農(nóng)業(yè)機(jī)械制造液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用

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摘要：液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中得到了廣泛應(yīng)用，特別是在大功率、大容量機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用突出。基于此，文章分析了液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，闡述了液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用，以期為相關(guān)領(lǐng)域提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械制造；液壓傳動(dòng)；控制系統(tǒng)

液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)是目前較為先進(jìn)的一種傳動(dòng)控制技術(shù)，具有較為精準(zhǔn)的能量傳送與控制能力。但是在其設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中，也需要把握好控制原理，根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的實(shí)際需求，選擇合理的系統(tǒng)布置方式，利用液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)反應(yīng)速度快、元件質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化水平。

1液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)由液壓元件、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、液壓油等部分組成。其中液壓油泵作為液壓元件，負(fù)責(zé)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體液壓能，并由液壓控制閥、管道、蓄能器等裝置控制液壓介質(zhì)壓力，使其保持一定的流量及流動(dòng)方向。最后通過液壓缸、馬達(dá)等執(zhí)行元件，將液體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，完成相應(yīng)做功任務(wù)。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，要適中保持液體處于平衡狀態(tài)，在每個(gè)階段具有相同的壓強(qiáng)，然后通過設(shè)計(jì)不同的活塞大小，控制承受壓力范圍，施加所需的壓力。一般將液壓油作為傳動(dòng)媒介，在能量轉(zhuǎn)換過程中，還需要各部分元件之間的良好配合。液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)主要包含壓力控制、速度控制、方向控制回路，每個(gè)回路有其特定控制功能，并通過各個(gè)回路的組合運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對元件運(yùn)動(dòng)的有效控制[1]。其中壓力控制回路包括調(diào)壓、穩(wěn)壓、變壓和卸壓回路，當(dāng)壓力高于溢流閥設(shè)定壓力時(shí)，閥開口度增加，控制液壓泵輸出壓力下降，使系統(tǒng)壓力保持平衡。通過在回路上設(shè)置減壓閥和升壓器，對局部回路電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了吸收系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的壓力波動(dòng)，還可以在回路中設(shè)置蓄能器。在系統(tǒng)不需要壓力或需要處于低壓運(yùn)行時(shí)，則采用卸壓回路控制壓力下降。速度控制回路分為調(diào)速回路、同步回路兩種，調(diào)速回路負(fù)責(zé)對單個(gè)元件運(yùn)行速度進(jìn)行控制，同步回路則是對兩個(gè)及以上的元件進(jìn)行控制，使液壓缸保持同步運(yùn)行。方向控制回路包括換向回路、鎖緊回路，可以控制主油路換向，將活塞鎖緊，避免工件在某位置停留時(shí)發(fā)生移動(dòng)。只有確保液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，才能為實(shí)際生產(chǎn)安全性提供保障[2]。

2液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用對策

2.1充分發(fā)揮液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)勢

液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)簡單、元件質(zhì)量輕，可以靈活運(yùn)用。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用有利于推動(dòng)設(shè)備小型化、輕量化發(fā)展。相比于傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)還具有控制穩(wěn)定性強(qiáng)、功率高效等特點(diǎn)，可以防止設(shè)備產(chǎn)生過載風(fēng)險(xiǎn)。比如在液壓控制回路中設(shè)置的溢流閥，能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性提到保護(hù)作用，如果實(shí)際運(yùn)行壓力超出荷載壓力，可以通過溢流閥將液壓油回送到油箱中。再比如，液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)介質(zhì)是液壓油，在系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生熱量，可以經(jīng)過液壓油分散，從而降低系統(tǒng)溫度，防止出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。液壓油還能夠?qū)υM(jìn)行潤滑，降低元件運(yùn)行損耗及故障概率。此外，在液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，還可以發(fā)揮其自動(dòng)化程度較高的特點(diǎn)，通過與電子技術(shù)配合使用，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行荷載對系統(tǒng)運(yùn)行作出精準(zhǔn)調(diào)控。目前液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到航天、航海等領(lǐng)域，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，也需要發(fā)揮這種先進(jìn)控制技術(shù)的優(yōu)勢[3]。

