畢業(yè)論文-液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　題目 液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望 </p><p>　　學(xué)生姓名 xxx </p><p>　　指導(dǎo)教師 xxx </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)電一體化 </p&g

2、t;<p>　　班 級(jí) 機(jī)電09x </p><p>　　學(xué) 號(hào) 2009xxxx </p><p>　　液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望</p><p>　　摘 要：對(duì)液壓傳動(dòng)技術(shù)工作原理、系統(tǒng)組成及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行描述；將其發(fā)展現(xiàn)狀、工業(yè)應(yīng)用情況作了一個(gè)簡(jiǎn)要 的總結(jié)歸納； 并根據(jù)其自身的特點(diǎn)對(duì)其發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展

3、趨勢(shì)在液壓現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、 自動(dòng)化控制軟件技術(shù)、 純水液壓傳動(dòng)、電液集成塊等四方面做了合理的展望。 關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng)；工業(yè)應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì) </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　1.1液壓傳動(dòng)的定義及地位 …………………………………………………………

4、………………… 1</p><p>　　1.2液壓傳動(dòng)的基本工作原理及組成 ………………………………………………………………… 1</p><p>　　1.3 液壓傳動(dòng)的發(fā)展 …………………………………………………………………………………… 2</p><p>　　1.4 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) ………………………………………………………………………………… 3</

5、p><p>　　1.4.1 與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn) ……………………………………… 3</p><p>　　1.4.2 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) ………………………………………………………………………………… 3</p><p>　　第二章 液壓技術(shù)應(yīng)用</p><p>　　2.1液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng) ………………………………………………

6、…………………………………… 3</p><p>　　2.2液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) …………………………………………………………………………… 3</p><p>　　2.2.1 液壓現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) ……………………………………………………………………………… 4</p><p>　　2.2.2 自動(dòng)化控制軟件技術(shù) ………………………………………………………………………

7、…… 4</p><p>　　2.2.3 純水液壓傳動(dòng) …………………………………………………………………………………… 5</p><p>　　2.2.4 電液集成塊 ……………………………………………………………………………………… 6</p><p>　　參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………………… 8</p>

8、;<p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　液壓傳動(dòng)技術(shù)是工業(yè)上最常見的一門技術(shù)，他是利用各種元件根據(jù)帕斯卡原理來達(dá)到力的傳遞所設(shè)計(jì)的一種技術(shù)。液壓傳動(dòng)技術(shù)根據(jù)其自身的特點(diǎn)在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用，但也相應(yīng)的有一定的局限性。為了給用戶提供更全面、更可靠、更物美價(jià)廉的自動(dòng)化，保證產(chǎn)品質(zhì)量的均一性，減輕單調(diào)或繁重的體力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本就需要對(duì)液壓

9、傳動(dòng)技術(shù)不斷的創(chuàng)新，因此對(duì)于機(jī)器的性能、質(zhì)量、可靠性的要求不斷提高，那么無人自動(dòng)流水線設(shè)備也有個(gè)廣泛應(yīng)用前景。</p><p>　　1.1 液壓傳動(dòng)的定義及其地位</p><p>　　液壓傳動(dòng)是以流體(液壓油液)為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)形式。它們通 過各種元件組成不同功能的基本回路， 再由若干基本回路有機(jī)地組合成具有一定控制功能的 傳動(dòng)系統(tǒng)。 液壓傳動(dòng)，是機(jī)械設(shè)備中發(fā)展速度最

10、快的技術(shù)之一，特別是近年來，隨著機(jī)電一體化技 術(shù)的發(fā)展，與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，液壓傳動(dòng)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。</p><p>　　1.2液壓傳動(dòng)的基本工作原理及組成</p><p>　　液壓傳動(dòng)中由液壓泵、液壓控制閥、液壓執(zhí)行元件(液壓缸和液壓馬達(dá)等)和液壓輔件(管道和蓄能器等)組成的液壓系統(tǒng)。液壓泵把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，液壓控制閥和液壓輔件控制液壓介質(zhì)的壓力、流量和流動(dòng)方向

