現(xiàn)代傳動技術(shù)展望

1、現(xiàn)代傳動技術(shù)是機電工業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。它主要包括機械傳動技術(shù)、流體傳動技術(shù)和電氣傳動技術(shù)。本文主要介紹機械與流體傳動技術(shù)，其中流體傳動技術(shù)主要包括利用流體（液體和氣體）壓力和液體動能進行能量傳遞的液壓、氣動和液力傳動技術(shù)?，F(xiàn)代傳動技術(shù)主要承擔能量傳遞、改變運動形態(tài)、實現(xiàn)對能量的分配和控制、保證傳動精度和效率等功能，它是機電產(chǎn)品向高速化、自動化、高效率、高精度、高可靠性、輕量化、多樣化方向發(fā)展的不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一。1 地位和作用液壓與電氣論壇! " M8 o! k- N3 f作為現(xiàn)代傳動技術(shù)的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)產(chǎn)品、如機械傳動及電傳動產(chǎn)品、軸承及液壓、氣動、液力傳動產(chǎn)品等在國民經(jīng)濟和國防建

2、設(shè)中的地位和作用十分重要。1.1 基礎(chǔ)產(chǎn)品的發(fā)展決定機電產(chǎn)品性能的提高液壓，hydraulic,rexroth,力士樂，液壓系統(tǒng)，; k, r, ?9 S- A; a( N5 ?+ m* P 冷熱連軋機采用板型、板厚、板寬的電液伺服控制系統(tǒng)、高速重載齒輪箱和動靜壓軸承后，其軋制速度從原電控系統(tǒng)的6 m/s提高到3040 m/s。 加工中心采用高速精密主軸軸承后，使轉(zhuǎn)數(shù)提高到20000 r/min成為可能，使加工效率和加工精度得到顯著提高。 大型電站用鍋爐給水泵，驅(qū)動功率為6000 kW，采用大功率調(diào)速型液力偶合器（采用高速齒輪傳動增速）后，可節(jié)能20%以上。液壓，hydraulic,rexro

3、th,力士樂，液壓系統(tǒng)，$ ?. |8 X- t% Q+ z' " a1 j 礦山采礦用27m3大型液壓挖掘機較原機械電氣驅(qū)動的挖掘作業(yè)效率顯著提高，機身重量減輕50%以上。1 f4 I0 W, B9 U* j7 f) k從上述實例可見沒有高性能的基礎(chǔ)產(chǎn)品，就不可能有高水平的機電產(chǎn)品。1.2 基礎(chǔ)產(chǎn)品是最大限度滿足機電產(chǎn)品實現(xiàn)功能多樣化的必要條件液壓，hydraulic,rexroth,力士樂，液壓系統(tǒng)，+ i( u! X/ B8 A% k" h機電產(chǎn)品由各種部件和零件組成，一條顯像管生產(chǎn)線，需要數(shù)百種氣動元件，數(shù)量達千件；一臺挖掘機需要柱塞泵、馬達、多路閥、齒輪傳

4、動箱以及各類軸承，因此，只有現(xiàn)代傳動工業(yè)的不斷發(fā)展，才有可能為主機提供它所需要的具有高性能、高標準化、系列化、高可靠性的機電產(chǎn)品。1.3 基礎(chǔ)產(chǎn)品是完成重大工程項目、重大技術(shù)裝備的基本保證 長江三峽水力樞紐船閘用的人字門啟閉機、水電站各種大型啟閉機和進水口快速門啟閉的驅(qū)動都采用液壓傳動與控制，這是一種工程選用的唯一可靠與經(jīng)濟的方案。在這些控制啟閉系統(tǒng)中，應(yīng)用大量工作可靠的大型長油缸、高壓變量柱塞泵、電磁閥、插裝閥、，比例閥、平衡閥等液壓元件。- f3 Y6 q$ s0 B; I. Y4 V 在寶鋼二期工程的軋機、連鑄機和高爐中采用了先進的液壓系統(tǒng)和精密軋機用軸承。據(jù)不完全統(tǒng)計，采用液壓元件30

