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液壓傳動

與機械傳動相比。液壓傳動更容易實現其運動參數(流量)和動力參數(壓力)的控制，而液壓傳動較之液力傳動具有良好的低速負荷特性。由于具有傳遞效率高，可進行恒功率輸出控制，功率利用充分，系統結構簡單，輸出轉速無級調速，可正、反向運轉，速度剛性大，動作實現容易等突出優點，液壓傳動在工程機械中得到了廣泛的應用。幾乎所有工程機械裝備都能見到液壓技術的蹤跡，其中不少已成為主要的傳動和控制方式。極限負荷調節閉式回路，發動機轉速控制的恒壓，恒功率組合調節的變量系統開發，給液壓傳動應用于工程機械行走系提供了廣闊的發展前景。

一、液壓傳動技術的應用

液壓傳動技術在近代工業制造中的應用

液壓傳動有許多突出的優點，因此它的應用非常廣泛，如一般工業用的塑料加工機械、壓力機械、機床等，行走機械中的工程機械、建筑機械、農業機械、汽車等;鋼鐵工業用的冶金機械、提升裝置、軋輥調整裝置等;土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構等，發電廠渦輪機調速裝置、發電廠等等。

二、液壓傳動技術的原理與特點

1、液壓傳動的介紹

液壓傳動是用液體作為工作介質來傳遞能量和進行控制的傳動方式。液壓傳動和氣壓傳動并稱為流體傳動，是根據17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發展起來的一門新興技術，是工農業生產中應用廣泛的技術。

2、液壓傳動的優點

(1)體積小、重量輕，因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發生大的沖擊，

(2)能在給定范圍內平穩的自動調節牽引速度，并可實現無極調速;

(3)換向容易，在不改變電機旋轉方向的情況下，可以較方便地實現工作機構旋轉和直線往復運動的轉換;

(4)液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制;

(5) 由于采用油液為工作介質，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長;

(6)操縱控制簡便，自動化程度高;

(7)容易實現過載保護。

液壓傳動有許多突出的優點，因此它的應用非常廣泛，如一般工業用的塑料加工機械、壓力機械、機床等，行走機械中的工程機械、建筑機械、農業機械、汽車等，鋼鐵工業用的冶金機械、提升裝置、軋輥調整裝置等，土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋粱操縱機構等;發電廠渦輪機調速裝置等等，船舶用的甲板起重機械、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等，特殊技術用的控制裝置、測量浮標、升降旋轉舞臺等。

3、液壓傳動的基本原理

液壓傳動的基本原理是在密閉的容器內，利用有壓力的油液作為工作介質來實現能量轉換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。液壓傳動是利用帕斯卡原理!帕斯卡原理是大概就是:在密閉環境中，向液體施加一個力，這個液體會向各個方向傳遞這個力!力的大小不變!液壓傳動就是利用這個物理性質，向一個物體施加一個力，利用帕斯卡原理使這個力變大!從而起到舉起重物的效果!

液壓傳動在閥門行業也得到很大的應用,如閥門的機床制造加工設備、閥門]液壓試驗設備、閥門的液壓傳動裝置等。

三、液壓傳動系統的組成

1、液壓動力原件

將動力裝置的機械能轉換成為液壓能的裝置，其作用是為液壓傳動系統提供壓力油,是液壓傳動系統的動力源。例如液壓泵。

1.1液壓泵

液壓泵是液壓系統的動力元件，其作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能,指液壓系統中的油泵，它向整個液壓系統提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。

1.2齒輪泵

齒輪泵即依靠密封在個殼體中的兩個或兩個以上齒輪,在相互嚙合過程中所產生的工作空間容積變化來輸送液體的泵。齒輪泵的概念是很簡單的，即它的基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內相互嚙合旋轉，這個殼體的內部類似“8"字形，兩個齒輪裝在里面,齒輪的外徑及兩側與殼體緊密配合。來自于擠出機的物料在吸入口進入兩個齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉沿殼體運動，后在兩齒嚙合時排出。困油現象齒輪泵要平穩工作，齒輪嚙合的重合度必須大于1, 于是總有兩對齒輪同時嚙合, :并有一部分油液被圍困在兩對輪齒所圍成的封閉容腔之間。這個封閉的容腔開始隨著

齒輪的轉動逐漸減小，以后又逐漸加大。封閉腔容積的減小會使被困油液受擠壓而產生很高的壓力，并且從縫隙中擠出，導致油液發熱，并致使機件受到額外的負載，而封閉腔容積的增大又造成局部真空，使油液中溶解的氣體分離，產生氣穴現象。這些都將產生強烈的振動和噪音，這就是齒輪泵的困意現象。

