué)科與技術(shù)的快速發(fā)展,我國的機(jī)電一體化也得到了前所未有的發(fā)展,如今在工程機(jī)械領(lǐng)域機(jī)電一體化的應(yīng)用前景可以分為以下幾個(gè)方面:

2.1模塊化

由于科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步,社會(huì)分工不斷精細(xì),我國機(jī)電一體化的產(chǎn)品數(shù)量和產(chǎn)品種類也變得越來越多,所以,應(yīng)該加快實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的動(dòng)力接口、機(jī)械接口和電器接口的標(biāo)準(zhǔn)化,雖然這項(xiàng)工作比較復(fù)雜而且困難,但是卻尤為重要,因此說,工程機(jī)械機(jī)電一體化的發(fā)展變成模塊化是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)。但是,只要實(shí)現(xiàn)了工程機(jī)械機(jī)電一體化的模塊化,就可以有效匹配各單元和部件,比如:具備視覺、識別以及圖像處理等功能的控制單元、減速于一體的動(dòng)力單元等等。只有這樣,整個(gè)社會(huì)才能進(jìn)一步分工,新產(chǎn)品才能更快被研發(fā),工程機(jī)械才能不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

2.2智能化

在21世紀(jì)的工程機(jī)械領(lǐng)域,機(jī)電一體化將會(huì)把智能化應(yīng)用作為一個(gè)重要的發(fā)展方向,現(xiàn)如今,有越來越多的人開始研究人工智能方面的內(nèi)容,主要表現(xiàn)在機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的智能化應(yīng)用上。一般所說的智能化就是指在有關(guān)的控制理論的基礎(chǔ)上,利用人工智能、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等新思想、新手段在工程機(jī)械上中進(jìn)行應(yīng)用和分析,讓工程機(jī)械通過自己的判斷推理、邏輯思維以及自主決策等能力進(jìn)行運(yùn)作,這樣就使得機(jī)電一體化滿足了更高的要求。為了符合時(shí)代的發(fā)展趨勢,工程機(jī)械的智能化發(fā)展將成為必然。

2.3網(wǎng)絡(luò)化

機(jī)電一體化之所以在工程機(jī)械中獲得廣泛應(yīng)用,這與計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展是分不開的。目前,大多數(shù)新型的機(jī)電一體化都具有較高的質(zhì)量、強(qiáng)大的功能,而且有相當(dāng)好的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,因此只要借助網(wǎng)絡(luò)就會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)迅速暢銷。與此同時(shí),在工程機(jī)械中監(jiān)視技術(shù)和遠(yuǎn)程控制技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用越來越廣泛,現(xiàn)在看來,機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢將逐漸趨向信息化和網(wǎng)絡(luò)化。

2.4可持續(xù)化

不可否認(rèn),工業(yè)化的進(jìn)程在很大的程度上提高了我們的生活質(zhì)量和水平,然而,對我們的生活環(huán)境也造成了一定程度上的破壞,嚴(yán)重浪費(fèi)了大量的自然資源。新世紀(jì)以來,人們越來越關(guān)注環(huán)保問題,公民也一直在不斷加強(qiáng)自己的環(huán)保意識,綠色產(chǎn)品的概念和設(shè)計(jì)制造越來越受到歡迎。已經(jīng)有越來越多的企業(yè)在制造、使用、設(shè)計(jì)以及銷毀工程機(jī)械產(chǎn)品時(shí)都注重環(huán)保的要求,盡量提高資源的利用效率,滿足人們的健康需要。所以,在工程機(jī)械中,可持續(xù)化的綠色機(jī)電一體化產(chǎn)品將會(huì)越來越受人們的歡迎。

3結(jié)語

在工程機(jī)械領(lǐng)域,機(jī)電一體化技術(shù)占據(jù)越來越大的優(yōu)勢,而且已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用,因?yàn)榇罅科髽I(yè)對機(jī)電一體化都很重視,也使機(jī)電一體化技術(shù)有了很大的發(fā)展。作為工程機(jī)械的使用者和管理者,就應(yīng)該及時(shí)順應(yīng)時(shí)展的潮流,趕上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度,快速地了解、掌握和學(xué)習(xí)機(jī)電一體化技術(shù),只有做到了這些才能更好地參與到現(xiàn)代化的工程建設(shè)中去,為我國的工程機(jī)械建設(shè)事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用研究與推廣

我國的交通運(yùn)輸業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,自從改革開放以來,我國的水運(yùn)行業(yè)發(fā)展迅速,隨著港口的大型機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化程度的日益提高,我國港口吞吐量增長較快,促進(jìn)了水運(yùn)行業(yè)的發(fā)展,使得我國的交通運(yùn)輸行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所占的比重也逐漸增大。隨著港口吞吐量和機(jī)械化程度的增加,港口機(jī)電設(shè)備在水運(yùn)行業(yè)中的作用越來越重要,對港口設(shè)備的要求也越來越高,港口機(jī)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)及其組成也愈加復(fù)雜,負(fù)荷越來越重,因此港口機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障的現(xiàn)象也逐漸增多,這直接影響了港口作業(yè)的質(zhì)量和進(jìn)度,降低了港口水運(yùn)的經(jīng)濟(jì)效益。因此,對港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究成為港口水運(yùn)行業(yè)的的一項(xiàng)迫切的重要任務(wù)。

一、設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀

機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展分為三個(gè)階段:初級階段-感官、專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)判斷;現(xiàn)代化階段-計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)綜合診斷;智能化階段-集故障監(jiān)測、診斷、設(shè)備管理和調(diào)度一體化的智能化階段。機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)起源于20世紀(jì),并在此期間取得了較大的發(fā)展和進(jìn)步。航天工業(yè)的發(fā)展使該技術(shù)取得較快地發(fā)展,隨后計(jì)算機(jī)、微電子和傳感器技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得該技術(shù)逐漸地完善,此時(shí)還在航天和核電等大型部門應(yīng)用較多,其他部門發(fā)展較為緩慢,到20世紀(jì)末機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)在農(nóng)業(yè)、化工、冶金礦山、發(fā)電、交通運(yùn)輸和機(jī)械制造等各部門開始應(yīng)用,并且發(fā)展較快,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。21世紀(jì),機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)在我國國民經(jīng)濟(jì)的各部門都已取得長足的發(fā)展和普及應(yīng)用,技術(shù)發(fā)展轉(zhuǎn)向智能化。

二、設(shè)備故障診斷技術(shù)及手段

①機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測診斷技術(shù)。通過對振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,來判斷設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,由于其此種方法簡單偏于操作,且對設(shè)備沒有損傷,因此機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)成為方法;②磨屑監(jiān)測診斷技術(shù),該技術(shù)主要用于液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng),由于磨損方式和磨損速度不同而產(chǎn)生的磨屑粒尺寸和形態(tài)有所差異,從而來判斷破損類型和磨損部位;③溫度監(jiān)測診斷技術(shù),由于設(shè)備不同部位產(chǎn)生的溫度變化不同,利用溫度變化程度來判斷設(shè)備的運(yùn)行情況,利用紅外線來監(jiān)測可以實(shí)現(xiàn)非接觸、遠(yuǎn)距離監(jiān)測,且能夠進(jìn)行運(yùn)算、處理和判斷測定設(shè)備各部分的溫度變化;④無損探傷監(jiān)測技術(shù),該技術(shù)應(yīng)用較廣,尤其是γ射線掃描。該技術(shù)是射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律,掃描得到相關(guān)參數(shù)變化的譜線,然后通過系統(tǒng)分析確定設(shè)備故障的部位。

