機械設計制造中液壓機械傳動(dòng)控制系統研究論文

機械設計制造中液壓機械傳動(dòng)控制系統研究論文

　　摘要：隨著(zhù)我國機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算設備，其中液壓機械傳動(dòng)控制系統是一種新型傳動(dòng)技術(shù)，其已廣泛應用于機械設計制造等領(lǐng)域，液壓機械傳動(dòng)控制系統對機械設計制造水平起到關(guān)鍵性作用。這種傳動(dòng)控制系統主要采用液體作為介質(zhì)進(jìn)行相關(guān)傳動(dòng)控制，可有效提高機械的工作效率和能源利用率。因此本文主要對液壓機械傳動(dòng)控制系統的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行闡述，并分析了該系統的實(shí)際應用情況和存在的問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞：機械設計制造；液壓傳動(dòng)控制系統；應用

　　液壓機械傳動(dòng)控制系統是一種流體傳動(dòng)與控制技術(shù)有效結合的先進(jìn)技術(shù)，其主要包括動(dòng)力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件[1]。該系統采用液體作為能量傳動(dòng)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。目前該系統已在諸多領(lǐng)域得到廣泛應用，特別是機械設計制造領(lǐng)域已離不開(kāi)液壓機械傳動(dòng)控制系統的大量使用，其也促使機械設計制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展，因此研究液壓機械傳動(dòng)控制系統在機械設計制造中的實(shí)際應用情況意義重大。

　　一、液壓機械傳動(dòng)控制系統的優(yōu)缺點(diǎn)

　　1.液壓機械傳動(dòng)控制系統的優(yōu)點(diǎn)

　　液壓機械傳動(dòng)控制系統的優(yōu)點(diǎn)可以歸納為以下4點(diǎn)：首先是功率高，液壓機械傳動(dòng)控制系統主要由動(dòng)力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件等組成。與傳統的液壓傳動(dòng)和機械傳動(dòng)相比，這種系統的液壓機械傳動(dòng)功率相對較大，同時(shí)這種系統引入了微電子技術(shù)，使得該系統的功能集成化程度高，可在較小空間內達到功率有效控制。其次是小型化，這是由于液壓機械傳動(dòng)控制系統的各元件高度集成化的特點(diǎn)，使得該系統小型化、輕質(zhì)化發(fā)展。同時(shí)由于系統內部各元件的相互協(xié)作性較好，也使得該系統可操作程度高，可針對不同的工作要求進(jìn)行有效的液壓機械傳動(dòng)。接下來(lái)是穩定性好。這種液壓機械傳動(dòng)控制系統實(shí)際應用可將機械工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量通過(guò)液壓油流動(dòng)傳遞，可有效降低系統溫度，避免系統局部過(guò)熱的情況，進(jìn)而保證機械的使用穩定性。同時(shí)由于上述原因，該系統也可用于低速重載條件的液壓機械傳動(dòng)。最后是自動(dòng)換擋功能，為了使得操作人員根據相關(guān)要求對機械進(jìn)行簡(jiǎn)便靈活操作，提高機械工作效率，可使用這種液壓機械傳動(dòng)系統。該系統具有自動(dòng)換擋功能，可根據實(shí)際工作條件和機械運行要求的不同進(jìn)行有效的擋位自動(dòng)調節，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(wèn)題，可降低機械工作中的操作失誤概率，進(jìn)而實(shí)現整體機械的工作效率。

　　2.液壓機械傳動(dòng)控制系統的缺點(diǎn)

