機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的運(yùn)用

新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 茹亞?wèn)|

在液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的應(yīng)用中，需要全面掌握系統(tǒng)工作的原理和構(gòu)成形式，從而使液壓機(jī)械系統(tǒng)可以更好地進(jìn)行完善和優(yōu)化。液壓機(jī)械控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)方面，需要重點(diǎn)考慮到液壓機(jī)械的傳動(dòng)配置和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用研究方面，從液壓機(jī)械無(wú)級(jí)變速、液壓機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)以及液壓機(jī)械系統(tǒng)控制等幾個(gè)層面著手，通過(guò)對(duì)液壓機(jī)械的全面掌握，能夠使液壓機(jī)械控制系統(tǒng)得以升級(jí)改造，從而提升液壓機(jī)械的整體性能水平。

1 液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的工作原理

工業(yè)領(lǐng)域中經(jīng)常會(huì)用到液壓機(jī)械來(lái)完成工業(yè)生產(chǎn)加工，在液壓機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，需要結(jié)合具體的工業(yè)需求，以保證液壓機(jī)械的性能符合相關(guān)要求。液壓機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，需要對(duì)控制系統(tǒng)工作原理進(jìn)行分析和掌握。液壓機(jī)械系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿?lái)源是液壓，通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)中的活塞將機(jī)械中的液體進(jìn)行擠壓，為機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)提供驅(qū)動(dòng)力。液壓機(jī)械控制系統(tǒng)中，通過(guò)系統(tǒng)控制過(guò)程使液態(tài)壓力實(shí)現(xiàn)平衡，而液壓大小則可以基于活塞大小來(lái)調(diào)整。液壓機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行，從根本上說(shuō)就是將壓力能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)能的過(guò)程。液壓設(shè)計(jì)中需要關(guān)注到控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，即液壓機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力單元、執(zhí)行單元和輔助單元[1]。動(dòng)力單元在液壓系統(tǒng)中起到核心作用，動(dòng)力單元是液壓能量轉(zhuǎn)化的重要結(jié)構(gòu)，機(jī)械設(shè)備中的液體產(chǎn)生壓力進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)。執(zhí)行單元?jiǎng)t是將液壓能量傳遞給機(jī)械控制系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)，執(zhí)行單元可以在液壓泵與機(jī)械結(jié)構(gòu)之間建立一個(gè)控制聯(lián)系，通過(guò)液壓控制形式使機(jī)械設(shè)備能夠完成既定的運(yùn)轉(zhuǎn)目標(biāo)。

2 液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的構(gòu)成形式

液壓機(jī)械設(shè)計(jì)中的控制系統(tǒng)，主要由硬件及軟件構(gòu)成。硬件是基于機(jī)械模塊形成了集合系統(tǒng)，如液壓控制處理器、傳輸線路、邏輯編輯器等，硬件系統(tǒng)在液壓機(jī)械結(jié)構(gòu)中主要完成執(zhí)行任務(wù)。軟件系統(tǒng)則是基于程序框架來(lái)發(fā)揮軟件既定功能的結(jié)構(gòu)，軟件系統(tǒng)在液壓機(jī)械控制方面，針對(duì)不同的應(yīng)用結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步劃分為用戶軟件和系統(tǒng)軟件。用戶軟件是液壓機(jī)械控制系統(tǒng)與外界控制人員進(jìn)行交互的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)為工業(yè)生產(chǎn)加工操作提供一個(gè)界面，能夠使操作人員將指令或者任務(wù)目標(biāo)基于用戶系統(tǒng)輸入到液壓控制系統(tǒng)中[2]。在現(xiàn)代液壓控制系統(tǒng)中，基于微處理器可以實(shí)現(xiàn)液壓的自動(dòng)控制，基于液壓機(jī)械系統(tǒng)控制任務(wù)進(jìn)行程序執(zhí)行編輯，可以使液壓機(jī)械在更多的環(huán)境條件下完成工作。液壓機(jī)械系統(tǒng)基于硬件和軟件構(gòu)成，能夠提供遠(yuǎn)程控制或者多任務(wù)控制的支持，使液壓系統(tǒng)應(yīng)用范圍更加廣泛。

