解讀工程機(jī)械液壓技術(shù)發(fā)展

徐 剛

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，山東日照 276800）

1 工程機(jī)械液壓系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題

1.1 液壓傳動(dòng)效率偏低

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，液壓傳動(dòng)工程機(jī)械使用能為5%～7%?；诖耍⒅靥嵘こ虣C(jī)械液壓系統(tǒng)效率，成為當(dāng)前行業(yè)面臨的主要問(wèn)題。液壓系統(tǒng)效率之所以效率偏低，有諸多方面的影響因素，其中主要有3 個(gè)：①液壓元件工作中產(chǎn)生能量損失；②液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺乏合理性，致使其出現(xiàn)能量損失等問(wèn)題；③液壓泵與負(fù)載運(yùn)動(dòng)特性嚴(yán)重不符。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直致力于提高液壓系統(tǒng)效率、減少液壓元件壓力的損失，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與匹配等進(jìn)行了大量的嘗試，也取得了一些成效。例如，工程機(jī)械行走系統(tǒng)主要采用的靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)，它在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中省略了主回路中引起壓力損失的平衡閥、方向控制閥、節(jié)流閥，致使其成為當(dāng)前較為理想的節(jié)能系統(tǒng)，擁有著較高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但是也存在一定的局限性，主要局限于執(zhí)行元件為液壓馬達(dá)的閉式回路系統(tǒng)。雖然運(yùn)用了當(dāng)前先進(jìn)的技術(shù)，使得其效率得到了提升，但仍然存在不足之處，而工程機(jī)械液壓系統(tǒng)整體效率，仍然是未來(lái)發(fā)展過(guò)程中行業(yè)需要解決的問(wèn)題。

1.2 漏油現(xiàn)象較為嚴(yán)重

對(duì)工程機(jī)械所有故障而言，漏油作為嚴(yán)重的故障之一，其故障約占據(jù)20%～30%。一旦出現(xiàn)漏油故障，輕則造成油資源的浪費(fèi)，嚴(yán)則還會(huì)引發(fā)停機(jī)損失，在很大程度上降低了系統(tǒng)的效率。與國(guó)外工程機(jī)械相比較，國(guó)內(nèi)工程機(jī)械的漏油現(xiàn)象較為嚴(yán)重。為了解決這一問(wèn)題，20 世紀(jì)90 年代，相關(guān)管理部門(mén)就針對(duì)這一問(wèn)題，加大了管理力度，做出了關(guān)于防漏治漏的部署：出廠(chǎng)的液壓件保證100%不會(huì)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，在正常使用的情況下兩年內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)漏油事件，而液壓系統(tǒng)保證出廠(chǎng)不漏。

1.3 液壓系統(tǒng)污染嚴(yán)重

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，由液壓系統(tǒng)所引發(fā)的機(jī)械故障率高達(dá)70%～80%，而導(dǎo)致這一故障的主要原因是液壓油不清潔。工程機(jī)械液壓系統(tǒng)污染物主要有3 種類(lèi)型，即生成污染物、入侵污染物、裝配污染物。前兩種污染物主要產(chǎn)生于設(shè)備的使用過(guò)程中，與工程機(jī)械維修水平、保養(yǎng)工作、作業(yè)環(huán)境等有密切的聯(lián)系。由于工程機(jī)械長(zhǎng)期在惡劣的環(huán)境中工作，再加上惡劣的維修環(huán)境等因素，致使液壓系統(tǒng)受到嚴(yán)重的污染。工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的污染主要有侵入污染物與生成污染物，而這種有形污染物不僅嚴(yán)重危害著液壓系統(tǒng)，在一定程度上加劇泄漏，還會(huì)造成閥體內(nèi)部的阻尼孔堵塞，進(jìn)而引發(fā)了故障、造成嚴(yán)重的后果。

2 工程機(jī)械液壓技術(shù)的發(fā)展分析

2.1 注重自身系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)不斷的深入發(fā)展，了新材料、新工藝、新技術(shù)的迅速發(fā)展。這些新型技術(shù)的出現(xiàn)，不但有助于提升液壓元件額質(zhì)量，而且在某種程度上保障了其性能與使用周期。液壓轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，為了更好地發(fā)揮其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，需要做好以下兩個(gè)方面的工作：一是要給予液壓轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)整體匹配合理性足夠的重視，做到其匹配的科學(xué)性；二是盡可能地選擇高質(zhì)量的液壓元件。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理，不僅影響著液壓技術(shù)的節(jié)能環(huán)保效果，而且在很大程度上影響著其整體性能。因此，在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，在保證其工程性與實(shí)踐性的基礎(chǔ)上，還要注重科學(xué)理論做指導(dǎo)。只有實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能保證液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與有效性。

（1）在保證液壓系統(tǒng)使用性能的基礎(chǔ)上，最大限度地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化、集成化目標(biāo)，以此來(lái)提升其操作性與可靠性。例如，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)流程進(jìn)行，盡可能減少接頭與密封環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)可靠的管路布局。另外，設(shè)計(jì)者還需要制定相應(yīng)的措施預(yù)防共振情況。

