鉆銑機液壓系統設計與機械性能分析研究

錢老紅

摘要：本文主要是對液壓技術在行業設備中的具體應用情況、以及工況基本特點展開相應的論述，并對設備液壓系統對液壓油的性能要求進行相應的分析。

關鍵詞：鉆銑機;液壓;液壓油;性能;技術

液壓系統是通過對液壓油的靜壓力的有效利用，使傳遞功率得到實現，從而使機械或者裝置能夠滿足工作系統中的各項要求。由于液壓傳動具有多方面的優點，如高速容易實現、高精度控制、反應靈敏等，所以在生產和生活中都已經得到了普遍性的應用。隨著現代科技技術不斷的發展，液壓產品的各項性能也在不斷提升，結構所具有的復雜系數越來越大，在工業生產中的作用和地位也不斷的在發生改變。特別是在重大機電設備液壓系統的運行過程中，對企業的效益能夠起到直接的決定作用。

一、液壓系統的基本概述

液壓油是液壓系統工作元件之一，發揮的作用效果是為工作介質傳遞動能，對液壓元件有潤滑、抗磨、防銹、防腐等。由于液壓系統逐漸向高溫、高壓、大負荷方向發展，所以對油品性能的各項要求越來越高，不僅要求油品具有耐高溫、高壓和高抗磨能力，還對微細過濾元件、油品的干、濕過濾性能要求也越來越高，尤其是油品的使用時間必須要有一定延長。這樣的要求使傳統生產調和技術、基礎油的應用和添加劑的性能都面臨著前所未有的挑戰，從而使液壓系統必須要做升級改造處理[1]。

二、液壓系統設計

鉆銑床的液壓系統主要包括液壓馬達，油缸和閥門等。其中主軸轉動和和主軸進給回同時進行。在此基礎上，要想避免液壓系統液壓壓力出現突然增大的情況，導致器械出現故障，需要在系統中設置單向減速閥和減壓閥中將壓力進行有效調節，在機床完成一個方向的進給時，需要換方向進行換向閥控制進給。

在具體實施過程中，要想將系統的控制靈敏度進行提高，將STM32系列單片機作為控制核心。在系統的進行調節的過程中，其通常存在一定的延滯性，此外，在展開系統作業時，通常會在多種因素的影響下，對控制效果造成影響，導致結果偏差問題的發生。而PID控制算法則是從系統誤差問題出發，所開展的一種控制規律，可通過對比例，積分和微分進行控制調節，實現最優控制的有效策略。在將其進行應用時，其應用優勢較為顯著，不僅操作原理較為簡單，具有較高的控制精度，更容易實現，而且實用性較強。可被有效應用在連續系統動態特性校正過程中。同時，為了在此過程中將控制系統流量的精度進行確定，保證變量噴霧作業的精度和穩定性，還需要將PID控制系統進行應用，實現系統的閉環控制。

三、運行中與液壓油常見的相關問題

目前，設備中的各項系統都對液壓油進行了相應的應用，在長時間的運轉下，會出現漏油、滲油等現象，在此種現象下，必定會補充新油。在對新油進行補充時，通常應用的是小吊車提升到80m高的機艙內對油進行補充。由于液壓元件是非常精細的元件，而現場通常情況下并未備有濾油小車，所以在有雜質出現的情況下，非常容易導致液壓設備油路流量發生減少現象，更有甚者是產生堵塞情況，在情況特別嚴重時，還會導致部分密封機械裝置有磨損情況發生，從而使其失去相應的作用效果。如某風場便出現過這樣一種情況，由于液壓油中存在雜質，導致密封圈受到損傷，致使主蓄能器失效現象頻繁性的發生。

因此，得到的有關結論有以下幾點：一油品與液壓系統中的密封材料之間的相容性非常重要，良好的相容性可以有效減少漏油和滲油現象發生;二提升新油的清潔度非常具有必要性，因為新油清潔度不高會導致液壓系統被污染，從而導致密封出現磨損或者是失效，又或者是精細液壓系統失去原有的作用效果，而清潔度提升能夠使以上問題得到明顯的減少;三由于補油和換油在具體操作過程中難度系數大，所以必須要將油品的應用時間延長，使換油操作得到減少。

另外，選擇油品的低溫性在使用要求方面得不到滿足，會對風場產生困擾。在冬季，當液壓油溫度降到一定范圍以內時，油品黏度會增大，這樣便會導致液壓部件運動阻力增加，液壓變槳會因為溫度過低，而發生3支葉片變槳出現不同步的現象，或者是變槳速度偏慢等相關問題出現。在情況特別嚴重時，風場容易發生大面積停機方面的事故，進而對電網形成相對較大的沖擊。

由此可見，液壓油必須要將黏度控制在合理范圍內，因為良好的黏性溫度性能和低溫性能，可以使液壓系統無論是在高溫環境還是低溫環境都能夠正常的工作[2]。

四、機電設備液壓系統對液壓油的性能要求

（一）清潔度高的要求

由于液壓伺服系統能夠對輸出功率恒定和超過安全限定的速度時起到良好的保護作用，所以對設備液壓系統的可靠性要求相對比較高。因此，變槳液壓伺服技術在具體的應用過程中，對油品要求的清潔度要求很高，因為必須要應用清潔度高的液壓油，才能夠使作用效果發揮到最大。

（二）黏度的適宜性、良好的黏溫性能和低溫性能

黏度在適宜范圍內，以及良好的黏溫性能夠使油品在高溫運行過程中，保證在一定的高溫黏度，同時泵的內泄漏還可以得到有效減少，使輸出動力的穩定性得到保證，有效規避液壓變槳響應的滯后、調節不合理、機械特性變軟和變槳系統工作不穩定現象。在高溫狀態時，油品黏度若是過于太低，那么必然會導致潤滑性能下降，導致液壓系統的使用壽命縮短。在冬季低溫狀態下時，由于是室外作業的方式，雖然液壓系統是在機艙內，但是依然要面臨零下30度或者是更低的溫度運行環境。在低溫狀態下，若油品黏度太高，會導致泵的自吸能力急速下降，管道壓降和功率損失會明顯的增大，很容易導致出現停機的現象。

另外，適宜的黏度、良好的黏溫性能和低溫性能的油品，可以在一年四季中得到相應的應用，不會因為季節改變而需要換油。

（三）多種密封材料的適應性

除了經常所應用到的丁腈膠以外，液壓系統還會應用到的密封材料有聚氨酯等，所以必須要充分考慮油品與多種密封材料之間的適應性問題[3]。

結束語：

目前，的制動系統和液壓變槳系統主要應用的技術是液壓技術，在未來的發展過程中，有可能還會應用到傳動系統。液壓系統對液壓油的要求主要有清潔度高、黏度適宜、黏溫性能和低溫性能良好以及能夠與多種密封材料相融合等。

參考文獻：

[1]李關平，李建平.液壓管束改造在FD80-2000A型鉆銑機機中的應用[J].南方農機，2018，49（13）：216，226.

[2]謝典.海上波浪能與風能互補發電系統的關鍵技術研究[D].華北電力大學;華北電力大學（北京），2018.

[3]朱敏.液壓型垂直軸機組性能研究[D].華北電力大學;華北電力大學（北京），2017.