液压传动技术在工程机械中的应用

1、概述
行走驱动系统是工程机械的重要组成部分。与工作系统相比，行走驱动系统不仅需要传输更大的功率，要求器件具有更高的效率和更长的寿命，还希望在变速调速、差速、改变输出轴旋转方向及反向传输动力等方面具有良好的能力。于是，采用何种传动方式，如何更好地满足各种工程机械行走驱动的需要，一直是工程机械行业所要面对的课题。尤其是近年来，随着我国交通、能源等基础设施建设进程的快速发展，建筑施工和资源开发规模不断扩大，工程机械在市场需求大大增强的同时，更面临着作业环境更为苛刻、工况条件更为复杂等所带来的挑战，也进一步推动着对其行走驱动系统的深入研究。
这里试图从技术构成及性能特征等角度对液压传动技术在工程机械行走驱动系统的发展及其规律进行探讨。
2、基于单一技术的传动方式
工程机械行走系统最初主要采用机械传动和液力机械传动(全液压挖掘机除外)方式。现在，液压和电力传动的传动方式也出现在工程机械行走驱动装置中，充分表明了科学技术发展对这一领域的巨大推动作用。
21机械传动
纯机械传动的发动机平均负荷系数低，因此一般只能进行有级变速，并且布局方式受到限制。但由于其具有在稳态传动效率高和制造成本低方面的优势，在调速范围比较小的通用客货汽车和对经济性要求苛刻、作业速度恒定的农用拖拉机领域迄今仍然占据着霸主地位。
22液力传动
液力传动用变矩器取代了机械传动中的离合器，具有分段无级调速能力。它的突出优点是具有接近于双曲线的输出扭矩-转速特性，配合后置的动力换挡式机械变速器能够自动匹配负荷并防止动力传动装置过载。变矩器的功率密度很大而负荷应力却较低，大批生产成本也不高等特点使它得以广泛应用于大中型铲土运土机械、起重运输机械领域和汽车、坦克等高速车辆中。但其特性匹配及布局方式受限制，变矩范围较小，动力制动能力差，不适合用于要求速度稳定的场合。
23液压传动
与机械传动相比。液压传动更容易实现其运动参数(流量)和动力参数(压力)的控制，而液压传动较之液力传动具有良好的低速负荷特性。由于具有传递效率高，可进行恒功率输出控制，功率利用充分，系统结构简单，输出转速无级调速，可正、反向运转，速度刚性大，动作实现容易等突出优点，液压传动在工程机械中得到了广泛的应用。几乎所有工程机械装备都能见到液压技术的踪迹，其中不少已成为主要的传动和控制方式。极限负荷调节闭式回路，发动机转速控制的恒压，恒功率组合调节的变量系统开发，给液压传动应用于工程机械行走系提供了广阔的发展前景。
与纯机械和液力传动相比，液压传动的主要优点是其调节的便捷性和布局的灵活性，可根据工程机械的形态和工况的需要，把发动机、驱动轮、工作机构等各部件分别布置在合理的部位，发动机在任一调度转速下工作，传动系统都能发挥出较大的牵引力，而且传动系统在很宽的输出转速范围内仍能保持较高的效率，并能方便地获得各种优化的动力传动特性，以适应各种作业的负荷状态。
在车速较高的行走机械中所采用的带闭式油路的行走液压驱动装置能无级调速，使车辆柔和起步、迅速变速和无冲击地变换行驶方向。对在作业中需要频繁起动和变速、经常穿梭行驶的车辆来说这一性能十分宝贵。但与开式回路相比，闭式回路的设计、安装调试以及维护都有较高的难度和技术要求。
借助电子技术与液压技术的结合，可以很方便地实现对液压系统的各种调节和控制。而计算机控制的引入和各类传感元件的应用，更极大地扩展了液压元件的工作范围。通过传感器监测工程车辆各种状态参数，经过计算机运算输出控制目标指令，使车辆在整个工作范围内实现自动化控制，机器的燃料经济性、动力性、作业生产率均达到最佳值。因此，采用液压传动可使工程机械易于实现智能化、节能化和环保化，而这已成为当前和未来工程机械的发展趋势。
24电力传动
