張偉明
摘? 要:液壓系統(tǒng)在各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,尤其是在冶金企業(yè)中得到深入應(yīng)用,對于促進企業(yè)發(fā)展起到了重要作用?;诖?,本文對液壓系統(tǒng)概述及在各領(lǐng)域的應(yīng)用進行探討,僅供參考。
關(guān)鍵詞:液壓技術(shù);力學(xué)基礎(chǔ);實際應(yīng)用
1概述
自英國制成世界上第一臺水壓機算起,液壓系統(tǒng)已有近300年的歷史,并且與我們的生產(chǎn)生活息息相關(guān),而液壓系統(tǒng)能夠延續(xù)至今有著其他設(shè)備所代替不了的優(yōu)點:單位體積功率大;實現(xiàn)安全保護;實現(xiàn)無級調(diào)速;原件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化;布局靈活;易實現(xiàn)自動化;工作狀況平穩(wěn)。任何東西都不是完美的,液壓系統(tǒng)也不例外,速度不準(zhǔn)、效率低、對油溫敏感、故障不易查找、造價高?,F(xiàn)在液壓傳動技術(shù)開始向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、高度集成化等方向發(fā)展,可以預(yù)見,液壓傳動技術(shù)將在現(xiàn)代化生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用。
2液壓系統(tǒng)的基本組成及其特點
2.1液壓系統(tǒng)一般由以下幾個部分組成:
①能源部分,其功能是將電動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能,如各類液壓泵。
②執(zhí)行元件部分,包括各類液壓缸和液壓馬達,其功能是將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能以帶動工作部件正常運動。
③控制調(diào)節(jié)元件部分,包括各種壓力閥、流量閥、換向閥.其功能是調(diào)節(jié)與控制液壓系統(tǒng)中液流的壓力、流量和流動方向.以滿足工作部件所需力(力矩)、速度(轉(zhuǎn)速)和運動方向(運動循環(huán))的要求。
④輔助元件部分,上述三項組成部分之外的其它元件都稱輔助元件,包括油箱、油管、管接頭、濾油器、蓄能器、壓力表、加熱(冷卻)器等,它們對于保證液壓系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性具有重要作用。此外還有液壓油。即傳動介質(zhì)。
2.2 液壓系統(tǒng)的特點
2.2.1 優(yōu)點
①液壓傳動裝置運行較平穩(wěn),能在低速下穩(wěn)定運動.當(dāng)負(fù)載變化時,其運動建度較穩(wěn)定,能方便地在運動中實現(xiàn)無級調(diào)速,且調(diào)建比大.一般可達100:l,最大可達200:l。
②在同等功率情況下,液壓傳動裝置的體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,因而其慣性小、換向率可高。
③液壓傳動裝置的控制、調(diào)節(jié)比較簡單,操作比較方便。
2.2.2缺點
①液壓傳動裝置以液體作為傳遞動力的介質(zhì),相對運動零件表面間不可避免有泄漏,因而引起容積損失;同時由于被體有一定的壓縮性,在對傳動比要求很嚴(yán)格的情況下(如螺紋、齒輪加工)一般不易采用。為減少泄漏,液壓元件的制造精度要求較高。
②油液在管路中流動,以及經(jīng)過有關(guān)的液壓元件時.都要產(chǎn)生壓力損失,運動件之間和流動油液分子之間要產(chǎn)生機械磨擦損失和粘性摩擦損失,以及泄漏引起的容積損失,這些都會使液壓系統(tǒng)的總效率
降低。
③油溫的變化要引起油液粘度的變化,會髟響液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,因此在低溫和高溫的場合,采用液壓傳動有一定困難。
④由于液壓裝置相對運動件間的配合同隙很小,所以對油液的污染比較敏感,要求有防止油液污染和良好的過濾設(shè)施。
3液壓系統(tǒng)的力學(xué)基礎(chǔ)
力學(xué)分為靜力學(xué)和動力學(xué),液壓系統(tǒng)就是利用了力學(xué)的原理,我們在這里只討論靜力學(xué)與液壓系統(tǒng)的聯(lián)系。而提到液壓系統(tǒng)我們又不得不說到一個非常重要的成分即液體。而這兩者組合起來即液體在靜止?fàn)顟B(tài)下的壓力學(xué)。這一學(xué)術(shù)主要研究液體相對于平衡狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律及這些規(guī)律的實際應(yīng)用。
