液壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1、1 高壓化2 輕量化3 模塊化、集成化4 液壓新介質(zhì)5 液壓比例伺服化6 液壓新材料、新工藝7 節(jié)能化8 數(shù)字化液壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)高壓化的意義液壓系統(tǒng)在相同的功率的情況下，提高工作壓力可以降低流量，使泵的排量較小，液壓管路管徑變小，減小零件的體積，從而達(dá)到輕量化、節(jié)省材料和空間的目的。采用高壓可以有效提高功率密度和降低成本。系統(tǒng)高壓化在飛機(jī)設(shè)計(jì)上的意義重大，飛機(jī)系統(tǒng)高壓化明顯減輕飛機(jī)的質(zhì)量。 高壓化表1 是以21MPa 作為基準(zhǔn)壓力，提高系統(tǒng)工作壓力之后，液壓系統(tǒng)重量體積的變化情況。高壓化例如：美國(guó)海軍在F - 14 戰(zhàn)斗機(jī)上進(jìn)行了壓力分別20.7MPa 和55.2MPa 兩種飛機(jī)液壓系統(tǒng)的對(duì)比

2、研究, 結(jié)果表明: 相對(duì)于壓力為20.7MPa 的飛機(jī)液壓系統(tǒng)來說, 壓力55.2MPa 的飛機(jī)液壓系統(tǒng)的質(zhì)量可減輕30% , 體積可縮小40%。 同時(shí),也進(jìn)一步證實(shí)將F - 15 、KC - 10 飛機(jī)液壓系統(tǒng)壓力從20.7MPa 提高到55.2MPa , 系統(tǒng)的質(zhì)量至少減輕25%30%。高壓化應(yīng)用領(lǐng)域 （1）飛機(jī)液壓系統(tǒng)將朝著質(zhì)量輕、體積小、高壓化、大功率、變壓力、多余度等方向發(fā)展。 自從飛機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)20.7MPa 、27.6MPa壓力之后, 世界上飛機(jī)液壓系統(tǒng)最高壓力已保持了40 余年沒有改變, 圖1所示是世界各國(guó)主要機(jī)型液壓系統(tǒng)的工作壓力。但是世界各國(guó)特別是美國(guó)近20年來的大量研究

3、表明: 減輕飛機(jī)液壓系統(tǒng)質(zhì)量和縮小其體積的最有力的途徑是提高飛機(jī)液壓系統(tǒng)的工作壓力。高壓化（2）液壓挖掘機(jī) 現(xiàn)有的液壓挖掘機(jī)基本上都是開回路的，平均使用壓力在2835MPa之間。這是因?yàn)槿毡镜囊簤和诰驒C(jī)可作多種用途，作業(yè)人員往往更重視挖掘機(jī)的操作性能。認(rèn)為高壓化會(huì)引起操作性能的惡化，因此使用壓力一直停頓在目前的水平上。但是，今后如能與載荷傳感器或電子控制器等相融合，那即使壓力升高，也不會(huì)降低操作性能，也就是說液壓挖掘機(jī)的油壓可達(dá)到3542MPa級(jí)水平。高壓化（3）小型挖掘機(jī) 小型挖掘機(jī)采用柱塞泵是最近幾年的事，其使用壓力現(xiàn)已達(dá)到21一25MPa水平。這是因?yàn)楹芏嘈⌒屯诰驒C(jī)的齒輪泵被換成了柱塞泵

4、，橡膠管和液壓缸等外部設(shè)備的使用壓力水平也隨之提高了。另外還出現(xiàn)了采用載荷傳感器的小型挖掘機(jī)，和中型挖掘機(jī)一樣，它們的使用壓力還會(huì)逐步提高。雖目前尚不能肯定地說，但估計(jì)達(dá)到2835MPa的壓力水平已為期不遠(yuǎn)了。.高壓化（4）壓力機(jī) 言及壓力機(jī)，僅討論一般壓力級(jí)水平就顯得毫無意義了。壓力機(jī)種類千差萬別，使用壓力也大不一樣。其中使用壓力較高的是，鍛壓機(jī)械和板金加工機(jī)械。鍛壓機(jī)械主要使用變量泵，板金加工機(jī)主要使用定量泵，目前的使用壓力水平為3238MPa。最近，由于出現(xiàn)了鍛壓機(jī)，對(duì)高壓化的要求漸增。此時(shí)如使用高可靠性的部件，其最高使用壓力可達(dá)42MPa。以大型壓力機(jī)為中心，估計(jì)今后的壓力級(jí)水平大致在

5、4oMPa左右。液壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)螺紋插裝閥（1）達(dá)到零泄漏，改變液壓易環(huán)境污染降低效率的弊端。（2）集成體積最小，符合工程機(jī)械車輛液壓裝置的要求。（3）成本降低，批量大，具有與其他閥種的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。輕量化的體現(xiàn)輕量化的體現(xiàn)鋁合金液壓閥塊鋁合金閥塊重量輕，是鋼的1/3重；加工方便，易切削；不生銹，防腐性好。常用于插裝閥,像液壓鎖,平衡閥, 馬達(dá)控制閥等。輕量化的體現(xiàn)輕量化的體現(xiàn)u 高度的組合化，集成化和模塊化 液壓系統(tǒng)由管式配置經(jīng)板式配置，箱式配置，集成塊式配置發(fā)展到疊加式配置，插裝式配置，使連接的通道越來越短。閥臺(tái)模塊蓄能器組液壓技術(shù)發(fā)展的特液壓泵站18軋機(jī)配管的模塊化設(shè)計(jì)側(cè)面模塊側(cè)面模塊 1側(cè)

