液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析

董銘 童柯淼

摘要：液壓機(jī)械傳動系統(tǒng)是液壓挖掘機(jī)的重要組成部分，作業(yè)功率較高、耗能較大，很大程度上決定了挖掘機(jī)能耗量。因此，控制該系統(tǒng)作業(yè)能耗是改善液壓挖掘機(jī)作業(yè)性能的重要研究內(nèi)容。以往關(guān)于這方面的研究，采用非電控節(jié)能裝置，通過調(diào)控液壓閥，實(shí)現(xiàn)泵變量擺角的有效控制，達(dá)到節(jié)能目的基于此，以下對液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：液壓機(jī)械;傳動控制系統(tǒng);應(yīng)用分析

引言

機(jī)械傳動控制在機(jī)械的研制和準(zhǔn)備中起著關(guān)鍵作用。液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)采用液體作為動力驅(qū)動和控制的主要手段，有效地促進(jìn)了工業(yè)控制的良好運(yùn)行，是工業(yè)發(fā)展的良好條件。為了最大限度地顯現(xiàn)液壓機(jī)械傳動控制的優(yōu)點(diǎn)和功能，需要主動應(yīng)用正確的方法和手段，進(jìn)行綜合分析，確認(rèn)詳細(xì)的工作原理，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造的高效運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

1液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)概述及工作原理分析、

1.1概述

如今，隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，對機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)起到了積極的推動作用。而在該市場中液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)所發(fā)揮的作用不容忽視。在液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)工作過程中，既可以確保液體平衡系統(tǒng)處于良好的靜止?fàn)顟B(tài)，保持每一階段壓強(qiáng)的一致性，而且還可以使其處于相對平衡的狀態(tài)中。通常情況下，在液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)運(yùn)行階段，最好根據(jù)活塞能夠承受壓力的大小選擇相應(yīng)壓力對系統(tǒng)進(jìn)行施加，在保持液體平衡狀態(tài)下進(jìn)行能量的傳遞。對于液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)而言，其包含下述幾個(gè)部分：（1）執(zhí)行元件。其可以把液壓泵中液體借助液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能量;（2）動力元件。其可以為液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行提供必要的動力來源，常用設(shè)備為液壓泵;（3）輔助元件。這一種元件一般情況下以管道形式運(yùn)轉(zhuǎn)，輔助執(zhí)行元件與動力元件工作，使各元件協(xié)作工作，從而更好地提高液壓機(jī)械傳動控制效率。

1.2液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的工作原理

伴隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、液壓技術(shù)、機(jī)械傳動技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，液壓機(jī)械傳動控制應(yīng)運(yùn)而生。液壓機(jī)械變速器控制用液體作為變速器介質(zhì)。當(dāng)系統(tǒng)處于平衡的靜態(tài)狀態(tài)時(shí)，每個(gè)位置的流體壓力相等。即使活塞大小、軸承壓力和制造壓力不同，液體的相對靜態(tài)狀態(tài)也不會破壞。液壓機(jī)械傳動控制涉及許多零部件的壓力修改過程，例如b .稅收組成部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輔助組成部分、績效組成部分等。液壓機(jī)械變速器控制所需的功率由功率元件提供，液壓泵是典型的功率元件之一。液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪箱通過調(diào)整工作室的體積來吸收或排出內(nèi)部液體，以確保液體在變速器機(jī)器中循環(huán)。該過程應(yīng)注意液壓傳動控制系統(tǒng)滿足實(shí)際需要，盡可能降低液壓泵的能耗，同時(shí)提高運(yùn)行效率，更好地滿足新時(shí)期可持續(xù)發(fā)展的要求。

2液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的使用

數(shù)控車床運(yùn)行是液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的主要應(yīng)用方向，借助于拉桿，楔形機(jī)構(gòu)將液壓系統(tǒng)的軸向推拉力向動力卡盤進(jìn)行傳遞，將其向工件夾緊力進(jìn)行轉(zhuǎn)化，借助控制系統(tǒng)對其自動進(jìn)行調(diào)理。在套筒中，通過液壓缸的移動、鎖緊、轉(zhuǎn)動等實(shí)現(xiàn)活動定對工件進(jìn)行的軸向緊固。選用液壓自定心架作為數(shù)控車床的支撐工件，通過提升對細(xì)長軸的剛度來解決表面出現(xiàn)曲折問題。在鍛壓機(jī)上，也是液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的主要應(yīng)用方向，在應(yīng)用過程中，克服機(jī)械傳動鍛壓機(jī)所變現(xiàn)的沖擊大、氣動鍛壓機(jī)穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，并且具有明顯優(yōu)勢，比如系統(tǒng)穩(wěn)定性高、輸出壓力較高、智能化控制等。在應(yīng)用于鍛壓機(jī)主傳動系統(tǒng)的同時(shí)，在液壓送料、定位、液壓鋸機(jī)提高、液壓主動送料機(jī)、鍛壓毛胚轉(zhuǎn)運(yùn)車、其他各項(xiàng)輔助設(shè)備等方面也可以應(yīng)用，選用液壓鍛壓機(jī)靜壓方式可以減少噪音，可以控制2mm以內(nèi)的鍛造高度和尺度，從而實(shí)現(xiàn)少切開、不切開。同時(shí)，在塑料包裝注塑機(jī)上，也是液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的主要應(yīng)用方向。在《中國制造2025》中，五大重點(diǎn)項(xiàng)目之一就包括了“綠色制造”。在機(jī)械制造中，強(qiáng)調(diào)綠色制造工藝、清潔生產(chǎn)工藝、節(jié)能性等。在塑料生產(chǎn)的打針成型環(huán)節(jié)，“薄壁”包裝產(chǎn)品更加節(jié)省資源，應(yīng)進(jìn)行開發(fā)，并淘汰大流量油泵，利用蓄能器進(jìn)行取代，有效降低系統(tǒng)消耗，實(shí)現(xiàn)更高的打針效率。

