機械設計制造中液壓機械控制系統(tǒng)應用探討

吳振 孔正剛 陶志鋒 熊世濤 李培

摘要：隨著新技術手段不斷出現(xiàn)，工程機械發(fā)展趨勢日益明顯，智能化將是機械設計制造主要的發(fā)展方向。液壓機械傳動技術是工程機械中應用比較廣泛的一種工藝，該工藝將液壓技術與微電子技術有機地結合在了一起，獲得了更加理想的生產效果。與此同時，我們也發(fā)現(xiàn)了該工藝中存在著一些不足，如果不及時解決，必然會影響工業(yè)的發(fā)展。因此，本文針對液壓傳動控制系統(tǒng)進行研究是具有非常要意義的。

關鍵詞：機械設計制造;液壓機械控制系統(tǒng);應用

引言

我國經濟發(fā)展迅速的同時，也帶動了我國許多行業(yè)的快速發(fā)展，這其中，我國機械設計制造行業(yè)尤為突出，這一行業(yè)的快速發(fā)展，也同時帶動了我們國家的工業(yè)轉型，同時，我們也引進了新的技術，這也就是我們說的液壓機械控制系統(tǒng)，引進之后，對我們來說既是機遇，同樣也是挑戰(zhàn)，在現(xiàn)如今機械設計制造行業(yè)的高速發(fā)展背景下，也同時出現(xiàn)了許多的先進技術，使得許多舊的傳統(tǒng)技術被淘汰，新興的先進技術被應用到各種領域，這其中最為明顯的就是液壓機械控制技術。

一、液壓機械控制系統(tǒng)的原理、組成與特點

1.1液壓機械控制系統(tǒng)的基本原理

主要是由3個構成要素構成：（1）執(zhí)行元件。執(zhí)行元件的功能是把壓力變成對應的能量。執(zhí)行元件的最重要的構成要素是液壓泵。壓力成為最短時間的對應能源，能夠提高轉換速度。另外，執(zhí)行元件還具有控制液體流量的功能，該液體流量是系統(tǒng)非常重要的部分，滿足所有系統(tǒng)的要求。（2）動力元件。該組件可向系統(tǒng)提供足夠的功率以確保系統(tǒng)的操作。作為系統(tǒng)最重要的組件，它通常都會具有齒輪泵。（3）輔助元件。這種組件是系統(tǒng)中的所有管道，執(zhí)行元件和動力元件通過管道連接。幾種要素相互合作，保證系統(tǒng)能夠順利地操作。其中要求機械的可靠性和抗干擾能力強。在嚴酷的環(huán)境中需要機械作業(yè)，液壓驅動在任意的工作環(huán)境中能夠穩(wěn)定地運行。

1.2液壓機械控制系統(tǒng)的組成

液壓機械傳遞系統(tǒng)由硬件和軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)包括微處理器、存儲器、I/O部件、輸出模塊及編譯器，硬件的所有部分通過總線連接。在液壓系統(tǒng)軟件系統(tǒng)主要分為用戶程序和系統(tǒng)程序。PLC的控制是由系統(tǒng)程序控制的，用戶程序是根據(jù)自己的需要由用戶編譯的程序。近年來，工業(yè)自動化的思維方式給予了適用于液壓系統(tǒng)的開發(fā)條件。

1.3液壓機械控制系統(tǒng)的特點

它具有以下特點：（1）靈活性和普遍性。PLC控制功能的實現(xiàn)主要取決于其自身的存儲器中建立的編程程序。如果需要改變控制過程，或者在實際控制有問題的情況下，需要僅再次變更控制程序。至此，PLC需要變更系統(tǒng)內部軟件，有效地控制不同的對象。（2）可靠性強。在機械制造領域，要求機械的可靠性和抗干擾能力強。在嚴酷的環(huán)境中需要機械作業(yè)，液壓驅動在任意的工作環(huán)境中能夠穩(wěn)定地運行。（3）操作簡單且易維護。用戶不需要具備計算機知識，僅需要參照圖表指示就可以完成操作和維護。（4）功能強。目前，液壓傳輸系統(tǒng)能夠有效控制開關量和模擬量，不僅可以控制單一目標，還可以控制群體目標。另外，通過無線控制技術的開發(fā)，也可以實現(xiàn)一些復雜的遠程控制功能。輸入/輸出分配方面，根據(jù)系統(tǒng)控制條件設置18個輸入IO口以及6個開關信號。