6、面模塊側(cè)面模塊 2側(cè)面模塊側(cè)面模塊 4側(cè)面模塊側(cè)面模塊 3介質(zhì)模塊介質(zhì)模塊連接模塊連接模塊 2油庫(kù)頂板油庫(kù)頂板出現(xiàn)了一些組合集成件，如液壓泵和壓力閥的集成設(shè)計(jì)、液壓閥與液壓缸的集成設(shè)計(jì)等系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)實(shí)例（集成型液壓缸）電液集成化的應(yīng)用（電液集成元件） 電液管電液轉(zhuǎn)換元件 液管液壓放大元件液壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代液壓技術(shù)是在古老的水壓傳動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展和完善起來的，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)在l7世紀(jì)末及隨后的100多年里，液壓傳動(dòng)的介質(zhì)一直是水。l9世紀(jì)后半葉, 出現(xiàn)了以純水為介質(zhì)的液壓機(jī)械和元件，主要用于船舶錨機(jī)和起重機(jī)上。但是，由于純水存在黏度

7、低、潤(rùn)滑性能差和易造成元件腐蝕、其密封問題一直未能很好解決等缺點(diǎn)，以及電氣傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)，曾一度導(dǎo)致液壓技術(shù)停滯不前。一、液壓介質(zhì)發(fā)展概況 在20世紀(jì)初期，隨著石油工業(yè)的興起和耐油合成橡膠的出現(xiàn)，促進(jìn)了液壓傳動(dòng)技術(shù)由初始的純水液壓傳動(dòng)進(jìn)人占本世紀(jì)大部分時(shí)間的現(xiàn)有油壓傳動(dòng)，礦物型液壓油也以良好的綜合理化性能取代了水而成為最主要的工作介質(zhì)，液壓元件和系統(tǒng)的性能也因此得以大大提高，從而極大地推動(dòng)了液壓傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步。第二次世界大戰(zhàn)期間，尤其20世紀(jì)607O年代，液壓技術(shù)得到了快速發(fā)展并日臻完善，并進(jìn)入到穩(wěn)定成熟的發(fā)展時(shí)期。 目前，液壓傳動(dòng)技術(shù)的工作介質(zhì)在環(huán)保節(jié)能方面有兩個(gè)發(fā)展方向，一是發(fā)展全新

8、的以水為工作介質(zhì)的水液壓系統(tǒng)，二是發(fā)展生物可降解的環(huán)保液壓油。液壓介質(zhì)發(fā)展概況水壓傳動(dòng)技術(shù)與油壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展歷程比較 水液壓技術(shù)其實(shí)是在第一次工業(yè)革命中興起的古老技術(shù)，是液壓傳動(dòng)技術(shù)的初始階段，隨著世界各國(guó)對(duì)節(jié)能環(huán)保的呼聲越來越高，許多科學(xué)又把目光投向了水這一環(huán)保工作介質(zhì)。二、水液壓系統(tǒng)的發(fā)展 純水液壓傳動(dòng)是以純水(不含任何添加劑的天然水，包括海水和淡水)作為傳動(dòng)介質(zhì)。純水的分類，見下表。(1)純水價(jià)格低廉，且不用運(yùn)輸 存儲(chǔ)，取材方便，資源豐富(2)無環(huán)境污染，環(huán)保性好(3)水的阻燃性和安全性高(4)純水壓縮系數(shù)小(5)系統(tǒng)效率高(6)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(7)溫升小水壓技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)(1)元件及

9、系統(tǒng)成本高(2)潤(rùn)滑性差(3)易產(chǎn)生氣蝕(4)純水壓縮系數(shù)小(5)運(yùn)行溫度范圍小(6)易腐蝕(7)元件性能差水壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用 目前，應(yīng)用水基液的水壓傳動(dòng)技術(shù)已經(jīng)是一門比較成熟的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于采礦、冶金等業(yè)。應(yīng)用純水的液壓傳動(dòng)技術(shù)也已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，美國(guó)、英國(guó)、日本、芬蘭、丹麥和德國(guó)等國(guó)家一直投入巨大的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行研究和開發(fā)，我國(guó)的不少高校也已經(jīng)開展了這項(xiàng)技術(shù)的研究工作。世界上已經(jīng)有幾家液壓公司專門制造用于純水的液壓元件和系統(tǒng)。水壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用純水液壓技術(shù)的應(yīng)用比重及趨勢(shì) 從節(jié)能和環(huán)保方面考慮，除了采用水作為工作介質(zhì)以外，具有現(xiàn)實(shí)意義的是發(fā)展生物可降解環(huán)保型液壓油。 目前市場(chǎng)上出

10、售的液壓油液有86%左右是石油型液壓油，10%左右是難燃型液壓油，只有4%左右是環(huán)保型液壓油。可見，目前環(huán)保型液壓油的應(yīng)用率非常低。但是隨著石油資源的逐漸枯竭，以及人類環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，環(huán)保型液壓油液必然會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。 自1975年德國(guó)推出生物可降解二沖程舷外機(jī)油以來，歐洲各國(guó)、美國(guó)及日本等國(guó)對(duì)環(huán)保型潤(rùn)滑油及液壓油的研究和應(yīng)用極為重視。近年來我國(guó)也開展了環(huán)保型潤(rùn)滑油及液壓油的研究及生產(chǎn)。三、環(huán)保型液壓油的發(fā)展 生物可降解環(huán)保型液壓油是指既能滿足液壓系統(tǒng)的要求，其耗損產(chǎn)物又對(duì)環(huán)境不造成危害的液壓油。潤(rùn)滑油的可生物降解特性是其特性中最主要的指標(biāo)?？缮锝到庑灾肝镔|(zhì)被活性有機(jī)體通過生物作

11、用分解為簡(jiǎn)單化合物如CO2和H2O的能力。 環(huán)保型液壓油的概念環(huán)保型液壓油的概念 液壓油液主要由基礎(chǔ)油和添加劑組成，基礎(chǔ)油的含量通常占液壓油液的80%以上，因此，它對(duì)液壓油的性能，例如生物降解性、揮發(fā)性、對(duì)添加劑的溶解性以及與其他液體的互溶性等起著決定性作用。此外液壓油液的基礎(chǔ)油還是決定液壓油的氧化穩(wěn)定性、低溫固化性、水解穩(wěn)定性等性質(zhì)的重要因素。液壓油液通常在基礎(chǔ)油內(nèi)添加抗磨劑、防腐劑、抗氧化劑、防銹劑、抗泡劑等添加劑，以提高液壓油液的性能。 環(huán)保型液壓油的組成環(huán)保型液壓油的組成 目前，按基礎(chǔ)油的種類不同，環(huán)保型液壓油液主要可分為聚乙二醇、植物油、合成酯及碳?xì)浠衔锏取?guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS0 6743

