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        工程機(jī)械液壓技術(shù)新趨勢探析

        前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了工程機(jī)械液壓技術(shù)新趨勢探析范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

        工程機(jī)械液壓技術(shù)新趨勢探析

        1純水液壓傳動(dòng)技術(shù)

        目前工程機(jī)械產(chǎn)品液壓系統(tǒng)用到的介質(zhì)都是液壓油,液壓油作為傳統(tǒng)的液壓傳遞介質(zhì),有著粘度高、自潤滑性好、不易生銹、功率重量比大等優(yōu)點(diǎn);但是液壓油價(jià)格較高、不同工程機(jī)械產(chǎn)品工作一定時(shí)間后需要換油保養(yǎng),對環(huán)境污染比較嚴(yán)重。純水作為新興液壓傳遞介質(zhì)有著價(jià)格低、來源廣泛、環(huán)保、阻燃性好等優(yōu)點(diǎn)。純水介質(zhì)也存在缺點(diǎn),就是對液壓元件要求比較高,需要耐磨、防銹等。但是隨著新生材料的發(fā)展及高精密加工技術(shù)的不斷成熟,目前已基本解決了純水液壓傳動(dòng)泄露量大、自潤滑差及腐蝕等問題。19世紀(jì)初,國外已經(jīng)開始了水壓傳動(dòng)技術(shù)及水壓元件的研究并設(shè)計(jì)研制出一些高端水壓元件;我國水壓傳動(dòng)研究起步較晚。美國一家公司采用純水代替礦物油作為傳動(dòng)介質(zhì)進(jìn)行研究,取得了階段性的成果,現(xiàn)已將此研究成果成功應(yīng)用到道路清掃車的側(cè)刷和臥刷驅(qū)動(dòng)、垃圾料箱的傾卸及箱門的關(guān)閉等液壓系統(tǒng)上。純水液壓傳動(dòng)技術(shù)必將給工程機(jī)械液壓技術(shù)帶來新的變革。

        2高效、節(jié)能環(huán)保液壓元件

        由于流體特性及其應(yīng)用領(lǐng)域的多樣化、復(fù)雜性,液壓元器件在未來有著無窮的優(yōu)化空間。在工程機(jī)械領(lǐng)域能掌握核心零部件就能掌握核心技術(shù)。目前工程機(jī)械液壓元件主要要求高效率、節(jié)能、環(huán)保。而環(huán)保主要體現(xiàn)在噪聲污染上;在工程機(jī)械中大馬力的產(chǎn)品要求液壓系統(tǒng)高速、高壓,這樣液壓泵及液壓馬達(dá)必然帶來較大的振動(dòng)及噪聲;為了適應(yīng)產(chǎn)品性能及工況的要求、改善人員作業(yè)環(huán)境,必須使用低噪聲液壓元件。降噪方式主要有以下3種。1)利用電子消音器,通過電子儀器分析泵及馬達(dá)噪聲的波形結(jié)構(gòu),并產(chǎn)生一種與之相位差180的干擾聲波,從而達(dá)到消聲的目的,這種成本較高,效果最好。2)消除液壓元件油液幾何空間變化不均勻所造成的流量脈動(dòng),例如,工程機(jī)械行走液壓系統(tǒng)一般采用柱塞泵;對于柱塞泵可設(shè)置預(yù)壓腔,在低壓的吸入?yún)^(qū)D與高壓的排出區(qū)H之間設(shè)置一個(gè)壓力居中的預(yù)壓腔Z,活塞剛離開吸油區(qū)時(shí),先與預(yù)壓腔相通,壓力適當(dāng)升高,這樣再與高壓腔相通,最大可降低流量脈動(dòng)50%,降低了泵的噪音。a)吸油b)排油3)在結(jié)構(gòu)上做一些消除機(jī)械沖擊和壓力沖擊的特殊結(jié)構(gòu),如采用圓弧及二級降壓槽,來降低氣穴、氣蝕、噪聲。aa)圓弧過渡b)二級降壓在節(jié)能、高效方面,涉及液壓元件結(jié)構(gòu)優(yōu)化,更重要的是由液壓元件組成的控制系統(tǒng)優(yōu)化,例如,目前應(yīng)用比較多的負(fù)載敏感控制回路,閉式容積控制回路、正流量控制回路、負(fù)流量控制回路等。

