摘要：

文中介紹了靜液壓技術(shù)的主要特點，在農(nóng)業(yè)機械中使用靜液壓技術(shù)的優(yōu)勢以及國內(nèi)外靜液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵字：

液壓傳動技術(shù)；農(nóng)業(yè)機械；現(xiàn)狀；趨勢

1引言

液壓傳動低速重載的工作特性十分突出，從而易實現(xiàn)對其運動數(shù)據(jù)和動力參數(shù)的檢測、分析與控制。液壓傳動由于可以實現(xiàn)系統(tǒng)的整體功率恒定輸出，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單輕便，便于系統(tǒng)的擴展，擁有迅速傳遞效能，驅(qū)動行走時能夠在使用工作范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速，工作時容易實現(xiàn)正、反向運轉(zhuǎn)且無停頓、沖擊等突出優(yōu)點。使農(nóng)業(yè)收割機械中液壓傳動技術(shù)得以廣泛應(yīng)用[1]。但是由于普通液壓回路存在能量損失過大，能源消耗高，功率利用率低，效率不高的特點；所以要對液壓系統(tǒng)進行升級，將靜液壓傳動技術(shù)引入傳動系統(tǒng)。靜液壓傳動（變量泵+（變量）馬達組成的閉式回路系統(tǒng)稱為靜液壓傳動）是以高壓油為介質(zhì)直接傳遞動力的系統(tǒng)，其重要特征為系統(tǒng)壓力大，回路小流量。靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)中是以液壓泵為動力源器件，通過電子控操作系統(tǒng)對液壓馬達進行指令控制，通過改變泵的流量或液壓馬達的排量來調(diào)節(jié)系統(tǒng)回路流量，從而改變馬達的轉(zhuǎn)速，改變系統(tǒng)整體的輸出扭矩大小，實現(xiàn)工作范圍的無級變速傳動。靜壓傳動系統(tǒng)相對于單純機械傳動和輔助的液力控制機械傳動,顯著優(yōu)點為高效的傳動比、靈活的空間布局、易于實現(xiàn)無級變速、便于方向轉(zhuǎn)變、功率效能的優(yōu)化性、操作控制傳輸信號的多樣有效性等；靜液壓驅(qū)動農(nóng)業(yè)裝載機械在動力源工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，即使在低速工作時，仍可保證最大牽引力恒定有效，從而提供充足的扭矩[2~4]。

2靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機械上的技術(shù)優(yōu)勢

摘要：首先介紹了非公路礦用汽車液力機械傳動和電傳動形式的特點，其次從新型燃料、混合動力、純電驅(qū)動等方面綜述了其節(jié)能技術(shù)的相關(guān)研究，然后分析了該車型儲能系統(tǒng)和驅(qū)動電機的技術(shù)進展，并概括了通過優(yōu)化控制策略提升電傳動系統(tǒng)能量利用率的相關(guān)研究。最后總結(jié)為混合動力技術(shù)有望成為非公路礦用汽車的主要節(jié)能途徑。

關(guān)鍵詞：非公路礦用汽車；露天礦山；混合動力；能量效率；控制策略

0引言

礦業(yè)是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，合理開發(fā)利用與保護礦產(chǎn)資源，確保資源供給和資源安全，是實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展和高品質(zhì)生活、建設(shè)美麗中國的重點之一。對于礦業(yè)行業(yè)來說，發(fā)展綠色礦業(yè)、建設(shè)綠色礦山是落實科學發(fā)展觀和生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措。非公路礦用汽車作為露天礦山完成巖石土方剝離與礦石運輸任務(wù)的主要裝備，其工作特點為運程短、承載重，常用大型電鏟或液壓鏟進行裝載，往返于采掘點和卸礦點，其經(jīng)濟性指標很大程度上決定了是否能貫徹落實綠色礦山建設(shè)理念。因此，非公路礦用汽車的節(jié)能減排是當前整車制造和礦山企業(yè)面臨的重要問題。

