畢業(yè)論文---淺談液壓系統(tǒng)的綠色設計

1、江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢 業(yè) 論 文題 目 淺談液壓系統(tǒng)的綠色設計 學生姓名 xxx 學 號 2009xxxx 專業(yè)名稱 機電一體化 班 級 機電09x班 指導教師 劉文倩 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院淺談液壓系統(tǒng)的綠色設計摘 要由于液壓技術廣泛應用了高技術成果，如自動控制技術、微電子技術、總線控制技術、伺服與傳動技術、精密機械技術、系統(tǒng)集成技術?？梢灶A見，近二三十年液壓行業(yè)的發(fā)展趨勢為：打造綠色液壓系統(tǒng)；機電一體化的實現(xiàn)；液壓元件、系統(tǒng)的發(fā)展呈現(xiàn)多極化；行業(yè)性資源整合。打造綠色液壓系統(tǒng)無可置疑的要從設計規(guī)劃開始。液壓元件和系統(tǒng)的能量利用水平已成為衡量液壓技術含量

2、的重要指標之一。從生產(chǎn)制造和使用角度講，綠色液壓系統(tǒng)的概念至少包含以下幾個方面：(1)節(jié)能性設計；(2)能量損耗最少；(3)介質(zhì)污染控制；(4)界面友好；(5)噪聲控制；(6)材料最佳利用率；(7)高效率；(8)零污染原則；(9)使用低能耗；（10）優(yōu)選負荷傳感技術、二次調(diào)節(jié)技術和能量回收技術（蓄能器回路）。從全行業(yè)實現(xiàn)故障拆修到故障預測的轉變，避免設備惡性事故的發(fā)展。鼓勵開發(fā)液壓系統(tǒng)自補償系統(tǒng)。介紹了液壓系統(tǒng)的綠色設計思想，對液壓系統(tǒng)的降低消耗和減少污染的途徑和方法進行了系統(tǒng)的分析，因此，必須嚴格保證制造和安裝的質(zhì)量，產(chǎn)品結構設計應科學合理。并提出了設計方案。關鍵詞：綠色液壓系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)設

3、計；綠色設計；節(jié)約能源；綠色制造；環(huán)境污染Abstract due to hydraulic technology is widely used in high technology, such as automatic control technology, microelectronic technology, bus control technology, servo and drive technology, precision machinery technology, system integration technology. Can foreknow, nearly twent

4、y or thirty years of hydraulic industry development tendency is: to create green hydraulic system; mechanical and electrical integration; hydraulic components, system development present much polarization; industry resource integration. Build green hydraulic system from the design and planning began

5、 to be above suspicion doubt.Hydraulic components and system energy utilization level has become a measure of hydraulic technology is one of the important indexes. From the manufacturing and use of perspective, the concept of green hydraulic system at least includes the following several aspects: (

6、1) energy-saving design; ( 2) a minimum energy loss; ( 3) medium pollution control; ( 4) friendly interface; ( 5) noise control; ( 6) materials with optimal utilization rate; ( 7) high efficiency; ( 8) the principle of zero pollution; ( 9) the use of low energy consumption; ( 10) preferably load sen

7、sing technology, two secondary regulating technology and energy recovery technology ( accumulator circuit ). From the entire industry realizes fault overhaul to fault prediction of change, avoid the malign accident equipment development. Encourage the development of hydraulic system of self compensa

8、ting system.Introduces the hydraulic system green design thought, the hydraulic system of the lower consumption and pollution reduction pathway and method of system analysis, therefore, must be strictly guarantee the manufacturing and installation quality, product structure design should be scientif

9、ic and reasonable. And puts Forward the design scheme.Keywords: Green hydraulic system; hydraulic system design; green design; energy conservation; green manufacturing; environmental pollution前言綠色設計思想的前奏與認識基礎與 “可持續(xù)發(fā)展”的經(jīng)濟思想和社會發(fā)展理論有著密切的關聯(lián)。近幾十年來，隨著科學技術的發(fā)展，工業(yè)設計為人類創(chuàng)造了前所未有的現(xiàn)代生活方式和舒適的生活環(huán)境。與此同時，人類憑借著自身的智慧和先

