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1、液壓控制技術及發(fā)展及應用 測控2班 徐健偉 摘要：液壓技術滲透到很多領域，不斷在民用工業(yè)、在機床、工程機械、冶金機械、塑料機械、農(nóng)林機械、汽車、船舶等行業(yè)得到大幅度的應用和發(fā)展，而且發(fā)展成為包括傳動、控制和檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術?，F(xiàn)今，采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。如發(fā)達國家生產(chǎn)的95%的工程機械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動線都采用了液壓傳動技術。 液壓及控制技術是一種應用極為廣泛的基礎技術，在國民經(jīng)濟各領域中獲得了極為廣泛的應用。我國的液壓及控制技術長期落后于國外，嚴重制約了中國主機水平的提高和工業(yè)自動化的實現(xiàn)，因而迅速提高我國液

2、壓技術和控制技術的水平具有極為重要的經(jīng)濟意義和現(xiàn)實意義【1】。 近年來，我國液壓氣動密封行業(yè)堅持技術進步，加快新產(chǎn)品開發(fā)，取得良好成效，涌現(xiàn)出一批各具特色的高新技術產(chǎn)品。北京機床所的直動式電液伺服閥、杭州精工液壓機電公司的低噪聲比例溢流閥（擁有專利）、寧波華液公司的電液比例壓力流量閥（已申請專利），均為機電一體化的高新技術產(chǎn)品，并已投入批量生產(chǎn)，取得了較好的經(jīng)濟效益。北京華德液壓集團公司的恒功率變量柱塞泵，填補了國內(nèi)大排量柱塞泵的空白，適用于冶金、鍛壓、礦山等大型成套設備的配套。天津特精液壓股份有限公司的三種齒輪泵，具有結構新穎、體積小、耐高壓、噪聲低、性能指標先進等特點。榆次液壓件有限公司

3、的高性能組合齒輪泵，可廣泛用于工程、冶金、礦山機械等領域。另外，還有廣東廣液公司的高壓高性能葉片泵、寧波永華公司的超高壓軟管總成、無錫氣動技術研究所有限公司為各種自控設備配套的WPI新型氣缸系列都是很有特色的新產(chǎn)品。 為應對我國加入WTO后的新形勢，我國液壓行業(yè)各企業(yè)加速科技創(chuàng)新，不斷提升產(chǎn)品市場競爭力，一批優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品成功地為國家重點工程和重點主機配套，取得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。 天津市精研工程機械傳動有限公司的天然氣輸送管道生產(chǎn)線液壓設備是國家西氣東輸工程的配套設備；慈溪博格曼密封材料公司的高溫高壓W型纏繞墊片，現(xiàn)已成功地用于加氫裂化裝置上；大連液壓件廠和山西長治液壓件廠的

4、轉(zhuǎn)向葉片泵，是中、重型汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的關鍵部件，目前兩個廠的年產(chǎn)量已達10萬臺以上；青島基珀密封公司的新型組合雙向密封和大型防泥水油封是分別為一汽解放牌9噸車和一拖拖拉機配套的密封件；此外天津特精液壓股份有限公司的靜液壓傳動裝置和多路閥、湖州生力液壓件公司的多功能滑閥、威海氣動元件公司的組合調(diào)壓閥的空氣減壓閥、貴州楓陽液壓公司的液壓泵站和液壓換擋閥等，都深受用戶的好評。 由此可見液壓傳動產(chǎn)品等在國民經(jīng)濟和國防建設中的地位和作用十分重要。它的發(fā)展決定了機電產(chǎn)品性能的提高。它不僅能最大限度滿足機電產(chǎn)品實現(xiàn)功能多樣化的必要條件，也是完成重大工程項目、重大技術裝備的基本保證，更是機電產(chǎn)品和重大

5、工程項目和裝備可靠性的保證。所以說液壓傳動產(chǎn)品的發(fā)展是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、尤其是工業(yè)自動化不可缺少的重要手段。 現(xiàn)在世界各國都重視發(fā)展基礎產(chǎn)品。近年來，國外液壓技術由于廣泛應用了高新技術成果，使基礎產(chǎn)品在水平、品種及擴展應用領域方面都有很大提高和發(fā)展， 我國液壓產(chǎn)品有一定生產(chǎn)能力和技術水平的生產(chǎn)科研體系。尤其是近十年來基礎產(chǎn)品工業(yè)得到國家支持，裝備水平有所提高，目前已能生產(chǎn)品種規(guī)格齊全的產(chǎn)品，已能為汽車、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、機床、塑機、冶金礦山、發(fā)電設備、石油化工、鐵路、船舶、港口、輕工、電子、醫(yī)藥以及國防工業(yè)提供品種基本齊全的產(chǎn)品。通過科研攻關和產(chǎn)學研結合，在液壓伺服比例系統(tǒng)和元

