機電一體化畢業(yè)論文液壓傳動技術(shù)在自動化生產(chǎn)中的應(yīng)用1

1、江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 論 文題 目 液壓傳動技術(shù)在自動化生產(chǎn)中的應(yīng)用學(xué)生姓名 xxx 指導(dǎo)老師 xxxx 專 業(yè) 機電一體化 班 級 機電09x班 學(xué) 號 2009xxxx 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院摘要液壓機技術(shù)是一門研究以密封容器中的受液壓體為傳動介質(zhì)，來實現(xiàn)能量傳遞和控制的科學(xué)。液壓傳動應(yīng)用廣泛，在未來有廣闊的發(fā)展前景，特別是20世紀(jì)60年代以來，隨著原子能科學(xué)、空間技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)也的到很大發(fā)展。液壓技術(shù)具有高速、高壓、功率大、高效率、低噪音、平穩(wěn)、反應(yīng)速度快、沖擊小、操作簡單、久經(jīng)耐用、高度集成化等特點，在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)中的到了普遍應(yīng)用，如在工程機械與物料搬運

2、、機床、塑料加工機械、汽車、金屬材料設(shè)備、金屬二次加工設(shè)備與鑄造機械、農(nóng)業(yè)機械、船舶及其他領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 目錄第一章 概述11.1液壓傳動的早期發(fā)展11.2液壓傳動原理及系統(tǒng)組成及特點11.3液壓傳動技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用概況3第二章 傳動在自動化生產(chǎn)中應(yīng)用概況及發(fā)展前景42.1 工業(yè)自動化的發(fā)展及自動化生產(chǎn)的概述42.2 液壓傳動技術(shù)在自動化生產(chǎn)的應(yīng)用52.3 液壓技術(shù)未來發(fā)展10總 結(jié)11參考文獻(xiàn)12第一章 概述1.1液壓傳動的早期發(fā)展1795年英國JosephBraman(1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺水壓機。1905年將

3、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)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應(yīng)用，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。液壓元件(液壓油缸、彎管機、液壓彎管機）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。1925年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)G·Constantimsco對能量波動傳遞所進(jìn)行的理論及實際究;1910年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間，在美國機床中

4、有30%應(yīng)用了液壓傳動，日本液壓傳動的發(fā)展雖然晚了歐美等國家近20多年，但在1955年前后，日本迅速發(fā)展液壓傳動，1956年成立了“液壓工業(yè)會”。近2030年間，日本液壓傳動發(fā)展之快，居世界領(lǐng)先地，20世紀(jì)50年代，隨著世界各國經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和發(fā)展，生產(chǎn)過程自動化的不斷增長，使液壓技術(shù)很快轉(zhuǎn)入民用工業(yè)，在機械制造、起重運輸機械及各類施工機械、船舶、航空等領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。20世紀(jì)60年代以來，隨著原子能、航空航天技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)在更深、更廣闊的領(lǐng)域得到了發(fā)展，60年代出現(xiàn)了板式、疊加式液壓閥系列，發(fā)展了以比例電磁鐵為電氣-機械轉(zhuǎn)換器的電液比例控制閥并被廣泛用于工業(yè)控制中，

5、提高了電液控制系統(tǒng)的抗污染能力和性能價格比。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類環(huán)保、能源危機意識的提高，近20年來，人們重新認(rèn)識和研究歷史上以純水作為工作介質(zhì)的純水液壓傳動技術(shù)，并在理論上和應(yīng)用研究上，都得到了持續(xù)穩(wěn)定的復(fù)蘇與發(fā)展，正在逐漸成為現(xiàn)代液壓傳動技術(shù)中的熱點技術(shù)和新的發(fā)展方向之一。1.2液壓傳動原理及系統(tǒng)組成及特點液壓傳動原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似；# L6 C4 x- M- _  U8 j! Y液壓傳動技術(shù)是利用帕斯卡原理，在密閉

