液压的性能和发展方向

液压的性能和发展方向

液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。

（1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；

（2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；

（3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；

（4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-15℃~60℃围较合适。

（5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低。

（6）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。

专利：

1．

前言：本发明公开了一种以纯水液压元件为特征的固定式高压细水雾自动灭火系统。包括三相异步电动机，纯水液压泵，纯水液压卸荷溢流阀、纯水液压电磁换向阀、开式高压细水雾喷嘴，感温探测器，感烟探测器，火灾探测控制系统，储水罐，分离器等。当探测到发生火灾时，由火灾探测控制系统报警发出控制信号使整个系统工作，三相异步电动机带动纯水液压泵旋转，输出大于10MPa的高压水流，通过纯水液压电磁换向阀到达开式高压细水雾喷嘴，由喷嘴喷出后充分雾化成滴径小于100μm浓密的高速细水雾雾团，体积膨胀1700倍左右，对保护对象可实施灭火、抑制火、控制火、降温等多种形式的消防保护，通过高效吸热降温、窒息火场、阻隔辐射热等机理进行灭火，达到良好的灭火效果。

2.

前言：本发明公开了一种全水润滑的纯水液压轴向柱塞泵/马达，它以过滤后的自然水(含淡水和海水)为工作介质，它主要由一个外壳和安装于外壳可旋转的缸体组成。缸体同一圆周上均布有与驱动/输出轴平行的奇数个缸孔，柱塞滑靴组件中的柱塞置于缸孔，缸孔的另一头安装一个配流套，配流套的另一端装入止推盘上相应的孔中，止推盘相对于缸体浮动，自动补偿零件加工和安装的误差，中心弹簧的一端经压紧塑料棒将止推盘压在配流

盘上，另一端通过缸体、球铰、回程盘将滑靴压在斜盘上，驱动/输出轴与缸体采用过盈配合连接。本发明装置所有摩擦副均直接用水润滑、冷却，径向尺寸小，体积小，重量轻，比功率大。

3.

前言：本实用新型公开了一种流量精确控制的纯水液压节流阀。它在阀体中心装有阀套，阀体下端和一侧面分别开有进水口和出水口，阀体下端进水口经阀套下端孔和一侧面孔，与阀体一侧面出水口连通；阀体上装有法兰，节流阀芯装在阀体、法兰，节流阀芯下端开有轴向三角通槽的节流阀口并与阀套配合，节流阀芯中部轴开有斜向的压力平衡孔并与法兰孔配合，法兰外的节流阀芯上装有调节手轮，法兰上端装有压紧螺母，压紧螺母上设有紧定螺钉。本实用新型采用轴向三角通槽式的节流阀口形式，可实现微量调节；结构上采用增加阀套的锥阀结构形式，可实现零泄漏；采用O型密封圈加挡圈和U型密封骨架加挡圈的密封形式，密封安全可靠，适合在中高压水介质环境下工作。

中国科技期刊网查文章:

1.

简述纯水液压传动及其在制药机械中的应用

文⊙胡长工（哈药集团制药总厂制剂厂）

摘要：介绍了水压传动的特点和水压传动技术国外发展现状，分析了水压传动在医药机械中的应用前景。

关键词：纯水液压传动；制药机械；应用纯水液压传动是以海水和自来水等不含任何添加剂的天然水作为液压工作介质，又称为水压传动或现代水压传动。在液压传动技术的发展进程中，水曾起着非常重要的作用。在十七世纪末及随后的一百多年里，液压传动的介质一直是水。但由于水自身存在的缺陷和石油工业的兴起以及耐油合成橡胶的出现，促进了液压传动技术由初始的水压传动进入占本世纪大部分时间的现有油压传动。到了７０年代，高水基液、水—乙二醇液、磷酸酯液等开始成为传动介质，这是水压技术发展的一个新阶段，但目前高水基液仅限于某些特殊的高温场合使用。水本身所固有的清洁性和阻燃性正好满足了现代社会对工业工程提出的安全、环境友好的要求，这也是最近二十年来水压传动持续复的根本动力。加之新型材料的发展、精密加工技术的进步和新结构的液压元件研制成功，基本克服了初始水压传动存在的诸如易腐蚀、易磨损、泄漏大、效率低等缺点，使液压传动技术进入了现代水压传动的研究和应用畴。由于自来水具有无污染、来源