11、，將液壓泵輸出的壓力能傳給執(zhí)行元件，執(zhí)行元件將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以完成要求的動(dòng)作。</p><p><b>　　工作原理 </b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵從油箱吸油，液壓泵把電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能。液壓介質(zhì)通過管道經(jīng)節(jié)流閥和換向閥進(jìn)入液壓缸左腔，推動(dòng)活塞帶動(dòng)工作臺(tái)右移，液壓缸右腔排出的液壓介質(zhì)經(jīng)換向閥流回油箱。換向閥換向之后液壓介質(zhì)進(jìn)入液

12、壓缸右腔，使活塞左移，推動(dòng)工作臺(tái)反向移動(dòng)。改變節(jié)流閥的開口可調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度。液壓系統(tǒng)的壓力可通過溢流閥調(diào)節(jié)。在繪制液壓系統(tǒng)圖時(shí)，為了簡(jiǎn)化起見都采用規(guī)定的符號(hào)代表液壓元件，這種符號(hào)稱為職能符號(hào)。 </p><p>　　基本回路 由有關(guān)液壓元件組成，用來完成特定功能的典型油路。任何一個(gè)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)都是由幾個(gè)基本回路組成的，每一基本回路都具有一定的控制功能。幾個(gè)基本回路組合在一起，可按一定要求對(duì)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向

13、、工作壓力和運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行控制。根據(jù)控制功能不同，基本回路分為壓力控制回路、速度控制回路和方向控制回路。 </p><p>　　壓力控制回路 用壓力控制閥(見液壓控制閥)來控制整個(gè)系統(tǒng)或局部范圍壓力的回路。根據(jù)功能不同，壓力控制回路又可分為調(diào)壓、變壓、卸壓和穩(wěn)壓 4種回路。(1)調(diào)壓回路：這種回路用溢流閥來調(diào)定液壓源的最高恒定壓力，溢流閥就起這一作用。當(dāng)壓力大於溢流閥的設(shè)定壓力時(shí)，溢流閥開口就加大，以降低液壓泵的輸

14、出壓力，維持系統(tǒng)壓力基本恒定。(2)變壓回路：用以改變系統(tǒng)局部范圍的壓力，如在回路上接一個(gè)減壓閥則可使減壓閥以后的壓力降低；接一個(gè)升壓器，則可使升壓器以后的壓力高於液壓源壓力。(3)卸壓回路：在系統(tǒng)不要壓力或只要低壓時(shí)，通過卸壓回路使系統(tǒng)壓力降為零壓或低壓。(4)穩(wěn)壓回路：用以減小或吸收系統(tǒng)中局部范圍內(nèi)產(chǎn)生的壓力波動(dòng)，保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，例如在回路中采用蓄能器。</p><p>　　速度控制回路 通過控制介質(zhì)的流量

15、來控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路。按功能不同分為調(diào)速回路和同步回路。(1)調(diào)速回路：用來控制單個(gè)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度，可以用節(jié)流閥或調(diào)速閥來控制流量，如圖 簡(jiǎn)單磨床的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖 中的節(jié)流閥就起這一作用。節(jié)流閥控制液壓泵進(jìn)入液壓缸的流量(多余流量通過溢流閥流回油箱)，從而控制液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度，這種形式稱為節(jié)流調(diào)速。也可用改變液壓泵輸出流量來調(diào)速，稱為容積調(diào)速。(2)同步回路：控制兩個(gè)或兩個(gè)以上執(zhí)行元件同步運(yùn)行的回路，例如采用把兩個(gè)執(zhí)行元

16、件剛性連接的方法，以保證同步；用節(jié)流閥或調(diào)速閥分別調(diào)節(jié)兩個(gè)執(zhí)行元件的流量使之相等，以保證同步；把液壓缸的管路串聯(lián)，以保證進(jìn)入兩液壓缸的流量相同，從而使兩液壓缸同步。 </p><p>　　方向控制回路 控制液壓介質(zhì)流動(dòng)方向的回路。用方向控制閥控制單個(gè)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向，使之能正反方向運(yùn)動(dòng)或停止的回路，稱為換向回路，圖 簡(jiǎn)單磨床的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖 中的換向閥即起這一作用。在執(zhí)行元件停止時(shí)，防止因載荷等外因引起泄漏

17、導(dǎo)致執(zhí)行元件移動(dòng)的回路，稱為鎖緊回路</p><p>　　液壓傳動(dòng)系統(tǒng)以下由5部分組成：</p><p>　?。?）液壓動(dòng)力元件：液壓動(dòng)力元件指液壓泵，他是將動(dòng)力裝置的機(jī)械轉(zhuǎn)換為液壓能的裝置，其作用是為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)提供壓力油，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源。</p><p>　　（2）液壓執(zhí)行元件：液壓執(zhí)行元件指液壓缸或液壓馬達(dá)，他是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，其作用是在液

