摘要:大功率技术设备的产生和发展有效推动了机械设计与制造的发展,而作为机械设计制造领域中的重要技术成果,液压机械传动控制系统不仅关系着机械设备的控制情况,而且对于机械设计与制造产业的整体发展也具有重要影响。基于此,本文则以液压机械传动控制系统作为研究对象,通过对该系统的基本原理进行阐述,在结合系统优势与劣势的基础上,对液压传动系统在机械设计制造领域中的相关应用展开了深入研究。
关键词:机械设计制造;液压机械传动控制系统;无级变速器
前言:近年来,我国机械设计制造产业发展迅速,而机械设计制造水平的不断提升也使得大容量和大功率的机械设备被广泛应用到行业领域当中,有效促进了机械设计制造产业的发展。对液压机械传动控制系统进行分析可知,其是实现对机械设备,特别是规模较大的机械设备精确控制的一项重要技术应用,对于提高机械设计制造的整体水平具有至关重要的作用。因此,在掌握液压机械传动控制系统基本原理的基础上,加强对其优势、劣势的分析,并了解其在机械设计制造领域的相关应用已成为机械设计制造企业需要着重开展的关键工作。
1 液压机械传动控制系统的基本原理
对液压机械传动控制系统进行分析可知,其基本原理为确保液体平衡系统处于静止状态,且保证实施控制各阶段中液体压强的恒定或不发生较大变化。在较为平衡的传动控制系统当中,其所承担的压力是由活塞大小来决定的。对于液压传动控制系统而言,其完成整个控制工作所需的元器件主要包括了动力元件、执行元件和辅助元件,其中,最主要的动力元件为液压泵,其是整个系统工作的主要动力来源,液压泵则是依靠齿轮做工来实现液体传输的[1]。执行元件主要以液压马达为主,在液压马达作用下,由液压泵提供的液体动能转变为机械能,从而实现对液体压力与流动方向的控制。辅助元件主要以液压回路为主,该回路的主要功能是为确保液压机械传动控制系统能够处于正常的工作状态,各元件相互协调、互相配合,实现对液压机械传动系统良好工作状态的有效支持。
2 液压机械传动控制系统的优劣势
2.1系统优势
相较于其他机械传动控制系统,液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用具有以下几方面优势:(1)功率高。由前文可知,液压机械传动控制系统由动力元件、执行元件以及辅助元件共同构成,不仅具有功率大的特点,而且能够通过引入微电子技术进一步提高系统功能的集成化程度;(2)小型化。小型化的特点是由系统集成度高而决定的,而系统的小型化与轻质化发展也使得其内部各元件能够保持良好的协作,提高了系统的可操作程度;(3)稳定性好。在液压机械传动控制系统的作用系,各类机械设备工作过程中所产生的热量经由液压轴进行流动和传递,在降低系统温度和避免系统局部过热情况的基础上,保证了机械设备工作的稳定性,也正因如此,该系统也能够形成对低速重载条件下液压机械传动的良好支持;(4)自动切换功能。液压机械传动系统的应用能够帮助操作人员根据机械设计制造的具体要求实现对机械的灵活操作,从而提高机械设备的工作效率。由于液压机械传动控制系统具有自动换挡功能,故可根据具体工况与机械设备运行的相关要求进行不同档位的自动调节,在为操作人员提供操作便利的同时,也降低了其在机械设计制造过程中操作的失误率,从整体上提高了机械设备的工作效率。
2.2系统劣势
液压机械传动控制系统在机械设计制造中应用的劣势主要包括以下几方面:(1)易漏油。液压机械传动控制系统易漏油的问题长期制约着机械设计制造产业的发展,对整个传动控制系统的稳定性与机械设备的控制精度产生严重影响。一方面,系统漏油导致机械传动的比率波动性较大,难以达到液压机械传动的控制要求;另一方面,系统漏油导致机械工作效率降低且难以适应长距离传动;(2)温度变化问题。对液压机械传动控制系统进行分析可知,其对工作温度具有较高的要求,若系统温度过高,则其中的液体粘度增加,从而增加系统阻力,降低系统功率;若系统温度过低,则难以提供机械设备控制所需的足够压强,进一步降低了系统工作的稳定性。因此,相关人员应对液压机械传动控制系统运行时的温度情况进行重点监控,尽可能因温度变化而导致的系统稳定性下降的问题;(3)故障检查与排除难度较大。当液压机械传动系统处于正常工作状态时,相关液压元件的运行将不可避免地产生大量金属粉末,当金属粉末进入到设备分析中时,极易引发设备故障,同时,对系统的稳定性也会产生严重影响。对于系统维护人员而言,要想在短时间内清理附着在机械设备及其缝隙中的金属粉末具有较大难度,而隐患尚未完全处理的设备继续投入到机械设计制造当中又势必会进一步促使金属粉末增加,由此,系统便进入了恶性循环当中,不仅会降低其工作的稳定性,而且还会缩短各类系统元件的寿命并降低系统的整体使用寿命[2]。虽然液压机械传动控制系统仍然存在诸多不完善之处,但其也因自身优点而被广泛应用于机械设计制造领域当中,有效带动了机械制造领域的发展,具体说明如下。
