畢業(yè)論文-淺談大型機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng)

蘭 州 交 通 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 專業(yè)（班級）： 2013 級機(jī)械工程及自動(dòng)化（專升本） 指 導(dǎo) 教 師： 祁生元 學(xué) 生 姓 名： 呂寶剛 學(xué) 號： 130111002 設(shè)計(jì)題目： 淺談大型機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 業(yè) 設(shè) 計(jì) 成 績 評 議 表 學(xué) 生 姓 名 呂寶剛 班 級 2013 級機(jī)械工程及自動(dòng)化（專升本） 指導(dǎo)教師姓名 祁生元 職 稱 高級工程師 審 閱 人 評 語 論文選題符合 要求 ，能夠達(dá)到 學(xué)習(xí) 目標(biāo) ， 選題具有較大的實(shí)踐指導(dǎo)意義 。 該生查閱文獻(xiàn)資料能力強(qiáng)，寫作過程中能綜合運(yùn)用 所學(xué) 系統(tǒng)知識(shí) 。 文章篇幅完全符合學(xué)院規(guī)定，內(nèi)容完整，層次結(jié)構(gòu)安排科學(xué)，主要觀點(diǎn)突出，邏輯關(guān)系清楚，有一定的個(gè)人見解。文題完全相符，論點(diǎn)突出，論述緊扣主題。語言表達(dá)流暢，格式完全符合規(guī)范要求；參考了豐富的文獻(xiàn)資料，其 實(shí)用 性較強(qiáng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)期間， 呂寶剛同學(xué)能及時(shí)和導(dǎo)師溝通，認(rèn)真聽取導(dǎo)師的意見和建議，對于論文的成文持有自己的觀點(diǎn)，雖然辛苦，卻一定受益匪淺。同意呂寶剛同學(xué)參加論文答辯。 審閱人： 祁生元 2015 年 6 月 30 日 答 辯 委 員 會(huì) 綜 合 評 語 主席： 年 月 日 論文成績 評語內(nèi)容包括：（學(xué)術(shù)）思想、方案選擇、設(shè)計(jì)（論文）達(dá)到的水平、設(shè)計(jì)（論證 ）有無錯(cuò)誤等。 業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 班級： 2013 級機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 呂寶剛 指導(dǎo)老師： 祁生元 設(shè)計(jì)（論文）題目 淺談大型機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 主要研究內(nèi)容 從液壓技術(shù)現(xiàn)狀、液壓現(xiàn)場總線技術(shù)、水壓元件及系統(tǒng)、液壓節(jié)能技術(shù)等方面介紹液壓技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢。指出液壓傳動(dòng)向自動(dòng)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(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)競爭能力的關(guān)鍵 關(guān) 鍵 環(huán) 節(jié) 1、 2、 1、確定論文題目 3、 2、搜集、整理資料 4、 3、編寫提綱 5、 4、撰寫初稿 6、 5、改寫初稿 7、 6、定稿 計(jì)劃進(jìn)度 1、 定論文題目分析查閱資料，編寫提綱、撰寫初稿； 2、 復(fù)修改，完善。 3、 改、定稿、裝訂、提交。 參 考 資 料 1、 新編 液壓 工程手冊 北京理工大學(xué)出版社 2、 液壓傳動(dòng)系統(tǒng) ，機(jī)械工業(yè)出版社 3、 液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng) 華中科技大學(xué)出版社 4、液壓原件手冊北京冶金工業(yè)出版社 5、液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)國防工業(yè)出版社 題 報(bào) 告 班級： 2013 級機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué)生姓 名： 呂寶剛 指導(dǎo)老師： 祁生元 設(shè)計(jì)（論文）題目： 淺談大型機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 一 、綜訴 本文 從液壓技術(shù)現(xiàn)狀、液壓現(xiàn)場總線技術(shù)、水壓元件及系統(tǒng)、液壓節(jié)能技術(shù)等方面介紹液壓技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢。指出液壓傳動(dòng)向自動(dòng)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(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)競爭能力的關(guān)鍵 二、選題的目的及意義 新的發(fā)展，使液壓系統(tǒng)提高 技 術(shù)等方面介紹液壓技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢；效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展，是機(jī)械傳動(dòng)競爭能力的關(guān)鍵 三、重點(diǎn)研究內(nèi)容 指出液壓傳動(dòng)向自動(dòng)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(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)競爭能力的關(guān)鍵 四、教師意見 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能夠達(dá)到綜合訓(xùn)練目標(biāo)， 本論文選題有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值 ，專業(yè)性較強(qiáng)。但是書寫難度較大，建議從工作實(shí)踐出發(fā)，找準(zhǔn)切入點(diǎn)，合理論述。另外，應(yīng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，從實(shí)際出發(fā)具有針對性的把握好論點(diǎn)。若選此題，請一定把握重點(diǎn)，研究透徹、拓展論述、結(jié)題可行，即可。 指導(dǎo)教師：祁生元 2015 年 4 月 30 日 V 中 期 報(bào) 告 班級： 2013 級機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué)生姓名：呂寶剛 指導(dǎo)老師：祁生元 三、設(shè)計(jì)完成情況 對于分析未加入實(shí)例，欠缺說服力。 四、教師意見 結(jié)構(gòu)可行，請盡快將初稿發(fā)給我。 教師姓名： 祁生元 2015 年 5 月 15 日 設(shè)計(jì)（論文）題目 淺談大型機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 一、總體設(shè)計(jì)： 自接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)安排以來，先進(jìn)行相關(guān)信息的收集。通過液壓動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析液壓，淺談液壓發(fā)展。 