液壓論文 液壓傳動與控制技術在工業(yè)中的應用與發(fā)展

1、流體傳動與控制基礎論文液壓傳動與控制技術在業(yè)中的應用與發(fā)展班級：測控技術與儀器2班姓名：夏尚學號：201303101102079摘要.液壓傳動與控制技術簡述（一）工作原理（二）液壓系統(tǒng)的基本組成 （三）液壓技術的特點與優(yōu)勢.液壓傳動與控制的發(fā)展概況.現代液壓技術的應用（一）液壓技術在風力發(fā)電領域中的應用（二）液壓技術在工程機械領域中的應用 （三）液壓技術在礦山機械領域中的應用 （四）液壓技術在日常設施領域中的應用四.液壓傳動的主要發(fā)展動向 五.結束語弋.參考資料液壓傳動與控制技術在工業(yè)中的應用與發(fā)展摘要：液壓傳動與控制技術是以流體作為工作介質對能量進行傳動和控制的一種傳動形式。利用有壓的液體經

2、由些機件控制之后來傳遞運動和動力。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。論 文簡述液壓傳動與控制技術的原理，介紹其發(fā)展歷史，列舉 液壓系統(tǒng)在工業(yè)中的典型應用， 最后總結液壓傳動與控制的趨勢。關鍵詞：液壓傳動與控制技術在工業(yè)中的應用液壓技術的發(fā)展.液壓傳動與控制技術簡述（一）工作原理液壓傳動是以液體為工作介質，在密閉的容器內，利用有壓力的油液作為 工作介質來實現能量轉換和傳遞動力，并利用壓力能來驅動執(zhí)行機構的傳動方 式。其中的液體一般為礦物油，液壓控制用其作為工作介質，故能把由于功率 的損耗而產生的熱量，從發(fā)生的地方帶到別處。液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動機 的機械能

3、轉換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經過各種 控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件（液壓缸或馬達）把液體壓力能轉換 為機械能，從而驅動工作機構，實現直線往復運動和回轉運動。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，即不可 壓縮靜止流體中任一點受外力產生壓力增值后，此壓力增值瞬時間傳至靜止流 體各點。就是說，在密閉環(huán)境中，向液體施加一個力，這個液體會向各個方向 傳遞這個力，力的大小不變，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

4、不同的 壓力，這樣就可以達到一個變換的目的。（二）液壓系統(tǒng)的基本組成1. 能源裝置一一液壓泵。它將動力部分（電動機或其它遠動機）所輸出的機械 能轉換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。2. 執(zhí)行裝置一一液壓機（液壓缸、液壓馬達）。通過它將液壓能轉換成機械能， 推動負載做功。3. 控制裝置一一液壓閥（流量閥、壓力閥、方向閥等）。通過它們的控制和調 節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、 速度和方向。4. 輔助裝置一一油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關等.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實現各種工作循環(huán)。5. 工作介質一一液壓油。絕大多數液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用

5、它來傳遞能量或 信息。（三）液壓技術的特點與優(yōu)勢相對于電力拖動和機械傳動而言，液壓傳動具有輸出力大，重量輕，慣性小， 調速方便以及易于控制等優(yōu)點，因而廣泛應用于工程機械，建筑機械和機床等 設備上。隨著各種標準的不斷制訂和完善，各類元件的標準化，規(guī)格化，系列 化而在機械制造，工程機械，材料科學，控制技術，農業(yè)機械，汽車制造等行 業(yè)中推廣開來。原子能技術，空間技術，計算機技術等的發(fā)展再次將液壓技術 推向前進，使它發(fā)展成為包括傳動，控制，檢測在內的一門完整的自動化技術, 在國民經濟的各個方面都得到了應用。如工程機械，數控加工中心，冶金自動 線等。液壓傳動在某些領域內甚至已占有壓倒性優(yōu)勢。二.液壓傳動

