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机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用

2023-01-10

现代制造技术与装备 2022年12期
关键词:机械传动元件机械设计

张 扬

(商丘职业技术学院,商丘 476000)

经济社会飞速发展,给我国工业机械自动化技术的应用带来很大帮助,使其慢慢融入各项生产活动,提高了生产效率和生产质量。自动化技术中,最具代表性的是液压机械传动控制系统。在实际应用过程中,它能够获得良好的使用效果,能促进资源的有效利用,提高资源利用率,达到最终的生产目标。

1 液压机械传动系统相关概念

1.1 系统基本原理

液压机械传动控制系统具有重要作用。想要从根本上保障液压机械传动控制系统处在液力平衡状态,需了解内部液体的主要特性,以发挥其最大的辅助作用。对于能量压力的变化目标,重点需要匹配活塞尺寸,将压力范围作为基准,以达到控制的最终结果。该系统构成要素主要涉及动力元件、执行元件和辅助元件3部分。第一,动力元件。动力元件的存在可以为系统运行提供帮助,使其功率一直保持在充足状态,满足系统需求[1]。液压机械传动系统的动力元件具有不可忽视性,发挥着重要作用,一般需设置相应的“齿轮泵”。第二,执行元件。这一元件可以形成执行泵等各类设备,可以将压力转变为机械能。液体压力属于关键能源,短期内可实现设备换向,能够进一步控制液体流量,符合系统运行需求。第三,辅助元件。该元件的作用是实现动力与执行元件的相互连接。实际应用过程中,需要确保3种元件能够有机合作,提高系统运行的工作效率[2]。

1.2 系统组成

液压机械传动系统的控制系统的主要组成,如图1所示。它主要包含两大部分,一是软件系统,二是硬件系统。硬件系统包含输出模块、编辑器以及储存器等。全部硬件系统需要使用总线将其连接起来。软件部分涉及用户程序和系统程序两部分。系统程序可以控制可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)。用户程序能够结合现实需求,开展程序翻译工作。PLC属于软件系统的核心控制部分,具有灵活性和普遍性,能够有效利用储存器,具有一定的程序编辑功能,可达到相关控制目的。具体控制需求变化时,改变相关程度就可实现优化升级,以实现对不同对象的远程控制。PLC不仅功能强大,而且具备良好的可靠性,加上操作和维护简单,能够有效提高系统的抗干扰能力。在液压机械传动系统中应用PLC,无论是系统应用还是系统发展,都可以提供技术支持[3]。

2 机械设计制造中液压机械传动控制系统的优缺点

关于机械设计制造工作,为了进一步掌握和分析液压机械传动控制系统,需要通过科学手段提高系统本身的运作能力。系统本身并非完美无缺,在具备优势的同时也存在一些缺点。

图1 控制系统组成

2.1 控制系统的优点

一是液压机械传动控制系统在适用性方面有着广阔空间,一定程度上可以为我国设计制造业提供有力保障。该系统可以适用于很多领域和行业,尤其是机械冶金业,应用成果多。研究这一控制系统可知,系统本身运行功率小,且可以承担较高压力,能够实现快速运行[4]。系统运行期间,集成作用良好,能够实现小型化和一体化等发展目标。二是液压机械传动控制系统与电子技术具有一定联系,可以与其结合构建对应的工作联系,即使空间很小也能完成主动执行操作,确保操作更加准确,以达到良好的应用效果。现阶段,液压机械传动控制系统的应用范围在逐渐扩大,布置工作时灵活性高,有利于强化控制元件的应用效果。三是液压传动控制系统能快速做好负载调节工作。该系统的核心工作介质为矿物油,润滑效果良好,能延长机械本身的使用寿命,确保平稳的直线运动,从而达到现代工业社会发展的要求[5]。

2.2 控制系统的缺点

一是系统应用过程中主体介质一般是常见的矿物油,一旦发生泄漏,会对系统正常运行产生不良影响,某种条件下还会影响系统运行的稳定性,导致制造与设计速度缓慢,给企业造成经济损失。二是液体本身性质特殊,表现最明显的是温度。想要规避这一现象,系统操作者在机械设计中需重视液压机械传动控制系统应用,同时要合理控制温度[6]。三是液压源元件运作期间通常会出现金属粉末,造成机械污染和故障。为了降低此类问题的发生率,操作人员应用前要先进行检查,检查其是否存在灰尘等不良现象,若是有,应立即清理。四是传动控制系统当前应用还面临一些问题。比如,我国液压技术很多关键构成部件还需要采用国外液压产品作为补充,同时与一些国家使用的产品存在很大不同。想要发展液压技术,需要不断提高我国的国际竞争力,不仅要弥补液压技术领域缺陷,还要通过创新构建整体的发展目标,确保我国液压产品及技术的核心竞争力,促进液压技术在我国不断优化和完善,有效解决机械设计制造存在的不足[7]。