1非公路礦用汽車的傳動形式

非公路礦用汽車的傳動形式包括液力機械傳動和電傳動2種，如圖1所示。液力機械傳動通過液力機械自動變速器、傳動軸、車橋?qū)⒉裼蜋C的動力傳遞給驅(qū)動輪，主要用于百噸級以下的車型。電傳動礦用汽車是工程機械中行駛速度最快、技術(shù)含量最高的產(chǎn)品，載重量從百噸以上至400t，廣泛應(yīng)用于煤和鐵礦石的開采運輸。相比機械傳動方式，電傳動無需液力變矩器、變速箱和驅(qū)動橋等部件，結(jié)構(gòu)簡單，可以降低機械傳動部件的制造成本，安裝維修也更為方便，傳動具有較高的響應(yīng)速度。國外的電傳動系統(tǒng)生產(chǎn)開發(fā)主要集中在通用電氣和西門子兩家企業(yè)，按照驅(qū)動電機的不同可以分為交流發(fā)電機-直流電動機的直流電傳動與交流發(fā)電機-交流電動機的交流電傳動類型。后者的功率密度更高，可靠性及傳動效率也更有優(yōu)勢。電傳動礦用汽車下坡制動時，整車的慣性能量（動能和勢能）轉(zhuǎn)換為電能并通過制動電阻柵轉(zhuǎn)換成熱能消耗，以此來實現(xiàn)車輛的制動。當車輛處于長距離下坡制動的工況時，發(fā)動機必須處于高怠速、高油耗狀態(tài)才能滿足牽引電機冷卻、機械制動、轉(zhuǎn)向等對能量的需求。開展非公路礦用汽車的節(jié)能技術(shù)研究、降低燃油消耗率、實現(xiàn)能量的高效利用成為目前該領(lǐng)域廣泛關(guān)注的熱點問題。

2非公路礦用汽車節(jié)能技術(shù)方案

1飛機機械傳動系統(tǒng)動力學特性

對于飛機機械傳動系統(tǒng)而言，飛行操縱系統(tǒng)有兩種類型，即動態(tài)操縱系統(tǒng)、靜態(tài)操縱系統(tǒng)。以靜態(tài)特操縱系統(tǒng)為例，其表現(xiàn)出桿力、啟動以及配平和傳動等特性；對于動態(tài)操縱系統(tǒng)而言，其面對的是內(nèi)容是操縱指令響應(yīng)。就目前國內(nèi)飛機機械傳動系統(tǒng)來看，駕駛員對多組機構(gòu)以及管控操縱伺服作動器，能夠進行不可逆動力操作。飛行操縱系統(tǒng)可分成兩個階段，其中一個階段即為駕駛桿以及腳蹬，主要是基于多組機構(gòu)以及人工感覺設(shè)備和傳動設(shè)備的輸入點，構(gòu)成了一個相對開環(huán)的系統(tǒng)；就第二個階段來講，主要是操縱面、伺服作動器，構(gòu)成的是閉環(huán)隨動環(huán)境。基于此，飛行操縱（機械傳動）系統(tǒng)設(shè)計過程中，應(yīng)當注意系統(tǒng)穩(wěn)定性、跟隨性和阻抗特性問題的發(fā)生。操縱系統(tǒng)中的駕駛桿、作動器輸入點以及腳蹬，是一個相對比較開環(huán)的系統(tǒng)，一般不存在安全問題，能夠確保其運行的安全穩(wěn)定性，知識跟隨性方面的問題。本文研究的有限元工具，主要是ANSYS技術(shù)，其在機械工程建設(shè)過程中得到了較為廣泛的應(yīng)用，而且采用的是商業(yè)套裝分析技術(shù)，對機械與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行計算、分析，尤其是要分析受外部載荷影響的響應(yīng)狀況，比如應(yīng)力、位移和溫度等。通過以上分析，可準確分析和判斷飛機機械系統(tǒng)外力負載作用下的瞬時狀態(tài)，對其是否滿足設(shè)計要求進行準確判斷。實踐中可以看到，飛機機械構(gòu)造較之于汽車、船只等更加的復(fù)雜，而且其所受到的荷載工況也呈現(xiàn)出多元化的特點，而且理論分析也難以實現(xiàn)效果，因此應(yīng)當采用數(shù)值模擬方法分析判斷。近年來，科技水平的不斷提高、計算機軟件技術(shù)的不斷進步，使得ANSYS技術(shù)在現(xiàn)代航天領(lǐng)域中的應(yīng)用更加的深入和廣泛。從應(yīng)用效果來看，該分析技術(shù)的應(yīng)用，可降低設(shè)計成本，有效縮短設(shè)計周期，在提高設(shè)計水平方面，具有非常重要的作用。

