肖書強(qiáng)，容建軍

（寶雞鈦業(yè)股份有限公司，陜西 寶雞 721014）

1 液壓機(jī)械控制系統(tǒng)概述

液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的基本原理與組成。為了維持液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，需要內(nèi)部液體的幫助。能量壓力變換目標(biāo)是以活塞尺寸的適當(dāng)壓力范圍為基準(zhǔn)，將內(nèi)部液作為載波進(jìn)行。液壓機(jī)械控制系統(tǒng)由3個(gè)構(gòu)成要素構(gòu)成：（1）執(zhí)行元件。執(zhí)行元件的功能是把壓力變成對(duì)應(yīng)的能量。執(zhí)行元件的最重要的構(gòu)成要素是液壓泵。壓力成為最短時(shí)間的對(duì)應(yīng)能源，能夠提高轉(zhuǎn)換速度。另外，執(zhí)行元件還具有控制液體流量的功能，該液體流量是系統(tǒng)非常重要的部分，滿足所有系統(tǒng)的要求。（2）動(dòng)力元件。該組件可向系統(tǒng)提供足夠的功率以確保系統(tǒng)的操作。作為系統(tǒng)最重要的組件，它通常都會(huì)具有齒輪泵。（3）輔助元件。這種組件是系統(tǒng)中的所有管道，執(zhí)行元件和動(dòng)力元件通過管道連接。幾種要素相互合作，保證系統(tǒng)能夠順利地操作。圖1表示液壓系統(tǒng)工作原理。

圖1 液壓系統(tǒng)工作原理圖

液壓機(jī)械傳遞系統(tǒng)由硬件和軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)包括微處理器、存儲(chǔ)器、I/O部件、輸出模塊及編譯器，硬件的所有部分通過總線連接。在液壓系統(tǒng)軟件系統(tǒng)主要分為用戶程序和系統(tǒng)程序。PLC的控制是由系統(tǒng)程序控制的，用戶程序是根據(jù)自己的需要由用戶編譯的程序。圖1表示液傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。PLC核心是工業(yè)領(lǐng)域廣泛使用的微處理器。近年來，工業(yè)自動(dòng)化的思維方式給予了適用于液壓系統(tǒng)的開發(fā)條件。它具有以下特點(diǎn)：（1）靈活性和普遍性。PLC控制功能的實(shí)現(xiàn)主要取決于其自身的存儲(chǔ)器中建立的編程程序。如果需要改變控制過程，或者在實(shí)際控制有問題的情況下，需要僅再次變更控制程序。至此，PLC需要變更系統(tǒng)內(nèi)部軟件，有效地控制不同的對(duì)象。（2）可靠性強(qiáng)。在機(jī)械制造領(lǐng)域，要求機(jī)械的可靠性和抗干擾能力強(qiáng)。在嚴(yán)酷的環(huán)境中需要機(jī)械作業(yè)，液壓驅(qū)動(dòng)在任意的工作環(huán)境中能夠穩(wěn)定地運(yùn)行。（3）操作簡單且易維護(hù)。用戶不需要具備計(jì)算機(jī)知識(shí)，僅需要參照?qǐng)D表指示就可以完成操作和維護(hù)。（4）功能強(qiáng)。目前，液壓傳輸系統(tǒng)能夠有效控制開關(guān)量和模擬量，不僅可以控制單一目標(biāo)，還可以控制群體目標(biāo)。另外，通過無線控制技術(shù)的開發(fā)，也可以實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的遠(yuǎn)程控制功能。輸入/輸出分配方面，根據(jù)系統(tǒng)控制條件設(shè)置18個(gè)輸入IO口以及6個(gè)開關(guān)信號(hào)。

2 液壓機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容分析

（1）液壓機(jī)械傳動(dòng)的體系分析。對(duì)于現(xiàn)有的液壓機(jī)械式傳動(dòng)裝置，雖然在加工時(shí)明確了液壓傳動(dòng)機(jī)的適用性，但整體使用上存在很多問題。因此，在許多應(yīng)用中，必須通過機(jī)械設(shè)計(jì)效果來定義機(jī)械傳遞效果。一般而言，主要的液壓機(jī)械傳遞系統(tǒng)是基于線系統(tǒng)的總體配置分析和集成裝置所做的改變。因此，在構(gòu)筑液壓傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，必須通過組合各種自動(dòng)控制系統(tǒng)提高變速效果。

（2）液壓機(jī)械傳動(dòng)的控制。在整個(gè)控制系統(tǒng)中，由于機(jī)械式變速器的穩(wěn)定性依賴于各個(gè)組件之間的平衡關(guān)系。在溫度控制的過程中，液體變化的傾向明顯，在整個(gè)發(fā)送控制系統(tǒng)的操作特性中，預(yù)先設(shè)置的溫度和環(huán)境會(huì)發(fā)生變化。在這個(gè)過程中，液壓機(jī)械變速器變化，外部環(huán)境平衡被破壞，這導(dǎo)致了系統(tǒng)液壓水平的不穩(wěn)定，并且系統(tǒng)外部的雜質(zhì)變得更加明顯。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）液壓機(jī)械傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。通過對(duì)液壓傳遞部件的結(jié)構(gòu)解體實(shí)驗(yàn)、液壓控制實(shí)驗(yàn)、plc軟件模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解析。在液壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用下，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用冷壓延鋼板制成，合并了結(jié)構(gòu)和控制動(dòng)作，電氣操作控制屬于下置式。液壓站位于液壓平臺(tái)的主機(jī)艙內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，負(fù)載機(jī)械可以根據(jù)物理結(jié)構(gòu)減少比例，并且具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制模式。

