液壓傳動(dòng)技術(shù)及發(fā)展

1、TEl30型液壓站工作原理及故障分析摘要：液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)是一門新興技術(shù)。 液壓傳動(dòng)和控制廣泛應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及新工藝、新材料的新成果，已成為工業(yè)機(jī)械，工程建筑機(jī)械及國防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)。液壓傳動(dòng)的應(yīng)用深入各個(gè)領(lǐng)域，國外生產(chǎn)的95%的工業(yè)機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動(dòng)化生產(chǎn)線都采用了液壓傳動(dòng)技術(shù)。因此，采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。而其向自動(dòng)化、高精度、高效率、高速度、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展，是不斷提高它與電傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵，隨著液壓自動(dòng)化程度的不斷提高，液壓元件應(yīng)用數(shù)量的急劇增加

2、，原件小型化、系統(tǒng)集成化是未來的發(fā)展趨勢(shì)，在未來加工中應(yīng)用前景十分廣闊。關(guān)鍵詞：液體靜壓力、特點(diǎn)、TEL30、一、緒論液壓傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平高低已成為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 圖1-1液壓技術(shù)的基本原理在倫敦用水作為工作介質(zhì)，以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。905年將工作介質(zhì)水改為油，又進(jìn)一步得到改善。第一次世界大戰(zhàn) (1914 - 1918) 后液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用，特別是 1920 年以后，發(fā)展更為 迅速。液壓元件大約在 19 世紀(jì)末20世紀(jì)初的2

3、0年間，才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯 (F.Vikers) 發(fā)明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng)的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初康斯坦丁·尼斯克 (G · Constantimsco) 對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究；1910 年對(duì)液力傳動(dòng) ( 液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等 ) 方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 液壓傳動(dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機(jī)械、壓力機(jī)械、機(jī)床等；行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩

4、裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)等；發(fā)電廠渦輪機(jī)調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等國；船舶用的甲板起重機(jī)械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進(jìn)器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測(cè)量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機(jī)起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。 目前，它們分別在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、長壽命、高度集成化、小型化與輕量化、一體化和執(zhí)行件柔性化等方面取得了很大的進(jìn)展。同時(shí)，由于與微電子技術(shù)密切配合，能在盡可能小的空間內(nèi)傳遞盡可能大的功率并加以準(zhǔn)確的控制，從而更使得它們?cè)诟餍懈鳂I(yè)中發(fā)揮出了巨大作用。應(yīng)該特別提及的是，近年來，世界科學(xué)技術(shù)不斷迅速發(fā)展

5、，各部門對(duì)液壓傳動(dòng)提出 了更高的要求。液壓傳動(dòng)與電子技術(shù)配合在一起，廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人、海洋開發(fā)、宇宙航行、地震予測(cè)及各種電液伺服系統(tǒng)，使液壓傳動(dòng)的應(yīng)用提高到一個(gè)嶄新的高度。一、液壓傳動(dòng)的工作原理和組成1、工作原理液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，利用壓力能來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式。驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)是由油箱、過濾器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管、接頭等組成。(1)工作原理如下：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵經(jīng)濾油器從油箱中吸油，油液被加壓后從泵的輸出口輸入管路。油液經(jīng)開停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸，推動(dòng)活塞而使工作臺(tái)左右移動(dòng)。液壓缸里面的油液經(jīng)換向閥回油管流回油

6、箱。(2)工作臺(tái)的移動(dòng)速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的，當(dāng)節(jié)流閥開大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大。當(dāng)節(jié)流閥開小時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量減少，工作臺(tái)移動(dòng)速度減少。由此可見，工作臺(tái)移動(dòng)速度與油量有關(guān)。 圖1-1液壓系統(tǒng)的基本組成元件2、液壓系統(tǒng)的基本組成(1)能源裝置液壓泵。它將動(dòng)力部分（電機(jī)或其他原動(dòng)機(jī)）所輸出的機(jī)械能抓換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。(2)執(zhí)行裝置液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。(3)控制裝置液壓閥（流量閥，壓力閥、方向閥）。通過它的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）壓力和方向。(4)輔助裝置油箱

7、、油管蓄能器、濾油器管接頭、壓力表開關(guān)等。通過這些元件把系統(tǒng)連接起來，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。(5)工作介質(zhì)液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量和信息。二、液壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 1、液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)液壓傳動(dòng)的各種元件、可根據(jù)需要方便、靈活地來布置；(2)重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快；(3)操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速(調(diào)速范圍達(dá)2000：1)；(4)可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；(5)一般采用礦物油為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤滑，使用壽命長；(6)很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)；(7)容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)

8、現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控2、液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)雖然液壓傳動(dòng)這種新興的傳動(dòng)方式比較其他幾種有很多的優(yōu)點(diǎn)，但任何一件東西都不是完美無缺的，液壓傳動(dòng)技術(shù)也有它的缺點(diǎn)。液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)(1)液壓系統(tǒng)中的漏油等因素，影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使得液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。(2)液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體粘性變化，引起運(yùn)動(dòng)特性的變化，使得工作的穩(wěn)定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。(3)為了減少泄漏，以及為了滿足某些性能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復(fù)雜。(4)液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。(5)液

