浅谈液压传动技术及其在我国的发展情况

时间:2022-11-01 21:10:34 浏览量:

摘 要:本文首先简要介绍了液压传动技术的发展历史以及液压传动技术的基本原理和组成结构,然后列举了液压传动技术的应用领域,最后介绍了我国液压产业的发展情况。

关键词:液压传动;工作介质

1 液压传动技术简介

1.1 液压传动技术的历史进展

液压技术的发展是与流体力学的理论研究相关联的。1650年帕斯卡提出了帕斯卡原理,1686年牛顿揭示了黏性液体的内摩擦定律,18世纪流体力学的两个重要原理——连续性方程和伯努利能量方程的建立,都极大地推动了液压技术的发展。1795年,英国人约瑟夫·布莱曼将水做为工作介质,研制了历史上第一台水压机。18世纪中叶,英国工程师弗莱明·金肯发明了世界上第一台差压补偿流量阀。1905年,美国科学家詹尼首先将矿物油做为工作介质引入液压传动领域,并且设计制造了世界上第一台轴向柱塞泵及其液压驱动装置,从而开启了液压传动技术发展的历史新篇章。第一次世界大战以后,液压传动技术得到了广泛应用,但这种应用主要体现在军事领域。1920年以后,液压元件已经开始进入大规模的工业生产阶段。1925年,文克斯发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件产业的逐步建立奠定了基础。20世纪30年代以后,为了满足车辆、航空等工业领域对大功率传动的需求,人们开发了斜轴式和弯轴式轴向柱塞泵、轴向和径向液压马达。第二次大战以后,液压传动技术开始被大规模应用于民用领域,并且随着各种国际标准、国家标准及行业标准的制定和完善,液压传动技术的应用和推广得到了长足的发展。经过数百年的发展,液压传动技术已经成为现代化传动与控制行业的关键技术,它的应用成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。

1.2 液压传动的工作原理及组成结构

液压传动技术是以压力油、乳化液和纯水等液体为工作介质来传递能量的(与依靠液体的动能来传递能量的液力传动有所不同),并且能量在传递的过程中要经历两次能量形式的转换,首先是将电动机或者液压马达输入的机械能转换为工作介质的压力能,然后工作介质的压力能再以机械能的形式带动负载做直线位移或者角位移。

一套完整的、能够正常工作的液压传动系统应该包括以下五个主要部分:

①动力元件:它是将原动机输入的机械能转换为压力能,为液压系统提供压力介质的装置。最为常见的是液压泵。

②执行元件:它是将压力介质的压力能转换为机械能的输出装置。常见的有输出直线位移的液压缸,有做回转运动输出转矩的液压马达。

③控制调节元件:它是控制液压系统所需的压力、流量、方向和工作性能,以保证执行元件实现不同的工作要求的装置。常见的有溢流阀、节流阀、截止阀和换向阀等。

④辅助元件:它是保证液压系统的可靠性和稳定性必不可少的装置。常见的有油箱、滤油器和压力表等。

⑤工作介质:它是传递能量的液体介质。常用的有液压油、乳化剂和纯水等。

2 液压传动技术在工业领域的应用

2.1 液压传动技术在农业机械领域的应用

液压传动技术在农业机械领域有着广泛的应用,例如拖拉机、农具悬挂系统、联合收割机等普遍采用了液压传动技术。液压传动技术在农业机械上的广泛应用极大地提高了农业机械的技术水平和智能化水平,显著提高了农业机械的舒适性和可操作性。我国农业机械使用的液压元件数量较多、品种少、价格较低,是我国最具发展潜力的领域之一。2016年公布的中央一号文件明确提出要加快研发高端农机装备及关键核心零部件,提升主要农作物生产全程机械化水平。从国家大力推进农业现代化的举措不难看出,液压传动技术作为高端农业机械必不可少的技术必将得到进一步的发展。

2.2 液压传动技术在军事工业领域的应用

第二次世界大战期间,由于军事工业需要反应迅速、精度高、功率大的液压传动装置,从而极大地推动了液压技术的发展。在现代军事工业中,陆军、海军以及空军的很多武器装备都采用了液压传动技术,如飞机的起落架系统、坦克的稳定系统、火炮的随动系统、雷达的无线扫描系统、导弹和火箭的发射控制系统以及军舰上的炮塔瞄准系统等都采用了液压技术。

2.3 液压传动技术在机床工业的应用

机床工业是应用液压技术最早的行业,目前机床传动系统有85%都采用了液压传动及控制技术,如磨床、刨床、车床、和剪床等。在机床上,液压传动技术常应用在以下的一些装置中:①进给运动传动装置磨床砂轮架和工作台的进给运动大部分采用液压传动,铣床、刨床和组合机床等的工作台的进给运动也都可以采用液压传动。②仿形装置车床、铣床和刨床等上的仿形加工可以用液压伺服系统来完成,其精度可达0.01-0.02mm。此外,磨床上的成型砂轮修正装置也可采用这种系统。③辅助装置机床上的夹紧装置、齿轮箱变速操纵装置、垂直移动部件平衡装置、工件和刀具的装卸装置等采用液压传动后,有利于简化机床的结构,提高机床的自动化程度。

3 液壓传动技术在我国的发展概况

我国的液压技术是随着新中国的建立、发展而发展起来的。经过几十年的艰苦探索和发展,特别是20世纪80年代初期引进、吸收和消化美国、日本、德国等国家的先进技术和设备,使我国的液压技术有了很大的提高。到目前为止,我国的液压行业已经形成了一个门类比较齐全、有一定生产能力和技术水平的工业体系。尽管我国的液压行业已经取得了长足的进步,但和世界先进水平相比差距还是很大,这种差距主要反映在一下几个方面:

①产品种类较少,液压技术使用率低;产品的水平低,质量不稳定,早期故障率高,可靠性较差,特别是机电一体化领域的相关元件和系统,国内尚未广泛应用。

②大多数从事液压行业的企业专业化程度低,规模小,经济效益差。

③人才培养理念和方法落后,研究人员人才科研开发力量薄弱,技术进步缓慢。

④产品尚未打开国际市场,液压产品国际市场的容量很大,但是我国的出口刚刚起步,发展余地很大。

参考文献

[1]闫利文,浦文禹,杜玉红,侯伟峰.液压与气压传动.国防工业出版社.

[2]路甬祥.流体传动与控制技术的历史进展与展望,机械工学报.2001年10月

[3]液压技术在机床中的应用.广州机床研究所

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