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液壓技術(shù)現狀及發(fā)展趨勢
2020.01.07

導(dǎo)語

目(mù)前我(wǒ)國的(de)制造(zào)業高速發(fā)展,正(zhèng)經曆從制(zhì)造大(dà)國向制造(zào)強國(guó)的(de)轉變。文章在(zài)分析(xī)液壓技術在裝備制(zhì)造業(yè)中(zhōng)的重要地位基(jī)礎(chǔ)之上(shàng),  詳細論(lùn)述了液(yè)壓技術在國 内(nèi)外機(jī)械制造業(yè)中的應用情況(kuàng),指出(chū)液壓(yā)技術(shù)在機械(xiè)制(zhì)造業中有(yǒu)着(zhe)重要的(de)應用(yòng)價值和發(fā)展潛力, 對液壓(yā)技術需要(yào)不斷(duàn)的加(jiā)以研究和不斷的提(tí)高才(cái)能滿(mǎn)足機械制(zhì)造業需要

液壓傳動(dòng)是(shì)以(yǐ)流體(tǐ)作為工(gōng)作介質(zhì)對能(néng)量進(jìn)行傳動和(hé)控制的一(yī)種傳(chuán)動形式。相(xiàng)對于電力(lì)拖 動(dòng)和機(jī)械(xiè)傳動而言,液(yè)壓(yā)傳動具(jù)有輸出力大,結(jié)構緊湊, 體(tǐ)積小(xiǎo), 調速方便(biàn)以及易于控制等 優(yōu)點, 因而廣泛應(yīng)用(yòng)于(yú)工程機械(xiè),建築(zhù)機械(xiè)和機(jī)床等設備(bèi)上。目(mù)前,我國制(zhì)造業(yè)的發(fā)展是(shì)比較(jiào)迅速的, 我(wǒ)國在(zài)邁向制造(zào)強國的道(dào)路上奮勇(yǒng)前進雖然(rán)對于我國(guó)目前的制造業(yè)來說,還存(cún)在 着一定的困(kùn)難,但是困(kùn)難和(hé)機遇并存的狀(zhuàng)态,是我國(guó)制造業發(fā)展的良好(hǎo)契機(jī)。未來的(de)幾(jǐ)年中,我(wǒ)國的制(zhì)造業對于國民經濟的增長和(hé)人們生活質量(liàng)的提高,都有着不可忽視(shì)的作用。本(běn)文對我國(guó)機械制(zhì)造(zào)業中的液壓技術的(de)應用進行分析,并分析其(qí)發展(zhǎn)的前景和潛力,具有非常重要(yào) 的現(xiàn)實的(de)意義。

液壓技術在裝(zhuāng)備制造業(yè)中的(de)重要性

液壓技(jì)術對于我(wǒ)國的機械制造業而(ér)言,有着非(fēi)常重(zhòng)要的(de)作(zuò)用,是一個十分(fèn)重要的(de)基礎領 域。流體(tǐ)傳動與控制技(jì)術的主要代表(biǎo)液壓技術(shù)自上(shàng)世紀(jì)初(chū)面世以(yǐ)來,即(jí)融合(hé)到裝備制造(zào)業中, 成(chéng)為其(qí)十分重要(yào)的基(jī)礎領(lǐng)域之(zhī)一。液壓技(jì)術推(tuī)動我國的裝備(bèi)制造(zào)業的發展在裝備制(zhì)造業(yè)的 諸多(duō)領(lǐng)域中,都起着非常重(zhòng)要的(de)不可忽視(shì)的作用。所以, 在(zài)裝備制造業中(zhōng)的液壓技(jì)術,其(qí)應 用的現(xiàn)狀和(hé)前景都是值得(dé)關注的。在機械(xiè)制造(zào)業中的液(yè)壓技術的(de)應用(yòng)和定位(wèi),都需要(yào)去分析(xī) 和了解(jiě),并制定出一定(dìng)的策略和(hé)目标,來促進液壓技術的(de)發展和不(bú)斷的完(wán)善,隻有(yǒu)這樣,才(cái)能促進(jìn)我國機械制造(zào)業的發展(zhǎn),才能(néng)實現(xiàn)我國的制造強(qiáng)國的(de)目标(biāo)的實現, 才能促(cù)進我(wǒ)國機械 制造行業的(de)快速發展,并提(tí)高人們的物質生活水平(píng)和生活質量



