电液比例技术在工程机械上的应用综述
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机电液一体化技术在工程机械中的应用及发展作者:吕秋硕程联社来源:《科技视界》2012年第19期【摘要】本文从多个方面分析了机电液一体化技术在工程机械中应用情况及其产生的技术意义,并对机电液一体化技术在工程机械领域的发展趋势和面临的新的要求进行了阐述。
【关键词】机电液;工程机械;发动机;故障自诊断在现代的各类施工现场中,工程机械的应用是极其普遍的,因此对工程机械的各项性能的要求也越来越多,越来越高:生产效率高;自动化程度高;性能稳定,工作安全可靠,寿命长;经济性好;具有运行状态监测和故障诊断及报警功能;人机性能好,驾驶舒适,操作轻便等。
因而机电液一体化作为一项高新技术在各类工程机械中得到广泛应用并具有广阔的发展前景。
机电液一体化技术融合了机械、液压、电子技术、计算机信息技术等,但是又不是这些技术的简单叠加,而是这些方面技术的有机的结合,渗透和相互的融汇而形成的可以使工程机械实现最佳工况的系统。
这个系统的最本质的特征是一种机械,但又不同于一般的机械,它是在机构的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术、并与软件有机结合而成的一种特殊的机械系统。
从功能上讲,是用于完成包括机械力,运动和能量流等多动力学任务的机械和机电部件相互联系的系统。
机电液压一体化技术在工程机械中的应用:工程机械以内燃机作动力源,在野外进行自行式作业的机械设备。
它由动力装置、传动装置、行走装置、工作装置和操纵装置组成。
这五部分实现一体化将促进整机性能的提高。
目前,国内外工程机械机电液一体化技术的应用主要体现在如下几方面:变量泵和电液比例控制、发动机转速和功率自动调节控制、故障自诊断、远距离无线遥控及智能控制、冷却系统和润滑系统的检测与保护、行走系统的电子控制、功率分配控制等。
另外,将先进的网络技术、通信技术、微电子技术、光缆技术等已经在工程机械上得到应用。
1)变量泵和电液比例控制在典型的工程机械,如装载机和挖掘机中,液压系统往往占据一个主导作用,而如何使整个液压系统适应设备在不同工况和不同载荷下的工作要求,在节能和增效上来看都是一个很有价值的和实际意义的问题。
工程机械工作装置无线遥控改造与电液比例技术文章探讨了工程机械液压系统中电液比例的实际应用,尤其针对工作装置液压在控制系统中的运作情况,以重型机械为例,研究了遥控改造系统的基本原理及具体的使用方式。
以目前常用液压先到改造先前机械的使用方式,以此改造传统设备的过程若要将其改造,恰当的方式是将其进行无线遥控改造,重视电液比例技术在实际中的运用。
标签:无线遥控改造;电液比例;技术1 工程机械工作装置控制系统介绍液压先导控制技术是目前现代工程机械工作装置采用的技术之一,工程机械工作装置控制是工程控制系统中采用最普遍的,其现代化及新技术具有明显的优势,基于此工程机械工作装置控制系统最先技术及无线技术中采用。
混凝土传送泵车是工程机械领域中较早实现有线遥控和无线遥控技术。
相对来讲,无线遥控改造比较简单,针对工程机械工作装置广泛使用的控制,工作装置先导比例阀在无线遥控改造技术中起着重要的作用,螺旋插装结构基于三通电磁比例减压阀是实现设备连接的重要装置。
先导比例阀是无线改造中常用的设备,减压阀与比例阀两者有效的并联起来,使用遥控转接信号装置,实现无线电信号到电磁信号的转变。
再由比例减压阀通过并联原件梭阀等提供控制原车的多路液动换向阀或液压泵、液压马达变量机构的比例先导压力,以上的操作方式能够实现遥控功能与手动功能的有效结合,综合以上设备和机械的功能,实现最优分配,因为螺旋插装式比例阀主要实现电磁比例与集成元件的组合,同时,油路集成块表面功能非常強大,能够把多个功能器具装置在其表面,螺旋插装阀具有明显的优点,如节省空间,使用敏捷适应性较强,因此,更适合无线遥控改造。
2 电液比例技术介绍电液比例阀是一种特殊的原件,主要将阀内的比例电磁铁信号转化,该信号使其产生相应的运作,迫使工作阀芯片发生偏离,阀口尺寸发生位移,通过缓冲实现输入和输出的过程。
阀芯的位移方式可以通过以下三种方式进行反馈:机械方式、电流方式及液压方式。
电液压比例阀在使用方面具体明显的优势:安装使用方便、计算精确度高、形式多样,在抗污染方面尤其独特的优势,因此在实际应用中有广泛的前景。
新编实用电液比例技术新编实用电液比例技术是一种基于电液比例控制原理的创新技术,它能够实现电气信号与液压能量的精确转换和控制,广泛应用于工业自动化领域。
本文将从实用性、原理、应用以及优势等方面对新编实用电液比例技术进行详细介绍。