二、詳細(xì)設(shè)計(jì)： 第一部分：液壓系統(tǒng)的基本介紹 第二部分：液壓動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)分析 第三部分：液壓技術(shù)發(fā)展趨勢 期 報(bào) 告 班級： 2013 級機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué)生姓名：呂寶剛 指導(dǎo)老師：祁生元 三、設(shè)計(jì)完成情況 進(jìn)行初稿修改。 四、教師意見 結(jié)論較模糊，建議結(jié)合實(shí)際多談?wù)勛约旱捏w會(huì)和心得，多利用自己學(xué)習(xí)的知識(shí)而不是一味的借鑒。 教師姓名： 祁生元 2015 年 5 月 30 日 設(shè)計(jì)（論文）題目 淺談大型機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 一、總體設(shè)計(jì)： 自接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)安排以來，先進(jìn)行相關(guān)信息的收集。通過液壓動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析液壓，淺談液壓發(fā)展。 二、詳細(xì)設(shè)計(jì)： 第一部分：液壓系統(tǒng)的基本介紹 第二部分：液壓動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 第三部分：液壓技術(shù)發(fā)展趨勢 期 報(bào) 告 班級： 2013 級機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué)生姓名：呂寶剛 指導(dǎo)老師：祁生元 三、設(shè)計(jì)完成情況 初步定稿 四 、教師意見 文稿已基本成型，建議進(jìn)行詞匯修飾力爭做到： 論文格式正確，書寫規(guī)范，條理清晰，語言流暢。 教師姓名： 祁生元 2015 年 6 月 15 日 設(shè)計(jì)（論文）題目 淺談大型機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 一、總體設(shè)計(jì)： 自接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)安排以來，先進(jìn)行相關(guān)信息的收集。通過液壓動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析液壓，淺談液壓發(fā)展。 二、詳細(xì)設(shè)計(jì)： 第一部分：液壓系統(tǒng)的基本介紹 第二部分：液壓動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 第三部分：液壓技術(shù)發(fā)展趨勢 題 驗(yàn) 收 班級： 2013 級機(jī)械工程及自動(dòng)化（專升本） 學(xué)生姓名： 呂寶剛 指導(dǎo)老師： 祁生元 設(shè)計(jì)（論文題目） 淺談大型機(jī)械液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 結(jié)題驗(yàn)收申請： 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）已全部完成，請老師審閱。 指導(dǎo)教師評語： 論文選題符合 要求 ，能夠達(dá)到 學(xué)習(xí) 目標(biāo) ， 選題具有較大的實(shí)踐指導(dǎo)意義 。該生查閱文獻(xiàn)資料能力強(qiáng)，寫作過程中能綜合運(yùn)用 所學(xué) 系統(tǒng)知識(shí) 。 文章篇幅完全符合學(xué)院規(guī)定，內(nèi)容完整，層次結(jié)構(gòu)安排科學(xué)，主要觀點(diǎn)突出，邏輯關(guān)系清楚，有一定的個(gè)人見解。文題完全相符，論點(diǎn)突出，論述緊扣主題。語言表達(dá)流暢，格式完全符合規(guī)范要求；參考了豐富的文獻(xiàn)資料，其 實(shí)用 性較強(qiáng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)期 間，呂寶剛同學(xué)能及時(shí)和導(dǎo)師溝通，認(rèn)真聽取導(dǎo)師的意見和建議，對于論文的成文持有自己的觀點(diǎn)，雖然辛苦，卻一定受益匪淺。同意呂寶剛同學(xué)參加論文答辯。指導(dǎo)教師評分（ 優(yōu)、良、中、及格、不及格）： 教師姓名：祁生元 2015 年 6 月 30 日 1 摘要 液壓傳動(dòng)和控制由應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及新工藝 、新材料等后取得了新的發(fā)展，使液壓系統(tǒng)和元件在技術(shù)水平上有很大提高。本文從液壓技術(shù)現(xiàn)狀、液 壓現(xiàn)場總線技術(shù)、水壓元件及系統(tǒng)、液壓節(jié)能技術(shù)等方面介紹液壓技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢。指出液壓傳動(dòng)向自動(dòng)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(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)競爭能力的關(guān)鍵。 2 目 錄 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） . I 緒論 . 4 第一章液壓傳動(dòng)的基本介紹 . 4 壓傳動(dòng)的發(fā)展概況 . 4 壓傳動(dòng)的工作原理和組成 . 6 作原理 . 6 壓系統(tǒng)的基本組成 . 6 壓傳動(dòng)的定義 . 7 壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) . 8 壓系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 . 9 壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用 . 9 液壓傳動(dòng)裝置的應(yīng)用 . 10 第二章液壓技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展 . 11 壓現(xiàn)場總線技術(shù) . 11 壓現(xiàn)場總線技術(shù)的定義 . 11 場總線技術(shù)在液壓系統(tǒng)應(yīng)用中的特點(diǎn) . 12 壓元件及系統(tǒng) . 13 壓傳動(dòng)技術(shù)概述 . 13 壓傳動(dòng)技術(shù)特點(diǎn) . 14 壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用及展望 . 14 壓 節(jié)能技術(shù) . 15 第三章 液壓動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)分析 . 17 壓動(dòng)力源的幾種結(jié)構(gòu)形式 . 17 種布置的比較 . 18 3 置方案的選定 . 18 箱的設(shè)計(jì) . 19 統(tǒng)壓力平衡問題的分析 . 20 體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) . 23 第四章液壓技術(shù)發(fā)展趨勢 . 23 外液壓系統(tǒng)的發(fā)展 . 23 程液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展 . 26 強(qiáng)對環(huán)境的適應(yīng)性、拓寬應(yīng)用范圍 . 27 少能耗 ,充分利用能量 . 28 動(dòng)維護(hù) . 28 展趨勢 . 30 少損耗，充分利用能量 . 30 漏控制 . 30 染控制 . 30 動(dòng)維護(hù) . 31 壓 術(shù) . 31 材料、新工藝的應(yīng)用 . 