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1、1液压机械论文 关键词：液压传动、帕斯卡原理、液压控制系统 毫无疑问，机械工业是整个工业的基础，而液压机械又是机械行业的基础。液压机械是现代文明工业的产物，大到航空器飞行器，小到简简单单千斤顶、车床都有它的身影，它已经成为现代社会不可缺少的动力源。时至今日，液压机械的应用已渗透到社会生活的方方面面，小到个人、家庭，大到企业、国家，无不依赖以液压机械为基础机械以维持正常的运转。液压传动是根据 17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，液压是工农业生产中广为应用的一门技术。如今液压传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。在伦敦用水作为工作介质 , 以水压机的
2、形式将其应用于工业上 , 诞生了世界上第一台水压机。1905 年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。 第一次世界大战 (1914 - 1918) 后液压传动广泛应用，特别是 1920 年以后，发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的 20 年间 , 才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯 (F.Vikers) 发明了压力平衡式叶片泵，为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。 20 世纪初康斯坦丁 尼斯克对能量波动传递所进行的理论及实际研究；1910 年对液力传动 ( 液力联轴节、液力变矩器等)，使这两方面领域得到了发展液压传动有许多突出的优点，因此它的
3、应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；液压机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等国；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。目前,它们分别在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、高度集成化、小型化与轻量化、一体化和执行件柔性化等方面取得了很大的进
4、展。同时，由于与微电子技术密切配合 , 能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率并加以准确的控制，从而更使得它们在各行各业中发挥出了巨大作用。 应该特别提及的是，近年来世界科学技术不断迅速发展，各部门对液压传动提出 了更高的要求。液压传动与电子技术配合在一起，广泛应用于智能机器人、海洋开发、宇宙航行、地震予测及各种电液伺服系统，使液压传动的应用提高到一个崭新的高度。目前，液压传动发展的动向，概括有以下几点：1. 节约能源，发展低能耗元件，提高元件效率；2. 发展新型液压介质和相应元件，如发展高水基液压介质和元件 , 新型石油基液压介质；3. 注意环境保护 , 降低液压元件噪声；4. 重视液压油的
5、污染控制；5. 进一步发展电气液压控制，提高控制性能和操作性能 ；6. 重视发展密封技术，防止漏油；7. 其它方面，如元件微型化、复合化和系统集成化的趋势仍在继续发展，对液压系统元件的可靠性设计、逻辑设计，与电子技术高度结合，对故障的早期诊断、预测以及防止失效的早期警报等都越来越准确。一、液压传动的主要优点与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点：(1)液压传动的各种元件、可根据需要方便、灵活地来布置；(2)重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快；2(3)操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围达 2000：1)；(4)可自动实现过载保护；(5)一般采用矿物油为工作介质，相对运动面
6、可自行润滑，使用寿命长；(6)很容易实现直线运动；(7)容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。二、液压传动的缺点(1)液压系统中的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使得液压传动不能保证严格的传动比。(2)液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。(3)为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。(4)液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。(5)液压系统发生故障不易检查和排除
7、。总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。液压传动有着广泛的发展前景。 三、液压技术的应用及研究方向 1）正向着高压、高速、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展； 2）与计算机科学相结合，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、计算机直接控制（CDC）、计算机实时控制技术、机电一体化技术、计算机仿真技术和优化技术； 3）与其他相关科学结合，如污染控制技术、可靠性技术等方面也是当前液压技术发展和研究的方向； 4）开辟新的应用领域。 液压系统（HYDRAULIC SYSTEM） 液压传动(Hydr
8、aulic transmission)、执行元件（ACTUATOR）、液压缸（CYLINDER）、液压马达（MOTOR）、液压回路（CIRCUIT）、液压泵（PUMP）、阀（VALVE）、液压控制(Hydraulic control)、流量控制阀（FLOW VALVE）、泄漏损失(Spillage) 压力损失(Pressure loss).液压伺服系统(Hydraulic servo)液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。液压传动是研究以有压流体为能源介质，来实现各种机械和自动控制的学科。
