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【關鍵詞】牽引特性;傳動方式;液壓傳動
【中圖分類號】S219.031 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672—5158(2012)08—0092-02
1.概述
內燃叉車是車站、倉庫、港口和工廠應用十分廣泛的流動式裝卸搬運機械,它可以實現搬運作業的機械化、減輕勞動強度、縮短堆碼作業時間和提高生產率,而內燃叉車較好的完成搬運操作,一個好的傳動系統就顯得十分重要。傳動系的基本作用是將發動機產生的運動與轉矩加以一定的變化后,傳給驅動車輪產生必要的牽引力,克服外界阻力。理想的傳動系統應能夠自動改變速比適應外界阻力的變化,充分發揮發動機的功率,即“恒功率、恒轉矩”。
2.系統的特性的對比
叉車的牽引特性表示叉車在一定傳動速比及一定驅動車輪半徑時,車速與牽引力之間的對應關系。圖1為叉車理想的傳動系統特性曲線,縱坐標為牽引力P,橫坐標為叉車車速v,牽引特性曲線能充分反映被測叉車的動力特征。機械傳動叉車當檔位數足夠多并且速比分配合理時,通過及時的人工換擋,能使機械傳動牽引特性分段逼近理想牽引特性)。液力傳動的特性曲線與理想的特性曲線比較接近,系統能自動適應行駛阻力的變化。
現對叉車傳動系統中常用的機械傳動、液力機械傳動和液壓傳動三種傳動方式的優缺點和系統的特性比較評述如下:圖1為理想的傳動系統特性曲線。
3.不同傳動方式優缺點的對比
現對叉車傳動系統中常用的機械傳動、液力機械傳動和液壓傳動三種傳動方式的優缺點的對比如下:
液力機械傳動與機械傳動比較有如下優點
1、由于液力機械傳動系采用液力變矩器代替了機械傳動系中的干式離合器,液力變矩器利用液體作為傳遞動力的介質,輸出軸和輸入軸之間沒有剛性的機械聯系,大大降低了發動機及傳動系統零件的沖擊載荷,大大提高了機件的使用壽命。根據相關的統計數據表明,液力機械傳動與機械傳動相比,發動機壽命增長47%,變速箱壽命增長400%,后橋差速器壽命增長93%。對于載荷波動劇烈的場(廠)內機動車輛而言,其效果更為顯著。
2、液力變矩器具有一定的變速能力,故對于同樣的變速范圍,可以減少變速箱的檔位數,簡化了變速箱結構。
3、液力變矩器具有自動無級變速的能力,因而起步平穩,并可得到任意小的行駛速度。
4、液力機械傳動系用動力換擋變速器取代了機械傳動系中的人力換擋變速器,實現了自動變速功能,操作方便,而且起步平穩,發動機不易熄火。大大減輕了操作者的勞動強度。
5、液力機械傳動系的特性曲線與理想傳動系特性曲線比較接近,能夠自動適應行駛阻力的變化,因此能使發動機經常在選定的工況附近工作,大大提高了發動機的功率利用率。
但和機械傳動系想比,液力機械傳動系也有以下缺點:
1、零部件制造要求比較高而且成本也高。
2、由于油液在液力變矩器中的泵輪、導輪和渦輪的葉柵中高速流動,發熱量大,因此傳動效率略低。
3、采用液力變矩器后,使車輛起步時不能利用發動機飛輪的動能,也不能利用發動機制動。
4、采用動力轉向的車輛,在發動機熄火后,車輛不能轉向也不能拖起動。
與機械傳動和液力機械傳動相比液壓傳動有如下優點:
1、液壓傳動使傳動系大大簡化,利用一個變量泵和兩個定量馬達代替了機械傳動和液力機械傳動系中離合器(變矩器)、變速器、傳動軸等,同時也簡化了換擋操縱機構。
2、液壓傳動能實現無級傳動,變速范圍大,并能實現微動,且在相當大的轉速范圍內保持較高的效率。
3、液壓傳動利用液壓系統本身可以實現無磨損制動功能。
4、液壓傳動采用先進的發動機轉速匹配功能,使發動機的最佳性能得以體現,使得液壓傳動特性曲線接近于理想的傳動系統特性曲線,而且還降低發動機油耗和尾氣排放。
4.結論
雖然液壓傳動有非常好的性能,但是由于制造這樣一套系統需要非常高的制造精度和高質量的材料,液壓元件的價格、噪聲等問題尚未完全解決,液壓傳動在內燃叉車中的使用尚不廣泛,目前內燃叉車上大多還是采用機械傳動和液力機械傳動方式,只有少數幾個品牌的內燃叉車采用液壓傳動。但從系統經濟性、傳動效率來看,將液壓傳動技術大規模的應用在內燃叉車上將是—個趨勢。
參考文獻
關鍵詞:機械設計制造;液壓機械傳動控制系統;應用
引言
隨著工業的發展,在機械設計制造過程中,液壓機械傳動控制系統的出現頻率越來越高,這主要是因為該系統能夠對能量進行精準的控制和傳送,但通過調查可以發現,液壓機械傳動控制系統在應用的過程中仍舊存在部分問題,因此,這就需要工作人員通過對該系統進行更加深入探究的方式,將其在機械設計制造過程中所具有的功效進行最大發揮,促進我國機械行業的發展。
1液壓機械傳動控制系統的原理
在液壓機械傳動控制系統中存在的液體壓強一致,在該系統中所應用的活塞,可以根據自身能夠承受的壓力大小,選擇相應壓力對系統進行施加,通過保證系統平衡的方式,使液體能夠始終處于靜止的狀態之下,也就是說,小活塞對應的壓力值較小,而大活塞對應的壓力值較大,并且經由液體所具有的傳遞性,將壓力值進行變換。在對液壓進行傳動的過程中,需要相應的元件對其加以輔助,其中具有代表性的為動力、控制和執行元件,動力元件存在的意義在于能夠對系統運行過程中所需的動力進行產生,例如通過對自身容量加以變化保證動力產生的容積液壓泵。在選擇所需液壓泵時,工作人員不僅應當對其能量消耗的相關因素加以注意,還應當將其進行液壓的效率列為重要的參考因素之一,保證液壓泵能夠與其所在的液壓機械傳動控制系統完美契合[1]。另外,液壓馬達也是比較具有代表性的動力元件,它的工作原理是通過對液壓能量的轉換,使其成為相應的機械能,進而實現對外做工的目的。由此可以看出,液壓元件存在的意義在于,通過對系統壓力大小和液體流動方向加以控制的方式,保證該系統能夠與機械設計制造要求相滿足。
2液壓機械傳動控制系統所具有的優勢
液壓機械傳動控制系統和傳統的控制系統相比,在應用范圍方面更為廣泛,無論是常見的塑料加工,還是技術含量較高的鋼鐵冶金,該系統都能夠將自身所具有的價值進行成分展示,保證制造效率和質量和提高。由于液壓機械傳動控制系統具有速度快、效率高等諸多優點,在應用其進行機械設計制造的過程中,能夠保證傳動功率的提高,并且通過和相關微電子技術進行配合的方式,實現在較小的空間范圍中,對功率進行精準控制的目標,保證機械質量的提高[2]。當然,需要工作人員明確的是,隨著科技的發展,不同行業和部門對該系統及相關技術所具有的要求也變得越發嚴格,因此,只有通過對系統的不斷完善,才能使其更加高效的為機械設計制造進行服務。
3液壓機械傳動控制系統所具有的不足