6、與控制的發(fā)展概況液壓傳動相對于機械傳動來說，它是一門新學科，從 17世紀中葉帕斯卡提 出靜壓傳動原理，18世紀末英國制成第一臺水壓機算起， 液壓傳動已有23百 年的歷史，只是由于早期技術水平和生產需求的不足，液壓傳動技術沒有得到 普遍地應用。隨著科學技術的不斷發(fā)展，對傳動技術的要求越來越高，液壓傳 動技術自身也在不斷發(fā)展，特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間及戰(zhàn)后，由于軍事及 建設需求的刺激，液壓技術日趨成熟。第二次世界大戰(zhàn)前后，成功地將液壓傳動裝置用于艦艇炮塔轉向器，其后 出現了液壓六角車床和磨床，一些通用機床到本世紀30年代才用上了液壓傳動。 第二次世界大戰(zhàn)期間，在兵器上采用了功率大、反應快、動作準

7、的液壓傳動和 控制裝置，它大大提高了兵器的性能，也大大促進了液壓技術的發(fā)展。戰(zhàn)后， 液壓技術迅速轉向民用，并隨著各種標準的不斷制訂和完善及各類元件的標準 化、規(guī)格化、系列化而在機械制造，工程機械、農業(yè)機械、汽車制造等行業(yè)中 推廣開來。近30年來，由于原子能技術、航空航天技術、控制技術、材料科學、 微電子技術等學科的發(fā)展，再次將液壓技術推向前進，使它發(fā)展成為包括傳動、 控制、檢測在內的一門完整的自動化技術，在國民經濟的各個部門都得到了應 用，如工程機械、數控加工中心、冶金自動線等。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。我國的液壓工業(yè)開始于20世紀50年代，液壓元件最初應用

8、于機床和鍛壓 設備。60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個工業(yè)部門，在機床、工程機械、冶 金、農業(yè)機械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應 用。當前液壓技術正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽 命、高度集成化等方向發(fā)展。同時，新元件的應用、系統(tǒng)計算機輔助設計、計 算機仿真和優(yōu)化、微機控制等工作，也取得了顯著成果。目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產出許多新型元件， 如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數字控制閥等。我國機械工業(yè) 在認真消化、推廣國外引進的先進液壓技術的同時，大力研制、開發(fā)國產液壓 件新產品，加強產品質量可靠性和新技術應用的研究，

9、積極采用國際標準，合 理調整產品結構，對一些性能差而且不符合國家標準的液壓件產品，采用逐步 淘汰的措施。由此可見，隨著科學技術的迅速發(fā)展，液壓技術將獲得進一步發(fā) 展，在各種機械設備上的應用將更加廣泛.三. 現代液壓技術的應用（一）液壓技術在風力發(fā)電領域中的應用風力發(fā)電機使用兩個驅動系統(tǒng)，即制動系統(tǒng)（偏轉器和主軸一高速軸回轉系 統(tǒng)）和葉片角度控制及機艙偏轉器回轉控制系統(tǒng)。制動系統(tǒng)用液壓控制，而葉片 和偏轉器的控制則用液壓或電氣驅動方式。采用液壓控制時，用液壓直線驅動 器（液壓缸），用電氣控制時，采用電氣回轉式驅動器。裝在主軸內的液壓直線驅動器，及停止時應用的蓄能器也裝在軸內。國外液壓直線驅動器是

10、將液壓、電子、電氣的優(yōu)點融合在一起的液壓直線 驅動裝置（Electro-hydraulicsystem），簡稱Hybrid系統(tǒng)，這種系統(tǒng)節(jié)能是值得提倡。這種由液壓缸、液壓泵、 AC馬達、蓄能器、電磁閥、傳感器和動力 源組成的集成式電氣液壓伺服驅動系統(tǒng)具有動態(tài)性能好，輸出功率大，電氣安 裝性和維護性好等優(yōu)點。它可以降低液壓系統(tǒng)的缺點，如漏油和油污染的影響， 使可靠性得到顯著提高，而當電力中斷時，又能充分顯示出液壓傳動的優(yōu)點， 即和液壓缸串聯(lián)的液壓缸，從蓄能器獲得供油，使葉片迎風面和風向平行，使 葉輪停止轉動。液壓系統(tǒng)由帶位置傳感器的液壓缸和雙向供油的齒輪泵直接供 油，中間沒有閥，減少了壓力損失和