5、0余種近萬件，軸承3100多種近12.5萬套。由此可見，如果沒有高質(zhì)量高可靠性的基礎(chǔ)產(chǎn)品，一些大型成套工程和裝備的正常運行是不可能的。1.4 基礎(chǔ)產(chǎn)品是機電產(chǎn)品和重大工程項目（裝備）可靠性的保證 對于一臺先進的聯(lián)合收割機，如果要求其平均無故障時間達到150 h，則液壓系統(tǒng)的平均無故障時間需1000小時，而液壓系統(tǒng)用的齒輪泵則需高達18000 h。 在IT產(chǎn)業(yè)的半導體制造生產(chǎn)線中，氣動技術(shù)在實現(xiàn)環(huán)境超凈和無磁以及生產(chǎn)自動化過程中，發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。如在半導體制造中，薄膜成形，產(chǎn)品封裝、用空氣沖洗、研磨等工序都采用氣動傳動與控制。因此，沒有氣動技術(shù)就不可能生產(chǎn)出絕對可靠的半導體器件。液壓，hydr

6、aulic,rexroth,力士樂，液壓系統(tǒng)，+ ) U2 5 R' Q) P1.5 基礎(chǔ)產(chǎn)品是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、尤其是工業(yè)自動化不可缺少的重要手段，作為基礎(chǔ)產(chǎn)品重要組成部分的液壓與氣動件和系統(tǒng)更具重要性液壓與電氣論壇: |# D4 l% L3 C, W+ _ 氣動傳動具有節(jié)能高效、防爆、無污染、低成本等優(yōu)點，是一種符合ISO14000環(huán)境保護和潔凈的技術(shù)。因此，在汽車、冶金、電器制造、制藥、化學制品、燃料設(shè)備、食品工業(yè)，尤其是半導體工業(yè)得到廣泛應(yīng)用，它為實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化不斷做出新的貢獻。 采用液壓、氣動技術(shù)，可以用微小的電流控制大的或較大的液壓、氣動能量輸出，容易實現(xiàn)機電一體化，

7、實現(xiàn)自動控制。隨著自動控制技術(shù)和傳感技術(shù)的發(fā)展，其作用將不斷擴大，成為生產(chǎn)過程自動化中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。/ w; l) N7 u; S( ?! c& H1.6 世界各國都重視發(fā)展基礎(chǔ)產(chǎn)品從1956年到70年代末期，日本先后三次制訂并修訂振興法，支持基礎(chǔ)產(chǎn)品工業(yè)的發(fā)展，這為日本的機電工業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。世界各先進工業(yè)國家對基礎(chǔ)產(chǎn)品工業(yè)的投入都高于其它工業(yè)，采用先進設(shè)備，以保證基礎(chǔ)產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本并不斷發(fā)展新產(chǎn)品，以適應(yīng)主機發(fā)展的需要。 液壓|hydraulic|Rexroth|力士樂|液壓系統(tǒng)|液壓元件|液壓仿真|液壓與電氣- r- z& K3 C3 C2 國外先進水平與發(fā)展

8、趨勢液壓，hydraulic,rexroth,力士樂，液壓系統(tǒng)，$ R7 K2 F! d- Z" N$ B近年來，國外傳動技術(shù)由于廣泛應(yīng)用了高新技術(shù)成果，如微電子技術(shù)，計算機技術(shù)，傳感技術(shù)，現(xiàn)代控制技術(shù)，先進制造技術(shù)，摩擦磨損技術(shù)及新材料等，使基礎(chǔ)產(chǎn)品在水平、品種及擴展應(yīng)用領(lǐng)域方面都有很大提高和發(fā)展，其主要發(fā)展趨勢如下。1 K2 B, P$ m5 w2.1液壓傳動與控制技術(shù)# E, . i, y1 K: 3 b# a" K- ?, E 節(jié)省能耗，提高效率 廣泛應(yīng)用負荷傳感系統(tǒng)，它具有流量適應(yīng)控制和負載壓力自動補償功能，效率可提高30%以上。- v5 , N0 ! C&

