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液压技术内容:①先导控制技术:即采取力度较小的手动操作,通过操纵手柄产生的控制信号,实现对较大功率的主阀芯进行控制,使用过程灵活简单。②采用负载传感技术,有效解决工程机械负载变化大和多路阀复合操作相互影响问题。③计算机控制技术应用于工程机械,先进的硬件环境对先进的智能控制策略的应用提供了根本保证。④比例技术和伺服技术应用于高精度的工程机械控制,以达到操作方便、高控制精度的目的。⑤通过使用液压泵控制技术,可以提高对发动机控制利用的效率。
2工程机械液压系统的组成与工作原理
液压系统主要组成部分包括:动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件及传动介质五大部分组成。主要特点如下:在设备作业过程中,在相关元件的作用下,实现能量的互相转换,在运行过程中,可以平稳无间隙地进行传动,这样就可以实现大范围的无级变速,并且还可以使得传动设备得到一定程度的简化,相较于其他的传动装置设备,液压传动设备有着比较明显的优势,其体积较小、重量轻,在工作过程中惯性小,动态性能良好。液压系统的动力传动介质为油,这就使得液压元件在使用时,可以得到充分的,减少工作磨损,延长使用寿命。动力元件即液压泵,是一个能量转换装置。通过液压泵,把机械能转化为液压能,输出带有压力的油液,而后,在压力油液的作用下,通过液压执行元件,液压缸、液压马达等,再将液压能转化为机械能,这就可以进行正常的机械工作。
3液压系统故障诊断的基本技能和方法
3.1基本技能
技术维修人员,要对液压系统的基本结构掌握好,弄清楚整体液压系统的工作原理和各主要部件的主要功能,并且对液压元件的使用特点进行详细的了解。在掌握了上述基本的技能之后,还要有一定的液压设备运行管理经验,提高处理紧急情况的能力。维修技术人员,还需要学会使用基本的检测仪器,在凭个人经验技术不能确定液压设备故障的情况下,需要使用相关的专业检测仪器进行故障检测,以提高故障检测的准确率。
3.2常见诊断方法介绍
3.2.1直观检查法
直观检查法就是技术人员直接通过对液压系统的看、听、摸等感觉器官进行检查,再结合个人的实际经验,对故障进行分析和判断。具体说来,要观察液压油的颜色,通过和相应的标准进行对比,得出合理的结论,一些液压元件,由于使用温度的变化,也会导致颜色发生变化,比较常见的,是银白色的液压元件,在高温、高负荷的工作环境下,会逐渐变成暗黄色,时间长了,如果液压元件超负荷运转时间长了,就容易出现颜色的明显变化,这就通过肉眼的观察,可以直接得出结果。在液压设备的工作过程中,主要是听设备在荷载情况下的声音,出现杂音时,要引起注意,可能是液压系统的内部构件出现了破损,若是设备发出比较沉闷的声音,可能是液压油浓度过大,这就需要维修技术人员及时更换浓度合适的液压油。通过用手触摸,也是一种分析判断液压设备故障的良好方法,正常的液压元件应该是光滑、质地细密的,如果用触摸相关的元件时,感觉到粗糙、扎手,那就很可能是液压元件出现硬伤,比如设备的震动或较大幅度的移动,可能会给一些液压元件造成碰撞,使其出现物理硬伤。因此,通过手的触摸,可以发现这种问题。
3.2.2排除分析法
逻辑分析法,主要是通过对液压系统的整体把握,通过排除一些不可能发生故障的环节,进而逐步缩小故障产生的范围,减少不必要的大范围检查,这样可以逐步提高设备故障诊断的准确率。除此之外,在排除分析法的基础上,还可以使用逻辑分析法。(逻辑分析法,主要通过对故障出现环节的分析,确定故障发生的原因)
4工程机械液压系统的常见故障与维护
4.1液压油的正确使用