2工程設(shè)計軟件技術(shù)研發(fā)

在飛機多元化軟式機械操縱系統(tǒng)條件下，為了實現(xiàn)動力學特性仿真、系統(tǒng)力學影響以及有效滿足設(shè)計要求，應(yīng)當立足實際，對計算機輔助技術(shù)、工程設(shè)計軟件等進行針對性的研發(fā)。在技術(shù)研發(fā)過程中，力求構(gòu)建一套高效的、具有機械操縱幾何模型和自動化動力學分析功能的軟件。同時，為了能夠有效實現(xiàn)設(shè)計軟件的自動化、可視化建模，強化動力學數(shù)值建模功能，需在以下幾個方面做出努力。

第一個努力方向：基于c++Builder人機交互界面，接收用戶關(guān)于構(gòu)件幾何以及材料參數(shù)和相關(guān)信息，然后利用系統(tǒng)構(gòu)造算法構(gòu)建算法程序庫，對建模所需特殊點進行求值，并在此基礎(chǔ)上建立完備的操縱系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

第二個努力方向：在動力學建模過程中，采用文本自動剪輯軟件和技術(shù)手段，對建模宏命令進行編寫，并且建立可適用于ANSYS/LS.DYNA的可執(zhí)行命令流模板，在此基礎(chǔ)上形成模扳庫。當用戶參數(shù)輸入以后，利用C++Builder技術(shù)對可執(zhí)行命令流模板剪連，從而形成較為完備、合理的分析命令流文件，最終完成系統(tǒng)構(gòu)件建模。

第三個努力方向：重新寫入命令流執(zhí)行文件，形成可直接應(yīng)用于ANSYS/LS．DYNA的求解器計算程序，經(jīng)引擎調(diào)用以后，對ANSYS/LS．DYNA求解器進行適當調(diào)節(jié)。在此過程中，計算結(jié)果以數(shù)據(jù)或曲線形式反饋到人機交互界面。給予以上交互式程序的設(shè)計，在視窗界面上用戶通過輸入構(gòu)件的外形參數(shù)、材料參數(shù)或者受載參數(shù)，可直接獲得系統(tǒng)仿真結(jié)果。一般而言，上述系統(tǒng)中的相關(guān)構(gòu)件參數(shù)如下：扇形輪、滑輪厚度圓心以及外形尺寸參數(shù)和材料屬性參數(shù)，1、4代表扇形輪參數(shù)；2、3代表滑輪參數(shù)。駕駛桿截面積為矩形：O.02m×O.02m，輸出搖臂參數(shù)材料屬性參數(shù)與駕駛桿相同，只是位置參數(shù)不同，拉桿截面面積為0.06m2；駕駛桿、前拉桿輸出端相互連接在一起，扇形輪l上的(0，0.1，O)與后端節(jié)點相互連接；同時，后拉桿前端、扇形輪2上的(9，3.6，O)相互連接在一起；后端、輸出搖臂輸入點之間相互連接。從實踐來看，兩種拉桿的構(gòu)成材料一致，而且材料參數(shù)以及滑輪材料等也基本一致。

摘要：漸開線齒輪是工業(yè)機器或裝備上不可或缺的基礎(chǔ)裝置或關(guān)鍵部件，漸開線齒輪是齒輪中的一種，因其具有加工制作簡易且對裝配誤差不敏感的特點，在機械領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但由于齒輪的輪廓復(fù)雜、設(shè)計參數(shù)多，三維建模十分困難，隨著計算機的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為齒輪設(shè)計帶來了便利。本文在Web服務(wù)環(huán)境下對機械齒輪進行參數(shù)化設(shè)計，便于實現(xiàn)對齒輪參數(shù)的便捷修改和維護，有利于提高漸開線齒輪的設(shè)計效率和準確率。

