由于液壓技術廣泛應用了高技術成果,如自動控制技
術、計算機技術、微電子技術、摩擦磨損技術、可靠性技
術,加之新工藝、新材料的應用,使傳統的液壓技術有了新
的進展,也使液壓系統和元件水平有很大提高。走向21世紀
的液壓技術將主要靠現有技術的改進和擴展,不斷擴大其應
用領域以滿足未來的要求。其主要的發展趨勢將集中在以下
幾個方面:
一、減少能耗,充分利用能量。液壓技術在將機械能轉
換成壓力能及反轉換方面,已取得很大進步,但一直存在能
量損耗。為減少能量的損失,必須解決下面幾個問題:①減
少元件和系統的內部壓力損失,以減少功率損失。②減少或
消除系統的溢流損失,盡量減少非安全需要的溢流量。③采
用靜壓技術、新型密封材料,減少摩擦損失。改善液壓系統
性能,采用負荷傳感系統、二次調節系統和采用蓄能器回
路。
二、泄漏控制。泄漏控制主要包括兩個方面:既要防止
液體泄漏到外部造成環境污染,又要防止外部環境對系統的
侵害。今后,將發展無泄漏元件和系統,如發展集成化和復
合化的元件和系統,實現無管連接,研制新型密封和無泄漏
管接頭、電機泵組合裝置。無泄漏將是世界液壓界今后努力
的重要方向之一。環境對系統的侵害應注意解決系統的密封
問題,如隔離式油箱、設計新型的活塞桿防護裝置等。
三、污染控制。過去,液壓界主要致力于控制固體顆粒
的污染,而對水、空氣、化學物質和微生物等往往不夠重
視。今后應重視解決:①發展封閉式密封系統。防止灰塵、
污物、空氣、化學物質侵入系統。部分污染物來自零件的制
造和裝配過程,因此必須建立有關保證元件清潔度的技術規
范和研究經濟有效的清洗方法。②應重視液壓元件和系統的
耐污染能力問題,應改進元件設計,使之具有更大的耐污染
能力。③發展耐污染能力強的高效過濾材料和過濾器。5開發
油水分離凈化裝置、排濕元件以及清除油中氣泡的濾油器,
以清除油中所含的氣體和水分。⑤必須發展新的污染檢測方
法,對污染進行在線測量。
四、主動維護。液壓系統維護已從過去簡單的故障拆修
發展到故障預測,即發現故障苗頭時,預先進行維修,清除
故障隱患,避免設備惡性事故的發展。
要實現主動維護技術,必須要加強液壓系統故障診斷方
法的研究,必須使液壓系統故障診斷現代化,加強專家系統
的研究,要總結專家的知識,建立完整的、具有學習功能的
專家知識庫,并利用計算機根據輸入的現象和知識庫中知
識,用推理機中存在的推理方法,推算出引起故障的原因,
提出維修方案和預防措施。要進一步開發液壓系統故障診斷
專家系統通用工具軟件,對于不同的液壓系統只須修改和增
減少量的規則。另外,還應開發液壓系統自補償系統,包括
自調整、自潤滑、自校正,在故障發生之前進行補償,這是
液壓行業努力的方向。
五、機電一體化。實現機電一體化可以提高工作可靠
性,實現液壓系統柔性化、智能化,改變液壓系統效率低、
漏油、維修性差等缺點,充分發揮液壓傳動出力大、慣性
小、響應快等優點,其主要發展動向如下:①電液伺服比例
技術的應用將不斷擴大。液壓系統由過去的電氣液壓o n-o
ff系統和開環比例控制系統轉向閉環比例伺服系統。為適應
上述發展,壓力、流量、位置、溫度、速度、加速度等傳感
器應實現標準化。計算機接口也應實現統一和兼容。②發展
和計算機直接接口的功耗為5m A以下電磁閥,以及用于脈寬
調制系統的高頻電磁閥等。③液壓系統的流量、壓力、溫
度、油的污染等數值將實現自動測量和診斷。5計算機仿真標
準化,特別對高精度、“高級”系統更有此要求。⑤由電子
直接控制元件將得到廣泛采用,如電子直接控制液壓泵,只
要改變電子控制器的程度,即可實現液壓泵的各種調節方
式,實現合理分配功率,自動保護最佳狀態,實現軟啟動等
功能。⑥提高液壓元件性能,適應機電一體化需求。液壓元
件應在性能、可靠性、智能化方面做大量工作。下一個目標
要發展內藏式傳感器和帶有計算機、有自我管理機能(故障
診斷、故障排除)的智能化液壓元件。⑦借助現場總線
(fie ld bu ses),實現高水平的信息系統,從而簡化液
壓系統的使用、調節、診斷和維護。
六、液壓C AD技術。C AD技術使人工設計方式變為自動
化和半自動化的方式,尤其是C AD/C AM/C APP的推廣和
應用使液壓技術得到迅速發展。在液壓C AD的開發和研究方
面應注意以下幾點:①充實現有的液壓C AD設計軟件,進行
二次開發,建立知識庫信息系統,它將構成設計—制造—銷
售—使用—設計的閉式循環系統。②將計算機的仿真及適時
控制結合起來,將模型放入“硬”件和系統中,借此在建造
實際樣機之前,便可在軟件里修改其特性參數,以達到最佳
設計結果。
七、新材料、新工藝的應用。新型材料的使用,如陶
瓷、聚合物或涂敷料,可使液壓的發展引起新的飛躍。為了
保護環境,減少漏油對環境危害,可采用生物降解迅速的壓
力流體,如菜油基和合成脂基的傳動用介質將得到廣泛應
用。據專家預測,今后十年大部分行走機械中使用的液壓油
(礦物油)將會為生物降解迅速的流體所替代。鑄造工藝的
發展,將促進液壓元件性能的提高,如鑄造流道在閥體和集
成塊中的廣泛使用,可優化元件內部流動,可減少壓力損失
和降低噪聲,實現元件小型化。
如果上述提高液壓技術的方向得到充分實現,可以肯
定,液壓技術和其他傳動方式相比將繼續保持其有力的競爭
地位。
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