液压传动系统毕业论文设计 联系客服

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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——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。 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、工作机(含辅助装置)组成。原动机包括电动机、内燃机等。工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分,如剪床的剪刀,车床的刀架、车刀、卡盘等。由于原动机的功率和转速变化范围有限,为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围较宽,以及其它操纵性能的要求,在原动机和工作机之间设置了传动机构,其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。

传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。

液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式。液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量;而液力传动则主要是利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,因此,它被广泛地应用于机械制造、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。同时,也被应用到航天航空、海洋开发、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,是由于它与机械传动、电气传动、气压传动相比,具有以下优点:

1)单位功率的重量轻,即在输出同等功率的条件下,体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、动态特性好等.如轴向柱塞泵的重量只是同功率直流发电机重量的10%~20%,前者的外形尺寸 只有后者的12% ~13%.

2)液压传动能方便地实现无级调速,并且调速范围大.

3)液压传动装置工作平稳、反应快、冲击小、能快速启动制动和频繁换向. 4)液压传动装置的控制、调节比较简单,操纵比较方便、

省力,易于实现自动化.当机、电、液配合使用时,易实现较复杂的自动工作循

环.

5)液压传动易获得很大的力和转矩,可以使传动结构简单.

6)液压系统易于实现过载保护,同时,因采用油液作为传动介质,相对运动表面键能自行润滑,故元件的使用寿命长.

7)由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化,所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便.液压元件排列布置以具有较大的机动性. 液压传动的主要缺点

1)液压传动是以液体为工作介质,在相对运动表面间不可避免要有泄漏,同时,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采用. 2)液压传动在工作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)液压传动对油温的变化比较敏感,油温变化会影响运动的稳定性.因此,在低温和高温条件下,采用液压传动有一定的困难.

4)为了减少泄漏,液压元件的制造精度要求较高,因此,液压元件的制造成本较高,而且对油液的污染比较敏感.

5)液压系统故障的诊断比较困难,因此对维修人员提出更高的要求,即需要系统的掌握液压传动的理论知识,液压具有一定的实践经验.

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,液压传动的优点是突出的,随着科学技术的进步,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式的结合更是前途无量. 1.5液压系统的应用领域

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、组合机床、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静液压传动装置的应用

静液压传动由于具有无级变速,调速范围宽,可以实现恒扭或恒功率调速,容易实现电控等优点,在工程机械中具有良好的应用前景。但是在铲土运输机械和起重机械中作为主要传动就用却很少,其主要问题是在于国内液压元件质量差,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装载机,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,本文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)静液压传动叉车在发达国家已经被广泛采用,由于国内部分仓库、码头和工厂等使用部门对叉车的机动性能(尤其是低速性能)、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,联合研究开发适合我国国情的叉车静液压系统,提供能先进,工作可靠,价格适中的产品。也可以采用与国际静液压元件制造公司联合开发的方式,加快开发的速度。

(2)中小型多功能工程机械由于具有挖掘,装载,叉车和起重等多功能,在发达国家已经得到了广泛的应用。随着我国经济建设尤其是城市建设的发展,中小型多功能工程机械也将在我国推广应用,而它们无疑将首先采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共同开展对它们的研究开发,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。因此,在我国暂时不宜将静液压传动研究开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。

第二章液压技术的创新发展 2.1液压现场总线技术

2.1.1液压现场总线技术的定义

现场总线是连接智能化仪表和自动化系统的全数字式、双向传输 、多分支结构的通信网络。现场总线控制系统简化为工作站和现场设备两层结构,它可以看作是一个由数字通讯设备;和监控设备组成的分布式系统从计算机角度看,现场总

线是一种工业网络平台;从通信角度看,它是一种新的全数字串行、双向、多路设备的通信方式;从工程角度看,它是一种工厂结构化布线。随着现代制造技术的快速发展,流体控制技术和电子控制技术的结合越来越紧密,在液压领域越来越多的人开始使用或关注总线技术在液压系统中的应用,液压技术人员也越来越感受到现场总线技术的优越性。液压系统是在液压总线的供油路和回油路间安装数个开关液压源,与其各自的控制阀、执行器相连接。开关液压源包括液感元件、高速开关阀、单向阀、液容元件。根据开关液压源功能不同,它可组合成升压或降压增流型开关液压源。由于将开关源的输入端直接挂在液压总线上,通过高速开关方式加以升压或降压增流。该系统克服了传统液压系统无法实现升压以及降压增流的问题,最终输出与各执行器需求相适应的压力和流量。 2.1.2现场总线技术在液压系统应用中的特点

( 1 )经济性。任何一种新技术新产品的开发与使用,其成本是首先需要考虑的因素之一,总线技术也不例外。设计开发总线技术产品的初衷之一就是降低系统及工程成本。所以,应用单位使用总线产品和供应商提供产品的第一前提应该是以降低总线系统的使用成本为目的。

( 2 )按 I E C 6 1 1 3 1 — 3标准的柔性化程序,易学、易懂,可操作性强。 ( 3 )可靠性、可维护性。现场总线技术采用总线代替一对一的 I O连线。对于大规模 I O系统来说,减少了由接线点造成的不可靠因素,同时系统具有在线故障诊断,报警记录功能;可完成现场液压系统的远程参数设定 、 修改等参数化工作,增强了系统的可维护性。

(4)友好的人机对话界面,可方便进行液压系统的参数修改和故障监控。 (5)满足所有有关人身安全 、电磁兼容、抗冲击及抗震动的重要标准。 (6)相对于传统的液压比例控制系统更具有其价格竞争优势。 2.2水压元件及系统 2.2.1水压传动技术概述

用水作介质的液压元件古而有之,最早的液压设备就是用水的。今灭随便一个洗车店里都装备了带容积式泵的高压清洗机这样的水液压设备。但后来所谓“水压