江西工业工程职业技术学院毕业论文

江西工业工程职业技术学院 毕 业 论 文

题目

液压传动技术在机械制造业中的应用

学生姓名： 专 班 学 业： 级： 号：

xxx 机电一体化 机电 09x 2009xxxx 刘文倩

指导老师：

江西工业工程职业技术学院

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液压传动技术在机械制造业中的应用[摘要]液压传动和控制由应用电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术及新工艺 、新 材料等后取得了新的发展，使液压系统和元件在技术水平上有很大提高。液压传动有自动化、高 精度 、高效率 、高速化、高功率 、小型化、轻量化等优点，是不断提高它与电传动、机械传 动竞争能力的关键 液压技术作为能量传递或做功环节是其中必不可少的一部分，在机械制造业、采矿业、电力 系统、航空业等行业中广泛应用。根据液压技术在机械制造业中的实际应用情况，针对在农业机 械、工程机械、装备机械三个生产业进行总结分析。在阐述了液压技术的重要性的同时，进一步 提出液压技术在机械制造业应进一步实现机电一体化集成，并向自动化、智能液化和网络化方向 发展趋势。

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目 录

第一章绪论 ....................................................................... 1

1.1 液压技术 .................................................................. 1

1.1.1 液压系统的组成 ...................................................... 1

1.1.2 液压技术的发展状况 .................................................. 2

1.2 液压技术在机械制造业中的发展趋势 .......................................... 2

第二章 液压技术在工程机械行走驱动中的应用 ........................................ 2

2.1 液压技术在工程机械行走驱动中的应用 ....................................... 2

2.1.1 传动方式 ............................................................ 3

2.2 工程机械液压控制系统 ...................................................... 4

2.2.1定量泵设计方法 ....................................................... 4

2.2.2、单泵恒功率控制技术 ................................................. 4

2.2.3、双泵恒功率控制技术 ................................................. 4

第三章 工程机械液压系统的维护 .................................................... 6

3.1 选择适合的液压油 ......................................................... 7

3.2 防止固体杂质混入液压系统 ................................................. 7

3.3 防止空气和水入侵液压系统 ................................................. 7

3.4 作业中注意事项 ........................................................... 8

3.5 定期保养注意事项 ......................................................... 9

第四章 液压技术在农业机械制造领域中的应用 ....................................... 10

4.1 农业机械对液压技术的要求 ................................................ 10

4.2 液压技术在农业机械中的应用前景 .......................................... 11

4.3 液压技术在各种农业机械中的应用 .......................................... 11

第五章 液压技术在装备机械制造业中的应用......................................... 11

5.1装备制造业包含的内容...................................................... 12

第六章液压技术的自动化和智能化发展 .............................................. 13

6.1 液压自动化、智能化软件控制技术 ............................................13

第七章 液压系统的故障诊断........................................................ 14

7.1常见故障的诊断方法 ....................................................... 14

7.1.1 简易故障诊断法 ..................................................... 14

7.1.2 液压系统原理图分析法 ............................................... 14

7.1.3 其它分析法 ......................................................... 15

致 谢 ........................................................................ 16

参考文献 ........................................................................ 17

第一章 绪 论

技术创新及其管理是当今管理科学的重要学科，对于提高国家、地方和企业的科技竞争力，实现可持续发展具有十分重要的意义。无论是发达国家还是发展中国家，都非常重视对这一问题的研究。20世纪80年代初，我国开始重视技术创新理论问题的研究，研究范围包括技术创新的模式、机制，技术创新的扩散，产创新和技术创新经济学，技术创新的区域研究以及有关技术创新的政策、体系等诸多方面。经过20多年的研究，人们已经注意到创新在生产各个方面所起的关键作用 ，并将创新作为企业、产业和国家竞争获胜的中心环节。近年来，流体动力传动由于应用了电子技术、计算机技术 、信息技术、自动控制技术及新工艺、新材料等后取得了新的发展，使液压气动系统和元件在技术水平上有很大提高。它已成为工业机械。工程建筑机械及国防尖端产品不可缺少的重要技术。而其向自动化．高精度．高效率、高速化、高功率、小型化、轻量化方向发展，是不断提高它与电传动、机械传动竞争能力的关键。为了保持现有的良好发展势头，必须重视液压传动固有缺点的不断改进和创新，走向2 l世纪的流体传动除不断改进现有液压气动技术外，最重要的是移植现有的先进技术，使流体技术创造新的活力，以满足未来发展的需要。

1.1液压技术

液压由于其传动力量大，易于传递及配置，在工业、民用行业应用广泛。在各部件制造中，对密封性、耐久性有很高的技术要求，目前在液压部件制造中已广泛采用——滚压工艺，很好的解决了圆度、粗糙度的问题。特别是液压缸制造中广泛应用。液压工具可以解决液压制造各种问题。

1.1.1 液压系统的组成

一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。 控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压 油等几大类。

