由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果,如自動(dòng)控制技
術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、摩擦磨損技術(shù)、可靠性技
術(shù),加之新工藝、新材料的應(yīng)用,使傳統(tǒng)的液壓技術(shù)有了新
的進(jìn)展,也使液壓系統(tǒng)和元件水平有很大提高。走向21世紀(jì)
的液壓技術(shù)將主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展,不斷擴(kuò)大其應(yīng)
用領(lǐng)域以滿足未來的要求。其主要的發(fā)展趨勢(shì)將集中在以下
幾個(gè)方面:
一、減少能耗,充分利用能量。液壓技術(shù)在將機(jī)械能轉(zhuǎn)
換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面,已取得很大進(jìn)步,但一直存在能
量損耗。為減少能量的損失,必須解決下面幾個(gè)問題:①減
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)的溢流損失,盡量減少非安全需要的溢流量。③采
用靜壓技術(shù)、新型密封材料,減少摩擦損失。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。
二、泄漏控制。泄漏控制主要包括兩個(gè)方面:既要防止
液體泄漏到外部造成環(huán)境污染,又要防止外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的
侵害。今后,將發(fā)展無泄漏元件和系統(tǒng),如發(fā)展集成化和復(fù)
合化的元件和系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)無管連接,研制新型密封和無泄漏
管接頭、電機(jī)泵組合裝置。無泄漏將是世界液壓界今后努力
的重要方向之一。環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的侵害應(yīng)注意解決系統(tǒng)的密封
問題,如隔離式油箱、設(shè)計(jì)新型的活塞桿防護(hù)裝置等。
三、污染控制。過去,液壓界主要致力于控制固體顆粒
的污染,而對(duì)水、空氣、化學(xué)物質(zhì)和微生物等往往不夠重
視。今后應(yīng)重視解決:①發(fā)展封閉式密封系統(tǒng)。防止灰塵、
污物、空氣、化學(xué)物質(zhì)侵入系統(tǒng)。部分污染物來自零件的制
造和裝配過程,因此必須建立有關(guān)保證元件清潔度的技術(shù)規(guī)
范和研究經(jīng)濟(jì)有效的清洗方法。②應(yīng)重視液壓元件和系統(tǒng)的
耐污染能力問題,應(yīng)改進(jìn)元件設(shè)計(jì),使之具有更大的耐污染
能力。③發(fā)展耐污染能力強(qiáng)的高效過濾材料和過濾器。5開發(fā)
油水分離凈化裝置、排濕元件以及清除油中氣泡的濾油器,
以清除油中所含的氣體和水分。⑤必須發(fā)展新的污染檢測(cè)方
法,對(duì)污染進(jìn)行在線測(cè)量。
四、主動(dòng)維護(hù)。液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過去簡(jiǎn)單的故障拆修
發(fā)展到故障預(yù)測(cè),即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí),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(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù),必須要加強(qiáng)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(qiáng)專家系統(tǒng)
的研究,要總結(jié)專家的知識(shí),建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的
專家知識(shí)庫,并利用計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識(shí)庫中知
識(shí),用推理機(jī)中存在的推理方法,推算出引起故障的原因,
提出維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步開發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷
專家系統(tǒng)通用工具軟件,對(duì)于不同的液壓系統(tǒng)只須修改和增
減少量的規(guī)則。另外,還應(yīng)開發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng),包括
自調(diào)整、自潤(rùn)滑、自校正,在故障發(fā)生之前進(jìn)行補(bǔ)償,這是
液壓行業(yè)努力的方向。
五、機(jī)電一體化。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化可以提高工作可靠
性,實(shí)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(diǎn),充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)出力大、慣性
小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),其主要發(fā)展動(dòng)向如下:①電液伺服比例
技術(shù)的應(yīng)用將不斷擴(kuò)大。液壓系統(tǒng)由過去的電氣液壓o n-o
ff系統(tǒng)和開環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng)。為適應(yīng)
上述發(fā)展,壓力、流量、位置、溫度、速度、加速度等傳感
器應(yīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。計(jì)算機(jī)接口也應(yīng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一和兼容。②發(fā)展
和計(jì)算機(jī)直接接口的功耗為5m A以下電磁閥,以及用于脈寬
調(diào)制系統(tǒng)的高頻電磁閥等。③液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫
度、油的污染等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和診斷。5計(jì)算機(jī)仿真標(biāo)
準(zhǔn)化,特別對(duì)高精度、“高級(jí)”系統(tǒng)更有此要求。⑤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,只
要改變電子控制器的程度,即可實(shí)現(xiàn)液壓泵的各種調(diào)節(jié)方
式,實(shí)現(xiàn)合理分配功率,自動(dòng)保護(hù)最佳狀態(tài),實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)等
功能。⑥提高液壓元件性能,適應(yīng)機(jī)電一體化需求。液壓元
件應(yīng)在性能、可靠性、智能化方面做大量工作。下一個(gè)目標(biāo)
要發(fā)展內(nèi)藏式傳感器和帶有計(jì)算機(jī)、有自我管理機(jī)能(故障
診斷、故障排除)的智能化液壓元件。⑦借助現(xiàn)場(chǎng)總線
(fie ld bu ses),實(shí)現(xiàn)高水平的信息系統(tǒng),從而簡(jiǎn)化液
壓系統(tǒng)的使用、調(diào)節(jié)、診斷和維護(hù)。
六、液壓C AD技術(shù)。C AD技術(shù)使人工設(shè)計(jì)方式變?yōu)樽詣?dòng)
化和半自動(dòng)化的方式,尤其是C AD/C AM/C APP的推廣和
應(yīng)用使液壓技術(shù)得到迅速發(fā)展。在液壓C AD的開發(fā)和研究方
面應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①充實(shí)現(xiàn)有的液壓C AD設(shè)計(jì)軟件,進(jìn)行
二次開發(fā),建立知識(shí)庫信息系統(tǒng),它將構(gòu)成設(shè)計(jì)—制造—銷
售—使用—設(shè)計(jì)的閉式循環(huán)系統(tǒng)。②將計(jì)算機(jī)的仿真及適時(shí)
控制結(jié)合起來,將模型放入“硬”件和系統(tǒng)中,借此在建造
實(shí)際樣機(jī)之前,便可在軟件里修改其特性參數(shù),以達(dá)到最佳
設(shè)計(jì)結(jié)果。
七、新材料、新工藝的應(yīng)用。新型材料的使用,如陶
瓷、聚合物或涂敷料,可使液壓的發(fā)展引起新的飛躍。為了
保護(hù)環(huán)境,減少漏油對(duì)環(huán)境危害,可采用生物降解迅速的壓
力流體,如菜油基和合成脂基的傳動(dòng)用介質(zhì)將得到廣泛應(yīng)
用。據(jù)專家預(yù)測(cè),今后十年大部分行走機(jī)械中使用的液壓油
(礦物油)將會(huì)為生物降解迅速的流體所替代。鑄造工藝的
發(fā)展,將促進(jìn)液壓元件性能的提高,如鑄造流道在閥體和集
成塊中的廣泛使用,可優(yōu)化元件內(nèi)部流動(dòng),可減少壓力損失
和降低噪聲,實(shí)現(xiàn)元件小型化。
如果上述提高液壓技術(shù)的方向得到充分實(shí)現(xiàn),可以肯
定,液壓技術(shù)和其他傳動(dòng)方式相比將繼續(xù)保持其有力的競(jìng)爭(zhēng)
地位。
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