機械制造中液壓機械傳動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

周杰

江蘇騰旋科技股份有限公司 江蘇無錫 214112

目前，我國液壓技術(shù)在應(yīng)用中取得了一些進步，液壓技術(shù)發(fā)展的潛力在應(yīng)用中也能有所體現(xiàn)。但在實際應(yīng)用中，其潛力挖掘是不夠的。我國液壓技術(shù)的很多元件還沒有實現(xiàn)自主研發(fā)，現(xiàn)代液壓機械傳動控制系統(tǒng)中的很多元件還需要依靠進口滿足需求。并且，在元件配置中，有些產(chǎn)品同其他國家使用的產(chǎn)品在質(zhì)量上還是存在差距的。要想發(fā)展我國的液壓技術(shù)，必須要加大液壓研究工作，彌補研究領(lǐng)域中的不足。相關(guān)技術(shù)人員要加強液壓技術(shù)研究，能夠形成成熟的技術(shù)，并研究出自己的產(chǎn)品。要制定液壓技術(shù)發(fā)展目標，根據(jù)我國液壓技術(shù)情況，根據(jù)我國產(chǎn)品情況，實現(xiàn)技術(shù)上的創(chuàng)新突破。通過技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計出好的產(chǎn)品，使我國的液壓產(chǎn)品能夠趕超發(fā)達國家的技術(shù)產(chǎn)品，這樣，才能有效解決我國液壓機械傳動控制技術(shù)在應(yīng)用過程中存在的缺憾。液壓技術(shù)有較為理想的傳遞效率，能夠?qū)崿F(xiàn)恒功率操作。并且，這種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，便于使用，在機械操作過程中，通過簡單的操作動作就可以實現(xiàn)對這種系統(tǒng)的有效使用。因此，液壓機械傳動控制技術(shù)的應(yīng)用前景是非常廣闊的[1]。

1 液壓機械傳動系統(tǒng)基本原理

液壓機械傳動的作用是使液體保持平衡，使其靜止，系統(tǒng)中的液體壓強相同。尺寸不一的活塞在系統(tǒng)中依據(jù)所受壓力施加相應(yīng)的壓力，以保持液體靜止，即小活塞施加的壓力較小，較大的活塞對應(yīng)較大的壓力。以液體為介質(zhì)，通過其壓力變化實現(xiàn)能量傳遞，從而驅(qū)動機械設(shè)備。液壓傳動涉及的元件很多，最關(guān)鍵的元件有四類，分別為動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。（1）動力元件的主要作用是將機械能（電能）轉(zhuǎn)換成液壓能,為整個液壓系統(tǒng)提供液壓能，如液壓泵是液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置，其主要工作原理是不斷變換吸油腔與壓油腔的容積實現(xiàn)供油的目的。最常見的液壓泵主要有葉片泵、齒輪泵、柱塞泵等。根據(jù)壓力等級不同又分成低壓、中壓、高壓、超高壓。（2）執(zhí)行元件的主要作用是實現(xiàn)將液壓能量轉(zhuǎn)換成機械能從而實現(xiàn)驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)完成各種工況動作的目的。如液壓馬達（輸出旋轉(zhuǎn)運動）、液壓缸（輸出直線往復運動）等，這些元件都是整個傳動系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置，配合不同的控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化的輸出需求。（3）控制元件（控制閥）顧名思義是用來控制液壓系統(tǒng)中各種系統(tǒng)參數(shù)或動作要求的元件，主要分為三大類：壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。壓力控制閥主要用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的各種壓力設(shè)定，如溢流閥、減壓閥、卸荷閥等；流量控制閥主要用于控制液壓系統(tǒng)內(nèi)的各種流量的設(shè)定需求，使執(zhí)行元件能夠在滿足工況要求的前提下實現(xiàn)穩(wěn)定輸出，如節(jié)流閥、調(diào)速閥等；方向控制閥主要用來控制介質(zhì)的流動方向從而達到控制各種執(zhí)行元件的運動方向的目的，也稱換向閥。換向閥的控制方式也是多樣化的，分別有手動換向閥、電磁換向閥、液控換向閥和電液控制換向閥。（4）輔助元件的作用主要是連接各種元件（如接頭、膠管）、傳遞液壓能（介質(zhì)）、儲存液壓能（如蓄能器、液壓油箱等）、顯示設(shè)定參數(shù)（如壓力表、傳感器等）等。它們也是系統(tǒng)不可缺少的組成部分，是保證保證系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵。