1.1.2 液压技术的发展状况

水压传动同电气传动、机械传动一样，是能量传动过程的重要组成部分，液压技术是水压传动主要技术手段。二十世纪以来，液压技术有了突飞猛进的发展，已经成为当今机械制造业中不可缺少的技术手段之一。

传统的液压技术由于受到介质、材料和工艺等方面的限制，使其有一定的局限性，存在着环境、噪声污染严重、效率低下和容易泄漏等方面的缺点。随着科学技术理论和技术的创新，液压技术发生了革命性的变革，有最初的水压阶段发展到油压阶段，再到现今的采用高科技介质的水压系统。液压技术与电子技术、控制技术和计算机技术相结合，实现了机电一体化集成，并向自动化、智能化和网络化方向发展。目前，在密封技术上也有较大程度的提高。新一代液压技术具有节能、环保等特点。

液压技术在各个行业应用较为广泛，其中应用不仅仅局限于环境、采矿业、电力系统、航空业等行业，而且越来越广泛应用于机械制造业中。液压技术在农业机械、工程机械和装配机械制造业中均取得了重大的成就。在科技飞速发展的今天液压技术必须充分发挥自身优点和借鉴其他领域的先进技术成果，在多个行业中保持着竞争力。

1.2液压技术在机械制造业中的发展趋势

二十一世纪进入信息化的时代，机械技术正发生着日新月异的变革。液压技术源于传统的机械技术，那个过与现代化产业相结合，融合了控制理论、精密制造、新材料、自动化和智能化的检测、传感器以及信息技术等，实现了机液一体化。现代化液压技术具有高效、节能、环保、低成本等优点，在机械制造业中持续保持重要和关键的地位。

液压技术具有着多样性和复杂性，在机械制造业中应充分发挥其潜能，进一步通过机械制造业的带动，积极引进国外先进的液压技术。通过国内液压技术领域的不懈努力，构建具有自己特色和门类齐全的液压技术。我国的液压技术不断向节能化、自动化、不断创新材料、技术和工艺方向发展。同时，在机械制造过程中更加注重生产安全和环保性能的改善，为国内机械制造业创造良好的基础条件。

第二章 液压技术在工程机械领域中的应用

2.1 液压技术在工程机械行走驱动中的应用

行走驱动系统是工程机械的重要组成部分。与工作系统相比，行走驱动系统不仅需要传输更大的功率，要求器件具有更高的效率和更长的寿命，还希望在变速调速、差速、改变输出轴旋转方向及反向传输动力等方面具有良好的能力。于是，采用何种传动方式，如何更好地满足

各种工程机械行走驱动的需要，一直是工程机械行业所要面对的课题。尤其是近年来，随着我国交通、能源等基础设施建设进程的快速发展，建筑施工和资源开发规模不断扩大，工程机械在市场需求大大增强的同时，更面临着作业环境更为苛刻、工况条件更为复杂等所带来的挑战，也进一步推动着对其行走驱动系统的深入研究;这里试图从技术构成及性能特征等角度对液压传动技术在工程机械行走驱动系统的发展及其规律进行探讨。

2.1.1 传动方式

工程机械行走系统最初主要采用机械传动和液力机械传动(全液压挖掘机除外)方式。现在，液压和电力传动的传动方式也出现在工程机械行走驱动装置中，充分表明了科学技术发展对这一领域的巨大推动作用。

1、机械传动

纯机械传动的发动机平均负荷系数低，因此一般只能进行有级变速，并且布局方式受到限制。但由于其具有在稳态传动效率高和制造成本低方面的优势，在调速范围比较小的通用客货汽车和对经济性要求苛刻、作业速度恒定的农用拖拉机领域迄今仍然占据着霸主地位

2、液力传动

液力传动用变矩器取代了机械传动中的离合器，具有分段无级调速能力。它的突出优点是具有接近于双曲线的输出扭矩-转速特性，配合后置的动力换挡式机械变速器能够自动匹配负荷并防止动力传动装置过载。变矩器的功率密度很大而负荷应力却较低，大批生产成本也不高等特点使它得以广泛应用于大中型铲土运土机械、起重运输机械领域和汽车、坦克等高速车辆中。但其特性匹配及布局方式受限制，变矩范围较小，动力制动能力差，不适合用于要求速度稳定的场合

与机械传动相比。液压传动更容易实现其运动参数(流量)和动力参数(压力)的控制，而液压传动较之液力传动具有良好的低速负荷特性。由于具有传递效率高，可进行恒功率输出控制，功率利用充分，系统结构简单，输出转速无级调速，可正、反向运转，速度刚性大，动作实现容易等突出优点，液压传动在工程机械中得到了广泛的应用。几乎所有工程机械装备都能见到液压技术的踪迹，其中不少已成为主要的传动和控制方式。极限负荷调节闭式回路，发动机转速控制的恒压，恒功率组合调节的变量系统开发，给液压传动应用于工程机械行走系提供了广阔的发展前景。与纯机械和液力传动相比，液压传动的主要优点是其调节的便捷性和布局的灵活性，可根据工程机械的形态和工况的需要，把发动机、驱动轮、工作机构等各部件分别布置在合理的部位，发动机在任一调度转速下工作，传动系统都能发挥出较大的牵引力，而且传动系统在很宽的输出转速范围内仍能保持较高的效率，并能方便地获得各种优化的动力传动特性，以适应各种作业的负荷状态。 在车速较高的行走机械中所采用的带闭式油路的行走液压驱动装置能无级调速，使车辆柔和起步、迅速变速和无冲击地变换行驶方向。对在作业中需要频繁起动和变速、经常穿梭行驶的车辆来说这一性能十分宝贵。但与开式回路相比，闭式回路的设计、

