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判斷方法液壓傳動系統(tǒng)在施工的過程中可能會出現(xiàn)一些小的故障，雖然并不會明顯地表現(xiàn)出來，對于當(dāng)時的施工也并沒有影響，卻為以后的工作埋下了隱患。因此，必須要有專業(yè)的檢查人員來對液壓傳動系統(tǒng)進行定期的檢查，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障隱患，并進行及時地維修，排除故障，保證系統(tǒng)的正常運作。定期檢查分析判斷法是唯一一種能夠在故障發(fā)生之前檢測出來的方法，也是維護液壓傳動系統(tǒng)最實用的方法。
2工程機械液壓傳動系統(tǒng)故障的處理方法
2.1液壓泵故障處理方法
液壓泵在液壓傳動系統(tǒng)中主要承擔(dān)的提供動力的任務(wù)，在施工中，常用的液壓泵有齒輪油泵和葉片泵等類型。齒輪油泵在使用的過程中常出現(xiàn)的故障就是液體的泄露，當(dāng)液壓泵中的液體泄露出去之后，泵內(nèi)的流量和壓力都將變小，無法達到工作時的需求，這時，可以檢查軸承、齒輪，及時更換損壞的元件。而葉片泵常發(fā)生的故障則是由于定子與配流盤相互磨損引起的，維修時應(yīng)當(dāng)將葉片泵進行拆解，并且更換磨損嚴重的定子，同時檢查轉(zhuǎn)子和葉片是否存在磨損現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)問題時，也要及時維修。
2.2液壓馬達故障處理方法
相對于液壓泵來說，液壓馬達出現(xiàn)故障的頻率要小得多。因此，液壓馬達并不需要頻繁的維修，只需要在平時使用時注意保養(yǎng)和維護，就能夠大大降低馬達故障的可能性。在使用的過程中，加入液壓馬達的液壓油要選用合格、干凈的油，并且要進行仔細地過濾，防止雜質(zhì)進入馬達，液壓油中含有雜質(zhì)，將會嚴重磨損液壓馬達，減少馬達的壽命。另外，在更換油管的時候，要注意不要讓液壓馬達內(nèi)的液壓油泄露出來，否則空氣進入馬達，將會引起震動和噪音，將會損壞馬達，影響正常運行。
2.3液壓油缸故障處理方法
液壓油缸是為液壓傳動系統(tǒng)提供壓力的部位。液壓油缸經(jīng)常發(fā)生的故障分為兩種，一種是液壓油泄露，另外一種則是運動爬行。如果液壓油缸發(fā)生液壓油泄露的情況，就要及時檢查油缸的密封元件是否破損，如果發(fā)生損壞，就要及時更換，阻止液壓油繼續(xù)泄露。如果液壓油缸存在運動爬行的故障，則要仔細地分析究竟是那種原因，其中原因可能會使油缸密封元件緊弛度不合適，有可能是空氣進入了油缸內(nèi)，或者是液壓油內(nèi)含有雜質(zhì)等，不同的原因要運用不同的方式來排除故障。
2.4控制閥故障處理方法
控制閥在液壓傳動系統(tǒng)中發(fā)揮著調(diào)節(jié)與控制液壓的作用?？刂崎y之間、控制閥與其他元件之間的配合必須非常精密，才能夠保證機械的正常運行，因此，在維修時必須注意不要損壞控制閥。當(dāng)控制閥出現(xiàn)一般的故障時，在維修的過程中應(yīng)當(dāng)盡量避免抽動控制閥，如果抽動次數(shù)過多，也會影響其精密性，使其無法正常工作。控制閥出現(xiàn)故障的原因可能是閥芯被磨損，這時可以研磨接觸線，以此來進行修正。如果不是閥芯的故障，那么有可能是調(diào)壓彈簧出現(xiàn)了問題，那么就要對此進行維修。
2.5管接頭故障處理方法
管接頭指的就是液壓傳動系統(tǒng)中那些管道的銜接與焊接處，在機械工作過程中，由于高頻率的震動，很容易使管接頭損壞。進行維修時，就要注意管路的安置，在不影響系統(tǒng)正常運作的前提下，要盡量保持兩管道之間的距離，防止管道接觸而產(chǎn)生的摩擦，這樣，就能大大降低磨損的可能性。另外，在進行管道安裝時，一定要保持清潔，管路上不能有雜質(zhì)、氧化物等物質(zhì)，如果管道安裝時需要彎曲，要保證其彎曲直徑在其能承受的范圍內(nèi)，并且讓彎曲處盡量遠離接口處。
3工程機械液壓傳動系統(tǒng)故障的預(yù)防
關(guān)鍵詞：機械傳動齒輪失效主要形式預(yù)防措施
齒輪傳動是現(xiàn)代機械傳動中廣泛采用的主要運動形式之一。做為最常見的機械傳動零件，它優(yōu)點很多應(yīng)用廣泛。但是，齒輪傳動也存在其固有的缺點：不能緩和沖擊作用。當(dāng)制造、安裝和使用過程中出現(xiàn)不當(dāng)情況往往會引起較大的振動、噪聲，甚至發(fā)生斷裂等失效故障。產(chǎn)生齒輪失效的原因比較復(fù)雜，下面就此進行探討。
1、齒輪失效的主要形式
1.1 輪齒折斷
輪齒受力后，相當(dāng)于懸臂梁受載，齒根部彎曲應(yīng)力最大，同時齒根又有較大的應(yīng)力集中，因此，輪齒彎曲折斷一般發(fā)生在齒根部分。齒輪傳動工作時，輪齒每嚙合一次，齒根彎曲應(yīng)力變化一次。當(dāng)彎曲應(yīng)力超過彎曲疲勞極限，輪齒重復(fù)受載后，齒根處就會產(chǎn)生疲勞裂紋，并逐漸擴展，致使輪齒折斷，這種折斷稱為疲勞折斷。輪齒受到短時意外的嚴重過載或沖擊載荷作用也易造成突然折斷，這種折斷稱為過載折斷。
1.2 齒面點蝕
齒面點蝕是一種在輪齒表面上出現(xiàn)麻點的齒面疲勞損傷。齒輪傳動工作時，輪齒表面的接觸應(yīng)力呈脈動變化。在接觸應(yīng)力作用下工作一定時間后，靠近節(jié)線的齒根表面就會出現(xiàn)若干小裂紋，油滲入裂紋，當(dāng)裂紋隨輪齒嚙合而閉合后，封閉在裂紋中的油在壓力作用下，產(chǎn)生楔擠作用而使裂紋擴大，最后導(dǎo)致表層小片狀剝落而形成麻點狀凹坑，稱為齒面疲勞點蝕。齒輪發(fā)生齒面點蝕后，嚴重影響傳動的工作平穩(wěn)性并產(chǎn)生振動和噪音，影響傳動的正常工作，甚至導(dǎo)致傳動的破壞。
1.3 齒面膠合
膠合是比較嚴重的粘著磨損，在高速重載傳動中時，因滑動速度高而產(chǎn)生的瞬時高溫會使油膜破裂，造成齒面間的粘焊現(xiàn)象，粘焊處被撕脫后，輪齒表面沿滑動方向均成溝痕，這種膠合稱為熱膠合。在低速重載傳動中，不易形成油膜，摩擦熱雖不大，但也可能因重載而出現(xiàn)冷粘著，這種膠合稱為冷膠合。熱膠合是高速、重載材料傳動的主要失效形式。
1.4 齒面磨損
互相嚙合的兩齒廓表面有相對滑動，在載荷作用下，會引起齒面的磨損。如果磨損的速度符合預(yù)定的設(shè)計使用期限，則應(yīng)視為正常磨損。正常磨損的齒面很光亮，沒有明顯的痕跡。在規(guī)定的磨損量界限內(nèi)，并不影響齒輪的工作能力。但齒面磨損嚴重后，輪齒將失去正確的齒形，會導(dǎo)致嚴重的噪音和振動，影響齒輪正常工作，齒厚逐漸減薄，最后導(dǎo)致輪齒因強度不足而折斷。
1.5 齒面塑性變形
當(dāng)齒輪材料較軟而載荷及摩擦力又很大時，在嚙合過程中，齒面表層材料就會沿著摩擦力的方向產(chǎn)生塑性變形，從而破壞正確齒形。在主動輪齒面節(jié)線的兩側(cè)，齒頂和齒根的摩擦力方向相背，在節(jié)線附近形成凹溝；在從動輪齒節(jié)線的兩側(cè)，齒頂和齒根摩擦力方向相對，因此在節(jié)線附近形成凸脊，齒面塑性流動破壞了正確的漸開線齒廓，導(dǎo)致輪齒從動失效。
2、導(dǎo)致齒輪失效現(xiàn)象的主要誘因分析
(1)制造誤差齒輪制造時造成的主要異常有:偏心、齒距偏差和齒形誤差等。