液压系统经常发生的各种故障和损坏事故往往与液压油变质污染及密封的破坏有关。因此必须保证液压油的清洁。油品性能可以根据需要具体选用,必须保证油品无污染、洁净。
4.2防止空气进入
液压系统进入空气后,会使液压系统产生很多泡沫以致破坏油液的性能,且造成液压执行元件在工作中出现速度缓慢、力量不足等现象。因此,必须严禁空气进入液压系统,并应注意防止回油时带入空气,不要使回油管露出油箱内的油液表面;如果系统已进入空气,应及时检查出漏气部位,认真进行修复,并将进入系统的空气排除掉。
4.3提高液压油滤芯使用寿命
第一,提高液压油的质量。液压油系统目标清洁度的等级在确定后,始终保证液压系统在目标清洁度等级下工作是非常重要的。在液压系统所必需的基本清洁度下工作,能够尽量避免由于系统污染所造成的元件磨损,以便延长系统寿命。第二,减少液压油的污染。实际液压系统中滤油器失效的主要原因是污染入侵率高。高污染侵入率增加了滤芯的负担,缩短了滤芯使用寿命。液压油的污染程度越大,滤芯的寿命越小。避免滤芯由于液压油污染而减小滤芯的寿命,关键在于严格的限制将要进入液压系统的环境污染的通路。所以应该尽量仔细保证敞开的油口保持盖住或堵住,而元件的分解和重装要在经过保护、防止过多空气粉尘和污染的场所中进行。
4.4加强日常维护
执行元件在长时间的使用后,残留的污物会破坏阀芯与阀体配合,使得密封不严,动作失灵,整个系统工程循环受阻,此时应更换总成或清洗元件。液压泵在初始运转前,应向泵内注满油,以防泵空转而损坏。在液压系统进入稳定的工作状况后,维修技术人员要随时注意油温、压力、声音等情况;如发现异常情况,必须及时处理,以保证设备运行安全。
5结束语
具有良好的示范作用,可有利推动整个团场的高效节水农业的发展。推行高效节水灌溉技术后,可使地下水的补给减少,从而可使盐渍化土地得到改良,使灌区环境得到改善。节水灌溉大面积推广后,可用部分节水量来用于灌区周边环境的改善,增加林果的覆盖度,对灌区的长期持续稳定发展是及其有利的。目前新疆生产建设兵团节水潜力巨大,增产效果明显,建设滴灌系统工程可产生较好的经济效益、社会效益和生态效益,有利于在整个团场大力推广应用高新技术节水灌溉,可推动团场的高效节水农业的发展。总之,通过建设滴灌系统工程,对促进本区农业高效用水的发展,为精准农业在本区的发展创造了良好的基础条件,对于推动项目区及整个地区高效节水农业的发展,具有长远意义和现实意义。
2滴灌系统工程设计主要内容
设计内容包括:水源工程以及首部枢纽、系统设计比选、施工组织管理、环境影响评价与水土保持、工程概预算[5]。水源工程以及首部枢纽设计是根据建设区基本资料以及工程规划确定水源位置以及系统首部设备;系统设计比选是通过不同的田间管网布置形式,比选比较经济合理的输配水管网形式,选择合适方案;通过最后的方案比选,确定较优方案后绘制滴灌系统平面布置图,结合作物需水规律确定滴灌工作制度。根据建设区特点以及工程布置形式,确定系统同时工作支管数、灌溉周期、一次灌水延续时间。基于轮灌制度确定的系统流量,进行包括毛、支、干管的管道水力计算,选择各级管道的材质及管径;计算管道系统各控制点的压力水头,进行管道纵断面设计,管道系统结构设计;选配水泵和动力装置;最后对系统运行进行复核,包括节点压力均衡验算以及水锤验算。施工组织管理是根据已形成的平面布置图、结构图,进行施工放线图的绘制;绘制管道的横断面图。按工程部位进行工程量的计算,做出工程量统计表。环境影响评价和水土保持是对施工过程产生的环境质量问题进行评价,对可能出现的水土流失现象,采取适当的工程和生物措施,保持建设区的环境和水土资源。初步设计概算是根据工程量的统计,以及水总(2002)116号文和新疆自治区水建管(2005)118号文的各类定额标注,确定项目投资。
3滴灌系统工程水土流失预防及治理措施