12、 - 4-1999(我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7631. 2-2003)中對(duì)環(huán)保型液壓油液的分類見下表。 環(huán)保型液壓油的種類環(huán)保型液壓油的種類 環(huán)保型液壓油的種類 兩種不同基礎(chǔ)油的性能比較 環(huán)保型液壓油存在的問題 (1)低溫問題 許多植物油在低溫下膠凝或固化，這對(duì)液壓系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。(2)壓力額定值 有些高性能的生物可降解液壓油具有極好的承載能力和耐磨性能，在- 17.882時(shí)，其耐磨性比傳統(tǒng)的液壓油要好。目前，生物可降解液壓油的工作壓力一般不超過34.5 MPa，例如當(dāng)壓力超過34.5 MPa這一值時(shí)，使用菜籽油的液壓泵磨損極為嚴(yán)重，較大的承載工況可把甘油三酸酯分解為酸，從而破壞泵內(nèi)的有色金屬。

13、 (3)壽命 若暴露在光照下，生物可降解液壓油會(huì)變黑，因?yàn)橛椭械墓饷纛愔惡椭静馁|(zhì)會(huì)由于吸收紫外線而改變顏色。 環(huán)保型液壓油存在的問題液壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)電液比例技術(shù)興起的原因：電液比例技術(shù)興起的原因： 液壓傳動(dòng)和控制技術(shù)發(fā)展過程中，相繼出現(xiàn)了電液伺服和電液比例兩大重要技術(shù)。電液伺服控制首先用于航空和一些重要設(shè)備的自動(dòng)控制，但由于電液伺服控制元件價(jià)格昂貴，對(duì)油質(zhì)要求嚴(yán)格，控制損失也大，因而難以更廣泛的工業(yè)應(yīng)用所接受。而傳統(tǒng)的液壓開關(guān)控制又不能滿足一般工業(yè)的高質(zhì)量控制要求，這種情況下介于兩者之間的電業(yè)比例控制技術(shù)發(fā)展起來了，它的出現(xiàn)使很大一部分普通液壓控制改成了電液比例控制。目前，電液比例控制技術(shù)

14、大量應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，其較強(qiáng)的抗油污能力和低廉的價(jià)格，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)各種電液控制閥的性能比較見表液壓比例化數(shù)控機(jī)床是我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵產(chǎn)品。在機(jī)床液壓系統(tǒng)中采用先進(jìn)的比例控制技術(shù)代替普通液壓系統(tǒng)可使普通機(jī)床向數(shù)控機(jī)床的方向邁進(jìn)提供有力的條件船舶控制工程實(shí)驗(yàn)室在某型號(hào)收放式減搖鰭的隨動(dòng)系統(tǒng)中用電液比例閥取代傳統(tǒng)的電液伺服閥,設(shè)計(jì)了減搖鰭電液比例控制系統(tǒng)，下圖為之前的伺服控制和改進(jìn)后的比例控制電液比例技術(shù)的應(yīng)用：電液比例技術(shù)的應(yīng)用：1在冶金行業(yè)中的應(yīng)用在冶金行業(yè)中的應(yīng)用冶金機(jī)械正在向大型化、連續(xù)化、高速化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。在電解極板加工機(jī)組中運(yùn)用電液比例技術(shù)后，其傳動(dòng)的可靠性、控

15、制精度、穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率都大幅提高，降低了生產(chǎn)成本；而運(yùn)用電液比例控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的冶金冷卻回路,提高了系統(tǒng)元件的使用壽命，便于快速故障診斷和響應(yīng)。2在工程機(jī)械中的應(yīng)用在工程機(jī)械中的應(yīng)用利用電液比例閥代替布置在工程機(jī)械操控室的多路閥，提高了主機(jī)總體設(shè)計(jì)的柔性，改善了操作特性。在汽車起重機(jī)中的起升機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)和防止二次起升下滑機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)中，都運(yùn)用了電液比例換向閥，保證了起重機(jī)作業(yè)的可靠性。3在礦山機(jī)械中的應(yīng)用在礦山機(jī)械中的應(yīng)用在帶式輸送機(jī)的自動(dòng)張緊裝置中，布置電液比例方向閥來控制張緊油缸的動(dòng)作，或用比例溢流閥控制液壓馬達(dá)的輸出扭矩來實(shí)現(xiàn)張緊力的適時(shí)控制。電液比例技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)電液比例技術(shù)的發(fā)展

16、趨勢(shì)(1) 提高控制性能, 適應(yīng)機(jī)電液一體化主機(jī)的發(fā)展。提高電液比例閥及遠(yuǎn)控多路閥的性能, 使之適應(yīng)野外工作條件。并發(fā)展低成本比例閥, 其主要零件與標(biāo)準(zhǔn)閥通用。(2) 比例技術(shù)與二通和三通插裝技術(shù)相結(jié)合, 形成了比例插裝技術(shù), 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 性能可靠, 流動(dòng)阻力小, 通油能力大, 易于集成; 此外出現(xiàn)比例容積控制為中、大功率控制系統(tǒng)節(jié)能提供新手段。(3) 由于傳感器和電子器件的小型化, 出現(xiàn)了傳感器、測(cè)量放大器、控制放大器和閥復(fù)合一體化的元件, 極大地提高了比例閥( 電反饋) 的工作頻寬。其主要表現(xiàn)有:高頻響、低功耗比例放大器及高頻響比例電磁鐵的研制。電液伺服系統(tǒng)的應(yīng)用船舶與海洋作業(yè)系統(tǒng)船

