液壓傳動的早期運用

 

　　1795年英國約瑟夫?布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上，誕生了世界上臺水壓機。1905年將工作介質(zhì)水改為油，又進一步得到改善。 

 

　　次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應用，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀末 20 世紀初的20年間才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動 的逐步建立奠定了基礎。20 世紀初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究;1910年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻，使這兩方面領域得到了發(fā)展。 

 

　　第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間，在美國機床中有30%應用了液壓傳動。應該指出，日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近 20 多年。在 1955 年前后，日本迅速發(fā)展液壓傳動，1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。近20~30 年間，日本液壓傳動發(fā)展之快，居世界領先地位。

 

　　液壓傳動的應用范圍的基本原理

 

　　液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構等；發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。

 

　　液壓傳動的基本原理：液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件(缸或馬達)把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，從而驅(qū)動工作機構，實現(xiàn)直線往復運動和回轉(zhuǎn)運動。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。

 

　　在液壓傳動中，液壓油缸就是一個Z簡單而又比較完整的液壓傳動系統(tǒng)，分析它的工作過程，可以清楚的了解液壓傳動的基本原理。

 

　　液壓傳動系統(tǒng)的組成

 

　　液壓系統(tǒng)主要由：動力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。

 

　　1、動力元件（油泵） 它的作用是把液體利用原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液壓力能；是液壓傳動中的動力部分。

 

　　2、執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達） 它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機械能。其中，油缸做直線運動，馬達做旋轉(zhuǎn)運動。

 

　　3、控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無級調(diào)節(jié)液動機的速度，并對液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進行調(diào)節(jié)控制。

 

　　4、輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及油箱等，它們同樣十分重要。

 

　　5、工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過油泵和液動機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。

 

　　液壓傳動的優(yōu)缺點

 

　　1、液壓傳動的優(yōu)點 （1）體積小、重量輕，例如同功率液壓馬達的重量只有電動機的10％～20%。因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊；

 

　　（2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速，且調(diào)速范圍Z大可達1：2000(一般為1：100）。

 

　　（3）換向容易，在不改變電機旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機構旋轉(zhuǎn)和直線往復運動的轉(zhuǎn)換；

 

　　（4）液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制；

 

　　（5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；

 

　　（6）操縱控制簡便，自動化程度高；

 

　　（7）容易實現(xiàn)過載保護。

 

　　（8)液壓元件實現(xiàn)了標準化、系列化、通用化、便于設計、制造和使用。

 

　　2、液壓傳動的缺點

 

　　（1）使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔；

 

　　（2）對液壓元件制造精度要求高，工藝復雜，成本較高；

 

　　（3）液壓元件維修較復雜，且需有較高的技術水平；

 

　　（4）液壓傳動對油溫變化較敏感，這會影響它的工作穩(wěn)定性。因此液壓傳動不宜在很高或很低的溫度下工作，一般工作溫度在-15℃~60℃范圍內(nèi)較合適。

 

　　（5）液壓傳動在能量轉(zhuǎn)化的過程中，特別是在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，其壓力大，流量損失大，故系統(tǒng)效率較低。

　　

　　液壓元件分類

 

　　動力元件： 齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵......

 

　　執(zhí)行元件－液壓缸：活塞液壓缸、柱塞液壓缸、擺動液壓缸、組合液壓缸

 

　　壓馬達：齒輪式液壓馬達、葉片液壓馬達、柱塞液壓馬達

　

　　控制元件－方向控制閥：單向閥、換向閥

 

　　壓力控制閥：溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等

 

　　流量控制閥：節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥

 

　　輔助元件－蓄能器、過濾器、冷卻器、加熱器、油管、管接頭、油箱、壓力計、流量計、密封裝置等