3 液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1 液壓機(jī)械傳動(dòng)配置

液壓機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，需要對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行全面深入的研究和分析。液壓機(jī)械傳動(dòng)是液壓機(jī)械的主要功能，因此在設(shè)計(jì)中需要基于傳統(tǒng)系統(tǒng)，對(duì)液壓機(jī)械體系配置進(jìn)行設(shè)計(jì)。液壓機(jī)械在工業(yè)領(lǐng)域中的用處極為廣泛，在機(jī)械生產(chǎn)加工過(guò)程當(dāng)中，液壓機(jī)械能夠基于傳動(dòng)控制來(lái)按照既定生產(chǎn)步驟完成工業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行。液壓機(jī)械傳動(dòng)配置方面，需要作為一個(gè)整體予以考慮，這樣能夠保證機(jī)械設(shè)備之間形成良好地運(yùn)轉(zhuǎn)銜接。在液壓配置設(shè)計(jì)方面，需要考慮到目前液壓機(jī)械控制系統(tǒng)集成性越來(lái)越高的特征，很多液壓機(jī)械都是基于整個(gè)控制模式來(lái)完成工業(yè)生產(chǎn)加工任務(wù)的[3]。在設(shè)計(jì)中要盡可能地將液壓功能及其輔助功能都集合在一個(gè)體系中，通過(guò)液壓裝置來(lái)形成局部與整體的關(guān)聯(lián)。通過(guò)液壓機(jī)械傳動(dòng)配置，能夠提高液壓機(jī)械運(yùn)行時(shí)的協(xié)調(diào)性和統(tǒng)一性，避免液壓機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)沖突。在液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)強(qiáng)化控制系統(tǒng)效能，可以顯著提高液壓機(jī)械的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化發(fā)展中，通過(guò)科學(xué)合理地配置設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)械聯(lián)合運(yùn)行控制目標(biāo)。

3.2 液壓機(jī)械的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

液壓機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，液壓控制系統(tǒng)作為核心結(jié)構(gòu)，需要基礎(chǔ)系統(tǒng)平衡設(shè)計(jì)來(lái)完成多功能運(yùn)轉(zhuǎn)。液壓控制系統(tǒng)具備多個(gè)子系統(tǒng)，如溫度系統(tǒng)、速度系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是液壓機(jī)械設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵。在液壓機(jī)械運(yùn)行中，由于液體壓力呈現(xiàn)一種變化的狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)于溫度控制提出了較高要求。在液壓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，就要考慮到如何更好地平衡溫度，從而使液壓機(jī)械運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性得以強(qiáng)化[4]。設(shè)計(jì)內(nèi)容中還需要對(duì)液壓傳動(dòng)影響因素予以分析，如溫度控制中會(huì)發(fā)現(xiàn)，溫度控制效果與液壓傳動(dòng)環(huán)境有著密切關(guān)系。如機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中，如果環(huán)境灰塵較大，就會(huì)導(dǎo)致液壓機(jī)械系統(tǒng)受到污染，灰塵等雜質(zhì)會(huì)增大液壓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的摩擦，導(dǎo)致機(jī)械溫度升高，而溫度又對(duì)液壓機(jī)械系統(tǒng)中的液體產(chǎn)生影響。如液壓泵中的油面高度會(huì)隨著溫度升高而提升，油面升高后液壓泵作用時(shí)產(chǎn)生的壓力就會(huì)出現(xiàn)改變，從而影響到液壓機(jī)械的控制效果[5]。在液壓機(jī)械設(shè)計(jì)中，要將傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理架構(gòu)，以有效維護(hù)整個(gè)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定的程度。

4 液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的應(yīng)用途徑

4.1 液壓機(jī)械無(wú)級(jí)變速

在液壓機(jī)械控制系統(tǒng)應(yīng)用方面，需要重點(diǎn)考慮對(duì)機(jī)械進(jìn)行無(wú)級(jí)變速優(yōu)化。無(wú)級(jí)變速結(jié)構(gòu)，能夠?qū)σ簤簜鲃?dòng)系統(tǒng)起到強(qiáng)化作用，通過(guò)無(wú)級(jí)變速結(jié)構(gòu)，可以使液壓機(jī)械裝置更好地完成油料壓力轉(zhuǎn)化。無(wú)級(jí)變速器是重要的機(jī)械設(shè)施，運(yùn)行原理主要依托機(jī)械設(shè)計(jì)將液壓泵和變速器進(jìn)行連接。基于變速器來(lái)控制液壓泵的油料量，單位時(shí)間的油料量會(huì)通過(guò)液壓活塞產(chǎn)生壓力作用[6]。無(wú)級(jí)變速器的最大特點(diǎn)就是在改變油料泵出量時(shí)，不同油泵速度之間可以無(wú)縫銜接，這就使得液壓機(jī)械運(yùn)行速度變化能夠平穩(wěn)進(jìn)行，不會(huì)出現(xiàn)中斷或者卡殼等情況。無(wú)級(jí)變速器可以實(shí)現(xiàn)精確的傳動(dòng)控制，通過(guò)液壓機(jī)械的皮帶、齒輪、星架、離合等結(jié)構(gòu)，將液壓動(dòng)力連續(xù)穩(wěn)定地傳遞到液壓控制系統(tǒng)中心輪位置。中心輪基于集合控制任務(wù)進(jìn)行傳動(dòng)的執(zhí)行，使得液壓動(dòng)力由液壓控制系統(tǒng)傳遞到機(jī)械控制系統(tǒng)上，從而保證了機(jī)械設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備獲得動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。