10、進的技術，肆意開采資源，加速了能源的消耗，對地球的生態(tài)平衡造成了巨大的破壞，能源危機、環(huán)境污染、物種滅絕、人口劇增等種種問題闖入人們的視野。1987年，挪威首相布倫特蘭夫人在 我們共同的未來報告中第一次提出了地球 “可持續(xù)發(fā)展”的概念，尤其是1992年在巴西里約熱內(nèi)盧舉行 “世界環(huán)境與發(fā)展大會”以來，“可持續(xù)發(fā)展”觀念受到各國政府、企業(yè)與知識界的高度重視。各國政府先后制定了自己國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，綠色設計的思想也迅速傳播開來。環(huán)境、資源、人口是當今人類社會面臨的三大問題，特別是環(huán)境問題，其惡化程度與日俱增，正對人類社會的生存與發(fā)展造成嚴重的威脅。隨著全球的日益惡化，人們對環(huán)境問題研究已愈來愈

11、重視，近年來的研究和實踐使人們認識到環(huán)境問題決非是孤立存在的，它和資源、人口兩大問題有著根本的內(nèi)在聯(lián)系，特別是資源問題，它不僅涉及人類世界有限的資源如何利用，而且它又是產(chǎn)生環(huán)境問題的主要根源。制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，它既是消耗資源的大戶，同時也是產(chǎn)生環(huán)境污染的源頭產(chǎn)業(yè)。為了適應人類社會可持續(xù)發(fā)展的要求，如何最大限度地利用資源和最低限度地產(chǎn)生廢棄物，已成為政府、制造企業(yè)界和學術界最關心的問題.綠色設計的基本思想，是將防止污染、保護資源的戰(zhàn)略自覺集成到產(chǎn)品開發(fā)中，使產(chǎn)品在生產(chǎn)與流通過程中能夠同時實現(xiàn)其宜人價值、生態(tài)價值與經(jīng)濟價值?！吧倭炕?、再利用、資源再生”的三 “RE” (Reduce，Re

12、use，Recycling)原則是綠色設計的基本原則。如果把綠色設計運用到液壓系統(tǒng)的設計中，那么Reduce是指降低系統(tǒng)的能耗，減少對環(huán)境的污染，提高液壓元件的可靠性。Reuse、Recycle指液 壓介質(zhì)的循環(huán)利用，元部件的可裝拆性、易修理性等。目 錄第一章 液壓系統(tǒng)綠色設計原則 . 11.1 液壓與氣壓傳動的應用及發(fā) . 1（1）軍事工業(yè)用液壓系統(tǒng) . 1（2）船舶用液壓系統(tǒng) . 1（3）特殊技術用液壓系統(tǒng) . 1（4）土木工程用液壓系統(tǒng) . 1（5）鋼鐵工業(yè)用液壓系統(tǒng) . 2（6）行走機械用液壓系統(tǒng) . 21.2 一般工業(yè)用液壓系統(tǒng)液壓與氣壓傳動發(fā)展 . 21.3 液壓系統(tǒng)綠色設計原則

13、. 2（1）資源最佳利用率原則 . 2（2）能量損耗最少原則 . 2（3）零污染原則 . 3（4）技術先進性原則 . 3（5）整體效益最佳原則 . 31.4 液壓系統(tǒng)綠色設計策略 . 3(1)工作介質(zhì)污染控制 . 3(2)液壓系統(tǒng)噪聲控制 . 4(3)液壓元件的連接與拆卸性的設計 . 4(4)液壓系統(tǒng)的節(jié)能設計.5第二章 降低消耗. 52.1 資源的最佳利用 . 52.11優(yōu)化液壓元件的連接與拆卸性 . 5212 液壓介質(zhì)的回收再利用 . 622 能量的最小損耗 . 6221合理選取元件 . 6(1)動力元件的選取 . 6(2)執(zhí)行元件的選取 . 6(3)控制元件及管路的選取 . 7222 優(yōu)