安装调试以及维护都有较高的难度和技术要求。借助电子技术与液压技术的结合，可以很方便地实现对液压系统的各种调节和控制。而计算机控制的引入和各类传感元件的应用，更极大地扩展了液压元件的工作范围。通过传感器监测工程车辆各种状态参数，经过计算机运算输出控制目标指令，使车辆在整个工作范围内实现自动化控制，机器的燃料经济性、动力性、作业生产率均达到最佳值。因此，采用液压传动可使工程机械易于实现智能化、节能化和环保化，而这已成为当前和未来工程机械的发展趋势。

2.2 工程机械液压控制系统

液压系统动力匹配及控制技术在国外起步较早，发展较快，很多技术在国外使用后很快进入中国市场，目前国内主要停留在引进-模仿阶段，并没有自己的专有技术,这里进行简单陈述

2.2.1 定量泵设计方法

在早期的工程机械系统设计中，采用定量泵设计的原则是：系统的最大工作流量(Q)与最大工作压力(P)的乘积即系统的最大输出功率(N)不能超出柴油机额定功率(Nj)。

但在一般工况下功率利用系数太低，且无法施展较强的控制功能，因而性能不佳。目前在小吨位(5～50t)汽车起重机和随车起重机等产品中仍在使用。

2.2.2 单泵恒功率控制技术

在单泵控制系统中，一般通过变量控制机构实现对变量泵排量的控制，在最早的恒功率控制技术中，通过对变量机构两根弹簧弹力的不同设定，能实现对变量泵输出流量的控制，其工作曲线为折线，当系统压力达到第一根弹簧设定力后，变量泵排量开始减小。当系统压力克服第二根弹簧设定力后，变量泵变量曲线斜度发生变化。通过以上控制，使其变量曲线上P、Q乘积的离散值趋近于常数C。通过以上控制大大提高了柴油机功率的利用系数，又能保证柴油机不会因过载熄火。现在开发的恒功率控制技术中，通过杠杆原理对变量控制机构进行了改进，使其功率曲线近似为反比例曲线，功率利用系数更高。

2.2.3 双泵恒功率控制技术

在双泵或多泵系统中，由于存在多泵之间功率分配的技术难题，如何使柴油机功率合理地分配到各泵，使各执行机构协调工作，尽可能发挥其最大效能，最大程度发挥出发动机功率成为关键。目前，这方面的控制技术有不同的组合形式。

1)分功率控制技术

分功率控制是根据各泵所负责的执行机构实际需用功率，将柴油机功率按一定比例分配给

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各泵。在分功率控制中，每个泵均有独立的变量控制机构，使执行机构在预先设定的工作曲线 上工作。但分功率控制的最大缺点是不能充分利用发动机功率，当某个泵因某种情况不需要工 作时，其功率不能给另一个泵使用而白白浪费，因此极易出现“大马拉小车”的现象，无法满 足大型工程机械的使用要求。 2)总功率控制技术 总功率控制系统共用一个变量机构，因此各泵流量相同，作用在弹簧上的压力是多泵工作 压力之和，当多泵压力之和的 1/2 达到弹簧设定值后，主泵开始变量，其变量原理与单泵恒功 率的相同。 总功率控制可以实现多泵功率互补，

