液压气动

液压智能控制技术发展遭遇的技术难题

编辑:旭光 来源:装备保障管理网 2016-08-03 我要评论 浏览量:

发展方向 液压技术是以润滑剂为工作介质,实现能量传递、转换、分配及控制的一门技术。液压技术的发展总是与当代的高新技术紧密结合在一起的。二十世纪四十年代控制论的诞生,

液压智能控制技术发展遭遇的技术难题

 
发展方向
 
液压技术是以润滑剂为工作介质,实现能量传递、转换、分配及控制的一门技术。液压技术的发展总是与当代的高新技术紧密结合在一起的。二十世纪四十年代控制论的诞生,极大地促进了液压技术的快速发展,使其应用范围逐渐扩大,不仅在国防领域具有不可替代的地位,而且已经渗透到国民经济的各个行业,液压技术发展与应用的程度已成为衡量一个国家工业发展水平的重要标志。近年来,液压技术与微电子技术、计算机技术、传感器技术等的结合,使其又产生了飞跃性进步。当前液压技术的发展主要集中在以下几个方面:
 
(1) 发展集成、交合、小型化和轻量化液压元件。随着液压系统复杂化程的提高,要求液压元件具有高可靠性,减少配管,节省安装空间、易维修等特点,必须发展上述类型的液压元件。继集成块式、叠加阀式、插装阀式之后,近几年又出现了将控制元件附加在动力元件上的一体化复合液压装置。 
 
(2) 发展高性能的液压控制元件。适应机电一体化主机发展的需要。如开发低控功率阀门、研制适应野外条件的电液比例阀、高响应频率的电液伺服阀、低成本比例阀及不需要A/D和D/A转换、可直接与计算机接口的数字阀。
 
(3) 以环境保护、安全和满足可持续发展为目标的绿色开发研究。如无污染的纯水液压技术及相关新材料,新工艺的开发和应用研究,降低元件和系统的噪声,减少泄漏和提高密封性能的应用研究。 
 
(4) 提高元件和系统的可靠性。提高可靠性是一项系统工程,除科学设计,先进的材料及完善的工艺外,还应注意应用和维护的可靠性,系统的状况监测,故障诊断,降低元件对污染的敏感性。加强污染控制与新型工程材料的应用研究,对提高元件和系统的可靠性有重要意义。
 
(5)开发液压控制中器材零件的新材料,符合更高要求的力学性能,可以适合更广泛的场合,适用于更复杂的环境,满足更高的工作要求,从而促进液压控制技术的发展革新。
 
遇到的技术难题
 
有资料表明,近20年来液压技术的发展来源于自身结构改进的科研成果仅约20 ,而依靠材料、表面技术,加工工艺等方面研究成果的却占到30%。
 
当然,这一现象绝不仅仅发生在液压技术领域,没有一种学科或产业能关起门来自我发展。各学科间的相互结合、借鉴和成果的移植是今天和今后科学技术的发展趋势。科学技术是螺旋式上升的。
 
各种液压元件的结构都经历了一次到几次的由简单到复杂,再到简单的反复循环的过程。每一次循环后的元件的性能都有了质的提高,而这在很大程度上都得益于同一时期材料和制造技术的进步。原始的液压元件的结构是很简单的,例如一个铁筒加一个实心回柱体就构成了液压缸。其后人们开始按照所需功能的不同,把一个简单的零件分解成专司转换运动方向的、抗磨的、承力的、密封的等多个“专业化”零件的组合。结果是元件的性能有了提高,但复杂性也增加了许多。一旦出现了具有某种综合性能的新材料和能制造某种复杂型面的新的加工方法后,人们又会力图把多个功能重新集中到一个零件上。
 
例如,早期的内曲线马达曾广泛采用柱塞封油、横梁(或连杆)传力、再经过带滚针轴承的滚轮转换为扭矩的结构。在出现了具有良好综合性能的新材料和相应的制造技术后,新型马达即得以把封油、传力和支撑滚子的功能都集中到一个形状特殊的柱塞上,并用“四点接触”的单个轴承取代了原来成对配置的向心推力轴承,甚至将轴承内、外环也“集成”到了滚道轴线盘和输出轴上。
 
这些措施大幅度地减小了马达的径向尺寸,使其功率密度在叨年间提高了一倍多,价格则显著降低。材料科学和新的制造技术对于促进液压元件技术进步的意义由此可见一斑。
 
(1)材料
液压传动控制系统中一直存在对极限工作压强的限制,究其原因,液压传动系统的机械材料的制约,传统意义的金属材料,合金,虽然已经表现出很好的性能,但人类对知识的探索是无止境的,对大自然对宇宙的征服之路也是无止境的,为了满足工业生产上对液压控制传动系统的更高要求,在未来,必须开发新材料,新材料应该具有比现在使用的金属材料,橡胶夹合金材料具有更高的力学性能,具有更好的灵活性,具有更长的寿命,这需要我们伟大的科学家进行一轮新的研究,大胆的探索!
 
(2)加工工艺
材料的问题只是开始,解决了材料之后,还要面临着加工工艺的难题,液压传动系统传统意义上使用材料本可以表现出更好的性能,但受到加工工艺的限制,其性能也就大大减低了,在未来,即使开发出了符合各项指标的新材料,但也需要配以先进的加工工艺,才能让新材料王没得表现出它的优越性能,好钢必须要在好的铸剑师手里才能锻造出锋利无比的宝剑。
 
结束语:
 
流体传动与技术的发展进步,要建立在现代科学技术的进步上,并且要以国民经济的发展为支撑,其发展需要建立一个长期的过程,需要一代又一代人的不懈努力,逐步取得。机械电子工业作为国民经济的支柱,世界工业发展的有力推手,其中流体传动及其控制技术起到了关键作用,它的发展成为历史必然,她的未来也是充满巨大的困难与挑战的,这将是我们广大学子,广大科研工作者的责任,需要我们不懈的努力,为科学技术的发展进步贡献多的力量,相信明天一定是更加美好的!

本期编辑:装备保障管理网

 

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