液壓(yā)傳動是以流體作為工作(zuò)介質對能量進行傳動和控制的一種傳動形(xíng)式。利用有壓的液體經由一些機件(jiàn)控制之後來傳遞運動和動力。相對于電(diàn)力拖動和機械傳動而言,液壓傳動具有輸出力大(dà),重量輕,慣性(xìng)小,調速方便(biàn)以及易于控制等優點,因而廣泛應用于工程(chéng)機械,建築機械和機床等設備上。
由于要使用原油(yóu)煉制品來作為傳動介質,近代(dài)液壓傳動(dòng)技術是由19世(shì)紀崛(jué)起(qǐ)并蓬勃發展的石油工業推(tuī)動起來的,最(zuì)早實(shí)踐成功的液壓傳動裝置(zhì)是艦船上(shàng)的炮塔轉位器,其後出現了液壓六(liù)角車床和磨床,一些通用車床到20世紀30年代末(mò)才用上了液壓傳動。第二(èr)次世界大戰期(qī)間,在(zài)一些兵器上用上了功率大,反應(yīng)快(kuài),動作準的液壓傳動(dòng)和控制裝置(zhì),大大提高了兵器的性能,也大大促進了液壓技術的發展。
戰後,液壓技術迅速轉向民用(yòng),并随着各種标準的不斷制訂和完善,各類元件的标準化,規格化,系列化而在機(jī)械制造,工程(chéng)機械,材料科(kē)學,控制技術,農業機械,汽(qì)車制造等(děng)行業中推廣開來。由于(yú)軍事及建設需要(yào)的刺激,液壓技術日(rì)益成熟。20世紀60年代後,原子能技術,空間技術,計算機技術等的發展再次将液壓技(jì)術推向前進,使它發展成為包(bāo)括傳(chuán)動,控制,檢測在内的一門完整的自動化技術,在國民(mín)經濟的各個方面都得到了應用。如工程(chéng)機械,數控加工中心,冶金自動(dòng)線等。液壓傳動在某些領(lǐng)域内甚至已(yǐ)占有壓倒性優(yōu)勢。
液壓傳動系統的主要優點:
(1)在相同功率下,液壓執行元件體積小,重量輕,結構緊湊。液壓傳動一般使用(yòng)的壓(yā)力在7Mpa左右,也可高達50Mpa。而液壓裝置的體積比同樣(yàng)輸出壓(yā)力的(de)電機及機械傳動裝置的體積小得多。
(2)液(yè)壓傳(chuán)動的各個元件,可根據需(xū)要方(fāng)便(biàn),靈活地來布置。
(3)液壓易于自動化。液壓設備(bèi)配上電(diàn)磁閥,電氣元(yuán)件,可編程控(kòng)制器和(hé)計(jì)算機等,可裝配成各式自動化機械(xiè)。
(4)速度調整容易。液壓裝(zhuāng)置速度調整非常簡單(dān),隻要調整流量控制閥(fá)即可輕易且可實行(háng)無級調速。
(5)不會有過載的危險。液壓(yā)系統中裝有溢流閥(fá),當壓力超過設定壓力時,閥門(mén)開啟,液壓經由溢流閥流回油箱,此時液壓油不處(chù)在密閉狀态,故系統壓力永遠無法超過(guò)設定壓力。
我國的液(yè)壓工業開始于20世紀(jì)50年代,目前正處于迅(xùn)速發展,提(tí)高的階段。其(qí)産品最初隻用于機床和鍛壓設(shè)備,後來才用到拖拉機和工程機械(xiè)上。自從1964年從國(guó)外引進一些液壓元(yuán)件生産技術,同時進行自(zì)行設計液壓(yā)産品以來,我國的液壓件生産已從低壓(yā)到高壓形成系列,并在各種機械設備上得到了廣泛的使用。
