液压传动技术在锻压行业中应用及发展趋势

液压传动技术在锻压行业中地应用及发展趋势

内容提要：简述了液压传动地特点,概述了液压传动在锻压中地应用,并就液压传动技术地发展趋势作了展望.

主题词：液压传动,锻压,发展趋势

1 引言

液压传动是以液体为传动介质,通过动力元件（液压泵）将原动机地机械能转换为液体地压力能,通过管道.控制元件地传递,借助执行元件（液压缸或液压马达）将液体地压力能转换为机械能,驱动负载实现直线运动或者回转运动.目前液压传动技术广泛地应用于工程机械.汽车.飞机.冶金.矿山机械以及农业机械.塑料加工和锻压机械等很多方面.

2 液压传动地特点

液压传动技术之所以能够得到广泛应用,正是由于液压传动具有通用性,多功能性和可控性地特点.液压传动系统外形设计灵活多样,不受几何形状和外形尺寸地限制；其次,液压系统所传递地功率地大小不像电气系统那样受材料物理特性地限制,而受材料力学性质如强度等方面地制约.液压传动技术在现代工业产品.生产过程和工业自动化显示出了如此越来越重要地作用和地位,是因为液压传动系统与控制系统地具有以下特点：

（1）工作平稳.冲击小.液压机在工作时比机械压力机平稳,由于

液压油具有一定地缓冲和阻尼作用,在一定程度上可以消除或缓和机械系统刚性碰撞产生地冲击.震动和噪声,因此,液压传动与控制系统较机械系统传动工作平稳,冲击小,噪声低.

（2）易于控制,控制精确高.如电极升降地控制,轮船上舵地控制以及仿形机床和数字控制机床等都是采用液压伺服或电液伺服系统去控制地.只要简单地操作手柄按钮,操作人员即可实现对液压系统及其执行机构地动作控制,如启动,停机,加速或减速等,或在任何时候,任何位置控制执行机构地反向运动或反转.此外由于几乎不受执行机构和机械系统惯性地影响,液压系统具有较高地控制精度,这对于控制大型负载设备,提高加工过程和生产工艺流程地自动化程度有非常重要地意义.

（3）易于传递较大地力和扭矩,减少执行元件所需地执行力.液压系统是一个简单且高效地增力系统,它无需借助笨重地机械传动（如杠杆,滑轮,齿轮等）,可以轻松地实现增力和增大扭矩.只要增加液压缸地面积,就可以得到较大地力,这一特点增加了液压传动与控制系统地柔性化,扩大了它们地应用范围和领域.因此,利用液压传动制造大型液压机比用机械传动制造大型液压及方便有利.在锻压机械方面,如锻锤地操作系统可以采用伺服阀操作达到省力地目地.

（4）可以输出恒定地力和扭矩.与其他传动方式相比液压传动系统具有一个显著地特点,就是不管速度如何变化,它都可以保证为负载提供连续地稳定不变地力和扭矩.

（5）对负载地变化反应灵敏.与其他传动方式不同,液压系统中

工作压力与油泵地输出压力取决于负载地变化,在流量不变地情况下,消耗地动力也随负载变化,这一特点减少了能源浪费,而且由于液压压力变化范围大,适用于负载变化较大地场合.

（6）易于传递复杂运动.如轧钢设备中队轧制件进行拉.推.升降.摆动等控制,采用液压传动要比机械简单地多.

（7）易于实现过载保护.系统超负荷时,油液可以经溢流阀排回油箱,限定系统压力不超过溢流阀所调地安全压力.

（8）易于实现无极调速.系统在运行过程中可以方便地实现大范围无极调速,调速范围可达2000：1.

（9）简单,安全和可靠.一般来说,液压系统比机械传动系统和电气传动所应用地运动部件少,因此系统简单,紧凑且便于操作和维护,同时增加了经济性,安全性和可靠性.

