浅谈水压传动技术
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祁 冠芳 杨 晓峰
（南 京工 兵 工程学 院机械 实验 研究 中心 江苏 南京
摘要 ： 该文 回顾 了水压传 动的历史 ， 提出了水 传动有待重点研究 的问题 。
关键词 ： 液压技术 ； 介质 ； 纯净水 ； 综述 中图分类号 ：Ｈ１ ７ Ｔ ３ 文献 标识码 ： Ｂ 文章编号 ：
制精确 、 操作简单 、 维修方便等 目标 ， 全面提高 系统 的可靠性。二是要使系统向着小型化 、 自动化方向发 展。首先从单个元件着手， 所用元件要最大限度地采 取叠置和组合的形式， 系统要尽量采用阀式连接。要 努力改善元件的综合性能， 逐步提高水压传动系统的 自动化程度。ｉ是要谋求实现大功率传输 ， 首要的问 题 就是要在元件 的结构 上采取措 施 ， 努力 改善运 动零 部件在高压力 、 大容量工况下受力状况 ， 解决好系统 泄漏问题。四是要解决好低温条件下的防冻问题。 ３ 进 一 步提 高传动 效率 ． ３ 采用水压传动 ， 会大大减低使用成本。 从水的低 粘度 特 Ｉ 生来看 ， 虽然 系统 中液 阻损 失较 小 ， 因易泄 但 漏及运动件摩擦 阻力大 ，所以水压传动的效率是低 于液压传动的。 因此 ， 加强其效率研究是十分重要的 课题 ， 谋求低成本高效率才是水压传动发展的方向， 只有低投入高产出，才能使水压传动具有强大生命 力。 为了谋求高效率 ， 必须采用性能优越的材料及先 进的加工工艺，努力提高系统的容积效率和机械效 率， 研究的课题还应包括与同功率的电气 、 气压传动 效 率进 行 比较 等 。
２水与矿物油 的特性 比较
水压传动之所 以再度崛起 ， 而且发展势头迅猛 ， 通过水与矿物油的基本性能 比较 ，不难看出水压传 动 具有 十分 显 明的特 点 ， 比较结 果列 于表 １ 从 表 其 。 中可以看出， 使用水压传动的最大优越性 ， 就是使用 成本十分低廉。 当然水作为动力的传递介质 ， 从物理 特性方 面考虑 ， 还存在着较 明显的缺陷。 如因低 的粘 度不但会导致系统泄漏 ， 还会 因润滑性能差 ， 容易使 相对运动的零件发生磨损 。 还因低 的防锈性 ， 会增大 元件所用的材料及其加工成本。水虽然具有高的弹 性系数 ， 有助于提高系统 的刚性 ， 但会增大系统流量 和压力的脉动，这对于要求实现高精度 的系统是不 利的。等等这些都说明水压传动在今后 的发展进程
２０ ０ ） １０７
１０ ５ ０ — ｏ ２ ０ ２ ２０ ） ５ ０ ３ — ０
水压传动是以纯净水作为动力传递介质 ，和以 油液为动力传递介质一样同属于液压传动。在液压 传动技术 日 趋完善的今天 ， 重提这一古老话题 ， 对于 当今全球面临资源短缺和环境保护的挑战 ，有着 卜 分重 要 的意义 。
压传动还存在这样或那样的问题 ，但丝毫没有阻碍 它的发展步伐 ， 并有取代液压传动之势。如丹麦 、 英 国和法国生产的水压元件规格和质量完全可 以与液 压元件一 比高下 ， 其标准化 、 系列化产品正逐步推向 市场 。如它们 生产 的径 向柱塞式 水 压泵 和轴 向柱塞 水压马达 ， 最大工作压力达到 了 ３ Ｐ ， ２ Ｍ ａ最大流量 达到 了 ４０ Ｌ ｒｎ各种控制元件性能可靠 ， ３ ／ ｉ， ａ 品种齐 全。 水压 传动装 置 的应 用 也 日趋广 泛 ， 目前 主要 包括 矿 １开 采 、 【 Ｉ 医药及 食 品加工 、 筑机 械 、 建 海洋 机械 、 核 能产 业 、 造纸 工业 等领 域 。
作者简介： 浙江大学毕业 ，９ １ １ 月 ， １ ５ 年 １ 高级上程师 ， 事液压传动 从
科 研 与教 学
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２０ ０ ５年 ９月
祁冠芳 等 ： 浅谈水压传动技术
３ ３