三、港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)

1.港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)研究情況

港口設(shè)備分小型裝卸機(jī)械和大型裝卸機(jī)械兩類,其中小型機(jī)械數(shù)量大,流動(dòng)性大,但活動(dòng)范圍小,大型機(jī)械種類多,作業(yè)分散,操作要求較高。國內(nèi)鑒于港口機(jī)械的工作性質(zhì)和工作環(huán)境,提出了柴油機(jī)、結(jié)構(gòu)裂紋、液壓傳動(dòng)、鋼絲繩和制動(dòng)器、糧倉、電器系統(tǒng)、皮帶縱向撕裂、監(jiān)測中心和測試車、設(shè)備管理和維修體制改革10個(gè)方向的相關(guān)的研究專題。

國內(nèi)外設(shè)備故障監(jiān)測技術(shù)與手段的發(fā)展,在港口機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)中也得到了廣泛地應(yīng)用。目前國內(nèi)在各港口開展了設(shè)備監(jiān)測研究和故障診斷研究,取得的成果有:上海港務(wù)局與上海海運(yùn)、上海交大和同濟(jì)大學(xué)等院校進(jìn)行相關(guān)課題的合作,上述10個(gè)研究課題中9個(gè)課題開始進(jìn)行研究,部分課題已列入交通部和上海市的科技攻關(guān)項(xiàng)目。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

摘要:文章概述傳感器研究現(xiàn)狀與發(fā)展,探討傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用,并分析我國傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞:傳感器技術(shù);機(jī)電一體化;應(yīng)用

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,傳感器處系統(tǒng)之首,其作用相當(dāng)于系統(tǒng)感受器官,能快速、地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境考驗(yàn),是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保障。如缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對信息而的自動(dòng)檢測,系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實(shí)現(xiàn)。

一、傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展

傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,主要用于檢測機(jī)電一體化系統(tǒng)自身與操作對象、作業(yè)環(huán)境狀態(tài),為有效控制機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)作提供必須的相關(guān)信息。隨著人類探知領(lǐng)域和空間的拓展,電子信息種類日益繁多,信息傳遞速度日益加快,信息處理能力日益增強(qiáng),相應(yīng)的信息采集——傳感技術(shù)也將日益發(fā)展,傳感器也將無所不在。

從20世紀(jì)80年代起,逐步在世界范圍內(nèi)掀起一股“傳感器熱”,各先進(jìn)工業(yè)國都極為重視傳感技術(shù)和傳感器研究、開發(fā)和生產(chǎn)。傳感技術(shù)已成為重要的現(xiàn)代科技領(lǐng)域,傳感器及其系統(tǒng)生產(chǎn)已成為重要的新興行業(yè)。

二、傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

傳感器是左右機(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)發(fā)展的重要技術(shù)之一,廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化產(chǎn)品之中:

1.機(jī)器人用傳感器。工業(yè)機(jī)器人之所以能夠操作,是因?yàn)樗軌蛲ㄟ^各種傳感器來感知自身、操作對象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài),包括:其自身狀態(tài)信息的獲取通過內(nèi)部傳感器(位置、位移、速度、加速度等)來完成,操作對象與外部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實(shí)現(xiàn),這個(gè)過程非常重要,足以為機(jī)器人控制提供反饋信息。

2.機(jī)械加工過程的傳感檢測技術(shù)。

(1)切削過程和機(jī)床運(yùn)行過程的傳感技術(shù)。切削過程傳感檢測的目的在于優(yōu)化切削過程的生產(chǎn)率、制造成本或(金屬)材料的切除率等。切削過程傳感檢測的目標(biāo)有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時(shí)切屑的狀態(tài)及切削過程辨識等,而最重要的傳感參數(shù)有切削力、切削過程振動(dòng)、切削過程聲發(fā)射、切削過程電機(jī)的功率等。對于機(jī)床的運(yùn)行來講,主要的傳感檢測目標(biāo)有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、軸承與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測與控制及安全性等,其傳感參數(shù)有機(jī)床的故障停機(jī)時(shí)間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機(jī)床狀態(tài)與冷卻潤滑液的流量等。

(2)工件的過程傳感。與刀具和機(jī)床的過程監(jiān)視技術(shù)相比,工件的過程監(jiān)視是研究和應(yīng)用最早、最多的。它們多數(shù)以工件加工質(zhì)量控制為目標(biāo)。20世紀(jì)80年代以來,工件識別和工件安裝位姿監(jiān)視要求也提到日程上來。粗略地講,工序識別是為辨識所執(zhí)行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件識別是辨識送入機(jī)床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同時(shí)還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿。此外,還可以利用工件識別和工件安裝監(jiān)視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監(jiān)視將采用或開發(fā)許多傳感器,如基于TV或CCD的機(jī)器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統(tǒng)等。

(3)刀具(砂輪的檢測傳感。切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀具與砂輪磨損到一定限度(按磨鈍標(biāo)準(zhǔn)判定)或出現(xiàn)破損(破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱),使它們失去切(磨削能力或無法保障加工精度和加工表面完整性時(shí),稱為刀具/砂輪失效。工業(yè)統(tǒng)計(jì)證明,刀具失效是引起機(jī)床故障停機(jī)的首要因素, 由其引起的停機(jī)時(shí)間占NC類機(jī)床的總停機(jī)時(shí)間的1/5-1/3.此外,它還可能引發(fā)設(shè)備或人身安全事故,甚至是重大事故。

3.汽車自動(dòng)控制系統(tǒng)中的傳感技術(shù)。隨著傳感器技術(shù)和其它新技術(shù)的應(yīng)用,現(xiàn)代化汽車工業(yè)進(jìn)入了全新時(shí)期。汽車的機(jī)電一體化要求用自動(dòng)控制系統(tǒng)取代純機(jī)械式控制部件,這不僅體現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)上,為更地改善汽車性能,增加人性化服務(wù)功能,降低油耗,減少排氣污染,提高行駛安全性、性、操作方便和舒適性,先進(jìn)的檢測和控制技術(shù)已擴(kuò)大到汽車全身。在其所有重點(diǎn)控制系統(tǒng)中,必不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感器等各種傳感器。

三、我國傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向

傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是機(jī)電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一,其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能;其水平越高,系統(tǒng)的自動(dòng)化程度就越高。在一套完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)中,如果不能利用傳感檢測技術(shù)對被控對象的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)地檢測出并轉(zhuǎn)換成易于傳送和處理的信號,我們所需要的用于系

