机械设计制造中液压机械控制系统的应用

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摘要：液压技术是研究、分析、利用液体这一介质来实现机械传动和控制的一门技术。当前国际机械科技领域正逐渐向高端化、精确化领域趋势发展。我国的整体科技水平虽处于高速发展阶段，机械领域的诸多技术也达到了世界先进水平，但新兴的尖端液压技术目前还处于起步阶段，要实现液压操作中的有效、精确控制技术显然还不够成熟。本文通过对液压机械传动控制系统基本原理进行分析，研究了该系统的优缺点，并探讨了该系统在机械设计制造中的应用。
关键词：机械设计；液压；机械传动控制系统；应用
一、我国液压技术的背景分析
随着科技的飞速发展，当前，我国液压机械已在工程机械、建筑、汽车、航空等领域广泛应用。液压机械控制技术在国民经济生产中已占有主导地位。利用电控传感器控制整个液压机械系统，不仅精度高，而且能获得良好的反馈机制，使液压技术得到新的突破。
二、液压机械传动控制系统的优、缺点
（一）优点
该控制系统具有高效率、高速度、高寿命等优势。液压机械传动控制系统调节简单，操纵方便、省力。通过和电气自动化相结合，能在相对较小的空间内进行精准操作，最大化发挥出该系统的价值与作用。加之电液伺服系统的研发与应用，极大地提高了液压机械传动控制系统的使用效率。同时液压机械传动控制系统具有体积小、重量轻与反应速度快等特点，操控也比较方便。在该系统中，其主要工作介质为矿物油，不仅对自身具有一定的润滑作用，还可有效延长设备的使用寿命，并且能够快速地完成直线运行，可加快系统的自动化进程，具有较高的自动控制能力，可有效地满足工业化生产的需求。
（二）缺点与不足
液压机械传动控制系统是以液体为工作介质，不可避免会出现泄漏，影响系统运行的稳定性与正确性。不适宜在传动比要求严格的场合使用。液压机械传动控制系统对油溫的变化要求比较高。因此，在系统运行过程中，需对温度进行有效的控制，尽量减少油温的变化，避免由于温差而出现偏差。从而给液压机械传动控制系统的故障检查与排查带来一定难度。另外，液压机械传动控制系统在运行的时候，通常会因液压元件的运行而产生一定的金属粉末，对机械设备造成一定的污染，容易引发机械故障。加之，外部的环境灰尘与粉尘等易吸附在液压机械设备上，会对系统的稳定运行造成不利影响。因此，系统在运行前，需对系统进行严格的检查与清扫。避免在运行的过程中出现一些由于外界因素引起的不良后果。
三、液压机械传动控制系统的基本原理
液压机械传动控制系统的基本原理是依靠其内部介质--液体确保平衡状态。从而实现能量之间的转换。活塞大小的不同决定压力的合理范围。在液压传动过程中必须有相应的元件设备支持系统的传动。包括以下元件：（1）动力元件：齿轮泵、柱塞泵等。这一元件为系统提供足够的动力，保证系统的正常运行。是系统内部最关键的部分，可将机械能转化为液压能。依靠其内部密封体积的变化实现运动和动力。（2）执行元件：主要是将液压泵提供的液压能转换为机械能，该执行元件的主要装置为液压缸或马达。（3）控制元件：此类元件主要是控制回路液流的方向、流量、压力、速度、顺序等，如方向阀、流量阀、压力阀等。（4）辅助元件：回路中连接各种原件元件的管道、油箱、蓄能器、过滤器、压力表等，起连接、输油、储油、过滤、储存压力能、测量等作用。
四、机械设计制造中液压机械控制系统的实际应用
（一）系统控制方面
从传动的体系上来看，其不同的机械设计方式同样会存在一定性的改变。因此，在进行体系层的全面控制中，同样需要对其机械传动的整体效果进行良好的性质分析，在不同的层面传动中，其机械传动的效果也会更加明确，尤在进行机械制造的应用中，应用方式多样化。尤其是是关于工程图设备体系控制的运用，要求准确分析设备功率以及效率，明确液压系统的施工环境、方式等。这样，在较为极端的施工环境中，其施工的技术效果也会更为明显。目前，我国液压技术在进行全面的应用中也取得了较为显著的成果。
（二）精密塑性加工技术方面
