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仿真技术在液压控制方面的应用与发展

仿真技术在液压控制方面的应用与发展

仿真技术作为液压系统或元件设计阶段的必

要手段,已被业界广泛认识。液压仿真技术,从诞生到今天,已经有30 多年的历史。国外早在1973年,第一个直接面向液压技术领域的专用液压仿真软件HYDSIM程序研制成功。它是由美国俄克拉何马州立大学推出的。到现在为止,对液压元件和系统利用计算机进行仿真的研究已有30多年的历史,随着流体力学,现代控制理论,算法理论,可靠性理论等相关学科的发展,特别是计算机技术的突飞猛进,液压仿真技术也日益成熟,越来越成为液压系统设计人员的有力工具。

一、仿真技术在液压领域的应用

一个比较完善的液压系统不仅应有良好的静

态性能,而且还应具有良好的动态性能。这是因为系统中执行元件的速度﹑动作和方向以

及外载荷经常在不断变化,如果系统的动态特性不灵敏,则反馈信号就无法被系统很快执

行,造成系统灵敏死区、动作死区等,这样被加工出来的零件精度就会降低。

以前人们在研究和设计时,常常凭借设计者的知识和经验用真实的元部件构成一个动态系统,然后在这个系统上进行实验,研究结构参数对系统动态特性的影响。用这种方法进行参数调节比较困难,要花费大量的人力、物力和时间,而且一次性成功的把握很小。这就要求人们利用其它方法对元件进行设计与试验。计算机仿真技术不仅可以在设计中预测系统性能,减少设计时间,还可以通过仿真对于所设计的系统进行整体分析和评估,从而达到优化系统、缩短设计周期和提高系统稳定性的目的。

仿真技术在液压领域的应用主要包括:

1.通过理论推导建立已有液压元件或系统的数学模型,用实验结果与仿真结果进行比较,验证数学模型的准确度,并把这个数学模型作为今后改进和设计类似元件或系统的仿真依

据。

2.通过建立数学模型和仿真实验,确定已有系统参数的调整范围,从而缩短系统的调试时间,提高效率。

3.通过仿真实验研究测试新设计的元件各结构参数对系统动态特性的影响,确定参数的最佳匹配,提供实际设计所需的数据。

4.通过仿真实验验证新设计方案的可行性及结构参数对系统动态性能的影响,从而确定最佳控制方案和最佳结构。

二、液压建模与仿真的方法

仿真技术的三个主要组成部分是数学建模、模型解算和仿真结果分析。液压仿真一般采用这样三种方法:

第一种方法是自行编程仿真,对于较为简单的系统,而仿真者具有较好的建模能力和一定编

程能力,则自行编程进行仿真,早在五十年代, Hanpun (1953) 和Nightingale (1957) 就分别作了液压伺服系统动态性能分析, 那时采

用的是传递函数法, 一般只分析系统的稳定

性及频率响应, 这是一种理论成熟、简单实用的方法, 直到现在, 仍被广泛采用。但这种方法只能用在单输入-单输出的线性定常系统中, 不足以描述系统内部的各变量的特征, 也不易处理液压系统中普遍存在的非线性问题。所以这种方法在研究机构中的研究人员与研究生用得较多;

第二种方法是数学模型由用户自行建立,选用一些通用的算法系统进行仿真,如常用的MATLAB/SIMULINK 软件,它提供了许多数学模型解算工具,更值得一提的是这类软件还提供较好的仿真结果后处理功能。该方法越来越多地为研究人员所使用;

第三种方法是选用专用的液压仿真软件进行仿真,这类专用软件一般提供建模工具,用户只要根据要求用原理图等方式输入仿真用数

据,专用软件便可自动建立数学模型,并进行仿真计算输出仿真结果。

依据建模方法的不同, 这些软件主要可分为

两种, 即用状态方程方法建模的仿真软件和

用键合图方法建模的仿真软件。绝大多数液压仿真软件采用状态方程方法建模。如美国麦道飞机公司(McDonnell Douglas Aircraft Company)率先开发的用以预测液压元件和系统工作性能的AFSS (Advanced Fluid System Simulation)仿真软件包, 使液压设计从经验

估计提高到定量分析的水平。

键合图是由美国的H. M. Paynter 于六十年代初发明的, 它以图形方式来表达系统中各元

件间的相互关系, 能反映元件间的负载效应

及系统中的功率流动情况, 可用来描述液压

回路的动态特性, 是研究液压动力系统的有

力工具。目前已开发出了几种采用键合图方法建模的液压仿真软件, 如美国在80年代末开发的面向键合图的动力系统通用仿真程序ENPORT , 已在一定的范围获得应用。但该程

序需要在大容量、大型计算机上运行, 并且对于非线性系统的解析存在着若干限制, 从而

影响了该软件的推广。由于对于绝大多数用户来说从键合图出发的起点过高, 而一个较好

的液压系统仿真软件包需要具有开放性和可扩充性, 因此从长远考虑用状态方程方法建

模更有生命力。

但是不论是基于何种原理的仿真软件,纵观近几年液压仿真技术的发展,现代液压仿真软件一般都具有如下功能:

(1)广泛的基本液压元件模型及灵活的组装:只有广泛的基本液压元件模型才能够适应各种仿真要求,但无论基本模型库多么包罗万象,也不可能包含用户对元件模型的全部要求。自定义元件模型应该可以用软件自带的元件模块组装。

(2)支持多领域建模仿真:在现代实际的工程应用设计中,几乎很少有纯粹的液压系统存在。液压系统通常仅仅是作为整个系统的一部分,

即使元件也可能包括机械和电子器件,这就要求仿真时可以加入其他领域的模型,最常见的如DSH 中加入电子和机械方面的仿真模型,而Amesim带有液压、机械、控制、信号、热力学、气动等多种模型库。

(3)数据库技术应用和技术文档生成功能:一个仿真系统最主要的技术文档是系统的原理图,其他还包括元件的微分和代数方程的数学模型描述、参数、仿真结果、其他产品信息等。实现这一功能的手段开始采用复杂的数据库技术,而不是以传统的难以管理的文件系统形式。以瑞典某大学的液压仿真软件Hopsan 为例,其使用数据库管理的仿真环境示意图如图1 所示。

