機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)研究

馬景陽

摘要：隨著我國機(jī)械制造水平的不斷發(fā)展，制造了大量功率和容量要求較高的計(jì)算設(shè)備，其中液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)是一種新型傳動技術(shù)，其已廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造等領(lǐng)域，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)對機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平起到關(guān)鍵性作用。這種傳動控制系統(tǒng)主要采用液體作為介質(zhì)進(jìn)行相關(guān)傳動控制，可有效提高機(jī)械的工作效率和能源利用率。因此本文主要對液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行闡述，并分析了該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況和存在的問題。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;液壓傳動控制系統(tǒng);應(yīng)用

液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)是一種流體傳動與控制技術(shù)有效結(jié)合的先進(jìn)技術(shù)，其主要包括動力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件。該系統(tǒng)采用液體作為能量傳動以及控制的有效介質(zhì)，并由元件回路控制對能量進(jìn)行傳遞。目前該系統(tǒng)已在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域已離不開液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的大量使用，其也促使機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展，因此研究液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的實(shí)際應(yīng)用情況意義重大。

一、液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

1.液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)可以歸納為以下4點(diǎn)：首先是功率高，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)主要由動力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件等組成。與傳統(tǒng)的液壓傳動和機(jī)械傳動相比，這種系統(tǒng)的液壓機(jī)械傳動功率相對較大，同時(shí)這種系統(tǒng)引入了微電子技術(shù)，使得該系統(tǒng)的功能集成化程度高，可在較小空間內(nèi)達(dá)到功率有效控制。其次是小型化，這是由于液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的各元件高度集成化的特點(diǎn)，使得該系統(tǒng)小型化、輕質(zhì)化發(fā)展。同時(shí)由于系統(tǒng)內(nèi)部各元件的相互協(xié)作性較好，也使得該系統(tǒng)可操作程度高，可針對不同的工作要求進(jìn)行有效的液壓機(jī)械傳動。接下來是穩(wěn)定性好。這種液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用可將機(jī)械工作過程中產(chǎn)生的熱量通過液壓油流動傳遞，可有效降低系統(tǒng)溫度，避免系統(tǒng)局部過熱的情況，進(jìn)而保證機(jī)械的使用穩(wěn)定性。同時(shí)由于上述原因，該系統(tǒng)也可用于低速重載條件的液壓機(jī)械傳動。最后是自動換擋功能，為了使得操作人員根據(jù)相關(guān)要求對機(jī)械進(jìn)行簡便靈活操作，提高機(jī)械工作效率，可使用這種液壓機(jī)械傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有自動換擋功能，可根據(jù)實(shí)際工作條件和機(jī)械運(yùn)行要求的不同進(jìn)行有效的擋位自動調(diào)節(jié)，方便操作人員進(jìn)行工作裝置的操作，不要考慮擋位操作的問題，可降低機(jī)械工作中的操作失誤概率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體機(jī)械的工作效率。

2.液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)

液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：首先是液壓系統(tǒng)漏油問題，這是液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的重要缺點(diǎn)之一，其嚴(yán)重影響整個(gè)傳動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和正確性。這種液壓系統(tǒng)漏油問題使得液壓機(jī)械傳動的傳動比率波動性大，達(dá)不到相關(guān)液壓機(jī)械傳動控制要求，嚴(yán)重影響液壓傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和傳動控制的正確性。其次是溫度變化問題，通常系統(tǒng)內(nèi)的溫度變化會直接影響到系統(tǒng)的運(yùn)動特性。這種液壓機(jī)械運(yùn)動控制系統(tǒng)對溫度要求較高，當(dāng)系統(tǒng)溫度升高時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的液體粘度發(fā)生變化，使得系統(tǒng)的運(yùn)動特性也隨之改變，進(jìn)而影響機(jī)械的工作穩(wěn)定性。因此該系統(tǒng)運(yùn)行過程中應(yīng)對溫度變化進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，防止機(jī)械運(yùn)行因溫度變化造成的偏差問題。再次是故障的檢查和排除難度大，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的故障檢查和排除工作量和難度較大。

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

1.液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

根據(jù)液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的高度集成化特點(diǎn)，其可有效滿足不同行業(yè)對機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的規(guī)模、功率、精度和工作效率的嚴(yán)格要求。而小型化、輕質(zhì)化的特點(diǎn)也使得該系統(tǒng)可應(yīng)用在不同施工環(huán)境和施工條件。在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域，液壓機(jī)械運(yùn)動控制系統(tǒng)可以根據(jù)自身特點(diǎn)有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)的不足，同時(shí)該系統(tǒng)的大量應(yīng)用可降低機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的難度，提高機(jī)械制造精度和縮短制造周期。