液體靜壓力有兩個基本特性:
(1)液體靜壓力沿法線方向,垂直于承壓面。
(2)靜止液體內(nèi),任一點的壓力,在各個方向上都相等。
由上述性質(zhì)可知: 靜止液體總是處于受壓狀態(tài),并且其內(nèi)部的任何質(zhì)點都是受平衡壓力作用的。
特征: (1)靜止液體內(nèi)任一點的壓力由兩部分組成:一部分是液面上的壓力PO,另一部分是該點以上液體重力所形成的壓力。(2)靜止液體內(nèi)的壓力隨液體深度呈線性規(guī)律遞增。(3)同一液體中,離液面深度相等的各點壓力相等。由壓力相等的點組成的面稱為等壓面。在重力場中,靜止液體中的等壓面是一個水平面。
靜壓傳遞原理: 在密閉容器內(nèi)施加于靜止液體任一點的壓力將以等值傳到液體各點。這就是靜壓傳遞原理(或稱帕斯卡原理)
4液壓技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用
4.1? 工業(yè)中液壓技術(shù)的應(yīng)用
液壓技術(shù)一般應(yīng)用于重型,大型,特大型設(shè)備,如冶金行業(yè)軋機壓下系統(tǒng),連鑄機壓下系統(tǒng)等;軍工中高速響應(yīng)場合,如飛機尾舵控制,輪船舵機控制,高速響應(yīng)隨動系統(tǒng)等。
4.2? 風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域液壓技術(shù)的應(yīng)用
液壓系統(tǒng)主要用于調(diào)節(jié)葉片槳矩、阻尼、停機、剎車等狀態(tài)。風(fēng)力發(fā)電機中的風(fēng)機是有許多轉(zhuǎn)動部件組成。機艙在水平面旋轉(zhuǎn),隨時跟風(fēng)輪沿水平軸旋轉(zhuǎn),以便產(chǎn)生動力。在變槳矩風(fēng)機,組成風(fēng)輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉(zhuǎn),以便適應(yīng)不同的風(fēng)況。在停機時,葉片尖部要甩出,以便形成阻尼。
4.3? 軍事領(lǐng)域中液壓技術(shù)的應(yīng)用
現(xiàn)代戰(zhàn)爭是高科技條件下的局部戰(zhàn)爭。高新技術(shù)廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域、各種新式武器和技術(shù)兵器大量投放戰(zhàn)場,使得戰(zhàn)爭的突發(fā)性和破壞性空前提高,戰(zhàn)爭對液壓技術(shù)的依賴性進一步增強。
4.4? 工程機械領(lǐng)域中液壓技術(shù)的應(yīng)用
液壓式可變高頻沖擊錘,在地質(zhì)勘探與海洋領(lǐng)域具有非常好的應(yīng)用前景。一般液壓式可變高頻沖擊錘激振頻率為10-20 Hz,而日本最新近推出液壓式可變高頻沖擊錘激振頻率可達60Hz。并可在施工中根據(jù)現(xiàn)場的實際情況改變激振頻率和振幅,同時可實現(xiàn)優(yōu)化振動及工況要求。
4.5? 海底作業(yè)領(lǐng)域中的液壓技術(shù)應(yīng)用
隨著當(dāng)今社會人類對海底的探索加深,水下機器人技術(shù)的發(fā)展也發(fā)展迅速,其功能也越來越強,已經(jīng)不再局限于簡簡單單得觀察型,人民的目光指向了作業(yè)型水下機器人,很明顯作業(yè)型水下機器人更有發(fā)展空間和市場。在整個作業(yè)中,使用的工具里,機械手是用途最廣泛,最復(fù)雜的部件,靈活的機械手有助于作業(yè)型水下機器人出色地完成各種水下作業(yè)任務(wù)。
4.6? 礦山機械領(lǐng)域中液壓技術(shù)的應(yīng)用
新型的液壓挖掘機不但具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊等特點,而且具在傳動過程中平穩(wěn),操縱簡單,以及容易實現(xiàn)無級變速和自動控制等一系列優(yōu)點,并且性能正向著高效率、高可靠性、安全節(jié)能及自動化、智能化的方向發(fā)展。
4.7? 電梯中液壓技術(shù)的應(yīng)用
液壓電梯具有承載重量大和運行平穩(wěn)的優(yōu)點,而不動的方式運行起來各不相同,R層疊式導(dǎo)軌宜于梯式液壓電梯的運動形式,組合式滑輪組宜于液壓電梯運動形式。
結(jié)術(shù)語
近些年來,由于液壓技術(shù)不斷引進新技術(shù),使液壓技術(shù)得到了新的發(fā)展,憑借其優(yōu)勢促進了冶金企業(yè)機械設(shè)備更好地釋放裝備潛能,推動冶金企業(yè)的快速發(fā)展。因此,作為冶金企業(yè)的一名液壓技術(shù)人員要不斷學(xué)習(xí)移植信息、潤滑、自動控制等新工藝新成果,加速液壓新技術(shù)更好地在企業(yè)中的應(yīng)用。
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