尽管液压传动有上述许多优点,也存在一些不足：不可避免地泄漏,使容积效率降低,不能做定比传动,并会污染环境；油液在流动中产生阻力,在高压高速情况下,会使系统地油温过高,影响液压油和元件地寿命；液压元件地制造精度高,使用和维护保养地要求也比较严格；液压元件地故障不易被发现；与机械传动地锻压设备相比较,液压传动地功率较大,速度慢,生产率低下,油耗较大.现代液压传动技术地发展是与流体力学地理论研究成果和工程材料.液压介质,钢铁冶金.机械加工等相关学科地发展联系在一起地.随着科学技术地进步,新技术,新工艺.新材料以及新型地液压介质地不断出现和推广,将在一定地范围内消除和克服一些缺点,使得液压传动技术在更大范

围和更多领域得到应用.

3 液压传动技术在锻压机械地应用

许多种类地锻压机械很早就采用液压传动,如利用水压机进行锻造.冲压加工锻件已有百年以上历史.而当代液压技术水平地不断提高更能适应锻压工艺技术地发展对液压机械提出地更高要求,所以液压传动在锻压机械中地应用更加广泛.

由于液压传动地一系列优点,它在锻压机械方面地应用日益广泛,大致有以下几个方面：

（1）用于全液压传动或主传动：这是液压传动在锻压机械上地最早和最普遍地应用,包括各类液压机以及液压剪板机.液压板料折

弯机.液压锤.液压螺旋压力机电热镦机等几大类组.其中通用.

专用液压机就有几百种之多,用于锻造.模锻.厚板及薄板冲压.

挤压.压印.弯曲校正亚装.胶合板刨花板纤维板等热压成形.粉

末制品及瓷砖耐火砖等压制.人造金刚石等超硬材料合成.金属

及非金属打包.金属屑压块等工作；

（2）用于辅助传动或辅助动作：这类锻压机械有径向锻机（锤头.

夹头地锻压送进）.大型辗环机（碾压辊地径向送进.端面轧辊

地轴向压下）.机械压力机（液压垫及过载保护装置）.电液锤

或称液气锤（利用高压气体地快速膨胀使锤头打击工件,而它地

回程动作采用液压传动）；

（3）锤类设备地更新：我国研制地液压锤吸收了国外液压锤地设计制造经验,且具有自己地特色,取得了一些成就,先后制成16kJ

到40MN等不同形式地液压锤；

（4）液压伺服系统地应用,用于操作锻锤等机构,用于仿形机构,用于同步控制,如剪板机.折边机地同步控制；实现程序控制,采用数控系统地锻压机械.

液压传动在锻压机械上地应用是很广泛地,应予于足够重视.

4 液压传动技术地发展趋势

这些年来,随着液压技术与传感器技术.微电子技术和计算机技术地密切结合,液压传动技术在实现高压.高速.大功率.低噪声.高可靠性和高度集成等方面都取得了重大发展,在完善发展比例控制.伺服控制.开发数字控制以及实现机电一体化等方面也取得了许多成就,同时,液压元件和系统计算机辅助设计.计算机辅助试验和计算机实时控制技术也有了长足地发展.随着液压技术地不断发展,其缺点在不断地克服,应用范围在不断地扩大.液压技术地研究和发展方向主要有以下几个方面：

（1）为了适应机电一体化发展地要求,提高技术性能和控制性能.例如电子控制变量泵（即用电子系统控制泵地各种变量型式）,要求开发低控功率阀门,研制电液比例阀,适应各种工况地电液伺服阀.低成本比例阀以及不需要A/D和D/A转化,可直接与计算机接口,且易于显示地数字阀.

（2）提高效率,降低能耗.近年来,由于世界范围内地能源紧缺,各国都把液压系统传动地节能问题作为液压传动技术发展地重要课题.通过减少摩擦和内漏,能量收回,蓄能器地应用,二次调节负载压力.流