機械設計制造中液壓機械控制系統的應用

王艷蓉

摘要：液壓技術是研究、分析、利用液體這一介質來實現機械傳動和控制的一門技術。當前國際機械科技領域正逐漸向高端化、精確化領域趨勢發展。我國的整體科技水平雖處于高速發展階段，機械領域的諸多技術也達到了世界先進水平，但新興的尖端液壓技術目前還處于起步階段，要實現液壓操作中的有效、精確控制技術顯然還不夠成熟。本文通過對液壓機械傳動控制系統基本原理進行分析，研究了該系統的優缺點，并探討了該系統在機械設計制造中的應用。

關鍵詞：機械設計；液壓；機械傳動控制系統；應用

一、我國液壓技術的背景分析

隨著科技的飛速發展，當前，我國液壓機械已在工程機械、建筑、汽車、航空等領域廣泛應用。液壓機械控制技術在國民經濟生產中已占有主導地位。利用電控傳感器控制整個液壓機械系統，不僅精度高，而且能獲得良好的反饋機制，使液壓技術得到新的突破。

二、液壓機械傳動控制系統的優、缺點

（一）優點

該控制系統具有高效率、高速度、高壽命等優勢。液壓機械傳動控制系統調節簡單，操縱方便、省力。通過和電氣自動化相結合，能在相對較小的空間內進行精準操作，最大化發揮出該系統的價值與作用。加之電液伺服系統的研發與應用，極大地提高了液壓機械傳動控制系統的使用效率。同時液壓機械傳動控制系統具有體積小、重量輕與反應速度快等特點，操控也比較方便。在該系統中，其主要工作介質為礦物油，不僅對自身具有一定的潤滑作用，還可有效延長設備的使用壽命，并且能夠快速地完成直線運行，可加快系統的自動化進程，具有較高的自動控制能力，可有效地滿足工業化生產的需求。

（二）缺點與不足

液壓機械傳動控制系統是以液體為工作介質，不可避免會出現泄漏，影響系統運行的穩定性與正確性。不適宜在傳動比要求嚴格的場合使用。液壓機械傳動控制系統對油溫的變化要求比較高。因此，在系統運行過程中，需對溫度進行有效的控制，盡量減少油溫的變化，避免由于溫差而出現偏差。從而給液壓機械傳動控制系統的故障檢查與排查帶來一定難度。另外，液壓機械傳動控制系統在運行的時候，通常會因液壓元件的運行而產生一定的金屬粉末，對機械設備造成一定的污染，容易引發機械故障。加之，外部的環境灰塵與粉塵等易吸附在液壓機械設備上，會對系統的穩定運行造成不利影響。因此，系統在運行前，需對系統進行嚴格的檢查與清掃。避免在運行的過程中出現一些由于外界因素引起的不良后果。

三、液壓機械傳動控制系統的基本原理

液壓機械傳動控制系統的基本原理是依靠其內部介質--液體確保平衡狀態。從而實現能量之間的轉換?；钊笮〉牟煌瑳Q定壓力的合理范圍。在液壓傳動過程中必須有相應的元件設備支持系統的傳動。包括以下元件：（1）動力元件：齒輪泵、柱塞泵等。這一元件為系統提供足夠的動力，保證系統的正常運行。是系統內部最關鍵的部分，可將機械能轉化為液壓能。依靠其內部密封體積的變化實現運動和動力。（2）執行元件：主要是將液壓泵提供的液壓能轉換為機械能，該執行元件的主要裝置為液壓缸或馬達。（3）控制元件：此類元件主要是控制回路液流的方向、流量、壓力、速度、順序等，如方向閥、流量閥、壓力閥等。（4）輔助元件：回路中連接各種原件元件的管道、油箱、蓄能器、過濾器、壓力表等，起連接、輸油、儲油、過濾、儲存壓力能、測量等作用。

四、機械設計制造中液壓機械控制系統的實際應用

（一）系統控制方面

從傳動的體系上來看，其不同的機械設計方式同樣會存在一定性的改變。因此，在進行體系層的全面控制中，同樣需要對其機械傳動的整體效果進行良好的性質分析，在不同的層面傳動中，其機械傳動的效果也會更加明確，尤在進行機械制造的應用中，應用方式多樣化。尤其是是關于工程圖設備體系控制的運用，要求準確分析設備功率以及效率，明確液壓系統的施工環境、方式等。這樣，在較為極端的施工環境中，其施工的技術效果也會更為明顯。目前，我國液壓技術在進行全面的應用中也取得了較為顯著的成果。