32 致謝 . 33 參考文獻(xiàn) . 34 4 緒論 技術(shù)創(chuàng)新及其管理是當(dāng)今管理科學(xué)的重要學(xué)科，對于提高國家、地方和企業(yè)的科技競爭力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，都非常重視對這一問題的研究。 20 世紀(jì) 80 年代初，我國開始重視技術(shù)創(chuàng)新理論問題的研究，研究范圍包括技術(shù)創(chuàng)新的模式、機(jī)制，技術(shù)創(chuàng)新的擴(kuò)散，產(chǎn)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)學(xué)，技術(shù)創(chuàng)新的區(qū)域研究以及有關(guān)技術(shù)創(chuàng)新的政策、體系等諸多方面。經(jīng)過 20 多年的研究，人們已經(jīng)注意到創(chuàng)新在生產(chǎn)各個(gè)方面所起的關(guān)鍵作用 ，并將創(chuàng)新作為企業(yè)、產(chǎn)業(yè)和國家競爭獲勝的中心環(huán)節(jié)。近年來， 流體動(dòng)力傳動(dòng)由于應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù) 、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及新工藝、新材料等后取得了新的發(fā)展，使液壓氣動(dòng)系統(tǒng)和元件在技術(shù)水平上有很大提高。它已成為工業(yè)機(jī)械。工程建筑機(jī)械及國防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)。而其向自動(dòng)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(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)競爭能力的關(guān)鍵。為了保持現(xiàn)有的良好發(fā)展勢頭，必須重視液壓傳動(dòng)固有缺點(diǎn)的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，走向 2 l 世紀(jì)的流體傳動(dòng)除不斷改進(jìn)現(xiàn)有液壓氣動(dòng)技術(shù)外，最重要的是移植現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)，使流體技術(shù)創(chuàng)造新的活力，以滿足 未來發(fā)展的需要。 第一章液壓傳動(dòng)的基本介紹 壓傳動(dòng)的發(fā)展概況 液壓傳動(dòng)相對于機(jī)械傳動(dòng)來說，它是一門新學(xué)科，從 17 世紀(jì)中葉帕斯卡提 5 出靜壓傳動(dòng)原理， 18 世紀(jì)末英國制成第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)已有 2 3 百年的歷史，只是由于早期技術(shù)水平和生產(chǎn)需求的不足，液壓傳動(dòng)技術(shù)沒有得到普遍地應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對傳動(dòng)技術(shù)的要求越來越高，液壓傳動(dòng)技術(shù)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(shè)需求的刺激，液壓技術(shù)日趨成熟。 第二次世界大戰(zhàn)前后，成功地將液壓傳動(dòng)裝置用于艦艇炮塔轉(zhuǎn)向器，其 后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用機(jī)床到本世紀(jì) 30 年代才用上了液壓傳動(dòng)。第二次世界大戰(zhàn)期間，在兵器上采用了功率大、反應(yīng)快、動(dòng)作準(zhǔn)的液壓傳動(dòng)和控制裝置，它大大提高了兵器的性能，也大大促進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)的不斷制訂和完善及各類元件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、系列化而在機(jī)械制造，工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)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(shù)、航空航天技術(shù)、控制技術(shù)、材料科學(xué)、微電子技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展，再次將液壓技術(shù)推向前進(jìn)，使它發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測在內(nèi)的一門完 整的自動(dòng)化技術(shù)，在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門都得到了應(yīng)用，如工程機(jī)械、數(shù)控加工中心、冶金自動(dòng)線等。采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 我國的液壓工業(yè)開始于 20 世紀(jì) 50 年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。 60 年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個(gè)工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)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(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)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(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī) 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(chǎn)出許多新型元件，如 6 插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛 壓傳動(dòng)的工作原理和組成 作原理 液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，利用壓力能來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式。 驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)是由油箱、過濾器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管、接頭等組成。 1） 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵經(jīng)濾油器從油箱中吸油，油液被加壓后 ,從泵的輸出口輸入管路。油液經(jīng)開停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸，推動(dòng)活塞而使工作臺(tái)左右移動(dòng)。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。 2） 節(jié)流閥開大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增 大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量減少，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減少。