纯水液压传动技术

• 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。
纯水的粘度通常是油的 1/40~1/50，甚至更低。因此，一方面极 易引起纯水液压元件及系 统的内、外泄漏，导致系统容积效率的
降低；另一方面纯水的润滑性很差，在纯水液压元件 的耦合摩擦
副中形成液压膜就比较困难从而导致干摩擦及卡死。为此,必须 采用一些特殊材 料、 结构和较高的加工精度等技术手段， 所以
尽管通常水中的气体含量比液压油中低,但由于水的饱和蒸汽压比 液压油高很多,故水中 极易分离和产生出气泡,并在高压区凝结和 溃灭,从而产生异常高温和冲击压力,引起系统元、 辅件流动表面 材料疲劳和破坏、系统工作性能下降的气蚀现象。为此,一般通过 采取限制系 统温度以降低介质中的气体溶解度、提高液压泵的吸
油压传动存在的诸多严
重问题，在一定程度上限 制了其发展与应用。随着 科学技术的进步、人类环 保、能源危机意识的提高， 促使人们重新认识和研究 以纯水作为工作介质的纯 水液压传动技术。
纯水液压传动的优势
环
境
维护
污染
安全
成本
能
耗
纯水液压传动面临的主要技术难题
• 泄露与磨损 • 材料腐蚀与老化 • 液压冲击、振动噪声和纯水液压元件的寿命 • 气蚀 • 设计理论
纯水液压元件制造成本要高于同等性能的油压 元件的制造成本。
由于水的锈蚀性和导电性很强,能引起钢、铁、铜等常用金属材 料的电化学腐蚀及非金 属材料的老化。例如常温下新鲜、流动
的纯水对碳素钢锈蚀速度可达 1.27mm/年,从而降低蚀性强的材
料来制造纯水液压传动的元、辅件。
液压冲击、振动和噪声减小了纯水液压元件的寿命。为此,总是
人压力等措施来减小或消除气蚀现象。
由于水的理化特性的特殊性,所以传统油压元件、系统的设计理论 与方法不完全适用于 水压系统,还有待通过深入细致的理论及实验
研究,建立一整套适用于纯水液压传动的设计理 论和方法。
• 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、木质胶合板受到玷 污，也会使纸张变色、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.
冯志康
学号 1329402045 1329402032 1329402027 1329402030
1329402044Baidu Nhomakorabea
贡献度 23% 23% 23% 23%
8%
世界各国对环境保护非常重视，美国和欧洲绝大部分制订了严格 的法律法规，要求厂家有责任承担他们自己带来的负担，除了缴 纳环境税外，还必须回收生产使用过程中产生不利于环境的有害 物质。矿物型液压油对环境的污染是众所周知的严重问题，而用 纯水作为液压介质时，纯水对环境没有任何危害，无需回收处理。
• 纯水的压缩系数小，压缩损失比矿物型液压油降低 25% 左右，可补偿部分由于泄 露增加而造成的容积损失。纯 水的粘性低，降低了传动损失，减小了能耗。
• 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两倍和四倍， 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。
结论
。随着材料 科学的迅速发展和机械加工工艺水平的不断提高，为研发高性能 的水压元件和系统奠定了坚实的物质基础。因水压传动在清洁卫生、无污染、 安全抗燃、资源广泛、经济性等诸多方面有其独特的优点，可以预见，在不 久的将来，纯水液压系统将越来越多地进入航空、工业、交通、生活等领域。
人员 李亚霖 马翔 闫烁 王云志
国内外纯水液压传动技术的研究与应用
一、国外
• 1967 年美国的VICKERS 公司的J . R. RYAN 发表了高压海水泵工程材料的研究报告。首开现 代水压传动技术研究之先河。
• 1991 年,美国研制成功水压冲击钻和圆盘锯,组成水下作业工具系统、交付海军水下工程队 使用。
• 南非也是从事水压传动研究较早的国家,70 年代后期开始研制水压凿岩机,1990 年研制成乳 化液凿岩机,稍后又研制平持式纯水凿岩机,性能显著优于气动凿岩机,且成本低。
纯水液压传动技术
液压传动的定义及其地位
• 液压传动是以流体(液压油液)为工作介质进行能量传递和控制的 一种传动形式。它们通过各种元件组成不同功能的基本回路， 再由若干基本回路有机地组合成具有一定控制功能的 传动系统 液压传动，是机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近 年来，随着机电一体化技 术的发展，与微电子、计算机技术相 结合，液压传动进入了一个新的发展阶段
优先考虑采用不锈钢、有色金属合金和工程塑料等抗腐与液压 油相比,水的密度大、压缩性小、声速高。所以,纯水液压传动 系统中阀门突然启 闭等使水的流动状态发生变化时,极易引起较 油压传动更大的液压冲击、振动和噪声,对系统 的工作性能、使 用寿命及人身健康造成有害影响。为此,通常要在纯水液压系统 中加装吸收 和消除压力冲击、振动和噪声的蓄能器或消声器。
• 80 年代初期,美国、英国、芬兰、丹麦、日本、德国等国家一直投入巨大人力、物力和财 力,从事纯水液压技术的研究和开发,并取得重大进展。
二、国内
国内开展水压传动技术的研究较早的是华中理工大学 。自1983 年以来,华中理工大 学主要从事高水基液压液及元件和系统的研究工作。1996年完成海水液压泵实验研 究。
近来,浙江大学投入大量人力、物力和财力,从事纯水液压技术的研究工作。 上世纪90年代，昆明理工大学也开展该项研究，元件研究。 总之,这方面的研究工作仍局限于高等学校,缺乏大型企业的参与。
展望与未来
• （1）热轧、冶金、玻璃工业、化工生产、电力工业、采煤等安全性要求高的行业； • （2）食品、医药、粮食、电子、生物工程、包装工业等要求无污染的行业； • （3）大型民族游乐设施； • （4）内河船舶的和河道工程； • （5）湖泊游览及载运机械； • （6）海水淡化处理和盐业生产； • （7）潜器的浮力调节及舰艇、海洋钻井平台和石油机械的液压传动； • （8）水下作业工具及机械手的驱动。
液压传动的发展简史
1795 年英国约瑟夫•布拉曼 (Joseph Braman,1749-1814)， 在伦敦用水作为工作介质， 以水 压机的形式将其应用
于工业上，诞生了世界上 第一台水压机。
1906年美国在海军炮塔仰俯液压装 置中首次以油代替水作为工作介质等 历史性变化逐步解决了早期水压传动 装置中包括密封问题在内的一系列技 术难题，从而使液压技术进入了迄今 为止主要以矿物型液压油为工作介质 的液压传动时代。