2.液壓傳動無級變速器

機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，可采用液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對其速度的有效控制，也就是無級變速技術(shù)。一般而言，該液壓系統(tǒng)正常運(yùn)行需要使用變量泵以及定量馬達(dá)。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，通過發(fā)動機(jī)將動力分離，其中一部分順著離合器傳送給行星架，而另一部分則是經(jīng)過液壓系統(tǒng)到達(dá)太陽輪，這兩部分動力通過差動輪系部分進(jìn)行有效合成后，再通過差動輪系的齒圈對外輸出。通常實(shí)際機(jī)械工作前需要斷開離合器C1，同時(shí)閉合C2，使得發(fā)動機(jī)的全部動力進(jìn)入液壓系統(tǒng)，從而保證機(jī)械的正常啟動。目前這個(gè)液壓傳動無級變速器已實(shí)際應(yīng)用在裝載機(jī)和推土機(jī)上，該裝置運(yùn)行效果良好，可大量應(yīng)用在工程機(jī)械領(lǐng)域。

3.純水液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)

目前機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域中，純水液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)是液壓傳動技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，該系統(tǒng)是科技進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)的結(jié)合產(chǎn)物，其是一種新型的液壓傳動技術(shù)，其采用純水作為能量傳動以及控制的有效介質(zhì)，這是該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)。與液壓油相比，純水價(jià)格便宜、制備簡單以及來源廣泛，可有效降低企業(yè)的運(yùn)營成本，從而提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。冶金、煤礦等特殊行業(yè)，對液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)要求較高，常規(guī)的液壓油泄漏容易引起火災(zāi)，這嚴(yán)重威脅著企業(yè)的安全運(yùn)營，而純水具有良好的阻燃性，可防止液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)液壓油泄漏引發(fā)的安全問題。與礦物型的液壓油相比，純水的壓縮系數(shù)較低，使得純水的壓縮損失相對較少。同時(shí)常規(guī)液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的液壓油泄漏問題，會對水體和土壤造成嚴(yán)重的污染，這也制約著冶金、煤礦等行業(yè)綠色化、可持續(xù)化發(fā)展，而采用純水液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)，其可造成的環(huán)境污染程度較低。目前純水液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)已在一些行業(yè)得到實(shí)際應(yīng)用，該系統(tǒng)污染小、成本低等特點(diǎn)符合我國相關(guān)行業(yè)環(huán)境保護(hù)要求，其也是常規(guī)液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的代替技術(shù)，因此純水液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)作為機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域中的熱點(diǎn)研究對象，該系統(tǒng)的研究開發(fā)以及實(shí)際應(yīng)用前景廣闊。

三、液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用存在的問題

液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)采用的技術(shù)成熟度的不斷提高，也促使著該系統(tǒng)在諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，尤其是在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，其不僅可以降低人工勞動強(qiáng)度，同時(shí)也可有效控制相應(yīng)的企業(yè)運(yùn)行成本。但是當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用還存在一些問題，其中較為突出的問題是當(dāng)前我國液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)使用的各種元件基本需從國外進(jìn)口，如動力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件等[3]。與發(fā)達(dá)國際相比，我國制造的元件在強(qiáng)度和精度方面均較為落后，而系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)需要這些元件的相互協(xié)作才能完成相關(guān)工作，因此這些元件的質(zhì)量嚴(yán)重影響著整個(gè)液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的完善性和功能性。如這些元件的質(zhì)量達(dá)不到相關(guān)要求，可能造成系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定和低功能性。因此為了實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)在各領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，需要對液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的各種元件實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，并通過國外技術(shù)引進(jìn)和自主創(chuàng)新，保證相關(guān)元件的強(qiáng)度和精度達(dá)到系統(tǒng)要求，有效提升相關(guān)元件的功能性和適應(yīng)性，優(yōu)化和改善液壓機(jī)械運(yùn)動控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)械運(yùn)動控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而帶動機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的深入發(fā)展。

四、結(jié)語

通過本文對液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)的闡述，以及該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況和存在的問題的分析來看。液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)作為一種新型的液壓傳動技術(shù)，其可有效的提高機(jī)械的工作效率和能源利用率，保證機(jī)械工作質(zhì)量以及實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效提升。目前該系統(tǒng)已在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但是應(yīng)用過程中仍存在一些問題，隨著液壓傳動技術(shù)的不斷完善以及這些問題的及時(shí)處理，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)應(yīng)用前景將會更加廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]徐瀚洋.關(guān)于機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)的分析與研究[J].硅谷，2012，（24）.