統(tǒng)控制的信息就無法獲得,進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)就無法正常有效的工作。

我國傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學(xué),始于20世紀(jì)80年代,與國外先進(jìn)技術(shù)相比,我們還有較大差距,主要表現(xiàn)在:

(1)先進(jìn)的計(jì)算、模擬和設(shè)計(jì)方法;

(2)先進(jìn)的微機(jī)械加工技術(shù)與設(shè)備;

(3)先進(jìn)的封裝技術(shù)與設(shè)備;

(4)性技術(shù)研究等方面。因此,必須加強(qiáng)技術(shù)研究和引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備,以提高整體水平。傳感器技術(shù)今后的發(fā)展方向可有幾方面:

1.加速開發(fā)新型敏感材料:通過微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各種學(xué)科,各種新技術(shù)的互相滲透和綜合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先進(jìn)傳感器。

2.向高精度發(fā)展:研制出靈敏度高、度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動(dòng)化的性。

3.向微型化發(fā)展:通過發(fā)展新的材料及加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器微型化將是近十年研究的熱點(diǎn)。

4.向微功耗及無源化發(fā)展:傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化,工作時(shí)離不開電源,開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向。

5.向智能化數(shù)字化發(fā)展:隨著現(xiàn)代化的發(fā)展,傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能,其輸出不再是一個(gè)單一的模擬信號(如0-10mV),而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號,有點(diǎn)甚至帶有控制功能,即智能傳感器。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:淺論降低壓榨機(jī)電耗同時(shí)提高壓榨效能的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用

摘要本文從應(yīng)用“加重前輥負(fù)荷使整機(jī)負(fù)荷減輕以提高壓榨效能”的技術(shù)原理出發(fā)，通過改變、縮小榨機(jī)前后輥開口及開口比，提高前輥出汁率，減輕后輥排汁壓力，減少重吸，降低蔗渣水份，從而達(dá)到單機(jī)及全機(jī)列抽出率提高的同時(shí)降低榨機(jī)電能耗的目的。關(guān)鍵詞節(jié)能降耗，壓榨效能，技術(shù)應(yīng)用。前言在全國上下掀起建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的今天，作為能耗大戶的制糖企業(yè)，每年都消耗大量的水、電、汽，消耗掉大量的有限能源，因此，制糖企業(yè)的節(jié)能降耗工作，將重點(diǎn)落實(shí)到如何降低水、電、汽的消耗方面。平時(shí)，各企業(yè)對汽、水消耗的節(jié)約工作更重視，各種節(jié)約理論和實(shí)踐也不斷見諸報(bào)端，但對節(jié)電的措施則相應(yīng)提得少許多，在制糖企業(yè)內(nèi)部各單位，耗電大戶是壓榨車間，如何搞好壓榨車間的技術(shù)管理，減輕榨機(jī)負(fù)荷、節(jié)約電能，同時(shí)又要相應(yīng)提高壓榨效能，已經(jīng)是我們制糖企業(yè)所必須面對的一大問題。在如何實(shí)現(xiàn)既降低榨機(jī)負(fù)荷減輕能耗又提高壓榨機(jī)效能方面，我集團(tuán)公司已經(jīng)進(jìn)行多年的探索應(yīng)用并取得了很好的實(shí)績，本文以其中的一個(gè)子公司A生產(chǎn)實(shí)績來進(jìn)行分析探討。1應(yīng)用的技術(shù)原理一改過去“重油壓、重后輥”的做法，采用“加重前輥負(fù)荷使整機(jī)負(fù)荷減輕以提高壓榨效能”的技術(shù)原理，改變、縮小榨機(jī)前后輥開口及開口比，提高前輥出汁率，減輕后輥排汁壓力，減少重吸，降低蔗渣水份，從而達(dá)到單機(jī)及整機(jī)列抽出率提高的同時(shí)降低榨機(jī)電能耗的最終目的[1]。2技術(shù)應(yīng)用前后的生產(chǎn)實(shí)績對比2.1設(shè)備配套情況公司現(xiàn)有的壓榨機(jī)組為5座Ф670×1200榨機(jī)系列，電機(jī)功率200KW，額定電流495A，額定轉(zhuǎn)速600-1200rpm，鍋爐為二臺25噸/小時(shí)（2.45Mpa）的次中壓鍋爐，配兩臺1500KW發(fā)電機(jī)組，日處理甘蔗量1800噸/日。2.2采用的技術(shù)措施因?yàn)?2/03榨季壓榨效果差，從03/04榨季開始，按照上述應(yīng)用技術(shù)原理進(jìn)行逐年驗(yàn)證，逐項(xiàng)實(shí)施壓榨技術(shù)改進(jìn)，在切撕機(jī)排刀、油壓、后輥開口、開口比、底梳設(shè)計(jì)等方面穩(wěn)步推進(jìn)，逐年取得好成績，到現(xiàn)在為止，已確定出一套成熟的既節(jié)約電能又提升壓榨效能的技術(shù)方案措施，其重點(diǎn)落實(shí)在榨機(jī)裝嵌數(shù)據(jù)上，并實(shí)行施加中輕油壓方案。2.303/04榨季至05/06榨季壓榨機(jī)組安裝數(shù)據(jù)變化：榨期1#2！#3#4#5#03/04榨季安裝開口16/613/511/49.5/3.59.8/304/05榨季安裝開口16.5/514/412/310/2.58/205/06榨季安裝開口14/611/4.57.5/36.5/2.56/2安裝數(shù)據(jù)用纖維指數(shù)公式配合有關(guān)實(shí)際修正確定。2.4節(jié)約電能效果及壓榨效能的變化：榨期1#電機(jī)轉(zhuǎn)速（rpm）1#電機(jī)電流（A）輥?zhàn)泳€速（m/min）“能比”蔗渣轉(zhuǎn)光度（％）蔗渣水份（％）抽出率（％）平均榨量（t/d）02/03750超50022.6037.53.4050.094.30156703/0450042015.0421.02.6049.0295.96170804/0570030013.1021.02.1847.8696.82171105/0660026012.0015.62.2447.9396.501743注：（1）“能比”為非正規(guī)單位，只是為比較而作，取義為“比對能耗”，計(jì)算公式為“能比”＝電流×轉(zhuǎn)速/10000；（2）榨量受到進(jìn)廠甘蔗不足的制約；（3）04/05榨季甘蔗含糖份較高。從上述各榨季1#壓榨機(jī)電機(jī)電流變化可以看，電耗在逐年下降，而且下降的比率還很大，其中1#壓榨機(jī)電機(jī)電流05/06榨季與02/03榨季相比只有其一半，節(jié)省了大量電能。此外，全廠用電的總電耗也因壓榨電耗下降而得到明顯體現(xiàn)，噸蔗耗電量從原來的33.02度下降到30.69度，已達(dá)到此類規(guī)模配置糖廠的正常的合理能耗水平（30度/噸蔗左右）[2]。3討論與思考3.1實(shí)施本技術(shù)方法所必須的前提條件3.1.1重視做好甘蔗的破碎預(yù)處理。3.1.2必須配備有下送輥等強(qiáng)制入轆器，否則，會(huì)因入口相對小而導(dǎo)致入轆困難。3.1.3前輥及底梳的強(qiáng)度要達(dá)到要求，否則，會(huì)因前輥受力增加而在生產(chǎn)過程中致其崩齒。3.1.4施加的油壓不宜過高，以中輕壓為宜。3.1.5要有良好的排汁條件，即榨輥設(shè)計(jì)及底梳安裝有講究。3.1.6要保障榨機(jī)頂輥能夠靈活升降。3.2本技術(shù)方法為什么既能提高壓榨效能又節(jié)省能耗？壓榨效能一般用壓榨機(jī)列的處理量和抽出率這兩個(gè)指標(biāo)來衡量。一般來說在壓榨設(shè)備一定的條件下，要提高壓榨量，往往抽出率有所下降，反之，要提高抽出率，則會(huì)影響壓榨量，所以處理量和抽出率是互相矛盾、相互制約的。應(yīng)用本技術(shù)方法能做到兩者同時(shí)提高，得益于打破常規(guī)的逆向思維，使每一座機(jī)組的出汁提前，如一般情況下，壓榨機(jī)組前、后輥排汁量比為7∶3，在應(yīng)用本技術(shù)方法后，前、后輥排汁量比接近8∶2，這樣，在很大程度上減少了后輥的排汁壓力，減少蔗渣重吸機(jī)率，所以既保障了避免蔗渣過度膨脹影響排渣的弊病，使蔗渣順利通過，又能降低蔗渣水份，有資料表明，蔗渣水份每下降1％，該組榨機(jī)的抽出率可提高0.07％-0.1％，所以可提高壓榨效能。縮小榨機(jī)開口及開口比，就是為了達(dá)到增加前輥壓力、減小后輥壓力進(jìn)而減輕整座機(jī)組的電負(fù)荷，因?yàn)閴赫C(jī)前、后輥壓力比的大小主要受輥?zhàn)映鋈丝诒燃爸匚禂?shù)的影響。當(dāng)油壓一定時(shí)，前、后輥開口比越大，蔗料受壓縮的差別越大，蔗料對榨機(jī)前、后輥的反作用力相差也越大，必然導(dǎo)致榨機(jī)電負(fù)荷增大；反之，前、后輥開口比越小，蔗料受壓縮的差別也越小，蔗料對榨機(jī)前、后輥的反作用力相差也就越小；榨機(jī)所受到的壓力負(fù)荷重點(diǎn)在后輥上，亦即是說榨機(jī)的電耗主要決定于后輥，減輕后輥壓力，就可以降低榨機(jī)電耗。華南理工大學(xué)對某廠的壓榨機(jī)測試數(shù)據(jù)較有代表性：前、后輥壓力比前、后輥出汁率（％）總出汁率（％）3.082559.52.693061.52.364064.51.974566.51.785067.2從這組數(shù)據(jù)可以看出，前、后輥壓力比的改變對壓榨前、后輥出汁率的影響很大，當(dāng)前、后輥壓力比大時(shí)，前輥出汁率和總出汁率低，當(dāng)前、后輥壓力比減小時(shí)，前輥出汁率和總出汁率都有提高，這正是我們想要的結(jié)果——提高出汁率又降低后輥壓力，后輥所受到的壓力往往是前輥所受到壓力的數(shù)倍，有效提高前輥壓力，就能更有效地降低后 輥壓力，就意味著整座壓榨機(jī)電負(fù)荷的有效降低。4結(jié)束語在能源供給越來越緊張的現(xiàn)代社會(huì)，我們制糖企業(yè)的節(jié)能降耗工作任重而道遠(yuǎn)，如何較大限度地降低煤、電消耗，節(jié)約能源，需要我們所有制糖技術(shù)工作者去摸索、去實(shí)踐，本文謹(jǐn)在此起一個(gè)拋磚引玉的作用，我們將繼續(xù)和業(yè)內(nèi)同仁一起去不斷探索。參考文獻(xiàn)[1]王開蘭、黎錫流，《甘蔗提汁》，中國輕工業(yè)出版社，20__年。[2]陳曉斌、黃俊生，試論我國甘蔗糖廠現(xiàn)階段能耗的合理水平，甘蔗糖業(yè)，20__（4），18-22。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:表面技術(shù)在機(jī)電和金結(jié)中應(yīng)用展望

