解析工程机械液压控制技术的研究进展与展望

2015-08-21 195 0

  一、工程机械液压技术
 
  工程机械中90%以上都运用了液压传动控制技术,液压控制技术可以在狭窄不利的空间进行机械操作。液压控制主要分为液压传动技术和液压控制技术,两者之间相互联系、相互影响,共同促进工程机械的发展。与纯机械和液力传动相比,液压传动的主要优点是其调节的便捷性和布局的灵活性,液压控制技术优点是能够实现机械运行过程中实现大范围的无级调速。
 
  液压执行元件是通过回路输入液压能转变成机械能,通常液压缸分为活塞缸、柱塞刚、摆动缸。双杠活塞缸是活塞上固定的活塞杆从液压缸两侧伸出的液压缸。两个活塞杆直径相等,方向推力相等。当进入油腔和回油腔的压力分别是
 
  现代,随着科技和经济的不断发展,液压技术应用于很多领域,并且出现了高效率的设计理论体系。随着信息化、数字化、自动化的发展,液压控制技术这种高效率、智能化的现代性工程机械技术能够更好地解决工程中遇到的各种问题。
 
  液压技术的发展是在第一次世界大战以后,后因为工业生产需要大幅度提高机械的控制系统,液压技术渐渐被投入使用。在20世纪40年代后期液压技术就已经开始兴起,这一时期,是将简单的液压元件和液压系统应用在工程机械上解决其他传统方式难以解决的问题。最初的工程液压技术是为了解决车辆转向阻力问题,减轻司机劳动强度。到20世纪70年代后期,工程机械液压系统的绿色无污染的生态型和系统高强度的可靠性成为主要的研究方向。
 
  80年代是液压技术飞速发展的时期,因为信息化技术、电子化技术、集成传感技术和计算机技术为液压技术提供了肥沃的土壤,在精度、便捷性、控制性、可靠性、操作性方面都有大大提高。现在的工程液压控制技术不仅仅是为传统机械提供助力装置,还用于模拟加载、转速控制、发动机燃料等各个方面。这一时期,电子技术促进了电子元件质量的提高和数字控制系统的发展,大大提高了工程机械的效率。
 
  美国液压技术在世界是遥遥领先的,特别是以Parker、Eaton为代表的液压技术一直处于领导地位,直到德国、日本液压技术的出现,才打破了这种高端技术垄断的局面。我国液压技术还在向美国、德国、日本等先进国家引进技术和设备,所以在理论基础和实践基础上都与成熟性液压技术有着一定的差距。但是我国液压技术一直跟随着世界技术的发展,经历着从“制造大国”到“制造强国”的改变。现在我国液压件品种达到605个、规格达到3000个。这些液压产品为我国不断加大集成化、小型化、轻量化、高性能的液压元件的研发和生产打下了良好的基础,而且也满足了安全可靠、节能减排、绿色环保的新时代要求。
 
  二、工程机械液压控制技术发展方向
 
  1、自动化控制
 
  21世纪,数字技术因为其快捷方便、灵活可靠、结构紧凑等优点已经通过模拟流量控制和脉冲流量控制对液压控制技术产生了影响。液压技术和自动化控制有机结合,大大提高了工程机械的各种性能,比如动力性、燃油经济性、可靠性、安全性、操作舒适性等。
 
  现在,自动化控制的液压控制技术已经相当普及,比如摊铺机、平地机自动找平,装载机、铲运机变速箱自动控制,挖掘机轨迹控制和反复挖掘……这些自动化控制不仅提高了人工操作和机械操作的效率,还能通过参数设定作业的优先次序,并且精准操作也避免了人工操作的失误。
 
  科学技术不断发展,自动化技术也在不断革新,为了满足工程需要,液压控制的自动化技术将会更加复杂,如何使工程机械发挥出其最大的优势是未来不断探索的方向。当下,帮助机械操作人员更快掌握自动化知识、更好维护电子控制装置功能、更详细了解液压自动化控制的特性现在首要解决的问题。
 
  2、智能化控制
 
  现在电液比例控制是机械液压智能化控制的一个表现,在80年代初电液比例控制就已经得到广泛应用。90年代,电液比例控制不断提升,使整个挖掘机动力系统更加灵活方便,更加“智能化”。电液比例泵和比列阀的应用也液压技术智能化的体现,比如计算机自动检测液压系统和柴油机的运行参数能够控制整个挖掘机的动力系统在运转的状态中达到节能的效果。十一五规划中就把液压挖掘机的控制技术纳入教材,内容包括液压挖掘机的智能化控制技术、液压挖掘机机器人化的意义、液压挖掘机工装位资的数学建模、液压挖掘机控制系统建模。可见液压控制技术正向着高效、高可靠性、安全节能的智能化方向发展。
 
  虽然我国液压控制技术取得了一定的发展,但是信息化的发展又提出了新的要求,就是智能化,智能化能够提高工程机械的效率和施工质量。但是液压控制智能化在我国技术还不太成熟,需要投入大量的资金和人力进行探索。
 
  三、节能发展趋势
 
  液压挖掘机不仅仅是利用燃油提供机械的效率,还有一点是能够取得节能减排、降低经济成本的作用。因为工程机械40%左右的故障有和液压系统有关,15%的故障都和发动机有关。如果能够在满足机械工作效率的同时提高发动机的利用率,减少液压系统损耗率,就能使发动机的液压元件的工作强度降低,同时满足了节能的需要。
 
  液压传动系统中会元件会随着机械的运转产生机械摩擦损失、泄露损失、溢流损害等,而自动化控制能够有效利用能力或者降低噪声,满足现在机械节能环保的要求。
 
  六通多路阀采用符合传感系统能够完成精确操作,虽然操作性等还有待提高,但是它也有着成熟的制造技术和低廉的价格,能够节省经济资源。
 
  四、总结
 
  液压技术已经在现代装备制造业中取得自主研发的进步和突破,但是在高技术产品和关键技术上还依赖于国外技术,如何尽快摆脱落后、被动的形式,拥有具有竞争优势的自主技术和产品成为历史性的课题。现在电子化技术和信息技术发展速度日异月新,我国工程机械液压控制技术面临着各种时代机遇和严重挑战。自动化和智能化是未来液压技术发展的两个重要方向,它需要以时代的科学技术作为基础,更需要以国民经济的发展作为动力。为液压技术的发展提供良好的环境是我们液压控制领域从业者义不容辞的责任和义务。
 
  参考文献:
 
  [1]王庆丰,魏建华等,工程机械液压控制技术的研究进展与展望[J],机械工程学报,2003(39)
 
  [2]刘国华,花蓉,现代液压控制技术应用及发展[J],淮南职业技术学院学报,2006(1)
 
  [3]余化,负荷传感液压控制技术及其在工程机械中的应用[J],建筑机械,2006(8)

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