文献综述-文献翻译-液压系统设计

液压系统液压传动和气压传动称为流体传动，是根据 17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术， 1795年英国约瑟夫 布拉曼 (749在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。 1905年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。 第一次世界大战 (1914液压传动广泛应用，特别是 1920年以后 ， 发展更为迅速。液压元件大约在 19世纪末 20世纪初的 20年间，才开始进入正规的工业生产阶段 。 1925年维克斯 (明了压力平衡式叶片泵 ,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础 。 20世纪初康斯坦丁 尼斯克 (G能量波动传递所进行的理论及实际研究 ;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等 )方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战 (1941间 ,在美国机床中有 30%应用了液压传动 。 应该指出 ,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20多年。在 1955年前后 ,日本迅速发展液压传动 ,1956年成立了 “ 液压工业会 ” 。 近 2030年间 ， 日本液压传动发展之快，居世界领先地位。 液压传动有许多突出的优点 ， 因此它的应用非常广泛 ， 如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械 、汽车等 ； 钢铁工业用的冶金机械 、 提升装置 、 轧辊调整装置等 ； 土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置 、 河床升降装置 、 桥梁操纵机构等 ； 发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车 ） 、船头门、舱壁阀、船尾推进器等 ； 特殊技术用的巨型天线控制装置 、 测量浮标 、 升降旋转舞台等 ； 军事工业用的火炮操纵装置 、 船舶减摇装置 、 飞行器仿真 、 飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件 、辅助元件和液压油。 动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能 ， 指液压系统中的油泵 ， 它向整个液压系统提供动力 。 液压泵的结构形式一般有齿轮泵 、 叶片泵和柱塞泵。执行元件 (如液压缸和液压马达 )的作用是将液体的压力能转换为机械能 ， 驱动负载作直线往复运动或回转运动。 控制元件 (即各种液压阀 )在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向 。 根据控制功能的不同 ， 液压阀可分为压力控制阀 、 流量控制阀和方向控制阀 。压力控制阀又分为益流阀 (安全阀 )、 减压阀 、 顺序阀 、 压力继电器等 ； 流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀 、梭阀 、 换向阀等 。 根据控制方式不同 ， 液压阀可分为开关式控制阀 、 定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等 。液压油是液压系统中传递能量的工作介质 ， 有各种矿物油 、 乳化液和合成型液压油等几大类。 液压系统的作用就是帮助人类做工 。 主要是由执行元件把压力变成转动或往复运动。 液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系 。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀 ， 其用于控制工作油液的流量 、 压力和方向 ； 执行部分含有液压缸或液压马达 ， 其可按实际要求来选择。 在分析和设计实际任务时，一般采用方框图显示设备中实际运行状况。 空心箭头表示信号流，而实心箭头则表示能量流。 基本液压回路中的动作顺序 控制元件 （ 二位四通换向阀 ） 的换向和弹簧复位、执行元件（双作用液压缸）的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。 对于执行元件和控制元件 ， 演示文稿都是基于相应回路图符号 ， 这也为介绍回路图符号作了准备。根据系统工作原理 ， 您可对所有回路依次进行编号 。 如果第一个执行元件编号为 0，则与其相关的控制元件标识符则为 1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为偶数，则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。 