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1、（发展战略）液压技术国内外发展方向液压技术国内外发展趋势液压技术发展趋势液压技术是实现现代化传动和控制的关键技术之壹，世界各国对液压工业的发展均给予很大重视。世界液压元件的总销售额为350 亿美元。 据统计， 世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%3.5% ，而我国只占1% 左右，这充分说明我国液压技术使用率较低，努力扩大其应用领域，将有广阔的发展前景。液压气动技术具有独特的优点，如:液压技术具有功率重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力， 易实现直线运动等优点； 气动传动具有节能、 无污染、 低成本、 安全可靠、 结构简单等优点，且易和微电子、电气技术相结合，
2、形成自动控制系统。因此，液压气动技术广泛用于国民经济各部门。可是近年来，液压气动技术面临和机械传动和电气传动的竞争，如：数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存于渗漏、维护性差等缺点。为此，必须努力发挥液压气动技术的优点，克服缺点，注意和电子技术相结合，不断扩大应用领域，同时降低能耗，提高效率，适应环保需求，提高可靠性， 这些均是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参和市场竞争是否取胜的关键。液压产品技术发展趋势由于液压技术广泛应用了高科技成果，如：自控技术、 计算机技术、 微电子技术、 可靠性及新工艺新材料等，使传统技术有了新的发展，也
3、使产品的质量、水平有壹定的提高。尽管如此，走向21 世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破， 应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。其主要的发展趋势将集中于以下几个方面。减少损耗，充分利用能量液压技术于将机械能转换成压力能及反转换过程中，总存于能量损耗。为减少能量的损失， 必须解决下面几个问题：减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失；减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量；采用静压技术和新型密封材料，减少摩擦损失；改善液压系统性能，采用负荷传感系统、二次调节系统和采用蓄能器回路。泄漏控制泄漏控制包括： 防止液体泄漏到外部造成环境污染和外部环境对系
4、统的侵害俩个方面。今后，将发展无泄漏元件和系统，如发展集成化和复合化的元件和系统，实现无管连接，研制新型密封和无泄漏管接头，电机油泵组合装置等。无泄漏将是世界液压界今后努力的重要方向之壹。污染控制过去，液压界主要致力于控制固体颗粒的污染，而对水、空气等的污染控制往往不够重视。今后应重视解决：严格控制产品生产过程中的污染，发展封闭式系统，防止外部污染物侵入系统；应改进元件和系统设计，使之具有更大的耐污染能力。 同时开发耐污染能力强的高效滤材和过滤器。研究对污染的于线测量；开发油水分离净化装置和排湿元件，以及开发能清除油中的气体、水分、化学物质和微生物的过滤元江及检测装置。主动维护开展液压系统的故
5、障预测， 实现主动维护技术。 必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的开发研究，建立完整的、具有学习功能的专家知识库，且利用计算机和知识库中的知识，推算出引起故障的原因，提出维修方案和预防措施。要进壹步开发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自校正，于故障发生之前进行补偿，这是液压行业努力的方向。机电壹体化机电壹体化可实现液压系统柔性化、智能化，充分发挥液压传动出力大、惯性小、响应快等优点，其主要发展动向如下：液压系统将有过去的电液开发系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统，同时对压力、流量、位置、温度、速度等传感器实现标准化；提高液压元件性能，于
6、性能、可靠性、智能化等方面更适应机电壹体化需求，发展和计算机直接接口的高频，低功耗的电磁电控元件；液压系统的流量、压力、温度、油污染度等数值将实现自动测量和诊断； 电子直接控制元件将得到广泛采用，如电控液压泵， 可实现液压泵的各种调节方式，实现软启动、合理分配功率、自动保护等；借助现场总线，实现高水平信息系统，简化液压系统的调节、争端和维护。液压 CAD 技术充分利用现有的液压CAD 设计软件，进行二次开发，建立知识库信息系统，它将构成设计- 制造 - 销售 - 使用- 设计的闭环系统。将计算机防真及适时控制结合起来，于试制样机前，便可用软件修改其特性参数，以达到最佳设计效果。下壹个目标是，利
7、用CAD技术支持液压产品到零不见设计的全过程，且把CAD/CAM/CAPP/CAT，以及现代管理系统集成于壹起建立集成计算机制造系统（CIMS ），使液压设计和制造技术有壹个突破性的发展。新材料、新工艺的应用新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液压的发展引起新的飞跃。为了保护环境，研究采用生物降解迅速的压力流体， 如采用菜油基和合成脂基或者水及海水等介质替代矿物液压油。铸造工艺的发展，将促进液压元件性能的提高， 如铸造流道于阀体和集成块中的广泛使用，可优化元件内部流动，减少压力损失和降低噪声，实现元件小型化。技术创新对于提高国家、地方和企业的科技竞争力，实现可持续发展具有十分重要的意义