广泛、节省能源、安全性高、难燃烧性等特性，是最有潜力的介质。

一、纯水液压传动的特点与传统的油压控制系统相比，水压系统因其介质的特点有如下优点：

（一）价格低廉，来源广泛，且提取、储运与使用都很便利，经济性远远高于其他介质；纯水是地球上最丰富的自然资源，取之不尽、用之不竭，而且储存、运输和处理的费用比较液压油来说是相当低廉的。

（二）无污染危害。纯水作为液压传动介质其泄漏与排放不会对环境产生污染，这是纯水液压传动在近几十年来得到迅速发展的最主要原因之一。矿物油对型液压油对环境的污染是众所周知的。１升的矿物油可使１０６升水受到污染；泄漏出来得液压油还使得工作场所的地面打滑，空气中充满异味，工作环境变得恶劣。而纯水传动没有任何污染。（三）阻燃性与安全性好，可在高温条件下安全工作，大大拓宽了液压系统的应用领域。另外水的比热与热导率分别为液压油的２－４倍，所以系统温升小，一般不用外加热交换器，简化了结构；

（四）系统压力损失小，发热少，传动效率高，流量稳定性好，纯水的密度较高，压缩性较小，因而系统刚度大，有利于系统动态性能的提高，因为水本身具有清洁功能，所以系统的维护保养方便，维护检测成本较低。

（五）用于水下的水压系统可以节省油路水箱等附件，结构大为简化；

（六）避免或减少产品污染。产品污染是许多生产行业格外注意的事情。泄漏的油液会使纺织品、木质胶合板受到污染，也会使紫涨变色、药品变质和食品变味。污染还会使某些产品只能销毁而无法出售。而纯水渗进产品害处要小得多或者没有害处。

二、纯水液压传动的国外研究现状西方一些国家如丹麦，英国、芬兰，德国，日本，美国等一直在集中力量研究该项技术并已取得了突破性进展。部分已进入实用阶段。美国早在七十年代初就开始了水液压技术的实际应用研究，并于１９８４年研制成功压力为１４Ｍｐａ，流量为４５Ｌ／ｍｉｎ的水液压系统。出于国防建设和某些特殊经济领域的迫切需求，以及对巨大的潜在市场前景的预测，英国，日本，芬兰，丹麦，德国等国家也相继加入了这一领域的竞争。芬兰的坦佩雷（Ｔａｍｐｅｒｅ）大学对水液压技术的产品开发已逐渐形成规模，其研制成功的比例流量控制水液压系统最高压力达４０ＭＰａ，流量达１３６Ｌ／ｍｉｎ。最新研制的比例阀通过建模，仿真，对比试验及改进控制方法提高了整体性能，下一步还准备把可编程智能控制单元（ＰＬＣ）集成到阀。德国的豪亨科（Ｈａ

ｕｈｉｎｃｏ）公司则主要进行了高压，大流量水液压元件的产品开发，目前生产的ＥＨＫ－３Ｋ系列Ｔｒｉ－ｐｌｅｘ柱塞泵的输出流量为８Ｌ／ｍｉｎ—７００Ｌ／ｍｉｎ，压力为１５ＭＰａ～８０Ｍｐａ，还有品种齐全的水液压阀，包括球阀，锥阀，和滑阀，压力分别是１６Ｍｐａ，３２ＭＰａ和７０Ｍｐａ．丹麦的丹福氏（Ｄａｎｆｏｓｓ）公司从１９８９年起，通过５年的努力，已设计生产出了系列水液压元件，其工作压力为１４Ｍｐａ，流量为１５Ｌ／ｍｉｎ—１４０Ｌ／ｍｉｎ，而且效率和寿命达到甚至超过矿物油型液压元件。日本的荏原研究所、三菱重工业株式会社、川崎重工业株式会社和神奈川大学等从事纯水液压传动的研究。有资料表明，纯水压泵压力可达２１ＭＰ，转速达１８００ｒ／ｍｉｎ，容积效率为８６％。Ｎｅｓｓｉｅ研究了应用于食品机械的纯水压系统。此外，日本海水液压传动技术非常领先，使用深度可达１２５００ｍ。我国的水液压技术研究也已经起步。华中科技大学机械学院近年来从事水压传动基础理论及元件与系统的研究，目前已制造出１台压力为３．５Ｍｐａ，流量为１００Ｌ／Ｍｉｎ的海水液压泵。大学流体传动及控制国家重点实验室在有关部委的资助下，已着手进行关键应用基础技术的研究和新材料的使用。总之，国际上纯水液压传动技术已经进入实际应用阶段，研究水平基本上达到压力为１４～２１Ｍｐａ，流量小于１００Ｌ／ｍｉｎ的中高压、中小流量水平。在原子能动力工厂、钢铁工业、矿井和食品医药等众多领域中使用。我国纯水液压传动技术的研究取得了一定的成绩，但相对于国际市场每年已有的数十亿美元的市场相比，还是落后许多。所以国应该加快对纯水液压传动的研究力度，缩小与发达国家的差距。