危害：徑向不平衡力很大時能使軸彎曲，齒頂與殼體接觸，同時加速軸承的磨損，降低軸承的壽命。

消除困油現象方法:通常是在兩側蓋板上開卸荷槽，使封閉腔容積誠小時通過左邊的卸荷槽與壓油腔相通，容積增大時通過右邊的卸荷槽與吸油腔相通。

1.3葉片泵

葉片泵即通過葉輪的旋轉，將動力機的機械能轉換為水能(勢能、動能、壓能)的水力機械。

葉片泵轉子旋轉時，葉片在離心力和壓力油的作用下，尖部緊貼在定子內表面上。這樣兩個葉片與轉子和定子內表面所構成的工作容積，先由小到大吸油后再由大到小排油，葉片旋轉一周時，完成兩次吸油與排油。

1.4柱塞泵

柱塞泵即利用柱塞在泵缸體內往復運動，使柱塞與泵壁間形成容積改變，反復吸入和排;出液體并增高其壓力的泵。

柱塞泵是液壓系統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復運動，使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點，被廣泛應用于高壓、大流量和流量需要調節的場合，諸如液壓機、工程機械和船舶中。

2、液壓執行元件

將液壓能轉換為機械能的裝置，其作用是在壓力油的推動下輸出力和速度或轉矩和速度，以驅動工作裝置做工。例如液壓缸、液壓馬達。

2.1液壓馬達

液壓馬達習慣上是指輸出旋轉運動的，將液壓泵提供的液壓能轉變為機械能的能量轉換裝置。

液壓馬達亦稱為油馬達，主要應用于注塑機械、船舶、起揚機、工程機械、建筑機械、煤礦機械、礦山機械、冶金機械、船舶機械、石油化工、港口機械等。

高速馬達齒輪馬達具有體積小、重量輕、結構簡單、工藝性好、對油液的污染不敏感、耐沖擊和慣性小等優點。缺點有扭矩脈動較大、效率較低、起動扭矩較小(僅為額定扭矩的60%-一70%)和低速穩定性差等。

2.2液壓缸

液壓缸是將液壓能轉變為機械能的、做直線往復運動(或擺動運動)的液壓執行元件。它結構簡單、工作可靠。用它來實現往復運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械的液壓系統中得到廣泛應用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比;液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩神裝置與排氣裝置組成。緩神裝置與排氣裝置視具體應用場合而定，其他裝置則。

3.3液壓控制調節元件

用來控制液壓傳動系統中油液的流動方向、壓力和流量，以保證液壓執行元件和工作裝置完成工作。

液壓傳動中用來控制液體壓力、流量和方向的元件。其中控制壓力的稱為壓力控制閥，控制流量的稱為流量控制閥，控制通、斷和流向的稱為方向控制閥。

3.4液壓輔助元件

保證液壓傳動系統正常工作。例如油箱、油管、濾油器。

液壓輔件是系統的一一個重要組成部分，其合理設計和選用在很大程度上影響液壓系統的效率、噪聲、溫升、工作可靠性等技術性能。主要包括:

3.4.1過濾器

過濾器的作用:濾去油中雜質，維護油液清潔，防止油液污染，保證系統正常工作。

3.4.2蓄能器

蓄能器的作用:

蓄能器是液壓系統中儲存和釋放壓力能的裝置。

1.作輔助動力源或緊急動力源在工作循環不同階段需要的流量變化很大時，常采用蓄能器和一個流量較小的泵組成油源。另外當驅動泵的原動機發生故障時，蓄能器可作緊急動力源。

2.保壓和補充泄漏需要較長時間保壓而泵卸載時，可利用蓄能器釋放儲存的壓力油，補充系統泄漏，保持系統壓力。

3.吸收沖擊和消除壓力脈動在壓力沖擊處和泵的出口安裝蓄能器可吸收壓力沖擊峰值和壓力脈動，提高系統工作的平穩性。

3.4.3油箱

油箱是液壓系統中儲存液壓油用。

油箱的功用:

儲存系統所需的足夠油液;;

散發油液中的熱量;

逸出溶解在油液中的空氣; :

沉淀油液中的污物;

對中小型液壓系統，泵裝置及一些液壓元件還安裝在油箱頂板上。

3.4.4熱交換器

系統能量損失轉換為熱量以后，會使油液溫度升高。若長時間油溫過高,油液粘度下降，泄漏增加，密封老化，油液氧化，嚴重影響系統正常工作。為保證正常工作溫度在20~65C，需要在系統中安裝冷卻器。相反，油溫過低，油液粘度過大，設備啟動困難，壓力損失加大并引起過大的振動。此種情況下系統應安裝加熱器，將油液溫度升高到適合的溫度。

