液壓技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

摘要:目前我國(guó)的制造業(yè)高速發(fā)展，正經(jīng)歷從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)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(xì)論述了液壓技術(shù)在國(guó)內(nèi)外機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用情況，指出液壓技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中有著重要的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展?jié)摿Γ瑢?duì)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(jī)械制造業(yè)需要。

液壓傳動(dòng)是以流體作為工作介質(zhì)對(duì)能量進(jìn)行傳動(dòng)和控制的一種傳動(dòng)形式。相對(duì)于電力拖動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)而言，液壓傳動(dòng)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(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械，建筑機(jī)械和機(jī)床等設(shè)備上。目前，我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展是比較迅速的，我國(guó)在邁向制造強(qiáng)國(guó)的道路上奮勇前進(jìn)雖然對(duì)于我國(guó)目前的制造業(yè)來(lái)說(shuō)，還存在著一定的困難，但是困難和機(jī)遇并存的狀態(tài)，是我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的良好契機(jī)。未來(lái)的幾年中，我國(guó)的制造業(yè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和人們生活質(zhì)量的提高，都有著不可忽視的作用。本文對(duì)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)中的液壓技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)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(shí)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(duì)于我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)而言，有著非常重要的作用，是一個(gè)十分重要的基礎(chǔ)領(lǐng)域。流體傳動(dòng)與控制技術(shù)的主要代表液壓技術(shù)自上世紀(jì)初面世以來(lái)，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(dòng)我國(guó)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(yīng)用的現(xiàn)狀和前景都是值得關(guān)注的。在機(jī)械制造業(yè)中的液壓技術(shù)的應(yīng)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(biāo)，來(lái)促進(jìn)液壓技術(shù)的發(fā)展和不斷的完善，只有這樣，才能促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)的制造強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，才能促進(jìn)我國(guó)機(jī)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(dòng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 

近代液壓傳動(dòng)技術(shù)是由19 世紀(jì)崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動(dòng)起來(lái)的，最早實(shí)踐成功的液壓傳動(dòng)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(jì)30年代末才用上了液壓傳動(dòng)。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(yīng)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(jì)50年代，隨著世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的不斷增長(zhǎng)，使液壓技術(shù)很快轉(zhuǎn)入民用工業(yè)，在機(jī)械制造、起重運(yùn)輸機(jī)械及各類施工機(jī)械、船舶、航空等領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。20世紀(jì)60年代以來(lái)，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(jī)械，數(shù)控加工中心，冶金自動(dòng)線等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面也都得到了應(yīng)用。

2.1 液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 

目前液壓技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域是工程機(jī)械和冶金機(jī)械等，具體來(lái)說(shuō)，液壓系統(tǒng)在以下領(lǐng)域中 有著廣泛的應(yīng)用[1～3]。 

(1) 工程機(jī)械 

工程機(jī)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(huì)擴(kuò)大。每年為國(guó)產(chǎn)和合資生產(chǎn)的挖掘機(jī)、道路機(jī)械、建設(shè)機(jī)械、樁工機(jī)械、水泥攪拌車等配套所進(jìn)口的液壓件，約達(dá)1.5億美元以上。2010年我國(guó)工程機(jī)械市場(chǎng)需求量如表1所示。

(2) 機(jī)床 

機(jī)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(yīng)用與機(jī)床工件的夾緊、工作臺(tái)的移動(dòng)等場(chǎng)合。隨著制造業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)對(duì)高精、高效、自動(dòng)化機(jī)床，特別是數(shù)控機(jī)床的需求量越來(lái)越大。據(jù)有關(guān)預(yù)計(jì)，到2010年末我國(guó)數(shù)控機(jī)床年需求量超過(guò)5萬(wàn)臺(tái)；機(jī)床總擁有量將由2007年的300多萬(wàn)臺(tái)，增加到接近400萬(wàn)臺(tái)，增長(zhǎng)率達(dá)33%。此外，鍛壓機(jī)械的發(fā)展也對(duì)液壓原件及成套系統(tǒng)提出新的要求。因此，為機(jī)床和鍛壓機(jī)械配套、維修用液壓、氣動(dòng)和密封件的市場(chǎng)需求量也將有很大的增長(zhǎng)。

