機械設計制造中液壓機械傳動控制系統的應用

張 揚

（商丘職業技術學院，商丘 476000）

經濟社會飛速發展，給我國工業機械自動化技術的應用帶來很大幫助，使其慢慢融入各項生產活動，提高了生產效率和生產質量。自動化技術中，最具代表性的是液壓機械傳動控制系統。在實際應用過程中，它能夠獲得良好的使用效果，能促進資源的有效利用，提高資源利用率，達到最終的生產目標。

1 液壓機械傳動系統相關概念

1.1 系統基本原理

液壓機械傳動控制系統具有重要作用。想要從根本上保障液壓機械傳動控制系統處在液力平衡狀態，需了解內部液體的主要特性，以發揮其最大的輔助作用。對于能量壓力的變化目標，重點需要匹配活塞尺寸，將壓力范圍作為基準，以達到控制的最終結果。該系統構成要素主要涉及動力元件、執行元件和輔助元件3部分。第一，動力元件。動力元件的存在可以為系統運行提供幫助，使其功率一直保持在充足狀態，滿足系統需求[1]。液壓機械傳動系統的動力元件具有不可忽視性，發揮著重要作用，一般需設置相應的“齒輪泵”。第二，執行元件。這一元件可以形成執行泵等各類設備，可以將壓力轉變為機械能。液體壓力屬于關鍵能源，短期內可實現設備換向，能夠進一步控制液體流量，符合系統運行需求。第三，輔助元件。該元件的作用是實現動力與執行元件的相互連接。實際應用過程中，需要確保3種元件能夠有機合作，提高系統運行的工作效率[2]。

1.2 系統組成

液壓機械傳動系統的控制系統的主要組成，如圖1所示。它主要包含兩大部分，一是軟件系統，二是硬件系統。硬件系統包含輸出模塊、編輯器以及儲存器等。全部硬件系統需要使用總線將其連接起來。軟件部分涉及用戶程序和系統程序兩部分。系統程序可以控制可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。用戶程序能夠結合現實需求，開展程序翻譯工作。PLC屬于軟件系統的核心控制部分，具有靈活性和普遍性，能夠有效利用儲存器，具有一定的程序編輯功能，可達到相關控制目的。具體控制需求變化時，改變相關程度就可實現優化升級，以實現對不同對象的遠程控制。PLC不僅功能強大，而且具備良好的可靠性，加上操作和維護簡單，能夠有效提高系統的抗干擾能力。在液壓機械傳動系統中應用PLC，無論是系統應用還是系統發展，都可以提供技術支持[3]。

2 機械設計制造中液壓機械傳動控制系統的優缺點

關于機械設計制造工作，為了進一步掌握和分析液壓機械傳動控制系統，需要通過科學手段提高系統本身的運作能力。系統本身并非完美無缺，在具備優勢的同時也存在一些缺點。

圖1 控制系統組成

2.1 控制系統的優點

一是液壓機械傳動控制系統在適用性方面有著廣闊空間，一定程度上可以為我國設計制造業提供有力保障。該系統可以適用于很多領域和行業，尤其是機械冶金業，應用成果多。研究這一控制系統可知，系統本身運行功率小，且可以承擔較高壓力，能夠實現快速運行[4]。系統運行期間，集成作用良好，能夠實現小型化和一體化等發展目標。二是液壓機械傳動控制系統與電子技術具有一定聯系，可以與其結合構建對應的工作聯系，即使空間很小也能完成主動執行操作，確保操作更加準確，以達到良好的應用效果。現階段，液壓機械傳動控制系統的應用范圍在逐漸擴大，布置工作時靈活性高，有利于強化控制元件的應用效果。三是液壓傳動控制系統能快速做好負載調節工作。該系統的核心工作介質為礦物油，潤滑效果良好，能延長機械本身的使用壽命，確保平穩的直線運動，從而達到現代工業社會發展的要求[5]。

2.2 控制系統的缺點

一是系統應用過程中主體介質一般是常見的礦物油，一旦發生泄漏，會對系統正常運行產生不良影響，某種條件下還會影響系統運行的穩定性，導致制造與設計速度緩慢，給企業造成經濟損失。二是液體本身性質特殊，表現最明顯的是溫度。想要規避這一現象，系統操作者在機械設計中需重視液壓機械傳動控制系統應用，同時要合理控制溫度[6]。三是液壓源元件運作期間通常會出現金屬粉末，造成機械污染和故障。為了降低此類問題的發生率，操作人員應用前要先進行檢查，檢查其是否存在灰塵等不良現象，若是有，應立即清理。四是傳動控制系統當前應用還面臨一些問題。比如，我國液壓技術很多關鍵構成部件還需要采用國外液壓產品作為補充，同時與一些國家使用的產品存在很大不同。想要發展液壓技術，需要不斷提高我國的國際競爭力，不僅要彌補液壓技術領域缺陷，還要通過創新構建整體的發展目標，確保我國液壓產品及技術的核心競爭力，促進液壓技術在我國不斷優化和完善，有效解決機械設計制造存在的不足[7]。

