1、遼寧工程技術大學液壓系統的現狀與發展趨勢王哲（遼寧工程技術大學，機械11-7班）摘 要：液壓傳動相對于機械傳動來說是一門新技術，液壓機是利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強傳動的機械，廣泛應用于各種工業中。而在液壓機中液壓傳動系統是其非常重要的組成部分，對液壓機的各種性能起到決定性的作用，至于它與微電子和計算機技術密切結合，得以在盡可能小的空間內傳遞出盡可能大的功率并加以精確控制，更是近幾十年內出現的新事物。本文為5000kn單臂液壓機設計了液壓傳動系統，500t單臂校正壓裝液壓機液壓系統采用插裝閥集成系統，動作可靠，使用壽命長，液壓沖擊小，減小了連接管路與泄漏點。獨立的電器控制系統，工作可靠，動

2、作直觀，維修方便。采用按鈕集中控制，設調準（點動）,單次（半自動）二種操作方式。大大的提高了傳統液壓機的控制有欠缺自動化、操縱性和安全性差等缺點。它適用于軸類零件、型材的校正和軸套類零件的壓裝、板材零件的彎曲、壓印、套形、簡單零件的拉伸塑料制品、機床、內燃機、輕紡制造機械、軸類、軸承、洗衣機、汽車電機、空調電機、電器、軍工企業、三資企業裝配流水線等行業使用。該設計主要包括在給定參數情況下液壓系統零部件的參數計算，從而進行合適的選擇，在根據實際情況確定液壓元件（輔助元件）以及液壓泵站和油箱，文章也附帶了液壓元件的安裝說明及液壓機的技術要求和液壓機的驅動要求。 關鍵詞：單臂液壓機；液壓系統 ；液壓

3、元件1液壓與氣動系統 僅有以下三種基本方法傳遞動力：電氣、機械和流體。大多數應用系統實際上是將三種方法組合起來而得到最有效地最全面的系統。為了合理地確定采取哪種方法，重要的是了解各種方法的顯著特征。例如液壓系統在長距離上比機械系統更能經濟地傳遞動力。然而液壓系統與電氣系統相比，傳遞動力的距離較短。液壓動力傳遞系統涉及電動機、調節裝置和壓力，流量控制?？偟膩碚f，該系統包括：l 泵：將原動機的能力轉換成作用在執行部件上的液壓能。 2 閥：控制泵產生流體的運動方向、產生的功率的大小，以及到達執行部件液體的流量。功率大小取決于對流量和壓力大小的控制。 3 執行部件：將液壓能轉換成可用的機械能。 4 介

4、質即油液：可進行無壓縮傳遞和控制，同時可以潤滑部件，使閥體密封和系統冷卻。5聯接件：聯接各個系統部件，為壓力流體提供功率傳輸通路，將液體返回郵箱。 6 油液貯存和調節裝置：用來確保提供足夠質景和數量并冷卻的液體。液壓系統在工業中應用廣泛，例如沖壓，鋼類工件的磨削及一般加工業、農業、礦業、航大技術、深?？碧?、運輸、海洋技術，近海天然氣和石油勘探等行業，簡而言之，在日常生活中很少有人不從液壓技術中得到某種益處。液壓系統成功而又廣泛使用的秘密在與它的通用性和易操作性。液壓動力傳遞不會像機械系統那樣受到機器幾何形體的制約，另外，液壓系統不會像電氣系統那樣受到鋼的磁飽和極限的限制。相反，液壓系統的功率僅

5、僅受材料強度的限制1。企業為了提高生產率將越來越依靠自動化，這包括遠程和直接控制生產操作、加工過程和材料處理等。液壓動力之所以成為自動化的重要組成部分，是因為它有如下主要的四種優點： 1 控制方便精確通過操作一個簡單的操作桿和按鈕，液壓系統的操作者便能立即起動、停止、加減速和能提供任意功率、位置精度為萬分之一英寸的位置控制力。 2 增力 一個液壓系統（沒有使用笨重的齒輪、滑輪和杠桿）能簡單有效地將不到一盎司的力放大產生幾百噸力的輸出。 3 恒力或恒扭 只有液壓系統能提供不隨速度變化而變化的恒力或恒扭矩，它可以驅動對象從每小時移動幾英寸到每分鐘幾百英寸，從每小時幾轉到每分鐘幾千轉。 4 簡便、安