6、環(huán)境中，向液體施加一個力，這個液體會向各個方向傳遞這個力！力的大小不變！$ f5 y( ! i5 ?* J* / J5 q液壓傳動如圖1-1所示就是利用這個物理性質(zhì)，向一個物體施加一個力， 主要是指利用液壓泵將原動機產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換為工作液體的壓力能，然后通過液體壓力能的變化來傳遞能量，最后通過各種類型的控制閥以及管路的傳遞，結(jié)合相關(guān)的液壓執(zhí)行元件（例如液壓缸和馬達(dá)），將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，進(jìn)而驅(qū)動工作機構(gòu)，實現(xiàn)工作機構(gòu)的回轉(zhuǎn)或者直線往復(fù)運動。一個完整的液壓系統(tǒng)如圖1-2所示由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、傳動介質(zhì)。動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，以驅(qū)使

7、執(zhí)行元件運作，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵，它們的性能比較執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動負(fù)載作直線往復(fù)運動或回轉(zhuǎn)運動。 控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。輔助元件包括油

8、箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位油溫計等。傳動介質(zhì)即液壓油，液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。圖1-1機床工作臺液壓系統(tǒng)工作原理圖1-工作臺 2-液壓缸 3-活塞4-換向手柄 5-換向閥 6，8，16-回油管 7-節(jié)流閥 9-開停手柄 10-開停閥11-壓力管 12-壓力支管13-溢流閥14-鋼球15-彈簧 17-液壓泵18-濾油器19-油箱圖1-2機床工作臺液壓系統(tǒng)的圖形符號圖1-工作臺 2-液壓缸 3-油塞 4-換向閥 5-節(jié)流閥 6-開停閥 7-溢流閥 8-液壓泵9-濾油器10-油箱1、動的優(yōu)點（1）體積小、重量輕，因此慣性力

9、較小，當(dāng)突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊； （2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速； （3）換向容易，在不改變電機旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運動的轉(zhuǎn)換； / j3 x$ : q6 W2 _5 t9 T（4）液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制； （5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；（6）操縱控制簡便，自動化程度高；3 : s' m. h/ f ' % G0 ?$ E6 X+ N（7）容易實現(xiàn)過載保護(hù)。 2、液壓傳動的缺點 （1）使用液壓傳動對維護(hù)的要求高，工

10、作油要始終保持清潔；（2）對液壓元件制造精度要求高，工藝復(fù)雜，成本較高；（3）液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平； % i6 A& f( E! r3 B; a（4）用油做工作介質(zhì)，在工作面存在火災(zāi)隱患；# H, W, $ w0 C8 E: k（5）傳動效率低。1.3液壓傳動技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用概況正因為液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工 機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等；鋼鐵工 業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；礦山機械中的液壓鉆機、采煤機、提升機、 液壓支架等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝

11、置、河床升降裝置、橋梁操縱機構(gòu)、大 洋采礦等；發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機械（絞車） 、船頭 門、艙壁閥、船尾推進(jìn)器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等； 軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵 控制裝置等。 液壓傳動與控制是現(xiàn)代機械工程的基礎(chǔ)技術(shù)，由于其在功率重量比、無級調(diào)速、自動 控制、過載保護(hù)等方面的獨特技。液壓傳動與控制是現(xiàn)代機械工程的基礎(chǔ)技術(shù)，由于其在功率重量比、無級調(diào)速、自動控制、過載保護(hù)等方面的獨特技術(shù)優(yōu)勢，使其成為國民經(jīng)濟(jì)中各行業(yè)、各類機械裝備實現(xiàn)傳動與控制的重要技術(shù)手段。第二章 傳動在自

