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摘要：隨著機械制造技術的發(fā)展，液壓技術在機械制造中體現(xiàn)出更多的優(yōu)勢，應用范圍日益廣泛，成為機械的主要動力源、控制源和機械制造的核心部位。但在實際生產中，液壓系統(tǒng)也存在一定不足，包括能耗大等。本文討論了目前機械制造領域液壓技術的應用現(xiàn)狀與存在的問題，分析了未來技術使用展望。

關鍵詞：液壓技術；機械制造；工程機械

液壓技術即是利用液體實現(xiàn)機械傳動和控制的技術，目前機械制造領域逐步向精細化、高端化發(fā)展，液壓技術的應用也逐漸得到推廣。相對于國外高水準的液壓技術水平，國內發(fā)展還存在一定的差距。因此在分析國內液壓技術現(xiàn)狀的基礎上，提出未來發(fā)展趨勢，對機械制造行業(yè)發(fā)展具有一定促進作用。

1機械制造中液壓技術應用現(xiàn)狀

作為一項關鍵技術，液壓在國外機械制造中有著悠久的歷史和豐富的經驗。例如在歐美等機械制造比較先進的國家，其液壓技術在全世界遙遙領先，德國作為先進設備制造強國，通過不斷的創(chuàng)新開發(fā)出許多先進的液壓技術，極大地推動了機械制造行業(yè)的發(fā)展。又如在日本，液壓技術的應用雖然晚于歐美等西方國家，但是得到國內機械制造企業(yè)的大力支持，對西方先進液壓技術進行了有效的創(chuàng)新和優(yōu)化，在滿足國內機械制造企業(yè)需求的同時，有效拓展了國際市場。國內機械制造行業(yè)雖然起步較晚，但是在液壓技術的應用中也取得一定的成績，形成了豐富的研究理論。目前液壓技術在機械制造中主要應用于傳動控制系統(tǒng)中。首先在傳動系統(tǒng)應用中，有研究表明液壓傳動系統(tǒng)能夠給改善機械的動力性能，提升傳動效率，減少能量消耗，將機械設備使用的經濟性能提升25%。同時液壓傳動機械響應速度更寬、功率質量高，而且能夠提升機械設備的自動化水平。例如在實際設計與生產中，可以借助微電子技術、信息技術、自動化技術等實現(xiàn)機械設備自動化。但是由于液壓技術在機械行業(yè)應用較晚，還有許多技術難題尚未解決。例如比較高端的高壓柱塞泵就需要從國外進口，國內液壓產品沒有生產能力。另外由于生產設計經驗的不足，在機械制造行業(yè)應用的液壓技術，普遍存在傳動效率不高、精密度不佳、傳動介質密封性不強以及發(fā)生故障無法及時診斷與排除問題，嚴重影響了液壓機械行業(yè)的發(fā)展。最后在液壓機械領域缺少核心的自主及時與產品，在參與國際競爭中依然存在不少的問題。

2液壓技術在機械制造中的優(yōu)劣

前文主要對液壓技術在機械制造領域的開發(fā)與應用現(xiàn)狀進行了淺要的分析。相對于西方機械制造的發(fā)達國家，我國液壓技術使用中還存在較多的問題。但是液壓技術在機械制造領域，具有較廣泛的應用依然存在很大的優(yōu)勢和先進之處，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）液壓技術能夠有效提升機械的功率密度。機械設備運行過程中，為了進一步提升液壓傳動的質量，研究人員對液壓技術的技術特點進行強化，對變矩器的局限性進行有效的改進，有效彌補了機械動力性的不足。例如在機械發(fā)動機設計中，借助液壓傳統(tǒng)技術能夠增強牽引力，當發(fā)動機出現(xiàn)轉速降低時液壓系統(tǒng)也能夠高效平穩(wěn)的運行。（2）相對于傳動的傳動控制系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)在機械制造中布局更為靈活，集成化程度更高。這種優(yōu)勢進一步實現(xiàn)了機械的小型化和輕量化目標，促進機械精密操作的實現(xiàn)，能夠在較小的空間內容實現(xiàn)操作。例如通過電子信息技術與液壓系統(tǒng)的結合，通過計算機控制各種電子傳感元器件，更好地掌控機械設備運行參數(shù)，有效地提升機械的生產效率，同時也實現(xiàn)了機械設備的自動化、智能化發(fā)展。（3）相對于傳統(tǒng)的傳動控制技術，液壓機械設備的主要工作介質為礦物油，在工作運行中不僅實現(xiàn)了自身的潤滑提升機械設備的使用壽命。同時也更好地實現(xiàn)設備的直線運行，促進設備的自動化進程，滿足無人化生產需要。（4）在機械設計與制造過程中，也要正視液壓傳動技術存在的問題。例如在液壓機械運行中，由于設計不嚴密等問題，進行出現(xiàn)液壓部位介質泄露問題，嚴重地影響機械系統(tǒng)的健康、正常運行。工作介質的泄露降低了機械傳動的效率，進而影響傳動控制系統(tǒng)的有效運行。（5）液壓機械工作中液壓油作為主要媒介，如果其溫度得不到保障，在機械運行過程中也會導致出現(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，機械的工作效率會有所提升，在低溫環(huán)境下反而會受到影響。所以液壓機械運行中需要對溫度進行一定控制，減少溫度的變化，避免因溫度變化導致設備運行受到不利影響。（6）在液壓機械保養(yǎng)與故障排查中，相對于傳統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)具有一定的劣勢。究其原因，液壓機械運行過程中會由于各種液壓元件而產生金屬粉末，這些粉末如果在保養(yǎng)中不能及時清除經常會引發(fā)機械故障。同時，在液壓機械在惡劣環(huán)境工作中，環(huán)境中的粉塵也會吸附在設備表面，對設備的穩(wěn)定運行產生影響。因此，液壓機械設備的使用對維修和保養(yǎng)也提出較高的要求，增加設備運行成本。

