試論機械設計制造中的液壓機械傳動控制系統(tǒng)

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1試論機械設計制造中的液壓機械傳動控制系統(tǒng)摘要：隨著我國機械制造水平的發(fā)展，制造了大量功率和容量要求較高的計算設備，其中液壓機械傳動控制系統(tǒng)是一種新型傳動技術，其已廣泛應用于機械設計制造領域，液壓機械傳動控制系統(tǒng)對機械設計制造水平起到了關鍵性作用，這種傳動控制系統(tǒng)主要采用液體作為介質進行相關傳動控制，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控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點進行闡述，并分析了該系統(tǒng)的實際應用情況和存在的問題關鍵詞：液壓機械，設計制造．控制系統(tǒng)液壓機械傳動控制系統(tǒng)是一種流體傳動與控制技術有效結合的先進技術，其主要包括動力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件[1]。該系統(tǒng)采用液體作為能量傳動以及控制的有效介質，并由元件回路控制對能量進行傳遞。目前該系統(tǒng)已在諸多領域得到廣泛應用，特別是機械設計制造領域已離不開液壓機械傳動控制系統(tǒng)的大量使用，其也促使機械設計制造領域的不斷發(fā)展，因此研究液壓機械傳動控制系統(tǒng)在機械設計制造中的實際應用情況意義重大。一、液壓機械傳動控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點1.液壓機械傳動控制系統(tǒng)的優(yōu)點液壓機械傳動控制系統(tǒng)的優(yōu)點可以歸納為以下 4 點：首先是功2率高，液壓機械傳動控制系統(tǒng)主要由動力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件等組成。與傳統(tǒng)的液壓傳動和機械傳動相比，這種系統(tǒng)的液壓機械傳動功率相對較大，同時這種系統(tǒng)引入了微電子技術，使得該系統(tǒng)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控制系統(tǒng)的各元件高度集成化的特點，使得該系統(tǒng)小型化、輕質化發(fā)展。同時由于系統(tǒng)內部各元件的相互協(xié)作性較好，也使得該系統(tǒng)可操作程度高，可針對不同的工作要求進行有效的液壓機械傳動。接下來是穩(wěn)定性好。這種液壓機械傳動控制系統(tǒng)實際應用可將機械工作過程中產(chǎn)生的熱量通過液壓油流動傳遞，可有效降低系統(tǒng)溫度，避免系統(tǒng)局部過熱的情況，進而保證機械的使用穩(wěn)定性。同時由于上述原因，該系統(tǒng)也可用于低速重載條件的液壓機械傳動。最后是自動換擋功能，為了使得操作人員根據(jù)相關要求對機械進行簡便靈活操作，提高機械工作效率，可使用這種液壓機械傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有自動換擋功能，可根據(jù)實際工作條件和機械運行要求的不同進行有效的擋位自動調節(jié)，方便操作人員進行工作裝置的操作，不要考慮擋位操作的問題，可降低機械工作中的操作失誤概率，進而實現(xiàn)整體機械的工作效率。2.液壓機械傳動控制系統(tǒng)的缺點液壓機械傳動控制系統(tǒng)的缺點主要包括以下 5 個方面：首先是液壓系統(tǒng)漏油問題，這是液壓機械傳動控制系統(tǒng)的重要缺點之一，其嚴重影響整個傳動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和正確性。這種液壓系統(tǒng)漏3油問題使得液壓機械傳動的傳動比率波動性大，達不到相關液壓機械傳動控制要求，嚴重影響液壓傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和傳動控制的正確性，該缺點也會對整個機械工作狀態(tài)造成不利效果，使得機械工作效率低，同時由于這種原因，該系統(tǒng)不適宜長距離傳動。其次是溫度變化問題，通常系統(tǒng)內的溫度變化會直接影響到系統(tǒng)的運動特性。這種液壓機械運動控制系統(tǒng)對溫度要求較高，當系統(tǒng)溫度升高時，系統(tǒng)內的液體粘度發(fā)生變化，使得系統(tǒng)的運動特性也隨之改變，進而影響機械的工作穩(wěn)定性。因此該系統(tǒng)運行過程中應對溫度變化進行重點監(jiān)控，防止機械運行因溫度變化造成的偏差問題。再次是故障的檢查和排除難度大，液壓機械傳動控制系統(tǒng)的故障檢查和排除工作量和難度較大。該系統(tǒng)正常運行時，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題，而系統(tǒng)外的粉塵的大量附著到機器設備上，也會對系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性造成嚴重影響。對于系統(tǒng)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，實際運行時，液壓機械運動控制系統(tǒng)容易由于一些外界因素干擾，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行結果得不到保障，因此需要在系統(tǒng)實際運行前進行全面的清掃工作，盡可能的避免外界因素對系統(tǒng)的干擾。二、液壓機械傳動控制系統(tǒng)在機械設計及制造中的具體應用1.液壓機械傳動控制系統(tǒng)的應用特點根據(jù)液壓機械傳動控制系統(tǒng)的高度集成化特點，其可有效滿足不同行業(yè)對機械設計及制造的規(guī)模、功率、精度和工作效率的嚴格4要求。