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液压技术

利用液体的流量和压力传递能量或进行控制的技术。亦称液压传动与控制技术或液压传动。其基本原理是:由电动机、内燃机等动力机输出的机械能,经液压动力元件(液压泵)转换成液体的压力能,通过液压管路输送到所需位置后,再由执行元件(液压缸或液压马达)将液体的压力能转换成机械能,推动工作部件做功。液压传动系统简称液压系统。由动力元件、控制元件、执行元件和辅助元件等组成。

利用液体的流量和压力传递能量或进行控制的技术。亦称液压传动与控制技术或液压传动。其基本原理是:由电动机内燃机等动力机输出的机械能,经液压动力元件(液压泵)转换成液体的压力能,通过液压管路输送到所需位置后,再由执行元件(液压缸或液压马达)将液体的压力能转换成机械能,推动工作部件做功。

液压传动系统

简称液压系统。由动力元件、控制元件、执行元件和辅助元件等组成。

动力元件

指液压泵:由输入功率为P(瓦)的机械能驱动泵的工作元件,交替地增大或缩小泵内的工作容积,从而不断地吸入并输出流量为Q(米3/秒)、压强为p(帕)的工作液体。P=pQ/η,η为泵的效率。常用的液压泵有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等。输出流量可根据需要进行调节的为变量泵,流量不能调节的为定量泵。

控制元件

指各种液压控制阀。用以控制执行元件的启动、停止及其运动的速度、方向和动作的顺序等。流量控制阀和压力控制阀分别控制液体的流量和压力;方向控制阀控制液体在管路内的接通、切断和流动方向。

图1 谷物联合收割机的液压操纵系统

执行元件

又称液动机,用于将液压泵提供的液压能转换为往复运动或回转运动的机械能。执行往复运动时用液压缸,执行回转运动时用液压马达。液压缸有单作用和双作用两种。液压马达则有齿轮马达、叶片马达和柱塞马达等类型。

辅助元件

包括输送工作液体的钢管或软管和接头、稳定液体压力和贮存能量的蓄能器以及贮液箱、滤清器、冷却器、密封件等。

图2 甜菜、马铃薯等联合收获机上用的液压驱动系统

液压系统

与一般机械传动系统相比,具有随意性和易控性的特点。其随意性表现为系统中的各种元件可根据需要配置在任意空间位置,通过液压管路实现柔性传动。其易控性表现为对执行元件的工作速度和作用力大小等均可通过工作液体流量和压力的调节方便地进行控制,并可经由电子计算机实现程序控制或自动控制。对液体流量的控制有两种方式:一种是通过变量泵与变量马达调节流量,可获得较高传动效率,调节行程为10~100毫米,所需调节力100~1000牛,适用于大功率传动,亦称功率液压传动;另一种是通过调节液流阻力,仅需调节行程0.1~1毫米,调节力10~100牛,即能实现快速、准确的控制,亦称控制液压传动。此外,还可通过传感器取得传感信号,经放大器或计算机处理后,输入比例控制元件实现对执行元件的控制。如在谷物联合收割机上安装脱粒滚筒负荷监测仪和谷粒损失监测仪,即可根据滚筒负荷与谷粒损失状况控制机器的前进速度,从而调节滚筒的喂入量,控制作业质量。

应用

农业机械产品中,液压技术广泛应用于拖拉机以及土壤耕作机械、种植机械、喷灌设备、农田建设机械、作物收获机械等各种作业机械上,实现行走系统的传动和无级变速,工作部件的传动、提升和位置调节等。例如在现代各种联合收获机上,装备有操纵和驱动两套液压系统:图1是谷物联合收割机用的液压操纵系统,从事转向操纵、拨禾轮的升降和转速调节、割台升降以及卸粮螺旋输送器的控制等。图2是甜菜、马铃薯等联合收获机上用的液压驱动系统,从事行走系统的动力传递和前进、后退档的无级变速。两个系统的执行元件遍布机器的各个部位,有的相距达10米左右,通过软管和接头方便地联接并实现能量的传递。

液压技术将朝着机电液一体化的方向发展,把机械传动、电子控制和液压传动三方面的优点结合起来,满足各种设备发展的需要,并把电动机、液压泵、电控阀、油箱等部件集成化,增加在机器上配置的方便性。液压介质将根据不同的要求发展,如使用含水量95%以上的高水基液压油等。