鉆銑機液壓系統(tǒng)設計與機械性能分析研究

錢老紅

摘要：本文主要是對液壓技術在行業(yè)設備中的具體應用情況、以及工況基本特點展開相應的論述，并對設備液壓系統(tǒng)對液壓油的性能要求進行相應的分析。

關鍵詞：鉆銑機;液壓;液壓油;性能;技術

液壓系統(tǒng)是通過對液壓油的靜壓力的有效利用，使傳遞功率得到實現(xiàn)，從而使機械或者裝置能夠滿足工作系統(tǒng)中的各項要求。由于液壓傳動具有多方面的優(yōu)點，如高速容易實現(xiàn)、高精度控制、反應靈敏等，所以在生產(chǎn)和生活中都已經(jīng)得到了普遍性的應用。隨著現(xiàn)代科技技術不斷的發(fā)展，液壓產(chǎn)品的各項性能也在不斷提升，結構所具有的復雜系數(shù)越來越大，在工業(yè)生產(chǎn)中的作用和地位也不斷的在發(fā)生改變。特別是在重大機電設備液壓系統(tǒng)的運行過程中，對企業(yè)的效益能夠起到直接的決定作用。

一、液壓系統(tǒng)的基本概述

液壓油是液壓系統(tǒng)工作元件之一，發(fā)揮的作用效果是為工作介質傳遞動能，對液壓元件有潤滑、抗磨、防銹、防腐等。由于液壓系統(tǒng)逐漸向高溫、高壓、大負荷方向發(fā)展，所以對油品性能的各項要求越來越高，不僅要求油品具有耐高溫、高壓和高抗磨能力，還對微細過濾元件、油品的干、濕過濾性能要求也越來越高，尤其是油品的使用時間必須要有一定延長。這樣的要求使傳統(tǒng)生產(chǎn)調和技術、基礎油的應用和添加劑的性能都面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，從而使液壓系統(tǒng)必須要做升級改造處理[1]。

二、液壓系統(tǒng)設計

鉆銑床的液壓系統(tǒng)主要包括液壓馬達，油缸和閥門等。其中主軸轉動和和主軸進給回同時進行。在此基礎上，要想避免液壓系統(tǒng)液壓壓力出現(xiàn)突然增大的情況，導致器械出現(xiàn)故障，需要在系統(tǒng)中設置單向減速閥和減壓閥中將壓力進行有效調節(jié)，在機床完成一個方向的進給時，需要換方向進行換向閥控制進給。

在具體實施過程中，要想將系統(tǒng)的控制靈敏度進行提高，將STM32系列單片機作為控制核心。在系統(tǒng)的進行調節(jié)的過程中，其通常存在一定的延滯性，此外，在展開系統(tǒng)作業(yè)時，通常會在多種因素的影響下，對控制效果造成影響，導致結果偏差問題的發(fā)生。而PID控制算法則是從系統(tǒng)誤差問題出發(fā)，所開展的一種控制規(guī)律，可通過對比例，積分和微分進行控制調節(jié)，實現(xiàn)最優(yōu)控制的有效策略。在將其進行應用時，其應用優(yōu)勢較為顯著，不僅操作原理較為簡單，具有較高的控制精度，更容易實現(xiàn)，而且實用性較強?？杀挥行迷谶B續(xù)系統(tǒng)動態(tài)特性校正過程中。同時，為了在此過程中將控制系統(tǒng)流量的精度進行確定，保證變量噴霧作業(yè)的精度和穩(wěn)定性，還需要將PID控制系統(tǒng)進行應用，實現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。

三、運行中與液壓油常見的相關問題

目前，設備中的各項系統(tǒng)都對液壓油進行了相應的應用，在長時間的運轉下，會出現(xiàn)漏油、滲油等現(xiàn)象，在此種現(xiàn)象下，必定會補充新油。在對新油進行補充時，通常應用的是小吊車提升到80m高的機艙內對油進行補充。由于液壓元件是非常精細的元件，而現(xiàn)場通常情況下并未備有濾油小車，所以在有雜質出現(xiàn)的情況下，非常容易導致液壓設備油路流量發(fā)生減少現(xiàn)象，更有甚者是產(chǎn)生堵塞情況，在情況特別嚴重時，還會導致部分密封機械裝置有磨損情況發(fā)生，從而使其失去相應的作用效果。如某風場便出現(xiàn)過這樣一種情況，由于液壓油中存在雜質，導致密封圈受到損傷，致使主蓄能器失效現(xiàn)象頻繁性的發(fā)生。