不仅应对液压回路进行编号，也应对实际设备进行编号，以便发现系统故障。 包括下面四个部分：设备编号 、 回路编号 、 元件标识符和元件编号 。 如果整个系统仅有一种设备 ， 则可省略设备编号。 实际中，另一种编号方式就是对液压系统中所有元件进行连续编号，此时 ，元件编号应该与元件列表中编号相一致。 这种方法特别适用于复杂液压控制系统，每个控制回路都与其系统编号相对应与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点： 1、液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置。2、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。3、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达 2000： 1） 。4、可自动实现过载保护。5、一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长； 6、很容易实现直线运动 /7、很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。液压系统的缺点： 1、由于流体流动的阻力和泄露较大，所以效率较低。如果处理不当，泄露不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。 2、由于工作性能易受到温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。3、液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。4、由于液体介质的泄露及可压缩性影响，不能得到严格的传动比。5、液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平。在液压系统及其系统中 ， 密封装置用来防止工作介质的泄漏及外界灰尘和异物的侵入。其中起密封作用的元件，即密封件。外漏会造成工作介质的浪费 ， 污染机器和环境 ， 甚至引起机械操作失灵及设备人身事故 。 内漏会引起液压系统容积效率急剧下降 ， 达不到所需要的工作压力 ， 甚至不能进行工作 。 侵入系统中的微小灰尘颗粒，会引起或加剧液压元件摩擦副的磨损，进一步导致泄漏。 因此 ， 密封件和密封装置是液压设备的一个重要组成部分 。 它的工作的可靠性和使用寿命 ， 是衡量液压系统好坏的一个重要指标 。 除间隙密封外 ， 都是利用密封件 ， 使相邻两个偶合表面间的间隙控制在需要密封的液体能通过的最小间隙以下 。 在接触式密封中 ， 分为自封式压紧型密封和自封式自紧型密封 （ 即唇形密封）两种。 液压系统的三大顽疾 1、发热 由于传力介质（液压油）在流动过程中存在各部位流速的不同 ， 导致液体内部存在一定的内摩擦 ， 同时液体和管路内壁之间也存在摩擦 ， 这些都是导致液压油温度升高的原因。温度升高将导致内外泄漏增大，降低其机械效率 。同时由于较高的温度 ， 液压油会发生膨胀 ， 导致压缩性增大 ， 使控制动作无法很好的传递。解决办法：发热是液压系统的固有特征，无法根除只能尽量减轻 。 使用质量好的液压油 、 液压管路的布置中应尽量避免弯头的出现 、 使用高质量的管路以及管接头、液压阀等。 2、 振动 液压系统的振动也是其痼疾之一 。 由于液压油在管路中的高速流动而产生的冲击以及控制阀打开关闭过程中产生的冲击都是系统发生振动的原因 。强的振动会导致系统控制动作发生错误 ， 也会使系统中一些较为精密的仪器发生错误 ， 导致系统故障 。 解决办法 ： 液压管路应尽量固定 ， 避免出现急弯 。 避免频繁改变液流方向 ， 无法避免时应做好减振措施 。 整个液压系统应有良好的减振措施，同时还要避免外来振源对系统的影响。 3、 泄漏 液压系统的泄漏分为内泄漏和外泄漏 。 内泄漏指泄漏过程发生在系统内部 ， 例如液压缸活塞两边的泄漏 、 控制阀阀芯与阀体之间的泄漏等 。 内泄漏虽然不会产生液压油的损失 ， 但是由于发生泄漏 ， 既定的控制动作可能会受到影响 ， 直至引起系统故障 。 外泄漏是指发生在系统和外部环境之间的泄漏 。 液压油直接泄漏到环境中 ， 除了会影响系统的工作环境外 ， 还会导致系统压力不够引发故障 。 泄漏到环境中的液压油还有发生火灾的危险 。 解决办法 ： 采用质量较好的密封件，提高设备的加工精度。 另 ： 对于液压系统这三大顽疾 ， 有人进行了总结 ： “ 发烧 、 拉稀带得瑟 ” （ 这位总结者是东北人 ） 。液压系统用于升降机，挖掘机，泵站，强夯机，起重机，等等大型工业，建筑，工厂，企业，还有升降机，升降平台，登车桥等等行业 。