11、漏油點，這種系統(tǒng)比伺服控制系統(tǒng)節(jié)能 40% 以上。目前世界各大公司提供的風電液壓系統(tǒng)，廣泛采用比例伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)。 AAAA美國Parker公司為風力發(fā)電提供各種液壓元件和成套風電系統(tǒng)（包括制動、偏轉器和葉片角度等的控制系統(tǒng)）。角度控制系統(tǒng)由特殊設計的液壓缸組成， 裝在風輪輪轂內，液壓缸內裝有位置傳感器，缸上還集成了所需的液壓閥，每 臺風電設備都設有二三套獨立的角度控制系統(tǒng)（每個葉片一個）。該系統(tǒng)具有高 可靠性和安全性，動靜態(tài)性能好，維護方便，泄漏少等優(yōu)點。（二）液壓技術在工程機械領域中的應用液壓式可變高頻沖擊錘在海洋和地質勘探領域具有非常好的應用前景。一般振動沖擊錘的激振頻率為1020 H

12、z,而日本新近推出的液壓式可變高 頻沖擊錘激振頻率可達60Hz并可在施工中根據現場的實際情況改變激振頻率 和振幅，同時可實現優(yōu)化振動及工況要求。目前國內研制的液壓振動設備的激 振頻率可在10100 Hz范圍內隨意調整。并能和相應的設備組合使用，既可進 行水下作業(yè)又可用于礦山作業(yè)。液壓式可變高頻沖擊錘的工作原理：來自專用液壓泵站的高壓油通過三級 伺服閥與激振液壓缸相結合，其激振頻率和振幅由控制臺控制。控制臺以電氣 信號的形式設定。可根據實際工況進行調節(jié)。激振液壓缸為開環(huán)控制，不設位 移傳感器，在此狀態(tài)下.若柱塞觸到限制擋塊就不能高效率作業(yè)。為使激振液 壓缸經常處于激振器中心附近保持振動。在結構上

13、將其與定位液壓缸設計成整 體式。定位液壓缸上裝有稱為定位閥的方向控制閥，液壓缸的位移不米用機械 式伺服閥。當液壓缸發(fā)生位移時。定位閥將缸上的運動部件利用油的吸排壓力 將其反饋供給定位液壓缸，以實現控制。但如果定位閥的靈敏度高，激振缸和 定位缸經常會產生相反的力.這樣就會導致能量利用率的降低。解決這一問題 的措施是：對定位閥設置一定的重疊量，定位液壓缸與集流腔連通，將定位系 統(tǒng)的增益調整在低水平。液壓式振動沖擊錘的結構特征是：采用一般的伺服閥得到高頻振動沖擊， 達到其開采礦石的目的，它主要取決于該裝置控制系統(tǒng)和液壓、機械部分所構 成的要素?？刂粕系囊蛩兀环矫嬉簤菏娇勺兏哳l沖擊錘的輸出能量大，最

14、大輸出可 超過3 t，要使此等級的液壓缸以主頻 60 Hz運動。伺服閥的流量必須在400 L /min以上。因此選用滿足此流量的626F高速型伺服閥，構成一般的定位系統(tǒng)。（三）液壓技術在礦山機械領域中的應用新型的液壓挖掘機具有重量輕、體積小、結構緊湊、傳動平穩(wěn)、操縱簡單、 以及容易實現無級變速和自動控制等一系列優(yōu)點，其 y性能正向著高效率、高 可靠性、安全節(jié)能及自動化、智能化的方向發(fā)展。液壓挖掘機工作裝置是由動臂、斗桿、鏟斗和液壓油缸等構成的連桿機構， 通過電液控制系統(tǒng)控制液壓油缸的伸縮來實現運動控制。并在作業(yè)過程中，采 用通過電磁比例先導閥控制多路換向閥的方法。液壓的廣泛應用在該領域使其工作

