液壓傳動的原理與發(fā)展
2013-06-14 13:47液壓傳動是以液體作為傳動介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)能量傳遞和控制的一種傳動形式。
液壓傳動過程（工作原理）是利用液壓泵將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞與控制，借助于液壓執(zhí)行元件(缸或馬達(dá))把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 掌握液壓傳動的結(jié)構(gòu)、原理、特點(diǎn)、組成、符號及控制方式，是進(jìn)行液壓傳動系統(tǒng)使用、安裝、調(diào)試、維修的基礎(chǔ)。
1650年，法國人B.帕斯卡首先提出了靜止液體中壓力傳遞的基本規(guī)律——提出出靜壓傳遞原理（帕斯卡原理）。1795年，英國人J.布拉默創(chuàng)制的水壓機(jī)，是以水為工作介質(zhì)的液壓傳動的初級形式。十八世紀(jì)末，德國制造了液壓刨床；美國制造了液壓磨床和車床。第二次世界大戰(zhàn)后，工業(yè)化水平提高，電液伺服閥的出現(xiàn)，使液壓伺服系統(tǒng)得到了新的發(fā)展，它把電子控制和液壓傳動有機(jī)地結(jié)合起來，開辟了液壓傳動應(yīng)用的新領(lǐng)域，液壓技術(shù)在民用領(lǐng)域廣泛推廣應(yīng)用。 二十世紀(jì)六十年代后，計(jì)算機(jī)`電子`傳感等技術(shù)極大地推動了液壓技術(shù)發(fā)展。 液壓技術(shù)已成為衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志。
我國液壓工業(yè)始于50年代。1964年引進(jìn)國外液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時注重自主開發(fā)并取得一定成效。現(xiàn)有主要企業(yè)約300家，年產(chǎn)液壓產(chǎn)品逾450萬件，氣動產(chǎn)品約300萬件。 液壓傳動技術(shù)趨向于高壓化、高速化、集成化、節(jié)能化、電子化、綠色化、智能化、機(jī)電化的方向發(fā)展。集成化也叫無管聯(lián)接，用油路板、集成塊和插裝閥等來組成液壓系統(tǒng)，省去配管，使結(jié)構(gòu)緊湊和簡化。此外，開發(fā)利用高水基液壓油（含水量達(dá)95％以上）作為液壓介質(zhì)，以及液壓元件和系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也是重要的發(fā)展方向。
液壓技術(shù)在以下行業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用：
1 機(jī)床工業(yè)： 磨床/銑床/刨床/拉床/車床/數(shù)控機(jī)床/組合機(jī)床等。
2 工程機(jī)械： 挖掘機(jī)/裝載機(jī)/推土機(jī)/壓路機(jī)/鏟運(yùn)機(jī)等。
3 礦山機(jī)械： 挖掘機(jī)/鑿巖機(jī)/破碎機(jī)/提升機(jī)/液壓支架等 。
4 吊運(yùn)機(jī)械： 叉車/吊裝車/皮帶運(yùn)輸機(jī)等。
5 建筑機(jī)械： 打樁機(jī)/平地機(jī)等。
6 農(nóng)業(yè)機(jī)械： 收割機(jī)/拖拉機(jī)等。
7 冶金機(jī)械： 壓力機(jī)/壓鋼機(jī)/電極升降機(jī)等。
8 輕工機(jī)械： 注塑機(jī)/打包機(jī)/造紙機(jī)等。
9 智能機(jī)械： 體育數(shù)字式鍛煉機(jī)/模擬艙/機(jī)器人等。
10 汽車工業(yè)：自卸車/平板車/高空作業(yè)車/減振器等。
11 航空航天：飛機(jī)操縱系統(tǒng)、飛行器強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)等。
液壓泵、液壓馬達(dá)和液壓缸、控制閥及管道、油箱、集流分配器等，統(tǒng)稱為液壓元件。
由若干個液壓元件組合起來以完成規(guī)定工作的回路總和，稱為液壓系統(tǒng)。
液壓系統(tǒng)按控制方式不同分為液壓傳動系統(tǒng)和液壓伺服系統(tǒng)。
根據(jù)液壓元件在液壓系統(tǒng)中所起的作用，一個完整的液壓系統(tǒng)可分為五個部分：
1 動力元件：如液壓泵：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵。
2 執(zhí)行元件：
如液壓馬達(dá)或液壓缸，其中液壓馬達(dá)包括齒輪式液壓馬達(dá)、葉片式液壓馬達(dá)、柱塞式液壓馬達(dá)；液壓缸包括活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸、擺動式液壓缸、組合式液壓缸。
3 控制元件：
如各種液壓控制閥，其中方向控制閥包括單向閥、換向閥等；壓力控制閥包括溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥：節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥等。
4 輔助元件：
