機(jī)電一體化論文

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機(jī)電一體化論文范文第1篇

[論文摘要]機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。

一、機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。

（一）使用安全性和可靠性提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。

（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機(jī)床對(duì)工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5～6倍。

（三）使用性能改善。機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡(jiǎn)化并且方便、簡(jiǎn)單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。

（四）具有復(fù)合功能并且適用面廣。機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如，電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時(shí)電流的測(cè)量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。

（五）調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過改變控制程序來實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對(duì)象，只需給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。

機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過程的所有領(lǐng)域，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類。

①數(shù)控機(jī)械類。主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。

②電子設(shè)備類。主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測(cè)量?jī)x等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。

③機(jī)電結(jié)合類。主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機(jī)、形狀自動(dòng)識(shí)別裝置、CT掃描診斷機(jī)以及自動(dòng)售貨機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。④電液伺服類。主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置，控制機(jī)構(gòu)是接受電信號(hào)的液壓伺服閥。

⑤信息控制類。主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤存儲(chǔ)器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由所接收的信息類信號(hào)來控制。除此之外，機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機(jī)電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機(jī)電融合型三類。

二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

（一）機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。

（二）動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。

（三）傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或儀表來實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。

機(jī)電一體化論文范文第2篇

一個(gè)墨守成規(guī)的教師會(huì)抑制甚至扼殺學(xué)生的創(chuàng)造意識(shí)，一個(gè)創(chuàng)新型的教師則可以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造思維。教師只有自身創(chuàng)新意識(shí)增強(qiáng)了，才能在教學(xué)的實(shí)際過程中，將知識(shí)深化、內(nèi)化為學(xué)生的知識(shí)，學(xué)生在具備了充分的知識(shí)儲(chǔ)備后，他們不僅會(huì)增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，而且還會(huì)形成創(chuàng)新思維，從而提高創(chuàng)新能力。在日常教學(xué)中，教師應(yīng)從知識(shí)的傳授者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)、科技活動(dòng)的指導(dǎo)者，學(xué)生應(yīng)由被動(dòng)學(xué)習(xí)的接受者變?yōu)橹鲃?dòng)者。教師要更新教育思想，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，尊重學(xué)生的個(gè)性，鼓勵(lì)學(xué)生興趣多樣化，積極開展創(chuàng)造性的教學(xué)活動(dòng)。要營造一個(gè)寬松、民主的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維。建設(shè)創(chuàng)新型師資隊(duì)伍我們可以從具有雙師型師資隊(duì)伍中挑選，因?yàn)殡p師型教師具有較深厚的基礎(chǔ)文化知識(shí)、較扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、較全面的專業(yè)知識(shí)、較強(qiáng)的應(yīng)變和創(chuàng)新能力及不斷更新知識(shí)的學(xué)習(xí)能力。他們將是學(xué)生自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)的引領(lǐng)者和護(hù)航者。