80年代起更加(jiā)速了對國外先(xiān)進液壓産(chǎn)品和技術的有計劃引進(jìn),消化,吸收和國産化工作,以确保我(wǒ)國的液壓技術(shù)能在産品質量,經濟(jì)效益,研究開發(fā)等各個方面全方位(wèi)地趕上世界水平(píng)。随着工業迅猛發展逐日發展壯大,相繼建立了科研機構和專業生産廠(chǎng)家,從事液壓技術研(yán)究(jiū)和液壓(yā)産品生産。他們不但能生(shēng)産液壓泵,液(yè)壓閥等液壓(yā)元件,還設計制造了許多(duō)新型液壓的元件,如電液比例閥,電液伺服閥等(děng)。到目前(qián)為止,液壓元(yuán)件的生産,已成為了(le)我國液(yè)壓元件産品的生産系列。液壓(yā)技術的發展正向着高效率,高(gāo)精度,高性能方向邁(mài)進(jìn)。液壓元件向(xiàng)着體積小,重量輕,微型化和集成(chéng)化(huà)方向發展,液壓技術,交流液壓等新(xīn)興的液壓技術正在開拓。又由于計(jì)算機的應用,更大大(dà)地推進了液壓(yā)技術的發展,像液壓系統的輔助設(shè)計,計算機仿真和優化,微機控制等(děng)工作,也都取得了(le)顯著成(chéng)果。
當前,液(yè)壓技術在實現高壓,高速,大功率,高(gāo)效率,低噪音,經久耐用,高度集成化等各項要求方面(miàn)都取得了重大(dà)的進展,在完善比例(lì)控(kòng)制,司服控制,數(shù)字控制等技術上也(yě)有許多新成就。此外(wài),在液壓元件(jiàn)和液壓系統的計算機輔助設計,計算機仿真和優化以及微機控制(zhì)等開發性工作方面,日益顯示出顯著的成績。微電子技術的進展,滲透到液壓與氣動技術(shù)中并與之結合,創造出了很多高可靠性,低成本的(de)微型節能元件,為液(yè)壓氣動技術在工業各部門中的應(yīng)用開辟了更為廣泛的前景。 今天,為了和最新技術的發展保持同步(bù),液壓技(jì)術必須不斷發展,不斷提高和改進元件和系統的性能,以滿足日益變化的市場需求。這是液壓技術的創新特征(zhēng),液壓技術(shù)的不斷發展體現(xiàn)在如下一些比較重要的特征(zhēng)上:
一, 提高(gāo)元件性(xìng)能,創制新元件,體(tǐ)積不(bú)斷縮小。為了能在盡可能小的空間裡傳遞(dì)盡可能大功率,液壓元件(jiàn)的結構不斷地在向小型化發展。市場上出現了一種新(xīn)型(xíng)的被稱為“肌腱”的執行元件。它的形狀像一根(gēn)兩端有接頭的軟(ruǎn)管,把它接入系統(tǒng)使用時,它的徑向和軸向都會發生伸縮,軸向的伸縮量可達其總長的15%–30%。在相同條(tiáo)件下,它的作用(yòng)力是普通汽缸的10倍。這種元件抗污染,運動時不會生抖動,在有些場合還可用它的徑向膨脹去夾(jiá)持(chí)工件等,是一種(zhǒng)極有應用(yòng)前景的元件,而微(wēi)型元件(jiàn)也得到發(fā)展,如(rú)活塞直徑小到(dào)2.5mm的汽(qì)缸,10mm寬的氣閥以(yǐ)及相關的輔助元件(jiàn)已成為系列化産品。由于這些元件能在(zài) 0.2—0.7Mpa壓力下工作,所以可(kě)被方便地(dì)集成到标(biāo)準的系統中。新小(xiǎo)型閥,在流量相同時,它的體積僅是過去的(de)7%。這些小,微型的元件已被應用于精(jīng)密機(jī)械加工,電子工業,制(zhì)藥工(gōng)業,食品加工和包裝技術等場合。
