液壓傳動技術的應用畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 象正說明了液壓傳動的一個基本原理 —— 壓力決定于負載。從機床工作臺液壓系統的工作過程可以看出，一個完整的、能夠正常工作的液壓系統，應該由以下五個主要部分來組成： 能源裝置它是供給液壓系統壓力油，把機械能轉換成液壓能的裝置。最常見的形式是液壓泵。 執行裝置它是把液壓能轉換成機械能的裝置。其形式有作直線運動的液壓缸，有作回轉運動的液壓馬達，它們又稱 為液壓系統的執行元件。 控制調節裝置它是對系統中的壓力、流量或流動方向進行控制或調節的裝置。如溢流閥、節流閥、換向閥、開停閥等。 輔助裝置上述三部分之外的其他裝置，例如油箱，濾油器，油管等。它們對保證系統正常工作是必不可少的。 工作介質傳遞能量的流體，即液壓油等。 液壓傳動系統圖的圖形符號 .. ooo 圖 13 機床工作臺液壓系統的圖形符號圖 1— 工作臺 2— 液壓缸 3— 油塞 4— 換向閥 5— 節流閥 6— 開停閥 7— 溢流閥 8— 液壓泵 9— 濾油器 10— 油箱 圖 12 所示的液壓系統是一種半結構式的工作原理圖它有直觀性強、容易理解的優點，當液壓系統發生故障時，根據原理圖檢查十分方便，但圖形比較復雜，繪制比較麻煩。我國已經制定了一種用規定的圖形符號來表示液壓原理圖中的各元件和連接管路的國家標準，即“液壓系統圖圖形符號 (GB786— 76)”。我國制訂的液壓系統圖圖形符號 (GB786— 76)中，對于這些圖形符號有以下幾條基本規定。 符號只表示元件的職能，連接系統的通路，不表示元件的具體結構和參數，也不表示元件在機器中的實際安裝位置。 元件符號內的油液流 動方向用箭頭表示，線段兩端都有箭頭的，表示流動方向可逆。 .. ooo 符號均以元件的靜止位置或中間零位置表示，當系統的動作另有說明時，可作例外。 圖 13 所示為圖 12(a)系統用國標《 GB786— 76 液壓系統圖圖形符號》繪制的工作原理圖。使用這些圖形符號可使液壓系統圖簡單明了，且便于繪圖。 液壓傳動技術的特點 液壓傳動之所以能得到廣泛的應用，是由于它具有以下的主要優點： 由于液壓傳動是油管連接，所以借助油管的連接可以方便靈活地布置傳動機構，這是比機械傳動優越的地方。例如，在井下抽 取石油的泵可采用液壓傳動來驅動，以克服長驅動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，又加之極易布置，在挖掘機等重型工程機械上，已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。 液壓傳動裝置的重量輕、結構緊湊、慣性小。例如，相同功率液壓馬達的體積為電動機的 12%～ 13%。液壓泵和液壓馬達單位功率的重量指標，目前是發電機和電動機的十分之一，液壓泵和液壓馬達可小至 (牛 /瓦 ),發電機和電動機則約為 。 可在大范圍內實現無級調速。借助閥或變量泵、變量馬達 ，可以實現無級調速，調速范圍可達 1∶ 2020，并可在液壓裝置運行的過程中進行調速。 傳遞運動均勻平穩，負載變化時速度較穩定。正因為此特點，金屬切削機床中的磨床傳動現在幾乎都采用液壓傳動。 液壓裝置易于實現過載保護 —— 借助于設置溢流閥等，同時液壓件能自行潤滑，因此使用壽命長。 液壓傳動容易實現自動化 —— 借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結合使用時，能很容易地實現復雜的自動工作循環，而且可以實現遙控。 液壓元件已實現了標準化、系列化和通用化，便于設計、 制造和推廣使用。 液壓傳動的缺點是： 液壓系統中的漏油等因素，影響運動的平穩性和正確性，使得液壓傳動不能保證嚴格的傳動比。 液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體粘性變化，引起運動特性的變化，使得工作的穩定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環境條件下工作。 .. ooo 為了減少泄漏，以及為了滿足某些性能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復雜。 液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。 液壓系統發生故障不易檢查和排 除。 總之，液壓傳動的優點是主要的，隨著設計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。液壓傳動有著廣泛的發展前景。 第二章 液壓傳動技術的創新發展 液壓現場總線技術 液壓現場總線技術的定義 現場總線是連接智能化儀表和自動化系統的全數字式、雙向傳輸 、多分支結構的通信網絡。現場總線控制系統簡化為工作站和現場設備兩層結構，它可以看作是一個由數字通訊設備；和監控設備組成的分布式系統從計算機角度看，現場總線是一種工業網絡平臺；從通信角度看，它是一種新的全數字串行、雙向、多路設備 的通信方式；從工程角度看，它是一種工廠結構化布線。