摘要：三峽工程是“千年大計(jì)、國運(yùn)所系”的跨世紀(jì)工程。工程的質(zhì)量、壽命、運(yùn)行性和檢修維護(hù)費(fèi)用，取決于多學(xué)科技術(shù)的發(fā)展水平。對表面工程技術(shù)在三峽工程機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)工程上的應(yīng)用進(jìn)行了的討論和分析，對三峽工程機(jī)電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)表面預(yù)處理、表面涂覆技術(shù)和產(chǎn)品提出了技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：金屬結(jié)構(gòu) 機(jī)電設(shè)備 表面技術(shù)

1 引言

表面工程，是經(jīng)過表面預(yù)處理后，通過表面涂覆、表面改性或多種表面技術(shù)復(fù)合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面的形態(tài)、化學(xué)成分和應(yīng)力狀態(tài)，以獲得所需表面性能的系統(tǒng)工程。三峽工程通常被人們稱為“土木”工程，但是大壩全長2309.47m中，實(shí)際上起擋水作用的溢洪閘門、電廠進(jìn)水口閘門、船閘人字門和輸泄水閘門占壩線全長的72%(1679m)，實(shí)際上就好似一個(gè)“鋼秩”工程。三峽工程作為一項(xiàng)水資源綜合利用的工程，其機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)的總重量達(dá)50萬t，其費(fèi)用占工程總概算的1/3。

表面工程以多個(gè)學(xué)科交叉、綜合、復(fù)合為特色，以應(yīng)用多種表面技術(shù)及其復(fù)合表面技術(shù)為特點(diǎn)，是主導(dǎo)工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。三峽工程是“千年大計(jì)”、“國運(yùn)所系”的世紀(jì)性工程，一定要重視質(zhì)量問題，把質(zhì)量看成是三峽工程的生命。在國際招標(biāo)的機(jī)電設(shè)備技術(shù)條件中，明確了應(yīng)用表面加工技術(shù)、表面技術(shù)和復(fù)合表面技術(shù)的要求，以改善提高零部件材料表面性能，有效地提高設(shè)備運(yùn)行性，延長使用壽命和方便維護(hù)和修復(fù)。表面工程技術(shù)在三峽工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。

2 三峽工程應(yīng)用表面技術(shù)的對象

三峽水利樞紐由擋水和泄水建筑物、發(fā)電建筑物和通航建筑物組成，大壩軸線全長2309.47m。泄水建筑物位于河床中部，設(shè)有表孔、深孔和導(dǎo)流底孔；電站廠房位于泄水建筑物左、右兩側(cè)，為壩后式廠房，共裝設(shè)26臺700MW水輪發(fā)電機(jī)組。通航建筑物布置在樞紐左岸，包括雙線連續(xù)五級長期船閘、單線垂直升船機(jī)和施工期通航的臨時(shí)船閘。