一、实用性新编实用电液比例技术具有很高的实用性,它能够实现电气信号与液压能量的精确转换和控制,可广泛应用于各类液压系统中。
通过采用先进的电气和液压控制技术,实现了对液压系统的高效控制,提高了系统的响应速度和控制精度。
同时,新编实用电液比例技术还具有体积小、重量轻、结构简单等特点,方便安装和维护,降低了系统的成本和能耗。
二、原理新编实用电液比例技术的基本原理是通过电液比例阀实现电气信号与液压能量的转换和控制。
电液比例阀是一种能够根据电气信号的大小来调节液压流量的装置,通过控制液压流量的大小来控制液压执行元件的运动。
当电气信号的大小发生变化时,电液比例阀会相应地调节液压流量的大小,从而实现对液压系统的精确控制。
三、应用新编实用电液比例技术在工业自动化领域有着广泛的应用。
它可以应用于各类液压系统中,如机床、冶金设备、塑料机械等。
在机床领域,新编实用电液比例技术可以实现对切削力、进给速度等参数的精确控制,提高加工质量和生产效率。
在冶金设备领域,新编实用电液比例技术可以实现对连铸机、轧机等设备的精确控制,提高产品的质量和产量。
在塑料机械领域,新编实用电液比例技术可以实现对注塑机、吹塑机等设备的精确控制,提高产品的质量和生产效率。
四、优势新编实用电液比例技术相比传统的液压控制技术具有许多优势。
首先,它具有响应速度快、控制精度高的特点,可以满足对液压系统响应速度和控制精度要求较高的应用场合。
其次,新编实用电液比例技术具有体积小、重量轻、结构简单等特点,方便安装和维护,降低了系统的成本和能耗。
此外,新编实用电液比例技术还具有可靠性高、寿命长等特点,能够满足工业自动化领域对系统可靠性和稳定性的要求。
电液控制技术及其应用作者:机械电子工程10级机自103班王名洲[摘要] 20世纪70年代以来,随着人们对各类工艺过程的深入研究,电液比例控制技术作为连接现代微电子技术和大功率工程控制设备之间的桥梁,已经成为现代控制工程的基本技术构成之一。
在实际生产中,电液比例控制技术涉及流量、压力、速度、转速、位移等,能随控制信号连续成比例地控制。
电液比例控制技术起源于20世纪,并且经过了电液控制技术、电液比例控制技术以及电液伺服技术等发展阶段。
电液比例技术覆盖很多工程机械,如起混凝土搅拌运输车液压系统,电液比例控制技术的广泛应用让工程简单化、高效化、信息化、安全化。
[关键词] 电液控制技术控制工程机械混凝土搅拌运输车机电一体化0.前言在当前的形式下,电液控制技术已经成为工业机械、工程建设机械及国防极端产品不可或缺的重要手段。
以挖掘机、推土机、振动压路机等为代表的工程机械对国家基础设施建设起到了至关重要的作用,而火炮控制系统、导弹运输车中的电液控制技术则推动了我国国防实力的提升。
电液控制技术在机床加工、交通运输、汽车工业等部门也有非常广阔的应用。
他对我国国民经济的推动作用不可估量。
就所学机械电子工程专业来讲,电液控制技术与其密不可分。
电液控制技术的调控精密度对于机械控制有着重要的意义。
在电子计算机大行其道的今天,将电控、液压与机械紧密结合在一起,才是机械电子工程的发展新方向。
1.电液控制技术概述1.1电液控制技术发展历程液压技术早在公元前240年的古埃及就已经出现。
在第一次工业革命时期,液压技术的到快速发展,在此期间,许多非常实用的发明涌现出来,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。
18世纪出现了泵、水压机及水压缸等。
19世纪初液压技术取得了一些重大的进展, 其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等。
第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快。
出现了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反馈装置等。
浅谈电比例控制系统在起重机上的使用
电比例控制系统是一种电气、液压、机械综合的控制系统。
它利用现代电子技术和微机控制技术,将被控制对象的状态转换成电信号或数字信号,进行运算、比较、控制等操作,支持反馈控制,实现自动化控制。
在起重机上,电比例控制系统的应用越来越广泛。
它可以用来控制各个执行机构如起升、行走、回转、大臂伸缩等,并在启动、停止、正反转等方面都有较高的精度和可靠性。
首先,电比例控制系统可以让起重机在工作过程中更加平稳和安全。
传统的控制系统依赖于机械和液压油压力和流量的传统性,其反应速度相对较慢。
而电比例控制系统可以提供更快的响应速度,节省时间和增加安全性。