所謂偏心，是指齒輪(一般為旋轉(zhuǎn)體)的幾何中心和旋轉(zhuǎn)中心不重合。齒距偏差是指齒輪的實際齒距與公稱齒距之差;而齒形誤差是指漸開線齒廓有誤差。
(2)裝配不良齒輪裝配不當(dāng)，會造成齒輪的工作性能惡化。例如，在齒寬方向只有一端接觸，或者齒輪的直線性偏差等，使齒輪所承受的載荷在齒寬方向不均勻，不能平穩(wěn)地傳遞動力。這種情況使齒的局部增加多余的載荷，有可能造成斷齒，此現(xiàn)象稱為“一端接觸”。
3、預(yù)防和改進齒輪傳動失效的措施探討
3.1 優(yōu)化設(shè)計
機械齒輪在不加大外形尺寸的條件下，如何提高其強度和壽命是從設(shè)計環(huán)節(jié)預(yù)防和改進齒輪傳動失效的主要方向。特別是對于承受重載和沖擊載荷的機械齒輪,其彎曲極限應(yīng)力強度和接觸耐久性極限強度都必須得到有效提升，這就需要不斷優(yōu)化設(shè)計，包括優(yōu)化選材、優(yōu)化齒形結(jié)構(gòu)、采用先進加工和處理工藝，這樣才能通過表面光潔度、合理的硬度和嚙合參數(shù)、有效的參數(shù)、裝配要求等工藝的提升，來實現(xiàn)避免齒輪傳動失效的現(xiàn)象。
3.2 合理選材
齒輪材料的選擇,要根據(jù)強度、韌性和工藝性能要求,綜合考慮。對于承受重載和沖擊載的齒輪,采用含Ni的以Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金滲碳鋼為主的鋼材(含Ni量2%-4%)；對于負載比較穩(wěn)定或功率較小、模數(shù)較小的齒輪,亦可選用無Ni-Mn鋼。同時，應(yīng)盡量選用冶金質(zhì)量好的真空脫氣精煉鋼和電渣重熔合金鋼，這種鋼材的純度高,具有較好的致密度,含氧、氮和非金屬等雜質(zhì)極少,塑性和韌性高,減少了機械性能和各向異性，齒輪極限荷可提高15%-20%。
3.3 應(yīng)用熱處理工藝術(shù)
傳動機械齒輪的承載能力不僅取決于表面硬度,還取決于表層向芯部過渡區(qū)的剪切強度的比值。深層滲碳淬火是提高芯部硬度的有效措施，滲碳齒輪經(jīng)過淬火和回火，不但能硬化表層,還能產(chǎn)生壓應(yīng)力。它可比單純滲碳齒輪的強度極限應(yīng)力提高13%以上,壽命可提高1倍。需注意的是，在熱處理后，還應(yīng)進行油浴人工時效處理。
3.4 表面強化處理
對齒面和齒根進行噴丸強化處理,通常是齒輪加工的最后一道工序,可在滲碳淬火或磨齒后進行。嚴格按照設(shè)計的噴丸工藝要求操作，能使齒輪的接觸疲勞強度提高30%-50%,使齒根彎曲疲勞強度得到改善能有效地阻止裂紋擴展,使實際載荷比外加載荷小得多。
3.5 正確安裝運行
實踐表明，齒輪的安裝精度對其承載能力、磨損和使用壽命影響很大。無論是新安裝、更換或檢修安裝，都應(yīng)按照安裝技術(shù)規(guī)范和標準進行，確保齒輪軸心線的水平度、平行度、中心距、軸承間隙、齒輪側(cè)隙、頂隙、接觸區(qū)域或軸向竄動量等。
3.6 有效
對于齒輪的磨損失效有著重要的影響,應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。機械傳動齒輪的接觸應(yīng)力通常很高,因此輪齒接觸表面材質(zhì)的局部彈性形變不容忽視，因此，應(yīng)根據(jù)各類工況對齒面強度的影響進行具體分析，通過有效、合理來避免齒輪失效現(xiàn)象的發(fā)生。
4、結(jié)語
齒輪的失效形式雖然多種多樣，但在實際工作應(yīng)具體分析齒輪失效的誘因，才能作出正確的選擇，合理加強齒輪加工、使用和維修保養(yǎng)措施，從而有效避免齒輪失效現(xiàn)象的發(fā)生。
參考文獻
關(guān)鍵詞：煤礦機械；傳動齒輪；失效；有效措施
在煤礦產(chǎn)業(yè)中，傳動齒輪應(yīng)用非常廣泛，是煤礦機械的一個重要組成部分，但是煤礦的運輸重量一般都很大，在施工過程中，很容易導(dǎo)致超重現(xiàn)象，長時間高強度的工作就會導(dǎo)致傳動齒輪出現(xiàn)問題，導(dǎo)致機器癱瘓，影響煤礦的施工作業(yè)，降低生產(chǎn)效率，甚至造成安全隱患。
1 傳動齒輪的工作環(huán)境及工作特點
煤礦的生產(chǎn)作業(yè)一般都是在礦井中進行的，傳動齒輪的工作環(huán)境大多都是在地下進行生產(chǎn)作業(yè)，井下的環(huán)境比較復(fù)雜惡劣，所以傳動齒輪要適應(yīng)井下復(fù)雜的結(jié)構(gòu)情況，因此相對而言傳動結(jié)構(gòu)也復(fù)雜一點。由于煤礦是重型產(chǎn)業(yè)，要求傳動齒輪具有比較高的承載能力和性能，礦井一般空間不是很大，所以傳動齒輪還要滿足體積小，抗沖擊能力強等特點，傳動要求高效率，盡量減少過程中能量的損失。
2 傳動齒輪失效的表現(xiàn)形式
2.1 傳動齒輪磨損失效
磨損的程度分為很多種，一般分為：正常的磨損、中度磨損、破壞性磨損、磨料性磨損以及腐蝕性磨損等。一般性的磨損不會對齒輪的傳動造成重大的影響，比如正常的磨損，這是齒輪傳動過程中必然存在的，在齒輪的使用壽命中，不會造成齒輪失效，這個磨損是經(jīng)過時間慢慢磨損的，不影響齒輪的正常轉(zhuǎn)動；對于中度磨損，這個要比正常的磨損速度快一點，在齒輪傳動工作的過程中，可能會發(fā)出噪音，由于磨損的程度比較大，損失機械能，會降低齒輪工作的效率；破壞性磨損，這個磨損的程度就很大了，齒輪表面會形成嚴重的損傷，嚴重影響傳動齒輪工作的效率，破壞了齒輪的結(jié)構(gòu)，大大縮短齒輪的使用壽命；磨料性磨損是指在齒輪中間進入了一些顆粒，增大了齒輪間的摩擦系數(shù)，摩擦力增大，加速了齒輪的磨損，可能會出現(xiàn)齒輪停止轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象；腐蝕性磨損就是在齒輪轉(zhuǎn)動的過程中與周圍的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)，發(fā)生了齒輪表面的腐蝕，嚴重影響齒輪的工作效率。
2.2 傳動齒輪疲勞失效
在加工過程中，齒輪的表面肯定存在初始裂紋，加之傳動齒輪工作的過程中應(yīng)力的反復(fù)作用下，造成材料的疲勞，當(dāng)作用的應(yīng)力超出了材料的疲勞極限時，裂紋就會延伸擴張，加速齒輪的損壞，出現(xiàn)齒輪失效。
2.3 傳動齒輪膠合失效
齒輪的轉(zhuǎn)動需要油的幫助，在強重力作用下，齒輪間的油不能及時的補充，造成兩個齒輪接觸面的油膜擠破，兩個金屬齒輪直接接觸在一起，在高速運轉(zhuǎn)的情況下，溫度上升，可能造成齒輪的膠合，出現(xiàn)失效。
2.4 傳動齒輪斷裂失效
齒輪的斷裂意味著徹底不能工作，斷裂分為疲勞斷裂，高負荷斷裂以及淬性斷裂等。疲勞斷裂就是齒輪在彎曲應(yīng)力的反復(fù)作用下，出現(xiàn)裂痕，當(dāng)應(yīng)力超出了齒輪的疲勞極限時，裂痕繼續(xù)擴張，導(dǎo)致斷裂；高負荷斷裂是指在高強度的作業(yè)狀態(tài)下，負荷已經(jīng)超出了齒輪的額定負荷導(dǎo)致的破壞性斷裂，或者由于腐蝕使得齒輪部分點出現(xiàn)點蝕，導(dǎo)致斷裂等；淬性斷裂是指傳動齒輪經(jīng)過熱處理時產(chǎn)生了過大的內(nèi)應(yīng)力，產(chǎn)生裂紋，外界的壓應(yīng)力與彎曲應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生疲勞，當(dāng)超過它的疲勞極限時就會促使裂紋延伸，導(dǎo)致淬性斷裂，這種斷裂的特點就是初始斷裂的部位顏色會有點深，這是氧化的結(jié)果。
