《液壓傳動技術(shù)在工程機械的應(yīng)用（論文）》

液壓傳動技術(shù)在工程機械的應(yīng)用目錄TOC\o"1-3"\h\u19863引言 425480一、液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展 428902（一）概述 416362（二）單一技術(shù)的傳動方式 5326341.機械傳動 5176982.液力傳動 521903.液壓傳動 523759（三）液壓傳動技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用 512650二、液壓傳動技術(shù)的原理與特點 630901（一）液壓傳動的介紹 626612（二）液壓傳動的特點 6198431.液壓傳動的優(yōu)點 6150722.液壓傳動的缺點 712512（三）液壓傳動的原理 73082三、液壓傳動系統(tǒng)的組成 77355（一）液壓泵 714089（二）液壓執(zhí)行元件 10107981.液壓馬達 10217592.液壓缸 1010365（三）液壓輔助元件 10205191.過濾器 10227642.蓄能器 11196473.熱交換器 1124207四、液壓傳動技術(shù)在機械中的應(yīng)用 1123093（一）在機床上液壓裝置的應(yīng)用 1110552（二）液壓傳動技術(shù)在工程機械行走驅(qū)動中的應(yīng)用 11140131.單一技術(shù)的傳動方式 1274712.液壓與機械和液力傳動的負荷 12201結(jié)論 131371參考文獻 14引言當前世界各個國家對于液壓工業(yè)的發(fā)展可以說是非常的重視了，液壓技術(shù)的很多優(yōu)點都非常實用，比如功率重量比大、體積小以及壓力可控制性好等等。況且在社會不斷向前發(fā)展的過程中，工業(yè)是整個國家的經(jīng)濟支撐根本，工程機械工業(yè)中的液壓技術(shù)是實現(xiàn)傳輸控制的關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，世界各國液壓工業(yè)的銷售額約占機械工業(yè)產(chǎn)出的4%，但中國不到1%，因此國內(nèi)市場的發(fā)展前景依然很大。正是由于液壓傳動的優(yōu)點是非常的多，在工業(yè)的發(fā)展中起到很大的作用，涉及的領(lǐng)域也是非常多。液壓傳動系統(tǒng)的特點如下:一是液壓傳動裝置的部件組織起來非常方便，很靈活；二是在同等的功率下，液壓的執(zhí)行元件在體積方面是更加小的，所以不會很重，整體結(jié)構(gòu)很緊湊；三是對于速度的控制是非常的簡單的，液壓裝置的速度可以進行快速調(diào)整，很簡單，對流量閥進行相應(yīng)控制就行了。一、液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展（一）概述行走驅(qū)動系統(tǒng)需要傳遞更多的動力，而且更長壽命，特別是在逆動力傳遞方面。因此，如何滿足傳動方式和各種工程機械行走驅(qū)動的需求是工程機械行業(yè)面臨的問題。當前隨著我國的經(jīng)濟快速發(fā)展，國內(nèi)的能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也是在快速的發(fā)展，戶外的建筑施工項目開發(fā)規(guī)模不斷的擴大，那么工程機械的市場需求就會進一步的擴大，同時，在嚴酷工作環(huán)境下對機械的要求進一步提高的同時，推進行駛驅(qū)動系統(tǒng)的深入研究。本文從技術(shù)和性能特點的角度對工程機械行走驅(qū)動系統(tǒng)后液壓傳動技術(shù)的發(fā)展進行了詳細的分析。（二）單一技術(shù)的傳動方式1.機械傳動一般來說，機械傳動的發(fā)動機負荷系數(shù)比較低，只是進行有級變速，布局也有一定的限制。但是它的好處就是穩(wěn)定傳動效率高，能夠在機械的制造成本方面花費低，主要的市場就是一般的客貨汽車以及對作業(yè)速度要求恒定的拖拉機領(lǐng)域，當前還是主要運用這種。2.液力傳動液力傳動是具有無級變速能力的，這是因為變矩器是替代了之前的機械傳動中的離合器，它最大的優(yōu)點是輸出轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性接近雙曲線。這是與后置相匹配的動力換檔式機械傳動裝置，能夠自動匹配負荷，防止動力傳動裝置的過載。