關(guān)鍵詞：Web服務(wù)；機械傳動；漸開線齒輪；參數(shù)化；設(shè)計方法

1背景

齒輪是工業(yè)機械的重要基礎(chǔ)裝置，也是我國工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，齒輪的設(shè)計與發(fā)展水平可以在一定程度上體現(xiàn)國家的工業(yè)化水平。齒輪傳動在國防軍工、工程機械、風力發(fā)電、礦山機械、汽車、農(nóng)機、航空等機械裝備制造領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛。漸開線齒輪作為齒輪中的一種，是機械中常用的部件，是由漸開線和過渡線組成，因其具有工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比高、使用壽命長等優(yōu)點，得到了廣泛應(yīng)用。齒輪的設(shè)計與建模是齒輪制造的基礎(chǔ)，但由于在齒輪的圖紙繪制過程中不可避免需要進行多次反復(fù)的修改與訂正，以促進對零件形狀加工的優(yōu)化。但由于齒輪的設(shè)計比較復(fù)雜，且齒輪各個參數(shù)之間相互約束，使得齒輪的三維建模過程十分的繁瑣。伴隨著數(shù)字化時代的到來，基于Web的計算機輔助設(shè)計成為機械領(lǐng)域發(fā)展的重要趨勢。

2基于Web服務(wù)的機械傳動齒輪參數(shù)化設(shè)計思路

齒輪是機械傳動裝置中的重要組成部分，所以齒輪設(shè)計的好壞直接關(guān)系機械傳動裝置的工作效率和使用壽命，同時也關(guān)系著齒輪制造企業(yè)能否在激烈的市場競爭中以最低的成本和最短的時間獲得最大化的經(jīng)濟利潤。齒輪的設(shè)計是一項相當繁瑣的工作，而齒輪的再設(shè)計就是一件風險較高的事情，在設(shè)計過程中的一點誤差或錯誤都可能會影響齒輪的性能，甚至可能會造成不可估量的損失。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在機械設(shè)計領(lǐng)域中，對于零部件的設(shè)計與加工，有40%是直接重用現(xiàn)有的零部件，還有40%的零部件是對現(xiàn)有程序進行參數(shù)修改后而得到。因此，重用設(shè)計不失為提高再設(shè)計效率和質(zhì)量的一條有效途徑。計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)為重用設(shè)計提供了平臺與技術(shù)支持，現(xiàn)階段基于計算機技術(shù)的重用設(shè)計主要包括實例和參數(shù)重用設(shè)計2種類型，在實例的重用設(shè)計中可以同時實現(xiàn)對加工工藝、特征及參數(shù)的重用；而參數(shù)重用設(shè)計則只能對參數(shù)進行修改。由于在機械領(lǐng)域中，往往客戶所需的產(chǎn)品與實例之間有著較大的差距，此時就需要對實例進行參數(shù)的修改，因此，在本文的設(shè)計中是將2種類型的重用設(shè)計融合在一起進行運用。對于齒輪的重用設(shè)計可以表示一個發(fā)現(xiàn)問題、獲取知識和解決問題的過程。近年來，為了將更多精力投放到核心技術(shù)的研發(fā)中，部分企業(yè)的零部件生產(chǎn)與加工往往會選擇直接由齒輪供貨商來提供，為了確定供貨商所提供零部件是否滿足其要求，企業(yè)需要全面、詳細且便捷地了解零部件的相關(guān)資料與信息。而基于Web服務(wù)的零部件數(shù)據(jù)庫，則為企業(yè)和供貨商提供了一個良好的產(chǎn)品資源分享和信息交流的平臺，這樣有利于加快零部件的開發(fā)速度、縮短開發(fā)周期。此外，由于企業(yè)不同用戶對于齒輪產(chǎn)品的需求也存在顯著差異，為了能夠帶給客戶個性化的體驗和專業(yè)的服務(wù)，可以讓客戶提前通過基于Web服務(wù)的數(shù)據(jù)庫根據(jù)自身需求，尋找是否有符合要求的齒輪種類，若有，則可以直接定制；若沒有，可以查找到比較相似或相近的齒輪種類，通過改變齒輪的參數(shù)來達到所需產(chǎn)品的要求。由此可見，基于Web服務(wù)的零部件數(shù)據(jù)庫設(shè)計，無論是對于企業(yè)，還是對于客戶而言，可以促進他們之間的友好合作，而且也減少了因各種因素導(dǎo)致的誤差，極大程度地縮短了產(chǎn)品開發(fā)的時間。因此，基于這一優(yōu)勢，筆者提出了一種基于Web服務(wù)的機械傳動齒輪參數(shù)化設(shè)計重用的方案（如圖1）。其中，該框架主要包括以下3個部分：