14、化系統(tǒng)的設計. 72.3 減少污染 . 7 2.3.1 減少油液的泄漏 . 72.3.2 減少噪聲污染 . 8結論 . 9致謝 . 10 參考文獻 . 11第一章 液壓系統(tǒng)綠色設計原則目前，液壓與氣壓傳動分別在實現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、長壽命、高度集成化、小型化與輕量化、一體化、執(zhí)行件柔性化等方面取得了很大的進展。同時，由于它與微電子技術密切配合，能在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率并加以準確地控制，從而更使得它在各行各業(yè)中發(fā)揮出了巨大作用。液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標準化和通用化，便于設計、制造和推廣使用。液壓裝置易于實現(xiàn)自動化，可以很方便地對液體的流動方向、壓力和流量進行調(diào)

15、節(jié)和控制，并能很容易地和電氣、電子控制或氣壓傳動控制結合起來，實現(xiàn)復雜的運動和操作。液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護，能實現(xiàn)自潤滑，使用壽命長。液壓裝置工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實現(xiàn)頻繁換向。液壓裝置容易做到對速度的無級調(diào)節(jié)，而且調(diào)速范圍大，對速度的調(diào)節(jié)還可以在工作過程中進行。在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動力，也就是說，在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結構緊湊，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在這里指工作壓力。1.1 液壓與氣壓傳動的應用及發(fā)展（1）軍事工業(yè)用液壓系統(tǒng)火炮操縱裝置、艦船減搖裝置、飛機起落架的收放裝置及方向舵控制裝置等。（2）船舶用液壓系統(tǒng)甲板起重機械（絞車）、船頭

16、門、艙壁閥、船尾推進器等。（3）特殊技術用液壓系統(tǒng)巨型天線控制裝置、測量浮標、飛行器仿真臺、升降旋轉舞臺等。（4）土木工程用液壓系統(tǒng)發(fā)電廠用液壓系統(tǒng)渦輪機（調(diào)速裝置）、核發(fā)電廠、防洪閘門及堤壩裝置（浪潮防護擋板）、河床升降裝置、橋梁操縱機構和礦山機械（鑿巖機）等。（5）鋼鐵工業(yè)用液壓系統(tǒng)冶金機械（軋鋼機）、提升裝置（電極升降機）、軋輥調(diào)整裝置等。（6）行走機械用液壓系統(tǒng)工程機械（挖掘機）、起重機械（汽車吊）、建筑機械 例如（打樁機）、農(nóng)業(yè)機械（聯(lián)合收割機）、汽車（轉向器、減振器）、塑料加工機械（注塑機）、壓力機械（鍛壓機）、重型例如機械（廢鋼壓塊機）、機床（全自動轉塔車床、平面磨床）等。1.2

17、 一般工業(yè)用液壓系統(tǒng)液壓與氣壓傳動發(fā)展如果從17世紀帕斯卡提出靜壓傳遞原理、18世紀英國制成世界第一臺水壓機算起，液壓傳動已有二百多年的歷史。但是由于當時沒有成熟的液壓傳動技術和液壓元件，因此它沒有得到普遍的應用。隨著科學技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對傳動技術有了進一步的需求。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事上迫切地需要反應快、重量輕、功率大的各種武器裝備，而液壓傳動技術正好具有這方面的優(yōu)勢，所以獲得了較快的發(fā)展。在戰(zhàn)后的50年中，液壓傳動技術迅速地擴展到其他各個部門，并得到了廣泛的應用。1.3 液壓系統(tǒng)綠色設計原則該設計原則是在傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)設計中通常依據(jù)的技術原則、成本原則和人機工程學原則的

18、基礎上納入環(huán)境原則，并將環(huán)境原則置于優(yōu)先考慮的地位。液壓系統(tǒng)設計的原則可概括如下：（1）資源最佳利用率原則 少用短缺或稀有有原材料，盡量尋找其代用材料，多用廢料，余料或回收材料作為原材料；提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命；盡量減少產(chǎn)品中材料的種類，以利于產(chǎn)品廢棄后的有效回收等。（2）能量損耗最少原則盡量采用相容性好的材料，不采用難以回收或無法回收的材料；在保證產(chǎn)品耐用的基礎上，賦予產(chǎn)品合理的使用壽命，努力減少產(chǎn)品使用過程中的能量消耗。（3） 零污染原則 盡量少用或不用有毒有害的原材料。（4） 技術先進性原則     優(yōu)化產(chǎn)品性能，在結構設計中樹立“小

