發(fā)展方向
液壓技術(shù)是以潤滑劑為工作介質(zhì),實現(xiàn)能量傳遞、轉(zhuǎn)換、分配及控制的一門技術(shù)。液壓技術(shù)的發(fā)展總是與當代的高新技術(shù)緊密結(jié)合在一起的。二十世紀四十年代控制論的誕生,極大地促進了液壓技術(shù)的快速發(fā)展,使其應(yīng)用范圍逐漸擴大,不僅在國防領(lǐng)域具有不可替代的地位,而且已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟的各個行業(yè),液壓技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的程度已成為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。近年來,液壓技術(shù)與微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)等的結(jié)合,使其又產(chǎn)生了飛躍性進步。當前液壓技術(shù)的發(fā)展主要集中在以下幾個方面:
(1) 發(fā)展集成、交合、小型化和輕量化液壓元件。隨著液壓系統(tǒng)復(fù)雜化程的提高,要求液壓元件具有高可靠性,減少配管,節(jié)省安裝空間、易維修等特點,必須發(fā)展上述類型的液壓元件。繼集成塊式、疊加閥式、插裝閥式之后,近幾年又出現(xiàn)了將控制元件附加在動力元件上的一體化復(fù)合液壓裝置。
(2) 發(fā)展高性能的液壓控制元件。適應(yīng)機電一體化主機發(fā)展的需要。如開發(fā)低控功率閥門、研制適應(yīng)野外條件的電液比例閥、高響應(yīng)頻率的電液伺服閥、低成本比例閥及不需要A/D和D/A轉(zhuǎn)換、可直接與計算機接口的數(shù)字閥。
(3) 以環(huán)境保護、安全和滿足可持續(xù)發(fā)展為目標的綠色開發(fā)研究。如無污染的純水液壓技術(shù)及相關(guān)新材料,新工藝的開發(fā)和應(yīng)用研究,降低元件和系統(tǒng)的噪聲,減少泄漏和提高密封性能的應(yīng)用研究。
(4) 提高元件和系統(tǒng)的可靠性。提高可靠性是一項系統(tǒng)工程,除科學(xué)設(shè)計,先進的材料及完善的工藝外,還應(yīng)注意應(yīng)用和維護的可靠性,系統(tǒng)的狀況監(jiān)測,故障診斷,降低元件對污染的敏感性。加強污染控制與新型工程材料的應(yīng)用研究,對提高元件和系統(tǒng)的可靠性有重要意義。
(5)開發(fā)液壓控制中器材零件的新材料,符合更高要求的力學(xué)性能,可以適合更廣泛的場合,適用于更復(fù)雜的環(huán)境,滿足更高的工作要求,從而促進液壓控制技術(shù)的發(fā)展革新。
遇到的技術(shù)難題
有資料表明,近20年來液壓技術(shù)的發(fā)展來源于自身結(jié)構(gòu)改進的科研成果僅約20 ,而依靠材料、表面技術(shù),加工工藝等方面研究成果的卻占到30%。
當然,這一現(xiàn)象絕不僅僅發(fā)生在液壓技術(shù)領(lǐng)域,沒有一種學(xué)科或產(chǎn)業(yè)能關(guān)起門來自我發(fā)展。各學(xué)科間的相互結(jié)合、借鑒和成果的移植是今天和今后科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢。科學(xué)技術(shù)是螺旋式上升的。
各種液壓元件的結(jié)構(gòu)都經(jīng)歷了一次到幾次的由簡單到復(fù)雜,再到簡單的反復(fù)循環(huán)的過程。每一次循環(huán)后的元件的性能都有了質(zhì)的提高,而這在很大程度上都得益于同一時期材料和制造技術(shù)的進步。原始的液壓元件的結(jié)構(gòu)是很簡單的,例如一個鐵筒加一個實心回柱體就構(gòu)成了液壓缸。其后人們開始按照所需功能的不同,把一個簡單的零件分解成專司轉(zhuǎn)換運動方向的、抗磨的、承力的、密封的等多個“專業(yè)化”零件的組合。結(jié)果是元件的性能有了提高,但復(fù)雜性也增加了許多。一旦出現(xiàn)了具有某種綜合性能的新材料和能制造某種復(fù)雜型面的新的加工方法后,人們又會力圖把多個功能重新集中到一個零件上。
例如,早期的內(nèi)曲線馬達曾廣泛采用柱塞封油、橫梁(或連桿)傳力、再經(jīng)過帶滾針軸承的滾輪轉(zhuǎn)換為扭矩的結(jié)構(gòu)。在出現(xiàn)了具有良好綜合性能的新材料和相應(yīng)的制造技術(shù)后,新型馬達即得以把封油、傳力和支撐滾子的功能都集中到一個形狀特殊的柱塞上,并用“四點接觸”的單個軸承取代了原來成對配置的向心推力軸承,甚至將軸承內(nèi)、外環(huán)也“集成”到了滾道軸線盤和輸出軸上。
這些措施大幅度地減小了馬達的徑向尺寸,使其功率密度在叨年間提高了一倍多,價格則顯著降低。材料科學(xué)和新的制造技術(shù)對于促進液壓元件技術(shù)進步的意義由此可見一斑。
(1)材料
液壓傳動控制系統(tǒng)中一直存在對極限工作壓強的限制,究其原因,液壓傳動系統(tǒng)的機械材料的制約,傳統(tǒng)意義的金屬材料,合金,雖然已經(jīng)表現(xiàn)出很好的性能,但人類對知識的探索是無止境的,對大自然對宇宙的征服之路也是無止境的,為了滿足工業(yè)生產(chǎn)上對液壓控制傳動系統(tǒng)的更高要求,在未來,必須開發(fā)新材料,新材料應(yīng)該具有比現(xiàn)在使用的金屬材料,橡膠夾合金材料具有更高的力學(xué)性能,具有更好的靈活性,具有更長的壽命,這需要我們偉大的科學(xué)家進行一輪新的研究,大膽的探索!
(2)加工工藝
材料的問題只是開始,解決了材料之后,還要面臨著加工工藝的難題,液壓傳動系統(tǒng)傳統(tǒng)意義上使用材料本可以表現(xiàn)出更好的性能,但受到加工工藝的限制,其性能也就大大減低了,在未來,即使開發(fā)出了符合各項指標的新材料,但也需要配以先進的加工工藝,才能讓新材料王沒得表現(xiàn)出它的優(yōu)越性能,好鋼必須要在好的鑄劍師手里才能鍛造出鋒利無比的寶劍。
結(jié)束語:
流體傳動與技術(shù)的發(fā)展進步,要建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步上,并且要以國民經(jīng)濟的發(fā)展為支撐,其發(fā)展需要建立一個長期的過程,需要一代又一代人的不懈努力,逐步取得。機械電子工業(yè)作為國民經(jīng)濟的支柱,世界工業(yè)發(fā)展的有力推手,其中流體傳動及其控制技術(shù)起到了關(guān)鍵作用,它的發(fā)展成為歷史必然,她的未來也是充滿巨大的困難與挑戰(zhàn)的,這將是我們廣大學(xué)子,廣大科研工作者的責任,需要我們不懈的努力,為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步貢獻多的力量,相信明天一定是更加美好的!
本期編輯:裝備保障管理網(wǎng)
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