畢業(yè)論文-液壓傳動技術發(fā)展現狀與前景展望

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　題目 液壓傳動技術發(fā)展現狀與前景展望 </p><p>　　學生姓名 xxx </p><p>　　指導教師 xxx </p><p>　　專 業(yè) 機電一體化 </p&g

2、t;<p>　　班 級 機電09x </p><p>　　學 號 2009xxxx </p><p>　　液壓傳動技術發(fā)展現狀與前景展望</p><p>　　摘 要：對液壓傳動技術工作原理、系統(tǒng)組成及其優(yōu)缺點進行描述；將其發(fā)展現狀、工業(yè)應用情況作了一個簡要 的總結歸納； 并根據其自身的特點對其發(fā)展現狀、發(fā)展

3、趨勢在液壓現場總線技術、 自動化控制軟件技術、 純水液壓傳動、電液集成塊等四方面做了合理的展望。 關鍵詞：液壓傳動；工業(yè)應用；發(fā)展趨勢 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　1.1液壓傳動的定義及地位 …………………………………………………………

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

5、p><p>　　1.4.1 與機械傳動、電氣傳動相比，液壓傳動具有以下優(yōu)點 ……………………………………… 3</p><p>　　1.4.2 液壓傳動的缺點 ………………………………………………………………………………… 3</p><p>　　第二章 液壓技術應用</p><p>　　2.1液壓傳動技術應 ………………………………………………

6、…………………………………… 3</p><p>　　2.2液壓傳動技術發(fā)展趨勢 …………………………………………………………………………… 3</p><p>　　2.2.1 液壓現場總線技術 ……………………………………………………………………………… 4</p><p>　　2.2.2 自動化控制軟件技術 ………………………………………………………………………

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

8、;<p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　液壓傳動技術是工業(yè)上最常見的一門技術，他是利用各種元件根據帕斯卡原理來達到力的傳遞所設計的一種技術。液壓傳動技術根據其自身的特點在工業(yè)上得到了廣泛的應用，但也相應的有一定的局限性。為了給用戶提供更全面、更可靠、更物美價廉的自動化，保證產品質量的均一性，減輕單調或繁重的體力勞動，提高生產效率，降低生產成本就需要對液壓

9、傳動技術不斷的創(chuàng)新，因此對于機器的性能、質量、可靠性的要求不斷提高，那么無人自動流水線設備也有個廣泛應用前景。</p><p>　　1.1 液壓傳動的定義及其地位</p><p>　　液壓傳動是以流體(液壓油液)為工作介質進行能量傳遞和控制的一種傳動形式。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地組合成具有一定控制功能的 傳動系統(tǒng)。 液壓傳動，是機械設備中發(fā)展速度最

10、快的技術之一，特別是近年來，隨著機電一體化技 術的發(fā)展，與微電子、計算機技術相結合，液壓傳動進入了一個新的發(fā)展階段。</p><p>　　1.2液壓傳動的基本工作原理及組成</p><p>　　液壓傳動中由液壓泵、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)。液壓泵把機械能轉換成液體的壓力能，液壓控制閥和液壓輔件控制液壓介質的壓力、流量和流動方向

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換為機械能，以完成要求的動作。</p><p><b>　　工作原理 </b></p><p>　　電動機帶動液壓泵從油箱吸油，液壓泵把電動機的機械能轉換為液體的壓力能。液壓介質通過管道經節(jié)流閥和換向閥進入液壓缸左腔，推動活塞帶動工作臺右移，液壓缸右腔排出的液壓介質經換向閥流回油箱。換向閥換向之后液壓介質進入液

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

13、、工作壓力和運動速度進行控制。根據控制功能不同，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)來控制整個系統(tǒng)或局部范圍壓力的回路。根據功能不同，壓力控制回路又可分為調壓、變壓、卸壓和穩(wěn)壓 4種回路。(1)調壓回路：這種回路用溢流閥來調定液壓源的最高恒定壓力，溢流閥就起這一作用。當壓力大於溢流閥的設定壓力時，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，如在回路上接一個減壓閥則可使減壓閥以后的壓力降低；接一個升壓器，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，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)中局部范圍內產生的壓力波動，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 通過控制介質的流量