2 液壓機械傳動控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點

2.1 高度集成化

作為液壓機械傳動控制系統(tǒng)的重要特點之一，高度集成化在機械制造方面具有十分顯著的優(yōu)勢。不同專業(yè)以及行業(yè)往往會對機械制造產(chǎn)品提出不同的要求，而在以往的機械制造作業(yè)中，為了滿足這些不同的要求，技術(shù)人員需要對每一項機械制造環(huán)節(jié)進行嚴格的計算。即便這樣，仍然無法滿足所有行業(yè)的需求。然而在高度集成化模式的幫助之下，這一問題得到了有效的解決，不同專業(yè)的要求可以通過集成化由設(shè)計師進行具體的機械設(shè)計，而不同規(guī)模，不同精度的產(chǎn)品對于工作效率幾乎沒有影響。在高度集成化的幫助下，機械制造行業(yè)必將進一步發(fā)展。

2.2 小型化、輕質(zhì)化

具備小型化以及輕質(zhì)化優(yōu)點的液壓機械傳動控制系統(tǒng)能夠適應(yīng)各種不利的工作條件，在不同的施工環(huán)境中也總能夠找到最佳的施工措施，這一優(yōu)點極大地拓寬了該系統(tǒng)應(yīng)用的范圍，為機械制造的深度研究提供了條件[2]。

2.3 效率高、精度高

對于不同困難程度的機械設(shè)計制造工作，液壓機械傳動控制系統(tǒng)都能夠憑借自身優(yōu)勢對其進行嚴格劃分，逐步完成機械制造工作的內(nèi)容，而高精度的操作系統(tǒng)也進一步提高了機械設(shè)計以及制造的效率。

2.4 發(fā)展前景廣闊

在機械制造行業(yè)，液壓機械傳動控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用將機械技術(shù)以及自動化技術(shù)完美的結(jié)合在了一起，進而使機械設(shè)計制造進入了全新的世界，又有了更廣闊的發(fā)展空間。更重要的是，機械設(shè)計制造未來的發(fā)展方向也在這一廣泛應(yīng)用中得到明確。

2.5 液壓機械傳動的缺點

系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵之一就是液壓系統(tǒng)不能發(fā)生泄漏，一旦發(fā)生漏油就會造成傳動比例平衡被打破。同時溫度對液壓機械傳動的影響也比較大，因為在不同的溫度下，系統(tǒng)中的液體粘性不同，從而影響到液壓機械傳動控制系統(tǒng)的運動特性，進而影響到液壓機械傳動控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行?；诖耍瑸楸ＷC液壓機械傳動系統(tǒng)正常工作必須注意系統(tǒng)作業(yè)溫度，避免其在規(guī)定溫度范圍之外工作。另外，液壓機械傳動系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，其故障檢修難度較大，復雜程度較高，而且液壓機械控制系統(tǒng)在運行過程中會對自然環(huán)境產(chǎn)生污染，一些液壓元件加工過程中會產(chǎn)生金屬粉末，這些粉末粘貼在金屬管螺紋部位，容易造成密封膠脫落。系統(tǒng)在運行過程中，來自于外部的環(huán)境污染物也可能吸附在油箱上，對液壓機械傳動控制系統(tǒng)的運行穩(wěn)定帶來不利影響。假如系統(tǒng)運行前沒有清理干凈雜質(zhì)，內(nèi)部與外部的雜質(zhì)混合后會在系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生摩擦，從而影響液壓機械傳動控制系統(tǒng)的正常運行。

