液壓系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)IV液壓系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢王哲（遼寧工程技術(shù)大學(xué)，機械11-7班）摘 要：液壓傳動相對丁機械傳動來說是一門新技術(shù)，液壓機是利用帕斯卡定律制成的利 用液體壓強傳動的機械，廣泛應(yīng)用丁各種工業(yè)中。而在液壓機中液壓傳動系統(tǒng)是其非常重 要的組成部分，對液壓機的各種性能起到?jīng)Q定性的作用，至丁它與微電子和計算機技術(shù)密 切結(jié)合，得以在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率并加以精確控制，更是近幾十年 內(nèi)出現(xiàn)的新事物。本文為5000KN單臂液壓機設(shè)計了液壓傳動系統(tǒng)，500T單臂校正壓裝液壓機液壓系統(tǒng)采 用插裝閥集成系統(tǒng)，動作可靠，使用壽命長，液壓沖擊小，減小了連接管路與泄漏點。獨 立的電器控制系

2、統(tǒng)，工作可靠，動作直觀，維修方便。采用按鈕集中控制，設(shè)調(diào)準(zhǔn)（點動）， 單次（半自動）二種操作方式。大大的提高了傳統(tǒng)液壓機的控制有欠缺自動化、操縱性和 安全性差等缺點。它適用丁軸類零件、型材的校正和軸套類零件的壓裝、 板材零件的彎曲、壓印、套形、 簡單零件的拉伸塑料制品、機床、內(nèi)燃機、輕紡制造機械、軸類、軸承、洗衣機、汽車電 機、空調(diào)電機、電器、軍工企業(yè)、三資企業(yè)裝配流水線等行業(yè)使用。該設(shè)計主要包括在給定參數(shù)情況下液壓系統(tǒng)零部件的參數(shù)計算，從而進行合適的選 擇，在根據(jù)實際情況確定液壓元件（輔助元件）以及液壓泵站和油箱，文章也附帶了液壓 元件的安裝說明及液壓機的技術(shù)要求和液壓機的驅(qū)動要求。關(guān)鍵詞：

3、單臂液壓機；液壓系統(tǒng)；液壓元件1液壓與氣動系統(tǒng)僅有以下三種基本方法傳遞動力：電氣、機械和流體。大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)實際上是將三 種方法組合起來而得到最有效地最全面的系統(tǒng)。為了合理地確定采取哪種方法，重要的是 了解各種方法的顯著特征。例如液壓系統(tǒng)在長距離上比機械系統(tǒng)更能經(jīng)濟地傳遞動力。然 而液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)相比，傳遞動力的距離較短。液壓動力傳遞系統(tǒng)涉及電動機、調(diào)節(jié) 裝置和壓力，流量控制。總的來說，該系統(tǒng)包括：l泵：將原動機的能力轉(zhuǎn)換成作用在執(zhí)行部件上的液壓能。2閥：控制泵產(chǎn)生流體的運動方向、產(chǎn)生的功率的大小，以及到達執(zhí)行部件液體的流 量。功率大小取決丁對流量和壓力大小的控制。3執(zhí)行部件：將液壓能轉(zhuǎn)換

4、成可用的機械能。4介質(zhì)即油液：可進行無壓縮傳遞和控制，同時可以潤滑部件，使閥體密封和系統(tǒng)冷5聯(lián)接件：聯(lián)接各個系統(tǒng)部件，為壓力流體提供功率傳輸通路，將液體返回郵箱。6油液貯存和調(diào)節(jié)裝置：用來確保提供足夠質(zhì)景和數(shù)量并冷卻的液體。遼寧工程技術(shù)大學(xué)V液壓系統(tǒng)在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，例如沖壓，鋼類工件的磨削及一般加工業(yè)、農(nóng)業(yè)、礦業(yè)、 航大技術(shù)、深?？碧?、運輸、海洋技術(shù)，近海天然氣和石油勘探等行業(yè)，簡而言之，在日 常生活中很少有人不從液壓技術(shù)中得到某種益處。液壓系統(tǒng)成功而乂廣泛使用的秘密在與它的通用性和易操作性。液壓動力傳遞不會像 機械系統(tǒng)那樣受到機器幾何形體的制約，另外，液壓系統(tǒng)不會像電氣系統(tǒng)那樣受到鋼的磁

