【正文】 和智能控制的技術(shù)、計算機(jī)控制的技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來，這樣就能夠在更多的場合中發(fā)揮作用，也可以更加精巧的、更加靈活地完成預(yù)期的控制任務(wù)。 液壓傳動在其他機(jī)械工業(yè)部門的應(yīng)用情況見表 11 所示。 液壓傳動技術(shù)的發(fā)展概況 液壓傳動相對于機(jī)械傳動來說，是一門發(fā)展較晚的技術(shù)。自 18 世紀(jì)末英國制成世界上第一臺水壓機(jī)算起，液壓傳 動技術(shù)只有二三百年的歷史。直到 20 世紀(jì) 30 年代它才較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。 在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動機(jī)及自動生產(chǎn)線，從而使它在機(jī)械制 7 造、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。 20 世紀(jì) 60 年代以來，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，并滲透到各個工業(yè)領(lǐng)域中。液壓技術(shù)開始向高速、高壓、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、 高度集成化的方向發(fā)展。同時，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機(jī)輔助設(shè)計 (CAD)、計算機(jī)輔助測試 (CAT)、計算機(jī)直接控制 (CDC)、機(jī)電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。 我國的液壓工業(yè)開始于 20世紀(jì) 50年代，最初只應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來又用于拖拉機(jī)、剪板機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國的液壓元件隨著從國外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計，現(xiàn)已形成了系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。盡管如此，我國的液壓元件與國外先進(jìn)的同類產(chǎn)品相比，在性能上，在種類上、在規(guī) 格上仍存在著較大的差距。 我國已瞄準(zhǔn)世界發(fā)展主流的液壓元件系列型譜，有計劃地引進(jìn)、消化、吸收國外最先進(jìn)的液壓技術(shù)和產(chǎn)品，大力開展產(chǎn)品國產(chǎn)化工作。我國的液壓技術(shù)在21世紀(jì)必將獲得更快的發(fā)展。 液壓傳動與機(jī)械傳動比較 機(jī)械傳動 純機(jī)械傳動的發(fā)動機(jī)平均負(fù)荷系數(shù)低，因此一般只能進(jìn)行有級變速，并且布局方式受到限制。但由于其具有在穩(wěn)態(tài)傳動效率高和制造成本低方面的優(yōu)勢，在調(diào)速范圍比較小的通用客貨汽車和對經(jīng)濟(jì)性要求苛刻、作業(yè)速度恒定的農(nóng)用拖拉機(jī)領(lǐng)域迄今仍然占據(jù)著霸主地位。 液壓傳動 （ 1） 液壓傳動與機(jī)械、電力等傳動相比，有以下優(yōu)點： ａ 能方便地進(jìn)行無級調(diào)速，調(diào)速范圍大。 ｂ 體積小、質(zhì)量輕、功率大，即功率質(zhì)量比大。一方面，在相同輸出功率前提下，其體積小、質(zhì)量輕、慣性小、動作靈敏，這對于液壓自動控制系統(tǒng)具有重要的意義。另一方面，在體積或重量相近的情況下，其輸出功率大，能傳遞較大的扭矩或推力。 ｃ 控制和調(diào)節(jié)簡單、方便、省力，易實現(xiàn)自動化控制和過載保護(hù)。 ｄ 可實現(xiàn)無間隙傳動，運動平穩(wěn)。 ｅ 因傳動介質(zhì)為油液，幫液壓元件有自我潤滑作用，使用壽命長。 ｆ 可以采用大推力的液壓 缸和大扭矩的液壓馬達(dá)直接帶動負(fù)載，從而省去了中間的減速裝置，使傳動簡化。 8 （２） 液壓傳動的主要缺點是： ａ 漏。由于作為傳動介質(zhì)的液體是一定的壓力下，有時是在較高的壓力下工作的， 因此在有相對運動的表面間不可避免地要產(chǎn)生泄漏，同時，由于湍流并不是絕對不可以壓縮的，油管等也會彈性變形，所以液壓傳動不宜用在傳動比要求較嚴(yán)格的場合。 