机床液压传动与控制

卜庆锋

（江苏省徐州经贸高等职业学校机械电子工程，江苏徐州221004）

机床液压传动与控制

卜庆锋

（江苏省徐州经贸高等职业学校机械电子工程，江苏徐州221004）

机床液压传动与控制是现代机械设备的核心技术部件，其以独特的优势功能广泛应用在各行业的机械工程运作中。对机床液压传统与控制的基本原理进行了介绍，并分析了液压传动控制系统的设计方式，希望能够对该技术在实际机械工程中的应用提供一些借鉴。

液压传动；控制系统；液压元件；系统集成化

1 液压传动的工作原理

液压传动时候依靠液体介质的静压力来传递能量的液体传动。它依靠密闭容积的变化传递运动，依靠液体内部的压力（由外界负载所引起）传递运动。液压装置本质上是一种能量转换装置，它先将机械能转换还成为便于传输的液压能，随后又将液压能转换为机械能做功。

2 液压传动系统的组成

液压传动系统有以下四个主要部分组成：动力部分、执行部分、控制部分、辅助部分。如图1所示。

图1 液压传动系统的组成图

动力部分：把机械能换成油液压力能，常见的是液压泵。

执行部分：把液体的压力能转换成机械能输出的装置，如作直线运动的液压缸或作回转运动的马达。

控制部分：对系统中流体压力流量和流动方向进行控制或调节的装置，如溢流阀、流量控制阀、换向阀等。

辅助部分：保证液压传动系统正常工作所需的上述三种以外的装置，如油箱、过滤器、油管和管接头等。

3 液压传动相较于传统传动的优点

与机械传动相比，液压传动的技术更加先进，随着现代液压技术的日益进步，液压元件的数量也在不断增加，应用过程中的复杂程度也在增加，液压元件发展已经呈现出一种小型化、集成化的趋势。在机床的设计与生产过程中需要用到液压传动与控制系统，液压传动与控制系统要的原理就是液体动力学[1]。通过液压泵将油压转化成机械动力，同传动与控制系统进行液压做功。相较于传统机械传动，其具有如下优点：

（1）在输出同等功率的条件下体积和重量可减小很多，布局安装有很大的灵活性，能构成用其它方法难以组成的复杂系统。

（2）传递运动均匀平稳，易于实现快速启动、制动和频繁的换向，可以在运行中实现大范围的无级变速。

（3）操作控制方便、省力，易于实现自动控制、过载保护。

（4）液压元件易于实现系列化、标准化、通用化。

4 液压传动控制系统设计分析

液压传动控制系统是非常精细系统，在其设计和运行过程中，一定要做到科学规划，使用高标准的元件，保证液压控制系统的元件在峰值范围内正常的运行。所选择的测量系统的分辨率或脉冲当量，一般要求比加工精度高一个数量级。总之，高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。

4.1 机床液压传动控制系统设计要求

从现代主流液压控制系统的技术要求来看，在实际机床设备液压控制系统设计过程中，要注意满足如下几方面的条件：

（1）抗震耐高温

这是由机床设备的作业环境决定的，机床所在的车间有大量的机械设备在持续高速运转，造成了机床运行环境温度的较高[2]，另外由于一些设备在不停的运转，会造成地面产生一定的震动，机床自身作业过程中也会产生较大热量和共振，因此，需要保证机床液压控制系统要能够抗震耐高温。

（2）用反推形式实现风扇驱动转矩

机床设备在作业过程中，会产生大量的高温高热量，因此，离不开散热装备。要保证发动机散热情况的良好，可以将发动机最大功率工作时的工况，作为冷却控制系统进行计算。这样就能实现冷却控制系统中热量进入，进而保证风扇在反推力量下进行转动。

（3）系统密闭性良好

液压控制系统内部充满了流动性的液压油，如果系统的密闭性较差，则容易在设备作业时液压油渗透出，造成设备的动力输出不足和液压油渍污染以及液压油的浪费。所以，在设计机床液压传动控制系统时，一定要做好对系统密闭性检查，保证系统的密闭性良好。

4.2 制定液压传动控制系统的具体实施方案

（1）明确执行元件的形式

对于执行元件的形式，在确定时，首先要考虑的因素就是机床发动机的运动标准。一般来说，如果控制系统中要求设计用单向回转运驱动风扇旋转[3]，那么在选择执行元件时也需要用单向液压马达形式的执行元件。另外还需要考虑整体机床液压控制系统的散热，保证元件在执行作业过程中，不会有超出其作业条件的高温、震动等不利因素。

（2）设计好回路的类型

液压控制系统是有一个循环的控制系统回路的，通常在实际作业过程中，指的就是设备的油液循环系统。

目前较为常见的是开放式系统和闭合式系统两类。每种类型都有各自的优缺点，例如，开放性回路系统，其散热效率高，能够避免元件长时间在高温状态下作业，并且其设计结构简单，后期的维修也简单。由于开放式回路系统的诸多优点，在很多机床设备的液压控制传动系统设计安装时，都会采用开放式循环回路方式[4]。这个过程中，液压油路管件中的过滤介质能够定义液压油中的杂质和沉淀物进行过滤，同时析出液压油中存在的小气泡，防止杂质对液压设备的精密元件造成伤害。

5 结束语

机床液压传动与控制技术是机械工程领域非常重要的技术，在工业机械工程中发挥着不可替代的作用。随着现代机电一体化技术加速进步，液压传动新技术也在不断应用到各行业中去，对液压传动与控制系统的设计要求和标准也越来越高。这就需要该领域的专业人士加大对液压技术的深度融合研究，结合计算机控制、智能控制等新技术，实现液压传输与控制系统的升级，从而更好地为工业生产加工服务。

[1]朱勇，姜万录，刘思远，等.非线性液压弹簧力对电液伺服系统非线性动力学行为影响的研究[J].中国机械工程，2015（08）：16-17.

[2]郭海身.PLC可编程逻辑控制器在矿山机电控制系统中的应用研究[J].山东工业技术，2016（17）：23-24.

[3]吴南.高职数控机床PLC技术课程“教学做合一”教学改革与项目设计[J].昆明冶金高等专科学校学报，2015（05）：27-28.

[4]李晓娟，秦国庆，宋长源.基于PLC的家用喷淋式洗碗机设计[J].电子世界，2016（16）：45-46.

Hydraulic Transmission and Control of Machine Tool

BU QING-feng
（Xuzhou Jiangsu Economic and Trade Higher Vocational School Mechanical and Electrical Engineering，Xuzhou Jiangsu 221004，China）

In hydraulic drive and control technology is a core component of modern machinery and equipment，with its unique advantages function is widely used in various sectors of the mechanical engineering operations.In this study，the basic principles of traditional hydraulic machine and control were introduced and analyzed the hydraulic transmission control system design approach，hoping to provide some reference to the technology in the actual mechanical engineering.

hydraulic transmission；control system；hydraulic components；systems integration

TG659

B

1672-545X（2016）11-0084-02

2016-08-19

卜庆锋（1981-），男，徐州人，讲师，学士，研究方向：机械设计与数控加工。