（二）精密塑性加工技術方面

在塑性加工的過程中，其整體的應用效果同樣十分良好。精密塑性加工技術就是以現代信息化技術作為基礎，只要簡易處理就可改變加工材料的外表，材料本質沒有發生變化。塑性加工是機械原料加工中必須進行的環節，僅對原先的加工技術流程作了改善，可整個工作的效率以及產品的質量都提高了。具有以下優勢：（1）加工流程簡單，提高了機械加工的效率。（2）不需要進行切割，實現資源的充分利用。（3）加工成本本身可替代性高，強度大，質量輕，應用性能極高。（4）可加工復雜部件，有利于實現企業的創新?？傮w來說，主要因素在于機械設計體系的逐步性完善，才能實現整體的機械加工優勢。

（三）傳動技術方面

對機械傳動的效果展開優良性質的探討，是傳動體系控制中的一項重要工作。當今，液壓技術已經被很多領域普遍應用。在動力體系的控制方面，工業產值的數值是一個參考的對象，根據其變動，使其液可控制系統的應用范圍與領域，并且發揮出更大的作用，同時可以高效率地完成預期目標與控制目標。另外，與傳統的機械傳動技術相比較，液壓機械傳動控制系統可以更加容易地實現運動與動力參數的控制。可以在一般的條件下提高液壓工業的銷售額，在工業領域中的應用比較重要。同時具有較好的傳遞效率，能夠對輸出進行有效的控制。另外，在該系統中配套的較大系統銅芯裝置，可以對正反方向的運轉進行有效的控制與實現，在機械操作的過程中能夠實現各種操作動作。液壓機械傳動控制系統在機械設計制造中的應用具有廣闊的前景，能夠對變量系統進行開發與調節壓的參數比能夠得到良好的性質控制。如此，系統在剛性完善時操作性依舊能夠保持很好的性質控制，也使得機械傳動技術在實施的整個過程中，有一個明晰的變量系統的控制結構。

（四）計算機方面

計算機對于液壓系統的電流值和液壓值的監控，也可以使得整個系統的穩定性、安全性、經濟性獲得新的增強，利用新型的圖像分析技術，還可以實現整個液壓機械系統的動態圖像演算分析，通過多圖像的對比展示，方便操作人員和計算機對于整個系統的把控，也方便于對之后可能出現的系統漏洞和故障進行維護和修理。同時，計算機對于整個系統進行反饋操作，能進一步實現液壓機械系統的智能化和精確化操控，降低液壓機械系統的誤差值，輔助系統實現更加長久、穩定的控制。如液壓機械系統控制存在著非線性問題，可以在計算機中運用龍格-庫塔數值求解法對于液壓系統的運動微分方程進行求解，運用MATLAB等可以對液壓系統中的動力學方程進行分析和擬合，運用UG、SolidWorks等可以對液壓機械系統進行三維的模擬和分析。當前我國的液壓機械系統多采用并聯運動技術搭配敏感元件來進行測算和分析，但是液體在管道內的流動十分復雜，涉及多個沿程壓力損失和管道間的局部壓力損失，使得系統的動態響應出現劇烈震蕩，系統的測算誤差難以降低。而通過計算機分析管道中的電液比例先導技術，輔助目前液壓機械系統中的敏感元件進行測算分析，就可以大大提高整個系統的穩定性和精確度，保證了液壓機械系統的控制水平。為實現液壓組態更加顯著的傳動效果，關于全面控制的要求上，它的組態軟件要有簡易、靈活和實時的應用界面，處理性能、網絡功能等方面要足夠強大。組態環境的存在，是作為一個獨立體的，它能夠配置所有功能的工具，工作人員對自己的應用系統進行設計、建立，使用人員配置是組成了組態結果數據庫的一個重要部分。而操作環境作為一個全面且獨立的系統，可以完成多用戶系統所用配置數據的處理工作，在這里設計的組態也實現了自己的目標，其對參考系統嘗試運行的環境以及數據庫的有效組成進行運用，使得組態結構里能夠有一個清晰明確的液壓參數。如今的液壓組態，它在信息控制下對模塊功能的要求非常高。而MCGS體系有很高的可信度，有關該體系的設備在驅動以及畫面顯示、流程控制等方面整體的工作，都是由三個大的基本模塊實現的，這三個基本模塊是配置模塊、動畫模塊與計劃模塊。液壓機械傳動控制系統的應用對于機械設計有著很大的重要性，它是機械設計體系能夠有初步完善的一個保障。

結束語

在很長一段時間里，工業的發展與一個國家經濟發展都保持不可分割的關系。所以，工業必須重視液壓機械控制系統，特別是對于它的相關應用更加要重視；而且在應用的過程，對不斷發現存在的不足要改進，讓液壓機械控制系統在機械設計制造之中展示它更強大的能力，以實現工業行業的進一步發展。除此之外，機械設計制造不僅要應用液壓控制系統，也要努力探討該系統，讓該系統的服務力更好更強大，為我國工業發展做出更多的貢獻。

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