液壓設(shè)備技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

淺析液壓控制技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢摘要：本文介紹了液壓控制技術(shù)的定義及液壓技術(shù)在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮的重要作用，解析了液壓技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在的優(yōu)缺點(diǎn)。對此項(xiàng)技術(shù)在未來的發(fā)展前景做了簡要慨述。關(guān)鍵詞：液壓技術(shù)；新興技術(shù)；環(huán)保；發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢；壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，1795年英國約瑟夫.布拉曼(JosephBraman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì)，以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺水壓機(jī)。1905年將工作介質(zhì)水改為油，又進(jìn)一步得到改善。第一次世界大戰(zhàn)后特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的20年間，才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動。近20-30年間，日本液壓傳動發(fā)展之快，居世界領(lǐng)先地位。如今，液壓設(shè)備系統(tǒng)已成為一門新興的技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。由此可以看出，液壓設(shè)備系統(tǒng)在世界各國中早已得到了廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中，它已發(fā)展成包括現(xiàn)代機(jī)械傳動、控制技術(shù)與測試技術(shù)在內(nèi)的現(xiàn)代自動化技術(shù)，也是現(xiàn)代機(jī)械裝備的基礎(chǔ)技術(shù)之一，它為現(xiàn)代工業(yè)的機(jī)電液一體化創(chuàng)造了向高水平、高性能發(fā)展的條件。當(dāng)今世界，一個國家工業(yè)技術(shù)裝備的液壓化率已成為現(xiàn)代工業(yè)化的重要標(biāo)志之一。液壓技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：(1)相對于電力拖動和機(jī)械傳動而言，在相同功率下，液壓執(zhí)行元件體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓傳動一般使用的壓力在7Mpa左右，也可高達(dá)50Mpa。而液壓裝置的體積比同樣輸出壓力的電機(jī)及機(jī)械傳動裝置的體積小得多；(2)液壓傳動的各個元件，可根據(jù)需要方便，靈活地來布置；(3)液壓裝置頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動力，易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動等；(4)易于自動化，液壓設(shè)備配上電磁閥，電氣元件，可編程控制器和計(jì)算機(jī)等，可裝配成各式自動化機(jī)械；(5)速度調(diào)整容易，液壓裝置速度調(diào)整非常簡單，只要調(diào)整流量控制閥即可輕易且可實(shí)行無級調(diào)速；(6)不會有過載的危險(xiǎn)，液壓系統(tǒng)中裝有溢流閥，當(dāng)壓力超過設(shè)定壓力時，閥門開啟，液壓經(jīng)由溢流閥流回油箱，此時液壓油不處在密閉狀態(tài)，故系統(tǒng)壓力永遠(yuǎn)無法超過設(shè)定壓力。(7)這種技術(shù)還易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動控制系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界液壓元件的總銷售額為350億美元，世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的2%~3.5%，而我國只占1%左右，努力擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景。液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)有：(1)由于流體流動的阻力和泄露較大，所以效率較低。如果處理不當(dāng)，泄露不僅污染場地，而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。(2)由于工作性能易受到溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。(3)液壓元件的制造精度要求較高，因而價(jià)格較貴。(4)由于液體介質(zhì)的泄露及可壓縮性影響，不能得到嚴(yán)格的傳動比。(5)液壓傳動出故障時不易找出原因；使用和維修要求有較高的技術(shù)水平。二、液壓設(shè)備技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在現(xiàn)代，確切地說，“液壓”是電子和機(jī)械技術(shù)之間的一種技術(shù)，因?yàn)樗\(yùn)動是靠電子控制，機(jī)械實(shí)行動作的過程。把“傳動”和“控制”結(jié)合起來是液壓技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果?？梢哉f，電氣傳動與機(jī)械傳動不單純是與液壓技術(shù)相競爭的技術(shù)，其互相的融合也正是技術(shù)發(fā)展、完善的一種方向。就比如，在人造板行業(yè)方面，每家企業(yè)都會定期維修或?qū)σ簤涸O(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行技改，這就是對其不斷完善和融合新技術(shù)的過程，使其達(dá)到最理想的效果。