9、液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。四、液压泵的研究1.液压泵为液压传动提供加压液体的一种液压元件，是泵的一种。它的功能是把动力机（如电动机和内燃机等）的机械能转换成液
10、体的压力能。液压泵的工作原理是运动带来泵腔容积的变化，从而压缩流体使流体具有压力能，必须具备的条件就是泵腔有密封容积变化。32.特点：铝合金制造、强度高、耐腐蚀、重量轻、适合各种环境下作业；双速特性减少了打压次数，在低压室快速处于负载用功状态，立刻转换成高压，缩短每次作业周期;配有压力调节阀，可调节控制及设定工作压力。3原理：是为 液压传动提供加压 液体的一种液压元件，是泵的一种。它的功能是把动力机(如电动机和 内燃机等) 的机械能转换成液体的压力能。图中为单柱塞泵的工作原理。凸轮由电动机带动旋转。当凸轮推动柱塞向上运动时，柱塞和缸体形成的密封体积减小，油液从密封体积中挤出，经单向阀排到需要的
11、地方去。当凸轮旋转至曲线的下降部位时，弹簧迫使柱塞向下，形成一定真空度，油 箱中的油液在大气压力的作用下进入密封容积。凸 轮使柱塞不断地升降，密封容积周期性地减小和增 大，泵就不断吸油和排油。五、液力偶合器研究1介绍液力耦合器又称液力联轴器，是一种用来将动力源（通常是发动机或电机）与工作机连接起来传递旋转动力的机械装置。曾应用于汽车中的自动变速器，在海事和重工业中也有着广泛的应用。以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器。液力耦合器的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入轴上,涡轮装在输出轴上。动力机（内燃机、电动机等）带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出。这
12、种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递给输出轴。最后液体返回泵轮，形成周而复始的流动。液力耦合器靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。它的输出扭矩等于输入扭矩减去摩擦力矩，所以它的输出扭矩恒小于输入扭矩。液力耦合器输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间不存在刚性联接。液力耦合器的特点是：能消除冲击和振动；输出转速低于输入转速，两轴的转速差随载荷的增大而增加;过载保护性能和起动性能好,载荷过大而停转时输入轴仍可转动,不致造成动力机的损坏;当载荷减小时，输出轴转速增加直到接近于输入轴的转速。液力耦合器的传动效率等于输出轴转速乘以输出扭矩（输出功率）与输入轴
13、转速乘以输入扭矩（输入功率）之比。一般液力耦合器正常工况的转速比在 0.95 以上时可获得较高的效率。液力耦合器的特性因工作腔与泵轮、涡轮的形状不同而有差异。如将液力耦合器的油放空，耦合器就处于脱开状态，能起离合器的作用。2工作原理液力耦合器是一个内含两个环形轮片的密封机构。驱动轮称为泵轮，被驱动轮称为涡轮，泵轮和涡轮都称为工作轮。在工作轮的环状壳体中，径向排列着许多叶片。泵轮和涡轮装合后，形成环形空腔，其内充有工作油液。泵轮通常在内燃机或电机驱动下旋转，带动工作油液做比较复杂的向心力运动。高速流动的油液在科里奥利力的作用下冲击涡轮叶片，将动能传给涡轮，使涡轮与泵轮同方向旋转。油液从涡轮的叶片
14、边缘又流回到泵轮，行成循环回路，其流动路线如同一个首尾相连的环形螺旋线3.分类根据用途的不同，液力耦合器分为限矩型液力耦合器和调速型液力耦合器。其中限矩型液力耦合器主要用于对电机减速机的启动保护及运行中的冲击保护，位置补偿及能量缓冲；调速型液力耦合器主要用于调整输入输出转速比，其它的功能和限矩型液力耦合器基本一样。4.液力耦合器应用：液力耦合器曾应用于早期的汽车半自动变速器及自动变速器中。液力耦合器的泵轮与发动机的飞轮4相连接，动力由发动机曲轴传入。在有些时候，耦合器严格上讲是飞轮的一部分，在这种情况下，液力耦合器又被称为液力飞轮。涡轮与变速器的输入轴相联。液体在泵轮与涡轮间循环流动，使得力矩
15、从发动机传至变速器，驱动车辆的前进。在这方面，液力耦合器的作用非常类似于手动变速器中的机械离合器。由于液力耦合器无法改变转矩的大小，现已被液力变矩器所取代。在重工业上可用于冶金设备，矿山机械，电力设备，化工及各种工程机械中。六、液压传动基本原理液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。其中液压动力元件是为液压系统产生动力的部件，主要包括各种液压泵。液压泵依靠容积变化原理来工作，所以一般也称为容积液压泵。齿轮泵是最常见的一种液压泵，它通过两个啮合的齿轮的转动使得液体进行运动。其他的液压泵还有叶片泵、柱塞泵，在选择液压泵的时候主要需要注意的问题包括消耗的能量、效率、降低
16、噪音。液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置，主要包括液压缸和液压马达。液压马达是与液压泵做相反的工作的装置，也就是把液压的能量转换称为机械能，从而对外做功。液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制，以满足特定的工作要求。正是因为液压控制元器件的灵活性，使得液压控制系统能够完成不同的活动。液压控制元件按照用途可以分成压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。按照操作方式可以分成人力操纵阀、机械操纵法、电动操纵阀等。 除了上述的元件以外，液压控制系统还需要液压辅助元件。这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器、蓄能器和密封装置。通过以上的各个器件，我们就能够建设出一个液压回路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成的相应的控制回路。根据不同的控制目标，我们能够设计不同的回路，比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。根据液压传动的结构及其特点，在液压系统的设计中，首先要进行系统分析，然后拟定系统的原理图，其中这个原理图是用液压机械符号来表示的。之后通过计算选择液压器件，进而再完成系