当其中一个泵不工作时，其功率可被其他泵使用，柴 油机功率利用系数大大提高。其最大缺点是能量损失大。因各泵工作流量相同，当其中某泵负 责的执行机构不工作时，主泵仍输出大流量，多余流量必然会转化为热量。总功率控制另一个 缺点是无法实现对多执行机构不同速度的控制。 3)交叉传感控制技术 交叉传感控制系统是上世纪 80 年代日本在总功率控制和分功率控制基础上研制出的一种 新型功率控制技术。它是在分功率控制基础上，将两个泵工作压力实现交叉控制，即每个泵各 自有变量机构，各自流量可以不同，当其中一个泵的功率利用小于总功率的 50%时，多余功率 可被另一个泵利用，当两个泵的功率利用系数都达到 50%时，每个泵都利用总功率的 50%。交叉 传感控制技术集中了总功率控制和分功率控制的优点，摒弃了它们的缺点，较为理想。但仍不 能全部利用柴油机功率，而且功率分配在多执行机构同时工作，当某泵所负责的执行机构工作 速度调至很低且负荷较大时，因交叉传感已将压力反馈给另一个泵，此时另一个泵最多只能利 用 50%的功率， 而第一个泵却没有用完 50%的功率， 显然在这种工况柴油机功率利用系数仍然偏 低。 4)负反馈交叉传感功率控制技术 交叉传感控制技术虽然在某种程度最大限度地利用了柴油机功率， 但只限于两个主泵之间。 而对于多泵控制系统，由于各泵并不同时处于工作状态，或者即使都处于工作状态，但并不同 时以最大排量或最大压力工作，这样还是无法准确确定变量泵的实际输出功率，易造成功率设 定超载或过于保守。 上世纪 90 年代开发的负反馈交叉传感功率控制技术将其他泵的压力反馈至主泵的功率控 制口，当其他泵不工作时，反馈压力为 0,主泵在最大功率点工作，当其他泵工作后，系统根 据反馈压力自动将主泵设定功率降低。这种控制不仅可使各泵所利用的功率实现互补，还可以 最大限度地提高主泵输出功率。负反馈交叉传感功率控制技术由于交叉传感在功率控制上自身 的缺陷，随着被反馈液压泵数量的增加，这种控制方法不仅效果越来越不理想，而且难度越来 越大，系统也过于复杂。 5)计算机控制功率优化控制技术第 6 页 共 21 页

综上所述，传统动力匹配及控制技术，虽取得了明显的效果，但都未能从根本上解决问题。随着计算机技术的发展，20世纪90年代以来，国外很多公司将计算机技术成功地应用到动力匹配及控制技术中，取得了良好的效果。传统的恒功率控制中，控制系统与柴油机的匹配非常保守，液压泵的输出转矩要远低于柴油机最大输出转矩，且当柴油机性能下降时易使柴油机转速下降导致熄火。浙江大学流体传动及控制国家重点试验室新建的节能试验台，采用计算机功率优化控制系统。它设有多种工作选择模式和怠速模式，用户可按负载大小和实际工作需要进行选择，每一个工作模式对应于一定的油门位置。当设定好一定的工作模式后，计算机向步时电机发出输出指令，给定一个油门开度，同时控制系统可根据工作模式，在系统数据库中查出该油门开度下的柴油机目标转速。该系统还有一个输出模式选择，即最大功率模式和最节省燃油模式。在设定了功率模式和输出模式后，通过检测柴油机的工作转速的变化可对油门和主泵排量进行按比例无级控制，从而使柴油机始终在目标转速范围内工作。

目前该项研究仅停留在试验阶段，该控制系统中，工作模式在CPU中进行预先设定，因此用户必须在CPU规定的模式下进行选择，可选模式受到限制，无法满足用户各项使用要求。在混凝土泵车行业，目前三一重工开发出的柴油机转速闭环控制装置，利用PLC中的PID控制指令对柴油机输出转速进行PID调节，有效地减少了柴油机工作转速在液压系统输出功率加大后造成的波动，使控制系统在不同负荷下都能维持同一工作转速。该控制系统提高了整机输出功率和工作效率，使柴油机在较低转速工作时不会因过载产生怠速或熄火现象，因此液压系统和柴油机之间的匹配得以优化。但该控制系统只是实现了对柴油机工作转速的闭环控制，在系统超载产生柴油机失速后，只是通过加大油门开度实现转速的恒定，并没有实现对液压泵排量的控制，因此并没有真正实现对液压系统和柴油机之间的最佳匹配和控制，而且当柴油机在较高转速工作时，控制效果并不理想。计算机功率优化控制技术的出现，不但使柴油机和匹配实现最优化，还使液压系统更趋于简单化。

6)存在的主要问题

目前国内对液压动力匹配的核心技术多集中在国外专业公司手中，国内缺乏自主创新能力，无法对现有产品进行必要的改进和提高；系统数学模型建立较为复杂，很多研究还集中在定性方面，缺乏理论计算基础；对柴油机技术、液压系统控制技术、电气控制(主要涉及PLC控制领域)3者应进行有效接口，提出系统控制方案；对柴油机、液压等系统缺乏必要的测试手段。

第三章 工程机械液压系统的维护

对机械化施工企业来说，工程机械技术状况的良好与否是企业能否正常生产的直接因素。就液压传动的工程机械而言，液压系统的正常运行是其良好技术状况的一个主要标志。合格的液压油是液压系统可靠运行的保障，正确的维护是液压系统可靠运行的根本。为此，本人根据工作实践，就一般作业环境中工程机械液压系统的维护作一粗略的探讨。

3.1 选择适合的液压油

液压油在液压系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用，液压油选择不恰当是液压系统早期故障和耐久性下降的主要原因。应按随机《使用说明书》中规定的牌号选择液压油，特殊情况需要使用代用油时，应力求其性能与原牌号性能相同。不同牌号的液压油不能混合使用，以防液压油产生化学反应、性能发生变化。 深褐色、乳白色、有异味的液压油是变质油，不能使用。

