礦山機械中液壓機械轉(zhuǎn)動的應(yīng)用探討

摘要：液壓控制具有獨特的優(yōu)勢：能實現(xiàn)大范圍的無極調(diào)速;在同等功率下，體積小，重量輕，轉(zhuǎn)動慣量小，動態(tài)性能好;采用液壓油作為傳動介質(zhì)，液壓元件有自我潤滑作用，有較長的使用壽命;液壓元件標(biāo)準化、系列化，便于設(shè)計、制造和推廣應(yīng)用;易實現(xiàn)自動工作循環(huán)和自動過載保護。本文基于礦山機械中液壓機械轉(zhuǎn)動的應(yīng)用探討展開論述。由于液壓轉(zhuǎn)動的體積較小，靈活性較強，并且在無極自動變速過程中能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)運行，因此在機械及車輛中得到較為廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，此項技術(shù)得到不斷的更新和完善，成為最為常用的傳動模式之一，其應(yīng)用能夠節(jié)省工作時間，使工作效率和質(zhì)量得到顯著的提升?；诖耍疚闹饕獙σ簤簷C械傳動在礦山機械中的應(yīng)用進行了簡要的分析，希望可以為相關(guān)工作人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：礦山機械;液壓機械轉(zhuǎn)動;應(yīng)用探討

引言

因為我國工業(yè)發(fā)展速度越來越快，機械設(shè)計制造效率也日益提高，而在機械設(shè)計制造中有效應(yīng)用液壓機械傳動控制系統(tǒng)，可以加強機械傳動的控制系統(tǒng)。因此，目前我國機械設(shè)計制造領(lǐng)域需要進一步深入研究分析液壓機械傳動控制系統(tǒng)在機械設(shè)計及制造中的應(yīng)用，這樣才可以更好的促進我國工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

1傳動機理

液壓機械轉(zhuǎn)動作為一種全新的轉(zhuǎn)動方式，以液體作為主要工作介質(zhì)，對能量進行傳遞、控制，利用液體壓力進行能量轉(zhuǎn)換。在礦山機械領(lǐng)域中，液壓機械轉(zhuǎn)動系統(tǒng)主要由調(diào)速機構(gòu)、變速機構(gòu)以及回流機構(gòu)構(gòu)成。在系統(tǒng)運行中，發(fā)動機裝置同時傳輸機械動力以及液壓動力。其中機械動力經(jīng)由離合器向行星架進行傳遞，液壓動力則經(jīng)由液壓轉(zhuǎn)動裝置向太陽輪進行傳遞。隨后，差動輪系統(tǒng)對機械動力、液壓動力進行合成，再將合成動力經(jīng)由齒輪圈進行傳遞。在系統(tǒng)準備模式下，對離合器下達脫開/閉合控制指令，經(jīng)由液壓傳動輸出合成動力，進而使得機械工作狀態(tài)切換為準備微動狀態(tài)。最后，調(diào)整離合器工作狀態(tài)，對液壓馬達裝置進行江蘇處理，從而降低設(shè)備轉(zhuǎn)速，借助機械動力以傳遞發(fā)動機動力。在馬達開展正反方向回轉(zhuǎn)動作時，將實時調(diào)節(jié)輸出功率，實現(xiàn)無級變速傳動的應(yīng)用目的。

2液壓機械控制系統(tǒng)概述

由于液壓控制系統(tǒng)礦物油作用，在工作狀態(tài)下會出現(xiàn)平衡現(xiàn)象。因此現(xiàn)場操作人員要做好細節(jié)工作，嚴格控制活塞體積，根據(jù)周邊的壓力情況作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)控。活塞體積過大，會增加壓力值，這時可以通過系統(tǒng)內(nèi)部的礦物油，將其進行力量轉(zhuǎn)換，提升工作效率。該系統(tǒng)由執(zhí)行、動力、輔助三個元部件組成，工作重點在執(zhí)行環(huán)節(jié)，該步驟是控制的關(guān)鍵。執(zhí)行元件可以有效將礦物油進行壓力轉(zhuǎn)換，通過壓力泵提高轉(zhuǎn)換率，在操作中要特別注意礦物油的流動速度。動力元件的常用設(shè)備為齒輪泵，深入了解該設(shè)備的運行原理，有效提高礦物油的傳輸效率。PLC的控制是由系統(tǒng)程序控制的，用戶程序是根據(jù)自己的需要由用戶編譯的程序。近年來，工業(yè)自動化的思維方式給予了適用于液壓系統(tǒng)的開發(fā)條件。它具有以下特點：（1）靈活性和普遍性。PLC控制功能的實現(xiàn)主要取決于其自身的存儲器中建立的編程程序。如果需要改變控制過程，或者在實際控制有問題的情況下，需要僅再次變更控制程序。至此，PLC需要變更系統(tǒng)內(nèi)部軟件，有效地控制不同的對象。（2）可靠性強。在機械制造領(lǐng)域，要求機械的可靠性和抗干擾能力強。在嚴酷的環(huán)境中需要機械作業(yè)，液壓驅(qū)動在任意的工作環(huán)境中能夠穩(wěn)定地運行。（3）操作簡單且易維護。用戶不需要具備計算機知識，僅需要參照圖表指示就可以完成操作和維護。（4）功能強。目前，液壓傳輸系統(tǒng)能夠有效控制開關(guān)量和模擬量，不僅可以控制單一目標(biāo)，還可以控制群體目標(biāo)。另外，通過無線控制技術(shù)的開發(fā)，也可以實現(xiàn)一些復(fù)雜的遠程控制功能。輸入/輸出分配方面，根據(jù)系統(tǒng)控制條件設(shè)置18個輸入IO口以及6個開關(guān)信號。

