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1、液压与气压传动技术的开展液压传动技术的开展液压传动技术的开展是与流体力学理论的开展密切相 关的。1650年帕斯卡提出了静止液体的压力传递规律一一帕 斯卡原理，1686年牛顿提出了牛顿内摩擦定律，18世纪相继 建立了流体力学的两个重要原理一一连续性方程和伯努利 方程，这些理论成就为液压技术的开展奠定了基础。18世纪 末世界上第一台水压机的制造成功，标志着液压传动技术开 始进入工程领域。世界上第一台水压机但是，液压传动技术在工业上被广泛采用并有较大幅度 的开展却是20世纪中期的事情。第二次世界大战期间，在一 些武器装备上用上了功率大、反响快、动作准的液压传动和 控制装置，大大提高了武器装备的性能，
2、也大大促进了液压 与气压传动本身的开展。战后，液压技术迅速由军事转入民 用，在机械制造、工程机械、锻压机械、冶金机械、汽车、 船舶等行业中得到了广泛的应用和开展。特别是在20世纪 60年代以后，随着原子能技术、空间技术、计算机技术等新 技术的迅速开展，液压技术也得到了很大开展，渗透到国民 经济的各个领域中，在军工、冶金、工程机械、农机、汽车、 轻纺、船舶、石油、航空和机床工业中都得到了普遍应用。起重吊车挖掘机收割机国产航空母舰液压传动由于应用了电子技术、计算机技术、信息技术、 自动控制技术、摩擦磨损技术及新工艺、新材料等后取得了 新的开展，使液压系统和元件在水平上有很大提高。它已成 为工业机械
3、、工程建设机械及国防尖端产品不可缺少的重要 手段。是它们向自动化、高精度、高效率、高速化、高功率 密度（小型化、轻量化）方向开展，不断提高它和电机械传动 竞争能力的关键技术。为了保持现有势头，必需重视液压传 动固有缺点的不断改进和更新，走向二十一世纪的液压传动 不可能有惊人的突破，除不断改进现有液压技术外，最重要 的是移植现有的先进技术，使液压传动创造新的活力，以满 足未来开展的需要。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水 平的重要标志之一。如兴旺国家生产的95%的工程机械、90% 的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动技术。 近年来，我国液压气动密封行业坚持技术进步，加
4、快新产品 开发，取得良好成效，涌现出一批各具特色的高新技术产品。 北京机床所的直动式电液伺服阀、杭州精工液压机电公司的 低噪声比例溢流阀（拥有专利）、宁波华液公司的电液比例压 力流量阀（已申请专利），均为机电一体化的高新技术产品， 并已投入批量生产，取得了较好的经济效益。北京华德液压 集团公司的恒功率变量柱塞泵，填补了国内大排量柱塞泵的 空白，适用于冶金、锻压、矿山等大型成套设备的配套。天 津特精液压股份的三种齿轮泵，具有结构新颖、体 积小、耐高压、噪声低、性能指标先进等特点。榆次液压件 的高性能组合齿轮泵，可广泛用于工程、冶金、矿 山机械等领域。另外，还有广东广液公司的高压高性能叶片 泵、宁
5、波永华公司的超高压软管总成、无锡气动技术研究所 为各种自控设备配套的WPI新型气缸系列都是很有 特色的新产品。由此可见液压传动产品等在国民经济和国防建设中的 地位和作用十分重要。它的开展决定了机电产品性能的提高。 它不仅能最大限度满足机电产品实现功能多样化的必要条 件，也是完成重大工程工程、重大技术装备的基本保证，更 是机电产品和重大工程工程和装备可靠性的保证。所以说液 压传动产品的开展是实现生产过程自动化、尤其是工业自动 化不可缺少的重要手段。现在世界各国都重视开展基础产品。 近年来，国外液压技术由于广泛应用了高新技术成果，使基 础产品在水平、品种及扩展应用领域方面都有很大提高和发 展。但目