液壓傳動技(jì)術發(fā)展現(xiàn)狀

近代液壓(yā)傳動技(jì)術是由19世紀崛起(qǐ)并蓬勃發展(zhǎn)的石油(yóu)工(gōng)業推動起(qǐ)來的(de),最早實踐(jiàn)成功(gōng) 的液(yè)壓傳動裝置是(shì)艦(jiàn)船上的炮塔(tǎ)轉位(wèi)器,其(qí)後出(chū)現了液壓(yā)六角(jiǎo)車床和(hé)磨床,一些通用車(chē)床到(dào) 20  世紀 30 年(nián)代末才(cái)用上了液壓傳(chuán)動。第二次世界(jiè)大戰期間(jiān),由于(yú)軍事上的需要(yào),出現了以 電液(yè)伺服系統為(wéi)代(dài)表的響應(yīng)快、精(jīng)度高的液壓元(yuán)件和(hé)控制系統(tǒng),從而使(shǐ)液壓技(jì)術得到了(le)迅猛(měng) 發展。

 20 世紀 50 年代,随着世界(jiè)各國(guó)經濟(jì)的恢(huī)複和(hé)發展(zhǎn),生(shēng)産過程(chéng)自動化的(de)不斷(duàn)增長,使 液(yè)壓技(jì)術很快(kuài)轉入民(mín)用工業,在機械(xiè)制造(zào)、起重運輸(shū)機械(xiè)及各(gè)類施(shī)工機(jī)械、船(chuán)舶、 航(háng)空等領域得到(dào)了廣泛的(de)發展(zhǎn)和應(yīng)用。20 世紀 60 年代以(yǐ)來,随着原(yuán)子能、航空(kōng)航天技術、微電子技(jì) 術的發展(zhǎn),液壓(yā)技術(shù)在更深、更(gèng)廣闊的領域得到了發展,在工(gōng)程機(jī)械,數控加(jiā)工中(zhōng)心(xīn),冶金 自(zì)動(dòng)線等國民經(jīng)濟的各個方(fāng)面(miàn)也都得到了應用。


2.1  液壓傳動技(jì)術的(de)應(yīng)用領域(yù)

 目(mù)前(qián)液壓技術(shù)應用的主要領域是工程(chéng)機械(xiè)和冶金機械等,具體(tǐ)來說, 液壓(yā)系統在以(yǐ)下領(lǐng)域中(zhōng)有着廣(guǎng)泛的應用

 (1) 工(gōng)程機械

工(gōng)程機械是液壓産品(pǐn)的最大(dà)用戶,占行業(yè)銷售的(de)42.3%,今後比(bǐ)例還(hái)會擴(kuò)大。每年為國(guó) 産(chǎn)和合(hé)資生産的挖掘機、道路機械、 建(jiàn)設機械、樁工機(jī)械、水泥(ní)攪拌車(chē)等配(pèi)套(tào)所進口的液壓 件,約達(dá)1.5億美元以上。2010 年(nián)我國工程機械(xiè)市場需求量如(rú)表1 所示。


 (2) 機(jī)床 


機床産(chǎn)品需要大(dà)量高壓、大流量(liàng)柱塞泵,插裝閥(fá)、疊加閥、電磁閥(fá)、比例閥、伺服閥、低噪(zào)聲葉(yè)片泵和輕(qīng)型柱塞泵(bèng)等液氣(qì)密(mì)元件(jiàn)産品(pǐn)。        而液壓系統更是(shì)廣泛地(dì)應用與機(jī)床工件(jiàn)的夾 緊(jǐn)、工作(zuò)台的移動等場(chǎng)合。随着制(zhì)造業技術(shù)的(de)進步,國(guó)内對(duì)高精、高效(xiào)、自(zì)動化機床,特(tè)别 是數控機(jī)床(chuáng)的需求量越來(lái)越大(dà)。據有關預(yù)計,到2010 年(nián)末我國(guó)數控機床年需求量(liàng)超過 5 萬 台;機床總擁(yōng)有量(liàng)将由(yóu)2007 年的 300 多萬(wàn)台,增(zēng)加到(dào)接近(jìn)400 萬(wàn)台(tái),增長率達(dá)33%。此外, 鍛壓機械的發(fā)展也對液(yè)壓原件及(jí)成套系統提出新的(de)要求。因此, 為機(jī)床和鍛壓機械配套、維 修(xiū)用液(yè)壓、氣(qì)動(dòng)和(hé)密封(fēng)件的市場(chǎng)需求(qiú)量(liàng)也将(jiāng)有很大(dà)的增長。


(3)   汽車制造業

 