（1）數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)庫主要用于存儲齒輪的參數(shù)、螺旋角、壓力角、模數(shù)和材料等相關(guān)信息；三維CAD模型庫中以齒輪族的形式存放多個相似的齒輪模型；二維CAD模型庫用于存儲三維CAD模型庫中齒輪模型對應(yīng)的三向視圖。

摘要：

針對當前《機械原理》課程設(shè)計的教學現(xiàn)狀，分析其不足，并基于OBE工程教育理念，對《機械原理》課程設(shè)計的教學模式改革進行了探討并付諸實踐。《機械原理》課程設(shè)計是機械類各專業(yè)學生在學習《機械原理》課程后進行的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，其模式的改革為適應(yīng)新形勢下對機械類學生機構(gòu)選型、機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)提供了良好的平臺和借鑒，具有重要意義。

關(guān)鍵詞：

OBE；工程教育；《機械原理》課程設(shè)計

為了推進工程教育改革，促進中國工程教育的國際互認，培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師，由專門的職業(yè)或行業(yè)協(xié)會（聯(lián)合會）、專業(yè)學會針對高等教育機構(gòu)開設(shè)了工程類專業(yè)實施專門性認證，工程教育認證強調(diào)工科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量達到行業(yè)提出的基本質(zhì)量標準要求，是一種合格性評價[1，2]。工程教育專業(yè)認證強調(diào)的三個核心理念：產(chǎn)出導(dǎo)向（Outcomebasededu-cation，簡稱OBE）、學生為中心、持續(xù)改進，這些理念代表了工程教育改革的方向，是一種先進的教育理念[3]。我國若要成為《華盛頓協(xié)議》正式簽約組織，就必須基于OBE理念，深化我國的工程教育改革和工程教育認證體制。《機械原理》是機械類專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是研究機械的工作原理、構(gòu)成原理、設(shè)計原理與方法的一門學科，而《機械原理》課程設(shè)計是緊隨《機械原理》課程之后的實踐性教學環(huán)節(jié)，是《機械原理》課程的延伸[4]。基于OBE工程教育認證的12條畢業(yè)能力要求及課程規(guī)劃，《機械原理》課程設(shè)計需培養(yǎng)的主要能力包括：1）掌握工程基礎(chǔ)理論知識并能將其應(yīng)用于工程問題（畢業(yè)要求1）；2）具有分析和解釋數(shù)據(jù)，得到合理、有效結(jié)論的能力（畢業(yè)要求2）；3）具有綜合運用機械設(shè)計理論和技術(shù)手段設(shè)計復(fù)雜機械系統(tǒng)、部件和過程的能力（畢業(yè)要求3）。本文基于OBE工程教育理念對《機械原理》課程設(shè)計課程能力的上述四條要求，結(jié)合近年實踐經(jīng)驗，闡述我校《機械原理》課程設(shè)計改革模式，并為其《機械原理》課程設(shè)計改革提供參考。

