钻铣机液压系统设计与机械性能分析研究

钱老红

摘要：本文主要是对液压技术在行业设备中的具体应用情况、以及工况基本特点展开相应的论述，并对设备液压系统对液压油的性能要求进行相应的分析。

关键词：钻铣机;液压;液压油;性能;技术

液压系统是通过对液压油的静压力的有效利用，使传递功率得到实现，从而使机械或者装置能够满足工作系统中的各项要求。由于液压传动具有多方面的优点，如高速容易实现、高精度控制、反应灵敏等，所以在生产和生活中都已经得到了普遍性的应用。随着现代科技技术不断的发展，液压产品的各项性能也在不断提升，结构所具有的复杂系数越来越大，在工业生产中的作用和地位也不断的在发生改变。特别是在重大机电设备液压系统的运行过程中，对企业的效益能够起到直接的决定作用。

一、液压系统的基本概述

液压油是液压系统工作元件之一，发挥的作用效果是为工作介质传递动能，对液压元件有润滑、抗磨、防锈、防腐等。由于液压系统逐渐向高温、高压、大负荷方向发展，所以对油品性能的各项要求越来越高，不仅要求油品具有耐高温、高压和高抗磨能力，还对微细过滤元件、油品的干、湿过滤性能要求也越来越高，尤其是油品的使用时间必须要有一定延长。这样的要求使传统生产调和技术、基础油的应用和添加剂的性能都面临着前所未有的挑战，从而使液压系统必须要做升级改造处理[1]。

二、液压系统设计

钻铣床的液压系统主要包括液压马达，油缸和阀门等。其中主轴转动和和主轴进给回同时进行。在此基础上，要想避免液压系统液压压力出现突然增大的情况，导致器械出现故障，需要在系统中设置单向减速阀和减压阀中将压力进行有效调节，在机床完成一个方向的进给时，需要换方向进行换向阀控制进给。

在具体实施过程中，要想将系统的控制灵敏度进行提高，将STM32系列单片机作为控制核心。在系统的进行调节的过程中，其通常存在一定的延滞性，此外，在展开系统作业时，通常会在多种因素的影响下，对控制效果造成影响，导致结果偏差问题的发生。而PID控制算法则是从系统误差问题出发，所开展的一种控制规律，可通过对比例，积分和微分进行控制调节，实现最优控制的有效策略。在将其进行应用时，其应用优势较为显著，不仅操作原理较为简单，具有较高的控制精度，更容易实现，而且实用性较强。可被有效应用在连续系统动态特性校正过程中。同时，为了在此过程中将控制系统流量的精度进行确定，保证变量喷雾作业的精度和稳定性，还需要将PID控制系统进行应用，实现系统的闭环控制。

三、运行中与液压油常见的相关問题

目前，设备中的各项系统都对液压油进行了相应的应用，在长时间的运转下，会出现漏油、渗油等现象，在此种现象下，必定会补充新油。在对新油进行补充时，通常应用的是小吊车提升到80m高的机舱内对油进行补充。由于液压元件是非常精细的元件，而现场通常情况下并未备有滤油小车，所以在有杂质出现的情况下，非常容易导致液压设备油路流量发生减少现象，更有甚者是产生堵塞情况，在情况特别严重时，还会导致部分密封机械装置有磨损情况发生，从而使其失去相应的作用效果。如某风场便出现过这样一种情况，由于液压油中存在杂质，导致密封圈受到损伤，致使主蓄能器失效现象频繁性的发生。

因此，得到的有关结论有以下几点：一油品与液压系统中的密封材料之间的相容性非常重要，良好的相容性可以有效减少漏油和渗油现象发生;二提升新油的清洁度非常具有必要性，因为新油清洁度不高会导致液压系统被污染，从而导致密封出现磨损或者是失效，又或者是精细液压系统失去原有的作用效果，而清洁度提升能够使以上问题得到明显的减少;三由于补油和换油在具体操作过程中难度系数大，所以必须要将油品的应用时间延长，使换油操作得到减少。

另外，选择油品的低温性在使用要求方面得不到满足，会对风场产生困扰。在冬季，当液压油温度降到一定范围以内时，油品黏度会增大，这样便会导致液压部件运动阻力增加，液压变桨会因为温度过低，而发生3支叶片变桨出现不同步的现象，或者是变桨速度偏慢等相关问题出现。在情况特别严重时，风场容易发生大面积停机方面的事故，进而对电网形成相对较大的冲击。

由此可见，液压油必须要将黏度控制在合理范围内，因为良好的黏性温度性能和低温性能，可以使液压系统无论是在高温环境还是低温环境都能够正常的工作[2]。

四、机电设备液压系统对液压油的性能要求

（一）清洁度高的要求

由于液压伺服系统能够对输出功率恒定和超过安全限定的速度时起到良好的保护作用，所以对设备液压系统的可靠性要求相对比较高。因此，变桨液压伺服技术在具体的应用过程中，对油品要求的清洁度要求很高，因为必须要应用清洁度高的液压油，才能够使作用效果发挥到最大。

（二）黏度的适宜性、良好的黏温性能和低温性能

黏度在适宜范围内，以及良好的黏温性能够使油品在高温运行过程中，保证在一定的高温黏度，同时泵的内泄漏还可以得到有效减少，使输出动力的稳定性得到保证，有效规避液压变桨响应的滞后、调节不合理、机械特性变软和变桨系统工作不稳定现象。在高温状态时，油品黏度若是过于太低，那么必然会导致润滑性能下降，导致液压系统的使用寿命缩短。在冬季低温状态下时，由于是室外作业的方式，虽然液压系统是在机舱内，但是依然要面临零下30度或者是更低的温度运行环境。在低温状态下，若油品黏度太高，会导致泵的自吸能力急速下降，管道压降和功率损失会明显的增大，很容易导致出现停机的现象。

另外，适宜的黏度、良好的黏温性能和低温性能的油品，可以在一年四季中得到相应的应用，不会因为季节改变而需要换油。

（三）多种密封材料的适应性

除了经常所应用到的丁腈胶以外，液压系统还会应用到的密封材料有聚氨酯等，所以必须要充分考虑油品与多种密封材料之间的适应性问题[3]。

结束语：

目前，的制动系统和液压变桨系统主要应用的技术是液压技术，在未来的发展过程中，有可能还会应用到传动系统。液压系统对液压油的要求主要有清洁度高、黏度适宜、黏温性能和低温性能良好以及能够与多种密封材料相融合等。

参考文献：

[1]李关平，李建平.液压管束改造在FD80-2000A型钻铣机机中的应用[J].南方农机，2018，49（13）：216，226.

[2]谢典.海上波浪能与风能互补发电系统的关键技术研究[D].华北电力大学;华北电力大学（北京），2018.

[3]朱敏.液压型垂直轴机组性能研究[D].华北电力大学;华北电力大学（北京），2017.