工程機(jī)械液壓控制技術(shù)的研究

楊天時(shí)

[摘要]為了進(jìn)一步提升工程機(jī)械控制的技術(shù)效果，文章以機(jī)械液壓體系的液壓流量調(diào)控為主要研究對(duì)象，依據(jù)工程機(jī)械液壓控制技術(shù)的實(shí)際特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)控和研究，以便更好地改革液壓系統(tǒng)控制技術(shù)，使工程機(jī)械液壓技術(shù)迅速發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]液壓控制；技術(shù)改革；工程機(jī)械

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.41.052

工程機(jī)械的負(fù)荷和持續(xù)作業(yè)緊密相連，并且對(duì)此產(chǎn)生幅度較大的波動(dòng)。比如，推土機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)，因?yàn)橥仆恋暮坎煌蜁?huì)使得承受負(fù)荷發(fā)生變化，由零上升為較大的數(shù)值。因此，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)節(jié)，從而保證輸出動(dòng)力能夠和高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)相匹配，而且相應(yīng)地輸出動(dòng)力能夠更好地滿足經(jīng)濟(jì)的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；挖掘機(jī)在進(jìn)行操作的時(shí)候，需要各個(gè)部件的緊密合作，如此才能夠推動(dòng)工作的順利進(jìn)行。為了更好地提升挖掘速度，就需要對(duì)機(jī)械本身的部件進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)控，對(duì)于有關(guān)的控制裝置發(fā)布正確的命令，使其能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行操作。通過(guò)上面的分析，對(duì)于工程機(jī)械進(jìn)行操作的時(shí)候，首先要根據(jù)實(shí)際的工作狀況和輸出情況，調(diào)節(jié)機(jī)械的輸出功率；還有，就是需要各個(gè)機(jī)械部件能夠相互合作，從而保證機(jī)械的能動(dòng)效用、經(jīng)濟(jì)效用、智能化水準(zhǔn)。

1 機(jī)械液壓技術(shù)概述

工程機(jī)械的液壓能源能夠有效地保證液壓系統(tǒng)能夠正常地運(yùn)行，該能源的產(chǎn)生是液壓泵對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的機(jī)械能進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化的結(jié)果，是在液壓作用下形成的。液壓動(dòng)力以液壓泵為媒介進(jìn)行輸出，通過(guò)液壓閥的時(shí)候，其中包含了液壓能、機(jī)械功率分流的相對(duì)數(shù)值和絕對(duì)值、系統(tǒng)流量、壓力、方向等因素，對(duì)其進(jìn)行合理的調(diào)控和能源匹配。為了保證機(jī)械裝置操作能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行工作，就需要使用已經(jīng)轉(zhuǎn)換好的液壓能，利用液壓專用馬達(dá)和液壓專用缸的作用，把其中的液壓轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)作速度、液壓閥的擴(kuò)張程度進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的高質(zhì)量作業(yè)、節(jié)省能源，對(duì)其中的能源和機(jī)械動(dòng)力進(jìn)行合理的調(diào)控。

2 現(xiàn)代工程機(jī)械液壓控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1 定量泵設(shè)計(jì)

在過(guò)去的工程機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)建的過(guò)程中，或是對(duì)小型工程機(jī)械進(jìn)行構(gòu)建的時(shí)候，通常選擇定量泵進(jìn)行構(gòu)建。這種構(gòu)建方式的基本準(zhǔn)則如下：系統(tǒng)最大工作流量和最小工作壓力之間的乘積轉(zhuǎn)化成為系統(tǒng)的最大輸出功率，但是不能超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率。但是這種設(shè)計(jì)模式在一般情況下的功率使用效果不太明顯，并且不能對(duì)其進(jìn)行有效的把控，所以性能比較差，只是在小型汽車起重機(jī)、隨車起重運(yùn)輸測(cè)等設(shè)備中大量使用。