5、飽和極限的限制。相反，液壓系統(tǒng)的功率僅僅受材料強度的限制1。企業(yè)為了提高生產(chǎn)率將越來越依靠自動化，這包括遠程和直接控制生產(chǎn)操作、加工過程和材料處理等。液壓動 力之所以成為自動化的重要組成部分，是因為它有如下主要的四種優(yōu)點：1控制方便精確通過操作一個簡單的操作桿和按鈕，液壓系統(tǒng)的操作者便能立即起 動、停止、加減速和能提供任意功率、位置精度為萬分之一英寸的位置控制力。2增力一個液壓系統(tǒng)（沒有使用笨重的齒輪、滑輪和杠桿）能簡單有效地將不到一 盎司的力放大產(chǎn)生幾白噸力的輸出。3包力或包扭只有液壓系統(tǒng)能提供不隨速度變化而變化的包力或包扭矩，它可以驅(qū) 動對象從每小時移動幾英寸到每分鐘幾白英寸，從每小時幾轉(zhuǎn)

6、到每分鐘幾千轉(zhuǎn)。4簡便、安全、經(jīng)濟 總的來說，液壓系統(tǒng)比機械或電氣系統(tǒng)使用更少的運動部件， 因此，它們運行與維護簡便。這使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。例如一種用丁車輛上的新 型動力轉(zhuǎn)向控制裝置己淘汰其他類型的轉(zhuǎn)向動力裝置，該轉(zhuǎn)向部件中包含有人力操縱方向 控制閥和分配器。因為轉(zhuǎn)向部件是全液壓的，沒有萬向節(jié)、軸承、減速器齒輪等機械連接， 這使得系統(tǒng)簡單緊。另外，只需輸入很小的扭知就能產(chǎn)生滿足極惡劣工作條件所需的控制 力，這對丁因操作空間限制而需要小方向盤的場合很重要，這也是減輕司機疲勞度所必需 的。液壓系統(tǒng)的其他優(yōu)點包括雙向運動、過載保護和無極變速控制，在己有的任何動力系 統(tǒng)中液壓系統(tǒng)亦具有最大的單

7、位質(zhì)量功率比.盡管液壓系統(tǒng)具有如此高性能，但它不是可 以解決所有動力傳遞問題的靈丹妙藥。液壓系統(tǒng)也有些缺點，液壓油油污染，并且泄漏不 可能完全避免，另外如果油液滲漏發(fā)生在灼熱設(shè)備附近，大多數(shù)液壓油能引起火災(zāi)。下面 以一具體實例一-液壓站來介紹液壓系統(tǒng)的優(yōu)越性。液壓站乂稱液壓泵站，是獨立的液壓裝置。它按逐級要求供油。并控制液壓油流的方 向、壓力和流量，適用丁主機與液壓裝置可分離的各種液壓機械上。用戶購后只要將液凡 站與主機上的執(zhí)行機構(gòu)（油缸或油馬達）用油管相連，液壓機械即可實現(xiàn)各種規(guī)定的動作 和工作循環(huán).液壓站是由泵裝置、集成塊或閥組合、由箱、電氣盒組合而成。各部件功能:泵裝置-上裝有電機和油泵

8、，是液壓站的動力源，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能。集成塊-由液壓閥及通道體組裝而成。對液壓油實行方向、壓力和流量調(diào)節(jié)。閥組合-板式閥裝在立板上，板后管連接，與集成塊功能相同。油箱-板焊的半封閉容器，上還裝有濾油網(wǎng)、空氣濾活器等，用來儲油、油的冷卻及過濾。電氣盒-分兩種型式。一種設(shè)置外接引線的端子板：一種配置了全套控制電器。液壓站的工作原理：電機帶動油泵轉(zhuǎn)動，泵從油箱中吸油供油，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓 站的遼寧工程技術(shù)大學(xué)VI壓力能，液壓油通過集成塊（或閥組合）實現(xiàn)了方向、壓力、流最調(diào)節(jié)后經(jīng)外接管路 并至液壓機械的油缸或油馬達中，從而控制液動機方向的變換、力量的大小及速度的快慢， 推動各種液壓機械做

