工程機械液壓系統設計及改進綜述
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摘 要 當前在工程制造行業中，工程機械液壓系統作為工程機械運行系統中的一個重要組成部分，受到廣泛重視。關于工程機械液壓系統的設計和改進，經過設計和施工人員的共同努力下，取得了很多的優秀成果。例如在建筑、鐵路等工程建設項目中，利用液壓組件帶動各種構件動作，具有布置靈活，快速正反轉，不受總體結構限制等優勢，為工程建設提供了便利。本文圍繞工程機械液壓系統的設計和改進進行分析，期望能夠為提高工程機械液壓系統的設計水平提供參考。
關鍵詞 工程機械;液壓系統;設計改進
如今，液壓機械裝置在工程機械制造行業，體現出減輕工人勞動力，提高施工機械化水平的優勢，在提高企業經濟效益方面發揮了重大的作用。
1 工程機械液壓系統發展現狀
工程機械液壓系統在運行過程中，經過設計工作者的不斷努力，經過不斷的改進和優化之后，實現了良性運行的過程中，在施工中，施工人員也對于液壓系統的控制和維護予以了改進，帶來了如今工程機械液壓系統的良好運行，技術發揮巨大作用。
液壓系統在工程制造機械運行等方面做出了很大貢獻。但是運行過程中，液壓系統過往出現的問題也不容忽視，例如制造技術差、設計不合理、使用方法不對等，都容易造成工程機械液壓系統的故障，需要進行改進，針對自然損耗、變質老化等故障進行相應的設計制造改進[1]。
首先在設計上，由于加工技術和工藝方面的原因，工程機械液壓系統容易出現不足。例如設計影響陰陽系統特性，這屬于先天性的問題，而在源頭上尋找方法，就要針對故障出現的原因進行全方面的分析和論證，找到故障發生原因，從而在改進設計上針對不足提出解決方案。
第二，在制造方面，由于機械修復過程中需要采用新的液壓配件進行舊的配件的替代，這些配件在裝配和調試出廠時需要達到合格的技術性能。但是新配件代替舊配件之后，用于制造質量的問題，也容易引發系統故障。在配件的制造問題上，容易帶來不堪設想的事故。液壓系統中的配件由于小孔堵塞，容易在重裝之后發生故障，仔細檢查之后，換上新的配件之后，卻導致嚴重的機械損壞，原有一些按規律分布的小孔和裂縫失去過濾功能，內部摻雜有雜物，明顯地出現安裝后不能過濾的問題，帶來了污染[2]。
2 工程機械液壓傳動和控制系統分析
液壓系統功率一般包含了流量和壓力數值，液壓閥對液壓泵輸出能量進行分配和調節，將發動機輸出的機械能轉化為液壓能，形成液壓系統能源，控制主要動力在個功率之流的絕對值輸出能量進行調節和分配過程中，液壓缸和液壓馬達將液壓能轉化為機械能，通過液壓泵的排量發動機的轉速，控制閥的開拓等，實現工程機械的動力控制，節能控制以及作業效率控制等。液壓系統工作的時候，負載決定了壓力大小，系統對外負荷的響應，對液壓系統流量產生一定的影響。
通過進行各個系統的壓力流量和方向的調節，實現多執行機構的協同作業。例如工程機械中要求多執行機構進行協同，運行動臂斗桿鏟斗回轉協同動作的時候，需要發動機輸出功率，根據作業工況進行及時調節。此時作為一種大功率作業，機械工業，工程機械在連續運動過程中，作業負荷逐漸變大，而此時液壓機械系統進行大功率輸出，保證了微動作和較大動作都能在傳傳動和控制系統中實現大緋聞的調速，最終完成良好的操控。
3 工程機械液壓系統的集成控制改進
為了響應我國節能減排要求，工業液壓也向著節能方向轉型。而變頻油泵系統和電液伺服系統就能滿足節能效果，開始越來越多地被銅擠壓機械、鋁擠壓機械、塑膠機械、壓鑄機械、鞋革機械、紡織機械、液壓機等機械行業重視和使用。變頻器通常工作于開環控制，而伺服是一個閉環控制系統。其實變頻只是伺服的一個部分，伺服是在變頻的基礎上進行閉環的精確控制從而達到更理想的效果。在我國變頻多用于空調，在成本上得到控制，而為了最大的節能效果和響應速度多采用伺服控制。