19、而精”的設計思想，有同一性能情況下，通過產(chǎn)品的小型化盡量節(jié)約資源的使用量，如采用輕質(zhì)材料，去除多余的功能、避免過度包裝等，減輕產(chǎn)品重量；簡化產(chǎn)品結構，提倡“簡而美”的設計原則，如減少零部件數(shù)目，這樣既便于裝配、拆卸，又便于廢棄后的分類處理；采用模塊化設計，此時產(chǎn)品是由各功能模塊組成，既有利于產(chǎn)品的裝配、拆卸，又便于廢棄后的回收處理，在設計過程中注重產(chǎn)品的多品種及系列化；采用合理工藝，簡化產(chǎn)品加工流程，減少加工工序，簡化拆卸過程，如結構設計時采用易于拆卸的連接方式、減少緊固件用量、盡量避免破壞性拆卸方式等；盡可能簡化產(chǎn)品包裝且避免產(chǎn)生二次污染。（5） 整體效益最佳原則考慮產(chǎn)品對環(huán)境產(chǎn)生的附加影響

20、，提供有關產(chǎn)品組成的信息，如材料類型及其回收再生性能等。1.4 液壓系統(tǒng)綠色設計策略 (1) 工作介質(zhì)污染控制 液壓系統(tǒng)一思想污染物、入侵污染物和生成污染物。在產(chǎn)品設計過程中應本著預防為主、治理為輔的原則，充分考慮如何消除污染源，從根本上防止污染。     在設計階段除了要合理選擇液壓系統(tǒng)元件的參數(shù)和結構外，可采取以下措施控制污染物的影響。在節(jié)流閥前后裝上精濾油器，濾油器的精度取決于控制速度的要求。所有需切削加工的元器件，孔口必須有一定的倒角，以防切割密封件且便于裝配。所有元器件、配管等在加工工序后都必須認真清洗，消除毛刺、油污、纖維等；組裝前

21、必須保持環(huán)境的清潔，所有元器件必須采用干裝配方式。裝配后選擇與工作介質(zhì)相容的沖洗介質(zhì)認真清洗。投入正常使用時，新油加入油箱前要經(jīng)過靜置沉淀，過濾后方可加入系統(tǒng)中，必要時可設中間油箱，進行新油的沉淀和過濾，以確保油液的清潔。    工作介質(zhì)污染的另一方面是介質(zhì)對外部環(huán)境的污染。應盡量使用高黏度的工作油，減少泄漏；盡快實現(xiàn)工程機械傳動裝置的工作介質(zhì)綠色化，采用無素液壓油；開發(fā)液壓油的回收再利用技術；研制工作介質(zhì)綠色添加劑等。  (2) 液壓系統(tǒng)噪聲控制     液壓系統(tǒng)噪聲是對工作環(huán)境的一種污染，分機械噪聲和流體噪聲。

22、在液壓系統(tǒng)中，電動機、液壓泵和液壓馬達等的轉速都很高，如果它們的轉動部件不平衡，就會產(chǎn)生周期性的不平衡力，引起轉軸的彎曲振動。這種振動傳到油箱和管路時，會因共振而發(fā)出很大的噪聲，應對轉子進行動平衡試驗，且在產(chǎn)品設計時應應注意防止其產(chǎn)生共振。機械噪聲還包括機械零件缺陷和裝配不合格而引起的高頻噪聲。因此，必須嚴格保證制造和安裝的質(zhì)量，產(chǎn)品結構設計應科學合理。    在液壓系統(tǒng)噪聲中，流體噪聲占相當大的比例，這種噪聲是由于油液的流速、壓力的突變、流量的周期性變化以及泵的困油、氣穴等原因引起的，以液壓泵為例，在液壓泵的吸油和壓油循環(huán)中，產(chǎn)生周期性的壓力和流量變化，形成壓力