如油管、管接頭、油箱、濾油器、換熱器、蓄能器、過濾器、冷卻器、加熱器、集流分配器、油路服務(wù)器、壓力計(jì)、流量計(jì)、密封件等。
5 工作介質(zhì)：如液壓油和液壓液。
液壓傳動以其它傳動方式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于機(jī)床、汽車、飛機(jī)、船舶、工程機(jī)械、塑料機(jī)械、試驗(yàn)機(jī)械、冶金機(jī)械和礦山機(jī)械等方面。例如工程機(jī)械中的液壓挖掘機(jī)，其大臂的曲伸、挖斗的開閉都是由液壓系統(tǒng)完成。液壓傳動與機(jī)械`氣動`電氣電子等傳動方式相比，優(yōu)點(diǎn)比較突出，缺點(diǎn)將會隨著技術(shù)進(jìn)步逐步克服。
液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)：
1 從結(jié)構(gòu)上看，在相同功率條件下，體積小，重量輕，其傳動比高，安裝靈活性強(qiáng)。
2 從工作性能上看，可無級調(diào)速，可距離控制，易換向，容易實(shí)現(xiàn)自動化和復(fù)雜的自動工作循環(huán)，操作簡單。
3 從使用維護(hù)上看，便于過載保護(hù)和保壓，有利于使用安全；工作介質(zhì)的潤滑性有利于延長元件的使用壽命。
4 從元件制造上看，其易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的特點(diǎn)，也便于使用、維護(hù)、設(shè)計(jì)和推廣。
5 從技術(shù)應(yīng)用上看，可變性和可塑性強(qiáng)，易于對生產(chǎn)程序調(diào)整；能夠結(jié)合機(jī)械`電子`傳感等技術(shù)實(shí)現(xiàn)一體化，有利于設(shè)備開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新。
液壓傳動的缺點(diǎn)：
1 容易泄漏和污染環(huán)境。
2 適應(yīng)環(huán)境溫度受到一定限制。一般工作溫度在15℃—60℃范圍內(nèi)較合適。
3 液壓系統(tǒng)較難克服混入空氣和溫升現(xiàn)象。
4 能量損失影響傳動效率；
5 泄漏和可壓縮性，使傳動比不夠精確；
6 故障判斷和排除要求較高技術(shù)水平；技術(shù)人員需經(jīng)過較長時間培訓(xùn)和實(shí)踐。
因此,液壓傳動以其它傳動方式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于機(jī)床、汽車、飛機(jī)、船舶、工程機(jī)械、塑料機(jī)械、試驗(yàn)機(jī)械、冶金機(jī)械和礦山機(jī)械等方面。例如工程機(jī)械中的液壓挖掘機(jī)，其大臂的曲伸、挖斗的開閉都是由液壓缸操作。
液壓傳動過程（工作原理）是利用液壓泵將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞與控制，借助于液壓執(zhí)行元件(缸或馬達(dá))把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 掌握液壓傳動的結(jié)構(gòu)、原理、特點(diǎn)、組成、符號及控制方式，是進(jìn)行液壓傳動系統(tǒng)使用、安裝、調(diào)試、維修的基礎(chǔ)。
1650年，法國人B.帕斯卡首先提出了靜止液體中壓力傳遞的基本規(guī)律——提出出靜壓傳遞原理（帕斯卡原理）。1795年，英國人J.布拉默創(chuàng)制的水壓機(jī)，是以水為工作介質(zhì)的液壓傳動的初級形式。十八世紀(jì)末，德國制造了液壓刨床；美國制造了液壓磨床和車床。第二次世界大戰(zhàn)后，工業(yè)化水平提高，電液伺服閥的出現(xiàn)，使液壓伺服系統(tǒng)得到了新的發(fā)展，它把電子控制和液壓傳動有機(jī)地結(jié)合起來，開辟了液壓傳動應(yīng)用的新領(lǐng)域，液壓技術(shù)在民用領(lǐng)域廣泛推廣應(yīng)用。 二十世紀(jì)六十年代后，計(jì)算機(jī)`電子`傳感等技術(shù)極大地推動了液壓技術(shù)發(fā)展。 液壓技術(shù)已成為衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志。
我國液壓工業(yè)始于50年代。1964年引進(jìn)國外液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時注重自主開發(fā)并取得一定成效。現(xiàn)有主要企業(yè)約300家，年產(chǎn)液壓產(chǎn)品逾450萬件，氣動產(chǎn)品約300萬件。 液壓傳動技術(shù)趨向于高壓化、高速化、集成化、節(jié)能化、電子化、綠色化、智能化、機(jī)電化的方向發(fā)展。集成化也叫無管聯(lián)接，用油路板、集成塊和插裝閥等來組成液壓系統(tǒng)，省去配管，使結(jié)構(gòu)緊湊和簡化。此外，開發(fā)利用高水基液壓油（含水量達(dá)95％以上）作為液壓介質(zhì)，以及液壓元件和系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也是重要的發(fā)展方向。
液壓技術(shù)在以下行業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用：