在塑性加工的过程中，其整体的应用效果同样十分良好。精密塑性加工技术就是以现代信息化技术作为基础，只要简易处理就可改变加工材料的外表，材料本质没有发生变化。塑性加工是机械原料加工中必须进行的环节，仅对原先的加工技术流程作了改善，可整个工作的效率以及产品的质量都提高了。具有以下优势：（1）加工流程简单，提高了机械加工的效率。（2）不需要进行切割，实现资源的充分利用。（3）加工成本本身可替代性高，强度大，质量轻，应用性能极高。（4）可加工复杂部件，有利于实现企业的创新。总体来说，主要因素在于机械设计体系的逐步性完善，才能实现整体的机械加工优势。
（三）传动技术方面
对机械传动的效果展开优良性质的探讨，是传动体系控制中的一项重要工作。当今，液压技术已经被很多领域普遍应用。在动力体系的控制方面，工业产值的数值是一个参考的对象，根据其变动，使其液可控制系统的应用范围与领域，并且发挥出更大的作用，同时可以高效率地完成预期目标与控制目标。另外，与传统的机械传动技术相比较，液压机械传动控制系统可以更加容易地实现运动与动力参数的控制。可以在一般的条件下提高液压工业的销售额，在工业领域中的应用比较重要。同时具有较好的传递效率，能够对输出进行有效的控制。另外，在该系统中配套的较大系统铜芯装置，可以对正反方向的运转进行有效的控制与实现，在机械操作的过程中能够实现各种操作动作。液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用具有广阔的前景，能够对变量系统进行开发与调节压的参数比能够得到良好的性质控制。如此，系统在刚性完善时操作性依旧能够保持很好的性质控制，也使得机械传动技术在实施的整个过程中，有一个明晰的变量系统的控制结构。
（四）计算机方面
计算机对于液压系统的电流值和液压值的监控，也可以使得整个系统的稳定性、安全性、经济性获得新的增强，利用新型的图像分析技术，还可以实现整个液压机械系统的动态图像演算分析，通过多图像的对比展示，方便操作人员和计算机对于整个系统的把控，也方便于对之后可能出现的系统漏洞和故障进行维护和修理。同时，计算机对于整个系统进行反馈操作，能进一步实现液压机械系统的智能化和精确化操控，降低液压机械系统的误差值，辅助系统实现更加长久、稳定的控制。如液压机械系统控制存在着非线性问题，可以在计算机中运用龙格-库塔数值求解法对于液压系统的运动微分方程进行求解，运用MATLAB等可以对液压系统中的动力学方程进行分析和拟合，运用UG、SolidWorks等可以对液压机械系统进行三维的模拟和分析。当前我国的液压机械系统多采用并联运动技术搭配敏感元件来进行测算和分析，但是液体在管道内的流动十分复杂，涉及多个沿程压力损失和管道间的局部压力损失，使得系统的动态响应出现剧烈震荡，系统的测算误差难以降低。而通过计算机分析管道中的电液比例先导技术，辅助目前液压机械系统中的敏感元件进行测算分析，就可以大大提高整个系统的稳定性和精确度，保证了液压机械系统的控制水平。为实现液压组态更加显著的传动效果，关于全面控制的要求上，它的组态软件要有简易、灵活和实时的应用界面，处理性能、网络功能等方面要足够强大。组态环境的存在，是作为一个独立体的，它能够配置所有功能的工具，工作人员对自己的应用系统进行设计、建立，使用人员配置是组成了组态结果数据库的一个重要部分。而操作环境作为一个全面且独立的系统，可以完成多用户系统所用配置数据的处理工作，在这里设计的组态也实现了自己的目标，其对参考系统尝试运行的环境以及数据库的有效组成进行运用，使得组态结构里能够有一个清晰明确的液压参数。如今的液压组态，它在信息控制下对模块功能的要求非常高。而MCGS体系有很高的可信度，有关该体系的设备在驱动以及画面显示、流程控制等方面整体的工作，都是由三个大的基本模块实现的，这三个基本模块是配置模块、动画模块与计划模块。液压机械传动控制系统的应用对于机械设计有着很大的重要性，它是机械设计体系能够有初步完善的一个保障。
结束语
在很长一段时间里，工业的发展与一个国家经济发展都保持不可分割的关系。所以，工业必须重视液压机械控制系统，特别是对于它的相关应用更加要重视；而且在应用的过程，对不断发现存在的不足要改进，让液压机械控制系统在机械设计制造之中展示它更强大的能力，以实现工业行业的进一步发展。除此之外，机械设计制造不仅要应用液压控制系统，也要努力探讨该系统，让该系统的服务力更好更强大，为我国工业发展做出更多的贡献。
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