其次,电比例控制系统还可以提高起重机的工作效率和可靠性。
电比例控制系统具有多种功能,可以控制开关、旋转角度、速度、力度、姿态等,自动调整各项参数,实现预想的动作,提高操作精度和效率。
然而,电比例控制系统也存在着一定的缺点。
比如,电器元件的故障可能会导致起重机发生意外,维修难度大,也会增加维修成本。
因此,需要安装可靠的故障检测和告警系统,确保操作人员的安全和维护人员的维修效率。
综上所述,电比例控制系统对于起重机的控制和操作具有重要的作用。
随着科技的发展,电比例控制系统也会不断地更新换代,进一步提高其精度、可靠性和使用效果。
浅谈电比例控制系统在起重机上的使用随着科技的不断进步和工业自动化的发展,电比例控制系统在各种机械设备上广泛应用,其中包括起重机。
电比例控制系统通过电子设备控制液压系统或气动系统,使起重机的操作更加灵活、精准和安全。
本文将就电比例控制系统在起重机上的使用进行探讨和分析。
一、电比例控制系统的原理电比例控制系统是通过传感器采集操作者的操纵信号,然后传递给控制器,由控制器将信号转换成电压、电流或脉冲信号,再通过执行机构控制液压缸或气缸的运动。
操作者的操纵信号能够准确地控制液压缸或气缸的运动,从而实现机械设备的精准操作。
在起重机上,电比例控制系统可以控制起重机的升降、伸缩、摆动等运动,使其操作更加精准、平稳和安全。
电比例控制系统还可以实现远程控制,减少人工操作,提高工作效率。
1. 精准控制:电比例控制系统可以实现微小运动的控制,操作者通过操纵杆或按钮就能够精准地控制起重机的动作,提高操作的精度和准确性。
2. 灵活操作:电比例控制系统可以实现多种运动模式的切换,例如起重机的升降、伸缩、摆动等,操作者可以根据实际需求进行灵活操作,提高工作效率。
3. 安全可靠:电比例控制系统具有过载保护功能,当起重机负载达到设定值时,系统能够自动停止操作,避免发生意外事故,保障人员和设备的安全。
5. 节能环保:电比例控制系统可以精准控制机械设备的运行,减少能源消耗,降低对环境的影响,符合节能环保的发展趋势。
三、电比例控制系统在起重机上的应用案例1. 桥式起重机:桥式起重机是工业中常见的大型起重设备,通过电比例控制系统可以实现桥式起重机的升降、长行、横行等运动,提高工作效率和操作精度。
以上案例仅仅是电比例控制系统在起重机上的一部分应用,事实上,电比例控制系统还可以应用在各种起重设备上,包括塔吊、吊车、升降机等,可以满足不同行业的需求。
随着科技的不断进步和工业自动化的发展,电比例控制系统在起重机上的应用将会越来越广泛,并且将会不断地进行技术升级和改进,以满足不断变化的市场需求。
Equipment Manufacturing Technology No.1,201 3 电液比例技术在工程机械上的应用综述 朱颜,张翠华 (聊城大学汽车与交通工程学院,山东聊城252059)
摘要:对工程机械应用日益增多的电液比例阈H_r-作原理和应用特点进行分析介绍,重点对电液比例阀的负载感应和 压力补偿技术进行分析研究,并对电液比例技术在工程机械先导控制和遥控方面的应用进行了探讨。 关键词:控制系统;电液比例;应用
中图分类号:TH1 37 文献标识码:B 文章编号:1 672—545X(201 3)01—0092—02
电液比例控制技术是近几年发展起来的机电传 动控制的一门新技术,其使用方便,试用面广,抗干 扰能力强,性价比高。同时,在液压传动及控制技术 的发展过程中,电液比例控制也是继电液伺服控制 之后电液控制的又一大重要进展。电液伺服技术首 先用于航空,继而用于_些重要工业设备的自动控 制,迄今己臻成熟,在国内的各行业得到广泛应用。 自6O年代末期开始,电液比例技术得到了迅速发 展。本文针对电液比例控制应用中电液比例阀的工 作原理,对比例阀的负载感应和压力补偿原理进行 了分析,特别是在工程机械的先导控制和遥控方面 的应用进行了分析。 1 电液比例控制系统概述 1。1电液比例控制系统的构成 一般来说,电液比例控制系统是由电子放大及 校正单元、电液比例控制单元(比例阀,电液比例变量 泵及液动机)、动力执行单元及动力源、工程负载及信 号检测处理单元所构成。系统可通过设置液压和机 械参数中间变量检测反馈闭环,或者通过动力执行 单元输出参数检测反馈闭环,改善其静态控制精度 和动态品质。信号处理可以采用模拟电子电路或数 字式集成电路。数字式集成电路在精读、可靠性、稳 定性等项均占有优势,其成本也越来越低廉,故应用 日趋广泛。 1.2电液比例控制系统的分类 (I)开环系统和闭环系统 如按系统的控制方式分类,可将系统分为开环 控制与闭环控制系统。开环系统和闭环系统是控制 系统的两种最基本的形式。 