新研究水压技术 ， 而且研究与开发的势头迅猛 ， 这不 仅是 当今 全球 环境 与资 源保 护 的需 要 ，还有 一个 非 常关键 的问题 ，那 就是 得益 于材料 工业 及加 Ｉ 术 技 的不断进步，否则水压传动的发展速度不会如此之 快。 元件在耐磨 、 抗腐及密封性能方面 ， 主要有 ， 一 是要 进一 步加 强新 材料 的开 发利用 。 然不 锈钢 、 虽 工 程塑料 、复合材料以及陶瓷材料等用于水 传动系 统均有比较好的性能 ， 但存在量重 、 价高及加 困难 等 问题 ， 某种 程度 上 它阻碍 了水 压技 术 的发展 。 在 因 此， 还应加强如对铝 、 铜合金等高性能易加上的材料 开发 力度 。二 是要 加强 对材 料加 工及 表面 处理 技术 的研究。 如陶瓷材料虽有很好 的综合性能 ， 在一些发 达国家已开始应用于流体传动系统 ，如制成活塞和 阀芯等 ， 但加工比较困难 ， 而且加工成本高。 － ｉ 是要 加强摩擦学的研究 。 要切实解决好系统元件的摩擦 、 密封等问题 ， 开展与材料 、 结构 、 密封等相关 的摩擦 学 的研 究 。 ３２进 一步扩 大应 用领 域 ． 就 目前水压传动应用现状来看 ，不但装置的执 行动作较为简单 ，而且多见于中、小功率的动力传 输 。如何扩大应用领域 ， 主要有以下几个方 晴 ， 一是 要努力提高传动系统 的可靠性 。应采用综合性能优 越的材料和先进的加工技术 ， 切实实现结构合理 、 控
收稿 日期：０ ５ ０ － ２ ２０—３０９
３ 水压技术有待重点研 究的课题
３１提 高元件 的 耐磨 、 腐 及 密封性 能 ． 抗
我们知道 ， 的粘度很低 ，一般只是液压油的 水 １３ 。 ／ ０ 因此 ， 水的性质必然决定着水压传动系统存在 易磨损 、 腐蚀及泄漏等问题。 从水压传动发展史可以 看出， 由于 这些 问题 的存 在 以及 矿物 油 的 出现 ， 之 加 当时 材料 ］业 不发 达 ，而制 约 了水 压技 术 的发展 进 二 程。 在液压技术不断完善的今天， 人们又 回过头来重
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第５ （ 第 １期） 期 总 ２
２０ ０ ５年 ９月
体 Baidu Nhomakorabea 动 与 控 制
Ｆｈ ｄ Ｐｏ ｒ Ｔｒ ｎ ｍｉｓｏ ａ ｄ Ｃｏ ｒ ｌ ｉ ｆ ｗｅ ａ ｓ ｓ ｉｎ ｎ ｎ｜ｏ Ｓ ｐ ２ ０５ ｅ ０
．，
浅谈水压传 动技术
中还 充满 着不 少 困难 。
泰晤士大桥 ， 都记录着水压传动的历史与辉煌 。 大约在 １０ 年以后 ， ９６ 由于矿物油的出现 ， 水压传 动逐步被液压传动所代替。在当时条件下 ， 除油液成 本以外， 液压传动的确是优于水压传动的， 特别是在 润滑及抗磨 方面 ， 更胜 一筹 。虽然很 长一段 时 间 油液 水压传动的研究与开发处于低谷 ， 但不意味着它 已完 全退出历史舞台，而在液压传动陕速发展的同时 ， 有 些国家仍在继续开发和利用水压传动。 如上海在上世 纪 ６ 年代末 自 ０ 行硼制 的万吨水压机 ，成了我旧成功 应用水压传动的光辉范例而永载史册。到 ＿上世纪 『 ８ 年代 ， ０ 随着高含水工作液体的出现， 与水仃父联的 液压传动技术的研究与开发有了新的转机。 随着工程塑料 、 陶瓷及复合材料的出现 ， 以及加 工技术的进步 ， 加之电子 、 控制等技术的支撑 ， 如今 的水压传动完全摆脱了一百多年前的技术及结构模 式 。近几年来 ， 水压传动得到了快速发展 ， 尤其是在
欧洲 ， 的开发 利用 达 到 了令 人 惊 叹 的程 度 。 管水 它 尽
１ 水压传 动的历史
早在 １ ７世纪 中叶法 国人 帕斯 卡就发 现 了 “ 等压
传递” 的基本定律 ， 也称之 为帕斯 定律 ， 它奠定 了 流体传动的基础 ， 为人类文明进程作出了 大贡献。 １０ ８０年 ， 随着英 国人（ｒ ａ） Ｂａ ｂ发明 ｒ ｍ 实用 犁水 机 为代表的水压传动机械的问世，标志着欧州产业革 命时期的水压传动己正式步入发展轨道。 ｌ １ 世 到ｒ ９ 纪末 ，水压传动已处在最兴盛的阶段 。在这 １０年 ０ 间， 除水压机外 ， 还先后 出现 了起重机 、 升降机 、 电 梯、 机床 、 农业机械及蓄能器等水压没备。 建于 １８ ８９ 年 的法 国 巴黎埃 菲 尔 塔 和建 于 １９ ８４年 的英 国伦 敦
