液壓傳動技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用

李雪誼

（山西工程職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030009）

引言

液壓傳動技術(shù)作為當前我國工程機械領(lǐng)域中應(yīng)用較廣泛的一項技術(shù)，不僅可以節(jié)省勞動力，還可以提高工程施工質(zhì)量和加快施工進度。隨著我國科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，不斷優(yōu)化工程機械技術(shù)，特別是使先進液壓傳動技術(shù)很好地融入工程機械當中，不僅能合理控制機械發(fā)動機運轉(zhuǎn)功率，而且能有效提高工作任務(wù)量，推進了機械工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)的科學(xué)化發(fā)展。此外，還可以在施工過程中實現(xiàn)節(jié)約能量的目的[1]。本文論述了液壓傳動技術(shù)的多種應(yīng)用技術(shù)手段，并分析了其在工程機械中的重要運用現(xiàn)狀。

1 液壓傳動技術(shù)的概述

1.1 液壓傳動系統(tǒng)的組成

一個完整的液壓傳動系統(tǒng)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)的作用，可以分為動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和工作介質(zhì)五大部分。一個液壓傳動系統(tǒng)要正常運行，以上五個部分缺一不可。具體介紹如下：

1）液壓泵作為動力元件，主要是將原動機（內(nèi)燃機或電動機）輸出的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，可將其比作為液壓系統(tǒng)的心臟。

2）液壓缸或液壓馬達作為執(zhí)行元件，可將系統(tǒng)中液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，并對與其相接觸的工作機構(gòu)作功。其中，液壓缸主要作直線往復(fù)運動，而液壓馬達作圓周運動。

3）壓力控制閥、方向控制閥、流量控制閥作為控制元件，對液壓系統(tǒng)中的油液壓力、方向、流量進行控制和調(diào)節(jié)[2]。

4）除了上述三個組成部分以外的其他元件都是輔助元件，如油管、油箱、過濾器和蓄能器等，它們起連接、儲油、過濾、儲存壓力油等作用，對保障液壓傳動系統(tǒng)正常工作起到了至關(guān)重要的作用。

5）液壓油是液壓系統(tǒng)最常用的工作介質(zhì)之一，可將其比作為液壓系統(tǒng)的血液。液壓油的性能會直接影響液壓系統(tǒng)的可靠性、靈敏性、穩(wěn)定性、效率和零件壽命等。

1.2 液壓傳動的特點

液壓傳動相較于機械傳動和電氣傳動，有著更加顯著的優(yōu)勢。液壓傳動工作介質(zhì)液壓油的可壓縮性對動態(tài)工作的液壓系統(tǒng)來說影響較大，但對于動態(tài)性能要求不高，而僅考慮在穩(wěn)態(tài)下工作的液壓系統(tǒng)，一般可以不予考慮，所以可以依靠油液的連續(xù)流動進行傳動。油液有較強的吸振能力，在油路上可以安裝液壓緩沖裝置，避免因加工和裝配誤差引起的振動與撞擊，使傳動十分平穩(wěn)，方便頻繁地換向，所以其廣泛地應(yīng)用在要求傳動平穩(wěn)的工程機械上。在輸出相同的功率條件下，液壓傳動比機械傳動和電力傳動的體積與質(zhì)量可以縮小很多，所以其慣性小、工作動作靈敏，多用于液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質(zhì)量的機器的場合。液壓傳動易于獲得較大的力和轉(zhuǎn)矩，可以廣泛用于壓制機、隧道掘進機和萬噸輪船操舵機等。液壓系統(tǒng)中安裝了很多控制閥，必要時可起到安全保護作用，能自動防止過載，避免發(fā)生安全事故。采用液壓傳動，可以獲得各種復(fù)雜的機械動作，如應(yīng)用在仿形車床的液壓仿形刀架和數(shù)控銑床的液壓工作臺上，可加工出各種形狀的零件。當然液壓傳動也存在不少的缺點，如使用維護的要求較高、實現(xiàn)定比傳動較困難、對使用環(huán)境的溫度要求較高、不能遠距離輸送動力、液壓油的純凈度要求高、發(fā)生故障不易檢查等。所以在使用時要充分發(fā)揮其優(yōu)點，盡量規(guī)避缺點。

2 液壓傳動技術(shù)在工程機械中的具體應(yīng)用

2.1 在拖拉機中的應(yīng)用

液壓懸掛系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)與懸掛機構(gòu)組成，用于掛接和操縱懸掛式農(nóng)機具，是拖拉機的重要工作裝置。我國大多數(shù)拖拉機采用的是半分置式液壓工作裝置，液壓泵式單獨安裝的，一般安裝在柴油機齒輪室上。拖拉機的“提升器”由分配器、液壓缸、油箱及控制元件組成[3]。隨著科技的進步，我國拖拉機已經(jīng)由變量泵驅(qū)動變?yōu)殡p液壓馬達驅(qū)動，通過這種液壓方式能夠從根本上實現(xiàn)液壓驅(qū)動對拖拉機動力的傳遞作用，使拖拉機更加便于操控，還能減少油液的消耗，提高拖拉機的工作效率和質(zhì)量。除此之外，還要對拖拉機液壓系統(tǒng)進行調(diào)控，最終減少液壓馬達的實際排放量。利用液壓油的壓差能夠?qū)崿F(xiàn)拖拉機各種功能的轉(zhuǎn)變，從而達到提高其工作效率和確保拖拉機安全運行的目的。

