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液 压 传 动 论 文姓名：薛彬学号：024609002班级：09241系别：机电工程系日期：2010-11-18 液压传动论文 Hydraulic Paper摘要：液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。液压传动是研究以有压流体为能源介质，来实现各种机械和自动控制的学科。液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。液压传动是以液压油为工作介质进行能量转换和动力传递的，它具有传送能量大、布局容易、结构紧凑、换向方便、转动平稳均匀、容易完成复杂动作等优点，因而广泛应用于工程机械领域。Abstract：Hydraulic control is often used in industry as a control method, which uses hydraulic pressure to complete delivery of energy. Hydraulic control for flexibility and convenience of hydraulic control in industry received wide attention. Is the study of hydraulic fluid to a pressure medium for the energy to achieve a variety of mechanical and automatic control of the subjects. Hydraulic components used to form such a variety of control loop required, then the organic combination of a number of loop control functions must be done to complete the transmission of energy transfer, conversion and control. Hydraulic fluid is hydraulic oil as the working medium for energy conversion and power transmission, it has a large energy transfer, the layout is easy, compact structure, for the convenient, stable and uniform rotation, easy to perform complex movements, etc., which are widely used in construction machinery areas.关键词：液压传动早期发展 液压传动的基本原理 液压传动的优缺点 液压传动的系统应用 液压传动系统的组成 液压传动发展趋势前言： 液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。液压传动是研究以有压流体为能源介质，来实现各种机械和自动控制的学科。液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。 从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。 （一）液压传动的早期运用：1795年英国约瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，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(1914-1918)后液压传动广泛应用，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(F.Vikers)发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(GConstantimsco)对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(1941-1945)期间，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。 （二）液压传动基本原理 液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。其中液压动力元件是为液压系统产生动力的部件，主要包括各种液压泵。液压泵依靠容积变化原理来工作，所以一般也称为容积液压泵。齿轮泵是最常见的一种液压泵，它通过两个啮合的齿轮的转动使得液体进行运动。其他的液压泵还有叶片泵、柱塞泵，在选择液压泵的时候主要需要注意的问题包括消耗的能量、效率、降低噪音。 液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置，主要包括液压缸和液压马达。液压马达是与液压泵做相反的工作的装置，也就是把液压的能量转换称为机械能，从而对外做功。 液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制，以满足特定的工作要求。正是因为液压控制元器件的灵活性，使得液压控制系统能够完成不同的活动。液压控制元件按照用途可以分成压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。按照操作方式可以分成人力操纵阀、机械操纵法、电动操纵阀等。 除了上述的元件以外，液压控制系统还需要液压辅助元件。这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器、蓄能器和密封装置。通过以上的各个器件，我们就能够建设出一个液压回路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成的相应的控制回路。根据不同的控制目标，我们能够设计不同的回路，比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。 根据液压传动的结构及其特点，在液压系统的设计中，首先要进行系统分析，然后拟定系统的原理图，其中这个原理图是用液压机械符号来表示的。之后通过计算选择液压器件，进而再完成系统的设计和调试。这个过程中，原理图的绘制是最关键的。它决定了一个设计系统的优劣。 液压传动的应用性是很强的，比如装卸堆码机液压系统，它作为一种仓储机械，在现代化的仓库里利用它实现纺织品包、油桶、木桶等货物的装卸机械化工作。也可以应用在万能外圆磨床液压系统等生产实践中。这些系统的特点是功率比较大，生产的效率比较高，平稳性比较好。 液压作为一个广泛应用的技术，在未来更是有广阔的前景。随着计算机的深入发展，液压控制系统可以和智能控制的技术、计算机控制的技术等技术结合起来，这样就能够在更多的场合中发挥作用，也可以更加精巧的、更加灵活地完成预期的控制任务。 液压传动是流体传动的一种，其基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。（三）液压传动系统优缺点液压传动的优点： 在目前四大类传动方式(机械、电气、液压和气压)中，没有一种动力传动是十全十美的，而液压传动具有下述极其明显的优点： (1)从结构上看，其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率在四类传动方式中是力压群芳的，有很大的力矩惯量比，在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。 (2)从工作性能上看，速度、扭矩、功率均可无级调节，动作响应性快，能迅速换向和变速，调速范围宽，调速范围可达100：l到2000：1；动作快速性好，控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力，便于与电气控制相配合，以及与CPU(计算机)的连接，便于实现自动化。 (3)从使用维护上看，元件的自润滑性好，易实现过载保护与保压，安全可*；元件易于实现系列化、标准化、通用化 (4)所有采用液压技术的设备安全可*性好。 (5)经济：液压技术的可塑性和可变性很强，可以增加柔性生产的柔度，和容易对生产程序进行改变和调整，液压元件相对说来制造成本也不高，适应性比较强。 (6)液压易与微机控制等新技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化已成为世界发展的潮流，便于实现数字化。液压传动的缺点： 任何事物都是一分为二的，液压传动也不例外： (1)液压传动因有相对运动表面不可避免地存在泄漏，同时油液不是绝对不可压缩的，加上油管等弹性变形，液压传动不能得到严格的传动比，因而不能用于如加工螺纹齿轮等机床的内联传动链中。 (2)油液流动过程中存在沿损失、局部损失和泄漏损失，传动效率较低，不适宜远距离传动。 (3)液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作， (4)为防止漏油以及为满足某些性能上的要求，液压元件制造精度要求高，给使用与维修保养带来一定困难。（四）液压传动系统的应用:1】液压系统应用领域：液压系统正在世界各地各行各业运行着，如：机床、数控中心、塑料机械、木工机械、农业机械、行业机械等。而且这些系统都具有良好的可性。 1液压系统设计拥有三维CAD技术。同时建立了液压元件图形库、元件型号对比库、数据库。实现系统原理设计、电气配线设计、系统结构、液压集成块，液压装置，标准泵站，油箱附件均已形成系列，实现了设计标准化，可以承接大型液压系统的设计与制造。 2. 液压系统集成块深孔加工技术，采用专用的工具，强力内排屑；加工20的孔可达1800mm. 3大口径液压系统管道焊接技术，采用氩弧焊，并配有专用夹具和工装，确保液压系统在高压下的工作质量。 4液压系统集成块相交孔精整技术，采用精细加工和专用工具去毛刺技术。 5液压系统清洗技术，引用国内外先进经验，采用除锈、酸洗、中和、漂洗、净化、喷塑、喷铝等多种工艺，保证系统内部的清洁；采用高压大流量循环冲洗技术，保证液压系统油液的清洁度。 6液压系统表面防锈技术，对机加工件采用脱脂、清洗、磷化等技术服务。2】液压传动的应用范围的基本原理: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。 液压传动的基本原理：液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。 在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理 （五）液压传动系统的组成液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1、动力元件（油泵）:它的作用是利用液体把原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。 2、执行元件（油缸、液压马达）: 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3、控制元件:包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4、辅助元件:除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。 5、工作介质:工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。 液压传动总结：液压传动：它是以液压油为工作介质，通过动力元件(油泵)将原动机的机械能变为液压油的压力能，再通过控制元件，然后借助执行元件(油缸或油马达)将压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动，且通过对控制元件遥控操纵和对流量的调节，调定执行元件的力和速度。当外界对上述系统有扰动时，执行元件的输出量一般要偏离原有调定值，产生一定的误差 液压控制：和液压传动一样，系统中也包括动力元件、控制元件和执行元件，也是通过油液传递功率。二者不同之点是液压控制具有反馈装置，反馈装置的作用是执行元件的输出量(位移、速度、力等机械量)反馈回去与输入量(可以是变化的，也可以是恒定的)进行比较，用比较后的偏差来控制系统，使执行元件的输出随输入量的变化而变化或保持恒定。它是一种构成闭环回路的液压传动系统，也叫液压随动系统或液压伺服系统。 液压传动系统中用的是通断式或逻辑式控制元件，就其控制目的，是保持被调定值的稳定或单纯变换方向，也叫定值和顺序控制元件。 液压控制系统中用的是伺服控制元件，具有反馈结构，并用电气装置进行控制，有较高的控制精度和响应速度，所控制的压力和流量常连续变化。输出功率可放大。 比例控制是介于上述二者之间的一种控制，所用比例控制阀是在通断式控制元件和伺服控制元件的基础上发展起来的一种新型的电液控制元件，兼备了上述两类元件的一些特点，用于用手调的通断式控制不能满足要求，但也不需要伺服阀对液压系统那样严格的污染控制要求的场合。（六）液压传动技术发展趋势 近年来，资源枯竭和环境污染问题受到世界各国的高度重视，各国在节省能源、发掘可再生资源、保护环境方面做了大量的工作，并且制定了相关的法律规定。 液压传动技术是一种在工业中应用较普遍的一种传动技术，与机械传动和电气传动相比，它有自己独特的优点，如：功率质量比大、工作压力和流量可调性好、可实现无级调速等优点。但是目前各类机械设备的液压系统大多采用石油型液压油作为工作介质，不仅消耗了大量的石油资源，而且造成了环境污染。因此，世界各国纷纷研究环保节能的液压传动技术，使液压传动技术更具生命力和竞争力。 液压传动技术要实现环保节能，最重要的一点是选择既环保有可再生的新型工作介质。笔者认为，节能环保型的工作介质目前有两个发展方向。一是以无污染的纯水（或海水）为工作介质，开发出相应的水液压系统。二是开发以食用油为基础的环保型生物基液油。 1、水液压系统： 水液压技术其实是在第一次工业革命中兴起的古老技术，是液压传动技术的初始阶段，而后随着石油工业的发展，液压油取代了水作为工作介质，而随着世界各国对节能环保的呼声越来越高，许多科学又把目光投向了水这一环保工作介质。液压传动技术向水液压传动技术的发展研究，不是技术的简单的重复和循环，而是要向更高的阶段发展。 水液压技术的优点： 从经济性、环保性、难燃性、与工作环境的相容性以及可持续发展等方面考虑，自来 （或海水）都是一种理想的工作介质。 它的主要优点有：1)成本较低；2)对生产产品无污染；3)抗燃性好;4)可压缩性小。2、发展生物可降解液压油： 从节能和环保方面考虑，除了采用水作为工作介质以外，具有现实意义的是发展生可降解液压油液压油。 2.1 生物可降解液压油的定义 生物可降解液压油是指既能满足机器液压系统的要求，其耗损产物又对环境不造成危害的液压油。润滑油的可生物降解特性是其特性中最主要的指标。可生物降解性指物质被活性有机体通过生物作用分解为简单化合物如CO2 和H2O 的能力。 节能环保液压传动技术的发展必须借助信息技术、摩擦磨损技术、润滑技术以及新材料新工艺等成果的不断创新。需要我们这些新一代的液压技术人员不断努力，为改善地球环境和精品制造作贡献。结论: