液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中的應(yīng)用

王磊　陳瑜

一、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的原理

液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的原理：保持系統(tǒng)內(nèi)各處壓強(qiáng)相等，即保持在系統(tǒng)中的液體能夠靜止。對不同大小的活塞進(jìn)行控制，根據(jù)不同大小的活塞本身受力能力的差異來調(diào)整各處壓力，使得小活塞壓力相對小一點(diǎn)，大活塞壓力則相對大一點(diǎn)，即可保證系統(tǒng)內(nèi)各處壓強(qiáng)相對平衡，液體在系統(tǒng)內(nèi)能夠維持靜止不動(dòng)的狀態(tài)。通過液體作為介質(zhì)進(jìn)行傳遞來達(dá)到能量變換的目的。整個(gè)變換過程需要液壓控制閥作為控制元件、液壓泵作為動(dòng)力元件、液壓馬達(dá)等作為液壓執(zhí)行元件、管道等作為液壓輔助性元件等共同完成。液壓泵是一種常用的動(dòng)力元件又稱容積液壓泵，能夠在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中提供運(yùn)行所需要的動(dòng)力，工作原理是容量的變化產(chǎn)生壓力的差異。注意事項(xiàng)是，在選擇液壓泵時(shí)應(yīng)注意液壓效率以及能量的消耗問題。液壓馬達(dá)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中充當(dāng)執(zhí)行元件，與液壓泵的作用剛好相反，其作用是將容積液壓泵提供的液壓轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，達(dá)到液壓對外做功的目的。液壓控制系統(tǒng)以及一些輔助性的元件的作用則是建設(shè)液壓回路，對系統(tǒng)內(nèi)的液體進(jìn)行控制，保證系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)計(jì)需要的效果，從而達(dá)到滿足工作需求的目的。

二、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢和缺陷

1.液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。（1）高壓、高速、高效率。液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在控制元件、動(dòng)力元件、液壓執(zhí)行元件以及液壓輔助性元件的共同作用下，使得液壓機(jī)械傳動(dòng)的功率較傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)要大。同時(shí)，系統(tǒng)與微電子技術(shù)相結(jié)合，使得系統(tǒng)本身高度集成化，能夠?qū)崿F(xiàn)小空間內(nèi)對功率的準(zhǔn)確控制。（2）小型化、輕量化、反應(yīng)快、慣性小。由于液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)本身又具有高度集成化的特點(diǎn)，所以系統(tǒng)具有輕量化、小型化、運(yùn)動(dòng)慣性小等特征。此外，各種元件的相互協(xié)調(diào)配合，能夠使得系統(tǒng)操作靈活簡單，系統(tǒng)內(nèi)的控制元件可以對載荷做適當(dāng)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速換擋。并且整個(gè)系統(tǒng)與電液聯(lián)合控制，將會(huì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械高程度的自動(dòng)化控制，能滿足人們越來越高的需求，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢。

2.液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的缺陷。（1）液壓系統(tǒng)漏油影響系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和正確性。液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)存在漏油的缺陷會(huì)導(dǎo)致液壓機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比率不能得到保存，導(dǎo)致液壓傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和正確性受到影響，使得液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性降低，對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行以及運(yùn)行的效果極為不利，進(jìn)而影響到企業(yè)輸出產(chǎn)品的質(zhì)量。（2）溫度的變化會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性發(fā)生改變。液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對溫度要求比較嚴(yán)格，當(dāng)溫度較高時(shí)，會(huì)改變系統(tǒng)中液體的黏性，從而使得液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性發(fā)生改變，造成工作的穩(wěn)定性受到影響。因此，在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中應(yīng)格外注意溫度的變化，避免運(yùn)行結(jié)果因?yàn)闇囟鹊淖兓a(chǎn)生偏差。（3）故障的檢查和排除工作不易進(jìn)行。液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)因?yàn)橐簤涸倪\(yùn)作產(chǎn)生一定量的金屬粉末對機(jī)器設(shè)備造成污染容易發(fā)生故障。同時(shí)，一些外部環(huán)境的灰塵粉也極易吸附到機(jī)器設(shè)備上，從而對系統(tǒng)穩(wěn)定性的運(yùn)行產(chǎn)生影響。而這些在系統(tǒng)運(yùn)行中都是不可避免的，又比較復(fù)雜對故障的檢查和排除會(huì)造成很大麻煩。（4）系統(tǒng)運(yùn)行前需要對系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的清掃。液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行前首先需要對系統(tǒng)進(jìn)行全方位的嚴(yán)格清掃，最大限度的避免系統(tǒng)運(yùn)行過程中一些外界因素可能對系統(tǒng)運(yùn)行的結(jié)果產(chǎn)生影響。

