機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

宋蒙蒙，李俊濤

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

近年來，我國現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展取得了巨大進(jìn)展，大量先進(jìn)工藝及技術(shù)被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，這使我國生產(chǎn)制造能力得到了極大提升，但也有許多新的挑戰(zhàn)需要面對和克服。液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要技術(shù)產(chǎn)物，能使傳統(tǒng)控制系統(tǒng)存在的技術(shù)不足等問題得到有效解決，從而確保能量傳輸與控制的精準(zhǔn)化，大幅加快機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的速度。不過，在應(yīng)用液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)時(shí)，往往會受到各種客觀因素的影響，導(dǎo)致液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)無法達(dá)到預(yù)期的效益水平，為此，只有對液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)開展更加深入的研究，才能使我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)發(fā)展邁入一個(gè)新的階段，同時(shí)也能為后續(xù)設(shè)計(jì)制造提供一些指引與參考[1]。

1 液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的工作原理

隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，各種先進(jìn)技術(shù)如計(jì)算機(jī)技術(shù)、液壓技術(shù)、機(jī)械傳動技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)手段的綜合應(yīng)用，使液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。對于液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)而言，其采用液體作為傳動介質(zhì)，當(dāng)系統(tǒng)處于平衡靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，液體在各位置中的壓強(qiáng)是相同的，即使活塞規(guī)模、承壓力以及施加壓力不同，也不會破壞液體的相對靜止?fàn)顟B(tài)。在液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)中，其壓力變化過程中所涉及的元件眾多，如控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、動力元件等，其中液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所需的動力便是由動力元件提供的，液壓泵是典型的動力元件之一[2]。當(dāng)液壓泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，傳動機(jī)械會通過調(diào)整工作腔容積來吸入或排出內(nèi)部液體，以確保液體在傳動機(jī)械內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動，在這個(gè)過程中應(yīng)注意讓液壓傳動控制系統(tǒng)滿足實(shí)際需求，并在提高其運(yùn)行效率的同時(shí)，盡可能降低液壓泵能耗，這樣才能更好地迎合新時(shí)代所提出的可持續(xù)發(fā)展要求。

2 液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)劣勢

2.1 應(yīng)用特點(diǎn)

液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中集成了多種控制功能，具有集成化特點(diǎn)。應(yīng)用液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)時(shí)，必須對其功能及構(gòu)造做出相應(yīng)的調(diào)整與優(yōu)化，以確保在不影響該系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，滿足各領(lǐng)域在生產(chǎn)過程中提出的不同需求。同時(shí)，因?yàn)橐酝囊簤簷C(jī)械傳動控制系統(tǒng)過于笨重，導(dǎo)致其應(yīng)用及操作非常不方便，所以相關(guān)研究人員積極研究體積更小、質(zhì)量更輕的液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)，以避免應(yīng)用該系統(tǒng)時(shí)受到場地與生產(chǎn)工藝等因素的影響。最后，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)還對諸多先進(jìn)的技術(shù)成果進(jìn)行了綜合應(yīng)用，不斷提高該系統(tǒng)的自動化程度，進(jìn)而推動機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域向更高緯度發(fā)展[3]。

2.2 技術(shù)優(yōu)勢

無論是機(jī)械加工領(lǐng)域還是鋼鐵冶金領(lǐng)域，都需要應(yīng)用液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)。對于液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)而言，其有著許多技術(shù)優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的體積趨于小型化，使得微電子技術(shù)能被正式應(yīng)用到液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)中，從而大幅度提高了系統(tǒng)的功率控制能力，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造周期也得到了極大縮短[4]；其次，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)布置的靈活性更高，使得液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)具備更快的響應(yīng)速度，同時(shí)通過應(yīng)用電子技術(shù)，還可使該系統(tǒng)操控流程得到簡化，并對系統(tǒng)荷載進(jìn)行動態(tài)化調(diào)整，這對延長該系統(tǒng)的使用壽命有很大的幫助；最后，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)能提高機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造的自動化水平，減輕工人勞動強(qiáng)度，并為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 技術(shù)劣勢

雖然液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)有許多應(yīng)用優(yōu)勢，但也存在一定的技術(shù)劣勢，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，企業(yè)在使用液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)過程中，可能會出現(xiàn)液壓裝置泄漏問題，一旦液壓裝置發(fā)生泄漏后，會嚴(yán)重影響液壓機(jī)械的傳動比例，進(jìn)而造成系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，因此企業(yè)使用液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)過程中，需確保系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，采取必要的措施防止上述問題的發(fā)生。其次，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)運(yùn)行效率會受外界溫度變化的影響，如果溫度變化幅度較大，會使液體黏性發(fā)生改變，從而影響系統(tǒng)的運(yùn)行特性，使系統(tǒng)運(yùn)行在無形之中埋下安全隱患。因此，要想確保液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)能可靠、安全地運(yùn)行，就必須充分考慮外界環(huán)境中的氣候條件，防止該系統(tǒng)在溫度較高的環(huán)境中運(yùn)行，同時(shí)當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)要第一時(shí)間進(jìn)行檢查與維護(hù)。最后，考慮到液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的故障排查非常復(fù)雜，而且有許多金屬粉末會在液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中被排放出去，如果排放不當(dāng)，便會嚴(yán)重污染甚至破壞機(jī)械設(shè)備，這勢必會大大加快機(jī)械設(shè)備的老化與磨損速度，因此在該系統(tǒng)正式運(yùn)行之前，必須徹底清理其內(nèi)部雜質(zhì)，最大限度地減少系統(tǒng)中零部件所受到的摩擦，以確保系統(tǒng)得以正常、可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)[5]。