一方面,由于液壓機械傳動控制系統在工作過程中所應用的主要介質是礦物油,一旦出現漏油問題,不僅會對該系統的運行產生不利影響,甚至還會在一定程度上降低其在運行過程中所具有的穩定性,進而導致機械設計制造效率的下降,影響企業效益。另一方面,液體自身所具有的特性決定一旦其溫度出現波動,就會對系統自身的運動特定產生相應影響,為了避免這一問題的發生,需要工作人員在應用液壓機械傳動控制系統進行機械設計制造時,始終保證礦物油溫度處于合理范圍內。另外,因為液壓元件在運行時,較易產生金屬粉末,這部分粉末會導致機械污染,進而產生故障,想要降低這一問題的出現幾率,需要工作人員在對液壓機械傳動控制系統進行應用前,首先對其進行徹底的清掃,避免由于灰塵或其他雜質的存在,導致系統故障的發生[3]。另外,在機械設計制造的過程中,應用液壓機械傳動控制系統雖然已經取得了良好的效果,但仍舊存在問題有待解決,其中最主要的一點就是,現階段我國所應用的液壓機械傳動控制系統,部分元件需要通過外國產品的輔助才能加以應用,這對于該系統在我國的高效應用是非常不利的,而且還會導致我國產品與國際標準間的差異,因此,目前相關人員最重要的工作內容就是,對液壓機械傳動控制系統的不足進行解決,通過提高我國所應用液壓技術的整體水平,保證我國機械行業的飛速發展。
4在機械設計制造中對液壓機械傳動控制系統進行應用的方向
我國在進行國防或經濟建設的過程中,都需要對大型工程設備加以應用,而這部分設備大多安裝了相應的液壓機械傳動控制系統。作為近幾年新興的控制系統,液壓機械傳動控制系統的作用在于,對大型工程設備在工作過程中所具有的需求進行高度滿足,這是因為該類設備通常具有極其精確的效率要求,而液壓機械傳動控制系統能夠通過對不同設備的集成化要求進行滿足,保證設備與其所處施工條件、環境等需求相符合。另外,現階段,在機械設計制造中所應用的液壓機械傳動控制系統已經逐漸呈現出了集成化的發展趨勢,這從側面證明了我國針對該系統所開展的研發工作的方向是正確的,也就是說,在未來的一段時間內,我國必然會研制出與機械設計制造需求高度符合的產品,保證其價值得以最大化的呈現。但需要工作人員注意的是,雖然液壓機械傳動控制系統的出現,在一定程度上促進了機械行業的發展,但這并不代表該系統已經處于一個科學、高效的工作狀態下,現階段,仍舊存在部分問題在液壓機械傳動控制系統發展的過程中對其加以阻礙,因此,想要保證該系統的高效應用,需要工作人員以機械行業的現狀的基礎,通過對該系統在機械設計制造中所體現出的優點和不足進行探究,保證對其現有的缺點加以解決,真正實現通過液壓機械傳動控制系統的出現,將我國機械行業的發展水平提升到一個全新高度的目標[4]。除此之外,工作人員還應當根據該系統所對應傳動技術的優勢,將其在工業生產的過程中加以推廣的應用。通過對工業市場進行調查可以發現,液壓工業在市場中所占銷售份額相對較大,幾乎占據機械工業總產值的3%,這一數字表明了在工業生產過程中,液壓系統和技術存在的必然性,作為具有高傳遞率的技術,液壓機械傳動控制系統在結構構成方面與傳統系統相比更為簡單,因此,這就決定了該系統對功率的利用更加高效,而將液壓技術和計算機進行結合,能夠對傳統技術無法保證對工業生產過程中所涉及的動力和運動參數進行準確控制這一問題進行解決,通過保證傳遞效率科學性的基礎上,實現恒功率生產操作的可能性,達到提高工業生產的效率的效果。
5結束語
綜上所述,液壓機械傳動控制系統作為近幾年新興的技術之一,在機械設計制造過程中具有非常重要的作用,但現階段仍舊存在急需工作人員加以解決的不足,因此,這就需要工作人員對該系統所對應液壓技術進行發展,使其與微電子技術相結合,能夠保證液壓機械傳動控制系統在機械設計制造過程中的有效應用,加快行業的進步。
參考文獻
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關鍵詞:機械傳動;科學技術;發展歷史。
一、機械傳動系統研究的重要性
在機械系統中工作機、原動機和傳動機是其三大基本組成部分,機械系統的原動機為機械系統的運動提供了基本的動力,工作機是機械的具體功能執行系統,機械功能的種類有很多,這就使得工作機的結構形式和運動方式存在一定的差異。原動機的運動具有單一性和簡單性特征,工作機的運動具有多樣性和復雜性特征,二者之間存在矛盾,因此,在機械系統工作的過程中需要使用傳動機將原動機的運動和動力大小、方向進行轉換,將其傳遞給工作機,使得工作機能夠正常運轉。在機械系統中的原動機運動和動力輸出無法滿足工作機的工作要求時,就必須將傳動機應用到其中。隨著科技的快速發展,機械系統開始朝著高速、高效、精密、多功能的方向發展,因此,人們的生產生活中對傳動機的功能要求越來越高,機械系統的工作性能、能源消耗和振動噪聲大多取決與機械傳動系統的性能,因此對機械傳動系統進行細致的研究是十分必要的。
二、機械傳動科學技術的發展歷史
機械傳動是機械系統的重要組成部分,在機械誕生的同時就已經出現了機械傳動。早在中國古代,指南車這種早期的機械就安裝有累死齒輪傳動的裝置。14世紀,時鐘的發明促進了齒輪傳動的發展,人們開始研究金屬齒輪傳動,并在排水裝置中采用大型機械傳動系統,將風力機械傳動裝置用于工廠生產中,推動了制造業的迅速發展。18世紀初最早的蒸汽機誕生了,被運用到礦井排水、鐵路機車和加工機械中,這就意味著機械傳動的需求在極大程度上得到提升,此時,以水能為動力的機械傳動系統在紡織和冶金工業中得到廣泛應用。19世紀末,電動機和內燃機誕生,這些原動機的產生促進了機械傳動的發展,并使機械傳動在船舶、制造廠、發電站和鐵路機車中得到廣泛應用,但是交通和工業的發展對機械傳動的需求也逐漸提升,實現機械傳動的可靠性成為機械工業發展的主要目標。20世紀初期,擺線齒形和漸開線齒形的齒輪傳動誕生了,這些齒輪傳動在船舶、鐵路機車中得到應用,且對齒形機械傳動的精度要求越來越高,齒輪傳動設計開始受到重視和關注。20世紀40年代,漸開線和非漸開線齒輪傳動的齒形計算方法得以問世,多采用幾何學分析方法對其進行計算。20世紀50年代,在大量機械傳動試驗研究的基礎上,齒輪傳動設計更加精細,齒輪傳動設計要充分考慮齒輪表面的接觸強度、彎曲強度和荷載,并將其應用到汽輪發電機傳動系統的設計中,有效提高其承載能力。20世紀60年代,機械傳動被應用到宇航技術發展中,火箭推注系統對機械傳動裝置的要求很高,要求其具有體積小但、承載能力大的有點,從宇航飛船安全性角度出發,對宇航機械裝置的可靠性要求也更高,細致研究宇航飛船中的機械傳動裝置和傳動裝置材料性能,才能確保機械傳動裝置在宇航技術中應用良好。20世紀70年代,機械傳動研究中的空間嚙合理論研究成為研究的熱點,這些研究成果被應用到新型傳動裝置的開發中,這在極大程度上推動了機械傳動的科學發展步伐。在不同工作條件下,使用齒輪油等添加劑能有效提高機械傳動的使用性能,并延長其使用壽命。20世紀80年代,空間嚙合理論的研究已經取得了相當可觀的成果,空間嚙合理論的研究已經達到了很高的水平,空間嚙合齒輪受載接觸分析方法誕生出來,在應力分析中得到廣泛應用。此時,航空、船舶工業中的機械傳動振動噪聲問題成為人們關注的重點,在機械傳動設計的過程中以減振降噪為主要目的,航空、船舶機械齒輪傳動材料質量的控制更加嚴格,成本低、重量輕且性能良好的非金屬材料被運用到齒輪傳動系統生產中。20世紀90年代,以齒輪傳動和帶傳動為主的力學機械傳動成為業界研究的熱點,研究的主要目的是減振降噪,對多種類型的齒輪傳動系統進行拓展研究。
