液壓傳動技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用.doc

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機電一體化專業(yè) 畢 業(yè) 論 文 課題 液壓傳動技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用 學生姓名：王欣 指導老師：____ 專 業(yè)：機電一體化技術(shù) 學 號：1412001204964_ 機電一體化學院 液壓傳動技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用 摘要 本課題研究主要講述了液壓傳動系統(tǒng)系統(tǒng)在機械工業(yè)制造中的應(yīng)用，全方面的介紹了液壓傳動系統(tǒng)的各種知識。本人從各種接觸過的，本人從各種渠道了解到的液壓傳動系統(tǒng)在各種制造野種的應(yīng)用。液壓傳動相對于機械傳動來說是一門較新的傳動形式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在機械制造中受到廣泛的重視。 關(guān)鍵詞：液壓傳動 機械制造 工業(yè)制造 液壓傳動的應(yīng)用 目 錄 前 言 (04) 一．液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展___________________________（07) 1.1概 述_________________________________________（07） 1.2傳動方式_______________________________________（07) 1.3液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用____________________________（08） 二．液壓傳動技術(shù)的原理與特點__________________________（09） 2.1液壓傳動的介紹________________________________（09） 2.2液壓傳動的特點________________________________（10） 2.3 液壓傳動的基本原理____________________________（11） 三．液壓傳動系統(tǒng)的組成________________________________（11） 3.1液壓動力原件____________________________________（11 3.2 液壓執(zhí)行元件__________________________________（14） 3.3液壓控制調(diào)節(jié)元件______________________________（16） 3.4 液壓輔助元件__________________________________（17） 3.5液壓工作介質(zhì)__________________________________（22） 四．液壓傳動技術(shù)在機械中的應(yīng)用________________________（23） 4.1在機床上液壓裝置的應(yīng)用________________________（23） 4.2液壓傳動技術(shù)在工程機械行走驅(qū)動中的應(yīng)用________（24） 4.3液壓系統(tǒng)在數(shù)控車床中的應(yīng)用____________________（28） 五．總結(jié)______________________________________________（31） 參考文獻______________________________________________（32） 致謝__________________________________________________（33） 前言 在現(xiàn)代化的社會中，工業(yè)制造是支持整個國民經(jīng)濟的根本。制造工業(yè)中液壓技術(shù)是實現(xiàn)現(xiàn)代化傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都很重視。液壓技術(shù)具有獨特的優(yōu)點，如：功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動力，易實現(xiàn)直線運動等。這種技術(shù)還易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動控制系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計，世界液壓元件的總銷售額為350億美元，世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占機械工業(yè)產(chǎn)值的2%~3.5%，而我國只占1%左右，努力擴大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景。 液壓傳動是以流體作為工作介質(zhì)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(jīng)由一些機件控制之后來傳遞運動和動力。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(diào)速方便以及易于控制等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于工程機械，建筑機械和機床等設(shè)備上。由于要使用原油煉制品來作為傳動介質(zhì)，近代液壓傳動技術(shù)是由19世紀崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動起來的，最早實踐成功的液壓傳動裝置是艦船上的炮塔轉(zhuǎn)位器，其后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用車床到20世紀30年代末才用上了液壓傳動。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些兵器上用上了功率大，反應(yīng)快，動作準的液壓傳動和控制裝置，大大提高了兵器的性能，也大大促進了液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并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(shù)，農(nóng)業(yè)機械，汽車制造等行業(yè)中推廣開來。由于軍事及建設(shè)需要的刺激，液壓技術(shù)日益成熟。20世紀60年代后，原子能技術(shù)，空間技術(shù)，計算機技術(shù)等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)推向前進，使它發(fā)展成為包括傳動，控制，檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)，在國民經(jīng)濟的各個方面都得到了應(yīng)用。如工程機械，數(shù)控加工中心，冶金自動線等。液壓傳動在某些領(lǐng)域內(nèi)甚至已占有壓倒性優(yōu)勢。 正是因為液壓傳動有著其獨特的優(yōu)點，所以液壓在工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速，并涉及到諸多領(lǐng)域。