图 1 数据库管理的仿真环境示意图

图1中,Dynmoc 用以生成元件模型和系统连接的Fortran 程序,而数据库,仿真程序和数学运算软件Mathmathic 之间采用了Java 接口。Amos模型数据库对数据进行集中管理,实现数据共享,保证数据的一致性和安全性以及用户操作的独立性,迅速准确地实现数据查询和通信。

(4)图形化操作界面:目前,几乎所有知名的液压仿真软件都支持图形化操作界面,从而使仿真技术能够更广泛地用于工程实际、更大范围的商品化。元件模型在软件中用图标表示,元

件型号和元件参数通过操作液压原理图直接选取,软件通过各自的识别技术、回路的拓扑信息及组成元件的模型,由计算机自动生成回路的仿真描述文件或程序。

(5)支持实时仿真及提供与通用软件相匹配的接口,当前的液压仿真软件的积分运算器都包含了可变步长的功能,加上硬件速度的飞速提高,仿真速度大大提高,实现实时仿真已不是那么困难,而实时仿真使仿真人员在计算机屏幕上“实时”地看到系统的动作,使仿真计更直观、更具说服力。在软件的接口方面,MATLAB/SIMULINK 已经成为所有液压仿真软件的通用接口,一些有合作关系的公司和大学研究机构也相互提供了接口。

综合考虑,由于液压仿真软件对用户最为“友好”,因此应用面最为广泛。

三、液压仿真技术存在的主要问题

(1)系统建模不易

对液压系统进行建模的首要任务就是建立数学模型,最困难的就是进行建模,然后才可能进行计算机研究,建模是一件相当复杂的工作。目前大多数采用状态方程建模,但也有一些软件采用传递函数或键合图进行建模。这些对于一般的液压工作者来说存在着难度。传统的定量仿真技术首先要建立精确的数学模型,将对象系统的结构和功能表示成为以微分方程为主的一系列数学方程,通过解方程组之类的数学途径,导出基于函数解或是数值解的系统行为描述后才可能进行计算机仿真。但在实际系统太复杂或是知识积累不够的情况下,根本不可能构造出系统的精确定量模型。

这一方面,利用相似系统这一概念,液压系统这样的非电系统可以通过系列的转换化为相似的电路系统。首先使用电路元件的符号可以把复杂的液压系统职能符号变成便于阅读和分析系统特性的电路图。其次,利用各种成熟的电路理论技术,例如阻抗概念和各种网络理论(如网络的拓扑分析法),可以有效地用于

实际液压系统地分析。再次,电路元件更换方便,数值容易改变,测量电流和电压都比较方便。非常重要地一点是,各种近代电路理论,如网络方程,图论,分裂法等,在近二三十年都得到了长足地发展,在计算机辅助分析和设计领域都得到了成功应用。因此借鉴已有经验,可以将液压回路(或是液压单元)和液压系统转换维结构和特性类似的电回路和电系统来研究。

(2)系统仿真的精度和可靠性不高

由于液压仿真软件和仿真技术等方面的原因,仿真结果的精度不是很高。如果建模的原理和方法不正确、模型简化、对模型原始数据的选取存在偏差和计算机性能的影响都会降低仿真结果的精度。

(3)仿真模型库不完善

在大多数的液压系统仿真系统中,一般将仿真元件简单分为液压泵,液压马达,液压阀,液

压缸和液压辅件等五类。然而据此建立的模型库都是标准元件,而在实际液压系统中还存在许多元件是模型库中没有的,因此需要另外编入。

(4)液压软件的通用性不好

许多仿真软件是某一专门领域的,对液压系统中的元件和仿真参数都有严格的要求,因此使用不同的仿真软件对同一系统也需要编写不同的仿真程序,即这些软件的移植性和其他软件的接口性不好。

四、液压仿真技术的发展方向

今后液压仿真技术的发展方向主要有:

1.深入研究系统的建模和算法:模型是仿真的基础,建立正确的模型,能更深入、更真实反映系统的主要特征。因此应大力发展建模技术,力求为系统设计和分析提供准确的依据,使系统工作能更真实反映实际情况。同时,液

压仿真软件的实际应用平台开始转向微机,这就对单机算法的改进提出了要求。

2.最优化设计的研究:仿真软件的优化设计包括结构设计的最优化、参数最优化及性价比的最优化。用现代控制理论和人工智能专家库设计系统结构,并确定系统参数,缩短设计周期,达到最优的效果。

3.实时仿真技术的研究:为了使仿真计算更直观、更具说服力,常常采用实时仿真。所谓实时仿真,包含两层含义:一是仿真结果的表达采用动画技术,二是在计算机屏幕上能”实时”地看到系统的动作。实时仿真对数据处理速度提出较高的要求,并通常需要一个三维实体造型器的支持。

4.并行仿真技术的研究:由于数学模型因考虑多种因素而变得越来越复杂,而仿真结果的输出则希望越来越快,因此,仿真方法对数据处理速度提出很高的要求。多计算机或多CPU同时对同一问题进行仿真计算,是解决大量数据

计算的有效途径,因而并行仿真方法应运而生。并行仿真环境可以借助计算机网络系统。

5.仿真软件与实际物理系统的连接:以实际的物理部件作为仿真模型的一部分,使仿真过程更加灵活、更有可信度。目前在国防工业的武器研制中大量使用了半实物仿真系统,而在液压领域才刚刚起步。主要的困难在于接口,因为额外的传感器不仅增加了费用,也引入了误差,使系统更加复杂。

6.进行多媒体技术与面向对象技术的研究:多媒体技术特别是多媒体动画技术可以动态直观地表示液压传动内容,而用面向对象的方法取代传统模块式的液压仿真软件设计,它根据组成系统的对象及其相互作用关系来构造仿真模型,弥补了模型与实际系统之间的差距,从而可以使系统的运作通过对象之间的接口和消息传递实现,简化仿真系统的复杂性,增强了仿真研究的直观性和易理解性。另外,通过该仿真技术可以很容易实现和计算机图形学、管理决策等学科的结合,从而建立一个基