6、全、經濟 總的來說，液壓系統比機械或電氣系統使用更少的運動部件，因此，它們運行與維護簡便。這使得系統結構緊湊，安全可靠。例如一種用于車輛上的新型動力轉向控制裝置己淘汰其他類型的轉向動力裝置，該轉向部件中包含有人力操縱方向控制閥和分配器。因為轉向部件是全液壓的，沒有萬向節、軸承、減速器齒輪等機械連接，這使得系統簡單緊。另外，只需輸入很小的扭知就能產生滿足極惡劣工作條件所需的控制力，這對于因操作空間限制而需要小方向盤的場合很重要，這也是減輕司機疲勞度所必需的。 液壓系統的其他優點包括雙向運動、過載保護和無極變速控制，在己有的任何動力系統中液壓系統亦具有最大的單位質量功率比. 盡管液壓系統具有如此高

7、性能，但它不是可以解決所有動力傳遞問題的靈丹妙藥。液壓系統也有些缺點，液壓油油污染，并且泄漏不可能完全避免，另外如果油液滲漏發生在灼熱設備附近，大多數液壓油能引起火災。下面以一具體實例 -液壓站來介紹液壓系統的優越性。 液壓站又稱液壓泵站，是獨立的液壓裝置。它按逐級要求供油。并控制液壓油流的方向、壓力和流量，適用于主機與液壓裝置可分離的各種液壓機械上。用戶購后只要將液凡站與主機上的執行機構（油缸或油馬達）用油管相連，液壓機械即可實現各種規定的動作和工作循環. 液壓站是由泵裝置、集成塊或閥組合、由箱、電氣盒組合而成。各部件功能:泵裝置-上裝有電機和油泵，是液壓站的動力源，將機械能轉化為液壓油的壓

8、力能。集成塊-由液壓閥及通道體組裝而成。對液壓油實行方向、壓力和流量調節。 閥組合-板式閥裝在立板上，板后管連接，與集成塊功能相同。油箱-板焊的半封閉容器，上還裝有濾油網、空氣濾清器等，用來儲油、油的冷卻及過濾。 電氣盒-分兩種型式。一種設置外接引線的端子板：一種配置了全套控制電器。液壓站的工作原理：電機帶動油泵轉動，泵從油箱中吸油供油，將機械能轉化為液壓站的壓力能，液壓油通過集成塊（或閥組合）實現了方向、壓力、流最調節后經外接管路并至液壓機械的油缸或油馬達中，從而控制液動機方向的變換、力量的大小及速度的快慢，推動各種液壓機械做功2。2發展歷程 我國液壓（含液力，下同）、氣動和密封件工業發展歷

9、程，大致可分為三個階段，即：20世紀50年代初到60年代初為起步階段：60-70 年代為專業化生產體系成長階段；80-90年代為快速發展階段。其中，液壓工業于50年代初從機床行業生產仿蘇的磨床、拉床、仿形車床等液壓傳動起步，液壓元件由機床廠的液壓車間生產，自產自用進入60年代后，液壓技術的應用從機床逐漸推廣到農業機械和工程機械等領域，原來附屬于主機廠的液壓車間有的獨立出來，成為液壓件專業生產廠。到了60年代末、70年代初，隨著生產機械化的發展，特別是在為第二汽車制造廠等提供高效、自動化設備的帶動下，液工壓元件制造業出現了迅速發展的局面，一批中小企業也成為液壓件專業制造廠。1968年中國液壓元件

10、年產景已接近20萬件：1973年在機床、農機、工程機械等行業，生產液抓件的專業廠己發展到100余家，年產量超過100萬件，一個獨立的液壓制造業己初步形成。這時，液壓件產品已從仿蘇產品發展為引進技術與自行設計相結合的產品，壓力向 中、高壓發展，并開發了電液伺服閥及系統，液壓應用領域進一步擴大。氣動工業的起步比液壓稍晚兒年，到1967 年開始建立氣動元件專業廠，氣動元件才作為商品生產和銷售。含橡塑密封、機械密封和柔性石墨密封的密封件工業，50 年代初從生產普通0 型圈、油封等擠壓橡塑密封和石棉密封制品起步，到60 年代初，開始研制生產機械密封和柔性石墨密封等制品。70年代，在原燃化部、一機部、農機