由此可見，速度是由油量決定的。 壓系統(tǒng)的基本組成 1）能源裝置 液壓泵。它將動(dòng)力部分（電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。 2）執(zhí)行裝置 液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī) 7 械能，推動(dòng)負(fù)載做功。 3）控制裝置 液壓閥（流量閥、壓力閥、方向閥等）。通過它們的控制和調(diào)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 油箱、管路、蓄能器、 濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等 實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。 5）工作介質(zhì) 液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。 壓傳動(dòng)的定義 一部完整的機(jī)器是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制部分、工作機(jī) (含輔助裝置 )組成。原動(dòng)機(jī)包括電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等。工作機(jī)即完成該機(jī)器之工作任務(wù)的直接工作部分，如剪床的剪刀，車床的刀架、車刀、卡盤等。由于原動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速變化范圍有限，為了適應(yīng)工作機(jī)的工作力和工作速度變化范圍較寬，以及其它操縱性能的要求，在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間設(shè)置了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其作用 是把原動(dòng)機(jī)輸出功率經(jīng)過變換后傳遞給工作機(jī)。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常分為機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)和流體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。流體傳動(dòng)是以流體為工作介質(zhì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的傳動(dòng)。它包括液壓傳動(dòng)、液力傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)。 液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)均是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的傳動(dòng)方式。液壓傳動(dòng)主要是利用液體的壓力能來傳遞能量；而液力傳動(dòng)則主要是利用液體的動(dòng)能來傳遞能量。由于液壓傳動(dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此，它被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、工程建筑、石油化工、交通運(yùn)輸、軍事器械、礦山冶金、輕工、農(nóng)機(jī)、 8 漁業(yè)、林業(yè)等各方面。同時(shí)，也被應(yīng)用到航天航空、 海洋開發(fā)、核能工程和地震預(yù)測等各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域。 壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 液壓傳動(dòng)能得到如此迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，是由于它與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）單位功率的重量輕，即在輸出同等功率的條件下，體積小、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)態(tài)特性好等如軸向柱塞泵的重量只是同功率直流發(fā)電機(jī)重量的 10% 20%，前者的外形尺寸只有后者的 12% 13% 2）液壓傳動(dòng)能方便地實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，并且調(diào)速范圍大 3）液壓傳動(dòng)裝置工作平穩(wěn)、反應(yīng)快、沖擊小、能快速啟動(dòng)制動(dòng)和頻繁換向 4）液壓傳動(dòng)裝 置的控制、調(diào)節(jié)比較簡單，操縱比較方便、 省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化當(dāng)機(jī)、電、液配合使用時(shí)，易； 5） 液壓傳動(dòng) 易獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，可以使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)； 6） 液壓系統(tǒng) 易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，同時(shí)，因采用油液作； 7）由于 液壓 元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，；液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)； 1）液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，在相對運(yùn)動(dòng)表面間； 2）液壓傳動(dòng)在工作過程中有較多的能量損失，如摩擦； 3）液壓傳動(dòng)對油溫的變化比較敏感，油溫變 省 力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化當(dāng)機(jī)、電、液配合使用時(shí)，易實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán) 5）液壓傳動(dòng)易獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，可以使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單 6）液壓系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，同時(shí)，因采用油液作為傳動(dòng)介質(zhì)，相對運(yùn)動(dòng)表面鍵能自行潤滑，故元件的使用壽命長 9 7）由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，所以液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便液壓元件排列布置以具有較大的機(jī)動(dòng)性 液壓傳動(dòng) 的主要缺點(diǎn) 1）液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，在相對運(yùn)動(dòng)表面間不可避免要有泄漏，同時(shí)，液體又不是絕對不可壓縮的，因此不宜在傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場合采用 2）液壓傳動(dòng)在工作過程中有較多的能量損失，如摩擦損失、泄漏損失等，故不宜于遠(yuǎn)距離傳動(dòng) 