3.2 防止固体杂质混入液压系统

清洁的液压油是液压系统的生命。 液压系统中有许多精密偶件，有的有阻尼小孔、有的有缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等，危及液压系统的安全运行。一般固体杂质入侵液压系统的途径有：液压油不洁；加油工具不洁；加油和维修、保养不慎；液压元件脱屑等。可以从以下几个方面防止固体杂质入侵系统：

1） 加油时

液压油必须过滤加注，加油工具应可靠清洁。不能为了提高加油速度而去掉油箱加油口处的过滤器。加油人员应使用干净的手套和工作服，以防固体杂质和纤维杂质掉入油中。

2） 保养时

拆卸液压油箱加油盖、滤清器盖、检测孔、液压油管等部位，造成系统油道暴露时要避开扬尘，拆卸部位要先彻底清洁后才能打开。如拆卸液压油箱加油盖时，先除去油箱盖四周的泥土，拧松油箱盖后，清除残留在接合部位的杂物（不能用水冲洗以免水渗入油箱），确认清洁后才能打开油箱盖。如需使用擦拭材料和铁锤时，应选择不掉纤维杂质的擦拭材料和击打面附着橡胶的专用铁锤。液压元件、液压胶管要认真清洗，用高压风吹干后组装。选用包装完好的正品滤芯（内包装损坏，虽然滤芯完好，也可能不洁）。换油时同时清洗滤清器，安装滤芯前应用擦拭材料认真清洁滤清器壳内底部污物。

3） 液压系统的清洗

清洗油必须使用与系统所用牌号相同的液压油，油温在45～80℃之间，用大流量尽可能将系统中杂质带走。液压系统要反复清洗三次以上，每次清洗完后，趁油热时将其全部放出系统。清洗完毕再清洗滤清器、更换新滤芯后加注新油。

3.3 防止空气和水入侵液压系统

1） 防止空气入侵液压系统

在常压常温下液压油中含有容积比为6～8%的空气，当压力降低时空气会从油中游离出来，气泡破裂使液压元件“气蚀”，产生噪声。大量的空气进入油中将使“气蚀”现象加剧，液压油压缩性增大，工作不稳定，降低工作效率，执行元件出现工作“爬行”等不良后果。另外，空

气还会使液压油氧化，加速油的变质。防止空气入侵应注意以下几点：

a)、维修和换油后要按随机《使用说明书》规定排除系统中的空气，才能正常作业。 b)、液压油泵的吸油管口不得露出油面，吸油管路必须密封良好。

c)、油泵驱动轴的密封应良好，要注意更换该处油封时应使用“双唇”正品油封，不能用“单唇”油封代替，因为“单唇”油封只能单向封油，不具备封气的功能。本单位曾有一台柳工ZL50装载机大修后，液压油泵出现连续“气蚀”噪声、油箱油位自动升高等故障，经查询液压油泵修理过程，发现即为液压油泵驱动轴的油封误用“单唇”油封所致。

2) 防止水入侵液压系统

油中含有过量水分，会使液压元件锈蚀、油液乳化变质、润滑油膜强度降低，加速机械磨损。除了维修保养时要防止水分入侵外，还要注意储油桶不用时，要拧紧盖子，最好倒置放置；含水量大的油要经多次过滤，每过滤一次要更换一次烘干的滤纸，在没有专用仪器检测时，可将油滴到烧热的铁板上，没有蒸气冒出并立即燃烧方能加注。

3.4 作业中注意事项

1) 机械作业要柔和平顺

机械作业应避免粗暴，否则必然产生冲击负荷，使机械故障频发，大大缩短使用寿命。作业时产生的冲击负荷，一方面使机械结构件早期磨损、断裂、破碎，一方面使液压系统中产生冲击压力，冲击压力又会使液压元件损坏、油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管、溢流阀频繁动作油温上升。我单位曾新购一台UH171正铲挖掘机，作业中每隔4～6天斗门油管就要漏油或爆裂，油管是随机进口的纯正品，经检测没有质量问题。

通过现场观察，发现为斗门开、闭时强烈撞击限位块、门框所致。要有效地避免产生冲击负荷：必须严格执行操作规程；液压阀开、闭不能过猛过快；避免使工作装置构件运动到极限位置产生强烈撞击 ； 没有冲击功能的液压设备不能用工作装置（如挖掘机的铲斗）猛烈冲击作业对象以达到破碎的目的。还有一个值得注意的问题 ：操作手要保持稳定。因为每台设备操纵系统的自由间隙都有一定差异，连接部位的磨损程度不同因而其间隙也不同，发动机及液压系统出力的大小也不尽相同，这些因素赋予了设备的个性。只有使用该设备的操作手认真摸索，修正自己的操纵动作以适应设备的个性，经过长期作业后，才能养成符合设备个性的良好操作习惯。一般机械行业坚持定人定机制度，这也是因素之一。

