導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)械制造業(yè)液壓技術(shù)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)在機(jī)械制造中體現(xiàn)出更多的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用范圍日益廣泛，成為機(jī)械的主要?jiǎng)恿υ础⒖刂圃春蜋C(jī)械制造的核心部位。但在實(shí)際生產(chǎn)中，液壓系統(tǒng)也存在一定不足，包括能耗大等。本文討論了目前機(jī)械制造領(lǐng)域液壓技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題，分析了未來(lái)技術(shù)使用展望。

關(guān)鍵詞：液壓技術(shù)；機(jī)械制造；工程機(jī)械

液壓技術(shù)即是利用液體實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)和控制的技術(shù)，目前機(jī)械制造領(lǐng)域逐步向精細(xì)化、高端化發(fā)展，液壓技術(shù)的應(yīng)用也逐漸得到推廣。相對(duì)于國(guó)外高水準(zhǔn)的液壓技術(shù)水平，國(guó)內(nèi)發(fā)展還存在一定的差距。因此在分析國(guó)內(nèi)液壓技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展具有一定促進(jìn)作用。

1機(jī)械制造中液壓技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，液壓在國(guó)外機(jī)械制造中有著悠久的歷史和豐富的經(jīng)驗(yàn)。例如在歐美等機(jī)械制造比較先進(jìn)的國(guó)家，其液壓技術(shù)在全世界遙遙領(lǐng)先，德國(guó)作為先進(jìn)設(shè)備制造強(qiáng)國(guó)，通過(guò)不斷的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出許多先進(jìn)的液壓技術(shù)，極大地推動(dòng)了機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。又如在日本，液壓技術(shù)的應(yīng)用雖然晚于歐美等西方國(guó)家，但是得到國(guó)內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)的大力支持，對(duì)西方先進(jìn)液壓技術(shù)進(jìn)行了有效的創(chuàng)新和優(yōu)化，在滿足國(guó)內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)需求的同時(shí)，有效拓展了國(guó)際市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)雖然起步較晚，但是在液壓技術(shù)的應(yīng)用中也取得一定的成績(jī)，形成了豐富的研究理論。目前液壓技術(shù)在機(jī)械制造中主要應(yīng)用于傳動(dòng)控制系統(tǒng)中。首先在傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用中，有研究表明液壓傳動(dòng)系統(tǒng)能夠給改善機(jī)械的動(dòng)力性能，提升傳動(dòng)效率，減少能量消耗，將機(jī)械設(shè)備使用的經(jīng)濟(jì)性能提升25%。同時(shí)液壓傳動(dòng)機(jī)械響應(yīng)速度更寬、功率質(zhì)量高，而且能夠提升機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平。例如在實(shí)際設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中，可以借助微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化。但是由于液壓技術(shù)在機(jī)械行業(yè)應(yīng)用較晚，還有許多技術(shù)難題尚未解決。例如比較高端的高壓柱塞泵就需要從國(guó)外進(jìn)口，國(guó)內(nèi)液壓產(chǎn)品沒(méi)有生產(chǎn)能力。另外由于生產(chǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足，在機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用的液壓技術(shù)，普遍存在傳動(dòng)效率不高、精密度不佳、傳動(dòng)介質(zhì)密封性不強(qiáng)以及發(fā)生故障無(wú)法及時(shí)診斷與排除問(wèn)題，嚴(yán)重影響了液壓機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。最后在液壓機(jī)械領(lǐng)域缺少核心的自主及時(shí)與產(chǎn)品，在參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中依然存在不少的問(wèn)題。

