机械制造中液压传动技术应用研究

李志坚（湖南省产商品质量监督检验研究院 ，湖南 长沙，410007）

机械制造中液压传动技术应用研究

李志坚
（湖南省产商品质量监督检验研究院 ，湖南 长沙，410007）

随着社会不断进步，科技日益发展，各种新技术、新材料应运而生，并被广泛应用到不同领域和行业中，扮演着关键性角色。作为一项关键性的机械驱动技术，液压传动技术被广泛应用到工业生产中，发挥着不可替代的作用，其简化了工作流程，减少了操作人员的工作量，极大地提高了生产效率和质量，不断推动着我国机械制造业向前发展。

机机械制造； 液压传动技术； 应用；发展前景

工业生产中，液压传动技术是常用的技术之一，借助液压来实现能量传递，具有较好的灵活性、便捷性，已成为新时期不同领域关注的焦点。同时，液压传动技术具有较强的应用性，有着很好的发展前景，在和计算机控制技术相融合后，能够更好地为工业生产服务。

1 液压传动技术概述

1.1 基本原理

简单来说，液压传动技术的基本原理是以压力的油液作为工作介质，以密闭容器为载体，实现能量转换、动力传递。油液便是对应的工作介质，通常情况下，主要采用的是矿物油，相当于机械传动中的传动元件，比如，皮带、齿轮。同时，帕斯卡原理是液压传动的核心依据，其原理是：在一个密闭类型的容器中，对液体施加一个力，其中的液体也会把这个力传向不同方向。在日常生活中，经常借助帕斯卡原理，来举起重物。而液压传动系统会传递两次能量，先把对应的机械能转化为液压能，再转换其中的液压能，使其成为机械能，对外输出工。就液压传动技术而言，被广泛应用到工业生产中，比如，机床、起重机、推土机。图1、图2为液压传动技术基本原理相关结构图。

1.2 液压传动系统构成

液压传动系统是由多种元素组合而成，如控制装置、辅助装置。在运行过程中，它们发挥着不同的作用。一是动力装置。主要指的是液压泵，能够把原动机的机械能转化为对应的液压能，还能确保液压能满荷；二是控制装置。该装置能够合理控制液压传动系统组成元素，比如，工作介质的方向、压力大小，控制装置具有不同的类型，比如，方向控制阀、流量控制阀；三是工作介质。在日常运用中，主要采用的是矿物油，其具有多样化的功效，比如，可以给液压传动系统提供必要的传递能量。由于液压元件具有功率大、安装简单、易于操控等特点，而收获机长期处于恶劣工作环境下，结构形态多变，需要进行大功率传递等。因此液压传动系统被广泛应用于收获机械中，极大地提高了收获机械的操作性，智能化水平等。图3为收获机液压助力转向系统示意图，有常流式、常压式两种类型。

1.3 液压传动技术的优势

目前，由于液压传动技术所具备的特点和优势，其在农业机械、工程机械、建筑机械、武器装备中得到了广泛的应用。特别是液压传动技术能够更容易实现其动力参数和运动参数的控制，提高其制造过程中的工作效率并延长机械的使用寿命的技术优势，促使液压传动技术在机械制造中得到更多的应用和更大的发展。

1） 更容易合理控制运动参数、动力参数

和机械传动相比，液压传动远远优于它，在合理控制对应的流量、压力的同时，还具有较好的低速负荷性能。运行过程中，液压传动具有多样化的优点，比如，传递效率非常高，能够有效控制恒功率输出，能充分利用功率，具有较大的速度刚性。随着液压传动技术日趋完善，很多液压设备已经成为其中核心的传动、控制形式。同时，发动机转速控制恒压等的出现为液压传动更好地应用到机械制造中提供了有利的保障。

2）具有较好的便捷性、灵活性

便捷性、灵活性是液压传动的核心优点。具体来说，以机械制造中的形态、工况实际需求为基点，把各个零部件分配到适合的部位，比如，工作机构、发动机，使其能够更好地发挥自身的作用。同时，在不同调度转速工作中，液压传动系统都能较好地发挥牵引力，尤其是在较宽的转速范围内。液压传动系统的应用可以获取不同形式的动力传动特性，灵活应对各种作业负荷状态。

3）实现液压控制系统的调节、控制

目前电子技术发展迅猛，电子技术迅速融入到液压技术后，液压控制系统不同类型的调节、控制都能顺利实现。同时，在不断引入计算机控制，优化利用不同类型传感元件的基础上，液压元件的工作范围得以迅速扩展。传感器能够对机械制造的各种状态参数予以动态化的监测，在整个工作范围中，可以实现自动化控制，使机器设备的动力性、作业生产率达到最佳值。换句话说，液压传动技术的应用为机械制造走上“智能、环保、节能”道路打下了基础。