17、舶的舵機(jī)是保持或者改變船舶航向，保證安全運(yùn)行的重要設(shè)備。由于電液伺服系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)性能上的優(yōu)勢(shì)，在船舶上普遍采用。圖為舵機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，分別為雙缸往復(fù)式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)。土木工程研究領(lǐng)域土木工程領(lǐng)域大量使用電液伺服系統(tǒng)。由于實(shí)驗(yàn)對(duì)象規(guī)模越來越大、要求的準(zhǔn)確性越來越高，對(duì)電液伺服系統(tǒng)的要求也越來越高。如美國(guó)和日本聯(lián)合研制的E-Defence系統(tǒng)，是電液伺服系統(tǒng)和基于電液伺服系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的典范。搖擺環(huán)境模擬系統(tǒng)搖擺環(huán)境模擬系統(tǒng)如圖是模擬飛行器空間對(duì)接模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)為我國(guó)天宮一號(hào)和神州八號(hào)飛船的空間對(duì)接的成功起到了非常關(guān)鍵的作用，在實(shí)驗(yàn)條件下準(zhǔn)確地模擬了“空間一吻”。該系統(tǒng)的最大運(yùn)動(dòng)范圍達(dá)3 m

18、，頻率達(dá)12 Hz，位置精度達(dá)0.5 mm，重復(fù)精度達(dá)0.1mm，最低穩(wěn)定速度達(dá)0.01mm。無論哪一項(xiàng)均為世界水平。對(duì)于路上特種車輛來說，往往需要三姿態(tài)角的運(yùn)動(dòng)模擬，此系統(tǒng)采用了三個(gè)固定長(zhǎng)度的二力桿支承運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，具有如下特點(diǎn)：（1）通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將三個(gè)支桿的空間交點(diǎn)與負(fù)載的質(zhì)心重合，可實(shí)現(xiàn)負(fù)載繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)為無耦合運(yùn)動(dòng)（2） 支桿在零位完全平衡負(fù)載的重力，減小了電液伺服系統(tǒng)的負(fù)載，具有良好的節(jié)能效果。（3） 系統(tǒng)缺點(diǎn)是模擬的角運(yùn)動(dòng)幅度有限，只能達(dá)到15度。液壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)液壓密封技術(shù) 一、密封材料一、密封材料 二、密封結(jié)構(gòu)二、密封結(jié)構(gòu) 液壓密封技術(shù)一、密封材料一、密封材料 硅橡膠：硅橡膠：

19、耐熱、耐寒性好，壓縮永久變形小，但耐熱、耐寒性好，壓縮永久變形小，但 機(jī)械強(qiáng)度低，機(jī)械強(qiáng)度低，只適用于靜密封。只適用于靜密封。 聚四氟乙烯：聚四氟乙烯：機(jī)械強(qiáng)度較高，耐高壓、耐磨性好，自潤(rùn)滑性好。機(jī)械強(qiáng)度較高，耐高壓、耐磨性好，自潤(rùn)滑性好。 聚氨酯：聚氨酯：具有非常好的機(jī)械特性，壓縮變形小，拉伸強(qiáng)度高，剪具有非常好的機(jī)械特性，壓縮變形小，拉伸強(qiáng)度高，剪切強(qiáng)度、抗擠壓強(qiáng)度以及耐磨性都非常高。切強(qiáng)度、抗擠壓強(qiáng)度以及耐磨性都非常高。 新型聚醚聚氨酯：新型聚醚聚氨酯：超低的摩擦系數(shù)、抗老化性、耐候性與耐水解超低的摩擦系數(shù)、抗老化性、耐候性與耐水解性能、抗擠出性能與耐壓性能。性能、抗擠出性能與耐壓性能。

20、 新型工程陶瓷材料：新型工程陶瓷材料：耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等的特性來制作密耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等的特性來制作密封件，則能夠更好地發(fā)揮密封件的作用，提高液壓系統(tǒng)的性能。封件，則能夠更好地發(fā)揮密封件的作用，提高液壓系統(tǒng)的性能。 液壓密封技術(shù)液壓密封技術(shù)液壓油缸活塞與活塞桿的密封墊片液壓油缸活塞與活塞桿的密封墊片陶瓷材料制作的密封件或墊陶瓷材料制作的密封件或墊片主要應(yīng)用在液壓或水壓泵片主要應(yīng)用在液壓或水壓泵和閥等元件的軸密封處尤其和閥等元件的軸密封處尤其是輸送高溫介質(zhì)的流體系統(tǒng)是輸送高溫介質(zhì)的流體系統(tǒng)的軸密封處。的軸密封處。液壓密封技術(shù)二、密封結(jié)構(gòu)二、密封結(jié)構(gòu)（1 1）新型油封）新型油封 （2

21、2）EVDEVD智能密封智能密封 （3 3）SETCO AirShieldTM SETCO AirShieldTM 密封密封 （4 4）新型無焊接管路密封技術(shù)）新型無焊接管路密封技術(shù)新型無焊接管路密封技術(shù)（1 1）WalformWalform擠壓式管路連接擠壓式管路連接 Walform Walform管路連接接頭結(jié)，主要由管路連接接頭結(jié)，主要由2424錐面接錐面接頭體、壓緊螺母及頭體、壓緊螺母及“O”“O”型密封圈等三個(gè)零件組成。型密封圈等三個(gè)零件組成。管子與管接頭的連接是依靠管端的冷變形實(shí)現(xiàn)的。管子與管接頭的連接是依靠管端的冷變形實(shí)現(xiàn)的。適合于船舶和鋼廠等液壓系統(tǒng)。適合于船舶和鋼廠等液壓系統(tǒng)

