液压传动技术的应用和发展
一、液压传动技术的特点
1、优点
1)单位功率的重量轻、结构尺寸小、反应速度快。
2)大范围内实现无级调速,调速性能好。
3)能传递较大的力或转矩。
4)易实现功率放大。
5)操纵、控制调节比较方便、省力,易实现自动化。
6)液压系统易于实观过载保护;由于用油作为传动介质,故能自动润滑,元使用寿命较长
7)液压元件已标准化、系列化和通用化,便于设计和选用。液压元件的布置更换方便,成本较低。
2、液压传动技术缺点
1)传动效率低。
2)不易实现定比传动。
3)液压元件制造精度要求高,使用维护比较严格。
4)液压系统的故障原因有时不易查明。
5)对温度、和污染敏感。75%的故障是由污染引起。
6)液压系统庞大,系统、技术复杂,限制其使用范围
二、液压传动技术应用
(一)机床工业:目前机床传动系统中采用液压传动与控制的,如磨床飞铣床、刨床、拉床飞珩磨机、压力,机飞剪床及组合机床等;
(二)冶金工业:有电炉控制系统轧钢机的控制系统、平炉装料、转炉控制、高炉控制飞带材跑偏及恒张力装置、轧机板厚(AGC)、板宽和板型(CVC)液压伺服系统;
(三)工程机械:有推土机飞挖掘机、联合采煤机、隧道掘进机、压路机、凿岩机及桥梁启闭等;
(四)农业方面:有联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置等,
(五)汽车工业:有全液压越野车、液压自卸式汽车、液压高空作业车、消防车(云梯车及消防照明)等;
(六)轻纺工业:有塑料注射机、橡胶硫化机、造纸机、印刷机及纺织机等;
(七)船舶工业:有工程船舶(全液压挖泥船、打捞船、打桩船及采油平台)、水翼船飞气垫船及船舶辅机(起货机飞锚机、舵机、舱盖启闭及船底启闭、船队联接装置及防摇鳍)等。
八)其他:太阳跟踪系统、海浪模拟装置、飞机驾驶模拟飞船舶驾驶模拟器飞地震再现、火箭助飞发射装置、宇航环境模拟、高层建筑防震系统及紧急刹车装置等,均采用了液压技术。'
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三、液压传动技术的发展
液压传动技术主要的发展趋势
1 减少能耗,充分利用能量
减少压力能的损失:
减少元件和系统的内部压力损失,以减少功率损失。采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,减少漏油损失。
减少节流损失,尽量减少采用节流系统来调节流量和压力。
采用静压技术,新型密封材料,减少摩擦损失。
改善液压系统性能。
2泄漏控制PU2M
泄漏控制是提高液压传动和电气、机械传动竞争能力的一个重要课题;
主要包括两个方面:防止液体泄漏到外部造成环境污染,防止外部环境对系统的侵害。
发展无泄漏(1eakfree)元件和系统:发展集成化和复合化的元件和系统,实现无管连接,研制新型密封和无泄漏管接头,电机和泵的组合装置(电机转子中间装有泵,减少泵轴封的漏油)。
注意解决系统的密封问题,如隔离式油箱,设计新型的活塞杆防护装置等。
3污染控制
发展封闭式密封系统。防止灰尘、污物、空气、化学物品侵入系统。建立有关保证元件清洁度的技术规范和研究经济有效的清洗方法。
改进元件设计,使之具有更大的耐污染能力,允许元件和系统承受各种污染物的侵蚀。
发展耐污染能力强的高效过滤材料和过滤器。
开发油水分离净化装置,排湿装置以及清除油液中气泡的滤油器,以清除油中所含的气体和水分。
发展新的污染检测方法,对污染进行在线测量。
4 主动维护
发现故障苗头时,预先进行维修,清除故障隐患,避免设备恶性事故的发生。
液压系统故障诊断现代化,加强专家系统的研究,开发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件。
开发液压系统自补偿系统,包括自调整、自润滑,自校正,在故障发生之前,进行自补偿,是液压行业努力的方向。
5 机电一体化
电液伺服比例技术的应用将不断扩大。压力、流量、位置、温度、速度、加速度等传感器应实现标准化。计算机接口也应实现统一和兼容。
液压系统的流量、压力、温度、油的污染等数值将实现自动测量和诊断,由于计算机的价格降低,监控系统,包括集中监控和自动调整系统将得到发展。
计算机仿真标准化,特别对高精度,“高级”系统更加有此要求。
电子直接控制液压泵,采用通用的标准化调节机构,改变电子控制器的程序,即可实现泵的各种调节方式。
提高液压元件性能,适应机电一体化需求。发展内藏式传感器,和带有计算机、有自我管理机能(故障诊断、故障排除)的智能化液压元件。
6 计算机技术的应用
充实现有的液压CAD设计软件,进行二次开发,要集中液压专家的经验和智慧,建立知识库信息系统,它将构成设计一制造一销售一使用一设计的闭式循环。
将计算机的仿真及实时控制结合起来,将模型放入“硬”件系统中,借此在建造实际样机之前,便可在软件里修改其特性参数,以达到最佳设计结果。
长远的目标:利用CAD技术全面开发液压产品从概念设计、外观设计、性能设计、可靠性设计直到零部件详细设计的全过程,并把计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助分析(CAE),计算机辅助工艺规划(CAPP),计算机辅助检验(CAl),计算机辅助测试(CAT)和现代管理系统集成在一起建立计算机集成制造系统(CIMS),使液压设计与制造技术有一个突破性的发展。
紧密与高新技术结合,特别是微电子技术、计算机技术、传感器技术等。
7 可靠性和性能稳定性继续提高