液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點：(1)在相同功率下，液壓執(zhí)行元件體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓傳動一般使用的壓力在7Mpa左右，也可高達50Mpa。而液壓裝置的體積比同樣輸出壓力的電機及機械傳動裝置的體積小得多。(2)液壓傳動的各個元件，可根據(jù)需要方便，靈活地來布置。(3)液壓。(4)易于自動化。液壓設(shè)備配上電磁閥，電氣元件，可編程控制器和計算機等，可裝配成各式自動化機械。(5)速度調(diào)整容易。液壓裝置速度調(diào)整非常簡單，只要調(diào)整流量控制閥即可輕易且可實行無級調(diào)速。(6)不會有過載的危險。液壓系統(tǒng)中裝有溢流閥，當壓力超過設(shè)定壓力時，閥門開啟，液壓經(jīng)由溢流閥流回油箱，此時液壓油不處在密閉狀態(tài)，故系統(tǒng)壓力永遠無法超過設(shè)定壓力。 我國的液壓工業(yè)開始于20世紀50年代，目前正處于迅速發(fā)展，提高的階段。其產(chǎn)品最初只用于機床和鍛壓設(shè)備，后來才用到拖拉機和工程機械上。自從1964年從國外引進一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時進行自行設(shè)計液壓產(chǎn)品以來，我國的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機械設(shè)備上得到了廣泛的使用。90年代起更加速了對國外先進液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計劃引進，消化，吸收和國產(chǎn)化工作，以確保我國的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟效益，研究開發(fā)等各個方面全方位地趕上世界水平。隨著工業(yè)迅猛發(fā)展逐日發(fā)展壯大，相繼建立了科研機構(gòu)和專業(yè)生產(chǎn)廠家，從事液壓技術(shù)研究和液壓產(chǎn)品生產(chǎn)。他們不但能生產(chǎn)液壓泵，液壓閥等液壓元件，還設(shè)計制造了許多新型液壓的元件，如電液比例閥，電液伺服閥等。到目前為止，液壓元件的生產(chǎn)，已成為了我國液壓元件產(chǎn)品的生產(chǎn)系列。液壓技術(shù)的發(fā)展正向著高效率，高精度，高性能方向邁進。液壓元件向著體積小，重量輕，微型化和集成化方向發(fā)展，液壓技術(shù)，交流液壓等新興的液壓技術(shù)正在開拓。又由于計算機的應(yīng)用，更大大地推進了液壓技術(shù)的發(fā)展，像液壓系統(tǒng)的輔助設(shè)計，計算機仿真和優(yōu)化，微機控制等工作，也都取得了顯著成果。當前，液壓技術(shù)在實現(xiàn)高壓，高速，大功率，高效率，低噪音，經(jīng)久耐用，高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進展，在完善比例控制，司服控制，數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計，計算機仿真和優(yōu)化以及微機控制等開發(fā)性工作方面，日益顯示出顯著的成績。微電子技術(shù)的進展，滲透到液壓與氣動技術(shù)中并與之結(jié)合，創(chuàng)造出了很多高可靠性，低成本的微型節(jié)能元件，為液壓氣動技術(shù)在工業(yè)各部門中的應(yīng)用開辟了更為廣泛的前景。 今天，為了和最新技術(shù)的發(fā)展保持同步，液壓技術(shù)必須不斷發(fā)展，不斷提高和改進元件和系統(tǒng)的性能，以滿足日益變化的市場需求。這是液壓技術(shù)的創(chuàng)新特征，液壓技術(shù)的不斷發(fā)展體現(xiàn)在如下一些比較重要的特征上：一， 提高元件性能，創(chuàng)制新元件，體積不斷縮小。為了能在盡可能小的空間里傳遞盡可能大功率，液壓元件的結(jié)構(gòu)不斷地在向小型化發(fā)展。市場上出現(xiàn)了一種新型的被稱為“肌腱”的執(zhí)行元件。它的形狀像一根兩端有接頭的軟管，把它接入系統(tǒng)使用時，它的徑向和軸向都會發(fā)生伸縮，軸向的伸縮量可達其總長的15%--30%。在相同條件下，它的作用力是普通汽缸的10倍。這種元件抗污染，運動時不會生抖動，在有些場合還可用它的徑向膨脹去夾持工件等，是一種極有應(yīng)用前景的元件，而微型元件也得到發(fā)展，如活塞直徑小到2.5mm的汽缸，10mm寬的氣閥以及相關(guān)的輔助元件已成為系列化產(chǎn)品。由于這些元件能在0.2---0.7Mpa壓力下工作，所以可被方便地集成到標準的系統(tǒng)中。新小型閥，在流量相同時，它的體積僅是過去的7%。這些小，微型的元件已被應(yīng)用于精密機械加工，電子工業(yè)，制藥工業(yè)，食品加工和包裝技術(shù)等場合。二， 高度的組合化，集成化和模塊化。液壓系統(tǒng)由管式培配置經(jīng)板式配置，箱式配置，集成塊式配置發(fā)展到疊加式配置，插裝式配置，使連接的通道越來越短。也出現(xiàn)了一些組合集成件，如把液壓泵和壓力閥作成一體，把壓力閥插裝在液壓泵的殼體內(nèi)，把液壓缸和換向閥作成一體，只需接一條高壓管與液壓泵相連，一條回油管與油箱相連，就可以構(gòu)成一個液壓系統(tǒng)。這種組合件不但結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，而且簡便，也容易維護保養(yǎng)。三， 與微電子結(jié)合，走向智能化。液壓技術(shù)從本世紀70年代中期起就開始和微電子工業(yè)接觸，并相互結(jié)合。在迄今30多年時間內(nèi)，結(jié)合層次不斷提高，由簡單拼裝，分散混合到總體組合，出現(xiàn)了多種形式的獨立產(chǎn)品如數(shù)字液壓泵，數(shù)字閥，數(shù)字液壓缸等，其中的高級形式已發(fā)展到把編了程的芯片和液壓控制元件，液壓執(zhí)行元件或能源裝置，檢測反饋裝置，數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，集成電路等匯成一體，這種匯在一起的聯(lián)結(jié)體只要一收到微處理機或微型計算機處送來的信息，就能實現(xiàn)預(yù)先規(guī)定的任務(wù)。 現(xiàn)以液壓成形技術(shù)簡要說明。因應(yīng)運輸工具輕量化、高性能、省能源之發(fā)展趨勢，自1990年代起管件液壓成形 (Tube Hydroforming) 或稱管件內(nèi)高壓成形(Internal High Pressure Forming) 技術(shù)受到工業(yè)界及學術(shù)界極大矚目而蓬勃發(fā)展，目前已成為國際間汽車產(chǎn)業(yè)主流制造技術(shù)之一，包括：德國雙B、VW、AUDI、OPEL，美國GM、FORD、CHRYSLER，日本TOYOTA、HONDA、NISSAN、SUBARU、MAZDA、MITSUBISHI，韓國KIA、Hyundai等均已投入生產(chǎn)或試量產(chǎn)，主要應(yīng)用為底盤件、車身結(jié)構(gòu)件與排氣系統(tǒng)零組件，在其它產(chǎn)業(yè)應(yīng)用亦不斷擴大中，前景十分廣闊。管件液壓成形技術(shù)具有：減輕重量/節(jié)省能源、產(chǎn)品一體型化、剛性佳、提高產(chǎn)品性能/精度及創(chuàng)新性，且在生產(chǎn)過程中可減少半成品零件數(shù)量，減少焊接、機械加工與產(chǎn)品組裝道次等后加工處理，有效降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期。