三、機械傳動科學技術的研究
21世紀時科技信息高速發展的時代,先進的信息技術、能源技術、環境保護技術、新材料技術和制造技術成為科技發展的重要技術手段,這些科學研究成果和先進的技術手段成為機械傳動科學技術發展的基礎。
1.機械傳動具有信息化和智能化特征
目前,我國的機械傳動呈現出信息化和智能化特征,機械傳動研究中要將先進的計算機信息技術、控制技術和機械傳動技術有效的結合起來,根據機械系統中原動機和工作機效率特征、功能要求的基本特征,使用計算機技術實現機械傳動的智能控制,并對機械傳動功率和速比進行實時控制,實現原動機和工作機的最佳匹配和有效協調,才能使得現代化機械裝備呈現出自動化、信息化和智能化特征,例如,汽車生產中廣泛應用到機械傳動理論,并將機械傳動的信息化和智能化應用在汽車自動變速傳動中。
2.機械傳動動力系統具有節能和環保作用
機械傳動動力系統的節能和環保既包括傳動系統本身的節能環保作用,還包括機械系統中原動機和工作機的節能和環保,在機械傳動系統節能環保設計上,使用無污染的劑能有效避免環境污染,并對以行星傳動為代表的分流傳動進行研究,使用功率流程設計方法實現機械傳動系統的分流傳動功率流的均載和協調。機械傳動系統設計中,充分考慮原動機和工作機的節能和環保作用,根據原動機和工作機的功率和速度對傳動系統進行合理設計,使原動機和工作機實現最佳匹配效果,確保原動機擁有最高效率的同時排放的污染物最少。例如在汽車生產中采用多檔變速和無級變速實現汽車發動機工作的有效調節,將自動離合器和變速器構成的動力裝置結合起來,確保汽車在行駛中達到節能減排的目的。混合動力汽車具有良好的節能環保功能,汽車的混合驅動系統使得汽車的使用性能更佳。
3.材料科學技術與機械傳動的有效結合
21世紀的機械傳動系統將材料科學應用到其中,促進科學技術的發展。隨著新材料的研發,各種新材料在機械傳動中的應用得到促進,在極大程度上實現了機械傳動科學技術的發展和性能提高。梯度材料、高分子聚合物、智能材料等對機械傳動的性能具有十分重要的影響。由表至里呈梯度變化的材料就是梯度材料,由于該類材料由表至里的變化很有規律,因此特別適合用作機械傳動零件。高分子聚合物具有良好的耐磨損和性能,在機械傳動中的應用較廣,塑料齒輪被廣泛應用到辦公設備中,并且在使用的過程中無需任何介質。隨著高分子聚合物復合材料種類的增多,其性能也得到提升。智能材料是通過信息技術來控制的,能有效改變其服役性能,實現機械結構智能可控性的材料。采用智能材料制作機械傳動裝置,能通過智能材料適時控制實現機械傳動系統減振降噪的目的。
總結
通過對機械傳動科學技術的發展歷史和研究的分析可知,機械傳動是機械系統的重要組成部分,機械傳動科學技術的發展和人們的生產生活水平具有十分密切的關系。21世紀是科技信息高速發展的時代,各領域都應用到機械傳動科學技術,將先進的新機技術、能源技術、環保技術和新材料技術應用到機械傳動領域中,才能促進機械傳動科學技術的可持續發展。
參考文獻
[1]顏鴻森.機械裝置的創造性設計[M],北京:機械工業出版社,2002.
[關鍵詞]機械設計制造 液壓 傳動控制系統
中圖分類號:TH137 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)34-0002-01
1 液壓機械傳動的概述
1.1 系統的基本原理分析
液壓機械傳動的基本原理是保持液體在平衡的系統中能夠靜止。液壓系統中的液體在各處的壓強是一致的,在一個相對平衡的系統中,不同大小的活塞根據其本身承受壓力的能力施加不同的壓力就可以使得液體保持相對靜止,小的活塞上面應該施加較小的壓力,大活塞上面應該施加較大的壓力。通過液體的傳遞可以達到變換的目的。液壓在傳動的過程中需要較多的元件,其中主要的元件有執行元件、動力元件、輔的元件和控制元件等,通過動力元件可以讓系統產生運行的動力,主要代表元件有液壓泵。液壓泵在工作的過程中主要是依靠容量的變化進行工作,通常將這種動力部件稱為容積液壓泵。最常見的容積液壓泵是齒輪泵,它通過齒輪的變動使液體進行運動。在對液壓泵進行選擇時需要注意能量的消耗問題,還需要解決一些液壓效率問題。液壓的執行元件可以將液壓泵中提供的液壓轉換為機械能的裝置,與液壓泵相反的工作裝置是液壓馬達,這種裝置可以將液壓能量轉換為機械能,從而使液壓對外做功。液壓元件可以對液體流動的方向和壓力的高低進行控制,能夠確保其滿足特定工作的要求。液壓控制系統除了動力元件還有一些輔的元件,通過輔的元件可以建設液壓回路。
1.2 液壓機械傳動的優缺點分析
1.2.1 液壓機械傳動的優勢
液壓機械傳動的應用范圍相對廣泛,在各個領域都有基本的使用,無論是一般工業施工的塑料加工機械還是鋼鐵工業用的冶金機械都具有其自身的實用性。使用液壓機械傳動裝置在各方面都能夠取得較大的進展,這些裝置具有高壓、高速和高效率的特點,液壓機械傳動的功率較大,其本身也是高度集成化的系統,具有一體化、小型化和輕量化的特點,由于該系統和微電子技術可以緊密的配合,可以在小空間內實現對功率的準確控制,在各種行業的使用中發揮著較大的作用。
隨著科學技術的發展,各個部門對液壓機械傳動的要求也逐漸提高。較多的液壓機械傳動控制系統和電子技術的配合在海洋開發領域甚至是宇宙航行等各個領域發揮著重要的作用。各種電液伺服系統的使用將液壓機械傳動的應用逐漸提高。總之,對于液壓機械傳動的元件應該根據需要靈活、方便的布置;液壓機械傳動具有體積小、重量輕、反應速度快和運動慣性小等特點,方便在使用的過程中進行操縱和控制,此外,這種系統在較大的范圍內可以實現調速。傳動控制系統還可以對載荷進行適當的調整。液壓機械傳動控制系統主要的工作介質是礦物油,可以自動,具有較長的使用壽命。該系統比較容易實現直線運動和機械的自動化,如果使用電液聯合控制,可以確保高程度的自動控制。
1.2.2 液壓機械傳動存在的缺點
影響液壓機械傳動控制系統運行的平穩性和正確性關鍵在于液壓系統存在漏油的因素,從而導致液壓機械傳動的傳動比例不能得到嚴格的保存。溫度的變化對液壓機械傳動的影響相對較大,不同的溫度會導致液壓機械傳動控制系統中的液體粘性發生變化,從而使得傳動控制系統的運動特性發生改變,影響其工作的穩定性,為了保持液壓機械傳動控制系統工作較為穩定,應該避免在溫度較高的環境條件下作業。此外,液壓系統發生故障的情況下不能很好的對故障進行檢查和排除。液壓機械傳動控制系統在運行的過程中容易造成污染,一些液壓元件在機械加工的過程中容易產生金屬粉末,這些粉末粘貼到金屬管螺紋地區的膠帶碎片上容易造成密封膠的脫落。液壓機械傳動控制系統在運轉時其外部環境中的污染物也會吸附到液壓油箱上面,導致系統運行不穩定。此外,系統在運行前沒有對雜質清除徹底就會使得外部的雜質和系統本身附著的雜質復合,在元件的運行過程中產生一系列摩擦,不利于系統的正常運轉。