9、功2。2發(fā)展歷程我國液壓（含液力，下同）、氣動和密封件工業(yè)發(fā)展歷程，大致可分為三個階段，即：20世紀(jì)50年代初到60年代初為起步階段：60-70年代為專業(yè)化生產(chǎn)體系成長階段；80-90年代為快速發(fā)展階段。其中，液壓工業(yè)丁50年代初從機床行業(yè)生產(chǎn)仿蘇的磨床、拉床、 仿形車床等液壓傳動起步，液壓元件由機床廠的液壓車間生產(chǎn)，自產(chǎn)自用.進入60年代后，液壓技術(shù)的應(yīng)用從機床逐漸推廣到農(nóng)業(yè)機械和工程機械等領(lǐng)域，原來附屆丁主機廠的 液壓車間有的獨立出來，成為液壓件專業(yè)生產(chǎn)廠。到了60年代末、70年代初，隨著生產(chǎn)機械化的發(fā)展，特別是在為第二汽車制造廠等提供高效、自動化設(shè)備的帶動下，液工壓元 件制造業(yè)出現(xiàn)了迅速

10、發(fā)展的局面， 一批中小企業(yè)也成為液壓件專業(yè)制造廠。1968年中國液 壓元件年產(chǎn)景已接近20萬件：1973年在機床、農(nóng)機、工程機械等行業(yè)，生產(chǎn)液抓件的專 業(yè)廠己發(fā)展到100余家，年產(chǎn)量超過100萬件，一個獨立的液壓制造業(yè)己初步形成。 這時, 液壓件產(chǎn)品已從仿蘇產(chǎn)品發(fā)展為引進技術(shù)與自行設(shè)計相結(jié)合的產(chǎn)品，壓力向中、高壓發(fā)展，并開發(fā)了電液伺服閥及系統(tǒng)，液壓應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴大。氣動工業(yè)的起步比液壓稍晚 兒年，到1967年開始建立氣動元件專業(yè)廠，氣動元件才作為商品生產(chǎn)和銷售。含橡塑密 封、機械密封和柔性石墨密封的密封件工業(yè)，50年代初從生產(chǎn)普通0型圈、油封等擠壓橡塑密封和石棉密封制品起步，到60年代初，開

11、始研制生產(chǎn)機械密封和柔性石墨密封等 制品。70年代，在原燃化部、一機部、農(nóng)機部所屆系統(tǒng)內(nèi)，一批專業(yè)生產(chǎn)廠相繼成立，并 正式形成行業(yè)，為密封件工業(yè)的發(fā)展成長奠定了墓礎(chǔ)。進入80年代，在國家改革開放的方針指引下，隨著機械工業(yè)的發(fā)展，基礎(chǔ)件滯后丁主機的矛盾日益突出，并引起各有關(guān)部 門的重視。為此，原一機部丁1982年組建一通用基礎(chǔ)件工業(yè)局，將原有分散在機床、農(nóng) 業(yè)機械、工程機械等行業(yè)歸口的液壓、 氣動和密封件專業(yè)廠，統(tǒng)一劃歸通用基礎(chǔ)件局管理， 從而使該行業(yè)在規(guī)劃、投資、引進技術(shù)和科研開發(fā)等方面得到基礎(chǔ)件局的指導(dǎo)和支持。從 此進入了快速發(fā)展期，先后引進了60余項國外先進技術(shù)，其中液壓40余項、氣動7項

12、， 經(jīng)消化吸收和技術(shù)改造，現(xiàn)均己批量生產(chǎn)，并成為行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。近年來，行業(yè)加大了 技術(shù)改造力度，1991 -1998年國家、地方和企業(yè)自籌資金總投入共約20多億元，其中液 壓16億多元。經(jīng)過技術(shù)改造和技術(shù)攻關(guān)，一批主要企業(yè)技術(shù)水平進一步提高，工藝裝備 得到很大改善，為形成高起點、專業(yè)化、批量生產(chǎn)打下了良好墓礎(chǔ)。近幾年，在國家多種 所有制共同發(fā)展的方針指引下，不同所有制的中小企業(yè)迅猛崛起，呈現(xiàn)出勃勃生機。隨著 國家進一步開放，三資企業(yè)迅速發(fā)展，對提高行業(yè)水平和擴大出口起著重要作用。目前我國己和美國、日本、德國等國家著名廠商合資或由外國廠商獨資建立了柱塞泵/馬達、行 星減速機、轉(zhuǎn)向器、液壓控制閥

