機械設(shè)計制造中液壓機械傳動控制系統(tǒng)的應用

彭樹強

摘 要：液壓機械傳動控制系統(tǒng)結(jié)合了機械傳動高效率以及液壓傳動的無級變速優(yōu)點，可以說是機械設(shè)計制造過程當中的理想傳動機構(gòu)。文章簡要介紹液壓機械傳動的原理及其優(yōu)缺點，并重點論述機械設(shè)計制造中液壓機械傳動控制系統(tǒng)的相關(guān)應用。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計制造；液壓機械傳動；控制系統(tǒng)；優(yōu)點；缺點

前言

液壓機械傳動是將液體作為介質(zhì)實現(xiàn)能量傳動以及控制，系統(tǒng)自身通過壓流體為介質(zhì)控制各種機械，由元件回路控制實現(xiàn)能量傳遞，該系統(tǒng)控制方式靈活并且控制屬性便捷，因此在工業(yè)控制當中的應用比較廣泛[1]。

1 液壓機械傳動的概述

1.1 系統(tǒng)的基本原理分析

液壓機械傳動原理是確保液體在系統(tǒng)平衡當中靜止。液壓系統(tǒng)當中的液體在不同位置的壓強保持一致，在平衡系統(tǒng)當中，不同大小活塞會根據(jù)自身承壓能力而施加不同壓力，從而使得液體可以保持相對的靜止，小活塞上施加小壓力，而大活塞上施加大壓力[2]。借助于液體傳遞實現(xiàn)變換目的。液壓傳動過程當中需要的元件比較多，其中最為主要的元件有動力元件、執(zhí)行元件、控制元件以及輔助性元件等。借助于動力元件能夠讓系統(tǒng)出現(xiàn)運行動力，代表元件主要為液壓泵。液壓泵在工作過程當中，可以通過容量變化實現(xiàn)工作，通常情況下將這種動力部件叫做容積液壓泵[3]。其中最為常見的一種容積液壓泵就是齒輪泵，借助于齒輪變動使實現(xiàn)液體的運動。在液壓泵選擇的時候，需要強調(diào)能量消耗的問題，并且解決液壓效率的問題。液壓執(zhí)行元件能夠?qū)⒁簤罕卯斨械囊簤恨D(zhuǎn)化成為機械能，同液壓泵相反的裝置則是液壓馬達，該裝置能夠?qū)⒁簤耗芰哭D(zhuǎn)化為機械能，從而實現(xiàn)液壓的對外做功[4]。

1.2 液壓機械傳動的優(yōu)缺點分析

1.2.1 液壓機械傳動的優(yōu)勢

液壓機械傳動應用的范圍較為廣泛，無論工業(yè)加工機械或者鋼鐵冶金機械都有其實用性。應用液壓機械傳動控制裝置有著高速、高壓以及高效率等優(yōu)點，傳動功率比較大，本身作為高度集成化系統(tǒng)，有著輕量化、一體化以及小型化的特點。同時該系統(tǒng)能夠與微電子技術(shù)密切配合，在小空間當中實現(xiàn)功率的精確控制，在不同行業(yè)當中都可以發(fā)揮較大作用[5]。隨著技術(shù)的進步，不同部門對于液壓機械控制傳動的要求日益嚴格，液壓機械傳動控制同電子技術(shù)之間配合，在海洋開發(fā)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。簡言之，液壓機械傳動控制元件需要根據(jù)要求進行方便靈活的布置，并且針對液壓機械傳動體積小、反應快以及重量輕的特點，在使用過程當中做好控制操縱，并且在較大范圍當中實現(xiàn)調(diào)速。使用液壓傳動控制系統(tǒng)還能夠適當調(diào)整載荷，由于液壓機械控制系統(tǒng)的主要介質(zhì)為礦物油，能夠?qū)崿F(xiàn)自動潤滑，因此使用壽命較長[6]。這一系統(tǒng)有利于實現(xiàn)直線運動以及機械自動化，并且借助于電液聯(lián)合控制來實現(xiàn)高度自動控制。

1.2.2 液壓機械傳動存在的缺點

液壓機械傳動系統(tǒng)要想保持平穩(wěn)運行，重點就在于避免液壓系統(tǒng)的漏油問題，漏油會導致液壓機械傳動比例失衡。此外溫度變化對于液壓機械傳動產(chǎn)生的影響也比較直接，不同溫度會使得液壓機械傳動系統(tǒng)當中的液體粘性出現(xiàn)變化，從而導致傳動控制系統(tǒng)運動的特性出現(xiàn)變化，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此為確保液壓機械傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，需要避免在高溫環(huán)境下作業(yè)。除此之外，液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障之后，故障的檢查以及排除都比較復雜，并且液壓機械控制系統(tǒng)運行過程當中，往往導致污染，部分液壓元件在加工環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)金屬粉末，粉末粘貼在金屬管螺紋位置，導致密封膠脫落。液壓機械控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程當中外部環(huán)境污染物也容易吸附到油箱上面，影響到系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。如果系統(tǒng)在運行之前未能徹底清除雜質(zhì)，會導致外部雜質(zhì)同系統(tǒng)自身附著雜質(zhì)相混合，在運行中出現(xiàn)摩擦而影響到系統(tǒng)日常運轉(zhuǎn)。