2 液壓機械傳動控制系統在機械設計制造中的應用
2.1 機械設計制造中對液壓機械傳動控制系統的應用和發展
無論是現代建設還是國防建設,都需要將一些大型的工程裝備融入到里面,液壓機械傳動控制系統作為一種新型的機械化系統能夠滿足當代設備的多種要求,由于一些機器設備的功率相對強大,具有較高的生產使用效率,精度也相對高,液壓系統在這些行業中的使用能夠滿足高集成化的要求,可以很好地適應施工環境和不同的工作條件。我國一些高水平的技術設備具有較好的自主研發能力,主要原因在于極端化的工作環境和精度化的施工技術。液壓技術的發展使得我國一些技術在研究方面也取得了較好的成就,系統的集成化說明只有抓住系統研究發展的方向,才可以研發出社會所需要的技術產品。
2.2 我國液壓機械傳動技術應用中的不足
我國液壓技術在應用的過程中雖然在一些產品的使用上面具有較大的進步,同時凸顯出液壓技術發展的潛力和發展動力,但是在使用和發展的過程中還存在較多的不足之處。我國的液壓技術在一些重要的元件使用上任然依靠外國的液壓產品進行輔助,我國使用的一些產品在國際范圍內和其他國家使用的產品之間存在著明顯的差別。需要將我國發展成為液壓強國,就必須彌補液壓研究方面存在的不足和缺陷,要對液壓技術進行研究,從而形成我國的自主產品和液壓技術制定詳細的發展目標,使我國的液壓產品和液壓技術超過國際上其他國家的產品和技術。只有這樣,才能夠使得我國的液壓技術水平逐漸提高,減少在裝備制造過程中的缺陷和不足,從而實現最終的液壓發展目標。
3 結束語
隨著工程機械技術的發展,一些新的技術和工藝逐漸出現,使得工程機械逐漸向智能化的方向發展,對工程機械裝置的要求也逐漸提高。液壓機械傳動技術的發展和其在工程機械中的使用也具有較大的優勢,尤其是液壓技術和微電子技術的結合使得液壓機械傳動技術在工程機械中的作用越來越突出,極大地促進了機械技術的發展。我國的液壓機械傳動控制系統還存在一些缺陷和不足,需要加強對該技術的研究,促進我國液壓技術快速的發展。
參考文獻
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關鍵詞:道路清掃車 機械傳動 液壓傳動 機械液壓復合傳動
中圖分類號:U469.691 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)008-079-02
道路清掃車的使用大大提高了我國的環衛水平,減少了清潔工的勞動強度,路面清掃車不但可以清掃路面垃圾,而且還可以對道路上的空氣介質進行除塵凈化,既保證了道路的美觀,維護了環境的衛生,又維持了路面的良好工作狀況,減少和預防了交通事故的發生,延長了路面的使用壽命。
道路清掃車在作業時要求車速在5~10km/h,只有在發動機轉速低的情況下才能滿足作業速度的要求,但是工作裝置卻要求高轉速,低速行駛的行車速度和高轉速驅動的風機之間形成了很難調和的矛盾。為了解決上述矛盾,目前在實際應用中主要采用兩種方案:一種是機械傳動,就是在底盤上增加副發動機,為工作裝置提供動力。另外一種就是采用全液壓專用底盤,發動機直接連接液壓系統,然后進行能量分配,一部分能量去進入后橋驅動車輛行駛,另一部分進入工作系統驅動清掃作業。但是這種形式動力特性較差,對路面狀況要求高,其行駛系統造價昂貴一般只用于中小型清掃車。以上種種缺點限制了液壓傳動形式在我國的應用。目前我國清掃車廣泛采用的是副發動機驅動工作裝置。但是這種形式由于增加了副發動機,還必須配置發動機所需的相關附件和控制裝置,增加了清掃車的制造成本。同時工作噪聲大,工作油耗高造成使用成本也在增加。這種形式往往還會出現“大馬拉小車”的現象。
由于全球控制排放等原因,在滿足歐I到歐IV排放法規要求的過程中,中型清掃車底盤發動機的功率已經從57kW逐步上升到120kW以上,今后,國家對環衛等特種車輛將會執行更加嚴格的控制排放標準,如果要求清掃車車的副發動機也達到歐III或歐IV排放標準,清掃車的制造成本,油耗將面臨更嚴峻的考驗。針對以上問題,近些年來發展起來的機液復合傳動形式能夠滿足要求。
1 機械-液壓復合傳動
機械液壓復合傳動主要由機械路,液壓路,功率分匯流機構三部分組成,常見的機械液壓復合傳動機構可分成輸入分流式和輸出分流式兩種基本形式,如圖1所示。
圖1(a)是輸出分流形式傳動,行星排在輸出端起匯流作用;圖1(b)是輸入分流形式傳動,行星排在輸入端起分流作用。圖中B,M分表表示液壓泵和馬達,X表示行星差動輪系,X可以是單排行星輪系或多排行星輪系組成。系統輸入的動力一部分直接輸入到差動輪系,為機械功率流。另一部分輸入到液壓泵B-液壓馬達M,為液壓功率流,最后機械-液壓匯合輸出。輸出分流式的傳動比關系式為
機械液壓復合傳動是通過調節液壓元件的排量在機械流給定的基礎速度上實現連續的無級變速。在復合傳動中機械功率流和液壓功率流以相同的方向疊加輸出,沒有循環功率。圖2為配置雙發和單發的機械,液壓功率流示意圖。
2 機械液壓復合傳動在清掃車上的應用
下面舉例介紹一種機械液壓復合傳動在清掃車上的應用。該方案采用機液復合傳動方式,采用一臺發動機,在不作業狀態下采用機械傳動方式,在車輛作業狀態下采用機械傳動和液壓傳動復合調節下驅動車輛行駛,實現無極調速。采用這種工作裝置可以減少油耗,工作效率更高,同時減少了成本。為了實現目的,具體傳動系統方案如圖3所示。
在底盤前后傳動軸之間安裝專門設計的分動箱,箱體內安裝有輸入軸,行駛輸出軸,作業輸出軸,行走變量泵,定量馬達,行星輪機構。分動箱上設置復合傳動輸出驅動行駛的變速換擋機構,滿足在重污染和交通不便的地段,和在污染較輕交通便利順暢的路段行駛的需要。
清掃車配置單發動機,采用機械液壓復合傳動系統,動力系統安裝所占空間小,作業時,車輛以機液復合傳動方式實現無級變速驅動行駛和作業,能同時以機械傳動的方式實現清掃裝置進行作業。行走時,切斷液壓功率流,以機械傳動的方式驅動行走,行駛速度快。在行駛動力配置方面,機械功率占總功率的大部分,所需大功率的部分盡量采用機械傳動,這樣既提高了總體的傳動效率又減少了油耗,降低了廢氣的排量。
圖4為應用機械、液壓復合傳動技術與原雙發動機配置時輸出效率、功率及油耗的對比圖。
3 結論
機械液壓復合傳動克服了雙發和液壓傳動的缺點,能夠在作業狀態下實現無級變速,大大的提高了清掃效率和清掃質量。車輛還可以方便的轉換為機械傳動下的前進行駛和倒車,傳動效率高。
參考文獻:
[1] 秦娜.掃路車傳動系統的探討與研究[J].建設機械技術與管理,2000(4).
[2] 羅立炎,陳敬潔,李源,等.道路清掃車傳動形式探析[J].建設機械技術與管理,2010(08).