3 機械設(shè)計制造中液壓機械傳動控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析

3.1 機床中的應(yīng)用

液壓機械傳動控制系統(tǒng)可以用磨床砂輪架、工作臺的驅(qū)動。例如，車床、刨床等機械設(shè)備。這些機械設(shè)備在工作中通常需要進行不同速度的運動，有時要快速移動，有時需要迅速移動。因此，可以運用液壓機械傳動控制系統(tǒng)有效控制機床設(shè)備的運動，以滿足其工作需求。例如，刨床這類機床設(shè)備在工作中需要進行循環(huán)高速直線運動，而運用液壓機械傳動控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)刨床高效精準地運動，其控制精度可以達到0．01～0．02mm。而車床這類機械設(shè)備中夾緊、分度、工件運輸?shù)妊b置可以運用液壓機械傳動控制系統(tǒng)實現(xiàn)高效精準地驅(qū)動，從而提高設(shè)備的自動化控制水平[3]。

3.2 在機械行走驅(qū)動中的應(yīng)用

作為機械設(shè)計的關(guān)鍵一環(huán)，行走驅(qū)動對功率、速度、軸旋轉(zhuǎn)等方面的控制有較高要求。運用液壓機械傳動控制系統(tǒng)可以有效提高機械行走驅(qū)動能力，在某些范圍內(nèi)可以高效控制各種運動參數(shù)、動力參數(shù)，可以在低速低負荷的情況實現(xiàn)良好的控制效果，且系統(tǒng)控制下，傳輸效率較高，可以實現(xiàn)高效地速度調(diào)節(jié)，正反運轉(zhuǎn)，因此，液壓機械傳動控制系統(tǒng)在工程機械行走驅(qū)動中的應(yīng)用越來越廣泛，通過液壓傳動控制系統(tǒng)可以更好地滿足工程機械行走驅(qū)動需求。

3.3 在數(shù)控車床中的應(yīng)用

液壓機械傳動控制系統(tǒng)可以應(yīng)用于數(shù)控車床，高效驅(qū)動數(shù)控車床中各個元件，如液壓下盤夾松，尾架套筒頂退。通過液壓機械傳動控制系統(tǒng)可以有效確保油泵油箱安全，在出油管路中設(shè)置壓力繼電器，如果壓力小于2．0MPa時，系統(tǒng)將發(fā)出警報。在夾緊裝置中通過液壓機械傳動控制系統(tǒng)，能夠自動調(diào)控壓力，使其保持正常。在尾架裝置中可通過單向節(jié)流控制頂出速度，通過減壓閥調(diào)控頂緊力。

3.4 在鍛壓機中的應(yīng)用

在機械控制中，鍛壓機沖擊大，氣動鍛壓機不夠平穩(wěn)，在操作過程中常常會出現(xiàn)一些問題。而液壓機械傳動控制系統(tǒng)能夠很好的克服機械傳動鍛壓機存在的上述缺陷，系統(tǒng)能夠自動控制輸出壓力，極大的降低了操作過程中的危險系數(shù)?？刂浦悄軆?yōu)化對于工業(yè)化發(fā)展具有無法代替的作用，液壓機械傳動控制系統(tǒng)能夠通過控制智能優(yōu)化服務(wù)于社會，為機械制造行業(yè)的進步提供保障。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著機械設(shè)計制造技術(shù)的發(fā)展，工程機械智能化、自動化水平不斷提升，相應(yīng)的對機械裝置的要求也越來越高。液壓機械傳動技術(shù)和液壓機械傳動控制系統(tǒng)的發(fā)展，使得其機械設(shè)計制造領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢日益凸顯。尤其是液壓傳動控制技術(shù)、微電子技術(shù)的有機結(jié)合可以充分發(fā)揮其作用，為機械設(shè)計制造的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。但是液壓機械傳動控制系統(tǒng)也有需要改進之處，因此，需要高度重視并積極完善，推動液壓傳動控制系統(tǒng)的發(fā)展。技針對液壓機械傳動控制系統(tǒng)基本原理與優(yōu)缺點，論述其實際應(yīng)用旨在促進液壓機械傳動控制系統(tǒng)的應(yīng)用。