　　液壓機械傳動(dòng)控制系統的缺點(diǎn)主要包括以下5個(gè)方面：首先是液壓系統漏油問(wèn)題，這是液壓機械傳動(dòng)控制系統的重要缺點(diǎn)之一，其嚴重影響整個(gè)傳動(dòng)控制系統的穩定性和正確性。這種液壓系統漏油問(wèn)題使得液壓機械傳動(dòng)的傳動(dòng)比率波動(dòng)性大，達不到相關(guān)液壓機械傳動(dòng)控制要求，嚴重影響液壓傳動(dòng)系統的穩定運行和傳動(dòng)控制的正確性，該缺點(diǎn)也會(huì )對整個(gè)機械工作狀態(tài)造成不利效果，使得機械工作效率低，同時(shí)由于這種原因，該系統不適宜長(cháng)距離傳動(dòng)。其次是溫度變化問(wèn)題，通常系統內的溫度變化會(huì )直接影響到系統的運動(dòng)特性。這種液壓機械運動(dòng)控制系統對溫度要求較高，當系統溫度升高時(shí)，系統內的液體粘度發(fā)生變化，使得系統的運動(dòng)特性也隨之改變，進(jìn)而影響機械的工作穩定性。因此該系統運行過(guò)程中應對溫度變化進(jìn)行重點(diǎn)監控，防止機械運行因溫度變化造成的偏差問(wèn)題。再次是故障的檢查和排除難度大，液壓機械傳動(dòng)控制系統的故障檢查和排除工作量和難度較大。該系統正常運行時(shí)，液壓元件運行產(chǎn)生的金屬粉末容易引起機械設備故障問(wèn)題，而系統外的粉塵的大量附著(zhù)到機器設備上，也會(huì )對系統的運行穩定性造成嚴重影響。對于系統而言，這些金屬粉末和粉塵通常是不可避免，其也增加了故障的檢查和排除工作量和難度。最后是清掃工作，實(shí)際運行時(shí)，液壓機械運動(dòng)控制系統容易由于一些外界因素干擾，使得系統的穩定性和運行結果得不到保障，因此需要在系統實(shí)際運行前進(jìn)行全面的清掃工作，盡可能的避免外界因素對系統的干擾。

　　二、液壓機械傳動(dòng)控制系統在機械設計及制造中的具體應用

　　1.液壓機械傳動(dòng)控制系統的應用特點(diǎn)

　　根據液壓機械傳動(dòng)控制系統的高度集成化特點(diǎn)，其可有效滿(mǎn)足不同行業(yè)對機械設計及制造的規模、功率、精度和工作效率的嚴格要求。而小型化、輕質(zhì)化的特點(diǎn)也使得該系統可應用在不同施工環(huán)境和施工條件。在機械設計和制造領(lǐng)域，液壓機械運動(dòng)控制系統可以根據自身特點(diǎn)有效彌補傳統傳動(dòng)系統的不足，同時(shí)該系統的大量應用可降低機械設計和制造的難度，提高機械制造精度和縮短制造周期。液壓機械傳動(dòng)控制系統將自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)際應用到機械設計和制造領(lǐng)域，其可加快機械設計和制造的自動(dòng)化進(jìn)程，同時(shí)自動(dòng)化也是未來(lái)機械設計和制造的研究開(kāi)發(fā)的重要方向[2]。這種應用可有效控制產(chǎn)品質(zhì)量以及提高生產(chǎn)效率，實(shí)際滿(mǎn)足機械產(chǎn)品的行業(yè)需求。目前液壓機械傳動(dòng)控制系統也廣泛應用在國防、農業(yè)、冶金和煤礦等眾多行業(yè)。

