淺談液壓傳動及其應用

盧鈺

【摘 要】文章分析了液壓傳動的現狀和發展，并就液壓技術的應用進行了說明。

【關鍵詞】液壓傳動；液壓技術；應用

一、液壓傳動的現狀和發展

1、液壓傳動發展概況

液壓傳動和控制廣泛應用了電子技術、計算及技術、信息技術、自動控制技術及新工藝、新材料的新成果。已成為工業機械、工程建筑機械及國防尖端產品不可缺少的重要技術。而其向自動化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發展，是不斷提高它與電傳動、機械傳動競爭能力的關鍵。

1650年，靜壓傳遞原理由帕斯卡提出。至19世紀，石油工業應用了液壓傳動。20世紀大量應用至各類機床及微電子技術、原子能技術。液壓傳動是包括傳動、控制、檢測在內的自動化技術。在某些領域，液壓傳動已占有強烈優勢，例如，國外生產的95%的工業機械，90%的數控加工中心，95%以上的自動線都采用了液壓傳動。采用液壓傳動的程度現在已成為衡量一個國家工業水平的重要標志之一。

然而，電子技術的飛速發展給液壓技術帶來了很多挑戰和機遇，工程實際對液壓系統的要求也更高。液壓技術與電子技術相結合，才能為傳統的液壓技術注人新的活力。

2、液壓傳動的優缺點

液壓傳動中由液壓泵、液壓控制閥、液壓執行元件（液壓缸和液壓馬達等）和液壓輔件（管道和蓄能器等）組成的液壓系統。

優點：無級調速；比功率大，元件布置靈活；易實現過載保護；工作平穩；便于實現自動化；元件能夠自行潤滑，使用壽命長；液壓元件易實現系列化、標準化和通用化。

缺點：傳動比不穩定（泄漏）；對油溫變化敏感；不宜遠距離輸送動力，傳動效率較低；元件制造精度要求高，加工裝配較困難，且對油液的污染較敏感；不易查找故障。

二、液壓技術的應用

液壓傳動系統能量損失包括各元件中運動件的機械摩擦損失、泄漏損失、溢流損失、節流損失、輸入和輸出功率不匹配的無功損失幾方面。機械摩擦損失、泄漏損失所占比例與所選元件本身的機械效率、容積效率、介質粘度、回路密封性以及系統組成的復雜程度有關；溢流損失、節流損失所占比例與回路和控制形式有關；而輸入和輸出功率不匹配的無功損失所占比例與控制策略有關。因此節能是液壓技術的重要課題之一。

1、電液負載感應系統

負載感應就是將變化的負載壓力反饋到壓力補償裝置或液壓泵的變量調節機構，使液壓系統壓力與負載壓力相適應，消除了系統壓力過剩，由于負載感應裝置與變量泵的變量調節機構聯系在一起，使變量泵的流量與負載流量相適應，系統不會產生過剩流量。

2、定量泵加變頻調速電機電液系統

交流變頻調速液壓系統避免了節流損耗和溢流損耗，另外，交流變頻調速液壓系統還大大提高了原動機—— 異步電動機的效率，并顯著改善功率因數，是其他液壓調速方式所無法比擬的。利用變頻器改變泵的轉速，使泵的輸出流量與系統所要求相適應，可以使溢流損失降至最低，有效地節約了能量。交流變頻調速液壓《裝備制造技術》2006年第1期系統在大功率間歇運動的調速系統中，其優越性更為顯著。

3、省電節能的液壓系統設計

高的響應速度、高的控制精度和重復精度的比例閥、比例泵、伺服閥的應用；由轉速可調的伺服電機+柱塞泵、伺服馬達螺桿驅動、蓄能器+高速伺服閥組成閉環回路控制油電式高速注塑機液壓系統設計和應用。有高低壓雙聯或多聯連式泵、變量泵、蓄壓器系統等的推出：對閥控電液系統有較大能量損失的不足，推出泵和電液比例閥結合的負載感應型，泵和比例壓力比例流量控制閥結合的注塑機電液控制系統。

4、二次調節系統

二次調節靜液傳動系統由恒壓油源、二次元件（液壓泵/馬達）、工作機構和控制調節機構等組成。二次調節系統是工作于恒壓網絡的壓力耦聯系統，通過調節二次元件斜盤傾角來改變二次元件排量，以適應負載轉矩的變化，使負載按設定的規律變化。系統中的壓力基本保持不變，二次元件直接與恒壓油源相連，因此，在系統中沒有原理性節流損失，從而提高了系統效率。另外，蓄能器的加入，不但抑制了壓力限制元件發熱所引起的功率損耗。而且還通過回收、釋放液壓能有效提高了系統的工作效率。

5、一體化構造

將液壓泵、馬達、油箱、油量補償回路構成為一體，形成無配管的一體構造。

6、盡可能地節省空間

采用無油壓控制閥可以減少系統裝置空間，依據閉回路的構成使油箱小型化，減少發熱量，從而不用使用冷卻器。例如，采用伺服馬達使液壓泵正反轉向，不必使用方向、流量、壓力控制閥也能達到控制效果。采用閉回路系統，可以自我形成油量補償機能，混合式伺服系統可以使油箱控制在儲存最小作動油的狀態下作功，體現油箱小型化的優點。由于只在需要時使液壓泵輸出必要的流量，從而將發熱源控制降至最低，也就無需再加裝冷卻器。因不需冷卻水循環以及減少作動油的消耗，所以也能節省資源，同時也可降低噪聲。

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