11、部所屬系統內，一批專業生產廠相繼成立，并正式形成行業，為密封件工業的發展成長奠定了墓礎。 進入80年代，在國家改革開放的方針指引下，隨著機械工業的發展，基礎件滯后于主機的矛盾日益突出，并引起各有關部門的重視。為此，原一機部于1982年組建一通用基礎件工業局，將原有分散在機床、農業機械、工程機械等行業歸口的液壓、氣動和密封件專業廠，統一劃歸通用基礎件局管理，從而使該行業在規劃、投資、引進技術和科研開發等方面得到基礎件局的指導和支持。從此進入了快速發展期，先后引進了60余項國外先進技術，其中液壓40余項、氣動7項，經消化吸收和技術改造，現均己批量生產，并成為行業的主導產品。近年來，行業加大了技術改

12、造力度，1991 -1998年國家、地方和企業自籌資金總投入共約20多億元，其中液壓16億多元。經過技術改造和技術攻關，一批主要企業技術水平進一步提高，工藝裝備得到很大改善，為形成高起點、專業化、批量生產打下了良好墓礎。近幾年，在國家多種所有制共同發展的方針指引下，不同所有制的中小企業迅猛崛起，呈現出勃勃生機。隨著國家進一步開放，三資企業迅速發展，對提高行業水平和擴大出口起著重要作用。目前我國己和美國、日本、德國等國家著名廠商合資或由外國廠商獨資建立了柱塞泵馬達、行星減速機、轉向器、液壓控制閥、液壓系統、靜液壓傳動裝置、液壓件鑄造、氣動控制閥、氣缸、氣源處理三聯件、機械密封、橡塑密封等類產品生

13、產企業50多家，引進外資2億多美元3。3面前狀況3.1基本概況 經過40 多年的努力，我國液壓、氣動和密封件行業已形成了一個門類比較齊全，有一定生產能力和技術水平的工業體系。據1995年全國第三次工業普查統計，我國液壓、氣動和密封件工業鄉及鄉以上年銷售收入在100萬元以上的國營、村辦、私營、合作經營、個體、“三資”等企業共有1300余家，其中液壓約700家，氣動和密封件各約300余家。按1996年國際同行業統計，我國液壓行業總產位23 . 48億元，占世界第6位：氣動行業總產值4 . 19 億元，占世界第10位4。3.2當前供需概況 通過技術引進，自主開發和技術改造，高抓柱塞泵、齒輪泵、葉片泵

14、、通用液壓閥門、油缸、無油潤滑氣動件和各類密封件等一大批產品的技術水平有來了明顯的提高，并可穩定的批量生產，為各類主機提高產品水平提供了保證。另外，在液壓氣動元件和系統的cad、污染控制、比例伺服技術等方面也取得一定成果，并已用于生產。目前，液壓、氣動和密封件產品總計約有3000個品種、2300多個規格。其中，液壓有1200個品種、10000多個規格（含液力產品60個品種、500個規格）；氣動有1350個品種、800多個規格：橡塑密封有35個品種、5000多個規格，已基木能適應各類主機產品的一般需要，為重大成套裝備的各種配套率也可達60以上，并開始有少量出口。1998年國產液壓件產量480萬件

15、，銷售額約28億元（其中機械系統約占 70%) ：氣動件產量360萬件，銷售額約5.5億元（其中機械系統約占60%）；密封件產最8億件，銷售額約10億元（其中機械系統約占50%）。據中國液壓氣動密封件工業協會1998 年年報統計，液壓產品產銷率為97.5 %（液力為101%) ,氣動為95.9% ，密封98.7這充分反映了產銷基本銜接5。我國液壓、氣動和密封工業雖取得了很大的進步，但與主機發展需求，以及和世界先進水平相比，還存在不少差距，主要反映在產品品種、性能和可靠性等方面。以液壓產品為例，產品品種只有國外的1 /3 ，壽命為國外的1/2。為了滿足重點主機、進口主機以及重大技術裝備的需要，每

