液压传动技术在自动化生产中的应用

液压传动技术在自动化生产中的应用

摘要：液压传动控制当前主要应用于钢铁领域，通过液压来实现能量传递。由

于该技术具有操作便捷性、应用灵活性以及控制方便等方面的特点，钢铁企业普

遍重视液压控制技术的应用。有压流体是液压传动的能源介质来实现机械设备的

自动控制。本文浅析液压传动技术在自动化生产中的应用。

关键词：应用；自动化生产；液压传动技术

引言

帕斯卡原理是液压传动技术的根本性理论依据，即液体自身存在着较强的均

匀性，因此内部压强一致，某一系统处于平衡状态下，活塞的大小直接决定了所

施加压力的大小，使液体保持静止的状态。以液体为介质，在传递作用下可以通

过不同端来产生不同的压力。

1液压传动的优缺点

1.1优点

(1)液压系统中的动力元件、执行元件、控制元件等，能够根据需要灵活布局，使用方便。(2)在同等功率情况下，液压装置体积小、质量小，单位质量输出功率大。(3)操作控制简单，在液压系统运行过程中便可实现无级调速。(4)安全可靠，

具备过载保护功能。(5)液压传动中，由于功率损失产生的热量可以被液体带走，

避免了产生局部过度温升。(6)自动化程度高。液压传动能够使机器实现自动化、

智能化。若采用电液联合控制，则自动化程度更高，且能够实现远程遥控。正是

因为具备上述优点，液压传动在机械钢铁和国防建设等领域得到了广泛的应用。

液压传动的优点是其他传动形式无法比拟的，所以在未来具有广阔的发展前景。

1.2缺点

(1)流体易泄漏。液压系统内充满了大量的流体，由于流体在运行过程中受到

阻力且会发生泄漏，一方面造成场地污染，另一方面也增加了安全隐患。(2)受温

度影响较大。液压系统对工作环境的温度要求较严格，不能在过高或过低的温度

环境中正常运行。(3)液压元件价格昂贵。由于液压系统易泄漏，为了减少该种现

象的发生，液压元件制作精度通常较高，这就使得成本大大增加。(4)传动比易受

影响。液压系统中流体的泄漏会一定程度地影响传动比。(5)维修难度大。通常液

压传动出现问题时，不易维修。虽然上述这些缺点有部分已被改善(如泄漏问题)，但是还存在其他问题需要解决。因此，今后在液压方面要着重对这些问题进行研

究探索。

2基于单一技术的传动方式

2.1机械传动

对于部分以机械方式进行驱动的传送装置来说，由于只能够采用平均负荷系

数较小的发动机，变速类型只局限为有级变速，只能够应用于通用客货汽车等对

于调整范围要求较低的设备中。而对于作业速度恒定以及对经济性指标较为敏感

的家用机械设备，该技术则具有主体性地位。

2.2液力传动

该技术的优势在于能够达到输出扭矩-转速特性，在换挡式机械变速器的配合

下能够避免出现传动装置过载的问题。由于变矩器自身有着较小的负荷应力以及

较大的功率密度，生产成本相对较低，能够大范围投入到坦克、重型机械等设备中。

2.3电力传动

电力传动即是利用发电机进行驱动，而发电机的运行也需要内燃机的支持，

所产生的电能可以推动车辆行走，转向与转速的操作则在电子调节系统支持下完成，控制装置、输出元件以及输入元件可以分置安装。电力传动在内燃机车、电

动船舶等领域得到应用，应用于大型工程机械以及矿用载重汽车上，对于部分以

柴油机为底层驱动装置的超重运输车辆以及牵引车也开始采用电力传动设计方案。然而出于经济性与技术方面的限制，功率电元件在行走机械方面的兼容性尚未得

到充分的开发，该技术的普遍还需要时间。

2.4液压传动

在传递效率较高的状态下，可以充分利用功率，控制恒功率输出，由于系统

结构简单，能够提升输出速度刚性、实现反向运转。液压传动广泛应用于工程机

械中，对于控制方式与传动方式的改良有着十分积极的影响。相比于液力传动与

纯机械传动，液压传动则有灵活性好、调节操作方便等特点，能够依照实际工程

需要以及工程机械形态将工作机构、驱动轮以及发动机等部件在更加合理的位置

上进行排列，在各种不同转速状态下，发动机也能够帮助传动系统大幅提升牵引力，在广阔的转速范围内也能够使机械运行效率维持在一个较高的状态下，在不

同动力传动特性的支持下，也能够承担更大的负荷状态。由于部分行走类机械车

速比较快，若在行走液压驱动装置的帮助下，能够使车辆的起步更加柔和也更加

迅速。

3液压与液力传动和机械的复合

3.1串联方式

当前所有复合方式中，串联方式最为简单，是在液压变速器与液压马达的驱

动桥与输出端之间通过机械变速器对高效区的调整进行扩展，相关的无级变速可

以在分段条件下进行。当前已经初步应用于联合收获机以及装载机方面。在不断

改良的过程中，已经实现大变速比状态下的轮边液压驱动，驱动桥元件可以被省

略掉，布局更加方便。

3.2并联方式

并联方式本质上是一种液压机械功率分流方式，通过行星差速器的多自由度

特点将输出功率划分为机械与液压两个功率流，功率流在液压的控制下，不同类

型的功率流可以以无级调节的方式实现重新汇合，产生更大的输出转速。该技术

下的液压传动能够实现更加高效、稳定的机械传动以及性能更好的无级调整，一

方面能够实现无级变速，另一方面也能够提高变速装置的运行效率。

3.3分位方式

于车轮内直接安装液压马达，能够对液压驱动装置起到良好的辅助作用，解

决牵引性能不足的问题。在液压传动的无级高速支持下，不同驱动轮虽然传动方

式不同，但仍可以实现协调同步，该技术与功率分流理论相似。

3.4分时方式

对于转移空驶速度与作业速度相关较大的部分车辆，可以利用机械变速器将

液压传动装置与机械变速器结合起来使用，消除低速作业状态下与高速行驶性能

之间的矛盾。当前我国许多车辆已经采用液压-机械分时驱动的方式来提高的车辆的运行性能。

4钢铁液压设备故障诊断与监测的策略

4.1充分利用液压实验台

钢厂的液压实验台配之以计算机系统, 具有很强的测试能力和很高的测试精

度 , 它能按ISO 标准测试各种规格型号的泵阀和液压缸, 不仅能测试液压元件的静