因此，得到的有關結論有以下幾點：一油品與液壓系統(tǒng)中的密封材料之間的相容性非常重要，良好的相容性可以有效減少漏油和滲油現(xiàn)象發(fā)生;二提升新油的清潔度非常具有必要性，因為新油清潔度不高會導致液壓系統(tǒng)被污染，從而導致密封出現(xiàn)磨損或者是失效，又或者是精細液壓系統(tǒng)失去原有的作用效果，而清潔度提升能夠使以上問題得到明顯的減少;三由于補油和換油在具體操作過程中難度系數(shù)大，所以必須要將油品的應用時間延長，使換油操作得到減少。

另外，選擇油品的低溫性在使用要求方面得不到滿足，會對風場產(chǎn)生困擾。在冬季，當液壓油溫度降到一定范圍以內時，油品黏度會增大，這樣便會導致液壓部件運動阻力增加，液壓變槳會因為溫度過低，而發(fā)生3支葉片變槳出現(xiàn)不同步的現(xiàn)象，或者是變槳速度偏慢等相關問題出現(xiàn)。在情況特別嚴重時，風場容易發(fā)生大面積停機方面的事故，進而對電網(wǎng)形成相對較大的沖擊。

由此可見，液壓油必須要將黏度控制在合理范圍內，因為良好的黏性溫度性能和低溫性能，可以使液壓系統(tǒng)無論是在高溫環(huán)境還是低溫環(huán)境都能夠正常的工作[2]。

四、機電設備液壓系統(tǒng)對液壓油的性能要求

（一）清潔度高的要求

由于液壓伺服系統(tǒng)能夠對輸出功率恒定和超過安全限定的速度時起到良好的保護作用，所以對設備液壓系統(tǒng)的可靠性要求相對比較高。因此，變槳液壓伺服技術在具體的應用過程中，對油品要求的清潔度要求很高，因為必須要應用清潔度高的液壓油，才能夠使作用效果發(fā)揮到最大。

（二）黏度的適宜性、良好的黏溫性能和低溫性能

黏度在適宜范圍內，以及良好的黏溫性能夠使油品在高溫運行過程中，保證在一定的高溫黏度，同時泵的內泄漏還可以得到有效減少，使輸出動力的穩(wěn)定性得到保證，有效規(guī)避液壓變槳響應的滯后、調節(jié)不合理、機械特性變軟和變槳系統(tǒng)工作不穩(wěn)定現(xiàn)象。在高溫狀態(tài)時，油品黏度若是過于太低，那么必然會導致潤滑性能下降，導致液壓系統(tǒng)的使用壽命縮短。在冬季低溫狀態(tài)下時，由于是室外作業(yè)的方式，雖然液壓系統(tǒng)是在機艙內，但是依然要面臨零下30度或者是更低的溫度運行環(huán)境。在低溫狀態(tài)下，若油品黏度太高，會導致泵的自吸能力急速下降，管道壓降和功率損失會明顯的增大，很容易導致出現(xiàn)停機的現(xiàn)象。

另外，適宜的黏度、良好的黏溫性能和低溫性能的油品，可以在一年四季中得到相應的應用，不會因為季節(jié)改變而需要換油。

（三）多種密封材料的適應性

除了經(jīng)常所應用到的丁腈膠以外，液壓系統(tǒng)還會應用到的密封材料有聚氨酯等，所以必須要充分考慮油品與多種密封材料之間的適應性問題[3]。

結束語：

目前，的制動系統(tǒng)和液壓變槳系統(tǒng)主要應用的技術是液壓技術，在未來的發(fā)展過程中，有可能還會應用到傳動系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)對液壓油的要求主要有清潔度高、黏度適宜、黏溫性能和低溫性能良好以及能夠與多種密封材料相融合等。

參考文獻：

[1]李關平，李建平.液壓管束改造在FD80-2000A型鉆銑機機中的應用[J].南方農機，2018，49（13）：216，226.

[2]謝典.海上波浪能與風能互補發(fā)電系統(tǒng)的關鍵技術研究[D].華北電力大學;華北電力大學（北京），2018.

[3]朱敏.液壓型垂直軸機組性能研究[D].華北電力大學;華北電力大學（北京），2017.