液压元件将向高性能、高质量、高可靠性、系统成套方向发展；向低能耗 、低噪声、振动、无泄漏以及污染控制、应用水基介质等适应环保要求方向发展 ；开发高集成化高功率密度 、 智能化 、 机电一体化以及轻小型微型液压元件 ； 积极采用新工艺、新材料和电子、传感等高新技术。 发水介质调速型液力偶合器和向汽车应用领域发展 ， 开发液力减速器 ， 提高产品可靠性和平均无故障工作时间 ； 液力变矩器要开发大功率的产品 ， 提高零部件的制造工艺技术 ， 提高可靠性 ， 推广计算机辅助技术 ， 开发液力变矩器与动力换档变速箱配套使用技术 ； 液粘调速离合器应提高产品质量 ， 形成批量 ， 向大功率和高转速方向发展。 气动行业： 重量轻 、 功耗低 、 组合集成化方向发展 ， 执行元件向种类多 、 结构紧凑 、 定位精度高方向发展 ； 气动元件与电子技术相结合 ， 向智能化方向发展 ； 元件性能向高速 、 高频 、 高响应 、 高寿命 、 耐高温 、 耐高压方向发展 ，普遍采用无油润滑，应用新工艺、新技术、新材料。 （ 1）采用的液压元件高压化，连续工作压力达到 40间最高压力达到 48 2）调节和控制方式多样化；（ 3）进一步改善调节性能，提高动力传动系统的效率；（ 4）发展与机械、液力、电力传动组合的复合式调节传动装置；（ 5）发展具有节能、储能功能的高效系统；（ 6）进一步降低噪声；（ 7）应用液压螺纹插装阀技术，紧凑结构、减少漏油。控制力 。 一个使飞机驾驶员升起和落下起落架的液压系统 ， 当飞行员向某方向移动控制阀 ， 压力油流入液压缸的某一腔从而降下起落架 。 飞行员向相反方向移动控制阀，允许油液进入液压缸的另一腔来收回起落架。 个液压系统 （ 没有使用笨重的齿轮 、 滑轮和杠杆 ） 能简单有效地将不到一盎司的力放大产生几百吨力的输出。 和 恒 扭 矩 只 有 液 压 系 统 能 提 供 不 随 速 度 变 化 而 变 化 的 恒 力 或 恒 扭矩 ， 它可以驱动对象从每小时移动几英寸到每分钟几百英寸 ， 从每小时几转到每分钟几千转。 安全 、 经济 总的来说 ， 液压系统比机械或电气系统使用更少的运动部件 ， 因此 ， 它们运行与维护简便 。 这使得系统结构紧凑 ， 安全可靠 。 例如一种用于车辆上的新型动力转向控制装置已淘汰其他类型的转向动力装置 ， 该转向部件中包含有人力操纵方向控制阀和分配器 。 因为转向部件是全液压的 ， 没有万向节、轴承、减速齿轮等机械连接，这使得系统简单紧凑。 另外，只需输入很小的扭矩就能产生满足极恶劣工作条件所需的控制力 ， 这对于因操作空间限制而需要小方向盘的场合很重要 ， 这也是减轻司机疲劳度所必需的。 液压系统的其他优点包括双向运动 、 过载保护和无级变速控制 ， 在已有的任何动力系统中液压系统亦具有最大的单位质量功率比。 尽管液压系统具有如此高性能 ， 但它不是可以解决所有动力传递问题的灵丹妙药 。 液压系统也有些缺点 ， 液压油有污染 ， 并且泄漏不可能完全避免 ， 另外如果油液渗漏发生在灼热设备附近，大多数液压油能引起火灾。二气压系统气压系统是用压力气体传递和控制动力 ， 正如名称所表明的那样 ， 气压系统通常用空气 （ 不用其他气体 ） 作为液体介质 ， 因为空气是安全 、 成本低而又随处可得的流体 ， 在系统部件中产生电弧有可能点燃泄漏物的场合下 （ 使用空气作为介质）尤为安全。 在气压系统中 ， 压缩机用来压缩并供应所需的空气 。 压缩机一般有活塞式 、 叶片式和螺旋式等类型 。 压缩机基本上是根据理想气体法则 ， 通过减小气体体积来增加气体压力的 。 气压系统通常考虑采用大的中央空气压缩机作为一个无限量的气源 ， 这类似于电力系统中只要将插头插入插座便可获得电能 。 用这种方法 ， 压力气体可以从气源输送到整个工厂的各个角落 ， 压力气体可通过空气滤清器除去污物 ， 这些污物可能会损坏气动组件的精密配合部件如阀和气缸等 ， 随后输送到各个回路中 ， 接着空气流经减压阀以减小气压值适合某一回路使用 。 因为空气不是好 的 润 滑 剂 （ 包 括 20%的 氧 气 ） ， 气 压 系 统 需 要 一 个 油 雾 器 将 细 小 的 油 雾 注 射 到经过减压阀减压的空气中，这有助于减少气动组件精密配合运动件的磨损。由于来自大气中的空气含不同数量的水分 ， 这些水分是有害的 ， 它可以带走润滑剂引起过分磨损和腐蚀 ， 因此 ， 在一些使用场合中 ， 要用空气干燥器来除去这些有害的水分 。 由于气压系统直接向大气排出 ， 会产生过大噪声 ， 因此可在气阀和执行组件排气口安装消声器来降低噪声 ， 以防止操作人员因接触噪声及高速空气粒子有可能引发的伤害。用气动系统代替液压系统有以下几条理由：液体的惯性远比气体大，因此 ，在液压系统中 ， 当执行组件加速减速和阀突然开启关闭时 ， 油液的质量便是一个潜在的问题，根据牛顿运动定律（力等于质量乘以加速度 ） ，产生加速运动油液所需的力要比加速同等体积空气所需的力高出许多倍 。 液体比气体具有更大的粘性 ， 这会因为内摩擦而引起更大的压力和功率损失 ； 另外 ， 由于液压系统使用的液体要与大气隔绝 ， 故它们需要特殊的油箱和无泄漏系统设计 。 