3 傳動齒輪出現(xiàn)失效的具體原因
設(shè)計階段：由于齒輪工作環(huán)境的特殊性，決定了煤礦機械齒輪設(shè)計的特殊性，在設(shè)計階段，可能忽視了傳動齒輪在礦井工作的特殊性，按照傳統(tǒng)的設(shè)計來設(shè)計煤礦機械傳動齒輪，造成傳動齒輪不能滿足礦井下高強度，環(huán)境復(fù)雜的要求，達不到韌度、抗沖擊和耐疲勞的要求，這是導(dǎo)致傳動齒輪失效的自身原因之一。
齒輪的制造加工階段：即使齒輪的設(shè)計沒有問題，若在制造加工方面不合格，齒輪一樣會失效，如果質(zhì)量把控不嚴格，鍛造時化學(xué)成分超標或者化學(xué)成分有殘留，降低了齒輪的性能，不能滿足工作的需要。例如：在加工過程中C的含量超標，就會增加齒輪的脆性，容易發(fā)生斷裂，造成失效。
齒輪的安裝使用階段：不正確的安裝方式同樣會導(dǎo)致傳動齒輪的失效，安裝的位置出現(xiàn)偏差，影響整個傳動齒輪的安全，同時，傳動齒輪的工作需要油的不斷補充，一旦缺少油就會增大摩擦力，降低齒輪工作的效率，增加磨損，導(dǎo)致傳動齒輪的失效。
4 避免傳動齒輪失效的有效措施
根據(jù)上述傳動齒輪出現(xiàn)時效的形式和失效的原因，制定防止傳動齒輪失效的有效措施，避免失效問題的出現(xiàn)。
4.1 齒輪設(shè)計階段控制
設(shè)計階段要充分的對煤礦齒輪的工作環(huán)境進行研究考察，只有充分了解齒輪的工作環(huán)境和工作性能的需要，才能對齒輪提出合理化的設(shè)計。根據(jù)煤礦齒輪工作的特殊性，優(yōu)化齒輪的設(shè)計方案，滿足齒輪抗沖擊力、耐疲勞性以及承載力的要求，進行精確的計算，在符合國家標準的前提下，選擇適合煤礦特殊工作的材料，尤其是鋼材的選用尤為重要，這直接影響著齒輪的強度，最好經(jīng)過研究確定選材，確定油等，以免后期工作出現(xiàn)漏洞。
4.2 齒輪工藝制造階段控制
選材好工藝也好才能保證傳動齒輪的質(zhì)量，要嚴格控制齒輪制造過程中的質(zhì)量，改善制造工藝，提高工藝質(zhì)量。傳動齒輪的表面不能過于光滑，研究表明，表面略微粗糙的齒輪要比表面光滑的齒輪使用壽命更長，這個粗糙度應(yīng)該根據(jù)實驗來確定，合理的控制粗糙度，將齒輪的性能提升到最佳狀態(tài)。
4.3 齒輪安裝階段控制
齒輪的安裝看起來很簡單，其實有比較高的要求，對于傳動齒輪的平衡度、垂直度都是有要求的，而且這個標準還很嚴格，稍微有一點偏差就會影響整體的性能，所以，在安裝階段應(yīng)該有專業(yè)人士來進行指導(dǎo)，運用專業(yè)的工具輔助安裝，最大限度的減少齒輪間的摩擦，降低損耗，提高工作效率，延長使用壽命。
4.4 齒輪使用及維護階段控制
在傳動齒輪的使用過程中，應(yīng)盡量不要超過傳動齒輪的額定負荷量，油也要及時補充，保證傳動齒輪是在油的輔助下工作，此外，油不能摻入雜質(zhì)，保持純凈，雜質(zhì)進入齒輪間會增大摩擦系數(shù)，影響齒輪的正常工作。設(shè)備的使用過程中應(yīng)該定期維護保養(yǎng)，并檢查傳動齒輪，及時發(fā)現(xiàn)問題并處理問題，對于可能發(fā)生的問題做到及早預(yù)防，防患于未然，防止出現(xiàn)傳動齒輪的失效問題。
5 結(jié)束語
煤礦產(chǎn)業(yè)是我國比較重要的一部分，煤礦的產(chǎn)量決定于煤礦機械的工作效率，影響著經(jīng)濟的發(fā)展，傳動齒輪在煤礦機械中發(fā)揮著重要的作用，保證傳動齒輪的正常工作是保證煤礦機械正常工作的重要前提，傳動齒輪失效是齒輪常見的問題，我們必須對其進行研究，找到避免失效的有效措施，每個階段嚴格把關(guān)，將失效概率降到最低，提高生產(chǎn)效率。
參考文獻
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論文摘要隨著液壓伺服控制技術(shù)的飛速發(fā)展，液壓伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，隨之液壓伺服控制也出現(xiàn)了一些新的特點，基于此對于液壓伺服系統(tǒng)的工作原理進行研究，并進一步探討液壓傳動的優(yōu)點和缺點和改造方向，以期能夠?qū)τ谙嚓P(guān)工作人員提供參考。
一、引言
液壓控制技術(shù)是以流體力學(xué)、液壓傳動和液力傳動為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、模糊控制理論，將計算機技術(shù)、集成傳感器技術(shù)應(yīng)用到液壓技術(shù)和電子技術(shù)中，為實現(xiàn)機械工程自動化或生產(chǎn)現(xiàn)代化而發(fā)展起來的一門技術(shù)，它廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各行各業(yè)，在農(nóng)業(yè)、化工、輕紡、交通運輸、機械制造中都有廣泛的應(yīng)用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機電一體化的進程不斷加快，技術(shù)裝各的工作精度、響應(yīng)速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術(shù)的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點，并進一步探討了液壓傳動的優(yōu)點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控制系統(tǒng)原理
目前以高壓液體作為驅(qū)動源的伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優(yōu)點：易于實現(xiàn)直線運動的速度位移及力控制，驅(qū)動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應(yīng)速度快，控制精度高，穩(wěn)定性容易保證等。