6、前国内的需求和国外先进水平相比还有较大差距。 包括产品趋同化、构成不合理，性能低、可靠性差，创新和 自我开发能力弱，自行设计水平低。具体表现在产品水平、 产品体系与市场需求存在较大的结构性矛盾。中国的液压市 场很大，用户对产品的要求各异，各种高品质、高性能的液 压元件市场需求量很大。而大局部国内企业所能提供的产品, 无论在档次上还是种类上，都还远远不能满足这些需求。因 此，在众多低档产品压价竞争的同时，不得不让出一块巨大 的市场给国外产品。这说明，在市场丰富多样的需求面前， 国内液压行业现有产品体系的结构性过剩与结构性短缺两 个矛盾同时并存；也说明我们在产品的多样性、层次分布性 和市场适应性等
7、方面亟待调整和改善。企业在产品更新、装 备改造等方面的投入能力缺乏。目前，我国大部份气动企业 缺乏对产品及装备进行较大更新改造的能力，在高技术产品 及专用生产检测装备的系统开发和投入能力上尤为缺乏，因 而也限制了企业在高技术产品开展上取得大的突破，对缩短 与国际先进水平的差距带来影响。当然，投入资金只是个基 础条件，还必须有技术、人才等多方面的保障才行。由此可见现阶段急需开展的关键技术包括：(1)液压传动与控制系统的节能技术，如负荷传感技术、 新型节能系统和元件。(2)机电一体化技术及IT技术的应用高精度、高频响 电液、电气伺服比例系统和元件，液粘调速器速度控制技术。 数字液压、气动系统和元件
8、，直动型电液控制元件。(3)液压系统及污染控制技术。(4)无泄漏液压系统和元件。(5)水压传动与控制技术。(6)高速重载齿轮传动设计与制造技术。(7)高速铁路轴承设计制造技术。(8)高速、高精度机床主轴轴承设计与制造技术。(9)各种传动系统降噪和增寿技术。(10)特种传动技术(谐波传动、机械无级变速等)。(11)先进设计技术，如计算机辅助设计与试验，仿真技 术。(12)大型传动系统的故障诊断技术。(13)现代制造技术的应用研究，如外表处理技术，计算 机辅助制造技术、润滑技术。气压传动技术的开展气压传动技术是以压缩空气为介质来传动和控制机械 的一门专业技术。由于它具有节能、无污染、高效、低本钱、
9、 平安可靠、结构简单等优点，广泛应用于各种机械和生产线 上。过去汽车、拖拉机等生产线上的气动系统及其元件，都 由各厂自行设计、制造和维修。气动技术应用面的扩大是气开工业开展的标志。气动元 件的应用主要为两个方面：维修和配套。过去国产气动元件 的销售要用于维修，近几年，直接为主要配套的销售份额逐 年增加。国产气动元件的应用，从价值数千万元的冶金设备 到只有100-200元的椅子。铁道扳岔、机车轮轨润滑、列车 的煞车、街道清扫、特种车间内的起吊设备、军事指挥车等 都用上了专门开发的国产气动元件。这说明气动技术已“渗 透”到各行各业，并且正在日益扩大。我国的气开工业虽然到达了一定规模与技术水平，但是
10、 与国际先进水平相比，差距甚大。由于气动技术越来越多地 应用于各行业的自动装配和自动加工小件、特殊物品的设备 上，原有传统的气动元件性能正在不断提高，同时陆续开发 出适应市场要求的新产品，使气动元件的品种日益增加，其 开展趋势主要有以下几个方面：(1)体积更小，重量更轻，功耗更低。在电子元件、药 品等制造行业中，由于被加工件体积很小，势必限制了气动 元件的尺寸，小型化、轻型化是气动元件的第一个开展方向。 国外已开发了仅大拇指大小、有效截面积为0. 2nlm2的超小型 电磁阀。能开发出外形尺寸小而流量较大的元件更为理想。 执行元件的定位精度提高，刚度增加，活塞杆不回转，使用 更方便。为了提高气缸
