液壓與氣動技術(shù)論文

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1、液壓與氣動技術(shù)論文 班級：13電氣自動化技術(shù) 姓名：馬逸樊 學(xué)號：1361130020 【摘 要】社會需求永遠(yuǎn)是推動技術(shù)發(fā)展的動力，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技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動產(chǎn)品參與市場競爭是否取勝的關(guān)鍵。 【關(guān)鍵詞】液壓氣動 國際 我國 應(yīng)用 趨勢 1 液壓技術(shù)發(fā)展趨勢 由于液壓技術(shù)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、水平有一定的提高。盡管如此，走向21世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其

2、應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。其主要的發(fā)展趨勢將集中在以下幾個(gè)方面。 1.1 減少損耗，充分利用能量 液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換過程中，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；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。 1.2 泄漏控制 泄漏控制包括：防止液體泄漏到外部造成環(huán)境污染和外部環(huán)境對系統(tǒng)的侵害兩個(gè)方面。今后，將發(fā)展無泄漏元件和系統(tǒng)，如發(fā)展集成化和復(fù)合化的元件和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無管連接，研制新型密

3、封和無泄漏管接頭，電機(jī)油泵組合裝置等。無泄漏將是世界液壓界今后努力的重要方向之一。 1.3 污染控制 過去，液壓界主要致力于控制固體顆粒的污染，而對水、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)開發(fā)耐污染能力強(qiáng)的高效濾材和過濾器。研究對污染的在線測量；開發(fā)油水分離凈化裝置和排濕元件，以及開發(fā)能清除油中的氣體、水分、化學(xué)物質(zhì)和微生物的過濾元江及檢測裝置。 1.4 主動維護(hù) 開展液壓系統(tǒng)的故障預(yù)測，實(shí)現(xiàn)主動維護(hù)技術(shù)。必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專家系統(tǒng)的開發(fā)研

4、究，建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識庫，并利用計(jì)算機(jī)和知識庫中的知識，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)一步開發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件，開發(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。 1.5 機(jī)電一體化 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)揮液壓傳動出力大、慣性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，其主要發(fā)展動向如下：液壓系統(tǒng)將有過去的電液開發(fā)系統(tǒng)和開環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng)，同時(shí)對壓力、流量、位置、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、智能化等方面更適應(yīng)機(jī)電一體化需求，發(fā)展與計(jì)算機(jī)直接

5、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)自動測量和診斷；電子直接控制元件將得到廣泛采用，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、合理分配功率、自動保護(hù)等；借助現(xiàn)場總線，實(shí)現(xiàn)高水平信息系統(tǒng)，簡化液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、爭端和維護(hù)。 1.6 液壓CAD技術(shù) 充分利用現(xiàn)有的液壓CAD設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行二次開發(fā)，建立知識庫信息系統(tǒng)，它將構(gòu)成設(shè)計(jì)-制造-銷售-使用-設(shè)計(jì)的閉環(huán)系統(tǒng)。將計(jì)算機(jī)防真及適時(shí)控制結(jié)合起來，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)效果。下一個(gè)目標(biāo)是，利用CAD技術(shù)支持液壓產(chǎn)品到零不見設(shè)計(jì)的全過程，并把CAD/CAM/CA

6、PP/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)突破性的發(fā)展。 1.7 新材料、新工藝的應(yīng)用 新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液壓的發(fā)展引起新的飛躍。為了保護(hù)環(huán)境，研究采用生物降解迅速的壓力流體，如采用菜油基和合成脂基或者水及海水等介質(zhì)替代礦物液壓油。鑄造工藝的發(fā)展，將促進(jìn)液壓元件性能的提高，如鑄造流道在閥體和集成塊中的廣泛使用，可優(yōu)化元件內(nèi)部流動，減少壓力損失和降低噪聲，實(shí)現(xiàn)元件小型化。 2 氣動技術(shù)發(fā)展趨勢 氣動技術(shù)是以壓縮空氣為介質(zhì)來傳動和控制機(jī)械的一門專業(yè)技術(shù)。由于它具有節(jié)能、無污染、高效、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)

7、簡單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械和生產(chǎn)線上。過去汽車、拖拉機(jī)等生產(chǎn)線上的氣動系統(tǒng)及其元件，都由各廠自行設(shè)計(jì)、制造和維修。 2.1 氣動技術(shù)應(yīng)用面的擴(kuò)大是氣動工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志 氣動元件的應(yīng)用主要為兩個(gè)方面：維修和配套。過去國產(chǎn)氣動元件的銷售要用于維修，近幾年，直接為主要配套的銷售份額逐年增加。國產(chǎn)氣動元件的應(yīng)用，從價(jià)值數(shù)千萬元的冶金設(shè)備到只有1-2百元的椅子。鐵道扳岔、機(jī)車輪軌潤滑、列車的煞車、街道清掃、特種車間內(nèi)的起吊設(shè)備、軍事指揮車等都用上了專門開發(fā)的國產(chǎn)氣動元件。這說明氣動技術(shù)已“滲透”到各行各業(yè)，并且正在日益擴(kuò)大。 由于氣動技術(shù)越來越多地應(yīng)用于各行業(yè)的自動裝配和自動加工小件、特殊物品的

