【正文】 和智能控制的技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，這樣就能夠在更多的場(chǎng)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(dòng)在其他機(jī)械工業(yè)部門(mén)的應(yīng)用情況見(jiàn)表 11 所示。 液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展概況 液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，是一門(mén)發(fā)展較晚的技術(shù)。自 18 世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳 動(dòng)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(zhēng)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(dòng)機(jī)及自動(dòng)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(chē)制造等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。 20 世紀(jì) 60 年代以來(lái)，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，并滲透到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中。液壓技術(shù)開(kāi)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(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試 (CAT)、計(jì)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(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。 我國(guó)的液壓工業(yè)開(kāi)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(lái)又用于拖拉機(jī)、剪板機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國(guó)的液壓元件隨著從國(guó)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(jì)，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(guó)的液壓元件與國(guó)外先進(jìn)的同類(lèi)產(chǎn)品相比，在性能上，在種類(lèi)上、在規(guī) 格上仍存在著較大的差距。 我國(guó)已瞄準(zhǔn)世界發(fā)展主流的液壓元件系列型譜，有計(jì)劃地引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外最先進(jìn)的液壓技術(shù)和產(chǎn)品，大力開(kāi)展產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化工作。我國(guó)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(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)比較 機(jī)械傳動(dòng) 純機(jī)械傳動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)平均負(fù)荷系數(shù)低，因此一般只能進(jìn)行有級(jí)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(dòng)效率高和制造成本低方面的優(yōu)勢(shì)，在調(diào)速范圍比較小的通用客貨汽車(chē)和對(duì)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(dòng) （ 1） 液壓傳動(dòng)與機(jī)械、電力等傳動(dòng)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)： ａ 能方便地進(jìn)行無(wú)級(jí)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(dòng)作靈敏，這對(duì)于液壓自動(dòng)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(jiǎn)單、方便、省力，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和過(guò)載保護(hù)。 ｄ 可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。 ｅ 因傳動(dòng)介質(zhì)為油液，幫液壓元件有自我潤(rùn)滑作用，使用壽命長(zhǎng)。 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(dòng)負(fù)載，從而省去了中間的減速裝置，使傳動(dòng)簡(jiǎn)化。 8 （２） 液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是： ａ 漏。由于作為傳動(dòng)介質(zhì)的液體是一定的壓力下，有時(shí)是在較高的壓力下工作的， 因此在有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面間不可避免地要產(chǎn)生泄漏，同時(shí)，由于湍流并不是絕對(duì)不可以壓縮的，油管等也會(huì)彈性變形，所以液壓傳動(dòng)不宜用在傳動(dòng)比要求較嚴(yán)格的場(chǎng)合。 ｂ 振。液壓傳動(dòng)中的“液壓沖擊和空穴現(xiàn)象”會(huì)產(chǎn)生很大的振動(dòng)和噪聲。 ｃ 熱。在能量轉(zhuǎn)換和傳遞過(guò)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(dòng)不宜用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 ｄ 液壓傳動(dòng)性能對(duì)溫度比較敏感，故不易在高溫及低溫下工作。液壓傳動(dòng)裝置對(duì)油液的污染亦敏感，故要求有良好的過(guò)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(dú)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(shí)不易追查原因，不易迅速排除。 綜合所述，液壓傳動(dòng)由開(kāi)其優(yōu)點(diǎn)比較突出，故在工農(nóng)業(yè)各個(gè)部門(mén)獲得廣泛應(yīng)用。它的某些缺點(diǎn)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(dòng)可使工程機(jī)械易于實(shí)現(xiàn)智能化、節(jié)能化和環(huán)保化，而這已成為當(dāng)前和未來(lái)工程機(jī) 械的發(fā)展趨勢(shì)。 發(fā)展中的復(fù)合傳動(dòng)技術(shù) 目前的情況可以分析看出，單一技術(shù)的傳動(dòng)方式構(gòu)成簡(jiǎn)單、傳動(dòng)可靠 ，適用于某些特定的場(chǎng)合和領(lǐng)域。而在大多數(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，這些傳動(dòng)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(dòng)裝置中都或多或少的包含有機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，而新型的機(jī)械和液力傳動(dòng)裝置中也設(shè)置了電氣和液壓控制系統(tǒng)。換句話說(shuō)，采用有針對(duì)性的復(fù)合集成的方式，可以充分發(fā)揮各種傳動(dòng)方式各自的優(yōu)勢(shì)，揚(yáng)長(zhǎng)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(dòng)裝置在其中充當(dāng)著重要角色。 日本小松公司開(kāi)發(fā)的這種復(fù)合方式的液壓傳動(dòng)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(guó) Fendt拖拉機(jī)生產(chǎn)的采用 Vario型無(wú)級(jí)變速器裝備的農(nóng)用拖拉機(jī)，到 2021年總銷(xiāo)量超過(guò)了 30000臺(tái)。 由此可以看出，這種新型的傳動(dòng)裝置已日益成為大中功率液力傳動(dòng)和動(dòng)力換檔變速器的有力競(jìng)爭(zhēng)者。 9 總結(jié) 自 20世紀(jì) 90 年代以來(lái)，工程機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)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(duì)工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)裝置提出的要求也越來(lái)越苛刻。近年來(lái)，液壓技術(shù)迅速發(fā)展，液壓元件日臻完善，使得液壓傳動(dòng)在工程機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用突飛猛進(jìn)，液壓傳動(dòng)所具有的優(yōu)勢(shì)也日漸凸現(xiàn)?？梢韵嘈?，隨著液壓技術(shù)與微電子技術(shù)、計(jì)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(dòng)技術(shù)必將在工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展中發(fā)揮出越來(lái)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(gè)主缸驅(qū)動(dòng)。