液压传动技术的发展及应用.docVIP

液压传动技术的发展及应用 摘要：对液压传动技术及其优缺点进行描述；将其发展现状、工业应用情况作了一个简要的总结归纳； 并根据其自身的特点对其发展趋势在液压现场总线技术、 自动化控制软件技术、 纯水液压传动、电液集成块等四方面做了合理的展望。液压传动的定义及其地位液压传动是以流体(液压油液)为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。它们通 过各种元件组成不同功能的基本回路， 再由若干基本回路有机地组合成具有一定控制功能的传动系统。 液压传动，是机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近年来，随着机电一体化技 术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压传动进入了一个新的发展阶段。液压传动的发展简史液压传动是根据 17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技 术，1795 年英国约瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质，以水 压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。1905 年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。 第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用， 特别是 1920 年以后， 发展更为迅速。 1925 液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的 20 年间，才开始进入正规的工业生产阶段。 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠 定了基础。20 世纪初康斯坦丁尼斯克(GConstantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实 际研究;1910 年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。 第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有 30%应用了液压传动。应该指出，日 本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传 动，1956 年成立了“液压工业会”。近 20~30 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地 位。 液压技术主要是由武器装备对高质量控制装置的需要而发展起来的。 随着控制理论的出 现和控制系统的发展，液压技术与电子技术的结合日臻完善，电液控制系统具有高响应、高 精度、高功率-质量比和大功率的特点，从而广泛运用于武器和各工业部门及技术领域。液压传动的优缺点液压传动的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它与机械传动、电气传动相比具有以下的主要优点：由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至0.0025N/W(牛/瓦),发电机和电动机则约为0.03N/W。可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化——借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。 液压传动的主要缺点液压系统中的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使得液压传动不能保证严格的传动比。液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。液压系统发生故障不易检查和排除。总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。液压传动有着广泛的发展前景。 液压传动的主要应用驱动机械运动的机构以及各种传动和操纵装置有多种形式。根据所用的部件和零件，可分为机械的、电气的、气动的、液压的传动装置。经常还将不同的形式组合起来运用——四位一体。由于液压传动具有很多优点，使这种新技术发展得很快。液压传动应用于金属切削机床也不过四五十年的历史。航空工业在1930年以后才开始采用。特别是最近二三十年以来液压技术在