2.1 水輪發(fā)電機(jī)組和其它機(jī)電設(shè)備

三峽電站水輪發(fā)電機(jī)組及輔助機(jī)電設(shè)備總重量約達(dá)26萬t。埋設(shè)在混凝土中的設(shè)備部件、常年受含沙水流沖刷的水輪機(jī)過流部件和常年暴露在空氣中的機(jī)電設(shè)備表面都需要應(yīng)用表面工程的基礎(chǔ)理論，提出品質(zhì)、高效、低耗的表面工藝技術(shù)，在設(shè)備和零部件的表面進(jìn)行嚴(yán)格的處理以保障設(shè)備運(yùn)行。

2.2 水工閘門和金屬結(jié)構(gòu)

三峽工程的水工閘門埋設(shè)件、閘門本體、輸水鋼管及啟閉機(jī)等金屬結(jié)構(gòu)總量約26萬t。其中大壩及電站合計(jì)共有30種不同規(guī)格的閘門539扇，長期船閘有各類人字門、充泄水閥門等共89扇，兩者共約7.3萬t。其中工作環(huán)境最惡劣的是導(dǎo)流底孔和泄洪深孔的弧形工作門，較高工作水頭達(dá)85m，流速達(dá)35m/s，并有局部開啟的要求。

2.3 對外交通工程

三峽工區(qū)對外交通工程的金屬結(jié)構(gòu)表面防護(hù)，包括橋梁表面涂覆、裝卸重件碼頭上的起重設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)的表面處理以及集裝箱碼頭鋼管樁和粉煤灰鋼罐內(nèi)表面的防腐等。

三峽工程對外交通金屬結(jié)構(gòu)工程包括大中橋梁34座，其中聯(lián)系壩區(qū)兩岸的西陵長江大橋1118.66m。

3 三峽工程應(yīng)用表面技術(shù)的試驗(yàn)與實(shí)踐

3.1 三峽機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)表面的工作環(huán)境

三峽機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)表面，根據(jù)其功能要求，分別暴露在在室內(nèi)外大氣和潮濕大氣中，干濕交替環(huán)境。在靜水工況、動(dòng)水工況、高速含沙水流中和與混凝土結(jié)合的環(huán)境下工作運(yùn)行。

(1)暴露在大氣中工作的有：大壩頂部門式起重機(jī)及軌道、自動(dòng)抓梁、廠房頂敞開式高壓電氣設(shè)備、高壓出線塔、主廠房大門、電站尾水門式起重機(jī)及軌道以及部分閘門的局部外露部分。還有長期船閘、臨時(shí)船閘和垂直升船機(jī)的橋機(jī)、大梁及清污機(jī)等。這些暴露在大氣中的結(jié)構(gòu)和裝備表面，常年經(jīng)受日曬雨淋、風(fēng)雪冰霜的襲擊。

(2)在室內(nèi)大氣中工作的設(shè)備主要有：水輪發(fā)電機(jī)組、變壓器的外露表面、主付廠房內(nèi)各種橋機(jī)、大梁、軌道、廠內(nèi)高壓設(shè)備、大電流母線設(shè)備和其他機(jī)組輔助設(shè)備如水泵、空壓機(jī)、制冷機(jī)表面，電站廠房屋架、船閘人字門啟閉機(jī)及其附屬設(shè)備、中低壓配電盤、動(dòng)力盤、保護(hù)盤柜表面等。

(3)在潮濕大氣中工作的結(jié)構(gòu)和設(shè)備如：電站廠房進(jìn)水口豎式液壓啟閉機(jī)、長期存放于門庫中的檢修門及埋件、閘門吊桿、尾水排水閥、水輪機(jī)頂蓋排水泵等。這些設(shè)備常年處在潮濕的空氣中，易銹蝕和腐蝕。

(4)在干濕交替環(huán)境中工作的結(jié)構(gòu)極易發(fā)生表面破壞如：船閘人字門、所有閘門的門槽埋件、船閘浮式系船柱、泄水表孔閘門和檢修門等。有的干濕交替頻繁，有的交替頻度不大，對結(jié)構(gòu)表面影響也有所不同。

(5)在靜水狀況下工作的裝備有：船閘人字門、檢修閘門和疊梁門，電站進(jìn)水口檢修門，泄洪壩段深孔和表孔檢修門等。他們都是在閘門前后平壓后才開啟或下落的。

(6)動(dòng)水工況下工作的電站進(jìn)水口工作閘門、壓力鋼管、攔污柵事故檢修門、水輪機(jī)過流部件包括渦殼、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、基礎(chǔ)環(huán)和尾水管里肘等。

(7)在特別惡劣的環(huán)境中工作的排沙孔工作閘門及事故檢修門、底孔工作門、深孔工作門、船閘輸泄水廊道閥門、鋼襯護(hù)以及水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪都是在高流速的含沙水流中工作和運(yùn)轉(zhuǎn)的，泥沙磨蝕的破壞作用，對其材料和表面的處理都有特殊要求。

(8)一些與混凝土面結(jié)合的鋼結(jié)構(gòu)，如壓力鋼管外壁，所有閘門和啟閉機(jī)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)的埋件、水輪機(jī)鋼里襯、蝸殼、座環(huán)以及發(fā)電機(jī)埋件、設(shè)備基礎(chǔ)埋件等。

3.2 三峽壩區(qū)的空氣和水環(huán)境特性

三峽壩址位于湖北宜昌市二斗坪鎮(zhèn)，此區(qū)域?qū)倌蠝貛Ш蛠啛釒н^渡地帶，其氣候特征是高溫、高濕、霧多風(fēng)小，秋雨多溫差小。壩區(qū)大氣年平均相對濕度75.8%，平均溫度21～22C，較高溫度43.9C，低9.8C。年平均降雨量達(dá)1251mm，以7、8月份較高。大氣中S02濃度較高，酸雨比較嚴(yán)重，降雨pH值為5.44，大氣環(huán)境腐蝕性大。

三峽壩址處多年平均水量達(dá)4500億m3，多年平均流量為14400m3/s，水中含有泥沙，多年平均含沙量1.2kg/m3。實(shí)測較大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移質(zhì)相對較小，懸移質(zhì)居多，平均粒徑小于0.1mm。水中有生物作用，如海蜊子等。江水的PH值為7.95，水中溶解O2為6.4mg/L。在動(dòng)水下工作的裝備和結(jié)構(gòu)，承受的動(dòng)水速度多不相同，攔污柵的過柵流速約lm/s，壓力鋼管內(nèi)約8m/s，船閘輸水廊道內(nèi)約20m/s，深孔、底孔閘門處30～35m/s，排沙底孔內(nèi)18～28m/s，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片約30～40m/s。這些結(jié)構(gòu)和裝備特別是在高速含沙水流中工作的結(jié)構(gòu)和裝備，面臨空化和泥沙磨損的聯(lián)合破壞。

