气压与液压传动.doc

气压与液压传动的应用及发展
气压与液压技术是研究以流体作为工作介质来实现传动和控制的技术，它们的工作原理基本相同，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门技术，在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空和机床行业中广为应用。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。
一、气压传动技术
气压传动或气动技术全称是气压传动与控制，简称为气动，是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术，是实现传递与控制的重要手段之一。
1．气压传动技术的应用
气压传动因其具有气源方便，惯性小、反应灵敏、干净、环保、易于控制等优点而广泛用于石油、化工、轻工、交通运输、国防等行业。在机械工程中如机床的程序控制、组合机床、轴承加工、汽车、农机和机械加工工艺中的铸造、锻压、冲压等设备中的应用更为普遍。在提高生产效率、自动化程度、产品质量、工作可靠性和实现特殊工艺等方面显示出极大的优越性。气压传动技术在工业中的应用举例如图1-1所示。

（a） 气动机械手 （b） 气动扳手

（c）轮胎拆装机 （d）数控加工中心自动换刀装置
图1-1 气动技术的应用
2．气压传动技术的发展
早期用空气作为工作介质传递动力做功的例子，如利用自然风力推动风车、带动水车提水灌田，近代用于汽车的自动开关门、火车的自动抱闸、采矿用风钻等。近年来气动技术的应用领域已从汽车、采矿、钢铁、机械工业等重工业迅速扩展到化工、轻工、食品、军事工业等各行各业。当今气动技术已发展成包含传动、控制与检测在内的自动化技术，作为柔性制造系统（FMS）在包装设备、自动生产线和机器人等方面成为不可缺少的重要手段。由于工业自动化以及FMS的发展，要求气动技术以提高系统可靠性、降低总成本与电子工业相适应为目标，进行系统控制技术和机电液气综合技术的研究和开发。显然，气动元件的微型化、节能化、无油化是当前的发展特点，与电子技术相结合产生的自适应元件，如各类比例阀和电气伺服阀，使气动系统从开关控制进入到反馈控制。计算机的广泛普及与应用为气动技术的发展提供了更加广阔的前景，其应用领域在不断地扩大。
二、液压传动技术
液压传动是以液体作为工作介质，以液体的压力进行能量传递和控制的一种传动形式。它先通过能量转换装置（液压泵），将原动机（电动机）的机械能转化为液体压力能，再通过封闭管道、液压控制元件等，经另一能量转换装置（液压缸、液压马达）将液体的压力能转变为机械能，以驱动负载，实现执行机构所需的直线或旋转运动。
1．液压传动技术的应用
液压传动系统由于具有功率密度高、结构小巧、配置灵活、组装方便、可靠耐用等独到的特点，因此在国民经济的各个行业中得到了广泛应用。液压传动技术在各行业中应用举例如图1-2所示。

（a）液压挖掘机 （b） 液压切割机

（c） 液压剪板机 （d） 液压压力机
图1-2 液压传动技术的应用
2．液压传动技术的发展
从1795年世界上第一台水压机诞生起，液压传动技术的发展已有几百年的历史，20世纪中期以后，液压传动技术在工业上被广泛采用和大幅度的发展。随着原子能、空间技术、电子技术等方面的发展，液压技术向更广阔的领域渗透，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。现今，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传动。
随着液压机械自动化程度的不断提高，液压元件应用数量急剧增加，元件小型化、系统集成化是必然的发展趋势。特别是近十年来，液压技术与传感技术、微电子技术密切结合，出现了许多诸如电液比例控制阀、数字阀、电液伺服液压缸等机（液）电一体化元器件，使液压技术在高压、高速、大功率、节能高效、低噪声、使用寿命长、高度集成化等方面取得了重大进展。无疑，液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助试验（CAT）和计算机实时控制也是当前液压技术的发展方向。

a）结构原理图 b）图形符号 c）实物图
图1-17　杠杆滚轮式机控阀