23、脈動，從而引起液壓振動，并經(jīng)出油口傳播至整個液壓系統(tǒng)，同時，液壓回路的管路和閥類元件對液壓脈動產(chǎn)品反射作用，在回路中產(chǎn)生波動，與泵發(fā)生共振，產(chǎn)生噪聲。     開式液壓系統(tǒng)中混入了大約5%的空氣。當系統(tǒng)中的壓力低于空氣分離壓時，油中的氣體就迅速地大量分離出來，形成氣泡，當這些氣泡遇到高壓便被壓破，產(chǎn)生較強的液壓沖擊。因此在設計液壓泵時，齒輪泵的齒輪模數(shù)應量取小值，齒輪取最大數(shù)，卸荷槽的形狀和尺寸要合理，以減小液壓沖擊；柱塞泵的柱塞數(shù)的確定應科學合理，并在吸、壓油配流盤上對稱的開出三角槽，以防柱塞泵困油；為防止空氣混入，泵的吸油口應足夠大，而且應沒入油箱液

24、面以下一定深度，以防吸油后因液面下降而吸入空氣，為減少液壓沖擊，可以延長閥門關閉時間，并在易產(chǎn)生液壓沖擊的部位附近設置蓄能器，以吸收壓力波；另外，增大管徑和使用軟管，對減少和吸收振動都很有效。  (3) 液壓元件的連接與拆卸性的設計     液壓系統(tǒng)設計應盡量提高液壓系統(tǒng)的集成度，采用原則是對多個元件的功能進行優(yōu)化組合，實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化，并盡可能使液壓回路的結構緊湊，如減小液壓元件間的連接，設計易于拆卸的元件等。在滿足其功能的基礎上，設計的重點是液壓元件地連接技術，不同連接結構的裝配和拆卸的復雜程度不同，焊接連接的裝配和拆卸的復雜程度最高，易導

25、致零部件破壞性拆卸，螺釘連接的裝配容易而可拆卸程式度要受環(huán)境影響，如果生銹則會導致拆卸復雜，鉚釘連接的機械裝配性較好但拆卸復雜，嵌人咬合是裝配性的拆卸性均較好的一種連接方式，但在連接強度要求高的情況下，其連接的安生性降低。     為了使液壓系統(tǒng)結構更緊湊，根據(jù)其安裝型式的不同，閽類元件可制成各種結構型式；管式連接和法蘭式連接的閥；插裝閥便于將幾個插裝式元件組合成復合閥，板式連接的普通液壓閥可安裝到集成塊上，利用集成塊上的孔道實現(xiàn)油路間的連接，或可直接將閥做成疊加式結構即疊加閥，疊加閥上有進、出油口及執(zhí)行元件的接口、其接頭可做成快速雙向接頭，提高裝配性和

26、可拆卸性。  (4) 液壓系統(tǒng)的節(jié)能設計     液壓系統(tǒng)的節(jié)能設計不但要保證系統(tǒng)的輸出功率要求，還要保證盡可能經(jīng)濟、有效的利用能量，達到高效、可靠運行的目的，液壓系統(tǒng)的功率損失會使系統(tǒng)的總效率下降、油溫升高、油液變質(zhì)，導致液壓設備發(fā)生故障。因此，設計液壓系統(tǒng)時必須多途徑地降低系統(tǒng)的功率損失。     在元件的選用方面，應盡量選用那些效率高、能耗低的元件，如選用效率較高的變量泵，可根據(jù)負載的需要改變壓力，減少能量消耗，選成集成閥以減少管連接的壓力損失，選擇壓降小、可連續(xù)控制的比例閥等。 

27、0;   采用各種現(xiàn)代液壓技術也是提高液壓系統(tǒng)效率、降低能耗的重要手段，如壓力補償控制、負載感應控制以及功率協(xié)調(diào)系統(tǒng)等，采用定量泵+比例換向閥、多聯(lián)泵(定量泵)+比例節(jié)流溢流閥的系統(tǒng)，效率可以提高28%45%，采用定理泵增速液壓缸的液壓回路，系統(tǒng)中的溢流閥起安全保護作用，并且無溢流損失，供油壓力始終隨負載而變，這種回路具有容積調(diào)速以及壓力自動適應的特性，能使系統(tǒng)效率明顯提高。第二章 降低消耗2.1 資源的最佳利用2.11優(yōu)化液壓元件的連接與拆卸性 液壓系統(tǒng)是由動力、執(zhí)行、控制與輔助元件連接 ，組成的。設計時要盡量提高液壓系統(tǒng)的集成度，以優(yōu)化裝配、節(jié)省材料為目標來簡化設計方案

