液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的概論

1、液壓傳動(dòng)技術(shù)的歷史進(jìn)展與趨勢(shì) 從公元前200多年前到17世紀(jì)初，包括希臘人發(fā)明的螺旋提水工具和中國(guó)出現(xiàn)的水輪等，可以說(shuō)是液壓技術(shù)最古老的應(yīng)用。自17世紀(jì)至19世紀(jì)，歐洲人對(duì)液體力學(xué)、液體傳動(dòng)、機(jī)構(gòu)學(xué)及控制理論與機(jī)械制造做出了主要貢獻(xiàn)，其中包括：1648年法國(guó)的B帕斯卡(BPascal)提出的液體中壓力傳遞的基本定律；1681年D帕潘(DPapain)發(fā)明的帶安全閥的壓力釜；1850年英國(guó)工程師威廉姆喬治阿姆斯特朗(William George Armstrong)關(guān)于液壓蓄能器的發(fā)明；19世紀(jì)中葉英國(guó)工程師佛萊明詹金(FJinken)所發(fā)明的世界上第一臺(tái)蒸氣噴射器差壓補(bǔ)償流量控制閥；1795年

2、英國(guó)人約瑟夫布瑞瑪(Joseph Bramah)登記的第一臺(tái)液壓機(jī)的英國(guó)專利；這些貢獻(xiàn)與成就為20世紀(jì)液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)的發(fā)展奠定了科學(xué)與工藝基礎(chǔ)。19世紀(jì)工業(yè)上所使用的液壓傳動(dòng)裝置是以水作為工作介質(zhì)，因其密封問(wèn)題一直未能很好解決以及電氣傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)，曾一度導(dǎo)致液壓技術(shù)停滯不前,卷板機(jī)。此種情況直至1905年美國(guó)人詹涅(Janney)首先將礦物油代替水作液壓介質(zhì)后才開(kāi)始改觀,折彎?rùn)C(jī)。20世紀(jì)30年代后，由于車輛、航空、艦船等功率傳動(dòng)的推動(dòng)，相繼出現(xiàn)了斜軸式及彎軸式軸向柱塞泵、徑向和軸向液壓馬達(dá)；1936年Harry Vickers發(fā)明了先導(dǎo)控制壓力閥為標(biāo)志的管式系列液壓控制元件。第二次

3、世界大戰(zhàn)期間，由于軍事上的需要，出現(xiàn)了以電液伺服系統(tǒng)為代表的響應(yīng)快、精度高的液壓元件和控制系統(tǒng)，從而使液壓技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。20世紀(jì)50年代，隨著世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的不斷增長(zhǎng)，使玻璃冷卻器技術(shù)很快轉(zhuǎn)入民用工業(yè)，在機(jī)械制造、起重運(yùn)輸機(jī)械及各類施工機(jī)械、船舶、航空等領(lǐng)域得到了廣泛發(fā)展和應(yīng)用。同期，德國(guó)阿亨工業(yè)大學(xué)(TH Aachen)在仿形刀架方面，美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)Blackburn、Lee及Shearer等學(xué)者在電液伺服閥方面的研究取得了很大進(jìn)展(出版了著名的液壓氣動(dòng)控制一書)。這些成果乃至Harry Vickers發(fā)明的先導(dǎo)式壓力控制閥結(jié)構(gòu)至今仍為全世界所采用

4、。20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著原子能、航空航天技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)在更深、更廣闊的領(lǐng)域得到了發(fā)展，60年代出現(xiàn)了板式、疊加式液壓閥系列，發(fā)展了以比例電磁鐵為電氣一機(jī)械轉(zhuǎn)換器的電液比例控制閥并被廣泛用于工業(yè)控制中，提高了電液控制系統(tǒng)的抗污染能力和性能價(jià)格比。70年代出現(xiàn)了插裝式系列液壓元件。80年代以來(lái)，液壓脫硫噴射器技術(shù)與現(xiàn)代數(shù)學(xué)、力學(xué)和微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制科學(xué)等緊密結(jié)合，出現(xiàn)了微處理機(jī)、電子放大器、傳感測(cè)量元件和液壓控制單元相互集成的機(jī)電一體化產(chǎn)品(如美國(guó)Lee公司研制的微型液壓閥等)，提高了液壓系統(tǒng)的智能化程度和可靠性，并應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)展了對(duì)液壓元件和系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能

5、數(shù)字仿真及結(jié)構(gòu)的輔助設(shè)計(jì)和制造(CADCAM)。如前所述，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，近20年來(lái)人們重新認(rèn)識(shí)和研究以歷史上以純水作為工作介質(zhì)的純水液壓傳動(dòng)技術(shù)，并在理論上和應(yīng)用研究上，都得到了持續(xù)穩(wěn)定地復(fù)蘇和發(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)(Emerging Technology)和新的發(fā)展方向之一。液壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展，幾乎囊括了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門：從機(jī)械加工及裝配線到材料壓延和塑料成形設(shè)備；從材料及構(gòu)件試驗(yàn)機(jī)到電液仿真試驗(yàn)平臺(tái)；從建筑及工程機(jī)械到農(nóng)業(yè)及環(huán)境保護(hù)設(shè)備；從電力、煤炭等能源機(jī)械到石油天然氣探采及各類化工設(shè)備；從礦山開(kāi)采機(jī)械到鋼鐵冶金設(shè)備；從橡膠、皮革、造紙等輕工機(jī)械到家用電器、電子信息產(chǎn)品自動(dòng)生產(chǎn)線及印刷、辦公自動(dòng)化設(shè)備；從食品機(jī)械、噴膠棉機(jī)械及醫(yī)療器械到娛樂(lè)休閑及體育訓(xùn)練器械；從航空航天控制到船舶、鐵路和公路運(yùn)輸車輛液壓傳動(dòng)與控制已成為現(xiàn)代機(jī)械工程的基本要素和工程控制的關(guān)鍵技術(shù)之一,螺旋輸送機(jī)。21世紀(jì)將是信息化、網(wǎng)絡(luò)化、知識(shí)化和全球化的世紀(jì)，信息技術(shù)、生命科學(xué)、生物技術(shù)和納米技術(shù)等新科技的日益進(jìn)展將對(duì)液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)的研究、設(shè)計(jì)觀念及方法、對(duì)包括液壓閥在內(nèi)的各類液壓產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與工藝、對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域以及企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理模式產(chǎn)生深刻影響并帶來(lái)革命性變化。在社會(huì)和工程需求的強(qiáng)力推動(dòng)及機(jī)械與電氣傳動(dòng)及控制的挑戰(zhàn)下，液壓