4.2 液壓機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)

液壓傳動(dòng)技術(shù)是液壓機(jī)械控制系統(tǒng)應(yīng)用的重要方面，基于傳動(dòng)技術(shù)可以完成各種液壓機(jī)械制造型號(hào)。隨著工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，工業(yè)行業(yè)也基于具體的工業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行了細(xì)化，因此對(duì)于液壓機(jī)械的需求也更為復(fù)雜。在液壓機(jī)械制造中，需要基于控制系統(tǒng)來(lái)提供有效的生產(chǎn)支持。液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的發(fā)展，呈現(xiàn)出多樣化、小型化、輕型化等趨勢(shì)和特點(diǎn)，這就需要液壓傳動(dòng)技術(shù)能夠較好地適應(yīng)這種系統(tǒng)發(fā)展需要。在液壓傳動(dòng)技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)方面，要以提高動(dòng)力轉(zhuǎn)化效率為主，通過(guò)控制系統(tǒng)應(yīng)用降低動(dòng)能損耗[7]。在液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置中，主要以鋼芯為基礎(chǔ)提供齒輪等結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)支持，在液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用方面就要結(jié)合這些功能結(jié)構(gòu)，提高傳動(dòng)過(guò)程中的旋轉(zhuǎn)效率和旋轉(zhuǎn)靈活性等。

4.3 液壓機(jī)械系統(tǒng)控制

在液壓機(jī)械系統(tǒng)的控制應(yīng)用中，需要依據(jù)機(jī)械學(xué)和工程學(xué)原理，對(duì)液壓機(jī)械設(shè)計(jì)制造進(jìn)行有效指導(dǎo)和強(qiáng)化。液壓機(jī)械制造中，系統(tǒng)控制是完成液壓機(jī)械運(yùn)行任務(wù)的核心環(huán)節(jié)，通過(guò)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完善和改進(jìn)，可以有效提高液壓系統(tǒng)的精確度。在液壓機(jī)械運(yùn)行中，電力驅(qū)動(dòng)起到重要作用，通過(guò)優(yōu)化電力效率，能夠強(qiáng)化液壓控制系統(tǒng)的實(shí)踐能力。在液壓機(jī)械的整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)加工流程中，主要對(duì)于各種材料進(jìn)行塑形，液壓機(jī)械需要完成一系列連貫的塑形操作[8]。在液壓機(jī)械系統(tǒng)控制應(yīng)用中，考慮到工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，通過(guò)改良液壓機(jī)械與材料接觸時(shí)的驅(qū)動(dòng)力和速度等要素，使液壓機(jī)械在生產(chǎn)加工中，對(duì)于材料塑形過(guò)程中承受的外力作用，能夠較好地消除，從而避免液壓機(jī)械的反作用力造成工業(yè)生產(chǎn)加工中的塑形改變。在液壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究中，要對(duì)液壓結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)高效平穩(wěn)地液壓輸出和使用。

5 結(jié)語(yǔ)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，需要對(duì)液壓機(jī)械控制系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行有效的研究和分析。液壓機(jī)械控制系統(tǒng)需要以工業(yè)生產(chǎn)加工實(shí)際需求為核心，對(duì)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)和配置進(jìn)行設(shè)計(jì)，以提高液壓機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精度和效率。在液壓機(jī)械傳動(dòng)運(yùn)行中，需要基于控制系統(tǒng)來(lái)集成各項(xiàng)具體功能模塊，使液壓機(jī)械結(jié)構(gòu)有機(jī)整合為一個(gè)高效運(yùn)行的體系，進(jìn)而更好地完成工業(yè)生產(chǎn)中的液壓機(jī)械功能支持。