試論機械設計制造中的液壓機械傳動控制系統

岑名熹

摘要：隨著我國機械制造水平的不斷發展，制造了大量功率和容量要求較高的計算設備，其中液壓機械傳動控制系統是一種新型傳動技術，其已廣泛應用于機械設計制造等領域，液壓機械傳動控制系統對機械設計制造水平起到關鍵性作用。這種傳動控制系統主要采用液體作為介質進行相關傳動控制，可有效提高機械的工作效率和能源利用率。因此本文主要對液壓機械傳動控制系統的優缺點進行闡述，并分析了該系統的實際應用情況和存在的問題。

關鍵詞：機械設計制造；液壓傳動控制系統；應用

中圖分類號：TH137 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）009-000-02

液壓機械傳動控制系統是一種流體傳動與控制技術有效結合的先進技術，其主要包括動力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件[1]。該系統采用液體作為能量傳動以及控制的有效介質，并由元件回路控制對能量進行傳遞。目前該系統已在諸多領域得到廣泛應用，特別是機械設計制造領域已離不開液壓機械傳動控制系統的大量使用，其也促使機械設計制造領域的不斷發展，因此研究液壓機械傳動控制系統在機械設計制造中的實際應用情況意義重大。

一、液壓機械傳動控制系統的優缺點

1.液壓機械傳動控制系統的優點

液壓機械傳動控制系統的優點可以歸納為以下4點：首先是功率高，液壓機械傳動控制系統主要由動力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件等組成。與傳統的液壓傳動和機械傳動相比，這種系統的液壓機械傳動功率相對較大，同時這種系統引入了微電子技術，使得該系統的功能集成化程度高，可在較小空間內達到功率有效控制。其次是小型化，這是由于液壓機械傳動控制系統的各元件高度集成化的特點，使得該系統小型化、輕質化發展。同時由于系統內部各元件的相互協作性較好，也使得該系統可操作程度高，可針對不同的工作要求進行有效的液壓機械傳動。接下來是穩定性好。這種液壓機械傳動控制系統實際應用可將機械工作過程中產生的熱量通過液壓油流動傳遞，可有效降低系統溫度，避免系統局部過熱的情況，進而保證機械的使用穩定性。同時由于上述原因，該系統也可用于低速重載條件的液壓機械傳動。最后是自動換擋功能，為了使得操作人員根據相關要求對機械進行簡便靈活操作，提高機械工作效率，可使用這種液壓機械傳動系統。該系統具有自動換擋功能，可根據實際工作條件和機械運行要求的不同進行有效的擋位自動調節，方便操作人員進行工作裝置的操作，不要考慮擋位操作的問題，可降低機械工作中的操作失誤概率，進而實現整體機械的工作效率。

2.液壓機械傳動控制系統的缺點

液壓機械傳動控制系統的缺點主要包括以下5個方面：首先是液壓系統漏油問題，這是液壓機械傳動控制系統的重要缺點之一，其嚴重影響整個傳動控制系統的穩定性和正確性。這種液壓系統漏油問題使得液壓機械傳動的傳動比率波動性大，達不到相關液壓機械傳動控制要求，嚴重影響液壓傳動系統的穩定運行和傳動控制的正確性，該缺點也會對整個機械工作狀態造成不利效果，使得機械工作效率低，同時由于這種原因，該系統不適宜長距離傳動。其次是溫度變化問題，通常系統內的溫度變化會直接影響到系統的運動特性。這種液壓機械運動控制系統對溫度要求較高，當系統溫度升高時，系統內的液體粘度發生變化，使得系統的運動特性也隨之改變，進而影響機械的工作穩定性。因此該系統運行過程中應對溫度變化進行重點監控，防止機械運行因溫度變化造成的偏差問題。再次是故障的檢查和排除難度大，液壓機械傳動控制系統的故障檢查和排除工作量和難度較大。該系統正常運行時，液壓元件運行產生的金屬粉末容易引起機械設備故障問題，而系統外的粉塵的大量附著到機器設備上，也會對系統的運行穩定性造成嚴重影響。對于系統而言，這些金屬粉末和粉塵通常是不可避免，其也增加了故障的檢查和排除工作量和難度。最后是清掃工作，實際運行時，液壓機械運動控制系統容易由于一些外界因素干擾，使得系統的穩定性和運行結果得不到保障，因此需要在系統實際運行前進行全面的清掃工作，盡可能的避免外界因素對系統的干擾。

二、液壓機械傳動控制系統在機械設計及制造中的具體應用

1.液壓機械傳動控制系統的應用特點

根據液壓機械傳動控制系統的高度集成化特點，其可有效滿足不同行業對機械設計及制造的規模、功率、精度和工作效率的嚴格要求。而小型化、輕質化的特點也使得該系統可應用在不同施工環境和施工條件。在機械設計和制造領域，液壓機械運動控制系統可以根據自身特點有效彌補傳統傳動系統的不足，同時該系統的大量應用可降低機械設計和制造的難度，提高機械制造精度和縮短制造周期。液壓機械傳動控制系統將自動化控制技術實際應用到機械設計和制造領域，其可加快機械設計和制造的自動化進程，同時自動化也是未來機械設計和制造的研究開發的重要方向[2]。這種應用可有效控制產品質量以及提高生產效率，實際滿足機械產品的行業需求。目前液壓機械傳動控制系統也廣泛應用在國防、農業、冶金和煤礦等眾多行業。