二、機械設計制造中液壓機械控制系統(tǒng)的運用

2.1 控制設備作用

在機械制造過程中，需要控制設備有很多，而在工程設備體系中更是如此，需要嚴格控制各個部件才能順利進行工作。例如通過對設備功率計算獲得液壓機械控制系統(tǒng)最大使用效率;應用該系統(tǒng)時，需要明確周圍施工環(huán)境是否達到標準以及施工方式是否準確，避免外界因素影響到系統(tǒng)使用。隨著液壓機械制造系統(tǒng)推廣，在機械設計制造行業(yè)中取得了不俗效果。例如塑性加工，其工作原理是借助外力，對加工材料進行外形上的改變，但是材料本身性質卻不會發(fā)生任何變化。該系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相比，可以進一步簡化加工流程，在保證質量前提下確保加工成本合理合理性。例如一些復雜的部件加工工作，都會采用上述工藝，這對企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展意義重大。從目前的發(fā)展來看，機械設計制造體系已經趨于完善，無論是塑性加工還是其他材料加工，液壓機械控制系統(tǒng)都是不可或缺的組成部分。

2.2 性能優(yōu)化作用

在機械設計制造中，液壓機械控制系統(tǒng)所采用的機械設計方式為傳動技術，該技術與一般機械設計方式所不同，主要差別在于傳動技術可以改變機械傳動工作效果，并從性質角度加以優(yōu)化。另外，該項技術在其他領域中也都有所涉獵，尤其在現(xiàn)代技術手段幫助下，計算機控制技術可以與傳動技術密切配合，使工作更加靈活，順利完成預期目標，達到事半功倍的效果。以動力體系為例，傳動技術在該體系中的作用是進行性質控制，通過對工業(yè)產值數(shù)據(jù)變化情況進行分析，可以更好地控制液壓參數(shù)比。另外，傳動技術還可以優(yōu)化系統(tǒng)剛性，進而更加有效地控制變量系統(tǒng)。

2.3 參數(shù)控制作用

在工程機械裝備中，液壓機械控制技術相較于一般機械控制技術，能夠更好地控制動力參數(shù)與運動參數(shù)。液壓具有高傳遞性的特點，不但能夠控制恒功率輸出，還能對其進行合理應用。從構成上來看，因為液壓系統(tǒng)結構相對簡單，其中包含了一個大型系統(tǒng)鋼芯，正反方向都可進行運轉，這樣一來就大大簡化了操作程序?？傊簤杭夹g在工程機械裝備中展示出了顯著優(yōu)勢，借助這一技術可對各種機械進行控制。相信在今后發(fā)展過程中，液壓機械控制技術應用前景將十分廣闊，尤其是恒功率組合的有效運用，可以充分挖掘變量系統(tǒng)的價值。

2.4 系統(tǒng)創(chuàng)新作用

以純水液壓機械控制系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)是機械設計制造行業(yè)中的一項創(chuàng)新項目，在未來擁有比較廣闊的發(fā)展前景。該系統(tǒng)中，介質為純水，其優(yōu)勢為成本低且截至來源廣泛。在上述分析中提到，液壓油介質存在泄露的隱患，一旦發(fā)生泄漏事故，輕則影響系統(tǒng)正常運轉，重則還會引發(fā)火災和其他污染問題，與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針相違背。而將純水作為介質，不但能夠起到阻斷燃燒的作用，還不會產生安全隱患與污染環(huán)境。所以在今后發(fā)展中，純水液壓機械控制系統(tǒng)將會成為一項重要的傳動技術，為我國機械設計制造行業(yè)做出更多貢獻。

三、結語

綜上所述，液壓是機械設計制造加工中的重點運用基礎，在對于液壓進行管控時，一定要秉持著提高企業(yè)經濟效益和成本管控的目標，進行科學化的有化管理工作，為了保證機械設備的使用年限在控制過程中應當提升工作人員的專業(yè)素養(yǎng)，在提升數(shù)據(jù)準確化程度保障的同時，精細化管理控制流程，避免由于誤差所產生的質量問題。相關部門應當繼續(xù)不斷地研發(fā)控制系統(tǒng)技術，將其投入使用到實際的機械設計制造中，以此更好地推動機械行業(yè)的健康長穩(wěn)性發(fā)展。

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