液力變矩器的功率密度依然很高，而且大規(guī)模生產(chǎn)時的成本也不高，因為這些特點已廣泛應(yīng)用于大中型運輸機械等方面，但其性能匹配和布局模式受到許多限制，扭矩變化范圍不大，不適合需要穩(wěn)定速度的場合。3.液壓傳動液壓傳動與機械傳動相比具有能動參數(shù)和動力參數(shù)的控制容易，液壓傳動與液力傳動相比低速負荷好的特點。因為傳遞的效率非常的高，所以在功率的輸出方面是能夠進行相應(yīng)的控制，整體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也沒有那么的復雜，液壓傳動在工程機械當中應(yīng)用也是極其的廣泛?？梢哉f所有的工程機械的相關(guān)裝備都是能夠看到液壓技術(shù)的應(yīng)用，有很多是成為了傳動及控制的方式。液壓傳動技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用液壓傳動的優(yōu)點有很多，也非常的突出，所以在應(yīng)用方面自然也是十分的廣泛，和一般的工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械等等；行走機械當中就有工程機械應(yīng)用等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機械等裝置（如下圖所示）。圖1工程機械中的應(yīng)用二、液壓傳動技術(shù)的原理與特點（一）液壓傳動的介紹顧名思義，液壓傳遞功能是以液體為工作介質(zhì)進行能量傳遞和相關(guān)控制的傳遞方式。液壓傳動是與氣壓傳動相同的流體傳動，是根據(jù)國外學者提出的液體靜壓傳動原理逐漸發(fā)展起來的新技術(shù)，在工業(yè)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛。世界首臺水壓機產(chǎn)于英國，以水壓的形式應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，然后進行了一些完善，使工作介質(zhì)水變成了油。上世紀二十年代，外國人發(fā)明壓力平衡式葉片泵，為現(xiàn)代液壓設(shè)備工業(yè)快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。（二）液壓傳動的特點1.液壓傳動的優(yōu)點在液壓傳動的優(yōu)點方面通常是包含了以下的幾個方面內(nèi)容：一是它的體積是非常小的、在重量非常也是非常的輕，所以在機器運作的慣性也不大，要是出現(xiàn)過載或者是突然停車的時候，是不會有很大的沖擊。二是能夠進行無極調(diào)換速度，但是要在合理的范圍內(nèi)進行穩(wěn)定的調(diào)節(jié)牽引速度。三是由于采用油液作為工作介質(zhì)，設(shè)備消耗非常小，所有設(shè)備表面都有一定的潤滑，自然壽命非常長。四是液壓泵以及液壓馬達之間它是用的油管來進行連接的，所以在空間的布置上面是不會有嚴格的限制。液壓傳動的缺點（1）在采用液壓傳動技術(shù)的時候，再要進行維護時要求非常的高，工作油必須一直保持清潔。（2）由于對相關(guān)液壓設(shè)備的精度要求高，對工藝的要求也高，因此在制造成本方面自然較高。（3）在進行維護時，相關(guān)液壓設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，因此維護人員必須具有非常高的維護技術(shù)水平。（三）液壓傳動的原理液壓傳功的基本原理就是在一個非常封閉的容器里面，是利用了壓力的油液作為工作的介質(zhì)，能夠進行能量的轉(zhuǎn)換和動力的傳遞。其中的液體一般使用礦物油，起著與機械傳動帶和齒輪等傳動要素相同的作用。我想知道液壓傳動裝置使用的原理是帕斯卡原理，也就是在一個非常封閉的環(huán)境當中，能夠給液體一個力的作用，然后使得這個液體向各個方向來進行傳遞這個力，在這個過程當中力的大小是沒有發(fā)生改變。液壓驅(qū)動器利用這一物理性質(zhì)，通過對物體施加力，利用這一原理使力變大，具有抬起重物的效果。液壓傳動系統(tǒng)的組成液壓泵液壓泵這個動力元件在整個液壓系統(tǒng)組成部分中非常重要，作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)化為液體的壓力能，實際上是指液壓系統(tǒng)中的油泵，向整個液壓系統(tǒng)傳遞動力。液壓泵的整體結(jié)構(gòu)也一般為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵。（1）齒輪泵如下圖1所示，齒輪泵是密封在殼體中的兩個或多個齒輪，是根據(jù)嚙合期間產(chǎn)生的工作空間的容積變化來輸送液體的泵。齒輪泵的概念比較簡單，齒輪泵的基本形式是在兩個大小相同的齒輪緊密一致的情況下嚙合旋轉(zhuǎn)，殼體內(nèi)部形成“8”的形狀，另外兩個齒輪也是安裝在內(nèi)部。齒輪的外徑與兩側(cè)的殼緊密匹配。擠壓機的材料進入進氣口兩個齒輪的中心，然后填充此間隙。然后它隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)沿著殼體移動，最后當兩個齒接合時排出。齒輪泵的困油現(xiàn)象。要想使得齒輪泵進行穩(wěn)定的工作，齒輪的嚙合度必須大于1。這時總是兩組齒輪會同時嚙合，一點油夾在兩組齒輪圍成的封閉空洞中。值得注意的是，隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，收容室最初變小，然后逐漸變大。封閉腔體積將減小，使堵塞的油擠壓到一定程度，產(chǎn)生很高的壓力，然后從這個間隙排出，此時油會加熱，從而給零件帶來額外的負荷；但是，封閉室體積的增加會引起局部真空，使溶解氣體分離成油。這些都會產(chǎn)生強烈的振動和噪音，也被稱為齒輪泵的困油堵塞現(xiàn)象。圖2齒輪泵所以去除困油的最好方法通常是在兩側(cè)的蓋板上打開排氣孔，這樣封閉的室體積開始減小，使得左荷槽與油壓室連通，體積增大時通過右卸荷槽與吸油室連通。（2）葉片泵如下圖3所示，葉片泵是水壓機械，通過葉輪的旋轉(zhuǎn)將動力機械能轉(zhuǎn)化為水能。葉片泵轉(zhuǎn)動時，在合理的力和壓力油的作用下，葉片頭固定在定子的內(nèi)表面。這兩個刀片是由轉(zhuǎn)子和定子的內(nèi)表面構(gòu)成的工作量。首先，吸油從小吸到大，然后排油從大到小排出。刀片安裝一周時，吸油和卸油可以完成兩次。圖3葉片泵（3）柱塞泵柱塞泵是一種利用柱塞在泵缸內(nèi)進行循環(huán)運動的泵，因此，柱塞和泵壁之間可以形成一定的體積變化，以便反復吸入和排出液體，增加壓力。圖4柱塞泵如上圖所示，柱塞泵是液壓系統(tǒng)當中重要的裝置，主要依靠柱塞在氣缸體內(nèi)反復運動，密封工作容器的體積有一定程度的變化，這種變化可以導致吸油產(chǎn)生。壓油。柱塞泵最大的優(yōu)點是其額定壓力大、整體結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、調(diào)節(jié)方便。主要應(yīng)用在液壓機以及工程機械和船舶等機器。（二）液壓執(zhí)行元件1.液壓馬達液壓馬達是進行旋轉(zhuǎn)運動，將液壓泵的水壓轉(zhuǎn)換為機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。與其他類型的發(fā)動機相比，葉片馬達具有很大的優(yōu)點，如結(jié)構(gòu)非常緊湊、尺寸小、噪音小等，慣性比柱塞馬達小得多，但污染防止能力比齒輪馬達差，轉(zhuǎn)速也不怎么高，在一般的200r/min以下進行工作的。葉片瑪法因為泄漏非常的大，所以負載變化的時候很不穩(wěn)定。2.液壓缸液壓缸的功能是將水力轉(zhuǎn)換成機械能，機械能是一種可以線性反復運動的液壓執(zhí)行元件。在結(jié)構(gòu)方面來講比較的簡單，但是非?？煽?，在用它來進行反復運動的時候是能夠免掉減速裝置，因為驅(qū)動器沒有間隙，動作的過程也非常穩(wěn)定，被各種機器和油壓系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用。油壓汽缸的輸出與活塞的有效面積和兩側(cè)的壓力差成正比。液壓缸通常由氣缸、氣缸蓋、排氣裝置等部分組成。緩沖裝置和排氣裝置是根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定的，其他裝置也是必要的。（三）液壓輔助元件1.過濾器過濾器的作用是過濾機油中的雜質(zhì)，保持機油清潔，防止機油污染，保證系統(tǒng)正常運行。在過濾器的選擇方面要注意以下幾點內(nèi)容：一是過濾精度要能夠滿足系統(tǒng)的要求，經(jīng)過了過濾的雜質(zhì)一般顆粒的大小是不能夠超過d≥0.1mm，同時，過濾器的精度也完全不同。二是有通油能力。所謂通油能力，就是用一定的壓力能通過過濾器的最大流量。根據(jù)過濾器系統(tǒng)中的設(shè)置位置進行選擇。同時，應(yīng)具有一定的機械強度，不會因液壓而損壞。2.蓄能器蓄能器的作用通常是包含了這幾點內(nèi)容：一是當做輔助電源或應(yīng)急電源。