　　2.液壓傳動(dòng)無(wú)級變速器

　　機械設計制造中，可采用液壓機械傳動(dòng)控制系統來(lái)實(shí)現對其速度的有效控制，也就是無(wú)級變速技術(shù)。一般而言，該液壓系統正常運行需要使用變量泵以及定量馬達。當系統工作時(shí)，通過(guò)發(fā)動(dòng)機將動(dòng)力分離，其中一部分順著(zhù)離合器傳送給行星架，而另一部分則是經(jīng)過(guò)液壓系統到達太陽(yáng)輪，這兩部分動(dòng)力通過(guò)差動(dòng)輪系部分進(jìn)行有效合成后，再通過(guò)差動(dòng)輪系的齒圈對外輸出。通常實(shí)際機械工作前需要斷開(kāi)離合器C1，同時(shí)閉合C2，使得發(fā)動(dòng)機的全部動(dòng)力進(jìn)入液壓系統，從而保證機械的正常啟動(dòng)。而機械實(shí)際工作時(shí)，離合器C1閉合而C2斷開(kāi)，采用控制系統將液壓馬達的轉速降至0，此時(shí)發(fā)動(dòng)機的所有動(dòng)力通過(guò)機械系統進(jìn)行有效傳遞，其可提高機械工作過(guò)程中的動(dòng)力傳遞效率，并對系統馬達轉動(dòng)方向進(jìn)行合理調整，進(jìn)而調節機械工作的輸出速度，保證系統在不同速度下的正常運行，進(jìn)而實(shí)現這個(gè)機械系統的無(wú)級變速。目前這個(gè)液壓傳動(dòng)無(wú)級變速器已實(shí)際應用在裝載機和推土機上，該裝置運行效果良好，可大量應用在工程機械領(lǐng)域。

　　3.純水液壓機械傳動(dòng)控制系統

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

　　三、液壓機械傳動(dòng)控制系統實(shí)際應用存在的問(wèn)題

　　液壓機械傳動(dòng)控制系統采用的技術(shù)成熟度的不斷提高，也促使著(zhù)該系統在諸多領(lǐng)域得到廣泛的應用，尤其是在機械設計制造領(lǐng)域，其不僅可以降低人工勞動(dòng)強度，同時(shí)也可有效控制相應的企業(yè)運行成本。但是當前系統的實(shí)際應用還存在一些問(wèn)題，其中較為突出的問(wèn)題是當前我國液壓機械傳動(dòng)控制系統使用的各種元件基本需從國外進(jìn)口，如動(dòng)力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件等[3]。與發(fā)達國際相比，我國制造的元件在強度和精度方面均較為落后，而系統正常運行時(shí)，系統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)量嚴重影響著(zhù)整個(gè)液壓機械傳動(dòng)控制系統的完善性和功能性。如這些元件的質(zhì)量達不到相關(guān)要求，可能造成系統運行的不穩定和低功能性。因此為了實(shí)現液壓機械傳動(dòng)控制系統在各領(lǐng)域的大規模應用，需要對液壓機械傳動(dòng)控制系統的各種元件實(shí)現國產(chǎn)化，并通過(guò)國外技術(shù)引進(jìn)和自主創(chuàng )新，保證相關(guān)元件的強度和精度達到系統要求，有效提升相關(guān)元件的功能性和適應性，優(yōu)化和改善液壓機械運動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現液壓機械運動(dòng)控制系統運行的穩定性，從而帶動(dòng)機械設計制造領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的深入發(fā)展。

　　四、結語(yǔ)

　　通過(guò)本文對液壓機械傳動(dòng)控制系統優(yōu)缺點(diǎn)的闡述，以及該系統的實(shí)際應用情況和存在的問(wèn)題的分析來(lái)看。液壓機械傳動(dòng)控制系統作為一種新型的液壓傳動(dòng)技術(shù)，其可有效的提高機械的工作效率和能源利用率，保證機械工作質(zhì)量以及實(shí)現企業(yè)經(jīng)濟效益的有效提升。目前該系統已在諸多領(lǐng)域得到廣泛應用，但是應用過(guò)程中仍存在一些問(wèn)題，隨著(zhù)液壓傳動(dòng)技術(shù)的不斷完善以及這些問(wèn)題的及時(shí)處理，液壓機械傳動(dòng)控制系統應用前景將會(huì )更加廣闊。

　　參考文獻：

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

　　[2]陳博涵.對機械設計制造及自動(dòng)化相關(guān)問(wèn)題的探討[J].中國化工貿易,2015,(10).