2液壓技術(shù)在機(jī)械制造中的優(yōu)劣

前文主要對(duì)液壓技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了淺要的分析。相對(duì)于西方機(jī)械制造的發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)液壓技術(shù)使用中還存在較多的問(wèn)題。但是液壓技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域，具有較廣泛的應(yīng)用依然存在很大的優(yōu)勢(shì)和先進(jìn)之處，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）液壓技術(shù)能夠有效提升機(jī)械的功率密度。機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，為了進(jìn)一步提升液壓傳動(dòng)的質(zhì)量，研究人員對(duì)液壓技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化，對(duì)變矩器的局限性進(jìn)行有效的改進(jìn)，有效彌補(bǔ)了機(jī)械動(dòng)力性的不足。例如在機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中，借助液壓傳統(tǒng)技術(shù)能夠增強(qiáng)牽引力，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速降低時(shí)液壓系統(tǒng)也能夠高效平穩(wěn)的運(yùn)行。（2）相對(duì)于傳動(dòng)的傳動(dòng)控制系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)在機(jī)械制造中布局更為靈活，集成化程度更高。這種優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了機(jī)械的小型化和輕量化目標(biāo)，促進(jìn)機(jī)械精密操作的實(shí)現(xiàn)，能夠在較小的空間內(nèi)容實(shí)現(xiàn)操作。例如通過(guò)電子信息技術(shù)與液壓系統(tǒng)的結(jié)合，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制各種電子傳感元器件，更好地掌控機(jī)械設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，有效地提升機(jī)械的生產(chǎn)效率，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化、智能化發(fā)展。（3）相對(duì)于傳統(tǒng)的傳動(dòng)控制技術(shù)，液壓機(jī)械設(shè)備的主要工作介質(zhì)為礦物油，在工作運(yùn)行中不僅實(shí)現(xiàn)了自身的潤(rùn)滑提升機(jī)械設(shè)備的使用壽命。同時(shí)也更好地實(shí)現(xiàn)設(shè)備的直線運(yùn)行，促進(jìn)設(shè)備的自動(dòng)化進(jìn)程，滿足無(wú)人化生產(chǎn)需要。（4）在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，也要正視液壓傳動(dòng)技術(shù)存在的問(wèn)題。例如在液壓機(jī)械運(yùn)行中，由于設(shè)計(jì)不嚴(yán)密等問(wèn)題，進(jìn)行出現(xiàn)液壓部位介質(zhì)泄露問(wèn)題，嚴(yán)重地影響機(jī)械系統(tǒng)的健康、正常運(yùn)行。工作介質(zhì)的泄露降低了機(jī)械傳動(dòng)的效率，進(jìn)而影響傳動(dòng)控制系統(tǒng)的有效運(yùn)行。（5）液壓機(jī)械工作中液壓油作為主要媒介，如果其溫度得不到保障，在機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)特性的變化。例如在高溫環(huán)境中或者液壓油高溫作用下，機(jī)械的工作效率會(huì)有所提升，在低溫環(huán)境下反而會(huì)受到影響。所以液壓機(jī)械運(yùn)行中需要對(duì)溫度進(jìn)行一定控制，減少溫度的變化，避免因溫度變化導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行受到不利影響。（6）在液壓機(jī)械保養(yǎng)與故障排查中，相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)具有一定的劣勢(shì)。究其原因，液壓機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中會(huì)由于各種液壓元件而產(chǎn)生金屬粉末，這些粉末如果在保養(yǎng)中不能及時(shí)清除經(jīng)常會(huì)引發(fā)機(jī)械故障。同時(shí)，在液壓機(jī)械在惡劣環(huán)境工作中，環(huán)境中的粉塵也會(huì)吸附在設(shè)備表面，對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此，液壓機(jī)械設(shè)備的使用對(duì)維修和保養(yǎng)也提出較高的要求，增加設(shè)備運(yùn)行成本。

3液壓技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展趨勢(shì)