参 考 文 献
［１［ 真 田 一 水压传动技术 的历史与展望ｆ１ １ 日】 志． Ｊ＿ 油空压技
术 ，０ ４６ ２０． ［¨ 日１ ２ 井上 隆 文． 面向水压 的未来［． Ｊ 油空压技术 ，０ ４６ Ｊ ２０ ．
（南 京工 兵 工程学 院机械 实验 研究 中心 江苏 南京
摘要 ： 该文 回顾 了水压传 动的历史 ， 提出了水 传动有待重点研究 的问题 。
关键词 ： 液压技术 ； 介质 ； 纯净水 ； 综述 中图分类号 ：Ｈ１ ７ Ｔ ３ 文献 标识码 ： Ｂ 文章编号 ：
制精确 、 操作简单 、 维修方便等 目标 ， 全面提高 系统 的可靠性。二是要使系统向着小型化 、 自动化方向发 展。首先从单个元件着手， 所用元件要最大限度地采 取叠置和组合的形式， 系统要尽量采用阀式连接。要 努力改善元件的综合性能， 逐步提高水压传动系统的 自动化程度。ｉ是要谋求实现大功率传输 ， 首要的问 题 就是要在元件 的结构 上采取措 施 ， 努力 改善运 动零 部件在高压力 、 大容量工况下受力状况 ， 解决好系统 泄漏问题。四是要解决好低温条件下的防冻问题。 ３ 进 一 步提 高传动 效率 ． ３ 采用水压传动 ， 会大大减低使用成本。 从水的低 粘度 特 Ｉ 生来看 ， 虽然 系统 中液 阻损 失较 小 ， 因易泄 但 漏及运动件摩擦 阻力大 ，所以水压传动的效率是低 于液压传动的。 因此 ， 加强其效率研究是十分重要的 课题 ， 谋求低成本高效率才是水压传动发展的方向， 只有低投入高产出，才能使水压传动具有强大生命 力。 为了谋求高效率 ， 必须采用性能优越的材料及先 进的加工工艺，努力提高系统的容积效率和机械效 率， 研究的课题还应包括与同功率的电气 、 气压传动 效 率进 行 比较 等 。
２水与矿物油 的特性 比较
水压传动之所 以再度崛起 ， 而且发展势头迅猛 ， 通过水与矿物油的基本性能 比较 ，不难看出水压传 动 具有 十分 显 明的特 点 ， 比较结 果列 于表 １ 从 表 其 。 中可以看出， 使用水压传动的最大优越性 ， 就是使用 成本十分低廉。 当然水作为动力的传递介质 ， 从物理 特性方 面考虑 ， 还存在着较 明显的缺陷。 如因低 的粘 度不但会导致系统泄漏 ， 还会 因润滑性能差 ， 容易使 相对运动的零件发生磨损 。 还因低 的防锈性 ， 会增大 元件所用的材料及其加工成本。水虽然具有高的弹 性系数 ， 有助于提高系统 的刚性 ， 但会增大系统流量 和压力的脉动，这对于要求实现高精度 的系统是不 利的。等等这些都说明水压传动在今后 的发展进程
２０ ０ ） １０７
１０ ５ ０ — ｏ ２ ０ ２ ２０ ） ５ ０ ３ — ０
水压传动是以纯净水作为动力传递介质 ，和以 油液为动力传递介质一样同属于液压传动。在液压 传动技术 日 趋完善的今天 ， 重提这一古老话题 ， 对于 当今全球面临资源短缺和环境保护的挑战 ，有着 卜 分重 要 的意义 。
压传动还存在这样或那样的问题 ，但丝毫没有阻碍 它的发展步伐 ， 并有取代液压传动之势。如丹麦 、 英 国和法国生产的水压元件规格和质量完全可 以与液 压元件一 比高下 ， 其标准化 、 系列化产品正逐步推向 市场 。如它们 生产 的径 向柱塞式 水 压泵 和轴 向柱塞 水压马达 ， 最大工作压力达到 了 ３ Ｐ ， ２ Ｍ ａ最大流量 达到 了 ４０ Ｌ ｒｎ各种控制元件性能可靠 ， ３ ／ ｉ， ａ 品种齐 全。 水压 传动装 置 的应 用 也 日趋广 泛 ， 目前 主要 包括 矿 １开 采 、 【 Ｉ 医药及 食 品加工 、 筑机 械 、 建 海洋 机械 、 核 能产 业 、 造纸 工业 等领 域 。
作者简介： 浙江大学毕业 ，９ １ １ 月 ， １ ５ 年 １ 高级上程师 ， 事液压传动 从
科 研 与教 学
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祁冠芳 等 ： 浅谈水压传动技术
３ ３
