液壓與氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1、液壓與氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)摘要：液壓技術(shù)在工程機(jī)械、冶金、軍工、農(nóng)機(jī)、汽車(chē)、輕紡、船舶、石油、航空和機(jī)床行業(yè)中，得到了普遍的應(yīng)用。隨著原子能、空間技術(shù)、電子技術(shù)等方面的發(fā)展，液壓技術(shù)向更廣闊的領(lǐng)域滲透，發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制和檢測(cè)在內(nèi)的一門(mén)完整的自動(dòng)化技術(shù)?，F(xiàn)今，采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。由于工業(yè)自動(dòng)化以及FMS發(fā)展，要求氣動(dòng)技術(shù)以提高系統(tǒng)可靠性、降低總成本與電子工業(yè)相適應(yīng)為目標(biāo)，進(jìn)行系統(tǒng)控制技術(shù)和機(jī)電液氣綜合技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。顯然，氣動(dòng)元件的微型化、節(jié)能化、無(wú)油化是當(dāng)前的發(fā)展特點(diǎn)，與電子技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的自適應(yīng)元件，如各類(lèi)比例閥和電氣伺服閥，使氣動(dòng)系統(tǒng)從開(kāi)關(guān)控制

2、進(jìn)入到反饋控制。計(jì)算機(jī)的廣泛普及與應(yīng)用為氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展提供了更加廣闊的前景。社會(huì)需求永遠(yuǎn)是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，機(jī)電一體化，高可靠性等是液壓氣動(dòng)技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動(dòng)產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是否取勝的關(guān)鍵,關(guān)鍵詞：液壓，氣動(dòng)技術(shù)，發(fā)展趨勢(shì)TheDevelopmentTrendofHydraulicandPneumaticTechnologyAbstract:Withthedevelopmentofatomicenergy,spacetechnology,electronictechnologyandotheraspectsoftheinfiltration

3、,hydraulictechnologytoawiderarea,developedintoincludingthetransmission,controlanddetectionofacompleteautomationtechnology.BecauseofindustrialautomationandthedevelopmentofFMS,therequirementsofpneumatictechnologytoimprovesystemreliability,reducethetotalcostandtheelectronicsindustrytoadapttothetarget,t

4、heresearchanddevelopmentofsystemcontroltechnologyandelectromechanicalliquidgascomprehensivetechnology.Obviously,gas,energysaving,miniaturizationofpneumaticcomponentsofnonoilisthecurrentcharacteristicsofthedevelopmentofelectronictechnology,andthecombinationofadaptiveelementisgenerated,thepneumaticsys

5、temintothefeedbackcontrolfromthecontrolswitch.Toreduceenergyconsumption,improveefficiency,adapttothedemandofenvironmentalprotection,mechanicalandelectricalintegration,highreliabilityisthehydraulicandpneumatictechnologytotheeternalgoal,thekeyisthehydraulicandpneumaticproductstoparticipateinmarketcomp

6、etitiontowin.KeyWords:Hydraulic,pneumatic,development一、液壓與氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀從1795年世界上第一臺(tái)水壓機(jī)誕生起，已有幾百年的歷史，但液壓與氣壓傳動(dòng)在工業(yè)上被廣泛采用和有較大幅度的發(fā)展是20世紀(jì)中期以后的事情?，F(xiàn)今，采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的95%勺工程機(jī)械、90%勺數(shù)控加工中心、95%A上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)。特別是近十年來(lái)，液壓技術(shù)與傳感技術(shù)、微電子技術(shù)密切結(jié)合，出現(xiàn)了許多諸如電液比例控制閥、數(shù)字閥、電液伺服液壓缸等機(jī)（液）電一體化兀器件，使液壓技術(shù)在高壓、高速、大功率、節(jié)能高效、

7、低噪聲、使用壽命長(zhǎng)、高度集成化等方面取得了重大進(jìn)展。氣動(dòng)元件的應(yīng)用主要為兩個(gè)方面：維修和配套。過(guò)去國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)元件的銷(xiāo)售要用于維修，近幾年，直接為主要配套的銷(xiāo)售份額逐年增加。國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)元件的應(yīng)用，從價(jià)值數(shù)千萬(wàn)元的冶金設(shè)備到只有12百元的椅子。鐵道扳岔、機(jī)車(chē)輪軌潤(rùn)滑、列車(chē)的煞車(chē)、街道清掃、特種車(chē)間內(nèi)的起吊設(shè)備、軍事指揮車(chē)等都用上了專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)元件。這說(shuō)明氣動(dòng)技術(shù)已“滲透”到各行各業(yè)，并且正在日益擴(kuò)大。我國(guó)的氣動(dòng)工業(yè)雖然達(dá)到了一定規(guī)模與技術(shù)水平，但是與國(guó)際先進(jìn)水平相比，差距甚大。我國(guó)氣動(dòng)產(chǎn)品產(chǎn)值只占世界總產(chǎn)值的1.3%,僅為美國(guó)的1/21,日本的1/15,德國(guó)的1/8。這與10多億人口的大國(guó)很不相