图1 帕斯卡原理图

图2 液压传动能量传递过程图

2 机械制造中液压传动技术的现状

实际应用中，很多传动技术都需要相互渗透、融合，比如，在电力、液压等传动装置中，都包含一些机械传动环节。同样，在新型的机械、液力传动装置中，也设置有液压控制系统、电气控制系统。在新时代下，液压传动技术在国内外机械制造业中应用极为广泛，发挥着至关重要的作用。

2.1 在国外机械制造业中的现状

在国外机械制造行业中，液压传动技术的应用尤为广泛。当下，在一些机械制造业比较发达的国家中，自身的发展壮大都和液压技术的应用有着密不可分的联系。就其应用来说，美国是世界上最早使用液压技术的国家之一，液压技术的应用、液压产品的生产都拥有世界上最先进的水平，是液压产品主要的出口国家。此外，在德国，液压转动技术的应用也非常多，是美国在这方面的主要竞争对手，都是世界上液压产品与技术的主要输出国，日本紧随其后，发展速度也非常快。

2.2 在国内机械制造业中的现状

2.2.1应用与发展

就我国而言，液压传动技术被广泛应用到现代化国家建设中，尤其是一些大型复杂化的机械装备机电系统。液压传动技术在应用到机械制造业后，使其具有多样化的优点，比如，较高的效率与精度，能够适应各种极端化的环境、工作条件，为我国高水平核心装备的自主研发奠定了坚实的基础。在各种新型机械、液压传动装置中，液压、电气控制系统的设置充分利用了复合集成形式，使各种传动方式具有的优点得以更好地发挥，能够获取较好的综合效益。在应用过程中，那些具有较好调节性、灵活性，功率密度较高的液压传动装置扮演着关键性的角色。其中串联方式是其最常见的复合形式，操作非常简单，能够实现分段无级变速，在机械装载机等设备中得到了广泛的应用。液压传动技术在驱动轮中的应用，实现了大变速比轮边液压驱动，代替了驱动桥。

图3 收获机液压助力转向系统示意图

2.2.2 存在的缺点

在应用与发展过程中，我国已有的液压传动技术还需要进一步优化完善。比如，在核心的元器件方面，我国需要依赖其他国家先进的液压技术、液压产品，还和液压强国之间有着较大的差距。面对这种情况，我国需要进行更加深入的研究，不断优化已有的液压技术，使其成为我国的自主核心技术与自主研发产品，不需要再依赖其他国家，不断促进我国经济的发展。

3 机械制造中液压传动技术的具体应用

在机械制造业中，液压传动技术得到了充分的运用，液压元件、液压设备、液压系统比比皆是。

1）机床

在制造技术日益发展的浪潮中，需要更多“高精、高效”的自动化机床，需要大量高压、大流量的柱塞泵，一系列液气控制元件，比如，电磁阀、叠加阀。液压传动技术主要应用到机床工件工作台移动、工件夹紧等方面，省去了其繁琐的制造过程，大大提高了工作效率。机械制造中液压传动的应用不仅为制造业的发展开阔了前景，而且带动了我国经济的发展。就机床进出口来说，在2014年，我国机床出口负增长逐渐得到缓解，机床贸易逐渐复苏。在2014年1—8月期间，其进出口已达到185.93亿美元，同比增长13.91%，出口为70.94亿美元，同比增长23.37%，进口为114.99亿美元，同比增长8.77%，进出口逆差为44.05亿美元。换句话说，我国机床出口处于快速增长中，特别是数控机床，在2014年1—8月期间，金属加工机床出口已达20.8亿美元，同比增长18.17%，平均单价为6.5万美元/台，2013年同期出口平均单价为4.74万美元/台，我国机床产品的科技含量也有所提升，参与国际市场竞争的力度不断加大。

2）汽车和工程机械制造业

汽车、摩托车都需要大量的转向助力泵、不同类型的密封件、气动原件等。在制造汽车设备的时候，也需要不同类型的泵、气阀、液压电磁阀、气源处理装置等。在新时代下，液压产品的最大用户便是工程机械，所占行业销售比例不断扩大，液压产品为工程机械设备提供了对应的元件和系统，比如，水泥搅拌机、道路机械、挖掘机，创造了巨大的经济利润。

4 机械制造中液压传动技术的发展前景

液压传动技术是我国机械制造业方面的核心技术，具有很好的发展前景，逐渐朝着“自动化、高精度、高功率”等方面发展。一是工作介质。在工作介质方面，改变了用油作为工作介质的现状，水成为了新的工作介质，非常环保，操作简单，效率高；二是材料发展趋势。相关材质的提高为液压传动系统性能得以提高提供了有利的支撑力量，而如何处理材料表面已成为研究的重点方向；三是工作效率的提升。在运行过程中，液压系统存在一定的泄露问题，所以有时工作效率较为低下，需要不断提高密封件产品与系统化的设计水平，这也是新时期研究的重点方向；四

下转P88页