3.3 三峽工程設(shè)備和鋼結(jié)構(gòu)的表面技術(shù)應(yīng)用試驗(yàn)

為了使表面科學(xué)與工程相結(jié)合，為了結(jié)合三峽工程的空氣環(huán)境、水環(huán)境和工作環(huán)境特點(diǎn)，通過試驗(yàn)研究提出有效的工程措施，達(dá)到改善材料的表面性能、有效延長使用壽命、節(jié)約資源、提高生產(chǎn)力和減少環(huán)境污染的目的。

為此，中國長江三峽工程開發(fā)總公司委托武漢材料保護(hù)研究所進(jìn)行了不同涂覆材料和多種表面技術(shù)復(fù)合處理的實(shí)驗(yàn)。

(1)大氣暴露實(shí)驗(yàn) 從1995年1月開始，在三峽壩區(qū)、宜昌市區(qū)和秭歸縣城，對30多個(gè)國內(nèi)外廠家的120多種防腐體系的試件作掛片試驗(yàn)，其中有機(jī)涂裝體系42種，熱噴涂金屬體系7種。現(xiàn)在試驗(yàn)仍在進(jìn)行中。

(2)水環(huán)境暴露實(shí)驗(yàn)分別對全暴露在水環(huán)境中(全浸)和干濕交替的環(huán)境進(jìn)行了試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)安排在三峽壩址下游40km處的葛洲壩水利樞紐進(jìn)行，全浸試件浸沒在葛洲壩二號船閘上閘首的人字門上，干濕交替試件裝設(shè)在葛洲壩二號船閘下閘首的人字門上。試驗(yàn)涂裝材料有，有機(jī)涂裝體系35種，熱噴涂金屬體系7種，電化學(xué)保護(hù)1種。

(3)室內(nèi)加速腐蝕實(shí)驗(yàn)分別對13個(gè)廠家的34種防腐體系，即4種水溶性無機(jī)富鋅類、3種醇溶性無機(jī)富鋅類、4種環(huán)氧富鋅類、13種富鋅底漆/中間漆/面漆、5種金屬噴涂層、8種金屬噴涂層/封閉底漆進(jìn)行試驗(yàn)，分別應(yīng)用常規(guī)試樣和劃叉破壞性試樣在中性鹽霧條件下進(jìn)行加速腐蝕試驗(yàn)、在5%鹽水溶液中浸漬試驗(yàn)、紫外線加速腐蝕老化氣候試驗(yàn)、在自來水和鹽水中的電化學(xué)對比試驗(yàn)、涂層電氣學(xué)保護(hù)性能試驗(yàn)以及涂層與基體(或其他涂層)界面粘結(jié)力試驗(yàn)。

上述各項(xiàng)現(xiàn)場掛片試驗(yàn)的初步成果，已在機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)招標(biāo)文件的技術(shù)規(guī)范中得到應(yīng)用，供貨廠商將根據(jù)合同的要求進(jìn)行表面涂覆和表面改性處理。

3.4 三峽工程應(yīng)用表面技術(shù)的實(shí)踐

三峽工程自1994年12月正式宣布開工以來，表面技術(shù)在橋涵、碼頭、施工變電所和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備等方面得到比較廣泛的應(yīng)用。

(1)橋梁 三峽對外交通工程橋梁中特大橋4座，大橋7座，中橋23座，合計(jì)34座，累計(jì)長3793m其中較具特色的有蓮沱大橋、黃柏河大橋、下牢溪大橋和橫跨長江南北兩岸的西陵長江大橋。

蓮沱大橋全長340.87m，主橋?yàn)橹谐惺饺卒摴芑炷吝B續(xù)拱橋。拱上橋面總寬20m。鋼管的壽命直接影響大橋的安全。鋼管拱表面防護(hù)，采用三道漆，分別為底漆、中間漆和面漆，干膜總厚度達(dá)305μm。在涂裝前表面經(jīng)除銹處理達(dá)Sa2.5級，粗糙度Ra30。

下牢溪大橋全長286.06m，為六孔三柱墩結(jié)構(gòu)，較大跨徑160m為鋼管拱結(jié)構(gòu)。鋼管拱表面防護(hù)采用熱噴鋁。

黃柏河大橋全長284.76m，為七孔樁臺式雙柱墩結(jié)構(gòu)，較大跨徑160m為鋼管拱結(jié)構(gòu)。鋼管拱表面采用熱噴鋅。

上述鋼管拱的涂裝壽命要求達(dá)到20年。

西陵長江大橋是橫跨長江的壩區(qū)南北重要通道，和其他大橋一樣，都是長期性的公路大橋。大橋全長1118.66m，主孔跨度900m為單跨雙鉸式鋼箱加勁梁懸索結(jié)構(gòu)。兩座主塔高120m，為鋼筋混凝土三層門式柜架結(jié)構(gòu)。主塔基礎(chǔ)為12根中Φ2.2m挖孔灌注樁。兩根主纜各由10010根φ5.1mm鍍鋅平行高強(qiáng)鋼絲組成，直徑為φ570mm，每根主纜長約1478m，重約2300t。兩岸各有一重力式錨錠。在大橋施工過程中，為了解決懸索鞍座的推移以調(diào)整力的平衡，全軍裝備維修表面工程研究中心提出了復(fù)合減摩涂層設(shè)計(jì)及相應(yīng)的現(xiàn)場施工方案，替代國外采用的在鞍座磨擦副中安裝數(shù)千枚滾針的方案，使鞍座順利推移到位。采用這種復(fù)合減摩技術(shù)使磨擦系數(shù)降低1倍以上，大大節(jié)省了施工費(fèi)用。此外，主塔表面和鋼纜都采用了表面涂裝防護(hù)，主塔表面總漆膜厚度達(dá)280μm。涂裝壽命為5年，修復(fù)不需鏟除只需在原涂裝上再次涂覆。

(2)公路 專用公路采用封閉管理，為保障晝夜行車安全，設(shè)有公路防眩網(wǎng)及護(hù)欄，網(wǎng)和護(hù)欄波形梁表面采用熱浸鍍鋅防護(hù)，鋅層厚度在61～85μm。

(3)碼頭在三峽壩區(qū)設(shè)有一座楊家灣港口集裝箱、雜貨碼頭和一座重型設(shè)備裝卸的重件碼頭。碼頭是三峽壩區(qū)水上的貨物吞吐口，保障安全運(yùn)作十分重要。

楊家灣碼頭的水下φ800/1000的鋼管樁是碼頭的基礎(chǔ)，鋼管樁采用16mm的3號鎮(zhèn)靜甲類鋼，其表面用氯化橡膠鋁粉和氯化橡膠防腐漆進(jìn)行處理。

2×300/50t重件碼頭的起吊設(shè)備為2臺300t小車的橋式起重機(jī)，橋架結(jié)構(gòu)總重300t。橋機(jī)及吊梁金屬結(jié)構(gòu)的所有內(nèi)、外表面，機(jī)械零部件非接觸表面，都進(jìn)行了表面涂裝處理。表面先經(jīng)噴丸、機(jī)械手或手工除銹處理，然后涂以底漆、中間漆和面漆，分別采用環(huán)氧鐵紅車間底漆、環(huán)氧云鐵防銹漆和可涂覆聚氨酯面漆。

