馬 雷,李曉龍
(遼河石油勘探局筑路工程公司,遼寧 盤錦124000)
關(guān)于信息化對工程機械傳動技術(shù)的影響研究
馬雷,李曉龍
(遼河石油勘探局筑路工程公司,遼寧盤錦124000)
摘要:隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,社會及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域?qū)こ虣C械運作效果的要求也不斷提升。為適應(yīng)社會及行業(yè)發(fā)展的需要,工程機械行業(yè)開始對其傳動裝置領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品進行信息化改進,其中包括機械傳動中的信息動力閥控制技術(shù)、流體傳動中的微機數(shù)據(jù)處理技術(shù),及電傳動中的電驅(qū)動技術(shù),從而實現(xiàn)傳動技術(shù)運行效率的提升、能源消耗的減少及應(yīng)用范圍的拓展。
關(guān)鍵詞:信息化;工程機械;傳動技術(shù)
現(xiàn)階段,工程機械的應(yīng)用范圍主要在于機械制造業(yè),隨著發(fā)展程度的不斷深化,工程機械類產(chǎn)品在相關(guān)建設(shè)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的認(rèn)同,包括設(shè)備挖掘、電梯制造、機械打樁等。為進一步促進工程機械的發(fā)展,該行業(yè)領(lǐng)域開始逐步引進現(xiàn)代化信息技術(shù),促使設(shè)備操作更加精確化、高效化。為促進工程機械產(chǎn)品的不斷革新與發(fā)展,下文對信息化技術(shù)在工程機械傳動技術(shù)中影響進行分析。
工程機械傳動即是機械設(shè)備通過齒輪運轉(zhuǎn)、鏈條牽引、液壓或摩擦動力實現(xiàn)動力傳遞的活動,機械部件通過傳動才能夠?qū)崿F(xiàn)零部件的運轉(zhuǎn),從而發(fā)揮自身功能。根據(jù)動力源差異,工程機械傳動可分為機械傳動、流體傳動及電傳動。機械傳動較為基礎(chǔ),是對動力進行直接性傳遞的機械活動,主要依靠齒輪咬合、鏈條轉(zhuǎn)動、皮帶傳輸?shù)确绞綄崿F(xiàn)傳動;流體傳動則是建立在液、氣體動壓基礎(chǔ)上的力量傳輸,又可分為液壓傳動和液力傳動;電傳動相較于機械傳動和流體傳動,運用領(lǐng)域較窄,但可達(dá)成遠(yuǎn)距離的能量傳遞,是通過電動機的電能轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)機械能傳動的技術(shù)。在工程機械行業(yè)中,傳動裝置作為該行業(yè)的重要機械類型之一,對工程機械產(chǎn)品的發(fā)展與推廣具有重要影響。隨著社會發(fā)展逐漸走向信息化,工程機械的傳動裝置也開始引入計算機控制設(shè)備與電子動力系統(tǒng),傳動技術(shù)正在發(fā)生著重要變革,下文對信息技術(shù)在工程機械傳動技術(shù)中的影響進行分析。
2.1機械傳動技術(shù)中的信息動力閥控制技術(shù)
早期的機械傳動技術(shù)對動力流的控制以滑閥為主要工具,滑閥的動力控制方式較為直接,當(dāng)設(shè)備部件進行動力信息處理時,滑閥可直接影響其工作狀態(tài)?;y是較為典型的機械傳動技術(shù),但由于技術(shù)水平限制,其對傳動力度和位移的控制缺乏足夠的精確性,由此帶來微電子動力流控制技術(shù)的出現(xiàn)于應(yīng)用。該技術(shù)主要是在機械傳動技術(shù)的基礎(chǔ)上通過信息化的數(shù)據(jù)處理功能,實現(xiàn)動力閥在力度和位移中的準(zhǔn)確性,稱比例閥與伺服閥,該動力閥的出現(xiàn)與應(yīng)用是機械傳動技術(shù)朝信息化方向發(fā)展的標(biāo)志。而隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展,比例閥與伺服閥逐漸為信息化程度更高的脈沖開關(guān)閥與電磁閥所取代,后者在機械動力傳輸工程中得到了越發(fā)廣泛的運用,使得機械傳動技術(shù)中機械直接參與的動力流處理工作進一步減少,同時代之以信息數(shù)據(jù)處理技術(shù),有效提升了動力流控制的精確性、操作效率性及方法靈活性。
