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【关键词】牵引特性;传动方式;液压传动
【中图分类号】S219.031 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158(2012)08—0092-02
1.概述
内燃叉车是车站、仓库、港口和工厂应用十分广泛的流动式装卸搬运机械,它可以实现搬运作业的机械化、减轻劳动强度、缩短堆码作业时间和提高生产率,而内燃叉车较好的完成搬运操作,一个好的传动系统就显得十分重要。传动系的基本作用是将发动机产生的运动与转矩加以一定的变化后,传给驱动车轮产生必要的牵引力,克服外界阻力。理想的传动系统应能够自动改变速比适应外界阻力的变化,充分发挥发动机的功率,即“恒功率、恒转矩”。
2.系统的特性的对比
叉车的牵引特性表示叉车在一定传动速比及一定驱动车轮半径时,车速与牵引力之间的对应关系。图1为叉车理想的传动系统特性曲线,纵坐标为牵引力P,横坐标为叉车车速v,牵引特性曲线能充分反映被测叉车的动力特征。机械传动叉车当档位数足够多并且速比分配合理时,通过及时的人工换挡,能使机械传动牵引特性分段逼近理想牵引特性)。液力传动的特性曲线与理想的特性曲线比较接近,系统能自动适应行驶阻力的变化。
现对叉车传动系统中常用的机械传动、液力机械传动和液压传动三种传动方式的优缺点和系统的特性比较评述如下:图1为理想的传动系统特性曲线。
3.不同传动方式优缺点的对比
现对叉车传动系统中常用的机械传动、液力机械传动和液压传动三种传动方式的优缺点的对比如下:
液力机械传动与机械传动比较有如下优点
1、由于液力机械传动系采用液力变矩器代替了机械传动系中的干式离合器,液力变矩器利用液体作为传递动力的介质,输出轴和输入轴之间没有刚性的机械联系,大大降低了发动机及传动系统零件的冲击载荷,大大提高了机件的使用寿命。根据相关的统计数据表明,液力机械传动与机械传动相比,发动机寿命增长47%,变速箱寿命增长400%,后桥差速器寿命增长93%。对于载荷波动剧烈的场(厂)内机动车辆而言,其效果更为显著。
2、液力变矩器具有一定的变速能力,故对于同样的变速范围,可以减少变速箱的档位数,简化了变速箱结构。
3、液力变矩器具有自动无级变速的能力,因而起步平稳,并可得到任意小的行驶速度。
4、液力机械传动系用动力换挡变速器取代了机械传动系中的人力换挡变速器,实现了自动变速功能,操作方便,而且起步平稳,发动机不易熄火。大大减轻了操作者的劳动强度。
5、液力机械传动系的特性曲线与理想传动系特性曲线比较接近,能够自动适应行驶阻力的变化,因此能使发动机经常在选定的工况附近工作,大大提高了发动机的功率利用率。
但和机械传动系想比,液力机械传动系也有以下缺点:
1、零部件制造要求比较高而且成本也高。
2、由于油液在液力变矩器中的泵轮、导轮和涡轮的叶栅中高速流动,发热量大,因此传动效率略低。
3、采用液力变矩器后,使车辆起步时不能利用发动机飞轮的动能,也不能利用发动机制动。
4、采用动力转向的车辆,在发动机熄火后,车辆不能转向也不能拖起动。
与机械传动和液力机械传动相比液压传动有如下优点:
1、液压传动使传动系大大简化,利用一个变量泵和两个定量马达代替了机械传动和液力机械传动系中离合器(变矩器)、变速器、传动轴等,同时也简化了换挡操纵机构。
2、液压传动能实现无级传动,变速范围大,并能实现微动,且在相当大的转速范围内保持较高的效率。
3、液压传动利用液压系统本身可以实现无磨损制动功能。
4、液压传动采用先进的发动机转速匹配功能,使发动机的最佳性能得以体现,使得液压传动特性曲线接近于理想的传动系统特性曲线,而且还降低发动机油耗和尾气排放。
4.结论
虽然液压传动有非常好的性能,但是由于制造这样一套系统需要非常高的制造精度和高质量的材料,液压元件的价格、噪声等问题尚未完全解决,液压传动在内燃叉车中的使用尚不广泛,目前内燃叉车上大多还是采用机械传动和液力机械传动方式,只有少数几个品牌的内燃叉车采用液压传动。但从系统经济性、传动效率来看,将液压传动技术大规模的应用在内燃叉车上将是—个趋势。
参考文献
关键词:机械设计制造;液压机械传动控制系统;应用
引言
随着工业的发展,在机械设计制造过程中,液压机械传动控制系统的出现频率越来越高,这主要是因为该系统能够对能量进行精准的控制和传送,但通过调查可以发现,液压机械传动控制系统在应用的过程中仍旧存在部分问题,因此,这就需要工作人员通过对该系统进行更加深入探究的方式,将其在机械设计制造过程中所具有的功效进行最大发挥,促进我国机械行业的发展。
1液压机械传动控制系统的原理
在液压机械传动控制系统中存在的液体压强一致,在该系统中所应用的活塞,可以根据自身能够承受的压力大小,选择相应压力对系统进行施加,通过保证系统平衡的方式,使液体能够始终处于静止的状态之下,也就是说,小活塞对应的压力值较小,而大活塞对应的压力值较大,并且经由液体所具有的传递性,将压力值进行变换。在对液压进行传动的过程中,需要相应的元件对其加以辅助,其中具有代表性的为动力、控制和执行元件,动力元件存在的意义在于能够对系统运行过程中所需的动力进行产生,例如通过对自身容量加以变化保证动力产生的容积液压泵。在选择所需液压泵时,工作人员不仅应当对其能量消耗的相关因素加以注意,还应当将其进行液压的效率列为重要的参考因素之一,保证液压泵能够与其所在的液压机械传动控制系统完美契合[1]。另外,液压马达也是比较具有代表性的动力元件,它的工作原理是通过对液压能量的转换,使其成为相应的机械能,进而实现对外做工的目的。由此可以看出,液压元件存在的意义在于,通过对系统压力大小和液体流动方向加以控制的方式,保证该系统能够与机械设计制造要求相满足。
2液压机械传动控制系统所具有的优势
液压机械传动控制系统和传统的控制系统相比,在应用范围方面更为广泛,无论是常见的塑料加工,还是技术含量较高的钢铁冶金,该系统都能够将自身所具有的价值进行成分展示,保证制造效率和质量和提高。由于液压机械传动控制系统具有速度快、效率高等诸多优点,在应用其进行机械设计制造的过程中,能够保证传动功率的提高,并且通过和相关微电子技术进行配合的方式,实现在较小的空间范围中,对功率进行精准控制的目标,保证机械质量的提高[2]。当然,需要工作人员明确的是,随着科技的发展,不同行业和部门对该系统及相关技术所具有的要求也变得越发严格,因此,只有通过对系统的不断完善,才能使其更加高效的为机械设计制造进行服务。
3液压机械传动控制系统所具有的不足
一方面,由于液压机械传动控制系统在工作过程中所应用的主要介质是矿物油,一旦出现漏油问题,不仅会对该系统的运行产生不利影响,甚至还会在一定程度上降低其在运行过程中所具有的稳定性,进而导致机械设计制造效率的下降,影响企业效益。另一方面,液体自身所具有的特性决定一旦其温度出现波动,就会对系统自身的运动特定产生相应影响,为了避免这一问题的发生,需要工作人员在应用液压机械传动控制系统进行机械设计制造时,始终保证矿物油温度处于合理范围内。另外,因为液压元件在运行时,较易产生金属粉末,这部分粉末会导致机械污染,进而产生故障,想要降低这一问题的出现几率,需要工作人员在对液压机械传动控制系统进行应用前,首先对其进行彻底的清扫,避免由于灰尘或其他杂质的存在,导致系统故障的发生[3]。另外,在机械设计制造的过程中,应用液压机械传动控制系统虽然已经取得了良好的效果,但仍旧存在问题有待解决,其中最主要的一点就是,现阶段我国所应用的液压机械传动控制系统,部分元件需要通过外国产品的辅助才能加以应用,这对于该系统在我国的高效应用是非常不利的,而且还会导致我国产品与国际标准间的差异,因此,目前相关人员最重要的工作内容就是,对液压机械传动控制系统的不足进行解决,通过提高我国所应用液压技术的整体水平,保证我国机械行业的飞速发展。