二、注重實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

學(xué)生每一項(xiàng)發(fā)明創(chuàng)造都離不開其在實(shí)踐教學(xué)過程中實(shí)踐能力的培養(yǎng)，學(xué)生實(shí)踐能力的強(qiáng)弱，直接關(guān)系到他們的創(chuàng)造發(fā)明能力。在實(shí)踐教學(xué)中學(xué)生會(huì)遇到很多問題，這個(gè)時(shí)候老師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生多想幾個(gè)為什么，讓學(xué)生去尋找解決問題的方法，例如：在實(shí)踐教學(xué)中，老師可以給學(xué)生示范該項(xiàng)目應(yīng)該“怎樣做”，為什么“這樣做”，“這樣做”的好處，“不這樣做”的害處達(dá)到啟發(fā)學(xué)生的目的；同時(shí)還應(yīng)該質(zhì)問學(xué)生還有沒有其它“怎樣做”的方法，鼓勵(lì)學(xué)生找出最有效、最簡(jiǎn)便、最科學(xué)的方法，通過在這樣“做”的實(shí)踐過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。另外再多開設(shè)一些具有難度和挑戰(zhàn)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生通過這種實(shí)驗(yàn)體會(huì)探索新知識(shí)的過程和科研實(shí)踐的艱辛與樂趣，了解科研過程和研究方法，有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。例如：2014年全國職業(yè)院校技能大賽高職組“數(shù)控機(jī)床裝調(diào)、維修與升級(jí)改造”競(jìng)賽項(xiàng)目，要求3名選手在300分鐘內(nèi)完成數(shù)控銑床升級(jí)改造為加工中心的競(jìng)賽內(nèi)容，要想完成此次任務(wù)最關(guān)鍵的是在數(shù)控銑床上添加過刀庫后，刀庫是如何按照操作者的要求完成刀具換刀的，完成刀具換刀其核心就是刀庫PMC的梯形圖編輯。為了充分發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，我在輔導(dǎo)學(xué)生時(shí)，講解了數(shù)控機(jī)床刀庫是如何實(shí)施換刀的，以及數(shù)控機(jī)床在換刀過程中所涉及到的各種元器件在PMC梯形圖中的邏輯關(guān)系，至于具體刀庫換刀PMC的梯形圖的編輯，需要學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論、技能知識(shí)自主完成。從一臺(tái)數(shù)控銑床升級(jí)到加工中心這就是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立工作能力，更重要的是給學(xué)生提供了創(chuàng)新平臺(tái)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力。

三、參與競(jìng)賽，促進(jìn)創(chuàng)新能力的發(fā)展

職業(yè)院校應(yīng)多參與省級(jí)、國家級(jí)甚至國際間的各種創(chuàng)新技能競(jìng)賽，縮小同國內(nèi)國際同行業(yè)在創(chuàng)新能力上的的差距。因?yàn)閯?chuàng)新技能競(jìng)賽的宗旨就是“比實(shí)用、比新穎”，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力來講是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。2012年全國職業(yè)院校技能大賽高職組“數(shù)控機(jī)床裝調(diào)、維修與升級(jí)改造”競(jìng)賽項(xiàng)目要求3名選手在360分鐘內(nèi)除了加工出圖紙要求的試切件、完成競(jìng)賽答題記錄表、項(xiàng)目教學(xué)方案設(shè)計(jì)、教學(xué)資源成果及展示與答辯PPT外，還要完成三軸數(shù)控機(jī)床升級(jí)為四軸的競(jìng)賽內(nèi)容。

2014年全國職業(yè)院校技能大賽高職組“數(shù)控機(jī)床裝調(diào)、維修與升級(jí)改造”競(jìng)賽項(xiàng)目要求3名選手在300分鐘內(nèi)完成機(jī)械拆裝與電氣安裝、機(jī)床功能檢查與故障排除、數(shù)控機(jī)床位置精度的檢測(cè)、試件切削試驗(yàn)編程與操作、職業(yè)素養(yǎng)與安全意識(shí)、數(shù)控銑床升級(jí)改造為加工中心6個(gè)任務(wù)環(huán)節(jié)。這些競(jìng)賽都是圍繞著技術(shù)升級(jí)考核學(xué)生的，這就要求參賽學(xué)生有一定的自主創(chuàng)新能力。從而激勵(lì)學(xué)生，在平時(shí)的學(xué)習(xí)中就注重自身創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

機(jī)電一體化論文范文第3篇

傳感器是一種檢測(cè)裝置，其測(cè)量對(duì)象是被檢測(cè)系統(tǒng)的信息，然后將其以不同的形式進(jìn)行傳輸、處理和管理等工作，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被檢測(cè)系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)測(cè)量和控制。簡(jiǎn)單來說，傳感器的作用就是類似于人的感覺器官，幫助機(jī)電一體化系統(tǒng)探索和發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)中存在的問題。因此，將傳感器技術(shù)應(yīng)用于檢測(cè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的操作對(duì)象以及運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)，能夠精確、快速的獲取機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)作信息，有效地提高了機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行水平。目前，傳感器技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于人們的生活和生產(chǎn)當(dāng)中，引起了人們的高度重視。但是與此同時(shí)，由于傳感器技術(shù)在我國的起步較晚，在發(fā)展過程中仍然存在著一些局限性，因此為了提高傳感器技術(shù)的精確度，還需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)與完善。

2傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用價(jià)值

機(jī)電一體化技術(shù)包含機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及人工智能技術(shù)等多方面內(nèi)容，在發(fā)展過程中直接導(dǎo)致了自動(dòng)化技術(shù)的產(chǎn)生。而從某種程度上說，傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化發(fā)展過程中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)，影響著機(jī)電一體化系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。

2.1傳感器技術(shù)在機(jī)械加工過程中的應(yīng)用

眾所周知，在機(jī)械加工的過程中，需要檢測(cè)的地方有很多，下面將從兩個(gè)個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：第一，將傳感器技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械的切削過程和機(jī)床運(yùn)行過程。現(xiàn)階段，在切削方面，傳感器技術(shù)主要是對(duì)切削過程中的機(jī)械設(shè)備切削力的變化狀態(tài)進(jìn)行控制，通過分析這個(gè)過程當(dāng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的了解，保證切削過程的順利進(jìn)行，提高切削過程的生產(chǎn)效率，以及降低材料的消耗量。將傳感器技術(shù)應(yīng)用到機(jī)床的運(yùn)行當(dāng)中，主要是為了對(duì)機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、溫度進(jìn)行檢測(cè)，從而保證機(jī)床運(yùn)行的安全性，通過分析得到的相應(yīng)參數(shù)，從而不斷提高機(jī)床的運(yùn)行效率和精度。第二，將傳感器技術(shù)應(yīng)用到工件的生產(chǎn)過程。與切削和機(jī)床的運(yùn)行過程相比，工件的生產(chǎn)過程監(jiān)視是非常重要，而且研究和應(yīng)用也是最早、最多的。首先，在加工之前需要對(duì)所用的加工設(shè)備和坯件進(jìn)行自動(dòng)檢查，從而保證加工過程的正常進(jìn)行，比如說自動(dòng)判斷和調(diào)整坯件的夾持方位等；其次，在加工過程中，也有嚴(yán)格的要求，對(duì)切削的剫、力度、扭矩等參數(shù)都需要進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，以保證加工條件處于最佳狀態(tài)，除此之外，對(duì)于在這個(gè)過程中加入傳感技術(shù)的其他目的還在于提高切削過程的生產(chǎn)效率；最后，在加工完成之后還需要對(duì)工件的合格與否進(jìn)行測(cè)量，例如工件的尺寸、粗糙程度、形狀等，由于檢查的過程比較繁瑣和復(fù)雜，所以這些檢測(cè)需要能夠自動(dòng)的進(jìn)行，并且可以將檢測(cè)結(jié)果直接輸入到下一道程序，從而選用合格的產(chǎn)品。

2.2傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用

近年來，隨著傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車不斷朝著智能化、小型化和電子化發(fā)展，進(jìn)入了全新時(shí)期。目前，在汽車的制造過程中，為了實(shí)現(xiàn)汽車的機(jī)電一體化，需要用自動(dòng)控制系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式控制裝置，將先進(jìn)的監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)擴(kuò)大到汽車的全身，從而全面改善汽車的功能，不斷增加汽車的人性化服務(wù)、減少排氣污染和汽油損耗、提高汽車的安全駕駛和舒適性。比如說，在實(shí)現(xiàn)汽車的一體化過程中，凡是和電子控制有關(guān)的系統(tǒng)或是裝置都離不開傳感器的應(yīng)用，尤其是在安全報(bào)警裝置、信息裝置和自動(dòng)變速器等裝置當(dāng)中，所以這也要求傳感器能夠適應(yīng)惡劣的環(huán)境，無論是塵土彌漫還是風(fēng)雨交加的時(shí)候，都能夠保證具有很好的密封性，與此同時(shí)還應(yīng)該具備一定的抗干擾能力，尤其是安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的傳感器，需要能夠承受得住發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)的高溫和高壓環(huán)境。