6、件等成果已用于生產(chǎn)。在產(chǎn)品CAD和CAT等方面已取得可喜的進展，并得到廣泛應用。并且在國內(nèi)建立了不少獨資、合資企業(yè)，在提高我國行業(yè)技術水平的同時，為主機提供了急需的高性能和高水平產(chǎn)品，填補了國內(nèi)空白。 雖然取得上述成果，但和目前國內(nèi)的需求和國外先進水平相比還有較大差距。包括產(chǎn)品趨同化、構成不合理，性能低、可靠性差，創(chuàng)新和自我開發(fā)能力弱，自行設計水平低。 具體表現(xiàn)在產(chǎn)品水平、產(chǎn)品體系與市場需求存在較大的結構性矛盾。中國的液壓市場很大，用戶對產(chǎn)品的要求各異，各種高品質(zhì)、高性能的液壓元件市場需求量很大。而大部分國內(nèi)企業(yè)所能提供的產(chǎn)品，無論在檔次上還是種類上，都還遠遠不能滿足這些需求。因

7、此，在眾多低檔產(chǎn)品壓價競爭的同時，不得不讓出一塊巨大的市場給國外產(chǎn)品。這表明，在市場豐富多樣的需求面前，國內(nèi)液壓行業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)品體系的結構性過剩與結構性短缺兩個矛盾同時并存；也表明我們在產(chǎn)品的多樣性、層次分布性和市場適應性等方面亟待調(diào)整和改善。企業(yè)在產(chǎn)品更新、裝備改造等方面的投入能力不足。目前，我國大部份氣動企業(yè)缺乏對產(chǎn)品及裝備進行較大更新改造的能力，在高技術產(chǎn)品及專用生產(chǎn)檢測裝備的系統(tǒng)開發(fā)和投入能力上尤為缺乏，因而也限制了企業(yè)在高技術產(chǎn)品發(fā)展上取得大的突破，對縮短與國際先進水平的差距帶來影響。當然，投入資金只是個基礎條件，還必須有技術、人才等多方面的保障才行。 面對這樣的狀況企業(yè)未來的發(fā)

8、展趨勢如下：1.根據(jù)國內(nèi)市場需求，依靠科技進步，不斷調(diào)整產(chǎn)品結構。例如隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，適合西部工程建設的產(chǎn)品將受到市場的追捧。現(xiàn)在，西氣東輸?shù)男蚰灰呀?jīng)拉開，如此大規(guī)模的管道工程建設和眾多的西部開發(fā)項目，為液動壓技術提供了良好的機遇。2.適應國際傳動技術產(chǎn)品工業(yè)向國際化發(fā)展趨向，對現(xiàn)有國內(nèi)企業(yè)進行改組、合并，使企業(yè)開發(fā)能力，裝備能力、管理水平和服務水平不斷提高，以保持一定的競爭能力。3.不斷提高企業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)能力和創(chuàng)新能力，加強產(chǎn)學研結合，充分利用高等院校的科研開發(fā)人力資源，發(fā)展有自主產(chǎn)權的產(chǎn)品和技術。4. 完善質(zhì)保體系，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是產(chǎn)品可靠性，提高產(chǎn)品知名度，創(chuàng)立名牌

9、。5. 針對產(chǎn)品品種發(fā)展和保證產(chǎn)品質(zhì)量的需求，有計劃地進行技術改造、設備更新。 而液壓產(chǎn)品的發(fā)展方向主要是：1.節(jié)省能耗，提高效率2.用AC電機或變頻電機驅(qū)動定量泵。3.發(fā)展機電一體化元件和系統(tǒng)。4.發(fā)展具有比例閥的耐污染和伺服閥高精度、高頻響的直動型電液控制閥。5.發(fā)展內(nèi)置電子系統(tǒng)的電液伺服比例元件、電磁閥、液壓定位油缸等。6.重視環(huán)保。環(huán)保型產(chǎn)品將具競爭優(yōu)勢，隨著人們環(huán)境意識的加強，開發(fā)保護型液壓產(chǎn)品，將成為今后國內(nèi)液壓技術的主流。7.適應主機機電一體化的需要8.應用現(xiàn)代控制技術，提高電液壓自動控制系統(tǒng)的性能9.大力發(fā)展水壓系統(tǒng)和元件，擴大其應用領域。 由此可見現(xiàn)階段急需發(fā)展的關鍵

10、技術包括：1. 液壓傳動與控制系統(tǒng)的節(jié)能技術，如負荷傳感技術、新型節(jié)能系統(tǒng)和元件。2.機電一體化技術及IT技術的應用 高精度、高頻響電液、電氣伺服比例系統(tǒng)和元件，液粘調(diào)速器速度控制技術。數(shù)字液壓、氣動系統(tǒng)和元件，直動型電液控制元件。3. 液壓系統(tǒng)及污染控制技術。4. 無泄漏液壓系統(tǒng)和元件。5. 水壓傳動與控制技術。6. 高速重載齒輪傳動設計與制造技術。7. 高速鐵路軸承設計制造技術。8. 高速、高精度機床主軸軸承設計與制造技術。9. 各種傳動系統(tǒng)降噪和增壽技術。10. 特種傳動技術（諧波傳動、機械無級變速等）。11. 先進設計技術，如計算機輔助設計與試驗，仿真技術。12. 大型傳動系統(tǒng)的故障診