結(jié)合液壓技術(shù)設(shè)計(jì)與使用中的劣勢(shì)和優(yōu)勢(shì)，本節(jié)主要根據(jù)目前國(guó)內(nèi)液壓機(jī)械設(shè)備發(fā)展情況，分析未來(lái)液壓技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用趨勢(shì)。（1）液壓技術(shù)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的融合發(fā)展。在信息技術(shù)快速發(fā)展背景下，許多產(chǎn)品設(shè)備都基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化目標(biāo)。同時(shí)借助計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的控制，能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的更加穩(wěn)定、安全運(yùn)行。例如在液壓泵電子控制系統(tǒng)中，即是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)液壓設(shè)備運(yùn)行中的液壓值和電流值進(jìn)行監(jiān)督和控制；并且利用圖像分析技術(shù)，將液壓機(jī)械生產(chǎn)與運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行驗(yàn)算和分析。不僅方便了設(shè)備操作人員的操作，而且也保障了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在后續(xù)使用中如果出現(xiàn)故障問(wèn)題也能夠根據(jù)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行故障排查與維修。所以計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓技術(shù)的融合，是未來(lái)液壓機(jī)械設(shè)備的重要發(fā)展趨勢(shì)，能夠幫助液壓機(jī)械進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)械系統(tǒng)的智能化和精確化操控，降低液壓機(jī)械系統(tǒng)的誤差值，輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更加長(zhǎng)久、穩(wěn)定的控制。例如在液壓CBR技術(shù)中，即是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)預(yù)測(cè)液壓元件與系統(tǒng)工作性能的程序，將工程機(jī)械液壓設(shè)計(jì)流程，從傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)中解脫出來(lái)，上升到計(jì)算機(jī)輔助階段。有效地提升了液壓機(jī)械設(shè)備的智能化，應(yīng)用實(shí)踐案例檢索、重用、存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)械認(rèn)知科學(xué)與智能化發(fā)展。未來(lái)發(fā)展中CBR還將會(huì)不斷集成，結(jié)合學(xué)習(xí)機(jī)制、技術(shù)推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，促進(jìn)液壓傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)一步智能化。（2）液壓機(jī)械與各種電子元器件的結(jié)合。目前液壓機(jī)械大多采用并聯(lián)運(yùn)動(dòng)技術(shù)搭配敏感元件進(jìn)行測(cè)算和分析，但是工作介質(zhì)在管道內(nèi)的流動(dòng)是多變且復(fù)雜的，流動(dòng)中也會(huì)因?yàn)楣艿滥Σ廉a(chǎn)生壓力損失，導(dǎo)致參數(shù)測(cè)量的誤差，影響機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行。在這種情況下借助工作介質(zhì)中的電子傳感器，對(duì)電液進(jìn)行進(jìn)行測(cè)算分析，就可以大大提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確度，保證了液壓機(jī)械系統(tǒng)的控制水平。例如一般液壓系統(tǒng)主要包括能源裝置、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件4個(gè)部分組成。各個(gè)部分中都會(huì)應(yīng)用到大量的電子元器件，例如在控制單元中對(duì)系統(tǒng)內(nèi)液體壓力、流量、流動(dòng)方向的控制和調(diào)節(jié)中，就需要采用電子元件來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)控目標(biāo)，最終借助執(zhí)行元件，將液壓系統(tǒng)中的壓力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出。（3）在液壓設(shè)備運(yùn)行中往往需要企業(yè)輔助系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，只有在各個(gè)輔助系統(tǒng)的配合下液壓設(shè)備才能順利平穩(wěn)工作。這些輔助系統(tǒng)包括電力傳動(dòng)設(shè)備、液力傳動(dòng)設(shè)備等。但是目前技術(shù)條件下可以實(shí)現(xiàn)液壓控制裝置與電氣控制裝置的結(jié)合，通過(guò)技術(shù)融合選擇各類傳動(dòng)方式的優(yōu)勢(shì)之處，規(guī)避其使用過(guò)程中的不足，達(dá)到全面提升液壓設(shè)備綜合效益的目的。例如對(duì)串聯(lián)的方式進(jìn)行使用時(shí)，變速器、液壓馬達(dá)依靠串聯(lián)的方式進(jìn)行連接，借助變速裝置增加信號(hào)，達(dá)到無(wú)級(jí)變速的要求。（4）在液壓系統(tǒng)的智能化發(fā)展中，主要是將能源、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、控制調(diào)節(jié)以及輔助等系統(tǒng)集成為一體，實(shí)現(xiàn)液壓動(dòng)力系統(tǒng)的智能化發(fā)展。例如隨著技術(shù)的不斷提升，采用伺服電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)成本高的伺服閥，能夠有效地降低液壓系統(tǒng)的成本，同時(shí)提升系統(tǒng)可靠性、高效性。在直接驅(qū)動(dòng)式容積控制系統(tǒng)中還能進(jìn)行高度集成，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的智能獨(dú)立控制。目前智能液壓動(dòng)力單元多采用常規(guī)的PID控制器，其控制原理簡(jiǎn)單、工作可靠、實(shí)用性強(qiáng)，在一定程度上有效地滿足智能液壓動(dòng)力單元?jiǎng)討B(tài)特性的使用要求。但是在智能液壓動(dòng)力單元啟動(dòng)和換向時(shí)，卻存在一定的滯后以及正反向運(yùn)動(dòng)特性不對(duì)稱、油液黏度和彈性模量隨溫度非線性變化等問(wèn)題。這些情況下使用常規(guī)PID控制器已經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)滿意的效果。因此現(xiàn)有研究中采用模糊PID控制策略，在一定程度上抑制了系統(tǒng)非線性死區(qū)，同時(shí)有效提升了設(shè)備跟蹤精度。

4結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)液壓技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及液壓機(jī)械設(shè)計(jì)使用過(guò)程中優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)進(jìn)行了淺要的分析。可見(jiàn)液壓技術(shù)作為目前主流機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)，具有高效率、高精度以及自動(dòng)化的特點(diǎn)。尤其是在未來(lái)發(fā)展中，在機(jī)械中整合計(jì)算機(jī)技術(shù)更是能夠?qū)崿F(xiàn)液壓機(jī)械的精細(xì)化與智能化，提升機(jī)械設(shè)備制造的先進(jìn)性。相對(duì)于西方國(guó)家，我國(guó)液壓技術(shù)引入雖然較晚，但是液壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備輕量化、小型化的重要契機(jī)，需要企業(yè)不斷創(chuàng)新，不斷強(qiáng)化質(zhì)量管理，全面提升我國(guó)機(jī)械設(shè)備制造業(yè)水平。

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作者:陳俊英 單位:湛江機(jī)電學(xué)校