22、。新型無焊接管路密封技術(shù)WalformWalform擠壓式管路連接擠壓式管路連接新型無焊接管路密封技術(shù)（2 2）止推環(huán)法蘭管路連接）止推環(huán)法蘭管路連接 止推環(huán)法蘭管路連接技術(shù)由一對(duì)法蘭止推環(huán)法蘭管路連接技術(shù)由一對(duì)法蘭 (SAE (SAE法蘭或法蘭或ISOISO法蘭法蘭 ) )、一對(duì)保持環(huán)、車槽管路、連接螺釘、螺、一對(duì)保持環(huán)、車槽管路、連接螺釘、螺母及密封墊等組成。母及密封墊等組成。 主要用于液壓系統(tǒng)的中、高壓管路中主要用于液壓系統(tǒng)的中、高壓管路中 ，允許通過，允許通過的流量大。的流量大。新型無焊接管路密封技術(shù)止推環(huán)法蘭管路連接止推環(huán)法蘭管路連接液壓技術(shù)中的新材料、新工藝 新材料、新工藝在液壓元

23、件及系統(tǒng)中的應(yīng)用也新材料、新工藝在液壓元件及系統(tǒng)中的應(yīng)用也是推動(dòng)液壓技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。近年來，隨是推動(dòng)液壓技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。近年來，隨著微納米技術(shù)、材料加工以及材料合成等技術(shù)和工著微納米技術(shù)、材料加工以及材料合成等技術(shù)和工藝的不斷進(jìn)步，某些合成材料以及功能材料的性能藝的不斷進(jìn)步，某些合成材料以及功能材料的性能得到了很大的提高，在液壓技術(shù)中的應(yīng)用也得到了得到了很大的提高，在液壓技術(shù)中的應(yīng)用也得到了不斷推廣，從而促進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。不斷推廣，從而促進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。液壓技術(shù)中的新材料、新工藝 目前在液壓領(lǐng)域有著廣闊應(yīng)用前景的合成材料以及功能材料主要有： 工程陶瓷材料；工

24、程陶瓷材料； 壓電材料；壓電材料； 記憶合金。記憶合金。工程陶瓷材料特性工程陶瓷材料特性（1 1）陶瓷材料密度小，約為鋼密度的一半，質(zhì)量輕；陶瓷材料密度小，約為鋼密度的一半，質(zhì)量輕；（2 2）耐磨性好，常溫下，陶瓷的硬度和彈性均遠(yuǎn)高于金屬，耐磨性好，常溫下，陶瓷的硬度和彈性均遠(yuǎn)高于金屬，因此陶瓷元件磨損少，壽命長(zhǎng)，工作性能也易于提高；因此陶瓷元件磨損少，壽命長(zhǎng)，工作性能也易于提高；（3 3）化學(xué)性能穩(wěn)定，不易被氧化，同時(shí)具有耐酸堿鹽和抗腐化學(xué)性能穩(wěn)定，不易被氧化，同時(shí)具有耐酸堿鹽和抗腐蝕等特性；蝕等特性；（4 4）抗氣蝕性好，能夠抵御水壓元件中嚴(yán)重的氣蝕破壞和高抗氣蝕性好，能夠抵御水壓元件中嚴(yán)

25、重的氣蝕破壞和高速液流的沖蝕磨損；適宜于水壓元件中使用；速液流的沖蝕磨損；適宜于水壓元件中使用；（5 5）對(duì)環(huán)境無污染；對(duì)環(huán)境無污染；（6 6）陶瓷元素主要為：氧、氦硅、碳等，易獲得，便于材料陶瓷元素主要為：氧、氦硅、碳等，易獲得，便于材料的加工與合成。的加工與合成。工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用 1）液壓缸活塞桿液壓缸活塞桿： Rexroth公司為水利機(jī)械和海上液壓設(shè)備生產(chǎn)了陶瓷鍍層液壓缸，在液壓缸活塞桿上采用了等離子噴涂和HVOF超音速火焰噴涂等熱噴涂方法，使液壓缸活塞桿具有很強(qiáng)的抗污染和抗磨損的能力。工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用行程控制陶瓷涂

26、層活塞桿液壓缸行程控制陶瓷涂層活塞桿液壓缸工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用陶瓷活塞桿（雙出桿）液壓缸陶瓷活塞桿（雙出桿）液壓缸工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用 2）水壓柱塞泵陶瓷柱塞水壓柱塞泵陶瓷柱塞： 陶瓷材料由于具有抗磨、自潤(rùn)滑、防銹等特點(diǎn)，因此可在水壓柱塞泵、水壓控制元件應(yīng)用。華中科技大學(xué)研制的陶瓷材料水壓柱塞泵，柱塞和缸筒內(nèi)壁表面采用了陶瓷鍍層，增加了柱塞和缸筒內(nèi)壁的抗磨、防銹能力，提高了柱塞泵柱塞摩擦副的可靠性。工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用陶瓷柱塞陶瓷柱塞工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用工程陶瓷材料在液壓中的應(yīng)用高性能陶瓷柱塞

27、泵高性能陶瓷柱塞泵壓電材料分類壓電材料分類 壓電材料可分為三大類：（1）壓電晶體（單晶），包括壓電石英晶體和其他壓電單晶； （2）壓電陶瓷（多晶半導(dǎo)瓷）； （3）新型壓電材料，又可分為壓電半導(dǎo)體和有機(jī)高分子壓電材料。壓電材料特性壓電材料特性 壓電材料是一種具有壓電效應(yīng)、能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)化的功能材料。 壓電效應(yīng)有正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)兩種。 某些介質(zhì)在受到機(jī)械壓力（即使像聲波震動(dòng)那樣小的機(jī)械壓力）時(shí)，會(huì)產(chǎn)生壓縮或伸長(zhǎng)等形狀變化，并引起介質(zhì)表面帶電，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。 反之，施加激勵(lì)電場(chǎng)后，介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。壓電材料在液壓中的應(yīng)用壓電材料在液壓中的應(yīng)用 1）