8、稱(chēng)。從品種上看，日本一家公司有6500多個(gè)品種，我國(guó)只有他的1/5,產(chǎn)品性能和質(zhì)量水平差距也很大。國(guó)外已開(kāi)發(fā)了僅大姆指大小、有效截面積為0.2mm2的超小型電磁閥。有一種系列的小型電磁閥，其閥體寬僅10mm有效面積可達(dá)5mm,寬15mm有效面積達(dá)10mr2等。國(guó)外電磁閥的功耗已達(dá)0.5W,還將進(jìn)一步降以適應(yīng)與微電子相結(jié)合。二、液壓與氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)（一）液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1 .節(jié)省能耗，提高效率液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換過(guò)程中，總存在能量損耗。為減少能量的損失，必須解決下面幾個(gè)問(wèn)題減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失；減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量；

9、采用靜壓技術(shù)和新型密封材料，減少摩擦損失；改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)、二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。泄漏控制泄漏控制括：防止液體泄漏到外部造成環(huán)境污染和外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的侵害兩個(gè)方面。今后，將發(fā)展無(wú)泄漏元件和系統(tǒng)，如發(fā)展集成化和復(fù)合化的元件和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)管連接，研制新型密封和無(wú)泄漏管接頭，電機(jī)油泵組合裝置等。無(wú)泄漏將是世界液壓后努力的重要方向之一。2 .計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD和測(cè)試（CAT）充分利用現(xiàn)有的液壓CA皺計(jì)軟件，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，建立知識(shí)庫(kù)信息系統(tǒng)，它將構(gòu)成設(shè)計(jì)-制造-銷(xiāo)售-使用-設(shè)計(jì)的閉環(huán)系統(tǒng)。將計(jì)算機(jī)仿真及適時(shí)控制結(jié)合起來(lái)，在試制樣機(jī)前，便可用軟件修改其特性參數(shù)，以達(dá)到最佳設(shè)計(jì)

10、效果。并把CAD/CAM/CAPP/CAT以及現(xiàn)代管理系統(tǒng)集成在一起建立集成計(jì)算機(jī)制造系統(tǒng)（CIMS）,使液壓設(shè)計(jì)與制造技術(shù)有一個(gè)突破性的進(jìn)展。開(kāi)展液壓系統(tǒng)的故障預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù)。必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究，建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，并利用計(jì)算機(jī)和知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，推算出引起故障的原因，提出維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)通用工具軟件，開(kāi)發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自校正，在故障發(fā)生之前進(jìn)行補(bǔ)償，這是液壓行業(yè)努力的方向3 .發(fā)展機(jī)電一體化元件和系統(tǒng)。機(jī)電一體化可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)出力大、慣性小、響

11、應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，其主要發(fā)展動(dòng)向是：液壓系統(tǒng)將由過(guò)去的電液開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服控制系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)壓力、溫度、速度等傳感器實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化；提高液壓元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更能適應(yīng)機(jī)電一體化需要，發(fā)展與計(jì)算機(jī)直接接口的高頻，低功耗的電磁電控元件；液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油污染度等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制測(cè)量和診斷；電子直接控制元件將得到廣泛的采用，如電控液壓泵，可實(shí)現(xiàn)液壓泵的各種調(diào)節(jié)方式，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、合理分配功率、自動(dòng)保護(hù)等；借助現(xiàn)場(chǎng)總線，實(shí)現(xiàn)高水平信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、爭(zhēng)端和維護(hù)。4 .更加環(huán)保。環(huán)保型產(chǎn)品將具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，隨著人們環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)，開(kāi)發(fā)保護(hù)型液壓產(chǎn)品，將

12、成為今后國(guó)內(nèi)液壓技術(shù)的主流。過(guò)去，液壓界主要致力于控制固體顆粒的污染，而對(duì)水、空氣等的污染控制往往不夠重視。今后應(yīng)重視解決：嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的污染，發(fā)展封閉式系統(tǒng)，防止外部污染物侵入系統(tǒng)；應(yīng)改進(jìn)元件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使之具有更大的耐污染能力。同時(shí)開(kāi)發(fā)耐污染能力強(qiáng)的高效濾材和過(guò)濾器。研究對(duì)污染的在線測(cè)量；開(kāi)發(fā)油水分離凈化裝置和排濕元件，以及開(kāi)發(fā)能清除油中的氣體、水分、化學(xué)物質(zhì)和微生物的過(guò)濾元江及檢測(cè)裝置。此外，還有用AC電機(jī)或變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)定量泵，應(yīng)用現(xiàn)代控制技術(shù)，提高電液壓自動(dòng)控制系統(tǒng)和自動(dòng)維護(hù)的性能，發(fā)展具有比例閥的耐污染和伺服閥高精度、高頻響的直動(dòng)型電液控制閥，大力發(fā)展水壓系統(tǒng)和元件，擴(kuò)大其

