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1、流体传动与控制基础论文液压传动与控制技术在工业中的应用与发展班级: 测控技术与仪器2班 姓名： 夏尚 学号：20130310110207 目 录摘要.3一.液压传动与控制技术简述.4 （一)工作原理.4 （二）液压系统的基本组成.4 （三）液压技术的特点与优势.4二. 液压传动与控制的发展概况.5三. 现代液压技术的应用.5 （一）液压技术在风力发电领域中的应用.5 （二）液压技术在工程机械领域中的应用.6 （三）液压技术在矿山机械领域中的应用.7 （四）液压技术在日常设施领域中的应用.7四.液压传动的主要发展动向.7五.结束语.8六. 参考资料.8液压传动与控制技术在工业中的应用与发展摘要：
2、液压传动与控制技术是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。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。论文简述液压传动与控制技术的原理，介绍其发展历史，列举液压系统在工业中的典型应用，最后总结液压传动与控制的趋势。关键词：液压传动与控制技术 在工业中的应用 液压技术的发展一.液压传动与控制技术简述（一)工作原理液压传动是以液体为工作介质，在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力，并利用压力能来驱动执行机构的传动方式。其中的液体一般为矿物油，液压控制用其作为工作介质，故能把由
3、于功率的损耗而产生的热量，从发生的地方带到别处。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。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，即不可压缩静止流体中任一点受外力产生压力增值后，此压力增值瞬时间传至静止流体各点。就是说，在密闭环境中，向液体施加一个力，这个液体会向各个方向传递这个力，力的大小不变，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
4、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。 （二）液压系统的基本组成1. 能源装置液压泵。它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械能转换成液压能，给系统提供压力油液。2. 执行装置液压机（液压缸、液压马达）。通过它将液压能转换成机械能，推动负载做功。3. 控制装置液压阀（流量阀、压力阀、方向阀等）。通过它们的控制和调节，使液流的压力、流速和方向得以改变，从而改变执行元件的力（或力矩）、速度和方向。4. 辅助装置油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。5. 工作介质
5、液压油。绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量或信息。（三）液压技术的特点与优势相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。随着各种标准的不断制订和完善，各类元件的标准化，规格化，系列化而在机械制造，工程机械，材料科学，控制技术，农业机械，汽车制造等行业中推广开来。原子能技术，空间技术，计算机技术等的发展再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动，控制，检测在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各个方面都得到了应用。如工程机械，数控加工中心，冶金自动线等。液压传动在某些领域内甚至已占有
6、压倒性优势。二.液压传动与控制的发展概况液压传动相对于机械传动来说，它是一门新学科，从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，18世纪末英国制成第一台水压机算起，液压传动已有23百年的历史，只是由于早期技术水平和生产需求的不足，液压传动技术没有得到普遍地应用。随着科学技术的不断发展，对传动技术的要求越来越高，液压传动技术自身也在不断发展，特别是在第二次世界大战期间及战后，由于军事及建设需求的刺激，液压技术日趋成熟。第二次世界大战前后，成功地将液压传动装置用于舰艇炮塔转向器，其后出现了液压六角车床和磨床，一些通用机床到本世纪30年代才用上了液压传动。第二次世界大战期间，在兵器上采用了功率大、反应快、
7、动作准的液压传动和控制装置，它大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制订和完善及各类元件的标准化、规格化、系列化而在机械制造，工程机械、农业机械、汽车制造等行业中推广开来。近30年来，由于原子能技术、航空航天技术、控制技术、材料科学、微电子技术等学科的发展，再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各个部门都得到了应用，如工程机械、数控加工中心、冶金自动线等。采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻
8、压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整
9、产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛三.现代液压技术的应用（一）液压技术在风力发电领域中的应用风力发电机使用两个驱动系统，即制动系统(偏转器和主轴一高速轴回转系统)和叶片角度控制及机舱偏转器回转控制系统。制动系统用液压控制，而叶片和偏转器的控制则用液压或电气驱动方式。采用液压控制时，用液压直线驱动器(液压缸)，用电气控制时，采用电气回转式驱动器。装在主轴内的液压直线驱动器，及停止时应用的蓄能器也装在轴内。国外液压直线驱动器是将液压、电子、电气的优点融合在一起的液压直
10、线驱动装置（Electro-hydraulic system），简称Hybrid 系统，这种系统节能是值得提倡。这种由液压缸、液压泵、AC 马达、蓄能器、电磁阀、传感器和动力源组成的集成式电气液压伺服驱动系统具有动态性能好，输出功率大，电气安装性和维护性好等优点。它可以降低液压系统的缺点，如漏油和油污染的影响，使可靠性得到显著提高，而当电力中断时，又能充分显示出液压传动的优点，即和液压缸串联的液压缸，从蓄能器获得供油，使叶片迎风面和风向平行，使叶轮停止转动。液压系统由带位置传感器的液压缸和双向供油的齿轮泵直接供油，中间没有阀，减少了压力损失和漏油点，这种系统比伺服控制系统节能40以上。目前世界
11、各大公司提供的风电液压系统，广泛采用比例伺服闭环控制系统。AAAA美国Parker 公司为风力发电提供各种液压元件和成套风电系统(包括制动、偏转器和叶片角度等的控制系统)。角度控制系统由特殊设计的液压缸组成，装在风轮轮毂内，液压缸内装有位置传感器，缸上还集成了所需的液压阀，每台风电设备都设有二三套独立的角度控制系统(每个叶片一个)。该系统具有高可靠性和安全性，动静态性能好，维护方便，泄漏少等优点。（二）液压技术在工程机械领域中的应用液压式可变高频冲击锤在海洋和地质勘探领域具有非常好的应用前景。一般振动冲击锤的激振频率为1020 Hz，而日本新近推出的液压式可变高频冲击锤激振频率可达60Hz并可
12、在施工中根据现场的实际情况改变激振频率和振幅，同时可实现优化振动及工况要求。目前国内研制的液压振动设备的激振频率可在10100 Hz范围内随意调整。并能和相应的设备组合使用，既可进行水下作业又可用于矿山作业。液压式可变高频冲击锤的工作原理：来自专用液压泵站的高压油通过三级伺服阀与激振液压缸相结合，其激振频率和振幅由控制台控制。控制台以电气信号的形式设定。可根据实际工况进行调节。激振液压缸为开环控制，不设位移传感器，在此状态下若柱塞触到限制挡块就不能高效率作业。为使激振液压缸经常处于激振器中心附近保持振动。在结构上将其与定位液压缸设计成整体式。定位液压缸上装有称为定位阀的方向控制阀，液压缸的位移
13、不采用机械式伺服阀。当液压缸发生位移时。定位阀将缸上的运动部件利用油的吸排压力将其反馈供给定位液压缸，以实现控制。但如果定位阀的灵敏度高，激振缸和定位缸经常会产生相反的力这样就会导致能量利用率的降低。解决这一问题的措施是：对定位阀设置一定的重叠量，定位液压缸与集流腔连通，将定位系统的增益调整在低水平。液压式振动冲击锤的结构特征是：采用一般的伺服阀得到高频振动冲击，达到其开采矿石的目的，它主要取决于该装置控制系统和液压、机械部分所构成的要素。控制上的因素，一方面液压式可变高频冲击锤的输出能量大，最大输出可超过3 t，要使此等级的液压缸以主频60 Hz运动。伺服阀的流量必须在400 Lmin以上。
14、因此选用满足此流量的626F高速型伺服阀，构成一般的定位系统。（三）液压技术在矿山机械领域中的应用新型的液压挖掘机具有重量轻、体积小、结构紧凑、传动平稳、操纵简单、以及容易实现无级变速和自动控制等一系列优点，其y性能正向着高效率、高可靠性、安全节能及自动化、智能化的方向发展。液压挖掘机工作装置是由动臂、斗杆、铲斗和液压油缸等构成的连杆机构，通过电液控制系统控制液压油缸的伸缩来实现运动控制。并在作业过程中，采用通过电磁比例先导阀控制多路换向阀的方法。液压的广泛应用在该领域使其工作时间大大缩短，劳动强度降低，操作简便。（四）液压技术在日常设施领域中的应用液压电梯具有承载重量大和运行平稳的优点，由于梯式液压电梯采用r层叠式导轨的运动形式，滑轮式液压电梯采用了组合式滑轮组的运动形式，所以均可克服传统液压电梯提升行程短、速度慢的缺点；此外，梯式液压电梯的液压缸安装在一个特殊结构运动导轨中，滑轮式液压电梯的液压缸安装在滑轮组中，均非传统液压电梯液压缸的坑道安装方式，从而降低了安装成本，提高了电梯强度和可维修性。由于梯式液压电梯采用链条式啮合传动，在电梯结构大小相同的情况下，比滑轮式液压电梯有更大的承载力，但其结构略显复杂，