8、。2O世纪8O年代初，我国开始重视技术创新理论问题的研究，研究范围包括技术创新的模式、机制，技术创新的扩散，产业创新和技术创新经济学，技术创新的区域研究以及有关技术创新的政策、体系等诸多方面。经过2O 多年的研究，人们已经注意到创新于生产各个方面所起的关键作用，且将创新作为企业、产业和国家竞争获胜的中心环节。随着应用了电子技术、计算及技术、信息技术、自动控制技术及新工艺、新材料的发展和应用，液压传动技术也于不断创新。 液压传动技术已成为工业机械、 工程建筑机械及国防尖端产品不可缺少的重要技术。而其向自动化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、轻量化方向发展，是不断提高它和电传动、机械传动竞
9、争能力的关键。本文从液压现场总线技术、自动化控制软件技术、水压元件及系统、液压节能技术等方面介绍液压传动技术发展动态。1 、液压现场总线技术1.1 液压现场总线技术的定义现场总线是连接智能化仪表和自动化系统的全数字式、双向传输、 多分支结构的通信网络。现场总线控制系统简化为工作站和现场设备俩层结构，它能够见作是壹个由数字通讯设备和监控设备组成的分布式系统，从计算机角度见，现场总线是壹种工业网络平台；从通信角度见，它是壹种新型的全数字、串行、双向、多路设备的通信方式；从工程角度见，它是壹种工厂结构化布线。随着现代制造技术的飞速发展，流体控制技术和电子控制技术的结合越来越紧密，于液压领域越来越多的
10、人士开始使用或关注总线技术于液压系统中的应用，液压技术人员也越来越感受到观场总线技术的优越性。液压系统是于液压总线的供油路和回油路间安装数个开关液压源，其和各自的控制阀、执行器相连接。开关液压源包括液感元件、高速开关阀、单向阀、液容元件。根据开关液压源功能不同，它可组合成升压型或降压增流型开关液压源。由于将开关源的输入端直接挂于液压总线上， 可通过高速开关方式加以升压或降压增流。该系统克服了传统液压系统无法实现升压以及降压增流的问题，最终输出和各执行器需求相适应的压力和流量。1.2 现场总线技术于液压系统应用中的特点(1) 经济性：任何壹种新技术新产品的开发和使用，其成本是首先需要考虑的因素之
11、壹，总线技术也不例外。设计开发总线技术产品的初衷之壹就是降低系统及工程成本。 所以，应用单位使用总线产品和供应商提供产品的第壹前提应该是以降低总系统的使用成本为目的。(2) 按 IEC61131 3 标准的柔性化程序，易学，学懂，可操作性强。(3) 可靠性、可维护性：现场总线技术采用总线代替壹对壹的了由接线点造成的不可靠因素，同时系统具有于线故障诊断，IO 连线。对于大规模 I O 系统来说，减少报警记录功能； 可完成现场液压系统的远程参数设定，修改等参数化工作，增强了系统的可维护性。(4) 友好的人机对话界面，可方便进行液压系统的参数修改和故障监控。(5) 满足所有有关人身安全，电磁兼容，抗
12、冲击及抗震动的重要标准。(6) 相对于传统的液压比例控制系统更具有其价格竞争优势。2 、自动化控制软件技术于多轴运动控制中，采用 SPS 可编程控制技术。于这种情况下， 以 PC 机为基础的现代控制技术也和许多自动化控制领域壹样，有着自己的用武之地。自动化控制软件将SPS 的工作原则和操作监控俩项任务集于壹身。操作监控技术于伺服驱动中已经发展得比较成熟，且且具有强大的功能和功率。于大量的应用实践中已经证明， 以微机软件为基础的控制方案于不同类型的液压控制中也是非常有效的控制方案。利用液压技术控制回路 (控制阀、变量泵 )和执行机构 (液压缸、液压马达 )大量不同的变型和组合配置，能够提供多种不
13、同特性的控制方案。 有些液压控制的运动和电气驱动的运动类似，因此，这样的液压运动控制也能够当作坐标轴的电气运动控制来对待和处理。各种液压控制方案可于PC 机基础上的自动化控制系统下接受控制。自动化控制系统的适时性已经达到了毫秒级(精度达到 12ms)，视所使用的局部总线系统不同，壹个图像跳动的传输控制时间可短到 10ms 。这样的速度完全能够做到和常用的液压控制系统同步，能够完成对液压系统的功能控制。于液压轴控制的运算中，现代化的PC 微处理器运算速度很快，完全能够和伺服控制技术中的伺服运算器相媲美。通常的微处理器于多轴控制过程中具有强大的运算能力，可于l2ms之内完成多轴控制工作循环的计算，
14、 它已被应用到液压控制系统机床的大批量生产中。由于 PC 控制系统于主存储器中运行 SPS可编程控制器的控制程序，使得任意编写的SPS 应用控制程序也可于高层次的运算速度中运行。同样，用户自定义的专用控制程序也可于该层面中运行。于标准的自动化软件控制系统中，已经集成了对若干液压“坐标轴”的控制监控功能。对精确度要求较高的，例如切削加工机床，使用分散控制式的液压监控软件，它采用了液压阀、液压缸和位置测量系统复合的液压伺服机构，使得PC 控制软件能够像控制电气元件壹样来控制调节各个液压元件。PLC 可编程序数据库使得液压定位的控制和自动化工作过程的同步运行更加方便。其控制电路和电气自动化控制基本没有什么区别，它同时也对操作和监控进行调节。另外，液压控制软件也可于 PLC 的标准环境中工作，而且是全透明的运行。利用这种液压控制软件能够对内部数据进行读写，最大限度地满足了操作监控和自动化控制的需要。所有液