當(dāng)前，國家技術(shù)力量的不斷增強(qiáng)，使得液壓機(jī)械傳動系統(tǒng)經(jīng)歷了多次更新?lián)Q代，其技術(shù)水平逐年提高，市場發(fā)展?jié)摿薮?，該系統(tǒng)以獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域中。然而，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)中的一些核心元件仍需從國外進(jìn)口，這也一定程度上說明我國在液壓機(jī)械傳動控制方面的技術(shù)研發(fā)水平和發(fā)達(dá)國家尚有較大差距。要想使這一差距得以縮短，我國研發(fā)人員就必須秉持創(chuàng)新精神，加強(qiáng)對這一領(lǐng)域技術(shù)的鉆研，確保更多先進(jìn)的技術(shù)研究成果能被應(yīng)用到液壓機(jī)械控制領(lǐng)域，以使液壓機(jī)械傳動控制過程中存在的不足得到有效彌補(bǔ)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)技術(shù)差距上的逐步趕超，為企業(yè)乃至整個(gè)國家創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 變速器

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中，變速器是液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)中的重要組成部分之一，能發(fā)揮出較理想的控制效果，使系統(tǒng)得以更高效地運(yùn)行。一般來說，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的高低主要由變量泵與定量馬達(dá)所決定，該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要確保發(fā)動機(jī)能相互分離，分離出的動力能通過離合器傳遞至液壓系統(tǒng)，然后導(dǎo)入太陽輪中。分離出的動力在整合過程中則需利用差動輪系部來完成，通過動態(tài)化調(diào)整馬達(dá)的轉(zhuǎn)動方向，使液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)取得更加顯著的運(yùn)行效果，從而真正提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平。

3.2 純水液壓機(jī)械傳動控制

隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的研發(fā)方向也趨于綠色化、環(huán)?；?，尤其是以純水為液壓介質(zhì)的機(jī)械傳動控制系統(tǒng)逐漸成為人們的研發(fā)重點(diǎn)。雖然該系統(tǒng)并未被廣泛應(yīng)用，但具有非常廣闊的發(fā)展前景，究其原因在于其成本更低、制備簡單、來源廣泛，這不僅可大大降低生產(chǎn)成本，而且能為企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤。在傳統(tǒng)的液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)中，其主要是將液壓油作為介質(zhì)，但液壓油會受溫度影響而導(dǎo)致其黏度改變，增加液壓油的更換難度，提高其更換成本，而且一旦液壓油泄漏，就會對土壤造成嚴(yán)重的污染，這勢必會阻礙我國現(xiàn)代社會的可持續(xù)發(fā)展。在以純水為液壓介質(zhì)的機(jī)械傳動控制系統(tǒng)中，即使其發(fā)生了泄漏的情況，也不會給環(huán)境造成污染，更不會產(chǎn)生安全隱患。就目前來看，純水液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)正被越來越多的人所認(rèn)可與接受，其也更加符合新時(shí)代所提出的可持續(xù)發(fā)展要求。

3.3 更多場合中的應(yīng)用

近年來，我國在計(jì)算機(jī)技術(shù)方面取得了巨大進(jìn)步，將計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步與液壓技術(shù)相融合，使液壓技術(shù)得以被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域；將計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓控制技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用，可使該技術(shù)在各種場合發(fā)揮出良好的控制效果，從而靈活、高效地完成預(yù)期目標(biāo)。相比傳統(tǒng)的機(jī)械傳動系統(tǒng)，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)更易于調(diào)整各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，而且在整個(gè)機(jī)械工業(yè)中，液壓工業(yè)所取得的銷售產(chǎn)值能達(dá)到整體的3%以上，這也一定程度上證明了液壓工業(yè)的重要地位[6]。通過應(yīng)用液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)，能提高動力傳遞效率，并確保功率輸出的穩(wěn)定性與恒定性，該構(gòu)造雖然較為簡單，卻有著較高的功率，而且配置了鋼芯，該鋼芯能便于機(jī)械按照正反方向來運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使機(jī)械更易于實(shí)現(xiàn)各種操作動作。無論是哪種工程機(jī)械裝備，基本都會涉及一定的液壓技術(shù)，在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)，可大大提高機(jī)械的控制靈活性。因此，在工程機(jī)械領(lǐng)域，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)具備廣闊的發(fā)展前景。

4 結(jié)束語

總而言之，我國在工程機(jī)械領(lǐng)域方面取得的進(jìn)步，使更多先進(jìn)的工藝技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這也促使工程機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展愈發(fā)趨于現(xiàn)代化。與此同時(shí)，人們對工程機(jī)械也提出了更高的要求，通過在工程機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)，并結(jié)合微電子、計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)，能大大提高機(jī)械設(shè)備的控制穩(wěn)定性與靈活性，而這也必將對我國工程機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展起到巨大促進(jìn)作用。液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)仍存在一些不足，需要相關(guān)人員投入更多精力以加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)，為我國液壓技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展貢獻(xiàn)力量。