12、動化生產(chǎn)中應(yīng)用概況及發(fā)展前景2.1 工業(yè)自動化的發(fā)展及自動化生產(chǎn)的概述自動化技術(shù)就是探索和研究實現(xiàn)自動化過程的方法和技術(shù)。它是涉及機械、微電子、計算機等技術(shù)領(lǐng)域的一門綜合性技術(shù)。工業(yè)革命是自動化技術(shù)的助產(chǎn)士。正是由于工業(yè)革命的需要，自動化技術(shù)才沖破了卵殼，得到了蓬勃發(fā)展。同時自動化技術(shù)也促進(jìn)了工業(yè)的進(jìn)步，如今自動化技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于機械制造、電力、建筑、交通運輸、信息技術(shù)等領(lǐng)域，成為提高勞動生產(chǎn)率的主要手段。第一階段：40年代-60年代初，需求動力：市場競爭,資源利用,減輕勞動強度,提高產(chǎn)品質(zhì)量,適應(yīng)批量生產(chǎn)需要。主要特點：此階段主要為單機自動化階段,主要特點是:各種單機自動化加工設(shè)備出現(xiàn)

13、,并不斷擴(kuò)大應(yīng)用和向 工業(yè)自動化縱深方向發(fā)展。典型成果和產(chǎn)品：硬件數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機床。第二階段：60年代中-70年代初期，需求動力：市場競爭加劇,要求產(chǎn)品更新快,產(chǎn)品質(zhì)量高,并適應(yīng)大中批量生產(chǎn)需要和減輕勞動強度。主要特點：此階段主要以自動生產(chǎn)線為標(biāo)志,其主要特點是:在單機自動化的基礎(chǔ)上,各種組合機床、組合生產(chǎn)線出現(xiàn),同時軟件數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)并用于機床,CAD、CAM等軟件開始用于實際工程的設(shè)計和制造中,此階段硬件加工設(shè)備適合于大中批量的生產(chǎn)和加工。 典型成果和產(chǎn)品：用于鉆、鏜、銑等加工的自動生產(chǎn)線。第三階段：70年代中期-至今，需求動力：市場環(huán)境的變化,使多品種、中小批量生產(chǎn)中普遍性問題愈發(fā)嚴(yán)重,

14、要求自動化技術(shù)向其廣度和深度發(fā)展,使其各相關(guān)技術(shù)高度綜合,發(fā)揮整體最佳效能。主要特點：自70年代初期美國學(xué)者首次提出CIM概念至今,自動化領(lǐng)域已發(fā)生了巨大變化,其主要特點是:CIM已作為一種哲理、一種方法 工業(yè)自動化逐步為人們所接受;CIM也是一種實現(xiàn)集成的相應(yīng)技術(shù),把分散獨立的單元自動化技術(shù)集成為一個優(yōu)化的整體。所謂哲理,就是企業(yè)應(yīng)根據(jù)需求來分析并克服現(xiàn)存的“瓶頸”,從而實現(xiàn)不斷提高實力、競爭力的思想策略;而作為實現(xiàn)集成的相應(yīng)技術(shù),一般認(rèn)為是:數(shù)據(jù)獲取、分配、共享;網(wǎng)絡(luò)和通信;車間層設(shè)備控制器;計算機硬、軟件的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等。同時,并行工程作為一種經(jīng)營哲理和工作模式自80年代末期開始應(yīng)用和活躍

15、于自動化技術(shù)領(lǐng)域,并將進(jìn)一步促進(jìn)單元自動化技術(shù)的集成。典型成果和產(chǎn)品：CIMS工廠,柔性制造系統(tǒng)(FMS)。自動化就是探索和研究實現(xiàn)自動化過程的方法和技術(shù)。它是涉及機械、微電子、計算機等技術(shù)領(lǐng)域的一門綜合性技術(shù)。自動化生產(chǎn)的廣義內(nèi)涵至少包括以下幾點：在形式方面，制造自動化有三個方面的含義：代替人的體力勞動，代替或輔助人的腦力勞動，制造系統(tǒng)中人機及整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。在功能方面，自動化代替人的體力勞動或腦力勞動僅僅是自動化功能目標(biāo)體系的一部分。自動化的功能目標(biāo)是多方面的，已形成一個有機體系。在范圍方面，制造自動化不僅涉及到具體生產(chǎn)制造過程，而是涉及產(chǎn)品生命周期所有過程。2.2 液壓