?。?）經過改進后，使得發動機轉速恢復穩定，防止出現外負載的變化，導致發動機轉速持穩。此時通過對液壓泵流量的控制，實現對排量的控制，在控制法上進行可變業主的輸出。能量上經過二次調解之后，實現對液壓泵的各個液壓回路的并聯，經過絕對值的計算，顯示的數值表明，由于液壓發生壓力變化較大。
采用流量控制的方法，通過改變液壓泵的排量，實現對泵速的調控。這種控制方式可以分為泵控和閥控兩種。前者是通過調節液壓泵的斜盤和傾角，推動系統內的元件進行運行。后者是通過改變并聯回路，幫助系統實現流量的控制，多余的流量經過控制閥回油箱，將不做功的流量加以減少，改變液壓閥的開度，通過電磁鐵推動閥芯進行移動，使得液壓閥的電磁鐵響應頻率提高到20赫茲左右。此時經過調速方式的優勢互補，實現了較為理想的流量控制方式。而液壓系統工作的時候，初始排量一般比休息有的流量要多。根據操作信號，實現執行機構的速度控制，采用液壓系統，經濟性和響應速度同時維護的方法。在流量負流量負載敏感控制等方面實現最好的控制[3]。
?。?）在正流量控制方式上，液壓泵和液壓閥的開度受到操作性和控制，提高了液壓系統的響應速度。而主閥上的壓力不但與操作信號有關，還有外負載有關。針對快速響應特性不高的情況，工程機械采用單純的泵控系統，以獲得更好的經濟性。而使用對快速要求不高的工程機械，如小型挖掘機等可以采用單純的閥控系統，以獲得更好的快速性[4]。
伺服油泵（電液伺服泵）可以在低速下啟動，能適應電液伺服系統快慢速、高低壓、正反轉、快速切換的工況，電液伺服泵的出現改變了我國伺服液壓系統長期依靠日本、德國產品的局面，對整個液壓行業的節能減排做出了巨大貢獻。由電液伺服驅動器、三相交流永磁同步電機、高性能專用伺服泵、壓力傳感器等幾部分可組成HES電液伺服節能系統。采用矢量控制+弱磁控制+專用PID控制算法，能精準控制整個工作過程所需的壓力與流量，消除高壓節流的能源損耗，達到節能省電的效果，同時降低系統油溫，最高節能率達65%，平均節能率30%以上。
?。?）機械液壓系統的改進，采用流量控制方法，通過液壓閥的開度控制和流量控制，實現對液壓系統的運行方式的改進，泵控和閥控方式解決了經濟性和快速性的問題。在精確性的問題上，通過強化工業用電子泵設備的運行采用閉環電子控制，滿足工程機械液壓泵的精確流量控制需求，幫助工程機械在高溫、高壓等惡劣工況下，實現穩定高速運行。經過改進，泵控調速和閥控調速，根據流量需求，初步進行初始排量的確定。根據執行機構的速度控制，使得液壓系統有較好的經濟性。
4 結束語
工程機械液壓系統設計進行了不斷的調整和完善，以尋求更加完善和先進的設計方式，從而不斷的改進機床的使用技能。當前且隨著液壓系統技術在機床以及其他工程機械等行業起到的重要作用，為機械發展帶來了更加廣闊的空間。液壓系統設計的原則還要注意節能效果，采用綠色設計的方法，通過對機床液壓系統設計的優化，從性能和質量等方面，增強機械的整體使用效果。
參考文獻
[1] 相孟昌.小型挖掘機液壓系統仿真研究[D].上海：華東理工大學，2016.
[2] 仝中華.對機床液壓系統設計的探討[J].中國信息化，2013，（8）：60-60.
[3] 徐麗.起重機液壓起升機構二次起升下滑仿真及其改進研究[D].湖南：長沙理工大學，2013.
[4] 高會鮮.汽車起重機液壓系統故障診斷專家系統的研究[D].重慶：重慶交通大學，2012.
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