關鍵詞:機械傳動;傳動系統;機械制造
中圖分類號:TH132 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)08-0004-02
1 機械傳動技術的發展歷史
1.1 機械的主要傳動方式介紹
機械的主要傳動方式包括:機械傳動、流體傳動、電傳動。目前,電磁軸承、電磁傳動等非接觸式傳動也逐漸出現,將傳動技術的范疇拓寬。但具備了機械傳動系統必須的要件的“機械傳動”仍是最主要的傳動形式,如恒功率輸出、速度影響、效率等都很好。
1.2 機械傳動技術的特性
高效、高速、多功能、精密是機械逐漸達到的范圍,那么就必然要求傳動機的功能和性能也達到一個高端和精準的層面。在某種程度上,傳動技術對機械的工作性能、壽命、能源的消耗、振動的噪聲等影響很大。機械傳動的形式包括齒輪傳動、帶鏈傳動、摩擦傳動等。
1.3 機械傳動科學技術的發展
在最近幾年,機械傳動技術得到了長足發展,其作為組成機械設備的重要部分之一,與機械誕生及其進步、更換有著緊密的聯系,它有助于推動生產力的更新換代,有助于解決一系列的生產難題。在我國早期,指南車有著類似于齒輪傳動的裝置,美國在20世紀中期將指南車模型進行展覽。戰國到西漢期間,機械傳動的重要標志就是齒輪已經誕生,指南車的發明早于宋代,中國古代科技史學家王振鐸認為,三國時期的馬鈞發明了指南車。
據相關文字記載,表明了機械傳動裝置大約3000年的歷史。在羅馬時代,人類文明逐漸進步,谷物碾磨的木制齒輪是在水力驅動下運作的,傳動隨之出現在人們的視野。瑞典人在谷物磨中率先采用了傳動技術史上稱得上是突破斜齒輪傳動,斜齒輪是由石頭制成的,在材料上稍為原始。
14世紀,由于時鐘較為精細,傳動齒輪逐漸精密、小巧,人們開始研究金屬齒輪,以減小尺寸。
18世紀初,蒸汽機進入使用,相續在礦井排水、鐵路機車、加工制造等領域。蒸汽機本質上是機械的動力系統,它的發展對于傳動系統提出更高的要求,高標準、高質量的金屬齒輪傳動在之后得到應用。
19世紀末期,電動機和內燃機出現。
20世紀初期,擺線、漸開線齒形的齒輪傳動先后出現。40年代左右,漸開線和非漸開線齒輪傳動的齒形計算方法、齒輪刀具、被加工齒輪、相互嚙合的齒輪之間關系及齒形計算方法、空間三維齒形及其嚙合計算方法,逐漸發展開來。20世紀50年代,初步形成了齒輪傳動的表面接觸和輪齒彎曲強度,以及動載荷的傳動設計方法。20世紀60年代,宇航技術的發展要求機械傳動更加精確。90年代,人們開發了被廣泛用于冶金、船舶、電廠等關鍵設備及故障診斷的齒輪傳動系統的狀態監控。這一開發是基于傳動系統動力學研究,并在故障診斷與失效預報兩個方面也開發了相關的診斷系統。
2 機械傳動技術的相關研究
2.1 機械傳動的信息化與智能化
信息化和智能化作為現代社會科學發展的重要特征,涉及生產和生活的多方面,機械傳動領域也如此。根據原動力系統的效率特征和執行系統的功能,結合了機械傳動技術與計算機控制技術,實現了信息化和智能化,通過計算機控制技術,精確實現動力傳動功率和速比的實時控制,使原動力系統、傳動系統和執行系統趨于融合,這一研究也成為機械裝備實現自動化和智能化的重要基礎。
在科研人員的研究下,傳動系統的信息化與智能化和機械裝備的信息化與智能化,已獲得了重大進步,在汽車、工程機械和軍工機械生產領域被廣泛使用。在結合了信息、計算機和控制技術與機械傳動技術的基礎下,出現機械傳動的信息化與智能化,使動力傳動功率和速比的實時控制出現,在車輛中廣泛應用,包括機械自動變速傳動、液力機械自動變速傳動和無級自動變速傳動三種形式。
2.1.1 液力機械自動變速傳動。由液力變矩器和行星齒輪傳動構成的液力機械自動變速傳動(AT),液力變速器不僅僅可增加扭矩、吸收沖擊振動,也可在較小的范圍內將無級變速變為現實。機械自動變速傳動采用液力變矩器,使得車輛起步換檔平穩、舒適。
2.1.2 無級自動變速傳動。實現“發動機一變速器一道路負載”的最佳匹配和汽車動力傳動系統的最佳燃油經濟性和動力性,就是無級自動變速傳動(CVT),即帶式無級自動變速傳動和牽引式無級自動變速傳動。
20世紀90年代末期,和日產汽車公司與日本山一油有限公司合作,率先研究并成功開發了牽引式無級自動變速傳動,將裝車運行實現。由于無級自動變速傳動的承載能力較大,被廣泛用于大排量的汽車、工程機械和重型裝甲車輛,作為未來日本和歐美等發達國家及部分地區的研究重點。
2.2 械傳動裝置的高性能、低成本、小型輕量化
從傳動原理和結構出發,采用高強度的新材料,噴丸、冷擠壓、表面涂層和表面復合處理,均可提高傳動系統的承載能力和使用壽命,減小傳動系統的體積和
重量。
顯示在誘導傳動部件微點蝕的表面微缺陷和裂紋擴展和熱處理交變應力,微點蝕的影響下和裂紋擴展;嚙合傳動副分析負載條件下,負載分配和牙齒評價之間的關系壓力,牙齒牙齒表面改性和負載分布和應力強度,傳動部件,如每一個的實力,如壽命設計,是提高承載能力和使用壽命,減少了重量和所需要的傳輸容量研究的傳輸系統主題。
現代機械工程的發展對于機械傳動系統的要求也越來越高,比如,宇宙空間的真空高、重力微、溫差大,海洋環境下的海水腐蝕,強磁場或強強電場等特殊環境下的機械,就需要與該環境相適應的傳動系統。
3 傳動系統新材料的突破
20世紀50年代,在蘇聯成功發射人造地球衛星之后,先進材料對高科技的發展影響很大。在機械傳動技術領域,性能特點鮮明且獨特,如梯度、納料、陶瓷、高分子聚合物、智能、表面涂層,以及自修復材料等,機械傳動技術的發展和性能被這些獨特的性能推進發展。作為多學科交叉與結合的結晶——材料科學,與工程技術是密不可分的,并且在全世界的排名中也位居前列。
4 提升機械傳動的適應性
真空高,重力微,高溫,腐蝕性海水的海洋環境,以及強磁場或強電場作用下的空間特機械環境,我們需要適應傳輸系統的環境。
此外,微型傳動系統作為微機械中重要的研究方向。微型傳動系統與普通機械傳動的工作原理和性能特征受到尺度效應的影響,存在一定的差異,當傳輸系統的微米或納米級的小尺寸,這將是一個很大的新的科學問題。表面積的傳輸副成分增大,表面力學,表面物理效應,摩擦學,傳輸和不同規模的常規熱傳導體積比,我們需要加大研究力度。
5 結語
進入二十一世紀以來,科學技術的發展,包括信息和控制、新材料、能源和環保以及先進的制造技術,已逐得到創新和發展,科學在這些領域的技術進步的一個重要領域,以促進科學和技術的發展的機械傳動。在很大程度上機械傳動技術的發展與突破影響著機械傳動的發展與振興,對機械傳動的研究必將更加深入。
參考文獻
[1] 秦大同.機械傳動科學技術的發展歷史與研究進展
[J].機械工程學報,2003,(12):37-43.
[2] 王新華,魏源遷,李劍鋒,伍良生.水壓傳動技術
發展的現狀及其應用前景[J].機床與液壓,
2003,(6):3-8.