气压系统系统使用可以直接排到周围环境中的空气，一般来说气压系统没有液压系统昂贵。 然而 ， 由于空气的可压缩性 ， 使得气压系统执行组件不可能得到精确的速度控制和位置控制 。 气压系统由于压缩机局限 ， 其系统压力相当低 （ 低于 250，而液压力可达 10000此液压系统可以是大功率系统，而气动系统仅用于小功率系统，典型例子有冲压、钻孔、提升、冲孔、夹紧、组装、铆接 、 材料处理和逻辑控制操作等。 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据 17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术， 1795年英国约瑟夫 布拉曼 (749在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。 1905年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。 第一次世界大战 (1914液压传动广泛应用，特别是 1920年以后 ， 发展更为迅速。液压元件大约在 19世纪末 20世纪初的 20年间，才开始进入正规的工业生产阶段 。 1925年维克斯 (明了压力平衡式叶片泵 ,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础 。 20世纪初康斯坦丁 尼斯克 (G能量波动传递所进行的理论及实际研究 ;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等 )方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战 (1941间 ,在美国机床中有 30%应用了液压传动 。 应该指出 ,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20多年。在 1955年前后 ,日本迅速发展液压传动 ,1956年成立了 “ 液压工业会 ” 。 近 2030年间 ， 日本液压传动发展之快，居世界领先地位。 液压传动有许多突出的优点 ， 因此它的应用非常广泛 ， 如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械 、汽车等 ； 钢铁工业用的冶金机械 、 提升装置 、 轧辊调整装置等 ； 土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置 、 河床升降装置 、 桥梁操纵机构等 ； 发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车 ） 、船头门、舱壁阀、船尾推进器等 ； 特殊技术用的巨型天线控制装置 、 测量浮标 、 升降旋转舞台等 ； 军事工业用的火炮操纵装置 、 船舶减摇装置 、 飞行器仿真 、 飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件 、辅助元件和液压油。 动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能 ， 指液压系统中的油泵 ， 它向整个液压系统提供动力 。 液压泵的结构形式一般有齿轮泵 、 叶片泵和柱塞泵。 执行元件 (如液压缸和液压马达 )的作用是将液体的压力能转换为机械能 ， 驱动负载作直线往复运动或回转运动。 控制元件 (即各种液压阀 )在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向 。 根据控制功能的不同 ， 液压阀可分为压力控制阀 、 流量控制阀和方向控制阀 。压力控制阀又分为益流阀 (安全阀 )、 减压阀 、 顺序阀 、 压力继电器等 ； 流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀 、梭阀 、 换向阀等 。 根据控制方式不同 ， 液压阀可分为开关式控制阀 、 定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱 、 滤油器 、 油管及管接头 、 密封圈 、 压力表 、 油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质 ， 有各种矿物油 、 乳化液和合成型液压油等几大类。 液压系统的作用就是帮助人类做工 。 主要是由执行元件把压力变成转动或往复运动。液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。 液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系 。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀 ， 其用于控制工作油液的流量 、 压力和方向 ； 执行部分含有液压缸或液压马达 ， 其可按实际要求来选择。 