西北干旱区干旱少雨,濒临沙漠,植被覆盖度低,春秋季浮沉及沙尘暴天气频繁,土壤易受水力和风力侵蚀。因此在建设滴灌系统工程的过程中一定要做到治理保护和开发利用相结合,制定合理的水土保持方案,使工程措施和生物措施相结合,防止生态环境恶化,为团场经济的可持续发展创造条件。
3.1建设引起的水土流失预测
泵房、管理房等首部土建工程、机电设备安装工程均会使地表及植被遭到破坏。由于地表扰动及植被的破坏,在外力的作用下产生少量水土流失。另外,建设耕地管沟开沟、回填必然产生少量弃土和弃渣,为水土流失创造条件,如不及时合理的进行处理,将会引发水土流失。
3.2水土流失预防及治理措施
建设区水土保持工作直接关系到当地群众的生活水平和生活质量的提高,减少水土流失、改善生态环境有利于农业生产及农村经济的可持续发展。因此,必须结合工程的特点,扬长避短、因害设防,对建设过程中产生的水土流失必须进行综合治理。采取工程措施和生物措施相结合的治理方法,同时要加强管理,杜绝人为水土流失现象的再度发生[6]。
(1)工程措施。在建设过程中应高度重视水土保持工作,将水土保持作为建设的一部分。在施工过程中首部工程及管道的管沟开挖回填后要将多余的土方摊平,不得随意堆放,同时要注意施工场地植被的保护,尽量减少植被破坏。必要的情况下可以进行土工膜遮盖和洒水处理。
(2)生物措施。管沟回填后,要及时绿化和耕作,使破坏的地表和植被得到恢复,保证在建设完成后地面植被的覆盖度不小于未建设之前的地面植被覆盖度。
1.1控制器
Parker具有多种控制器,包括支持CAN协议、多线程、带大型液晶显示、带触控屏、支持安全功能等多款主控制器及扩展控制器。Parker的控制器根据开发平台的不同分为三种系列,首先是基于Matlab/Simulink编程的CM系列,主要用于大批量定制化的控制系统,如用于控制变速箱的CM0711,用于控制挖掘机、装载机的CM3620等;其次是基于模块化编程平台的IQAN系列,主要用于中小批量且用户可编程的控制系统,如用于控制比例阀的XA2、用于控制高空作业设备的安全模块MC3等;还有基于梯形图编程形式的VMM系列,主要用于多路复用控制系统,如用于控制风扇散热系统的VMM0604等。Parker的控制器采用坚固的壳体设计,配备车载防护连接器,内部具有防止冷凝隔膜,具有高可靠性及耐用性,严格符合国际标准,适用于室外环境使用。
1.2显示器
Parker的显示器包括支持CANJ1939协议、ISOBUS协议、配置大型液晶屏、触控屏、多仪表板等多种类型。多年以来的应用,证明了产品的技术及稳定性完全符合各种工况需求。例如运用了完全集成型高亮度的IQAN-MD4显示器,可在IQANdesign环境中快速进行配置,用户可编程的全新触摸显示屏为工业车辆提供了直观的界面。MD4显示器分为5.5英寸、7英寸和10英寸三种型号,支持摄像头视频信号输入与显示,使驾驶操作更加简便智能。
1.3传感器
Parker具有广泛的传感器系列,包括压力、温度、接近,速度、转角及倾角等。产品的先进技术及稳定性完全符合各种工况需求,经过不断研发创新,设备精度在同类产品中处于领先水平。
1.4手柄等附件
Parker的手柄设计紧凑、质量轻、安装尺寸小、操作力小,具有耐候性和安全性等特点,特别适用于精确控制。手柄通过CAN总线与其他模块连接,大量的输入接口使基座成为很好的输入模块。Parker的手柄主要有LC5系列、LC6系列、LSL系列和LST系列。LC5系列是大型多轴向手柄,任意方向的全行程力达到100Nm,具备较大的抗扭强度,适用于户外使用。LC5手柄内部采用非接触霍尔型双路传感器,为高安全性和可靠性提供保证。此外,手柄的基座、壳体、波纹套、按键数量、滚轮数量、触发开关等都可以根据用户需求进行定制,以满足用户的不同控制要求。