[3] 王寧,李永亮,吳海淼.機械學研究進展與發展趨
勢[J].科技信息(學術研究),2008,(17):
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[4] 張啟先,張玉茹.我國機械學研究的新進展與展望
【關鍵詞】機械傳動;發展;科學技術;機電一體化;計算機技術;信息技術
機械傳動技術在目前的工程和工業生產領域的應用范圍非常廣泛,有著良好的社會經濟效益和環境友好效益,已成為世界各國普遍重視的內容。尤其是在西方發達國家,對于機械傳動技術的研究早已開展,并取得了成熟、可靠的研究產品。我國在機械傳動技術的研究中還較為薄弱,研究力度不深,技術水平也與國外存在著很大的差距。因此在工作中我們要積極的參與這方面的研究,以縮小我國與發達國家的差距。
1.機械傳動技術的發展歷程
機械傳動技術是由原來的動力系統、傳動系統和執行系統共同構成的,三者之間是一個息息相關、緊密相連的內容。這三個系統在應用中,構造相對來說較為簡單,它通常都是在固定的動力系統上以機械能為基礎來提供動力,而執行系統在這個過程中表現出復雜多樣的發展態勢。傳動系統在應用中能夠是將原理系統和執行系統有效的結合起來,是一個具備著樞紐作用的內容。機械傳動系統在整個機械生產領域的應用十分廣泛,它依據傳動系統的科學性、效率性對機械的運行機理進行評估。目前,機械傳動系統已成為機械制造和生產領域研究重點,也是整個研究工作的焦點。
1.1傳動方式介紹
機械傳動系統在應用的過程中包含了機械傳動、流體傳動、電傳動等多個領域。在目前的應在用中,機械傳動系統中逐漸出現電磁軸承、電磁傳動等非接觸傳動方式,這些技術的應用為機械傳動技術的發展做出了積極貢獻,也為研究工作的開展指明了方向。
1.2機械傳動技術的特性
近年來,機械傳動技術逐漸向著高效、節能、精密方向發展,并逐漸達到了預計的工作標準和要求,同時也使得機械傳動的功能性、精密性達到了一個發展的新要求。在某種程度上,傳動技術的選擇對機械的使用性能、壽命和能源消耗也有著一定的影響。機械傳動形式包含了齒輪傳動、帶鏈傳動、摩擦傳動等多種。這些傳動方式也是目前機械生產和應用中的常見方法和策略。
1.3機械傳動科學技術的發展
在近年來,隨著科學技術的飛速發展,機械傳動作為機械設備中的主要部件之一,它在應用中同機械技術一樣也在飛速的發展和進步中。就機械技術和機械傳動技術之間的關系分析,而這是彼此依存、彼此推動的關系,機械技術的發展帶動著機械傳動技術的進步,機械傳動技術有推動著機械設備和生產力的更新換代,有助于解決傳統設備運行中存在的各種傳動難題。我國的機械傳動技術產生很早,早在春秋戰國時期就已經出現了相應的傳動方式,當時的機械傳動主要是以水輪車中的齒輪為主。而在宋代的指南車中,這一技術的應用更為廣泛,它可謂是我國機械技術發展的代表作,也是我國先輩智慧的結晶。
根據相關記載,機械傳動技術的出現歷史已經超過了三千年,在羅馬時代人類就已經開始采用機械傳動技術進行谷物碾壓和磨制,當時主要是以水利驅動為主的,隨之傳動技術出現在人們的視野當中,被人們所接受,并成為整個機械技術研究的重點,一直未曾中斷過。
14世紀,由于時鐘較為精細,傳動齒輪逐漸精密、小巧,人們開始研究金屬齒輪,以減小尺寸。
18世紀初,蒸汽機進入使用,相續在礦井排水、鐵路機車、加工制造等領域。蒸汽機本質上是機械的動力系統,它的發展對于傳動系統提出更高的要求,高標準、高質量的金屬齒輪傳動在之后得到應用。
19世紀末期,電動機和內燃機出現。
20世紀初期,擺線、漸開線齒形的齒輪傳動先后出現。40年代左右,漸開線和非漸開線齒輪傳動的齒形計算方法、齒輪刀具、被加工齒輪、相互嚙合的齒輪之間關系及齒形計算方法、空間三維齒形及其嚙合計算方法,逐漸發展開來。20世紀50年代,初步形成了齒輪傳動的表面接觸和輪齒彎曲強度,以及動載荷的傳動設計方法。20世紀60年代,宇航技術的發展要求機械傳動更加精確。90年代,人們開發了被廣泛用于冶金、船舶、電廠等關鍵設備及故障診斷的齒輪傳動系統的狀態監控。這一開發是基于傳動系統動力學研究,并在故障診斷與失效預報兩個方面也開發了相關的診斷系統。
2.機械傳動技術的相關研究
2.1機械傳動的信息化與智能化
信息化和智能化作為現代社會科學發展的重要特征,涉及生產和生活的多方面,機械傳動領域也如此。根據原動力系統的效率特征和執行系統的功能,結合了機械傳動技術與計算機控制技術,實現了信息化和智能化,通過計算機控制技術,精確實現動力傳動功率和速比的實時控制,使原動力系統、傳動系統和執行系統趨于融合,這一研究也成為機械裝備實現自動化和智能化的重要基礎。
2.1.1液力機械自動變速傳動。由液力變矩器和行星齒輪傳動構成的液力機械自動變速傳動(AT),液力變速器不僅僅可增加扭矩、吸收沖擊振動,也可在較小的范圍內將無級變速變為現實。機械自動變速傳動采用液力變矩器,使得車輛起步換檔平穩、舒適。
2.1.2無級自動變速傳動。實現“發動機一變速器一道路負載”的最佳匹配和汽車動力傳動系統的最佳燃油經濟性和動力性,就是無級自動變速傳動(CVT),即帶式無級自動變速傳動和牽引式無級自動變速傳動。
2.2械傳動裝置的高性能、低成本、小型輕量化
從傳動原理和結構出發,采用高強度的新材料,噴丸、冷擠壓、表面涂層和表面復合處理,均可提高傳動系統的承載能力和使用壽命,減小傳動系統的體積和重量。
3.傳動系統新材料的突破
20世紀50年代,在蘇聯成功發射人造地球衛星之后,先進材料對高科技的發展影響很大。在機械傳動技術領域,性能特點鮮明且獨特,如梯度、納料、陶瓷、高分子聚合物、智能、表面涂層,以及自修復材料等,機械傳動技術的發展和性能被這些獨特的性能推進發展。作為多學科交叉與結合的結晶――材料科學,與工程技術是密不可分的,并且在全世界的排名中也位居前列。
4.提升機械傳動的適應性
真空高,重力微,高溫,腐蝕性海水的海洋環境,以及強磁場或強電場作用下的空間特機械環境,我們需要適應傳輸系統的環境。
此外,微型傳動系統作為微機械中重要的研究方向。微型傳動系統與普通機械傳動的工作原理和性能特征受到尺度效應的影響,存在一定的差異,當傳輸系統的微米或納米級的小尺寸,這將是一個很大的新的科學問題。表面積的傳輸副成分增大,表面力學,表面物理效應,摩擦學,傳輸和不同規模的常規熱傳導體積比,我們需要加大研究力度。
5.結語
進入二十一世紀以來,科學技術的發展,包括信息和控制、新材料、能源和環保以及先進的制造技術,已逐得到創新和發展,科學在這些領域的技術進步的一個重要領域,以促進科學和技術的發展的機械傳動。在很大程度上機械傳動技術的發展與突破影響著機械傳動的發展與振興,對機械傳動的研究必將更加深入。[科]
【參考文獻】
[1]秦大同.機械傳動科學技術的發展歷史與研究進展[J].機械工程學報,2003,(12):37-43.
[2]王新華,魏源遷,李劍鋒,伍良生.水壓傳動技術發展的現狀及其應用前景[J].機床與液壓,2003,(6):3-8.