3）液壓傳動(dòng)對油溫的變化比較敏感，油溫變化會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性因此，在低溫和高溫條件下，采用液壓傳動(dòng)有一定的困難 4）為了減少泄漏，液壓元件的制造精度要求較高，因此，液壓元件的制造成本較高，而且對油液的污染比較敏感 5）液壓系統(tǒng)故障的診斷比較困難，因此對維修人員提出更高的要求，即需要系統(tǒng)的掌握液壓傳動(dòng)的理論知識(shí)，液壓具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 6）隨之，高壓、高速、高效率和大流量化，液壓元件和系統(tǒng)的噪聲日益增大，這也是需要 解決的問題 總而言之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是突出的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)將得到克服，液壓傳動(dòng)將日益完善，液壓技術(shù)與電子技術(shù)及其它傳動(dòng)方式的結(jié)合更是前途無量 壓系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 壓傳動(dòng) 在 機(jī)械 行業(yè)中的應(yīng)用 10 機(jī)床工業(yè) 磨床、銑床、刨床、拉床、壓力機(jī)、自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等 工程機(jī)械 挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等 汽車工業(yè) 自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車等 農(nóng)業(yè)機(jī)械 聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)、拖拉機(jī)的懸掛裝置等 輕工機(jī)械 打包機(jī)、注塑機(jī)、校直機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)等 冶金機(jī)械 電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)等 起重運(yùn)輸機(jī)械 起重機(jī)、叉車、裝卸機(jī)械、液壓千斤頂?shù)?礦山機(jī)械 開采機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等 建筑機(jī)械 打樁機(jī)、平地機(jī)等 船舶港口機(jī)械 起貨機(jī)、錨機(jī)、舵機(jī)等 鑄造機(jī)械 砂型壓實(shí)機(jī)、加料機(jī)、壓鑄機(jī)等 液壓傳動(dòng)裝置的應(yīng)用 靜 液壓傳動(dòng) 由于具有無級變速，調(diào)速范圍寬，可以實(shí)現(xiàn)恒扭或恒功率調(diào)速，容易實(shí)現(xiàn)電控等優(yōu)點(diǎn)，在工程 機(jī)械 中具有良好的應(yīng)用前景。但是在鏟土運(yùn)輸機(jī)械和起重機(jī)械中作為主要傳動(dòng)就用卻很少，其主要問題是在于國內(nèi)液壓元件質(zhì)量差，而國外的液壓元件價(jià)格又 太高，會(huì)造成主同成本過高。 90 年代以來，國內(nèi)已引進(jìn)了德國林德公司靜液壓叉車，以及利勃海爾公司靜液壓推土機(jī)的裝載機(jī)，但在國內(nèi)市場所占份額很小。從國內(nèi)工程機(jī)械市場的實(shí)際出發(fā)，本文對靜液壓傳 11 動(dòng)在國內(nèi)的推廣應(yīng)用提出探討性的意見如下： （ 1）靜液壓傳動(dòng)叉車在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)被廣泛采用，由于國內(nèi)部分倉庫、碼頭和工廠等使用部門對叉車的機(jī)動(dòng)性能（尤其是低速性能）、噪聲已經(jīng)有較高的要求，因此這些部門正在成為國內(nèi)靜液壓叉車用戶。國內(nèi)叉車和液壓元件生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該看到靜液壓叉車的良好前景，聯(lián)合研究開發(fā)適合我國國情的叉車靜 液壓系統(tǒng) ，提供能 先進(jìn)，工作可靠，價(jià)格適中的產(chǎn)品。也可以采用與國際靜液壓元件制造公司聯(lián)合開發(fā)的方式，加快開發(fā)的速度。 （ 2）中小型多功能工程機(jī)械由于具有挖掘，裝載，叉車和起重等多功能，在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)尤其是城市建設(shè)的發(fā)展，中小型多功能工程機(jī)械也將在我國推廣應(yīng)用，而它們無疑將首先采用靜液壓傳動(dòng)作為其主要傳動(dòng)裝置。國內(nèi)工程機(jī)械企業(yè)應(yīng)該看到中小型多功能工程機(jī)械的發(fā)前景，聯(lián)合國內(nèi)外靜液壓元件生產(chǎn)企業(yè)共同開展對它們的研究開發(fā)，以促進(jìn)中小型多功能工程機(jī)械在我國的發(fā)展。 （ 3）在國內(nèi)大型鏟土運(yùn)輸和起重 機(jī)械 中 ，由于配套的靜液壓與電子控制元件的技術(shù)難度大，價(jià)格太高，在國內(nèi)用戶中難以接受。因此，在我國暫時(shí)不宜將靜 液壓系統(tǒng) 研究開發(fā)的重點(diǎn)放在與大型鏟土運(yùn)輸和起重機(jī)械配套上，而應(yīng)將重點(diǎn)放在上述兩類工程機(jī)械上。 第二章液壓技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展 壓現(xiàn)場總線技術(shù) 壓現(xiàn)場總線技術(shù)的定義 現(xiàn)場總線是連接智能化儀表和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字式、雙向傳輸 、多分支 12 結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)簡化為工作站和現(xiàn)場設(shè)備兩層結(jié)構(gòu)，它可以看作是一個(gè)由數(shù)字通訊設(shè)備；和監(jiān)控設(shè)備組成的分布式系統(tǒng)從計(jì)算機(jī)角度看，現(xiàn)場總線是一種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)； 從通信角度看，它是一種新的全數(shù)字串行、雙向、多路設(shè)備的通信方式；從工程角度看，它是一種工廠結(jié)構(gòu)化布線。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的快速發(fā)展，流體控制技術(shù)和電子控制技術(shù)的結(jié)合越來越緊密，在 液壓 領(lǐng)域越來越多的人開始使用或關(guān)注總線技術(shù)在 液壓系統(tǒng) 中的應(yīng)用，液壓技術(shù)人員也越來越感受到現(xiàn)場總線技術(shù)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(shù)個(gè)開關(guān)液壓源，與其各自的控制閥、執(zhí)行器相連接。開關(guān)液壓源包括液感元件、高速開關(guān)閥、單向閥、液容元件。根據(jù)開關(guān)液壓源功能不同，它可組合成升壓或降壓增流型開關(guān)液壓源。由于將開關(guān)源的輸入端 直接掛在液壓總線上，通過高速開關(guān)方式加以升壓或降壓增流。該系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)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(yīng)的壓力和流量。 場總線技術(shù)在液壓系統(tǒng)應(yīng)用中的特點(diǎn) ( 1 )經(jīng)濟(jì)性。