18、壓油的推動(dòng)下輸出和速度或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動(dòng)工作裝置作功。</p><p>　?。?）液壓控制元件：他包括各種液壓閥類元件，其作用是用來控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中油液的流動(dòng)方向、壓力和流量，以保證液壓執(zhí)行元件和工作裝置完成指定工作。</p><p>　?。?）輔助元件：除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器管件各種管接頭(擴(kuò)口式、焊接式、卡套式）、高壓球閥、快換接頭、軟管總

19、成、測(cè)壓接頭、管夾及油箱等等，它們同樣十分重要。</p><p>　　（5）工作介質(zhì)：工作介質(zhì)傳動(dòng)液體，通常被稱為液壓油或液壓液。</p><p>　　1.3 液壓傳動(dòng)的發(fā)展</p><p>　　液壓傳動(dòng)是根據(jù) 17 世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來的一門新興技 術(shù)，1795 年英國約瑟夫?布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦

20、用水作為工作介質(zhì)，以水 壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905 年將工作介質(zhì)水改為油， 又進(jìn)一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用， 特別是 1920 年以后， 發(fā)展更為迅速。 1925 液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初的 20 年間， 才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。 年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng)的逐步建立奠 定了基礎(chǔ)。

21、20 世紀(jì)初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí) 際研究;1910 年對(duì)液力傳動(dòng)(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到 了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國機(jī)床中有 30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。應(yīng)該指出，日 本液壓傳動(dòng)的發(fā)展較歐美等國家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速發(fā)展液壓傳 動(dòng)，1</p><p>　　1.4

22、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　1.4.1 與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　1．液壓傳動(dòng)的各種元件，可以根據(jù)需要方便、靈活地來布置。 </p><p>　　2．重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快。</p><p>　　3．操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá) 2000：1）。</

23、p><p>　　4．可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。</p><p>　　5．一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤滑，使用壽命長 。 </p><p>　　6．很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。 </p><p>　　7．很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控 制過程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控 。</p><p>

24、;　　1．4.2 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)</p><p>　　1．由于流體流動(dòng)的阻力和泄露較大，所以效率較低。如果處理不當(dāng)，泄露不僅污染場(chǎng) 地，而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。 </p><p>　　2．由于工作性能易受到溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。 </p><p>　　3．液壓元件的制造精度要求較高，因而價(jià)格較貴。 </p><

25、;p>　　4．由于液體介質(zhì)的泄露及可壓縮性影響，不能得到嚴(yán)格的傳動(dòng)比。 </p><p>　　5．液壓傳動(dòng)出故障時(shí)不易找出原因；使用和維修要求有較高的技術(shù)水平。</p><p>　　第二章 液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用</p><p>　　2.1液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用</p><p>　　正因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用

26、的塑料加工 機(jī)械、壓力機(jī)械、機(jī)床等；行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等；鋼鐵工 業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；礦山機(jī)械中的液壓鉆機(jī)、采煤機(jī)、提升機(jī)、 液壓支架等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)、大 洋采礦等；發(fā)電廠渦輪機(jī)調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機(jī)械（絞車） 、船頭 門、艙壁閥、船尾推進(jìn)器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測(cè)量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等； 軍事工業(yè)用的火炮

27、操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機(jī)起落架的收放裝置和方向舵 控制裝置等。 液壓傳動(dòng)與控制是現(xiàn)代機(jī)械工程的基礎(chǔ)技術(shù)，由于其在功率重量比、無級(jí)調(diào)速、自動(dòng) 控制、過載保護(hù)等方面的獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使其成為國民經(jīng)濟(jì)中各行業(yè)、各類機(jī)械裝備實(shí)現(xiàn)傳 動(dòng)與控制的重要技術(shù)手段。</p><p>　　2.2 液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　學(xué)習(xí)了液壓傳動(dòng)， 對(duì)液壓傳動(dòng)也有了一個(gè)初步的了解， 液壓傳

