液壓傳動技術在工程機械中的應用

李雪誼

（山西工程職業學院，山西 太原 030009）

引言

液壓傳動技術作為當前我國工程機械領域中應用較廣泛的一項技術，不僅可以節省勞動力，還可以提高工程施工質量和加快施工進度。隨著我國科學技術的飛速發展，不斷優化工程機械技術，特別是使先進液壓傳動技術很好地融入工程機械當中，不僅能合理控制機械發動機運轉功率，而且能有效提高工作任務量，推進了機械工業領域相關產業的科學化發展。此外，還可以在施工過程中實現節約能量的目的[1]。本文論述了液壓傳動技術的多種應用技術手段，并分析了其在工程機械中的重要運用現狀。

1 液壓傳動技術的概述

1.1 液壓傳動系統的組成

一個完整的液壓傳動系統，根據其結構的作用，可以分為動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件和工作介質五大部分。一個液壓傳動系統要正常運行，以上五個部分缺一不可。具體介紹如下：

1）液壓泵作為動力元件，主要是將原動機（內燃機或電動機）輸出的機械能轉換成液體的壓力能，可將其比作為液壓系統的心臟。

2）液壓缸或液壓馬達作為執行元件，可將系統中液體的壓力能轉換成機械能，并對與其相接觸的工作機構作功。其中，液壓缸主要作直線往復運動，而液壓馬達作圓周運動。

3）壓力控制閥、方向控制閥、流量控制閥作為控制元件，對液壓系統中的油液壓力、方向、流量進行控制和調節[2]。

4）除了上述三個組成部分以外的其他元件都是輔助元件，如油管、油箱、過濾器和蓄能器等，它們起連接、儲油、過濾、儲存壓力油等作用，對保障液壓傳動系統正常工作起到了至關重要的作用。

5）液壓油是液壓系統最常用的工作介質之一，可將其比作為液壓系統的血液。液壓油的性能會直接影響液壓系統的可靠性、靈敏性、穩定性、效率和零件壽命等。

1.2 液壓傳動的特點

液壓傳動相較于機械傳動和電氣傳動，有著更加顯著的優勢。液壓傳動工作介質液壓油的可壓縮性對動態工作的液壓系統來說影響較大，但對于動態性能要求不高，而僅考慮在穩態下工作的液壓系統，一般可以不予考慮，所以可以依靠油液的連續流動進行傳動。油液有較強的吸振能力，在油路上可以安裝液壓緩沖裝置，避免因加工和裝配誤差引起的振動與撞擊，使傳動十分平穩，方便頻繁地換向，所以其廣泛地應用在要求傳動平穩的工程機械上。在輸出相同的功率條件下，液壓傳動比機械傳動和電力傳動的體積與質量可以縮小很多，所以其慣性小、工作動作靈敏，多用于液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質量的機器的場合。液壓傳動易于獲得較大的力和轉矩，可以廣泛用于壓制機、隧道掘進機和萬噸輪船操舵機等。液壓系統中安裝了很多控制閥，必要時可起到安全保護作用，能自動防止過載，避免發生安全事故。采用液壓傳動，可以獲得各種復雜的機械動作，如應用在仿形車床的液壓仿形刀架和數控銑床的液壓工作臺上，可加工出各種形狀的零件。當然液壓傳動也存在不少的缺點，如使用維護的要求較高、實現定比傳動較困難、對使用環境的溫度要求較高、不能遠距離輸送動力、液壓油的純凈度要求高、發生故障不易檢查等。所以在使用時要充分發揮其優點，盡量規避缺點。

2 液壓傳動技術在工程機械中的具體應用

2.1 在拖拉機中的應用

液壓懸掛系統由液壓系統與懸掛機構組成，用于掛接和操縱懸掛式農機具，是拖拉機的重要工作裝置。我國大多數拖拉機采用的是半分置式液壓工作裝置，液壓泵式單獨安裝的，一般安裝在柴油機齒輪室上。拖拉機的“提升器”由分配器、液壓缸、油箱及控制元件組成[3]。隨著科技的進步，我國拖拉機已經由變量泵驅動變為雙液壓馬達驅動，通過這種液壓方式能夠從根本上實現液壓驅動對拖拉機動力的傳遞作用，使拖拉機更加便于操控，還能減少油液的消耗，提高拖拉機的工作效率和質量。除此之外，還要對拖拉機液壓系統進行調控，最終減少液壓馬達的實際排放量。利用液壓油的壓差能夠實現拖拉機各種功能的轉變，從而達到提高其工作效率和確保拖拉機安全運行的目的。

