機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究

薛永卿

摘要：當(dāng)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，科技研究投入了大量的資金，獲得了一系列的研究成果。液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)作為機(jī)械制造領(lǐng)域中一項(xiàng)重要的傳動(dòng)技術(shù)，能夠有效控制機(jī)械設(shè)備在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅有利于機(jī)械制造技術(shù)水平的提高，還能夠促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展，因此，本文分析了液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成部分，并對(duì)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用路徑展開(kāi)討論，僅供參考。

：機(jī)械設(shè)計(jì);液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng);組成;運(yùn)用

液壓傳動(dòng)控制是工業(yè)中運(yùn)用較為廣泛的一種控制方式，是利用液壓來(lái)完成能量傳遞的過(guò)程和以壓流體作為能源介質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類機(jī)械自動(dòng)控制的目的。液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的原理保證系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)位置壓強(qiáng)相等，控制不同大小的活塞，并按照不同大小活塞自身存在的受力能力來(lái)對(duì)各個(gè)位置的原理進(jìn)行調(diào)整，使大活塞壓力更大、小活塞壓力更小，從而使系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)位置壓強(qiáng)處于相對(duì)平衡的狀態(tài)，也就是使液體在系統(tǒng)內(nèi)可以保持靜止?fàn)顟B(tài)，然后以液體為介質(zhì)來(lái)進(jìn)行傳遞，從而實(shí)現(xiàn)能量變換的效果，該原理主要是將液壓能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

科技是第一生產(chǎn)力，液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)是在現(xiàn)代化技術(shù)基礎(chǔ)上衍生，主要以傳動(dòng)液體為介質(zhì)，在系統(tǒng)平衡中靜止，不同位置的液體壓強(qiáng)保持一致，不同大小的活塞結(jié)合承壓能力的差異施加不同的壓力，液體保持相對(duì)靜止。通過(guò)液體換地，實(shí)現(xiàn)壓力變化，其中元件較多，包括執(zhí)行元件、動(dòng)力元件、控制元件和輔助元件等。通過(guò)動(dòng)力元件支持，賦予液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力，以液壓泵最為典型。液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)液體根據(jù)其工作腔的容積變化進(jìn)行吸入和排出，從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)液體的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。需要注意的是，在有效提升液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)效率的同時(shí)也要結(jié)合實(shí)際需求，在滿足需求的前提下應(yīng)選擇低能耗的液壓泵，充分契合可持續(xù)發(fā)展要求。

液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)主要組成部分分為動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件、工作介質(zhì)。1）動(dòng)力元件，主要是油泵，能利用液體將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能換為液壓力能，組成液壓傳統(tǒng)動(dòng)力單元;2）執(zhí)行元件，主要指的就是油缸和液壓馬達(dá)，將液體的液壓轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，其中油缸完成直線運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);3）控制元件，主要指的就是壓力閥、流量閥和方向閥等，結(jié)合無(wú)極調(diào)節(jié)完成液壓機(jī)速度的控制，并且能對(duì)液體壓力、流量以及流向進(jìn)行調(diào)節(jié);4）輔助元件，主要分為壓力表、蓄能裝置、軟管總線以及測(cè)壓接頭等。系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作介質(zhì)是液壓油和乳化液等，應(yīng)用油泵以及液壓設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。另外，在對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行控制的過(guò)程中，要秉持合理性原則，完成液體流速應(yīng)用控制機(jī)制的同時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行體系控制相應(yīng)工作，從而提高元件動(dòng)力分析的基本效果，整合合理性的應(yīng)用模式，為液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行效率的升級(jí)奠定基礎(chǔ)。

1.純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析

就目前而言，雖然純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械制造行業(yè)并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，有著較好的發(fā)展前景。純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)主要是利用純水這一介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到控制和傳動(dòng)的作用。就純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)而言，純水介質(zhì)較傳統(tǒng)系統(tǒng)中的液壓油介質(zhì)更便宜，還具有制備簡(jiǎn)單、來(lái)源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)企業(yè)成本控制和提升經(jīng)濟(jì)效益有著重要的作用。以液壓油作為介質(zhì)的傳動(dòng)控制系統(tǒng)比較容易發(fā)生泄漏的情況，甚至可能引起火災(zāi)的危險(xiǎn)事故，在安全方面無(wú)法得到很好的保障，而且在液壓油泄漏之后還會(huì)對(duì)環(huán)境、土壤及水體造成嚴(yán)重污染，與當(dāng)前提倡的綠色、可持續(xù)發(fā)展要求不相符合。而以純水為介質(zhì)的液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)，具有較好的阻燃性，即便發(fā)生泄漏也不會(huì)造成安全隱患，另外，由于純水存在較低的壓縮系數(shù)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。所以，純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)具有污染小、成本低等優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)綠色、可持續(xù)這一發(fā)展理念下會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景。

