液压与气动 技术的发展趋势

液压与气动技术的发展趋势
液压与气动技术发展趋势
液压与气压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。

从1795年世界上第一台水压机诞生起，已有几百年的历史，但液压与气压传动在工业上被广泛采用和有较大幅度的发展是20世纪中期以后的事情。

随着科学技术的快速发展，液压与气动技术被应用到科学生产中的各个领域。

在民用工业、在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。

如发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压气动。

现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。

液压传动产品等在国民经济和国防建设中的地位和作用十分重要。

它的发展决定了机电产品性能的提高。

它不仅能最大限度满足机电产品实现功能多样化的必要条件，也是完成重大工程项目、重大技术装备的基本保证，更是机电产品和重大工程项目和装备可靠性的保证。

所以说液压传动产品的发展是实现生产过程自动化、尤其是工业自动化不可缺少的重要手段。

现在世界各国都重视发展基础产品。

近年来，国外液压技术由于广泛应用了高新技术成果，使基础产品在水平、品种及扩展应用领域方面都有很大提高和发展社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。

由于液压与气动技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压与气动系统和元件的质量、水平有一定的提高。

尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。

综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面：液压技术发展趋势主要有以下几个方面：1．减少能耗,充分利用能量----液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损
耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。

如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。

为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：① 少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。

主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回
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路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。

②减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。

③采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。

④发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。

⑤改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。

⑥为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。

2．主动维护----液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。

----要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的
维修技术人员的感宫和经验，通过看、触、听、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。

要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。

另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。

3．机电一体化电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。

实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下：(1)电液伺服比例技术的应用将不断扩大。

液压系统将由过去的电气液压on-oE系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统,为适应上述发展,压力、流量、位置、温度、速
度、加速度等传感器应实现标准化。

计算机接口也应实现统一和兼容。

(2)发展和计算机直接接口的功耗为5mA以下电磁阀，以及用于脉宽调制系统的高频电磁阀(小于3mS)等。

(3)液压系统的流量、压力、温度、油的污染等数值将实现自动测量和诊断,由于计算机的价格降低,监控系统,包括集中监控和自动调节系统将得到发展。

(4)计算机仿真标准化，特别对高精度、
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“高级”系统更有此要求。

(5)由电子直接控制元件将得到广泛采用，如电子直接控制液压泵，采用通用化控制机构也是今后需要探讨的问题，液压产品机电一体化现状及发展。

气动技术发展趋势主要有以下几个方面：（1）体积更小，重量更轻，功耗更低.在电子元件、药品等制造行业中，由于被加工件体积很小，势必限制了气动元件的尺寸，小型化、轻型化是气动元件的第一个发展方向。

国外已开发了仅大拇指大小、有效截面积为0.2mm2的超小型电磁阀。

能开发出外形尺寸小而流量较大的元件更为理想。

执行元件的定位精度提高，刚度增加，活塞杆不回转，使用更方便.为了提高气缸的定位精度，附带制动机构和伺服系统的气缸应用越来越普遍。

带伺服系统的气缸，即使供气压力和所负的载荷变化，仍可获得±0.1mm 的定位精度。

在国际展览会上，各种异型截面缸筒和活塞杆的气缸甚多，这类气缸由于活塞杆不会回转，应用在主机上时，无须附加导向装置即可保持一定精度。

（2）多功能化，复合化.为了方便用户，适应市场的需要开发了各种由多只气动元件组合并配有控制装置的小型气动系统。

如用于移动小件物品的组件，是将带导向器的两只气缸分别按X轴和Z 轴组合而成。

该组件可搬动3kg重物，配有电磁阀、程控器，结构紧凑，占有空间小，行程可调整。

又如一种上、下料模块，有七种不同功能的模块形式，能完成精密装配线上的上、下料作业，可按作业内容将不同模块任意组合。

还有一种机械手是由外形小并能改变摆动角度的摆动气缸与夹头的组合件，夹头部位有若干种夹头可选配。

（3）与电子技术结合，大量使用传感器，气动元件智能化.带开关的气缸国内已普遍使用，开关体积将更小，性能更高，可嵌入气缸缸体；有些还带双色显示，可显示出位置误差，使系统更可靠。

用传感器代替流量计、压力表、能自动控制压缩空气的流量、压力，可以节能并保证使用装置正常运行。

气动伺服定位系统已有产品进入市场。

该系统采用三位五通气动伺服阀，将预定的定位目标与位置传感器的检测数据进行比较，实施负反馈
控制。

气缸最大速度达2m/s、行程300mm时，系统定位精度±0.1mm。

日本试制成功一种新型智能电磁阀，
这种阀配带有传感器的逻辑回路，是气动元件与光电子技术结合的产物。

它能直接接受传感器的信号，当信号满足指定条件时，不必通过外部控制器，即可自行完成动作，达到控制目的。

它已经应用在物体的传送带上，能识别搬运物体的大小，使大件直接下送，小件分流。

（4）更高的安全
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性和可靠性.从近几年的气动技术国际标准可知，标准不仅提出了互换性要求，并且强调了安全性。

管接头、气源处理外壳等耐压试验的压力提高到使用压力的4~5倍，耐压时间增加到5~15min，还要在高、低温度下进行试验。

如果贯彻这些国际标准，国内的缸筒、端盖、气源处理铸件和管接头等都难达到标准要求。

除耐压试验处，结构上也作了某些规定，如气源处理的透明壳外部规定要加金属防护罩。

（5）针对某些特殊要求，改进和开发气动产品，即可占领一块市场，获得不小的经济效益，这已被大家共识。

济南华能气动元器件公司为铁路编组和轮轨润滑的特殊要求开发了气缸和阀，受到了铁道部门的关注。

使用新材料，与新技术相结合.国外开发了膜式干燥器，该干燥器利用高科技的反渗析薄膜滤去压缩空气中的水分，有节能、寿命长、可靠性高、体积小、重量轻等特点、适用于流量不大的场合。

以聚四氟乙稀为主体的复合材料制造的气动密封件能耐热（260℃），耐寒（-55℃）和耐磨，其使用场合越来越多。

为了提高质量，真空压铸、氢氧爆炸去毛刺等新技术正在气动元件制造中逐步推广。

便于保养、维修和使用.国外正在研究使用传感器实现气动元件及系统具有故障预报和自诊断功能。