液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢與應(yīng)用
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(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的2%~3.5%,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。液壓氣動技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),如:液壓技術(shù)具有功率重量比大,體積小,頻響高,壓力、流量可控性好,可柔性傳送動力,易實現(xiàn)直線運(yùn)動等優(yōu)點(diǎn);氣動傳動具有節(jié)能、無污染、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),并易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合,形成自動控制系統(tǒng)。因此,液壓氣動技術(shù)廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各部門。但是近年來,液壓氣動技術(shù)面臨與機(jī)械傳動和電氣傳動的競爭,如:數(shù)控機(jī)床、中小型塑機(jī)已采用電控伺服系統(tǒng)取代或部分取代液壓傳動。其主要原因是液壓技術(shù)存在滲漏、維護(hù)性差等缺點(diǎn)。為此,必須努力發(fā)揮液壓氣動技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),克服缺點(diǎn),注意和電子技術(shù)相結(jié)合,不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域,同時降低能耗,提高效率,適應(yīng)環(huán)保需求,提高可靠性,這些都是液壓氣動技術(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。
液壓產(chǎn)品技術(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方面。
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。
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),實現(xiàn)無管連接,研制新型密封和無泄漏管接頭,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。
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,使之具有更大的耐污染能力。同時開發(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。
主動維護(hù)
開展液壓系統(tǒng)的故障預(yù)測,實現(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)研究,建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識庫,并利用計算機(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。
機(jī)電一體化
機(jī)電一體化可實現(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),同時對壓力、流量、位置、溫度、速度等傳感器實現(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)展與計算機(jī)直接接口的高頻,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,可實現(xiàn)液壓泵的各種調(diào)節(jié)方式,實現(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)。
液壓CAD技術(shù)
充分利用現(xiàn)有的液壓CAD設(shè)計軟件,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-制造-銷售-使用-設(shè)計的閉環(huán)系統(tǒng)。將計算機(jī)防真及適時控制結(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)計效果。下一個目標(biāo)是,利用CAD技術(shù)支持液壓產(chǎn)品到零不見設(shè)計的全過程,并把CAD/CAM/CAPP/CAT,以及現(xiàn)代管理系統(tǒng)集成在一起建立集成計算機(jī)制造系統(tǒng)(CIMS),使液壓設(shè)計與制造技術(shù)有一個突破性的發(fā)展。
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,實現(xiàn)元件小型化。