2.液壓機(jī)械傳統(tǒng)控制系統(tǒng)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)步伐，機(jī)械工程領(lǐng)域內(nèi)人們廣泛應(yīng)用液壓控制系統(tǒng)，希望通過(guò)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用提升工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。為發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造可以從集成化角度出發(fā)，做好工程機(jī)械的改造設(shè)計(jì)工作，使更多行業(yè)可以應(yīng)用液壓控制系統(tǒng)。液壓裝載機(jī)是機(jī)械工程中主要的機(jī)械，它廣泛應(yīng)用于工程建筑、施工筑路、水力工程、國(guó)防工事等土石方施工以及礦山裝載作業(yè)。裝載機(jī)作為行走機(jī)械被廣泛應(yīng)用于土方轉(zhuǎn)運(yùn)、石料、松散貨物和成堆貨物的裝載、提升和運(yùn)輸工作中，裝載機(jī)也具有輕度鏟掘能力。通過(guò)液壓傳動(dòng)元件結(jié)構(gòu)拆裝實(shí)驗(yàn)、液壓挖掘機(jī)控制實(shí)驗(yàn)、PLC軟件仿真演示控制實(shí)驗(yàn)、可編程序控制器電氣控制實(shí)驗(yàn)，對(duì)液壓傳動(dòng)機(jī)械部件展開(kāi)測(cè)繪分析，實(shí)現(xiàn)鏟斗裝物后搖臂缸伸出，使鏟斗反轉(zhuǎn)，動(dòng)臂提升的裝料作業(yè)。液壓控制系統(tǒng)應(yīng)用下，實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用冷軋鋼板制作，結(jié)構(gòu)與控制操作于一體，電氣操作控制屬于下置式，液壓站在液壓臺(tái)主柜中，結(jié)構(gòu)緊湊，裝載機(jī)械按實(shí)物結(jié)構(gòu)縮小比例，擁有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制模式。

3.液壓傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器

在全面開(kāi)展液壓機(jī)械控制系統(tǒng)管理工作的過(guò)程中，要結(jié)合實(shí)際工作要求和具體參照物落實(shí)相應(yīng)的管理方案，發(fā)揮無(wú)級(jí)變速技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。通常而言，無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)主要是變量泵結(jié)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，在提升控制效用的基礎(chǔ)上，要結(jié)合控制活動(dòng)提高管理效果。例如，將液壓傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用在車輛中，純液壓傳動(dòng)中最高效率為80%～85%，適用于重型車輛，維持大功率液壓元件的運(yùn)行，合理控制液壓傳動(dòng)車輛的制造成本。一方面，要向著離合器方向運(yùn)行進(jìn)行管理，保證應(yīng)用控制體系的綜合效果，且能維持設(shè)計(jì)要點(diǎn)的綜合效果。只有保證技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)和規(guī)律，才能提升具體控制的實(shí)際效果，完善機(jī)械管理的合理性。另一方面，要結(jié)合液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率進(jìn)行綜合監(jiān)督，確保能完成動(dòng)力匯總分析，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)行管理的過(guò)程中，也要借助閉合處理模式提高運(yùn)行速度和控制效率。

4. 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中系統(tǒng)控制

在對(duì)液壓系統(tǒng)施工精度和施工環(huán)境進(jìn)行全面分析的過(guò)程中，要結(jié)合效果應(yīng)用機(jī)制落實(shí)完整的控制體系，確保能明確研究效果，從整體管理模式層面進(jìn)行分析可知，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中液壓技術(shù)的使用非常關(guān)鍵，尤其是塑性加工項(xiàng)目。 只有借助外力條件才能落實(shí)對(duì)應(yīng)的處理工序，提高運(yùn)行模式的綜合處理效果，保證實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮。 另外，塑性加工也是非常重要的應(yīng)用要點(diǎn)，要想提升加工控制水平，就要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)體系予以全面完善和管理，從而提升發(fā)展水平，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目標(biāo)。 例如，純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)也是應(yīng)用關(guān)鍵， 整合其阻燃性的基礎(chǔ)上，技術(shù)在控制的過(guò)程中要想發(fā)揮其運(yùn)行價(jià)值，其中，基于 Inter-Control 控制器的機(jī)械 / 液壓復(fù)合傳動(dòng)箱控制系統(tǒng)較為常見(jiàn)， 能提升工作效率和應(yīng)用質(zhì)量。

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經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展推動(dòng)了工程機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展，各類新工藝、新技術(shù)得到廣泛的運(yùn)用。并可以改善傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)不足，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本的同時(shí)，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化發(fā)展。

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[1]彭樹(shù)強(qiáng).機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（34）：143.

[2]劉禹男.機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（5）：139.