论文部分内容阅读
摘要：如今，液压机械装置在工程机械制造行业，体现出减轻工人劳动力，提高生产效率水平，动作安全可靠等优势，在提高企业经济效益方面发挥了重大的作用。然而，在液压系统日常运行中，液压系统回路保压成效的高低和保压器件的挑選存在一定联系。因此，依据多年在液压轮胎硫化机液压系统的维护和设计经验，总结归纳单向阀、液控单向阀、蓄能器三类保压器件的维持压力成效，并针对其存在的问题提出对应的解决对策。
关键词：工程机械;液压系统;设计改进
1概述
液压系统在工程机械设备的运行过程中具有十分重要的作用，在某个阶段内液压系统需要保持一定的工作压力才能正常工作。例如，子午线液压轮胎硫化机采用液压系统作为其主要的运动部件动力源，是液压轮胎硫化机的重要组成部分，液压系统的可靠性、稳定性、控制精度能力、加压保压能力对硫化机的整机性能有着至关重要的影响。其中工程机械设备的液压系统保压设计中，最常见的设计方法是使用泵卸荷回路和多缸系统，即缸保压回路满足工程机械设备运行过程中的保压需求。通过对工程机械设备进行研究发现，液压系统的回路保压效果，与保压元件质量之间的关系十分紧密，保压元件质量越好，回路的保压效果也越好。因此，根据作者近几年的液压系统维护和设计的经验，发现单向阀、液控单向阀、蓄能器三种保压元件的保压效果最好，对工程机械的液压系统有最大作用。
2工程机械液压传动和控制系统分析
液压系统功率一般包含了流量和压力数值，液压阀对液压站输出能量进行分配和调节，将液压站电机输出的机械能转化为液压能，形成液压系统能源，液压油缸将液压能转化为机械能，通过液压泵的驱动电机的转速等，实现工程机械的动力控制，节能控制以及作业效率控制等。液压系统工作的时候，负载决定了压力大小，系统对外负荷的响应，对液压系统流量产生一定的影响。例如，液压轮胎硫化机在一次轮胎硫化过程中，在最佳硫化工艺条件下，需要开合模运动、加压缸加压运动，中心机构上/下环运动、装/卸胎机械手升降运动以及活络模驱动装置运动的协同配合。其中在开合模等运动过程中，存在速度与加速度变化，需要在压力控制和流量控制之间顺利且快速的转换。此时作为一种大功率工程机械，在连续运动过程中，作业负荷逐渐变大，而此时液压控制系统根据液压轮胎硫化机各个动作顺序，按需提供压力和能量，保证了各个动作都能在传动和控制系统中实现大范围的调速，最终实现良好的系统稳定性。
3工程机械液压系统的集成控制改进分析
为了响应我国节能减排政策要求，工业液压也向着节能方向转型。而变频油泵系统和电液伺服系统就能满足节能效果，开始越来越多地被铜挤压机械、铝挤压机械、塑胶机械、纺织机械、化工机械等机械行业重视和使用。变频器通常工作于开环控制，而伺服是一个闭环控制系统。其实变频只是伺服的一个部分，伺服是在变频的基础上进行闭环的精确控制从而达到更理想的效果。在我国变频多用于空调，在成本上得到控制，而为了最大的节能效果和响应速度多采用伺服控制。
时通过对液压泵流量的控制，实现对排量的控制。能量上经过二次调节之后，实现对液压泵的各个液压回路的并联，经过绝对值的计算，显示的数值表明，由于液压发生压力变化较大，采用流量控制的方法，通过改变液压泵的排量，实现对泵速的调控。这种控制方式可以分为泵控和阀控两种。前者是通过调节液压泵的斜盘和倾角，推动系统内的元件进行运行。后者是通过改变并联回路，帮助系统实现流量的控制，多余的流量经过控制阀回油箱，将不做功的流量加以减少，改变液压阀的开度，通过电磁铁推动阀芯进行移动，使得液压阀的电磁铁响应频率提高到20赫兹左右。此时经过调速方式的优势互补，实现了较为理想的流量控制方式。根据操作信号，实现执行机构的速度控制，采用液压系统，经济性和响应速度同时维护的方法，在流量负流量负载敏感控制等方面实现最好的控制。