汽車(chē)、 摩托(tuō)車産(chǎn)品(pǐn)需要大量轉向助力泵,自(zì)動(dòng)變速(sù)箱用的液壓(yā)控制元(yuán)件,各(gè)種類(lèi)型的(de)密 封(fēng)件(jiàn)和氣動(dòng)元件(jiàn);汽(qì)車(chē)制造設備則需要各(gè)種泵,液壓電磁(cí)閥,氣閥(fá),氣源處(chù)理裝置,各(gè)種氣(qì) 缸比(bǐ)例(lì)閥,載重(zhòng)汽(qì)車(chē)用齒(chǐ)輪泵(bèng)、油缸(gāng)和控制閥(fá)等。


(4)冶金(jīn)機(jī)械 


據(jù)了解(jiě)冶金設備(bèi)中液壓氣(qì)動技(jì)術(shù)的使(shǐ)用率達(dá)6.1%~ 8.1%,約占(zhàn)設備(bèi)總(zǒng)費用的(de)         10%左(zuǒ)右。因此(cǐ),冶金工業的改(gǎi)造和(hé)發展(zhǎn)為液壓氣動密封件(jiàn) 産品提供(gòng)了很(hěn)大的市(shì)場(chǎng)空間(jiān)。   從行(háng)業統計分析,液壓、 氣(qì)動産品為冶金行業(yè)直接提供配套(tào)分 别(bié)占銷售額的14.5%和 9%。另(lìng)外,冶金(jīn)、礦山(shān)設備産品(pǐn)需要大(dà)量各類(lèi)柱塞泵,插裝閥(fá)、電磁(cí)閥、比(bǐ)例閥,伺服閥(fá)、油缸,液壓系統(tǒng)總(zǒng)成及氣動元件。

 

(5)   液壓(yā)試驗台


液壓技(jì)術需(xū)要(yào)不(bú)斷地(dì)發展(zhǎn)、創(chuàng)新(xīn), 每年(nián)需要(yào)一(yī)批的液(yè)壓試(shì)驗台來進(jìn)行試(shì)驗,這(zhè)也是(shì)液壓(yā) 技術(shù)的一(yī)個應用領域。

(6)   遊(yóu)樂設(shè)施(shī)


随(suí)着人(rén)們生(shēng)活(huó)水平的(de)條,對生活質量(liàng)的要求也(yě)越來(lái)越高。遊樂設施(shī)也已成為人們(men)生活的 一部分。而由于液壓技(jì)術本身的(de)優點(diǎn),液壓(yā)技術在遊樂設備上也是(shì)不遑多讓(ràng)。

(7)   武器(qì)裝備


現代武器(qì)裝備(bèi),特别(bié)是現(xiàn)代化大(dà)型裝備(bèi),離不(bú)開液壓傳(chuán)動。 現(xiàn)代武(wǔ)器裝(zhuāng)備液壓系統(tǒng)的(de)維 修和防(fáng)護已成為(wéi)我軍重要(yào)研究課題之一(yī),它(tā)既是對我軍(jun1)裝備維(wéi)修人員(yuán)的重要考驗,         也是提(tí)高 我軍戰(zhàn)鬥力和(hé)兵器的壽(shòu)命的(de)重要保(bǎo)障。特别是電流變、 磁(cí)流變(biàn)技術(shù)的興起(qǐ)及應用(yòng),更是使液(yè) 壓技(jì)術在(zài)武器裝備(bèi)上如(rú)虎(hǔ)添翼。

液(yè)壓技(jì)術(shù)創新及(jí)發展趨(qū)勢(shì)

基于(yú)液壓(yā)技術(shù)有如(rú)上的的(de)優(yōu)點及(jí)問題,未來液壓(yā)技術(shù)的定位是(shì):繼續(xù)在工程機(jī)械和冶(yě)金機械(xiè)這兩大領域站(zhàn)穩腳跟,積(jī)極(jí)向(xiàng)新興的産業拓(tuò)進,液壓技(jì)術與液壓産品的發(fā)展趨勢如(rú)下:

 

(1)   工(gōng)作介(jiè)質的發展(zhǎn)新方向

 

水(shuǐ)液壓(yā), 采用(yòng)水為工作介質(zhì), 具有(yǒu)無污(wū)染、 安全、 清潔衛(wèi)生等(děng)優點(diǎn),      符(fú)合(hé)環保這一要求(qiú)。 而以水為截止(zhǐ)的水(shuǐ)壓傳動技(jì)術(shù)具有(yǒu)結構簡(jiǎn)單、效率高、 經濟(jì)等優點, 在衆多(duō)領域有(yǒu)着廣泛的 應(yīng)用前景。 除此之(zhī)外,新興的(de)電流變液(yè)、  磁流變液(yè)研究與發(fā)展,将會(huì)是液壓技術(shù)的一大創(chuàng)新

