液压传动系统的基本介绍

1.1液压传动的发展概况

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，液压传动实训装置已有2～3百年的历史，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。--科学技术的不断发展，对液压实训装置技术的要求越来越高，液压综合实训台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，由于军事及建造设计需求的刺激，液压传动实训室设备日趋成熟。

　　第二次世界大战前后，成功地将液压传动演示系统用来舰艇炮塔转向器，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年代才用上了工程液压传动实训装置。第二次世界大战期间，在兵器上应用了功率（W）大、反应快、动作准的工程液压气动PLC综合控制实训台，它大大提升了兵器的功能，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--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，再次将气动液压PLC综合控制实训台推向前进，使它发展成为含有概括传动、控制、检验测试在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各个部门全部得到了应用，如工程机械、数控加工中心、冶金自动线等。应用透明液压实训装置的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标识之一。

我国的液压工业开始于20世纪50年代，透明液压传动实训台液压元件*初应用来机床和锻压设备。60年代获取较大发展，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全部得到了普遍的应用。当前气动实训装置液压技术正向高压、高速、大功率（W）、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度包括化等方向发展。--新元件的应用、系统计算机数值辅助设计、计算机数值拟真和优化、微机控制等作业，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--大力研制、研发国产液压件新设备，加强设备重量可靠性和新技术应用的研究，积极应用国际标准，合理调节设备构造，对一些功能差而而且不符合国家标准的液压件设备，应用逐步淘汰的措施。由此可见，--科学技术的迅速发展，气动PLC控制实训台液压技术将获取进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛．

1.2液压传动的作业原理和构成

1.2.1作业原理

液压传动|气动液压PLC综合控制实训室设备是以液体为作业介质，运用压力能来驱动执行机构的传动方法。 驱动机床作业台的液压系统是由油箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等构成。

1）.作业原理如下：电动机驱动液压泵经滤油器从油箱中吸油，油液被加压后,从泵的输出口写入管路。油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸，推动活塞而使作业台左右位移。液压缸里的油液经换向阀和回油管排回油箱。

2）.作业台的位移速度是经过节流阀来调动的。当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，作业台的位移速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减少，作业台的位移速度减少。由此可见，速度是由油量决定的。

1.2.2液压系统的基础构成

1）能源装置——液压泵。它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械能变换成液压能，给系统提供压力油液。

2）执行装置——液压机（液压缸、液压马达）。经过它将液压能变换成机械能，推动负载做功。

3）透明液压传动实训装置——液压阀（流量阀、压力阀、方向阀等）。经过它们的控制和调动，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.经过这些元件把系统联接起来，以完成各种作业循环。

5）作业介质——液压油。绝大多数液压油应用矿物油，系统用它来传递能量或信息。

1.3液压传动的定义

一部完整的机器是由原动机、传动机构及控制部分、作业机(含辅助装置)构成。原动机含有概括电动机、内燃机等。作业机即完成该机器之作业任务的直接作业部分，如剪床的剪刀，车床的刀架、车刀、卡盘等。由于原动机的功率（W）和转动速度改变界限有限，为了适应作业机的作业力和作业速度改变界限较宽，以及其它操纵功能的要求，在原动机和作业机之间设定了传动机构，其作用是把原动机输出功率（W）经过变换后传递给作业机。

　　传动机构通常分为气动液压PLC综合控制实训室设备、机械传动、气动实训台、电气传动和流体传动机构。流体传动是以流体为作业介质实行能量变换、传递和控制的传动。它含有概括液压传动、液力传动和气压传动。

透明液压传动与气动综合控制实训台液压传动和液力传动均是以液体作为作业介质来实行能量传递的传动方法。液压传动主要是运用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是运用液体的动能来传递能量。由于液压传动有许多突出的优点，--它被广泛地应用来机械制造、工程建筑、石油化工、交通运输、军事器械、矿山冶金、轻工、农机、渔业、林业等各方面。--也被应用到航天航空、海洋研发、核能工程和地震预测等各个工程技术领域。

1.4液压传动的优缺点

液压传动能得到如此迅速的发展和广泛的应用，透明液压传动实训装置是由于它与机械传动、电气传动、气压传动相比，设定有以下优点：

　　1）液压传动实训装置单位功率（W）的重量（kg）轻，即在输出同等功率（W）的条件下，体积小、重量（kg）轻、惯性小、构造紧凑、动态特性好等．如轴向柱塞泵的重量（kg）只是同功率（W）直线DC发电动机重量（kg）的10%～20%，前者的外观尺寸　