隨著現代制造技術的快速發展，流體控制技術和電子控制技術的結合越來越緊密，在液壓領域越來越多的人開始使用或關注總線技術在液壓系統中的應用，液壓技術人員也越來越感受到現場總線技術的優越性。液壓系統是在液壓總線的供油路和回油路間安裝數個開關液壓源，與其各自的控制閥、執行器相連接。開關液壓源包括液感元件、高速開關閥、單向閥、液容元件。根據開關液壓源功能不同，它可組合成升壓或降壓增流型開關液壓源。由于將開關源的輸入端直接掛在液壓總線上，通過高速開關方式加以升壓或降壓增 流。該系統克服了傳統液壓系統無法實現升壓以及降壓增流的問題，最終輸出與各執行器需求相適應的壓力和流量。 現場總線技術在液壓系統應用中的特點 經濟性；任何一種新技術新產品的開發與使用，其成本是首先需要考慮的因素之一，總線技術也不例外。設計開發總線技術產品的初衷之一就是降低系統及工程成本。所以，應用單位使用總線產品和供應商提供產品的第一前提應該是以降低總線系統的使用成本為目的。 按 IEC611313 標準的柔性化程序，易學、易懂，可操作性強。 .. ooo 可靠性、可維護 性；現場總線技術采用總線代替一對一的 I/O 連線。對于大規模 I/O 系統來說，減少了由接線點造成的不可靠因素，同時系統具有在線故障診斷，報警記錄功能；可完成現場液壓系統的遠程參數設定、修改等參數化工作，增強了系統的可維護性。 友好的人機對話界面，可方便進行液壓系統的參數修改和故障監控。 滿足所有有關人身安全、電磁兼容、抗沖擊及抗震動的重要標準。 相對于傳統的液壓比例控制系統更具有其價格競爭優勢。 水壓元件及系統 水壓傳動技術概述 用水作介質的液 壓元件古而有之，最早的液壓設備就是用水的。今滅隨便一個洗車店里都裝備了帶容積式泵的高壓清洗機這樣的水液壓設備。但后來所謂“水壓機”的介質中也添加了許多東西以滿足方方面面的性能要求，其實是一種乳化液。后來發展的“難燃液壓液”有幾種也是水基的。在某種意義上，液壓技術的發展是一個元件與工作介質互相適應和協調發展的歷史。液壓介質性能水平的提高對于現代液壓技術的發展功不可沒。現在所謂的水液壓元件企圖用普通水或天然海水作為介質，所有技術難點就都集中到了元件本身。液壓元件的發展越來越依賴于材料科學和制造技術的進步，這在水 液壓元件中體現得尤為突出。在現代技術條件下，造出能在密封、潤滑、抗蝕等性能方面適應純水甚至海水介質的液壓元件是可能的，當然由于無法同時改進介質的相關特性，水液壓裝置的性能，特別是性價比較高之元件和介質都經過多年“磨合”和優化的傳統液壓裝置會大打折扣，一般也只能在水的冰點以上才能運行。水上和水下作業 的船只和裝置上，以及用高壓水工作的設備中 (如高壓水清洗、切割設備、消防設備和藝術噴泉等 )，使用直接從外界吸水和向外排水的開式循環的水液壓系統有其必要性和合理性。 水壓傳動技術就是基于綠色設計和清沽生產技術而重 新崛起的一門新技術。是新型工業化發展進程中出現的一門綠色新技術。由于水具有清潔、尤污染、廉價、安全、取之方便、再利用率高、處理簡單等突出優點，用其取代礦物油作為液壓系統工作介質時不僅能夠解決未來因石油枯竭帶來的能源危機，而且能夠最大限度地解決因礦物油泄漏和排放帶來的污染與安全問題，最符合環境保護以及可持續發展的要求，使得人們開始重新考慮和認識到將這一清潔能源作為液壓系統工.. ooo 作介質的重要性，并已引起人們的普遍關注，成為現代水壓傳動技術發展的最直接動力。 水壓傳動技術特點 資源豐富，來源 廣泛，再利用率高。水是地球上最為豐富且與世共生的資源，在水壓傳動系統應用的整個周期內，可多次回收，重復使用，且不易變質 水是一種無毒無污染資源，對人體和環境尢害。有利于提高 T 作環境的舒適性和安全性 ，排除的液體不需作任何處理即可直接排放 ，從根本上消除油壓傳動系統岡泄漏和排放 而造成的牛產與環境污染。 阻燃性好，安全性高。特別適合高溫、核輻射和明火等場合下的應用 ，有效地解決油壓傳動所帶來的易燃 、易爆 、油蒸汽對人體的危害等安全問題以及核輻射造成的液油變質和放射性污染等問題。 處理技術與工藝簡單 ，系統 的運行與維修費用低。水長時間使用不會變質，使用前后的水處理簡單；而且系統在航運、水下作業、潛艇等水環境下工作時，不用油箱 、冷卻裝置，大大簡化了系統。 水壓傳動技術的應用及展望 隨著科學技術的進步，水壓產品及技術取得了較大的進展，目前，不僅水壓泵形式增多了，符合 ISO／ CETOP 連接尺等各標準規格的各種閥，甚至疊加閥、比例閥和連續可調的流量控制閥都形成了產品系列，配套用的液壓缸、油箱、接頭零件、密封件等也一應俱有，而且在專家的指導下，用戶可以根據自己 的需求進行系統配組。正式推出了多種工作壓力為 l6～ 21MPa 的作為成套機械和設備用 的獨立產品 (動力站和控制閥 )。在歐、美水壓傳動開始廣泛進入食品工業、醫藥、化學、造紙木材加工、海上作業、核能工業、消防、工程、地質鉆探、環境工程等一些對安全 、清潔、環境無害要求較高的行業。一些量大面廣的街道和路面清洗車以及新的鐵路機械中的應用，加上傳統的鋼廠軋機和水壓機等應用正在擴大。可見水液壓作為一種更符合環保要求的傳動技術，將會使流體技術在與電傳動技術的競爭中得到新的支持。隨著新材料、新技術的不斷涌現，必將推動水壓技術的發展，逐步地取代現有的油壓傳動系統。