在技術(shù)上應(yīng)用管件內(nèi)高壓技術(shù)可達到減少結(jié)構(gòu)件零件數(shù)目、焊接道次并縮短組配時間，達成減輕重量及降低成本之目標，其優(yōu)點因產(chǎn)品之不同而有所不同，相較于傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)勢包括：1.減輕重量：與車削、搪孔相比，管件液壓成形之空心軸類可減輕40%~50%，有些甚至可達75%；若與沖壓焊接件相比，汽車上用管件液壓成形的空心結(jié)構(gòu)件可減少20%~30%。 2.減少半成品零件數(shù)量：在成形過程中可一次加工出如引擎托架、頂蓋板架、門框等大型復雜的3D幾何形狀的工件。與沖壓焊接件相比，副車架零件由6個減少到1個；散熱器支架零件由17個減少到10個。3.降低模具費用：管件液壓成形件通常僅需要一套模具，而沖壓焊接件由多個沖壓件焊接而成，因此需要多套沖壓模具。4.減少后續(xù)機械加工和組裝焊接量：以散熱器支架為例，焊接點由174個減少到20個，制造道次由13道減少到6道，生產(chǎn)效率提高66%。5.提高強度、剛性及疲勞強度：成形過程中液體具冷卻作用，使工件被"冷作強化"，獲得比一般沖壓加工更高的工件強度。以散熱器支架為例，垂直方向提高39%；水平方向提高50%。6.降低生產(chǎn)成本：Schuler Hydroforming公司對已應(yīng)用的產(chǎn)品進行分析，管件液壓成形件比沖壓焊接件成本平均降低15%~20%，模具費用降低20%~30%。7. 創(chuàng)新性：克服傳統(tǒng)制程限制，應(yīng)用于新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)。 總之，液壓技術(shù)作為便捷和廉價的自動化技術(shù)，在工業(yè)中的應(yīng)用會越來越廣泛。液壓產(chǎn)品不僅在機電，輕紡、宗電等傳統(tǒng)領(lǐng)域有著很大的市場，而且在新興的產(chǎn)業(yè)如信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、生物制品業(yè)、微納精細加工等領(lǐng)域都有廣闊的發(fā)展空間。 一．液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 1.1概述 　　行走驅(qū)動系統(tǒng)是工程機械的重要組成部分。與工作系統(tǒng)相比，行走驅(qū)動系統(tǒng)不僅需要傳輸更大的功率，要求器件具有更高的效率和更長的壽命，還希望在變速調(diào)速、差速、改變輸出軸旋轉(zhuǎn)方向及反向傳輸動力等方面具有良好的能力。于是，采用何種傳動方式，如何更好地滿足各種工程機械行走驅(qū)動的需要，一直是工程機械行業(yè)所要面對的課題。尤其是近年來，隨著我國交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進程的快速發(fā)展，建筑施工和資源開發(fā)規(guī)模不斷擴大，工程機械在市場需求大大增強的同時，更面臨著作業(yè)環(huán)境更為苛刻、工況條件更為復雜等所帶來的挑戰(zhàn)，也進一步推動著對其行走驅(qū)動系統(tǒng)的深入研究。這里試圖從技術(shù)構(gòu)成及性能特征等角度對液壓傳動技術(shù)在工程機械行走驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展及其規(guī)律進行探討。 1.2基于單一技術(shù)的傳動方式 　　工程機械行走系統(tǒng)最初主要采用機械傳動和液力機械傳動(全液壓挖掘機除外)方式?，F(xiàn)在，液壓和電力傳動的傳動方式也出現(xiàn)在工程機械行走驅(qū)動裝置中，充分表明了科學技術(shù)發(fā)展對這一領(lǐng)域的巨大推動作用。 　　1.2.1機械傳動 　　純機械傳動的發(fā)動機平均負荷系數(shù)低，因此一般只能進行有級變速，并且布局方式受到限制。但由于其具有在穩(wěn)態(tài)傳動效率高和制造成本低方面的優(yōu)勢，在調(diào)速范圍比較小的通用客貨汽車和對經(jīng)濟性要求苛刻、作業(yè)速度恒定的農(nóng)用拖拉機領(lǐng)域迄今仍然占據(jù)著霸主地位。 　　1.2.2液力傳動 　　液力傳動用變矩器取代了機械傳動中的離合器，具有分段無級調(diào)速能力。它的突出優(yōu)點是具有接近于雙曲線的輸出扭矩-轉(zhuǎn)速特性，配合后置的動力換擋式機械變速器能夠自動匹配負荷并防止動力傳動裝置過載。變矩器的功率密度很大而負荷應(yīng)力卻較低，大批生產(chǎn)成本也不高等特點使它得以廣泛應(yīng)用于大中型鏟土運土機械、起重運輸機械領(lǐng)域和汽車、坦克等高速車輛中。但其特性匹配及布局方式受限制，變矩范圍較小，動力制動能力差，不適合用于要求速度穩(wěn)定的場合。 　　1.2.3液壓傳動 　　與機械傳動相比。液壓傳動更容易實現(xiàn)其運動參數(shù)(流量)和動力參數(shù)(壓力)的控制，而液壓傳動較之液力傳動具有良好的低速負荷特性。由于具有傳遞效率高，可進行恒功率輸出控制，功率利用充分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，輸出轉(zhuǎn)速無級調(diào)速，可正、反向運轉(zhuǎn)，速度剛性大，動作實現(xiàn)容易等突出優(yōu)點，液壓傳動在工程機械中得到了廣泛的應(yīng)用。幾乎所有工程機械裝備都能見到液壓技術(shù)的蹤跡，其中不少已成為主要的傳動和控制方式。極限負荷調(diào)節(jié)閉式回路，發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制的恒壓，恒功率組合調(diào)節(jié)的變量系統(tǒng)開發(fā)，給液壓傳動應(yīng)用于工程機械行走系提供了廣闊的發(fā)展前景 1.3 液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用 1.3.1液壓傳動的早期應(yīng)用 1795年英國約瑟夫?布拉曼 ，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機的形式將其應(yīng)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(zhì)水改為油,又進一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)后液壓傳動廣泛應(yīng)用, 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(chǎn)階段。1925 年維克斯(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(chǔ)。20 世紀初康斯坦丁?尼斯克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(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)期間,在美國機床中有30%應(yīng)用了液壓傳動。應(yīng)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,1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。近20~30 年間，日本液壓傳動發(fā)展之快，居世界領(lǐng)先地位。 