一、液压传动介绍

液压传动是指以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动方式。在液体传动中,根据其能量传递形式不同,又分为液力传动和液压传动。液力传动主要是利用液体动能进行能量转换的传动方式,如液力耦合器和液力变矩器。液压传动是利用液体压力能进行能量转换的传动方式。在机械上采用液压传动技术,可以简化机器的结构,减轻机器质量,减少材料消耗,降低制造成本,减轻劳动强度,提高工作效率和工作的可靠性。

液压传动系统的组成

1.动力元件
动力元件是把原动机输入的机械能转换为油液压力能的能量转换装置。其作用是为液压系统提供压力油。动力元件为各种液压泵。
2.执行元件
执行元件是将油液的压力能转换为机械能的能量转换装置。其作用是在压力油的推动下输出力和速度(直线运动),或力矩和转速(回转运动)。这类元件包括各类液压缸和液压马达。
3.控制调节元件
控制调节元件是用来控制或调节液压系统中油液的压力、流量和方向,以保证执行元件完成预期工作的元件。这类元件主要包括各种溢流阀、节流阀以及换向阀等。这些元件的不同组合便形成了不同功能的液压传动系统。
4.辅助元件
辅助元件是指油箱、油管、油管接头、蓄能器、滤油器、压力表、流量表以及各种密封元件等。这些元件分别起散热贮油、输油、连接、蓄能、过滤、测量压力、测量流量和密封等作用,以保证系统正常工作,是液压系统不可缺少的组成部分。
5.工作介质
工作介质在液压传动及控制中起传递运动、动力及信号的作用。T作介质为液压油或其他合成液体。

液压传动的应用领域

(1)一般工业用液压系统塑料加工机械(注塑机)、压力机械(锻压机)、重型机械(废钢压块机)、机床(全自动六角车床、平面磨床)等;
(2)行走机械用液压系统工程机械(挖掘机)、起重机械(汽车吊)、建筑机械(打桩机)、农业机械(联合收割机)、汽车(转向器、减振器)等;
(3)钢铁工业用液压系统冶金机械(轧钢机)、提升装置(升降机)、轧辊调整装置等;
(4)土木工程用液压系统防洪闸门及堤坝装置(浪潮防护挡板)、河床升降装置、桥梁操纵机构和矿山机械(凿岩机)等;
(5)发电厂用液压系统涡轮机(调速装置)等;
(6)特殊技术用液压系统巨型天线控制装置、测量浮标、飞机起落架的收放装置及方向舵控制装置、升降旋转舞台等;
(7)船舶用液压系统甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;
(8)军事工业用液压系统火炮操纵装置、舰船减摇装置、飞行器仿真等。

二、气压传动介绍

气压传动是指以压缩空气为动力源来驱动和控制各种机械设备以实现生产过程机械化和自动化的一种技术。随着工业机械化自动化的发展,气动技术越来越广泛地应用于各个领域。

气压传动的系统组成

在气压传动系统中,根据气动元件和装置的不同功能,可将气压传动系统分成以下四个组成部分。
(1)气源装置。气源装置将原动机提供的机械能转变为气体的压力能,为系统提供压缩空气。它主要由空气压缩机构成,还配有储气罐、气源净化装置等附属设备。
(2)执行元件。执行元件起能量转换的作用,把压缩空气的压力能转换成工作装置的机械能。它的主要形式有气缸输出直线往复式机械能、摆动气缸和气马达分别输出回转摆动式和旋转式的机械能。对于以真空压力为动力源的系统,采用真空吸盘以完成各种吸吊作业。
(3)控制元件。控制元件用来对压缩空气的压力、流量和流动方向凋节和控制,使系统执行机构按功能要求的程序和性能工作。根据完成功能不同,控制元件种类分为很多种,气压传动系统中一般包括压力、流量、方向和逻辑等四大类控制元件。
(4)辅助元件。辅助元件是用于元件内部润滑、排气噪声、元件间的连接以及信号转换、显示、放大、检测等所需的各种气动元件,如油雾器、消声器、管件及管接头、转换器、显示器、传感器等。

气压传动工作原理

图中,原动机驱动空气压缩机1,空气压缩机将原动机的机械能转换为气体的压力能,元件2为后冷却器,元件3为除油器,元件4为干燥器,元件5为储气罐,它储存压缩空气并稳定压力。元件6为过滤器,元件7为调压器(减压器),它用于将气体压力调节到气压传动装置所需的工作压力,并保持稳定。元件9为油雾器,用于将润滑油喷成雾状,悬浮于压缩空气内,使控制阀及气缸得到润滑。经过处理的压缩空气,经气压控制元件10,11,12,14和15控制进入气压执行元件13,推动活塞带动负载工作。气压传动系统的能源装置一般都设在距控制、执行元件较远的空气压缩机站内,用管道输出给执行元件,而其它从动过滤器以后的部分一般都集中安装在气压传动工作机构附近,把各种控制元件按要求进行组合后构成气压传动回路