在工作周期的不同階段，流量總是大相徑庭，而且總會使用蓄積器和小流量泵來形成油源。驅(qū)動泵的主引擎發(fā)生故障時，電池可以作為緊急電源使用。其次，它可以吸收并去除一些壓力脈沖。蓄電池安裝在壓力沖擊和輸出上可以吸收壓力和壓力脈動，不斷提高系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。3.熱交換器在系統(tǒng)能量損失轉(zhuǎn)成熱量之后，會使得油液溫度驟然升高，如果長時間內(nèi)機油溫度過高，油粘度會一直下降，泄漏會不斷增加，導致油氧化，最終會嚴重影響系統(tǒng)的正常運行。為了能夠保證油液的正常溫度在30—70度，在系統(tǒng)內(nèi)部安裝冷卻器。同樣，如果油溫過低，油液的粘度就會變大，設(shè)備不能正常啟動，壓力損失會越來越大，引起很大的振動。在這種情況下，系統(tǒng)將安裝加熱器，使機油溫度上升到合理的溫度。四、液壓傳動技術(shù)在機械中的應(yīng)用（一）在機床上液壓裝置的應(yīng)用1.龍門刨床工作臺或具有重復主題運動傳遞裝置的插頭沖頭，需要快速重復直線運動，因此切換沖擊小，切換時間短，能耗低，可采用油壓傳動。2.機床輔助裝置、變速器調(diào)速裝置等，這些都采用油壓傳動，有助于簡化機床結(jié)構(gòu)，大大提高機床自動化的程度。（二）液壓傳動技術(shù)在工程機械行走驅(qū)動中的應(yīng)用1.單一技術(shù)的傳動方式工程機械行走系統(tǒng)初采用機械傳動和液壓傳動。但隨著科技的迅猛發(fā)展，液壓傳動的形式也應(yīng)用在工程機械的驅(qū)動裝置中，這表明技術(shù)在推進這一領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。與機械傳動相比，液壓傳動能夠更容易控制運動參數(shù)和動力參數(shù)，并且在傳遞效率方面也非常高，能夠進行定輸出控制，電力利用充分，整體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也非常簡單，速度的剛性非常大，動作實現(xiàn)容易等這些明顯特點，所以液壓傳動在工程機械當中有廣泛的應(yīng)用。和液力傳動進行比較的話，液壓傳功的優(yōu)點主要是調(diào)節(jié)時的便利性和配置方面的靈活性，根據(jù)工程機械的形態(tài)及工況的需要，科學合理地改造發(fā)動機等零部件，提高了整個傳動系統(tǒng)的工作效率，可以獲得適應(yīng)多種操作負荷狀態(tài)的幾種優(yōu)化功率傳動特性。一般情況下，閉路式液壓傳動裝置用于需要速度的移動機械，可以進行無步調(diào)的速度調(diào)節(jié)，使整輛車能夠平穩(wěn)啟動，在需要變速的時候進行及時進行轉(zhuǎn)變、在實際作業(yè)過程中需要頻繁的啟動和變速，所有這個性能還是非常好的。2.液壓與機械和液力傳動的負荷一是并聯(lián)方式。這種方法可以理解為并聯(lián)連接油壓和機械裝置，分別傳送功率流的傳輸系統(tǒng)。使用多自由度行星差速器將發(fā)動機的輸出分為油壓和機械兩種“功率流”。通過液壓功率流的可控性，兩個功率流可以在合并時調(diào)節(jié)無級轉(zhuǎn)速。這樣的方式是把液壓傳動的無極調(diào)速和機械傳動的穩(wěn)定效率進行了結(jié)合，得到一個高效來而且具有無極變速性能的裝置。二是分位方式。是把液壓馬達直接的安裝在車輪的內(nèi)，是幫助液壓進行驅(qū)動的輔助裝置?？梢院芎玫亟鉀Q工程機械需要提高機械性能的問題，但是沒有辦法采用四輪驅(qū)動，很難組織傳統(tǒng)的機械傳動裝置。由于液壓動力傳動的無級變速性能可以在不同驅(qū)動方式的驅(qū)動輪之間協(xié)調(diào)同步，因此可以將其視為動力分流傳動。目前，許多工程機械制造商已經(jīng)將該技術(shù)應(yīng)用于一些自走驅(qū)動能力的，比如說自走式平地機。結(jié)論這次的畢業(yè)論文是我所學知識的一個綜合性的環(huán)節(jié)，歷經(jīng)近一個月的時間，完成了寫作。在整個寫作過程當中，是綜合運用了過去所學的知識，是有目的的學習當前液壓系統(tǒng)領(lǐng)域的最新技術(shù)，此次的設(shè)計，更加強化學習了的知識，擴大知識，培養(yǎng)自己分析問題解決的能力，很大地提高了團隊合作精神。本文先是簡單的介紹了液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展情況，對單一技術(shù)的傳動方式進行了詳細的闡述，對其在工