2.液壓傳動無級變速器

機械設計制造中，可采用液壓機械傳動控制系統來實現對其速度的有效控制，也就是無級變速技術。一般而言，該液壓系統正常運行需要使用變量泵以及定量馬達。當系統工作時，通過發動機將動力分離，其中一部分順著離合器傳送給行星架，而另一部分則是經過液壓系統到達太陽輪，這兩部分動力通過差動輪系部分進行有效合成后，再通過差動輪系的齒圈對外輸出。通常實際機械工作前需要斷開離合器C1，同時閉合C2，使得發動機的全部動力進入液壓系統，從而保證機械的正常啟動。而機械實際工作時，離合器C1閉合而C2斷開，采用控制系統將液壓馬達的轉速降至0，此時發動機的所有動力通過機械系統進行有效傳遞，其可提高機械工作過程中的動力傳遞效率，并對系統馬達轉動方向進行合理調整，進而調節機械工作的輸出速度，保證系統在不同速度下的正常運行，進而實現這個機械系統的無級變速。目前這個液壓傳動無級變速器已實際應用在裝載機和推土機上，該裝置運行效果良好，可大量應用在工程機械領域。

3.純水液壓機械傳動控制系統

目前機械制造業領域中，純水液壓機械傳動控制系統是液壓傳動技術的重要發展方向之一，該系統是科技進步和環境保護的結合產物，其是一種新型的液壓傳動技術，其采用純水作為能量傳動以及控制的有效介質，這是該系統的最大特點。與液壓油相比，純水價格便宜、制備簡單以及來源廣泛，可有效降低企業的運營成本，從而提升企業的經濟效益。冶金、煤礦等特殊行業，對液壓機械傳動控制系統要求較高，常規的液壓油泄漏容易引起火災，這嚴重威脅著企業的安全運營，而純水具有良好的阻燃性，可防止液壓機械傳動控制系統液壓油泄漏引發的安全問題。與礦物型的液壓油相比，純水的壓縮系數較低，使得純水的壓縮損失相對較少。同時常規液壓機械傳動控制系統的液壓油泄漏問題，會對水體和土壤造成嚴重的污染，這也制約著冶金、煤礦等行業綠色化、可持續化發展，而采用純水液壓機械傳動控制系統，其可造成的環境污染程度較低。

目前純水液壓機械傳動控制系統已在一些行業得到實際應用，該系統污染小、成本低等特點符合我國相關行業環境保護要求，其也是常規液壓機械傳動控制系統的代替技術，因此純水液壓機械傳動控制系統作為機械制造業領域中的熱點研究對象，該系統的研究開發以及實際應用前景廣闊。

三、液壓機械傳動控制系統實際應用存在的問題

液壓機械傳動控制系統采用的技術成熟度的不斷提高，也促使著該系統在諸多領域得到廣泛的應用，尤其是在機械設計制造領域，其不僅可以降低人工勞動強度，同時也可有效控制相應的企業運行成本。但是當前系統的實際應用還存在一些問題，其中較為突出的問題是當前我國液壓機械傳動控制系統使用的各種元件基本需從國外進口，如動力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件等[3]。與發達國際相比，我國制造的元件在強度和精度方面均較為落后，而系統正常運行時，系統需要這些元件的相互協作才能完成相關工作，因此這些元件的質量嚴重影響著整個液壓機械傳動控制系統的完善性和功能性。如這些元件的質量達不到相關要求，可能造成系統運行的不穩定和低功能性。因此為了實現液壓機械傳動控制系統在各領域的大規模應用，需要對液壓機械傳動控制系統的各種元件實現國產化，并通過國外技術引進和自主創新，保證相關元件的強度和精度達到系統要求，有效提升相關元件的功能性和適應性，優化和改善液壓機械運動控制技術，實現液壓機械運動控制系統運行的穩定性，從而帶動機械設計制造領域和相關領域的深入發展。

四、結語

通過本文對液壓機械傳動控制系統優缺點的闡述，以及該系統的實際應用情況和存在的問題的分析來看。液壓機械傳動控制系統作為一種新型的液壓傳動技術，其可有效的提高機械的工作效率和能源利用率，保證機械工作質量以及實現企業經濟效益的有效提升。目前該系統已在諸多領域得到廣泛應用，但是應用過程中仍存在一些問題，隨著液壓傳動技術的不斷完善以及這些問題的及時處理，液壓機械傳動控制系統應用前景將會更加廣闊。

參考文獻：

[1]徐瀚洋.關于機械液壓傳動系統的分析與研究[J].硅谷，2012，（24）.

[2]陳博涵.對機械設計制造及自動化相關問題的探討[J].中國化工貿易，2015，（10）.