3 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用
3.1通用性分析
由于液压机械传动控制系统具有高度集成化、稳定性好和功率高等特点,故其能够较好地满足不同行业领域对机械设计制造规模、功率以及精度及功效的较高要求。此外,小型化与轻质化的优点也使得其能够被应用于不同的施工条件及施工环境当中。就机械设计制造领域而言,液压机械传动控制系统能够凭借其自身的诸多优势来弥补传动传动系统的相关缺陷,如功率低、集成化程度低等,从而在降低机械设计制造难度的基础上,促进机械设计制造周期的缩减和精度的不断提升。由此可见,液压机械传动系统将自动化控制技术应用于机械设计制造领域不仅是机械设计与制造行业领域得以发展的重要动力,而且也是该领域未来研究的一个重要方向,在液压机械传动控制系统的支持下,我国国防、冶金、农业等诸多领域势必会得到进一步的完善和发展。
3.2无级变速器
液压机械传动控制系统在机械设计与制造领域中的一项重点应用为,实现对机械设计与制造速度的有效控制,此种对机械设计和制造流程速度的控制技术被称为无级变速技术。变量泵和定量马达是液压机械传动控制系统得以正常运行的关键设备,当系统处于正常工作状态时,发动机将系统动力分割成两部分,一部分沿离合器传送至行星架中,而另一部分在经由液压系统后被传至太阳轮,而后,两部分动力在差动轮系部分的作用下进行合成,并由差动轮系齿圈输出。在实际运行过程中,先对离合器进行操作,确保全部动力均进入到液压系统当中,使相关机械设备正常启动;在机械进入到正常工作状态后,再次对离合器进行操作,即利用控制系统将液压马达转速降至为0,而在此时,对于发动机而言,其所产生的全部动力将全部通过系统发生有效传递,从而提高相关机械设备的动力传递效率,在此过程中,通过对马达转动方向做出适当调整,即能够实现对机械动力传出速度的有效调节,确保系统在不同速度下均能够保持正常运行,至此,实现整个液压传动机械控制系统的无级变速[3]。就现阶段而言,该无级变速器已被广泛应用到装载机与推土机当中,有效提高了机械设备的工作效率。
3.3纯水液压机械传动控制系统
作为液压传动技术的重要发展方向,纯水液压机械传动控制系统以纯水作为机械控制与能量传动的有效介质,从而实现对机械设计与制造工作的良好支撑。相较于传动的液压油,纯水具有价格便宜、来源广泛和制备方便等特点,能够有效降低运营成本,进而提高经济效益。以冶金、煤矿等行业领域为例,对纯水液压机械传动控制系统的应用进行分析,由于此类行业对液压机械传动控制系统具有较高要求,而液压油的大量使用势必会增加火灾等事故隐患,从而对企业和产业的发展造成严重影响,但以纯水为介质的液压机械传动控制系统却具有良好的阻燃性,能够较好地避免系统因液压油泄漏而引发的安全问题。当前,纯水液压机械传动控制系统已被初步应用到包括冶金、煤矿和化工等诸多领域,由于该系统具有成本低、污染小的特点,不仅符合我国相关行业的环保要求,而且也能够为行业企业带来较大的经济利益,故具有良好的使用和发展前景。
结论:本文通过对液压机械传动控制系统的基本原理进行说明,进而对该系统在机械设计与制造中的优势、劣势及其在相关行业领域中应用的通用性展开分析,并分别对无级变速器与纯水液压机械传动控制系统在机械设计与制造领域的应用做出了系统研究。研究结果表明,液压机械传动控制系统具有功率高、集成化程度高、稳定性好和自动切换等诸多优点,未来还需在进一步了解其优点的基础上,加强对其相关技术的研究和应用,为促进机械设计与制造产业的发展提供良好的系统保障和技术支持。
参考文献:
[1]刁志印.机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用[J].中国高新技术企业,2016,10(12):47-48.
[2]彭树强.机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用[J].科技创新与应用,2015,04(12):143.
[3]曲文君,高永强.液压机械无级传动控制系统的分析[J].机械制造与自动化,2013,06(15):40-42.