16、傳動技術(shù)在自動化生產(chǎn)的應(yīng)用隨著自動化生產(chǎn)的快速發(fā)展，行走驅(qū)動系統(tǒng)是工程機械的重要組成部分。與工作系統(tǒng)相比，行走驅(qū)動系統(tǒng)不僅需要傳輸更大的功率，要求器件具有更高的效率和更長的壽命，還希望在變速調(diào)速、差速、改變輸出軸旋轉(zhuǎn)方向及反向傳輸動力等方面具有良好的能力。于是，采用何種傳動方式，如何更好地滿足各種工程機械行走驅(qū)動的需要，一直是工程機械行業(yè)所要面對的課題。尤其是近年來，隨著我國交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程的快速發(fā)展，建筑施工和資源開發(fā)規(guī)模不斷擴(kuò)大，工程機械在市場需求大大增強的同時，更面臨著作業(yè)環(huán)境更為苛刻、工況條件更為復(fù)雜等所帶來的挑戰(zhàn)，也進(jìn)一步推動著對其行走驅(qū)動系統(tǒng)的深入研究。工程機械行走系統(tǒng)

17、最初主要采用機械傳動和液力機械傳動(全液壓挖掘機除外)方式?，F(xiàn)在，液壓和電力傳動的傳動方式也出現(xiàn)在工程機械行走驅(qū)動裝置中，充分表明了科學(xué)技術(shù)發(fā)展對這一領(lǐng)域的巨大推動作用。純機械傳動的發(fā)動機平均負(fù)荷系數(shù)低，因此一般只能進(jìn)行有級變速，并且布局方式受到限制。與機械傳動相比。液壓傳動更容易實現(xiàn)其運動參數(shù)(流量)和動力參數(shù)(壓力)的控制，而液壓傳動較之液力傳動具有良好的低速負(fù)荷特性。由于具有傳遞效率高，可進(jìn)行恒功率輸出控制，功率利用充分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，輸出轉(zhuǎn)速無級調(diào)速，可正、反向運轉(zhuǎn)，速度剛性大，動作實現(xiàn)容易等突出優(yōu)點，液壓傳動在工程機械中得到了廣泛的應(yīng)用。幾乎所有工程機械裝備都能見到液壓技術(shù)的蹤跡，其

18、中不少已成為主要的傳動和控制方式。極限負(fù)荷調(diào)節(jié)閉式回路，發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制的恒壓，恒功率組合調(diào)節(jié)的變量系統(tǒng)開發(fā)，給液壓傳動應(yīng)用于工程機械行走系提供了廣闊的發(fā)展前景。 與純機械和液力傳動相比，液壓傳動的主要優(yōu)點是其調(diào)節(jié)的便捷性和布局的靈活性，可根據(jù)工程機械的形態(tài)和工況的需要，把發(fā)動機、驅(qū)動輪、工作機構(gòu)等各部件分別布置在合理的部位，發(fā)動機在任一調(diào)度轉(zhuǎn)速下工作，傳動系統(tǒng)都能發(fā)揮出較大的牽引力，而且傳動系統(tǒng)在很寬的輸出轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)仍能保持較高的效率，并能方便地獲得各種優(yōu)化的動力傳動特性，以適應(yīng)各種作業(yè)的負(fù)荷狀態(tài)。在車速較高的行走機械中所采用的帶閉式油路的行走液壓驅(qū)動裝置能無級調(diào)速，使車輛柔和起步、迅速變速和