液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點：(1)在系統(tǒng)的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋介質(zhì)可以是機械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負反饋，即反饋信號與輸入信號相反，兩者相比較得偏差信號控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動，既以偏差來減小偏差。(3)系統(tǒng)的輸入信號的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據(jù)伺服系統(tǒng)偏差大小自動進行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號的形式有機液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機液伺服系統(tǒng)中系統(tǒng)的給定、反饋和比較環(huán)節(jié)采用機械構(gòu)件，常用機舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機床及工程機械。但反饋機構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會對系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機，形成模擬伺服系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)或數(shù)字模擬混合伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度高、信號處理靈活和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。
三、液壓傳動帕優(yōu)點和缺點
液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因為它與機械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優(yōu)點：
1液壓傳動是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機構(gòu)，這是比機械傳動優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅(qū)動，以克服長驅(qū)動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
2液壓傳動裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達的體積為電動機的12％～13％。液壓泵和液壓馬達單位功率的體積目前是發(fā)電機和電動機的1／10，可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達可實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達1：2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調(diào)速。
3傳遞運動均勻平穩(wěn)，負載變化時速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機床中磨床的傳動現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實現(xiàn)自動化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時，能很容易的實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，而且可以實現(xiàn)遙控。液壓元件己實現(xiàn)了標準化、系列化、和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。
液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點：1液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運動的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比：2液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體勃性變化引起運動特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作：3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復(fù)雜。液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動的優(yōu)點是主要的，隨著設(shè)計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。
四、機床數(shù)控改造方向
(一)加工精度。精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計數(shù)控機床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量，一般要求比加工精度高一個數(shù)量級。總之，高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時，應(yīng)把整個電氣設(shè)備部分改造先分成若干個子系統(tǒng)進行，如數(shù)控系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、主軸、進給系統(tǒng)、面板控制與強電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統(tǒng)工作中，應(yīng)先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進。
(三)提高可靠性。數(shù)控機床是一種高精度、高效率的自動化設(shè)備，如果發(fā)生故障其損失就更大，所以提高數(shù)控機床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u價可靠性的主要定量指標之一，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對數(shù)控機床來說，它的規(guī)定條件是指其環(huán)境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動、電源、干擾強度和操作規(guī)程等。這里的功能主要指數(shù)控機床的使用功能，例如數(shù)控機床的各種機能，伺服性能等。
【關(guān)鍵詞】諧波齒輪傳動；螺桿泵；增速；柔輪
0.前言
目前，世界蘊藏有巨大的稠油資源，據(jù)有關(guān)專家估計比常規(guī)原油資源高數(shù)倍至十余倍，具有替代常規(guī)石油能源的戰(zhàn)略地位。稠油資源分布廣泛，幾乎所有產(chǎn)油國都有發(fā)現(xiàn)。據(jù)調(diào)研資料，世界上稠油資源豐富的國家有加拿大、委內(nèi)瑞拉、美國、前蘇聯(lián)等，其稠油資源約為4000～6000x108m3（含預(yù)測資源量）[1]。中國大部分含油氣盆地稠油多于常規(guī)油，有共存和有規(guī)律過渡分布的規(guī)律，稠油資源非常豐富，約占總石油資源的25%～30%以上。國內(nèi)老油田大多處于開發(fā)后期，排量小，油層較深的稠油、含砂、含氣的難采油井越來越多，并且常規(guī)采油工藝投入大、產(chǎn)出低、短期產(chǎn)出與投入比不經(jīng)濟，制約了各油田后期開采。針對這種情況，可以采用螺桿泵采油技術(shù)加以解決。
1.螺桿泵驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計要求
