机械设计制造中液压机械控制系统的应用

赵元魁 郭雨航

【摘 要】常见液压机械设备在多种作业工况下对行驶速度及动力需求呈现多样化特点，因此，需要嵌入无级变速箱进行控制与交互。液压机械设备的变速原理从表面上看是液压功率分流与无极调速，属于研究被控制对象和控制量的范畴。深入分析，則需要对变速箱的无级调速与负载自适应控制进行探讨。

【关键词】机械设计制造;液压机械;控制系统

引言

机械驱动控制在机械的开发和配置中起着决定性的作用。液压机械驱动系统控制液力驱动，促进工业控制的平稳运行，是工业发展的良好条件。为了最大限度地发挥液压机械传动控制系统的优势和功能，需要积极利用适当的方法和手段进行综合分析，确认运行的准确运行方式，为机械设计的高效运行奠定良好的基础。

1液压机械传动控制系统的理念

液压机械驱动控制现在是工程和制造活动不可分割的一部分。该系统着重于液体平衡系统在实际运行过程中是完全静态的，系统级压力均匀相对平衡。在驱动系统的液压控制中，活塞本身与活塞大小不同，允许的打印区域也不同。在这种情况下，必须从活塞中选择并增加相应的压力。液压机械传动系统由许多基本上由运行部件组成，首先将液压泵提供的液体转换为相对机械功能，作为该部件的主要配置。液压马达将水力能量转化为相对机械能力，以确保流体达到其外力。液体的流动方向和压力在液压元件的影响下得到充分控制，使元件符合工作的具体要求。第二，液压泵被用作主要配置，提供基于容量的相对运动学源。容积液压系统的主要部件是传动零部件运行时的齿轮泵，齿轮泵主要基于齿轮转速，使液体运输速度更快。最后，辅助元件通常必须作为管道运行，提供运行良好的液压驱动装置、驱动元件和管道，它们一起产生积极影响。

2机械设计制造中液压机械控制系统的优点和不足

2.1优点

应用范围广相比于传统控制系统，液压机械控制系统的应用范围更广，不仅可适用于常见的塑料加工，同时在技术含量要求较高的钢铁冶金领域也具有不错的应用效果。例如，针对农林机械领域，液压机械控制系统能够有效解决工程机械需要提高牵引能力但又不能采用全轮驱动方法的问题，能够在无级变速的基础上保障驱动轮间的协调同步。

2.2液压机械传动控制系统的不足

该系统中使用的大众媒体最初是矿物油，不仅影响该系统的运行，而且降低了运行稳定性，导致设计和制造过程的减缓，从而损害了企业的利益。第二，所有温度变化都受液体本身特性的影响，影响系统的运行。为避免这一问题，操作人员必须在机械设计中使用液压机械驱动控制装置，同时确保对矿物油温度进行科学检测。此外，液压元件在操作中也有可能产生金属粉末，造成机械杂质和干扰。为了减少此问题的发生，操作人员必须在应用所有驱动控制之前清除驱动系统，以避免由于灰尘和其他干扰而导致系统故障。驱动控制系统在制造设计中的应用取得了优异的效果，证明了液压技术的潜在发展，但在实际应用中仍存在一定的不足。例如，中国液压技术的许多重要组成部分是由国外液压产品补充的，其中有些与其他国家有很大差异。为了发展成为液压的力量，同时弥补液压技术的不足，研究液压技术，开发独特的产品和液压技术，制定全面的发展目标，逐步将液压和液压产品推迟到发达国家的技术界限之外。只有这样，我国液压技术才能不断改进，解决设备制造中的缺陷和不足。

3机械设计制造中液压机械控制系统的具体应用

3.1系统控制层面

从系统控制角度来看，由于不同的机械设计方式往往会导致不同的控制体系，因此结合实际应用需求就液压机械控制系统进行设计，是保障液压机械控制系统应用有效性的关键所在。其中，针对机械设计制造领域，液压机械控制系统的主要应用价值在于对设备功率及使用效率进行控制和精细化分析，因此通过确定机械设计制造的实际工作环境以保障其应用稳定性往往尤为重要。在此基础上，依托于液压机械控制系统的诸多优点，其在农林机械制造、塑性加工、工程设备生产等多个领域均有着较为不错的应用效果。例如，针对农林机械设计制造领域，可借助液压机械控制系统实现农林机械的恒功率输出控制，借此不仅可提升机械设备的应用可靠性，同时也在保证一定生产成本的基础上确保其设计制造的经济性。

3.2变速箱速比的点位控制

根据点位控制的特点，可以得出，控制器的帧与阶跃响应效果完全相同，并且还能按照既定的输出规律开始运行。假设PWM的帧间隔为6，那么，马达正、反向转时的排量比单帧增量可通过变量泵励磁电流与排量比的计算结果乘以6得到。

3.3液压机械传动控制系统的运行分析

该系统的卓越集成功能可满足不同行业对尺寸、性能、准确性和生产效率的要求。此外，小巧轻便的功能允许在建筑的各种条件下应用。该系统在设计制造过程中，根据其特殊特点弥补了经典驱动系统的不足。此外，该系统可广泛应用，以降低机械设计的复杂性，提高机械制造的精度，缩短制造时间。在实践中，系统可以对机械行业应用自动控制，加快机械制造的自动化过程。

3.4软件设计层面

首先，在就系统进行调整时，应关联液压系统与相关的组态软件，并在确保组态软件满足厂商需求的基础上尽可能简化软件界面，进而以此保障系统使用的可操作性;其次，液压机械控制系统所采用的组态软件要足够强大，要具有一定的兼容性，即能够与多种硬件设备所关联，同时，要针对组态软件配备专门的数据库，进而以此保障数据的可储存性;最后，在设计液压机械控制系统的操作系统时，要结合实际机械设计制造人员操作习惯进行功能优化，并尽可能添加较多的人性化功能，进而以此满足不同的机械设计制造操作需求。

3.5纯水液压机械传动控制系统的运用分析

在制造领域，该系统是液压传动的主要执行方向之一。技术进步与环境保护相结合，是纯水力驱动技术，其中水被选为能量传输和调节的良好媒介。与液压油不同，纯净水成本低，维护方便，非常适合从各种来源降低公司运营成本，提高公司的经济效益。金属和煤矿等行业对液压驱动系统的需求越来越大。传统的石油泄漏会引起火灾，严重危害公司的安全运行，而纯水则具有较强的抗御能力，防止因控制系统泄漏造成的安全问题。

结束语

综上，机械设计制造产业在我国市场经济发展过程中占有举足轻重的关键地位。因此，应进一步加强液压机械控制系统设计管理，在优化其控制体系和软件功能的基础上不断提升其自动化水平，进而以此满足不同生产需求，并促进整个机械设计制造产业的健康发展。

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（作者单位：河南工学院机械工程学院）