开环系统就是系统的整个输出对整个系统的输 入没有影响的系统。其控制信号与输出信号仅有前 向通道,而没有反馈通道。其输入是事先设定的,与 输出无关,系统的精度由事先校准精度来控制。 闭环控制系统和开环控制系统之间的区别是多 了一条从输出端到输入端的反馈通道。系统的输出 信号通过反馈系统反馈到输人端,和输入信号相比 较后得到偏差信号作为控制系统的输入,反馈系统 的作用便是减少系统的输出偏差,这样就可以得到 比较好的控制效果。 (2)恒值系统和随动系统 按输入信号的形式可将系统分为恒值系统和随 动系统。 恒值系统是指参考输人量保持常值的系统。其 任务是消除或减少扰动信号对系统输出的影响,使 被控量保持在给定或希望的数值上。如工业控制中 的电机调速系统、温度控制系统和位置控制系统等。 随动系统是指参考输入量随时间任意变化的系 统。其任务是要求输出量以一定的精度和速度跟踪 和速度跟踪参考输入量,跟踪的速度和精度是随动 系统的两项主要性能指标。 (3)节流系统和容积控制系统 按功率调节元件的不同可分为节流控制系统和 容积控制系统。 节流控制系统也称为阀控系统,它是利用节流 原理控制流人执行元件的流量或压力的系统。这种 系统中必有流量控制阀,同时也配有溢流阀。显然,
收稿日期:2012—10—11 基金项目:聊城大学科研基金资助(x10026) 作者简介:朱颜(1975一),女,山东聊城人,讲师,主要研究方向:从事车辆工程方面的研究工作。
92 《装备制造技术))2o13年第1期 节流控制系统是通过能量损失来实现控制目的,所 以必然效率较低。但是,这种系统结构简单,调节控 制阀很容易,系统的快速响应能力很强。 容积控制系统又可称为泵控系统,它是利用比 例变量泵改变结构参数的办法控制流人执行元件的 流量或压力的系统。这种系统的特点是效率较高,发 热量小,系统刚度较好,一般用于功率较大的场合。 但是,它的结构较复杂,调节惯量较大,快速性不如 节流控制系统。 1.3电液比例控制系统的特点 与其它的液压控制系统相比,电液比例控制系 统主要具有以下特点:能简单地实现自控、遥控和程 控;工作平稳,灵敏度和控制精度较高,成效快;可简 化液压系统,减少元件使用,因此结构简单,同时抗 污染能力强;系统的节能效果好;可连续地、按比例 地控制液压机构的力、速度,并能防止压力、速度变 化或换向时的冲击;能把电的快速性、灵活性及精确 性等优点同液压动力传动等特点有机地结合起来, 智能化、集成化、自动化程度高。 2 工程机械上常用电液比例阀 电液比例阀包括:比例流量阀、比例压力阀、比 例换向阀。根据工程机械液压操作的特点,以结构形 式划分电液比例阀主要有两类:一类是螺旋插装式 比例阀,另一类是滑阀式比例阀。 螺旋插装式比例阀是通过螺纹将电磁比例插装 件固定在油路集成块上的元件,螺旋插装阀具有应 用灵活、节省管路和成本低廉等特点,近年来在工程 机械上的应用越来越广泛。常用的螺旋插装式比例 阀有二通、三通、四通和多通等形式。二通式比例阀 主要是比例节流阀,它常与其它元件一起构成复合 阀,对流量、压力进行控制;三通式比例阀主要是比 例减压阀,也是移动式机械液压系统中应用较多的 比例阀,其主要是对液动操作多路阀的先导油路进 行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统的手 动减压式先导阀,其比手动的先导阀具有更多的灵 活性和更高的控制精度。可以制成比例伺服控制手 动多路阀,根据不同的输入信号,减压阀使输出活塞 具有不同的压力或流量进而实现对多路阀阀芯的位 移进行比例控制。四通或多通的螺旋插装式比例阀 可以对工作装置实现单独的控制。 滑阀式比例阀又称分配阀,是移动式机械液压 系统最基本的元件之一,是能实现方向与流量调节 的复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想的电 液转换控制元件,它不仅保留了手动多路阀的基本 功能,还增加了位置电反馈的比例伺服操作和负载 传感等先进的控制手段。所以它是工程机械分配阀 的更新换代产品。