2.2 在挖掘機中的應用

液壓傳動技術是挖掘機的重要技術，為挖掘機的作業傳遞功率。挖掘機上大多可以顯示液壓傳動技術的先進性，所以液壓系統性能的好壞對挖掘機工作性能的高低起到了決定性的作用。挖掘機的使用環境較惡劣，需要完成高難度、高強度的動作，因此挖掘機對液壓系統的設計要求很苛刻，導致挖掘機的液壓系統是最復雜的工程機械液壓系統之一[4]。液壓傳動技術與挖掘機是相輔相成的，液壓傳動技術為現代挖掘機的研發奠定了技術基礎；而挖掘機技術的發展推動了液壓傳動技術的進步。近年來，隨著我國科學技術實力增強，我國又一款大國重器——巨型挖掘機橫空出世，將對工業建設起到巨大的推動作用，如在開采煤礦等領域中，這種新研發出來的巨型挖掘機投入使用后將極大程度上提升行業工作效率，降低人工成本和工作安全隱患。

2.3 在翻斗車中的應用

翻斗車的結構包含底盤、液壓舉升機構、貨箱和取力裝置等，其作用是運送和卸載貨物。液壓舉升機構是翻斗車的重要組成部分，其傳動效率的高低對車輛的經濟性和使用特性有重要的影響。目前翻斗車液壓舉升系統的傳動方式主要是由多級液壓缸提供，油液經過控制閥、油路流進舉升執行元件液壓缸，從而對車廂進行舉升。翻斗車舉升液壓傳動系統的工作目的是通過舉升機構把翻斗車的車廂頂起達到舉升，在此過程中通過控制閥關閉或者切換連接液壓缸的進出油口，這樣舉升機構就可以穩定地停止在任何一個地方；之后再用翻斗車的翻轉機構翻轉車廂。液壓舉升機構的發展，提高了翻斗車的工作效率。隨著各種先進電子技術的應用，故障檢測技術不斷提高，對于翻斗車舉升系統控制性能的要求大大提高。液壓系統的設計及其元件型號的選擇對于舉升系統的工作性能起著決定性的作用，合理的液壓系統影響著舉升過程的平穩性和控制的精準性。

2.4 在自動化生產中的應用

與傳統機械相比，液壓傳動技術的工作介質是液壓油，可很好地控制其動力參數和運動參數，充分利用恒定的功率輸出實現系統傳遞效率的提高。因為液壓系統結構簡單，便于操作，從而能夠提升輸出速度剛性、實現反向運轉[5]。將液壓傳動技術靈活地運用到自動化生產方面，能夠將其突出的優點全面、系統地發揮出來。通過研究液壓傳動技術在工程機械自動化生產中的運用，可知液壓傳動技術能夠使整個工作鏈實現全面自動化，很好地促進清潔生產理念的實現。如在行走液壓驅動元件的配合下，可以使部分車速較快的行走類機械的起步變得更加柔和、迅速。液壓傳動系統具有很好的靈活性和簡單的調節操作，所以能夠根據實際工程的需要和工程生產機械的形狀，以及可以根據實際需要對工作機構、驅動輪和發動機等結構進行重組，從而使發動機處于不同轉速時，也能夠較大地提升液壓傳動系統的牽引力，并維持機械較高的運行效率，同時在不同動力傳動特性的支撐下，系統也能夠承受更大的負荷。

3 結語

隨著我國綜合實力的增強、先進技術的不斷發展，以及工程實施的需要，液壓傳動技術受到各方面廣泛的關注和應用。將液壓傳動技術和工程機械有機融合，可以很好地挖掘出液壓傳動技術所具備的不可替代的優點，不斷地開發研究，改善液壓傳動技術，促使其更好地應用于工程機械當中，使我國工程機械的相關產業迅速發展。