因為傳動系統是機械不可缺少的組成部分,所以傳動系統與機械是同時產生的,甚至可以說,因為有了傳運裝置,機械才得以產生。比如,我國春秋時期即已經廣泛使用的桔槔,便可以視為簡單的機械,其中,最為智慧的,就是杠桿原理的運用,而這里的杠桿,恰恰就是傳動系統,可見傳動系統在機械中的重要作用,同時也說明,對于機械的不自覺使用,早在春秋時期,智慧的先人就已經開始了。另外,指南車是展示我國先人智慧的又一發明,這是利用齒輪傳動系統和離合裝置來指示方向的車輛。關于指南車的記載,雖有神話成分,或存在史實上的矛盾,但《宋史•輿服志》記載的指南車結構和技術規范,尤其是齒輪大小和齒數的詳細記載,不僅證明指南車在我國古代確實存在,也顯示了我國古代機械制造的高超水平。另據考證,早在戰國到西漢之間,機械傳動的重要標志——齒輪,就已經誕生了,另參酌其他古籍,當可推知,指南車的發明,肯定早于宋代,中國古代科技史學家王振鐸認為,三國時[期的馬鈞發明了指南車,頗為可信。放眼國外,關于機械的記載與使用也比較早。早在古希臘時期,就有機械傳動的記載。羅馬時代,則發明了水力驅動,木制齒輪傳動的“谷物碾磨機”,后來,瑞典人在谷物磨中率先采用了斜齒輪傳動,在傳動技術史上稱得上是突破,只不過,這種斜齒輪是由石頭制成的,在材料上顯得過于原始。進入14世紀,以時鐘的發明為標志,齒輪傳動系統產生了一個飛躍。因為時鐘比較精細,傳動齒輪自然也需要精密化、小巧化,于是,人們開始研究金屬齒輪。先人的智慧值得景仰,但在工業革命之前,各類傳動系統也和機械本身一樣,處于原始階段。直到18世紀初,蒸汽機進入實用,相續在礦井排水、鐵路機車、加工制造等領域大顯身手,現代意義的機械才得以產生。從本質上來說,蒸汽機是機械的動力系統,它的飛躍對于傳動系統自然提出了更高的需求,從那以后,高標準、高質量的金屬齒輪傳動得到了極大應用。
2機械傳動技術的發展
19世紀末,電動機和內燃機獲得廣泛使用,對機械傳動技術提出了更高要求,到20世紀初期,機械傳動技術有了很大發展,直齒輪、斜齒輪、錐齒輪和蝸桿傳動相繼問世,性能、精度及耐久性方面都有了很大發展,基本上可以滿足機械工業的需要。20世紀40年代后,齒輪幾何學逐漸發展成為一門獨立的學科,齒形、嚙合及齒輪之間的展成關系,可以通過數學計算實現精確化,這使得機械傳動真正成為一門科學。在精確計算的支撐下,研究人員逐步掌握了齒輪傳動的表面接觸強度及輪齒彎曲強度,基于動載荷的機械傳動設計也初步成型,并應用于高速重載的汽輪發電機傳動系統。這期間,研究人員還提出了齒輪齒廓和齒向修形設計的方法,以提高承載能力。進入20世紀60年代,肇端于美國的宇航技術取得突破性進展,導航系統、火箭助推器對傳動系統的要求非常高,不僅要求傳動系統體積小、承載能力強,可靠性更成為首要的考量標準。為此,研究人員不遺余力,對直齒、斜齒、錐齒的表面疲勞強度進行了深入研究,并進行嚴謹的可靠性增長試驗,通過研究,發現傳動系統的原材料和齒輪的嚙合性不僅關乎其承載能力,也與其可靠性密切相關,這一發現促成了非金屬材料(如高強度塑料)齒輪的產生。進入70年代后,機械傳動技術更有了飛躍式的發展,空間嚙合理論成為這一時期的亮點,研究人員相繼推出曲線錐齒輪、環面蝸桿、點接觸蝸桿及圓弧齒輪等新式傳動系統,極大推動了機械傳動技術的發展。值得一提的是,我國正是在這一時期,在機械傳動技術領域,迎頭趕上發達國家,達到了世界先進國家的水平。20世紀80年代以后,隨著知識經濟的到來,機械傳動技術更是突飛猛進,在空間嚙合理論的推動下,少齒差行星傳動、變型伺服傳動、新型蝸桿傳動等新型傳動系統相繼出現,彈性變形理論、制造誤差的嚙合理論、局部共軛理論及失配嚙合理論,都達到很高水平,齒間載荷分配和應力分析也得到廣泛應用。這期間,傳動系統減振降噪研究,也成為一個熱點,并獲得諸多成果,輪齒三維任意可控修形設計便是其中最為重要的創舉,根據輪齒修形的要求,多自由度數控齒輪加工機床紛紛問世。傳動系統動力學研究更為深入,研究人員提出了齒輪傳動系統故障診斷、狀態監控和失效預警的思路,并開發出相應的監控與診斷軟件,用于冶金、船舶、電廠等大型關鍵設備的傳動系統,使之走上了智能化的臺階,取得了較好的效果。同時,傳動系統的研究由微觀返向宏觀,即傳動系統的研究并不單純以傳動系統為對象,而是把機械作為一個整體來研究,傳動系統與整機的匹配、協調,越來越受到重視。
3機械傳動技術的展望
隨著科學技術的發展,機械傳動的模式早已不再局限于齒輪、鏈條等接觸式傳動,通過電磁感應原理來傳遞動力的非接觸傳動(如電磁軸承、電磁傳動等)已進入實用,與傳統的接觸式傳動相比,非接觸傳動具有無磨損、壽命長、效率高等優點。當然,傳統的軸承等接觸式傳動,仍大有用武之地。今后,機械傳動技術領域的研究,應在優化改進傳統傳動技術的基礎上,探尋創新型傳動模式,在一段時間內,研究重點仍然是前者。大體來說,機械傳動的研究方向主要有以下幾點:
3.1提高機械傳動的信息化、智能化水平信息化和智能化是現代社會的重要特征之一,涉及到生產、生活的方方面面,機械傳動領域也不能例外。機械傳動技術應與計算機控制技術相結合,實現信息化和智能化,即根據原動力系統的效率特征和執行系統的功能要求,通過計算機控制技術,精確實現動力傳動功率和速比的實時控制,從而使原動力系統、傳動系統和執行系統趨于最佳匹配與融合,這一研究也是機械裝備實現自動化和智能化的重要基礎。經過科研人員的不懈努力,傳動系統的信息化與智能化,以至于機械裝備的信息化和智能化,已經獲得重大進展,在汽車、工程機械和軍工機械生產領域廣泛應用。目前,自動變速傳動是最為主要的信息化、智能化傳動模式,一般來說,包括三種形式,即機械自動變速ASM(Automaticshiftmanualtransmisson)、液力機械自動變速傳動AT(Automatictransmission)和無級自動變速傳動CVT(Continuouslyvariabletransmission),這三種傳動形式的技術已相當成熟,代表著傳動技術信息化、智能化的主流。但在國內,相對而言,AT、CVT技術還存在較大差距,應重點攻關。
3.2傳動系統新材料的突破現代材料科學肇端于20世紀50年代,蘇聯成功發射人造地球衛星之后,人們認識到,先進材料對于高科技的發展起著至關重要的作用,此后,材料科學成為人們耳熟能詳的熱門詞匯。在傳動技術領域,新材料的運用也方興未艾,比如梯度材料、陶瓷材料、納料材料、高分子聚合物、智能材料、表面涂層及自修復材料等,均以其鮮明而獨特的性能特點,推動著機械傳動技術的發展和性能的提高。材料科學是多學科交叉與結合的結晶,是一門與工程技術密不可分的應用科學,我國材料科學的研究水平位居世界前列,有些領域甚至居于世界領先水平,我們應保持并發揮這一優勢,將其擴展到機械傳動等生產領域,為國民生產提供科學技術支持。
