液壓技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
摘要:目前我國的制造業(yè)高速發(fā)展，正經(jīng)歷從制造大國向制造強國的轉(zhuǎn)變文章在分析液壓技術(shù)在裝備制造業(yè)中的重要地位基礎(chǔ)之上，詳細論述了液壓技術(shù)在國內(nèi)外機械制造業(yè)中的應用情況，指出液壓技術(shù)在機械制造業(yè)中有著重要的應用價值和發(fā)展?jié)摿?，對液壓技術(shù)需要不斷的加以研究和不斷的提高才能滿足機械制造業(yè)需要。
液壓傳動是以流體作為工作介質(zhì)對能量進行傳動和控制的一種傳動形式。相對于電力拖動和機械傳動而言，液壓傳動具有輸出力大，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，調(diào)速方便以及易于控制等優(yōu)點，因而廣泛應用于工程機械，建筑機械和機床等設(shè)備上。目前，我國制造業(yè)的發(fā)展是比較迅速的，我國在邁向制造強國的道路上奮勇前進雖然對于我國目前的制造業(yè)來說，還存在著一定的困難，但是困難和機遇并存的狀態(tài)，是我國制造業(yè)發(fā)展的良好契機。未來的幾年中，我國的制造業(yè)對于國民經(jīng)濟的增長和人們生活質(zhì)量的提高，都有著不可忽視的作用。本文對我國機械制造業(yè)中的液壓技術(shù)的應用進行分析，并分析其發(fā)展的前景和潛力，具有非常重要的現(xiàn)實的意義。
1 液壓技術(shù)在裝備制造業(yè)中的重要性
液壓技術(shù)對于我國的機械制造業(yè)而言，有著非常重要的作用，是一個十分重要的基礎(chǔ)領(lǐng)域。流體傳動與控制技術(shù)的主要代表液壓技術(shù)自上世紀初面世以來，即融合到裝備制造業(yè)中，成為其十分重要的基礎(chǔ)領(lǐng)域之一。液壓技術(shù)推動我國的裝備制造業(yè)的發(fā)展，在裝備制造業(yè)的諸多領(lǐng)域中，都起著非常重要的不可忽視的作用。所以，在裝備制造業(yè)中的液壓技術(shù)，其應用的現(xiàn)狀和前景都是值得關(guān)注的。在機械制造業(yè)中的液壓技術(shù)的應用和定位，都需要去分析和了解，并制定出一定的策略和目標，來促進液壓技術(shù)的發(fā)展和不斷的完善，只有這樣，才能促進我國機械制造業(yè)的發(fā)展，才能實現(xiàn)我國的制造強國的目標的實現(xiàn)，才能促進我國機械制造行業(yè)的快速發(fā)展，并提高人們的物質(zhì)生活水平和生活質(zhì)量。
2 液壓傳動技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
近代液壓傳動技術(shù)是由19 世紀崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動起來的，最早實踐成功的液壓傳動裝置是艦船上的炮塔轉(zhuǎn)位器，其后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用車床到20 世紀30年代末才用上了液壓傳動。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事上的需要，出現(xiàn)了以電液伺服系統(tǒng)為代表的響應快、精度高的液壓元件和控制系統(tǒng)，從而使液壓技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。20世紀50年代，隨著世界各國經(jīng)濟的恢復和發(fā)展，生產(chǎn)過程自動化的不斷增長，使液壓技術(shù)很快轉(zhuǎn)入民用工業(yè)，在機械制造、起重運輸機械及各類施工機械、船舶、航空等領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展和應用。20世紀60年代以來，隨著原子能、航空航天技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)在更深、更廣闊的領(lǐng)域得到了發(fā)展，在工程機械，數(shù)控加工中心，冶金自動線等國民經(jīng)濟的各個方面也都得到了應用。
2.1 液壓傳動技術(shù)的應用領(lǐng)域
目前液壓技術(shù)應用的主要領(lǐng)域是工程機械和冶金機械等，具體來說，液壓系統(tǒng)在以下領(lǐng)域中 有著廣泛的應用[1～3]。
(1) 工程機械
工程機械是液壓產(chǎn)品的最大用戶，占行業(yè)銷售的42.3%，今后比例還會擴大。每年為國產(chǎn)和合資生產(chǎn)的挖掘機、道路機械、建設(shè)機械、樁工機械、水泥攪拌車等配套所進口的液壓件，約達1.5億美元以上。2010年我國工程機械市場需求量如表1所示。
(2) 機床
機床產(chǎn)品需要大量高壓、大流量柱塞泵，插裝閥、疊加閥、電磁閥、比例閥、伺服閥、低噪聲葉片泵和輕型柱塞泵等液氣密元件產(chǎn)品。而液壓系統(tǒng)更是廣泛地應用與機床工件的夾緊、工作臺的移動等場合。隨著制造業(yè)技術(shù)的進步，國內(nèi)對高精、高效、自動化機床，特別是數(shù)控機床的需求量越來越大。據(jù)有關(guān)預計，到2010年末我國數(shù)控機床年需求量超過5萬臺；機床總擁有量將由2007年的300多萬臺，增加到接近400萬臺，增長率達33%。此外，鍛壓機械的發(fā)展也對液壓原件及成套系統(tǒng)提出新的要求。因此，為機床和鍛壓機械配套、維修用液壓、氣動和密封件的市場需求量也將有很大的增長。
(3) 汽車制造業(yè)