三、纯水液压传动在制药机械中的应用前景纯水液压传动在食品加工、运输、包装业、高压清洗设备、煤炭和冶金行业等部门得到日益广泛的应用。由于制药行业对污染有及其严格的要求，而油压系统的泄漏、污染从根本上来说是不可避免的，所以传统的的制药机械通常采用电机和压缩空气作为动力源。但由这两者组成的系统经济性差，而且还存在着气动系统的精确控制特性差、压力低、效率低以及电机系统严格的“三防”要求，无级调速性能差等缺点。相比而言，纯水液压系统液压水源价格低廉，不仅可以满足制药哦严格的无污染要求，而且没有气动和电机系统的缺陷，因而在药品粉碎机、制粉机、辊压式制粒机、灌装机和包装机等机器上有着很好的应用前景。例如传统的气流粉碎机采用压缩空气经冷却、过滤、干燥后，经喷嘴形成超音速气流射入粉碎室，使物料流态化，被加速的物料在数个喷嘴的交汇点汇合，产生剧烈的碰撞、磨擦、剪切而形成颗粒的超细粉碎。这种生产工艺成本高、能耗大、精度控制差，效率低，而且工作时会产生很大的噪声，对工人的身

体健康也有不利的影响。如果采用纯水液压则可以有效地降低能耗和噪声，经济性好，重量轻，体积小，效率高。

四、结束语基于军事应用和环保的需要，促进了纯水液压传动技术的研究和发展。新材料和新工艺使得水压传动变成现实。随着水压元件生产制造厂商的增多，水压元件的数量将会增多，水压元件和系统的成本将会显著降低，纯水液压传动必将在包括制药机械在的广大工业领域得到广泛的应用。

参考文献

［１］曙东，壮云，朱玉泉．水压传动的主要课题与研究进展．中国机械工程．２０００．９：１０７０￣１０７３

［２］亮，杜长龙，雷．水压传动及其在煤矿机械中的应用现状．中州煤炭．２００３．１：１２￣１３

［３］聂松林，铁华，壮云．水压传动及柱塞泵（马达）的现状与发展．机械工程师．２０００．９：８￣１１

［４］周华，华勇．重新崛起的现代水压传动技术．液压气动与密封．２０００．８（４）：６￣９

［５］勇忠，麻健，权龙．水压传动的研究现状与趋势．理工大学学报．

2.

纯水液压传动技术研究展望

科技大学康智柴光远

摘要:由于纯水具有许多优点,纯水液压传动技术越来越受到人们的关注。文中详细论述和分析了纯水液压传动特点,指出了其主要研究容及关键技术,并介绍了国外的研究进展和展望。

关键词:纯水液压传动;

关键技术;研究开发现代液压传动技术在工业生产和其他领域应用十分广泛,而纯水液压传动技术是现代液压研究领域的前沿方向之一。由于纯水具有来源广泛、无污染、阻燃性好等优点,在我国积极开展纯水液压传动的研究与开发,对节约能源,保护环境,可持续发展及开发绿色液压产品,都具有十分重要的意义。因此如何利用纯水作为液压传动工作介质的课题引起了人们的普遍关注,纯水液压传动课题的研究已经成为当今液压界的一大热点。