3我國傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的發(fā)展現(xiàn)狀和未來方向

機(jī)電一體化論文范文第4篇

首先，具備自動(dòng)監(jiān)視以及自動(dòng)報(bào)警與保護(hù)等多種功能，不僅大大減少了勞動(dòng)力，而且提高了機(jī)電設(shè)備的安全性與可靠性；其次，機(jī)電一體化技術(shù)能夠滿足不同客戶的不同需求，因而其應(yīng)用范圍尤為廣泛；再次，機(jī)電一體化技術(shù)集合機(jī)械與電子兩大主流技術(shù)，通過對(duì)先進(jìn)技術(shù)的有機(jī)整合，使自身具備強(qiáng)大的功能，使調(diào)整維護(hù)工作更為便捷。將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用于煤礦生產(chǎn)中，不僅有助于大幅度減少勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境，而且可以降低能源消耗，提高安全系數(shù)并加快煤礦生產(chǎn)進(jìn)程。

2煤礦生產(chǎn)中的機(jī)電一體化技術(shù)

2．1在煤礦采掘工程中的應(yīng)用

煤礦采掘工程作為煤礦生產(chǎn)的基礎(chǔ)工程，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)的效率有著重要的影響及作用，在煤礦采掘工程中引入機(jī)電一體化技術(shù)具有不容忽視的現(xiàn)實(shí)意義。在現(xiàn)階段的煤礦開采作業(yè)中多采用電牽引采煤機(jī)，與傳統(tǒng)液壓牽引采煤機(jī)不同，電牽引采煤機(jī)不需要復(fù)雜的防滑設(shè)施，其具有良好的牽引性能，能夠適用于傾斜度較大的煤層，可以提供較大的牽引力，并且在下滑過程中能夠進(jìn)行自動(dòng)發(fā)電制動(dòng)。除此之外，電牽引采煤機(jī)以其簡(jiǎn)單靈敏的結(jié)構(gòu)及良好的動(dòng)態(tài)性有效減少了電能的損耗，維護(hù)方便，運(yùn)行高效且具有較高的可靠性、耐用性以及安全性，對(duì)提高煤礦生產(chǎn)效益有著巨大的推動(dòng)作用。

2．2在礦井提升系統(tǒng)中的應(yīng)用

礦井提升系統(tǒng)注重的是煤炭從井下被提升至地面環(huán)節(jié)的效率以及質(zhì)量，隨著機(jī)械化采煤程度的不斷提高，現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)對(duì)礦井提升系統(tǒng)的要求也更加嚴(yán)格。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于礦井提升系統(tǒng)中無疑對(duì)提高煤礦生產(chǎn)效率有重要的意義，其中以全數(shù)字化交直流提升機(jī)為典型應(yīng)用。全數(shù)字化交直流提升機(jī)無需配備專門的絞車司機(jī)，將驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與滾筒進(jìn)行有效結(jié)合，并對(duì)機(jī)械與計(jì)算機(jī)、電力電子、自動(dòng)控制等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，通過同步運(yùn)行的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行相互檢測(cè)與備用即可實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與故障記憶。全數(shù)字化交直流提升機(jī)以其簡(jiǎn)單化的硬件設(shè)備和較強(qiáng)的兼容性使礦井提升系統(tǒng)在效率和安全性方面都得到了較大的改善。

2．3在煤炭運(yùn)輸過程中的應(yīng)用

現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，井下運(yùn)輸多采用皮帶式運(yùn)輸機(jī)。與傳統(tǒng)運(yùn)輸機(jī)不同，皮帶式運(yùn)輸機(jī)多通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，有著簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其主要驅(qū)動(dòng)方式為直流式變頻裝置，可以有效保障煤礦運(yùn)輸過程的穩(wěn)定。大巷強(qiáng)力運(yùn)輸機(jī)的廣泛應(yīng)用大大提高了煤炭運(yùn)輸?shù)男屎唾|(zhì)量；CST可控軟啟動(dòng)裝置則采用機(jī)、液、電一體化技術(shù)，極大地改善了運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動(dòng)現(xiàn)狀，有效提高了煤礦的運(yùn)輸效益。近些年來，皮帶運(yùn)輸以其在運(yùn)輸煤炭過程中的連續(xù)性、穩(wěn)定性、高效性以及自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸成為煤炭運(yùn)輸?shù)闹髁鞣绞健?/p>