汽車、摩托車產(chǎn)品需要大量轉(zhuǎn)向助力泵，自動變速箱用的液壓控制元件，各種類型的密封件和氣動元件；汽車制造設(shè)備則需要各種泵，液壓電磁閥，氣閥，氣源處理裝置，各種氣缸比例閥，載重汽車用齒輪泵、油缸和控制閥等。
(4) 冶金機械
據(jù)了解冶金設(shè)備中液壓氣動技術(shù)的使用率達
6.1%～8.1%，約占設(shè)備總費用的10%左右。因此，冶金工業(yè)的改造和發(fā)展為液壓氣動密封件產(chǎn)品提供了很大的市場空間。從行業(yè)統(tǒng)計分析，液壓、氣動產(chǎn)品為冶金行業(yè)直接提供配套分別占銷售額的14.5%和9%。另外，冶金、礦山設(shè)備產(chǎn)品需要大量各類柱塞泵，插裝閥、電磁閥、比例閥，伺服閥、油缸，液壓系統(tǒng)總成及氣動元件。
(5) 液壓試驗臺
液壓技術(shù)需要不斷地發(fā)展、創(chuàng)新，每年需要一批的液壓試驗臺來進行試驗，這也是液壓技術(shù)的一個應用領(lǐng)域。
(6) 游樂設(shè)施
隨著人們生活水平的條，對生活質(zhì)量的要求也越來越高。游樂設(shè)施也已成為人們生活的一部分。而由于液壓技術(shù)本身的優(yōu)點，液壓技術(shù)在游樂設(shè)備上也是不遑多讓。
(7) 武器裝備
現(xiàn)代武器裝備，特別是現(xiàn)代化大型裝備，離不開液壓傳動?，F(xiàn)代武器裝備液壓系統(tǒng)的維修和防護已成為我軍重要研究課題之一，它既是對我軍裝備維修人員的重要考驗，也是提高我軍戰(zhàn)斗力和兵器的壽命的重要保障。特別是電流變、磁流變技術(shù)的興起及應用，更是使液壓技術(shù)在武器裝備上如虎添翼。
3 液壓技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢
基于液壓技術(shù)有如上的的優(yōu)點及問題，未來液壓技術(shù)的定位是：繼續(xù)在工程機械和冶金機械這兩大領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，積極向新興的產(chǎn)業(yè)拓進，液壓技術(shù)與液壓產(chǎn)品的發(fā)展趨勢如下：
(1) 工作介質(zhì)的發(fā)展新方向
水液壓，采用水為工作介質(zhì)，具有無污染、安全、清潔衛(wèi)生等優(yōu)點，符合環(huán)保這一要求。而以水為截止的水壓傳動技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、效率高、經(jīng)濟等優(yōu)點，在眾多領(lǐng)域有著廣泛的應用前景。除此之外，新興的電流變液、磁流變液研究與發(fā)展，將會是液壓技術(shù)的一大創(chuàng)新與改革。磁流變液是一種機敏材料,在外加磁場的作用,液體的粘度發(fā)生很大的變化,具有很大的抗剪切,易于控制并且連續(xù)可控。
(2) 工作效率
泄露問題一直是影響液壓系統(tǒng)工作效率的重要因素之一。可提高加工精度，減少內(nèi)泄漏或采用螺紋插裝閥較少外泄漏。當然，密封件產(chǎn)品的質(zhì)量及密封系統(tǒng)設(shè)計和應用水平提高也是一個重要的研究領(lǐng)域。
(3) 材料方面
液壓元件材質(zhì)的提高將極大推動其質(zhì)量與品種的新發(fā)展，而材料的表面處理，將成為液壓領(lǐng)域新的研究方向。
(4) 傳動方面
由于在小功率的場合采用伺服電機、變頻電機等對液壓構(gòu)成威脅并排擠出局。液壓將在大功率、高壓力及電力不可獲得之處有發(fā)展空，目前在強電方面采用變頻電機與液壓定量泵結(jié)合將是一個可取的方向。
(5) 控制方面
隨著電子、計算機、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，液壓與其結(jié)合發(fā)揮二者的優(yōu)勢是必然趨勢。而目前具有總線功能的液壓產(chǎn)品已經(jīng)形成系列化。相信CAN BUS+I CAN NET將是下一代液壓產(chǎn)品的制高點。
(6) 故障自動檢測系統(tǒng)
隨著液壓技術(shù)的發(fā)展,各種工程機械、礦山機械等廣泛地采用先進的液壓系統(tǒng)進行傳動與控制。而液壓系統(tǒng)內(nèi)部故障檢測較為困難，因此,研究一種基于傳感器、計算機技術(shù)對液壓系統(tǒng)進行實時在線狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷尤為重要。
4 結(jié)語
目前液壓技術(shù)已滲透到很多領(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)。現(xiàn)今，采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。如發(fā)達國家生產(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傳動技術(shù)。雖然液壓技術(shù)有如上的優(yōu)勢，但是存在的問題與面臨的嚴峻挑戰(zhàn)卻也不容忽視。液壓技術(shù)要想進一步的發(fā)展，就必須有自己的定位與發(fā)展趨勢。本文所分析的這些技術(shù)是當前及以后工程機械液壓系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的方向,其要點是把先進的計算機技術(shù)、機械電子技術(shù)、控技術(shù)、通訊技術(shù)、軟件工程等應用于工程機械的液系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)智能化、自動化。
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