2) 要注意气蚀和溢流噪声

作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音，如果液压泵出现“气蚀”噪声，经排气后不能消除，应查明原因排除故障后才能使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢，并伴有溢流阀溢流声响，应立即停机检修。

3) 严格执行交接班制度

交班司机停放机械时，要保证接班司机检查时的安全和检查到准确的油位。系统是否渗漏、连接是否松动、活塞杆和液压胶管是否撞伤、液压泵的低压进油管连接是否可靠、油箱油位是否正确等，是接班司机对液压系统检查的重点。常压式油箱还要检查并清洁油箱通气孔，保持其畅通，以防气孔堵塞造成油箱真空，致使液压油泵吸油困难而损坏。

4)保持适宜的油温

液压系统的工作温度一般控制在30～80℃之间为宜（危险温度≥100℃）。液压系统的油温过高会导致：油的粘度降低，容易引起泄漏，效率下降；润滑油膜强度降低，加速机械的磨损；生成碳化物和淤碴；油液氧化加速油质恶化；油封、高压胶管过早老化等。为了避免温度过高：不要长期过载；注意散热器散热片不要被油污染，以防尘土附着影响散热效果；保持足够的油量以利于油的循环散热；炎热的夏季不要全天作业，要避开中午高温时间。油温过低时，油的粘度大，流动性差，阻力大，工作效率低；当油温低于20℃时，急转弯易损坏液压马达、阀、管道等。此时需要进行暖机运转，起动发动机，空载怠速运转3～5min后，以中速油门提高发动机转速，操纵手柄使工作装置的任何一个动作（如挖掘机张斗）至极限位置，保持3～5min使液压油通过溢流升温。如果油温更低则需要适当增加暖机运转时间。

5) 液压油箱气压和油量的控制

压力式油箱在工作中要随时注意油箱气压，其压力必须保持在随机《使用说明书》规定的范围内。压力过低，油泵吸油不足易损坏，压力过高，会使液压系统漏油，容易造成低压油路爆管。对维修和换油后的设备，排尽系统中的空气后，要按随机《使用说明书》规定的检查油位状态，将机器停在平整的地方，发动机熄火15min后重新检查油位，必要时予以补充。

6) 其他注意事项

作业中要防止飞落石块打击液压油缸、活塞杆、液压油管等部件。活塞杆上如果有小点击伤，要及时用油石将小点周围棱边磨去，以防破坏活塞杆的密封装置，在不漏油的情况下可继续使用。连续停机在24h以上的设备，在启动前，要向液压泵中注油，以防液压泵干磨而损坏。

3.5定期保养注意事项

目前有的工程机械液压系统设置了智能装置，该装置对液压系统某些隐患有警示功能，但其监测范围和程度有一定的局限性，所以液压系统的检查保养应将智能装置监测结果与定期检查保养相结合。

1) 250h检查保养

检查滤清器滤网上的附着物，如金属粉末过多，往往标志着油泵磨损或油缸拉缸，对此，必须确诊并采取相应措施后才能开机。如发现滤网损坏、污垢积聚，要及时更换，必要时同时换油。

2) 500h检查保养

不管滤芯状况如何均应更换，因为凭肉眼难以察觉滤芯的细小损坏情况，如果长时间高温作业还应适当提前更换滤芯。

3) 1000h检查保养

清洗滤清器，更换滤芯，清洗液压油箱，更换液压油。长期高温作业换油时间要适当提前。当然，如能通过油质检测分析来指导换油是最经济的，但要注意延长使用的油，每隔100h应检测一次，以便及时发现并更换变质油。

4) 7000h和10000h检查维护

液压系统需由专业人员检测，进行必要的调整和维修。根据实践，进口液压泵、液压马达 工作10000h后必须大修，否则液压泵、马达因失修可能损坏，对液压系统是至命性的破坏。

第四章 液压技术在农业机械制造领域中的应用

4.1 农业机械对液压技术的需求

农业机械本身形态多样，结构复杂，工作条件恶劣。农机对液压元件有许多特殊要求，如价格，可靠性高等。农机对液压技术的需求主要包括：

1）节能技术

我国农机动力已达4.5亿千瓦。节能技术的应用不仅可使主机性能得到优化，减少对环境的污染，而且能耗每降低一个百分点，就意味着节省450万千瓦的动力，其巨大的社会经济效益吸引许多科技人员为之投入巨大的精力和智力，并且取得许多成果和进展

2）对静液压驱动技术的需求

静液压驱动装置可以无级变速，易于布局，比功率大，调速范围宽，低速稳定性好。特别适于结构形态多样化，行驶速度不高的农业机械，路面机械。采用静液压驱动的联合收割机比机械传动的联合收割机工作效率高及辅助工作时间少，工作效率提高10-30%,比机械传动的联合收割机收净率高1-2%,操作方便，舒适，减轻劳动强度，易于维护保养，故障率低，目前国产机械传动联合收割机故障30%是由于变速箱引起的，变速箱振动大，影响其他工作部件的使用寿命。静液压驱动的联合收割机可使发动机在客观定工况下工作，保证其他部件的恒速工作，并有极佳的最低稳定行驶速度，适于收获高产作物及倒伏作物。而机械传动联合收割机越是丰产越易堵塞，给农民带来的不是丰收的欣喜，而是不必要的精神损伤。

