机械设计制造中液压机械控制系统应用探讨

2020-05-12肖书强容建军

中国设备工程 2020年6期

肖书强，容建军

（宝鸡钛业股份有限公司，陕西宝鸡 721014）

1 液压机械控制系统概述

液压机械控制系统的基本原理与组成。为了维持液压机械控制系统的平衡状态，需要内部液体的帮助。能量压力变换目标是以活塞尺寸的适当压力范围为基准，将内部液作为载波进行。液压机械控制系统由3个构成要素构成：（1）执行元件。执行元件的功能是把压力变成对应的能量。执行元件的最重要的构成要素是液压泵。压力成为最短时间的对应能源，能够提高转换速度。另外，执行元件还具有控制液体流量的功能，该液体流量是系统非常重要的部分，满足所有系统的要求。（2）动力元件。该组件可向系统提供足够的功率以确保系统的操作。作为系统最重要的组件，它通常都会具有齿轮泵。（3）辅助元件。这种组件是系统中的所有管道，执行元件和动力元件通过管道连接。几种要素相互合作，保证系统能够顺利地操作。图1表示液压系统工作原理。

图1 液压系统工作原理图

液压机械传递系统由硬件和软件系统组成。硬件系统包括微处理器、存储器、I/O部件、输出模块及编译器，硬件的所有部分通过总线连接。在液压系统软件系统主要分为用户程序和系统程序。PLC的控制是由系统程序控制的，用户程序是根据自己的需要由用户编译的程序。图1表示液传动系统的工作原理。PLC核心是工业领域广泛使用的微处理器。近年来，工业自动化的思维方式给予了适用于液压系统的开发条件。它具有以下特点：（1）灵活性和普遍性。PLC控制功能的实现主要取决于其自身的存储器中建立的编程程序。如果需要改变控制过程，或者在实际控制有问题的情况下，需要仅再次变更控制程序。至此，PLC需要变更系统内部软件，有效地控制不同的对象。（2）可靠性强。在机械制造领域，要求机械的可靠性和抗干扰能力强。在严酷的环境中需要机械作业，液压驱动在任意的工作环境中能够稳定地运行。（3）操作简单且易维护。用户不需要具备计算机知识，仅需要参照图表指示就可以完成操作和维护。（4）功能强。目前，液压传输系统能够有效控制开关量和模拟量，不仅可以控制单一目标，还可以控制群体目标。另外，通过无线控制技术的开发，也可以实现一些复杂的远程控制功能。输入/输出分配方面，根据系统控制条件设置18个输入IO口以及6个开关信号。

2 液压机械传动的设计内容分析

（1）液压机械传动的体系分析。对于现有的液压机械式传动装置，虽然在加工时明确了液压传动机的适用性，但整体使用上存在很多问题。因此，在许多应用中，必须通过机械设计效果来定义机械传递效果。一般而言，主要的液压机械传递系统是基于线系统的总体配置分析和集成装置所做的改变。因此，在构筑液压传动系统时，必须通过组合各种自动控制系统提高变速效果。

（2）液压机械传动的控制。在整个控制系统中，由于机械式变速器的稳定性依赖于各个组件之间的平衡关系。在温度控制的过程中，液体变化的倾向明显，在整个发送控制系统的操作特性中，预先设置的温度和环境会发生变化。在这个过程中，液压机械变速器变化，外部环境平衡被破坏，这导致了系统液压水平的不稳定，并且系统外部的杂质变得更加明显。

3 机械设计制造中液压机械控制系统的应用

（1）液压机械传统控制系统。通过对液压传递部件的结构解体实验、液压控制实验、plc软件模拟实验进行解析。在液压控制系统的应用下，实验平台采用冷压延钢板制成，合并了结构和控制动作，电气操作控制属于下置式。液压站位于液压平台的主机舱内，结构紧凑，负载机械可以根据物理结构减少比例，并且具有手动和自动两种控制模式。

（2）液压传动无极变速器。使用液压控制系统时，需要参照机械工程学对整个系统的行车速度进行控制，变量泵和发动机是液压机械控制系统的两个重要部分，可以更详细地进行控制活动。发动机的动力主要分成两个部分，一个朝离合器的方向移动，动力传递给行星架，另一个与液压控制系统一起由中心车轮接收。这两个部分最终被集合到差动齿轮列中耦合，然后，通过环形齿轮传递动力，外部的机械装置也具有动力。在液压控制系统的运行中，它继续不断地进行封闭与分离，增加控制系统的应用力度，减少发动机转速大小，帮助机械系统驱动电力，改善机械的运行环境，满足运转要求。

（3）液压机械传动技术应用。液压传输技术现在已应用于许多领域，促进了机械工程学的发展。在工业开发中，液压机械传动技术充分发挥作用，速度传递效率高，可以有效控制建设机械，但必须确保恒定的控制效果。液压控制系统的小型、轻量、高集成化等特点，对系统功率应用具有非常重要的促进作用。因为系统钢芯非常大，能任意旋转，对机械工程学有很好的辅助效果。因此，大部分建设机械广泛使用液压机械技术，整个液压产业目前处于市场主导地位。

（4）机械设计制造中系统控制。机械制造在机械工学装置系统中有很多用途。机械制造能够深入分析装置的电力效率，提高设备操作的精度。考虑到液压系统的精度，需要合并机械设计、控制系统应用环境分析。从整体情况来看，机械设计和制造领域的液压技术的应用，可以得到像塑性加工那样的良好结果。塑性加工主要受到外力条件的影响，加工材料在外力下变形，但材料本身的性质不变。液压机械控制系统实际上具有明显的优点，即在确保处理品质的前提下，可以简化处理流程，降低处理成本。由于系统的轻量和高强度，可以用于处理复杂工件。

金属的塑性加工是指由于外力的作用而产生的塑性变形。通过应用液压控制系统，可以提高材料结构，无须切削大规模生产即可直接生产。液压控制系统的应用是优化塑性加工的锻造、压延、挤压过程。根据下砥铁之间的塑性变形，可以得到产品的形状和尺寸。或在某些锻造模具过程中使用液压控制系统对其施加冲击力，进行塑性变形。通过液压控制系统，施加旋转辊的压力，在规定的空间内进行塑性变形。冷气压延品的尺寸比热间压延品的尺寸更准确，机械化的程度高，产品变形的程度小，挤压成形后置于闭合的挤压模中，金属材料被从凹模挤出，由液压控制系统生成的强挤压压力形成，适合挤压加工的金属材料有低碳钢和有色金属。

（5）纯水液压机械传动控制系统。纯水液压机械式变速器控制系统虽尚未广泛使用，但却拥有良好的市场前景。以纯水为媒介，实现了能源转换的效果和液压设备的速度控制目标。与其他变速器控制系统不同，纯水液压控制系统能够低成本、简单准备，提高制造业的生产效率。另外，作为介质的工作油在出现控制泄漏、泄漏事故、火灾事故时会污染水土环境。相反，纯水压水控制系统以纯水为媒介，具有阻燃性。纯水泄漏不会引起安全事故，由于纯水低压缩系数，液压控制系统的应用不影响环境。