3液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)應(yīng)用控制策略

3.1純水液壓機(jī)械傳動控制

隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的研發(fā)方向趨于綠色環(huán)保，尤其是以純水為液壓介質(zhì)的機(jī)械傳動控制系統(tǒng)逐漸成為研究開發(fā)的重點(diǎn)。該系統(tǒng)雖然沒有得到廣泛應(yīng)用，但具有非常廣闊的發(fā)展前景。原因在于成本較低、制劑簡單、來源廣泛，不僅能大幅降低生產(chǎn)成本，而且能為企業(yè)創(chuàng)造更多利潤。傳統(tǒng)液壓機(jī)械變速器控制系統(tǒng)主要以液壓油為介質(zhì)，但液壓油粘度因溫度影響而變化，增加了更換液壓油的難度和成本。液壓油一旦用完，就會造成嚴(yán)重的土壤污染，不可避免地阻礙中國現(xiàn)代社會的可持續(xù)發(fā)展。在以純水為液壓介質(zhì)的機(jī)械變速器控制中，即使泄漏也不會污染環(huán)境，更不用說造成潛在的安全隱患了。當(dāng)前，純水機(jī)械變速器控制系統(tǒng)得到越來越多的人的認(rèn)可和接受，更符合新時(shí)代對可持續(xù)發(fā)展的要求。

3.2PID控制器

目前開發(fā)的液壓傳動系統(tǒng)，根據(jù)不同工況下達(dá)發(fā)送機(jī)作業(yè)命令，避免資源浪費(fèi)。這種控制方式比較復(fù)雜，并且工況的判斷精準(zhǔn)度低，以操作人員的操作經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，采用人工控制方式下達(dá)系統(tǒng)作業(yè)命令。由于液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)作業(yè)工況比較復(fù)雜，很難準(zhǔn)確判斷功耗需求，所以節(jié)能效果一般。本研究在以往研究基礎(chǔ)上，利用轉(zhuǎn)速感應(yīng)控制技術(shù)，利用轉(zhuǎn)速感應(yīng)裝置采集機(jī)械傳動作業(yè)狀態(tài)，使得發(fā)送機(jī)泵功率與系統(tǒng)作業(yè)需求得以匹配，從而達(dá)到節(jié)能目的。

3.3壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的構(gòu)建

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的建設(shè)是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)可大致分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。前者負(fù)責(zé)執(zhí)行，后者負(fù)責(zé)監(jiān)測、監(jiān)督和管理。其中，硬件系統(tǒng)主要由微處理器、輸出組件、存儲組件、I/o組件、編程人員和各種機(jī)械設(shè)備組成，硬件系統(tǒng)的所有組件均通過總線連接，形成一個(gè)有機(jī)組件。液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的軟件部分分為系統(tǒng)程序和用戶程序。程序主要由PLC控制，而用戶程序則由開發(fā)人員和用戶根據(jù)用戶應(yīng)用程序的實(shí)際要求根據(jù)某些授權(quán)規(guī)則進(jìn)行自定義和開發(fā)。在液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的自動控制中，以微處理器為核心的PLC是實(shí)現(xiàn)控制功能的關(guān)鍵，在當(dāng)今工業(yè)自動化過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。PLC具有良好的靈活性和通用性，主要使用自己的內(nèi)存和編程程序通過總線控制所有硬件和軟件部件。如果軟件系統(tǒng)出現(xiàn)問題，技術(shù)人員可以直接修改控制程序并有效地解決問題。

3.4液壓傳動無級變速器的運(yùn)用分析

在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中，可以選擇機(jī)械傳動控制系統(tǒng)來響應(yīng)其強(qiáng)大的速度控制，即無級變速技術(shù)。在液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行中，通常應(yīng)使用可變位移泵和固定位移馬達(dá)。該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，功率由發(fā)動機(jī)分離，一定功率通過離合器傳遞給行星承載，一定功率通過液壓系統(tǒng)傳遞給太陽齒輪，這些功率通過差動輪系的齒輪環(huán)相結(jié)合并輸出。發(fā)動機(jī)全部功率均由機(jī)械系統(tǒng)無縫傳輸，可提高機(jī)器運(yùn)行過程中的功率傳輸效率，科學(xué)調(diào)整系統(tǒng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和機(jī)械工作輸出功率，使系統(tǒng)以不同速度正常運(yùn)行。

結(jié)束語

在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，機(jī)械制造行業(yè)占據(jù)著重要的地位，同時(shí)，隨著我國科技水平的提升，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作中，傳統(tǒng)系統(tǒng)也在不斷發(fā)展。在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，逐漸應(yīng)用了液壓機(jī)械傳動控制系統(tǒng)，并且具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。

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