电力传动是由内燃机驱动发电机，产生电能使电动机驱动车辆行走部分运动，通过电子调节系统调节电动机轴的转速和转向，具有凋速范围广，输人元件(发电机)、输出元件(电动机)、及控制装置可分置安装等优点。电力传动最早用于柴油机电动船舶和内燃机车领域，后又推广到大吨位矿用载重汽车和某些大型工程机械上，近年来又出现了柴油机电力传动的叉车和牵引车等中小型起重运输车辆。但基于技术和经济性等方面的一些原因，适用于行走机械的功率电元件还远没有像固定设备用的那样普及，电力传动对于大多数行走机械还仅是“未来的技术”。
3、发展中的复合传动技术
从前面的分析可以看出，应用于工程机械行走驱动系统中的基于单一技术的传动方式构成简单、传动可靠，适用于某些特定的场合和领域。而在大多数的实际应用中，这些传动技术往往不是孤立存在的，彼此之间都存在着相互的渗透和结合，如液力、液压和电力的传动装置中都或多或少的包含有机械传动环节，而新型的机械和液力传动装置中也设置了电气和液压控制系统。换句话说，采用有针对性的复合集成的方式，可以充分发挥各种传动方式各自的优势，扬长避短，从而获得最佳的综合效益。值得注意的是，兼有调节与布局灵活性及高功率密度的液压传动装置在其中充当着重要角色。
31液压与机械和液力传动的复合
(1)串联方式
串联方式是最为简单和常见的复合方式，是在液压马达或液压变速器的输出端和驱动桥之间设置机械式变速器以扩大调速的高效区，实现分段的无级变速。目前已广泛用于装载机、联合收获机和某些特种车辆上。对其的发展是将可在行进间变换传动比的动力换挡行星变速器直接安装在驱动轮内，实现了大变速比的轮边液压驱动，因而取消了驱动桥，更便于布局。
(2)并联方式
即为通常所称的“液压机械功率分流传动”，可理解为一种将液压与机械装置“并联”分别传输功率流的传动系统，也就是是利用多自由度的行星差速器把发动机输出的功率分成液压的和机械的两股“功率流”，借助液压功率流的可控性，使这两股功率流在重新汇合时可无级调节总的输出转速。这种方式将液压传动的无级调速性能好和机械传动的稳态效率高这两方面的优点结合起来，得到一个既有无级变速性能，又有较高效率和较宽高效区的变速装置。
按其结构，这种复合式传动装置可分为两类:第一类为利用行星齿轮差速器分流的外分流式，其中常见的分流传动机构又可分为输入分流式和输出分流式两种基本形式;第二类为利用液压泵或马达转子与外壳间的差速运动分流的内分流式。
日本小松公司开发的这种复合方式的液压传动变速器，已经应用在装载机、推土机等工程机械上。德国Fendt拖拉机生产的采用Vario型无级变速器装备的农用拖拉机，到2003年总销量超过了30000台。
由此可以看出，这种新型的传动装置已日益成为大中功率液力传动和动力换档变速器的有力竞争者。
(3)分时方式
对于作业速度和非作业状态下转移空驶速度相差悬殊的专用车辆，采用传统机械变速器用于高速行驶、附加液压传动装置用于低速作业的方式能很好地满足这两种工况的矛盾要求。机械——液压分时驱动的方式在此类车辆上的应用已很普遍，这一技术也已被应用于飞机除冰车和田间移栽机等需要“爬行速度”的车辆和机具上。
(4)分位方式
把液压马达直接安装在车轮内的“轮边液压驱动装置”是一种辅助液压驱动装置，可以解决工程机械需要提高牵引性能，但又无法采用全轮驱动方式，难以布置传统的机械传动装置的问题。液压传动的无级调速性能使以不同方式传动的驱动轮之间能协调同步，这在某种意义上也可视为一种功率分流传动:动力机的功率被分配到几组驱动轮上，经地面耦合后产生推动车辆运动的牵引力。目前，许多工程机械制造厂商将这一技术用于具有部分自走驱动能力的，诸如自走式平地机和铲运机这样的工程机械上。
32液压与电力传动的复合
由于现代技术的发展，电子技术在信号处理的能力和速度方面占有很大的优势，而液压与电力传动在各自功率元件的特性方面各有所长。因此，除了现在已普遍存在的“电子神经+液压肌肉”这种模式外，两者在功率流的复合传输方面也有许多成功的实例，如:由变频或直流调速电机和高效、低脉动的定量液压泵构成的可变流量液压油源，用集成安装的电动泵-液压缸或低速大扭矩液压马达构成的电动液压执行单元，以及混合动力工业车辆的驱动系统等。 < 本文由中国测控