28、壓電微泵壓電微泵： 微泵作為微流控制系統(tǒng)的主要部件，由于能實(shí)現(xiàn)流量的精確輸送和控制，因此在藥物微量運(yùn)輸、燃料微量噴射、化學(xué)分析與檢測(cè)、集成電路芯片的散熱與冷卻、生物芯片等方面有著重要應(yīng)用前景。其中采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)方式的微泵稱為壓電微泵。壓電材料在液壓中的應(yīng)用壓電材料在液壓中的應(yīng)用 上圖為往復(fù)式止回閥壓電微泵。當(dāng)給壓電陶瓷片施加不同頻率的周期性電上圖為往復(fù)式止回閥壓電微泵。當(dāng)給壓電陶瓷片施加不同頻率的周期性電壓信號(hào)時(shí)，由于壓電效應(yīng)，壓電片將會(huì)產(chǎn)生周期變化的變形。泵膜在壓電陶瓷壓信號(hào)時(shí)，由于壓電效應(yīng)，壓電片將會(huì)產(chǎn)生周期變化的變形。泵膜在壓電陶瓷片片的帶動(dòng)下開始震動(dòng)，泵腔體積周期性增大或減小。泵腔體

29、積增大時(shí)，給入口閥的帶動(dòng)下開始震動(dòng)，泵腔體積周期性增大或減小。泵腔體積增大時(shí)，給入口閥片通電，出口閥片斷電，入口打開。出口關(guān)閉，流體被吸入泵腔；加載反向電片通電，出口閥片斷電，入口打開。出口關(guān)閉，流體被吸入泵腔；加載反向電壓時(shí)，泵腔體積將減小，此時(shí)入口閥片斷電，出口閥片通電，入口關(guān)閉，出口壓時(shí)，泵腔體積將減小，此時(shí)入口閥片斷電，出口閥片通電，入口關(guān)閉，出口打開，流體被輸出。打開，流體被輸出。有閥壓電微泵有閥壓電微泵壓電材料在液壓中的應(yīng)用壓電材料在液壓中的應(yīng)用壓電微泵壓電微泵形狀記憶合金在液壓中的應(yīng)用形狀記憶合金在液壓中的應(yīng)用 在液壓傳動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域，利用形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)，可以制作各種管接

30、頭及控制元件，以提高液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作性能。例如制作管接頭，密封和動(dòng)作部件等。形狀記憶合金在液壓中的應(yīng)用形狀記憶合金在液壓中的應(yīng)用形狀記憶合金液壓系統(tǒng)管接頭形狀記憶合金液壓系統(tǒng)管接頭 將記憶合金做成內(nèi)徑比被連接管將記憶合金做成內(nèi)徑比被連接管子外徑小的管接頭，把經(jīng)過形狀記憶子外徑小的管接頭，把經(jīng)過形狀記憶處理后的管接頭置于低溫環(huán)境下，然處理后的管接頭置于低溫環(huán)境下，然后把錐形柱塞打入管接頭內(nèi)，使管接后把錐形柱塞打入管接頭內(nèi)，使管接頭內(nèi)徑擴(kuò)張，再把管接頭存放在液氮頭內(nèi)徑擴(kuò)張，再把管接頭存放在液氮里。在低溫狀態(tài)時(shí)，去除錐形管，將里。在低溫狀態(tài)時(shí)，去除錐形管，將被連接管子從兩端插入管接頭，然后被連接管

31、子從兩端插入管接頭，然后使管接頭逐漸升溫到室溫，管接頭恢使管接頭逐漸升溫到室溫，管接頭恢復(fù)擴(kuò)孔前的尺寸，使被連接管子被緊復(fù)擴(kuò)孔前的尺寸，使被連接管子被緊緊卡住。緊卡住。 美國(guó)美國(guó)F14F14戰(zhàn)斗機(jī)的液壓系統(tǒng)上就使戰(zhàn)斗機(jī)的液壓系統(tǒng)上就使用了幾十萬個(gè)這樣的管接頭，使用結(jié)用了幾十萬個(gè)這樣的管接頭，使用結(jié)果表明，該管接頭連接無泄漏、無損果表明，該管接頭連接無泄漏、無損壞，工作可靠。壞，工作可靠。液壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)731 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生能量損失的失主要方面機(jī)械摩擦和泄漏（內(nèi)泄漏和外泄漏）的能量損失傳輸管路的能量損失（沿程損失和局部損失）控制閥的能量損失液體介質(zhì)壓縮能量損失壓力沖擊（管道擴(kuò)張）振動(dòng)的能量損

32、失電氣控制器的能量損失系統(tǒng)輸入和輸出功率不匹配的能量損失2.1采用集成化回路和鑄造流道 采用集成化回路和鑄造流道,可減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，減少管道 損失,同時(shí)還可減少漏油損失。2 液壓系統(tǒng)主要節(jié)能技術(shù)容積調(diào)速2.3采用容積調(diào)速技術(shù) 容積調(diào)速原理是通過改變液壓泵（馬達(dá)）的流量 （排量）調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度或轉(zhuǎn)速。節(jié)流調(diào)速回路由于存在著節(jié)流損失和溢流損失，回路效率低，發(fā)熱量大，因此，只用于小功率調(diào)速系統(tǒng)。在大功率調(diào)速系統(tǒng)中，多采用回路效率高的容積式調(diào)速回路。容積調(diào)速回路有變量泵和定量執(zhí)行元件、定量泵和變量液壓馬達(dá)以及變量泵和變量液壓馬達(dá)三種可能的組合。 變量泵-定量馬達(dá)定量泵-變量馬達(dá)變量

33、泵-變量馬達(dá)液壓容積調(diào)速特點(diǎn)是: 可無級(jí)調(diào)速, 調(diào)速范圍大、效率高, 靜態(tài)特性好, 回路的剛度較高、動(dòng)態(tài)特性穩(wěn)定。此外, 回路的適應(yīng)性強(qiáng), 不受控制工作點(diǎn)改變的影響。容積調(diào)速圖示為一變量泵控馬達(dá)閉式液壓系統(tǒng)原理圖。變量泵3的排量可調(diào)，實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。補(bǔ)油泵1補(bǔ)償系統(tǒng)運(yùn)行過程中的泄漏。安全閥4防止壓力過高造成事故。溢流閥6調(diào)定補(bǔ)油壓力。由于系統(tǒng)中沒有方向閥和節(jié)流閥，液壓泵輸出的壓力油全部送往液壓馬達(dá)(或液壓缸)，這不僅簡(jiǎn)化了液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而且大大減少了閥口節(jié)流和管路沿程損失。1、補(bǔ)油泵 2、單向閥 3、變量泵 4、安全閥 5、馬達(dá) 6、溢流閥容積調(diào)速2.2采用變頻調(diào)速 在液壓系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速，