2．4在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)通過在設(shè)備中安裝傳感器以及設(shè)備檢測(cè)裝置，以計(jì)算機(jī)為媒介實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理與控制，優(yōu)化了機(jī)電一體化設(shè)備的管理；另外，在煤礦主扇中安裝有變頻設(shè)備，通過對(duì)風(fēng)量和頻率的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，進(jìn)而節(jié)約能源、降低消耗；從液壓支架向電液控制和自動(dòng)移駕的轉(zhuǎn)變可以有效防止對(duì)頂板和支架的沖擊；采用微機(jī)保護(hù)技術(shù)使高壓開關(guān)柜具備遠(yuǎn)程遙控功能；真空開關(guān)的使用可以有效延長高壓開關(guān)柜的使用壽命從而大大減少維護(hù)工作量。這些都是機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，不僅有效改善了設(shè)備的運(yùn)行效率，也極大提高了設(shè)備的安全性能。

2．5在機(jī)電設(shè)備維護(hù)維修中的應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，由于工作環(huán)境的復(fù)雜性，導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備往往會(huì)出現(xiàn)一些故障性問題，因此機(jī)電設(shè)備的維修維護(hù)工作非常重要。機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)電設(shè)備維修維護(hù)中的應(yīng)用可以有效縮短維修維護(hù)周期，提高效率。機(jī)電一體化設(shè)備中先進(jìn)的傳感系統(tǒng)可以根據(jù)傳感器反饋的信息對(duì)設(shè)備故障及時(shí)地進(jìn)行確定，并通過計(jì)算機(jī)對(duì)故障類型進(jìn)行備案，很大程度上節(jié)約了檢修維護(hù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性與高效性。另外，機(jī)電一體化設(shè)備無需對(duì)故障進(jìn)行一步一步地排除，只需查詢計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫即可確定其故障代碼進(jìn)而確定設(shè)備故障，具有較強(qiáng)的高效性。

2．6在其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

除上文所提到的諸多環(huán)節(jié)外，機(jī)電一體化技術(shù)在其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)也有涉足。如螺桿式空壓機(jī)智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在有效實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)過載、缺相、錯(cuò)相等的保護(hù)功能的同時(shí)，也具備記憶存儲(chǔ)、故障診斷、遠(yuǎn)程通信等增值功能。此外，還有微機(jī)保護(hù)與高壓開關(guān)的結(jié)合等。

3機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

近些年來，我國的機(jī)電一體化技術(shù)在不斷發(fā)展中改進(jìn)，在不斷改進(jìn)中完善，已經(jīng)相繼取得很大進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國家相比，仍然存在一定的差距，有著較大的發(fā)展空間。我們必須不斷改進(jìn)與創(chuàng)新，以滿足現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的要求，進(jìn)一步加深其在我國煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用。

3．1網(wǎng)絡(luò)化

機(jī)電一體化，顧名思義即機(jī)械與電子的有效結(jié)合，機(jī)電一體化技術(shù)較為注重設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)與控制系統(tǒng)間的通信連接，其發(fā)展偏向網(wǎng)絡(luò)化。大多數(shù)煤礦企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行以及故障排除等方面的遠(yuǎn)程控制及優(yōu)化管理。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。

3．2智能化

機(jī)電一體化技術(shù)一大顯著的特點(diǎn)即較高的自動(dòng)化與智能化，系統(tǒng)具備正常人的邏輯思維能力、判斷能力以及自我選擇能力，采用智能機(jī)器人來適應(yīng)復(fù)雜的開采環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的無人管理，煤礦生產(chǎn)中的機(jī)電一體化技術(shù)正朝著這個(gè)方向不斷邁進(jìn)。

3．3綠色化

機(jī)電一體化論文范文第5篇

關(guān)鍵詞：截流井，等截流量，錐體控制

 