三、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中的具體應(yīng)用

液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)利用其自身系統(tǒng)的高度集成化能夠滿足各個(gè)領(lǐng)域中企業(yè)建設(shè)對一些大型的工程裝備的需要、較大功率的需求、精度和工作效率較高的需求等。同時(shí)，由于其自身兼具慣性小、輕量化、小型化、反應(yīng)快等特點(diǎn)，使得操作靈活簡單，適應(yīng)各種施工環(huán)境和施工條件。在一些自主研發(fā)的機(jī)械的設(shè)計(jì)及制造中，液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)能夠充分的發(fā)揮作用。機(jī)械設(shè)計(jì)可以跟液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理相適應(yīng)，借助系統(tǒng)自身的各種優(yōu)勢不僅能彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)的缺陷，而且將二者結(jié)合起來以后對機(jī)械制造的難度的降低，精準(zhǔn)度的提高以及工作效率的大幅度提升都有促進(jìn)作用。此外，液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)能夠較容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，將其引入到機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的應(yīng)用中，能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的自動(dòng)化進(jìn)程，對機(jī)械業(yè)的發(fā)展具有極其重要的意義，是未來機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展方向，能夠較大的改善產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，促進(jìn)產(chǎn)品功能的高效，有效的滿足人們對機(jī)械產(chǎn)品越來越高的要求。液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到國防建設(shè)和現(xiàn)代建設(shè)中機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造中了。

四、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的應(yīng)用中存在的問題

隨著液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的提出和發(fā)展，液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用到各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，并為人們的生活帶來了極大的便利。但是，在目前的系統(tǒng)中仍然存在著一些缺陷。一個(gè)突出的表現(xiàn)就是，我國目前液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中使用的一些動(dòng)力元件、控制元件、輔助性元件、執(zhí)行元件等都需要從國外進(jìn)口，并且在國際范圍和其他發(fā)達(dá)國家相比有明顯的差異。根據(jù)液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理以及一些重要元件在系統(tǒng)運(yùn)行過程中充當(dāng)?shù)慕巧匾谙到y(tǒng)運(yùn)行中的重要性可想而知，重要元件的水平直接影響著液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的完善性以及功能的高低。因此，要想機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造業(yè)能夠自主創(chuàng)新穩(wěn)固的發(fā)展，應(yīng)該重點(diǎn)彌補(bǔ)液壓系統(tǒng)中重要元件存在的缺陷，學(xué)習(xí)借鑒并實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，提高液壓元件的功能和適應(yīng)性以及液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。只有這樣，才能從根本上發(fā)展我國的液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，并提高其在機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造上的應(yīng)用，帶動(dòng)各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的共同發(fā)展進(jìn)步。

總結(jié)

液壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，是一種新型的技術(shù)，能克服傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)的缺陷，運(yùn)用液壓使能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換的原理，并通過控制系統(tǒng)進(jìn)行一系列的控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)械循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的，對各類需要大型設(shè)備的企業(yè)建設(shè)具有重要作用。將其運(yùn)用到機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造中能提高工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量，更好的滿足人們的需求。但其在發(fā)展過程中，仍然存在一些不足，尚需進(jìn)一步的改善和發(fā)展。

（作者單位：空軍南京航空四站裝備修理廠）

作者簡介

王磊，空軍南京航空四站裝備修理廠，出生年月，19860806。江蘇徐州人。本科學(xué)歷，職稱，助理工程師。研究方向，機(jī)械設(shè)計(jì)及液壓設(shè)計(jì)。

陳瑜，空軍南京航空四站裝備修理廠，出生年月，19851020，浙江舟山人，本科學(xué)歷，職稱，助理工程師。研究方向，機(jī)械設(shè)計(jì)加工及外形設(shè)計(jì)。