15、來控制執(zhí)行元件運動速度的回路。按功能不同分為調速回路和同步回路。(1)調速回路：用來控制單個執(zhí)行元件的運動速度，可以用節(jié)流閥或調速閥來控制流量，如圖 簡單磨床的液壓傳動系統(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動速度，這種形式稱為節(jié)流調速。也可用改變液壓泵輸出流量來調速，稱為容積調速。(2)同步回路：控制兩個或兩個以上執(zhí)行元件同步運行的回路，例如采用把兩個執(zhí)行元

16、件剛性連接的方法，以保證同步；用節(jié)流閥或調速閥分別調節(jié)兩個執(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，以保證進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 控制液壓介質流動方向的回路。用方向控制閥控制單個執(zhí)行元件的運動方向，使之能正反方向運動或停止的回路，稱為換向回路，圖 簡單磨床的液壓傳動系統(tǒng)原理圖 中的換向閥即起這一作用。在執(zhí)行元件停止時，防止因載荷等外因引起泄漏

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

18、壓油的推動下輸出和速度或轉矩和轉速，以驅動工作裝置作功。</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系統(tǒng)中油液的流動方向、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(擴口式、焊接式、卡套式）、高壓球閥、快換接頭、軟管總

19、成、測壓接頭、管夾及油箱等等，它們同樣十分重要。</p><p>　?。?）工作介質：工作介質傳動液體，通常被稱為液壓油或液壓液。</p><p>　　1.3 液壓傳動的發(fā)展</p><p>　　液壓傳動是根據 17 世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技 術，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，以水 壓機的形式將其應用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺水壓機。1905 年將工作介質水改為油， 又進一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應用， 特別是 1920 年以后， 發(fā)展更為迅速。 1925 液壓元件大約在 19 世紀末 20 世紀初的 20 年間， 才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產階段。 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)或液壓傳動的逐步建立奠 定了基礎。

21、20 世紀初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)對能量波動傳遞所進行的理論及實 際研究;1910 年對液力傳動(液力聯軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻，使這兩方面領域得到 了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國機床中有 30%應用了液壓傳動。應該指出，日 本液壓傳動的發(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，1</p><p>　　1.4

22、液壓傳動的優(yōu)缺點</p><p>　　1.4.1 與機械傳動、電氣傳動相比，液壓傳動具有以下優(yōu)點</p><p>　　1．液壓傳動的各種元件，可以根據需要方便、靈活地來布置。 </p><p>　　2．重量輕、體積小、運動慣性小、反應速度快。</p><p>　　3．操縱控制方便，可實現大范圍的無級調速（調速范圍達 2000：1）。</

23、p><p>　　4．可自動實現過載保護。</p><p>　　5．一般采用礦物油作為工作介質，相對運動面可自行潤滑，使用壽命長 。 </p><p>　　6．很容易實現直線運動。 </p><p>　　7．很容易實現機器的自動化，當采用電液聯合控制后，不僅可實現更高程度的自動控 制過程，而且可以實現遙控 。</p><p>

24、;　　1．4.2 液壓傳動的缺點</p><p>　　1．由于流體流動的阻力和泄露較大，所以效率較低。如果處理不當，泄露不僅污染場 地，而且還可能引起火災和爆炸事故。 </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，因而價格較貴。 </p><

25、;p>　　4．由于液體介質的泄露及可壓縮性影響，不能得到嚴格的傳動比。 </p><p>　　5．液壓傳動出故障時不易找出原因；使用和維修要求有較高的技術水平。</p><p>　　第二章 液壓傳動技術應用</p><p>　　2.1液壓傳動技術應用</p><p>　　正因為液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應用非常廣泛，如一般工業(yè)用

26、的塑料加工 機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農業(yè)機械、汽車等；鋼鐵工 業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調整裝置等；礦山機械中的液壓鉆機、采煤機、提升機、 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、橋梁操縱機構、大 洋采礦等；發(fā)電廠渦輪機調速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機械（絞車） 、船頭 門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉舞臺等； 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、飛機起落架的收放裝置和方向舵 控制裝置等。 液壓傳動與控制是現代機械工程的基礎技術，由于其在功率重量比、無級調速、自動 控制、過載保護等方面的獨特技術優(yōu)勢，使其成為國民經濟中各行業(yè)、各類機械裝備實現傳 動與控制的重要技術手段。</p><p>　　2.2 液壓傳動技術發(fā)展趨勢</p><p>　　學習了液壓傳動， 對液壓傳動也有了一個初步的了解， 液壓傳

