機械設計制造中液壓機械傳動控制系統的應用研究

許銳偉

（廣東工業大學華立學院，廣東 廣州511325）

隨著我國工業的不斷發展，機械設計制造水平不斷提升，其中液壓機械傳動控制技術及系統在機械設計制造領域的應用日益廣泛，能夠有效提升機械傳動的能量轉換效率和控制性能。但液壓傳動控制系統在應用實踐中也暴露出一些問題，因此，需要針對系統的應用問題進行深入研究，以更好地發揮液壓機械傳動控制系統的作用，從而更好地促進機械設計制造行業的發展。

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提供系統運行動力，如液壓泵是液壓機械傳統系統的關鍵裝置，它以齒輪泵為核心，通過齒輪變化傳輸液體，最常見的容積液壓泵是齒輪泵。

（2）執行元件的主要作用是轉換液體壓力與機械能之間的轉換，如液壓馬達是傳動系統中的關鍵裝置，用于轉換能量，實現液體對外作用力。

（3）控制元件用于保證系統的穩定運行。系統中的各種閥門就是一種控制元件，如控制液體流向的控制閥，控制運動速度的流量控制閥；液壓元件。

（4）輔助元件。液壓機械傳動系統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 液壓機械傳動的優缺點分析

2.1 液壓機械傳動的優點

首先，液壓機械傳動應用范圍很廣，具有高速、高壓、高效，液壓機械傳動功率比其他傳動系統高，且系統集成程度高，具有輕量一體化的優點。其次，液壓機械傳動系統可以與結合微電子技術實現微小空間內的功率控制，且液壓機械傳動的靈活性很強，可以按照各個行業的實際需求靈活調整。再次，液壓機械傳動系統體積小，反應靈敏，具有良好的操控性，速度調節范圍廣，可以調整載荷。最后，因為系統的介質通常為礦物油，具有良好的潤滑性，耐用性好，可以很好地實機械自動化，借助電液聯合控制可以實現高度自動化控制。

2.2 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 液壓機械傳動控制系統在機床中的應用

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0.01～0.02 mm。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。

3.2 液壓機械傳動控制系統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 液壓機械傳動控制系統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 液壓機械傳動控制系統在其他方面的應用

隨著現代信息技術的不斷進步，液壓機械傳動控制系統被應用于很多領域，除了上述幾個方面，在其他方面液壓機械傳動控制系統的應用也越來越廣泛。結合信息技術、微電子技術，自動化控制技術，利用液壓機械傳動控制系統有效提高系統應用效果，對于企業來說，液壓工業的銷售額度較高，占整個工業產值的3%，這也反映了液壓機械傳動控制系統在工業中的重要地位。另外，液壓機械傳動控制系統具有非常高的傳遞效率，在實現恒功率輸出控制的基礎上通過精簡系統結構，可以提高功率利用率。

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。