9、壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除?？傊?，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。液壓傳動(dòng)有著廣泛的發(fā)展前景。四、液壓傳動(dòng)技術(shù)在礦井提升系統(tǒng)中的應(yīng)用4.1 TEl30型液壓站的主要作用(1)可以為盤形制動(dòng)器提供不同油壓值的壓力油，以獲得不同的制動(dòng)力矩。(2)在事故狀態(tài)下，可以使制動(dòng)器的油壓迅速降到預(yù)先調(diào)定的某一值，經(jīng)過延時(shí)后，制動(dòng)器的全部油壓迅速回到零，使制動(dòng)器達(dá)到全制動(dòng)狀態(tài)。(3)TEl30型液壓站可以供給控制單繩雙筒礦井提升機(jī)調(diào)繩裝置所需要的壓力油。圖1-1 TEl30液壓站原理圖l、油箱；2、網(wǎng)式過濾器；3、電機(jī)；4、油泵；5、紙質(zhì)過濾器；6、電液調(diào)

10、壓裝置；7、電磁換向閥；8、溢流閥；9、減壓閥；10、單向閥；11、電磁換向閥；12、彈簧蓄力器；13、液動(dòng)換向閥；14、壓力表開關(guān)；15、壓力表；16、電磁換向閥；17、電磁換向閥；18、電磁換向閥；19、電接點(diǎn)壓力式溫度計(jì)；2O、電接點(diǎn)壓力表；21、截止閥。4.2 液壓站工作原理介紹為了確保提升機(jī)的正常工作，液壓站油箱中間用鋼板隔開，相當(dāng)于2個(gè)獨(dú)立油箱，并帶有2臺(tái)葉片泵裝置，一臺(tái)工作、一臺(tái)備用。二泵替換工作時(shí)，同液動(dòng)換向閥13自動(dòng)換向，2臺(tái)葉片泵裝置放在油箱側(cè)面地面上，便于維修。安全制動(dòng)部分由電磁閥G3、G4、G5、G6，減壓閥9、溢流閥8、蓄力器12等件組成。對(duì)單繩雙筒提升機(jī)來說又在此基

11、礎(chǔ)上增加了電磁閥18(G1、G2)以供詞繩使用，液壓站為盤形制動(dòng)器提供了不同油壓的油，油壓的變化，由電液調(diào)壓裝置b來調(diào)節(jié)，這時(shí)安全制動(dòng)部分的電磁閥G3、G4、G5帶電，油路通，壓力油通過管路分別進(jìn)入盤形制動(dòng)器。油壓的變化，通過提升機(jī)司機(jī)控制電液調(diào)壓裝置的電流大小來實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的目的。液壓站的安全制動(dòng)中的原理應(yīng)用系統(tǒng)正常工作時(shí)，電磁鐵G3、G4、G5通電，G1、G2、G6斷電，壓力油通過電磁閥11、17分別進(jìn)入制動(dòng)器，開閘，保證提升機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)壓力油經(jīng)過減壓閥9、單向閥10進(jìn)入彈簧儲(chǔ)力器l2，達(dá)到某一指定的一級(jí)制動(dòng)油壓Pl級(jí)，當(dāng)提升機(jī)實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)時(shí)(其中包括全礦停電)電機(jī)3斷電

12、，油泵停止供油，電磁鐵G3、G4斷電。TEl30型液壓站固定卷筒制動(dòng)器的壓力油迅速回油箱，油壓降到零。TEl30游動(dòng)卷筒制動(dòng)器的壓力油經(jīng)電磁閥l 1，一部分壓力油流到彈簧儲(chǔ)力器12內(nèi)，另一部分由溢流閥8流回油箱，使這局部系統(tǒng)內(nèi)油壓值，保持一級(jí)制動(dòng)油壓值P1級(jí)，再經(jīng)過延時(shí)繼電器延時(shí)，電磁鐵G5延時(shí)斷電，G6延時(shí)通電，使油壓迅速降到零，達(dá)到全制動(dòng)狀態(tài)。4.3液壓站常見故障分析及處理辦法 3.1漏油及油壓不穩(wěn) 長期使用后，安全制動(dòng)裝置中的各集油路之間，以及閥與集油路間大量泄漏，且油壓下降導(dǎo)致松不開閥，原因是它們之間的螺釘松動(dòng)，將螺釘擰緊即可消除故障；油壓不穩(wěn)原因是液壓系統(tǒng)中混入空氣，應(yīng)排除空氣，或是