2.2 單泵恒功率控制

單泵控制技術(shù)是利用變量控制體系來(lái)對(duì)變量泵的排放量進(jìn)行合理的調(diào)控，其中較早的恒功率控制是根據(jù)對(duì)變量體系中兩根彈簧彈力來(lái)劃分變量泵的實(shí)際輸出流量，并對(duì)其進(jìn)行合理的把控，其運(yùn)作曲線是呈折線型。如果系統(tǒng)壓力增加到第一根彈簧的預(yù)設(shè)壓力時(shí)，變量泵的排量就開(kāi)始下降，如果壓力達(dá)到第二根彈簧的預(yù)設(shè)壓力之后，變量泵變量曲線的斜度就會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)上面的分析，如果把變量曲線上P和Q之積的離散值無(wú)限接近常數(shù)C。并對(duì)其進(jìn)行調(diào)控，就能有效地加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率使用系數(shù)，而且還可以減少因?yàn)槌d而造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的情況。

2.3 雙泵恒功率控制

雙泵恒功率控制通常有兩種融合模式。一種是分功率控制技術(shù)，也就是根據(jù)各泵所控制執(zhí)行結(jié)構(gòu)的實(shí)際功率需要，把機(jī)器的相關(guān)功率合理地分配給各泵。使用分功率控制技術(shù)，各泵都有單獨(dú)進(jìn)行變量的調(diào)控機(jī)構(gòu)，使得實(shí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)作能夠保持在工作曲線中。分功率控制技術(shù)的不足就是不能有效地體現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率性，其中的一泵出現(xiàn)問(wèn)題而不能進(jìn)行工作時(shí)，其中的功率不能由另一個(gè)泵的來(lái)替代，從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)處于疲憊狀態(tài)，所以不適合運(yùn)用到大型機(jī)械中。另一種是總功率控制技術(shù)，也就是使用同一變量結(jié)構(gòu)，各泵的等流量都相同，其彈簧中的載荷是各泵工作載荷的融合。如果整體載荷的一般值符合彈簧預(yù)設(shè)值，主泵就會(huì)產(chǎn)生變化，其中的變化狀況和單泵恒功率控制基本吻合。

過(guò)去的恒功率控制技術(shù)不能有效地保證控制體系和柴油機(jī)之間的良好融合，油泵輸出扭矩和最大的輸出扭矩存在差距。并且，如果柴油機(jī)的效用不明顯，就會(huì)因?yàn)椴裼蜋C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低而產(chǎn)生熄火的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)功率化控制技術(shù)就是把較為優(yōu)質(zhì)的計(jì)算機(jī)技術(shù)使用到液壓控制體系中，利用系統(tǒng)對(duì)其中的資料進(jìn)行及時(shí)的收集，并且進(jìn)行科學(xué)的演算、研究，對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、油門開(kāi)度、液壓泵排量等因素進(jìn)行合理的調(diào)控，從而保證控制體系和柴油機(jī)之間達(dá)到完美的結(jié)合，并且使得系統(tǒng)操作更加便捷。

3 現(xiàn)代工程機(jī)械液壓系統(tǒng)故障的診斷辦法

3.1 直觀檢查

直觀檢查就是根據(jù)診斷人員的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)等感受對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，并且融合個(gè)人的判斷經(jīng)驗(yàn)，研究其問(wèn)題產(chǎn)生的原因。直接檢查的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：觀察液壓油的顏色情況，和正常的顏色進(jìn)行對(duì)照，看油液是否出現(xiàn)問(wèn)題；還有的液壓元件因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間處于溫度較高、工作量較大的環(huán)境中，顏色會(huì)產(chǎn)生變化，視覺(jué)可以進(jìn)行直接辨別。在液壓設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，可以利用設(shè)備的聲音對(duì)其進(jìn)行診斷，如果設(shè)備出現(xiàn)了不和諧音素，就有可能是系統(tǒng)內(nèi)部部件產(chǎn)生問(wèn)題；如果聲音比較低沉，就要檢查液壓油的濃度狀況，如果液壓油濃度較大就要及時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其中觸覺(jué)也是判斷問(wèn)題的診斷方式之一，在一般情況下液壓元件的表面比較光滑、分布緊密，如果在觸摸的時(shí)候給人以扎手的感覺(jué)，就有可能是其中的元件出現(xiàn)問(wèn)題；例如設(shè)備在進(jìn)行震動(dòng)的時(shí)候，可能造成部件之間的碰撞，從而造成部件的損害。