0 引 言

城市污水截流井是合流制管道中一個(gè)重要的附屬構(gòu)筑物，其主要功能是將城市旱流污水和初期雨水截流入污水截流管，以免城市水體受到更為嚴(yán)重的污染[1]。截流井設(shè)計(jì)的基本要求可歸納為幾點(diǎn)[2]:1）保證旱流時(shí)污水的截流；2）雨天時(shí)保證初期雨水的截流，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)截流倍數(shù)時(shí)，能順暢地溢流排入水體；3）安全可靠、截流效率高，維修量少，管理方便，能適應(yīng)不同截流倍數(shù)的要求；4）構(gòu)造簡(jiǎn)單、加工方便、造價(jià)便宜。

1 國內(nèi)常用污水截流井類型及其優(yōu)缺點(diǎn)

國內(nèi)目前涉及截流井設(shè)計(jì)及計(jì)算的規(guī)范和規(guī)程主要包括了《合流制系統(tǒng)污水截流井設(shè)計(jì)規(guī)程》(CECS 91: 97)(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》) 、《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50101—2005)、《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第5冊(cè))等[3]。在《規(guī)程》中提及的污水截流井型式主要有三種，即溢流堰式、截流槽式、跳躍堰式截流井。

1.1溢流堰式截流井

其結(jié)構(gòu)如圖1所示。溢流堰式截流井是在井中設(shè)置溢流堰，當(dāng)上游來水過多時(shí)機(jī)電一體化論文，超量的水從堰頂?shù)渑湃胍缌鞴堋Ｆ鋺?yīng)用范圍一般在雨、污水管道基本一致或合流管道與污水管道高程相仿時(shí)。在兩條管道間加兩個(gè)檢查井做連接管，并在雨水或合流管內(nèi)加設(shè)檔堰論文格式。擋堰可以砌磚或做成木板閘，擋堰和擋板的高度視截流污水量的大小而定。這樣在非汛期，管道內(nèi)的污水被堰或堰板擋住，折返進(jìn)入污水管。而當(dāng)雨季來臨，合流管或雨水管道內(nèi)的雨污混合水就會(huì)越過堰排入河湖中。

根據(jù)堰的平面布置形式不同，溢流堰可以分為正堰、斜堰、側(cè)堰和曲線堰。側(cè)堰式截流井在合流制截污系統(tǒng)中的應(yīng)用是較為成熟的一種[4]。

1.2截流槽式截流井

其結(jié)構(gòu)如圖2所示，截流槽式截流井一般只用于已建的合流制管道，該截流井不用改變下游管道，它可以由已建合流制管道上的污水檢查井改造而成。但由于其截流量難以控制,在雨季時(shí)將會(huì)有大量的雨水進(jìn)入截流管道，增加污水處理廠的負(fù)荷，當(dāng)污水截流倍數(shù)值選擇不當(dāng)時(shí)，污水又會(huì)截不凈，因此在使用中受到一定的限制。

1.3跳躍堰式截流井

其結(jié)構(gòu)如圖3所示。跳躍堰式截流井是一種主要的截流井形式, 該種井的中間固定堰高度可根據(jù)手冊(cè)提供的公式計(jì)算到。由于設(shè)計(jì)周期較長，而合流管道的旱季污水量在工程竣工之前會(huì)有所變化，故將固定堰的上部改為磚砌，且不砌至設(shè)計(jì)標(biāo)高，當(dāng)投入使用后再根據(jù)實(shí)際水量進(jìn)行節(jié)。但它的使用受到一定的條件限制，即其下游排水管應(yīng)為新敷設(shè)管道。對(duì)于已有的合流制管道，不宜采用跳躍式截流井(只有在能降低下管道標(biāo)高的條件下方可采用)。

圖1圖2圖3

2錐體控制等截流量截流井

2.1工作原理

如圖4所示，一般截流井包括：內(nèi)部中空且具有一定容積的外形為正方體或長方體的井體機(jī)電一體化論文，井體壁上至少一個(gè)雨污混合水流進(jìn)口即合流管，截流污水的截流管，溢流堰和溢流管。錐體控制等截流量截流井的特征在于帶浮力控制裝置的錐體裝置。