于面向对象技术的仿真模型可视化输入环境

7.半物理仿真的研究:半物理仿真的特征是仿真模型中包含物理模型。当一些系统部件和现象难于建模,或在某些特殊要求下,系统的某些部分或其相似系统成为仿真模型的一部分,从而使仿真结果更具说服力。半物理仿真中要解决的关键问题是处理好仿真模型中数学部分与物理部分的衔接。

未来液压与气动技术的发展趋势

未来液压与气动技术的发展趋势 摘要:本文对液压与气动技术的当前现状作了说明,积极主动提倡自主创新,发挥中国液压与气动行业的优势如何抓住液压与气动技术发展趋势等问题提出的一些方法和建议。 一液压技术 前言: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发展,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、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)方向发展,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,以满足未来发展的需要 1液压技术渗透到很多领域,不断在民用工业、在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展,而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。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。如发达国家生产的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。天津特精液压股份有限公司的三种齿轮泵,具有结构新颖、体积小、耐高压、噪声低、性能指标先进等特点。榆次液压件有限公司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、宁波永华公司的超高压软管总成、无锡气动技术研究所有限公司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。它的发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,也是完成重大工程项目、重大技术装备的基本保证,更是机电产品和重大工程项目和装备可靠性的保证。所以说液压传动产品的发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发展基础产品。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 2但目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。而大部分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

自动控制现代控制与智能控制的关系

自动控制、现代控制与智能控制的关系 一、基本区别 控制理论发展至今已有100多年的历史,经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段,已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。智能控制理论的研究和应用是现代控制理论在深度和广度上的拓展。20世纪80年代以来,信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透,也推动了控制科学与工程研究的不断深入,控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。 自动控制理论中建立在频率响应法和根轨迹法基础上的一个分支。经典控制理论的研究对象是单输入、单输出的自动控制系统,特别是线性定常系统。经典控制理论的特点是以输入输出特性(主要是传递函数)为系统数学模型,采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法,分析系统性能和设计控制装置。经典控制理论的数学基础是拉普拉斯变换,占主导地位的分析和综合方法是频率域方法。建立在状态空间法基础上的一种控制理论,是自动控制理论的一个主要组成部分。 在现代控制理论中,对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的,基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多,包括线性系统和非线性系统,定常系统和时变系统,单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。 智能控制(intelligent controls)在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。 二、华山论剑:自动控制的机遇与挑战 传统控制理论在应用中面临的难题包括:(1)传统控制系统的设计与分析是建立在已知系统精确数学模型的基础上,而实际系统由于存在复杂性、非线性、时变性、不确定性和不完全性等,一般无法获得精确的数学模型;(2)研究这类系统时,必须提出并遵循一些比较苛刻的假设,而这些假设在应用中往往与实际不相吻合;(3)对于某些复杂的和包含不确定性的对象,根本无法用传统数学模型来表示,即无法解决建模问题;(4)为了提高性能,传统控制系统可能变得很复杂,从而增加了设备的初始投资和维修费用,降低了系统的可靠性。 为了讨论和研究自动控制面临的挑战,早在1986年9月,美国国家科学基金会(NSF)及电气与电子工程师学会(1EEE)的控制系统学会在加利福尼亚州桑克拉拉大学(University of Santa Clare)联合组织了一次名为“对控制的挑战”的专题报告会。有50多位知名的自动控制专家出席了这一会议。他们讨论和确认了每个挑战。根据与会自动控制专家的集体意见,他们发表了《对控制的挑战——集体的观点》,洋洋数万言,简直成为这一挑战的宣言书。 到底为什么自动控制会面临这一挑战,还面临哪些挑战,以及在哪些研究领域存在挑战呢? 在自动控制发展的现阶段,存在一些至关重要的挑战是基于下列原因的:(1)科学技术

最新液压传动技术发展现状与前景展望

液压传动技术发展现状与前景展望 摘要:对液压传动技术及其优缺点进行描述;将其发展现状、工业应用情况作了一个简要的总结归纳;并根据其自身的特点对其发展趋势在液压现场总线技术、自动化控制软件技术、纯水液压传动、电液集成块等四方面做了合理的展望。关键词:液压传动;工业应用;发展趋势 1 液压传动的定义及其地位 液压传动是以流体(液压油液)为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。它们通过各种元件组成不同功能的基本回路,再由若干基本回路有机地组合成具有一定控制功能的传动系统[1]。液压传动,是机械设备中发展速度最快的技术之一,特别是近年来,随着机电一体化技术的发展,与微电子、计算机技术相结合,液压传动进入了一个新的发展阶段[2]。 2 液压传动的发展简史 液压传动是根据17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术,1795 年英国约瑟夫?布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905 年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920 年以后,发展更为迅速。1925 液压元件大约在19 世纪末20 世纪初的20 年间,才开始进入正规的工业生产阶段[2]。年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展[3]。第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20 多年。在1955 年前后, 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界领先地位。液压技术主要是由武器装备对高质量控制装置的需要而发展起来的。随着控制理论的出现和控制系统的发展,液压技术与电子技术的结合日臻完善,电液控制系统具有高响应、高精度、高功率-质量比和大功率的特点,从而广泛运用于武器和各工业部门及技术领域[4]。 3 液压传动的优缺点 3.1 与机械传动、电气传动相比,液压传动具有以下优点 1.液压传动的各种元件,可以根据需要方便、灵活地来布置。 2.重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。 3.操纵控制方便,可实现大范围的无级调速(调速范围达2000:1)。 4.可自动实现过载保护。

液压技术在生活生产中应用

生活中的液压设备 随着科技的发展液压设备在生活中普遍存在,液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。世界液压元件的总销售额为350亿美元。据统计,世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%~3.5%,而我国只占1%左右,这充分说明我国液压技术使用率较低,努力扩大其应用领域,将有广阔的发展前景。液压气动技术具有独特的优点,如:液压技术具有功率重量比大,体积小,频响高,压力、流量可控性好,可柔性传送动力,易实现直线运动等优点;气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点,并易与微电子、电气技术相结合,形成自动控制系统。因此,液压气动技术广泛用于国民经济各部门。但是近年来,液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争,如:数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此,必须努力发挥液压气动技术的优点,克服缺点,注意和电子技术相结合,不断扩大应用领域,同时降低能耗,提高效率,适应环保需求,提高可靠性,这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标,也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。 生活中我们用到的多种液压机械,最常见的事工程机械,如挖掘机,凿岩机,推土机及工程车辆,还有工业机械如液压机等 挖掘机的型号有多种,更有适用于多种地形的实用机械,工程机械手,更是为生活工程提供了方便