4在机械设计制造中对液压机械传动控制系统进行应用的方向
我国在进行国防或经济建设的过程中,都需要对大型工程设备加以应用,而这部分设备大多安装了相应的液压机械传动控制系统。作为近几年新兴的控制系统,液压机械传动控制系统的作用在于,对大型工程设备在工作过程中所具有的需求进行高度满足,这是因为该类设备通常具有极其精确的效率要求,而液压机械传动控制系统能够通过对不同设备的集成化要求进行满足,保证设备与其所处施工条件、环境等需求相符合。另外,现阶段,在机械设计制造中所应用的液压机械传动控制系统已经逐渐呈现出了集成化的发展趋势,这从侧面证明了我国针对该系统所开展的研发工作的方向是正确的,也就是说,在未来的一段时间内,我国必然会研制出与机械设计制造需求高度符合的产品,保证其价值得以最大化的呈现。但需要工作人员注意的是,虽然液压机械传动控制系统的出现,在一定程度上促进了机械行业的发展,但这并不代表该系统已经处于一个科学、高效的工作状态下,现阶段,仍旧存在部分问题在液压机械传动控制系统发展的过程中对其加以阻碍,因此,想要保证该系统的高效应用,需要工作人员以机械行业的现状的基础,通过对该系统在机械设计制造中所体现出的优点和不足进行探究,保证对其现有的缺点加以解决,真正实现通过液压机械传动控制系统的出现,将我国机械行业的发展水平提升到一个全新高度的目标[4]。除此之外,工作人员还应当根据该系统所对应传动技术的优势,将其在工业生产的过程中加以推广的应用。通过对工业市场进行调查可以发现,液压工业在市场中所占销售份额相对较大,几乎占据机械工业总产值的3%,这一数字表明了在工业生产过程中,液压系统和技术存在的必然性,作为具有高传递率的技术,液压机械传动控制系统在结构构成方面与传统系统相比更为简单,因此,这就决定了该系统对功率的利用更加高效,而将液压技术和计算机进行结合,能够对传统技术无法保证对工业生产过程中所涉及的动力和运动参数进行准确控制这一问题进行解决,通过保证传递效率科学性的基础上,实现恒功率生产操作的可能性,达到提高工业生产的效率的效果。
5结束语
综上所述,液压机械传动控制系统作为近几年新兴的技术之一,在机械设计制造过程中具有非常重要的作用,但现阶段仍旧存在急需工作人员加以解决的不足,因此,这就需要工作人员对该系统所对应液压技术进行发展,使其与微电子技术相结合,能够保证液压机械传动控制系统在机械设计制造过程中的有效应用,加快行业的进步。
参考文献
[1]高艳红,张昌松.机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用[J].时代农机,2016(03):74+77.
[2]岑名熹.试论机械设计制造中的液压机械传动控制系统[J].现代经济信息,2016(06):354+356.
[3]彭树强.机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用[J].科技创新与应用,2015(34):143.
关键词:机械传动;科学技术;发展历史。
一、机械传动系统研究的重要性
在机械系统中工作机、原动机和传动机是其三大基本组成部分,机械系统的原动机为机械系统的运动提供了基本的动力,工作机是机械的具体功能执行系统,机械功能的种类有很多,这就使得工作机的结构形式和运动方式存在一定的差异。原动机的运动具有单一性和简单性特征,工作机的运动具有多样性和复杂性特征,二者之间存在矛盾,因此,在机械系统工作的过程中需要使用传动机将原动机的运动和动力大小、方向进行转换,将其传递给工作机,使得工作机能够正常运转。在机械系统中的原动机运动和动力输出无法满足工作机的工作要求时,就必须将传动机应用到其中。随着科技的快速发展,机械系统开始朝着高速、高效、精密、多功能的方向发展,因此,人们的生产生活中对传动机的功能要求越来越高,机械系统的工作性能、能源消耗和振动噪声大多取决与机械传动系统的性能,因此对机械传动系统进行细致的研究是十分必要的。
二、机械传动科学技术的发展历史
机械传动是机械系统的重要组成部分,在机械诞生的同时就已经出现了机械传动。早在中国古代,指南车这种早期的机械就安装有累死齿轮传动的装置。14世纪,时钟的发明促进了齿轮传动的发展,人们开始研究金属齿轮传动,并在排水装置中采用大型机械传动系统,将风力机械传动装置用于工厂生产中,推动了制造业的迅速发展。18世纪初最早的蒸汽机诞生了,被运用到矿井排水、铁路机车和加工机械中,这就意味着机械传动的需求在极大程度上得到提升,此时,以水能为动力的机械传动系统在纺织和冶金工业中得到广泛应用。19世纪末,电动机和内燃机诞生,这些原动机的产生促进了机械传动的发展,并使机械传动在船舶、制造厂、发电站和铁路机车中得到广泛应用,但是交通和工业的发展对机械传动的需求也逐渐提升,实现机械传动的可靠性成为机械工业发展的主要目标。20世纪初期,摆线齿形和渐开线齿形的齿轮传动诞生了,这些齿轮传动在船舶、铁路机车中得到应用,且对齿形机械传动的精度要求越来越高,齿轮传动设计开始受到重视和关注。20世纪40年代,渐开线和非渐开线齿轮传动的齿形计算方法得以问世,多采用几何学分析方法对其进行计算。20世纪50年代,在大量机械传动试验研究的基础上,齿轮传动设计更加精细,齿轮传动设计要充分考虑齿轮表面的接触强度、弯曲强度和荷载,并将其应用到汽轮发电机传动系统的设计中,有效提高其承载能力。20世纪60年代,机械传动被应用到宇航技术发展中,火箭推注系统对机械传动装置的要求很高,要求其具有体积小但、承载能力大的有点,从宇航飞船安全性角度出发,对宇航机械装置的可靠性要求也更高,细致研究宇航飞船中的机械传动装置和传动装置材料性能,才能确保机械传动装置在宇航技术中应用良好。20世纪70年代,机械传动研究中的空间啮合理论研究成为研究的热点,这些研究成果被应用到新型传动装置的开发中,这在极大程度上推动了机械传动的科学发展步伐。在不同工作条件下,使用齿轮油等添加剂能有效提高机械传动的使用性能,并延长其使用寿命。20世纪80年代,空间啮合理论的研究已经取得了相当可观的成果,空间啮合理论的研究已经达到了很高的水平,空间啮合齿轮受载接触分析方法诞生出来,在应力分析中得到广泛应用。此时,航空、船舶工业中的机械传动振动噪声问题成为人们关注的重点,在机械传动设计的过程中以减振降噪为主要目的,航空、船舶机械齿轮传动材料质量的控制更加严格,成本低、重量轻且性能良好的非金属材料被运用到齿轮传动系统生产中。20世纪90年代,以齿轮传动和带传动为主的力学机械传动成为业界研究的热点,研究的主要目的是减振降噪,对多种类型的齿轮传动系统进行拓展研究。
三、机械传动科学技术的研究
21世纪时科技信息高速发展的时代,先进的信息技术、能源技术、环境保护技术、新材料技术和制造技术成为科技发展的重要技术手段,这些科学研究成果和先进的技术手段成为机械传动科学技术发展的基础。
1.机械传动具有信息化和智能化特征
目前,我国的机械传动呈现出信息化和智能化特征,机械传动研究中要将先进的计算机信息技术、控制技术和机械传动技术有效的结合起来,根据机械系统中原动机和工作机效率特征、功能要求的基本特征,使用计算机技术实现机械传动的智能控制,并对机械传动功率和速比进行实时控制,实现原动机和工作机的最佳匹配和有效协调,才能使得现代化机械装备呈现出自动化、信息化和智能化特征,例如,汽车生产中广泛应用到机械传动理论,并将机械传动的信息化和智能化应用在汽车自动变速传动中。
2.机械传动动力系统具有节能和环保作用