3液壓機械傳動控制系統(tǒng)的優(yōu)點

在液壓機械傳統(tǒng)系統(tǒng)實際運行過程中，應(yīng)用于鋼鐵冶金機械以及機械加工，其實用性是相當(dāng)強的。一般來說，液壓機械傳動控制系統(tǒng)具有顯著的特征，比如：速度快以及效率高等等，傳動功率也是相當(dāng)大的，不僅一體化，而且小型化。系統(tǒng)能夠與微電子技術(shù)密切合作，真正實現(xiàn)功率準確控制，在很大程度上可以大大的提升機械設(shè)計制造水平?？茖W(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，各個領(lǐng)域?qū)σ簤簷C械傳動控制系統(tǒng)的需求也存在差異，應(yīng)用于海洋開發(fā)領(lǐng)域，液壓機械傳動控制系統(tǒng)和電子技術(shù)的有效配合，發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。自動變速換擋。在液壓機械傳動系統(tǒng)運行中，系統(tǒng)具備無間隙傳動功能、傳動過程較為平穩(wěn)、操作省力，工作人員無須手動開展變速調(diào)節(jié)工作，既大幅提高了機械工作效率，同時，也降低了人為因素對礦山機械傳動效率與作業(yè)安全的影響。此外，在保證系統(tǒng)傳動效率與平穩(wěn)性的同時，可高速啟動與頻繁轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)大范圍無級調(diào)速（傳動比高達1：1000），充分滿足了礦山機械設(shè)備需要。液壓機械傳動控制系統(tǒng)能夠根據(jù)實際情況及時進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，具有多方面的特征，比如：體積較小以及反應(yīng)速度相當(dāng)快等等，使用過程中方便操作控制，可以對載荷進行動態(tài)調(diào)整，使用性能相當(dāng)優(yōu)越，能夠?qū)⒃O(shè)備的使用時間加長。除此之外，通過對液壓機械傳動控制系統(tǒng)進行合理運用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的機械設(shè)計制造，而且能夠減少人工勞動強度，創(chuàng)造更的經(jīng)濟效益。在傳動電力傳動方式中，原動機開展旋轉(zhuǎn)運動，系統(tǒng)的實際傳動效率較低。而對液壓機械傳動方式的應(yīng)用，可以將原動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，進而提升系統(tǒng)傳動效率。同時，將液壓功率流與機械傳動流進行并聯(lián)/合成傳動，在大幅提高裝載作業(yè)量的同時，也使得礦山機械燃料得以充分燃燒，達到了資源的高效利用。

4液壓機械傳動診斷方法

為及時發(fā)現(xiàn)液壓機械傳動系統(tǒng)所存在故障隱患，一方面需加強系統(tǒng)與礦山機械設(shè)備維護保養(yǎng)工作力度，另一方面，也需靈活運用各項液壓機械傳動診斷方法。而主要診斷方法如下。（1）儀器診斷。工作人員使用相關(guān)儀器工具，對礦山機械與液壓機械傳動系統(tǒng)的震動方式/頻率、系統(tǒng)運行壓力、液體流量與流速等數(shù)據(jù)加以測定，進而判斷是否存在故障隱患，具體故障類別與范圍。（2）主觀診斷。工作人員對液壓機械傳動系統(tǒng)的運行工況加以檢查，依據(jù)自身工作經(jīng)驗判斷系統(tǒng)故障類別、鎖定大體故障范圍，為后續(xù)故障診斷與檢修工作的開展提供方向。例如，在液壓機械傳動系統(tǒng)出現(xiàn)噪聲震動故障問題時，工作人員可將故障范圍與成因鎖定為零部件松動、空穴現(xiàn)象、機械內(nèi)部流入空氣或是元件堵塞，針對性開展故障排查工作。（3）模型診斷。配置傳感器等裝置，并采用動態(tài)測試技術(shù)，以獲取液壓機械傳動系統(tǒng)的動態(tài)運行情況，以及礦山機械的實時運行參數(shù)。隨后，在其基礎(chǔ)上構(gòu)建診斷模型，直觀化呈現(xiàn)所存在的故障問題。