19、無沖擊地變換 行駛方向。對在作業(yè)中需要頻繁起動和變速、經(jīng)常穿梭行駛的車輛來說這一性能十分寶貴。但與開式回路相比，閉式回路的設(shè)計、安裝調(diào)試以及維護(hù)都有較高的難度和技術(shù)要求。 借助電子技術(shù)與液壓技術(shù)的結(jié)合，可以很方便地實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的各種調(diào)節(jié)和控制。而計算機控制的引入和各類傳感元件的應(yīng)用，更極大地擴(kuò)展了液壓元件的工作范圍。通過傳感器監(jiān)測工程車輛各種狀態(tài)參數(shù)，經(jīng)過計算機運算輸出控制目標(biāo)指令，使車輛在整個工作范圍內(nèi)實現(xiàn)自動化控制，機器的燃料經(jīng)濟(jì)性、動力性、作業(yè)生產(chǎn)率均達(dá)到最佳值。因此，采用液壓傳動可使工程機械易于實現(xiàn)智能化、節(jié)能化和環(huán)?；?。自動化控制軟件技術(shù) 在多軸運動控制中，采用SPS可編程控制技術(shù)

20、。在這種情況下，以PC機為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制技術(shù)也和許多自動化控制領(lǐng)域一樣，有著自己的用武之地。自動化控制軟件將SPS的工作原則與操作監(jiān)控兩項任務(wù)集于一身。操作監(jiān)控技術(shù)在伺服驅(qū)動中已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，并且具有強大的功能和功率。在大量的應(yīng)用實踐中已經(jīng)證明，以微機軟件為基礎(chǔ)的控制方案在不同類型的液壓控制中也是非常有效的控制方案。利用液壓技術(shù)控制回路(控制閥、變量泵)和執(zhí)行機構(gòu)(液壓缸、液壓馬達(dá))大量不同的變型與組合配置，可以提供多種不同特性的控制方案。有些液壓控制的運動與電氣驅(qū)動的運動類似，PLC可編程序數(shù)據(jù)庫使得液壓定位的控制和自動化工作過程的同步運行更加方便。其控制電路與電氣自動化控制基本沒有什么

21、區(qū)別，它同時也對操作與監(jiān)控進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，液壓控制軟件也可在PLC的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中工作，而且是全透明的運行。利用這種液壓控制軟件可以對內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，最大限度地滿足了操作監(jiān)控和自動化控制的需要。所有液壓系統(tǒng)的控制信號均可在工業(yè)控制局域網(wǎng)的接線柱中測得?？梢员粰z測的信號包括：實際位置信號，實際壓力信號和控制閥的狀態(tài)、設(shè)置參數(shù)。所有工業(yè)液壓技術(shù)的要求均可以以低廉的資金投入來得以實現(xiàn)。所有液壓控制的運動功能，它都可以實現(xiàn)。除此以外，還提供了工作力的調(diào)節(jié)功能，利用電氣伺服對輸出的扭矩進(jìn)行限定、調(diào)節(jié)。液壓系統(tǒng)總體功能的制定，原則上按照實際需要而制定，并以模塊的形式接受PLC數(shù)據(jù)庫的控制。現(xiàn)代化的液壓自動化

22、控制軟件使得自動化工程技術(shù)人員可以像使用電氣控制軟件一樣方便自如地進(jìn)行操作。液壓傳動與電力傳動的復(fù)合 由于現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)在信號處理的能力和速度方面占有很大的優(yōu)勢，而液壓與電力傳動在各自功率元件的特性方面各有所長。因此，除了現(xiàn)在已普遍存在的“電子神經(jīng)+液壓肌肉”這種模式外，兩者在功率流的復(fù)合傳輸方面也有許多成功的實例，如：由變頻或直流調(diào)速電機和高效、低脈動的定量液壓泵構(gòu)成的可變流量液壓油源，用集成安裝的電動泵液壓缸或低速大扭矩液壓馬達(dá)構(gòu)成的電動液壓執(zhí)行單元，以及混合動力工業(yè)車輛的驅(qū)動系統(tǒng)等。二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)二次調(diào)節(jié)靜液傳動技術(shù)是通過對液壓元件所進(jìn)行的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)液壓能與機械能互相轉(zhuǎn)換

