机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用

机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用

吴硕果

兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿 山东 菏泽 274000

摘要：随着我国现代工业的不断发展，更多先进的工艺技术被运用到了各行各业，这大大提升了我国的生产制造能力，同时也给我国的发展迎来了更大的机遇。由于受多种客观因素的影响，液压机械传动控制系统在使用时很难达到预期的效果，因此，必须进一步对其加强研究，以推动我国机械设计制造工业进入新的发展阶段，并为今后的设计生产工作提供一定的指导和借鉴。
关键词：机械设计制造；液压机械；传动控制系统；应用
1液压机械传动系统的原理和构成

1.1基本原理

为了保证液压机械控制系统的液力平衡，就必须依靠内部流体的性质来实现，它的能量压力转换的主要目的是以与活塞的大小相适应的压力范围为参考，以内部流体为载波进行控制操作，该体系由三个部分组成。

（1）执行元件。它的主要作用是将压力转换为机械能，一般由执行泵等设备构成。该执行元件采用液压作为能量源，能够在较短的时间内完成装置的换向，并能对液流进行控制，从而达到各种系统的要求。

（2）动力元件。为该系统提供充足的电力，从而达到该系统的运行要求。由于该元件是液压机械传动中的一个关键部件，所以一般都要安装一个齿轮泵。

（3）辅助元件。系统中的管路等是将执行器与动力器连接起来的，保证三者之间的协调配合，可以保证系统的工作的高效性。

1.2系统组成

液压机械传动系统的控制功能是由硬件和软件两个部分构成的，硬件部分主要由存储器、微处理器、编辑器、I/O部件以及输出模块等部分构成，各硬件部件之间采用总线进行连接；软件部分是由系统程序和用户程序两个部分组成，其系统程序对 PLC进行控制，用户可按实际需求进行程序翻译。PLC是整个软件系统的核心，具有很强的普适性和灵活性，可以在存储空间中进行程序编辑，以此来应对不同的控制需求，当要求发生变化时，仅需修改相应的才程序即可进行优化升级，从而达到对多个目标的远程控制。PLC具有可靠性高、功能强大、操作简单、维护方便等特点，大大提高了系统的抗干扰性。在液压机械传动中采用 PLC，将为其应用和发展提供强有力的技术支持。

2液压传动控制系统应用原理及相关特征分析

2.1液压传动控制系统应用原理分析

目前，国内液压传动控制系统的工作原理是采用液压泵将原动机的机械能转换成液压能，并通过不同的控制阀和管路进行能量传输，由液压执行机构（液压缸或电机）将流体的压力能转换成机械能，从而驱动工作机构，完成直线往复运动以及回转运动。液压驱动时，输送介质以控制系统内的液体为主，目前在液压驱动系统中，其主要构成成份可划分为三类。执行元件是第一类，执行元件的主要功能是完成能力互换，在确保在压力变化的同时，根据不同的需要进行转化，实现对液压系统的控制，液压缸、液压马达等都是执行元件，这两个元件可以根据液压系统的工作原理，将液压油转换到相应的朝向，保证负载的驱动做功。动力元件为第二类，动力元件是液压传动系统中的重要部件，也是液压传动系统的基本部件。采用动力元件，可以给整个系统提供足够的动力，从而保证系统的正常工作。液压泵是目前应用最广的一种动力元件，它的主要功能是保证流体的传递和输送，改变原动机中的机械能，并根据液压油压的方向，进行能量的转化和输出，达到了液压传动功能。第三类是辅助元件，现如今，随着我国的信息化程度越来越高，在实际应用中，越来越多的自动控制技术和信息技术被运用到了其中，辅助软件的主要功能就是确保执行元件和动力元件的相互联系，从而有效地提高了系统的控制性能，还可以提高系统的稳定性。

2.2液压传动控制系统应用特征分析

目前，液压传动系统的应用特点有很多，但主要特点还是一下几个方面。第一，液压传送的结构尺寸相对较小，重量也比较轻，所以在后期的应用中，它的控制更加的灵活和方便，而且，通过液压传动系统，可以将整个系统的集成性提高到一个更高的程度，保证了整个机械的小型化的发展。目前液压驱动系统中有一种溢流阀，它也能对整个系统进行一定的防护，当它的压力超过一定的限制时，液压油就会通过它进行倒流，这样就能确保在发生过载时不会有任何的危害。同时，采用液压油，可以确保各部件的润滑，从而提高设备在运行工作中的稳定性，不会产生太大的摩擦力，从而增加了设备的使用寿命。液压传动系统采用了自动装置，可以有效地提高转换速度和控制速度，因此，通过调整相应的流量阀门，就可以实现对流量和速度的调控。

3液压机械传动系统设计中的控制关键

3.1控制好运动零部件和配合面的粗糙度

在设计液压机械传动系统时，要获得较好的传动效果，必须对各运动零件及配合表面的粗糙度进行适当的控制，一般要求表面的粗糙度不超过0.8 （最好不超过0.2~0.4），常见的加工方法就是滚刮和研磨。滚刮技术是目前业内较为成熟的一种工艺，它具有精度高、效率高、表面处理能力强等特点，能将液压密封面加工成镜面，提高其使用寿命。但业界有一种说法，即接触密封的金属表面不能过于平滑，如果有一定的凹槽，可以将液体储存起来，起到润滑、冷却的效果，从而减少液压零件的异常响动和爬行的概率。因此，在具体的设计中，要考虑到实际的表面粗糙程度。

3.2控制好液压部件的清洁度

液压元件的清洁程度直接关系到液压元件的使用寿命。在液压传动装置的设计与制作过程中，应注意对清洗、除锈、去毛刺等不同的加工过程，从而保证液压部件的洁净程度，从而提高液压部件的使用寿命。

3.3其他注意事项

为了保证密封装置的正常安装，应尽可能地设计圆角过渡。严格按标准流程设计、验证每一种密封参数和工作环境等，确保设计方案符合实际需要。

4 机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用

4.1变速器

在机械设计和生产中，变速器是液压机械传动控制系统中的一个关键部件，它可以起到很好的控制效果，从而提高了系统的工作效率。通常情况下，液压传动系统的工作稳定性取决于可变泵和定量马达，在运转过程中，必须保证发动机能够彼此分开，并将分离出来的能量通过离合器送到液压系统，再送入太阳轮。在集成的时候，需要将电机的旋转方向进行动态调节，以达到更好的效果，从而达到真正的提升机械设计和生产的目的。

4.2纯水液压机械传动控制

随着民众环保意识的提高，液压传动控制技术的发展趋势越来越趋向于绿色、环保，特别是采用纯水作为液压介质的机械驱动控制系统正逐步成为研究的热点。由于成本低，制备简单，来源广泛的特点，该系统具有很大的发展空间，该系统的运用不但可以大幅度降低成本，还可以增加企业的经济效益。在常规的液压传动系统中，以液压油为介质，由于温度的变化，使液压油的粘度发生变化，从而增加了更换液压油的难度，增加了更换的费用，同时还有可能造成土壤污染，对我国的现代社会的可持续发展产生不利的影响。所以应该采用纯水作为液压介质的机械驱动系统，即使出现了渗漏情况，也不会对周围环境造成任何的污染和安全风险。

参考文献

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