一般將兩個(gè)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(yùn)動(dòng)保持同步的回路。液壓系統(tǒng)中有三個(gè)壓料缸和三個(gè)托料缸，這些缸都是單作用缸，即都利用彈簧實(shí)現(xiàn)回程。 ⑴ 空載啟動(dòng) 泵啟動(dòng)時(shí)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(guò)主閥 1和油箱連通，泵卸荷。 ⑵ 空程下行 按下循環(huán)開(kāi)始按鈕時(shí)，電磁鐵 2DT， 3DT 通電。 2DT 通電時(shí)閥 1 的彈簧腔和回油路斷開(kāi)，閥 1 的開(kāi)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(kāi)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(shí)，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(shí)，剪刀刀架才能開(kāi)始下行。同時(shí)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(shí)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(shí)，主缸上腔壓力進(jìn)一步升高，壓力繼電器 18 發(fā)出信號(hào)，使 4DT 通電。此時(shí)主閥 5 的彈簧腔通過(guò)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(duì)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(yùn)動(dòng)速度失控。 ⑸ 刀架回程 刀架下行到終點(diǎn)時(shí)行程開(kāi)關(guān)使 3DT 斷電， 2DT， 5DT 通電。此時(shí)閥 3 關(guān)閉，閥 2，閥 4開(kāi)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(yùn)動(dòng)。同時(shí)壓料缸和托料缸（閥 17 右側(cè)門(mén)打開(kāi)）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(shí)，原位行程開(kāi)關(guān)使 全部電磁鐵斷電，油路恢復(fù)啟動(dòng)前的狀態(tài)，油泵卸荷。 ⑹ 輕壓對(duì)線 按下對(duì)刀按鈕，電磁鐵 1DT， 3DT 通電。此時(shí)除主閥 1 的開(kāi)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(lái)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(dòng) — 空程下行 — 剪切 — 緩沖 — 快速 回程。 液壓剪板機(jī)由主機(jī)及動(dòng)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(dòng)力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、低壓控制系統(tǒng)、電動(dòng)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(dòng)作程序，選擇規(guī)定的工作方式，在發(fā)出訊號(hào)的指令下，完成規(guī)定的工藝動(dòng)作循環(huán)。 動(dòng)力機(jī)構(gòu)在電氣裝置的控制下，通過(guò)泵和油缸及各種液壓閥，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動(dòng)作的循環(huán)。 液壓傳動(dòng)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(guò)程。因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)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(dòng)是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械和自動(dòng)控制的學(xué)科。液壓傳動(dòng)利用這種元件來(lái)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(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。 12 圖 液壓傳動(dòng)原理圖 從原理上來(lái)說(shuō)，液壓傳動(dòng)所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說(shuō)，液體各處的壓強(qiáng)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(guò)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(gè)變換的目的。我們所常見(jiàn)到的液壓千斤頂就是利用了這個(gè)原理來(lái)達(dá)到力的傳遞。 圖 帕斯卡原理圖 液壓傳動(dòng)中所需要的元件主要有動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。其中液壓動(dòng)力元件是為液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)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(lái)工作，所以一般也稱為容積液壓泵。齒輪泵是最常見(jiàn)的一種液壓泵，它通過(guò)兩個(gè)嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得液體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵，在選擇液壓泵的時(shí)候主要需要注意的問(wèn)題包括消耗的能量、效率、降低噪音。 液壓執(zhí)行元件是用來(lái)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(duì)外做功。 液壓控制元件用來(lái)控制液體流動(dòng)的方向、壓力的高低以及對(duì)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?yàn)橐簤嚎刂圃骷撵`活性，使得液壓控制系統(tǒng)能夠完成不同的活動(dòng)。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(dòng)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(guò)濾器、蓄能器和密封裝置。通過(guò)以上的各個(gè)器件，我們就能夠建設(shè)出一個(gè)液壓回路。所謂液壓回路就是通過(guò)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(jì)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(dòng)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(gè)原理圖是用液壓機(jī)械符號(hào)來(lái)表示的。之后通過(guò)計(jì)算選擇液壓器件，進(jìn)而再完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試。這個(gè)過(guò)程中，原理圖的繪制是最關(guān)鍵的。它決定了一個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的優(yōu)劣。 液壓傳動(dòng)的應(yīng)用 性是很強(qiáng)的，比如裝卸堆碼機(jī)液壓系統(tǒng)，它作為一種倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械，在現(xiàn)代化的倉(cāng)庫(kù)里利用它實(shí)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(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)等生產(chǎn)實(shí)踐中。這些系統(tǒng)的特點(diǎn)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(gè)廣泛應(yīng)用的技術(shù)，在未來(lái)更是有廣闊的前景。隨著計(jì)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(jì)算機(jī)控制的技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，這樣就能夠在更多的場(chǎng)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(diǎn) 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(jiǎn)介 對(duì)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(shí)，通過(guò)閥的流量變化要小； 2）當(dāng)油溫發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)節(jié)流閥的流量變化要小； 3）要有較大的流量調(diào)節(jié)范圍，在小流量時(shí)不易堵塞，這樣使節(jié)流閥能得到很小的穩(wěn)定流量，不會(huì)在連續(xù)工作一段時(shí)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(kāi)時(shí)，液流通過(guò)節(jié)流閥的壓力損失要小； 5）閥的泄漏量要小。對(duì)于高壓閥來(lái)說(shuō)，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(diǎn)是通流能力大，密封性能好，動(dòng)作靈敏、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而主要用于流量較大系統(tǒng)或?qū)γ芊庑阅芤筝^