13、電液調(diào)壓裝置線圈的電流濾波不好，線圈上下振動(dòng)，造成油壓不穩(wěn)，加裝電解電容器加強(qiáng)濾波即可。3.2 油壓值不能保證 原因是系統(tǒng)內(nèi)有空氣吸入，油箱內(nèi)的油有好多泡沫，或者是溢流閥、電磁換向閥內(nèi)泄漏大，處理方法：檢查油泵吸油口是否泄漏；油泵吸油處管接頭是否擰緊；吸油過濾器的螺釘是否擰緊；檢查吸油過濾器到油泵吸油口處的管路是否漏氣；檢查油泵端蓋螺釘是否擰緊；清洗溢流閥閥芯，如果閥芯在閥體內(nèi)活動(dòng)不靈活，可以用手拿住閥芯在體內(nèi)來回研磨；清洗電磁換向閥閥芯，要求閥芯在閥體內(nèi)運(yùn)動(dòng)靈活，保證工作時(shí)閥芯到位。 3.3 零油壓 制動(dòng)器不松閘系統(tǒng)沒有壓力的原因：油泵旋轉(zhuǎn)方向反了或油泵沒有輸出液；電液比例裝置上的溢流閥閥芯

14、卡死，阻尼孔堵塞；油泵吸油口不暢通，吸油過濾器堵塞；壓力閥內(nèi)有臟物，錐閥關(guān)不住。處理方法：糾正泵的旋轉(zhuǎn)方向，排除油泵故障；把溢流閥拆開清洗，要求做到閥芯在閥體內(nèi)運(yùn)動(dòng)靈活，用壓縮空氣把阻尼孔吹通；清洗過濾器濾芯，并檢查吸油管路是否堵塞；拆開壓力閥，把錐閥芯取下來清洗。3.4 殘壓過大 殘壓過大會(huì)使制動(dòng)器失去作用，其主要原因是：電液調(diào)壓裝置的控制桿上的檔板離噴嘴距離太小；溢流閥節(jié)流孔太大。處理方法：將控制桿上檔板調(diào)整或更換；將溢流閥節(jié)流孔更換直徑小一些的節(jié)流孔。4.4液壓站使用過程中應(yīng)注意的問題由于液壓站各元件及管道在加工、運(yùn)裝過程中，各種雜物如鐵屑、磨料、灰塵等污垢在使用之前會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)，所以液壓

15、站在首次使用前，應(yīng)將所有閥類、油管、油箱精洗干凈，油管應(yīng)用酸洗法清洗。工作過程中要經(jīng)常檢查各種閥、泵等元件的磨損情況，定期更換密封件，密封件不可有毛刺、飛邊。油溫應(yīng)控制在65以內(nèi)。液壓站用油必須定期更換，如果在使用過程中發(fā)現(xiàn)油面有大量氣泡，或油液很臟應(yīng)立即更換，另外，液壓站用油要從實(shí)際需要出發(fā)，要考慮液壓油的粘度，既不能過大，也不能過小。粘度過大，內(nèi)摩擦阻力大，流動(dòng)性小，散熱性差，啟動(dòng)困難，消耗功率多，還會(huì)加速磨損，易引起系統(tǒng)發(fā)熱；粘度過小，則會(huì)發(fā)生滲漏而降低工作壓力。在實(shí)際使用中，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所選用油泵的類型選用合適粘度的油液，油泵適用液壓油推薦粘度。液壓系統(tǒng)中如有空氣存在，將影響系統(tǒng)的正常工

16、作。從液壓站到盤式制動(dòng)器連接的油管及制動(dòng)油缸內(nèi)都不能存有空氣。安裝后第一次向制動(dòng)油缸充油時(shí)，油壓不宜過高，充油前，將所有油缸上的排氣螺塞備運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，可能還會(huì)有少量空氣侵入，所以，當(dāng)發(fā)現(xiàn)松閘時(shí)間較長時(shí)，應(yīng)進(jìn)行排氣。液壓站全部停止工作后，再重新開始工作時(shí)，應(yīng)先開油泵電動(dòng)機(jī)，然后使安全閥電磁鐵通電，否則將會(huì)有空氣被擠入油缸。五、現(xiàn)代液壓技術(shù)發(fā)展的新方向液壓傳動(dòng)和控制由于應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及新工藝、新材料等后取得了新的發(fā)展,使液壓系統(tǒng)和元件在技術(shù)水平上有了很大的提高。所以液壓傳動(dòng)技術(shù)將會(huì)向自動(dòng)化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化的方向發(fā)展。液壓傳動(dòng)技

17、術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，是20世紀(jì)后半葉特別是近年來機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的技術(shù)之一。然而，油壓傳動(dòng)存在著環(huán)境污染、易燃燒、浪費(fèi)能源的嚴(yán)重問題，固在一定程度上限制了其發(fā)展與應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類環(huán)保、能源危機(jī)意識(shí)的提高，促使人們研究以無污染危害、阻燃性好、溫升小、介質(zhì)經(jīng)濟(jì)性好、粘度小的純水為工作介質(zhì)的純水液壓傳動(dòng)技術(shù)，并在近20年來使其無論在理論上還是在應(yīng)用研究上，都得到了持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，正在逐漸成為現(xiàn)代液壓傳動(dòng)技術(shù)中的熱點(diǎn)技術(shù)和新的發(fā)展放向之一。液壓傳動(dòng)技術(shù)是一種新興的傳動(dòng)技術(shù)，它的應(yīng)用前景非常廣闊，主要發(fā)展動(dòng)向可以歸納為以下幾點(diǎn)：(1)正向著高壓、高速、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展；(2)與計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試、計(jì)算機(jī)直接控制、計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)；(3)與其他相關(guān)科