28、動和氣壓傳動稱為流體傳動，是工農業(yè)生產中廣為應用的一門技術 。如今，流體傳動技術水平的高低已成為一個國 家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。歷史的經驗證明，流控學科技術的發(fā)展，僅有 20％是靠本學 科的科研成果推動，來源于其他領域發(fā)明的占 50％，移植其他技術成果占 30％ ，即大部分 來源于其他相關學科進步的推動。 隨著應用了電子技術、計算及技術、信息技術、自動控制技術及新工藝、新材料的發(fā)展 和應用，液壓傳動技術也在不斷創(chuàng)新。液壓傳動技術已成為

29、工業(yè)機械、工程建筑機械及國防 尖端產品不可缺少的重要技術。而其向自動化、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、機械傳動競爭能力的關鍵?，F從液壓現場總線 技術、 自動化控制軟件技術、 純水液壓傳動、 電液集成塊等方面介紹液壓傳動技術發(fā)展動態(tài)。</p><p>　　2.2.1 液壓現場總線技術</p><p>　　現場總線技術的定義及發(fā)展背景</p

30、><p>　　現場總線是連接智能化儀表和自動化系統(tǒng)的全數字式、 雙向傳輸、 多分支結構的通信網 絡。 現場總線控制系統(tǒng)簡化為工作站和現場設備兩層結構， 它可以看作是一個由數字通訊設 備和監(jiān)控設備組成的分布式系統(tǒng)，從計算機角度看，現場總線是一種工業(yè)網絡平臺；從通信 角度看，它是一種新型的全數字、串行、雙向、多路設備的通信方式；從工程角度看，它是 一種工廠結構化布線。 隨著現代制造技術的飛速發(fā)展， 流體控制技術和電子控制

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

32、。 該系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)無法實現升壓以及降壓增流的問題， 最終輸出 與各執(zhí)行器需求相適應的壓力和流量。 當前， 現場總線及由此而產生的現場總線智能儀器</p><p>　　2.2.2 現場總線技術在液壓系統(tǒng)應用中的特點</p><p>　　(1) 經濟性： 任何一種新技術新產品的開發(fā)與使用， 其成本是首先需要考慮的因素之一， 總線技術也不例外。設計開發(fā)總線技術產品的初衷之一就是降低系統(tǒng)

33、及工程成本。所以，應 用單位使用總線產品和供應商提供產品的第一前提應該是以降低總系統(tǒng)的使用成本為目的。</p><p>　　(2) 按IEC61131—3標準的柔性化程序，易學，學懂，可操作性強。 </p><p>　　(3) 友好的人機對話界面，可方便進行液壓系統(tǒng)的參數修改和故障監(jiān)控。 </p><p>　　(4) 滿足所有有關人身安全，電磁兼容，抗沖擊及抗震動的

34、重要標準。 </p><p>　　(5) 相對于傳統(tǒng)的液壓比例控制系統(tǒng)更具有其價格競爭優(yōu)勢</p><p><b>　　自動化控制軟件技術</b></p><p>　　在多軸運動控制中，采用SPS可編程控制技術。在這種情況下，以PC機為基礎的現代控 制技術也和許多自動化控制領域一樣，有著自己的用武之地。自動化控制軟件將SPS的工作 原則與操作監(jiān)

35、控兩項任務集于一身。 操作監(jiān)控技術在伺服驅動中已經發(fā)展得比較成熟， 并且 具有強大的功能和功率。 在大量的應用實踐中已經證明， 以微機軟件為基礎的控制方案在不 同類型的液壓控制中也是非常有效的控制方案。利用液壓技術控制回路(控制閥、變量泵)和 執(zhí)行機構(液壓缸、液壓馬達)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。有些液壓控制的運動與電氣驅動的運動類似，PLC可編程序數據庫使得液壓定位的控制 和自動化工作過程的同步運行更

36、加方便。其控制電路與電氣自動化控制基本沒有什么區(qū)別， 它同時也對操作與監(jiān)控進行調節(jié)。另外，液壓控制軟件也可在PLC的標準環(huán)境中工作，而且 是全透明的運行。 利用這種液壓控制軟件可以對內部數據進行讀寫， 最大限度地滿足了操作 監(jiān)控和自動化控制的需要。所有液壓系統(tǒng)的控制信號均可在工業(yè)控制局域網的接線柱中測得。可以被檢測的信號包括：實際位置信號，實際壓力信號和控制閥的狀態(tài)、設置參數。所</p><p>　　2.2．3