28、動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù) 。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國 家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。歷史的經(jīng)驗(yàn)證明，流控學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，僅有 20％是靠本學(xué) 科的科研成果推動(dòng)，來源于其他領(lǐng)域發(fā)明的占 50％，移植其他技術(shù)成果占 30％ ，即大部分 來源于其他相關(guān)學(xué)科進(jìn)步的推動(dòng)。 隨著應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算及技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及新工藝、新材料的發(fā)展 和應(yīng)用，液壓傳動(dòng)技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。液壓傳動(dòng)技術(shù)已成為

29、工業(yè)機(jī)械、工程建筑機(jī)械及國防 尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)。而其向自動(dòng)化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展，是不斷提高它與電傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵?，F(xiàn)從液壓現(xiàn)場(chǎng)總線 技術(shù)、 自動(dòng)化控制軟件技術(shù)、 純水液壓傳動(dòng)、 電液集成塊等方面介紹液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)。</p><p>　　2.2.1 液壓現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)</p><p>　　現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的定義及發(fā)展背景</p

30、><p>　　現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能化儀表和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字式、 雙向傳輸、 多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng) 絡(luò)。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化為工作站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備兩層結(jié)構(gòu)， 它可以看作是一個(gè)由數(shù)字通訊設(shè) 備和監(jiān)控設(shè)備組成的分布式系統(tǒng)，從計(jì)算機(jī)角度看，現(xiàn)場(chǎng)總線是一種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)；從通信 角度看，它是一種新型的全數(shù)字、串行、雙向、多路設(shè)備的通信方式；從工程角度看，它是 一種工廠結(jié)構(gòu)化布線。 隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的飛速發(fā)展， 流體控制技術(shù)和電子控制

31、技術(shù)的結(jié)合 越來越緊密， 在液壓領(lǐng)域越來越多的人士開始使用或關(guān)注總線技術(shù)在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用， 液 壓技術(shù)人員也越來越感受到觀場(chǎng)總線技術(shù)的優(yōu)越性。液壓系統(tǒng)是在液壓總線的供油路和 回油路間安裝數(shù)個(gè)開關(guān)液壓源，其與各自的控制閥、執(zhí)行器相連接。開關(guān)液壓源包括液感元 件、高速開關(guān)閥、單向閥、液容元件。根據(jù)開關(guān)液壓源功能不同，它可組合成升壓型或降壓 增流型開關(guān)液壓源。 由于將開關(guān)源的輸入端直接掛在液壓總線上， 可通過高速開關(guān)方式加以 升壓或降壓增流

32、。 該系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)升壓以及降壓增流的問題， 最終輸出 與各執(zhí)行器需求相適應(yīng)的壓力和流量。 當(dāng)前， 現(xiàn)場(chǎng)總線及由此而產(chǎn)生的現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀器</p><p>　　2.2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在液壓系統(tǒng)應(yīng)用中的特點(diǎn)</p><p>　　(1) 經(jīng)濟(jì)性： 任何一種新技術(shù)新產(chǎn)品的開發(fā)與使用， 其成本是首先需要考慮的因素之一， 總線技術(shù)也不例外。設(shè)計(jì)開發(fā)總線技術(shù)產(chǎn)品的初衷之一就是降低系統(tǒng)

33、及工程成本。所以，應(yīng) 用單位使用總線產(chǎn)品和供應(yīng)商提供產(chǎn)品的第一前提應(yīng)該是以降低總系統(tǒng)的使用成本為目的。</p><p>　　(2) 按IEC61131—3標(biāo)準(zhǔn)的柔性化程序，易學(xué)，學(xué)懂，可操作性強(qiáng)。 </p><p>　　(3) 友好的人機(jī)對(duì)話界面，可方便進(jìn)行液壓系統(tǒng)的參數(shù)修改和故障監(jiān)控。 </p><p>　　(4) 滿足所有有關(guān)人身安全，電磁兼容，抗沖擊及抗震動(dòng)的

34、重要標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　(5) 相對(duì)于傳統(tǒng)的液壓比例控制系統(tǒng)更具有其價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)</p><p><b>　　自動(dòng)化控制軟件技術(shù)</b></p><p>　　在多軸運(yùn)動(dòng)控制中，采用SPS可編程控制技術(shù)。在這種情況下，以PC機(jī)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控 制技術(shù)也和許多自動(dòng)化控制領(lǐng)域一樣，有著自己的用武之地。自動(dòng)化控制軟件將SPS的工作 原則與操作監(jiān)