纯水传动的优缺点纯水传动的优点(1)无污染危害?纯水作为一种无味、无毒的绿色液压介

质,其泄漏与排放不会污染环境。(2)阻燃性与安全性好、温升小?水不会燃烧,故消除了火灾危险,安全性好;另外水的比热与热导率约为液压油的2~4倍,故纯水液压系统的温升较低,一般不需要设置热交换器,简化了系统结构。(3)介质经济性好?水资源丰富且提取储运使用便利,价格低廉,故以纯水作为液压介质成本低,经济性好。(4)可避免和减少产品污染?产品污染是许多生产行业格外关注的事情。泄漏的油液和水基液会使纺织制品、木制胶合板受到玷污,也会使纸变色、药品变质和食品变味、污染,还会使某些产品根本不能出售。但是纯水渗进产品中,危害相对小得多。(5)利于提高绿色意识?应用纯水作为液压介质可帮助培养全民良好的环境保护意识。纯水液压元件和系统的生产厂家和用户可以认识到

他们的行为是对新型绿色液压技术的支持,即使付出了一定的代价,也对人类环境和健康安全做出了积极的贡献。纯水传动的缺点(1)纯水粘度低?加大了密封间隙中的流体流速,对较软的金属容易产生拉丝腐蚀,从而使泄漏加剧,对于水压泵来说,容积效率会降低。(2)具有较强的腐蚀性?容易使材料表面脆化,受损的表面组织脱落,加速表面磨损,而且水的PH值、硬度及水中寄存的微生物也会对系统和元件产生不良影响。(3)润滑性差?纯水产生的润滑薄膜只有矿物基液压油产生的1/3~1/20,液压元件无法实现润滑,高压时很容易造成相对运动表面的直接接触,使磨损加剧,液压元件的寿命缩短。(4)气蚀性?纯水饱和汽化压力比矿物基液压油高出很多倍。汽化压力随着温度的升高上升很快。而且,随着压力的升高,水中的杂质会使材料表面产生物理和化学反应,极易产生气蚀现象。(5)噪声大容易产生水击,从而引起系统的振动和噪声等。

3．

现代液压传动技术发展的新方向纯水液压传动

王小红(大学机械系,810016)

摘要:论述了纯水液压传动技术的优势和面临的主要技术问题,介绍了国外纯水液压传动技术的研究应用状况,并就我国纯水液压传动液压技术的发展和应用提出了建议。

关键词:纯水;液压油;液压传动中图分类号:TH137

引言随着社会的发展,人们对人类赖以生存的环境有了一个更高的要求,希望有一个安全无污染、高度文明、美好的环境。因此也要求科学技术向安全、生态化、艺术化、环境系统

优化的目标发展。矿物型液压油作为液压传动介质存在着严重的环境污染和易燃烧问题,这也是世界各国现代经济发展和人类生存环境所不允许的。而水本身所固有的清洁性和阻燃性正好满足了现代社会对工业工程提出的安全、环境友好的要求,这也是最近20年来纯水液压传动技术持续复的根本动力。加之新型材料的发展、精密加工技术的进步和新结构液压元件研制成功,基本克服了初始水压传动存在的诸如易腐蚀、易磨损、泄漏大、效率低等缺点,使纯水液压传动技术在最近十年取得了长足的进步,并重新开始广泛进入食品、造纸、纺织、医疗器械、消防、冶金、采矿、原子能动力厂、海洋开发等工业应用领域。纯水液压传动的优势与技术挑战以水(天然水、海水)为液压介质,具有无污染、安全、清洁卫生等优点,而以水为介质的水压传动技术具有结构简单、效率高、经济等优点,在众多领域有着广泛的应用前景。然而,水具有粘度低、润滑性能差及腐蚀等缺点,会引起元件间的严重的摩擦磨损、泄漏、腐蚀等问题。

纯水液压传动的优势

(1)纯水价格低廉、来源广泛、不用运输仓储。水的价格仅为液压油的1/5000,而且随地可取,特别是大、特大型的液压系统,可以节省大量的矿物油,经济效益更是可观;

(2)阻燃性与安全性好、温升小。液压传动在冶金、热加工及采矿业使用,极易燃烧引起火灾,导致人身设备事故。但是水是不会燃烧,故消除了火灾危险,安全性好;另外水的比热与导热系数分别为液压油的约二倍和四倍,故纯水液压系统的温升较低,一般不需加设热交换器,简化了系统结构。

(3)纯水的压缩系数小,压缩损失比矿物型液压油降低25%左右,可补偿一部分由于泄漏增加而造成的容积损失。

(4)使用纯水的液压系统维修方便,维护成本低。在水下时,可以不用回油管、水箱,系统大为简化。

(5)可避免或减少产品污染。产品污染是许多生产行业格外关注的事情,泄漏的油液和水基液会使纺织制品、木制胶合板受到玷污,也会使纸变色、药品变质和食品变味。污染还会使某些产品根本不能出售,只好销毁。但如果纯水渗进产品中,害处要相对小得多或者没有害处。纯水液压传动所面临的技术挑战由于水的理化性能不同于矿物油,原有油压元件完全不能用于水。

为了研制与水相适应的液压元件必须解决下列关键技术问题:

4.