软控股份（002073）是工业40概念股。

德国为了振兴其制造业，在美国互联网和制造业巨头联合重新定义制造业的背景下，利用自身在工业软件、工业电子和制造技术方面的优势，推出了工业40计划。有券商分析得出工业40涉及五个核心环节：①互联，即CPS智能网络；②集成控制；③智能生产；④数据处理；⑤产品创新。针对这五个核心环节，受益的行业依次包括射频识别、物联网、传感器、机器视觉、智能机床、云计算、3d打印、可穿戴设备、汽车电子等。目前市场还聚焦在智能制造领域，未来工业40将遍地开花。

1、工业自动化系统集成商上市公司：

东土科技(300353)

2009年开始布局工业互联网,作为工业互联网第一股,未来将通过持续的并购整合完善工业互联网的布局,掌控工业40最核心的环节;通过收购拓明科技，公司可以利用其大数据技术完善其工业控制网络数据解决方案能力，有利于公司切入工业控制网络大数据行业应用领域，拓展产业链；通过将工业控制网络软硬件产品及技术与拓明科技领先的移动互联网大数据技术相结合，可进一步丰富上市公司产品线，利于双方在工业控制网络大数据挖掘、分析及应用领域共同创新，充分挖掘存量客户需求，开拓新业务及新市场。

法因数控（002270）

公司能设计制造机械系统、液压系统、气动系统、控制系统，更能针对设备所需控制系统，开发相关嵌入式工控软件，主导产品已实现成套化、复合化、柔性化、智能化，制造技术处于国内领先地位。

机器人（300024）

公司工业机器人技术已达到国际先进水平。机器人单元产品已进入汽车整车、零部件等工业机器人的主要应用行业。2013年上半年公司自动化成套装备成功应用在汽车整车测试生产线，标志着公司汽车自动化成套装备打破国外技术与市场垄断，进入与外资全面抗衡的阶段。

智云股份(300097)

是国内领先的成套自动化装备方案解决商;

巨轮股份（002031）

公司通过并购德国欧吉索机床，学习德国工业40经验，将德国技术进一步融汇进中国制造，着眼大型高效智能装备成套技术，开展以工业机器人、RV减速器、单元控制系统、柔性生产线和智能车间生产调度系统等核心关键技术的研究开发和产业化，面向轮胎和机械加工的生产需求，提供包括多种设备的标准化和非标准化集成组线的解决方案。

华昌达（300278）

公司主营业务是智能型自动化装备系统，包括总装自动化生产线、焊装自动化生产线、涂装自动化生产线等的研发、设计、生产和销售。

海得控制（002184）

主要从事工业自动化领域的系统集成业务、产品分销业务和大功率电力电子产品业务（包括风电变流器，大功率电源，整流回馈装置）

京山轻机(000821)

主营业务包括自动化业务精密业务。自动化业务主要为工业程序自动化提供定制解决方案，包括设计及开发自动化系统、为客户提供生产线所需自动化设备或自动化生产线等。

南京熊猫（600775）

自动化装备产业化项目总投资616亿元，建设期24个月，主要投向工业机器人、自动传输装备、自动灌装装备。

软控股份（002073）

公司主营业务为面向轮胎橡胶行业应用软件及系统集成开发和数字化装备制造，为轮胎橡胶制品生产企业提供全面的机电一体化、自动化、信息化解决方案。

新时达（002527）

晓奥享荣主营汽车智能化柔性焊接生产线，多功能机器人滚边系统，机器人柔性工作单元，机器人及其周边标准系统设备，专用成套设备，柔性传输装置等成套系统等设计、研发、生产及销售。转让方承诺晓奥享荣2015年净利润不低于1700万元。晓奥享荣已形成完整的技术和质量保证体系，在机器人应用技术、系统设计技术、离线仿真技术、整线模拟技术、远程调试和诊断技术等处于国内领先地位，上述技术能力也是未来公司在智能制造以及工业40业务领域拓展的关键所需。

