淺談液壓傳動及其應用

盧鈺

【摘 要】文章分析了液壓傳動的現(xiàn)狀和發(fā)展，并就液壓技術(shù)的應用進行了說明。

【關(guān)鍵詞】液壓傳動；液壓技術(shù)；應用

一、液壓傳動的現(xiàn)狀和發(fā)展

1、液壓傳動發(fā)展概況

液壓傳動和控制廣泛應用了電子技術(shù)、計算及技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)及新工藝、新材料的新成果。已成為工業(yè)機械、工程建筑機械及國防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)。而其向自動化、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、機械傳動競爭能力的關(guān)鍵。

1650年，靜壓傳遞原理由帕斯卡提出。至19世紀，石油工業(yè)應用了液壓傳動。20世紀大量應用至各類機床及微電子技術(shù)、原子能技術(shù)。液壓傳動是包括傳動、控制、檢測在內(nèi)的自動化技術(shù)。在某些領(lǐng)域，液壓傳動已占有強烈優(yōu)勢，例如，國外生產(chǎn)的95%的工業(yè)機械，90%的數(shù)控加工中心，95%以上的自動線都采用了液壓傳動。采用液壓傳動的程度現(xiàn)在已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。

然而，電子技術(shù)的飛速發(fā)展給液壓技術(shù)帶來了很多挑戰(zhàn)和機遇，工程實際對液壓系統(tǒng)的要求也更高。液壓技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合，才能為傳統(tǒng)的液壓技術(shù)注人新的活力。

2、液壓傳動的優(yōu)缺點

液壓傳動中由液壓泵、液壓控制閥、液壓執(zhí)行元件（液壓缸和液壓馬達等）和液壓輔件（管道和蓄能器等）組成的液壓系統(tǒng)。

優(yōu)點：無級調(diào)速；比功率大，元件布置靈活；易實現(xiàn)過載保護；工作平穩(wěn)；便于實現(xiàn)自動化；元件能夠自行潤滑，使用壽命長；液壓元件易實現(xiàn)系列化、標準化和通用化。

缺點：傳動比不穩(wěn)定（泄漏）；對油溫變化敏感；不宜遠距離輸送動力，傳動效率較低；元件制造精度要求高，加工裝配較困難，且對油液的污染較敏感；不易查找故障。

二、液壓技術(shù)的應用

液壓傳動系統(tǒng)能量損失包括各元件中運動件的機械摩擦損失、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。機械摩擦損失、泄漏損失所占比例與所選元件本身的機械效率、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。

1、電液負載感應系統(tǒng)

負載感應就是將變化的負載壓力反饋到壓力補償裝置或液壓泵的變量調(diào)節(jié)機構(gòu)，使液壓系統(tǒng)壓力與負載壓力相適應，消除了系統(tǒng)壓力過剩，由于負載感應裝置與變量泵的變量調(diào)節(jié)機構(gòu)聯(lián)系在一起，使變量泵的流量與負載流量相適應，系統(tǒng)不會產(chǎn)生過剩流量。

2、定量泵加變頻調(diào)速電機電液系統(tǒng)

交流變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)避免了節(jié)流損耗和溢流損耗，另外，交流變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)還大大提高了原動機—— 異步電動機的效率，并顯著改善功率因數(shù)，是其他液壓調(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，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《裝備制造技術(shù)》2006年第1期系統(tǒng)在大功率間歇運動的調(diào)速系統(tǒng)中，其優(yōu)越性更為顯著。

3、省電節(jié)能的液壓系統(tǒng)設計

高的響應速度、高的控制精度和重復精度的比例閥、比例泵、伺服閥的應用；由轉(zhuǎn)速可調(diào)的伺服電機+柱塞泵、伺服馬達螺桿驅(qū)動、蓄能器+高速伺服閥組成閉環(huán)回路控制油電式高速注塑機液壓系統(tǒng)設計和應用。有高低壓雙聯(lián)或多聯(lián)連式泵、變量泵、蓄壓器系統(tǒng)等的推出：對閥控電液系統(tǒng)有較大能量損失的不足，推出泵和電液比例閥結(jié)合的負載感應型，泵和比例壓力比例流量控制閥結(jié)合的注塑機電液控制系統(tǒng)。

4、二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)

二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)由恒壓油源、二次元件（液壓泵/馬達）、工作機構(gòu)和控制調(diào)節(jié)機構(gòu)等組成。二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)是工作于恒壓網(wǎng)絡的壓力耦聯(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，以適應負載轉(zhuǎn)矩的變化，使負載按設定的規(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，因此，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元件發(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了系統(tǒng)的工作效率。

5、一體化構(gòu)造

將液壓泵、馬達、油箱、油量補償回路構(gòu)成為一體，形成無配管的一體構(gòu)造。

6、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，從而不用使用冷卻器。例如，采用伺服馬達使液壓泵正反轉(zhuǎn)向，不必使用方向、流量、壓力控制閥也能達到控制效果。采用閉回路系統(tǒng)，可以自我形成油量補償機能，混合式伺服系統(tǒng)可以使油箱控制在儲存最小作動油的狀態(tài)下作功，體現(xiàn)油箱小型化的優(yōu)點。由于只在需要時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。因不需冷卻水循環(huán)以及減少作動油的消耗，所以也能節(jié)省資源，同時也可降低噪聲。

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