机械传动动力系统的节能和环保既包括传动系统本身的节能环保作用,还包括机械系统中原动机和工作机的节能和环保,在机械传动系统节能环保设计上,使用无污染的剂能有效避免环境污染,并对以行星传动为代表的分流传动进行研究,使用功率流程设计方法实现机械传动系统的分流传动功率流的均载和协调。机械传动系统设计中,充分考虑原动机和工作机的节能和环保作用,根据原动机和工作机的功率和速度对传动系统进行合理设计,使原动机和工作机实现最佳匹配效果,确保原动机拥有最高效率的同时排放的污染物最少。例如在汽车生产中采用多档变速和无级变速实现汽车发动机工作的有效调节,将自动离合器和变速器构成的动力装置结合起来,确保汽车在行驶中达到节能减排的目的。混合动力汽车具有良好的节能环保功能,汽车的混合驱动系统使得汽车的使用性能更佳。
3.材料科学技术与机械传动的有效结合
21世纪的机械传动系统将材料科学应用到其中,促进科学技术的发展。随着新材料的研发,各种新材料在机械传动中的应用得到促进,在极大程度上实现了机械传动科学技术的发展和性能提高。梯度材料、高分子聚合物、智能材料等对机械传动的性能具有十分重要的影响。由表至里呈梯度变化的材料就是梯度材料,由于该类材料由表至里的变化很有规律,因此特别适合用作机械传动零件。高分子聚合物具有良好的耐磨损和性能,在机械传动中的应用较广,塑料齿轮被广泛应用到办公设备中,并且在使用的过程中无需任何介质。随着高分子聚合物复合材料种类的增多,其性能也得到提升。智能材料是通过信息技术来控制的,能有效改变其服役性能,实现机械结构智能可控性的材料。采用智能材料制作机械传动装置,能通过智能材料适时控制实现机械传动系统减振降噪的目的。
总结
通过对机械传动科学技术的发展历史和研究的分析可知,机械传动是机械系统的重要组成部分,机械传动科学技术的发展和人们的生产生活水平具有十分密切的关系。21世纪是科技信息高速发展的时代,各领域都应用到机械传动科学技术,将先进的新机技术、能源技术、环保技术和新材料技术应用到机械传动领域中,才能促进机械传动科学技术的可持续发展。
参考文献
[1]颜鸿森.机械装置的创造性设计[M],北京:机械工业出版社,2002.
[关键词]机械设计制造 液压 传动控制系统
中图分类号:TH137 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)34-0002-01
1 液压机械传动的概述
1.1 系统的基本原理分析
液压机械传动的基本原理是保持液体在平衡的系统中能够静止。液压系统中的液体在各处的压强是一致的,在一个相对平衡的系统中,不同大小的活塞根据其本身承受压力的能力施加不同的压力就可以使得液体保持相对静止,小的活塞上面应该施加较小的压力,大活塞上面应该施加较大的压力。通过液体的传递可以达到变换的目的。液压在传动的过程中需要较多的元件,其中主要的元件有执行元件、动力元件、辅的元件和控制元件等,通过动力元件可以让系统产生运行的动力,主要代表元件有液压泵。液压泵在工作的过程中主要是依靠容量的变化进行工作,通常将这种动力部件称为容积液压泵。最常见的容积液压泵是齿轮泵,它通过齿轮的变动使液体进行运动。在对液压泵进行选择时需要注意能量的消耗问题,还需要解决一些液压效率问题。液压的执行元件可以将液压泵中提供的液压转换为机械能的装置,与液压泵相反的工作装置是液压马达,这种装置可以将液压能量转换为机械能,从而使液压对外做功。液压元件可以对液体流动的方向和压力的高低进行控制,能够确保其满足特定工作的要求。液压控制系统除了动力元件还有一些辅的元件,通过辅的元件可以建设液压回路。
1.2 液压机械传动的优缺点分析
1.2.1 液压机械传动的优势
液压机械传动的应用范围相对广泛,在各个领域都有基本的使用,无论是一般工业施工的塑料加工机械还是钢铁工业用的冶金机械都具有其自身的实用性。使用液压机械传动装置在各方面都能够取得较大的进展,这些装置具有高压、高速和高效率的特点,液压机械传动的功率较大,其本身也是高度集成化的系统,具有一体化、小型化和轻量化的特点,由于该系统和微电子技术可以紧密的配合,可以在小空间内实现对功率的准确控制,在各种行业的使用中发挥着较大的作用。
随着科学技术的发展,各个部门对液压机械传动的要求也逐渐提高。较多的液压机械传动控制系统和电子技术的配合在海洋开发领域甚至是宇宙航行等各个领域发挥着重要的作用。各种电液伺服系统的使用将液压机械传动的应用逐渐提高。总之,对于液压机械传动的元件应该根据需要灵活、方便的布置;液压机械传动具有体积小、重量轻、反应速度快和运动惯性小等特点,方便在使用的过程中进行操纵和控制,此外,这种系统在较大的范围内可以实现调速。传动控制系统还可以对载荷进行适当的调整。液压机械传动控制系统主要的工作介质是矿物油,可以自动,具有较长的使用寿命。该系统比较容易实现直线运动和机械的自动化,如果使用电液联合控制,可以确保高程度的自动控制。
1.2.2 液压机械传动存在的缺点
影响液压机械传动控制系统运行的平稳性和正确性关键在于液压系统存在漏油的因素,从而导致液压机械传动的传动比例不能得到严格的保存。温度的变化对液压机械传动的影响相对较大,不同的温度会导致液压机械传动控制系统中的液体粘性发生变化,从而使得传动控制系统的运动特性发生改变,影响其工作的稳定性,为了保持液压机械传动控制系统工作较为稳定,应该避免在温度较高的环境条件下作业。此外,液压系统发生故障的情况下不能很好的对故障进行检查和排除。液压机械传动控制系统在运行的过程中容易造成污染,一些液压元件在机械加工的过程中容易产生金属粉末,这些粉末粘贴到金属管螺纹地区的胶带碎片上容易造成密封胶的脱落。液压机械传动控制系统在运转时其外部环境中的污染物也会吸附到液压油箱上面,导致系统运行不稳定。此外,系统在运行前没有对杂质清除彻底就会使得外部的杂质和系统本身附着的杂质复合,在元件的运行过程中产生一系列摩擦,不利于系统的正常运转。
2 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用
2.1 机械设计制造中对液压机械传动控制系统的应用和发展
无论是现代建设还是国防建设,都需要将一些大型的工程装备融入到里面,液压机械传动控制系统作为一种新型的机械化系统能够满足当代设备的多种要求,由于一些机器设备的功率相对强大,具有较高的生产使用效率,精度也相对高,液压系统在这些行业中的使用能够满足高集成化的要求,可以很好地适应施工环境和不同的工作条件。我国一些高水平的技术设备具有较好的自主研发能力,主要原因在于极端化的工作环境和精度化的施工技术。液压技术的发展使得我国一些技术在研究方面也取得了较好的成就,系统的集成化说明只有抓住系统研究发展的方向,才可以研发出社会所需要的技术产品。
2.2 我国液压机械传动技术应用中的不足
我国液压技术在应用的过程中虽然在一些产品的使用上面具有较大的进步,同时凸显出液压技术发展的潜力和发展动力,但是在使用和发展的过程中还存在较多的不足之处。我国的液压技术在一些重要的元件使用上任然依靠外国的液压产品进行辅助,我国使用的一些产品在国际范围内和其他国家使用的产品之间存在着明显的差别。需要将我国发展成为液压强国,就必须弥补液压研究方面存在的不足和缺陷,要对液压技术进行研究,从而形成我国的自主产品和液压技术制定详细的发展目标,使我国的液压产品和液压技术超过国际上其他国家的产品和技术。只有这样,才能够使得我国的液压技术水平逐渐提高,减少在装备制造过程中的缺陷和不足,从而实现最终的液压发展目标。
3 结束语
随着工程机械技术的发展,一些新的技术和工艺逐渐出现,使得工程机械逐渐向智能化的方向发展,对工程机械装置的要求也逐渐提高。液压机械传动技术的发展和其在工程机械中的使用也具有较大的优势,尤其是液压技术和微电子技术的结合使得液压机械传动技术在工程机械中的作用越来越突出,极大地促进了机械技术的发展。我国的液压机械传动控制系统还存在一些缺陷和不足,需要加强对该技术的研究,促进我国液压技术快速的发展。
参考文献
[1] 贺勇,李好,张艺蓝.力矩限制器在线测试系统开发[J].广东交通职业技术学院学报,2014.