1.3.2液壓傳動技術(shù)在近代工業(yè)制造中的應(yīng)用 液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)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(diào)整裝置等；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(gòu)等；發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等 工程機械中的應(yīng)用 二．液壓傳動技術(shù)的原理與特點 2.1 液壓傳動的介紹 液壓傳動是用液體作為工作介質(zhì)來傳遞能量和進行控制的傳動方式。液壓傳動和氣壓傳動并稱為流體傳動，是根據(jù)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(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的技術(shù)。 1795年英國Joseph Braman以水壓機的形式將其應(yīng)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(zhì)水改為油,又進一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)后液壓傳動廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。 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(chǎn)階段。 1925 年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(chǔ)。 20 世紀初GConstantimsco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(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)期間,在美國機床中有30%應(yīng)用了液壓傳動。在1955年前后,日本迅速發(fā)展液壓傳動,1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。 2.2 液壓傳動的特點 2.2.1液壓傳動的優(yōu)點 （1）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊； （2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速； （3）換向容易，在不改變電機旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復運動的轉(zhuǎn)換； （4）液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制； （5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長； （6）操縱控制簡便，自動化程度高； （7）容易實現(xiàn)過載保護。 液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)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(diào)整裝置等；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(gòu)等；發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置等等；船舶用的甲板起重機械、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術(shù)用的控制裝置、測量浮標、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、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。 2.2.2液壓傳動的缺點 （1）使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔； （2）對液壓元件制造精度要求高，工藝復雜，成本較高； （3）液壓元件維修較復雜，且需有較高的技術(shù)水平； （4）用油做工作介質(zhì)，在工作面存在火災(zāi)隱患； （5）傳動效率低。 2.3 液壓傳動的基本原理 液壓傳動的基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。液壓傳動是利用帕斯卡原理！帕斯卡原理是大概就是：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！ 液壓傳動就是利用這個物理性質(zhì)，向一個物體施加一個力，利用帕斯卡原理使這個力變大！從而起到舉起重物的效果！ 液壓傳動在閥門行業(yè)也得到很大的應(yīng)用，如閥門的機床制造加工設(shè)備、閥門液壓試驗設(shè)備、閥門的液壓傳動裝置等。 三．液壓傳動系統(tǒng)的組成 3.1液壓動力原件 將動力裝置的機械能轉(zhuǎn)換成為液壓能的裝置，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。例如液壓泵。 3.1.1 液壓泵 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，其作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 1.齒輪泵 齒輪泵（圖3-1）即依靠密封在一個殼體中的兩個或兩個以上齒輪，在相互嚙合過程中所產(chǎn)生的工作空間容積變化來輸送液體的泵。 齒輪泵的概念是很簡單的，即它的最基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個殼體的內(nèi)部類似“8”字形，兩個齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來自于擠出機的物料在吸入口進入兩個齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運動，最后在兩齒嚙合時排出。 困油現(xiàn)象 　齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重合度必須大于1，于是總有兩對齒輪同時嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對輪齒所圍成的封閉容腔之間。這個封閉的容腔開始隨著齒輪的轉(zhuǎn)動逐漸減小，以后又逐漸加大。封閉腔容積的減小會使被困油液受擠壓而產(chǎn)生很高的壓力，并且從縫隙中擠出，導致油液發(fā)熱，并致使機件受到額外的負載；而封閉腔容積的增大又造成局部真空，使油液中溶解的氣體分離，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。這些都將產(chǎn)生強烈的振動和噪聲，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象 圖3-1 齒輪泵 危害 　　徑向不平衡力很大時能使軸彎曲，齒頂與殼體接觸，同時加速軸承的磨損，降低軸承的壽命。 消除困油現(xiàn)象方法 　　消除困油的方法，通常是在兩側(cè)蓋板上開卸荷槽，使封閉腔容積減小時通過左邊的卸荷槽與壓油腔相通，容積增大時通過右邊的卸荷槽與吸油腔相通。 