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机电一体化机械系统的设计及探讨

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摘要:机电一体化系统是借助计算机完成机械设计的方法,该方法与传统机械操作不同,发展前景极为广阔。机械系统由多个部件构成,需要加强各部分的协调管理,保证整个系统更加高效、更加科学。文章针对机电一体化技术的优势进行了分析,提出了相应设计原则、设计方法,旨在为工程实践提供一定的理论基础。

关键词:机电一体化;机械系统;设计

1机电一体化的特点分析

1.1安全性高

工程项目中,机电一体化技术的应用价值较高,相关产品具有性能高、功能全的优势,同时还可以进行监视、报警、自动保护等操作。设备运行中,一旦发生异常问题,系统相关部分可及时进行自我保护,避免人员、设备等受到损坏,整个设备运行的安全性大幅提升[1]。

1.2生产能力强

机电一体化设备应用中,可及时进行信息自动处理和控制,具有较高的控制精度,同时检测灵敏度可满足要求。机电一体化系统一般包含控制元件,设备运行中,相关作业人员需要结合运行条件进行系统启动,设备可根据要求完成对应指令,做出相应规定性动作,可充分保证产品的生产效率,避免产品性能不达标等状况的发生。此外,引入自动化技术之后,整个系统的应用价值大幅提高。

1.3使用价值高

机电一体化设备可及时进行数字显示,还具有程序操控的智能,可避免过多按钮、手柄的设置,人性化程度更高。此外,机电一体化技术可多次重复操作,如果设备较为先进,可自主选择控制程序,降低了操作人员的工作量。

2机电一体化机械系统的设计

2.1原则分析

为了保证机械系统的设计满足要求,需要遵循如下设计原则:①高精度。作为机电一体化产品,必须保证产品精度满足设计要求,方可将优势充分发挥出来。如果机械系统设计精度不够,极易引发产品不合格的状况。相关零部件的尺寸、精度等均需满足评判标准;②稳定性高。机械系统的设计中,需要考虑设备使用寿命、使用效率两方面要求,提高产品性能参数的管理,避免稳定性差引发的危害。一般机械系统的子系统较多,需要考虑各部分机械振动的频率、摩擦系数等要素,提高零部件尺寸的优化,保证整个系统朝着质量轻、体积小的方向发展[2]。

2.2设计流程

1)动力零部件的设计。作为机械系统中的关键部分,动力元件需要引起足够的重视,动力元件一般是由计算机信息网络协调控制的,可为各传导部位提供动力支撑作用。动力元件包括发电机等设备,科技进步带动系统动力元件朝着更加智能化、自动化的方向进步,可避免人力资源过渡浪费[3]。

2)传动元件的设计。一体化系统中传动元件主要承担传导的角色,可将计算机指令翻译成机器可识别的信息,从而指导其进行相应工作。传动元件一般包括两方面:传动机和转矩与转速的变换器。传动机的精度较高,体积小、重量轻、噪音低,还可以满足机械系统的伺服性能,是稳定性非常好的传动元件。

3)机械系统的性能分析。立数学模型、数学表达式来真实反映机械系统的性能。设计系统各个部件运动参数、关系和结构,确定零件的精确度、材料和结构。选择其他部件、原件,配置系统阻尼等等都隶属于机械系统的性能。机械系统的性能对产品性能具有极大影响,高性能的产品方可保证设备具有较长使用寿命,整体灵敏度、耐磨程度等可满足预期要求。

3发展方向分析

首先,系统逐渐朝着智能化方向发展。智能化需求一般需要建立在扎实的理论基础之上,将人工化、动力学、自主决策等技术融入到设计工作中,并加强相关软件的开发,加强芯片技术、模糊技术的应用研发。通过对产品控制系统的智能化处理提高整体性能。其次,系统化发展。该特点是建立在系统结构模式化、开放化的需求之上,内部可进行动态调整,对产品控制管理具有极大意义,同时通信功能强,包括RS232、RS485等格式。机电一体化技术将设备和人的思维进行有效结合,提高了设备使用对象的精确化管理,发展层次更高,具有仿生学的特点。然后,网络化,网络技术是当下较为常见的方法,对经济全球化具有积极影响。机电一体化技术应用中,需要加强网络化技术的应用,在网络环境中进行合理的远程监控、安全监控,方可更加高效的利用当下新技术。最后,机电一体化机械系统正朝着微型化方向发展。现阶段,新型材料、纳米材料的应用逐渐增多,导致电机体积也逐渐减小,加强新技术的开发应用具有重大意义。其应用范围包括:微型机器人、微型传感器等。增加识别装置的低成本、微型化方向研发可极大程度的提高该系统的应用范围。

4结束语

机械系统设计中,相关设计人员需要在满足机械可靠性的前提下进行设计,充分发挥设计优势。这是提高机械产品运行质量,发挥运行效益的基本方法,对未来发展规划具有重大现实意义。此外,还需要加强机电一体化相关人才的培养,保证其可快速适应生产要求。

参考文献:

[1]魏娟.机电一体化及其机械系统的设计特点[J].煤矿机械,2014(7):17-19.

[2]李春雨.机电一体化技术的应用与发展[J].工程技术研究,2016(7):64-65.

[3]叶成毅.机械制造业向机电一体化方向发展的探讨[J].南方农机,2017,48(1):96+102.

作者:张晓勇 单位:宁夏天信建设发展有限责任公司

机电一体化机械系统的设计及探讨责任编辑:张雨    阅读:人次