液壓系統(tǒng)綠色設(shè)計(jì)原則

1、目前，液壓與氣壓傳動(dòng)分別在實(shí)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(jìn)展。同時(shí)，由于它與微電子技術(shù)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(zhǔn)確地控制，從而更使得它在各行各業(yè)中發(fā)揮出了巨db0132 dldxtsg大作用。液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以很方便地對(duì)液體的流動(dòng)方向、壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并能很容易地和電氣、電子控制或氣壓傳動(dòng)控制結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)和操作。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，能實(shí)現(xiàn)自潤滑，使用壽命長。液壓裝置工作平穩(wěn)，換

2、向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向。液壓裝置容易做到對(duì)速度的無級(jí)調(diào)節(jié)，而且調(diào)速范圍大，對(duì)速度的調(diào)節(jié)還可以在工作過程中進(jìn)行。在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動(dòng)力，也就是說，在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)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。五.液壓與氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用及發(fā)展火炮操縱裝置、艦船減搖裝置、飛機(jī)起落架的收放裝置及方向舵控制裝置等。軍事工業(yè)用液壓系統(tǒng)甲板起重機(jī)械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進(jìn)器例圖等。船舶用液壓系統(tǒng)巨型天線控制裝置、測(cè)量浮標(biāo)、飛行器仿真臺(tái)、升降旋例圖轉(zhuǎn)舞臺(tái)等。特殊技術(shù)用液壓系統(tǒng)發(fā)電廠用液壓系統(tǒng)渦輪機(jī)（調(diào)速裝置）、核發(fā)電廠等。防洪閘門及堤壩

3、裝置（浪潮防護(hù)擋板）、河床升降裝置、例圖橋梁操縱機(jī)構(gòu)和礦山機(jī)械（鑿巖機(jī)）等。土木工程用液壓系統(tǒng)冶金機(jī)械（軋鋼機(jī)）、提升裝置（電極升降機(jī)）、軋輥調(diào)整裝置等。鋼鐵工業(yè)用液壓系統(tǒng)工程機(jī)械（挖掘機(jī)）、起重機(jī)械（汽車吊）、建筑機(jī)械例圖（打樁機(jī)）、農(nóng)業(yè)機(jī)械（聯(lián)合收割機(jī)）、汽車（轉(zhuǎn)向器、減振器）等。行走機(jī)械用液壓系統(tǒng)塑料加工機(jī)械（注塑機(jī)）、壓力機(jī)械（鍛壓機(jī)）、重型例圖機(jī)械（廢鋼壓塊機(jī)）、機(jī)床（全自動(dòng)轉(zhuǎn)塔車床、平面磨床）等。一般工業(yè)用液壓系統(tǒng)液壓與氣壓傳動(dòng)發(fā)展如果從17世紀(jì)帕斯卡提出靜壓傳遞原理、18世紀(jì)英國制成世界第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)已有二百多年的歷史。但是由于當(dāng)時(shí)沒有成熟的液壓傳動(dòng)技術(shù)和液壓元件，因

4、此它沒有得到普遍的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)傳動(dòng)技術(shù)有了進(jìn)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(yīng)快、重量輕、功率大的各種武器裝備，而液壓傳動(dòng)技術(shù)正好具有這方面的優(yōu)勢(shì)，所以獲得了較快的發(fā)展。在戰(zhàn)后的50年中，液壓傳動(dòng)技術(shù)迅速地?cái)U(kuò)展到其他各個(gè)部門，并得到了廣泛的應(yīng)用。液壓系統(tǒng)綠色設(shè)計(jì)原則     該設(shè)計(jì)原則是在傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中通常依據(jù)的技術(shù)原則、成本原則和人機(jī)工程學(xué)原則的基礎(chǔ)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(shè)計(jì)的原則可概括如下：     (1) 資源最佳

5、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(chǔ)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    

6、; 盡量少用或不用有毒有害的原材料。     (4) 技術(shù)先進(jìn)性原則     優(yōu)化產(chǎn)品性能，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中樹立“小而精”的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)，提倡“簡而美”的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，此時(shí)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(shè)計(jì)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