[2] 付红伟,王永峰,王小宾.起重机制动器的安全使用及研究[J].河南机电高等专科学校学报,2014.
关键词:道路清扫车 机械传动 液压传动 机械液压复合传动
中图分类号:U469.691 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)008-079-02
道路清扫车的使用大大提高了我国的环卫水平,减少了清洁工的劳动强度,路面清扫车不但可以清扫路面垃圾,而且还可以对道路上的空气介质进行除尘净化,既保证了道路的美观,维护了环境的卫生,又维持了路面的良好工作状况,减少和预防了交通事故的发生,延长了路面的使用寿命。
道路清扫车在作业时要求车速在5~10km/h,只有在发动机转速低的情况下才能满足作业速度的要求,但是工作装置却要求高转速,低速行驶的行车速度和高转速驱动的风机之间形成了很难调和的矛盾。为了解决上述矛盾,目前在实际应用中主要采用两种方案:一种是机械传动,就是在底盘上增加副发动机,为工作装置提供动力。另外一种就是采用全液压专用底盘,发动机直接连接液压系统,然后进行能量分配,一部分能量去进入后桥驱动车辆行驶,另一部分进入工作系统驱动清扫作业。但是这种形式动力特性较差,对路面状况要求高,其行驶系统造价昂贵一般只用于中小型清扫车。以上种种缺点限制了液压传动形式在我国的应用。目前我国清扫车广泛采用的是副发动机驱动工作装置。但是这种形式由于增加了副发动机,还必须配置发动机所需的相关附件和控制装置,增加了清扫车的制造成本。同时工作噪声大,工作油耗高造成使用成本也在增加。这种形式往往还会出现“大马拉小车”的现象。
由于全球控制排放等原因,在满足欧I到欧IV排放法规要求的过程中,中型清扫车底盘发动机的功率已经从57kW逐步上升到120kW以上,今后,国家对环卫等特种车辆将会执行更加严格的控制排放标准,如果要求清扫车车的副发动机也达到欧III或欧IV排放标准,清扫车的制造成本,油耗将面临更严峻的考验。针对以上问题,近些年来发展起来的机液复合传动形式能够满足要求。
1 机械-液压复合传动
机械液压复合传动主要由机械路,液压路,功率分汇流机构三部分组成,常见的机械液压复合传动机构可分成输入分流式和输出分流式两种基本形式,如图1所示。
图1(a)是输出分流形式传动,行星排在输出端起汇流作用;图1(b)是输入分流形式传动,行星排在输入端起分流作用。图中B,M分表表示液压泵和马达,X表示行星差动轮系,X可以是单排行星轮系或多排行星轮系组成。系统输入的动力一部分直接输入到差动轮系,为机械功率流。另一部分输入到液压泵B-液压马达M,为液压功率流,最后机械-液压汇合输出。输出分流式的传动比关系式为
机械液压复合传动是通过调节液压元件的排量在机械流给定的基础速度上实现连续的无级变速。在复合传动中机械功率流和液压功率流以相同的方向叠加输出,没有循环功率。图2为配置双发和单发的机械,液压功率流示意图。
2 机械液压复合传动在清扫车上的应用
下面举例介绍一种机械液压复合传动在清扫车上的应用。该方案采用机液复合传动方式,采用一台发动机,在不作业状态下采用机械传动方式,在车辆作业状态下采用机械传动和液压传动复合调节下驱动车辆行驶,实现无极调速。采用这种工作装置可以减少油耗,工作效率更高,同时减少了成本。为了实现目的,具体传动系统方案如图3所示。
在底盘前后传动轴之间安装专门设计的分动箱,箱体内安装有输入轴,行驶输出轴,作业输出轴,行走变量泵,定量马达,行星轮机构。分动箱上设置复合传动输出驱动行驶的变速换挡机构,满足在重污染和交通不便的地段,和在污染较轻交通便利顺畅的路段行驶的需要。
清扫车配置单发动机,采用机械液压复合传动系统,动力系统安装所占空间小,作业时,车辆以机液复合传动方式实现无级变速驱动行驶和作业,能同时以机械传动的方式实现清扫装置进行作业。行走时,切断液压功率流,以机械传动的方式驱动行走,行驶速度快。在行驶动力配置方面,机械功率占总功率的大部分,所需大功率的部分尽量采用机械传动,这样既提高了总体的传动效率又减少了油耗,降低了废气的排量。
图4为应用机械、液压复合传动技术与原双发动机配置时输出效率、功率及油耗的对比图。
3 结论
机械液压复合传动克服了双发和液压传动的缺点,能够在作业状态下实现无级变速,大大的提高了清扫效率和清扫质量。车辆还可以方便的转换为机械传动下的前进行驶和倒车,传动效率高。
参考文献:
[1] 秦娜.扫路车传动系统的探讨与研究[J].建设机械技术与管理,2000(4).
[2] 罗立炎,陈敬洁,李源,等.道路清扫车传动形式探析[J].建设机械技术与管理,2010(08).