ｂ 振。液壓傳動中的“液壓沖擊和空穴現(xiàn)象”會產(chǎn)生很大的振動和噪聲。 ｃ 熱。在能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程中，由于存在機(jī)械摩擦、壓力損失、泄漏損失，因而易使油液發(fā)熱，總效率降低，故液 壓傳動不宜用于遠(yuǎn)距離傳動。 ｄ 液壓傳動性能對溫度比較敏感，故不易在高溫及低溫下工作。液壓傳動裝置對油液的污染亦敏感，故要求有良好的過濾設(shè)施。 ｅ 液壓元件加工精度要求高，一般情況下又要求有獨立的能源（如液壓泵站），這些可能使產(chǎn)品成本提高。 ｆ 液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時不易追查原因，不易迅速排除。 綜合所述，液壓傳動由開其優(yōu)點比較突出，故在工農(nóng)業(yè)各個部門獲得廣泛應(yīng)用。它的某些缺點隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展、提高，正在逐步得到克服。 采用液壓傳動可使工程機(jī)械易于實現(xiàn)智能化、節(jié)能化和環(huán)?；?，而這已成為當(dāng)前和未來工程機(jī) 械的發(fā)展趨勢。 發(fā)展中的復(fù)合傳動技術(shù) 目前的情況可以分析看出，單一技術(shù)的傳動方式構(gòu)成簡單、傳動可靠 ，適用于某些特定的場合和領(lǐng)域。而在大多數(shù)的實際應(yīng)用中，這些傳動技術(shù)往往不是孤立存在的，彼此之間都存在著相互的滲透和結(jié)合，如液力、液壓和電力的傳動裝置中都或多或少的包含有機(jī)械傳動環(huán)節(jié)，而新型的機(jī)械和液力傳動裝置中也設(shè)置了電氣和液壓控制系統(tǒng)。換句話說，采用有針對性的復(fù)合集成的方式，可以充分發(fā)揮各種傳動方式各自的優(yōu)勢，揚長避短，從而獲得最佳的綜合效益。值得注意的是，兼有調(diào)節(jié)與布局靈活性及高功率密度的液壓 傳動裝置在其中充當(dāng)著重要角色。 日本小松公司開發(fā)的這種復(fù)合方式的液壓傳動變速器，已經(jīng)應(yīng)用在裝載機(jī)、推土機(jī)等工程機(jī)械上。德國 Fendt拖拉機(jī)生產(chǎn)的采用 Vario型無級變速器裝備的農(nóng)用拖拉機(jī)，到 2021年總銷量超過了 30000臺。 由此可以看出，這種新型的傳動裝置已日益成為大中功率液力傳動和動力換檔變速器的有力競爭者。 9 總結(jié) 自 20世紀(jì) 90 年代以來，工程機(jī)械進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得新結(jié)構(gòu)和新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。隨著微電子技術(shù)向工程機(jī)械的滲透，工程機(jī)械日益向智能化 和機(jī)電一體化方向發(fā)展，對工程機(jī)械行走驅(qū)動裝置提出的要求也越來越苛刻。近年來，液壓技術(shù)迅速發(fā)展，液壓元件日臻完善，使得液壓傳動在工程機(jī)械傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用突飛猛進(jìn)，液壓傳動所具有的優(yōu)勢也日漸凸現(xiàn)。可以相信，隨著液壓技術(shù)與微電子技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)以及傳感技術(shù)的緊密結(jié)合，液壓傳動技術(shù)必將在工程機(jī)械行走驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展中發(fā)揮出越來越重要的作用。 10 2 剪 板機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理及機(jī)構(gòu)組成 剪 板機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理 液壓系統(tǒng)基本工作原理 由于剪刀有一定寬度，剪 切刀架用兩個主缸驅(qū)動。一般將兩個活塞桿直接和剪切刀架固定連接，液壓系統(tǒng)中不再采用保證兩缸運動保持同步的回路。液壓系統(tǒng)中有三個壓料缸和三個托料缸，這些缸都是單作用缸，即都利用彈簧實現(xiàn)回程。 ⑴ 空載啟動 泵啟動時電磁閥 10 處于中位，插裝閥主閥 1 的彈簧腔直接通回油，泵出口通過主閥 1和油箱連通，泵卸荷。 ⑵ 空程下行 按下循環(huán)開始按鈕時，電磁鐵 2DT， 3DT 通電。 2DT 通電時閥 1 的彈簧腔和回油路斷開，閥 1 的開啟壓力亦即系統(tǒng)的最高壓力由閥 8調(diào)定。 3DT 通電使閥 2關(guān)閉，閥 3開啟，泵輸出的壓力油經(jīng)閥 3進(jìn)入壓料缸和托 料缸，使板材壓緊和托料球縮回。當(dāng)泵的供油壓力升至由主閥 6 和先導(dǎo)閥 16 組成的順序閥的調(diào)定壓力時，油液進(jìn)入主缸上腔，這保證了只有在具有足夠的壓緊力時，剪刀刀架才能開始下行。同時主缸下腔的壓力必須到由主閥 5 和先導(dǎo)閥 15 組成的壓力閥的調(diào)定壓力時油液才能排出。主缸下腔形成背壓，此背壓起平衡剪切刀架自重的作用，使主缸空程下行的速度僅與泵的供油量有關(guān)。 ⑶ 剪切 當(dāng)空程下行至剪刀與被剪板料接觸時，主缸上腔壓力進(jìn)一步升高，壓力繼電器 18 發(fā)出信號，使 4DT 通電。此時主閥 5 的彈簧腔通過單向閥 19 和電磁閥 12的左位和回油連接， 主缸下腔不再存在背壓。主缸的最大有效作用力即剪刀上的剪切力增加，對板料進(jìn)行剪切。 ⑷ 緩沖 板料剪斷后主缸上負(fù)載突然消失，主缸上腔壓力降低，壓力繼電器 18 復(fù)位，4DT 斷電。主缸下腔又恢復(fù)背壓，以避免剪切刀架的運動速度失控。 ⑸ 刀架回程 刀架下行到終點時行程開關(guān)使 3DT 斷電， 2DT， 5DT 通電。此時閥 3 關(guān)閉，閥 2，閥 4開啟。壓力油經(jīng)閥 4 進(jìn)入主缸下腔，而上腔則經(jīng)單向閥 7，主閥 2回油，刀架回程運動。同時壓料缸和托料缸（閥 17 右側(cè)門打開）進(jìn)油腔也經(jīng)閥 2 11 通回油，在彈簧作用下退回。當(dāng)主缸退到原位時，原位行程開關(guān)使 全部電磁鐵斷電，油路恢復(fù)啟動前的狀態(tài)，油泵卸荷。 ⑹ 輕壓對線 按下對刀按鈕，電磁鐵 1DT， 3DT 通電。此時除主閥 1 的開啟壓力（亦即系統(tǒng)的最高壓力）由先導(dǎo)閥 11 調(diào)定外，其他情況和下行相同。由于將先導(dǎo)閥 11的壓力調(diào)整得較低，當(dāng)剪刀接觸工件，壓力上升后，其剪切力不足以將板料剪斷，故可以用來觀察并調(diào)整板料的位置。 主要 機(jī)構(gòu)組成 YA32315 型剪板機(jī)液壓系統(tǒng)主要由插裝閥主閥、單向閥、電磁閥、梭閥、壓力繼電器等組成。它的工作流程：空載啟動 — 空程下行 — 剪切 — 緩沖 — 快速 回程。 液壓剪板機(jī)由主機(jī)及動力機(jī)構(gòu)兩大部分組成。主機(jī)部分包括機(jī)身、主缸、頂出缸及充液裝置等。動力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、低壓控制系統(tǒng)、電動機(jī)及各種壓力閥和方向閥等組成。電氣裝置按照液壓系統(tǒng)規(guī)定的動作程序，選擇規(guī)定的工作方式，在發(fā)出訊號的指令下，完成規(guī)定的工藝動作循環(huán)。 動力機(jī)構(gòu)在電氣裝置的控制下，通過泵和油缸及各種液壓閥，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動作的循環(huán)。 液壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種 控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受 到廣泛的重視。液壓傳動是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來實現(xiàn)各種機(jī)械和自動控制的學(xué)科。液壓傳動利用這種元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成為完成一定控制功能的傳動系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。 12 圖 液壓傳動原理圖 從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達(dá)到一 個變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個原理來達(dá)到力的傳遞。 圖 帕斯卡原理圖 液壓傳動中所需要的元件主要有動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。