新研究水压技术 ， 而且研究与开发的势头迅猛 ， 这不 仅是 当今 全球 环境 与资 源保 护 的需 要 ，还有 一个 非 常关键 的问题 ，那 就是 得益 于材料 工业 及加 Ｉ 术 技 的不断进步，否则水压传动的发展速度不会如此之 快。 元件在耐磨 、 抗腐及密封性能方面 ， 主要有 ， 一 是要 进一 步加 强新 材料 的开 发利用 。 然不 锈钢 、 虽 工 程塑料 、复合材料以及陶瓷材料等用于水 传动系 统均有比较好的性能 ， 但存在量重 、 价高及加 困难 等 问题 ， 某种 程度 上 它阻碍 了水 压技 术 的发展 。 在 因 此， 还应加强如对铝 、 铜合金等高性能易加上的材料 开发 力度 。二 是要 加强 对材 料加 工及 表面 处理 技术 的研究。 如陶瓷材料虽有很好 的综合性能 ， 在一些发 达国家已开始应用于流体传动系统 ，如制成活塞和 阀芯等 ， 但加工比较困难 ， 而且加工成本高。 － ｉ 是要 加强摩擦学的研究 。 要切实解决好系统元件的摩擦 、 密封等问题 ， 开展与材料 、 结构 、 密封等相关 的摩擦 学 的研 究 。 ３２进 一步扩 大应 用领 域 ． 就 目前水压传动应用现状来看 ，不但装置的执 行动作较为简单 ，而且多见于中、小功率的动力传 输 。如何扩大应用领域 ， 主要有以下几个方 晴 ， 一是 要努力提高传动系统 的可靠性 。应采用综合性能优 越的材料和先进的加工技术 ， 切实实现结构合理 、 控
收稿 日期：０ ５ ０ － ２ ２０—３０９
３ 水压技术有待重点研 究的课题
３１提 高元件 的 耐磨 、 腐 及 密封性 能 ． 抗
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体 Baidu Nhomakorabea 动 与 控 制
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浅谈水压传 动技术
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泰晤士大桥 ， 都记录着水压传动的历史与辉煌 。 大约在 １０ 年以后 ， ９６ 由于矿物油的出现 ， 水压传 动逐步被液压传动所代替。在当时条件下 ， 除油液成 本以外， 液压传动的确是优于水压传动的， 特别是在 润滑及抗磨 方面 ， 更胜 一筹 。虽然很 长一段 时 间 油液 水压传动的研究与开发处于低谷 ， 但不意味着它 已完 全退出历史舞台，而在液压传动陕速发展的同时 ， 有 些国家仍在继续开发和利用水压传动。 如上海在上世 纪 ６ 年代末 自 ０ 行硼制 的万吨水压机 ，成了我旧成功 应用水压传动的光辉范例而永载史册。到 ＿上世纪 『 ８ 年代 ， ０ 随着高含水工作液体的出现， 与水仃父联的 液压传动技术的研究与开发有了新的转机。 随着工程塑料 、 陶瓷及复合材料的出现 ， 以及加 工技术的进步 ， 加之电子 、 控制等技术的支撑 ， 如今 的水压传动完全摆脱了一百多年前的技术及结构模 式 。近几年来 ， 水压传动得到了快速发展 ， 尤其是在
欧洲 ， 的开发 利用 达 到 了令 人 惊 叹 的程 度 。 管水 它 尽
１ 水压传 动的历史
早在 １ ７世纪 中叶法 国人 帕斯 卡就发 现 了 “ 等压
传递” 的基本定律 ， 也称之 为帕斯 定律 ， 它奠定 了 流体传动的基础 ， 为人类文明进程作出了 大贡献。 １０ ８０年 ， 随着英 国人（ｒ ａ） Ｂａ ｂ发明 ｒ ｍ 实用 犁水 机 为代表的水压传动机械的问世，标志着欧州产业革 命时期的水压传动己正式步入发展轨道。 ｌ １ 世 到ｒ ９ 纪末 ，水压传动已处在最兴盛的阶段 。在这 １０年 ０ 间， 除水压机外 ， 还先后 出现 了起重机 、 升降机 、 电 梯、 机床 、 农业机械及蓄能器等水压没备。 建于 １８ ８９ 年 的法 国 巴黎埃 菲 尔 塔 和建 于 １９ ８４年 的英 国伦 敦
参 考 文 献
［１［ 真 田 一 水压传动技术 的历史与展望ｆ１ １ 日】 志． Ｊ＿ 油空压技
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