一、機械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力

《機械原理》內(nèi)容包括兩部分，其一是對現(xiàn)有機構(gòu)的學習，包括構(gòu)型分析、運動學和動力學的學習；其二是針對具體任務(wù)，利用所學機構(gòu)學知識，設(shè)計傳動方案。前者稱為分析，后者稱為型綜合，《機械原理》學習的最終目的，就是要達到型綜合的高度，《機械原理》課程設(shè)計正是鍛煉綜合能力的實踐教學。遺憾的是，傳統(tǒng)的《機械原理》課程設(shè)計，體現(xiàn)不出OBE所要求的設(shè)計系統(tǒng)的能力，復(fù)雜機械系統(tǒng)更無從談起，因此，改革勢在必行。基于OBE教學理念的課程設(shè)計改革使設(shè)計題目多樣化，調(diào)動學生設(shè)計的積極性而不限制其思維，并且課程設(shè)計只提出最終要求而不限制方法，為了讓學生在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成設(shè)計任務(wù)，題目不宜太深太復(fù)雜，其原則為：題目具有綜合性，以運動方案設(shè)計為主；題目要覆蓋《機械原理》課程的主要內(nèi)容；題目應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實際，是學生在日常生活、生產(chǎn)實踐中所熟悉的；題目的設(shè)計結(jié)果應(yīng)包括兩到三種基本機構(gòu)，也允許選用其他常用機構(gòu)或組合機構(gòu)；題目要有一定的靈活性和創(chuàng)新性，有利于發(fā)揮學生的創(chuàng)造力。在設(shè)計題目確定后，需對已選題目提出三種運動方案，并經(jīng)反復(fù)論證，確定一種最佳運動方案進行設(shè)計和分析。這種自由選題的模式可大大提高同學的興趣。設(shè)計方案由學生獨立提出，經(jīng)獨立地分析、比較后確定最佳方案，以發(fā)揮其主觀性、創(chuàng)造力，使學生受到一次真實的設(shè)計訓練，進而提升其機械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力。此外，改革后的課程設(shè)計，學生們可以自由組合，每個小組自由選擇設(shè)計題目，小組成員分工協(xié)作，共同完成設(shè)計任務(wù)。從選題、論證、設(shè)計到最后提交設(shè)計成果，共同討論、研究，各自發(fā)揮自己的長處，不僅培養(yǎng)了創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，也使他們體會到團隊合作的作用。這也符合OBE培養(yǎng)大綱中工程畢業(yè)生個人能力和人際團隊能力培養(yǎng)的要求。

摘要：隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)進程的不斷推進，農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造領(lǐng)域取得了突飛猛進的發(fā)展。近年來，諸多農(nóng)業(yè)機械制造領(lǐng)域的專家學者和技術(shù)人員將研究重點放在大功率、大容量機械設(shè)備，以及液壓傳動控制系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機械制造領(lǐng)域的應(yīng)用方面，全力打造農(nóng)業(yè)機械制造中的液壓傳動控制系統(tǒng)，使得液壓機械傳動控制技術(shù)在短時間內(nèi)被迅速推廣。基于此，文章闡述了液壓傳動控制系統(tǒng)所涉及的設(shè)計原理，分析了液壓傳動控制系統(tǒng)應(yīng)用時應(yīng)注意的事項，以供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；液壓傳動控制系統(tǒng)；設(shè)計原理

分析我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造發(fā)展情況可知，液壓傳動控制系統(tǒng)已經(jīng)趨于完善，但要不斷提升其精準度，始終將自動化和智能化作為其主要發(fā)展方向。因此，相關(guān)研究人員必須理性看待液壓傳動控制系統(tǒng)為農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造帶來的價值優(yōu)勢，不斷對其設(shè)計進行創(chuàng)新優(yōu)化，推動農(nóng)業(yè)機械向自動化的創(chuàng)新發(fā)展。