蓝英装备（300293）

公司主要从事自动控制技术的开发与应用。依靠在自动控制基础技术、自动控制应用技术、产品设计能力等方面的深厚基础，公司在轮胎、冶金、节能等自动控制应用领域取得了显著成绩，成为国内上述自动控制领域内的知名企业。其中在轮胎自动控制领域，凭借强大的产品设计能力，公司业务已由自动控制解决方案延伸至自动化设备，是我国子午线轮胎成型机主要供应商之一。2014年12月，公司于互动平台披露，工业40的核心是智能制造，即工业的自动化及智能化，公司主营业务及核心技术、产品符合工业40概念。

2、工业自动化设备零部件相关上市公司：

汇川技术（300124）

公司是专门从事工业自动化控制产品的研发、生产和销售的高新技术企业，为中高端设备制造商提供控制系统解决方案，主要产品有变频器、伺服、PLC、稀土永磁同步电机、电动汽车电机控制器、光伏逆变器等。

英威腾(002334)

公司在工业控制领域的主要产品包括PLC、伺服驱动系统、伺服电机、主轴电机、电主轴、HMI等。PLC(可编程逻辑控制器)属于控制层面的产品，相当于设备的大脑，对设备的运行起控制作用，伺服驱动和伺服电机分别属于驱动层面和执行层面的产品，伺服驱动接受控制层下达的指令通过伺服电机精确执行。

合康变频（300048）

公司已逐渐形成了包括高、中低压及防爆变频器在内的全系列变频器产品，形成了较为完整的变频器产品线。

锐奇股份(300126)

在上海投资成立全资子公司"上海锐奇智能科技有限公司"，以自营或对外投资参股、控股、参与新设等方式，开展包括智能工业机器人、传感应用等为代表的，以信息化、网络化、自动化和智能化为技术方向的智能制造装备的研发和运营业务，投资经营包括智能机器人及其核心部件、智能传感器与仪器仪表、嵌入式工业控制芯片、高速/高精制造工艺与技术、制造化信息化技术、制造过程安全与安防技术等在内的智能制造装备产业。

上海机电（600835）

上海纳博特斯克完成相关工商注册，占51%股权。此举意味着公司开始携手工业机器人核心部件-精密减速机的全球领先者日本纳博，发展精密减速机在中国业务并探索和开拓具有中国特色的工业机器人市场，为精密减速机及相关产品在中国研发、组装生产、制造及服务打下基础。

东方精工（002611）

公司以自有资金投资4912万元收购嘉腾机器人20%股权事项完成工商登记。嘉腾机器人主营范围为工业智能机器人及配件制造、恒温恒湿机、电脑测试治具、工装夹具、电子仪器仪表；销售：电子元件、电子器件、工业软件、合成石材料及机电设备零配件等。本次收购有助于公司自动化智能物流系统的建设，为客户提供“包装-智能物流”一体化的整体解决方案。

3、输送仓储自动化：

天奇股份（002009）

公司主要为规模化生产的汽车、家电等行业提供自动化输送及仓储系统。是国内工业智能自动化系统整体解决方案的最大供应商。

三丰智能（300276）

公司主要从事智能输送成套设备的研发设计、制造、安装调试与技术服务，以技术为依托为客户提供智能输送整体解决方案。

科大智能（300222）

配电自动化系统和用电自动化系统。乾机电是一家专业从事工业生产智能化综合解决方案的设计、产品研制、系统实施与技术服务的企业，产品包括智能移载系统、智能输送系统、智能装配系统与智能仓储系统等，是国内为数不多的能够提供定制化工业生产智能化综合解决方案的企业之一，是我国浮动移载机械手领域的领军企业。

4、激光装备类上市公司：

大族激光（002008）

国内激光行业龙头，具备年产3000台激光加工设备的生产能力，是国内最大的激光信息标记设备制造企业。

华工科技（000988）

公司主业分为激光装备制造产业板块、光通信及无源器件产业板块、激光全息防伪产品和包装印刷产业板块、敏感电子元器件和传感器技术产业板块以及物联网产业。

亚威股份（002559）

公司是国内中高端金属板材成形机床行业的领先企业激光装备

智能机床类上市公司：

华中数控（300161）

公司从事数控系统及其装备的研究开发、生产和销售，是国内少数拥有成套核心技术自主知识产权和具有自主配套能力的企业之一。公司主营业务包括中、高档数控装置、伺服驱动装置、数控机床及红外热像仪。