任何一種新技術(shù)新產(chǎn)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(shù)也不例外。設(shè)計(jì)開發(fā)總線技術(shù)產(chǎn)品的初衷之一就是降低系統(tǒng)及工程成本。所以，應(yīng)用單位使用總線產(chǎn)品和供應(yīng)商提供產(chǎn)品的第一前提應(yīng)該是以降低總線系統(tǒng)的使用成本為目的。 ( 2 )按 I E C 6 1 1 3 1 3 標(biāo)準(zhǔn)的柔性 化程序，易學(xué)、易懂，可操作性強(qiáng)。 ( 3 )可靠性、可維護(hù)性。現(xiàn)場總線技術(shù)采用總線代替一對一的 I 于大規(guī)模 I O 系統(tǒng)來說，減少了由接線點(diǎn)造成的不可靠因素，同時(shí)系統(tǒng)具有在線故障診斷，報(bào)警記錄功能；可完成現(xiàn)場液壓系統(tǒng)的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定 、 修改等參數(shù)化工作，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性。 (4)友好的人機(jī)對話界面，可方便進(jìn)行 液壓 系統(tǒng) 的參數(shù)修改和故障監(jiān)控。 13 (5)滿足所有有關(guān)人身安全 、電磁兼容、抗沖擊及抗震動(dòng)的重要標(biāo)準(zhǔn)。 (6)相對于傳統(tǒng)的液壓比例控制系統(tǒng)更具有其價(jià)格競爭優(yōu)勢。 壓元件及系統(tǒng) 壓傳動(dòng)技術(shù)概述 用水作介質(zhì)的 液壓 元件古而有之，最早的液壓設(shè)備就是用水的。今隨便一個(gè)洗車店里都裝備了帶容積式泵的高壓清洗機(jī)這樣的水 液壓 設(shè)備。但后來所謂 “ 水壓機(jī) ” 的介質(zhì)中也添加了許多東西以滿足方方面面的性能要求，其實(shí)是一種乳化液。后來發(fā)展的 “ 難燃液壓液 ” 有幾種也是水基的。在某種意義上，液壓技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)元件與工作介質(zhì)互相適應(yīng)和協(xié)調(diào)發(fā)展的歷史。液壓介質(zhì)性能水平的提高對于現(xiàn)代液壓技術(shù)的發(fā)展功不可沒?，F(xiàn)在所謂的水液壓元件企圖用普通水或天然海水作為介質(zhì)，所有技術(shù)難點(diǎn)就都集中到了元件本身。液壓元件的發(fā)展越 來越依賴于材料科學(xué)和制造技術(shù)的進(jìn)步，這在水液壓元件中體現(xiàn)得尤為突出。在現(xiàn)代技術(shù)條件下，造出能在密封、潤滑、抗蝕等性能方面適應(yīng)純水甚至海水介質(zhì)的液壓元件是可能的，當(dāng)然由于無法同時(shí)改進(jìn)介質(zhì)的相關(guān)特性，水液壓裝置的性能，特別是性價(jià)比較高之元件和介質(zhì)都經(jīng)過多年 “ 磨合 ” 和優(yōu)化的傳統(tǒng)液壓裝置會(huì)大打折扣，一般也只能在水的冰點(diǎn)以上才能運(yùn)行。水上和水下作業(yè) 的船只和裝置上，以及用高壓水工作的設(shè)備中 (如高壓水清洗、切割設(shè)備、消防設(shè)備和藝術(shù)噴泉等 )，使用直接從外界吸水和向外排水的開式循環(huán)的水 液壓系統(tǒng) 有其必要性和合理性。 水壓傳動(dòng)技術(shù)就是基于綠色設(shè)計(jì)和清沽生產(chǎn)技術(shù)而重新崛起的一門新技術(shù)。 是新型工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中出現(xiàn)的一門綠色新技術(shù)。由于水具有清潔、尤污染、廉價(jià)、安全、取之方便、再利用率高、處理簡單等突出優(yōu)點(diǎn)，用其取代礦物油作為液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)時(shí)不僅能夠解決未來因石油枯竭帶來的能源危機(jī)，而且能夠最大限度地解決因礦物油泄漏和排放帶來的污染與安全問題，最符合環(huán)境 14 保護(hù)以及可持續(xù)發(fā)展的要求，使得人們開始重新考慮和認(rèn)識(shí)到將這一清潔能源作為液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)的重要性，并已引起人們的普遍關(guān)注，成為現(xiàn)代水壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展的最直接動(dòng)力。 壓傳動(dòng)技術(shù)特點(diǎn) ( 1 )資源豐富，來源廣泛，再利用率高。水是地球 上最為豐富且與世共生的資源，在水壓傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用的整個(gè)周期內(nèi)，可多次回收，重復(fù)使用，且不易變質(zhì) ( 2 )水是一種無毒無污染資源，對人體和環(huán)境尢害。有利于提高 T 作環(huán)境的舒適性和安全性 ，排除的液體不需作任何處理即可直接排放 ，從根本上消除油壓傳動(dòng)系統(tǒng)岡泄漏和排放 而造成的牛產(chǎn)與環(huán)境污染。 ( 3 )阻燃性好，安全性高。特別適合高溫、核輻射和明火等場合下的應(yīng)用 ，有效地解決油壓傳動(dòng)所帶來的易燃 、易爆 、油蒸汽對人體的危害等安全問題以及核輻射造成的液油變質(zhì)和放射性污染等問題。 ( 4 )處理技術(shù)與工藝簡單 ，系 統(tǒng) 的運(yùn)行與維修費(fèi)用低。水長時(shí)間使用不會(huì)變質(zhì)，使用前后的水處理簡單；而且系統(tǒng)在航運(yùn)、水下作業(yè)、潛艇等水環(huán)境下工作時(shí)，不用油箱 、冷卻裝置，大大簡化了系統(tǒng)。 壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用及展望 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，水壓產(chǎn)品及技術(shù)取得了較大的進(jìn)展，目前，不僅水壓泵形式增多了，符合 接尺等各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的各種閥，甚至疊加閥、比例閥和連續(xù)可調(diào)的流量控制閥都形成了產(chǎn)品系列，配套用的 液壓缸 、油箱、接頭零件、密封件等也一應(yīng)俱有，而且在專家的指導(dǎo)下，用戶可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行系統(tǒng)配組。正式推出了多種工作壓力為 21作為成套 液壓 和設(shè)備用 的獨(dú)立產(chǎn)品 (動(dòng)力站和控制閥 )。在歐、美水壓傳動(dòng)開始廣泛進(jìn)入食品工業(yè)、醫(yī)藥、 15 化學(xué)、造紙木材加工、海上作業(yè)、核能工業(yè)、消防、工程、地質(zhì)鉆探、環(huán)境工程等一些對安全 、清潔、環(huán)境無害要求較高的行業(yè)。一些量大面廣的街道和路面清洗車以及新的鐵路機(jī)械中的應(yīng)用，加上傳統(tǒng)的鋼廠軋機(jī)和水壓機(jī)等應(yīng)用正在擴(kuò)大?？梢娝簤鹤鳛橐环N更符合環(huán)保要求的傳動(dòng)技術(shù)，將會(huì)使流體技術(shù)在與電傳動(dòng)技術(shù)的競爭中得到新的支持。隨著新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，必將推動(dòng)水壓技術(shù)的發(fā)展，逐步地取代現(xiàn)有的油壓傳動(dòng)系統(tǒng)?？