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上海維特銳專業(yè)供應(yīng)進口液壓工業(yè)備件,涉及國外諸多品牌!致力于提供一站式進口備件供應(yīng)服務(wù)!下面是對液壓產(chǎn)品上一些技術(shù)問題的總結(jié)!大家可以看看!
一. 液壓——制造業(yè)的基礎(chǔ)器件
液壓是利用液體不可壓縮的特性,利用巴斯卡定律和能量守恒的原理建立起來的一門科學(xué)。因為高壓液體攜帶了巨大的能量,所以在工業(yè)中獲得十分廣泛的應(yīng)用。
液壓件是制造業(yè)的核心部件,它具有重量輕、輸出力量大、使用方便、運行平穩(wěn)、便于控制等眾多優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于冶金、機械、石油、航空、航天、航海、軍事等各個領(lǐng)域,已經(jīng)形成了極為龐大的液壓產(chǎn)業(yè)。液壓元件的規(guī)格和種類繁多,產(chǎn)品有成百上千種。
1. 液壓的基礎(chǔ)元件為液壓泵。它是將電動機、發(fā)動機的能量轉(zhuǎn)換為液壓能,分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等。
2. 液壓的執(zhí)行元件為液壓缸和液壓馬達。液壓缸完成直線運動,分為柱塞缸、活塞缸、單作用缸、多級缸等。液壓馬達完成旋轉(zhuǎn)運動,分為齒輪馬達、葉片馬達、柱塞馬達等。
3.液壓的功能元件是各種液壓閥。它主要是控制油流的方向和大小,用來控制油缸或油馬達的方向、速度和位置,分為方向閥、壓力閥、單向閥、節(jié)流閥、調(diào)速閥、比例閥、伺服閥、插裝閥等。
液壓技術(shù)已經(jīng)有近200年的歷史,它是隨著社會和技術(shù)的進步逐漸發(fā)展和完善起來的,尤其是軍事領(lǐng)域和裝備制造以及各種自動化設(shè)備的需要,促進了伺服液壓的快速發(fā)展。
二. 我國液壓工業(yè)的現(xiàn)狀
液壓技術(shù)是國家的基礎(chǔ)技術(shù),廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域,直接影響到裝備制造業(yè)的強弱,是衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志之一。世界上所有制造強國都是液壓強國,如美國、德國、日本、法國等。我國的液壓產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀卻不容樂觀。
上世紀(jì)60年代初,我國開始引進液壓技術(shù),首先引進日本系列的液壓產(chǎn)品,在山西榆次建立了*個液壓產(chǎn)業(yè)基地,隨著液壓在中國獲得應(yīng)用的領(lǐng)域不斷擴展,大量的民營企業(yè)開始仿制國外的低端產(chǎn)品,目前已形成1000多家液壓件廠的龐大產(chǎn)業(yè),大量生產(chǎn)低端液壓元件。
改革開放后,我國80年代引進了德國系列的產(chǎn)品,建立了北京華德液壓,但產(chǎn)品還是屬于中低端技術(shù)水平。德國液壓產(chǎn)品隨著德國成套設(shè)備大規(guī)模引進,開始占領(lǐng)中國的主要市場,這就是目前德國“博士—力士樂”系列。在德國大規(guī)模占領(lǐng)中國市場后,美國技術(shù)逐漸進入中國市場,這就是美國的”依頓—威格士”系列。后期還有意大利的“阿托斯系列”等進入中國市場。