34、可避免采用節(jié)流系統(tǒng)來調(diào)節(jié)流量和壓力，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。 變頻調(diào)速液壓控制系統(tǒng)由變頻器，異步電動(dòng)機(jī)M及定量泵組成；系統(tǒng)輸入異步電動(dòng)機(jī)頻率指令f由控制器提供，輸出為定量泵流量Q 變頻調(diào)速變頻調(diào)速 變頻調(diào)速液壓電梯原理圖如下。和傳統(tǒng)閥控液壓調(diào)速相比，電梯能耗溫升大大減少，電梯運(yùn)行的舒適性和運(yùn)行精度得到了提高傳統(tǒng)閥控液壓電梯能耗與變頻調(diào)速液壓電梯的能耗比較(a) 閥控液壓電梯能耗示意圖(b) 變頻調(diào)速液壓電梯能耗示意圖2.4采用負(fù)荷傳感系統(tǒng) 負(fù)荷傳感系統(tǒng)是一個(gè)具有壓差反饋，在流量指令條件下實(shí)現(xiàn)泵對(duì)負(fù)荷壓力隨動(dòng)控制的閉環(huán)系統(tǒng)，其中壓力補(bǔ)償控制是實(shí)現(xiàn)各動(dòng)作流量分配和準(zhǔn)確

35、控制的保證 負(fù)荷感應(yīng)是接收或感應(yīng)負(fù)荷壓力的一種方法，它將負(fù)荷反饋到控制系統(tǒng)，以控制負(fù)荷回路的流量不會(huì)因負(fù)荷的變化而受影響。沒有負(fù)荷感應(yīng)，流量就會(huì)隨負(fù)荷而變化 負(fù)荷傳感系統(tǒng)中液壓泵只需提供與執(zhí)行元件負(fù)荷相匹配的壓力、流量或功率，液壓系統(tǒng)中不產(chǎn)生過剩壓力和過剩流量，或者相對(duì)于系統(tǒng)壓力和流量來說很小，因而系統(tǒng)具有顯著的節(jié)能效果 負(fù)荷傳感1、主泵 2、變量活塞 3、4、控制閥； 5、6、壓力補(bǔ)償閥；7、梭閥 負(fù)荷傳感控制原理圖 左圖為由變量活塞、控制閥與壓力補(bǔ)償閥、梭閥組合在一起的負(fù)荷感應(yīng)控制系統(tǒng)，該裝置使液壓泵的壓力、流量與負(fù)載壓力、流量相適應(yīng)，系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生過剩壓力和過剩流量，節(jié)能效果可達(dá)30一40

36、。日本小松、日立、川崎、德國(guó)Rexroth，Linde，美國(guó)Eiton-Vickers，Parker都采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)，可很大程度上節(jié)省功率。 負(fù)荷傳感2.5采用二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)二次調(diào)節(jié)：是對(duì)液壓能與機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的液壓元件所進(jìn)行的調(diào)節(jié)，通常以壓力耦聯(lián)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，一次元件(泵)及二次元件(馬達(dá))間采用定壓力耦合方式，依靠實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)馬達(dá)排量來平衡負(fù)荷扭矩 二次調(diào)節(jié)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)的工作原理二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)的工作原理 與傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)不同，它是一種壓力耦合系統(tǒng)，對(duì)二次元件進(jìn)行調(diào)傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)不同，它是一種壓力耦合系統(tǒng)，對(duì)二次元件進(jìn)行調(diào)節(jié)。其基本原理如圖所示，通過調(diào)節(jié)可逆式軸向柱塞元件節(jié)。其基本原

37、理如圖所示，通過調(diào)節(jié)可逆式軸向柱塞元件( (二次元件二次元件) )的斜盤傾的斜盤傾角來適應(yīng)外負(fù)載的變化，類似于電力傳動(dòng)系統(tǒng)在恒壓網(wǎng)絡(luò)中傳遞能量。角來適應(yīng)外負(fù)載的變化，類似于電力傳動(dòng)系統(tǒng)在恒壓網(wǎng)絡(luò)中傳遞能量。1. 1. 恒壓變量泵；恒壓變量泵；2. 2. 蓄能器；蓄能器；3. 3. 二次元件；二次元件；4. 4. 控制油缸；控制油缸；5. 5. 電液比例電液比例( (伺服伺服) )閥閥二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖 二次調(diào)節(jié)二次調(diào)節(jié)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)的應(yīng)用 主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 回收液壓驅(qū)動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)械的勢(shì)能：回收液壓驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)機(jī)械的慣性能；群控作業(yè)機(jī)械和試驗(yàn)裝置的綜合節(jié)能二次調(diào)節(jié)回路應(yīng)用舉例1）

38、液壓混合動(dòng)力車 混合動(dòng)力技術(shù)是指在同一車輛中以兩種或兩種以上儲(chǔ)能器、能量源或能量轉(zhuǎn)換器作為動(dòng)力源，通過整車控制系統(tǒng)使兩種動(dòng)力裝置有機(jī)協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)最佳能量分配，達(dá)到低能耗、低污染和高度自動(dòng)化的一種新型技術(shù) 二次調(diào)節(jié)液壓混合動(dòng)力最初應(yīng)用對(duì)象主要是城市公交車，近幾年，隨著節(jié)能環(huán)保的日益迫切，液壓混合動(dòng)力的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大。近10年間，美國(guó)環(huán)保署（EPA）聯(lián)合福特公司、Eaton公司、Parker-Hannifin公司、FEV、Michigan大學(xué)、Ricardo公司及Wisconsin大學(xué)等單位開發(fā)液壓混合動(dòng)力技術(shù)研究。 二次調(diào)節(jié)左圖為2004年美國(guó)環(huán)保署（EPA）推出的全球第一輛液壓混合動(dòng)力技