2 液壓機械傳動控制系統(tǒng)在機械設(shè)計制造中的應用

2.1 機械設(shè)計制造中對液壓機械傳動控制系統(tǒng)的應用和發(fā)展

無論經(jīng)濟建設(shè)或者是國防建設(shè)，往往需要使用一些大型工程裝備。液壓機械控制系統(tǒng)作為新型機械化系統(tǒng)，可以滿足設(shè)備的各方面要求。尤其是部分機器設(shè)備功率比較大，生產(chǎn)使用效率的精度要求也比較嚴格，而通過應用液壓系統(tǒng)能夠在這些機械設(shè)備的使用過程當中滿足高集成化標準，更好地滿足施工環(huán)境以及工作條件的要求。我國部分高水平技術(shù)設(shè)備有著較強的自主研發(fā)能力，一個重要的原因就是極端化的施工技術(shù)以及精度化的工作環(huán)境。通過發(fā)展應用液壓技術(shù)使我國在研究領(lǐng)域取得顯著進步，研發(fā)出市場需求的機械產(chǎn)品。

2.2 我國液壓機械傳動技術(shù)應用中的不足

我國液壓技術(shù)應用過程當中雖然取得顯著的進步，并且體現(xiàn)出液壓技術(shù)的發(fā)展?jié)摿Γ贿^在實際應用的過程當中還存在一些不足之處。例如我國液壓技術(shù)的很多重要元件仍然使用外國液壓產(chǎn)品加以輔助，并且部分產(chǎn)品同其他國家使用產(chǎn)品存在顯著差別。要想發(fā)展為液壓強國，需要進一步彌補液壓研究領(lǐng)域存在的欠缺，同時研究液壓技術(shù)，形成自主產(chǎn)品以及液壓技術(shù)，并且制定完整的發(fā)展目標，確保我國液壓技術(shù)以及液壓產(chǎn)品逐漸趕超發(fā)動國家的技術(shù)與產(chǎn)品。只有這樣才可以不斷提高我國液壓技術(shù)，不斷解決裝備制造過程當中的缺陷與問題。

2.3 液壓機械傳動技術(shù)在更多場合中的應用

隨著近年來計算機技術(shù)不斷發(fā)展，液壓技術(shù)作為廣泛應用的技術(shù)，在不同的行業(yè)領(lǐng)域得到拓展。尤其是液壓控制技術(shù)以及計算機技術(shù)的融合，能夠在更多場合發(fā)揮作用，靈活巧妙地實現(xiàn)預期控制的目標與任務。同機械傳動技術(shù)比較而言，液壓機械傳動控制技術(shù)更能夠?qū)崿F(xiàn)運動參數(shù)以及動力參數(shù)的控制。通常條件下，液壓工業(yè)有著比較高的銷售額，往往占據(jù)機械工業(yè)總產(chǎn)值的5%左右，表明工業(yè)領(lǐng)域當中液壓的使用有重要的價值。液壓有著比較理想的傳遞效率，能夠?qū)嵤┖愎β瘦敵隹刂?，并且整個液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也較為簡單，因此能夠充分利用功率。此外液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)鋼芯較大，能夠正反方向運轉(zhuǎn)，在操作機械的過程當中對于不同的操作動作都可以輕松實現(xiàn)，因此幾乎各種工程機械裝備當中都能發(fā)現(xiàn)液壓技術(shù)應用的痕跡，并且借助于液壓技術(shù)實現(xiàn)機械的控制。簡言之，液壓機械傳動控制技術(shù)的工程機械運行當中的應用前景非常廣闊。

3 結(jié)束語

隨著機械設(shè)計制造技術(shù)的進步，新的工藝技術(shù)不斷出現(xiàn)，其中液壓傳動技術(shù)的應用有較大優(yōu)勢，特別是液壓技術(shù)同微電子技術(shù)之間的結(jié)合，顯著推動機械技術(shù)的進步。但是目前我國在液壓機械傳動的控制系統(tǒng)設(shè)計方面還存在不少問題，需要強化這方面的研究，提高液壓技術(shù)的應用水平。

參考文獻

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