11、斷技術。13. 現(xiàn)代制造技術的應用研究，如表面處理技術，計算機輔助制造技術、潤滑技術。 液壓技術一般應用于重型，大型，特大型設備，如冶金行業(yè)軋機壓下系統(tǒng)，連鑄機壓下系統(tǒng)等； 軍工中高速響應場合，如飛機尾舵控制，輪船舵機控制，高速響應隨動系統(tǒng)等 工程機械，抗沖擊，要求功重比較高系統(tǒng)一般都采用液壓系統(tǒng) 以上三個領域是應用液壓技術的最大領域 液壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來實現(xiàn)各種機械和自動控制的學科。液壓傳動利用這種元件來組成

12、所需要的各種控制回路，再由若干回路有機組合成為完成一定控制功能的傳動系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。 從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達到一個變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個原理來達到力的傳遞。 液壓傳動基本原理 液壓傳動中所需要的元件主要有動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。其中液壓動力元件是為液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動力的部件，主要包

13、括各種液壓泵。液壓泵依靠容積變化原理來工作，所以一般也稱為容積液壓泵。齒輪泵是最常見的一種液壓泵，它通過兩個嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)動使得液體進行運動。其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵，在選擇液壓泵的時候主要需要注意的問題包括消耗的能量、效率、降低噪音。 液壓執(zhí)行元件是用來執(zhí)行將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變成機械能的裝置，主要包括液壓缸和液壓馬達。液壓馬達是與液壓泵做相反的工作的裝置，也就是把液壓的能量轉(zhuǎn)換稱為機械能，從而對外做功。 液壓控制元件用來控制液體流動的方向、壓力的高低以及對流量的大小進行預期的控制，以滿足特定的工作要求。正是因為液壓控制元器件的靈活性，使得液壓控制系統(tǒng)能夠完成不同的活

14、動。液壓控制元件按照用途可以分成壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。按照操作方式可以分成人力操縱閥、機械操縱法、電動操縱閥等。 除了上述的元件以外，液壓控制系統(tǒng)還需要液壓輔助元件。這些元件包括管路和管接頭、油箱、過濾器、蓄能器和密封裝置。通過以上的各個器件，我們就能夠建設出一個液壓回路。所謂液壓回路就是通過各種液壓器件構成的相應的控制回路。根據(jù)不同的控制目標，我們能夠設計不同的回路，比如壓力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。 根據(jù)液壓傳動的結構及其特點，在液壓系統(tǒng)的設計中，首先要進行系統(tǒng)分析，然后擬定系統(tǒng)的原理圖，其中這個原理圖是用液壓機械符號來表示的。之后通過計算選

15、擇液壓器件，進而再完成系統(tǒng)的設計和調(diào)試。這個過程中，原理圖的繪制是最關鍵的。它決定了一個設計系統(tǒng)的優(yōu)劣。 液壓傳動的應用性是很強的，比如裝卸堆碼機液壓系統(tǒng)，它作為一種倉儲機械，在現(xiàn)代化的倉庫里利用它實現(xiàn)紡織品包、油桶、木桶等貨物的裝卸機械化工作。也可以應用在萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)等生產(chǎn)實踐中。這些系統(tǒng)的特點是功率比較大，生產(chǎn)的效率比較高，平穩(wěn)性比較好。 液壓作為一個廣泛應用的技術，在未來更是有廣闊的前景。隨著計算機的深入發(fā)展，液壓控制系統(tǒng)可以和智能控制的技術、計算機控制的技術等技術結合起來，這樣就能夠在更多的場合中發(fā)揮作用，也可以更加精巧的、更加靈活地完成預期的控制任務。

16、 液壓傳動是流體傳動的一種，其基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。 液壓系統(tǒng)主要由：動力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。 液壓傳動的優(yōu)缺點 1、液壓傳動的優(yōu)點 （1）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊； （2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速； （3）換向容易，在不改變電機旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機構旋

17、轉(zhuǎn)和直線往復運動的轉(zhuǎn)換； （4）液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制； （5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長； （6）操縱控制簡便，自動化程度高； （7）容易實現(xiàn)過載保護。 2、液壓傳動的缺點 （1）使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔； （2）對液壓元件制造精度要求高，工藝復雜，成本較高； （3）液壓元件維修較復雜，且需有較高的技術水平； （4）用油做工作介質(zhì)，在工作面存在火災隱患； （5）傳動效率低。 參考資料：朱建軍，現(xiàn)代技術對傳統(tǒng)液壓技術的影響，設備管理 吳聰.現(xiàn)代液壓技術的應用和發(fā)展 結束語：綜上所述，液壓技術作為便捷和廉價的自動化技術，有著良好的發(fā)展前景。液壓產(chǎn)品不僅在機電、輕紡、家電等傳統(tǒng)領域有著很大的市場，而且在新興的產(chǎn)業(yè)如信息技術產(chǎn)業(yè)、生物制品業(yè)、微納精細加工等領域都有廣闊的發(fā)展空間。腳踏實地，放眼未來，經(jīng)過行業(yè)的共同努力，我國的液壓工業(yè)一定能走進一個新天地