而小型化、輕質化的特點也使得該系統(tǒng)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域，液壓機械運動控制系統(tǒng)可以根據(jù)自身特點有效彌補傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)的不足，同時該系統(tǒng)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。液壓機械傳動控制系統(tǒng)將自動化控制技術實際應用到機械設計和制造領域，其可加快機械設計和制造的自動化進程，同時自動化也是未來機械設計和制造的研究開發(fā)的重要方向[2]。這種應用可有效控制產(chǎn)品質量以及提高生產(chǎn)效率，實際滿足機械產(chǎn)品的行業(yè)需求。目前液壓機械傳動控制系統(tǒng)也廣泛應用在國防、農(nóng)業(yè)、冶金和煤礦等眾多行業(yè)。2.液壓傳動無級變速器機械設計制造中，可采用液壓機械傳動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)對其速度的有效控制，也就是無級變速技術。一般而言，該液壓系統(tǒng)正常運行需要使用變量泵以及定量馬達。當系統(tǒng)工作時，通過發(fā)動機將動力分離，其中一部分順著離合器傳送給行星架，而另一部分則是經(jīng)過液壓系統(tǒng)到達太陽輪，這兩部分動力通過差動輪系部分進行有效合成后，再通過差動輪系的齒圈對外輸出。通常實際機械工作前需要斷開離合器 C1，同時閉合 C2，使得發(fā)動機的全部動力進入液壓系統(tǒng)，從而保證機械的正常啟動。而機械實際工作時，離合器 C1 閉合而 C2 斷開，采用控制系統(tǒng)將液壓馬達的轉速降至 0，此時發(fā)動機的所有動力通過機械系統(tǒng)進行有效傳遞，其可提高機械工作過程中的動力傳遞效率，并對系統(tǒng)馬達轉動方向進行合理調整，進而調節(jié)5機械工作的輸出速度，保證系統(tǒng)在不同速度下的正常運行，進而實現(xiàn)這個機械系統(tǒng)的無級變速。目前這個液壓傳動無級變速器已實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域。 3.純水液壓機械傳動控制系統(tǒng)目前機械制造業(yè)領域中，純水液壓機械傳動控制系統(tǒng)是液壓傳動技術的重要發(fā)展方向之一，該系統(tǒng)是科技進步和環(huán)境保護的結合產(chǎn)物，其是一種新型的液壓傳動技術，其采用純水作為能量傳動以及控制的有效介質，這是該系統(tǒng)的最大特點。與液壓油相比，純水價格便宜、制備簡單以及來源廣泛，可有效降低企業(yè)的運營成本，從而提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。冶金、煤礦等特殊行業(yè)，對液壓機械傳動控制系統(tǒng)要求較高，常規(guī)的液壓油泄漏容易引起火災，這嚴重威脅著企業(yè)的安全運營，而純水具有良好的阻燃性，可防止液壓機械傳動控制系統(tǒng)液壓油泄漏引發(fā)的安全問題。與礦物型的液壓油相比，純水的壓縮系數(shù)較低，使得純水的壓縮損失相對較少。同時常規(guī)液壓機械傳動控制系統(tǒng)的液壓油泄漏問題，會對水體和土壤造成嚴重的污染，這也制約著冶金、煤礦等行業(yè)綠色化、可持續(xù)化發(fā)展，而采用純水液壓機械傳動控制系統(tǒng)，其可造成的環(huán)境污染程度較低。目前純水液壓機械傳動控制系統(tǒng)已在一些行業(yè)得到實際應用，該系統(tǒng)污染小、成本低等特點符合我國相關行業(yè)環(huán)境保護要求，其也是常規(guī)液壓機械傳動控制系統(tǒng)的代替技術，因此純水液壓機械傳動控制系統(tǒng)作為機械制造業(yè)領域中的熱點研究對象，該系統(tǒng)的研究開發(fā)以及實際應用前景廣闊。6三、液壓機械傳動控制系統(tǒng)實際應用存在的問題液壓機械傳動控制系統(tǒng)采用的技術成熟度的不斷提高，也促使著該系統(tǒng)在諸多領域得到廣泛的應用，尤其是在機械設計制造領域，其不僅可以降低人工勞動強度，同時也可有效控制相應的企業(yè)運行成本。但是當前系統(tǒng)的實際應用還存在一些問題，其中較為突出的問題是當前我國液壓機械傳動控制系統(tǒng)使用的各種元件基本需從國外進口，如動力元件、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(tǒng)正常運行時，系統(tǒng)需要這些元件的相互協(xié)作才能完成相關工作，因此這些元件的質量嚴重影響著整個液壓機械傳動控制系統(tǒng)的完善性和功能性。如這些元件的質量達不到相關要求，可能造成系統(tǒng)運行的不穩(wěn)定和低功能性。因此為了實現(xiàn)液壓機械傳動控制系統(tǒng)在各領域的大規(guī)模應用，需要對液壓機械傳動控制系統(tǒng)的各種元件實現(xiàn)國產(chǎn)化，并通過國外技術引進和自主創(chuàng)新，保證相關元件的強度和精度達到系統(tǒng)要求，有效提升相關元件的功能性和適應性，優(yōu)化和改善液壓機械運動控制技術，實現(xiàn)液壓機械運動控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，從而帶動機械設計制造領域和相關領域的深入發(fā)展。四、結語通過本文對液壓機械傳動控制系統(tǒng)優(yōu)缺點的闡述，以及該系統(tǒng)的實際應用情況和存在的問題的分析來看。液壓機械傳動控制系統(tǒng)作為一種新型的液壓傳動技術，其可有效的提高機械的工作效率和能源利用率，保證機械工作質量以及實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益的有效提升。7目前該系統(tǒng)已在諸多領域得到廣泛應用，但是應用過程中仍存在一些問題，隨著液壓傳動技術的不斷完善以及這些問題的及時處理，液壓機械傳動控制系統(tǒng)應用前景將會更加廣闊。參考文獻：１. 徐濂．關于機械液壓傳動系統(tǒng)的分析與研究{Ｊ} ２０１３２. 陳池，對機械設計相關問題的探討{Ｊ} ２０１５