当前,液压技术作为实现现代传动与控制的关键基础技术之一,已成为工业机械、建设机械及国防尖端产品等不可缺少的重要基础。是它们向自动化、高精度、高效率、化、高功率密度(小型化、轻量化)方向发展的关键技术。为此,世界工业发达国家都压工业列为竞相发展的产业,其发展速度也远高于机械工业的发展速度。液压元件、系线其控制已发展成为综合的液压工程技术,其应用和发展被视为是衡量一个国家的工业化水和现代工业发展水平的重要标志。 为了满足主机的使用要求和环保的迫切需要,提高竞争力,促进国民经济的持续发进人21世纪后,液压技术仍然必须不断地进行改进和发展,创造新的活力,使其应用不断扩大,以满足未来发展的需要。其主要发展趋势及应特别关注的主要技术问题,将集 在以下几个方面: (1)适应环保要求,减少漏油,降低噪声随着人类对环境保护问题的愈来愈重视,须尽量克服液压系统漏油和噪声大的缺点,使之成为用户追求的“洁净液压、静音液压,用液压”。 为了防止液压系统和元件的渗漏,应注意发展无泄漏的液压系统,设计系统时应注意量减少泄漏点,以减少泄漏机率;研制和采用新型密封件和无泄漏管件;正确设计和安装压回路,合理选用蓄能器和软管,防止系统产生振动和振动的传递;建立科学的维修规范为了降低噪声,应注意研制低噪声液压元件;正确安装管路,合理采用蓄能器和高管,以减少管路振动;采用集成化和复合化系统;采用变频电动机和AC伺服电动机驱压泵,使泵经常在低于额定转速下工作。 (2)降低能耗,提高效率 能耗及效率是用户十分关心的问题,也是提高液压技术气、机械传动竞争力的重要措施。为此应注意:采用新型的调节和控制方法,尽量做到与 作机械的负荷相匹配,不断改善液压系统的性能,提高效率;合理选用元件,正确设计浴系统,尽量减少内部功率损失;选用新型密封、减摩材料及静压技术等,减少摩擦损失;分利用液压和电气的各自优点,采用交流变频调速电动机或伺服电动机驱动定量油泵,减 功率损失;发展新型节能元件和系统。 (3)污染控制液压元件和系统中,70%以上的故障是由于油液污染造成的。为了持自动化程度提高;发展由电子控制装置实现压力、流量、功率等综合控制的变量泵,从而有可能实现液压泵的多种控制方式,实现合理功率匹配和软启动,并自动保持最佳状态;借助 现场总线实现高水平的信息传递,可以对大系统实现多目标的最优控制,进而对系统的流量、压力、温度和油液污染度等进行自动测量与诊断,实现对系统的故障诊断与主动维修。 (5)工况监测和主动维修 通过对引起液压元件和系统失效的根源性参数的监测与分析,尽快发现早期失效症兆,找出可能引起失效的原因、部位,及时采取预防及维护措施,消除故障隐患。为此,必须加强故障诊断专家系统的研究,总结专家知识,建立完善的具有学习功能的专家知识库。同时还应开发液压系统自动补偿系统,包括自调整、自润滑、自校正等,在故障发生之前进行调整与补偿。 (6) 液压CAD技术液压CAD技术的应用对提高液压产品质量, 加快设计速度, 促进液压产品更新换代将起到十分重要的作用。不仅要充实和发展现有的液压CAD设计与分析软件, 建立知识库信息系统, 构成设一制造一销售一使用一设计的闭式循环系统; 而且要利用CAD技术, 全面支持液压产品从概念设计、外观设计、性能设计到零部件详细设计的全过程,同时要把计算机辅助设计(CAD) 、计算机辅助分析(CAE) 、计算机辅助工艺规划(CAPP) 、计算机辅助检验(CAI) 、计算机辅助测试(CAT) 和现代管理系统集成在一起, 建立计算机集成制造系统(CIMS) ,使液压设计和制造技术有一个突破性的发展。 (7)新材料、新工艺的应用新材料、新工艺的应用将使液压技术的发展产生新的飞跃。在新世纪内,新型工程材料(如工程陶瓷、高性能高分子复合材料)、新型功能材料及纳米材料、纳米技术等将得到广泛应用。 (8)水液压技术的重新崛起1987年,世界环境委员会提出可持续发展的新概念,1996年, 提出ISO 14000环境管理标准。保护环境、安全生产在国际上受到高度重视。因此, 节约能源、保护环境的绿色制造已成为现代机械工程发展的重要目标。西方工业发达国家早已制订出一系列相应的法律、法规,以利于环境保护及国民经济的持续发展。这使得在各个领域得到广泛应用的液压技术面临严重挑战,它必须向安全、卫生及环境友善的方向发展。如果从与环境友善,不燃、保证安全生产以及清洁卫生、与产品相容等多方面的要求来看,只有水才是最理想的液压系统工作介质。所以,水液压技术早已成为国际液压界和工程界普遍关注的热点,这也是二十多年来,水液压技术能够持续发展的根本动力。加之,工程陶瓷、高分子材料等新型工程材料的迅速发展,精密加工技术的进步以及其他一些相关的新技术的出现,使研究水液压技术所面临的诸如腐蚀、腐蚀磨损、泄漏、气蚀、水污染的控制等一系列关键技术问题,能够有效地得到解决,从而促使水液压技术得到迅速发展,并且在众多的军用和民用领域得到推广应用,显示了十分突出的优越性,主要表现为: 1)用水代替矿物油,避免了使用油时所具有的污染、易燃、浪费能源、维护困难、与环境及产品不相容、废液处理困难等一系列严重问题。 2)水不会污染环境,能保证工作场所清洁。所以水液压传动被认为是理想的“绿色”传动和生产技术。在家电及汽车等行业的装配线、食品、医药、饮料、造纸、水处理厂、包装机械、原子能动力厂等众多领域可以代替其他的传动或生产方式,实现传动及生产过程的“绿色”化3)水不燃,无着火危险。水液压传动是安全的传动技术。在冶金、热轧、连铸、化工等高温、明火环境或煤矿井下的各类工作机械上,可以代替现在广泛应用的价格昂贵、污染 严重、维护困难的采用难燃液作工作介质的液压传动系统。 4)水的价格低廉,来源广泛,无需运输与仓贮。特别是水液压系统用于海洋或江湖近,往往可以不用水箱及回水管,不用冷却及加热装置,使系统大为简化,重量减轻,效率 更高,工作性能稳定。特别适用于水下作业机械、水下作业工具、船舶、深潜器及舰艇上。由于水液压技术与油压技术相比,具有十分突出的优越性,是理想的“绿色”技术和安 全技术,因此,从民用到军用、从陆地到海洋、从地面到地下、从工业到日常生活的许多部门,对这一新技术均有十分迫切的需要。所以水液压技术已成为国际上液压界广泛重视的一个十分重要的研究和发展方向。
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