就目前而言，液壓設(shè)備技術(shù)主要在以下領(lǐng)域中擁有不可替代的作用：需要大功率傳遞、要求功率重量比大的場合；需要高動態(tài)響應(yīng)的場合。下面從液壓元件、系統(tǒng)集成與控制、密封技術(shù)等方面分別闡述液壓技術(shù)的現(xiàn)狀。1.液壓元件液壓元件是構(gòu)成液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它的發(fā)展與應(yīng)用直接改變液壓技術(shù)。經(jīng)過了多年的發(fā)展，液壓元件也不斷更新，不斷改變，不斷取得新的成果。近幾年，液壓元件的小型化、模塊化、節(jié)能化、環(huán)?；榷加辛撕艽蟮母倪M(jìn)。元件的小型化，如電磁閥的驅(qū)動功率逐漸減小，從而適應(yīng)電子器件的直接控制，同時也節(jié)省了能耗。元件的功能日益復(fù)合，如螺紋捅裝閥的大量運(yùn)用，使系統(tǒng)的功能拓展更靈活。由于陶瓷材料化學(xué)性能穩(wěn)定。具有耐酸堿鹽和抗腐蝕、耐高溫等特性，所以這種材料可以在特殊介質(zhì)下(如海水)工作。2、系統(tǒng)集成與控制技術(shù)系統(tǒng)集成主要是比例閥技術(shù)和電液伺服技術(shù)，比例閥的發(fā)展主要在頻寬的增大及控制精度的提高上，以期性能接近伺服閥。同時，比例閥又沿著標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化及廉價(jià)的方向發(fā)展，以促進(jìn)其應(yīng)用。電液伺服閥是最早將液壓技術(shù)引入自動控制領(lǐng)域的功臣。但電液伺服閥的結(jié)構(gòu)自發(fā)明以來，就少有改進(jìn)，除了在傳統(tǒng)的需要特別高頻響的場合外，其傳統(tǒng)地位正日益受比例技術(shù)的挑戰(zhàn)?？刂萍夹g(shù)主要是控制理論的應(yīng)用和發(fā)展，控制理論是該領(lǐng)域最為活躍的一個分支。液壓控制系統(tǒng)正從不斷發(fā)展的自動控制理論中得益，并不斷豐富自控理論的實(shí)踐。目前，自適應(yīng)控制、魯棒控制、模糊控制及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等均得到了不同程度的運(yùn)用。自適應(yīng)控制是針對一些系統(tǒng)的參數(shù)或結(jié)構(gòu)不完全確定時，自適應(yīng)控制可以一邊估計(jì)未知參數(shù)，一邊修正控制來對系統(tǒng)進(jìn)行控制。在實(shí)際問題中，系統(tǒng)的模型可能包含不確定因數(shù)、希望這時控制系統(tǒng)仍有良好的性能，這就是魯棒控制的問題。模糊控制就是利用模糊數(shù)學(xué)的基本思想和理論的控制方法。3.密封技術(shù)自從液壓技術(shù)誕生以來，泄漏一直是困擾著業(yè)界人士的一大難題。當(dāng)然，伴隨著泄漏的是：礦物油的浪費(fèi)及對環(huán)境的污染、系統(tǒng)傳動效率的降低等等，所以密封技術(shù)的是至關(guān)重要的。我們都知道，在靜密封領(lǐng)域橡膠類密封件擁有不可替代的地位；而在在動密封領(lǐng)域，聚四氟乙烯(PTFE)已擁有不可動搖的地位。隨著對材料及密封機(jī)理的深入了解，已可以在PTFE中有針對性的添加某些材料以達(dá)到提高性能的要求。國外許多大的密封件公司均有針對不同應(yīng)用場合的材料配方以強(qiáng)化某一方面的性能。目前，盡可能地提高動密封對偶件的表面光潔度，也已成為提高密封效果的一種共識。這種共識也是基于對PTFE材料的密封機(jī)理的認(rèn)識而達(dá)成的。密封領(lǐng)域的另一個創(chuàng)新領(lǐng)域主要集中在密封件形狀的設(shè)計(jì)上，比如，O型密封圈及彈簧片作為彈性體，在保證PTFE密封件低壓時的密封性能方面已得到廣泛認(rèn)同；在直線密封及旋轉(zhuǎn)密封技術(shù)方面，使用成套的密封件來提高密封性能已成為一種標(biāo)準(zhǔn)的解決方案?？傊?，液壓設(shè)備技術(shù)由于廣泛應(yīng)用了高科技成果，如：自控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、可靠性及新工藝新材料等，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使產(chǎn)品的質(zhì)量、水平有了一定的提高。結(jié)束語液壓技術(shù)作為便捷和廉價(jià)的自動化技術(shù)，有著良好的發(fā)展前景。液壓產(chǎn)品不僅在機(jī)電、輕紡、家電等傳統(tǒng)領(lǐng)域有著很大的市場，而且在新興的產(chǎn)業(yè)如信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、生物制品業(yè)、微納精細(xì)加工等領(lǐng)域都有廣闊的發(fā)展空間。在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的情況下，液壓技術(shù)必須充分發(fā)揮自身優(yōu)點(diǎn)和借鑒其他領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)成果，不斷創(chuàng)新，以提高液壓元件和系統(tǒng)性能，降低成本，并符合節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求，這樣才能更好的推動“液壓工業(yè)革命”走向新高。參考文獻(xiàn)[1]馮錦春.液壓與氣壓傳動技術(shù).北京：人民郵電出版社，2009[3]邱興華.[2]液壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].昆明工學(xué)院學(xué)報(bào)，1992，17（6）:40-51.[3]許益民．電液比例控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[4]付華，傅周東，吳根茂.液壓技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].礦山機(jī)械，2000,11:53-56.[5]張利平．現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用2