关键词:机械传动;传动系统;机械制造
中图分类号:TH132 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)08-0004-02
1 机械传动技术的发展历史
1.1 机械的主要传动方式介绍
机械的主要传动方式包括:机械传动、流体传动、电传动。目前,电磁轴承、电磁传动等非接触式传动也逐渐出现,将传动技术的范畴拓宽。但具备了机械传动系统必须的要件的“机械传动”仍是最主要的传动形式,如恒功率输出、速度影响、效率等都很好。
1.2 机械传动技术的特性
高效、高速、多功能、精密是机械逐渐达到的范围,那么就必然要求传动机的功能和性能也达到一个高端和精准的层面。在某种程度上,传动技术对机械的工作性能、寿命、能源的消耗、振动的噪声等影响很大。机械传动的形式包括齿轮传动、带链传动、摩擦传动等。
1.3 机械传动科学技术的发展
在最近几年,机械传动技术得到了长足发展,其作为组成机械设备的重要部分之一,与机械诞生及其进步、更换有着紧密的联系,它有助于推动生产力的更新换代,有助于解决一系列的生产难题。在我国早期,指南车有着类似于齿轮传动的装置,美国在20世纪中期将指南车模型进行展览。战国到西汉期间,机械传动的重要标志就是齿轮已经诞生,指南车的发明早于宋代,中国古代科技史学家王振铎认为,三国时期的马钧发明了指南车。
据相关文字记载,表明了机械传动装置大约3000年的历史。在罗马时代,人类文明逐渐进步,谷物碾磨的木制齿轮是在水力驱动下运作的,传动随之出现在人们的视野。瑞典人在谷物磨中率先采用了传动技术史上称得上是突破斜齿轮传动,斜齿轮是由石头制成的,在材料上稍为原始。
14世纪,由于时钟较为精细,传动齿轮逐渐精密、小巧,人们开始研究金属齿轮,以减小尺寸。
18世纪初,蒸汽机进入使用,相续在矿井排水、铁路机车、加工制造等领域。蒸汽机本质上是机械的动力系统,它的发展对于传动系统提出更高的要求,高标准、高质量的金属齿轮传动在之后得到应用。
19世纪末期,电动机和内燃机出现。
20世纪初期,摆线、渐开线齿形的齿轮传动先后出现。40年代左右,渐开线和非渐开线齿轮传动的齿形计算方法、齿轮刀具、被加工齿轮、相互啮合的齿轮之间关系及齿形计算方法、空间三维齿形及其啮合计算方法,逐渐发展开来。20世纪50年代,初步形成了齿轮传动的表面接触和轮齿弯曲强度,以及动载荷的传动设计方法。20世纪60年代,宇航技术的发展要求机械传动更加精确。90年代,人们开发了被广泛用于冶金、船舶、电厂等关键设备及故障诊断的齿轮传动系统的状态监控。这一开发是基于传动系统动力学研究,并在故障诊断与失效预报两个方面也开发了相关的诊断系统。
2 机械传动技术的相关研究
2.1 机械传动的信息化与智能化
信息化和智能化作为现代社会科学发展的重要特征,涉及生产和生活的多方面,机械传动领域也如此。根据原动力系统的效率特征和执行系统的功能,结合了机械传动技术与计算机控制技术,实现了信息化和智能化,通过计算机控制技术,精确实现动力传动功率和速比的实时控制,使原动力系统、传动系统和执行系统趋于融合,这一研究也成为机械装备实现自动化和智能化的重要基础。
在科研人员的研究下,传动系统的信息化与智能化和机械装备的信息化与智能化,已获得了重大进步,在汽车、工程机械和军工机械生产领域被广泛使用。在结合了信息、计算机和控制技术与机械传动技术的基础下,出现机械传动的信息化与智能化,使动力传动功率和速比的实时控制出现,在车辆中广泛应用,包括机械自动变速传动、液力机械自动变速传动和无级自动变速传动三种形式。
2.1.1 液力机械自动变速传动。由液力变矩器和行星齿轮传动构成的液力机械自动变速传动(AT),液力变速器不仅仅可增加扭矩、吸收冲击振动,也可在较小的范围内将无级变速变为现实。机械自动变速传动采用液力变矩器,使得车辆起步换档平稳、舒适。
2.1.2 无级自动变速传动。实现“发动机一变速器一道路负载”的最佳匹配和汽车动力传动系统的最佳燃油经济性和动力性,就是无级自动变速传动(CVT),即带式无级自动变速传动和牵引式无级自动变速传动。
20世纪90年代末期,和日产汽车公司与日本山一油有限公司合作,率先研究并成功开发了牵引式无级自动变速传动,将装车运行实现。由于无级自动变速传动的承载能力较大,被广泛用于大排量的汽车、工程机械和重型装甲车辆,作为未来日本和欧美等发达国家及部分地区的研究重点。
2.2 械传动装置的高性能、低成本、小型轻量化
从传动原理和结构出发,采用高强度的新材料,喷丸、冷挤压、表面涂层和表面复合处理,均可提高传动系统的承载能力和使用寿命,减小传动系统的体积和
重量。
显示在诱导传动部件微点蚀的表面微缺陷和裂纹扩展和热处理交变应力,微点蚀的影响下和裂纹扩展;啮合传动副分析负载条件下,负载分配和牙齿评价之间的关系压力,牙齿牙齿表面改性和负载分布和应力强度,传动部件,如每一个的实力,如寿命设计,是提高承载能力和使用寿命,减少了重量和所需要的传输容量研究的传输系统主题。
现代机械工程的发展对于机械传动系统的要求也越来越高,比如,宇宙空间的真空高、重力微、温差大,海洋环境下的海水腐蚀,强磁场或强强电场等特殊环境下的机械,就需要与该环境相适应的传动系统。
3 传动系统新材料的突破
20世纪50年代,在苏联成功发射人造地球卫星之后,先进材料对高科技的发展影响很大。在机械传动技术领域,性能特点鲜明且独特,如梯度、纳料、陶瓷、高分子聚合物、智能、表面涂层,以及自修复材料等,机械传动技术的发展和性能被这些独特的性能推进发展。作为多学科交叉与结合的结晶——材料科学,与工程技术是密不可分的,并且在全世界的排名中也位居前列。
4 提升机械传动的适应性
真空高,重力微,高温,腐蚀性海水的海洋环境,以及强磁场或强电场作用下的空间特机械环境,我们需要适应传输系统的环境。
此外,微型传动系统作为微机械中重要的研究方向。微型传动系统与普通机械传动的工作原理和性能特征受到尺度效应的影响,存在一定的差异,当传输系统的微米或纳米级的小尺寸,这将是一个很大的新的科学问题。表面积的传输副成分增大,表面力学,表面物理效应,摩擦学,传输和不同规模的常规热传导体积比,我们需要加大研究力度。
5 结语
进入二十一世纪以来,科学技术的发展,包括信息和控制、新材料、能源和环保以及先进的制造技术,已逐得到创新和发展,科学在这些领域的技术进步的一个重要领域,以促进科学和技术的发展的机械传动。在很大程度上机械传动技术的发展与突破影响着机械传动的发展与振兴,对机械传动的研究必将更加深入。
参考文献
[1] 秦大同.机械传动科学技术的发展历史与研究进展
[J].机械工程学报,2003,(12):37-43.
[2] 王新华,魏源迁,李剑锋,伍良生.水压传动技术
发展的现状及其应用前景[J].机床与液压,
2003,(6):3-8.
[3] 王宁,李永亮,吴海淼.机械学研究进展与发展趋
势[J].科技信息(学术研究),2008,(17):
332-334.