在正流量控制方式上，液压泵和液压阀的开度受到操作性和控制，提高了液压系统的响应速度。而主阀上的压力不但与操作信号有关，还有外负载有关。针对快速响应特性不高的情况，工程机械采用单纯的泵控系统，以获得更好的经济性。而使用对快速要求不高的工程机械，如小型挖掘机等可以采用单纯的阀控系统，以获得更好的快速性。伺服油泵可以在低速下启动，能适应电液伺服系统快慢速、高低压、正反转、快速切换的工况，电液伺服泵的出现改变了我国伺服液压系统长期依靠日本、德国产品的局面，对整个液压行业的节能减排做出了巨大贡献。由电液伺服驱动器、三相交流永磁同步电机、高性能专用伺服泵、压力传感器等几部分可组成HES电液伺服节能系统。采用矢量控制+弱磁控制+专用PID控制算法，能精准控制整个工作过程所需的压力与流量，消除高压节流的能源损耗，达到节能省电的效果，同时降低系统油温，最高节能率达65%，平均节能率30%以上。
机械液压系统的改进，采用流量控制方法，通过液压阀的开度控制和流量控制，实现对液压系统的运行方式的改进，泵控和阀控方式解决了经济性和快速性的问题。在精确性的问题上，通过强化工业用电子泵设备的运行采用闭环电子控制，满足工程机械液压泵的精确流量控制需求。
4液压系统蓄能器安装的注意事项
蓄能器是一种能量储蓄装置，在液压系统中的起到的作用至关重要，为确保液压系统的工作稳定性，必须合理选择蓄能器型号并正确安装。首先应注意，蓄能器在安装时要把握油口的方向，即油口要向下，采用的是垂直安装方法。其次，蓄能器在安装时要注意位置的放置，即要尽量靠近振动源头的地方，以吸收脉动、缓和冲击，减少因振动造成的损失。最后，蓄能器安装的位置要尽量避免散发热气的地方。
5结语
通过工程机械液压系统进行多次不断的分析和论证，优化设计思路，以寻求更加完善和先进的设计方式，从而不断的提高工程机械的稳定性、可靠性。当前随着液压技术在工程机械等行业快速发展和广泛应用，为机械发展带来了更加广阔的空间。总之，工程机械的液压系统控制原理多种多样，需在不断的分析和论证中发现、探索和改进，最终寻求一种最为适用的方法。
参考文献：
[1]浅析工程机械液压系统清洁度控制方法[J].邵旋.南方农机.2019.
[2]工程机械液压系统的现场故障诊断与维修技术研究[J].许建伟.自动化与仪器仪表.2018.
（作者单位：巨轮智能装备股份有限公司）
作者简介：洪晖（1990—）;男;学历：本科;研究方向：现主要从事液压轮胎硫化机设计制造及智能化研发等。
关键词：工程机械;液压系统;设计改进
1概述
液压系统在工程机械设备的运行过程中具有十分重要的作用，在某个阶段内液压系统需要保持一定的工作压力才能正常工作。例如，子午线液压轮胎硫化机采用液压系统作为其主要的运动部件动力源，是液压轮胎硫化机的重要组成部分，液压系统的可靠性、稳定性、控制精度能力、加压保压能力对硫化机的整机性能有着至关重要的影响。其中工程机械设备的液压系统保压设计中，最常见的设计方法是使用泵卸荷回路和多缸系统，即缸保压回路满足工程机械设备运行过程中的保压需求。通过对工程机械设备进行研究发现，液压系统的回路保压效果，与保压元件质量之间的关系十分紧密，保压元件质量越好，回路的保压效果也越好。因此，根据作者近几年的液压系统维护和设计的经验，发现单向阀、液控单向阀、蓄能器三种保压元件的保压效果最好，对工程机械的液压系统有最大作用。
2工程机械液压传动和控制系统分析
液压系统功率一般包含了流量和压力数值，液压阀对液压站输出能量进行分配和调节，将液压站电机输出的机械能转化为液压能，形成液压系统能源，液压油缸将液压能转化为机械能，通过液压泵的驱动电机的转速等，实现工程机械的动力控制，节能控制以及作业效率控制等。液压系统工作的时候，负载决定了压力大小，系统对外负荷的响应，对液压系统流量产生一定的影响。例如，液压轮胎硫化机在一次轮胎硫化过程中，在最佳硫化工艺条件下，需要开合模运动、加压缸加压运动，中心机构上/下环运动、装/卸胎机械手升降运动以及活络模驱动装置运动的协同配合。其中在开合模等运动过程中，存在速度与加速度变化，需要在压力控制和流量控制之间顺利且快速的转换。此时作为一种大功率工程机械，在连续运动过程中，作业负荷逐渐变大，而此时液压控制系统根据液压轮胎硫化机各个动作顺序，按需提供压力和能量，保证了各个动作都能在传动和控制系统中实现大范围的调速，最终实现良好的系统稳定性。