28、，減少用于裝配的零件數(shù)目。采用的原則是對多個元件的功能進行優(yōu)化組合，實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化，并考慮工藝性來實現(xiàn)基本液壓回路的緊湊。如減小液壓元件的體積，簡化液壓元件間的連接，設計易于拆卸的元件等。在滿足功能、性能的基礎上，重點放在元件的連接、嵌入咬合式等。焊接連接的裝配和拆卸的復雜程度最高，導致零部件破壞性拆卸；螺釘連接的裝配容易而可拆卸程度要受環(huán)境的影響，如果生銹則會導致拆卸復雜；鉚釘連接的機械裝配性較好但拆卸復雜；嵌入咬合是裝配性和拆卸性均較好的一種連接方式，但在連接強度要求高的情況下，連接的安全性可能出現(xiàn)問題。例如在齒輪泵中，齒輪與軸的聯(lián)接可采用多面軸，這樣可減少高速旋轉中產(chǎn)生的噪聲和振動，而

29、且因取消了鍵聯(lián)接，結構簡單，易于裝配和拆卸。為了使液壓系統(tǒng)結構更緊湊，根據(jù)安裝形式的不同，閥類元件可制成各種結構形式。管式連接和法蘭式連接的閥，占用的空間較大，裝拆和維修保養(yǎng)都不太方便，因此盡量采用板式和插裝式連接的閥。板式 連接的普通液壓閥可安裝到集成塊上，利用集成塊上的孔道實現(xiàn)油路間的連接，或可直接將閥做成疊加式結構即疊加閥，疊加閥上有進出油口及執(zhí)行元件的接口，其接頭可做成快速雙向接頭，提高裝配性和可拆卸性；插裝閥便于將幾個插裝式元件組合成復合閥。 212 液壓介質(zhì)的回收再利用 液壓介質(zhì)的回收再利用也是實現(xiàn)液壓系統(tǒng)資源最佳利用的重要環(huán)節(jié)。液壓油的回收再利用的關鍵是做好油的過濾工作和油溫控制

30、，只有清潔不變質(zhì)的油才是可以再利用的。安裝過濾器是保證油清潔的關鍵，對過濾精度要求高的系統(tǒng)元件要用精過濾器。及時清洗濾芯和油箱也是保證油液清潔的一個環(huán)節(jié)。油溫控制主要是防止油液變質(zhì)，溫度的升高引起油液的氧化，使油液變質(zhì)。另外，油溫的升高，導致油液粘度下降，使元件系統(tǒng)的內(nèi)外泄漏增加，系統(tǒng)的效率降低。改進系統(tǒng)的結構和提高系統(tǒng)的效率可以降低溫升。也可以通過安裝冷卻器來降溫，冷卻器的合理選用能有效地降低溫升，防止油液變質(zhì)。22 能量的最小損耗 221合理選取元件 要減少能量的損耗就要提高液壓系統(tǒng)的效率。選擇性能良好，效率高的液壓元件是提高液壓系統(tǒng)效率的途徑之一。 (1)動力元件的選取應根據(jù)具體場合合理

31、選取，如果可能，可以優(yōu)先選用效率高的變量泵。這類泵可以根據(jù)實際工況的需要自動調(diào)節(jié)排量大小，減少流量過剩，也就減少了功率損失。另外，在選取泵時，最好不要將大容量的泵降低規(guī)格使用，因為當工作壓力和流量小于泵的額定值時，泵的總效率將下降，不能物盡其用，也就造成了功率損失。 (2)執(zhí)行元件的選取選取液壓馬達時，一方面要注意不要將馬達降低規(guī)格使用，另一方面也要注意提高馬達的容積效率。而對于液壓缸來說，應盡量改善其密封條件，減少泄漏，減少功率損失。 (3)控制元件及管路的選取控制元件雖然不屬于能量轉換裝置，但是如果能夠根據(jù)實際液壓系統(tǒng)功能的要求，合理選擇控制元件和系統(tǒng)管路的規(guī)格，也可以減少液壓系統(tǒng)的壓力損