8、設(shè)備上，原有傳統(tǒng)的氣動元件性能正在不斷提高，同時(shí)陸續(xù)開發(fā)出適應(yīng)市場要求的新產(chǎn)品，使氣動元件的品種日益增加，其發(fā)展趨勢主要有以下幾個(gè)方面： 2.1.1 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，勢必限制了氣動元件的尺寸，小型化、輕型化是氣動元件的第一個(gè)發(fā)展方向。 2.1.2 執(zhí)行元件的定位精度提高，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，附帶制動機(jī)構(gòu)和伺服系統(tǒng)的氣缸應(yīng)用越來越普遍。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0.1mm的定位精度。 2.1.3 多功能化，復(fù)合化 為了方便用戶，適應(yīng)市場的需要開發(fā)了各

9、種由多只氣動元件組合并配有控制裝置的小型氣動系統(tǒng)。如用于移動小件物品的組件，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，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角度的擺動氣缸與夾頭的組合件，夾頭部位有若干種夾頭可選配。 2.1.4 與電子技術(shù)結(jié)合，大量使用傳感器，氣動元件智能化 帶開關(guān)的氣缸國內(nèi)已普遍使用，開關(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

10、感器代替流量計(jì)、壓力表、能自動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。氣動伺服定位系統(tǒng)已有產(chǎn)品進(jìn)入市場。該系統(tǒng)采用三位五通氣動伺服閥，將預(yù)定的定位目標(biāo)與位置傳感器的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，實(shí)施負(fù)反饋控制。 2.1.5 更高的安全性和可靠性 從近幾年的氣動技術(shù)國際標(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)的壓力提高到使用壓力的4￣5倍，耐壓時(shí)間增加到5￣15min，還要在高、低溫度下進(jìn)行試驗(yàn)。如果貫徹這些國際標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)的缸筒、端蓋、氣源處理鑄件和管接頭等都難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。除耐壓試驗(yàn)處，結(jié)構(gòu)上也作了某些規(guī)定，如氣源處理的透明殼外部規(guī)定要加金

11、屬防護(hù)罩。 2.1.6 向高速、高頻、高響應(yīng)、高壽命方向發(fā)展 為了提高生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)效率，提高執(zhí)行元件的工作速度勢在必行?，F(xiàn)在我國的氣缸工作速度一般在0.5m/s以下。根據(jù)日本專家預(yù)測，五年以后大部分的氣缸工作速度將提高到1-2m/s，有的要求達(dá)5m/s。氣缸工作速度的提高，不僅要求氣缸的質(zhì)量提高，而且結(jié)構(gòu)上也要相應(yīng)改進(jìn)，例如要配置油壓吸震器以增加緩沖效果等。電磁閥的響應(yīng)時(shí)間將小于10ms，壽命提高到5000萬次以上。美國有一種間隙密封的閥，由于閥芯懸浮在閥體內(nèi)，相互不接觸，在無需潤滑下，壽命高達(dá)2億次。 針對某些特殊要求，改進(jìn)和開發(fā)氣動產(chǎn)品，即可占領(lǐng)一塊市場，獲得不小的經(jīng)濟(jì)效益，這已被

12、大家共識。濟(jì)南華能氣動元器件公司為鐵路編組和輪軌潤滑的特殊要求開發(fā)了氣缸和閥，受到了鐵道部門的關(guān)注。 使用新材料，與新技術(shù)相結(jié)合。國外開發(fā)了膜式干燥器，該干燥器利用高科技的反滲析薄膜濾去壓縮空氣中的水分，有節(jié)能、壽命長、可靠性高、體積小、重量輕等特點(diǎn)、適用于流量不大的場合。 當(dāng)前我國的現(xiàn)狀：液壓、氣動、密封行業(yè)現(xiàn)已形成一個(gè)門類比較齊全、有相當(dāng)競爭實(shí)力、初具生產(chǎn)規(guī)模的工業(yè)體系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，主要企業(yè)約400余個(gè)，其中35家重點(diǎn)企業(yè)產(chǎn)值和產(chǎn)量占全行業(yè)的65%以上。1998年全國液壓行業(yè)總產(chǎn)值28億元（含液力2.35億元），產(chǎn)量450萬件（含液力6.2萬件/套）；氣動行業(yè)總產(chǎn)值6億元，產(chǎn)量300多萬件。機(jī)械系統(tǒng)密封件總產(chǎn)值8.92億元。按1996年國際同行業(yè)統(tǒng)計(jì)，我國液壓行業(yè)總產(chǎn)值占世界第六位。氣動行業(yè)總產(chǎn)值占世界第十位。 3 結(jié)束語 總之我國的液壓與氣動技術(shù)已經(jīng)取得巨大的發(fā)展，但與國際社會還有一定的差距，我們還需要進(jìn)一步努力，爭取成為國際上的領(lǐng)頭羊。