（1）基本參數(shù)：諧波齒輪傳動的增速比大于等于20；諧波齒輪傳動的結(jié)構(gòu)外徑小于等于Ф116cm；（2）總體方案分析及設(shè)計；（3）諧波齒輪傳動結(jié)構(gòu)方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計。
由于井下空間狹小，需要所設(shè)計的裝置體積較小。油管轉(zhuǎn)速為6r/min，螺桿泵轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為120r/min，在保證增速比大于等于20的條件下，轉(zhuǎn)速可以調(diào)整。油管轉(zhuǎn)速低可以實現(xiàn)較長的壽命。
在功能方面，要改變原來采用的采油方式。原來的采油系統(tǒng)在工作時動力源的動力通過減速箱首先減速到合適的轉(zhuǎn)速然后驅(qū)動方卡子，再由旋轉(zhuǎn)的采油桿柱驅(qū)動井下采油螺桿泵轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)將井下原油通過采油桿住與油管的環(huán)形空間舉升到地面。
2.主要功能實現(xiàn)方法
考慮到增速器結(jié)構(gòu)尺寸較小，傳動比大，所以選擇用少齒差行星輪系。少齒差行星輪系具有體積小，傳動比大，重量輕等優(yōu)點。由此，有三種增速方案：諧波齒輪傳動，少齒差行星齒輪傳動，擺線針輪傳動。
2.1諧波齒輪傳動增速
諧波齒輪傳動是一種依靠彈性變形運動來實現(xiàn)傳動的新型傳動，它突破了機械傳動采用剛性構(gòu)件機構(gòu)的模式，使用了一個柔性構(gòu)件機構(gòu)來實現(xiàn)機械傳動。構(gòu)成諧波齒輪傳動的3個主要部件有：波發(fā)生器，柔輪，剛輪。諧波齒輪傳動對運動的傳遞是在波發(fā)生器作用下，迫使柔輪產(chǎn)生變形，并與剛輪相勻作用而達到傳動目的。 在未裝配前，柔輪的原始剖面呈圓形，柔輪和剛輪的周節(jié)相同，但兩者的齒數(shù)不相等。柔輪的齒數(shù)Z1，比剛輪的齒數(shù)Z2略少，而波發(fā)生器的最大直徑比柔輪的內(nèi)徑略大。一般情況下為了有確定的輸出，都會有一個固定件，一個主動和一個從動。具體哪個固定，哪個主動，哪個從動，需要根據(jù)需要實現(xiàn)的功能要求來決定。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪后，受到一對方向通過橢圓的曲率中心和它的旋轉(zhuǎn)中心的力的作用。當(dāng)輸出軸上承受載荷后，柔輪產(chǎn)生變形，這是柔輪對波發(fā)生器的作用力方向仍通過橢圓的曲率中心，但不通過發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)中心，這就形成了使波發(fā)生器旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)矩。當(dāng)輸出軸上載荷繼續(xù)增加時，柔輪作用在波發(fā)生器上的作用力和這時作用力之間的力臂也隨之增加。則作用在發(fā)生器上的旋轉(zhuǎn)矩也隨之增加。當(dāng)此旋轉(zhuǎn)矩超過發(fā)生器的阻矩時，就產(chǎn)生了增速現(xiàn)象。
2.2少齒差行星齒輪傳動增速
少齒差行星齒輪傳動按傳動型式可分為NN型和N型。以N型為例。這種型式的傳動，通常均是采用輸出機構(gòu)把行星輪的回轉(zhuǎn)運動傳給低速軸。N型傳動，其轉(zhuǎn)臂有單偏心和雙偏心兩種。雙偏心的轉(zhuǎn)臂，兩個偏心相差180度，裝在其上的兩個行星輪也相差180度，這樣由偏心而產(chǎn)生的離心力相互抵消（但這兩個離心力大小相等方向相反，且不在同一直線上，所以不平衡力偶仍然存在）。單偏心的轉(zhuǎn)臂只有一個方向的偏心，其中裝一個行星輪，必須在偏心的相反方向加上平衡重才能使離心力得到平衡。
N型常用的輸出機構(gòu)有五種類型，即銷孔式、浮動盤式、滑塊式、零齒差式和雙曲柄式。以零齒差輸出機構(gòu)為例。主要特點是用標準刀具在普通機床上就可加工，不需要專門的工藝裝備。零齒差輸出機構(gòu)可內(nèi)齒輪輸出，也可外齒輪輸出。兩對齒輪中只有一對是少齒差，起增速作用，另一對則是作為平行軸間聯(lián)軸器的零齒差內(nèi)嚙合。轉(zhuǎn)臂是單偏心，必須裝設(shè)平衡重。
這種傳動增速的特點是傳動比大，體積較小，重量輕，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，齒形容易加工，裝拆方便。合理地設(shè)計、制造及，可使其傳動效率達0.85-0.91。實踐證明，少齒差傳動最適合于大傳動比、小功率的場合，在我國已經(jīng)被用到很多機械或者齒輪裝置上。但少齒差要考慮變位問題。由于內(nèi)嚙合和內(nèi)齒輪加工中，相嚙合雙方的位置關(guān)系、幾何關(guān)系與外嚙合不同，在設(shè)計內(nèi)嚙合變位齒輪傳動時，齒數(shù)的搭配和變位系數(shù)的選擇要受到各種干涉條件的限制。為避免干涉要進行驗算，設(shè)計時要考慮齒輪根切問題。提高了加工難度，且剛度不夠高。
2.3擺線針輪行星傳動增速
擺線針輪主要由4部分組成：
（1）行星架H由輸入軸1和雙偏心套2組成，偏心套上的兩個偏心方向互成180°。（2）行星輪C齒形通常為短幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距曲線。按運動要求，一個行星輪就可傳動，但為使輸入軸達到靜平衡和提高承載能力，對于一齒差針擺傳動，常采用兩個完全相同的奇數(shù)齒的行星輪，裝在雙偏心套上，兩輪位置正好相差180°。行星輪和偏心套之間裝有用以減少摩擦的滾子軸承（稱為轉(zhuǎn)臂軸承）。（3）太陽輪 又稱針輪，針齒殼上裝有一組針齒銷，通常針齒銷上還裝有針齒套，稱為針齒。（4）輸出機構(gòu)這種常采用銷軸式輸出機構(gòu)。
3.結(jié)論
本次設(shè)計針對螺桿泵采油系統(tǒng)做了改進，由于原來用抽油桿的采油方式轉(zhuǎn)速高、磨損快、壽命低，改為直接用油管驅(qū)動螺桿泵采油。螺桿泵采油系統(tǒng)按驅(qū)動方式可劃分為地面驅(qū)動和井下驅(qū)動兩大類，本次設(shè)計采用了地面驅(qū)動方式。油管轉(zhuǎn)速較低，螺桿泵轉(zhuǎn)速較高，所以要設(shè)計一個增速器。
由于所設(shè)計的結(jié)構(gòu)尺寸小，且傳動比大，故可選擇的螺桿泵增速有三種方式，諧波齒輪增速，擺線針輪增速，少齒差行星齒輪增速。這三種增速方式各有優(yōu)缺點，也都廣泛應(yīng)用。通過對三種傳動采油方案的對比分析，選擇基于諧波齒輪傳動的螺桿泵驅(qū)傳動系統(tǒng)。
【參考文獻】
[1]萬仁薄.采油技術(shù)手冊（修訂版）第四分冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003.
[2]孫俊峰.螺桿泵采油技術(shù)在錦州油田的改進及優(yōu)化[D].哈爾濱：東北石油大學(xué)碩士論文，2009.
[3]周衛(wèi)東.漸開線諧波齒輪傳動齒廓參數(shù)優(yōu)化及動態(tài)仿真[D].大連：大連理工大學(xué)碩士論文，2008.