1農(nóng)業(yè)機械制造中液壓傳動控制系統(tǒng)的設(shè)計原理

液壓傳動控制系統(tǒng)的配件十分繁雜，主要包括液壓元件、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件以及液壓油，在設(shè)計過程中需要注意的結(jié)構(gòu)要點數(shù)不勝數(shù)。在上述基礎(chǔ)元件構(gòu)成中，液壓元件主要是液壓油泵，其會在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的過程中推動機械能向液體壓能轉(zhuǎn)化。隨著液壓油泵的運轉(zhuǎn)，液壓控制閥、管道、蓄能器等共同對液壓介質(zhì)壓力控制發(fā)揮著重要作用，能夠比較精準有效地保證液壓介質(zhì)的流量以及流動方向。值得注意的是，相關(guān)負責人員必須切實保障液體的平衡狀態(tài)，即各個階段的壓強應(yīng)該是一致的，否則液壓傳動控制系統(tǒng)整體穩(wěn)定性將會受到嚴重沖擊。因此，設(shè)計人員可以設(shè)計不同規(guī)格大小的活塞來控制承受壓力范圍，保證施壓的合理性[1]。一般情況下，液壓油在液壓傳動控制系統(tǒng)中充當著傳動媒介的角色，隨著系統(tǒng)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換，各部分元件會相應(yīng)地協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，從而發(fā)揮系統(tǒng)效能。液壓傳動控制系統(tǒng)中的控制回路分布也十分復(fù)雜，但是不同的控制回路之間又有著相對明確的職責分工，相互協(xié)調(diào)，相輔相成，在持續(xù)的運轉(zhuǎn)中維持著液壓傳動控制系統(tǒng)的內(nèi)部工作秩序。具體來說，液壓傳動控制系統(tǒng)中的壓力控制回路主要負責壓力的穩(wěn)定和調(diào)節(jié)。當系統(tǒng)所承受的壓力超過系統(tǒng)設(shè)計過程中設(shè)置的溢流閥壓力閾值時，就會不可避免地出現(xiàn)閥開口度大幅度增加的情況，與之相對應(yīng)的液壓泵出壓力會降至較低水平，借此實現(xiàn)對控制系統(tǒng)壓力平衡的維護[2]。回路上設(shè)置減壓閥和升壓器也是現(xiàn)階段壓力控制系統(tǒng)不可或缺的重要構(gòu)成部分，可借此針對性地調(diào)節(jié)局部電壓，并在回路中設(shè)置蓄能器，解決系統(tǒng)運行的壓力波動問題。速度控制回路則根據(jù)其作用效果和負責部位劃分為兩種，即調(diào)速回路和同步回路，前者只對單個元件的運行速度起到調(diào)控作用，而后者則控制多個元件，二者的相輔相成為液壓缸的同步運行狀態(tài)提供了堅實保障。另外，方向控制回路主要應(yīng)用于控制主油路換向，將活塞鎖緊，如此一來，就能極大程度地降低工件在某位置停留時發(fā)生移動等事故的概率，避免因液壓傳動控制系統(tǒng)運行事故而帶來的經(jīng)濟損失。

2農(nóng)業(yè)機械制造中液壓傳動控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造領(lǐng)域中，由于液壓傳動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，同時元件質(zhì)量輕，因此其在系統(tǒng)中的應(yīng)用極為靈活。從某種角度來說，輕量化和智能化將會是未來數(shù)年內(nèi)液壓傳動控制系統(tǒng)發(fā)展的潮流趨勢[3]。除此以外，研究人員還應(yīng)該認識到液壓傳動控制系統(tǒng)在控制穩(wěn)定性、功率等方面的優(yōu)勢，并以此為切入點解決設(shè)備過載問題。比如，設(shè)計人員可以在已有的液壓傳動控制系統(tǒng)回路中增設(shè)溢流閥，對系統(tǒng)施加外在保護，從而長時間維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。事實上，液壓傳動控制系統(tǒng)還具備自動化程度較高的特點，與電子技術(shù)具有較高的契合度，因此技術(shù)人員可結(jié)合實際情況以及農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造行業(yè)的發(fā)展趨勢要求精準調(diào)控系統(tǒng)的運行荷載[4]。

作者：何建寧 單位：廣西石化高級技工學校

由于旋蓋的螺紋長度較長和螺紋成型后脫模力較大，與常規(guī)的脫模機構(gòu)不同，圖4模具采用電機驅(qū)動鏈輪使螺紋型芯旋轉(zhuǎn)的方法來實現(xiàn)自動脫模。