生活中还有很多的液压设备,在地震救援中使用过的液压手动泵液压扳手,还有像液压油缸,液压破碎机,液压绞车,液压钢筋钳,等设备不仅提高了工作效率,而且节省了劳动力 下面我着重介绍一下液压分裂机: 常规的机械破碎方法,如风镐、破碎锤等,通过外力的作用来破坏物体的结构,但通常需要被破碎的物体抗压强度很高。液压分裂机利用脆性材料的抗拉强度低的特性,运用楔块组的力学原理及液压机理开发出来的,首先在被分裂的物体上钻一些特定直径和深度的孔,将分裂机的楔块组插入钻好的孔中,液压动力站产生高压液压油,通过分裂机的液压缸,驱动楔块组中的中间楔块向前驶出,并将两个反向楔块向两边撑开,从而产生巨大分裂力,将物体内部结构破坏掉液压工程矿山分裂机分裂力大,体积小,重量轻,操作方便,工作时无振动、无噪音无粉尘。 液压分裂机由液压压力站,压力分裂机和高低压液压连接管,液压压力站主要由动力源,液压泵,限压阀,液压油箱等部分组成压力分裂机主要有控制阀,液压缸,楔块缸构成,液压缸是由优质不锈钢制成,就有很高的饿抗压强度和耐磨性能 高低压液压连接管,用于连接分裂机和液压动力站,加上分配器可将多个分裂枪与一套动力系统相连起来,而快速接头可以再说秒钟内将整个系统连接完毕并开始工作,或拆开以便于运输。

中国液压技术的发展趋势

中国液压技术的发展趋势 前言 液压技术是实现现代传动与控制的关键技术之一,与其他传动相比,液压传动具有结构紧凑、反应灵敏、易实现操作自动化等特点。液压油是液压技术的一个重要组成部分,在液压系统中它起着能量传递、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用。随着液压系统的技术发展,精密元件的应用越来越广泛,如电液伺服阀、精密过滤器等,对液压油质量要求逐渐提高。要求液压油应具有优良的粘温性能、抗磨性能,与相关材料的适应性、过滤性,特别是热稳定性及氧化安定性要好,确保液压油在使用过程中有很好的清洁度,以满足日益更新的液压系统用油要求。 1、液压油现状 我国从60年代开始研制液压油,70年代研制成功HL抗氧防锈液压油和HG 液压导轨油,80年代研制生产出HM抗磨液压油、HV、HS低温液压油及抗燃液压油,为各种液压设备提供了适宜的液压油。90年代研制成功了产品质量符合DenisonHF-0规格的高压抗磨液压油(叶片泵17.5MPa,柱塞泵34.5MPa),目前我国的液压油品种较为齐全,但与国外各大石油公司相比还有一定差距, 主要表现在国内油品生产厂家几乎没有清净液压油和绿色液压油产品上市。液压油大体上可分为抗磨液压油、抗燃液压油、清净液压油、绿色液压油(可生物降解液压油)等品种,其中使用量最大的为抗磨液压油,全国年产约25万t。 1.1、抗磨液压油 国外各大石油及化学公司均有各种类型不同牌号的抗磨液压油系列产品出

售,年产约为1000万t。有代表性的、被用户普遍接受的抗磨液压油规格有:美国的VickersI-286-S、M-2950-S规格和CincinnatiMilacronP-68、P-69、P-70规格;前联邦德国的DIN51524(II)规格。VickersI-286-S规格主要强调35VQ-25叶片泵试验;M-2950-S规格主要强调V104C叶片泵试验;Cincinnati MilacronP-68、P-69、P70规格主要强调油品的热稳定性和对金属材料的适应性;DIN51524(II)规格主要强调油品的负载能力,即运动金属部件表面接触的润滑剂可承受的最大负荷,该规格油品主要适用于欧洲市场。 1994年我国颁布GB11118.1-94液压油标准,该标准所属产品包括HL、HM、HV、HS和HG5个品种。与国际代表性的几个标准相比较,具有品种齐全、性能要求全面、综合性强、能与国际标准接轨的特点。HL是通用机床使用的抗氧防锈液压油;HM为抗磨液压油,抗磨性能突出,应通过FZG齿轮试验机、V104C叶片泵台架试验;HV与HS属低温液压油寒区冬季使用;HG为液压导轨油,要求有适宜的动-静摩擦系数和防爬滑能力。 抗磨液压油的技术关键是有较好的价格性能比和研制具有市场竞争力的复合剂,国外总剂量从早期的1.5%左右降到目前的0.6%,国内目前最好水平为0.8%左右。说明还有一定的差距。 抗磨液压油添加剂配方类型可分为两种,一种为以ZDDP(二烷基二硫代磷酸锌)为主剂的锌型配方体系,另一种为无灰配方体系。由于ZDDP中的锌对青铜部件有腐蚀作用,而柱塞泵内又有青铜部件,锌型配方的液压油在柱塞泵上的应用受到限制,因此开发出了无灰配方。目前,两种配方平衡发展,国内大部分生产厂家均生产HL、HM、HV等产品。

智能控制技术现状与发展

摘要:在此我综述智能控制技术的现状及发展,首先简述智能控制的性能特点及主要方法;然后介绍智能控制在各行各业中的应用现状;接着论述智能控制的发展。智能控制技术的主要方法,介绍了智能控制在各行各业中的应用。随着信息技术的发展,许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,这对自动控制技术提出犷新的挑战,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。 关键词:智能控制应用自动化 浅谈智能控制技术现状及发展 在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。对许多复杂的系统,难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析,而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。定量方法与定性方法相结合的目的是,要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。因此,在研究和设计智能系统时,主要注意力不放在数学公式的表达、计算和处理方面,而是放在对任务和现实模型的描述、符号和环境的识别以及知识库和推理机的开发上,即智能控制的关键问题不是设计常规控制器,而是研制智能机器的模型。此外,智能控制的核心在高层控制,即组织控制。高层控制是对实际环境或过程进行组织、决策和规划,以实现问题求解。为了完成这些任务,需要采用符号信息处理、启发式程序设计、知识表示、自动推理和决策等有关技术。这些问题求解过程与人脑的思维过程有一定的相似性,即具有一定程度的“智能”。 一、智能控制的性能特点及主要方法 1.1根据智能控制的基本控制对象的开放性,复杂性,不确定性的特点,一个理想的智能控制系统具有如下性能: (1)系统对一个未知环境提供的信息进行识别、记忆、学习,并利用 积累的经验进一步改善自身性能的能力,即在经历某种变化后,变化后的