13、、液壓系統(tǒng)、靜液壓傳動裝置、液壓件鑄造、氣動控制閥、 氣缸、氣源處理三聯(lián)件、機械密封、橡塑密封等類產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)50多家，引進外資2億遼寧工程技術(shù)大學(xué)VII多美元3。3面前狀況3.1基本概況經(jīng)過40多年的努力，我國液壓、氣動和密封件行業(yè)已形成了一個門類比較齊全，有 一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平的工業(yè)體系。據(jù)1995年全國第三次工業(yè)普查統(tǒng)計，我國液壓、氣動和密封件工業(yè)鄉(xiāng)及鄉(xiāng)以上年銷售收入在100萬元以上的國營、村辦、私營、合作經(jīng)營、個體、 “三資”等企業(yè)共有1300余家， 其中液壓約700家， 氣動和密封件各約300余家。按1996年國際同行業(yè)統(tǒng)計，我國液壓行業(yè)總產(chǎn)位23.48億元，占世界第6位：氣動行

14、 業(yè)總產(chǎn)值4.19億元，占世界第10位4。3.2當(dāng)前供需概況通過技術(shù)引進，自主開發(fā)和技術(shù)改造，高抓柱塞泵、齒輪泵、葉片泵、通用液壓閥門、 油缸、無油潤滑氣動件和各類密封件等一大批產(chǎn)品的技術(shù)水平有來了明顯的提高，并可穩(wěn) 定的批量生產(chǎn)，為各類主機提高產(chǎn)品水平提供了保證。另外，在液壓氣動元件和系統(tǒng)的CAD污染控制、比例伺服技術(shù)等方面也取得一定成果，并已用丁生產(chǎn)。目前，液壓、氣動和密 封件產(chǎn)品總計約有3000個品種、2300多個規(guī)格。其中，液壓有1200個品種、10000多個 規(guī)格（含液力產(chǎn)品60個品種、500個規(guī)格）；氣動有1350個品種、800多個規(guī)格：橡塑密 封有35個品種、5000多個規(guī)格，已

15、基木能適應(yīng)各類主機產(chǎn)品的一般需要，為重大成套裝 備的各種配套率也可達60%以上，并開始有少量出口。1998年國產(chǎn)液壓件產(chǎn)量480萬件，銷售額約28億元（其中機械系統(tǒng)約占70%）:氣動件產(chǎn)量360萬件，銷售額約5.5億元 （其中機械系統(tǒng)約占60%;密封件產(chǎn)最8億件，銷售額約10億元（其中機械系統(tǒng)約占50%。 據(jù)中國液壓氣動密封件工業(yè)協(xié)會1998年年報統(tǒng)計，液壓產(chǎn)品產(chǎn)銷率為97.5 %（液力為101%），氣動為95.9%，密封98.7%這充分反映了產(chǎn)銷基本銜接5。我國液壓、氣動和密 封工業(yè)雖取得了很大的進步，但與主機發(fā)展需求，以及和世界先進水平相比，還存在不少 差距，主要反映在產(chǎn)品品種、性能和可靠

16、性等方面。以液壓產(chǎn)品為例，產(chǎn)品品種只有國外 的1/3，壽命為國外的1/2。為了滿足重點主機、進口主機以及重大技術(shù)裝備的需要， 每年都有大量的液壓、氣動和密封產(chǎn)品進口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計及有關(guān)資料分析，1998年液壓、氣動和密封件產(chǎn)品的進口額約2億美元，其中液壓約1.4億美元，氣動近0.3億美元，密 封約0.3億美元，比1997年稍有下降。按金額計，目前進口產(chǎn)品的國內(nèi)市場占有率約為30%。1998年國內(nèi)市場液壓件需求總量約600萬件，銷售總額近40億元：氣動件需求總 量約500萬件，銷售總額7億多元：密封件需求總量約11億件，銷售總額約13億元6。4今后發(fā)展走勢4.1影響發(fā)展的主要因素(1)企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)