目前,中國的液壓市場都是國外產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位,比如冶金、軍事、石油、電力、海洋、重型機械等領(lǐng)域,尤其是工程機械領(lǐng)域,中國20噸以上挖掘機所用的液壓件基本控制在日本川崎和德國力士樂手中。中國工程機械受制于國外液壓企業(yè),近5000億元產(chǎn)值的大部分利潤被外企拿走,成了中國的“鎖喉之痛”。其原因在于,我國的制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略長期以來重主機、輕配件,對液壓產(chǎn)業(yè)的重視程度不足,缺乏基礎(chǔ)研發(fā)投入。加上液壓產(chǎn)品研發(fā)投入巨大(幾千萬到數(shù)億元),涉及的領(lǐng)域又多(機、電、液、傳感技術(shù)、控制技術(shù)、加工技術(shù)、熱處理技術(shù)、表面處理技術(shù)、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝等),致使許多企業(yè)沒有勇氣和能力去研發(fā)液壓產(chǎn)品。
隨著國民經(jīng)濟各領(lǐng)域都獲得了巨大發(fā)展。中國已成為世界制造大國,但液壓技術(shù)落后世界(據(jù)行業(yè)協(xié)會估計落后10-15年),已經(jīng)嚴(yán)重制約了中國制造業(yè)的發(fā)展,更制約了中國從制造大國向制造強國的轉(zhuǎn)變。在行業(yè)協(xié)會和許多有識之士的積極推動下,國家已經(jīng)將液壓產(chǎn)業(yè)納入“十二五”發(fā)展規(guī)劃,明確提出發(fā)展目標(biāo),制定了多項攻關(guān)計劃,并*次將“數(shù)字液壓”也列入其中。
從2009年起,全國各地,如遼寧阜新、山西榆次、四川瀘州、山東常林、江蘇常州等地,以及徐工、三一等企業(yè),爭相投入數(shù)十億到上百億元資金發(fā)展液壓產(chǎn)業(yè),總投入超過300億元。與此同時,各大主機廠也掀起了并購世界液壓公司的高潮,如三一重工收購德國大象、普茨邁斯特;山東濰柴收購德國林德;徐州重工收購德國FT(Fluitronics)公司、荷蘭AMCA公司等,資金總數(shù)也超過百億,目的都是希望快速縮短液壓產(chǎn)業(yè)與國外的差距。
2012年,行業(yè)協(xié)會集中全國的液壓專家,編制了國家液壓傳動與控制20年發(fā)展路線圖,希望按照跟蹤、仿制、創(chuàng)新、超越四步走的路線,到2030年達到*水平。2013年1月,工信部牽頭,三個行業(yè)協(xié)會聯(lián)手,42個主機廠和液壓企業(yè)、全國的專業(yè)專家等參與,在天津工程機械研究院成立了工程機械的攻關(guān)平臺,希望用3-5年的時間,以舉國之力攻克制約工程機械發(fā)展的液壓技術(shù)難題,扭轉(zhuǎn)液壓元件長期依賴進口的局面。
據(jù)報道,中國目前液壓行業(yè)的總產(chǎn)值還不如德國力士樂公司一家在的液壓件銷售額,液氣密行業(yè)協(xié)會對中國液壓等機械基礎(chǔ)件行業(yè)現(xiàn)狀的說法是“我們還沒有掌握核心技術(shù),我們還受控于人”。
三. 數(shù)字液壓— 一種新的液壓
21世紀(jì)是計算機技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)的時代,液壓技術(shù)必然要與計算機技術(shù)相結(jié)合,這是發(fā)展方向。數(shù)十年來,德國、日本、法國、美國等對數(shù)字液壓都進行了研究,但一直沒有突破性進展。其原因在于,國外走了一條元件數(shù)字化的道路。元件數(shù)字化不能充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的*性,其控制思想和控制方法沒有任何改變,只是將液壓傳動鏈條中的一個環(huán)節(jié)進行了數(shù)字化,這種數(shù)字化液壓元件融入傳統(tǒng)的模擬液壓鏈條中,不能充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的*性,無法與傳統(tǒng)技術(shù)的比例閥和伺服閥競爭。
我們數(shù)字液壓走的是一條全程數(shù)字化道路,30年前研制成功了*代數(shù)字缸,并完成了理論研究,建立了數(shù)學(xué)模型(1),*代數(shù)字缸是機械位移傳感器與數(shù)字伺服閥構(gòu)成直接速度和位移反饋,并于1990年用于航天部的裝彈機構(gòu)上。一直生產(chǎn)使用至今。