1 機(jī)床工業(yè)： 磨床/銑床/刨床/拉床/車床/數(shù)控機(jī)床/組合機(jī)床等。
2 工程機(jī)械： 挖掘機(jī)/裝載機(jī)/推土機(jī)/壓路機(jī)/鏟運(yùn)機(jī)等。
3 礦山機(jī)械： 挖掘機(jī)/鑿巖機(jī)/破碎機(jī)/提升機(jī)/液壓支架等 。
4 吊運(yùn)機(jī)械： 叉車/吊裝車/皮帶運(yùn)輸機(jī)等。
5 建筑機(jī)械： 打樁機(jī)/平地機(jī)等。
6 農(nóng)業(yè)機(jī)械： 收割機(jī)/拖拉機(jī)等。
7 冶金機(jī)械： 壓力機(jī)/壓鋼機(jī)/電極升降機(jī)等。
8 輕工機(jī)械： 注塑機(jī)/打包機(jī)/造紙機(jī)等。
9 智能機(jī)械： 體育數(shù)字式鍛煉機(jī)/模擬艙/機(jī)器人等。
10 汽車工業(yè)：自卸車/平板車/高空作業(yè)車/減振器等。
11 航空航天：飛機(jī)操縱系統(tǒng)、飛行器強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)等。
液壓泵、液壓馬達(dá)和液壓缸、控制閥及管道、油箱、集流分配器等，統(tǒng)稱為液壓元件。
由若干個液壓元件組合起來以完成規(guī)定工作的回路總和，稱為液壓系統(tǒng)。
液壓系統(tǒng)按控制方式不同分為液壓傳動系統(tǒng)和液壓伺服系統(tǒng)。
根據(jù)液壓元件在液壓系統(tǒng)中所起的作用，一個完整的液壓系統(tǒng)可分為五個部分：
1 動力元件：如液壓泵：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵。
2 執(zhí)行元件：
如液壓馬達(dá)或液壓缸，其中液壓馬達(dá)包括齒輪式液壓馬達(dá)、葉片式液壓馬達(dá)、柱塞式液壓馬達(dá)；液壓缸包括活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸、擺動式液壓缸、組合式液壓缸。
3 控制元件：
如各種液壓控制閥，其中方向控制閥包括單向閥、換向閥等；壓力控制閥包括溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥：節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥等。
4 輔助元件：
如油管、管接頭、油箱、濾油器、換熱器、蓄能器、過濾器、冷卻器、加熱器、集流分配器、油路服務(wù)器、壓力計(jì)、流量計(jì)、密封件等。
5 工作介質(zhì)：如液壓油和液壓液。
液壓傳動以其它傳動方式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于機(jī)床、汽車、飛機(jī)、船舶、工程機(jī)械、塑料機(jī)械、試驗(yàn)機(jī)械、冶金機(jī)械和礦山機(jī)械等方面。例如工程機(jī)械中的液壓挖掘機(jī)，其大臂的曲伸、挖斗的開閉都是由液壓系統(tǒng)完成。液壓傳動與機(jī)械`氣動`電氣電子等傳動方式相比，優(yōu)點(diǎn)比較突出，缺點(diǎn)將會隨著技術(shù)進(jìn)步逐步克服。
液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)：
1 從結(jié)構(gòu)上看，在相同功率條件下，體積小，重量輕，其傳動比高，安裝靈活性強(qiáng)。
2 從工作性能上看，可無級調(diào)速，可距離控制，易換向，容易實(shí)現(xiàn)自動化和復(fù)雜的自動工作循環(huán)，操作簡單。
3 從使用維護(hù)上看，便于過載保護(hù)和保壓，有利于使用安全；工作介質(zhì)的潤滑性有利于延長元件的使用壽命。
4 從元件制造上看，其易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的特點(diǎn)，也便于使用、維護(hù)、設(shè)計(jì)和推廣。
5 從技術(shù)應(yīng)用上看，可變性和可塑性強(qiáng)，易于對生產(chǎn)程序調(diào)整；能夠結(jié)合機(jī)械`電子`傳感等技術(shù)實(shí)現(xiàn)一體化，有利于設(shè)備開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新。
液壓傳動的缺點(diǎn)：
1 容易泄漏和污染環(huán)境。
2 適應(yīng)環(huán)境溫度受到一定限制。一般工作溫度在15℃—60℃范圍內(nèi)較合適。
3 液壓系統(tǒng)較難克服混入空氣和溫升現(xiàn)象。
4 能量損失影響傳動效率；
5 泄漏和可壓縮性，使傳動比不夠精確；
6 故障判斷和排除要求較高技術(shù)水平；技術(shù)人員需經(jīng)過較長時間培訓(xùn)和實(shí)踐。
因此,液壓傳動以其它傳動方式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于機(jī)床、汽車、飛機(jī)、船舶、工程機(jī)械、塑料機(jī)械、試驗(yàn)機(jī)械、冶金機(jī)械和礦山機(jī)械等方面。例如工程機(jī)械中的液壓挖掘機(jī)，其大臂的曲伸、挖斗的開閉都是由液壓缸操作。