3.2 排除分析

排除分析法就是根據(jù)對(duì)液壓體系的整體掌握狀況，把沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)進(jìn)行排除，從而逐漸縮小問(wèn)題出現(xiàn)的范圍，減少不必要的診斷過(guò)程，從而有效地提升問(wèn)題判斷的準(zhǔn)確程度。并且，在排除法使用的過(guò)程中，還可以對(duì)其進(jìn)行邏輯分析研究，對(duì)其中的故障環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，找到問(wèn)題出現(xiàn)的真正原因。

4 現(xiàn)代工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的維護(hù)辦法

4.1 正確使用液壓油

液壓體系中容易出現(xiàn)多種故障問(wèn)題和損害狀況，主要是因?yàn)橛鸵鹤冑|(zhì)和較為封閉的環(huán)境所造成的。所以，要保證對(duì)液壓油進(jìn)行及時(shí)的清潔，油品性能可以根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行選擇，從而保證油品的干凈、清潔。

4.2 預(yù)防空氣進(jìn)入

液壓體系中如果有空氣，就會(huì)使油液產(chǎn)生氣泡，也會(huì)影響油液的工作質(zhì)量，從而使得液壓在工作的時(shí)候出現(xiàn)強(qiáng)度不夠、運(yùn)動(dòng)緩慢等狀況。所以，為了預(yù)防空氣進(jìn)入體系，在回油的時(shí)候不要引入空氣，而且不讓油箱中的液位比油管還低。如果系統(tǒng)中有空氣進(jìn)入，要找準(zhǔn)其中的漏氣位置，進(jìn)行及時(shí)處理，而且想辦法把混入體系的空氣排出。

4.3 延長(zhǎng)液壓油濾芯使用壽命

第一，提升油液質(zhì)量。在保證液壓體系的實(shí)際清潔度時(shí)，還要長(zhǎng)期進(jìn)行維持，使得系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間在相應(yīng)的清潔程度中運(yùn)轉(zhuǎn)和工作，這樣就能有效地減少因?yàn)橛鸵何廴臼沟迷斐蓳p害，使得系統(tǒng)的使用年限大大增加。第二，要預(yù)防液壓油的污染。其污染狀況會(huì)增加濾油器濾芯的工作壓力，使得濾油器在工作中不能發(fā)揮其效用。為了減少污染進(jìn)入的機(jī)會(huì)，就要對(duì)系統(tǒng)外界的污染道路進(jìn)行封閉和制約。所以，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對(duì)有口等敞口處進(jìn)行反復(fù)檢查。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行分解和操作的時(shí)候，要保證其清潔的環(huán)境，減少空氣粉塵等污染物的進(jìn)入。

4.4 日常維護(hù)

液壓執(zhí)行元件通常長(zhǎng)時(shí)間地使用，其中的殘留物會(huì)阻礙閥芯和閥體之間的運(yùn)作，出現(xiàn)密封問(wèn)題、動(dòng)作失效等情況，使得液壓體系工作出現(xiàn)問(wèn)題。出現(xiàn)這種狀況，就需要對(duì)元件進(jìn)行清潔和整體更換。液壓泵在運(yùn)作時(shí)，需要把泵內(nèi)灌滿油，減少受損程度。液壓體系在運(yùn)作穩(wěn)固之后，維護(hù)人員還要對(duì)其中的溫度和壓力等因素進(jìn)行關(guān)注，并且觀察設(shè)備是否存在雜音，如果出現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)進(jìn)行處理，從而保證系統(tǒng)的有效運(yùn)作。

5 結(jié) 論

液壓控制技術(shù)是工程機(jī)械范圍中的關(guān)鍵技術(shù)之一，現(xiàn)在大型機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)開(kāi)始大量使用該技術(shù)。但是因?yàn)槎喾N原因，在機(jī)械液壓體系中的使用不是很順暢。所以需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的檢修工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的故障，以便機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)得更加順利和安全。

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