35、控兩項(xiàng)任務(wù)集于一身。 操作監(jiān)控技術(shù)在伺服驅(qū)動(dòng)中已經(jīng)發(fā)展得比較成熟， 并且 具有強(qiáng)大的功能和功率。 在大量的應(yīng)用實(shí)踐中已經(jīng)證明， 以微機(jī)軟件為基礎(chǔ)的控制方案在不 同類型的液壓控制中也是非常有效的控制方案。利用液壓技術(shù)控制回路(控制閥、變量泵)和 執(zhí)行機(jī)構(gòu)(液壓缸、液壓馬達(dá))大量不同的變型與組合配置，可以提供多種不同特性的控制方 案。有些液壓控制的運(yùn)動(dòng)與電氣驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)類似，PLC可編程序數(shù)據(jù)庫使得液壓定位的控制 和自動(dòng)化工作過程的同步運(yùn)行更

36、加方便。其控制電路與電氣自動(dòng)化控制基本沒有什么區(qū)別， 它同時(shí)也對(duì)操作與監(jiān)控進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，液壓控制軟件也可在PLC的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中工作，而且 是全透明的運(yùn)行。 利用這種液壓控制軟件可以對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫， 最大限度地滿足了操作 監(jiān)控和自動(dòng)化控制的需要。所有液壓系統(tǒng)的控制信號(hào)均可在工業(yè)控制局域網(wǎng)的接線柱中測(cè)得。可以被檢測(cè)的信號(hào)包括：實(shí)際位置信號(hào)，實(shí)際壓力信號(hào)和控制閥的狀態(tài)、設(shè)置參數(shù)。所</p><p>　　2.2．3

37、純水液壓傳動(dòng)</p><p>　　礦物型液壓油作為液壓傳動(dòng)介質(zhì)存在著嚴(yán)重的環(huán)境污染和易燃燒問題， 這也是世界各國 現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生存環(huán)境所不允許的 術(shù)持續(xù)發(fā)展的根本動(dòng)力。而水本身所固有的清潔性和阻燃性正好滿足了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)工業(yè)工程提出的安全、環(huán)境友好的要求。這也是最近 20 年來純水液壓傳動(dòng)技 。 純水液壓傳動(dòng)以純水（不含任何添加劑的天然水含海水和淡水）為工作介質(zhì)。而純水的 物理化學(xué)性質(zhì)與液壓油有著相當(dāng)大的差別

38、， 所以純水液壓傳動(dòng)與油壓傳動(dòng)相比既有優(yōu)勢(shì)又有 技術(shù)難題。</p><p>　　純水液壓傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì) </p><p>　　(1) 純水價(jià)格低廉、來源廣泛、不用運(yùn)輸倉儲(chǔ)。水的價(jià)格僅為液壓油的 1/5000。而且隨 地可取，特別是大、特大型的液壓系統(tǒng)，可以節(jié)省大量的礦物油，經(jīng)濟(jì)效益更是可觀。 </p><p>　　(2) 阻燃性與安全性好、溫升小。液壓傳動(dòng)在冶金、熱加工

39、及采礦業(yè)使用，極易燃燒引 起火災(zāi)，導(dǎo)致人身設(shè)備事故。但是水不會(huì)燃燒，故消除了火災(zāi)危險(xiǎn)，安全性好；另外水的比 熱與導(dǎo)熱系數(shù)分別為液壓油的約兩倍和四倍， 故純水液壓系統(tǒng)的溫升較低， 一般不需加設(shè)熱 交換器，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　(3) 純水的壓縮系數(shù)小，壓縮損失比礦物型液壓油降低 25%左右，可補(bǔ)償一部分由于泄 露增加而造成的容積損失。</p><p>　　(4) 使用純水的液

40、壓系統(tǒng)維修方便，維護(hù)成本低。在水下時(shí)，可以不用回油管、水箱， 系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。</p><p>　　(5) 可避免或減少產(chǎn)品污染。產(chǎn)品污染是許多生產(chǎn)行業(yè)格外關(guān)注的事情，泄漏的油液和 水基液會(huì)使紡織制品、木質(zhì)膠合板受到玷污，也會(huì)使紙張變色、藥品變質(zhì)和食品變味。污染 還會(huì)使某些產(chǎn)品根本不能出售，只好銷毀。但如果純水滲進(jìn)產(chǎn)品中，害處要相對(duì)小得多或者 沒有害處。 </p><p>　　純水液壓傳動(dòng)面