2.葉片泵 葉片泵（圖3-2）即通過葉輪的旋轉(zhuǎn)，將動力機的機械能轉(zhuǎn)換為水能(勢能、動能、壓能)的水力機械。 因為歷史的葉片泵根據(jù)中類型的不同有兩種 　　 一）專門指容積泵中的滑片泵。 　 二）指動力式泵的三泵（離心泵、混流泵、軸流泵）或其他特殊的泵。 　　 這類泵產(chǎn)品一般不會叫葉片泵。但作為專著，葉片泵幾乎全部是指離心泵、混流泵、軸流泵等。 　　根據(jù)其每轉(zhuǎn)的理論排量是固定值還是可變值，可以分為葉片式變量泵和葉片式定量泵。 葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，葉片在離心力和壓力油的作用下，尖部緊貼在定子內(nèi)表面上。這樣兩個葉片與轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)表面所構(gòu)成的工作容積，先由小到大吸油后再由大到小排油，葉片旋轉(zhuǎn)一周時，完成兩次吸油與排油。 圖3-2 葉片泵 3柱塞泵 柱塞泵即利用柱塞在泵缸體內(nèi)往復運動，使柱塞與泵壁間形成容積改變，反復吸入和排出液體并增高其壓力的泵。 圖3-3 柱塞泵 柱塞泵（圖3-3）是液壓系統(tǒng)的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復運動，使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來實現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場合，諸如液壓機、工程機械和船舶中。機械原理 概述 柱塞泵柱塞往復運動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定。柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程,供油行程不受凸輪軸控制是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量。柱塞泵工作時，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下，迫使柱塞作上、下往復運動，從而完成泵油任務(wù)，泵油過程可分為以下三個階段。 進油過程 當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧力的作用下，柱塞向下運動，柱塞上部空間（稱為泵油室）產(chǎn)生真空度，當柱塞上端面把柱塞套上的進油孔打開后，充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經(jīng)油孔進入泵油室，柱塞運動到下止點，進油結(jié)束。 供油過程 當凸輪軸轉(zhuǎn)到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時，柱塞彈簧被壓縮，柱塞向上運動，燃油受壓，一部分燃油經(jīng)油孔流回噴油泵上體油腔。當柱塞頂面遮住套筒上進油孔的上緣時，由于柱塞和套筒的配合間隙很?。?.0015-0.0025mm）使柱塞頂部的泵油室成為一個密封油腔，柱塞繼續(xù)上升，泵油室內(nèi)的油壓迅速升高，泵油壓力>出油閥彈簧力+高壓油管剩余壓力時，推開出油閥，高壓柴油經(jīng)出油閥進入高壓油管，通過噴油器噴入燃燒室。 回油過程 柱塞向上供油，當上行到柱塞上的斜槽（停供邊）與套筒上的回油孔相通時，泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通，油壓驟然下降，出油閥在彈簧力的作用下迅速關(guān)閉，停止供油。此后柱塞還要上行，當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧的作用下，柱塞又下行。此時便開始了下一個循環(huán)。 柱塞泵以一個柱塞為原理介紹，一個柱塞泵上有兩個單向閥，并且方向相反，柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出現(xiàn)負壓，這時一個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi)，柱塞向另一個方向運動時，將液體壓縮后另一個單向閥被打開，被吸入缸內(nèi)的液體被排出。這種工作方式連續(xù)運動后就形成了連續(xù)供油 。 3.2 液壓執(zhí)行元件 將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，其作用是在壓力油的推動下輸出力和速度或轉(zhuǎn)矩和速度，以驅(qū)動工作裝置做工。例如液壓缸、液壓馬達。 3.2.1液壓馬達 液壓馬達習慣上是指輸出旋轉(zhuǎn)運動的，將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。 　　液壓馬達亦稱為油馬達，主要應(yīng)用于注塑機械、船舶、起揚機、工程機械、建筑機械、煤礦機械、礦山機械、冶金機械、船舶機械、石油化工、港口機械等。 　　高速馬達齒輪馬達具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、對油液的污染不敏感、耐沖擊和慣性小等優(yōu)點。缺點有扭矩脈動較大、效率較低、起動扭矩較?。▋H為額定扭矩的60%——70%）和低速穩(wěn)定性差等。 葉片馬達 　　葉片馬達葉片馬達與其他類型馬達相比較具有結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸較小、噪聲低、壽命長等優(yōu)點，其慣性比柱塞馬達小、但抗污染能力比齒輪馬達差、且轉(zhuǎn)速不能太高、一般在200r/min 以下工作。葉片馬達由于泄漏較大，故負載變化或低速時不穩(wěn)定。 馬達種類 　　徑向柱塞馬達 　　軸向柱塞馬達斜軸式柱塞馬達 　　斜盤式柱塞馬達 　　低速液壓馬達徑向柱塞馬達 連桿式液壓馬達是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、品種規(guī)格多、價格低。其缺點是體積和重量較大，扭矩脈動較大 。 　　無連桿式液壓馬達 　　擺缸式液壓馬達 　　滾柱式液壓馬達 　　軸向柱塞馬達雙斜盤式柱塞馬達 　　軸向球塞式馬達 　　葉片馬達 　　齒輪液壓馬達 3.2.2 液壓缸 液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的、做直線往復運動（或擺動運動）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實現(xiàn)往復運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩(wěn)，因此在各種機械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置組成。緩沖裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場合而定，其他裝置則必不可少。 類型 根據(jù)常用液壓缸的結(jié)構(gòu)形式，可將其分為四種類型： 活塞式 單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進出口油口A和B都可通壓力油或回油，以實現(xiàn)雙向運動，故稱為雙作用缸。 柱塞式 （1） 并列直列式電動液壓缸柱塞式液壓缸是一種單作用式液壓缸，靠液壓力只能實現(xiàn)一個方向的運動，柱 塞回程要靠其它外力或柱塞的自重； （2）柱塞只靠缸套支承而不與缸套 接觸，這樣缸套極易加工，故適于做 長行程液壓缸； 　　（3）工作時柱塞總受壓，因而它必須 有足夠的剛度； 　 ?。?）