3）无泄漏技术

泄漏、噪声，这些早期故障是液压行业的顽症，也是限制液压技术应用的重要因素。目前，液压技术中的无泄漏技术，将广泛应用，其中包括：新型组件的管接头开发，螺纹式插装阀。组合密封，液压系统污染控制技术等，这些共性技术的逐渐推广，对我国农业机械性能的提高，

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起着重要的作用。

4.2 液压技术在农业机械中的应用前景液压技术在农机上的应用前景十分广阔，我国的农机液压件的应用，应该说是方兴未艾。 随着我国农民购买力的提高，农民正从追求价格便宜向追求性能好，操作舒适方向发展，这对 农机应用液压技术创造了有利条件。因为液压技术的应用，将使我国农机质量和技术含量有显 著提高，对缩小与先进国家的技术差距，巩固占领国内市场起着根本性作用，对农民减轻劳动 强度，提高生活质量水准，增加投资收入，影响非常显著。

4.3

液压技术在各种农业机械中的应用

1)新型大马力拖拉机及其作业机具，如耕种机具，精播机、高地隙拖拉机和配套机具。 2)农业基本建设机具--水渠门砌机械，闸门起闭机，开沟机、清淤机、装载机、拖拉机、 平地机。 3)大型植保机械--高地隙宽杆喷雾机、平移式喷灌机等。 4) 高产作物栽培和收获机械--小麦、玉米、棉花间套作机械、 水稻收获机械、 高速插身机。 5)农业机械人、设施农业机械人、机械手和自动化成套设备：精准农业作业机具、智能化 播种机、施肥机及植保机械。 6)农林作业机具--钻孔机、林业拖拉机、木材搬运机。 7)渔业机械--启网机、干冰制造机。 8)农用运输机械--多功能作业的农用汽车。 9)牧业机械--牧草收获机、饲料造粒机、高密度打捆机。 10)经济作物机械--采棉机、水果收获机、马铃薯、红薯、甜菜、甘蔗收获机、高地隙芦 苇收获机，花生、菜油收获机。 随着科学技术水平的发展，符合我国国情的农业机械将不断得到发展，各种新产品将不断 问世，液压技术的应用也将不断扩大。可以预言，二十一世纪是液压技术在农业上大放异彩的 时代，每一个液压技术人员应努力用自己的智慧和汗水为这个时代增光添彩，为我国农机事业 的发展作出自己的贡献。

第五章

液压技术在装备机械制造业中的应用

装备制造业又称装备工业，主要是指资本品制造业，是为满足国民经济各部门发展和国家 安全需要而制造各种技术装备的产业总称。按照国民经济行业分类，其产品范围包括机械、电 子和兵器工业中的投资类制成品

,分属于金属制品业、通用装备制造业、专用设备制造业、交

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通运输设备制造业、电器装备及器材制造业、电子及通信设备制造业、仪器仪表及文化办公用 装备制造业 7 个大类 185 个小类。 重大技术装备是指装备制造业中技术难度大、成套性强，对国民经济具有重大意义、 对国计民生具有重大影响，需要组织跨部门、跨行业、跨地区才能完成的重大成套技术装备。

5.1 装备制造业包含的内容练元坚(发展装备制造业的分类思考. 机电产品开发与创新，2001.5(总第 70 期))认 为：可以主要依据产品的知识含量和技术难度，辅以国家直接调控必要性，将装备分为五种类 型，据此区别考虑装备制造业的发展方针和对策。 通用类装备(一般性装备)。基本上是传统的机械制造类产品，无论是机泵阀、工程机 械、农业机械、建筑机械、运输机械… …,绝大部分应该属于通用类装备。 基础类装备(装备制造业的核心)。主要包括机床、工具、模具、量具、仪器仪表、基 础零部件、元器件等，广义上还包括相应的基础技术(包括设计和生产制造技术)和基础材料。 成套类装备。主要指生产线等。 安全保障类装备。主要指新型军事装备、尖端科研设备、保 障经济安全的关键性设备等。 高技术关键装备(前沿性核心装备)。最典型的高技术关键装 备如超大规模集成电路生产中的单晶拉伸、硅片切抛、镀膜光刻、封装测试等核心技术设备。 邹十践(以信息化带动我国装备制造业的发展，建筑机械化，2002 年第 1 期第 24 页。) 认为，装备制造业主要包含三个方面： 一是重大先进的基础机械，即制造装备的装备——工业“母机”,包括数控机床( NC)、柔 性制造单兀(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)、工业机器人、大规模 集成电路及电子制造设备等； 二是重要的机械、电子基础件，主要是先进的液压、气动、轴承、密封、模具、刀具、 低压电器、微电子和电力电子器件、仪器仪表及自动化控制系统等； 三是国民经济各部门的科学技术、军工生产所需的重大成套技术装备，如矿产资源的井 采及露天开采设备，大型火电、水电、核电的成套设备，石油化工、煤化工、盐化工的成套设 备，黑色和有色金属冶炼轧制成套设备，航空、铁路、公路及航运等所需的先进交通运输设备， 污水、垃圾及大型烟道气净化处理等大型环保设备，大江大河治理、隧道挖掘、输水输气等大 型工程所需的成套设备，工程机械成套设备等。 中国正经历着从“制造大国”到“制造强国”的