3 機械設計制造中液壓機械傳動控制系統的應用

3.1 在變速器中的應用

機械設計制造過程中，液壓機械傳動控制系統的變速器發揮著重要作用。作為關鍵部分之一，它具備良好的控制及應用效果，能確保系統的穩定高效運行。一般來說，液壓機械傳動控制系統的運行穩定性主要由定量馬達和變量泵兩個因素決定。同時，在運行過程中，系統發動機要保持相互分離的狀態。分離出的動力需根據離合器傳遞到液壓系統，并導入太陽輪。分離出的動力想要實現有機整合，要有效應用差動輪系部。還可以使用動態化調整控制馬達轉動的具體方向，確保液壓機械傳動系統運行更加穩定，提高機械設計制造水平。比如，礦山裝載機使用液壓機械傳動系統，不但可以控制變速器運行，還可以控制斜盤角度，組件有離合器、變量泵以及液壓馬達等。如圖2所示，以開式液壓轉動回路為例，液壓馬達作為主要執行機構具有不可替代性。通過差動輪系能夠合成機械液壓動力，還能實現自動換擋和變速，提高機械傳動效率，降低消耗。可見，在礦山機械設備中應用液壓機械傳動系統，有助于提高燃料經濟性[8]。

圖2 開式液壓傳動回路

3.2 在系統控制中的應用

在機械工學裝置系統中，機械制造應用廣泛，能深度解析系統裝置用電效率，使得系統操作更加精確，進一步提高操作精確度。液壓系統控制精度既要關注控制系統，又要重視機械設計，因此需對兩者的工作環境進行綜合分析。從整體上看，將液壓控制和機械設計技術進行有機融合，可達到如塑性加工的效果。一般來說，塑性加工會因外力作用出現相應形變，但是加工材料在這種作用力下不會改變材料自身性質。在這類工作中，應用液壓機械傳動控制系統具有一定優勢，可確保加工產品品質的同時降低成本，并簡化操作流程。此外，系統具有輕量化和高強度特征，與各類復雜器件的制作任務相符合[9]。

3.3 在液壓機械傳動技術方面的應用

液壓機械傳動技術應用于諸多領域，對其具有良好的促進作用。工業生產中，充分利用液壓機械傳動技術能夠提高系統的整體傳送效率。由于液壓控制系統具有重量輕、小型化以及集成度高等特點，能夠改善系統的整體功率損耗。另外，液壓機械傳動系統中因為鋼芯較大，能夠實現任意方向旋轉，在某種條件下可以為機械工程相關工作提供輔助。所以，大部分建設機械領域中都會使用液壓機械技術。比如，在推土機、拖拉機等履帶式作業車輛中，經常會使用液壓機械傳動系統，以保障機械高速行駛下的調速，滿足作業速度等自身需求，實現行駛阻力與馬達實際輸出特征之間的有機聯系，強化機械動力性能。此類車輛傳動系統參數設計需要考量輸出轉矩、輸出比以及液壓馬達增速等內容。

3.4 其他場合的應用

面對計算機技術的進步和發展，將液壓技術與其結合，可以使液壓技術應用于各個領域。綜合運用這兩種技術，可以在不同場合確保高效且靈活地完成預期目標。與傳統機械傳動系統相比，液壓機械傳動控制系統在調整不同運行參數過程中更具便利性。以機械工業為例，液壓工業獲取的銷售產能占總體的3%以上，說明液壓工業具有重要地位。應用液壓機械傳動控制系統可以提高動力傳遞效率，保障功率輸出的恒定性和穩定性。盡管這一構造比較簡單，但是功率高，加之配置鋼芯，可以為機械的正反方向運轉提供便利，使操作更加簡便。工程機械設備往往會應用到液壓技術，因此在機械設備中液壓機械傳動控制系統獲得了廣泛應用，能夠保障機械控制的靈活性。

比如，液壓機械傳動控制系統可應用于機床。對于液壓機械傳動系統來說，控制系統應用于工業機床，既具可靠性，又擁有很高的處理精度。一般而言，工業活動中無論是磨床砂輪還是工作臺，都會應用液壓傳動系統進行有效控制。在實際生產中，此類設備速度快，可以實現精確、高速移動。因此，使用液壓機械控制設備規劃機床的運動狀態，可確保其達到預期的速度與精度。此外，它可以實現更高層次的機床精確度，為各類生產活動創造良好條件，促進生產工作順利進行，降低成本，提高生產企業的經濟效益。將液壓機械傳動控制系統應用于機床，還具有很強的可靠性，能夠避免操作出現各類問題，從而進一步實現安全生產。它也可以應用在數控車床中，達到高效驅動的目標，確保各種元件正常工作[10]。

4 結語

為了實現液壓機械傳動控制系統的有效應用，要樹立現代發展理念，掌握液壓機械傳統控制系統的相關概念，結合實際，在機械設計制造中積極應用液壓機械傳動控制系統，從而為各項生產工作提供幫助，提高工作效率，降低生產成本，促進機械設計制造行業的可持續發展。