11、的定位精度，附带制动机构和伺服系 统的气缸应用越来越普遍。带伺服系统的气缸，即使供气压 力和所负的载荷变化，仍可获得0. 1mm的定位精度。在国 际展览会上，各种异型截面缸筒和活塞杆的气缸甚多，这类 气缸由于活塞杆不会回转，应用在主机上时，无须附加导向 装置即可保持一定精度。（2）多功能化，复合化。为了方便用户，适应市场的需 要开发了各种由多只气动元件组合并配有控制装置的小型 气动系统。如用于移动小件物品的组件，是将带导向器的两 只气缸分别按X轴和Z轴组合而成。该组件可搬动3kg重物， 配有电磁阀、程控器，结构紧凑，占有空间小，行程可调整。 又如一种上、下料模块，有七种不同功能的模块形式，能完
12、 成精密装配线上的上、下料作业，可按作业内容将不同模块 任意组合。还有一种机械手是由外形小并能改变摆动角度的 摆动气缸与夹头的组合件，夹头部位有假设干种夹头可选配。（3）与电子技术结合，大量使用传感器，气动元件智能 化。带开关的气缸国内已普遍使用，开关体积将更小，性能 更高，可嵌入气缸缸体；有些还带双色显示，可显示出位置 误差，使系统更可靠。用传感器代替流量计、压力表、能自 动控制压缩空气的流量、压力，可以节能并保证使用装置正 常运行。气动伺服定位系统已有产品进入市场。该系统采用 三位五通气动伺服阀，将预定的定位目标与位置传感器的检 测数据进行比拟，实施负反响控制。气缸最大速度达2m/s、 行
13、程300mm,系统定位精度0. 1mm。日本试制成功一种新型 智能电磁阀，这种阀配有带传感器的逻辑回路，是气动元件 与光电子技术结合的产物。它能直接接受传感器的信号，当 信号满足指定条件时，不必通过外部控制器，即可自行完成 动作，到达控制目的。它已经应用在物体的传送带上，能识 别搬运物体的大小，使大件直接下送，小件分流。(4)更高的平安性和可靠性。从近几年的气动技术国际 标准可知，标准不仅提出了互换性要求，并且强调了平安性。 管接头、气源处理外壳等耐压试验的压力提高到使用压力的 4-5倍，耐压时间增加到5-15min,还要在高、低温度下进行 试验。如果贯彻这些国际标准，国内的缸筒、端盖、气源处
14、 理铸件和管接头等都难到达标准要求。除耐压试验处，结构 上也作了某些规定，如气源处理的透明壳外部规定要加金属 防护罩。(5)针对某些特殊要求，改进和开发气动产品，即可占 领一块市场，获得不小的经济效益，这已被大家共识。济南 华能气动元器件公司为铁路编组和轮轨润滑的特殊要求开 发了气缸和阀，受到了铁道部门的关注。使用新材料，与新 技术相结合。国外开发了膜式干燥器，该干燥器利用高科技 的反渗析薄膜滤去压缩空气中的水分，有节能、寿命长、可 靠性高、体积小、重量轻等特点、适用于流量不大的场合。 以聚四氟乙稀为主体的复合材料制造的气动密封件能耐热 (260),耐寒(-55)和耐磨，其使用场合越来越多。为 了提高质量，真空压铸、氢氧爆炸去毛刺等新技术正在气动 元件制造中逐步推广。便于保养、维修和使用。国外正在研 究使用传感器实现气动元件及系统具有故障预报和自诊断 功能。总结：从上述的液压与气动技术开展方向可知，在液压 气动产品的开发上我们有许多工作可做。目前，我国机械工 业在认真消化、推广从国外引进的先进液压气与气压技术的 同时，大力研制开发国产液压与气压传动的新产品，加强产 品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准和执 行新的国家标准。可以预见，随着我国社会主义现代化建设 的开展，液压与气动必将会有新的飞跃，它在各个工业部门 的应用也将会越来越广泛。