41、臨的主要技術(shù)難題</p><p>　　(1) 泄露與磨損 純水的粘度通常是油的 1/40~1/50，甚至更低。因此，一方面極易引起純水液壓元件及系 統(tǒng)的內(nèi)、外泄漏，導(dǎo)致系統(tǒng)容積效率的降低；另一方面純水的潤滑性很差，在純水液壓元件 的耦合摩擦副中形成液壓膜就比較困難從而導(dǎo)致干摩擦及卡死。為此,必須采用一些特殊材 料、 結(jié)構(gòu)和較高的加工精度等技術(shù)手段， 所以純水液壓元件制造成本要高于同等性能的油壓 元件的制造成本。&

42、lt;/p><p>　　(2) 材料腐蝕與老化 由于水的銹蝕性和導(dǎo)電性很強(qiáng),能引起鋼、鐵、銅等常用金屬材料的電化學(xué)腐蝕及非金 屬材料的老化。例如常溫下新鮮、流動(dòng)的純水對(duì)碳素鋼銹蝕速度可達(dá) 1.27mm/年,從而降低蝕性強(qiáng)的材料來制造純水液壓傳動(dòng)的元、輔件。</p><p>　　(3) 液壓沖擊、振動(dòng)和噪聲了純水液壓元件的壽命。為此,總是優(yōu)先考慮采用不銹鋼、有色金屬合金和工程塑料等抗腐與液壓油相

43、比,水的密度大、壓縮性小、聲速高。所以,純水液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中閥門突然啟 閉等使水的流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),極易引起較油壓傳動(dòng)更大的液壓沖擊、振動(dòng)和噪聲,對(duì)系統(tǒng) 的工作性能、使用壽命及人身健康造成有害影響。為此,通常要在純水液壓系統(tǒng)中加裝吸收 和消除壓力沖擊、振動(dòng)和噪聲的蓄能器或消聲器。</p><p>　　(4) 氣蝕 盡管通常水中的氣體含量比液壓油中低,但由于水的飽和蒸汽壓比液壓油高很多,故水中 極易分離和產(chǎn)生出氣泡

44、,并在高壓區(qū)凝結(jié)和潰滅,從而產(chǎn)生異常高溫和沖擊壓力,引起系統(tǒng)元、 輔件流動(dòng)表面材料疲勞和破壞、系統(tǒng)工作性能下降的氣蝕現(xiàn)象。為此,一般通過采取限制系 統(tǒng)溫度以降低介質(zhì)中的氣體溶解度、提高液壓泵的吸人壓力等措施來減小或消除氣蝕現(xiàn)象。</p><p>　　(5) 設(shè)計(jì)理論 由于水的理化特性的特殊性,所以傳統(tǒng)油壓元件、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法不完全適用于 水壓系統(tǒng),還有待通過深入細(xì)致的理論及實(shí)驗(yàn)研究,建立一整套適用于純水液壓

45、傳動(dòng)的設(shè)計(jì)理 論和方法。 </p><p>　　國內(nèi)外純水液壓傳動(dòng)技術(shù)的研究與應(yīng)用 </p><p>　　近年來世界各國特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國家流體動(dòng)力界圍繞著純水液壓傳動(dòng)的材料、元件含 液壓器具、系統(tǒng)等方面展開了理論及應(yīng)用研究,取得了引人注目的成果[23]。</p><p>　　(1)純水液壓元件的研究及開發(fā) 純水液壓元件的研究一般都有著深層次主機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用背景。換言之,

46、是各類不同機(jī)械設(shè)備及系統(tǒng)的應(yīng)用和需要大大刺激和促進(jìn)了純水液壓元件研究工作的進(jìn)展。目前,國際液壓 市場(chǎng)已能購買到不同壓力等級(jí)的商品化純水液壓元件，但價(jià)格較高。 (2) 材料研究 多年研究結(jié)果已表明不銹鋼、青銅、特殊處理的鋁合金、玻璃纖維、陶瓷、塑料、均是 抗腐蝕性強(qiáng)的可直接用作純水液壓閥、水箱、管件等元輔件制造或保護(hù)層的材料,而工程陶 瓷和塑料具有強(qiáng)度高、耐磨性好的特點(diǎn),是純水液壓泵、馬達(dá)優(yōu)良的摩擦副材料。 (3) 純水液