3 机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用

3.1 在变速器中的应用

机械设计制造过程中,液压机械传动控制系统的变速器发挥着重要作用。作为关键部分之一,它具备良好的控制及应用效果,能确保系统的稳定高效运行。一般来说,液压机械传动控制系统的运行稳定性主要由定量马达和变量泵两个因素决定。同时,在运行过程中,系统发动机要保持相互分离的状态。分离出的动力需根据离合器传递到液压系统,并导入太阳轮。分离出的动力想要实现有机整合,要有效应用差动轮系部。还可以使用动态化调整控制马达转动的具体方向,确保液压机械传动系统运行更加稳定,提高机械设计制造水平。比如,矿山装载机使用液压机械传动系统,不但可以控制变速器运行,还可以控制斜盘角度,组件有离合器、变量泵以及液压马达等。如图2所示,以开式液压转动回路为例,液压马达作为主要执行机构具有不可替代性。通过差动轮系能够合成机械液压动力,还能实现自动换挡和变速,提高机械传动效率,降低消耗。可见,在矿山机械设备中应用液压机械传动系统,有助于提高燃料经济性[8]。

图2 开式液压传动回路

3.2 在系统控制中的应用

在机械工学装置系统中,机械制造应用广泛,能深度解析系统装置用电效率,使得系统操作更加精确,进一步提高操作精确度。液压系统控制精度既要关注控制系统,又要重视机械设计,因此需对两者的工作环境进行综合分析。从整体上看,将液压控制和机械设计技术进行有机融合,可达到如塑性加工的效果。一般来说,塑性加工会因外力作用出现相应形变,但是加工材料在这种作用力下不会改变材料自身性质。在这类工作中,应用液压机械传动控制系统具有一定优势,可确保加工产品品质的同时降低成本,并简化操作流程。此外,系统具有轻量化和高强度特征,与各类复杂器件的制作任务相符合[9]。

3.3 在液压机械传动技术方面的应用

液压机械传动技术应用于诸多领域,对其具有良好的促进作用。工业生产中,充分利用液压机械传动技术能够提高系统的整体传送效率。由于液压控制系统具有重量轻、小型化以及集成度高等特点,能够改善系统的整体功率损耗。另外,液压机械传动系统中因为钢芯较大,能够实现任意方向旋转,在某种条件下可以为机械工程相关工作提供辅助。所以,大部分建设机械领域中都会使用液压机械技术。比如,在推土机、拖拉机等履带式作业车辆中,经常会使用液压机械传动系统,以保障机械高速行驶下的调速,满足作业速度等自身需求,实现行驶阻力与马达实际输出特征之间的有机联系,强化机械动力性能。此类车辆传动系统参数设计需要考量输出转矩、输出比以及液压马达增速等内容。

3.4 其他场合的应用

面对计算机技术的进步和发展,将液压技术与其结合,可以使液压技术应用于各个领域。综合运用这两种技术,可以在不同场合确保高效且灵活地完成预期目标。与传统机械传动系统相比,液压机械传动控制系统在调整不同运行参数过程中更具便利性。以机械工业为例,液压工业获取的销售产能占总体的3%以上,说明液压工业具有重要地位。应用液压机械传动控制系统可以提高动力传递效率,保障功率输出的恒定性和稳定性。尽管这一构造比较简单,但是功率高,加之配置钢芯,可以为机械的正反方向运转提供便利,使操作更加简便。工程机械设备往往会应用到液压技术,因此在机械设备中液压机械传动控制系统获得了广泛应用,能够保障机械控制的灵活性。

比如,液压机械传动控制系统可应用于机床。对于液压机械传动系统来说,控制系统应用于工业机床,既具可靠性,又拥有很高的处理精度。一般而言,工业活动中无论是磨床砂轮还是工作台,都会应用液压传动系统进行有效控制。在实际生产中,此类设备速度快,可以实现精确、高速移动。因此,使用液压机械控制设备规划机床的运动状态,可确保其达到预期的速度与精度。此外,它可以实现更高层次的机床精确度,为各类生产活动创造良好条件,促进生产工作顺利进行,降低成本,提高生产企业的经济效益。将液压机械传动控制系统应用于机床,还具有很强的可靠性,能够避免操作出现各类问题,从而进一步实现安全生产。它也可以应用在数控车床中,达到高效驱动的目标,确保各种元件正常工作[10]。

4 结语

为了实现液压机械传动控制系统的有效应用,要树立现代发展理念,掌握液压机械传统控制系统的相关概念,结合实际,在机械设计制造中积极应用液压机械传动控制系统,从而为各项生产工作提供帮助,提高工作效率,降低生产成本,促进机械设计制造行业的可持续发展。

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