32、失，提高回路的效率。 對于一般的液壓設備通常選用開關式控制元件，而對一 些自動化程度較高，動作復雜的液壓設備可選用能對輸出油液的壓力、流量進行連續(xù)控制和遠程控制的電液比例閥和電液伺服閥。在確定系統(tǒng)管路時，應注意優(yōu)化管路系統(tǒng)，力求在滿足功能要求的情況下，系統(tǒng)簡單可靠不出現(xiàn)多余的管路，盡可能減少彎頭，從而做到在降低成本的同時，有效節(jié)省能源。 222 優(yōu)化系統(tǒng)的設計 要想使一個液壓系統(tǒng)達到節(jié)能效果，應對系統(tǒng)的功率損失、復雜程度、成本及可靠性等因素進行綜合考慮，在滿足系統(tǒng)工作性能的基礎上，有效降低能耗。 在設計液壓系統(tǒng)時除合理地選取元件外，還要系 統(tǒng)地考慮提高元件的可靠性問題。在設計時可以采用提高元件

33、的平均強度、降低元件的平均應力、減少元件的應力變化、減少元件的強度變化等方法和手段來提高元件的可靠性。系統(tǒng)中應用蓄能器作為輔助能源可以作為一種節(jié) 能措施。也可采用液壓和其它傳動類型相結合的方法來達到節(jié)能的目的。例如，利用機一液傳動能克服純液壓傳動的體積和重量大、傳動效率低等缺點。采用氣一液傳動具有速度快、泄漏少、能耗低、經(jīng)濟性好等優(yōu)點。也可采用高水基傳動介質(zhì)，此種介質(zhì)用水代替油，因此節(jié)約能源。在我國隨著液壓技術的不斷發(fā)展，高水基液壓元件，也在逐漸增多。提高液壓元件元件的可靠性，就可以減少的消耗，提高系統(tǒng)的工作效率、工作性能，也就降低了成本。 2.3 減少污染 2.3.1 減少油液的泄漏 對于液

34、壓系統(tǒng)而言，最主要的污染源是液壓油的泄漏。液壓油的泄漏不僅對環(huán)境造成污染，同時又降低了系統(tǒng)的效率，增加了能耗。因此降低油的泄漏是非常關鍵的。液壓油的泄漏一般分內(nèi)泄漏和外泄漏，內(nèi)泄漏是指元件內(nèi)部高壓腔的油泄漏到低壓腔，它對環(huán)境雖不造成污染，但是降低了元件的性能，應加以控制。而外泄漏是主要污染源，要降低系統(tǒng)的泄漏， 關鍵是解決好液壓油的密封問題。液壓油的密封一般采用密封囤密封，0形圈以其使用簡單而廣泛用于液壓系統(tǒng)中。在使用0形圈時，其零件的配合精度往往比使用V形圈、Y形圈要高，這是由0形圈的密封特性決定的。正確選擇零件的配合間隙，即密封間隙，對密封的可靠性有很大的影響；同時要合理選擇預壓縮量和密封

35、結構。在速度梯度大、換向頻繁、壓力沖擊大、使用可靠性要求比較高、更換密封困難或不允許經(jīng)常更換的地方，均采用V形密封圈，最好是純合成橡膠與夾布合成橡膠配合使用。Y形圈不管從密封性能或抗扭擰能力，都比V形圈要好。一般來講，為了增加密封效果、提高液壓缸往復運動伸縮軸的壽命，在活塞桿、伸縮軸的端部安裝防塵圈，也可使用帶密封的防塵圈。另外，應盡量使用高粘度的工作油，以減少泄漏。最終應實現(xiàn)機械傳動裝置的工作介質(zhì)綠色化，采用無毒液壓油。2.3.2 減少噪聲污染 液壓系統(tǒng)噪聲是對工作環(huán)境的嚴重污染。液壓系統(tǒng)噪聲分機械噪聲和流體噪聲。在液壓系統(tǒng)中，電動機、液壓泵和液壓馬達等都以高速回轉，如果它們的轉動部件不平衡

