液压技术回顾与展望.pdf

- 垫 塞 塑 堡 煎 3 文章缩号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 0 0 2 0 6 - 0 0 0 a - 0 2 液压技术回 顾与展望 许簧良，丁雪峰．皋玉川 安徽理工大 学 ，安徽 淮南 2 3 2 C O 1 摘要回顾 了液压技术的发展史， 并概述 国内外液压技术的研 究状况， 阐述 了深海纯水液压 技术的发展 意义。 关键词水压传动；纯水液压；液压传动 ；深海纯水液压技术 中图号T HI 3 7 文献标识码A 1 历史回顾 现代液压技术是在古老的水压传动技术的基础 上发展和完善起来的。液压传动的基本原理--P a s ． c a l 原理是 P a s c a l 在 l 7世纪发现的。第一个将这一 原理用于手工业生产的英 国人 J e s e p h ． B r a m a 1 7 4 9 1 8 1 4 研制 了水压 机。l 9世纪后 半 叶， w． G． A n n ． s t r o n g 研制了以水为介质的液压机械和元件 ， 主要用 于船舶锚机和起重机上L l J 。 由于纯水存在粘度低 、 润滑性能差和易造成元 件腐蚀等缺点 ， 同时也由于电机和电驱动的发展 ， 使 液压技术 停滞不前 。2 0世纪初叶 ， J a ． n y研制成 功 以油液 为介质 的轴 向柱 塞机 械 1 9 0 5年 。H a l e ． S h a w和 H a n s ． T h o m a 先后 研制成功以油液为介质的 径向柱塞机 械 1 9 1 01 9 2 2 ， 标志着液压技术发展 到油压技术阶段。第二次世界大战期间， 尤其 2 0 世 纪 6 0 7 0年代 ， 液压技术得到了快速发展并 日臻完 善， 并进人到稳定成熟的发展时期。可以预见 ， 除液 压元件大型化 、 高压、 微型化及计算机技 术、 信息技 术、 微电子技术与液压技术融为一体外， 液压技术难 以形成重大突破。同时 ， 以油液作为传动介质 ， 也存 在着环境污染和 易燃问题 ， 这也是 现代社会的可持 续发展和人类生存环境不允许的。水本 身固有的清 洁性和阻燃性 ， 满 足现代社会 对工程提 出的环境保 护和安全要求 ， 这 也是近几年 来水压传动技术重新 被人们青昧的根本原因。加之新材料技术和精密加 工技术的进步， 基本克服了初 始水压传动存在的易 腐蚀、 泄露、 效率低等缺点 ， 使 现代液压进入 了现代 水压传动的研究和应用阶段。 2 国内外研究状况 现代水压传动技术的研究始于美国。1 9 6 7 年 美国的 V i e k e r a 公司的 J ． R． R v ∞ 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。1 9 9 1 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 ． 7 O年 代后期开始研制水压凿岩机 ， 1 9 9 0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。 8 0年代初期 ， 美 国、 英国、 芬兰、 丹 麦、 日本、 德 国等 国家一直投人 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 。目前国 内纯水液压元件的压力等级 已达到 l 4 2 1 M P a中 高压水平， 流量规格从几十升到上千升 ， 并有纯水比 例方向阀和伺服 阀问世。在西方工业发达 的国家 ． 纯水液压传动已在食 品加工业 、 焊接机器人、 轧钢生 产线上等得到应用 ， 并有 向工程机械、 通用机械扩展 的趋势 。 国内开展水压传动技术的研究较早的是华中理 工大学 ， J 。 自 1 9 8 3 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。1 9 9 6 年完成海水液压泵实验研究 。近来 ， 浙江大学投人 大量人力 、 物力和财力 ， 从事纯水液压技术的研究工 作L 4 J 。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。 有些文献将射流技术列人水压传动之 中， 作者 认为此提法不妥。毫无疑问， 高压水射 流技术 是液 压或水压技术的一个分支， 有其 重要的研究和应 用 价值， 但不属于液压传动或水压传动技术。按照液 压或水压传动系统的经典提法 ， 执行元件是将液体 液压能转换成机械能的装 置， 即液压马达或液压缸 一 是液压系统必不可少的组成部分 射流系统的工 作装置即喷嘴 ， 是将压力能转换成液体动能的装置。 这就是液压传动系统和射流系统的分界点。 3 深海纯水液压技术． 未来液压技术前沿课题之一 评价一个国家的综合国力强弱的标志是对外层 空间和海洋的利用能力 。目前和将来 ， 国家实力 的 较量不仅在天上， 而且在海洋。占地球 面积 7 l ％的 海洋蕴藏着丰富的矿产资源 ， 其 中公海矿产资源是 维普资讯 4 攫 熊 2 0 0 2 年第6 期 大自 然赋予人类的巨大财富。开发和利用公海海底 矿产资源 日益引起 国际社会 的广泛关注。 目前， 美 国、 俄罗斯 、 日本、 法 国和 中国都 在进行海底 资源的 调查和开采研究工作 。大洋采矿技术是较航天技术 难度更大的一项综合 高新技术 ， 涉及到勘探、 海洋、 机械电子、 自动化船舶 、 通讯诸技术领域 ， 设备制造 难度大。正是因为如此， 大洋采矿技术才构成海洋 高科技的前沿和至高点， 并以空 间的广 阔性和时间 的长期性向人类展示一个全新的高新技术的应用和 发展领域。表 l 为具有商业开采价值的金属矿产资 源。 