梢灶A(yù) 見，水壓傳動(dòng)這一在第一次工業(yè)革命中興起的古老技術(shù)，通過創(chuàng)新發(fā)展終將成為與電氣、油壓、氣動(dòng)并列的第四種傳動(dòng)技術(shù)。 壓節(jié)能技術(shù) 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)能量損失包括各元件中運(yùn)動(dòng)件的 機(jī)械 摩擦損失 、泄漏損失溢流損失、節(jié)流損失、輸入和輸出功率不匹配的無功損失幾方面。機(jī)械摩擦損失、泄漏損失所占比例與所選元件本身的機(jī)械效率 、容積效率 、介質(zhì)粘度、回路密封性以及系統(tǒng)組成的復(fù)雜程度有關(guān)；溢流損失、節(jié)流損失所占比例與回路和控制形式有關(guān)；而輸入和輸出功率不匹配的無功損失所占比例與控制策略有關(guān)。因此節(jié)能是液壓技術(shù)的重要課題之一，隨 著節(jié)能和環(huán)保要求的日益高漲，有效活用能源和降低噪聲已成為 液壓 行業(yè)的重要目標(biāo)。綜觀國內(nèi)外液壓技術(shù)發(fā)展歷程，無時(shí)無刻不伴隨節(jié)能的需要及創(chuàng)新。 (1)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)。二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)由恒壓油源、二次元件 工作機(jī)構(gòu)和控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成；耦聯(lián)系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)二次 元件 斜盤傾角來改變二次元件；變化，使負(fù)載按設(shè)定的規(guī)律變化；恒壓油源相連，在系統(tǒng)中沒有原理性節(jié)流損失，從而提；能器的加入，不但抑制了壓力限制元件發(fā)熱所引起的功；收、釋放 液壓 能有效提高 液壓系統(tǒng) 的工作效率； (2)電液負(fù)載感應(yīng)系統(tǒng)；或液壓泵 的變量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使液壓系統(tǒng)壓 力與負(fù)載壓力；壓力過剩，由于負(fù)載感應(yīng) 16 裝置與作機(jī)構(gòu)和控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)是工作于恒壓網(wǎng)絡(luò)的壓力耦聯(lián)系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)二次元件斜盤傾角來改變二次元件排量，以適應(yīng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，使負(fù)載按設(shè)定的規(guī)律變化。系統(tǒng)中的壓力基本保持不變，二次元件直接與恒壓油源相連，在系統(tǒng)中沒有原理性節(jié)流損失，從而提高了系統(tǒng)效率。另外，蓄能器的加入，不但抑制了壓力限制 原件 發(fā)熱所引起的功率損耗。而且還通過回收 、釋放液壓能有效提高液壓系統(tǒng)的工作效率。 (2)電液負(fù)載感應(yīng)系統(tǒng)。負(fù)載感應(yīng)就是將變化的負(fù)載壓力反饋到壓力補(bǔ)償裝置或液壓泵的變量 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) ，使液壓系統(tǒng)壓力 與負(fù)載壓力相適應(yīng) ，消除了系統(tǒng)壓力過剩，由于負(fù)載感應(yīng)裝置與變量泵的變量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)聯(lián)系在一起，使變量泵的流量 與負(fù)載流量相適應(yīng)，系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生過剩流量。 (3)定量泵加變頻調(diào)速電機(jī)電液系統(tǒng)。交流變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)避免節(jié)流損耗和溢流損耗，另外，交流變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)還大大提高了原動(dòng)機(jī) 異步電動(dòng)機(jī)的效率，并顯著改善功率因數(shù)，是其它液壓調(diào)速方式所無法比擬的。利用變頻器改變泵的轉(zhuǎn)速，使泵的輸出流量與系統(tǒng)所要求相適應(yīng)，可以使溢流損失降至最低，有效地節(jié)約了能量。交流變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)在大功率間歇運(yùn)動(dòng)的 調(diào)速系統(tǒng)中，其優(yōu)越性更為顯著。 (4)盡可能地節(jié)省空間。采用無 油壓 控制閥可以減少系統(tǒng)裝置空間，依據(jù)閉回路的構(gòu)成使油箱小型化，減少發(fā)熱量從而不須使用冷卻器。例如，采用伺服馬達(dá)使液壓泵正反轉(zhuǎn)向，不必使用方向、流量 、壓力控制閥也能達(dá)到控制的效果。采用閉回路系統(tǒng)，可以自我形成油量補(bǔ)償機(jī)能，混合式伺服系統(tǒng)可以使油箱控制在儲(chǔ)存最小作動(dòng)油的狀態(tài)下作功，體現(xiàn)油箱小型化的優(yōu)點(diǎn)。由于只在需要時(shí)使液壓泵輸出必要的流量，從而將發(fā)熱源控制降至最低，也就無需再加裝冷卻器。因?yàn)椴恍枥鋮s水的循環(huán)以及減少作動(dòng)油的消費(fèi)量，所以也能節(jié)省資源。 另外，降低噪聲也依然重要。 17 (5)一體化構(gòu)造。將液壓泵 、馬達(dá)、油箱、油量補(bǔ)償回路構(gòu)成為一體，形成無配管的一體構(gòu)造。 (6)省電節(jié)能的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。高的響應(yīng)速度、高的控制精度和重復(fù)精度的比例閥、比例泵、伺服閥的應(yīng)用；由轉(zhuǎn)速叮調(diào)的伺服電機(jī) +柱塞泵、伺服馬達(dá)螺桿驅(qū)動(dòng)、蓄能器 +高速伺服組成閉環(huán)同路控制油電式高速注塑機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng) 用。有高低壓雙聯(lián)或多聯(lián)式泵、變量泵、蓄壓器系統(tǒng)等的推出：針對閥控電液系統(tǒng)有較大能量損失的問題，推出了泵和電液比例閥結(jié)合的負(fù)載感應(yīng)型，泵和比例壓力、比例流量控制閥結(jié)合的注塑機(jī)電液控制 系統(tǒng)。 第三章 液壓動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)分析 壓動(dòng)力源的幾種結(jié)構(gòu)形式 液壓動(dòng)力源按布置方式分為上置式、非上置式和柜式三種。 上置式液壓動(dòng)力源。泵組布置在油箱之上的布置方式稱為上置式。上置式布置方式按電動(dòng)機(jī)的擺放位置又可分為立式和臥式。當(dāng)電動(dòng)機(jī)立式安裝，液壓泵置于油箱內(nèi)時(shí)，稱為立式液壓動(dòng)力源；當(dāng)電動(dòng)機(jī)臥式安裝，液壓泵置于油箱之上時(shí)，稱為臥式液壓動(dòng)力源。 非上置式液壓動(dòng)力源。將泵組布置在底座或地基上的液壓動(dòng)力源稱為非上置式。如果泵組安裝在與油箱一體的公用底座上，則稱為整體型液壓動(dòng)力源；將泵組單獨(dú)安裝在地 基上則稱為分離型液壓動(dòng)力單元。整體型液壓動(dòng)力源又可分為旁置式和下置式兩種。 柜式液壓動(dòng)力源。將泵組和油箱整體置于封閉型柜體內(nèi)的結(jié)構(gòu)稱為柜式液壓動(dòng)力源。 