1.合流管 2.溢流管3.截流管 4.內(nèi)錐 5.滑桿 6.滑套 7.滑塊 8.搖桿 9.拉桿10.杠桿和浮球

圖4

錐體裝置由錐管和內(nèi)錐組成，錐管的左端與截流管連接，內(nèi)錐位于錐管內(nèi)，與錐管同軸，兩者的表面之間有一定間隙，內(nèi)錐的右端與滑桿固定連接。

浮力控制裝置由滑桿、滑套、滑塊、搖桿、拉桿、杠桿和浮球組成，滑桿的左端與內(nèi)錐固定連接，右端與滑塊鉸接，中間位于、滑套內(nèi)，滑套與井體固定連接，搖桿是一根彎桿，中間彎頭處與井體鉸接，垂直端部分位于滑塊內(nèi)，另一端與拉桿鉸接，拉桿的另一端與杠桿的中間部分鉸接，杠桿的一端與浮球固定連接，另一端與井體鉸接。

當(dāng)旱流或雨量較小時(shí)，截流井內(nèi)水面較低，浮球下落機(jī)電一體化論文，帶動(dòng)杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿推動(dòng)拉桿向下運(yùn)動(dòng)，拉桿推動(dòng)搖桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿帶動(dòng)滑塊向右運(yùn)動(dòng)，滑塊帶動(dòng)滑桿向右運(yùn)動(dòng)，滑桿帶動(dòng)內(nèi)錐向右運(yùn)動(dòng)，內(nèi)錐與錐管之間的間隙加大論文格式。但由于此時(shí)水面較低，截流管口的污水的壓強(qiáng)較小，流速較小，流量一定。而當(dāng)雨量較大時(shí)，截流井內(nèi)水面逐漸升高，浮球抬起，帶動(dòng)內(nèi)錐向左運(yùn)動(dòng)，內(nèi)錐與錐管之間的間隙減小。但由于此時(shí)水面較高，截流管口的污水的壓強(qiáng)較大，流速較大，流量也一定。如果將浮力控制裝置中的各個(gè)構(gòu)件的尺寸合理確定，就能使錐體左右移動(dòng)的距離與水面高度相對(duì)應(yīng)，從而使截流管的截流量恒定。

2.2 相關(guān)計(jì)算過程

（1）當(dāng)井內(nèi)的液面高度有h1變化至h2時(shí)，截流管處的水流速度變化有v1變化至v2，如圖5所示。

根據(jù)伯努利方程有[6]：

式中: 為沿程損失；為局部損失；

λ為沿程阻力系數(shù)；為截流管管長；圖5

為截流管管徑；ξ為局部阻力系數(shù)；v為截流管內(nèi)水流速度（m/s）

由此可知：

；

（2）當(dāng)井內(nèi)的液面高度有h1變化至h2時(shí)機(jī)電一體化論文，內(nèi)錐在雙搖桿機(jī)構(gòu)以及搖桿滑快機(jī)構(gòu)作用下有x1移動(dòng)至x2，如圖6所示。

液面高度h和杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度關(guān)系：

，

當(dāng)杠桿產(chǎn)生了轉(zhuǎn)角（）后，搖桿L3也產(chǎn)生了一個(gè)轉(zhuǎn)角（)

(取負(fù)值) [6]

其中：

當(dāng)搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)了角度后，滑塊推動(dòng)滑桿向前移動(dòng)了

圖 6

（3）當(dāng)內(nèi)錐在滑桿推動(dòng)下有x1移動(dòng)至x2時(shí)，錐管內(nèi)的截面積有s1變化至s2，如圖7所示。

即：

而所謂等截流量要求的是：

即：圖 7

有以上推導(dǎo)可知，只要選取合適的雙搖桿的桿長以及內(nèi)錐的錐角值，即可保證截流量恒定的要求。

3 結(jié) 語

本文介紹了一種由液面高度控制截流量的錐體控制等截流量截流井，可用以解決在現(xiàn)有污水處理廠處理、儲(chǔ)存能力和截流井、管網(wǎng)儲(chǔ)存能力的不變的情況下，減少稀釋后的雨污混合水過多地進(jìn)入截流管，從而進(jìn)一步稀釋污水處理廠的儲(chǔ)水池的污水的問題，實(shí)現(xiàn)截流流域污染物截流的最大化。

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