9、; t" Y- G( D 用AC電機或變頻電機驅(qū)動定量泵 由其組成的系統(tǒng)可提高效率最高達50%。 發(fā)展機電一體化元件和系統(tǒng) 如電子控制變量泵（即用電子系統(tǒng)控制泵的各種變量型式）。 發(fā)展具有比例閥的耐污染和伺服閥高精度、高頻響的直動型電液控制閥。% Z4 W$ s8 7 o" r# Y2 C 發(fā)展內(nèi)置電子系統(tǒng)的電液伺服比例元件、電磁閥、液壓定位油缸等。 重視環(huán)保 采取措施降低泵的噪聲和液壓系統(tǒng)滲漏，重視系統(tǒng)的污染控制，保證系統(tǒng)工作可靠性和壽命。 適應(yīng)主機機電一體化的需要 發(fā)展小型化、輕量化、復合化元件，發(fā)展集成化元件和系統(tǒng)，以減少配管和壓力損失，節(jié)省空間，便于維修。 應(yīng)用現(xiàn)代

10、控制技術(shù)，提高電液壓自動控制系統(tǒng)的性能 如自適應(yīng)控制、魯棒控制，模糊控制等。0 _ D$ R' j j 大力發(fā)展水壓系統(tǒng)和元件，擴大其應(yīng)用領(lǐng)域。2.2 氣動傳動與控制技術(shù)液壓與電氣論壇' K' G" i& K, n6 O/ Z 向輕量化、小型化和低能耗方向發(fā)展 如發(fā)展適應(yīng)電子器件和藥品生產(chǎn)的超小型氣閥。國外小型電磁氣閥能耗僅為0.5W，發(fā)展積木式氣源處理裝置，減小尺寸、便于維護。 執(zhí)行元件多樣化 發(fā)展伺服氣缸，帶控制元件和系統(tǒng)的組合式氣缸。適應(yīng)用戶需要，發(fā)展除圓形外的米字型、方型、緊湊型氣缸。 與電子技術(shù)結(jié)合 發(fā)展氣動伺服系統(tǒng)，智能化元件、閥島及總線連

11、接系統(tǒng)。液壓，hydraulic,rexroth,力士樂，液壓系統(tǒng)，6 b" J$ Z0 N1 ?4 k+ Q7 7 h8 E& 向高速、高頻、高壽命和高可靠性方向發(fā)展 氣缸工作速度達12 m/s，最高達5 m/s。電磁閥頻響小于10 ms，壽命達5000萬次，采用氣浮式閥芯的電磁閥壽命可達2億次。 普遍采用無油潤滑 以滿足電子、醫(yī)療食品等工業(yè)需要。氣源過濾精度可達99.999%。 新材料、新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用 如精密陶瓷、反滲析薄膜（用于干燥器），精密壓鑄、擠壓工藝及表面處理技術(shù)。液壓，hydraulic,rexroth,力士樂，液壓系統(tǒng)，% z; _$ b0 H9 s0

12、e 便于保養(yǎng)和維護液壓，hydraulic,rexroth,力士樂，液壓系統(tǒng)，) j+ p# q d+ U8 ?: v! n' O- X7 C) r2.3 液力調(diào)速傳動技術(shù)調(diào)速型液力偶合器向大功率高速方向發(fā)展，國外已生產(chǎn)功率為600010000 kw，速度為6000 r/min的產(chǎn)品，廣泛用于大型火力電站的鍋爐給水系統(tǒng)，高爐送風機等，可節(jié)能20%以上。液粘調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展較快，它采用電液比例壓力閥式和離心式調(diào)壓閥來改變主動和從動摩擦片間隙的壓緊力，從而調(diào)節(jié)從動軸的輸出轉(zhuǎn)數(shù)，用在大型風機和水泵上可節(jié)能20%。新開發(fā)的液壓調(diào)速變矩器可以得到很大的能容變化范圍。國外液力傳動調(diào)速系統(tǒng)廣泛與計算機相