(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(dòng)變速箱用的液壓控制元件，各種類型的密封件和氣動(dòng)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(jī)械 

據(jù)了解冶金設(shè)備中液壓氣動(dòng)技術(shù)的使用率達(dá) 

6.1%～8.1%，約占設(shè)備總費(fèi)用的10%左右。因此，冶金工業(yè)的改造和發(fā)展為液壓氣動(dòng)密封件產(chǎn)品提供了很大的市場(chǎng)空間。從行業(yè)統(tǒng)計(jì)分析，液壓、氣動(dòng)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(dòng)元件。

(5) 液壓試驗(yàn)臺(tái) 

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(yàn)臺(tái)來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，這也是液壓技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。 

(6) 游樂(lè)設(shè)施 

隨著人們生活水平的條，對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。游樂(lè)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(diǎn)，液壓技術(shù)在游樂(lè)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(kāi)液壓傳動(dòng)?，F(xiàn)代武器裝備液壓系統(tǒng)的維修和防護(hù)已成為我軍重要研究課題之一，它既是對(duì)我軍裝備維修人員的重要考驗(yàn)，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(yīng)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(shì) 

基于液壓技術(shù)有如上的的優(yōu)點(diǎn)及問(wèn)題，未來(lái)液壓技術(shù)的定位是：繼續(xù)在工程機(jī)械和冶金機(jī)械這兩大領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，積極向新興的產(chǎn)業(yè)拓進(jìn)，液壓技術(shù)與液壓產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)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(wú)污染、安全、清潔衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，符合環(huán)保這一要求。而以水為截止的水壓傳動(dòng)技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)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(huì)是液壓技術(shù)的一大創(chuàng)新與改革。磁流變液是一種機(jī)敏材料,在外加磁場(chǎng)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(wèn)題一直是影響液壓系統(tǒng)工作效率的重要因素之一?？商岣呒庸ぞ?，減少內(nèi)泄漏或采用螺紋插裝閥較少外泄漏。當(dāng)然，密封件產(chǎn)品的質(zhì)量及密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用水平提高也是一個(gè)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(dòng)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(dòng)方面 

由于在小功率的場(chǎng)合采用伺服電機(jī)、變頻電機(jī)等對(duì)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(qiáng)電方面采用變頻電機(jī)與液壓定量泵結(jié)合將是一個(gè)可取的方向。 

(5) 控制方面 

隨著電子、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，液壓與其結(jié)合發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì)是必然趨勢(shì)。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(diǎn)。

(6) 故障自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 

隨著液壓技術(shù)的發(fā)展,各種工程機(jī)械、礦山機(jī)械等廣泛地采用先進(jìn)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行傳動(dòng)與控制。而液壓系統(tǒng)內(nèi)部故障檢測(cè)較為困難，因此,研究一種基于傳感器、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷尤為重要。 

4  結(jié)語(yǔ) 

目前液壓技術(shù)已滲透到很多領(lǐng)域，在民用工業(yè)、在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)林機(jī)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(dòng)、控制和檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)?，F(xiàn)今，采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。如發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)技術(shù)。雖然液壓技術(shù)有如上的優(yōu)勢(shì)，但是存在的問(wèn)題與面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)卻也不容忽視。液壓技術(shù)要想進(jìn)一步的發(fā)展，就必須有自己的定位與發(fā)展趨勢(shì)。本文所分析的這些技術(shù)是當(dāng)前及以后工程機(jī)械液壓系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的方向,其要點(diǎn)是把先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械電子技術(shù)、控技術(shù)、通訊技術(shù)、軟件工程等應(yīng)用于工程機(jī)械的液系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化。

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