纯水液压传动技术的特点及技术难题

柴光远黄楠颜丽娜科技大学机械工程学院７１００５４

摘要：用纯水作为工作介质的液压传动技术是近年来国外液压领域普遍关注的研究方向和前沿课题之一。文中详细论述了纯水液压传动介质的优势及存在的一些问题，并概述了纯水液压的研究现状和国外的研究进展和展望，指出了纯水液压传动的发展趋势、应用领域及关键技术难题。

叙词：液压传动技术传动介质关键技术论文编号：１００１－３９５４（２００７）１０－０１６７－１６８随着社会进步和科学技术发展，节约能源和资源、生态友好的绿色制造技术已成为现代机械工程的首要目标。常用的矿物型液压油会引起严重的环境污染和火灾危险，影响了人们的正常学习和生活，而纯水液压技术以过滤后的天然水为工作介质实现动力传递，不含任何添加剂，具有来源广泛、环境友好、清洁安全的独特优势；并且水本身还具有阻燃性，这是２１世纪的新型绿色传动技术，也是国际上流体传动及控制领域最新的发展方向之一。加之新型材料的应用、精密加工技术的进步和新结构的液压元件研制成功，使纯水液压传动技术取得了长足的进步，并重新开始广泛进入食品、造纸、纺织、医疗器械、消防、冶金、采矿、原子能动力厂、海洋开发等工业应用领域，在国防及民用工业部门有着广阔的应用前景。传动介质纯水和液压油主要理化性能比较表如表１。

5.

液压传动的重要发展方向———纯水液压传动

白柳（工程职业技术学院，030009）

摘要：纯水液压传动是液压传动的重要发展方向。使用纯水液压传动具有环境友好、成本低廉、污染较小等优越性，但是使用纯水液压传动也存在许多问题，比如密封与润滑、磨损、腐蚀、气蚀等，这些问题限制了纯水液压传动的使用和推广，本文指出了解决纯水液压传动存在问题的研究方向：即进行纯水液压元件的材料选择和元件的结构设计。

关键词：纯水液压传动；矿物油；液压油中图分类号：V519+3前言水压传动技术最早出现在18世纪末，是一门以研究淡水或海水为液压传动工作介质的科学。英国JosephRamah 根据帕斯卡原理制成了世界上第一台水压机，液压界把它看作是水压技术的开端[1]。在随后的一百多年里，水压传动技术得到了极大的发展，但受当时科学技术水平发展的限制，由于水的黏度低、润滑性差、腐蚀性强等缺点未能得到解决，使得水压传动元件存在着磨

损、腐蚀、气蚀、泄漏等严重问题，限制了其使用和发展。近年来，随着绿色设计的兴起和对环境保护与日俱增的关注导致人们重新对现代水压传动产生了浓厚的兴趣。特别是纯水固有的安全性和清洁性使得人们不用为废油处理、清洗、燃烧和工人的安全而担心，同时，纯水液压传动的性能特征已经在世界工业领域起着日益扩大的作用，它已经成为液压领域新的重要发展方向之一[2]。纯水液压传动的工作介质是指纯粹的水（PUREWATER），简称“纯水”，即不含任何填加剂的水。纯水有别于水压传动中的水———此处的水指的是加了某些填加剂的水基液。含有填加剂的水基液属于难燃介质，具有良好的安全性，但其环境相容性较差。水基液中的填加剂对生物通常是有害的，即使无害，液体中不含水的物质会成为微生物生长的培养基。而且水基液的储存、维护与监测及其废液的处理也是困扰使用者的问题。如果要求液压传动的工作介质对环境没有任何负面影响，不存在任何火灾危险，完全有利于操作人员的身体健康，那就只有一种液体———纯水[2]。使用纯水介质的优越性1.1环境友好矿物型液压油（简称矿物油）对环境的污染是液压行业众所周知的。1L矿物油可使100×104L水受到污染；泄漏的油液可使周围的动植物死亡；使工作场所地面打滑，空气中充满异味，工作环境恶劣。而纯水对环境没有任何危害，此外，水的压缩系数和热膨胀系数分别仅为液压油的25%和50%，而比热和导热系数分别收稿日期：2011-03-16作者简介：白柳（1964-），女，副教授，硕士，主要从事液压与气压传动技术的教学与科研工作。

6.