(4)粉煤灰儲(chǔ)運(yùn)罐罐體為鋼結(jié)構(gòu)，全部儲(chǔ)運(yùn)罐總重約1830t，對其罐體、中轉(zhuǎn)倉進(jìn)行涂裝處理，用鐵紅為底漆，合成樹脂調(diào)和漆用作中間漆和面漆，輸送粉煤灰的地下管道用環(huán)氧煤焦油瀝青涂料。

表面工程在三峽工程的應(yīng)用實(shí)踐，不但起到了對金屬和非金屬表面的防護(hù)作用，還增添了建筑物的美感。據(jù)不的檢查，涂復(fù)材料和工藝的應(yīng)用是成功的，其使用壽命還有待進(jìn)一步跟蹤調(diào)查和考驗(yàn)。

4 機(jī)電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)表面技術(shù)應(yīng)用展望

迄今為止，三峽工程機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)的招標(biāo)工作還在進(jìn)行中。已完成招標(biāo)的項(xiàng)目有左岸電站14臺700MW水輪發(fā)電機(jī)組，合同金額7.4億美元。二期工程廠(房)壩(溢洪壩段和長期船閘閘門及金屬結(jié)構(gòu))采用國內(nèi)公開招標(biāo)，合同金額10.7億元。現(xiàn)在在正進(jìn)行500kV高壓電氣設(shè)備(15臺840MVA變壓器和全封閉組合電器)國際招標(biāo)，電站主廠房1200t橋式起重機(jī)國內(nèi)招標(biāo)、500kV電抗器，20kV大電流封閉線的招標(biāo)。還有大壩頂部和電站尾水平臺的門式起重機(jī)等還未招標(biāo)。這些機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)是2003年發(fā)電、通航的關(guān)鍵設(shè)備，這些設(shè)備和構(gòu)件的表面處理，影響到設(shè)備的壽命、大壩整體建筑藝術(shù)處理甚至設(shè)備的安全運(yùn)行。

4.1 水輪發(fā)電機(jī)組和輔助電氣設(shè)備的應(yīng)用展望

在機(jī)組招標(biāo)文件技術(shù)規(guī)范和合同文件中，對工廠涂裝和保護(hù)涂層都有明確的規(guī)定，明確規(guī)定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164進(jìn)行表面涂層處理。明確規(guī)定涂層必須在合適的氣候條件(環(huán)境溫度低于7C或金屬表面溫度小于外界空氣露點(diǎn)以上3C時(shí)不能進(jìn)行)。

同時(shí)明確了設(shè)備表面的清掃要求。選用溶劑清洗，進(jìn)行噴丸發(fā)亮處理。使金屬表面發(fā)亮呈均勻的灰白色。

對在運(yùn)輸過程中暴露在大氣中的重要機(jī)械加工的黑色金屬表面，先用溶劑清洗干凈，并涂一層厚的防銹化合物。

所有暴露在大氣中黑色金屬非機(jī)械加工表面，如水泵、空壓機(jī)外表面需噴砂發(fā)亮處理。再涂2層防銹漆，并明確涂層厚度要求。

所有與混凝土接觸的非配合黑色金屬埋件表面，如水輪機(jī)蝸殼外表面需進(jìn)行機(jī)械清掃。并涂一層保護(hù)層，便于運(yùn)輸、堆放。在安裝時(shí)必須先清理保護(hù)層，以利埋件表面與混凝土有效結(jié)合。

所有與水接觸的非配合黑色金屬表面，如活動(dòng)導(dǎo)葉表面，蝸殼內(nèi)表面，需用噴砂發(fā)亮處理，流道內(nèi)的焊縫需用砂輪打磨光滑，在工廠涂兩層環(huán)氧樹脂富鋅漆，安裝后再涂一層保護(hù)漆。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪是在含沙水流中運(yùn)轉(zhuǎn)的部件，其不銹鋼表面未要求特殊處理。

所有盤、柜、壓力油罐、泵組和管道外表面，在機(jī)械清掃后深4層裝飾顏色涂料。盤柜的非工作內(nèi)表面，進(jìn)行機(jī)械清掃后，再涂兩層防護(hù)漆。

對油罐鐵質(zhì)金屬全部內(nèi)表面需進(jìn)行噴砂處理，直至露出金屬光澤為止，再按要求涂保護(hù)層。

其他小型輔助設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)、接觸器、開關(guān)和其他設(shè)備的表面，需按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行涂覆。

4.2 水工閘門和金屆結(jié)構(gòu)的應(yīng)用展望

在水工閘門和金屬結(jié)構(gòu)的招標(biāo)文件中，參考了三峽地區(qū)掛片試驗(yàn)的成果，按國家和行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，對不同工作環(huán)境下工作的設(shè)備和構(gòu)件，提出了不同的要求。

對經(jīng)常處于水下或干濕交替環(huán)境，不易檢修，或檢修對航運(yùn)、發(fā)電及泄洪有重要影響的設(shè)備或結(jié)構(gòu)。要求采用具有高機(jī)械強(qiáng)度的防腐體系，有較好的抗沖刷能力，附著力極強(qiáng)，抗微生物和附著生物的性能優(yōu)異，其保護(hù)年限長達(dá)20年。

對經(jīng)常處于水下或干濕交替的環(huán)境，但易檢修且對發(fā)電、航運(yùn)、泄洪影響不大的鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備。要求采用粘附力強(qiáng)、耐水性的、抗微生物和附著生物性能優(yōu)異的防腐體系，其保護(hù)年限可達(dá)10年。

對在大氣環(huán)境中，包括室內(nèi)與室外的鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備，要求采用具有較強(qiáng)的耐氣候變化性能的裝飾性能好的防腐體系，表面涂料要求不易變色，不粉化，其保護(hù)年限應(yīng)達(dá)15～20年。

對這些設(shè)備和構(gòu)件的表面處理，要求按國標(biāo)GB6484-6487規(guī)定，要求基體清潔度達(dá)到GB8923規(guī)定的Sa2.5級。

對防腐材料亦作明確的規(guī)定，要求采用國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列，底、中、面漆好選用同一廠家產(chǎn)品。

對各類水工閘門和金屬結(jié)構(gòu)的具體表面涂覆要求，合同中都有具體規(guī)定，例如：

長期船閘人字工作門和及時(shí)閘首事故檢修門及其埋件，總重約23865.2t。門體和底層采用熱噴鋅，最小局部厚度不小于160μm，封閉層為磷化底漆一道，面漆為氯化橡膠兩道，干膜厚度100μm，涂層總厚不小于260μm。

電站壓力輸水鋼管14條，總重2萬余t，對鋼管的明管內(nèi)外壁和鋼管內(nèi)壁，底漆采用無機(jī)富鋅漆，面漆為厚漿型環(huán)氧瀝青漆，漆膜總厚度不小于450μm，鋼管外壁與混凝土接觸面涂無苛性鈉水泥沙漿，厚度約500μm。