7、加工工序，簡化拆卸過程，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)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(duì)環(huán)境產(chǎn)生的附加影響，提供有關(guān)產(chǎn)品組成的信息，如材料類型及其回收再生性能等。     液壓系統(tǒng)綠色設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)過

8、程中應(yīng)本著預(yù)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(shè)計(jì)階段除了要合理選擇液壓系統(tǒng)元件的參數(shù)和結(jié)構(gòu)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(rèn)真清洗，消除毛刺、油污、纖維等；組裝前必須保持環(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(rèn)真清洗。投入正常使用時(shí)，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(shí)可設(shè)中間油箱

9、，進(jìn)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(duì)外部環(huán)境的污染。應(yīng)盡量使用高黏度的工作油，減少泄漏；盡快實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械傳動(dòng)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(shù)；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(duì)工作環(huán)境的一種污染，分機(jī)械噪聲和流體噪聲。在液壓系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)、液壓泵和液壓馬達(dá)等的轉(zhuǎn)速都很高，如果它們的轉(zhuǎn)動(dòng)部件不平衡，就會(huì)產(chǎn)生周期性的不平衡力，引起轉(zhuǎn)軸的彎曲振動(dòng)。這種振

10、動(dòng)傳到油箱和管路時(shí)，會(huì)因共振而發(fā)出很大的噪聲，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)應(yīng)注意防止其產(chǎn)生共振。機(jī)械噪聲還包括機(jī)械零件缺陷和裝配不合格而引起的高頻噪聲。因此，必須嚴(yán)格保證制造和安裝的質(zhì)量，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)科學(xué)合理。     在液壓系統(tǒng)噪聲中，流體噪聲占相當(dāng)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(dòng)，從而引起液壓振動(dòng)，并經(jīng)出油口傳播至整個(gè)液壓系統(tǒng)，同時(shí)，液壓回路的管路和閥類元件對(duì)液壓脈動(dòng)產(chǎn)品反射作用，在回路中產(chǎn)生

11、波動(dòng)，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(dāng)系統(tǒng)中的壓力低于空氣分離壓時(shí)，油中的氣體就迅速地大量分離出來，形成氣泡，當(dāng)這些氣泡遇到高壓便被壓破，產(chǎn)生較強(qiáng)的液壓沖擊。因此在設(shè)計(jì)液壓泵時(shí)，齒輪泵的齒輪模數(shù)應(yīng)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(yīng)科學(xué)合理，并在吸、壓油配流盤上對(duì)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(yīng)足夠大，而且應(yīng)沒入油箱液面以下一定深度，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(guān)閉時(shí)間，并在易產(chǎn)生液壓沖擊的部位附近設(shè)置蓄

12、能器，以吸收壓力波；另外，增大管徑和使用軟管，對(duì)減少和吸收振動(dòng)都很有效。     (3) 液壓元件的連接與拆卸性的設(shè)計(jì)     液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量提高液壓系統(tǒng)的集成度，采用原則是對(duì)多個(gè)元件的功能進(jìn)行優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化，并盡可能使液壓回路的結(jié)構(gòu)緊湊，如減小液壓元件間的連接，設(shè)計(jì)易于拆卸的元件等。在滿足其功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是液壓元件地連接技術(shù)，不同連接結(jié)構(gòu)的裝配和拆卸的復(fù)雜程度不同，焊接連接的裝配和拆卸的復(fù)雜程度最高，易導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致拆

13、卸復(fù)雜，鉚釘連接的機(jī)械裝配性較好但拆卸復(fù)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(qiáng)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(jié)構(gòu)更緊湊，根據(jù)其安裝型式的不同，閽類元件可制成各種結(jié)構(gòu)型式；管式連接和法蘭式連接的閥；插裝閥便于將幾個(gè)插裝式元件組合成復(fù)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(shí)現(xiàn)油路間的連接，或可直接將閥做成疊加式結(jié)構(gòu)即疊加閥，疊加閥上有進(jìn)、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。     (4) 液壓系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)     液壓系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)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(jì)、有效的利用能量，達(dá)到高效、可靠運(yùn)行的目的，液壓系統(tǒng)的功率損失會(huì)使系統(tǒng)的總效率下降、油溫升高、油液變質(zhì)，導(dǎo)致液壓設(shè)備發(fā)生故障。因此，設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)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(yīng)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(fù)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