历史性转折，我国的装备制造业在国防事 业中具有举足轻重的作用。装备制造业对液压技术的要求更为严格，其中工作环境处于极端化 条件下，充分体现了高效、高精度、高度集成化的特点。液压技术的创新和变革是装备制造业 实现质的飞跃的突破口。我国近年来装备制造业迅猛发展，在实现工业化的同时形成对高水平 装备的自主研发能力。甚至自主研发成功出一些国际顶尖级的技术装备设施，我国的装备制造 业可谓是位于世界领先地位，这与在液压技术上进行的创新和革命史密不可分的。

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第六章

液压技术的自动化和智能化发展

6.1 液压自动化、智能化软件控制技术在多轴运动控制中，采用 S P S 町编程控制技术。在这种情况下，以 P c 机为基础的现代 控制技术也和许多自动化控制领域一样，有着 自己的用武之地。自动化控制软件将 S P S 的 工作原则 操作 控两项任务集于一身。操作监控技术在伺服驱动中已经发展得比较成熟，并且 具有强大的功能和功率。住大量的应用实践中已经证明，以微机软件为基础的控制方案在不同 类型的液压控制中也是非常有效的控制方案。将液压控制回路 ( 控制 阀、变量泵 )和执行机 构 ( 液压缸 、液压马达)进行不同的变型与组合配置，可以提供多种不同特性的控制方案。有 些液压控制的运动与电气驱动的运动类似，因此，这样的液压运动控制也可以当作坐标轴的电 气运动控制来对待和处理。各种液压控制方案可在基于 P c 机的自动化控制系统下接受控制。 自动化控制系统的适时性已经达到了毫秒级 ( 精度达到 1~ 2 m s ) ,视所使用的局部总线 系统不同，一个图像跳动的传输控制时问可短到 1 0 m s 。这样的速度完全可以做到与常用 的 液压控制系统同步 ， 可以完成对液压系统的功能控制。 在液压轴控制的运算中， 现代化的 P c 微处理器运算速度很快 ， 完全可以与伺服控制技术中的伺服运算器相媲美。 通常的微处理器在 多轴控制过程中具有强大的运算能力 ，可在 1 —2 m s 之内完成多轴控制工作循环的计算 ， 它已被应用到液压传动机床的大批量生产中。由于 P C 控制系统在主存储器 中运行 S P S 可 编程控制器 的控制程序 ，使得任意编写的 S P S 应用控制程序也可在高层次的运算速度下运 行。 同样， 用户 自定义的专用控制程序也可在该层面中运行。 在标准的自动化软件控制系统中， 已经集成 了对若干液压 “ 坐标轴”的控制监控功能。对精确度要求较高的，例如切削加工机 床，使用分散控制式的液压监控软件，它采用了液压阀、液

压缸和位置测量系统复合的液压伺 服机构 ，使得 P C 控制软件可以像控制电气元件一样来控制调节各个液压元件。 P L C 可编 程序数据库使得液压定位的控制和自动化工作过程的同步运行更加方便。 其控制电路与电气 自 动化控制基本没有什么区别，它同时也对操作与监控进行调节。另外，液压控制软件也可在 P L C 的标准环境中工作，而且是全透明的运行。利用这种液压控制软件可以对内部数据进行读写， 最大限度地满足了操作监控和自动化控制的需要。所有液压系统的控制信号均可在工业控制局 域网的接线柱中测得。 可以被检测的信号包括 ： 实际位置信号， 实际压力信号和控制阀的状态 、 设置参数。 利用液压控制技术可以满足各种要求 ，新的适时以太网解决方案以及与新以太网 方案配套的连接元器件可以满足高新技术领域中高精度切削加工机床液压控制系统 的所有需 要。而液压控制系统的 I / O 系统也是少有的高效系统。所有工业液压技术的要求均可以以 低廉的资金投入来得以实现。所有液压控制的运动功能，它都可以实现。除此以外，还提供了 工作力的调节功能，利用电气伺服对输出的扭矩进行限定、调节。液压系统总体功能的制定 ， 原则上按照实际需要而制定，并以模块的形式接受 P L C 数据库的控制。现代化的液压 自动 化控制软件使得 自动化丁程技术人员可以像使用电气控制软件一样方便 自如地进行操作 因 为在解除了技术壁垒的封锁之后 ， 各种专项控制技术之间有了很大的融合与统一。 操作监控与

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