你真的了解“液壓”嗎？

液壓是機(jī)械行業(yè)、機(jī)電行業(yè)的一個名詞。液壓可以用動力傳動方式[1]，成為液壓傳動。液壓也可用作控制方式[2]，稱為液壓控制。

液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)，利用液體的壓力能來傳遞動力。[1]

液壓控制是以有壓力液體作為控制信號傳遞方式的控制[2]。用液壓技術(shù)構(gòu)成的控制系統(tǒng)稱為液壓控制系統(tǒng)。液壓控制通常包括液壓開環(huán)控制和液壓閉環(huán)控制。液壓閉環(huán)控制也就是液壓伺服控制，它構(gòu)成液壓伺服系統(tǒng)，通常包括電氣液壓伺服系統(tǒng)（電液伺服系統(tǒng))和機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)(機(jī)液伺服系統(tǒng)，或機(jī)液伺服機(jī)構(gòu))等[2]。

一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即能源裝置、執(zhí)行裝置、控制調(diào)節(jié)裝置、輔助裝置、液體介質(zhì)。

一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和工作介質(zhì)。

液壓由于其傳遞動力大，易于傳遞及配置等特點，在工業(yè)、民用行業(yè)應(yīng)用廣泛。

液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件（液壓缸和液壓馬達(dá)）的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而獲得需要的直線往復(fù)運動或回轉(zhuǎn)運動。

液壓系統(tǒng)的能源裝置（液壓泵）的作用是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。

液壓系統(tǒng)組成

動力元件的作用是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。動力元件指液壓系統(tǒng)中的液壓泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵。

執(zhí)行元件的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動負(fù)載作直線往復(fù)運動或回轉(zhuǎn)運動。執(zhí)行元件有液壓缸和液壓馬達(dá)。

控制元件（即各種液壓閥）在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。

根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥（安全閥）、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

輔助元件包括蓄能器、過濾器、冷卻器、加熱器、油管、管接頭、油箱、壓力計、流量計、密封裝置等，它們起連接、儲油、過濾和測量油液壓力等輔助作用，可參考《液壓傳動》《液壓系統(tǒng)設(shè)計叢書》。

工作介質(zhì)是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。液壓系統(tǒng)就是通過其實現(xiàn)運動和動力傳遞的。

液壓元件可分為動力元件和控制元件以及執(zhí)行元件三大類。盡管都是液壓元件，它們的自身功能和安裝使用的技術(shù)要求也不盡相同，現(xiàn)分別介紹如下：

動力元件：指的是各種液壓泵，齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵。

1、齒輪油泵和串聯(lián)泵（包括外嚙合與內(nèi)嚙合）兩種結(jié)構(gòu)型式。

2、葉片油泵（包括單級泵、變量泵、雙級泵、雙聯(lián)泵）。

3、柱塞油泵，又分為軸向柱塞油泵和徑向柱塞油泵，軸向柱塞泵有定量泵、變量泵、（變量泵又分為手動變量與壓力補(bǔ)償變量、伺服變量等多種）從結(jié)構(gòu)上又分為端面配油和閥式配油兩種配油方式，而徑向柱塞泵的配油型式，基本上為閥式配油。）；

執(zhí)行元件：液壓缸和液壓馬達(dá)，液壓缸有活塞液壓缸、柱塞液壓缸、擺動液壓缸、組合液壓虹；液壓馬達(dá)有齒輪式液壓馬達(dá)、葉片液壓馬達(dá)、柱塞液壓馬達(dá)；

控制元件：方向控制閥、單向閥、換向閥；

壓力控制閥：溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；

流量控制閥：節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥；

輔助元件：除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、管件[主要包括：各種管接頭（擴(kuò)口式、焊接式、卡套式，sae法蘭）、管總成、測壓接頭、管夾等)及油箱等，它們同樣十分重要。

優(yōu)點

與機(jī)械傳動、電氣傳動相比，液壓傳動具有以下優(yōu)點：

1、液壓傳動的各種元件，可以根據(jù)需要方便、靈活地來布置。

2、重量輕、體積小、運動慣性小、反應(yīng)速度快[2]。

3、操縱控制方便，可實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá)2000:1）

4、可自動實現(xiàn)過載保護(hù)。

5、一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對運動面可自行潤滑，使用壽命長。

6、很容易實現(xiàn)直線運動。

7、很容易實現(xiàn)機(jī)器的自動化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實現(xiàn)更高程度的自動控制過程，而且可以實現(xiàn)遙控。

缺點

1、由于流體流動的阻力和泄露較大，所以效率較低。如果處理不當(dāng)，泄露不僅污染場地，而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。