沈阳机床（000410）

公司是国内机床行业的龙头企业，产品种类齐全，具备为国家重点项目提供成套装备的能力，其数控机床技术处国内领先地位，已成为世界数控金切机床生产量最大的企业

秦川机床（000837）

公司主营精密数控机床、塑料机械、精密齿轮件、液压件、液压系统、电梯曳引机及特种齿轮箱；

昆明机床（600806）

公司机床业务具有很强的竞争力，其主导产品镗床(包括卧式镗床、落地镗床、卧式加工中心、坐标镗床)国内规模居第二位，技术水平居第一位，镗床产品大型数控化比率达到50%以上，居国内首位。

港口机械与智能控制专业主要学机械制图与计算机绘图、机械基础、工程力学等。
根据大学生必备网查询，港口机械与智能控制专业基础课程：机械制图与计算机绘图、机械基础、工程力学、电工与电子技术、单片机原理及应用、PLC与变频器技术、内燃机构造与原理、港口机械概论。专业核心课程：港口机械液压系统检测与维修、港口起重机械 *** 作、港口输送与集装箱机械运行与管理、智能装卸搬运机械运用、传感器与物联网技术应用、港口电气设备故障诊断与检修、港口起重机远程 *** 控、港口机械检测与修理。
本专业培养德智体美劳全面发展，掌握扎实的科学文化基础和港口设备机电基础理论、生产工艺、 *** 控管理、检测维修以及智能控制等知识。

单柱与多柱液压机在电气线路并无区别，下图受篇幅所限，没绘出手动(只需增加一个选择开关和继电器)，下图为实物接线图：

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电路图：

非标机械液压产品的安全设计要求
非标液压系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。超高压电动泵单出口、高低压泵并联式液压动力装置。低压时，高低压泵同时供油，可获得大的输出流量，高压时低压泵经控制阀自动空载回油，可减少电机功率的消耗，减轻油的发热，具有停机保压、单油路进回油等性能。
非标液压系统系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、 *** 作简单、维修方便的液压传动系统。 1非标液压系统设计步骤 非标液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。 1)确定液压执行元件的形式; 2)进行工况分析，确定系统的主要参数; 3)制定基本方案，拟定液压系统原理图; 4)选择液压元件 5)非标液压系统的性能验算; 6)绘制工作图，编制技术文件。 2明确设计要求 设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 1)非标液压系统系统主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等; 2)液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何; 3)液压驱动机构的运动形式，运动速度; 4)各动作机构的载荷大小及其性质; 5)对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求; 6)自动化程序、 *** 作控制方式的要求; 7)对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求; 8)对效率、成本等方面的要求。

简介：四川联力液压机械设备有限公司是一家专业为现代物流提供安全，高效的搬运装卸及升降设备的新兴企业。公司主要生产经营液压升降机、升降平台、汽车液压升降尾板、固定式登车桥、移动式登车桥等，同时为客户提供物流装备的解决方案和物流设备维修保养服务。
法定代表人：邹祥
成立时间：2012-10-18
注册资本：800万人民币
工商注册号：510681000058604
企业类型：有限责任公司(自然人投资或控股)
公司地址：四川省德阳市广汉市经济开发区高雄路西三段

上位机和下位机分别是：

1、上位机：

上位机是指可以直接发出 *** 控命令的计算机，一般是PC/host computer/master computer/upper computer,屏幕上显示各种信号变化。

2、下位机：

下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是PLC/单片机single chip microcomputer/slave computer/lower computer之类的。

扩展资料：

通常上位机和下位机通讯可以采用不同的通讯协议，可以有RS232的串口通讯或者采用RS485串行通讯。

当用计算机和PLC通讯的时候，不但可以采用传统的D形式的串行通讯，还可以采用更适合工业控制的双线的PROFIBUS-DP通讯。采用封装好的程序开发工具就可以实现PLC和上位机的通讯，可以自己编写驱动类的接口协议控制上位机和下位机的通讯。

参考资料来源：百度百科—上位机

参考资料来源：百度百科—下位机

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