柱塞重量往往較大，水平放置時 容易因自重而下垂，造成密封件和導向 單邊磨損，故其垂直使用更有利。 伸縮式 伸縮式液壓缸具有二級或多級活塞，伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實現(xiàn)較長的行程，而縮回時長度較短，結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機械和農(nóng)業(yè)機械上。 雙作用單活塞桿式液壓缸 擺動式 擺動式液壓缸是輸出扭矩并實現(xiàn)往復運動的執(zhí)行元件，也稱擺動式液壓馬達。有單葉片和雙葉片兩種形式。定子塊固定在缸體上，而葉片和轉(zhuǎn)子連接在一起。根據(jù)進油方向， 葉片將帶動轉(zhuǎn)子作往復擺動。 3.3液壓控制調(diào)節(jié)元件 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。例如各種液壓閥類零件 液壓閥一種用壓力油操作的自動化元件，它受配壓閥壓力油的控制，通常與電磁配壓閥組合使用 ，可用于遠距離控制水電站油、氣、水管路系統(tǒng)的通斷。 用于降低并穩(wěn)定系統(tǒng)中某一支路的油液壓力，常用于夾緊、控制、潤滑等油路。有直動型、先導型、疊加型之分。 液壓傳動中用來控制液體壓力﹑流量和方向的元件。其中控制壓力的稱為壓力控制閥，控制流量的稱為流量控制閥，控制通﹑斷和流向的稱為方向控制閥。 3.3.1 液壓閥的分類 1.按用途分為溢流閥﹑減壓閥和順序閥 (1)溢流閥：能控制液壓系統(tǒng)在達到調(diào)定壓力時保持恒定狀態(tài)。用於過載保護的溢流閥稱為安全閥。 當系統(tǒng)發(fā)生故障，壓力升高到可能造成破壞的限定值時，閥口會打開而溢流，以保證系統(tǒng)的安全。 (2)減壓閥：能控制分支回路得到比主回路油壓低的穩(wěn)定壓力。減壓閥按它所控制的壓力功能不同，又可分為定值減壓閥(輸出壓力為恒定值)﹑定差減壓閥(輸入與輸出壓力差為定值)和定比減壓閥(輸入與輸出壓力間保持一定的比例)。 (3)順序閥：能使一個執(zhí)行元件(如液壓缸﹑液壓馬達等)動作以后，再按順序使其他執(zhí)行元件動作。 2.流量控制閥 利用調(diào)節(jié)閥芯和閥體間的節(jié)流口面積和它所產(chǎn)生的局部阻力對流量進行調(diào)節(jié)，從而控制執(zhí)行元件的運動速度。流量控制閥按用途分為 5種。(1)節(jié)流閥：在調(diào)定節(jié)流口面積后，能使載荷壓力變化不大和運動均勻性要求不高的執(zhí)行元件的運動速度基本上保持穩(wěn)定。(2)調(diào)速閥：在載荷壓力變化時能保持節(jié)流閥的進出口壓差為定值。這樣，在節(jié)流口面積調(diào)定以后，不論載荷壓力如何變化，調(diào)速閥都能保持通過節(jié)流閥的流量不變，從而使執(zhí)行元件的運動速度穩(wěn)定。(3)分流閥：不論載荷大小，能使同一油源的兩個執(zhí)行元件得到相等流量的為等量分流閥或同步閥；得到按比例分配流量的為比例分流閥。(4)集流閥：作用與分流閥相反，使流入集流閥的流量按比例分配。(5)分流集流閥：兼具分流閥和集流閥兩種功能。 3.方向控制閥 按用途分為單向閥和換向閥。單向閥：只允許流體在管道中單向接通，反向即切斷。換向閥：改變不同管路間的通﹑斷關(guān)系﹑根據(jù)閥芯在閥體中的工作位置數(shù)分兩位﹑三位等；根據(jù)所控制的通道數(shù)分兩通﹑三通﹑四通﹑五通等；根據(jù)閥芯驅(qū)動方式分手動﹑機動﹑電動﹑液動等。60年代后期，在上述幾種液壓控制閥的基礎(chǔ)上又研制出電液比例控制閥。它的輸出量(壓力﹑流量)能隨輸入的電信號連續(xù)變化。電液比例控制閥按作用不同，相應(yīng)地分為電液比例壓力控制閥﹑電液比例流量控制閥和電液比例方向控制閥等。 3.4 液壓輔助元件 保證液壓傳動系統(tǒng)正常工作。例如油箱、油管、濾油器。 液壓輔件是系統(tǒng)的一個重要組成部分，其合理設(shè)計和選用在很大程度上影響液壓系統(tǒng)的效率、噪聲、溫升、工作可靠性等技術(shù)性能。主要內(nèi)容： 3.4.1 過濾器 過濾器的作用：濾去油中雜質(zhì)，維護油液清潔，防止油液污染，保證系統(tǒng)正常工作 過濾器的分類 1. 表面型：網(wǎng)式過濾器（可濾去d＞0.08～0.18mm顆粒，壓力損失不超過0.01MPa）、線隙式過濾器（可濾去d≥0.03～0.1mm顆粒，壓力損失約為0.07～0.35MPa）。 2. 深度型：紙芯式過濾器（可濾去d ≥ 0.05～0.03mm顆粒，壓力損失約為0.08～0.4MPa）、燒結(jié)式過濾器（可濾去d ≥0.01～0.1mm顆粒，壓力損失約為0.03～0.2MPa）。 3. 磁形過濾器：可將油液中對磁性敏感的金屬顆粒吸附在上面。常與其它形式濾芯一起制成復合式過濾器。 4. 過濾器的典型結(jié)構(gòu)（圖3-4）：網(wǎng)式、線隙式、紙芯式、燒結(jié)式。 a 網(wǎng)式 b 線隙式 C 紙芯式 網(wǎng)式 d 燒結(jié)式 圖3-4 過濾網(wǎng)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)式 過濾器的選用 1、過濾精度應(yīng)滿足系統(tǒng)要求 過濾精度以濾去雜質(zhì)顆粒的大小來衡量。不同液壓系統(tǒng)對過濾器的過濾精度要求見推薦表。d≥0.1mm為粗濾器；d≥0.01mm為普通濾器；d≥0.005mm為精濾器；d≥0.001mm為特精濾器。 2、要有足夠的通油能力 通流能力指在一定壓力降下允許通過過濾器的最大流量，應(yīng)結(jié)合過濾器在系統(tǒng)中的安裝位置選取。 要有一定的機械強度，不因液壓力而破壞。 3、要考慮一些特殊要求，如抗腐蝕、磁性、發(fā)訊、不停機更換濾芯等。 4、要清洗更換方便。 3.4.2 蓄能器 蓄能器的作用 蓄能器是液壓系統(tǒng)中儲存和釋放壓力能的裝置 1、作輔助動力源或緊急動力源 在工作循環(huán)不同階段需要的流量變化很大時，常采用蓄能器和一個流量較小的泵組成油源。另外當驅(qū)動泵的原動機發(fā)生故障時，蓄能器可作緊急動力源。 2、保壓和補充泄漏 需要較長時間保壓而泵卸載時，可利用蓄能器釋放儲存的壓力油，補充系統(tǒng)泄漏，保持系統(tǒng)壓力。 3、吸收沖擊和消除壓力脈動 在壓力沖擊處和泵的出口安裝蓄能器可吸收壓力沖擊峰值和壓力脈動，提高系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性。 蓄能器的分類 按產(chǎn)生液體壓力的方式分彈簧式、重錘式和充氣式（圖3-5）。常用充氣式，它利用氣體的壓縮和膨脹儲存、釋放壓力能。氣體和油液要隔開。充氣式蓄能器按隔離方式不同，又分為活塞式和皮囊式 圖3-5 3.4.3油箱 油箱（圖3-6）是液壓系統(tǒng)中儲存液壓油用。 油箱的功用 1、儲存系統(tǒng)所需的足夠油液； 2、散發(fā)油液中的熱量； 3、逸出溶解在油液中的空氣； 4、沉淀油液中的污物； 5、對中小型液壓系統(tǒng)，泵裝置及一些液壓元件還安裝在油箱頂板上。 圖 3-6 油箱 油箱的結(jié)構(gòu) 1.總體式結(jié)構(gòu)：利用設(shè)備機體空腔作油箱，散熱性不好，維修不方便。 2.分離式結(jié)構(gòu)：布置靈活，維修保養(yǎng)方便。通常用2.5～5mm 鋼板焊接而成。 油箱的設(shè)計 油箱容積V 的確定 V=αq，α——經(jīng)驗系數(shù)， 低壓系統(tǒng)（ 2~4 ），中壓系統(tǒng)（ 5~7 ），高壓系統(tǒng)（ 6~12 ） 設(shè)計注意事項： 1、油箱容積主要根據(jù)熱平衡來確定。