3.3提升機械傳動的適應性現代機械工程的發展日新月異,對于機械傳動系統的要求也越來越高,比如,宇宙空間的高真空、微重力、大溫差,海洋環境下的海水腐蝕,以及強磁場或強強電場等特殊(極端)環境下的機械,就需要與該環境相適應的傳動系統。這類特殊(極端)環境下的傳統系統開發及其適應性研究,以及傳動系統在該環境下的服役特性研究,也是我們下一步研究的重點。此外,微機械中的微型傳動系統,也是一個重要的研究方向。因為尺度效應的影響,微型傳動系統與普通機械傳動的工作原理和性能特征均有很大不同,當傳動系統的尺寸小到微米或納米級時,會產生很多新的科學問題。比如傳動副元件的表面積與體積之比增大,表面力學、表面物理效應將起主導作用,同時微傳動系統的摩擦學、熱傳導與常規尺度的傳動系統不同,這就需要加大研究力度。
4結語
【關鍵詞】機械傳動技術;信息化發展;推動作用
當前我國社會已經走入新的階段,傳統技術開始逐漸過渡到信息化科學技術,從一定程度上來說技術手段的發展使得社會的各行各業都有了較大的改變,替換了原有的生產面貌,工程機械的運作也有了較大的突破。而人類社會發展也對新時期的技術生產提出了更高的要求。工程機械傳動技術隨著時展不斷進行改進和完善工作,信息化對其產生了強有力的推動作用,使得改變原有模式,不斷提高工作效率,幫助降低能源的浪費情況,為其提供了更多的應用途徑。
一、工程機械傳動技術的工作原理及發展狀態
所謂的工程機械傳動技術就是說利用齒輪的轉動和鏈條的銜接、液壓動力來完成一系列的能量轉換過程。每一個部分都需要進行動力傳輸來幫助各個組成部位能夠隨之運轉起來,并充分發揮不同的工作職能。工程機械傳動技術主要分為三個方面,包括機械傳動、流體傳動、電傳動過程。第一種機械傳動相對來說工作原理較為簡單,它是一種對動力進行直接傳遞的工作過程,各個動力的傳輸需要依賴于齒輪的互相傳動以及其他零部件的運動過程。第二種流體傳動則與前者不同,它主要是通過液壓形成的動力來完成能量轉化過程實現機械正常的運轉過程。第三種電傳動相比前兩種類型,其應用范圍較小,但往往能夠更有效地幫助遠距離運動轉化過程,借助于電能來帶動機械運轉。在工程機械領域里,傳動設備一直是核心工作,它能夠為生產發展提供有利條件,創造更好的生產模式推動工程發展。隨著信息技術在我國迅猛發展,工程機械傳動技術也開始摒棄原有的生產開發模式,對其工作手段進行適當調整,充分結合計算機設備和相關電子動力管理系統來完善工程技術,使得領域內的生產發展有了很大的改變,加快了現代工業生產步伐。
二、信息化對工程機械傳動技術的推動作用
時代在進步,生產發展也緊跟時代步伐不斷進行創新改革,使其能夠順應現代社會發展道路。對于工程機械傳動技術來說也在不斷開拓新的發展模式,力求通過信息化來提高工作效率??傮w來說,當前信息化對工程機械傳動技術的推動作用主要體現在以下三個方面。
(一)信息動力閥控制技術。
在以往的工程機械傳動技術中大多依賴于滑閥對整個運轉過程的動力進行監管,從一定角度上來說滑閥控制方式較為基礎,當不同的組織部分進行動力轉換過程時,滑閥能夠對其進行控制并進行運動調整。在早期的工業活動中,滑閥應用十分廣泛,但在實際應用過程中也存在著諸多不足之處,對部件運轉過程調控不夠精準。隨著信息技術的全方位拓展,新的微電子動力控制技術由此而生。它在原有的工作模式下提供了數據支撐作用,能夠在工作過程中進行數據分析處理,使得動力閥的控制能夠更加精準,并開始引進脈沖開關閥與電磁閥,對閥控制進行了更高層次的升級過程,并開始向各個工作環節滲透,影響至深。這一改變奠定了信息化在工程機械傳動技術中的重要地位,不僅簡化了動力運轉過程,還使得監控管理更加精準和直接。
(二)微機數據處理技術。
液力變矩器一直是流體傳動技術最為關鍵的組成部分,它主要依賴于液體流動通過渦輪等組織結構來形成工作脈絡,并通過渦輪等組件的運轉過程來推動葉片的運轉,來完成不同程度的自動變矩過程。從工作效率上來說,傳統液力變矩器還存在許多缺陷,往往在工作過程中由于負荷較大,無法正常完成流動過程影響工作流程。嚴重時還會出現能量傳輸不充分的情況,最終導致能源損耗產生較大損失。然而,在信息手段的幫助下開發而出的液力傳動技術能夠很好地解決這些問題,它能夠將計算機信息數據處理過程嵌入到變矩器中,實現對動力過程的信息控制和監管,來幫助更好地完成動力轉換過程,提高機械運轉效率。譬如當前行業內運用較為廣泛的混合動力轉載機,大多已經沒有再使用液力變矩器,而是采用一種電機與行星齒輪互相進行轉換來推動機器運轉的方式。它能夠在負荷較大的情況下,實現二者的互相轉換協作過程,對整個系統進行有效支撐,讓其能夠抵抗較大壓力來完成正常的變矩工作。除此之外,這類裝置還能夠儲備剎車帶來的動能,在需要動能時進行能源補給,從而降低工作成本。
(三)電驅動技術。
目前來說,電傳動技術在實際工業發展中應用渠道較為狹窄,這是由于該技術在應用過程中所需具備的電磁資源配置要求較高,往往無法實現優質配置。許多大型的采礦電輪車都需要采用電傳動裝置。在現實工作流程中,電傳動技術存在一定的電子技術基礎,使其能夠與之進行有效融合貫通,可以充分簡化能量轉化流程。由此產生的微電子信息處理技術相比原有的工業技術手段和配置上來說有了很大的技術創新和技術提升,使得運用過程更加易操作,提高了便捷性。例如日本生產開發的混合型電動挖掘機PC200-8改變了原有的液壓驅動,以一種能量儲備手段實現在部件運轉過程中對設備剎車和流轉過程的能量進行合理保存,這就是所謂的電驅動技術。除此之外,近年來行業內還開始引進和運用到各種新型信息技術手段來幫助全方位控制作業流程,強化技術能力,提高工作效率,并降低了生產成本。無論是在交通運輸行業還是風力發電等方面都投入了廣泛應用,幫助推動現代化工業進程。
三、信息化工程機械傳動技術對現代社會的積極作用
無論是哪一種信息化傳動技術,都使得落后的技術手段發生改變并提高了工業生產發展的可控性。一方面來說,由于現代工業涉及領域較多,其生產形式和應用渠道各種各樣,機械產品質量的提升意味著整體的生產水平都能夠上升到更好的層次,包括設備挖掘、器械打樁等制造方面,使得在實際的工業作業過程中相關工作人員能夠更好地實現對機械的掌握,節省一定的人力物力,提高工作效率,實現各行各業的全面發展,讓現代社會能夠更有利于人們的生存發展。另一方面來說,信息化工程機械傳動技術的發展大大地提升了工業作業的安全性,從一定程度上能夠有效節省能源,減少不必要的開費,為后代的生存發展進行資源儲備。另外信息化工程機械傳動技術可以適當減少有害物質的工業排放,幫助建設可持續發展的生態環境,使得人與自然社會和諧統一。
四、結語
綜上所述,在實際工程機械傳動技術體系構建過程中信息化的重要性不可忽視,它將直接關系到工程機械運作過程中的成本、進度及質量和效率,乃至環境保護。信息化發展從很大程度來說改變了原有的工業發展模式,不斷采用創新技術手段提高生產開發效率,優化資源配置,實現精準可靠的安全性工業生產。由于筆者自身專業知識的缺乏及相關技術掌握不夠成熟,該分析研究存在一定缺陷,希望可以為信息化工程機械傳動技術發展提供一定的理論參考。
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