13、結(jié)合，根據(jù)工況變化自動改變轉(zhuǎn)數(shù)。應(yīng)用計算機技術(shù)優(yōu)化葉輪參數(shù)以提高傳動效率。液壓|hydraulic|Rexroth|力士樂|液壓系統(tǒng)|液壓元件|液壓仿真|液壓與電氣6 A* 3 i) Q, T2.4 運動系統(tǒng)和元件（軸承，滾珠絲杠等）液壓|hydraulic|Rexroth|力士樂|液壓系統(tǒng)|液壓元件|液壓仿真|液壓與電氣8 D/ i9 i4 b; X K軸承在總體水平提高的基礎(chǔ)上，向三高方向發(fā)展，即高速度、高精度、高性能方向發(fā)展。軸承已開始突破“三大件”的傳統(tǒng)模式，開始與主機部件結(jié)合向單元化、智能化的三高方向發(fā)展，如智能軸承，特大功率主軸軸承、陶瓷軸承、磁流體軸承、磁懸浮軸承、氣浮軸承、高速

14、鐵路軸承、轎車軸承單元等，這些產(chǎn)品均已用于生產(chǎn)。軸承制造已實現(xiàn)自動化，廣泛采用自動生產(chǎn)線和無人化車間，使產(chǎn)品的50%以上達到ISOP5級標準。新材料、新工藝新技術(shù)的應(yīng)用，使軸承的速度、精度、壽命、重載、耐高溫、耐低溫等性能有顯著提高。國外開發(fā)的主軸采用陶瓷軸承后，可使精度保持性，速度、壽命等性能提高30%以上。滾珠絲杠、滾動導軌等產(chǎn)品向高速、高精度方向發(fā)展，滾珠絲杠采用軋制工藝后，不但可以提高精度保持性，還能降氏成本，有利于擴大使用。液壓與電氣論壇6 l0 K5 c; 0 J# g- J2.5 齒輪傳動 高速重載齒輪向高參數(shù)、高壽命方向發(fā)展 硬齒面漸開線齒輪已占主導地位，齒輪硬齒面可達HR60

15、-63。透平齒輪精度可達 DIN4-5級。計算機技術(shù)在齒輪設(shè)計、制造、熱處理、試驗等方面得到廣泛應(yīng)用，效果明顯。齒輪強度計算更趨完善，普遍采用優(yōu)化設(shè)計、CAD、CAT等現(xiàn)代化設(shè)計與試驗方法。彈性流體潤滑理論得到進一步發(fā)展和應(yīng)用。 汽車齒輪采用現(xiàn)代化制造工藝，使精度提高，噪聲減小。7 d% " # k4 g) Y7 * J2 D/ L# t 通用齒輪向成套化方向發(fā)展，各種型式齒輪箱得到廣泛應(yīng)用。 齒輪傳動和其他類型傳動相結(jié)合 如帶減速齒輪箱的電機，又如行星減速器和液壓馬達相結(jié)合組成車輪馬達等。高速齒輪傳動與大型液力偶合器組成液力傳動裝置等。 3 現(xiàn)狀和差距/ W. i" D*

16、 k: F3 q+ T我國基礎(chǔ)產(chǎn)品工業(yè)已形成門類齊全、有一定生產(chǎn)能力和技術(shù)水平的生產(chǎn)科研體系。尤其是近十年來基礎(chǔ)產(chǎn)品工業(yè)得到國家支持，裝備水平有所提高，目前已能生產(chǎn)品種規(guī)格齊全的產(chǎn)品，已能為汽車、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、機床、塑機、冶金礦山、發(fā)電設(shè)備、石油化工、鐵路、船舶、港口、輕工、電子、醫(yī)藥以及國防工業(yè)提供品種基本齊全的產(chǎn)品。通過科研攻關(guān)和產(chǎn)學研結(jié)合，在液壓伺服比例系統(tǒng)和元件、氣動控制系統(tǒng)、大功率調(diào)速型液力偶合器、高速齒輪、汽車和鐵路軸承、精密主軸軸承等方面有所突破，不少成果已用于生產(chǎn)。在產(chǎn)品CAD和CAT、仿真技術(shù)、自動控制理論應(yīng)用、齒輪及軸承降噪、海水及水壓傳動等方面已取得可喜的進展，并得