表 1 盒一 矿产 资漳 Ta b ． 1 Me t a l n d r mI p r o d u a m I n 大洋金属结构开采采用液体提升采矿法 ， 有 自 动集矿机， 扬矿 提升 子系统、 监控子系统 、 采矿船 和运输支持子系统五大部分组成。其中集矿机和提 升泵等关键设备都涉及到液压传动与控制技术。 “ 八五” 期间， 我国在深海采矿基础理论和原理 性实验方面取得重要突破。但要进行工业开采还有 许多技术难题需要逐一解决。“ 九五 期 间， 中国大 洋协会组织专家对大洋开采可能遇到的难题进行 了 分析 见表 2 ， 其 中深水液 压系统和元件是难题 之 一 O 可以预见 ， 最适于大洋采矿的液压系统和元 件 应当以海水为介质 。大洋采矿设备要求 在 6 0 M P a 压力下工作， 如何将水压传动技术用于大洋采矿工 程， 应 当作为液压界的重大课题 ， 进行基础理论和实 验研究工作 。可以预见 ， 这一课题必将是液压技术 的前措课题。 裹 2 大洋采矿技术难点分解表 T ab ． 2 I a x , n p a e t i m t a m e o f d ifl ku l t p 0 h I t f ode an T d曲 呜 t e c h n i q u e 4 ．结语 液压传动技术经历 了从水压到油压的发展 阶 段 ， 目前又在向水压传动方向进展。这不是简单重 复和循环 ， 而是标志着液 压传动技术正在走 向它的 更高级 阶段一纯水液压技术 ， 尤其深海纯水液压技 术的重大进展将成为液压界关注热点。 参考文献 【 1 J J e a n 0， T 1 ． 嘎 埘． hk 0 i l H y i c E 帅 【 J ] ． T r a c s a d 1 融 l u ． e l l P r e s s h d ． 1 9 7 2 ， 4 1 2 1 4 【 2 ] 坩 W a i s t H y , ,u l l c} h A g a h a [ J ]H d a d i e ＆P n e u m a ti c s ． 1 9 9 1 ． 5 3 5 3 8 ． r 3 ] S c ll d r ． I m e f l i n W a t e r 1 4 y d r a u l i c a [ J ] ． H y d r m d i ＆P n W， i t s ． 1 9 9 6． 7 4 1 2 3 3一M． [ 4 ] 髑华男． 沙道航， 张棋 ． 纯永液压传动的应用与研究进展【 J ] ． 机 睐与液压， 1 螂 ． 0 3 6 ． [ 5 ] 李牡云 ． 新搬舟质的直用[ J ] ． 藏艇与气动， 1 9 9 3 ， 1 1 0 ． r 6 ] 周华， 贺晓辉， 李牡云海水藏压传 技术的研究与应用[ J ] ． 液 压与气动 ， 1 9 9 5 ． 3 3 4 ． [ 7 ] 伍颠． 张时恩 ． 试论永压凿岩机【 J ]矿山机械、 2 0 O O ． 2 2 5 [ 8 ] 张龚 ． 永藏压系统的发展现状与面临挑战【 J ] 液雎与气动． 1 9 9 9 ， 】 2 3 ． [ 9 ] 倚曲 2 1 世纪的大徉采矿[ J ]矿山机械， 2 o o o ． 4 8 一 i i 怍者柚介许贤良{ 1 9 4 5 一 ． 安擞椎南人． 教 授， 1 9 8 2 j F 毕业f 中国矿业大学北京研究生部， 硕士， 研究方向为液压传动及控制理 论， 发表论文3 0 多篇。 收稿 日期 2 0 0 2 - 0 3 - 1 9 Th e r e t r o s p e c t s a n d p r o s p e c ts o f h y d r a i c t e c h n o l o g y XU Xl m - l t g ， DI NG Xe u - f e n g ， Z HU Yu - c h u a a f A n h ni U n i v e r s i ty 0 f S c i e n c e a n d E r ． e e 唱l H L m l n 2 3 2 0 0 1 ， Gd n a A b s t r a c t R e t m s p e c t i r g t h e d e v e l o p m e n t h i s t o r y o f h y d r a u l i c t e c h n o l o g y a n d s m m n a r l z i n g t h e m s e m e h c o n d i t i o n o f h y - d r a u l l ct ech n o l o g yf r o m h o met o n b I D a dand e p o u n d l n gt h e d e v e l o p me n t m e a n i n g o ft h e d e e p s e a p u ra w a t e r h y d r a u l i c t ech n o l o g yan dthe n s 0 n w h yi t mu s t b ethef r o n tl i n ei s s u e o fthe h y d r a u l i ct ech n o l o g y ． Ke y wo r d s w a t e r p r e s s u ra s s i an ； p u r e w a t e r h y d r a u l i c ； h y d r a u l i c t r a n s mi s s i o n ； t h e d e 印 s e a p u ra w a t e r h y d r a u l i c t ech n o l o g y 维普资讯