3工程机械液压系统的集成控制改进分析
为了响应我国节能减排政策要求，工业液压也向着节能方向转型。而变频油泵系统和电液伺服系统就能满足节能效果，开始越来越多地被铜挤压机械、铝挤压机械、塑胶机械、纺织机械、化工机械等机械行业重视和使用。变频器通常工作于开环控制，而伺服是一个闭环控制系统。其实变频只是伺服的一个部分，伺服是在变频的基础上进行闭环的精确控制从而达到更理想的效果。在我国变频多用于空调，在成本上得到控制，而为了最大的节能效果和响应速度多采用伺服控制。
时通过对液压泵流量的控制，实现对排量的控制。能量上经过二次调节之后，实现对液压泵的各个液压回路的并联，经过绝对值的计算，显示的数值表明，由于液压发生压力变化较大，采用流量控制的方法，通过改变液压泵的排量，实现对泵速的调控。这种控制方式可以分为泵控和阀控两种。前者是通过调节液压泵的斜盘和倾角，推动系统内的元件进行运行。后者是通过改变并联回路，帮助系统实现流量的控制，多余的流量经过控制阀回油箱，将不做功的流量加以减少，改变液压阀的开度，通过电磁铁推动阀芯进行移动，使得液压阀的电磁铁响应频率提高到20赫兹左右。此时经过调速方式的优势互补，实现了较为理想的流量控制方式。根据操作信号，实现执行机构的速度控制，采用液压系统，经济性和响应速度同时维护的方法，在流量负流量负载敏感控制等方面实现最好的控制。
在正流量控制方式上，液压泵和液压阀的开度受到操作性和控制，提高了液压系统的响应速度。而主阀上的压力不但与操作信号有关，还有外负载有关。针对快速响应特性不高的情况，工程机械采用单纯的泵控系统，以获得更好的经济性。而使用对快速要求不高的工程机械，如小型挖掘机等可以采用单纯的阀控系统，以获得更好的快速性。伺服油泵可以在低速下启动，能适应电液伺服系统快慢速、高低压、正反转、快速切换的工况，电液伺服泵的出现改变了我国伺服液压系统长期依靠日本、德国产品的局面，对整个液压行业的节能减排做出了巨大贡献。由电液伺服驱动器、三相交流永磁同步电机、高性能专用伺服泵、压力传感器等几部分可组成HES电液伺服节能系统。采用矢量控制+弱磁控制+专用PID控制算法，能精准控制整个工作过程所需的压力与流量，消除高压节流的能源损耗，达到节能省电的效果，同时降低系统油温，最高节能率达65%，平均节能率30%以上。
机械液压系统的改进，采用流量控制方法，通过液压阀的开度控制和流量控制，实现对液压系统的运行方式的改进，泵控和阀控方式解决了经济性和快速性的问题。在精确性的问题上，通过强化工业用电子泵设备的运行采用闭环电子控制，满足工程机械液压泵的精确流量控制需求。
4液压系统蓄能器安装的注意事项
蓄能器是一种能量储蓄装置，在液压系统中的起到的作用至关重要，为确保液压系统的工作稳定性，必须合理选择蓄能器型号并正确安装。首先应注意，蓄能器在安装时要把握油口的方向，即油口要向下，采用的是垂直安装方法。其次，蓄能器在安装时要注意位置的放置，即要尽量靠近振动源头的地方，以吸收脉动、缓和冲击，减少因振动造成的损失。最后，蓄能器安装的位置要尽量避免散发热气的地方。
5结语
通过工程机械液压系统进行多次不断的分析和论证，优化设计思路，以寻求更加完善和先进的设计方式，从而不断的提高工程机械的稳定性、可靠性。当前随着液压技术在工程机械等行业快速发展和广泛应用，为机械发展带来了更加广阔的空间。总之，工程机械的液压系统控制原理多种多样，需在不断的分析和论证中发现、探索和改进，最终寻求一种最为适用的方法。
参考文献：
[1]浅析工程机械液压系统清洁度控制方法[J].邵旋.南方农机.2019.
[2]工程机械液压系统的现场故障诊断与维修技术研究[J].许建伟.自动化与仪器仪表.2018.
（作者单位：巨轮智能装备股份有限公司）
作者简介：洪晖（1990—）;男;学历：本科;研究方向：现主要从事液压轮胎硫化机设计制造及智能化研发等。