（2）液壓傳動(dòng)無極變速器。使用液壓控制系統(tǒng)時(shí)，需要參照機(jī)械工程學(xué)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的行車速度進(jìn)行控制，變量泵和發(fā)動(dòng)機(jī)是液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的兩個(gè)重要部分，可以更詳細(xì)地進(jìn)行控制活動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力主要分成兩個(gè)部分，一個(gè)朝離合器的方向移動(dòng)，動(dòng)力傳遞給行星架，另一個(gè)與液壓控制系統(tǒng)一起由中心車輪接收。這兩個(gè)部分最終被集合到差動(dòng)齒輪列中耦合，然后，通過環(huán)形齒輪傳遞動(dòng)力，外部的機(jī)械裝置也具有動(dòng)力。在液壓控制系統(tǒng)的運(yùn)行中，它繼續(xù)不斷地進(jìn)行封閉與分離，增加控制系統(tǒng)的應(yīng)用力度，減少發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大小，幫助機(jī)械系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電力，改善機(jī)械的運(yùn)行環(huán)境，滿足運(yùn)轉(zhuǎn)要求。

（3）液壓機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用。液壓傳輸技術(shù)現(xiàn)在已應(yīng)用于許多領(lǐng)域，促進(jìn)了機(jī)械工程學(xué)的發(fā)展。在工業(yè)開發(fā)中，液壓機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)充分發(fā)揮作用，速度傳遞效率高，可以有效控制建設(shè)機(jī)械，但必須確保恒定的控制效果。液壓控制系統(tǒng)的小型、輕量、高集成化等特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)功率應(yīng)用具有非常重要的促進(jìn)作用。因?yàn)橄到y(tǒng)鋼芯非常大，能任意旋轉(zhuǎn)，對(duì)機(jī)械工程學(xué)有很好的輔助效果。因此，大部分建設(shè)機(jī)械廣泛使用液壓機(jī)械技術(shù)，整個(gè)液壓產(chǎn)業(yè)目前處于市場主導(dǎo)地位。

（4）機(jī)械設(shè)計(jì)制造中系統(tǒng)控制。機(jī)械制造在機(jī)械工學(xué)裝置系統(tǒng)中有很多用途。機(jī)械制造能夠深入分析裝置的電力效率，提高設(shè)備操作的精度?？紤]到液壓系統(tǒng)的精度，需要合并機(jī)械設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境分析。從整體情況來看，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的液壓技術(shù)的應(yīng)用，可以得到像塑性加工那樣的良好結(jié)果。塑性加工主要受到外力條件的影響，加工材料在外力下變形，但材料本身的性質(zhì)不變。液壓機(jī)械控制系統(tǒng)實(shí)際上具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，即在確保處理品質(zhì)的前提下，可以簡化處理流程，降低處理成本。由于系統(tǒng)的輕量和高強(qiáng)度，可以用于處理復(fù)雜工件。

金屬的塑性加工是指由于外力的作用而產(chǎn)生的塑性變形。通過應(yīng)用液壓控制系統(tǒng)，可以提高材料結(jié)構(gòu)，無須切削大規(guī)模生產(chǎn)即可直接生產(chǎn)。液壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用是優(yōu)化塑性加工的鍛造、壓延、擠壓過程。根據(jù)下砥鐵之間的塑性變形，可以得到產(chǎn)品的形狀和尺寸。或在某些鍛造模具過程中使用液壓控制系統(tǒng)對(duì)其施加沖擊力，進(jìn)行塑性變形。通過液壓控制系統(tǒng)，施加旋轉(zhuǎn)輥的壓力，在規(guī)定的空間內(nèi)進(jìn)行塑性變形。冷氣壓延品的尺寸比熱間壓延品的尺寸更準(zhǔn)確，機(jī)械化的程度高，產(chǎn)品變形的程度小，擠壓成形后置于閉合的擠壓模中，金屬材料被從凹模擠出，由液壓控制系統(tǒng)生成的強(qiáng)擠壓壓力形成，適合擠壓加工的金屬材料有低碳鋼和有色金屬。

（5）純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)。純水液壓機(jī)械式變速器控制系統(tǒng)雖尚未廣泛使用，但卻擁有良好的市場前景。以純水為媒介，實(shí)現(xiàn)了能源轉(zhuǎn)換的效果和液壓設(shè)備的速度控制目標(biāo)。與其他變速器控制系統(tǒng)不同，純水液壓控制系統(tǒng)能夠低成本、簡單準(zhǔn)備，提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率。另外，作為介質(zhì)的工作油在出現(xiàn)控制泄漏、泄漏事故、火災(zāi)事故時(shí)會(huì)污染水土環(huán)境。相反，純水壓水控制系統(tǒng)以純水為媒介，具有阻燃性。純水泄漏不會(huì)引起安全事故，由于純水低壓縮系數(shù)，液壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用不影響環(huán)境。

4 結(jié)語

本文首先介紹了液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的基本原理與組成，對(duì)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)劣進(jìn)行了對(duì)比，并且液壓機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了總體分析，列舉了液壓機(jī)械傳統(tǒng)控制系統(tǒng)、液壓傳動(dòng)無極變速器、液壓機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用、機(jī)械設(shè)計(jì)制造中系統(tǒng)控制、純水液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)等機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械控制系統(tǒng)的應(yīng)用場景。