13、應(yīng)用領(lǐng)域等。（二）氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)的氣動(dòng)工業(yè)雖然達(dá)到了一定規(guī)模與技術(shù)水平，但是與國(guó)際先進(jìn)水平相比，差距甚大。由于氣動(dòng)技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于各行業(yè)的自動(dòng)裝配和自動(dòng)加工小件、特殊物品的設(shè)備上，原有傳統(tǒng)的氣動(dòng)元件性能正在不斷提高，同時(shí)陸續(xù)開(kāi)發(fā)出適應(yīng)市場(chǎng)要求的新產(chǎn)品，使氣動(dòng)元件的品種日益增加，其發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面：1體積更小，重量更輕，功耗更低在電子元件、藥品等制造行業(yè)中，由于被加工件體積很小，勢(shì)必限制了氣動(dòng)元件的尺寸，小型化、輕型化是氣動(dòng)元件的第一個(gè)發(fā)展方向。國(guó)外已開(kāi)發(fā)了僅大姆指大小、有效截面積為0.2mm2的超小型電磁閥。能開(kāi)發(fā)出外形尺寸小而流量較大的元件更為理想。執(zhí)行元件的定位精度提

14、高，剛度增加，活塞桿不回轉(zhuǎn)，使用更方便.為了提高氣缸的定位精度，附帶制動(dòng)機(jī)構(gòu)和伺服系統(tǒng)的氣缸應(yīng)用越來(lái)越普遍。帶伺服系統(tǒng)的氣缸，即使供氣壓力和所負(fù)的載荷變化，仍可獲得土0.1mm的定位精度。在國(guó)際展覽會(huì)上，各種異型截面缸筒和活塞桿的氣缸甚多，這類(lèi)氣缸由于活塞桿不會(huì)回轉(zhuǎn)，應(yīng)用在主機(jī)上時(shí)，無(wú)須附加導(dǎo)向裝置即可保持一定精度。2 .多功能化，復(fù)合化為了方便用戶，適應(yīng)市場(chǎng)的需要開(kāi)發(fā)了各種由多只氣動(dòng)元件組合并配有控制裝置的小型氣動(dòng)系統(tǒng)。如用于移動(dòng)小件物品的組件，是將帶導(dǎo)向器的兩只氣缸分別按X軸和Z軸組合而成。該組件可搬動(dòng)3kg重物，配有電磁閥、程控器，結(jié)構(gòu)緊湊，占有空間小，行程可調(diào)整。又如一種上、下料模塊，

15、有七種不同功能的模塊形式，能完成精密裝配線上的上、下料作業(yè)，可按作業(yè)內(nèi)容將不同模塊任意組合。還有一種機(jī)械手是由外形小并能改變擺動(dòng)角度的擺動(dòng)氣缸與夾頭的組合件，夾頭部位有若干種夾頭可選配。3 .與電子技術(shù)結(jié)合，大量使用傳感器，氣動(dòng)元件智能化帶開(kāi)關(guān)的氣缸國(guó)內(nèi)已普遍使用，開(kāi)關(guān)體積將更小，性能更高，可嵌入氣缸缸體；有些還帶雙色顯示，可顯示出位置誤差，使系統(tǒng)更可靠。用傳感器代替流量計(jì)、壓力表、能自動(dòng)控制壓縮空氣的流量、壓力，可以節(jié)能并保證使用裝置正常運(yùn)行。氣動(dòng)伺服定位系統(tǒng)已有產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。該系統(tǒng)采用三位五通氣動(dòng)伺服閥，將預(yù)定的定位目標(biāo)與位置傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，實(shí)施負(fù)反饋控制。氣缸最大速度達(dá)2m/s、行程300mm寸，系統(tǒng)定位精度士0.1mmo日本試制成功一種新型智能電磁閥，這種閥配帶有傳感器的邏輯回路，是氣動(dòng)元件與光電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。它能直接接受傳感器的信號(hào)，當(dāng)信號(hào)滿足指定條件時(shí)，不必通過(guò)外部控制器，即可自行完成動(dòng)作，達(dá)到控制目的。它已經(jīng)應(yīng)用在物體的傳送帶上，能識(shí)別搬運(yùn)物體的大小，使大件直接下送，小件分流。4 .更高的安全性和可靠性從近幾年的氣動(dòng)技術(shù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)可知，標(biāo)準(zhǔn)不僅提出了互換性要求，并且強(qiáng)調(diào)了安全性。管接頭、氣源處理外殼等耐壓試驗(yàn)