只有后者的12% ～13%．

　　2）液压实训装置能便利地完成无级调节速度，并而且调节速度界限大．

　　3）液压传动装置作业平稳、反应快、冲击小、能快速启动限制动作和频繁换向．

　　4）液压传动装置的控制、调动对比简便，操纵对比便利、

省力，易于完成自动化．当机、电、液协作使用时，易完成较复杂的自动作业循环．

　　5）液压综合实训台易获取很大的力和转矩，可以使传动构造简便．

　　6）液压系统易于完成过载保护，--因应用油液作为传动介质，相对动作表面键能自行润滑，故元件的使用寿命长．

　　7）由于液压元件已完成了标准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制造和使用全部对比便利．液压元件排列布置以设定有较大的机动性．

　　液压传动的主要缺点

　　1）液压传动是以液体为作业介质，在相对动作表面间不可避免要有泄漏，--液体又不是绝对不可压缩的，因此不宜在传动比要求严格的场合应用．

　　2）液压传动在作业过程中有较多的能量损失，如摩擦损失、泄漏损失等，故不宜于远距离传动．

　　3）液压传动对油温的改变对比敏感，油温改变会影响动作的平稳性．--在低温和高温条件下，应用液压传动气动实训装置有一定的困难．

　　4）为了减少泄漏，液压元件的制造精确度要求较高，--液压元件的制造成本较高，而而且对油液的污染对比敏感．

　　5）透明液压传动与气动综合控制实训台故障的诊断对比困难，因此对维修人员提出更高的要求，即需要系统的掌控把握液压传动的课程理论知识，液压设定有一定的实践经验．

　　6）随之，高压、高速、高效率和大流量化，液压元件和系统的噪声日益增大，这也是需要解决的问题．

总而言之，液压PLC控制实训台的优点是突出的，--科学技术的进步，液压传动的缺点将得到克服，液压传动将日益完善，液压技术与电子技术及其它传动方法的集合更是前途无量．

1.5液压系统气动实训台的应用领域

1.5.1液压传动在机械行业中的应用：

机床工业——磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、结合机床、数控机床、加工中心等

工程机械——挖掘机、装载机、推土机等

汽车工业——自卸式汽车、平操作面板车、高空作业车等

农业机械——联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置、透明液压传动实训装置等

轻工机械——打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等

冶金机械——电炉控制系统、轧钢机控制系统等

起重运输机械——起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等

矿山机械——开采机、提升机、液压支撑架等

建筑机械——打桩机、平地机等

船舶港口机械——起货机、锚机、舵机等

铸造机械——砂型压实机、加料机、压铸机等

1.5.2透明液压传动实训装置的应用

静液压传动由于液压传动实训室设备设定有无级变速，调节速度界限宽，可以完成恒扭或恒功率（W）调节速度，容易完成电控等优点，在工程机械中设定有良好的应用前景。但是在铲土运输机械和起重机械中作为主要气动PLC控制实训台传动就用却很少，其主要问题是在于国内液压元件重量差，而国外的液压元件价格又太高，会造成主同成本过高。90年代以来，国内已引进了德国林德公司静液压叉车，以及利勃海尔公司静液压推土机的透明液压传动实训台，但在国内市场所占份额很小。从国内工程机械市场的实际出发，--对静液压传动在国内的推广应用提出探讨性的意见如下：

（1）工程液压传动实训装置叉车在发达国家已经被广泛应用，由于国内部分仓库、码头和工厂等使用部门对叉车的机动功能（尤其是低速功能）、噪声已经有较高的要求，因此这些部门正在成为国内静液压叉车用户。国内叉车和液压元件生产企业应该看到静液压叉车的良好前景，联合研究研发适合我国国情的叉车静液压系统工程液压气动PLC综合控制实训台，提供能先进，作业可靠，价格适中的设备。也可以应用与国际静液压元件制造公司联合研发的方法，加快研发的速度。

（2）中小型多功能工程机械由于设定有挖掘，装载，叉车和起重等多功能，在发达国家液压传动演示系统已经得到了广泛的应用。--我国经济建造设计尤其是城市建造设计的发展，中小型多功能工程机械也将在我国推广应用，而它们无疑将首先应用静液压传动作为其主要传动装置。国内工程机械企业应该看到中小型多功能工程机械的发前景，联合国内外静液压元件生产企业一起合作开展对它们的研究研发，以促进中小型多功能工程机械在我国的发展。

（3）在国内大型铲土运输和起重机械中，由于气动液压PLC综合控制实训台配套的静液压与电子控制元件的技术难度大，价格太高，在国内用户中难以接受。--在我国暂时不宜将静液压传动透明液压实训装置研究研发的重点放在与大型铲土运输和起重机械配套上，而应将重点放在上述两类工程机械上。

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