[4] 张启先,张玉茹.我国机械学研究的新进展与展望
【关键词】机械传动;发展;科学技术;机电一体化;计算机技术;信息技术
机械传动技术在目前的工程和工业生产领域的应用范围非常广泛,有着良好的社会经济效益和环境友好效益,已成为世界各国普遍重视的内容。尤其是在西方发达国家,对于机械传动技术的研究早已开展,并取得了成熟、可靠的研究产品。我国在机械传动技术的研究中还较为薄弱,研究力度不深,技术水平也与国外存在着很大的差距。因此在工作中我们要积极的参与这方面的研究,以缩小我国与发达国家的差距。
1.机械传动技术的发展历程
机械传动技术是由原来的动力系统、传动系统和执行系统共同构成的,三者之间是一个息息相关、紧密相连的内容。这三个系统在应用中,构造相对来说较为简单,它通常都是在固定的动力系统上以机械能为基础来提供动力,而执行系统在这个过程中表现出复杂多样的发展态势。传动系统在应用中能够是将原理系统和执行系统有效的结合起来,是一个具备着枢纽作用的内容。机械传动系统在整个机械生产领域的应用十分广泛,它依据传动系统的科学性、效率性对机械的运行机理进行评估。目前,机械传动系统已成为机械制造和生产领域研究重点,也是整个研究工作的焦点。
1.1传动方式介绍
机械传动系统在应用的过程中包含了机械传动、流体传动、电传动等多个领域。在目前的应在用中,机械传动系统中逐渐出现电磁轴承、电磁传动等非接触传动方式,这些技术的应用为机械传动技术的发展做出了积极贡献,也为研究工作的开展指明了方向。
1.2机械传动技术的特性
近年来,机械传动技术逐渐向着高效、节能、精密方向发展,并逐渐达到了预计的工作标准和要求,同时也使得机械传动的功能性、精密性达到了一个发展的新要求。在某种程度上,传动技术的选择对机械的使用性能、寿命和能源消耗也有着一定的影响。机械传动形式包含了齿轮传动、带链传动、摩擦传动等多种。这些传动方式也是目前机械生产和应用中的常见方法和策略。
1.3机械传动科学技术的发展
在近年来,随着科学技术的飞速发展,机械传动作为机械设备中的主要部件之一,它在应用中同机械技术一样也在飞速的发展和进步中。就机械技术和机械传动技术之间的关系分析,而这是彼此依存、彼此推动的关系,机械技术的发展带动着机械传动技术的进步,机械传动技术有推动着机械设备和生产力的更新换代,有助于解决传统设备运行中存在的各种传动难题。我国的机械传动技术产生很早,早在春秋战国时期就已经出现了相应的传动方式,当时的机械传动主要是以水轮车中的齿轮为主。而在宋代的指南车中,这一技术的应用更为广泛,它可谓是我国机械技术发展的代表作,也是我国先辈智慧的结晶。
根据相关记载,机械传动技术的出现历史已经超过了三千年,在罗马时代人类就已经开始采用机械传动技术进行谷物碾压和磨制,当时主要是以水利驱动为主的,随之传动技术出现在人们的视野当中,被人们所接受,并成为整个机械技术研究的重点,一直未曾中断过。
14世纪,由于时钟较为精细,传动齿轮逐渐精密、小巧,人们开始研究金属齿轮,以减小尺寸。
18世纪初,蒸汽机进入使用,相续在矿井排水、铁路机车、加工制造等领域。蒸汽机本质上是机械的动力系统,它的发展对于传动系统提出更高的要求,高标准、高质量的金属齿轮传动在之后得到应用。
19世纪末期,电动机和内燃机出现。
20世纪初期,摆线、渐开线齿形的齿轮传动先后出现。40年代左右,渐开线和非渐开线齿轮传动的齿形计算方法、齿轮刀具、被加工齿轮、相互啮合的齿轮之间关系及齿形计算方法、空间三维齿形及其啮合计算方法,逐渐发展开来。20世纪50年代,初步形成了齿轮传动的表面接触和轮齿弯曲强度,以及动载荷的传动设计方法。20世纪60年代,宇航技术的发展要求机械传动更加精确。90年代,人们开发了被广泛用于冶金、船舶、电厂等关键设备及故障诊断的齿轮传动系统的状态监控。这一开发是基于传动系统动力学研究,并在故障诊断与失效预报两个方面也开发了相关的诊断系统。
2.机械传动技术的相关研究
2.1机械传动的信息化与智能化
信息化和智能化作为现代社会科学发展的重要特征,涉及生产和生活的多方面,机械传动领域也如此。根据原动力系统的效率特征和执行系统的功能,结合了机械传动技术与计算机控制技术,实现了信息化和智能化,通过计算机控制技术,精确实现动力传动功率和速比的实时控制,使原动力系统、传动系统和执行系统趋于融合,这一研究也成为机械装备实现自动化和智能化的重要基础。
2.1.1液力机械自动变速传动。由液力变矩器和行星齿轮传动构成的液力机械自动变速传动(AT),液力变速器不仅仅可增加扭矩、吸收冲击振动,也可在较小的范围内将无级变速变为现实。机械自动变速传动采用液力变矩器,使得车辆起步换档平稳、舒适。
2.1.2无级自动变速传动。实现“发动机一变速器一道路负载”的最佳匹配和汽车动力传动系统的最佳燃油经济性和动力性,就是无级自动变速传动(CVT),即带式无级自动变速传动和牵引式无级自动变速传动。
2.2械传动装置的高性能、低成本、小型轻量化
从传动原理和结构出发,采用高强度的新材料,喷丸、冷挤压、表面涂层和表面复合处理,均可提高传动系统的承载能力和使用寿命,减小传动系统的体积和重量。
3.传动系统新材料的突破
20世纪50年代,在苏联成功发射人造地球卫星之后,先进材料对高科技的发展影响很大。在机械传动技术领域,性能特点鲜明且独特,如梯度、纳料、陶瓷、高分子聚合物、智能、表面涂层,以及自修复材料等,机械传动技术的发展和性能被这些独特的性能推进发展。作为多学科交叉与结合的结晶――材料科学,与工程技术是密不可分的,并且在全世界的排名中也位居前列。
4.提升机械传动的适应性
真空高,重力微,高温,腐蚀性海水的海洋环境,以及强磁场或强电场作用下的空间特机械环境,我们需要适应传输系统的环境。
此外,微型传动系统作为微机械中重要的研究方向。微型传动系统与普通机械传动的工作原理和性能特征受到尺度效应的影响,存在一定的差异,当传输系统的微米或纳米级的小尺寸,这将是一个很大的新的科学问题。表面积的传输副成分增大,表面力学,表面物理效应,摩擦学,传输和不同规模的常规热传导体积比,我们需要加大研究力度。
5.结语
进入二十一世纪以来,科学技术的发展,包括信息和控制、新材料、能源和环保以及先进的制造技术,已逐得到创新和发展,科学在这些领域的技术进步的一个重要领域,以促进科学和技术的发展的机械传动。在很大程度上机械传动技术的发展与突破影响着机械传动的发展与振兴,对机械传动的研究必将更加深入。[科]
【参考文献】
[1]秦大同.机械传动科学技术的发展历史与研究进展[J].机械工程学报,2003,(12):37-43.
[2]王新华,魏源迁,李剑锋,伍良生.水压传动技术发展的现状及其应用前景[J].机床与液压,2003,(6):3-8.