論文摘要 隨著液壓伺服控制技術(shù)的飛速發(fā)展，液壓伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，隨之液壓伺服控制也出現(xiàn)了一些新的特點，基于此對于液壓伺服系統(tǒng)的工作原理進行研究，并進一步探討液壓傳動的優(yōu)點和缺點和改造方向，以期能夠?qū)τ谙嚓P(guān)工作人員提供參考。
一、引言
液壓控制技術(shù)是以流體力學(xué)、液壓傳動和液力傳動為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、模糊控制理論，將計算機技術(shù)、集成傳感器技術(shù)應(yīng)用到液壓技術(shù)和電子技術(shù)中，為實現(xiàn)機械工程自動化或生產(chǎn)現(xiàn)代化而發(fā)展起來的一門技術(shù)，它廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各行各業(yè)，在農(nóng)業(yè)、化工、輕紡、交通運輸、機械制造中都有廣泛的應(yīng)用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機電一體化的進程不斷加快，技術(shù)裝各的工作精度、響應(yīng)速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術(shù)的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點，并進一步探討了液壓傳動的優(yōu)點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控制系統(tǒng)原理
目前以高壓液體作為驅(qū)動源的伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優(yōu)點：易于實現(xiàn)直線運動的速度位移及力控制，驅(qū)動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應(yīng)速度快，控制精度高，穩(wěn)定性容易保證等。
液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點： (1)在系統(tǒng)的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋介質(zhì)可以是機械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負反饋，即反饋信號與輸入信號相反，兩者相比較得偏差信號控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動，既以偏差來減小偏差。 (3)系統(tǒng)的輸入信號的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據(jù)伺服系統(tǒng)偏差大小自動進行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號的形式有機液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機液伺服系統(tǒng)中系統(tǒng)的給定、反饋和比較環(huán)節(jié)采用機械構(gòu)件，常用機舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機床及工程機械。但反饋機構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會對系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機，形成模擬伺服系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)或數(shù)字模擬混合伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度高、信號處理靈活和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。
三、液壓傳動帕優(yōu)點和缺點
液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因為它與機械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優(yōu)點：
1 液壓傳動是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機構(gòu)，這是比機械傳動優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅(qū)動，以克服長驅(qū)動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
2 液壓傳動裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達的體積為電動機的12％～13％。液壓泵和液壓馬達單位功率的體積目前是發(fā)電機和電動機的1／10，可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達可實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達1：2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調(diào)速。
3 傳遞運動均勻平穩(wěn)，負載變化時速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機床中磨床的傳動現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實現(xiàn)自動化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時，能很容易的實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，而且可以實現(xiàn)遙控。液壓元件己實現(xiàn)了標準化、系列化、和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。
液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點：1液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運動的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比：2液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體勃性變化引起運動特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作：3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復(fù)雜。液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動的優(yōu)點是主要的，隨著設(shè)計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。
四、機床數(shù)控改造方向
(一)加工精度。精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計數(shù)控機床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量，一般要求比加工精度高一個數(shù)量級?？傊呔鹊目刂葡到y(tǒng)必須有高精度的檢測元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時，應(yīng)把整個電氣設(shè)備部分改造先分成若干個子系統(tǒng)進行，如數(shù)控系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、主軸、進給系統(tǒng)、面板控制與強電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統(tǒng)工作中，應(yīng)先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進。
(三)提高可靠性。數(shù)控機床是一種高精度、高效率的自動化設(shè)備，如果發(fā)生故障其損失就更大，所以提高數(shù)控機床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u價可靠性的主要定量指標之一，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對數(shù)控機床來說，它的規(guī)定條件是指其環(huán)境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動、電源、干擾強度和操作規(guī)程等。這里的功能主要指數(shù)控機床的使用功能，例如數(shù)控機床的各種機能，伺服性能等。
論文關(guān)鍵詞：液壓與氣壓傳動，教材改革
近年來，隨著改革開放的不斷深入，機電工業(yè)面臨著產(chǎn)業(yè)的整體優(yōu)化與升級，對勞動者的素質(zhì)也提出了更高和更新的要求。液壓與氣壓傳動是利用液體或氣體的壓力傳遞力和運動的一種傳動,由于它具有其他傳動方式不可替代的許多特性,因此被廣泛應(yīng)用于機械制造、工程機械、冶金機械、石油化工、交通運輸、礦山機械、建筑機械等各個工程技術(shù)領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)和控制理論學(xué)科的發(fā)展,液壓氣壓傳動的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣,從軍用到民用,從重工業(yè)到輕工業(yè),到處都有液壓氣壓傳動與控制技術(shù)。因此，職業(yè)技術(shù)教育必須適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)對人才的需要，培養(yǎng)學(xué)生具有更高、更全面的綜合職業(yè)能力。在培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力方面，教材的改革是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。筆者就學(xué)院校本教材《液壓與氣壓傳動》改革與建設(shè)談一些認識。