在分析和设计实际任务时，一般采用方框图显示设备中实际运行状况。 空心箭头表示信号流，而实心箭头则表示能量流。 基本液压回路中的动作顺序 控制元件 （ 二位四通换向阀 ） 的换向和弹簧复位、执行元件（双作用液压缸）的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。 对于执行元件和控制元件 ， 演示文稿都是基于相应回路图符号 ， 这也为介绍回路图符号作了准备。 根据系统工作原理 ， 您可对所有回路依次进行编号 。 如果第一个执行元件编号为 0，则与其相关的控制元件标识符则为 1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为偶数，则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。 不仅应对液压回路进行编号，也应对实际设备进行编号，以便发现系统故障。 包括下面四个部分：设备编号 、 回路编号 、 元件标识符和元件编号 。 如果整个系统仅有一种设备 ， 则可省略设备编号。 实际中，另一种编号方式就是对液压系统中所有元件进行连续编号，此时 ，元件编号应该与元件列表中编号相一致。 这种方法特别适用于复杂液压控制系统，每个控制回路都与其系统编号相对应 与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点： 1、液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置。2、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。3、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达 2000： 1） 。4、可自动实现过载保护。5、一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长； 6、很容易实现直线运动 /7、很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。 液压系统的缺点： 1、由于流体流动的阻力和泄露较大，所以效率较低。如果处理不当，泄露不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。2、由于工作性能易受到温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。 3、液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。4、由于液体介质的泄露及可压缩性影响，不能得到严格的传动比。5、液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平。在液压系统及其系统中 ， 密封装置用来防止工作介质的泄漏及外界灰尘和异物的侵入。其中起密封作用的元件，即密封件。外漏会造成工作介质的浪费 ， 污染机器和环境 ， 甚至引起机械操作失灵及设备人身事故 。 内漏会引起液压系统容积效率急剧下降 ， 达不到所需要的工作压力 ， 甚至不能进行工作 。 侵入系统中的微小灰尘颗粒，会引起或加剧液压元件摩擦副的磨损，进一步导致泄漏。 因此 ， 密封件和密封装置是液压设备的一个重要组成部分 。 它的工作的可靠性和使用寿命 ， 是衡量液压系统好坏的一个重要指标 。 除间隙密封外 ， 都是利用密封件 ， 使相邻两个偶合表面间的间隙控制在需要密封的液体能通过的最小间隙以下 。 在接触式密封中 ， 分为自封式压紧型密封和自封式自紧型密封 （ 即唇形密封）两种。 液压系统的三大顽疾 1、发热 由于传力介质（液压油）在流动过程中存在各部位流速的不同 ， 导致液体内部存在一定的内摩擦 ， 同时液体和管路内壁之间也存在摩擦 ， 这些都是导致液压油温度升高的原因。温度升高将导致内外泄漏增大，降低其机械效率 。同时由于较高的温度 ， 液压油会发生膨胀 ， 导致压缩性增大 ， 使控制动作无法很好的传递。解决办法：发热是液压系统的固有特征，无法根除只能尽量减轻 。 使用质量好的液压油 、 液压管路的布置中应尽量避免弯头的出现 、 使用高质量的管路以及管接头、液压阀等。 2、 振动 液压系统的振动也是其痼疾之一 。 由于液压油在管路中的高速流动而产生的冲击以及控制阀打开关闭过程中产生的冲击都是系统发生振动的原因 。强的振动会导致系统控制动作发生错误 ， 也会使系统中一些较为精密的仪器发生错误 ， 导致系统故障 。 解决办法 ： 液压管路应尽量固定 ， 避免出现急弯 。 避免频繁改变液流方向 ， 无法避免时应做好减振措施 。 整个液压系统应有良好的减振措施，同时还要避免外来振源对系统的影响。3、 泄漏 液压系统的泄漏分为内泄漏和外泄漏 。 内泄漏指泄漏过程发生在系统内部