17、到廣泛應(yīng)用。近年來，在國內(nèi)建立了不少獨資、合資企業(yè)，在提高我國行業(yè)技術(shù)水平的同時，為主機提供了急需的高性能和高水平產(chǎn)品，填補了國內(nèi)空白。雖然取得上述成果，但和目前國內(nèi)的需求和國外先進水平相比還有較大差距。液壓，hydraulic,rexroth,力士樂，液壓系統(tǒng)，% o, B4 v& o* n1 I1 S2 C: C G3.1 產(chǎn)品趨同化、構(gòu)成不合理液壓，hydraulic,rexroth,力士樂，液壓系統(tǒng)，: |/ q) Q* 0 v! F0 m* w' N缺少高性能產(chǎn)品，如多種變量型式適用于開環(huán)系統(tǒng)使用的高壓柱塞泵、高精度高壽命軸承、高速鐵路軸承，高速低噪聲齒輪箱、大型液力

18、傳動裝置等。目前，國內(nèi)產(chǎn)品品種僅為國外的1/21/3，而且構(gòu)成比不合理，大部分屬于中低檔產(chǎn)品，占總產(chǎn)量的8090%，大型及重點工程配套率僅約占30%左右，關(guān)鍵元件需要依賴進口。液壓|hydraulic|Rexroth|力士樂|液壓系統(tǒng)|液壓元件|液壓仿真|液壓與電氣- s' K v) N6 s; t8 c5 M9 3.2 產(chǎn)品性能低、可靠性差除行業(yè)重點廠外，大部分工廠由于管理水平低，裝備落后，產(chǎn)品壽命和可靠性較差。國產(chǎn)柱塞泵、電磁閥以及氣動元件壽命低于國外水平，鐵路軸承壽命約為100萬km，為國外的1/2，重載高速齒輪壽命也低于國外同類產(chǎn)品水平。國產(chǎn)電液比例閥和伺服閥雖然在動態(tài)及靜態(tài)性

19、能方面與國外相當，但壽命和可靠性與國外有差距。3.3 產(chǎn)品創(chuàng)新和自我開發(fā)能力弱，自行設(shè)計水平低產(chǎn)品CAD和CAT技術(shù)應(yīng)用尚處于低水平階段。仿真、優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用尚不普遍。尚未建立完整的、適用的有關(guān)軸承、齒輪、液壓、氣動元件和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。產(chǎn)品設(shè)計還處在經(jīng)驗設(shè)計和靜力學設(shè)計階段；有限元設(shè)計、模擬仿真設(shè)計和可靠性設(shè)計尚未得到廣泛采用。 4 幾點建議1.根據(jù)國內(nèi)市場需求，依靠科技進步，不斷調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。對適銷對路產(chǎn)品要不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加品種規(guī)格和發(fā)展變型產(chǎn)品；對一些市場急需、國內(nèi)尚不能供應(yīng)的產(chǎn)品，要加強科研開發(fā)，不斷創(chuàng)新，或采用引進國外技術(shù)，通過合資或獨資方式，有選擇的量力而行的，本著效益第一的原則來發(fā)展，滿足主機發(fā)展的需要。5 d9 C2 Z, k. w4 I2 Y) 2.適應(yīng)國際傳動技術(shù)產(chǎn)品工業(yè)向國際化發(fā)展趨向，對現(xiàn)有國內(nèi)企業(yè)進行改組、合并，使企業(yè)開發(fā)能力，裝備能力、管理水平和服務(wù)水平不斷提高，以保持一定的競爭能力。3.不斷提高企業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)能力和創(chuàng)新能力，加強產(chǎn)學研結(jié)合，充分利用高等院校的科研開發(fā)人力資源，發(fā)展有自主產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和技術(shù)。液壓|hydraulic|Rexroth|力士樂|液壓系統(tǒng)|液壓元件|液壓仿真|液壓與電氣, B( y M+ 7 q* I: k* u) s$ u4 Q4. 完善質(zhì)保體系，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是產(chǎn)品可靠性，提高產(chǎn)品知名度，