一 明確培養(yǎng)目標，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)
我院屬于高等職業(yè)技術(shù)院校,主要培養(yǎng)面向工業(yè)生產(chǎn)第一線的應(yīng)用型專門人才。學(xué)生走向工作崗位后,遇到有關(guān)液壓和氣壓傳動的問題一般是關(guān)于設(shè)備的安裝、調(diào)試、維修和保養(yǎng)等項目,很少接觸到系統(tǒng)的設(shè)計校核計算工作。因此，學(xué)校教育必須樹立“以素質(zhì)為基礎(chǔ)、以能力為本位”的指導(dǎo)思想，注重學(xué)生的能力提高和素質(zhì)培養(yǎng)，打破學(xué)科界限，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。
《液壓與氣壓傳動》是機電類學(xué)生必修的一門專業(yè)課，主要介紹機電設(shè)備液壓與氣壓傳動的基礎(chǔ)知識和液壓氣壓控制技術(shù)。隨著機電技術(shù)的迅猛發(fā)展，單一的學(xué)科體系已不利于學(xué)生形成機電設(shè)備的整體意識，如機電設(shè)備的運動主要有機械傳動、液壓傳動教育論文，機電設(shè)備的控制則是液壓技術(shù)、電氣技術(shù)、數(shù)控技術(shù)乃至光學(xué)技術(shù)的有機結(jié)合?，F(xiàn)行的課程結(jié)構(gòu)為各學(xué)科單獨設(shè)置，以課程群的組合來建立學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。由于各門課程自成體系，不僅相關(guān)內(nèi)容低起點、重復(fù)多，浪費了大量學(xué)時，而且各門課程知識很難融會貫通、綜合運用，不利于綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。筆者認為應(yīng)打破傳統(tǒng)的教學(xué)體系，將機械傳動技術(shù)、電氣控制技術(shù)、液壓傳動、可編程控制器應(yīng)用技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等知識設(shè)置為幾個相對獨立的模塊，并有機地結(jié)合在一起，成為一個復(fù)合型專業(yè)課程，這樣既利于培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力，同時還可以減輕學(xué)生的課業(yè)負擔(dān)和學(xué)習(xí)壓力，并為實踐操作技能節(jié)約大量的時間。
二 突出職教特色，優(yōu)化知識內(nèi)容
職業(yè)教育必須適應(yīng)市場的要求，教學(xué)內(nèi)容必須具有職業(yè)性和實用性；知識應(yīng)以夠用為度，不必強調(diào)過多的理論系統(tǒng)性和完整性中國知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)庫。
1 刪除理論性較強的內(nèi)容
《液壓與氣壓傳動》課程理論抽象而實踐性又很強。因為液壓傳動的過程是在封閉的系統(tǒng)中完成的,要建立起直觀的認識是比較困難的。但是這個專業(yè)貼近生產(chǎn)實際,應(yīng)用性很強。一般的液壓設(shè)備在日常生活中很少見到,所以學(xué)生缺乏感性認識,加上隨著教學(xué)的改革,本課程的教學(xué)時數(shù)已經(jīng)縮減,故而傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難適應(yīng)新形勢下的教學(xué)任務(wù)了。只有改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段,使教學(xué)方法多樣化,并加強實踐環(huán)節(jié),才能改善教學(xué)效果。
過多、過深的理論知識不但使學(xué)生所學(xué)無用，而且可能使學(xué)生產(chǎn)生一定的恐懼、厭煩情緒，喪失學(xué)習(xí)的興趣和信心。傳統(tǒng)的《液壓與氣壓傳動》教材中液體動力學(xué)章節(jié)中存在較多繁瑣公式的推導(dǎo)及偏深的理論分析，如管路內(nèi)的壓力損失、液體流經(jīng)小孔及間隙的流量等計算公式、各種液壓泵排量及流量的計算公式，筆者認為均可予以刪除或壓縮。另外，教材中采用較大篇幅介紹了液壓系統(tǒng)的設(shè)計方法與計算步驟，該內(nèi)容主要應(yīng)用于工程設(shè)計和科學(xué)研究使用，對職業(yè)教育則沒有必要掌握，也應(yīng)予以刪除或壓縮。對那些必需的理論知識可作適當(dāng)處理，做到“知其然”，而不必過分強調(diào)“知其所以然”。例如，葉片泵只需說明葉片泵為減少葉片滑動的摩擦力，應(yīng)將葉片順轉(zhuǎn)向傾斜一定角度放置，而不必具體分析葉片的受力情況。從而使教材做到內(nèi)容少而精，突出其實用性。
2 體現(xiàn)教材的先進性
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，教材應(yīng)當(dāng)不斷補充新知識、新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝，使學(xué)生掌握最新的知識以適應(yīng)市場要求教育論文，如氣動技術(shù)近幾十年來發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，其工作原理與液壓傳動有許多相近之處，因此，可增加有關(guān)氣壓傳動的知識。而對于在生產(chǎn)中已淘汰或很少使用的設(shè)備和產(chǎn)品，在教材中則應(yīng)予以剔除，如徑向柱塞泵由于徑向尺寸大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造困難，近年來已使用較少，該部分知識可予以省略。
3 便于教學(xué)和自學(xué)
近幾年隨著高等院校的擴大招生，學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)普遍較差，學(xué)習(xí)能力較低。因此，教材內(nèi)容應(yīng)充分考慮學(xué)生的特點，盡量做到內(nèi)容通俗易懂，版面豐富、活潑、直觀。傳統(tǒng)教材每章節(jié)后的復(fù)習(xí)思考題多延用了本科教材的形式，以問答、論述、計算為主，對學(xué)生的論述、概括、分析能力有較高要求。筆者認為應(yīng)適當(dāng)?shù)亟档碗y度，采用學(xué)生喜聞樂見的填空、選擇、判斷題型，這樣既可以考察較廣的知識面，又可以突出知識點的理解和應(yīng)用，同時也便于老師的教學(xué)和學(xué)生自學(xué)。同時，可安排一些課后討論題或生活中的實例，如挖掘機、起重機的液壓系統(tǒng)，鼓勵學(xué)生利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)查找所需資料、增加學(xué)習(xí)的趣味性和實用性，做到開放式教學(xué)，拓寬課堂教學(xué)范圍。
4 注意與其它教材的統(tǒng)一性
《液壓與氣壓傳動》教材中涉及到許多的電氣元件都是用字母表示，如壓力繼電器用K表示，電磁開關(guān)用YA表示，但在有關(guān)的電氣教材中，壓力繼電器用KP表示，電磁開關(guān)用YV表示教育論文，容易使學(xué)生產(chǎn)生模糊不清的概念，建議相關(guān)教材對同一元件應(yīng)采用統(tǒng)一國家標準。
三 突出實踐能力的培養(yǎng)
為使學(xué)生具有一定調(diào)試和維修液壓設(shè)備的技能,必須加強學(xué)生對生產(chǎn)設(shè)備液壓系統(tǒng)分析能力的培養(yǎng)。通過大量實例分析,可使學(xué)生舉一反三,觸類旁通。同時,更好地把零散的液壓知識有機地聯(lián)系起來,得以靈活應(yīng)用。
突出實踐能力的培養(yǎng)，既要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，更要培養(yǎng)學(xué)生分析能力、解決問題的能力。液壓系統(tǒng)在工作中會出現(xiàn)各種各樣的故障，作為生產(chǎn)操作者必須具備查找排除一般故障的能力。但傳統(tǒng)教材只在最后章節(jié)中簡單提及了常見故障及其排除方法。筆者認為這樣泛泛而談已遠遠不能滿足實際的使用要求；建議在各章節(jié)介紹液壓元件工作原理后，均應(yīng)說明它們在使用中容易產(chǎn)生的故障及其排除方法，最后以典型系統(tǒng)為例，講解系統(tǒng)故障的診斷方法，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。
液壓課程中安排的實驗可分為演示、驗證型實驗和應(yīng)用型實驗。演示、驗證型實驗缺少創(chuàng)造性，不能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，如溢流閥的性能試驗，要求學(xué)生按照事先設(shè)計的試驗步驟進行操作，記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)，最后經(jīng)過較繁瑣的數(shù)據(jù)處理及圖表繪制，得出溢流閥的有關(guān)性能。整個試驗都是學(xué)生按指令被動執(zhí)行，沒有自己的認識與創(chuàng)新。筆者認為此類試驗效果甚微，可予以削減中國知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)庫。同時增加培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力的應(yīng)用型實驗，如液壓基本回路實驗，由學(xué)生自行設(shè)計液壓回路并通過試驗將各液壓元件安裝組合，驗證回路的可行性，把所學(xué)知識有機結(jié)合起來，在設(shè)計、聯(lián)接、調(diào)試的整個過程中，學(xué)生是主導(dǎo)者，能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，大大提高了其創(chuàng)造思維及綜合應(yīng)用能力。同時，為適應(yīng)市場對維修能力的要求，建議增加實習(xí)演練周，加強學(xué)生對液壓元件、系統(tǒng)常見故障的分析及排除能力。
四 開發(fā)配套教學(xué)軟件，發(fā)展多媒體教學(xué)