17、能力不強，技術(shù)開發(fā)的水平和速度不能完全滿足先進主機產(chǎn)品、重大技遼寧工程技術(shù)大學(xué)VIII術(shù)裝備和進口設(shè)備的配套和維修需要：(2)不少企業(yè)的制造工藝、裝備水平和處理水平都較落后，加上質(zhì)量意識不強，導(dǎo) 致產(chǎn)品性能水平低、質(zhì)量不穩(wěn)定、可靠性差，服務(wù)不及時，缺乏使用戶滿意和信賴的名牌 產(chǎn)品；(3)行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)專業(yè)化程度低，力最分散，低水平，地區(qū)和企業(yè)之間產(chǎn)品趨同，盲 目競爭，相互壓價，使企業(yè)效益下降，資金缺乏、周轉(zhuǎn)困難，產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)改造投入不 足，嚴(yán)重地制約了行業(yè)整體水平的提高以及競爭實力的增強：(4)國內(nèi)市場國際化程度日益提高，國外公司紛紛進入中國市場參與競爭，加上國內(nèi) 私營、合作經(jīng)營、個體、三資等企

18、業(yè)的崛起，給國有企業(yè)造成愈來愈大的沖擊。4.2發(fā)展走勢隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷深化，液壓、氣動和密封產(chǎn)品的市場供求關(guān)系發(fā)生較大 變化，長期來以“短缺”為特征的賣方市場已基本成為以“結(jié)構(gòu)性過剩”為特征的買方市 場所取代。從總體能力看，已處丁供大丁求的態(tài)勢，特別是一般低檔次液壓，氣動和密封 件，普遍供過丁求：而主機急需的技術(shù)含量高的高參數(shù)、高附加值的高檔產(chǎn)品，乂不能滿 足市場需要，只能依賴上進口。在我國加入WTC后，其沖擊有可能更大。因此，“十五” 期間行業(yè)產(chǎn)值的增長，決不能依賴丁量的增長，而應(yīng)針對行業(yè)自身的結(jié)構(gòu)性矛盾，加大力 度，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，也就是應(yīng)依靠質(zhì)的提高，促進產(chǎn)品技術(shù)升級，

19、以適應(yīng)和拉 動市場需求，求得更大的發(fā)展7。氣壓系統(tǒng)是用壓力氣體傳遞和控制動力，在系統(tǒng)部件中 產(chǎn)生電弧有可能點燃泄漏物的場合下(使用空氣作為介質(zhì))尤其安全。在氣壓系統(tǒng)中，壓 縮機用來壓縮并提供所需的空氣。壓縮機一般有活塞式、葉片式和螺旋式等類型。壓縮機 基本上是根據(jù)理想氣體法則，通過減小氣體體積來增加氣體壓力的。氣壓系統(tǒng)通?？紤]采 用大的中央空氣壓縮機作為一個無限量的氣源，這類似丁電力系統(tǒng)中只要將插頭揚入插座 便可獲得電能。用這種方法，壓力氣體可以從氣源輸送到整個工廠的各個角落，壓力氣體 可通過空氣濾活器除去污物，這些污物可能會損壞氣體組件的精密配合部件(如閥和氣缸 等)，隨后輸送到各個回路中，

20、接著空氣流經(jīng)減壓閥以減小氣壓值適合某一回路使用。因 為空氣不是好的潤滑劑(包括20%的氧氣)，氣壓系統(tǒng)需要一個油霧器將細小的油霧注射 到經(jīng)過減壓閥減壓的空氣中，這有助丁減小氣動組件精密配合運動件的磨損8。由丁來自大氣中的空氣含不同數(shù)量的水分，這些水分是有害的，它可以帶走潤滑劑引 起過分磨損和腐蝕。因此可在氣閥和執(zhí)行組件排氣口安裝消聲器來降低噪聲，以防止操作 人員因接觸噪聲及高速空氣粒子有可能引發(fā)的傷害。用氣動系統(tǒng)代替液壓系統(tǒng)有以下幾條 理由：液體的慣性遠比氣體大，因此，在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)執(zhí)行組件加速減速和閥突然開啟 關(guān)閉時，油液的質(zhì)量便是一個潛在的問題，根據(jù)牛頓運動定律（力等丁質(zhì)量乘以加速度） 產(chǎn)生加速運動油液所需的力要比加速同等體積空氣所需的力高出許多倍。液體比氣體具有 更大的粘性，這會因為內(nèi)摩擦而引起更大的壓力和功