36、，就會產(chǎn)生周期性的不平衡力，引起轉軸的彎曲振動，因而產(chǎn)生噪聲。這種振動傳到油箱和管路時，會因共振產(chǎn)生很大的聲響。為了控制這些噪聲，應對轉子進行動平衡試驗，設計時注意避開共振區(qū)。機械噪聲還包括機械零件缺陷和裝配不合格而引起的高頻噪聲。因此必須嚴格保證制造和安裝的質(zhì)量。 在液壓系統(tǒng)噪聲中流體噪聲占相當大的比例，這種噪聲是由于油液的流速、壓力的突變、流量的周期性變化、以及泵的困油、氣穴等原因引起的。以液壓泵為例，在液壓泵的吸油和壓油循環(huán)中，產(chǎn)生周期性的壓力和流量變化，形成壓力脈動，從而引起液壓振動，并經(jīng)出口傳播至整個液壓系統(tǒng)；同時液壓回路的管道和閥類元件將液壓泵的壓力變化反射，在回路中產(chǎn)生波動，與泵

37、發(fā)生共振，產(chǎn)生噪聲。另一方面，開式液壓系統(tǒng)中溶解了大約5的空氣，當系統(tǒng)中的壓力低于空氣分離壓時，油中的氣體就迅速地大量分離出來，形成氣泡，這些氣泡遇到高壓便被壓破，產(chǎn)生較強的液壓沖擊。因此在設計液壓泵時，齒輪泵的齒輪模數(shù)盡量取小，齒數(shù)盡量取多，卸荷槽的形狀和尺寸要合理，盡量減小沖擊；柱塞泵的柱塞數(shù)應為奇數(shù)，最好為7個，并在吸、壓油配流盤上對稱開上三角槽，以防柱塞泵的困油；為防止空氣混入，泵的吸油口應足夠大，而且應沒人油箱液面以下一定深度，以防吸油后液面下降吸人空氣；為減少液壓沖擊，可 以延長閥門關閉時間，并在易產(chǎn)生液壓沖擊的部位附近設置蓄能器，以吸收壓力波；增大管徑和使用軟管，對減少和吸收振動

38、都頗為有利。 結論 液壓系統(tǒng)的綠色設計考慮了資源、環(huán)保、人口這三個當今人類社會面臨的主要問題，全面、綜合地考慮液壓系統(tǒng)綠色設計的途徑和方法。實現(xiàn)液壓技術綠 色化，液壓傳動必需在充分發(fā)揮自身優(yōu)勢和借鑒其它傳動的優(yōu)點的情況下 ，對 自身進行引進和創(chuàng)新 ，才能在未來的競爭中保存下來 ，并獲得不斷的發(fā)展 ，達到可持續(xù)發(fā)展的要求。液壓系統(tǒng)的綠色設計考慮了資源、環(huán)保、人口這三個當今人類社會面臨的主要問題，全面、綜合地考慮液壓系統(tǒng)綠色設計的途徑和方法。實現(xiàn)液壓技術綠 色化，液壓傳動必需在充分發(fā)揮自身優(yōu)勢和借鑒其它傳動的優(yōu)點的情況下 ，對 自身進行引進和創(chuàng)新 ，才能在未來的競爭中保存下來 ，并獲得不斷的發(fā)展 ，達到可持續(xù)發(fā)展的要求。在機械制造領域中的應用越來越普遍。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，科學技術進步的需求而不斷發(fā)展和完善起來的生產(chǎn)工具，是生產(chǎn)力的重要素。在國民經(jīng)濟中，機械制造業(yè)是基礎產(chǎn)業(yè)部門 。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、 國防和科技的現(xiàn)代化，要求機械行業(yè)必須不斷提供各種先進而性能優(yōu)良的設備與裝備。我國從七八十年代開始引進國外的數(shù)控機床產(chǎn)品, 到現(xiàn)在數(shù)控機床的保有量已相當可觀,1998 年底包括國產(chǎn)和進口的, 全國已達十多萬臺在今后的若干年中, 數(shù)控機床的擁有量還將急劇地增加。這些設備在各企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用, 但同時,