*代數(shù)字缸的工作原理和信號流如下圖:
*代數(shù)字缸精度非常高,定位精度可以達到微米級,但它也有一個缺點,就是行程做不長,速度太慢,不適宜廣泛的工業(yè)應(yīng)用。為了克服這個缺點,于1990年推出了外反饋的第二代數(shù)字缸,克服了速度慢,行程短的不足,2000年用于*六自由度訓(xùn)練平臺模擬試驗臺。但第二代數(shù)字缸外反饋結(jié)構(gòu)復(fù)雜,可靠性差,不適宜大批生產(chǎn)。又于2003年發(fā)明了第三代數(shù)字缸,即雙內(nèi)反饋數(shù)字缸,將反饋機構(gòu)裝進缸內(nèi)。這一代數(shù)字缸綜合了前兩代數(shù)字缸的優(yōu)點,克服了缺點,可以將高速度、長行程、可靠性統(tǒng)一起來。第三代數(shù)字缸已用于某軍事裝備上。至此,前后共花費了近20年的時間,才完成了數(shù)字液壓缸的工業(yè)性應(yīng)用準(zhǔn)備。
此后,我們對第三代數(shù)字缸不斷進行改進和完善,終于獲得用戶的認(rèn)可,將其用于冶金、機械、石油、海洋、軍事等諸多領(lǐng)域中,均取得成功。
第三代數(shù)字液壓缸是將伺服閥、機械位置傳感器與油缸做成一個整體,油缸在移動過程中,機械位置傳感器與數(shù)字伺服閥構(gòu)成自動閉環(huán)控制,計算機或控制器發(fā)出的脈沖信號與油缸的速度和位置構(gòu)成一一對應(yīng)的關(guān)系,脈沖的頻率就是油缸的速度,脈沖的總數(shù)就是油缸的行程,對應(yīng)。從而將傳統(tǒng)液壓復(fù)雜的、通過電傳感器而實現(xiàn)的閉環(huán)控制變成了簡單的開環(huán)控制。
第三代數(shù)字缸的成功應(yīng)用,支撐了數(shù)字技術(shù)的深入研究和發(fā)展。但中國還有大量已在使用的各種傳統(tǒng)液壓驅(qū)動的主機,能否不做大的改動,就將這些落后的液壓主機變成先進的數(shù)字液壓主機?這一想法使我們確立了新的研究方向,在“數(shù)字液壓”全程數(shù)字化方向的指引下,又進而研制成功分散的數(shù)字液壓系統(tǒng),發(fā)明了油缸內(nèi)置數(shù)字傳感器、數(shù)字伺服閥、數(shù)字的數(shù)字控制器等等。
利用這一套數(shù)字液壓系統(tǒng),原有的液壓主機無需任何改動就能變成先進的數(shù)字液壓主機。這種數(shù)字液壓系統(tǒng)由普通液壓缸+數(shù)字傳感器+數(shù)字伺服閥+數(shù)字控制器等構(gòu)成。它的控制原理與控制一體化數(shù)字缸一樣,仍然采用開環(huán)控制,沒有任何復(fù)雜的參數(shù)調(diào)節(jié)。如此一來,就進一步擴大了數(shù)字液壓的應(yīng)用領(lǐng)域。
目前我們已經(jīng)開發(fā)出了多種精度、多種行程、多種規(guī)格的整體式數(shù)字液壓缸,也相繼發(fā)明了油缸內(nèi)置數(shù)字傳感器、雙驅(qū)動數(shù)字伺服閥、單驅(qū)動數(shù)字伺服閥、大流量插裝數(shù)字伺服閥、數(shù)字油馬達、數(shù)字?jǐn)[動馬達、數(shù)字變量泵、數(shù)字敏感伺服閥、數(shù)字敏感伺服缸、數(shù)字振動缸、數(shù)字超高頻振動缸、數(shù)字超長行程多級缸等10多種核心液壓元件,基本覆蓋了傳統(tǒng)液壓的所有領(lǐng)域。由于這些元件加工簡單、制造容易、性能優(yōu)良、使用可靠、維護方便、價格便宜、通用性強等眾多優(yōu)勢,獲得用戶的認(rèn)可。以下是已經(jīng)發(fā)明成功的部分?jǐn)?shù)字液壓系列元件:
數(shù)字液壓的應(yīng)用實例
一項發(fā)明是否先進,必須經(jīng)過市場的嚴(yán)格檢驗。實踐是檢驗真理的*標(biāo)準(zhǔn),數(shù)字液壓也必須經(jīng)受應(yīng)用實踐的嚴(yán)格考核,才能證明它的先進性和適用性。以下是一個典型的應(yīng)用實例:
(1)水電領(lǐng)域的筒形閥
在水電領(lǐng)域的水輪機發(fā)電裝置中,有一個關(guān)斷水流的設(shè)備叫筒形閥。這是一個8-10米直徑的圓筒,重達數(shù)十噸。圓筒中間是水輪機,外端是強大的水流,筒形閥升降要求響應(yīng)速度快,受控性好,是用來開關(guān)水流,實現(xiàn)水輪發(fā)電機起、停的關(guān)鍵設(shè)備。筒形閥靠6只液壓缸高精度上下同步升降,升降高度一般是1米到2.6米,每缸之間的同步升降誤差要求很高。如果升降不同步,筒形閥就會卡在縫隙內(nèi)造成故障。筒形閥有很多優(yōu)點,但解決多油缸高精度同步是一大難題。水電行業(yè)長期不能解決,只好引進國外機械同步,但效果不好,只好成套購買國外液壓產(chǎn)品,但由于價錢昂貴、系統(tǒng)復(fù)雜、調(diào)試麻煩,更主要的是效果也不好。
用戶只好尋找新的出路,與我們合作開展了數(shù)字液壓在水輪機上的應(yīng)用。2009年7月在30萬千瓦機組上一次投運成功,所有指標(biāo)均處于較高水平,且設(shè)備重量輕、調(diào)試時間短,價格便宜,精度高,控制簡單,*運行2年多后,2011年被鑒定為“*”。目前已推廣應(yīng)用了17套,為用戶節(jié)省了約5000萬元的費用。
除上面的典型應(yīng)用實例外,還用于航天系統(tǒng)的發(fā)射裝置中的多自由度裝彈機構(gòu)、*六自由度運動平臺、石油深井測量、海底地質(zhì)測量、冶金高爐控制、連鑄液壓振動、蕪湖鑄管設(shè)備等等數(shù)十個項目均取得成功,解決了用戶的難題,得到用戶好評。尤其值得一提的是2014年1月16日媒體報道:“國產(chǎn)數(shù)控減搖鰭助力中國亮劍”, 作為維權(quán)主力船之一的“中國海警2337”號用上了國產(chǎn)新型數(shù)控減搖鰭。該技術(shù)實際就是5年前我們提供給有關(guān)大學(xué)的機械反饋數(shù)字伺服閥的應(yīng)用實例。目前,有關(guān)方面又引進了我們的一體化數(shù)字缸正擬用到艦船舵機的控制中,說明數(shù)字液壓技術(shù)已經(jīng)引起了包括*等多方面的重視。
四. 數(shù)字液壓的意義
液壓是工業(yè)自動化的基礎(chǔ),是制造強國的必需。近20年來,世界傳統(tǒng)液壓技術(shù)沒有突破性的進步,其發(fā)展幾乎走到了盡頭。
傳統(tǒng)液壓有個天生的缺陷,即不能與計算機技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)很好地結(jié)合,尤其是伺服元件結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,牽連領(lǐng)域太多,制造材料要求苛刻,制造難度太大,調(diào)試使用維護麻煩,售價之高讓用戶難以接受,大規(guī)模推廣困難。
而數(shù)字液壓與計算機技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)組網(wǎng)特別方便,又沒有特別需要高強度鑄件的要求,它結(jié)構(gòu)簡單,用料一般,制造容易,抗污染能力強,成本低廉,調(diào)試方便,操控智能化,故障率低,維護容易,壽命較長,控制精度、響應(yīng)速度及節(jié)能降耗等性能良好。突破了傳統(tǒng)液壓元件的設(shè)計障礙、材料障礙、工藝障礙、制造障礙?,F(xiàn)有的數(shù)字液壓元件包括缸、泵、閥、油馬達、傳感器、控制器,幾乎覆蓋了傳統(tǒng)液壓的所有應(yīng)用領(lǐng)域,不但濃縮了液壓產(chǎn)業(yè),而且擴展了液壓的應(yīng)用領(lǐng)域。
數(shù)字液壓技術(shù)若能得到全面推廣,中國的重型裝備、工程機械、重型主機、軍事裝備、各種自動化作業(yè)線將可全面升級,意義重大,影響深遠。