為使系統(tǒng)回油不致溢出油箱，油面高度不超過油箱高度的0.8 倍。 2、油箱中應(yīng)設(shè)吸油過濾器，為方便清洗過濾器，油箱結(jié)構(gòu)要考慮拆卸方便。 3、油箱底部應(yīng)做成適當斜度，并設(shè)置放油塞。油箱箱蓋上應(yīng)安裝空氣濾清器，其通氣流量不小與泵流量的1.5倍。大油箱還應(yīng)在側(cè)面設(shè)計清洗窗口。 4、油箱側(cè)壁要安裝油位指示計，以 指示最高、最低油位。新油箱要做防銹、防凝水處理。 5、吸油管與回油管要用隔板分開，增加油液循環(huán)的距離，使油液有足夠的時間分離氣泡，沉淀雜質(zhì)。隔板高度一般取油面高度的3/4。吸油管距油箱底面距離H≥2D，距箱壁不小于3D?；赜凸軕?yīng)插入油面以下，為防止回油帶入空氣，回油管距箱底h≥2d，且排油口切成45，以增大通流面積。泄油管則應(yīng)在油面以上。 6、大、中型油箱應(yīng)設(shè)起吊鉤或起吊孔。 3.4.4 熱交換器 系統(tǒng)能量損失轉(zhuǎn)換為熱量以后，會使油液溫度升高。若長時間油溫過高，油液粘度下降，泄漏增加，密封老化，油液氧化，嚴重影響系統(tǒng)正常工作。為保證正常工作溫度在20～65℃，需要在系統(tǒng)中安裝冷卻器。相反，油溫過低，油液粘度過大，設(shè)備啟動困難，壓力損失加大并引起過大的振動。此種情況下系統(tǒng)應(yīng)安裝加熱器，將油液溫度升高到適合的溫度。 3.4.5 管件 管件是用來連接液壓元件、輸送液壓油液的連接件。它應(yīng)保證有足夠的強度，沒有泄漏，密封性能好，壓力損失小，拆裝方便。它包括油管和管接頭。 1. 油管 有鋼管、紫銅管、塑料管、尼龍管、橡膠軟管。應(yīng)根據(jù)液壓裝置工作條件和壓力大小來選擇油管。油管內(nèi)徑d 的選取應(yīng)以降低流速減少壓力損失為前提；管壁厚δ不僅與工作壓力有關(guān)，還與管子材料有關(guān)。 2. 管接頭 油管與液壓元件、油管與油管之間可拆卸的的連接件。管接頭與其他液壓元件用國家標準米制錐螺紋和普通細牙螺紋連接。常用的管接頭有擴口式、焊接式、卡套式、橡膠軟管接頭、快速接頭。 3.4.6 密封裝置 密封裝置用來防止系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄漏，以及外界灰塵和異物的侵入，保證系統(tǒng)建立必要壓力。 對密封裝置的要求： 1、在一定的工作壓力和溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能； 2、與運動件之間摩擦系數(shù)要??； 3、壽命長，不易老化，抗腐蝕能力強； 4、制造容易，維護使用方便，價格低廉。 常用的密封 1、間隙密封 2、O 型密封圈 3、唇型密封（Y 型、Yx型、V 型） 4、組合密封裝置（組合密封墊圈、橡塑組合密封裝置） 3.5液壓工作介質(zhì) 工作介質(zhì)指傳動液體，通常被稱為液壓油。 3.5.1液壓油 液壓油引就是利用液體壓力能的液壓系統(tǒng)使用的液壓介質(zhì)，在液壓系統(tǒng)中起著能量傳遞、系統(tǒng)潤滑、防腐、防銹、冷卻等作用。對于液壓油來說，首先應(yīng)滿足液壓裝置在工作溫度下與啟動溫度下對液體粘度的要求，由于油的粘度變化直接與液壓動作、傳遞效率和傳遞精度有關(guān)，還要求油的粘溫性能和剪切安定性應(yīng)滿足不同用途所提出的各種需求。 3.5.2 液壓油的要求 質(zhì)量要求 　　 (l)合適的粘度和良好的粘溫性能，以保證液壓元件在工作壓力和工作溫度發(fā)生變化的條件下得到良好潤滑、冷卻和密封。 　　 (2)良好的極壓抗磨性，以保證油泵、液壓馬達、控制閥和油缸中的摩擦副在高壓、高速苛刻條件下得到正常的潤滑，減少磨損。 　　 (3)優(yōu)良的抗氧化安定性、水解安定性和熱穩(wěn)定性，以抵抗空氣、水分和高溫、高壓等因素的影響或作用，使其不易老化變質(zhì)，延長使用壽命。 　　 (4)良好的抗泡性和空氣釋放值，以保證在運轉(zhuǎn)中受到機械劇烈攪拌的條件下產(chǎn)生的泡沫能迅速消失；并能將混入油中的空氣在較短時間內(nèi)釋放出來，以實現(xiàn)準確、靈敏、平穩(wěn)地傳遞靜壓。 　 (5)良好的抗乳化性，能與混入油中的水分迅速分離，以免形成乳化液，引起液壓系統(tǒng)的金屬材質(zhì)銹蝕和降低使用性能。 　　 (6)良好的防銹性，以防止金屬表面銹蝕。 　 注意事項 (l)要保持液壓系統(tǒng)的清潔，及時清除油箱內(nèi)的油泥和金屬屑。 　 (2)按換油參考指標進行換油，換油時應(yīng)將設(shè)備各部件清洗干凈，以免雜質(zhì)等混入油中，影響使用效果。 (3)儲存和使用時，容器和加油工具必須清潔，防止油品被污染。 　　 (4)該油品主要適用于鋼-鋼摩擦副的液壓油泵。用于其它材質(zhì)摩擦副的液壓油泵時，必須要有油泵制造廠或供油單位推薦本產(chǎn)品所適用的油泵負荷限值。 四．液壓傳動技術(shù)在機械中的應(yīng)用 驅(qū)動機械運動的機構(gòu)以及各種傳動和操縱裝置有多中形式。根據(jù)所用的不見和零件，可分為機械的、電氣的、氣動的、液壓的傳動裝置。經(jīng)常還將不同的形式組合起來運用—四位一體。由于液壓傳動具有很多優(yōu)點，使這種新技術(shù)發(fā)展的很快。液壓傳動應(yīng)用與金屬切割機床也不過四五十年的歷史。航空工業(yè)在1930年以后才開始采用。特別是最近二三十年一來液壓技術(shù)在各種工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。 4.1在機床上，液壓傳動常應(yīng)用在以下的一些裝置中 1.進給傳動裝置磨床砂輪架和工作臺的進給運動大部分采用液壓傳動；車床、六角車床、自動車床的刀架或轉(zhuǎn)塔刀架；銑床、刨床、組合機床的工作臺等的進給運動也都采用液壓傳動。這些部件有的要求快速移動，有的要求慢速移動。有的既要求快速移動，也要求慢速移動。這些運動多半要求有較大的調(diào)速范圍，要求在工作中無級調(diào)速；有的要求持續(xù)進給，有的要求間歇進給；有的要求在負載變化下速度恒定，有的要求有良好的換向性能等等。所有這些要求都是可以用液壓傳動來實現(xiàn)的。 2.往復主題運動傳動裝置龍門刨床的工作臺、牛頭刨床或插床的滑枕，由于要求作高速往復直線運動并且要求換向沖擊小、換向時間短、能耗低，因此都可以采用液壓傳動。 3.仿形裝置車床、銑床、刨床上的仿形加工可以采用液壓伺服系統(tǒng)來完成。起精度可達0.01-0.02mm。此外，磨床上的成型砂輪修正裝置亦可采用這系統(tǒng) 4.輔助裝置機床上的夾緊裝置、齒輪箱變速操縱裝置、絲桿螺母間隙消除裝置、垂直移動部件平衡裝置、分度裝置、工件和刀具裝卸裝置、工件輸送裝置等，采用液壓傳動，有利于簡化機床結(jié)構(gòu)，提高機床自動化程度。 5.靜壓支承重型機床、高速機床、高精度機床上的軸承、導軌、絲桿螺母機構(gòu)等處采用液壓靜支承后，可以提高工作平穩(wěn)性和運動精度。 行業(yè)名稱 應(yīng)用場所舉例 工程機械 挖掘機、裝載機、推土機、壓路機、礦運機等 起重運輸機械 汽車吊、港口龍門吊、叉車、裝卸機械、皮帶運輸?shù)? 礦山機械 鑿巖機、開掘機、開采機、破碎機、提升機、液壓支架等 建筑機械 打樁機、液壓千斤頂、平地機等 農(nóng)業(yè)機械 聯(lián)合收割機、拖拉機、農(nóng)具懸掛系統(tǒng)等 冶金機械 電爐爐頂及電極升降機、軋鋼機、壓力機等 輕工機械 打包機、注塑機、校直機、橡膠硫化機、造紙機等 汽車工業(yè) 自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車、汽車中的轉(zhuǎn)向器、減震器等 智能機械 折臂式小汽車裝卸器、數(shù)字式體育鍛煉機、模擬駕駛艙、機器人等 表4-1 液壓傳動在其他機械工業(yè)部門的應(yīng)用 4.2液壓傳動技術(shù)在工程機械行走驅(qū)動中的應(yīng)用 行走驅(qū)動系統(tǒng)是工程機械的重要組成部分。