LC6系列手柄作为LC5系列的升级版,增加了手柄自由度,从而增加了模拟量输入接口,减少了复杂系统操控时的手柄复用。同时其安装更加简化,具有更强的抗噪能力和更长的使用寿命。LSL系列是单轴手柄,有中位止动、手柄顶部开关、电磁止动几种选配,用于液压比例控制。LST系列是一款微型手柄,安装在工程机械的座椅扶手或仪表板上,用于液压比例控制。此外,Parker还有电子油门踏板、USB-DLA数据服务工具、诊断和网关模块、线束接插件等产品,以供用户进行选配。
1.5应用案例
为基于Parker控制器的挖掘机电控系统硬件解决方案。该方案的核心控制器是CM3620主模块,它拥有36个输入和20个输出,具有2路CAN/J1939接口和1路RS232通信接口,可满足用户的控制需求。该系统还使用了显示器和G1诊断网关,同时配备了与上位机软件进行交互的DLA数据服务工具。使用的传感器主要有电子油门旋钮、压力传感器、温度传感器、速度传感器、液位传感器等。
2软件开发平台
Parker电控系统基于IQAN、VMM、Raptor三种开发平台。IQAN平台是基于模块化编程的开发平台,用户无需具备编程经验,可以直接设计所期望的机器功能。它包含了IQAN-design、IQAN-Simulate、IQAN-run等软件。IQAN-design是高级的图形设计工具,它简化了行走机械应用程序的开发,从而缩短了开发时间。该工具提供了大量的预定义模块,如闭环控制,信号处理,数学计算,通讯协议和系统诊断等,主要用于系统布局和机器功能设计。IQAN-simulate是仿真工具,能够仿真IQAN应用程序中的所有硬件模块,在应用程序中可方便地使用屏幕上的拖动条对所有输入量进行仿真。在仿真输入的同时可以测量结果(输出值),也可以进行FEMA(失效模式分析)。软件仿真比在实际机器上测试新应用程序更安全。仿真运行和实际状态一样,可以查看显示界面,调整参数,观察记录,测试用户界面等内容。IQAN-run可以在开发阶段运用“高级图形测量”和“机器统计数据收集”功能优化机器性能。IQAN-analyze是通用的CAN总线分析仪。用户可以通过简便的方式观察CAN总线上的通讯,也可以记录所观察的数据并进行保存供日后使用。是基于梯形图编程的软件开发平台。该平台采用多路复用技术,将控制模块通过J1939屏蔽双绞线互联,允许模块可以接收输入、驱动输出,并将输入输出信息通信给系统中的其他部件。梯形逻辑中的输入和输出可以来自通过J1939网络连接到一起的一个或多个模块。Raptor平台是基于Matlab/simulink编程的开发平台。该平台是CAN协议图形化定义工具,拥有图形化的应用程序界面,而且具有Motohawk到Raptor的自动转化脚本。为基于IQAN平台开发的小型液压挖掘机电控系统。根据硬件选型结果拖拽到编译系统中进行逻辑连接,对各模块进行参数设置,并对主模块进行编程。主程序包括“Joysticks”、“Engine”、“Diagnostics”、“Blade”、“Excavator”六个功能组,通过对输入输出的设置以及内部通道的逻辑和算法,实现对整机性能的精确控制。
3系统仿真
系统仿真主要通过IQAN软件自带的“IQAN-Run”和“IQAN-Simulate”进行。IQAN-Run用来对程序进行运行和调试,主要包括调参数、设置比较、设置权限、上传/下载程序以及日志管理等功能;IQAN-Simulate用来对应用程序进行虚拟仿真,以及系统的演示和验证。所示为小型液压挖掘机电控系统的仿真。将编写好的小挖程序进行参数设置,并手动调节手柄的模拟量输入,可以得到显示模块中相应参数值的变化。还可将其中的参数值设为可调恒。
4总结