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

38、， 所以純水液壓傳動與油壓傳動相比既有優(yōu)勢又有 技術難題。</p><p>　　純水液壓傳動的優(yōu)勢 </p><p>　　(1) 純水價格低廉、來源廣泛、不用運輸倉儲。水的價格僅為液壓油的 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，經濟效益更是可觀。 </p><p>　　(2) 阻燃性與安全性好、溫升小。液壓傳動在冶金、熱加工

39、及采礦業(yè)使用，極易燃燒引 起火災，導致人身設備事故。但是水不會燃燒，故消除了火災危險，安全性好；另外水的比 熱與導熱系數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， 一般不需加設熱 交換器，簡化了系統(tǒng)結構。</p><p>　　(3) 純水的壓縮系數小，壓縮損失比礦物型液壓油降低 25%左右，可補償一部分由于泄 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，維護成本低。在水下時，可以不用回油管、水箱， 系統(tǒng)大為簡化。</p><p>　　(5) 可避免或減少產品污染。產品污染是許多生產行業(yè)格外關注的事情，泄漏的油液和 水基液會使紡織制品、木質膠合板受到玷污，也會使紙張變色、藥品變質和食品變味。污染 還會使某些產品根本不能出售，只好銷毀。但如果純水滲進產品中，害處要相對小得多或者 沒有害處。 </p><p>　　純水液壓傳動面

41、臨的主要技術難題</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、外泄漏，導致系統(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致干摩擦及卡死。為此,必須采用一些特殊材 料、 結構和較高的加工精度等技術手段， 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電性很強,能引起鋼、鐵、銅等常用金屬材料的電化學腐蝕及非金 屬材料的老化。例如常溫下新鮮、流動的純水對碳素鋼銹蝕速度可達 1.27mm/年,從而降低蝕性強的材料來制造純水液壓傳動的元、輔件。</p><p>　　(3) 液壓沖擊、振動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,純水液壓傳動系統(tǒng)中閥門突然啟 閉等使水的流動狀態(tài)發(fā)生變化時,極易引起較油壓傳動更大的液壓沖擊、振動和噪聲,對系統(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 極易分離和產生出氣泡

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

45、傳動的設計理 論和方法。 </p><p>　　國內外純水液壓傳動技術的研究與應用 </p><p>　　近年來世界各國特別是工業(yè)發(fā)達國家流體動力界圍繞著純水液壓傳動的材料、元件含 液壓器具、系統(tǒng)等方面展開了理論及應用研究,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系統(tǒng)應用背景。換言之,

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

47、壓系統(tǒng)配套及應用研究 隨著理論研究及元件開發(fā)工作的深入,純水液壓傳動技術目前正在進人實際應用階段,系 統(tǒng)包括比例、伺服系統(tǒng)在內的配套與應用研究也獲得了很大進展。其應用除了海洋開發(fā)、冶 金工業(yè)、礦山開發(fā)、垃圾運載處理車輛等領域外,正開始進人食品加工、造紙、化工、感光 材料及醫(yī)藥衛(wèi)生產品制造等油壓傳動的禁區(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純水液壓傳動的膠片液桶〔重達 35.58kN〕舉升傾倒機；此

48、外,在美國的 肉聯企業(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產生的背景和原因 </p><p>　　計算機的迅猛發(fā)展，加速了各行各業(yè)的科技進步，液壓技術也不例外。眾所周知，傳 統(tǒng)的液壓閥在價格和技術上遠不能適應現代傳動裝置方面的要求， 已經成為影響液壓技術發(fā)展的一個主要矛盾。 原武漢汽車工業(yè)大學 （現武漢理工大學）

49、 陳城書教授為了改變這種狀況， 經過多年的刻苦鉆研，終于成功地將電子學原理移植到液壓技術中來，發(fā)明了電液集成塊， 創(chuàng)建了電液集成塊液壓技術，開拓了液壓技術全新的發(fā)展道路-廉價的機電液一體化技術。 經過幾年的努力，電液集成塊液壓技術已越來越多地為人們所認識，獲得了迅猛發(fā)展。電液 集成塊液壓技術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>　　一個系統(tǒng)是由很多元件串聯組成