液压传动的重要研究方向纯水液压传动

虹*(理工大学)摘要纯水液压以其绿色环保等特性成为液压界的重要研究方向。论述了纯水介质的含义,讨论了其研究容和应用趋势,分析了纯水液压传动的优势,研究了由于其缺点造成的负面影响,阐述了解决泄漏、密封、润滑、磨损、腐蚀、气蚀等关键问题的措施。???关键词?纯水液压?油压?应用?优势?关键技术0

前言1795年,JosephBramah发明了世界上第一台水压机,标志着液压技术进入实用阶段,水首次作为介质用来传递能量。20世纪,以矿物油为液压介质的油压技术得到了快速发展,处于绝对主导地位。近二十年来,人们的环保意识不断增强,相对于矿物油而言,纯水固有的清洁和阻燃性等特性正好满足了现代社会对工业工程提出的安全、环境友好等一系列要求,新型材料、精密加工技术及新结构的发展和研究,使得纯水液压传动技术基本克服了易腐

蚀、磨损、泄漏等缺点,水压传动得以持续复,纯水液压传动技术和纯水液压元件与系统成为液压界的热点技术和重要的研究方向之一。纯水的含义??纯水液压传动中的纯水是指纯粹的天然水(naturalwater),即不含任何添加剂的水。不同文献中用不同的词语来表达,如纯水(purewater)、自来水(tapwater)、生水(rawwa-ter)、普通水(planewater)。纯水的分类如表1所示。表1纯水的分类类型来源污染物含量未处理的天然水自来水水处理厂污染物多天然淡水湖泊、江河和山泉污染物多,酸及溶解的颗粒海水(咸水)海洋(陆咸湖)盐度高,污染物多处理的天然水去矿物质水去Ca2+、Mg2+的软水某些溶解的颗粒及钠盐去离子水去除所有正离子水微生物蒸馏水去除所有生物体和非生物体颗粒的水纯净水2?纯水液压传动的研究容??由于水固有的物理特性,纯水液压传动技术的研究主要集中在介质、材料、元件、控制等方面,如图1所示。3?纯水液压传动的应用??一般认为纯水液压传动的应用可分为三个阶段。第一阶段主要包括几个小的特殊领域,*虹,女,1968年生,硕士,讲师。市,232001。67?化工装备技术?第28卷第6期2007年图1?纯水液压传动的研究容如高压清洗、消防、装卸等;第二阶段主要是食品加工业,如面包机、搅拌发酵机、肉联厂的切割系统;在第三阶段应用领域将扩展到工程机械占主要份额,通用机械也将有所应用。纯水的应用阶段如图2所示。图2?纯水液压传动的应用阶段4?纯水液压传动的优势??纯水与矿物基液压油的物理化学性能存在着较大的区别(见表2),其优势主要表现在下述方面:??(1)安全性??液压油易燃烧,导致人身设备事故。纯水抗燃,安全性好,消除了火灾隐患,使液压系统的应用领域更加广泛,特别适合高温明火等场合。??(2)环保性??液压行业针对液压油泄漏采取了不少有效措施,但根除泄漏是不可能的,泄漏使得工业污染产生的全球性环境恶化进一步加剧。而纯水在工作时的泄漏则不会产生污染,是一种无味、无毒的?绿色?液压介质,其泄漏和排放对周围环境无不良影响,特别适合食品工业、制药业、家具制造等行业。??(3)经济性??20世纪70年代初的石油危机表明了石油资源有限,已逐渐短缺且不可再生。每年消耗的液压介质据估计只有15%可回收利用。相反地,水随地可取且自身价格低廉,当同时考虑短缺成本(无)、储运成本(很少)、处理成本(可忽略)、清洁维护成本(较低)时,其经济性远远高于其他介质。??(4)其他比较??与液压油相比,纯水的粘度较小,粘度对温度变化不敏感,纯水液压系统的压力损失小,发热少,传动效率高,流量稳定性好;纯水密度高、压缩性较小,系统的刚性较大,可以提高动态性能;压缩系数小,压缩损失比矿物油小25%左右,可补偿一部分由于泄漏增加而造成的容积损失,可使控制系统的执行器实现更准确的定位。在水