15、時間大大縮短，勞動強度降低，操作簡 便。（四）液壓技術在日常設施領域中的應用液壓電梯具有承載重量大和運行平穩(wěn)的優(yōu)點，由于梯式液壓電梯采用 疊式導軌的運動形式，滑輪式液壓電梯采用了組合式滑輪組的運動形式，所以 均可克服傳統(tǒng)液壓電梯提升行程短、速度慢的缺點；此外，梯式液壓電梯的液 壓缸安裝在一個特殊結構運動導軌中，滑輪式液壓電梯的液壓缸安裝在滑輪組 中，均非傳統(tǒng)液壓電梯液壓缸的坑道安裝方式，從而降低了安裝成本，提高了 電梯強度和可維修性。由于梯式液壓電梯采用鏈條式嚙合傳動，在電梯結構大小相同的情況下， 比滑輪式液壓電梯有更大的承載力，但其結構略顯復雜，且鏈輪運動導軌為非 標準設計，需要專門加工制造

16、，成本較高，影響批量生產。滑輪式液壓電梯結 構設計相對簡單，受力部位集中。所有的零部件都是標準件，可以成批生產， 經濟性好；但在電梯結構大小相同的情況下，承載力不如梯式液壓電梯。四. 液壓傳動的主要發(fā)展動向它們由于液壓傳動技術是一種新興的傳動技術，它的應用前景非常廣闊目前分別在實現高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、長壽命、高度集成化、 型化與輕量化、一體化和執(zhí)行件柔性化等方面取得了很大的進展。同時與微電子技術密切配合，能在盡可能小的空間內傳遞盡可能大的功率并加以 準確的控制，從而更使得它們在各行各業(yè)中發(fā)揮出了巨大作用。應該特別提及的是，近年來，世界科學技術不斷迅速發(fā)展，各部門對液壓傳動提出了

17、更 高的要求。液壓傳動與電子技術配合在一起 ，廣泛應用于智能機器人、海洋開 發(fā)、宇宙航行、地震予測及各種電液伺服系統(tǒng)，使液壓傳動的應用提高到一個 嶄新的高度。目前，液壓傳動發(fā)展的動向，概括有以下幾點：1. 節(jié)約能源，發(fā)展低能耗元件，提高元件效率；2. 發(fā)展新型液壓介質和相應元件，如發(fā)展高水基液壓介質和元件，新型石 油基液壓介質；3. 注意環(huán)境保護，降低液壓元件噪聲；4. 重視液壓油的污染控制；5. 進一步發(fā)展電氣-液壓控制，提高控制性能和操作性能；6. 重視發(fā)展密封技術，防止漏油；7. 其它方面，如元件微型化、復合化和系統(tǒng)集成化的趨勢仍在繼續(xù)發(fā)展，對液 壓系統(tǒng)元件的可靠性設計、邏輯設計，與電子

18、技術高度結合，對故障的早期診 斷、預測以及防止失效的早期警報等都越來越準確。五. 結束語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。在工業(yè)各領域液壓傳動技術已成為基本組成部分。液壓技術作為現代傳 動與控制的重要內容，將不斷擴大應用領域，保持強大的競爭力、不斷向前發(fā) 展。六 .參考資料1. 液壓傳動技術在未來加工中的應用前景探索；何永勤；黃岡職業(yè)技術學院2. 液壓傳動技術在機械制造業(yè)中的應用；劉亞鑫；安陽工學院3. 液壓技術創(chuàng)新及發(fā)展趨勢；黃興；廣州機械科學研究院一基基一?；鵬基基基基基J單基gm饋控制V8/A內嵌EEpROM的工藝和制程方法及對良率的影響 勺研制究、5TR）調節(jié)器究/IP協(xié)議棧的實現 I像的采集與處理技術的研究 瓚研研究研究與開發(fā)究式濁度儀的研手持控制面板的研制 開發(fā)研切割機床短循環(huán)走絲方式研究 應測用儀究研制研系統(tǒng)的研制究0246802Ve2jt578:02tn6a802t57802jtn68:02t57802t579amooa0-r一一 oi 一一于升一三番一三三s三三三三三峯二一三三三于于片S 基基S吞春一 H