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

許銳偉

（廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院，廣東 廣州511325）

隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平不斷提升，其中液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)及系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，能夠有效提升機(jī)械傳動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換效率和控制性能。但液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)在應(yīng)用實(shí)踐中也暴露出一些問(wèn)題，因此，需要針對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行深入研究，以更好地發(fā)揮液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的作用，從而更好地促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展。

1 液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)基本原理

液壓機(jī)械傳動(dòng)的作用是使液體保持平衡，使其靜止，系統(tǒng)中的液體壓強(qiáng)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(duì)應(yīng)較大的壓力。以液體為介質(zhì)，通過(guò)其壓力變化實(shí)現(xiàn)能量傳遞，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備。液壓傳動(dòng)涉及的元件很多，最關(guān)鍵的元件有四類(lèi)，分別為動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。

（1）動(dòng)力元件的主要作用是提供系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力，如液壓泵是液壓機(jī)械傳統(tǒng)系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置，它以齒輪泵為核心，通過(guò)齒輪變化傳輸液體，最常見(jiàn)的容積液壓泵是齒輪泵。

（2）執(zhí)行元件的主要作用是轉(zhuǎn)換液體壓力與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換，如液壓馬達(dá)是傳動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置，用于轉(zhuǎn)換能量，實(shí)現(xiàn)液體對(duì)外作用力。

（3）控制元件用于保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)中的各種閥門(mén)就是一種控制元件，如控制液體流向的控制閥，控制運(yùn)動(dòng)速度的流量控制閥；液壓元件。

（4）輔助元件。液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要輔助元件油箱、濾油器、壓力表、蓄能裝置、冷卻器等。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(yùn)行的關(guān)鍵。

2 液壓機(jī)械傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

2.1 液壓機(jī)械傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)

首先，液壓機(jī)械傳動(dòng)應(yīng)用范圍很廣，具有高速、高壓、高效，液壓機(jī)械傳動(dòng)功率比其他傳動(dòng)系統(tǒng)高，且系統(tǒng)集成程度高，具有輕量一體化的優(yōu)點(diǎn)。其次，液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)可以與結(jié)合微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)微小空間內(nèi)的功率控制，且液壓機(jī)械傳動(dòng)的靈活性很強(qiáng)，可以按照各個(gè)行業(yè)的實(shí)際需求靈活調(diào)整。再次，液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)體積小，反應(yīng)靈敏，具有良好的操控性，速度調(diào)節(jié)范圍廣，可以調(diào)整載荷。最后，因?yàn)橄到y(tǒng)的介質(zhì)通常為礦物油，具有良好的潤(rùn)滑性，耐用性好，可以很好地實(shí)機(jī)械自動(dòng)化，借助電液聯(lián)合控制可以實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化控制。

2.2 液壓機(jī)械傳動(dòng)的缺點(diǎn)

系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)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(huì)造成傳動(dòng)比例平衡被打破。同時(shí)溫度對(duì)液壓機(jī)械傳動(dòng)的影響也比較大，因?yàn)樵诓煌臏囟认?，系統(tǒng)中的液體粘性不同，從而影響到液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性，進(jìn)而影響到液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行?；诖?，為保證液壓機(jī)械傳動(dòng)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(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，其故障檢修難度較大，復(fù)雜程度較高，而且液壓機(jī)械控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生污染，一些液壓元件加工過(guò)程中會(huì)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(yùn)行過(guò)程中，來(lái)自于外部的環(huán)境污染物也可能吸附在油箱上，對(duì)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定帶來(lái)不利影響。假如系統(tǒng)運(yùn)行前沒(méi)有清理干凈雜質(zhì)，內(nèi)部與外部的雜質(zhì)混合后會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生摩擦，從而影響液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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

3.1 液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)床中的應(yīng)用

液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)可以用磨床砂輪架、工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)。例如，車(chē)床、刨床等機(jī)械設(shè)備。這些機(jī)械設(shè)備在工作中通常需要進(jìn)行不同速度的運(yùn)動(dòng)，有時(shí)要快速移動(dòng)，有時(shí)需要迅速移動(dòng)。因此，可以運(yùn)用液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)有效控制機(jī)床設(shè)備的運(yùn)動(dòng)，以滿(mǎn)足其工作需求。例如，刨床這類(lèi)機(jī)床設(shè)備在工作中需要進(jìn)行循環(huán)高速直線運(yùn)動(dòng)，而運(yùn)用液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)刨床高效精準(zhǔn)地運(yùn)動(dòng)，其控制精度可以達(dá)到0.01～0.02 mm。而車(chē)床這類(lèi)機(jī)械設(shè)備中夾緊、分度、工件運(yùn)輸?shù)妊b置可以運(yùn)用液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)地驅(qū)動(dòng)，從而提高設(shè)備的自動(dòng)化控制水平。

3.2 液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用

作為機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一環(huán)，行走驅(qū)動(dòng)對(duì)功率、速度、軸旋轉(zhuǎn)等方面的控制有較高要求。運(yùn)用液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)可以有效提高機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)能力，在某些范圍內(nèi)可以高效控制各種運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)，可以在低速低負(fù)荷的情況實(shí)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(shí)現(xiàn)高效地速度調(diào)節(jié)，正反運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，通過(guò)液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)可以更好地滿(mǎn)足工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)需求。

3.3 液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在數(shù)控車(chē)床中的應(yīng)用

液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)可以應(yīng)用于數(shù)控車(chē)床，高效驅(qū)動(dòng)數(shù)控車(chē)床中各個(gè)元件，如液壓下盤(pán)夾松，尾架套筒頂退。通過(guò)液壓機(jī)械傳動(dòng)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(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出警報(bào)。在夾緊裝置中通過(guò)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠自動(dòng)調(diào)控壓力，使其保持正常。在尾架裝置中可通過(guò)單向節(jié)流控制頂出速度，通過(guò)減壓閥調(diào)控頂緊力。

3.4 液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在其他方面的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)被應(yīng)用于很多領(lǐng)域，除了上述幾個(gè)方面，在其他方面液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。結(jié)合信息技術(shù)、微電子技術(shù)，自動(dòng)化控制技術(shù)，利用液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)有效提高系統(tǒng)應(yīng)用效果，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，液壓工業(yè)的銷(xiāo)售額度較高，占整個(gè)工業(yè)產(chǎn)值的3%，這也反映了液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在工業(yè)中的重要地位。另外，液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)具有非常高的傳遞效率，在實(shí)現(xiàn)恒功率輸出控制的基礎(chǔ)上通過(guò)精簡(jiǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以提高功率利用率。

4 結(jié) 語(yǔ)

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