(发展战略)液压技术国内外发展方向最全版

(发展战略)液压技术国内 外发展方向

液压技术国内外发展趋势 液压技术发展趋势 液压技术是实现现代化传动和控制的关键技术之壹,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。世界液压元件的总销售额为350亿美元。据统计,世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%~3.5%,而我国只占1%左右,这充分说明我国液压技术使用率较低,努力扩大其应用领域,将有广阔的发展前景。液压气动技术具有独特的优点,如:液压技术具有功率重量比大,体积小,频响高,压力、流量可控性好,可柔性传送动力,易实现直线运动等优点;气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点,且易和微电子、电气技术相结合,形成自动控制系统。因此,液压气动技术广泛用于国民经济各部门。可是近年来,液压气动技术面临和机械传动和电气传动的竞争,如:数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此,必须努力发挥液压气动技术的优点,克服缺点,注意和电子技术相结合,不断扩大应用领域,同时降低能耗,提高效率,适应环保需求,提高可靠性,这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标,也是液压气动产品参和市场竞争是否取 胜的关键。 液压产品技术发展趋势 由于液压技术广泛应用了高科技成果,如:自控技术、计算机技术、微电子技术、可靠性及新工艺新材料等,使传统技术有了新的发展,也使产品的质量、水平有壹定的提高。尽管如此,走向21世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破,应当主要靠现有技术的改进和扩展,不断扩大其应用领域以满足未来的要求。其主要 的发展趋势将集中在以下几个方面。 减少损耗,充分利用能量 液压技术在将机械能转换成压力能及反转换过程中,总存在能量损耗。为减少能量的损失,必须解决下面几个问题:减少元件和系统的内部压力损失,以减少功率损失;减少或消除系统的节流损失,尽量减少非安全需要的溢流量;采用静压技术和新型密封材料,减少摩擦损失;改善液压系统性能,采用负荷传感系统、二 次调节系统和采用蓄能器回路。 泄漏控制 泄漏控制包括:防止液体泄漏到外部造成环境污染和外部环境对系统的侵害俩个方面。今后,将发展无泄漏元件和系统,如发展集成化和复合化的元件和系统,实现无管连接,研制新型密封和无泄漏管接头,电机油泵组合装置等。无泄漏将是世界液压界今后努力的重要方向之壹。 污染控制 过去,液压界主要致力于控制固体颗粒的污染,而对水、空气等的污染控制往往不够重视。今后应重视解决:严格控制产品生产过程中的污染,发展封闭式系统,防止外部污染物侵入系统;应改进元件和系统设计,使之具有更大的耐污染能力。同时开发耐污染能力强的高效滤材和过滤器。研究对污染的在线测量;开发油水分离净化装置和排湿元件,以及开发能清除油中的气体、水分、化学物质和微生物的过滤元江及检测装置。 主动维护 开展液压系统的故障预测,实现主动维护技术。必须使液压系统故障诊断现代化,加强专家系统的开发研究,建立完整的、具有学习功能的专家知识库,且利用计算机和知识库中的知识,推算出引起故障的原因,提出维修方案和预防措施。要进壹步开发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件,开发液压系统自补偿系统,包括自调整、自校正,在故障发生之前进行补偿,这是液压行业努力的方向。 机电壹体化

最新液压技术应用的发展趋势解读

液压技术应用的发展趋势 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。 相对于电力拖动和机械传动而言,液压传动具有输出力大,重量轻,惯性小,调速方便以及易于控制等优点,因而广泛应用于工程机械,建筑机械和机床等设备上。 由于要使用原油炼制品来作为传动介质,近代液压传动技术是由19世纪崛起并蓬勃发展的石油工业推动起来的,最早实践成功的液压传动装置是舰船上的炮塔转位器,其后出现了液压六角车床和磨床,一些通用车床到20世纪30年代末才用上了液压传动。 第二次世界大战期间,在一些兵器上用上了功率大,反应快,动作准的液压传动和控制装置,大大提高了兵器的性能,也大大促进了液压技术的发展。战后,液压技术迅速转向民用,并随着各种标准的不断制订和完善,各类元件的标准化,规格化,系列化而在机械制造,工程机械,材料科学,控制技术,农业机械,汽车制造等行业中推广开来。 由于军事及建设需要的刺激,液压技术日益成熟。20世纪60年代后,原子能技术,空间技术,计算机技术等的发展再次将液压技术推向前进,使它发展成为包括传动,控制,检测在内的一门完整的自动化技术,在国民经济的各个方面都得到了应用。如工程机械,数控加工中心,冶金自动线等。液压传动在某些领域内甚至已占有压倒性优势。 液压传动系统的主要优点: (1)在相同功率下,液压执行元件体积小,重量轻,结构紧凑。液压传动一般使用的压力在7Mpa左右,也可高达50Mpa。而液压装置的体积比同样输出压力的电机及机械传动装置的体积小得多。 (2)液压传动的各个元件,可根据需要方便,灵活地来布置。 (3)液压。 (4)易于自动化。液压设备配上电磁阀,电气元件,可编程控制器和计算机等,可装配成各式自动化机械。 (5)速度调整容易。液压装置速度调整非常简单,只要调整流量控制阀即可轻易且可实行无级调速。 (6)不会有过载的危险。液压系统中装有溢流阀,当压力超过设定压力时,阀门开启,液压经由溢流阀流回油箱,此时液压油不处在密闭状态,故系统压力永远无法超过设定压力。 我国的液压工业开始于20世纪50年代,目前正处于迅速发展,提高的阶段。其产品最初只用于机床和锻压设备,后来才用到拖拉机和工程机械上。自从1964年从国外引进一些液压元件生产技术,同时进行自行设计液压产品以来,我国的液压件生产已从低压到高压形成系列,并在各种机械设备上得到了广泛的使用。80年代起更加速了对国外先进液压产品和技术的有计划引进,消化,吸收和国产化工作,以确保