電站壓力輸水鋼管14條，總重2萬余t，對鋼管的明管內(nèi)外壁和鋼管內(nèi)壁，底漆采用無機(jī)富鋅漆，面漆為厚漿型環(huán)氧瀝青漆，漆膜總厚度不小于450μm，鋼管外壁與混凝土接觸面涂無苛性鈉水泥沙漿，厚度約500μm。

電站進(jìn)水口快速工作閘門、排沙孔工作門約4911t，表面涂覆采用底層熱噴鋅加封閉涂料防腐。熱噴鋅厚度為120～160μm，封閉漆為不飽和乙烯樹脂一道，干膜厚30μm，中間漆環(huán)氧云鐵一道，干膜厚50μm，面漆為改性耐磨壞氧兩道，干膜厚100μm。涂層總厚300～340μm。

泄洪深孔弧形工作閘門23扇、排漂孔弧形工作閘門2扇及其埋件，息重約10306t。門體采用底層熱噴鋅加封閉涂料防腐休系。要求熱噴鋅厚120～160μm，封閉漆為不飽和乙烯材脂一道，于膜厚30μm，中同漆壞氧云鐵一道，干膜厚50μm，面漆為環(huán)氧金剛沙二道，干膜厚100μm。涂層總厚300～400μm。

5 結(jié)語

表面工程技術(shù)在三峽工程的應(yīng)用，一直受到國家有關(guān)部門、單位的重視，通過上述的討論，我們可以看到表面技術(shù)與三峽工程成功建設(shè)、運(yùn)行和市省維護(hù)費(fèi)用息息相關(guān)。

(1)三峽工程在中國國家科技攻關(guān)項(xiàng)目，如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻關(guān)項(xiàng)目的安排，在三峽工程重新論證和投計(jì)審查中，始終是一項(xiàng)研究和討論的重要課題之一。從材料表面加工工藝選擇、涂覆材料及噴涂工藝研究以及表面電化保護(hù)等在“九五”三峽工程重大裝備研制項(xiàng)目中占有重要地位。在三峽工程開工后，為有效的使用有關(guān)表面處理材料和適應(yīng)三峽壩區(qū)的環(huán)境，迸行了多廠商多種材料的涂裝掛片試驗(yàn)，以便有針對性的選擇合適的涂裝材料和工藝，以使表面材料應(yīng)用達(dá)到壽命長、裝飾美的效果。

(2)如前所述，所有機(jī)械設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)、水工閘門都在不同程度上離不開表面技術(shù)，他們運(yùn)行的性、經(jīng)濟(jì)性都在不同程度上仰仗表面技術(shù)的應(yīng)用，這牽涉到多專業(yè)、多學(xué)科的應(yīng)用，不但是簡單的現(xiàn)場的涂裝技術(shù)，還有許多是在設(shè)計(jì)中要求應(yīng)用的在工廠實(shí)施的技術(shù)、工芝，從目前的應(yīng)用范圍看，它是一項(xiàng)在工程中無所不在、應(yīng)用廣泛的技術(shù)。歡迎國內(nèi)外表面工程學(xué)界積極參與三峽工程表面技術(shù)應(yīng)用研究。

(3)隨著國內(nèi)外表面技術(shù)的研究和發(fā)展，將使三峽工程通過表面技術(shù)的應(yīng)用廣泛受益。采用長效且與壞境相宜的表面涂裝材料和工藝，對延長設(shè)備的使用壽命，延長維護(hù)性涂裝的周期，有著重要的經(jīng)濟(jì)效益。與整個(gè)建筑和周邊環(huán)境協(xié)調(diào)的裝飾涂裝，將會(huì)給人們美的享受。針對三峽工程具體的環(huán)境、目標(biāo)進(jìn)行研究和開發(fā)的成果和產(chǎn)品，將會(huì)給三峽工程帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

(4) 對三峽工程表面技術(shù)應(yīng)用的跟綜研究將水電工程或類似工程的應(yīng)用提供有價(jià)值的參考。三峽工程表面技術(shù)應(yīng)用廣泛，應(yīng)用材料品種之多，應(yīng)用對象工作壞境的千差萬別，按照目前技術(shù)和工藝水平應(yīng)用的表面工程技術(shù)能否獲得預(yù)期效果，還有待長期跟綜研究和改迸。毋容置疑，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，表面工程技術(shù)作為現(xiàn)代科學(xué)的一門新興的綜合學(xué)科，必將得到迅速的發(fā)展，三峽工程必將從中獲益。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用研究

摘 要 討論了機(jī)電一體化技術(shù)對于改變整個(gè)機(jī)械制造業(yè)面貌所起的重要作用，并說明其在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化 技術(shù) 應(yīng)用

1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展

機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

1.2 智能化

即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

1.3 模塊化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

1.4 網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

1.5 人性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的較高境界就是人機(jī)一體化。

1.6 微型化

微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出及時(shí)個(gè)醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出及時(shí)個(gè)微電機(jī)以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機(jī)器人等）。

1.7 集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能、功能最強(qiáng)。

1.8 帶源化

是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

1.9 綠色化

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和性。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：

2.1 智能化控制技術(shù)(IC)

由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。

2.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性。是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

2.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測量與控制一體化。

2.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化。

2.5 現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)

現(xiàn)場總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導(dǎo)線。現(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化PLC(Programmable Logic Controller)和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。

2.6 交流傳動(dòng)技術(shù)

傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來由交流傳動(dòng)取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢

【論文關(guān)鍵詞】：機(jī)械工業(yè)　機(jī)電一體化　數(shù)控　模塊化

【論文摘要】：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一） 機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二） 傳感技術(shù)

傳感器的問題集中在提高性、靈敏度和度方面，提高性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

（三） 信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的性和分時(shí)處理的輸入輸出的性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

（四） 驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

（五） 接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

（六） 軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一） 數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、 總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、 開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能較大限度地提高用戶的使用效益。

3、 WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、 大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、 能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、 系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、 以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二） 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)態(tài)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三） 柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四） 工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一） 智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。

（二） 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三） 微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。

（四） 模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五） 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六） 綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用論文

【論文關(guān)鍵詞】：機(jī)械工業(yè)機(jī)電一體化數(shù)控模塊化

【論文摘要】：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一）機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術(shù)

傳感器的問題集中在提高性、靈敏度和度方面，提高性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的性和分時(shí)處理的輸入輸出的性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

（五）接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

（六）軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能較大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)態(tài)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一）智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。

（二）系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。

（四）模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六）綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

機(jī)電技術(shù)應(yīng)用論文:機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用研究論文

摘要：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。文章簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè)；機(jī)電一體化；數(shù)控；模塊化

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手。

（一）機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術(shù)

傳感器的問題集中在提高性、靈敏度和度方面，提高性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的性和分時(shí)處理的輸入輸出的性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

（五）接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

（六）軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能較大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)態(tài)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。

（一）智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。

（二）系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。

（四）模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六）綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機(jī)電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。