23、。一般來說，它的實現(xiàn)是以壓力耦聯(lián)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，在一次元件(泵)及二次元件(馬達(dá))間采用定壓力偶合方式，依靠實時調(diào)節(jié)馬達(dá)排量來平衡負(fù)荷扭矩。目前，對二次調(diào)節(jié)靜液傳動技術(shù)進(jìn)行研究的出發(fā)點是對傳動過程進(jìn)行能量的回收和能量的重新利用，從宏觀的角度對靜液傳動總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的配置以及改善其靜液傳動系統(tǒng)的控制特性。為了使不具備雙向無級變量能力的液壓馬達(dá)和往復(fù)運動的液壓缸也能在二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)的恒壓網(wǎng)絡(luò)中運行，出現(xiàn)了利用二次調(diào)節(jié)技術(shù)的“液壓變壓器”，它類似于電力變壓器用來匹配用戶對系統(tǒng)壓力和流量的不同需求，從而實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的功率匹配。二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)與傳統(tǒng)靜液傳動系統(tǒng)相比，其優(yōu)點是更便于控制，能在四個象限中

24、工作，可在不轉(zhuǎn)變能量形式情況下回收能量，進(jìn)行能量的存儲，利用液壓蓄能器加速可大大提高加速功率，且系統(tǒng)中無壓力峰值，由于一次元件和二次元件分開安裝，可通過一個泵站給多個液壓動力元件提供油源，減少了冷卻費用，設(shè)備的制造成本降低，系統(tǒng)效率高。二次調(diào)節(jié)靜液傳動與電力傳動相比，具有閉環(huán)控制動態(tài)響應(yīng)快、功率密度高、重量輕、安裝空間小等優(yōu)點。由于二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)具有許多優(yōu)點，使它在很多領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。國外已將其成功應(yīng)用于造船工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、大型試驗臺、車輛傳動等領(lǐng)域。奔馳汽車公司已將二次調(diào)節(jié)技術(shù)應(yīng)用于無人駕駛運輸系統(tǒng)中的行駛驅(qū)動。典型液壓傳動系統(tǒng)在汽車的應(yīng)用一、汽車式起重機液壓系統(tǒng)汽車底盤上裝上起重

25、設(shè)備，完成吊裝任務(wù)的汽車稱為汽車式起重機。汽車式起重機廣泛的在運輸、建筑、裝卸、礦山及筑路工地上應(yīng)用，是一種行走式起重機。汽車式起重機完成起重任務(wù)時，作業(yè)循環(huán)通常是起吊回轉(zhuǎn)卸載返回，有時還加入間斷的短距離行駛運動。汽車式起重機傳動裝置的傳動方式有機械傳動、電力傳動和液壓三大類。液壓傳動技術(shù)在絞重車上的應(yīng)用目前我國煤礦井下大量使用的JK、JT、JS等型號提升絞車普遍存在著防爆性能低、耗能高、操作復(fù)雜、散熱困難、調(diào)速性能差及附屬設(shè)備過多等不利因素。作者把液壓傳動技術(shù)應(yīng)用在起重絞車上，使其適合于舉升要求比較高的場合。液壓絞車在重載起重和惡劣環(huán)境中使用比電機驅(qū)動的絞車有優(yōu)越性。該液壓絞車只有美國的In

