液压技术在工业中的应用

PAGE/NUMPAGES液压技术在工业中的应用刘宁机械电子2班13490232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。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。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。液压作为一个广泛应用的技术，在未来更是有广阔的前景。随着计算机的深入发展，液压控制系统可以和智能控制的技术、计算机控制的技术等技术结合起来，这样就能够在更多的场合中发挥作用，也可以更加精巧的、更加灵活地完成预期的控制任务。液压传动的应用性非常强，比如装卸堆码机液压系统，它作为一种仓储机械，在现代化的仓库里利用它实现纺织品包、油桶、木桶等货物的装卸机械化工作。也可以应用在万能外圆磨床液压系统等生产实践中。这些系统的特点是功率比较大，生产的效率比较高，平稳性比较好。第一次世界大战时，世界各主要工业国家的机械化水平都不是很高，因此机械化在军事器械中所占的比例不高，虽然也有了飞机、坦克、各式运输车，但这些并没有对战争的胜负造成多大的影响。第二次世界大战。各主要参战国的工业化水平都有了很大的提高，特别是在美国的机械化部队中，有30%应用了液压传动，如此之高的自动化水平，成为了二战中美国在世界各地战场上长胜的法宝，中国当时工业极其落后，在战争中所受的被动也显而易见。二战以后，应该是世界各国军事工业发展最快的时候。海湾战争、越南战争以及美苏争霸期间，军事工业的发展已经具有相当的水平。大型军舰、军用运输船、军用运输机、航母、导弹等大型军事机械，液压与气动技术的运用随处可见，高水平、大规模的机械化、自动化、智能化是现代军事工业的突出特点，也大大增加了现代战争的不确定性，未来的太空军事中，卫星、飞船、航天飞机、空间站等太空飞行器上自动化水平会更高，这也是液压与气动技术在未来要研究、发展的一个大方向。但可以肯定的是，这些军事科技上的进步也一定程度上避免了战争的轻易发生，维护了世界的和平。传统意义上的军事武器都属于小型号的，体积小、重量轻、结构也不是很复杂，由于没有太多的应用液压与气动技术，且当时的技术不是很发达，大部分的操作过程都是通过人力完成的，操作起来不方便，需要的人手也很多，即使这样也不一定能达到相应的目的；而如今的军事武器，体积大都相当庞大笨重，少则几吨，多则几十几百吨，如果仅仅依靠人力和少量的技术运用，根本无法完成操作，更不能完成相应的战略任务。相比旧时的武器，经过现代科技武装的新式武器，需要的人力远远少于过去，且精度更高、效率更高、威力更大，我国军队历史上的几次大裁员，很大的原因就是因为科技的发展造成了军人的冗杂繁多。如今的军事武器，飞机、坦克战车、军舰航母等等，液压与气动技术的运用随处可见，举例说航母上的飞机升降平台。如果战斗机单纯的停靠在航母甲板上，是不安全的，很容易遭到敌人的空袭，那样的话，整个甲板上的战斗机都将成炮灰，没有了战斗机的航母舰队，就相当于损失了一大半的战斗力，对战争的影响会很大；相反，航母上安装了升降平台以后，降落在甲板上的战斗机，如果没有新的作战任务，可以通过飞机升降平台将战斗机运送到甲板下面的机库，这样就避免了遭受空袭的危险，而且也为甲板上节约了很大一部分空间，有利于其他战斗机的安全起降。再例如导弹战车。一个庞大的导弹战车，整个重量都在三十吨以上，用过去的人拉肩扛是根本无法完成操作的，运用了液压与气动技术后，几十吨重的导弹，可以通过发射车的自动控制系统通过大型液压杆将弹体举起并精准的安排好发射角度，整个过程最多只需要三个人，十分高效。此外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，都是液压气动技术的真实应用。民用工业的发展与军事工业的发展是相辅相承的。二战后，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，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。由于军事及建设需要的刺激，液压技术日益成熟。20世纪60年代后，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压倒性优势。正是因为液压传动有着其独特的优点，所以液压在工业中的应用发展迅速，并涉及到诸多领域。我国的液压工业开始于20世纪50年代，目前正处于迅速发展，提高的阶段。其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上。自从1964年从国外引进一些液压元件生产技术，同时进行自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。90年代起更加速了对国外先进液压产品和技术的有引进，消化，吸收和国产化工作，以确保我国的液压技术能在产品质量，经济效益，研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。随着工业迅猛发展逐日发展壮大，相继建立了科研机构和专业生产厂家，从事液压技术研究和液压产品生产。他们不但能生产液压泵，液压阀等液压元件，还设计制造了许多新型液压的元件，如电液比例阀，电液伺服阀等。到目前为止，液压元件的生产，已成为了我国液压元件产品的生产系列。液压技术的发展正向着高效率，高精度，高性能方向迈进。液压元件向着体积小，重量轻，微型化和集成化方向发展，液压技术，交流液压等新兴的液压技术正在开拓。又由于计算机的应用，更大大地推进了液压技术的发展，像液压系统的辅助设计，计算机仿真和优化，微机控制等工作，也都取得了显著成果。当前，液压技术在实现高压，高速，大功率，高效率，低噪音，经久耐用，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制，司服控制，数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面，日益显示出显著的成绩。微电子技术的进展，渗透到液压与气动技术中并与之结合，创造出了很多高可靠性，低成本的微型节能元件，为液压气动技术在工业各部门中的应用开辟了更为广泛的前景。今天，为了和最新技术的发展保持同步，液压技术必须不断发展，不断提高和改进元件和系统的性能，以满足日益变化的市场需求。这是液压技术的创新特征，液压技术的不断发展体现在如下一些比较重要的特征上：一，提高元件性能，创制新元件，体积不断缩小。现在，微型的元件已被应用于精密机械加工，电子工业，制药工业，食品加工和包装技术等场合。二，高度的组合化，集成化和模块化。组合件不但结构紧凑，工作可靠，而且简便，也容易维护保养。三，与微电子结合，走向智能化。芯片和液压控制元件，液压执行元件或能源装置，检测反馈装置，数模转换装置，集成电路等汇成一体，这种汇在一起的联结体只要一收到微处理机或微型计算机处送来的信息，就能实现预先规定的任务。总之，液压技术作为便捷和廉价的自动化技术，在工业中的应用会越来越广泛。液压产品不仅在机电，轻纺、宗电等传统领域有着很大的市场，而且在新兴的产业如信息技术产业、生物制品业、微纳精细加工等领域都有广阔的发展空间。