下作业时,可以省去回油管道、水箱等,使系统简化。?表2纯水与液压油的主要理化性能比较性能液压油纯水密度/kg?m3850~9001000润滑性好差锈蚀性弱强抗燃性差好导电性弱强气味、毒性和储存特性有味,有的有毒,不便储存无味、无毒,无需回收68液压传动的重要研究方向???纯水液压传动

其他文章：

1.

纯水液压系统的现状与未来

唐向阳,华文,吴永,袁子荣(理工大学机电工程学院,省市650093:(0871)5196519)

摘要:在阐述纯水液压介质的特点及纯水液压系统的国外发展的现状的基础上,对其应用前景进行了展望,并就纯水液压技术急需解决的问题进行了探讨。关键词:纯水液压系统;传动介质;液压元件;纯水液压技术中图分类号:TH137文献标识码:B文章编号:100024858(2000)0420005202

前言虽然液压传动技术由于具有重量轻、快速性好、能无级调速、易于实现过载保护等一系列优点而被广泛应用于工业生产的各个领域,但是采用矿物基液压油作为工作介质的传统液压系统不但浪费宝贵的石油资源,而且易泄漏、易燃烧、易污染环境,故在一些特殊场合如食品工业、高温、明火、井下,特别是有波浪、暗流的水下作业,如舰艇、海洋开发、河道工程等环境下不宜使用。随着人们环保意识的不断增强,非石油基的乳化液或合成液如高水基液、水—乙二醇液、磷酸酯液等相继研究成功。它们通常是在水和基础液中加入各类添加剂,以使其适用于传统液压系统。然而由于这10%的左右的化学添加剂的价格高昂,仍然存在污染环境、不适宜于高压系统使用等问题,因此人们仍在继续寻找一种新型的、理想的液压传动介质。从经济性、环保性与可持续发展等的角度出发,有人提出:若纯水(不含添加剂的自来水)能作传动介质,则不但能解决以上问题,而且价格便宜。正因为如此,近年来纯水传动技术和纯水液压元件与系统成为液压界的一个重要的研究方向[1]。

纯水介质的特点[2]纯水作为液压传动的工作介质,具备以下特点:

(1)其自身的价格低廉,并且当同时考虑短缺成本(无)、储运成本(无)、处理成本(可忽略)和环境影响时,其经济性就远远高于其他介质;

(2)阻燃性能好,安全性高,可在高温环境下工作,大大拓宽了液压系统的应用领域,特别是在高温明火等场合更显示出其优越性;

(3)压缩系数小,压缩损失比矿物基液压油小25%左右,可补偿一部分由于泄漏增加而造成的容积损失,故纯水介质可使控制系统的执行器实现更准确收稿日期:2000201210基金项目:省自然科学基金资助项目(1999E0008Q)的定位

;(4)环保性好,纯水在工作时的泄漏不会产生污染,特别适合于食品、制药、制漆、木材加工、家具制造等行业;

(5)黏度低。水在50℃时的黏度为0.55～1mm2忸s,而油的黏度则为15～70mm2忸s,故水液压泵的泄漏大,这一方面降低了容积效率,另一方面加大了密封间隙中的流体流速,从而易对较软的金属产生拉丝腐蚀,使漏损进一步加剧;

(6)润滑性差。纯水产生的润滑膜厚度只有矿物基液压油的1忸3～1忸20,摩擦副无法实现液体润滑,高压时极易造成相对运动表面的直拉接触,使磨损加剧,泵的寿命缩短;

(7)气蚀性强。纯水的饱和气化压力比矿物基液压油高千倍,且随着温度的升高,气化压力上升很快,这就意味着纯水极易气化和沸腾。随着压力的升高,水中的杂质如氯化物等会使材料表面产生复杂的物理化学反应,泵、阀等液压元件极易产生气蚀现象;