因为传动系统是机械不可缺少的组成部分,所以传动系统与机械是同时产生的,甚至可以说,因为有了传运装置,机械才得以产生。比如,我国春秋时期即已经广泛使用的桔槔,便可以视为简单的机械,其中,最为智慧的,就是杠杆原理的运用,而这里的杠杆,恰恰就是传动系统,可见传动系统在机械中的重要作用,同时也说明,对于机械的不自觉使用,早在春秋时期,智慧的先人就已经开始了。另外,指南车是展示我国先人智慧的又一发明,这是利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向的车辆。关于指南车的记载,虽有神话成分,或存在史实上的矛盾,但《宋史•舆服志》记载的指南车结构和技术规范,尤其是齿轮大小和齿数的详细记载,不仅证明指南车在我国古代确实存在,也显示了我国古代机械制造的高超水平。另据考证,早在战国到西汉之间,机械传动的重要标志——齿轮,就已经诞生了,另参酌其他古籍,当可推知,指南车的发明,肯定早于宋代,中国古代科技史学家王振铎认为,三国时[期的马钧发明了指南车,颇为可信。放眼国外,关于机械的记载与使用也比较早。早在古希腊时期,就有机械传动的记载。罗马时代,则发明了水力驱动,木制齿轮传动的“谷物碾磨机”,后来,瑞典人在谷物磨中率先采用了斜齿轮传动,在传动技术史上称得上是突破,只不过,这种斜齿轮是由石头制成的,在材料上显得过于原始。进入14世纪,以时钟的发明为标志,齿轮传动系统产生了一个飞跃。因为时钟比较精细,传动齿轮自然也需要精密化、小巧化,于是,人们开始研究金属齿轮。先人的智慧值得景仰,但在工业革命之前,各类传动系统也和机械本身一样,处于原始阶段。直到18世纪初,蒸汽机进入实用,相续在矿井排水、铁路机车、加工制造等领域大显身手,现代意义的机械才得以产生。从本质上来说,蒸汽机是机械的动力系统,它的飞跃对于传动系统自然提出了更高的需求,从那以后,高标准、高质量的金属齿轮传动得到了极大应用。
2机械传动技术的发展
19世纪末,电动机和内燃机获得广泛使用,对机械传动技术提出了更高要求,到20世纪初期,机械传动技术有了很大发展,直齿轮、斜齿轮、锥齿轮和蜗杆传动相继问世,性能、精度及耐久性方面都有了很大发展,基本上可以满足机械工业的需要。20世纪40年代后,齿轮几何学逐渐发展成为一门独立的学科,齿形、啮合及齿轮之间的展成关系,可以通过数学计算实现精确化,这使得机械传动真正成为一门科学。在精确计算的支撑下,研究人员逐步掌握了齿轮传动的表面接触强度及轮齿弯曲强度,基于动载荷的机械传动设计也初步成型,并应用于高速重载的汽轮发电机传动系统。这期间,研究人员还提出了齿轮齿廓和齿向修形设计的方法,以提高承载能力。进入20世纪60年代,肇端于美国的宇航技术取得突破性进展,导航系统、火箭助推器对传动系统的要求非常高,不仅要求传动系统体积小、承载能力强,可靠性更成为首要的考量标准。为此,研究人员不遗余力,对直齿、斜齿、锥齿的表面疲劳强度进行了深入研究,并进行严谨的可靠性增长试验,通过研究,发现传动系统的原材料和齿轮的啮合性不仅关乎其承载能力,也与其可靠性密切相关,这一发现促成了非金属材料(如高强度塑料)齿轮的产生。进入70年代后,机械传动技术更有了飞跃式的发展,空间啮合理论成为这一时期的亮点,研究人员相继推出曲线锥齿轮、环面蜗杆、点接触蜗杆及圆弧齿轮等新式传动系统,极大推动了机械传动技术的发展。值得一提的是,我国正是在这一时期,在机械传动技术领域,迎头赶上发达国家,达到了世界先进国家的水平。20世纪80年代以后,随着知识经济的到来,机械传动技术更是突飞猛进,在空间啮合理论的推动下,少齿差行星传动、变型伺服传动、新型蜗杆传动等新型传动系统相继出现,弹性变形理论、制造误差的啮合理论、局部共轭理论及失配啮合理论,都达到很高水平,齿间载荷分配和应力分析也得到广泛应用。这期间,传动系统减振降噪研究,也成为一个热点,并获得诸多成果,轮齿三维任意可控修形设计便是其中最为重要的创举,根据轮齿修形的要求,多自由度数控齿轮加工机床纷纷问世。传动系统动力学研究更为深入,研究人员提出了齿轮传动系统故障诊断、状态监控和失效预警的思路,并开发出相应的监控与诊断软件,用于冶金、船舶、电厂等大型关键设备的传动系统,使之走上了智能化的台阶,取得了较好的效果。同时,传动系统的研究由微观返向宏观,即传动系统的研究并不单纯以传动系统为对象,而是把机械作为一个整体来研究,传动系统与整机的匹配、协调,越来越受到重视。
3机械传动技术的展望
随着科学技术的发展,机械传动的模式早已不再局限于齿轮、链条等接触式传动,通过电磁感应原理来传递动力的非接触传动(如电磁轴承、电磁传动等)已进入实用,与传统的接触式传动相比,非接触传动具有无磨损、寿命长、效率高等优点。当然,传统的轴承等接触式传动,仍大有用武之地。今后,机械传动技术领域的研究,应在优化改进传统传动技术的基础上,探寻创新型传动模式,在一段时间内,研究重点仍然是前者。大体来说,机械传动的研究方向主要有以下几点:
3.1提高机械传动的信息化、智能化水平信息化和智能化是现代社会的重要特征之一,涉及到生产、生活的方方面面,机械传动领域也不能例外。机械传动技术应与计算机控制技术相结合,实现信息化和智能化,即根据原动力系统的效率特征和执行系统的功能要求,通过计算机控制技术,精确实现动力传动功率和速比的实时控制,从而使原动力系统、传动系统和执行系统趋于最佳匹配与融合,这一研究也是机械装备实现自动化和智能化的重要基础。经过科研人员的不懈努力,传动系统的信息化与智能化,以至于机械装备的信息化和智能化,已经获得重大进展,在汽车、工程机械和军工机械生产领域广泛应用。目前,自动变速传动是最为主要的信息化、智能化传动模式,一般来说,包括三种形式,即机械自动变速ASM(Automaticshiftmanualtransmisson)、液力机械自动变速传动AT(Automatictransmission)和无级自动变速传动CVT(Continuouslyvariabletransmission),这三种传动形式的技术已相当成熟,代表着传动技术信息化、智能化的主流。但在国内,相对而言,AT、CVT技术还存在较大差距,应重点攻关。
3.2传动系统新材料的突破现代材料科学肇端于20世纪50年代,苏联成功发射人造地球卫星之后,人们认识到,先进材料对于高科技的发展起着至关重要的作用,此后,材料科学成为人们耳熟能详的热门词汇。在传动技术领域,新材料的运用也方兴未艾,比如梯度材料、陶瓷材料、纳料材料、高分子聚合物、智能材料、表面涂层及自修复材料等,均以其鲜明而独特的性能特点,推动着机械传动技术的发展和性能的提高。材料科学是多学科交叉与结合的结晶,是一门与工程技术密不可分的应用科学,我国材料科学的研究水平位居世界前列,有些领域甚至居于世界领先水平,我们应保持并发挥这一优势,将其扩展到机械传动等生产领域,为国民生产提供科学技术支持。
