液壓傳動(dòng)在工程機(jī)械中的發(fā)展應(yīng)用

工程機(jī)械最初采用液壓傳動(dòng)技術(shù)是為了解決車輛轉(zhuǎn)向阻力問題,以減輕司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度,在轉(zhuǎn)向系中使用了液壓助力器。由于液壓助力器在應(yīng)用過程中顯示出的突出優(yōu)點(diǎn)以及人們對(duì)液壓元件和液壓系統(tǒng)研究的深入,液壓傳動(dòng)裝置及技術(shù)很快在工程機(jī)械領(lǐng)域中推廣應(yīng)用,其發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段。
1.應(yīng)用初期
20世紀(jì)40~50年代是工程機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的初期階段。人們摸索著將簡(jiǎn)單的液壓元件和液壓系統(tǒng)應(yīng)用到工程機(jī)械上來解決用其他方式比較難以實(shí)現(xiàn)的問題(如執(zhí)行器的直線運(yùn)動(dòng)等)。其系統(tǒng)工作壓力一般很低,大約在2~7KPa。
2.高速發(fā)展階段
工程機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用在20世紀(jì)60、70年代發(fā)展迅速,其液壓傳動(dòng)系統(tǒng)向著高速、高壓化發(fā)展,系統(tǒng)壓力的提高使得液壓傳動(dòng)功率密度大幅度增加、液壓元件的重量明顯下降。液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用逐漸由工程機(jī)械工作裝置擴(kuò)展到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng),人們研制出了全液壓挖掘機(jī)和全液壓叉車等工程機(jī)械,
3.增強(qiáng)可靠性階段
大多數(shù)工程機(jī)械都在野外作業(yè),工作環(huán)境惡劣,其液壓系統(tǒng)經(jīng)常受到塵埃、振動(dòng)、高溫低寒、風(fēng)雨雪的影響;同時(shí),由于液壓元件如泵在高速、高壓運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)的原因,工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)常常引發(fā)故障。因此在20世紀(jì)80年代,降低工程機(jī)械液壓系統(tǒng)污染、提高設(shè)備可靠性便成為這一時(shí)期的應(yīng)用主題。
4.電液控制技術(shù)應(yīng)用階段
隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,使現(xiàn)代控制理論在工程機(jī)械液壓傳動(dòng)裝置中的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。計(jì)算機(jī)控制的變量泵系統(tǒng)、采用高速開關(guān)閥和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字閥大大提高了液壓系統(tǒng)的效率,出現(xiàn)了智能型液壓挖掘機(jī)、鑿巖隧道機(jī)器人、混凝土泵車等工程機(jī)械機(jī)型,大大提高了設(shè)備的作業(yè)精度和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率。以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的機(jī)電液一體化技術(shù)在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用標(biāo)志看現(xiàn)代工程機(jī)械最比傳動(dòng)與控制的最鬲水平。
目前幾乎所有工程機(jī)械的工作裝置都采用了液壓傳動(dòng)控制。即使以前很少采用液壓技術(shù)的塔式起重機(jī),現(xiàn)在也開始用低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)起重機(jī)的提升、變幅、回轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu),出現(xiàn)了傘液壓塔式起重機(jī),大大提高了起重機(jī)操作性能和調(diào)速性能。裝載機(jī)采用了轉(zhuǎn)向液壓缸來實(shí)現(xiàn)整機(jī)轉(zhuǎn)向控制,全液壓挖掘機(jī)則通過對(duì)內(nèi)外側(cè)車輪的驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速的控制實(shí)現(xiàn)滑移轉(zhuǎn)向,甚至原地轉(zhuǎn)向,人大提高了整機(jī)的機(jī)動(dòng)性和靈活性。
由于靜液傳動(dòng)具有滿載工況下啟動(dòng)平穩(wěn)、功率損耗小、易于實(shí)現(xiàn)前進(jìn)倒退的轉(zhuǎn)換、可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速、傳遞功率大等優(yōu)點(diǎn),而廣泛應(yīng)用在工程機(jī)械行走系統(tǒng)中。
工程機(jī)械的變速箱人都采用了液壓操作的動(dòng)力換檔變速箱,大大減輕了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了傳動(dòng)系換檔性能。此外,由于液壓制動(dòng)器動(dòng)作響應(yīng)快、制動(dòng)平穩(wěn)可靠,因而在工程機(jī)械制動(dòng)系中得到了普及應(yīng)用。
總之,液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)幾乎滲透到工程機(jī)械的每個(gè)部分,達(dá)到了“無液不成機(jī)”程度。
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