2.2控制好液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的漏油問題

液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)雖然具有多方面應(yīng)用優(yōu)勢，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，也容易因漏油問題影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)多數(shù)采用液壓油作為傳動(dòng)介質(zhì)，對傳動(dòng)介質(zhì)溫度要求高，如果液體介質(zhì)溫度出現(xiàn)變化，會(huì)改變整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，液壓油還可能受到污染，主要是由于在制造、安裝過程中技術(shù)質(zhì)量偏低，導(dǎo)致液壓油受到焊渣、鐵屑等雜質(zhì)污染，進(jìn)而會(huì)對系統(tǒng)元件產(chǎn)生沖擊，加快各元件的損耗。在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，必須保證液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的密封性，否則會(huì)因液壓油泄漏，引發(fā)環(huán)境污染問題。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造采用液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，必須嚴(yán)格控制系統(tǒng)制造及安裝質(zhì)量，確保液壓傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的密封性良好，排除各類污染問題，從而降低液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生漏油的概率[4]。

2.3液壓機(jī)械傳動(dòng)無級變速器的應(yīng)用措施

在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，考慮到液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效果受變速器控制效果影響較大，在設(shè)計(jì)過程中可采用無級變速器，提高系統(tǒng)適用性。在液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)下，主要通過變量泵和定量馬達(dá)維持系統(tǒng)平衡狀態(tài)。系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力經(jīng)過液壓系統(tǒng)達(dá)到輪軸，再經(jīng)過離合器達(dá)到架體。可以通過設(shè)計(jì)差動(dòng)輪對兩部分動(dòng)力進(jìn)行整合，利用差動(dòng)輪齒圈向外傳輸動(dòng)力。這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式能夠提升傳動(dòng)系統(tǒng)的整體工作效率，而且可以滿足馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向調(diào)整等方面的需求。同時(shí)，無級變速器的使用可以對機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳輸速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保在不同速度狀態(tài)下，系統(tǒng)都能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行。目前無級變速器在工程機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，也應(yīng)積極引入無級變速器技術(shù)，進(jìn)一步提高液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的控制能力。

2.4加快純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)研究

針對采用液壓油作為傳動(dòng)介質(zhì)可能引發(fā)的漏油和污染問題，目前純水液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的研究受到了關(guān)注。該技術(shù)是采用純水作為液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換介質(zhì)，相比于傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行成本更低，但介質(zhì)獲取的技術(shù)性難度較高。在利用純水作為能量轉(zhuǎn)換介質(zhì)時(shí)，需要采取特殊的處理技術(shù)方法。經(jīng)過處理后，通過采用純水作為原料，能夠有效降低成本，解決液壓油傳動(dòng)存在的不安全隱患。由于純水具有阻燃性，而且壓縮系數(shù)較低，即使發(fā)生泄漏，也不會(huì)對環(huán)境造成污染。因此，關(guān)于純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)的研究受到了廣泛關(guān)注，但是目前技術(shù)還不夠成熟，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用較少。通過加快其技術(shù)研究及應(yīng)用，有利于提升農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備使用的綜合效益。

2.5關(guān)注液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)研究發(fā)展

目前液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域得到了一定范圍的推廣和應(yīng)用，包括電子控制技術(shù)、純水傳動(dòng)技術(shù)等方面的研究進(jìn)展較快，液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)水平不斷提升。在實(shí)際使用過程中，應(yīng)關(guān)注于液壓機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的最新研究進(jìn)展，通過引入先進(jìn)的技術(shù)手段，提高設(shè)備功能和性能的完善性。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化水平的提高，一些大型機(jī)械設(shè)備也在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中得到了應(yīng)用，在液壓機(jī)械傳動(dòng)控制方面，具有高集成化發(fā)展趨勢，從而快速滿足系統(tǒng)調(diào)控需求。同時(shí)，在實(shí)際控制運(yùn)行過程中，對液壓傳動(dòng)控制精度也提出了更高要求，目前我國自主研發(fā)的技術(shù)設(shè)備，主要在精度控制方面取得了顯著成果。在此情況下，可以使液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)的適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，相比于傳統(tǒng)控制技術(shù)，具有更加突出的應(yīng)用優(yōu)勢。應(yīng)根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際使用需求，合理選擇液壓傳動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提高系統(tǒng)穩(wěn)定性及控制效率。

3結(jié)束語

綜上所述，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用直接關(guān)系著農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。通過采取合理的設(shè)計(jì)方式，充分發(fā)揮液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)自身優(yōu)勢，并針對其可能出現(xiàn)的問題采取防控措施，可以最大化的滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，為設(shè)備運(yùn)行可靠性提供保障。此外，應(yīng)關(guān)注于液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)的研究發(fā)展，促進(jìn)相關(guān)研究成果的轉(zhuǎn)化。

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作者：肖雨梅 孟磊 王海龍 單位：荊楚理工學(xué)院