與工作系統(tǒng)相比，行走驅(qū)動系統(tǒng)不僅需要傳輸更大的功率，要求器件具有更高的效率和更長的壽命，還希望在變速調(diào)速、差速、改變輸出軸旋轉(zhuǎn)方向及反向傳輸動力等方面具有良好的能力。于是，采用何種傳動方式，如何更好地滿足各種工程機械行走驅(qū)動的需要，一直是工程機械行業(yè)所要面對的課題。尤其是近年來，隨著我國交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進程的快速發(fā)展，建筑施工和資源開發(fā)規(guī)模不斷擴大，工程機械在市場需求大大增強的同時，更面臨著作業(yè)環(huán)境更為苛刻、工況條件更為復雜等所帶來的挑戰(zhàn)，也進一步推動著對其行走驅(qū)動系統(tǒng)的深入研究。 　　這里試圖從技術(shù)構(gòu)成及性能特征等角度對液壓傳動技術(shù)在工程機械行走驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展及其規(guī)律進行探討。 4.2.1基于單一技術(shù)的傳動方式 工程機械行走系統(tǒng)最初主要采用機械傳動和液力機械傳動(全液壓挖掘機除外)方式。現(xiàn)在，液壓和電力傳動的傳動方式也出現(xiàn)在工程機械行走驅(qū)動裝置中，充分表明了科學技術(shù)發(fā)展對這一領(lǐng)域的巨大推動作用。 機械傳動 純機械傳動的發(fā)動機平均負荷系數(shù)低，因此一般只能進行有級變速，并且布局方式受到限制。但由于其具有在穩(wěn)態(tài)傳動效率高和制造成本低方面的優(yōu)勢，在調(diào)速范圍比較小的通用客貨汽車和對經(jīng)濟性要求苛刻、作業(yè)速度恒定的農(nóng)用拖拉機領(lǐng)域迄今仍然占據(jù)著霸主地位。 　液力傳動 液力傳動用變矩器取代了機械傳動中的離合器，具有分段無級調(diào)速能力。它的突出優(yōu)點是具有接近于雙曲線的輸出扭矩-轉(zhuǎn)速特性，配合后置的動力換擋式機械變速器能夠自動匹配負荷并防止動力傳動裝置過載。變矩器的功率密度很大而負荷應(yīng)力卻較低，大批生產(chǎn)成本也不高等特點使它得以廣泛應(yīng)用于大中型鏟土運土機械、起重運輸機械領(lǐng)域和汽車、坦克等高速車輛中。但其特性匹配及布局方式受限制，變矩范圍較小，動力制動能力差，不適合用于要求速度穩(wěn)定的場合。 液壓傳動 與機械傳動相比。液壓傳動更容易實現(xiàn)其運動參數(shù)(流量)和動力參數(shù)(壓力)的控制，而液壓傳動較之液力傳動具有良好的低速負荷特性。由于具有傳遞效率高，可進行恒功率輸出控制，功率利用充分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，輸出轉(zhuǎn)速無級調(diào)速，可正、反向運轉(zhuǎn)，速度剛性大，動作實現(xiàn)容易等突出優(yōu)點，液壓傳動在工程機械中得到了廣泛的應(yīng)用。幾乎所有工程機械裝備都能見到液壓技術(shù)的蹤跡，其中不少已成為主要的傳動和控制方式。極限負荷調(diào)節(jié)閉式回路，發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制的恒壓，恒功率組合調(diào)節(jié)的變量系統(tǒng)開發(fā)，給液壓傳動應(yīng)用于工程機械行走系提供了廣闊的發(fā)展前景。 與純機械和液力傳動相比，液壓傳動的主要優(yōu)點是其調(diào)節(jié)的便捷性和布局的靈活性，可根據(jù)工程機械的形態(tài)和工況的需要，把發(fā)動機、驅(qū)動輪、工作機構(gòu)等各部件分別布置在合理的部位，發(fā)動機在任一調(diào)度轉(zhuǎn)速下工作，傳動系統(tǒng)都能發(fā)揮出較大的牽引力，而且傳動系統(tǒng)在很寬的輸出轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)仍能保持較高的效率，并能方便地獲得各種優(yōu)化的動力傳動特性，以適應(yīng)各種作業(yè)的負荷狀態(tài)。 在車速較高的行走機械中所采用的帶閉式油路的行走液壓驅(qū)動裝置能無級調(diào)速，使車輛柔和起步、迅速變速和無沖擊地變換行駛方向。對在作業(yè)中需要頻繁起動和變速、經(jīng)常穿梭行駛的車輛來說這一性能十分寶貴。但與開式回路相比，閉式回路的設(shè)計、安裝調(diào)試以及維護都有較高的難度和技術(shù)要求。 借助電子技術(shù)與液壓技術(shù)的結(jié)合，可以很方便地實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的各種調(diào)節(jié)和控制。而計算機控制的引入和各類傳感元件的應(yīng)用，更極大地擴展了液壓元件的工作范圍。通過傳感器監(jiān)測工程車輛各種狀態(tài)參數(shù)，經(jīng)過計算機運算輸出控制目標指令，使車輛在整個工作范圍內(nèi)實現(xiàn)自動化控制，機器的燃料經(jīng)濟性、動力性、作業(yè)生產(chǎn)率均達到最佳值。因此，采用液壓傳動可使工程機械易于實現(xiàn)智能化、節(jié)能化和環(huán)?；?，而這已成為當前和未來工程機械的發(fā)展趨勢。 電力傳動 電力傳動是由內(nèi)燃機驅(qū)動發(fā)電機，產(chǎn)生電能使電動機驅(qū)動車輛行走部分運動，通過電子調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電動機軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，具有凋速范圍廣，輸人元件(發(fā)電機)、輸出元件(電動機)、及控制裝置可分置安裝等優(yōu)點。電力傳動最早用于柴油機電動船和內(nèi)燃機車領(lǐng)域，后又推廣到大噸位礦用載重汽車和某些大型工程機械上，近年來又出現(xiàn)了柴油機電力傳動的叉車和牽引車等中小型起重運輸車輛。但基于技術(shù)和經(jīng)濟性等方面的一些原因，適用于行走機械的功率電元件還遠沒有像固定設(shè)備用的那樣普及，電力傳動對于大多數(shù)行走機械還僅是“未來的技術(shù)”。 4.2.2發(fā)展中的復合傳動技術(shù) 從前面的分析可以看出，應(yīng)用于工程機械行走驅(qū)動系統(tǒng)中的基于單一技術(shù)的傳動方式構(gòu)成簡單、傳動可靠，適用于某些特定的場合和領(lǐng)域。而在大多數(shù)的實際應(yīng)用中，這些傳動技術(shù)往往不是孤立存在的，彼此之間都存在著相互的滲透和結(jié)合，如液力、液壓和電力的傳動裝置中都或多或少的包含有機械傳動環(huán)節(jié)，而新型的機械和液力傳動裝置中也設(shè)置了電氣和液壓控制系統(tǒng)。換句話說，采用有針對性的復合集成的方式，可以充分發(fā)揮各種傳動方式各自的優(yōu)勢，揚長避短，從而獲得最佳的綜合效益。值得注意的是，兼有調(diào)節(jié)與布局靈活性及高功率密度的液壓傳動裝置在其中充當著重要角色。 1液壓與機械和液力傳動的復合 串聯(lián)方式 　　串聯(lián)方式是最為簡單和常見的復合方式，是在液壓馬達或液壓變速器的輸出端和驅(qū)動橋之間設(shè)置機械式變速器以擴大調(diào)速的高