模具結(jié)構(gòu)特點：（1）常規(guī)的三板模結(jié)構(gòu)，1模2腔，側(cè)澆口進料。（2）無拉料桿和推桿裝置，在彈簧力的作用下通過澆口推板將主流道凝料從定模板上推出，模具結(jié)構(gòu)簡單。（3）模具工作可靠，操作方便，自動化程度高。（4）脫螺紋機構(gòu)的主要零件有：電機、鏈輪、鏈條、推力軸承、深溝球軸承、接近開關(guān)、中間繼電器、時間繼電器等。模具的工作過程為：模具合模、注射、保壓、冷卻過程結(jié)束后，模具開模，動模開始向后運動，澆口推板18在彈簧17的作用下，將主流道凝料和塑件從動模上推出。動、定模開模到一定距離，注塑機頂桿通過動模座板16的頂出孔進入模具，使接近開關(guān)22受到感應(yīng)，并發(fā)信號給中間繼電器19，啟動電機26。

電機通過主動鏈輪24、鏈條14帶動從動鏈輪8旋轉(zhuǎn)，螺紋型芯7在推力軸承5和深溝球軸承6的配合下作旋轉(zhuǎn)運動。塑件與型芯在相對旋轉(zhuǎn)運動的作用下實現(xiàn)自動脫模。當時間繼電器20到時后自動斷電，電機停止運轉(zhuǎn)，型芯同時停止旋轉(zhuǎn)，模具的一個工作循環(huán)過程結(jié)束。

模具中采用的機電一體化控制系統(tǒng)包括電器控制、機械傳動和動力元件三大部分。電器控制部分功能上包括：信號采集、信號傳遞和信號控制；機械傳動的類型有：齒輪傳動、鏈傳動、蝸桿傳動、螺旋傳動以及常用機構(gòu)等。動力元件有：電機、液壓泵和氣壓泵。下面主要對電器控制元件的功能和作用進行介紹。

信號采集元件信號采集元件可分為：接近開關(guān)（見圖5）、光電開關(guān)（見圖6）、信號傳感器等。圖4模具中使用接近開關(guān)作為信號采集元件。接近開關(guān)是一種無需與運動部件進行機械接觸而可以操作的位置開關(guān)，當物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動作，從而觸發(fā)交流或直流電器工作或給計算機裝置提供控制指令。光電開關(guān)是利用被檢測物對光束的遮擋、吸收或反射，檢測物體有或無。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。

信號傳遞元件圖模具中采用中間繼電器（見圖7）作為信號傳遞元件。中間繼電器是用來傳遞信號或同時控制多個電路，也可直接用它來控制小容量電機或其他電氣執(zhí)行元件。繼電器的工作原理是：當某一輸入信號（如電壓、電流、溫度、速度、壓力等）達到預(yù)定數(shù)值時，使它動作，以改變控制電路的工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)既定的控制或保護的目的。在此過程中，繼電器主要起傳遞信號的作用。

1機電一體化課程設(shè)計前期教學工作

（1）設(shè)計題目、內(nèi)容不規(guī)范，要求不統(tǒng)一。

由于每屆或每班的指導(dǎo)教師不同，設(shè)計題目、內(nèi)容、要求、難易程度偏離太大。如有數(shù)控機床改造設(shè)計、伺服系統(tǒng)控制設(shè)計、交通燈控制設(shè)計等，要求、工作量也不相同。有的設(shè)計任務(wù)偏難，有的設(shè)計任務(wù)又太簡單。

（2）設(shè)計資料缺乏。

由于機電一體化是一門新興的技術(shù)和專業(yè)，這方面的知識內(nèi)容都在相關(guān)的雜志刊物登載，書籍相對少一些。要進行課程設(shè)計，收集這方面的資料較困難。沒有現(xiàn)成的資料匯編及設(shè)計手冊，學生要花費較多的時間找資料，往往是教師幫助尋找資料。而且沒有像機械零件設(shè)計那樣的系統(tǒng)完整的課程設(shè)計指導(dǎo)書。在設(shè)計中盲目性較大。

（3）師資不足。

最早幾年機電專業(yè)方向只有一個班或兩個班，指導(dǎo)教師有2~4人即可。一般由主講或熟悉機電一體化控制系統(tǒng)課程的教師指導(dǎo)。近幾年隨著學生的擴招，機電專業(yè)擴展到4~5個班，指導(dǎo)教師需要8~10人，明顯不夠，因此有必要進行培養(yǎng)。