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液压马达的优缺点及运用

时间:2019-11-24 17:43:10  来源:  编辑:  浏览量: 34
概况: 液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用,而且愈先进的设备,其应用液压系统的部分就愈多。 在造纸、纺织、塑料、橡胶等轻工行业,
       液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用,而且愈先进的设备,其应用液压系统的部分就愈多。
        在造纸、纺织、塑料、橡胶等轻工行业,造纸机、纺织机、注塑机、橡胶压块机等机械设备上都大量使用着液压系统。在矿山、石油、冶金、压力加工等重工业中,由于液压系统能传递很大的能量而设备的重量相对其他传动方式来说又较小,所以更有广泛的应用。例如矿井支架、石油钻井平台、高炉炉顶设备、钢坯连铸机、板带轧机压下系统、压力机、快锻机等设备上液压系统被广泛地使用着。其他在电力、建筑、水利、交通、船舶、航空、汽车等行业,液压系统也是重要的组成部分。至于航天、军工等广泛采用先进技术的部门,液压系统更是得到广泛应用。机床行业是最早使用液压技术的行业之一,目前虽然由于电动机传动技术中交流变频技术的发展而使电动机驱动夺回不少液压驱动的应用范围,但在大功率驱动或往复运动的场合,液压系统还是被广泛应用。
    液压传动系统的优缺点  
      目前广泛应用的传动方式主要有机械传动、电气传动、气压传动和液压传动。各有各的优缺点。机械传动是通过齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮、带、链条、杠杆等机械零件进行传动,它是发展最早而且应用最普遍的一种传动形式。它具有传动准确可靠,操作简单,机构直观易掌握,负荷变化对传动比影响小及受环境影响小等优点。但对自动控制的情况,单纯靠机械传动来完成就显得结构复杂而笨重,而且远距离操纵困难、操作力大、安装位置变化的自由度小等缺点,因此在许多场合逐步被其他传动方式所取代。
电气传动是通过电来进行传动和控制的,利用交流电机来传动,简单而且价廉,因此应用最广,也是各种传动的组成部分。但交流电机一般难于进行无级变速,而直流电机虽可以实现无级变速,但直流电源价格较昂贵。目前晶闸管技术使交流电机无级变速大为简化,但在大功率及低速大扭矩等场合的应用尚有待于进一步完善。电气控制,特别是电子计算机控制,具有信号变化及传递方便,远距离操纵容易等独特优点,因此在自动化程度要求高的场合是必不可少的。
气压传动以压缩空气为传动介质,可通过调节气量很容易地实现无级变速。同时有传递及变换信号方便、反应快、构造简单等优点。而且空气取之于大气,所以气源价格低廉。泄漏也可直接放人大气,不会引起污染。空气粘度小,故管道压力损失小,流速大,而且可获得高速运动(如每分钟10万转以上的气动磨头)。但气压传动的致命弱点是空气压缩性大,无法获得均匀而稳定的运动。此外为减少泄漏,提高效率,气动系统的压力不能太高,一般只有0.7 - 0.8MPa左右。这使其不能用于大功率的场合。
    液压传动是用液体作为介质来传递能量的,液压传动与上述三种传动来比较有以下一些优点
    (1)易于获得较大的力或力矩
    液压传动是利用液体的压力来传递力或力矩的。液压泵可以获得较高的压力,目前液压泵可达35MPa的压力,因此液压缸可获得很大的力或力矩。例如一个30cm直径的液压缸,当压力为21MPa时,可获得1.48×10^6N的推力,因此被广泛应用于需要很大力或力矩的重型机械上。
    (2)功率重量比大
    功率重量比是指其输出功率与其重量的比值。功率重量比大的设备即重量和体积较小而能输出较大的功率。例如飞机上的液压泵,每kW功率的重量只有0.209kg,而电动机每kW的重量将达1.5-2kg。所以在要求传递大功率而又不允许有较大体积的情况下应采用液压传动。
    (3)易于实现往复运动
    液压面对实现往复运动是最方便的,而电动机则须通过齿轮齿条等机构把旋转运动变成直线往复运动。
(4)易于实现较大范围的无级变速
液压传动通过调节液体的流量就可以方便地实现无级变速,而且速比范围大。例如用节流阀调节流量时,其流量变化可从0.02L/min变到10OL/min调速比可达5000,其他传动形式的速比是无法比拟的。
    (5)传递运动平稳
    由于液压流体的控制可以在非常小的流量时仍然很均匀,所以设备的运动速度可以很平稳,例如机床中可以实现1mm/min以下的无爬行稳定进给。
    (6)可实现快速而且无冲击的变速和换向
    这是由于液压机构的功率重量比大,所以液压设备的惯性小,因此反应速度就快。例如液压马达的旋转惯量不超过同功率电动机的10 %,故起动中等功率电动机要1~2s,而同功率的液动机械的起动时间不超过O.ls。故在高速换向频繁的机床上(如平面磨床、龙门刨床)采用液压传动可使换向冲击大大减少。
  (7)与机械传动相比易于布局和操纵
液压传动部件由管道相连,故在安装位置上有很大的自由度,各部件可以安顿在大家希翼的位置上。例如把泵源放到不影响机器布局的地方,把操纵机构放在最方便的地方,例如轮船上的操纵机构放在船舱前部的驾驶台上,而其舵机则在船尾,这用机械传动是难于实现的,而液压传动则没有困难。
  (8) 易于防止过载事故
在液压传动中可以方便地用压力阀来控制系统的压力,从而防止过载,避免事故的发生,而且可以通过装在系统中的压力计来了解各处的工作情况和负载大小,而在机械传动中各处的负载大小就不易观察。
  (9).自动润滑、元件寿命较长
液压传动中使用的介质大都为矿物油,它对液压部件产生润滑作用,因此液压元件有自润滑作用,其寿命就较长。
    (10)易于实现标准化、系列化
    各种液压系统都是由液压元件构成,因此对液压元件实现标准化、系列化,可大大提高生产效率,降低成本,提高产品质量。
    与其他传动形式比较,液压传动有以下缺点:
    (1)易出现泄漏
    由于液压系统的油压较高,因此液压油容易通过密封或间隙产生泄漏,内泄漏则降低容积效率,外泄漏则引起液压介质的消耗,同时又引起环境污染。
    (2)油的粘度随温度变化,引起工作机构运动不稳定
油液粘度变化则引起阻力变化,故通过的流量或泄漏量也随温度而变化,这就会引起工作机构运动速度不稳定。
(3)空气渗人液压油后会引起爬行、振动、噪声
空气进入液压系统后,由于气体压缩性大,所以从高压到低压或从低压到高压时,就产生较大的体积变化而引起振动、噪声和爬行等。
    (4)用矿物油作液压介质时,有燃烧危险应注意防火。
    (5)矿物油与空气接触会发生氧化,使油变质必须定期换油。
    (6)液压件的零件加工质量(几何精度、表面粗糙度等)要求较高
为了减少泄漏,减少摩擦,所以必须使零件配合间隙要小,因此零件加工的质量要求就较高,成本也就提高了。
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