3工程机械最新电液比例技术 3.1电液比例多路阀的负载传感与压力补偿技术 为了节约能量、降低油温和提高控制精度,同时 也使同步动作的几个执行元件在运动时互不干扰, 现在较先进的工程机械都采用了负载传感与压力补 偿技术。负载传感与压力补偿是一个很相似的概念, 都是利用负载变化引起的压力变化去调节泵或阀的 压力与流量以适应系统的工作需求。负载传感对定 量泵系统来讲是将负载压力通过负载感应油路引至 远程调压的溢流阀上,当负载较小时,溢流阀调定压 力也较小;负载较大时,调定压力也较大,但也始终 存在一定的溢流损失。对于变量泵系统是将负载传 感油路引入到泵的变量机构,使泵的输出压力随负 载压力的升高而升高,使泵的输出流量与系统的实 际需要流量相等,无溢流损失,实现了节能。 压力补偿是为了提高阀的控制性能而采取的一 种保证措施。将阀口后的负载压力引入压力补偿阀, 压力补偿阀对阀口前的压力进行调整使阀口前后的 压差为常值,这样根据节流口的流量调节特性流经 阀口的流量大小就只与该阀口的开度有关,而不受 负载压力的影响。 3.2工程机械电液比例阀的先导控制与遥控 电液比例阀和其它专用器件的技术进步使工程 车辆挡位、转向、制动和工作装置等各种系统的电气 控制成为现实。对于一般需要位移输出的机构可采 用比例伺服控制手动多路阀驱动器完成。电气操作 具有响应快,布线灵活,可实现集成控制和与计算机 接口容易等优点,所以现代工程机械液压阀已越来 越多地采用电控先导控制的电液比例阀代替手动直 接操作或液压先导控制的多路阀。采用电液比例阀 的另一个显著优点是在工程车辆上可以大大减少操 作手柄的个数,这不但使驾驶室布置简洁,而且能够 有效降低操作复杂性,对提高作业质量和效率都具 有重要的实际意义。 随着数字式无线通讯技术的迅速发展,出现了 性能稳定、工作可靠、适用于工程机械的无线遥控系 统,布置在移动机械上的遥控接收装置可以将接收 到的无线电信号转换为控制电液比例阀的比例信号 和控制电液开关阀的开关信号,以及控制其它装置 的相应信号,使得原来手动操作的各个元件都能接 受遥控电信号的指令并进行相应动作,此时的工程 (下转第99页)
‘ 93 《装备制造技术)2013年第1期 建议处理办法; (4)总结归纳了材料国产化替代的工作过程。 希望今后能够进一步加深对技术引进中的材料 国产化替代的方案研究,在保证整机及零部件的功 能性和可靠性的前提下降低采购和生产成本,推进 大型养路机械国产化进程的深人进行。
参考文献: 【1】John E.Bfing ̄.Handbook of Comparative World Steel Sta|1一 dards[M】.USA:AsTM International,2004. [2】2 Roger L.Broekenbrough,等.美国钢结构设计手册【M】.上海: 同济大学出版社,2006. 【3】William D.Callister,Jr.Fundamentals of Materials Science and Engineering[M].USA:John Wiley&Sons.2001.
A Brief Discussion on the Material Localization Issues of Large Railroad Maintenance Machinery XU Lin (Beijing Feb.7th Railway Transportation Equipment Co.,Ltd,En ̄neefing Machinery R&D Center, Beijing 1 00072,China)
Abstract:During the localizadon work of large railroad maintenance machinery.the material localizafion iS one of the most important and indispensable process.The author discuss the material classification.comparison between Chinese and American steel standards systems,specification and tolerance diferences elimination。and substitution procedure, etc..from the experience during the material localization of“Shoulder Ballast Cleaning Machine”.Diferences between Chinese and American steel standards systems are compared,and the working procedure and implement method of the large railroad maintenance machinery are raised. Keywords:large railroad maintenance machinery;material;localization;standards systems