16、年都有大量的液壓、氣動和密封產品進口。據海關統計及有關資料分析，1998年液壓、氣動和密封件產品的進口額約2億美元，其中液壓約1.4億美元，氣動近0.3億美元，密封約0.3億美元，比1997年稍有下降。按金額計，目前進口產品的國內市場占有率約為30。1998年國內市場液壓件需求總量約600 萬件，銷售總額近40億元：氣動件需求總量約500萬件，銷售總額7億多元：密封件需求總量約11億件，銷售總額約13億元6。4今后發展走勢 4.1影響發展的主要因素 （1）企業產品開發能力不強，技術開發的水平和速度不能完全滿足先進主機產品、重大技術裝備和進口設備的配套和維修需要：（2）不少企業的制造工藝、裝備水

17、平和處理水平都較落后，加上質量意識不強，導致產品性能水平低、質量不穩定、可靠性差，服務不及時，缺乏使用戶滿意和信賴的名牌產品； （3）行業內生產專業化程度低，力最分散，低水平，地區和企業之間產品趨同，盲目競爭，相互壓價，使企業效益下降，資金缺乏、周轉困難，產品開發和技術改造投入不足，嚴重地制約了行業整體水平的提高以及競爭實力的增強： (4）國內市場國際化程度日益提高，國外公司紛紛進入中國市場參與競爭，加上國內私營、合作經營、個體、三資等企業的崛起，給國有企業造成愈來愈大的沖擊。4.2發展走勢 隨著社會主義市場經濟的不斷深化，液壓、氣動和密封產品的市場供求關系發生較大變化，長期來以“短缺”為特征

18、的賣方市場已基本成為以“結構性過剩”為特征的買方市場所取代。從總體能力看，已處于供大于求的態勢，特別是一般低檔次液壓，氣動和密封件，普遍供過于求：而主機急需的技術含量高的高參數、高附加值的高檔產品，又不能滿足市場需要，只能依賴上進口。在我國加入wto 后，其沖擊有可能更大。因此，“十五”期間行業產值的增長，決不能依賴于量的增長，而應針對行業自身的結構性矛盾，加大力度，調整產業結構和產品結構，也就是應依靠質的提高，促進產品技術升級，以適應和拉動市場需求，求得更大的發展7。氣壓系統是用壓力氣體傳遞和控制動力，在系統部件中產生電弧有可能點燃泄漏物的場合下（使用空氣作為介質）尤其安全。在氣壓系統中，壓

19、縮機用來壓縮并提供所需的空氣。壓縮機一般有活塞式、葉片式和螺旋式等類型。壓縮機基本上是根據理想氣體法則，通過減小氣體體積來增加氣體壓力的。氣壓系統通?？紤]采用大的中央空氣壓縮機作為一個無限量的氣源，這類似于電力系統中只要將插頭揚入插座便可獲得電能。用這種方法，壓力氣體可以從氣源輸送到整個工廠的各個角落，壓力氣體可通過空氣濾清器除去污物，這些污物可能會損壞氣體組件的精密配合部件（如閥和氣缸等），隨后輸送到各個回路中，接著空氣流經減壓閥以減小氣壓值適合某一回路使用。因為空氣不是好的潤滑劑（包括20的氧氣），氣壓系統需要一個油霧器將細小的油霧注射到經過減壓閥減壓的空氣中，這有助于減小氣動組件精密配合運動件的磨損8。由于來自大氣中的空氣含不同數量的水分，這些水分是有害的，它可以帶走潤滑劑引起過分磨損和腐蝕。因此可在氣閥和執行組件排氣口安裝消聲器來降低噪聲，以防止操作人員因接觸噪聲及高速空氣粒子有可能引發的傷害。用氣動系統代替液壓系統有以下幾條理由：液體的慣性遠比氣體大，因此，在液壓系統中，當執行組件加速減速和閥突然開啟關閉時，油液的質量便是一個潛在的問題，根據牛頓運動定律（力等于質量乘以加速度），產生加速運動油液所需的力要比加速同等體積空氣所需的力高出許多倍。液體比氣體具有更大的粘性，這