26、gersoll Rand公司生產(chǎn)，如圖1所示。由于傳統(tǒng)的電葫蘆是以電動機為驅(qū)動裝置的，所以電葫蘆對乙炔氣體、氫氣、水煤氣以及煤礦井下瓦斯氣體沒有爆炸保護(hù)作用，即使是有防爆裝置，當(dāng)使用電葫蘆做吊裝作業(yè)時，現(xiàn)場的易燃易爆的氣體也會滲入到電葫蘆上接觸器防爆接線盒中，引起強烈爆炸，引起重大事故。由于電葫蘆上述的不足之處，在其結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上需設(shè)計一種新型液壓絞車。絞車換向與調(diào)速由電氣控制改為液壓控制，有級調(diào)速改進(jìn)為無級平滑調(diào)速，它能有效地彌補電葫蘆在使用上的缺陷。該液壓絞車由于采用壓力油傳動，電控系統(tǒng)簡單，防爆問題易解決，尤其在煤礦井下等高瓦斯環(huán)境，防爆性能十分可靠，適合于舉升要求比較高的場合。通過一些標(biāo)

27、準(zhǔn)組件和緊湊設(shè)計，調(diào)速平穩(wěn)、操作方便，使其在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用。由于有液壓過載保護(hù)，液壓絞車具有很強的安全性和可靠性，所以，在易燃易爆的惡劣環(huán)境中使用比傳統(tǒng)電驅(qū)絞車更有優(yōu)越性。將液壓傳動技術(shù)應(yīng)用于起重絞車上，使其具有良好的防爆性能、大力矩、慢速運行穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點，在有沼氣、煤塵爆炸等危險的煤礦井下及其它危險場合上的應(yīng)用將會越來越廣泛。液壓與機械和液力傳動的復(fù)合（1）串聯(lián)方式串聯(lián)方式是最為簡單和常見的復(fù)合方式，是在液壓馬達(dá)或液壓變速器的輸出端和驅(qū)動橋之間設(shè)置機械式變速器以擴(kuò)大調(diào)速的高效區(qū)，實現(xiàn)分段的無級變速。目前已廣泛用于裝載機、聯(lián)合收獲機和某些特種車輛上。對其的發(fā)展是將可在行進(jìn)間變換傳動

28、比的動力換擋行星變速器直接安裝在驅(qū)動輪內(nèi)，實現(xiàn)了大變速比的輪邊液壓驅(qū)動，因而取消了驅(qū)動橋，更便于布局。（2）并聯(lián)方式即為通常所稱的“液壓機械功率分流傳動”，可理解為一種將液壓與機械裝置“并聯(lián)”分別傳輸功率流的傳動系統(tǒng)，也就是是利用多自由度的行星差速器把發(fā)動機輸出的功率分成液壓的和機械的兩股“功率流”，借助液壓功率流的可控性，使這兩股功率流在重新匯合時可無級調(diào)節(jié)總的輸出轉(zhuǎn)速。這種方式將液壓傳動的無級調(diào)速性能好和機械傳動的穩(wěn)態(tài)效率高這兩方面的優(yōu)點結(jié)合起來，得到一個既有無級變速性能，又有較高效率和較寬高效區(qū)的變速裝置。按其結(jié)構(gòu)，這種復(fù)合式傳動裝置可分為兩類:第一類為利用行星齒輪差速器分流的外分流式，

29、其中常見的分流傳動機構(gòu)又可分為輸入分流式和輸出分流式兩種基本形式;第二類為利用液壓泵或馬達(dá)轉(zhuǎn)子與外殼間的差速運動分流的內(nèi)分流式。日本小松公司開發(fā)的這種復(fù)合方式的液壓傳動變速器，已經(jīng)應(yīng)用在裝載機、推土機等工程機械上。德國Fendt拖拉機生產(chǎn)的采用Vario型無級變速器裝備的農(nóng)用拖拉機，到2003年總銷量超過了30000臺。由此可以看出，這種新型的傳動裝置已日益成為大中功率液力傳動和動力換檔變速器的有力競爭者。（3）分時方式對于作業(yè)速度和非作業(yè)狀態(tài)下轉(zhuǎn)移空駛速度相差懸殊的專用車輛，采用傳統(tǒng)機械變速器用于高速行駛、附加液壓傳動裝置用于低速作業(yè)的方式能很好地滿足這兩種工況的矛盾要求。機械液壓分時驅(qū)動的