50、的，如果不使系統(tǒng)構成閉環(huán)控制形式，如圖 1 所示，那么其 中只要有一個串聯軟件的精度差， 則系統(tǒng)的精度就差， 而且這時的系統(tǒng)誤差是各串聯元件誤 差之和。 所以為要確保系統(tǒng)的精度， 就要求每個串聯元件的精度都要高出系統(tǒng)精度好幾倍才 行。串聯元件越多（系統(tǒng)越復雜），則各串聯元件的精度要求越高，系統(tǒng)的價格就越高。如 要獲得既有低的價格，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、取決于檢測元件和 CPU 電路運算速度及其 軟件。在這種情況下，對元件的精度要求就不那么高了，于是系統(tǒng)價格就大大降低，而系統(tǒng) 的精度又可得到保證，這是一條正確的機電一體化道路?？墒窃谝簤盒袠I(yè)中，目前都在努力 發(fā)展電子和液壓相結合的閉環(huán)控制元件， 熱衷于搞液電一體化液壓元件， 而忽視了機電液一 體化系統(tǒng)（電子和液壓相結合的閉環(huán)控制液壓系統(tǒng)）的研究，使液壓技術陷于困境之中。</p><p>　　液壓傳動與機械傳動相比

52、有很多優(yōu)點，但是近十年來，交直流伺服電馬達的發(fā)展很快， 已在某些領域（特別是在數控機床行業(yè)）中取代了閥類液壓技術。出現這種情況的主要原因 是，閥類液壓技術中的基礎控制元件在價格和技術上不能同迅速發(fā)展著的計算機技術相適 應。 再者，現有的液壓閥，包括電液比例閥，都是具有一定功能的，不是基礎元件，它們 都是由基礎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品類。 可是在市場上又無相應的一次產品提

53、供， 于是這些星羅棋布的中 小型液壓閥生產廠就不得不自己設法來生產高精度的一次產品了，各廠又根自身的產品情 況，將一次產品“溶化”在二次產品中，使傳統(tǒng)液壓閥的生產陷入一次式生產方式之中，這就 要求素有星羅棋布的中小型液壓閥廠， 都應具有高精度的加工手段， 給二次產品生產廠提出 了更高的要求，隨之也就帶來了極大的困難。另外液壓技術的應用領域極其廣泛，液壓閥生產廠為了求得銷售市場，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， 廠家無力進行大規(guī)模自動化生產。 液壓技術的優(yōu)勢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：原來只要是液壓機械，就可以用電業(yè)集成塊來改造，使其成為數控機械。所以用電液集成塊 液壓技術對老產品和老

55、企業(yè)進行技術改造， 實在太方便了。 因此電液集成塊在國家的技術改 造中具有強大的生命力。 </p><p><b>　　電液集成塊的特點 </b></p><p>　　電液集成塊液壓技術的硬件都是通用標準的， 通用性極強， 用在機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）。再加上它的結構合理和 二次式生產方式，使其能進行大規(guī)模自動化

56、生產，一次它的價格低廉，且能同 CPU 電路直 接相連， 易于實現工業(yè)機電液一體化。 電液集成塊是計算機和工業(yè)實體之間的一個理想的媒 介。</p><p><b>　　結 語</b></p><p>　　液壓傳動技術是機械科學技術的一個分支， 它的發(fā)展需要機械及其他門類學科的發(fā)展來 推動，它的發(fā)展也能推動工業(yè)系統(tǒng)的整體發(fā)展。 它有其獨特的優(yōu)勢與劣勢， 和其他技術一計

57、應用修改和完善。自2O世紀9O年代以來，工程機械進入了一個新的發(fā)展時期，新技術的廣泛應用使得新結構和新產品不斷涌現。隨著微電子技術向工程機械的滲透，工程機械日益向智能化和機電一體化方向發(fā)展，對工程機械行走驅動裝置提出的要求也越來越苛刻。近年來，液壓技術迅速發(fā)展，液壓元件日臻完善，使得液壓傳動在工程機械傳動系統(tǒng)中的應用突飛猛進，液壓傳動所具有的優(yōu)勢也日漸凸現。可以相信，隨著液壓技術與微電子技術、計算機控制技術以及傳感技術的緊密結合，液壓傳

58、動技術必將在工程機械行走驅動系統(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</b></p><p>　　[1]王春行．液壓控制系統(tǒng)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1999 </p><p>　　[2]許益民．電液比例控制系統(tǒng)分析與設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005 </p><p>　　

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