（2）合理設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，如蓄能器容量、充氣壓力、力量與壓力等。通過(guò)參數(shù)控制，來(lái)提升系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保性，并在此基礎(chǔ)上，最大限度地提高其使用壽命。同時(shí)，還要科學(xué)地使用高架油箱，改善液壓泵的吸油性能，降低大排量液壓泵噪聲。

（3）在技術(shù)設(shè)計(jì)方案的研究與分析過(guò)程中，要考慮液壓系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保性。這樣可以降低成本，提高其競(jìng)爭(zhēng)力。

（4）在信息化時(shí)代的背景下，要注重發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)等，提升機(jī)電液體一體化技術(shù)水平。只有實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，才能增強(qiáng)液壓系統(tǒng)的可靠性，也有助于降低維護(hù)費(fèi)用等。

2.2 新材料、新工藝、新技術(shù)的使用

當(dāng)前，新材料、新工藝及新技術(shù)的投入，尤其是那些復(fù)合材料的推廣應(yīng)用，不僅在一定程度上提升了產(chǎn)品的質(zhì)量，還有助于降低生產(chǎn)成本，這對(duì)于提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。例如，在閥體與集成塊領(lǐng)域引進(jìn)鑄造工藝，成功地實(shí)現(xiàn)了鑄造流道，而這種目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，將最大程度地減少液體流動(dòng)壓力損失。對(duì)于液壓元件中的部分金屬材料而言，可以用工程陶瓷進(jìn)行替換，這主要是因?yàn)楣こ滩牧暇哂休^高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具備較強(qiáng)的耐磨性、抗腐蝕性，并摩擦系數(shù)較低，有助于最大程度地優(yōu)化液壓元件性能。而柱塞泵的生產(chǎn)材料，主要?dú)w屬一種成熟的復(fù)合耐磨材料，這在一定程度上提升了產(chǎn)品的產(chǎn)量。而高速?zèng)_壓工藝生產(chǎn)零部件的應(yīng)用實(shí)施，通過(guò)該零部件的有效應(yīng)用，保障了生產(chǎn)效率，增加了產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力。此外，結(jié)合高溫、高壓液壓系統(tǒng)、水液壓系統(tǒng)等發(fā)展需要，需要研發(fā)全新的密封材料、密封結(jié)構(gòu)形式。為了能夠有效解決水液壓的強(qiáng)腐蝕性問(wèn)題，就需要及時(shí)采取有效措施，加大對(duì)新型耐腐蝕材料研發(fā)力度，以滿(mǎn)足水液壓元件制造的需要。

2.3 機(jī)電一體化發(fā)展方向

通常情況下，機(jī)電一體化主要指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、液壓技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，以此來(lái)促進(jìn)機(jī)械一體化自動(dòng)化，以及新型液壓技術(shù)。

首先，實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)與液壓元件的有機(jī)融合，進(jìn)而促進(jìn)帶內(nèi)藏電子線(xiàn)路液壓元件得以順利的發(fā)展。例如，帶內(nèi)藏電子控制器的伺服閥與比例閥，主要將電子信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)、處理等操作，使其集成到閥體上，這就最大程度地減少了插件與導(dǎo)線(xiàn)，進(jìn)而全面提升其可靠性。不但可以有效降低成本，而且還使安裝、調(diào)試工作更加便捷性。

其次，推廣電液比例控制比例。相對(duì)于產(chǎn)生設(shè)備而言，不僅要保證其具有較強(qiáng)的完成功能，還需要提升其整體可靠性，進(jìn)而降低能源消耗。

然后，通過(guò)其可編程控制技術(shù)范圍的拓展，促使元件與系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前情況下，如果單純地運(yùn)用手工方式進(jìn)行操作，難以實(shí)現(xiàn)上述這一目標(biāo)。因此，為了解決這些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，就需要不斷提升其自動(dòng)化水平。

最后，重點(diǎn)發(fā)展具有綜合性的變量液壓力泵。這也是其未來(lái)發(fā)展的主流趨勢(shì)?；谖⑻幚砥鳌⒐β史糯笃?、電液比例元件等功能電子裝置所具備的調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)液壓泵的壓力與流量調(diào)節(jié)目標(biāo)，進(jìn)而使得功率得以合理匹配，促使其工作狀態(tài)始終處于最佳階段。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)工程機(jī)械液壓技術(shù)發(fā)展的角度分析，液壓轉(zhuǎn)動(dòng)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手主要在于電氣轉(zhuǎn)動(dòng)與機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。尤其是當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)不斷的深入發(fā)展，要想實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械液壓技術(shù)的廣泛應(yīng)用，就需要注重發(fā)揮工程機(jī)械液壓技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使其功能得到最大限度的發(fā)揮。與此同時(shí)，針對(duì)當(dāng)前工程機(jī)械液壓系統(tǒng)存在的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)加大科研力度，不斷創(chuàng)新液壓元件、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)。這不但有助于降低生產(chǎn)成本，而且還能提升其競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)于工程機(jī)械液壓技術(shù)的應(yīng)用推廣具有重要意義。