液压和气动技术
液压传动以液体为工作介质,利用液体的压力能传递动力。
液压控制是一种以加压液体作为控制信号传输方式的控制。由液压技术组成的控制系统称为液压控制系统。
一个完整的液压系统由五部分组成,即能量装置、执行装置、控制和调节装置、辅助装置和液体介质。液压以其传递功率大、易于传动和配置的特点,在工业和民用行业得到了广泛的应用。液压系统的执行元件(液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转化为机械能,从而获得所需的直线往复运动或旋转运动。液压系统的能量装置(液压泵)的作用是将原动机的机械能转化为液体的压力能。
气动传输技术是一种以压缩空气为介质,以气源为动力的能量传输技术。它工作可靠性高,使用寿命长,对环境无污染,因此气动技术常被用于机械手的驱动系统中。机械手一般由执行系统、驱动系统、控制系统和人工智能系统组成,主要完成移动、旋转和抓取等动作。与其他类型的机械手相比,气动机械手具有结构简单、成本低、易于控制和维护方便等特点。
液压传动的发展历史
液压传动和气压传动统称为流体传动,是根据17世纪帕斯卡提出的流体静力传动原理发展起来的新技术。布拉曼(1749-1814)在伦敦以水为工作介质,并以水压机的形式应用于工业,由此诞生了世界上第一台水压机。1905,工质水换成油,进一步完善。
第一次世界大战后(1914-1918),液压传动得到了广泛的应用,尤其是1920后,发展更加迅速。液压元件从19年底到20世纪初的20年左右开始进入正式工业化生产阶段。1925年,F.Vikers发明了压力平衡叶片泵,为现代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20世纪初的君士坦丁?纽斯克(g?Constantimsco)进行了能量波动传递的理论和实践研究;1910对液压传动的贡献(液力偶合器、液力变矩器等。)使这两个领域得到了发展。
第二次世界大战期间(1941-1945),美国30%的机床使用液压传动。需要指出的是,日本液压传动的发展比欧美晚了近20年。1955前后,日本迅速发展液压传动,1956年成立了“液压工业协会”。近20~30年来,日本液压传动发展迅速,在世界上占据领先地位。
液压传动有许多突出的优点,所以应用广泛,如一般工程。工业塑料加工机械、压力机械、机床等。工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等。在移动机械中;冶金机械、提升装置、轧辊调节装置等。用于钢铁工业;防洪闸坝装置、河床提升装置、桥梁控制机构等。用于土木水利工程;发电厂、核电站等中的涡轮调速装置。甲板起重机(绞车)、艏门、舱壁阀、船尾螺旋桨等。对于船舶;特殊技术用巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转台等。军工用炮控装置、船舶减摇装置、飞机模拟、飞机起落架收放装置、方向舵控制装置。
液压的优缺点
与机械传动和电气传动相比,液压传动具有以下优点:
1.液压传动的各种部件可以根据需要方便灵活地布置。
2.重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。
3.操作控制方便,可实现大范围无级调速(调速范围为2000: 1)。
4、能自动实现过载保护。
5.工作介质一般采用矿物油,相对运动表面可自行润滑,使用寿命长;
6、很容易实现直线运动/
7.很容易实现机器的自动化。当采用电液联合控制时,不仅可以实现较高程度的自动控制过程,而且可以实现远程控制。
当然,液压传动也有一些缺点:
1,因为流体流动阻力大,泄漏多,效率低。如果处理不当,泄漏不仅会污染现场,还会引发火灾和爆炸事故。
2.因为工作性能容易受温度变化的影响,所以不适合在很高或很低的温度条件下工作。
3.液压元件制造精度高,所以价格贵。
4.由于液体介质的泄漏和可压缩性的影响,不能获得严格的传动比。
5.当液压传动出现故障时,不容易找出原因;使用和维护需要很高的技术水平。
液压系统的组成和功能
一个完整的液压系统由五部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、元件和液压油。
动力元件的作用是将原动机的机械能转化为液体的压力能,液体是指液压系统中的油泵,它为整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵,它们的性能比较见1-1。
执行元件(如液压缸、液压马达)的作用是将液体的压力能转化为机械能,带动负载做直线往复运动或旋转运动。
控制元件(即各种液压阀)控制和调节液压系统中液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同,液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等。流量控制阀包括节流阀、调节阀、分流集流阀等。方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式的不同,液压阀可分为开关控制阀、定值控制阀和比例控制阀。
辅助部件包括油箱、滤油器、油管和管接头、密封圈、压力表、油位和油温表等。
液压油是液压系统中传递能量的工作介质,包括各种矿物油、乳化液和合成液压油。
编辑这一段液压系统的三大弊病。
1,发热由于传力介质(液压油)在流动过程中不同部位的流速不同,液体中存在一定的内摩擦,液体与管道内壁之间也存在摩擦,这些都是液压油温度升高的原因。温度的升高会导致内外泄漏的增加,降低其机械效率。同时,由于温度高,液压油会膨胀,导致可压缩性增加,使控制动作不能很好地传递。解决方法:发热是液压系统的固有特性,不能根部雕出的,只能最小化。使用优质液压油,液压管路布置尽量避免弯头,使用优质管路、管接头、液压阀等。
2.振动液压系统的振动也是其痼疾之一。系统的振动是由液压油在管路中高速流动产生的冲击和控制阀的开闭产生的冲击引起的。强烈的振动会导致系统的控制动作出现误差,也会导致系统中一些更精密的仪器出现误差,导致系统故障。解决方法:液压管路尽量固定,避免急弯。避免频繁改变液体流动方向,在不可避免时采取减振措施。整个液压系统要有良好的减振措施,同时要避免外界振动源对系统的影响。
3.液压系统的泄漏分为内部泄漏和外部泄漏。内漏是指泄漏过程发生在系统内部,如液压缸活塞两侧的泄漏,控制阀阀芯与阀体之间的泄漏。虽然内部泄漏不会导致液压油的损失,但由于泄漏,可能会影响已建立的控制动作,直到系统出现故障。外部泄漏是指系统与外部环境之间的泄漏。液压油直接泄漏到环境中,不仅会影响系统的工作环境,还会导致系统压力不足引起的故障。泄漏到环境中的液压油也有着火的危险。解决方法:使用质量更好的密封件,提高设备的加工精度。
另外,对于液压系统的三大顽疾,有人总结为:“发烧拉肚子作秀”(总结者是东北人)。
液压系统
用于电梯、挖掘机、泵站、强夯机、起重机等大型工业、建筑、工厂、企业,以及电梯、升降平台、登机桥等行业。