5常見的傳動裝置管理

一個完整的液壓傳動控制系統(tǒng)，內(nèi)部含有動力元件，控制原件，輔助元件設(shè)備，在體系中，動力元件為整個液壓機械動力系統(tǒng)帶來了動力，常見的類型有液壓泵。當(dāng)其轉(zhuǎn)動時候，整個液壓裝置可以實現(xiàn)液體的循環(huán)運動，以此來提升液壓的轉(zhuǎn)動液體的循環(huán)運動動力。值得注意的是，在優(yōu)化整個液壓傳動控制體系運動的同時，操作人員應(yīng)當(dāng)選用低耗能的液壓泵，以此來保證其符合可持續(xù)發(fā)展要求。液壓機械傳動裝置具有集成化的特點，在后期的工業(yè)生產(chǎn)中，也可以根據(jù)機械傳動控制系統(tǒng)的小型化，便捷化來實現(xiàn)機械傳動質(zhì)量。在實際的運用中，對應(yīng)的單位也應(yīng)當(dāng)賦予系統(tǒng)的不同的使用價值和運用功能，減少客觀環(huán)境對工業(yè)化生產(chǎn)的影響，以此在大氛圍內(nèi)提升液壓管理的質(zhì)量。例如，在液壓機械使用中，可以將其運用于操作橋架上，并讓其借助機械傳動裝置的特點，實現(xiàn)和優(yōu)化信息處理，也減少傳輸控制的影響，完成機械處理質(zhì)量。最后，針對現(xiàn)代液壓機械傳動控制系統(tǒng)的特點，基層單位也要做好自動化，綜合化的管理，以此來推動機械設(shè)計和制造高緯度的控制，保證其具有良好的發(fā)展前景。

6主油泵供油系統(tǒng)

現(xiàn)階段，液壓機械傳動技術(shù)已經(jīng)是我國工程領(lǐng)域發(fā)展中十分重要的一部分，而且在未來的工程領(lǐng)域也占據(jù)著重要地位，有著非常廣闊的發(fā)展空間。液壓傳動技術(shù)的基本原理就是利用液體的靜壓力與機械能之間進行轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)對機械設(shè)備的驅(qū)動。按照油液循環(huán)方式分為閉式循環(huán)系統(tǒng)和開式循環(huán)系統(tǒng)。開式系統(tǒng)是指液壓泵從油箱吸油，通過換向閥給執(zhí)行元件供油以驅(qū)動工作機構(gòu)，執(zhí)行元件的回油經(jīng)換向閥回油箱。系統(tǒng)油液回油箱，可以發(fā)揮油箱的散熱、沉淀雜質(zhì)的作用。在開式循環(huán)系統(tǒng)中對泵的自吸能力有一定的要求，以及液壓裝置的使用溫度條件、液壓油的黏度進行考慮，來對吸油管路的阻力進行計算，并且還要對液壓泵油箱液位的安裝位置進行確定，設(shè)計吸油管路。此外，在對液壓泵的自吸能力計算的同時要確保富裕量的充足。這種循環(huán)系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)較為簡單，仍被大多數(shù)小型工程機械所采用。在閉式系統(tǒng)中，油液不經(jīng)油箱，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為緊湊，空氣不易滲入系統(tǒng)，故傳動的平穩(wěn)性好。工作機構(gòu)的變速和換向靠調(diào)節(jié)泵或馬達的變量機構(gòu)實現(xiàn)，避免了在開式系統(tǒng)換向過程中所出現(xiàn)的液壓沖擊和能量損失。同時也會出現(xiàn)油液不回油箱，油液的散熱和過濾的條件較差的現(xiàn)象。一般情況下，閉式系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般為液壓馬達。部分工程機械行走系統(tǒng)當(dāng)中，大都選擇馬達來驅(qū)動，由于馬達有良好的低速性能和大輸出扭矩，因此應(yīng)用較為廣泛。

結(jié)束語

在現(xiàn)代科技的推動下，我國的各個行業(yè)都在逐步往自動化方向發(fā)展，液壓控制技術(shù)也在改革中不斷完善，朝著精準控制方向前進。但是由于起步較晚，在具體應(yīng)用中，還存在著一定的問題，這就需要企業(yè)加大研發(fā)力度，不斷進行整改，努力尋求適合自身的發(fā)展方案，更好地推動企業(yè)發(fā)展的步伐。對液壓機械轉(zhuǎn)動方式的應(yīng)用，有效實現(xiàn)了較大范圍內(nèi)無級別變速與平穩(wěn)換擋，并使得系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動效率與轉(zhuǎn)動能力有了很大幅度的提升，因此，企業(yè)與工作人員應(yīng)該對液壓機械轉(zhuǎn)動機理與主要特點加以深入了解，積極解決系統(tǒng)在應(yīng)用過程中所存在的故障問題，不斷提升整體水平。

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作者簡介：周廣勇（19870916），男，山東省成武縣伯樂集鎮(zhèn)劉樓行政村周莊，本科，技師，研究方向：礦山機械。