        3液壓數(shù)字模塊化設(shè)計(jì)

        國外數(shù)字液壓技術(shù)研究至今已有近40年的歷史,我國數(shù)字液壓技術(shù)研究雖然起步較晚,但也取得了很大的成就。數(shù)字液壓技術(shù)在國內(nèi)主要應(yīng)用在機(jī)器人、科技飛行器、數(shù)控機(jī)床及液壓試驗(yàn)臺等。數(shù)字液壓元件控制信號的輸入、輸出可以直接被計(jì)算機(jī)接收,與傳統(tǒng)伺服控制系統(tǒng)、電比例控制系統(tǒng)相比,結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強(qiáng)、控制精度高。目前工程機(jī)械使用數(shù)字液壓技術(shù)較少,還不成熟;但是隨著遙感、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)上的廣泛使用,數(shù)字液壓技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。液壓數(shù)字模塊化設(shè)計(jì)是在液壓數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)上把不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的工程機(jī)械產(chǎn)品劃分并設(shè)計(jì)出一系列模塊,通過對不同液壓數(shù)字模塊的選擇、組合構(gòu)成不同產(chǎn)品的液壓系統(tǒng),以滿足市場對不同產(chǎn)品的需求,例如,工程機(jī)械中涉及的行走數(shù)字液壓系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)字液壓操縱系統(tǒng)等基礎(chǔ)模塊。為執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)數(shù)字模塊化設(shè)計(jì),此模塊可以應(yīng)用于推土機(jī)鏟刀提升液壓系統(tǒng)、裝載機(jī)鏟斗舉升液壓系統(tǒng)等。其目的是用最少的數(shù)字液壓模塊組成盡可能多的液壓系統(tǒng),來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、控制精度高、制造成本低等特點(diǎn),這樣工程機(jī)械產(chǎn)品在市場上才具有競爭力。

        4“智-液-電-機(jī)”融合技術(shù)

        20世紀(jì)末已經(jīng)出現(xiàn)了“機(jī)電一體化”概念,現(xiàn)在又將液壓技術(shù)與電子技術(shù)融合,形成了“機(jī)電液一體化”技術(shù)。目前,國內(nèi)外多種工程機(jī)械產(chǎn)品的行走液壓控制系統(tǒng)已采用此項(xiàng)技術(shù),例如,德國利勃海爾公司電控挖掘機(jī)Litronic,日本小松公司的電控挖掘機(jī)HydrauMind,國內(nèi)山推K系列電控推土機(jī)等。“智-液-電-機(jī)”融合的優(yōu)勢:一是用軟件功能來代替硬件功能,容易定制化,減少閥的品種和種類,更便于智能生產(chǎn);二是解決液壓系統(tǒng)效率低的問題,可以根據(jù)工況實(shí)時(shí)感知,讓能量匹配,將負(fù)載及時(shí)存儲使用,角度傳感器及壓力傳感器根據(jù)工況實(shí)時(shí)監(jiān)測斜盤傾角及壓力并將信號反饋給MPU并與驅(qū)動(dòng)輸入輸出信號比較再通過優(yōu)化算法提供合理的控制信號;三是液壓自主診斷,從而找到新載體下的新方法,為十分復(fù)雜困難的元件健康管理找到一個(gè)新途徑,為工程機(jī)械全生命周期的健康管理與遠(yuǎn)程調(diào)試找到一條簡易之路。

        作者:朱耿寅 趙曉云 張乃健 金軻 余麗艷 單位:山推工程機(jī)械股份有限公司

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