3.4.5管件

管件是用來連接液壓元件、輸送液壓油液的連接件。它應保證有足夠的強度,沒有泄漏,密封性能好，壓力損失小，拆裝方便。

3.4.6密封裝置

密封裝置用來防止系統油液的內外泄漏，以及外界灰塵和異物的侵入，保證系統建立必要壓力。

3.5液壓工作介質

工作介質指傳動液體，通常被稱為液壓油。

3.5.1液壓油

液壓油引就是利用液體壓力能的液壓系統使用的液壓介質，在液壓系統中起著能量傳遞、系統潤滑、防腐、防銹、冷卻等作用。對于液壓油來說，首先應滿足液壓裝置在工作溫度下與啟動溫度下對液體粘度的要求，由于油的粘度變化直接與液壓動作、傳遞效率和傳遞精度有關，還要求油的粘溫性能和剪切安定性應滿足不同用途所提出的各種需求。

3.5.2液壓油的要求

質量要求:

1.合適的粘 度和良好的粘溫性能，以保證液壓元件在工作壓力和工作溫度發生變化的條件下得到良好潤滑、冷卻和密封。

2.良好的極壓抗磨性， 以保證油泵、液壓馬達、控制閥和油缸中的摩擦副在高壓、高速苛刻條件下得到正常的潤滑，減少磨損。

3.優良的抗氧化安定性、水解安定性和熱穩定性，以抵抗空氣、水分和高溫、高壓等因素的影響或作用，使其不易老化變質，延長使用壽命。

4.良好的抗泡性 和空氣釋放值，以保證在運轉中受到機械劇烈攪拌的條件下產生的泡沫能迅速消失:并能將混入油中的空氣在較短時間內釋放出來，以實現準確、靈敏、平穩地傳遞靜壓。

5.良好的抗乳化性， 能與混入油中的水分迅速分離，以免形成乳化液，引起液壓系統的金屬材質銹蝕和降低使用性能。

6.良好的防銹性，以防止金屬表面銹蝕。

四、液壓傳動技術在機械中的應用.

驅動機械運動的機構以及各種傳動和操縱裝置有多中形式。根據所用的不見和零件，可分為機械的、電氣的、氣動的、液壓的傳動裝置。經常還將不同的形式組合起來運用一四位一體。由于液壓傳動具有很多優點，使這種新技術發展的很快。液壓傳動應用與金屬切割機床也不過四五十年的歷史。航空工業在1930年以后才開始采用。特別是近二三十年一來液壓技術在各種工業中的應用越來越廣泛。

1、在機床上，液壓傳動常應用在以下的- -些裝置中

1.1進給 傳動裝置磨床砂輪架和工作臺的進給運動大部分采用液壓傳動;車床、六角車床、自動車床的刀架或轉塔刀架，銑床、刨床、組合機床的工作臺等的進給運動也都采用液壓傳動。這些部件有的要求快速移動，有的要求慢速移動。有的既要求快速移動，也要求慢速移動。這些運動多半要求有較大的調速范圍，要求在工作中無級調速;有的要求持續進給，有的要求間歇進給;有的要求在負載變化下速度恒定，有的要求有良好的換向性能等等。所有這些要求都是可以用液壓傳動來實現的。

1.2往復主題運動傳動裝置龍i刨床的工作臺、牛頭刨床或插床的滑枕，由于要求作高速往復直線運動并且要求換向沖擊小、換向時間短、能耗低，因此都可以采用液壓傳動。

1.3仿形裝置車床、銑床、刨床上的仿形加工可以采用液壓伺服系統來完成。起精度可達0.01-0. 02m。此外，磨床上的成型砂輪修正裝置亦可采用這系統。

1.4 輔助裝置機床上的夾緊裝置、齒輪箱變速操縱裝置、絲桿螺母間隙消除裝置、垂直移動部件平衡裝置、分度裝置、工件和刀具裝卸裝置、工件輸送裝置等，采用液壓傳動，有利于簡化機床結構，提高機床自動化程度。

1.5靜壓支承重型機床、高速機床、高精度機床上的軸承、導軌、絲桿螺母機構等處采用液壓靜支承后，可以提高工作平穩性和運動精度。

2、液壓傳動技術在工程機械行走驅動中的應用

行走驅動系統是工程機械的重要組成部分。與工作系統相比，行走驅動系統不僅需要傳輸更大的功率，要求器件具有更高的效率和更長的壽命，還希望在變速調速、差速、改變輸出軸旋轉方向及反向傳輸動力等方面具有良好的能力。于是，采用何種傳動方式，如何更好地滿足各種工程機械行走驅動的需要，-直是工程機械行業所要面對的課題。尤其是近年來，隨著我國交通、能源等基礎設施建設進程的快速發展，建筑施工和資源開發規模不斷擴大，工程機械在市場需求大大增強的同時，更面臨著作業環境更為苛刻、工沉條件更為復雜等所帶來的挑戰，也進一步推動著對其行走驅動系統的深入研究。

力士樂REXROTH浮球開關

力士樂REXROTH具有兩個開關觸點和一個溫度觸點的浮子開關

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