30、方式在此類車輛上的應(yīng)用已很普遍，這一技術(shù)也已被應(yīng)用于飛機除冰車和田間移栽機等需要“爬行速度”的車輛和機具上。（4）分位方式把液壓馬達(dá)直接安裝在車輪內(nèi)的“輪邊液壓驅(qū)動裝置”是一種輔助液壓驅(qū)動裝置，可以解決工程機械需要提高牽引性能，但又無法采用全輪驅(qū)動方式，難以布置傳統(tǒng)的機械傳動裝置的問題。液壓傳動的無級調(diào)速性能使以不同方式傳動的驅(qū)動輪之間能協(xié)調(diào)同步，這在某種意義上也可視為一種功率分流傳動:動力機的功率被分配到幾組驅(qū)動輪上，經(jīng)地面耦合后產(chǎn)生推動車輛運動的牽引力。目前，許多工程機械制造廠商將這一技術(shù)用于具有部分自走驅(qū)動能力的，諸如自走式平地機和鏟運機這樣的工程機械上。液壓與電力傳動的復(fù)合由于現(xiàn)代技術(shù)

31、的發(fā)展，電子技術(shù)在信號處理的能力和速度方面占有很大的優(yōu)勢，而液壓與電力傳動在各自功率元件的特性方面各有所長。因此，除了現(xiàn)在已普遍存在的“電子神經(jīng)+液壓肌肉”這種模式外，兩者在功率流的復(fù)合傳輸方面也有許多成功的實例，如:由變頻或直流調(diào)速電機和高效、低脈動的定量液壓泵構(gòu)成的可變流量液壓油源，用集成安裝的電動泵-液壓缸或低速大扭矩液壓馬達(dá)構(gòu)成的電動液壓執(zhí)行單元，以及混合動力工業(yè)車輛的驅(qū)動系統(tǒng)等。2.3 液壓技術(shù)未來發(fā)展液壓技術(shù)是實現(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。世界液壓元件的總銷售額為350億美元。據(jù)統(tǒng)計，世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占機械工業(yè)產(chǎn)值的2%3.

32、5%，而我國只占1%左右，這充分說明我國液壓技術(shù)使用率較低，努力擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景。21世紀(jì)將是信息化、網(wǎng)絡(luò)化、知識化和全球化的世紀(jì)，信息技術(shù)、生命科學(xué)、生物技術(shù)和納米技術(shù)等新科技的日益進(jìn)展將對液壓傳動與控制技術(shù)的研究、設(shè)計研究及方法、對包括液壓閥在內(nèi)的各類液壓產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與工藝、對其以其應(yīng)用領(lǐng)域以及企業(yè)的經(jīng)營管理模式產(chǎn)生深刻的影響并帶來革命性變化。在社會和工程需求的強力推動及機械與電氣傳動及控制的挑戰(zhàn)下，液壓傳動與控制技術(shù)將依托科學(xué)，不斷發(fā)揮自身優(yōu)勢，滿足客觀需求，變得更為綠色化、機械電子一體化、模塊化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，將自身推進(jìn)到新的水平。由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高科技成果，如

33、：自控技術(shù)、計算機技術(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)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。液壓傳動和控制由于應(yīng)用了電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)及新工藝、新材料等后取得了新的發(fā)展,使液壓系統(tǒng)和元件在技術(shù)水平上有很大提高.本文從液壓現(xiàn)場總線技術(shù)、自動化控制軟件技術(shù)、水壓元件及系統(tǒng)、液壓節(jié)能技術(shù)等方面介紹液壓技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢.指出液壓傳動向自動化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展,是不斷提高它與電傳動、機械傳動競爭能力的關(guān)鍵。其主要的發(fā)展趨勢將集中在以下幾個方面：減少損耗，充分利用能量液壓技術(shù)在將機械能轉(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)