《液壓與氣壓傳動》課程的結(jié)構(gòu)圖、原理圖特別多,有的還比較復(fù)雜。過去的教學(xué)手段比較單一,主要是通過教學(xué)掛圖、教學(xué)模型等輔助教學(xué)。老師雖然下了很大的功夫,但學(xué)生卻聽得一頭霧水,漸漸失去了學(xué)習(xí)的興趣。圖文并茂的多媒體教學(xué)的出現(xiàn),使抽象的教學(xué)內(nèi)容變得直觀、生動。以溢流閥的講解為例，傳統(tǒng)教學(xué)多采用掛圖或幻燈片，教師所用的、學(xué)生所看見的不過是一些簡單、毫無生氣的二維示意圖教育論文，雖然配以教學(xué)模型進行講解，但溢流閥閥芯上移、實現(xiàn)溢流的過程，只能由學(xué)生自己發(fā)揮想象力。若利用多媒體技術(shù)，用不同顏色表示溢流閥的各組成部分，用三維動畫效果演示其裝配及工作過程，一個彩色的、立體的動態(tài)圖像呈現(xiàn)在學(xué)生面前。同時，通過與學(xué)生的雙向交流與反饋，有效地激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與創(chuàng)造想象力，使學(xué)生真正感受到現(xiàn)代化教學(xué)的優(yōu)越性。
五 改革考核方式,加強過程考核
本課程最終考核方法應(yīng)采取理論與實踐相結(jié)合的形式,理論教學(xué)包括理論考試成績、上課表現(xiàn)、完成作業(yè)情況三部分,實踐部分應(yīng)包括實踐技能、實習(xí)報考、實習(xí)態(tài)度三部分。考慮到高職教育人才培養(yǎng)目標的要求,總評成績理論與實踐部分各占50%為宜。通過這樣的考核方法,一方面督促學(xué)生上課認真學(xué)習(xí),下課及時完成作業(yè),掌握豐富的理論知識,另一方面,又重視學(xué)生的實踐動手能力的培養(yǎng),有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
總之，《液壓與氣壓傳動》教材要緊跟時展的需要，必須打破傳統(tǒng)教材的舊條框，建立科學(xué)合理的教材體系，拓寬課堂教學(xué)范圍，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，貫徹開放式、探討式、研究式、學(xué)習(xí)式教學(xué)形式和考核方式，并充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段提高學(xué)生職業(yè)能力。
關(guān)鍵詞：慧魚工程技術(shù)；機械設(shè)計；實踐實驗教學(xué)；創(chuàng)新能力
一、引言
機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)作為學(xué)校向應(yīng)用型綜合大學(xué)轉(zhuǎn)變中專業(yè)建設(shè)的重要組成部分，是培養(yǎng)應(yīng)用型機械類本科專業(yè)人才的主陣地?！稒C械設(shè)計》是該專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，專業(yè)教學(xué)計劃圍繞《機械設(shè)計》教學(xué)目標開設(shè)了工程實踐實驗課程，如《機械設(shè)計課程設(shè)計》《16+2職業(yè)技能訓(xùn)練》等，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、工程實踐能力、創(chuàng)新實踐能力、團隊協(xié)作能力等，要求學(xué)生能綜合利用所學(xué)知識解決工程實際問題。但是在實踐實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)效果差，一是因為機械設(shè)計實驗教學(xué)所開實驗多是認知性實驗和驗證性實驗[1]；二是因為《機械設(shè)計課程設(shè)計》命題陳舊且單一，缺乏現(xiàn)代設(shè)計，無法達到綜合訓(xùn)練的目標[2]。為此，本文提出基于慧魚工程技術(shù)的機械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新工程實踐能力等。
二、機械設(shè)計實驗教學(xué)弊端及改進策略
1.機械設(shè)計實驗教學(xué)弊端?！稒C械設(shè)計》是一門綜合性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，以《機械制圖》《理論力學(xué)》《材料力學(xué)》《機械工程材料》《互換性和測試測量技術(shù)》《機械原理》等課程為依托，對機械零件設(shè)計準則、摩擦磨損及、螺紋連接、軸轂連接、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿渦輪傳動、軸系設(shè)計、滾動和滑動軸承、機械系統(tǒng)設(shè)計以及其他常用零部件設(shè)計等知識進行講解[3]。其課程特點是內(nèi)容多且雜，存在大量經(jīng)驗公式與圖表，教學(xué)內(nèi)容抽象等，多數(shù)學(xué)生反映內(nèi)容零亂，找不到重點。為此，通常在制訂教學(xué)計劃開設(shè)相應(yīng)實驗課，輔助學(xué)生理解并掌握相關(guān)知識，如《機械設(shè)計課程設(shè)計》《機械設(shè)計實驗》。隨著技術(shù)的發(fā)展，社會對學(xué)生的綜合創(chuàng)新設(shè)計及工程實踐能力提出更高的要求[4]，但目前《機械設(shè)計課程設(shè)計》《機械設(shè)計實驗》仍然存在一定的弊端，實踐實驗教學(xué)效果差，無法滿足社會需求?！稒C械設(shè)計課程設(shè)計》是對漸開線圓柱齒輪二級減速器進行設(shè)計，該實踐項目存在一些弊端：一是課程設(shè)計命題陳舊且單一，是對通用漸開線圓柱二級齒輪減速器進行設(shè)計，主要內(nèi)容為機械方案設(shè)計、傳動系統(tǒng)詳細設(shè)計、裝配圖繪制及減速器設(shè)計說明書，相關(guān)設(shè)計技術(shù)指導(dǎo)書成熟，網(wǎng)絡(luò)資源豐富，學(xué)生設(shè)計時基本是依葫蘆畫瓢，查手冊，套公式，設(shè)計過程就是仿造，部分學(xué)生存在抄襲、買賣現(xiàn)象，嚴重影響教學(xué)秩序和教學(xué)質(zhì)量；二是重視二維裝配圖，輕視二維零件圖、爆炸圖和三維建模及裝配的訓(xùn)練，不足以滿足機械設(shè)計綜合訓(xùn)練的要求。機械設(shè)計實驗方面，主要包括機器組成及典型機械傳動零件感性認識、傳動試驗（齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動等）、機械傳動軸系部件設(shè)計與分析。由于我校教學(xué)計劃安排，無明確的機械設(shè)計實驗有關(guān)課程，僅在《機械設(shè)計》理論教學(xué)時，組織學(xué)生參觀機械典型零部件多功能語音教學(xué)示范箱，加深對《機械設(shè)計》各章節(jié)的理解。為彌補《機械設(shè)計》實踐實驗課程的不足，我校除了積極對《機械設(shè)計課程設(shè)計》教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及考核方式做調(diào)整外，還積極探索以16+2實踐周“專業(yè)技能訓(xùn)練”作為實驗實踐教學(xué)的補充，但由于不規(guī)范存在教學(xué)效果差的問題。2.設(shè)計實踐實驗教學(xué)，對大學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)具有重要的意義[5]。為此，我校對《機械設(shè)計課程設(shè)計》教學(xué)進行創(chuàng)新改革，積極探索機械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)。Fischertechnik，即“慧魚”，是德國人基于六面體接體發(fā)明創(chuàng)造的工程技術(shù)智趣拼裝模型，包含各類機械構(gòu)件（齒輪傳動、絲桿傳動、鏈傳動、皮帶傳動、連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、減速器等）、電氣元件（電機、電氣開關(guān)、氣動零件、各類傳感器、控制器、導(dǎo)線及導(dǎo)線接頭等）和編程軟件等模塊。該模型是《機械設(shè)計》的理想教學(xué)工具?；诖宋倚?，利用Fischertechnik模型搭建機械創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺，結(jié)合教師科研、機械工程專業(yè)學(xué)科競賽與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目等，在16+2實踐周“職業(yè)技能訓(xùn)練”時機械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗題目，學(xué)生自由組隊，綜合利用《機械原理》《材料力學(xué)》《理論力學(xué)》《機械設(shè)計》《機械制圖》等課程知識，合理分工，利用Fischertechnik組合模型，完成相關(guān)綜合創(chuàng)新實驗設(shè)計任務(wù)，力求達到培養(yǎng)綜合設(shè)計能力、工程實踐能力、創(chuàng)新實踐能力、團隊協(xié)作能力等的教學(xué)目標。
三、機械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)示例
為解決菠蘿采摘生產(chǎn)效率低、人工成本較高、果農(nóng)勞動強度高、芒刺對果農(nóng)傷害較大等問題，我校17機械班某組學(xué)生基于慧魚組合模型設(shè)計了一款小型手扶式菠蘿自動采摘機。右上圖為菠蘿采摘機部分功能裝置，分別為成熟識別裝置、傳輸裝置，考查學(xué)生對《機械設(shè)計》教學(xué)中電動機、減速器裝置、齒輪傳動、皮帶傳動、鏈條傳動/螺栓連接等知識的理解與掌握?；诨埕~工程技術(shù)的機械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)中，我校學(xué)子在第八屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽（慧魚組）中獲得國家三等獎1項，立項大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目國家級2項、省級1項，發(fā)表省級以上科技學(xué)術(shù)論文3篇，申報專利1項。目前，我們正在以國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目為依托，積極備戰(zhàn)中國—東盟高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育聯(lián)盟大學(xué)生創(chuàng)意機器人設(shè)計大賽和第九屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽，期望取得優(yōu)異成績。
