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液压传动的原理与发展

2013-06-14 13:47
液压传动是以液体作为传动介质来实现能量传递和控制的一种传动形式。

     液压传动过程(工作原理)是利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能,通过液体压力能的变化来传递能量,经过各种控制阀和管路的传递与控制,借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能,从而驱动工作机构,实现直线往复运动和回转运动。 掌握液压传动的结构、原理、特点、组成、符号及控制方式,是进行液压传动系统使用、安装、调试、维修的基础。

1650年,法国人B.帕斯卡首先提出了静止液体中压力传递的基本规律——提出出静压传递原理(帕斯卡原理)。1795年,英国人J.布拉默创制的水压机,是以水为工作介质的液压传动的初级形式。十八世纪末,德国制造了液压刨床;美国制造了液压磨床和车床。第二次世界大战后,工业化水平提高,电液伺服阀的出现,使液压伺服系统得到了新的发展,它把电子控制和液压传动有机地结合起来,开辟了液压传动应用的新领域,液压技术在民用领域广泛推广应用。 二十世纪六十年代后,计算机`电子`传感等技术极大地推动了液压技术发展。 液压技术已成为衡量一个国家工业化水平的重要标志。

    我国液压工业始于50年代。1964年引进国外液压元件生产技术,同时注重自主开发并取得一定成效。现有主要企业约300家,年产液压产品逾450万件,气动产品约300万件。 液压传动技术趋向于高压化、高速化、集成化、节能化、电子化、绿色化、智能化、机电化的方向发展。集成化也叫无管联接,用油路板、集成块和插装阀等来组成液压系统,省去配管,使结构紧凑和简化。此外,开发利用高水基液压油(含水量达95%以上)作为液压介质,以及液压元件和系统的计算机辅助设计也是重要的发展方向。

液压技术在以下行业领域得到广泛应用:

1 机床工业: 磨床/铣床/刨床/拉床/车床/数控机床/组合机床等。

2 工程机械: 挖掘机/装载机/推土机/压路机/铲运机等。

3 矿山机械: 挖掘机/凿岩机/破碎机/提升机/液压支架等 。

4 吊运机械: 叉车/吊装车/皮带运输机等。

5 建筑机械: 打桩机/平地机等。

6 农业机械: 收割机/拖拉机等。

7 冶金机械: 压力机/压钢机/电极升降机等。

8 轻工机械: 注塑机/打包机/造纸机等。

9 智能机械: 体育数字式锻炼机/模拟舱/机器人等。

10 汽车工业:自卸车/平板车/高空作业车/减振器等。

11 航空航天:飞机操纵系统、飞行器强度试验系统等。

液压泵、液压马达和液压缸、控制阀及管道、油箱、集流分配器等,统称为液压元件。

由若干个液压元件组合起来以完成规定工作的回路总和,称为液压系统。

液压系统按控制方式不同分为液压传动系统和液压伺服系统。

根据液压元件在液压系统中所起的作用,一个完整的液压系统可分为五个部分:

1 动力元件:如液压泵:齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵。

2 执行元件:

    如液压马达或液压缸,其中液压马达包括齿轮式液压马达、叶片式液压马达、柱塞式液压马达;液压缸包括活塞式液压缸、柱塞式液压缸、摆动式液压缸、组合式液压缸。

3 控制元件:

    如各种液压控制阀,其中方向控制阀包括单向阀、换向阀等;压力控制阀包括溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀:节流阀、调速阀、分流阀等。

4 辅助元件:

    如油管、管接头、油箱、滤油器、换热器、蓄能器、过滤器、冷却器、加热器、集流分配器、油路服务器、压力计、流量计、密封件等。

5 工作介质:如液压油和液压液。

液压传动以其它传动方式无法比拟的优点,广泛用于机床、汽车、飞机、船舶、工程机械、塑料机械、试验机械、冶金机械和矿山机械等方面。例如工程机械中的液压挖掘机,其大臂的曲伸、挖斗的开闭都是由液压系统完成。液压传动与机械`气动`电气电子等传动方式相比,优点比较突出,缺点将会随着技术进步逐步克服。

液压传动的优点:

1 从结构上看,在相同功率条件下,体积小,重量轻,其传动比高,安装灵活性强。

2 从工作性能上看,可无级调速,可距离控制,易换向,容易实现自动化和复杂的自动工作循环,操作简单。

3 从使用维护上看,便于过载保护和保压,有利于使用安全;工作介质的润滑性有利于延长元件的使用寿命。

4 从元件制造上看,其易于实现系列化、标准化、通用化的特点,也便于使用、维护、设计和推广。

5 从技术应用上看,可变性和可塑性强,易于对生产程序调整;能够结合机械`电子`传感等技术实现一体化,有利于设备开发和技术创新。

液压传动的缺点:

1 容易泄漏和污染环境。

2 适应环境温度受到一定限制。一般工作温度在15℃—60℃范围内较合适。

3 液压系统较难克服混入空气和温升现象。

4 能量损失影响传动效率;

5 泄漏和可压缩性,使传动比不够精确;

6 故障判断和排除要求较高技术水平;技术人员需经过较长时间培训和实践。

因此,液压传动以其它传动方式无法比拟的优点,广泛用于机床、汽车、飞机、船舶、工程机械、塑料机械、试验机械、冶金机械和矿山机械等方面。例如工程机械中的液压挖掘机,其大臂的曲伸、挖斗的开闭都是由液压缸操作。


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