二, 高度的組合化,集成化和模塊化。液壓系統(tǒng)由管式培配置經闆式配置,箱式配(pèi)置,集成塊式(shì)配置發展到疊加式(shì)配置(zhì),插裝式配置,使連(lián)接的通道越來越短。也出現了一些組合集成件,如把液壓泵和壓(yā)力(lì)閥作成一體,把壓力閥插裝在液壓泵的殼體内,把液壓缸和(hé)換向(xiàng)閥作成一體,隻需接(jiē)一條(tiáo)高壓管與液壓泵相連,一條回(huí)油管與油箱相連(lián),就可以構成一個液壓(yā)系統。這種組(zǔ)合件不但結構緊湊,工作可(kě)靠(kào),而且(qiě)簡便,也容易維護(hù)保養。
三, 與微電子結合,走向智能化。液壓技術(shù)從本世紀70年代中期(qī)起(qǐ)就開始和微電子工業接觸,并相互結合。在迄今(jīn)30多年時間内,結合層次不斷提高,由簡單(dān)拼(pīn)裝,分散混合到總(zǒng)體組合,出現了(le)多種形式的(de)獨立産(chǎn)品如數字液壓泵(bèng),數字閥,數字液壓缸等,其中(zhōng)的高級形式已發展到把編了程的芯片和液壓控制元件,液(yè)壓執(zhí)行元件或能源裝置,檢測反饋(kuì)裝置(zhì),數模(mó)轉換裝置,集成電路等彙(huì)成一體,這種彙在(zài)一(yī)起的聯結體隻要一收到微處理機或微型計(jì)算機處送來的(de)信息,就能(néng)實現預先規定的任務。
液壓技術(shù)的智能化階段雖(suī)然開始不(bú)久,但是從它的星星(xīng)點點(diǎn)實踐成功的事(shì)例來看,成(chéng)果已非常誘人。例如,折臂式小汽車裝卸器能(néng)把小汽車吊起來,拖入集裝箱内,按(àn)最緊湊的排列位置堆放好,最多時能裝入8輛。裝卸(xiè)器内裝有微型計算(suàn)機,它能按預定程序操縱8個液(yè)壓缸,在傳感器的配合下協調連杆機構的(de)動作,完(wán)成堆裝任務。卸車時的操(cāo)作按相反的順(shùn)序協調動作,以使受訓練的波音民航噴氣客機駕(jià)駛員(yuán)不用上(shàng)天就可以經曆6個自由度的颠簸搖擺,座椅振動,着(zhe)陸彈跳等項(xiàng)的運動感(gǎn)覺,并(bìng)能對(duì)駕駛員的操作作出拟真的響應。
總(zǒng)之,液壓技術在(zài)與微電子技術緊(jǐn)密結合後,在微型計算機或(huò)微處理機的控制下,可以(yǐ)進一步拓寬它的應用領域,形形式式機器人(rén)和智能元件的使用(yòng)不過是它最常見的例子而已。現在國外已在着手開發多種行業能通(tōng)用的智能組合硬件,它們隻需配上适當(dāng)的軟件就可以在不同的行業中完成不(bú)同任務。這樣一(yī)來,用戶的主要技術工作(zuò)将隻是(shì)挑選,改編或自編計算程序了。綜上(shàng)所述可以看到,液(yè)壓元件将向高性能、高質量、高可靠(kào)性、系統成套方向發展;向低能耗、低噪聲、低振動、無洩(xiè)漏以及污染控制、應用(yòng)水基介質等适應環保要求方(fāng)向(xiàng)發展;開發高(gāo)集成化高功率(lǜ)密度、智能(néng)化、機電一體化以(yǐ)及輕小型微型液壓元件;積(jī)極(jí)采(cǎi)用新工藝、新材料和電子、傳感等高新技術。液壓工(gōng)業在國民經濟中的作用實在是很大的(de),它常常可以用來作為衡量一(yī)個國家工業水平的重要标志(zhì)之一(yī)。
與世界上主要的工(gōng)業國家相比,我國的液壓工業還(hái)是相當落後的,标準化的工作有待于繼續做好,優質化的工作須形成聲勢,智能化的工作則剛剛在準備起步,為此必須急起直追,才能迎(yíng)頭趕上。可以預見,為滿足國民經濟發(fā)展需要,液壓技術也将繼(jì)續獲得飛速(sù)的發展,它在各(gè)個工也部門中(zhōng)的應用越來越廣泛(fàn)。