3.3提升机械传动的适应性现代机械工程的发展日新月异,对于机械传动系统的要求也越来越高,比如,宇宙空间的高真空、微重力、大温差,海洋环境下的海水腐蚀,以及强磁场或强强电场等特殊(极端)环境下的机械,就需要与该环境相适应的传动系统。这类特殊(极端)环境下的传统系统开发及其适应性研究,以及传动系统在该环境下的服役特性研究,也是我们下一步研究的重点。此外,微机械中的微型传动系统,也是一个重要的研究方向。因为尺度效应的影响,微型传动系统与普通机械传动的工作原理和性能特征均有很大不同,当传动系统的尺寸小到微米或纳米级时,会产生很多新的科学问题。比如传动副元件的表面积与体积之比增大,表面力学、表面物理效应将起主导作用,同时微传动系统的摩擦学、热传导与常规尺度的传动系统不同,这就需要加大研究力度。
4结语
【关键词】机械传动技术;信息化发展;推动作用
当前我国社会已经走入新的阶段,传统技术开始逐渐过渡到信息化科学技术,从一定程度上来说技术手段的发展使得社会的各行各业都有了较大的改变,替换了原有的生产面貌,工程机械的运作也有了较大的突破。而人类社会发展也对新时期的技术生产提出了更高的要求。工程机械传动技术随着时展不断进行改进和完善工作,信息化对其产生了强有力的推动作用,使得改变原有模式,不断提高工作效率,帮助降低能源的浪费情况,为其提供了更多的应用途径。
一、工程机械传动技术的工作原理及发展状态
所谓的工程机械传动技术就是说利用齿轮的转动和链条的衔接、液压动力来完成一系列的能量转换过程。每一个部分都需要进行动力传输来帮助各个组成部位能够随之运转起来,并充分发挥不同的工作职能。工程机械传动技术主要分为三个方面,包括机械传动、流体传动、电传动过程。第一种机械传动相对来说工作原理较为简单,它是一种对动力进行直接传递的工作过程,各个动力的传输需要依赖于齿轮的互相传动以及其他零部件的运动过程。第二种流体传动则与前者不同,它主要是通过液压形成的动力来完成能量转化过程实现机械正常的运转过程。第三种电传动相比前两种类型,其应用范围较小,但往往能够更有效地帮助远距离运动转化过程,借助于电能来带动机械运转。在工程机械领域里,传动设备一直是核心工作,它能够为生产发展提供有利条件,创造更好的生产模式推动工程发展。随着信息技术在我国迅猛发展,工程机械传动技术也开始摒弃原有的生产开发模式,对其工作手段进行适当调整,充分结合计算机设备和相关电子动力管理系统来完善工程技术,使得领域内的生产发展有了很大的改变,加快了现代工业生产步伐。
二、信息化对工程机械传动技术的推动作用
时代在进步,生产发展也紧跟时代步伐不断进行创新改革,使其能够顺应现代社会发展道路。对于工程机械传动技术来说也在不断开拓新的发展模式,力求通过信息化来提高工作效率。总体来说,当前信息化对工程机械传动技术的推动作用主要体现在以下三个方面。
(一)信息动力阀控制技术。
在以往的工程机械传动技术中大多依赖于滑阀对整个运转过程的动力进行监管,从一定角度上来说滑阀控制方式较为基础,当不同的组织部分进行动力转换过程时,滑阀能够对其进行控制并进行运动调整。在早期的工业活动中,滑阀应用十分广泛,但在实际应用过程中也存在着诸多不足之处,对部件运转过程调控不够精准。随着信息技术的全方位拓展,新的微电子动力控制技术由此而生。它在原有的工作模式下提供了数据支撑作用,能够在工作过程中进行数据分析处理,使得动力阀的控制能够更加精准,并开始引进脉冲开关阀与电磁阀,对阀控制进行了更高层次的升级过程,并开始向各个工作环节渗透,影响至深。这一改变奠定了信息化在工程机械传动技术中的重要地位,不仅简化了动力运转过程,还使得监控管理更加精准和直接。
(二)微机数据处理技术。
液力变矩器一直是流体传动技术最为关键的组成部分,它主要依赖于液体流动通过涡轮等组织结构来形成工作脉络,并通过涡轮等组件的运转过程来推动叶片的运转,来完成不同程度的自动变矩过程。从工作效率上来说,传统液力变矩器还存在许多缺陷,往往在工作过程中由于负荷较大,无法正常完成流动过程影响工作流程。严重时还会出现能量传输不充分的情况,最终导致能源损耗产生较大损失。然而,在信息手段的帮助下开发而出的液力传动技术能够很好地解决这些问题,它能够将计算机信息数据处理过程嵌入到变矩器中,实现对动力过程的信息控制和监管,来帮助更好地完成动力转换过程,提高机械运转效率。譬如当前行业内运用较为广泛的混合动力转载机,大多已经没有再使用液力变矩器,而是采用一种电机与行星齿轮互相进行转换来推动机器运转的方式。它能够在负荷较大的情况下,实现二者的互相转换协作过程,对整个系统进行有效支撑,让其能够抵抗较大压力来完成正常的变矩工作。除此之外,这类装置还能够储备刹车带来的动能,在需要动能时进行能源补给,从而降低工作成本。
(三)电驱动技术。
目前来说,电传动技术在实际工业发展中应用渠道较为狭窄,这是由于该技术在应用过程中所需具备的电磁资源配置要求较高,往往无法实现优质配置。许多大型的采矿电轮车都需要采用电传动装置。在现实工作流程中,电传动技术存在一定的电子技术基础,使其能够与之进行有效融合贯通,可以充分简化能量转化流程。由此产生的微电子信息处理技术相比原有的工业技术手段和配置上来说有了很大的技术创新和技术提升,使得运用过程更加易操作,提高了便捷性。例如日本生产开发的混合型电动挖掘机PC200-8改变了原有的液压驱动,以一种能量储备手段实现在部件运转过程中对设备刹车和流转过程的能量进行合理保存,这就是所谓的电驱动技术。除此之外,近年来行业内还开始引进和运用到各种新型信息技术手段来帮助全方位控制作业流程,强化技术能力,提高工作效率,并降低了生产成本。无论是在交通运输行业还是风力发电等方面都投入了广泛应用,帮助推动现代化工业进程。
三、信息化工程机械传动技术对现代社会的积极作用
无论是哪一种信息化传动技术,都使得落后的技术手段发生改变并提高了工业生产发展的可控性。一方面来说,由于现代工业涉及领域较多,其生产形式和应用渠道各种各样,机械产品质量的提升意味着整体的生产水平都能够上升到更好的层次,包括设备挖掘、器械打桩等制造方面,使得在实际的工业作业过程中相关工作人员能够更好地实现对机械的掌握,节省一定的人力物力,提高工作效率,实现各行各业的全面发展,让现代社会能够更有利于人们的生存发展。另一方面来说,信息化工程机械传动技术的发展大大地提升了工业作业的安全性,从一定程度上能够有效节省能源,减少不必要的开费,为后代的生存发展进行资源储备。另外信息化工程机械传动技术可以适当减少有害物质的工业排放,帮助建设可持续发展的生态环境,使得人与自然社会和谐统一。
四、结语
综上所述,在实际工程机械传动技术体系构建过程中信息化的重要性不可忽视,它将直接关系到工程机械运作过程中的成本、进度及质量和效率,乃至环境保护。信息化发展从很大程度来说改变了原有的工业发展模式,不断采用创新技术手段提高生产开发效率,优化资源配置,实现精准可靠的安全性工业生产。由于笔者自身专业知识的缺乏及相关技术掌握不够成熟,该分析研究存在一定缺陷,希望可以为信息化工程机械传动技术发展提供一定的理论参考。
【参考文献】
[1]吴国祥,李玉河.工程机械智能化与信息化发展概况[J].工程机械,2013,1:169
[2]李学忠,孙宽.工程机械产品的自动化与智能化控制———信息技术在工程机械上的应用综述之一[J].工程机械,2012,7:79~82