其中液壓動力元件是為液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動力的部件，主要包括各種液壓泵。液壓泵依靠容積變化原理來工作，所以一般也稱為容積液壓泵。齒輪泵是最常見的一種液壓泵，它通過兩個嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)動使得液體進(jìn)行運動。其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵，在選擇液壓泵的時候主要需要注意的問題包括消耗的能量、效率、降低噪音。 液壓執(zhí)行元件是用來執(zhí)行將液壓泵提供的 液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的裝置，主要 13 包括液壓缸和液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)是與液壓泵做相反的工作的裝置，也就是把液壓的能量轉(zhuǎn)換稱為機(jī)械能，從而對外做功。 液壓控制元件用來控制液體流動的方向、壓力的高低以及對流量的大小進(jìn)行預(yù)期的控制，以滿足特定的工作要求。正是因為液壓控制元器件的靈活性，使得液壓控制系統(tǒng)能夠完成不同的活動。液壓控制元件按照用途可以分成壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。按照操作方式可以分成人力操縱閥、機(jī)械操縱法、電動操縱閥等。 除了上述的元件以外，液壓控制系統(tǒng)還需要液壓輔助元件。這些元件包括管路 和管接頭、油箱、過濾器、蓄能器和密封裝置。通過以上的各個器件，我們就能夠建設(shè)出一個液壓回路。所謂液壓回路就是通過各種液壓器件構(gòu)成的相應(yīng)的控制回路。根據(jù)不同的控制目標(biāo)，我們能夠設(shè)計不同的回路，比如壓力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。 根據(jù)液壓傳動的結(jié)構(gòu)及其特點，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計中，首先要進(jìn)行系統(tǒng)分析，然后擬定系統(tǒng)的原理圖，其中這個原理圖是用液壓機(jī)械符號來表示的。之后通過計算選擇液壓器件，進(jìn)而再完成系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試。這個過程中，原理圖的繪制是最關(guān)鍵的。它決定了一個設(shè)計系統(tǒng)的優(yōu)劣。 液壓傳動的應(yīng)用 性是很強的，比如裝卸堆碼機(jī)液壓系統(tǒng)，它作為一種倉儲機(jī)械，在現(xiàn)代化的倉庫里利用它實現(xiàn)紡織品包、油桶、木桶等貨物的裝卸機(jī)械化工作。也可以應(yīng)用在萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)等生產(chǎn)實踐中。這些系統(tǒng)的特點是功率比較大，生產(chǎn)的效率比較高，平穩(wěn)性比較好。 液壓作為一個廣泛應(yīng)用的技術(shù)，在未來更是有廣闊的前景。隨著計算機(jī)的深入發(fā)展，液壓控制系統(tǒng)可以和智能控制的技術(shù)、計算機(jī)控制的技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來，這樣就能夠在更多的場合中發(fā)揮作用，也可以更加精巧的、更加靈活地完成預(yù)期的控制任務(wù)。 用途和特點 該系列液壓機(jī)適用于可塑性 材料的壓制工藝。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷（熱）擠壓金屬成型、薄板拉伸以及橫壓、彎壓、翻透、校正等工藝。 流量控制閥簡介 對流量控制閥的主要性能要求是： l）當(dāng)閥前后的壓力差發(fā)生變化時，通過閥的流量變化要?。?2）當(dāng)油溫發(fā)生變化時，通過節(jié)流閥的流量變化要?。?3）要有較大的流量調(diào)節(jié)范圍，在小流量時不易堵塞，這樣使節(jié)流閥能得到很小的穩(wěn)定流量，不會在連續(xù)工作一段時閥后因節(jié)流口堵塞而使流量減小，甚至斷流； 4）當(dāng)閥全開時，液流通過節(jié)流閥的壓力損失要小； 5）閥的泄漏量要小。對于高壓閥來說，還希望其 調(diào)節(jié)力矩要小。 14 插裝閥（邏輯閥），是一種較新型的液壓元件，它的特點是通流能力大，密封性能好，動作靈敏、結(jié)構(gòu)簡單，因而主要用于流量較大系統(tǒng)或?qū)γ芊庑阅芤筝^