气压传动的应用领域

(1)机械制造业。包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送,铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。在汽车制造中,汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。(2)电子IC及电器行业。如用于硅片的搬运,元器件的插装与锡焊,家用电器的组装等。
(3)石油、化工业。用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制,如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。
(4)轻工食品包装业。包括各种半自动或全自动包装生产线,例如酒类、油类、煤气罐装,各种食品的包装等。
(5)机器人。例如装配机器人,喷漆机器人,搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。
(6)其他。如车辆刹车装置、车门开闭装置、颗粒物质的筛选、鱼雷导弹自动控制装置等。

三、气压和液压传动的区别介绍

气压传动和液压传动的工作原理和基本回路是相同的,但介质不同,气压传动采用的介质是空气,液压传动采用的介质是液压油。因此,气压传动和液压传动在性质上存在一定差别
1、气压传动采用的介质是空气,液压传动采用的介质是液压油。
2、液压比气动压力高,动力大,负载重的必须用液压。
3、液压比气动精度高,气缸一般就伸出、缩回两个动作,液压的动作可多样,加了比例阀或伺服阀后,可以实现动作的加速度和减速度动作。
4、动作过程中有停顿的。要求油缸在中间位置有停顿的必须用油缸。气缸也能停顿但位置偏差过大。
5、气体的压缩时体积变化率太大,液压压缩时体积的变化率很小。

四、液压与气压传动的优缺点

1.液压传动优点

(1)由于液压传动是油管连接,所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构,这是比机械传动优越的地方。例如,在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动,以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大,又加之极易布置,在挖掘机等重型工程机械上,已基本取代了老式的机械传动,不仅操作方便,而且外形美观大方。
(2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如,相同功率液压马达的体积为电动机的12%~13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标,目前是发电机和电动机的十分之一,液压泵和液压马达可小至0.0025N/W(牛/瓦),发电机和电动机则约为0.03N/W。
(3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达,可以实现无级调速,调速范围可达1∶2000,并可在液压装置运行的过程中进行调速。
(4)传递运动均匀平稳,负载变化时速度较稳定。正因为此特点,金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。
(5)液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等,同时液压件能自行润滑,因此使用寿命长。
(6)液压传动容易实现自动化——借助于各种控制阀,特别是采用液压控制和电气控制结合使用时,能很容易地实现复杂的自动工作循环,而且可以实现遥控。
(7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化,便于设计、制造和推广使用。

2.液压传动缺点

(1)液压系统中的漏油等因素,影响运动的平稳性和正确性,使得液压传动不能保证严格的传动比。
(2)液压传动对油温的变化比较敏感,温度变化时,液体粘性变化,引起运动特性的变化,使得工作的稳定性受到影响,所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。
(3)为了减少泄漏,以及为了满足某些性能上的要求,液压元件的配合件制造精度要求较高,加工工艺较复杂。
(4)液压传动要求有单独的能源,不像电源那样使用方便。(5)液压系统发生故障不易检查和排除。

3.气压传动的优点

(1)空气随处可取,取之不尽,节省了购买、贮存、运输介质的费用和麻烦;用后的空气直接排入大气,对环境无污染,处理方便。不必设置回收管路,因而也不存在介质变质、补充相更换等问题。
(2)因空气粘度小(约为液压油的万分之一),在管内流动阻力小。压力损失小,便于集中供气和远距离输送。即使有泄漏,也不会像液压油一样污染环境。
(3)与液压相比,气动反应快,动作迅速,维护简单,管路不易堵塞。
(4)气动元件结构简单、制造容易,适于标准化、系列化、通用化。
(5)气动系统对工作环境适应性好,特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中工作时,安全可靠性优于液压、电子和电气系统。
(6)空气具有可压缩性,使气动系统能够实现过载自动保护,也便于贮气罐贮存能量,以备急需。
(7)排气时气体因膨胀而温度降低,因而气动设备可以自动降温,长期运行也不会发生过热现象。

4.气压传动的缺点

(1)运动平稳性较差。因空气可压缩性较大,其工作速度受外负载变化影响大。
(2)工作压力较低(0.3~1MPa),输出力或转矩较小。
(3)空气净化处理较复杂。气源中的杂质及水蒸气必须净化处理。
(4)因空气黏度小,润滑性差,需设置单独的润滑装置。
(5)有较大的排气噪声。
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