3液壓技術在機械制造中的發(fā)展趨勢

結合液壓技術設計與使用中的劣勢和優(yōu)勢，本節(jié)主要根據(jù)目前國內液壓機械設備發(fā)展情況，分析未來液壓技術的發(fā)展與應用趨勢。（1）液壓技術與計算機系統(tǒng)的融合發(fā)展。在信息技術快速發(fā)展背景下，許多產品設備都基于計算機系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化目標。同時借助計算機來實現(xiàn)對設備運行參數(shù)的控制，能夠促進機械設備系統(tǒng)的更加穩(wěn)定、安全運行。例如在液壓泵電子控制系統(tǒng)中，即是通過計算機對液壓設備運行中的液壓值和電流值進行監(jiān)督和控制；并且利用圖像分析技術，將液壓機械生產與運行過程中進行驗算和分析。不僅方便了設備操作人員的操作，而且也保障了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，在后續(xù)使用中如果出現(xiàn)故障問題也能夠根據(jù)運行參數(shù)進行故障排查與維修。所以計算機技術與液壓技術的融合，是未來液壓機械設備的重要發(fā)展趨勢，能夠幫助液壓機械進一步實現(xiàn)液壓機械系統(tǒng)的智能化和精確化操控，降低液壓機械系統(tǒng)的誤差值，輔助系統(tǒng)實現(xiàn)更加長久、穩(wěn)定的控制。例如在液壓CBR技術中，即是通過計算機來預測液壓元件與系統(tǒng)工作性能的程序，將工程機械液壓設計流程，從傳統(tǒng)經驗中解脫出來，上升到計算機輔助階段。有效地提升了液壓機械設備的智能化，應用實踐案例檢索、重用、存儲等環(huán)節(jié)實現(xiàn)液壓機械認知科學與智能化發(fā)展。未來發(fā)展中CBR還將會不斷集成，結合學習機制、技術推理、神經網絡技術等，促進液壓傳動技術的進一步智能化。（2）液壓機械與各種電子元器件的結合。目前液壓機械大多采用并聯(lián)運動技術搭配敏感元件進行測算和分析，但是工作介質在管道內的流動是多變且復雜的，流動中也會因為管道摩擦產生壓力損失，導致參數(shù)測量的誤差，影響機械設備系統(tǒng)運行。在這種情況下借助工作介質中的電子傳感器，對電液進行進行測算分析，就可以大大提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確度，保證了液壓機械系統(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個部分組成。各個部分中都會應用到大量的電子元器件，例如在控制單元中對系統(tǒng)內液體壓力、流量、流動方向的控制和調節(jié)中，就需要采用電子元件來實現(xiàn)調控目標，最終借助執(zhí)行元件，將液壓系統(tǒng)中的壓力轉換為機械能輸出。（3）在液壓設備運行中往往需要企業(yè)輔助系統(tǒng)的協(xié)調運行，只有在各個輔助系統(tǒng)的配合下液壓設備才能順利平穩(wěn)工作。這些輔助系統(tǒng)包括電力傳動設備、液力傳動設備等。但是目前技術條件下可以實現(xiàn)液壓控制裝置與電氣控制裝置的結合，通過技術融合選擇各類傳動方式的優(yōu)勢之處，規(guī)避其使用過程中的不足，達到全面提升液壓設備綜合效益的目的。例如對串聯(lián)的方式進行使用時，變速器、液壓馬達依靠串聯(lián)的方式進行連接，借助變速裝置增加信號，達到無級變速的要求。（4）在液壓系統(tǒng)的智能化發(fā)展中，主要是將能源、動態(tài)監(jiān)測、控制調節(jié)以及輔助等系統(tǒng)集成為一體，實現(xiàn)液壓動力系統(tǒng)的智能化發(fā)展。例如隨著技術的不斷提升，采用伺服電機代替?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，同時提升系統(tǒng)可靠性、高效性。在直接驅動式容積控制系統(tǒng)中還能進行高度集成，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的智能獨立控制。目前智能液壓動力單元多采用常規(guī)的PID控制器，其控制原理簡單、工作可靠、實用性強，在一定程度上有效地滿足智能液壓動力單元動態(tài)特性的使用要求。但是在智能液壓動力單元啟動和換向時，卻存在一定的滯后以及正反向運動特性不對稱、油液黏度和彈性模量隨溫度非線性變化等問題。這些情況下使用常規(guī)PID控制器已經無法實現(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)，同時有效提升了設備跟蹤精度。

4結語

本文主要對液壓技術在機械制造領域的應用現(xiàn)狀，以及液壓機械設計使用過程中優(yōu)勢和劣勢進行了淺要的分析?？梢娨簤杭夹g作為目前主流機械傳動控制技術，具有高效率、高精度以及自動化的特點。尤其是在未來發(fā)展中，在機械中整合計算機技術更是能夠實現(xiàn)液壓機械的精細化與智能化，提升機械設備制造的先進性。相對于西方國家，我國液壓技術引入雖然較晚，但是液壓技術是實現(xiàn)機械設備輕量化、小型化的重要契機，需要企業(yè)不斷創(chuàng)新，不斷強化質量管理，全面提升我國機械設備制造業(yè)水平。

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作者:陳俊英 單位:湛江機電學校