液压传动技术的发展状况及发展趋势

液压传动技术的发展状况及发展趋势 班级:模具2班 姓名:蔡腾飞 学号:130101020071

液压传动技术的发展状况及发展趋势 摘要:液压传动有许多突出的优点,因此它的应用非常广泛.如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等;行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等;钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等;船舶用的甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等;军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等关键词:液压传动工业应用发展方向优点及缺点 一、液压传动的发展概况 液压传动是一门新的学科,虽然从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理,18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起,液压传动技术已有两三百年的历史,但直到20世纪30 年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间,由于战争需要,出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后,液压技术迅速转向民用工业,液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。20世纪60年代以后,液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此,液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。液压传动技术广泛应用了如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、及新工艺和新材料等高技术成果,使传统技术有了新的发展,也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此,走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破,应当主要靠现有技术的改进和扩展,不断扩大其应用领域以满足未来的要求 二、液压传动的工业应用 液压传动有许多突出的优点,因此它的应用非常广泛,如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等;行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等;钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等;土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等;发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等国;船舶用的甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等;军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。 目前, 它们分别在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、高度集成化、小型化与轻量化、一体化和执行件柔性化等方面取得了很大的进展。同时, 由于与微电子技术密切配合, 能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率并加以准确的控制, 从而更使得它们在各行各业中发挥出了巨大作用。 应该特别提及的是, 近年来, 世界科学技术不断迅速发展, 各部门对液压传动提出了更高的要求。液压传动与电子技术配合在一起, 广泛应用于智能机器人、海洋开发、宇宙航行、地震予测及各种电液伺服系统, 使液压传动的应用提高到一个崭新的高度。 三、液压传动的发展方向 1.减少能耗,充分利用能量 液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面,已取得很大进展,但一直存在能量损耗,主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用,则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失,必须解决下面几个问题:①减少元件和系统的内部压力损失,以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,

智能控制技术及其发展趋势

智能控制技术及其发展趋势 智能控制(intelligent controls)在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。对许多复杂的系统,难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析,而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。定量方法与定性方法相结合的目的是,要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。因此,在研究和设计智能系统时,主要注意力不放在数学公式的表达、计算和处理方面,而是放在对任务和现实模型的描述、符号和环境的识别以及知识库和推理机的开发上,即智能控制的关键问题不是设计常规控制器,而是研制智能机器的模型。此外,智能控制的核心在高层控制,即组织控制。高层控制是对实际环境或过程进行组织、决策和规划,以实现问题求解。为了完成这些任务,需要采用符号信息处理、启发式程序设计、知识表示、自动推理和决策等有关技术。这些问题求解过程与人脑的思维过程有一定的相似性,即具有一定程度的“智能”。 随着人工智能和计算机技术的发展,已经有可能把自动控制和人工智能以及系统科学中一些有关学科分支(如系统工程、系统学、运筹学、信息论)结合起来,建立一种适用于复杂系统的控制理论和技术。智能控制正是在这种条件下产生的。它是自动控制技术的最新发展阶段,也是用计算机模拟人类智能进行控制的研究领域。1965年,傅京孙首先提出把人工智能的启发式推理规则用于学习控制系统。1985年,在美国首次召开了智能控制学术讨论会。1987年又在美国召开了智能控制的首届国际学术会议,标志着智能控制作为一个新的学科分支得到承认。智能控制具有交叉学科和定量与定性相结合的分析方法和特点。 一个系统如果具有感知环境、不断获得信息以减小不确定性和计划、产生以及执行控制行为的能力,即称为智能控制系统。智能控制技术是在向人脑学习的过程中不断发展起来的,人脑是一个超级智能控制系统,具有实时推理、决策、学习和记忆等功能,能适应各种复杂的控制环境。 智能控制与传统的或常规的控制有密切的关系,不是相互排斥的。常规控制往往包含在智能控制之中,智能控制也利用常规控制的方法来解决“低级”的控制问题,力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法来解决更具有挑战性的复杂控制问题。

液压传动论文

液压传动论文 液压传动,是根据17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术,是工农业生产中广为应用的一门技术。如今,流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 在伦敦用水作为工作介质, 以水压机的形式将其应用于工业上, 诞生了世界上第一台水压机。1905 年将工作介质水改为油, 又进一步得到改善。 第一次世界大战(1914 -- 1918) 后液压传动广泛应用, 特别是1920 年以后, 发展更为迅速。液压元件大约在19 世纪末20 世纪初的20 年间, 才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers) 发明了压力平衡式叶片泵, 为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G · Constantimsco) 对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动( 液力联轴节、液力变矩器等) 方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。 液压传动有许多突出的优点,因此它的应用非常广泛,如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等;行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等;钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等;土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等;发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等国;船舶用的甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等;军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。 目前, 它们分别在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、高度集成化、小型化与轻量化、一体化和执行件柔性化等方面取得了很大的进展。同时, 由于与微电子技术密切配合, 能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率并加以准确的控制, 从而更使得它们在各行各业中发挥出了巨大作用。 应该特别提及的是, 近年来, 世界科学技术不断迅速发展, 各部门对液压传动提出了更高的要求。液压传动与电子技术配合在一起, 广泛应用于智能机器人、海洋开发、宇宙航行、地震予测及各种电液伺服系统, 使液压传动的应用提高到一个崭新的高度。目前,液压传动发展的动向, 概括有以下几点: 1. 节约能源, 发展低能耗元件, 提高元件效率; 2. 发展新型液压介质和相应元件, 如发展高水基液压介质和元件, 新型石油基液压介质; 3. 注意环境保护, 降低液压元件噪声; 4. 重视液压油的污染控制; 5. 进一步发展电气-液压控制,提高控制性能和操作性能; 6. 重视发展密封技术,防止漏油; 7. 其它方面,如元件微型化、复合化和系统集成化的趋势仍在继续发展,对液压系统元件的可靠性设计、逻辑设计,与电子技术高度结合,对故障的早期诊断、预测以及防止失效的早期警报等都越来越准确. 一、液压传动的主要优点 与机械传动、电气传动相比,液压传动具有以下优点: (1)液压传动的各种元件、可根据需要方便、灵活地来布置; (2)重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快; (3)操纵控制方便,可实现大范围的无级调速(调速范围达2000:1); (4)可自动实现过载保护; (5)一般采用矿物油为工作介质,相对运动面可自行润滑,使用寿命长; (6)很容易实现直线运动;

