液壓傳動(dòng)是以流體作為工作介質(zhì)對能量進(jìn)行傳動(dòng)和控制的一種傳動(dòng)形式。利用有壓的液體經(jīng)由一些機件控制之后來(lái)傳遞運動(dòng)和動(dòng)力。相對于電力拖動(dòng)和機械傳動(dòng)而言,液壓傳動(dòng)具有輸出力大,重量輕,慣性小,調速方便以及易于控制等優(yōu)點(diǎn),因而廣泛應用于工程機械,建筑機械和機床等設備上。
由于要使用原油煉制品來(lái)作為傳動(dòng)介質(zhì),近代液壓傳動(dòng)技術(shù)是由19世紀崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動(dòng)起來(lái)的,最早實(shí)踐成功的液壓傳動(dòng)裝置是艦船上的炮塔轉位器,其后出現了液壓六角車(chē)床和磨床,一些通用車(chē)床到20世紀30年代末才用上了液壓傳動(dòng)。第二次世界大戰期間,在一些兵器上用上了功率大,反應快,動(dòng)作準的液壓傳動(dòng)和控制裝置,大大提高了兵器的性能,也大大促進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展。
戰后,液壓技術(shù)迅速轉向民用,并隨著(zhù)各種標準的不斷制訂和完善,各類(lèi)元件的標準化,規格化,系列化而在機械制造,工程機械,材料科學(xué),控制技術(shù),農業(yè)機械,汽車(chē)制造等行業(yè)中推廣開(kāi)來(lái)。由于軍事及建設需要的刺激,液壓技術(shù)日益成熟。20世紀60年代后,原子能技術(shù),空間技術(shù),計算機技術(shù)等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)推向前進(jìn),使它發(fā)展成為包括傳動(dòng),控制,檢測在內的一門(mén)完整的自動(dòng)化技術(shù),在國民經(jīng)濟的各個(gè)方面都得到了應用。如工程機械,數控加工中心,冶金自動(dòng)線(xiàn)等。液壓傳動(dòng)在某些領(lǐng)域內甚至已占有壓倒性?xún)?yōu)勢。
液壓傳動(dòng)系統的主要優(yōu)點(diǎn):
(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(dòng)一般使用的壓力在7Mpa左右,也可高達50Mpa。而液壓裝置的體積比同樣輸出壓力的電機及機械傳動(dòng)裝置的體積小得多。
(2)液壓傳動(dòng)的各個(gè)元件,可根據需要方便,靈活地來(lái)布置。
(3)液壓易于自動(dòng)化。液壓設備配上電磁閥,電氣元件,可編程控制器和計算機等,可裝配成各式自動(dòng)化機械。
(4)速度調整容易。液壓裝置速度調整非常簡(jiǎn)單,只要調整流量控制閥即可輕易且可實(shí)行無(wú)級調速。
(5)不會(huì )有過(guò)載的危險。液壓系統中裝有溢流閥,當壓力超過(guò)設定壓力時(shí),閥門(mén)開(kāi)啟,液壓經(jīng)由溢流閥流回油箱,此時(shí)液壓油不處在密閉狀態(tài),故系統壓力永遠無(wú)法超過(guò)設定壓力。
我國的液壓工業(yè)開(kāi)始于20世紀50年代,目前正處于迅速發(fā)展,提高的階段。其產(chǎn)品最初只用于機床和鍛壓設備,后來(lái)才用到拖拉機和工程機械上。自從1964年從國外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù),同時(shí)進(jìn)行自行設計液壓產(chǎn)品以來(lái),我國的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列,并在各種機械設備上得到了廣泛的使用。
80年代起更加速了對國外先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計劃引進(jìn),消化,吸收和國產(chǎn)化工作,以確保我國的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量,經(jīng)濟效益,研究開(kāi)發(fā)等各個(gè)方面全方位地趕上世界水平。隨著(zhù)工業(yè)迅猛發(fā)展逐日發(fā)展壯大,相繼建立了科研機構和專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家,從事液壓技術(shù)研究和液壓產(chǎn)品生產(chǎn)。他們不但能生產(chǎn)液壓泵,液壓閥等液壓元件,還設計制造了許多新型液壓的元件,如電液比例閥,電液伺服閥等。到目前為止,液壓元件的生產(chǎn),已成為了我國液壓元件產(chǎn)品的生產(chǎn)系列。液壓技術(shù)的發(fā)展正向著(zhù)高效率,高精度,高性能方向邁進(jìn)。液壓元件向著(zhù)體積小,重量輕,微型化和集成化方向發(fā)展,液壓技術(shù),交流液壓等新興的液壓技術(shù)正在開(kāi)拓。又由于計算機的應用,更大大地推進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展,像液壓系統的輔助設計,計算機仿真和優(yōu)化,微機控制等工作,也都取得了顯著(zhù)成果。