47、壓系統(tǒng)配套及應(yīng)用研究 隨著理論研究及元件開發(fā)工作的深入,純水液壓傳動(dòng)技術(shù)目前正在進(jìn)人實(shí)際應(yīng)用階段,系 統(tǒng)包括比例、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的配套與應(yīng)用研究也獲得了很大進(jìn)展。其應(yīng)用除了海洋開發(fā)、冶 金工業(yè)、礦山開發(fā)、垃圾運(yùn)載處理車輛等領(lǐng)域外,正開始進(jìn)人食品加工、造紙、化工、感光 材料及醫(yī)藥衛(wèi)生產(chǎn)品制造等油壓傳動(dòng)的禁區(qū)。例如,美國 Stoelting 等公司合作新近為某電影 膠片制造商研制了臺(tái)純水液壓傳動(dòng)的膠片液桶〔重達(dá) 35.58kN〕舉升傾倒機(jī)；此

48、外,在美國的 肉聯(lián)企業(yè)的肉品</p><p>　　2.2.4 電液集成塊</p><p>　　電液集成塊液壓技術(shù)產(chǎn)生的背景和原因 </p><p>　　計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，加速了各行各業(yè)的科技進(jìn)步，液壓技術(shù)也不例外。眾所周知，傳 統(tǒng)的液壓閥在價(jià)格和技術(shù)上遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代傳動(dòng)裝置方面的要求， 已經(jīng)成為影響液壓技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要矛盾。 原武漢汽車工業(yè)大學(xué) （現(xiàn)武漢理工大學(xué)）

49、 陳城書教授為了改變這種狀況， 經(jīng)過多年的刻苦鉆研，終于成功地將電子學(xué)原理移植到液壓技術(shù)中來，發(fā)明了電液集成塊， 創(chuàng)建了電液集成塊液壓技術(shù)，開拓了液壓技術(shù)全新的發(fā)展道路-廉價(jià)的機(jī)電液一體化技術(shù)。 經(jīng)過幾年的努力，電液集成塊液壓技術(shù)已越來越多地為人們所認(rèn)識(shí)，獲得了迅猛發(fā)展。電液 集成塊液壓技術(shù)的控制部分是由三部分組成： 電液集成塊、 電液集成塊液路和 CPU 電路。</p><p>　　一個(gè)系統(tǒng)是由很多元件串聯(lián)組成

50、的，如果不使系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)控制形式，如圖 1 所示，那么其 中只要有一個(gè)串聯(lián)軟件的精度差， 則系統(tǒng)的精度就差， 而且這時(shí)的系統(tǒng)誤差是各串聯(lián)元件誤 差之和。 所以為要確保系統(tǒng)的精度， 就要求每個(gè)串聯(lián)元件的精度都要高出系統(tǒng)精度好幾倍才 行。串聯(lián)元件越多（系統(tǒng)越復(fù)雜），則各串聯(lián)元件的精度要求越高，系統(tǒng)的價(jià)格就越高。如 要獲得既有低的價(jià)格，又有高的系統(tǒng)精度，只有才有閉環(huán)控制系統(tǒng)才能達(dá)到，如圖 2 所示。 在閉環(huán)控制液壓系統(tǒng)中，系統(tǒng)控制的精度基本上

51、取決于檢測(cè)元件和 CPU 電路運(yùn)算速度及其 軟件。在這種情況下，對(duì)元件的精度要求就不那么高了，于是系統(tǒng)價(jià)格就大大降低，而系統(tǒng) 的精度又可得到保證，這是一條正確的機(jī)電一體化道路。可是在液壓行業(yè)中，目前都在努力 發(fā)展電子和液壓相結(jié)合的閉環(huán)控制元件， 熱衷于搞液電一體化液壓元件， 而忽視了機(jī)電液一 體化系統(tǒng)（電子和液壓相結(jié)合的閉環(huán)控制液壓系統(tǒng)）的研究，使液壓技術(shù)陷于困境之中。</p><p>　　液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)相比