液压技术国内外发展趋势

液压技术国内外发展趋势 液压技术发展趋势 液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。世界液压元件的总销售额为350亿美元。据统计,世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%~3.5%,而我国只占1%左右,这充分说明我国液压技术使用率较低,努力扩大其应用领域,将有广阔的发展前景。液压气动技术具有独特的优点,如:液压技术具有功率重量比大,体积小,频响高,压力、流量可控性好,可柔性传送动力,易实现直线运动等优点;气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点,并易与微电子、电气技术相结合,形成自动控制系统。因此,液压气动技术广泛用于国民经济各部门。但是近年来,液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争,如:数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此,必须努力发挥液压气动技术的优点,克服缺点,注意和电子技术相结合,不断扩大应用领域,同时降低能耗,提高效率,适应环保需求,提高可靠性,这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标,也是液压气动产品参 与市场竞争是否取胜的关键。 液压产品技术发展趋势 由于液压技术广泛应用了高科技成果,如:自控技术、计算机技术、微电子技术、可靠性及新工艺新材料等,使传统技术有了新的发展,也使产品的质量、水平有一定的提高。尽管如此,走向21世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破,应当主要靠现有技术的改进和扩展,不断扩大其应用领域以满足未来的要求。 其主要的发展趋势将集中在以下几个方面。 减少损耗,充分利用能量 液压技术在将机械能转换成压力能及反转换过程中,总存在能量损耗。为减少能量的损失,必须解决下面几个问题:减少元件和系统的内部压力损失,以减少功率损失;减少或消除系统的节流损失,尽量减少非安全需要的溢流量;采用静压技术和新型密封材料,减少摩擦损失;改善液压系统性能,采用负荷传感系 统、二次调节系统和采用蓄能器回路。 泄漏控制 泄漏控制包括:防止液体泄漏到外部造成环境污染和外部环境对系统的侵害两个方面。今后,将发展无泄漏元件和系统,如发展集成化和复合化的元件和系统,实现无管连接,研制新型密封和无泄漏管接头,电机油泵组合装置等。无泄漏将是世界液压界今后努力的重要方向之一。

(完整版)液压传动系统的概论.

液压传动技术的历史进展与趋势 从公元前200多年前到17世纪初,包括希腊人发明的螺旋提水工具和中国出现的水轮等,可以说是液压技术最古老的应用。 自17世纪至19世纪,欧洲人对液体力学、液体传动、机构学及控制理论与机械制造做出了主要贡献,其中包括:1648年法国的B.帕斯卡(B.Pascal)提出的液体中压力传递的基本定律;1681年D.帕潘(D.Papain)发明的带安全阀的压力釜;1850年英国工程师威廉姆.乔治.阿姆斯特朗(William George Armstrong)关于液压蓄能器的发明;19世纪中叶英国工程师佛莱明?詹金(F.Jinken)所发明的世界上第一台蒸气喷射器差压补偿流量控制阀;1795年英国人约瑟夫?布瑞玛(Joseph Bramah)登记的第一台液压机的英国专利;这些贡献与成就为20世纪液压传动与控制技术的发展奠定了科学与工艺基础。 19世纪工业上所使用的液压传动装置是以水作为工作介质,因其密封问题一直未能很好解决以及电气传动技术的发展和竞争,曾一度导致液压技术停滞不前,卷板机。此种情况直至1905年美国人詹涅(Janney)首先将矿物油代替水作液压介质后才开始改观,折弯机。20世纪30年代后,由于车辆、航空、舰船等功率传动的推动,相继出现了斜轴式及弯轴式轴向柱塞泵、径向和轴向液压马达;1936年Harry Vickers发明了先导控制压力阀为标志的管式系列液压控制元件。第二次世界大战期间,由于军事上的需要,出现了以电液伺服系统为代表的响应快、精度高的液压元件和控制系统,从而使液压技术得到了迅猛发展。 20世纪50年代,随着世界各国经济的恢复和发展,生产过程自动化的不断增长,使玻璃冷却器技术很快转入民用工业,在机械制造、起重运输机械及各类施工机械、船舶、航空等领域得到了广泛发展和应用。同期,德国阿亨工业大学(TH Aachen)在仿形刀架

液压与气动技术发展简史感悟

液压与气动技术发展简史感悟 通过在网上和图书馆查询各种资料,我了解到液压与气动技术相对机械传动来说是一门新兴技术。液压与气动技术就是也要传动和其他传动,统称为流体传动,是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原来而发展起来的一门新兴技术。1795年,英国约瑟夫·布拉曼在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。但液压与气动技术在工业上被广泛采用和有较大幅度的发展是20世纪中期以后的事情。 液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。其中液压动力元件是为液压系统产生动力的部件,主要包括各种液压泵。液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置,主要包括液压缸和液压马达。液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制,以满足特定的工作要求。正是因为液压控制元器件的灵活性,使得液压控制系统能够完成不同的活动。液压控制元件按照用途可以分成压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。按照操作方式可以分成人力操纵阀、机械操纵法、电动操纵阀等。 除了上述的元件以外,液压控制系统还需要液压辅助元件。这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器、蓄能器和密封装置。通过以上的各个器件,我们就能够建设出一个液压回路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成的相应的控制回路。根据不同的控制

目标,我们能够设计不同的回路,比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。 在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空和机床行业中,液压技术得到了普遍的应用。随着原子能、空间技术、电子技术等方面的发展,液压技术向更广阔的领域渗透,发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。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。如发达国家产的95%的工程机械生、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动。 液压技术在工业中一般应用于重型,大型,特大型设备,如冶金行业轧机压下系统,连铸机压下系统等;军工中高速响应场合,如飞机尾舵控制,轮船舵机控制,高速响应随动系统等工程机械,抗冲击,要求功重比较高系统一般都采用液压系统。液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式,它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性,液压控制在工业上受到广泛的重视。从原理上来说,液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理,就是说,液体各处的压强是一致的,这样,在平衡的系统中,比较小的活塞上面施加的压力比较小,而大的活塞上施加的压力也比较大,这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递,可以得到不同端上的不同的压力,这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。 从20世纪70年代开始,电子技术和计算机技术迅速发展并进入

