機械制造中液壓機械傳動控制系統的應用

周杰

江蘇騰旋科技股份有限公司 江蘇無錫 214112

目前，我國液壓技術在應用中取得了一些進步，液壓技術發展的潛力在應用中也能有所體現。但在實際應用中，其潛力挖掘是不夠的。我國液壓技術的很多元件還沒有實現自主研發，現代液壓機械傳動控制系統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，有些產品同其他國家使用的產品在質量上還是存在差距的。要想發展我國的液壓技術，必須要加大液壓研究工作，彌補研究領域中的不足。相關技術人員要加強液壓技術研究，能夠形成成熟的技術，并研究出自己的產品。要制定液壓技術發展目標，根據我國液壓技術情況，根據我國產品情況，實現技術上的創新突破。通過技術創新設計出好的產品，使我國的液壓產品能夠趕超發達國家的技術產品，這樣，才能有效解決我國液壓機械傳動控制技術在應用過程中存在的缺憾。液壓技術有較為理想的傳遞效率，能夠實現恒功率操作。并且，這種系統的結構簡單，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對這種系統的有效使用。因此，液壓機械傳動控制技術的應用前景是非常廣闊的[1]。

1 液壓機械傳動系統基本原理

液壓機械傳動的作用是使液體保持平衡，使其靜止，系統中的液體壓強相同。尺寸不一的活塞在系統中依據所受壓力施加相應的壓力，以保持液體靜止，即小活塞施加的壓力較小，較大的活塞對應較大的壓力。以液體為介質，通過其壓力變化實現能量傳遞，從而驅動機械設備。液壓傳動涉及的元件很多，最關鍵的元件有四類，分別為動力元件、執行元件、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）轉換成液壓能,為整個液壓系統提供液壓能，如液壓泵是液壓傳統系統的關鍵裝置，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。根據壓力等級不同又分成低壓、中壓、高壓、超高壓。（2）執行元件的主要作用是實現將液壓能量轉換成機械能從而實現驅動執行機構完成各種工況動作的目的。如液壓馬達（輸出旋轉運動）、液壓缸（輸出直線往復運動）等，這些元件都是整個傳動系統中的關鍵裝置，配合不同的控制方式能夠實現多樣化的輸出需求。（3）控制元件（控制閥）顧名思義是用來控制液壓系統中各種系統參數或動作要求的元件，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節系統內的各種壓力設定，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內的各種流量的設定需求，使執行元件能夠在滿足工況要求的前提下實現穩定輸出，如節流閥、調速閥等；方向控制閥主要用來控制介質的流動方向從而達到控制各種執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）、儲存液壓能（如蓄能器、液壓油箱等）、顯示設定參數（如壓力表、傳感器等）等。它們也是系統不可缺少的組成部分，是保證保證系統正常運行的關鍵。

2 液壓機械傳動控制系統的應用特點

2.1 高度集成化

作為液壓機械傳動控制系統的重要特點之一，高度集成化在機械制造方面具有十分顯著的優勢。不同專業以及行業往往會對機械制造產品提出不同的要求，而在以往的機械制造作業中，為了滿足這些不同的要求，技術人員需要對每一項機械制造環節進行嚴格的計算。即便這樣，仍然無法滿足所有行業的需求。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，不同專業的要求可以通過集成化由設計師進行具體的機械設計，而不同規模，不同精度的產品對于工作效率幾乎沒有影響。在高度集成化的幫助下，機械制造行業必將進一步發展。

2.2 小型化、輕質化

具備小型化以及輕質化優點的液壓機械傳動控制系統能夠適應各種不利的工作條件，在不同的施工環境中也總能夠找到最佳的施工措施，這一優點極大地拓寬了該系統應用的范圍，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計制造工作，液壓機械傳動控制系統都能夠憑借自身優勢對其進行嚴格劃分，逐步完成機械制造工作的內容，而高精度的操作系統也進一步提高了機械設計以及制造的效率。

2.4 發展前景廣闊

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

2.5 液壓機械傳動的缺點

系統穩定運行的關鍵之一就是液壓系統不能發生泄漏，一旦發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，系統中的液體粘性不同，從而影響到液壓機械傳動控制系統的運動特性，進而影響到液壓機械傳動控制系統穩定運行。基于此，為保證液壓機械傳動系統正常工作必須注意系統作業溫度，避免其在規定溫度范圍之外工作。另外，液壓機械傳動系統一旦發生故障，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在運行過程中會對自然環境產生污染，一些液壓元件加工過程中會產生金屬粉末，這些粉末粘貼在金屬管螺紋部位，容易造成密封膠脫落。系統在運行過程中，來自于外部的環境污染物也可能吸附在油箱上，對液壓機械傳動控制系統的運行穩定帶來不利影響。假如系統運行前沒有清理干凈雜質，內部與外部的雜質混合后會在系統運行過程中產生摩擦，從而影響液壓機械傳動控制系統的正常運行。

3 機械設計制造中液壓機械傳動控制系統的應用分析

3.1 機床中的應用

液壓機械傳動控制系統可以用磨床砂輪架、工作臺的驅動。例如，車床、刨床等機械設備。這些機械設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有效控制機床設備的運動，以滿足其工作需求。例如，刨床這類機床設備在工作中需要進行循環高速直線運動，而運用液壓機械傳動控制系統可以實現刨床高效精準地運動，其控制精度可以達到0．01～0．02mm。而車床這類機械設備中夾緊、分度、工件運輸等裝置可以運用液壓機械傳動控制系統實現高效精準地驅動，從而提高設備的自動化控制水平[3]。

3.2 在機械行走驅動中的應用

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

3.3 在數控車床中的應用

液壓機械傳動控制系統可以應用于數控車床，高效驅動數控車床中各個元件，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可以有效確保油泵油箱安全，在出油管路中設置壓力繼電器，如果壓力小于2．0MPa時，系統將發出警報。在夾緊裝置中通過液壓機械傳動控制系統，能夠自動調控壓力，使其保持正常。在尾架裝置中可通過單向節流控制頂出速度，通過減壓閥調控頂緊力。

3.4 在鍛壓機中的應用

在機械控制中，鍛壓機沖擊大，氣動鍛壓機不夠平穩，在操作過程中常常會出現一些問題。而液壓機械傳動控制系統能夠很好的克服機械傳動鍛壓機存在的上述缺陷，系統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。控制智能優化對于工業化發展具有無法代替的作用，液壓機械傳動控制系統能夠通過控制智能優化服務于社會，為機械制造行業的進步提供保障。

4 結語

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