與改革(gé)。磁流變液(yè)是(shì)一種機(jī)敏材料(liào)         , 在(zài)外加磁場的作用   , 液(yè)體的粘度發生(shēng)很大(dà)的變化 , 具(jù)有很 大的抗剪(jiǎn)切 , 易(yì)于控制并且連續(xù)可控。


(2)   工作效(xiào)率


 洩露問(wèn)題一直是影響(xiǎng)液壓系統(tǒng)工作(zuò)效率的重(zhòng)要因(yīn)素之一。可提高加工精(jīng)度(dù),減少内洩(xiè)漏(lòu) 或采用(yòng)螺紋插(chā)裝閥較少外(wài)洩漏(lòu)。       當然(rán),密封(fēng)件(jiàn)産品的(de)質量(liàng)及密(mì)封系(xì)統設計和(hé)應用(yòng)水平(píng)提高也 是一個(gè)重要的研(yán)究領域。


(3)   材料方(fāng)面


液壓元件材質的提高将極(jí)大推動(dòng)其質量與品(pǐn)種的新發(fā)展,而(ér)材(cái)料(liào)的表(biǎo)面處(chù)理,将成為(wéi)液 壓領域(yù)新的(de)研究方向。


(4)   傳動方面


由于在小(xiǎo)功率(lǜ)的場(chǎng)合采(cǎi)用伺(sì)服(fú)電機、    變頻(pín)電機等對液(yè)壓構成威脅并(bìng)排擠出局。液壓(yā)将在 大(dà)功率、 高(gāo)壓力及電力不(bú)可獲得(dé)之(zhī)處有(yǒu)發展(zhǎn)空,目前在(zài)強電方面采用(yòng)變頻(pín)電機與液(yè)壓定量泵 結合将是(shì)一個可取(qǔ)的方向。


(5)控(kòng)制(zhì)方面


随着電子、 計算機、 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,液壓與其結(jié)合發揮二(èr)者的(de)優勢(shì)是必然趨勢。而目前具 有總線(xiàn)功能的液(yè)壓産品已(yǐ)經形成(chéng)系列化。相信(xìn)canbus+i cannet将是下(xià)一(yī)代液(yè)壓産品的(de)制 高(gāo)點。


(6)故(gù)障自(zì)動檢(jiǎn)測系統

 

随(suí)着液(yè)壓技術的發展(zhǎn)  , 各種工程(chéng)機械(xiè)、礦山機械等廣(guǎng)泛地采用先進(jìn)的液(yè)壓(yā)系(xì)統進行傳動 與控制(zhì)。而液壓(yā)系統内(nèi)部故障檢測較(jiào)為困難,因(yīn)此, 研究一(yī)種基于傳(chuán)感器、計算(suàn)機技術對液 壓系(xì)統(tǒng)進行實時(shí)在線(xiàn)狀态(tài)監測(cè)與故障診斷(duàn)尤為重(zhòng)要。


結(jié)語

目(mù)前液(yè)壓技術已滲透到很多(duō)領(lǐng)域,在(zài)民用工業、在機(jī)床、工(gōng)程(chéng)機(jī)械、冶(yě)金機(jī)械(xiè)、塑料機(jī) 械、農林機械、汽(qì)車、船舶等行業(yè)得到(dào)大幅(fú)度的(de)應用(yòng)和發展,而且發展成為包(bāo)括傳動、控(kòng)制和(hé)檢測在(zài)内的一(yī)門完整的(de)自動化技術現(xiàn)今, 采(cǎi)用(yòng)液壓傳動的(de)程度已成為衡(héng)量一個國(guó)家工業 水平的重要(yào)标志之一(yī)。如發(fā)達(dá)國家生産的(de)95%的工程機械、 90%的數控(kòng)加工(gōng)中心(xīn)、95%以上的(de) 自動線(xiàn)都采(cǎi)用了液壓傳(chuán)動技術。雖然液壓(yā)技(jì)術有如(rú)上的優勢(shì), 但是(shì)存在(zài)的問題與(yǔ)面臨的嚴峻 挑戰卻(què)也(yě)不容忽(hū)視。         液壓技(jì)術要(yào)想進一步的發(fā)展,        就必須有自己的(de)定位與發(fā)展趨勢。本(běn)文所(suǒ)分析的這些技(jì)術是當前(qián)及以後工(gōng)程(chéng)機械液(yè)壓系統領域發展的方(fāng)向, 其要(yào)點是把先(xiān)進的(de)計算機(jī) 技術、機(jī)械電子(zǐ)技術、控技術、通訊技術(shù)、軟件(jiàn)工(gōng)程等應(yīng)用于(yú)工程機(jī)械(xiè)的液系統(tǒng)中,從(cóng)而實 現智能化(huà)、自動化(huà)。

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