液压技术在工业中的应用

液压技术在工业中的应用-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

液压技术在工业中的应用 液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一,世界各国对液压工业的发展都很重视。液压技术具有独特的优点,如:功率重量比大,体积小,频响高,压力、流量可控性好,可柔性传送动力,易实现直线运动等。这种技术还易与微电子、电气技术相结合,形成自动控制系统。据统计,世界液压元件的总销售额为350亿美元,世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%~3.5%,而我国只占1%左右,努力扩大其应用领域,将有广阔的发展前景。液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言,液压传动具有输出力大,重量轻,惯性小,调速方便以及易于控制等优点,因而广泛应用于工程机械,建筑机械和机床等设备上。由于要使用原油炼制品来作为传动介质,近代液压传动技术是由19世纪崛起并蓬勃发展的石油工业推动起来的,最早实践成功的液压传动装置是舰船上的炮塔转位器,其后出现了液压六角车床和磨床,一些通用车床到20世纪30年代末才用上了液压传动。第二次世界大战期间,在一些兵器上用上了功率大,反应快,动作准的液压传动和控制装置,大大提高了兵器的性能,也大大促进了液压技术的发展。战后,液压技术迅速转向民用,并随着各种标准的不断制订和完善,各类元件的标准化,规格化,系列化而在机械制造,工程机械,材料科学,控制技术,农业机械,汽车制造等行业中推广开来。由于军事及建设需要的刺激,液压技术日益成熟。20世纪60年代后,原子能技术,空间技术,计算机技术等的发展再次将液压技术推向前进,使它发展成为包括传动,控制,检测在内的一门完整的自动化技术,在国民经济的各个方面都得到了应用。如工程机械,数控加工中心,冶金自动线等。液压传动在某些领域内甚至已占有压倒性优势。 正是因为液压传动有着其独特的优点,所以液压在工业中的应用发展迅速,并涉及到诸多领域。液压传动系统的主要优点:(1)在相同功率下,液压执行元件体积小,重量轻,结构紧凑。液压传动一般使用的压力在7Mpa左右,也可高达50Mpa。而液压装置的体积比同样输出压力的电机及机械传动装置的体积小得多。(2)液压传动的各个元件,可根据需要方便,灵活地来布置。(3)液压。 (4)易于自动化。液压设备配上电磁阀,电气元件,可编程控制器和计算机等,可装配成各式自动化机械。(5)速度调整容易。液压装置速度调整非常简单,只要调整流量控制阀即可轻易且可实行无级调速。(6)不会有过载的危险。液压系统中装有溢流阀,当压力超过设定压力时,阀门开启,液压经由溢流阀流回油箱,此时液压油不处在密闭状态,故系统压力永远无法超过设定压力。 我国的液压工业开始于20世纪50年代,目前正处于迅速发展,提高的阶段。其产品最初只用于机床和锻压设备,后来才用到拖拉机和工程机械上。自从1964年从国外引进一些液压元件生产技术,同时进行自行设计液压产品以来,我国的液压件生产已从低压到高压形成系列,并在各种机械设备上得到了广泛的使用。90年代起更加速了对国外先进液压产品和技术的有计划引进,消化,吸收和国产化工作,以确保我国的液压技术能在产品质量,经济效益,研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。随着工业迅猛发展逐日发展壮大,相继建立了科研机构和专业生产厂家,从事液压技术研究和液压产品生产。他们不但能生产液压泵,液压阀等液压元件,还设计制造了许多新型液压的元件,如电液比例阀,电液伺服阀等。到目前为止,液压元件的生产,已成为了

液压技术国内外发展趋势

液压技术国内外发展趋 势 公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

液压技术国内外发展趋势 液压技术发展趋势 液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。世界液压元件的总销售额为350亿美元。据统计,世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%~%,而我国只占1%左右,这充分说明我国液压技术使用率较低,努力扩大其应用领域,将有广阔的发展前景。液压气动技术具有独特的优点,如:液压技术具有功率重量比大,体积小,频响高,压力、流量可控性好,可柔性传送动力,易实现直线运动等优点;气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点,并易与微电子、电气技术相结合,形成自动控制系统。因此,液压气动技术广泛用于国民经济各部门。但是近年来,液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争,如:数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此,必须努力发挥液压气动技术的优点,克服缺点,注意和电子技术相结合,不断扩大应用领域,同时降低能耗,提高效率,适应环保需求,提高可靠性,这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标,也是液压气动产品 参与市场竞争是否取胜的关键。 液压产品技术发展趋势 由于液压技术广泛应用了高科技成果,如:自控技术、计算机技术、微电子技术、可靠性及新工艺新材料等,使传统技术有了新的发展,也使产品的质量、水平有一定的提高。尽管如此,走向21世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破,应当主要靠现有技术的改进和扩展,不断扩大其应用领域以满足未来的要求。其主要的发展趋势将集中在以下 几个方面。 减少损耗,充分利用能量 液压技术在将机械能转换成压力能及反转换过程中,总存在能量损耗。为减少能量的损失,必须解决下面几个问题:减少元件和系统的内部压力损失,以减少功率损失;减少或消除系统的节流损失,尽量减少非安全需要的溢流量;采用静压技术和新型密封材料,减少摩擦损失;改善液压系统性能,采用负荷传感系统、二次调节系统和采用蓄能器回 路。 泄漏控制 泄漏控制包括:防止液体泄漏到外部造成环境污染和外部环境对系统的侵害两个方面。今后,将发展无泄漏元件和系统,如发展集成化和复合化的元件和系统,实现无管连接,研制新型密封和无泄漏管接头,电机油泵组合装置等。无泄漏将 是世界液压界今后努力的重要方向之一。 污染控制 过去,液压界主要致力于控制固体颗粒的污染,而对水、空气等的污染控制往往不够重视。今后应重视解决:严格控制产品生产过程中的污染,发展封闭式系

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