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液壓與氣壓傳動相對于機械傳動來說是一門新興技術(shù),隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,液壓與氣動技術(shù)被應(yīng)用到科學(xué)生產(chǎn)中的各個領(lǐng)域。在民用工業(yè)、在機床、工程機械、冶金機械、塑料機械、農(nóng)林機械、汽車、船舶等行業(yè)得到大幅度的應(yīng)用和發(fā)展,而且發(fā)展成為包括傳動、控制和檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)。如發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的95%的工程機械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動線都采用了液壓氣動。現(xiàn)今,采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。
/ g5 p1 d6 j2 Z$ j K) a: |! \社會需求永遠(yuǎn)是推動技術(shù)發(fā)展的動力,降低能耗,提高效率,適應(yīng)環(huán)保需求,機電一體化,高可靠性等是液壓氣動技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo),也是液壓氣動產(chǎn)品參與市場競爭是否取勝的關(guān)鍵。由于液壓與氣動技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果,使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展,也使液壓與氣動系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此,走向二十一世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破,應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴展,不斷擴大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。綜合國內(nèi)外專家的意見,其主要的發(fā)展趨勢將集中在以下幾個方面:7 T) v# ?* w7 U% b
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液壓技術(shù)發(fā)展趨勢:
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1.減少能耗,充分利用能量。) Z1 G9 h/ x" p1 n5 P& Q
液壓技術(shù)在將機械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面,已取得很大進(jìn)展,但一直存在能量損耗,主要反映在系統(tǒng)的容積損失和機械損失上。如果全部壓力能都能得到充分利用,則將使能量轉(zhuǎn)換過程的效率得到顯著提高。為減少壓力能的損失,必須解決這幾個問題:① 少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失,以減少功率損失。②減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失,盡量減少非安全需要的溢流量,避免采用節(jié)流系統(tǒng)來調(diào)節(jié)流量和壓力。③采用靜壓技術(shù),新型密封材料,減少磨擦損失。④發(fā)展小型化、輕量化、復(fù)合化、廣泛發(fā)展3通徑、4通徑電磁閥以及低功率電磁閥。 ⑤改善液壓系統(tǒng)性能,采用負(fù)荷傳感系統(tǒng),二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。⑥為及時維護(hù)液壓系統(tǒng),防止污染對系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響,必須發(fā)展新的污染檢測方法,對污染進(jìn)行在線測量,要及時調(diào)整,不允許滯后,以免由于處理不及時而造成損失。
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2.主動維護(hù)。
( C1 x% m& ~) C" g0 `+ ]0 F+ n 液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過去簡單的故障拆修,發(fā)展到故障預(yù)測,即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時,預(yù)先進(jìn)行維修,清除故障隱患,避免設(shè)備惡性事故的發(fā)展。要實現(xiàn)主動維護(hù)技術(shù)必須要加強液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究,必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化,加強專家系統(tǒng)的研究,要總結(jié)專家的知識,建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識庫,并利用計算機根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識庫中知識,用推理機中存在的推理方法,推算出引出故障的原因,提高維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步引發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件,對于不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則。另外,還應(yīng)開發(fā)液壓系統(tǒng)自補償系統(tǒng),包括自調(diào)整、自潤滑、自校正,在故障發(fā)生之前,進(jìn)市補償,這是液壓行業(yè)努力的方向。, }8 o8 z+ M. X$ }5 A9 i% _
! W8 N0 `( k) Z/ i" G( Z0 N3.機電一體化。. p4 a* ^; K' W: G; S( W) ]
電子技術(shù)和液壓傳動技術(shù)相結(jié)合,使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術(shù)增加了活力,擴大了應(yīng)用領(lǐng)域。實現(xiàn)機電一體化可以提高工作可靠性,實現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化,改變液壓系統(tǒng)效率低,漏油、維修性差等缺點,充分發(fā)揮液壓傳動出力大、貫性小、響應(yīng)快等優(yōu)點。為此,電液伺服比例技術(shù)的應(yīng)用將不斷擴大;液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油的污染等數(shù)值將實現(xiàn)自動測量和診斷,由于計算機的價格降低,監(jiān)控系統(tǒng),包括集中監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)將得到發(fā)展;計算機仿真標(biāo)準(zhǔn)化,特別對高精度、“高級”系統(tǒng)更有此要求;由電子直接控制元件將得到廣泛采用,如電子直接控制液壓泵,采用通用化控制機構(gòu)也是今后需要探討的問題。, L3 I; ?! D+ c. G% l; A
& _- W% G& j5 d( e# Z5 I氣動技術(shù)發(fā)展趨勢:
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1.體積更小,重量更輕,功耗更低。在電子元件、藥品等制造行業(yè)中,由于被加工件體積很小,勢必限制了氣動元件的尺寸,小型化、輕型化是氣動元件的第一個發(fā)展方向。$ r! `! {3 A/ v5 d
; B. @8 `! w# @2.多功能化,復(fù)合化。為了方便用戶,適應(yīng)市場的需要開發(fā)了各種由多只氣動元件組合并配有控制裝置的小型氣動系統(tǒng)。
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+ I8 B9 ~/ h8 F8 u! z) L3.與電子技術(shù)結(jié)合,大量使用傳感器,氣動元件智能化。帶開關(guān)的氣缸國內(nèi)已普遍使用,開關(guān)體積將更小,性能更高,可嵌入氣缸缸體;有些還帶雙色顯示,可顯示出位置誤差,使系統(tǒng)更可靠。用傳感器代替流量計、壓力表、能自動控制壓縮空氣的流量、壓力,可以節(jié)能并保證使用裝置正常運行。2 l Q, n2 N, l- D3 E1 Q/ {
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4.更高的安全性和可靠性。從近幾年的氣動技術(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)可知,標(biāo)準(zhǔn)不僅提出了互換性要求,并且強調(diào)了安全性。管接頭、氣源處理外殼等耐壓試驗的壓力提高到使用壓力的4~5倍,耐壓時間增加到5~15min,還要在高、低溫度下進(jìn)行試驗。
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# T$ ]) {' a5 O( K9 T5.針對某些特殊要求,改進(jìn)和開發(fā)氣動產(chǎn)品,即可占領(lǐng)一塊市場,獲得不小的經(jīng)濟效益,這已被大家共識。為了提高質(zhì)量,真空壓鑄、氫氧爆炸去毛刺等新技術(shù)正在氣動元件制造中逐步推廣。 便于保養(yǎng)、維修和使用.國外正在研究使用傳感器實現(xiàn)氣動元件及系統(tǒng)具有故障預(yù)報和自診斷功能。
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