2.2 在挖掘機中的應(yīng)用

液壓傳動技術(shù)是挖掘機的重要技術(shù)，為挖掘機的作業(yè)傳遞功率。挖掘機上大多可以顯示液壓傳動技術(shù)的先進性，所以液壓系統(tǒng)性能的好壞對挖掘機工作性能的高低起到了決定性的作用。挖掘機的使用環(huán)境較惡劣，需要完成高難度、高強度的動作，因此挖掘機對液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求很苛刻，導(dǎo)致挖掘機的液壓系統(tǒng)是最復(fù)雜的工程機械液壓系統(tǒng)之一[4]。液壓傳動技術(shù)與挖掘機是相輔相成的，液壓傳動技術(shù)為現(xiàn)代挖掘機的研發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)；而挖掘機技術(shù)的發(fā)展推動了液壓傳動技術(shù)的進步。近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)實力增強，我國又一款大國重器——巨型挖掘機橫空出世，將對工業(yè)建設(shè)起到巨大的推動作用，如在開采煤礦等領(lǐng)域中，這種新研發(fā)出來的巨型挖掘機投入使用后將極大程度上提升行業(yè)工作效率，降低人工成本和工作安全隱患。

2.3 在翻斗車中的應(yīng)用

翻斗車的結(jié)構(gòu)包含底盤、液壓舉升機構(gòu)、貨箱和取力裝置等，其作用是運送和卸載貨物。液壓舉升機構(gòu)是翻斗車的重要組成部分，其傳動效率的高低對車輛的經(jīng)濟性和使用特性有重要的影響。目前翻斗車液壓舉升系統(tǒng)的傳動方式主要是由多級液壓缸提供，油液經(jīng)過控制閥、油路流進舉升執(zhí)行元件液壓缸，從而對車廂進行舉升。翻斗車舉升液壓傳動系統(tǒng)的工作目的是通過舉升機構(gòu)把翻斗車的車廂頂起達到舉升，在此過程中通過控制閥關(guān)閉或者切換連接液壓缸的進出油口，這樣舉升機構(gòu)就可以穩(wěn)定地停止在任何一個地方；之后再用翻斗車的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)翻轉(zhuǎn)車廂。液壓舉升機構(gòu)的發(fā)展，提高了翻斗車的工作效率。隨著各種先進電子技術(shù)的應(yīng)用，故障檢測技術(shù)不斷提高，對于翻斗車舉升系統(tǒng)控制性能的要求大大提高。液壓系統(tǒng)的設(shè)計及其元件型號的選擇對于舉升系統(tǒng)的工作性能起著決定性的作用，合理的液壓系統(tǒng)影響著舉升過程的平穩(wěn)性和控制的精準性。

2.4 在自動化生產(chǎn)中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)機械相比，液壓傳動技術(shù)的工作介質(zhì)是液壓油，可很好地控制其動力參數(shù)和運動參數(shù)，充分利用恒定的功率輸出實現(xiàn)系統(tǒng)傳遞效率的提高。因為液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，從而能夠提升輸出速度剛性、實現(xiàn)反向運轉(zhuǎn)[5]。將液壓傳動技術(shù)靈活地運用到自動化生產(chǎn)方面，能夠?qū)⑵渫怀龅膬?yōu)點全面、系統(tǒng)地發(fā)揮出來。通過研究液壓傳動技術(shù)在工程機械自動化生產(chǎn)中的運用，可知液壓傳動技術(shù)能夠使整個工作鏈實現(xiàn)全面自動化，很好地促進清潔生產(chǎn)理念的實現(xiàn)。如在行走液壓驅(qū)動元件的配合下，可以使部分車速較快的行走類機械的起步變得更加柔和、迅速。液壓傳動系統(tǒng)具有很好的靈活性和簡單的調(diào)節(jié)操作，所以能夠根據(jù)實際工程的需要和工程生產(chǎn)機械的形狀，以及可以根據(jù)實際需要對工作機構(gòu)、驅(qū)動輪和發(fā)動機等結(jié)構(gòu)進行重組，從而使發(fā)動機處于不同轉(zhuǎn)速時，也能夠較大地提升液壓傳動系統(tǒng)的牽引力，并維持機械較高的運行效率，同時在不同動力傳動特性的支撐下，系統(tǒng)也能夠承受更大的負荷。

3 結(jié)語

隨著我國綜合實力的增強、先進技術(shù)的不斷發(fā)展，以及工程實施的需要，液壓傳動技術(shù)受到各方面廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。將液壓傳動技術(shù)和工程機械有機融合，可以很好地挖掘出液壓傳動技術(shù)所具備的不可替代的優(yōu)點，不斷地開發(fā)研究，改善液壓傳動技術(shù)，促使其更好地應(yīng)用于工程機械當中，使我國工程機械的相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。