2、由于工作性能易受到溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。

3、液壓元件的制造精度要求較高，因而價格較貴。

4、由于液體介質(zhì)的泄露及可壓縮性影響，不能得到嚴(yán)格的傳動比。

5、液壓傳動出故障時不易找出原因；使用和維修要求有較高的技術(shù)水平。

原理

它是由兩個大小不同的液缸組成的，在液缸里充滿水或油。充水的叫“水壓機(jī)”；充油的稱“油壓機(jī)”。兩個液缸里各有一個可以滑動的活塞，如果在小活塞上加一定值的壓力，根據(jù)帕斯卡定律，小活塞將這一壓力通過液體的壓力傳遞給大活塞，將大活塞頂上去。設(shè)小活塞的橫截面積是S1，加在小活塞上的向下的壓力是F1。于是，小活塞對液體的壓強(qiáng)為P=F1/SI，能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞”。大活塞所受到的壓強(qiáng)必然也等于P。若大活塞的橫截面積是S2,壓強(qiáng)P在大活塞上所產(chǎn)生的向上的壓力F2=PxS2,截面積是小活塞橫截面積的倍數(shù)。從上式知，在小活塞上加一較小的力，則在大活塞上會得到很大的力，為此用液壓機(jī)來壓制膠合板、榨油、提取重物、鍛壓鋼材等[1]。

液壓原理在一定的機(jī)械、電子系統(tǒng)內(nèi)，依靠液體介質(zhì)的靜壓力，完成能量的積壓、傳遞、放大，實現(xiàn)機(jī)械功能的輕巧化、科學(xué)化、最大化。

利用液壓原理，可以構(gòu)建液壓傳動系統(tǒng)，也可以構(gòu)建液壓控制系統(tǒng)。

清洗

對于小型潤滑系統(tǒng)，可利用和設(shè)備規(guī)定的液壓油相同的油品進(jìn)行清洗工作。清洗過后的油不再符合潤滑的要求，而且包含雜質(zhì)太多，清洗完畢后必須徹底排除。經(jīng)清洗后的潤滑系統(tǒng)再加入規(guī)定的液壓油。

有些液壓設(shè)備維修后，用金屬清洗劑或肥皂水清洗系統(tǒng)，再加液壓油進(jìn)行試機(jī)，發(fā)現(xiàn)泡沫大，油壓不穩(wěn)，認(rèn)為該品牌的液壓油質(zhì)量差，把油排凈后換另一品牌的油工作正常，就斷定前一油差后一油好，其實這是冤案，前油替后油“受了過”，由于系統(tǒng)中殘存的金屬清洗劑中的表面活性劑組分污染了前油而使其抗泡性變差，使設(shè)備工作異常，前油排凈時也同時把系統(tǒng)沖刷干凈，后油也就正常了，類似情況經(jīng)常發(fā)生。濾油就用油性濾紙，幾塊錢一張，將近半平方米。省事點就用汽車機(jī)油濾清器改裝。做或買一個夠大的油箱，側(cè)面下部裝濾紙或濾清器，箱上部裝個氣嘴接頭，接上氣泵加壓，就能濾了。其他部分可以自己想了。

液壓系統(tǒng)主要有以下缺點：

1、發(fā)熱由于傳力介質(zhì)（液壓油）在流動過程中存在各部位流速的不同，導(dǎo)致液體內(nèi)部存在一定的內(nèi)摩擦，同時液體和管路內(nèi)壁之間也存在摩擦，這些都是導(dǎo)致液壓油溫度升高的原因。溫度升高將導(dǎo)致內(nèi)外泄漏增大，降低其機(jī)械效率。同時由于較高的溫度，液壓油會發(fā)生膨脹，導(dǎo)致壓縮性增大，使控制動作無法很好的傳遞。解決辦法：發(fā)熱是液壓系統(tǒng)的固有特征，無法根除只能盡量減輕。使用質(zhì)量好的液壓油、液壓管路的布置中應(yīng)盡量避免彎頭的出現(xiàn)、使用高質(zhì)量的管路以及管接頭、液壓閥等。

2、振動液壓系統(tǒng)的振動也是其痼疾之一。由于液壓油在管路中的高速流動而產(chǎn)生的沖擊以及控制閥打開關(guān)閉過程中產(chǎn)生的沖擊都是系統(tǒng)發(fā)生振動的原因。強(qiáng)的振動會導(dǎo)致系統(tǒng)控制動作發(fā)生錯誤，也會使系統(tǒng)中一些較為精密的儀器發(fā)生錯誤，導(dǎo)致系統(tǒng)故障。解決辦法：液壓管路應(yīng)盡量固定，避免出現(xiàn)急彎。避免頻繁改變液流方向，無法避免時應(yīng)做好減振措施。整個液壓系統(tǒng)應(yīng)有良好的減振措施，同時還要避免外來振源對系統(tǒng)的影響。

3、泄漏液壓系統(tǒng)的泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏。內(nèi)泄漏指泄漏過程發(fā)生在系統(tǒng)內(nèi)部，例如液壓缸活塞兩邊的泄漏、控制閥閥芯與閥體之間的泄漏等。內(nèi)泄漏雖然不會產(chǎn)生液壓油的損失，但是由于發(fā)生泄漏，既定的控制動作可能會受到影響，直至引起系統(tǒng)故障。外泄漏是指發(fā)生在系統(tǒng)和外部環(huán)境之間的泄漏。液壓油直接泄漏到環(huán)境中，除了會影響系統(tǒng)的工作環(huán)境外，還會導(dǎo)致系統(tǒng)壓力不夠引發(fā)故障。泄漏到環(huán)境中的液壓油還有發(fā)生火災(zāi)的危險。

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