39、術(shù)的運(yùn)動(dòng)型多用途車（SUV）。這種SUV在城市及高速公路混合工況下燃油經(jīng)濟(jì)性可以提高30%40%右圖為2006年UPS公司研發(fā)了基于二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)技術(shù)的包裹運(yùn)送車在密歇根州試的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，該車節(jié)油率達(dá)到45%50%，可使CO2的排放降低30%。 二次調(diào)節(jié) 目前，對(duì)液壓混合動(dòng)力技術(shù)的研究最具代表性的是德國(guó)的力士樂公司和美國(guó)的伊頓公司右圖所示為2009年力士樂公司推出了采用HRB系統(tǒng)的液壓混合動(dòng)力垃圾車。試驗(yàn)結(jié)果表明，HRB系統(tǒng)節(jié)能效果高達(dá)25%左圖為2010年力士樂公司又推出采用HFW系統(tǒng)的液壓混合動(dòng)力挖掘機(jī)，力士樂已將液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)成功地應(yīng)用于垃圾處理車、叉車、和挖掘機(jī)等車輛上，并將其產(chǎn)

40、業(yè)化伊頓液壓混合動(dòng)力垃圾車Parker液電混合動(dòng)力系統(tǒng) 二次調(diào)節(jié)2）二次調(diào)節(jié)液壓抽油機(jī)抽油機(jī)是有桿抽油系統(tǒng)中最主要的舉升設(shè)備，主要構(gòu)成包括底座、支架、驢頭、游梁、曲柄裝置、減速器、電動(dòng)機(jī)和配電箱等，其中曲柄裝置的傳遞結(jié)構(gòu)直接影響整機(jī)的運(yùn)動(dòng)性能。傳統(tǒng)采油設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、傳動(dòng)環(huán)節(jié)多、能量損失大、效率較低及制造成本大。而采用全液壓系統(tǒng)代替減速機(jī)構(gòu)，引入二次調(diào)節(jié)，采用蓄能器對(duì)系統(tǒng)勢(shì)能進(jìn)行回 收，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的 二次調(diào)節(jié)常規(guī)常規(guī)游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1底座 2變速箱 3電機(jī) 4剎車 5皮帶輪 6曲柄7平衡塊 8連桿 9游梁 10驢頭 11懸繩器 12支架新型采油結(jié)構(gòu)示意圖1井口；2抽油桿

41、；3鋼絲繩；4動(dòng)滑輪；5導(dǎo)向車；6活塞桿7-液壓缸 二次調(diào)節(jié)新型采油系統(tǒng)液壓原理圖1主油泵；2順序控制閥；3蓄能器；4液壓缸；5電磁換向閥；6液壓馬達(dá)；7輔助油泵；傳統(tǒng)抽油機(jī)與同樣工況下的新型抽油機(jī)參數(shù)對(duì)比 二次調(diào)節(jié)3）東北大學(xué)二次調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺(tái) 二次調(diào)節(jié) 采用小型伺服閥控制變量液壓泵的變量機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力元件與執(zhí)行元件的功率匹配伺服泵2.6伺服液壓泵（無閥化） 伺服液壓泵伺服泵的液壓控制原理圖 伺服液壓泵 變量泵的結(jié)構(gòu)分解圖 伺服液壓泵液壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1、液壓數(shù)字化的發(fā)展液壓技術(shù)從上世紀(jì)70年代中期起就開始和微電子工業(yè)接觸，并相互結(jié)合。在迄今40多年時(shí)間內(nèi)，結(jié)合層次不斷提高，由簡(jiǎn)單拼裝，分散混合到

42、總體組合，出現(xiàn)了多種形式的獨(dú)立產(chǎn)品如數(shù)字液壓泵，數(shù)字閥，數(shù)字液壓缸等，其中的高級(jí)形式已發(fā)展到把編好程序的芯片和液壓控制元件，液壓執(zhí)行元件或能源裝置，檢測(cè)反饋裝置，數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，集成電路等匯成一體，這種匯集在一起的聯(lián)結(jié)體只要接收到微處理機(jī)或微型計(jì)算機(jī)送來的信息，就能實(shí)現(xiàn)預(yù)先規(guī)定的任務(wù)。 2、液壓數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)字式控制是指控制信號(hào)的主要部分是以數(shù)字量的形式來進(jìn)行的控制形式。隨著微型計(jì)算機(jī)的價(jià)格不斷下降，尤其是單片機(jī)、單板機(jī)的價(jià)格低廉，為液壓系統(tǒng)的數(shù)字控制提供了必要的條件。數(shù)字式控制系統(tǒng)按信號(hào)的處理方式來分，可分為數(shù)模混合式數(shù)字控制和脈沖調(diào)制式控制，脈沖調(diào)制式又可分為脈寬調(diào)制(PMW)、脈幅調(diào)制(P

43、AM)、脈頻調(diào)制(PFM)、脈碼調(diào)制(PCM)和脈數(shù)調(diào)制(PNM)等。按控制方式又可分為間接式數(shù)字控制和直接式數(shù)字控制。 間接式數(shù)字控制需使用D/A和A/D轉(zhuǎn)換器，一般采用閉環(huán)控制方式，將液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移、速度等信號(hào)反饋給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)通過比較運(yùn)算，把校正后的值輸出給系統(tǒng)，從而可以對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)達(dá)到很精確的控制。系統(tǒng)框圖如圖1所示，其中伺服閥、比例閥是模擬量控制，所以由計(jì)算機(jī)發(fā)出的數(shù)字信號(hào)需要經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)過伺服放大器來控制伺服閥或比例閥，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，帶動(dòng)負(fù)載工作。該系統(tǒng)控制精度高、頻率響應(yīng)快，但成本高，因?yàn)樗欧y、A/D或D/A轉(zhuǎn)換器往往比較昂貴。圖1 間接式數(shù)字系統(tǒng)