當前,液壓技術(shù)在實(shí)現高壓,高速,大功率,高效率,低噪音,經(jīng)久耐用,高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進(jìn)展,在完善比例控制,司服控制,數字控制等技術(shù)上也有許多新成就。此外,在液壓元件和液壓系統的計算機輔助設計,計算機仿真和優(yōu)化以及微機控制等開(kāi)發(fā)性工作方面,日益顯示出顯著(zhù)的成績(jì)。微電子技術(shù)的進(jìn)展,滲透到液壓與氣動(dòng)技術(shù)中并與之結合,創(chuàng )造出了很多高可靠性,低成本的微型節能元件,為液壓氣動(dòng)技術(shù)在工業(yè)各部門(mén)中的應用開(kāi)辟了更為廣泛的前景。 今天,為了和最新技術(shù)的發(fā)展保持同步,液壓技術(shù)必須不斷發(fā)展,不斷提高和改進(jìn)元件和系統的性能,以滿(mǎn)足日益變化的市場(chǎng)需求。這是液壓技術(shù)的創(chuàng )新特征,液壓技術(shù)的不斷發(fā)展體現在如下一些比較重要的特征上:
一, 提高元件性能,創(chuàng )制新元件,體積不斷縮小。為了能在盡可能小的空間里傳遞盡可能大功率,液壓元件的結構不斷地在向小型化發(fā)展。市場(chǎng)上出現了一種新型的被稱(chēng)為“肌腱”的執行元件。它的形狀像一根兩端有接頭的軟管,把它接入系統使用時(shí),它的徑向和軸向都會(huì )發(fā)生伸縮,軸向的伸縮量可達其總長(cháng)的15%–30%。在相同條件下,它的作用力是普通汽缸的10倍。這種元件抗污染,運動(dòng)時(shí)不會(huì )生抖動(dòng),在有些場(chǎng)合還可用它的徑向膨脹去夾持工件等,是一種極有應用前景的元件,而微型元件也得到發(fā)展,如活塞直徑小到2.5mm的汽缸,10mm寬的氣閥以及相關(guān)的輔助元件已成為系列化產(chǎn)品。由于這些元件能在 0.2—0.7Mpa壓力下工作,所以可被方便地集成到標準的系統中。新小型閥,在流量相同時(shí),它的體積僅是過(guò)去的7%。這些小,微型的元件已被應用于精密機械加工,電子工業(yè),制藥工業(yè),食品加工和包裝技術(shù)等場(chǎng)合。
二, 高度的組合化,集成化和模塊化。液壓系統由管式培配置經(jīng)板式配置,箱式配置,集成塊式配置發(fā)展到疊加式配置,插裝式配置,使連接的通道越來(lái)越短。也出現了一些組合集成件,如把液壓泵和壓力閥作成一體,把壓力閥插裝在液壓泵的殼體內,把液壓缸和換向閥作成一體,只需接一條高壓管與液壓泵相連,一條回油管與油箱相連,就可以構成一個(gè)液壓系統。這種組合件不但結構緊湊,工作可靠,而且簡(jiǎn)便,也容易維護保養。
三, 與微電子結合,走向智能化。液壓技術(shù)從本世紀70年代中期起就開(kāi)始和微電子工業(yè)接觸,并相互結合。在迄今30多年時(shí)間內,結合層次不斷提高,由簡(jiǎn)單拼裝,分散混合到總體組合,出現了多種形式的獨立產(chǎn)品如數字液壓泵,數字閥,數字液壓缸等,其中的高級形式已發(fā)展到把編了程的芯片和液壓控制元件,液壓執行元件或能源裝置,檢測反饋裝置,數模轉換裝置,集成電路等匯成一體,這種匯在一起的聯(lián)結體只要一收到微處理機或微型計算機處送來(lái)的信息,就能實(shí)現預先規定的任務(wù)。
液壓技術(shù)的智能化階段雖然開(kāi)始不久,但是從它的星星點(diǎn)點(diǎn)實(shí)踐成功的事例來(lái)看,成果已非常誘人。例如,折臂式小汽車(chē)裝卸器能把小汽車(chē)吊起來(lái),拖入集裝箱內,按最緊湊的排列位置堆放好,最多時(shí)能裝入8輛。裝卸器內裝有微型計算機,它能按預定程序操縱8個(gè)液壓缸,在傳感器的配合下協(xié)調連桿機構的動(dòng)作,完成堆裝任務(wù)。卸車(chē)時(shí)的操作按相反的順序協(xié)調動(dòng)作,以使受訓練的波音民航噴氣客機駕駛員不用上天就可以經(jīng)歷6個(gè)自由度的顛簸搖擺,座椅振動(dòng),著(zhù)陸彈跳等項的運動(dòng)感覺(jué),并能對駕駛員的操作作出擬真的響應。
總之,液壓技術(shù)在與微電子技術(shù)緊密結合后,在微型計算機或微處理機的控制下,可以進(jìn)一步拓寬它的應用領(lǐng)域,形形式式機器人和智能元件的使用不過(guò)是它最常見(jiàn)的例子而已,F在國外已在著(zhù)手開(kāi)發(fā)多種行業(yè)能通用的智能組合硬件,它們只需配上適當的軟件就可以在不同的行業(yè)中完成不同任務(wù)。這樣一來(lái),用戶(hù)的主要技術(shù)工作將只是挑選,改編或自編計算程序了。綜上所述可以看到,液壓元件將向高性能、高質(zhì)量、高可靠性、系統成套方向發(fā)展;向低能耗、低噪聲、低振動(dòng)、無(wú)泄漏以及污染控制、應用水基介質(zhì)等適應環(huán)保要求方向發(fā)展;開(kāi)發(fā)高集成化高功率密度、智能化、機電一體化以及輕小型微型液壓元件;積極采用新工藝、新材料和電子、傳感等高新技術(shù)。液壓工業(yè)在國民經(jīng)濟中的作用實(shí)在是很大的,它常?梢杂脕(lái)作為衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標志之一。
與世界上主要的工業(yè)國家相比,我國的液壓工業(yè)還是相當落后的,標準化的工作有待于繼續做好,優(yōu)質(zhì)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,才能迎頭趕上?梢灶A見(jiàn),為滿(mǎn)足國民經(jīng)濟發(fā)展需要,液壓技術(shù)也將繼續獲得飛速的發(fā)展,它在各個(gè)工也部門(mén)中的應用越來(lái)越廣泛。