18 種布置的比較 上置式液壓動(dòng)力源占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝動(dòng)力源，噪聲低且便于收集漏油，一般應(yīng)用于中小功率的液壓泵站。當(dāng)采用臥式動(dòng)力源時(shí)，由于液壓泵置于油箱之上，必須注意各類液壓泵的吸油高度，以防液壓泵油口處產(chǎn)生過大的真空度，造成吸空或氣穴現(xiàn)象。非上置式液壓動(dòng)力源由于液壓泵置于油箱液面以下，故能有效改善液壓泵的吸入能力，這種動(dòng) 力源裝置高度低，便于維護(hù)，但占地面積大，適用于泵的吸入允許高度受限制，傳動(dòng)功率較大，而使用空間不受限制，以及開機(jī)率低，使用時(shí)又要求很快投入運(yùn)行的場合。新一代的這種布置方式的液壓動(dòng)力源可以將 液壓泵 組、油箱組件、控溫組件等集成為一個(gè)整體，機(jī)構(gòu)做得相當(dāng)緊湊，并且能保證一定壓力和排量，如近些年來出現(xiàn)的通用性較強(qiáng)的液壓動(dòng)力單元就是典型代表。柜式液壓動(dòng)力源裝置可在柜體上方便地布置各類儀表板和電控箱，且外觀整齊美觀，因泵組被柜體封閉而屏蔽了噪聲，同時(shí)能有效減少外界污染，其缺點(diǎn)是由于需顧及操作和維護(hù)的空間及 液壓系統(tǒng) 的散熱， 致使其外形尺寸較大，通常僅在中、小功率場合及實(shí)驗(yàn)室采用。 置方案的選定 考慮到本次設(shè)計(jì)的液壓動(dòng)力源的實(shí)際使用環(huán)境，在滿足壓力和排量要求的前提下，整個(gè)系統(tǒng)做得越小越緊湊越好，不僅占地面積小，而且也節(jié)省了不少材料，在這個(gè)大前提下，處在體積和布置上向液壓動(dòng)力單元形式靠近。因?yàn)楹Ｋ母g性，液壓動(dòng)力單元最外層與海水接觸部分材料要選用特殊材料，并且希望這種材料的面積盡量小且形狀規(guī)則，如果電動(dòng)機(jī)和 液壓泵 放在油箱外面，這樣必將增加外殼材料表面積，也會(huì)使得外殼的形狀相對復(fù)雜隨之而來的裝配和焊接問題就會(huì)更多，這里采 用將電動(dòng)機(jī)和液壓泵放在油箱內(nèi)部。 一般陸地環(huán)境使用的普通三相異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)外殼內(nèi)是有空氣的，這樣 19 就是需要在電動(dòng)機(jī)軸的出口處加動(dòng)密封裝置，防止 液壓 油進(jìn)入電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)，因?yàn)楫?dāng)海水深度達(dá)到 6000m 時(shí)，壓力將達(dá)到 60以對這個(gè)密封裝置的要求很高。為解決這個(gè)問題，考慮將電動(dòng)機(jī)換成現(xiàn)在較為先進(jìn)的水下電動(dòng)機(jī)，由于這項(xiàng)技術(shù)屬于較為前沿的技術(shù)，還沒有完整的系統(tǒng)材料，所以下面引用國外某水下電動(dòng)機(jī)的資料。水下電動(dòng)機(jī)應(yīng)著重考慮電動(dòng)機(jī)耐受水壓以及水的隔離問題，某公司的產(chǎn)品采用了兩種方法。耐水壓的機(jī)械結(jié)構(gòu)：采用高機(jī)械強(qiáng)度 材料增加壁厚的機(jī)殼以承受水壓及隔離海水。 平衡壓力結(jié)構(gòu)：電動(dòng)機(jī)內(nèi)部充油，以非金屬膜盒加以封閉，靠此膜盒的伸縮適應(yīng)內(nèi)部油液的熱膨脹以及外部水壓的變動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)外壓力達(dá)到平衡。顯然選用第二種方法的水下電動(dòng)機(jī)比較合理，在還沒有完整資料的情況下，在此基礎(chǔ)上對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出一個(gè)在理論上行得通的水下電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的壓力平衡部分一般放在電動(dòng)機(jī)的尾部，改進(jìn)后的設(shè)計(jì)也是從尾部進(jìn)行。 既然選擇的是深海電動(dòng)機(jī)，則電動(dòng)機(jī)的防腐問題在電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)室已經(jīng)考慮了，那么其外殼材料肯定選擇了防腐材料。在這種情況下液壓動(dòng)力源如與原來的布置 一樣，會(huì)造成防腐材料的損失，那么就可以將電動(dòng)機(jī)放在油箱外面而只 壓泵放在油箱內(nèi)，這樣會(huì)使得 液壓 動(dòng)力單元的體積和重量都變小，不足的是其長度會(huì)有所增加。這樣整個(gè)系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)就定下來了，核心問題是考慮怎樣才能使油箱內(nèi)的壓力和海水的壓力相等，或者是使油箱內(nèi)的壓力略大于海水的壓力。 箱的設(shè)計(jì) 通常油箱可分為整體式油箱、兩用油箱和獨(dú)立油箱三類。整體式油箱是指在液壓系統(tǒng) 或機(jī)器的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱。兩用油箱是指液壓油與機(jī)器中的其他目的的用油的公用油箱。 獨(dú)立油箱是應(yīng)用最為廣泛的一類油箱。獨(dú)立油箱常用于工業(yè)生產(chǎn)設(shè) 備，一般制成矩形，也有圓柱形或油罐形，通過計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，在材料用量相同的情況下將幽香制成圓柱形所獲得的體積比矩形的大，所以初步選定油 20 箱形狀為圓柱形，電動(dòng)機(jī)的外形一般也是圓柱形的，將電動(dòng)機(jī)和油箱連接在一起后，其形狀還是比較規(guī)則、美觀和統(tǒng)一的。 對于 液壓系統(tǒng)，液壓 油的清潔對整個(gè)液壓系統(tǒng)的影響是非常大的。雖然憑借著過濾器的吸附能力能保持油液一段時(shí)間的清潔，但油液用久了之后肯定還是會(huì)因?yàn)楦鞣N原因，其清潔度不能滿足要求，需對其進(jìn)行更換，因此可以在圓柱形油箱的內(nèi)壁底部設(shè)計(jì)一個(gè)排油槽，便于在對液壓系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時(shí)更換液壓油 。說到排油問題，圓柱形的油箱就有優(yōu)勢了。因?yàn)檎麄€(gè)油箱的側(cè)面都成圓弧形，這樣雜質(zhì)回順著油箱壁滑落到油箱最底部的排油槽里，隨著油液往外排出，雜質(zhì)也就很輕松地隨著油液往外排出了。 統(tǒng)壓力平衡問題的分析 要使系統(tǒng)內(nèi)部油液壓力增大，可以向油箱內(nèi)加入更多的油液，在體積不變的情況下，油液越多壓力就會(huì)越大，但是在深海，這種方法是行不通的。另外一種方法是在油液量不變的情況下，減小油液的體積也能增加油液的壓力，下面就針 對第二種方法展開分析，有如下八種方案可供選擇； 活塞結(jié)構(gòu)油箱是利用活塞的可移動(dòng)特性改進(jìn)而來，能；同； 活塞可以隨著油箱壁左右移動(dòng)，當(dāng)海水的壓力大于油液；動(dòng)，直至油 液壓 力和海水壓力相同，活塞才停止，這樣；壓力隨時(shí)相同，從而就使得系統(tǒng)壓力平衡；滑要求很高，在海水直接接觸活塞導(dǎo)軌這種環(huán)境下，很；并且還可能有海底的微生物等其他雜質(zhì)卡在活塞導(dǎo)軌上； 第二種方法展開分析，有如下八種方案可供選擇。 活塞結(jié)構(gòu)油箱是利用活塞的可移動(dòng)特性改進(jìn)而來，能隨時(shí)保持內(nèi)外壓力相同。活塞可以隨著油箱壁左右移動(dòng)，當(dāng)海水的壓力大于油液壓力時(shí)活塞就會(huì)向右移動(dòng)，直至油 液壓 力和海水壓力相同，活塞才停止，這樣就能保證油液壓力和海 21 水壓力隨時(shí)相同，從而 就使得系統(tǒng)壓力平衡。這種結(jié)構(gòu)的不足是對活塞