2.2流體傳動技術(shù)中的微機數(shù)據(jù)處理技術(shù)
在流體傳動技術(shù)中,液力變矩器是重要的機械能傳輸裝置,該裝置以液體為運作介質(zhì),通過渦輪、泵輪及導(dǎo)輪共同構(gòu)成的流體傳動元件,促使變矩器的葉片角度隨著渦輪和泵輪的轉(zhuǎn)速進行相應(yīng)改變,從而實現(xiàn)自動變矩。傳統(tǒng)液力變矩器的缺陷在于流體傳動率的運作較為低效,在傳動負(fù)載過大時,雖然傳統(tǒng)液力變矩器能夠擴大變矩比,但能量傳輸率低,甚至可能出現(xiàn)下降趨勢,嚴(yán)重影響流體傳動設(shè)備的整體運作效率,造成能源浪費。液力傳動技術(shù)的工作內(nèi)容不僅是提供動力傳送,還包括動力流的信息處理等,因此可將現(xiàn)代微機數(shù)據(jù)處理技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液力變矩器,通過相應(yīng)的軟件幫助整合動力傳遞信息,從而實現(xiàn)動力流向信息流的轉(zhuǎn)變,提升流體裝置的工作效率。以川崎旗下制造的混合動力轉(zhuǎn)載機65ZHybrid為例,該機器的流體傳動裝置取消了液力變矩器,代之電機與行星齒輪進行驅(qū)動輔助。當(dāng)傳動負(fù)載超過裝置發(fā)動機的變矩能力時,行星齒輪排則開始與電機聯(lián)合運作,對系統(tǒng)驅(qū)動進行援護,保障傳動系統(tǒng)能夠在常規(guī)運作效率下完成大負(fù)載量的變矩工作。此外該流體傳動系統(tǒng)還可對剎車時產(chǎn)生的裝載機動能進行儲備,必要時予以釋放,實現(xiàn)燃料消耗的減少。
2.3電傳動技術(shù)中的電驅(qū)動技術(shù)
工程機械中的點傳動技術(shù)由于對電機等電磁裝置的要求較高,因此該技術(shù)的實際運用范圍相比于機械傳動技術(shù)及流體傳動技術(shù)較為狹窄。電傳動裝置主要應(yīng)用于大型礦山的開采工程中的超大噸位工礦電輪車。由于電傳動技術(shù)與電子技術(shù)在運作原理中存在相通性,省略了部分能量信息轉(zhuǎn)換工作,因此微電子信息處理技術(shù)在電傳動裝置中的運用較機械傳動裝置與流體傳動裝置更加快捷、便利。隨著電傳動技術(shù)信息化程度的不斷提高,電驅(qū)動技術(shù)在該領(lǐng)域的運用也越發(fā)廣泛。以日本機械制造商小松公司旗下的混合型電動挖掘機PC200-8為例,該挖電動挖掘機即將采用電驅(qū)動技術(shù)代替原有的液壓驅(qū)動。當(dāng)設(shè)備運行時,回轉(zhuǎn)電機能夠?qū)⒒剞D(zhuǎn)元件運作過程及設(shè)備剎車時產(chǎn)生的能量進行存儲,在必要時釋放以實現(xiàn)能量的高效利用。除了電驅(qū)動技術(shù),近年來還出現(xiàn)了信息化的變流控制技術(shù),對電傳動設(shè)備中直-直、交-直、交-直-交的變流模式進行信息化控制。以電驅(qū)動技術(shù)為代表的電傳動微機信息處理技術(shù),可幫助減少能量的額外輸出,降低燃料消耗,滿足節(jié)能減排的發(fā)展需要,適應(yīng)了現(xiàn)代化的工程建設(shè)。信息化變流控制技術(shù)可提升變流的效率與精確性,可在高鐵、飛機及風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域開展應(yīng)用。
信息化技術(shù)的引入可在一定程度上提升工程機械傳動技術(shù)的應(yīng)用效果,表現(xiàn)在機械傳動中的信息動力閥控制技術(shù)、流體傳動中的微機數(shù)據(jù)處理技術(shù),及電傳動中的電驅(qū)動技術(shù)。通過信息化管控,可幫助提升傳動過程的精確性、效率性、節(jié)能性,不斷拓展傳動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和深度,從而促進工程機械行業(yè)的進一步發(fā)展,為現(xiàn)代工程建設(shè)事業(yè)的信息化發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
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作者簡介:馬雷(1973-),男,機械工程師,本科,從事工程機械的管理與故障分析工作