52、有很多優(yōu)點(diǎn)，但是近十年來，交直流伺服電馬達(dá)的發(fā)展很快， 已在某些領(lǐng)域（特別是在數(shù)控機(jī)床行業(yè)）中取代了閥類液壓技術(shù)。出現(xiàn)這種情況的主要原因 是，閥類液壓技術(shù)中的基礎(chǔ)控制元件在價(jià)格和技術(shù)上不能同迅速發(fā)展著的計(jì)算機(jī)技術(shù)相適 應(yīng)。 再者，現(xiàn)有的液壓閥，包括電液比例閥，都是具有一定功能的，不是基礎(chǔ)元件，它們 都是由基礎(chǔ)元件組合而成的組合件。它們可由液管、電液管和液阻組成。也就是說，傳統(tǒng)的 液壓閥是屬于二次產(chǎn)品類。 可是在市場(chǎng)上又無相應(yīng)的一次產(chǎn)品提

53、供， 于是這些星羅棋布的中 小型液壓閥生產(chǎn)廠就不得不自己設(shè)法來生產(chǎn)高精度的一次產(chǎn)品了，各廠又根自身的產(chǎn)品情 況，將一次產(chǎn)品“溶化”在二次產(chǎn)品中，使傳統(tǒng)液壓閥的生產(chǎn)陷入一次式生產(chǎn)方式之中，這就 要求素有星羅棋布的中小型液壓閥廠， 都應(yīng)具有高精度的加工手段， 給二次產(chǎn)品生產(chǎn)廠提出 了更高的要求，隨之也就帶來了極大的困難。另外液壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，液壓閥生產(chǎn)廠為了求得銷售市場(chǎng)，不得不將液壓閥做成各種各種類型，以滿足用戶的需要。由于液壓

54、閥的品種繁多， 廠家無力進(jìn)行大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)。 液壓技術(shù)的優(yōu)勢(shì)被如此繁多的液壓閥所淹 沒了。于是形</p><p><b>　　電液集成塊的組成 </b></p><p>　　傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)基本上是由三部分組成：電液集成塊液壓技術(shù)只是將液壓閥用電液集成塊來代替，變成：原來只要是液壓機(jī)械，就可以用電業(yè)集成塊來改造，使其成為數(shù)控機(jī)械。所以用電液集成塊 液壓技術(shù)對(duì)老產(chǎn)品和老

55、企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造， 實(shí)在太方便了。 因此電液集成塊在國家的技術(shù)改 造中具有強(qiáng)大的生命力。 </p><p><b>　　電液集成塊的特點(diǎn) </b></p><p>　　電液集成塊液壓技術(shù)的硬件都是通用標(biāo)準(zhǔn)的， 通用性極強(qiáng)， 用在機(jī)床上的一套電液集成 塊液壓系統(tǒng)，可以直接搬到汽車上來，其不同的只是軟件（程序）。再加上它的結(jié)構(gòu)合理和 二次式生產(chǎn)方式，使其能進(jìn)行大規(guī)模自動(dòng)化

56、生產(chǎn)，一次它的價(jià)格低廉，且能同 CPU 電路直 接相連， 易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)電液一體化。 電液集成塊是計(jì)算機(jī)和工業(yè)實(shí)體之間的一個(gè)理想的媒 介。</p><p><b>　　結(jié) 語</b></p><p>　　液壓傳動(dòng)技術(shù)是機(jī)械科學(xué)技術(shù)的一個(gè)分支， 它的發(fā)展需要機(jī)械及其他門類學(xué)科的發(fā)展來 推動(dòng)，它的發(fā)展也能推動(dòng)工業(yè)系統(tǒng)的整體發(fā)展。 它有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)， 和其他技術(shù)一計(jì)

57、應(yīng)用修改和完善。自2O世紀(jì)9O年代以來，工程機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得新結(jié)構(gòu)和新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。隨著微電子技術(shù)向工程機(jī)械的滲透，工程機(jī)械日益向智能化和機(jī)電一體化方向發(fā)展，對(duì)工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)裝置提出的要求也越來越苛刻。近年來，液壓技術(shù)迅速發(fā)展，液壓元件日臻完善，使得液壓傳動(dòng)在工程機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用突飛猛進(jìn)，液壓傳動(dòng)所具有的優(yōu)勢(shì)也日漸凸現(xiàn)?？梢韵嘈?，隨著液壓技術(shù)與微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及傳感技術(shù)的緊密結(jié)合，液壓傳

58、動(dòng)技術(shù)必將在工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展中發(fā)揮出越來越重要的作用。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王春行．液壓控制系統(tǒng)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 </p><p>　　[2]許益民．電液比例控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 </p><p>　　

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