(8)具有一定的腐蚀性,使材料表面脆弱化,强烈的磨损会剥落受损的表面组织,加速表面磨损。另外,水的硬度、pH值及其中的微生物也会对元件和系统产生影响;

(9)运行温度围窄。纯水的运行温度围是3℃～50℃,比液压油要窄得多。

纯水液压系统的现状针对以上特点,纯水传动的液压元件的设计方法、结构、材料等方面与传统液压元件有显著差异:

(1)要求用耐磨性好、抗腐蚀性强的材料如不锈钢、工程塑料、瓷来作液压元件的关键零部件;

(2)严格控制各运动部件之间的制造间隙;

(3)选择新型密封材料,并设计新的密封结构,以减少泄漏;

(4)选择既有良好耐磨性又有很好自润滑性的新型材料来配对各运动配合副。由于纯水液压传动技术所具有的以上优点和国防

《百度文库》

2.

由于纯水存在粘度低、润滑性能差和易造成元件腐蚀等缺点,同时也由于电机和电驱动的发展,使液压技术停滞不前。20 世纪初叶,Janny 研制成功以油液为介质的轴向柱塞机械(1905 年) 。Hele.Shaw 和Hans. Thoma 先后研制成功以油液为介质的径向柱塞机械

(1910～1922) ,标志着液压技术发展到油压技术阶段。第二次世界大战期间,尤其20 世纪60～70 年代,液压技术得到了快速发展并日臻完善,并进入到稳定成熟的发展时期。可以预见,除液压元件大型化、高压、微型化及计算机技术、信息技术、微电子技术与液压技术融为一体外,液压技术难以形成重大突破。同时,以油液作为传动介质,也存在着环境污染和易燃问题,这也是现代社会的可持续发展和人类生存环境不允许的。水本身固有的清洁性和阻燃性,满足现代社会对工程提出的环境保护和安全要求,这也是近几年来水压传动技术重新被人们青睐的根本原因。加之新材料技术和精密加工技术的进步,基本克服了初始水压传动存在的易腐蚀、泄露、效率低等缺点,使现代液压进入了现代水压传动的研究和应用阶段。

3.

纯水液压技术的回顾与展望

摘要：回顾了纯水液压技术的发展历史，概述了纯水液压技术的特点及国外研究状况，着重介绍了纯水液压技术在消防、矿山开发和深海采矿中的应用。

关键词：纯水、液压传动、深海采矿、水利提升、研究现状

随着社会的发展，人们对人类赖以生存的环境有了一个更高的要求，希望有一个安全无污染、高度文明、美好的环境。因此也要求科学技术向安全、生态化、艺术化、环境系统优化的目标发展。水介质本身独有的一系列特点正好满足了现代社会提出的这一要求，因此，纯水液压技术就应运而生了，它标志着液压传动技术正向更高的阶段发展。纯水液压技术，尤其是深海纯水液压技术已经成为现代液压界关注的热点：

随着新材料的研发成功、精密加工技术的不断进步，以及各种新结构的液压元件研制成功，使水压传动技术在最近10年取得了长足的进步，并重新开始进入了有严格要求无污染的领域，具有十分诱人的应用和发展前景。同时，鉴于国防建设与某些特殊经济领域的迫切需要，以及未来市场的诱惑，西方国家一直在集中力量研究该项技术，并已取得了突破性进展，部分已进入实用阶段：目前，国外已经生产出专为纯水液压系统设计的液压元件，如德国Hauhinco公司生产的Ehk-3k系列柱塞泵，英国于1988年研制成功14MPa 的海水柱塞泵及10MPa的海水柱塞马达。国外的纯水液压技术已进入包括海洋开发、水下作业、原子能动力工厂、钢铁工业、食品、医药等诸多领域中，创造了很大的经济效益。

国自20世纪初也开展了纯水液压传动技术的研究，华中理工大学进行了海水液压传动技术的研究，现已成功地研究出轴向柱塞式海水液压泵，该泵能用含有微细沙粒的海水工作，额定工作压力为3MPa，最高工作压力为6.3MPa，额定流量为100L/min，容积效率

达到了85%。同时，大学流体传动及控制国家重点实验室也投人大量的人力、物力从事纯水液压技术的开发和研究工作。理工大学也从2002年起投人人力、物力，进行纯水液压元件的设计与开发，已设计出用于纯水液压系统的齿轮转子泵(马达)系列。

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