基本介紹
- 中文名：油壓分裂器
- 外文名：hydraulic
- 組成：動力元件、執行元件、控制元件
- 優點：重量輕、體積小、運動慣性小
- 缺點：製造精度要求較高，因而價格較貴
- 拼音：youyafenlieqi
發展史,基本信息,液壓系統組成,優點,缺點,系統形式,原理,清洗,三大頑疾,
發展史
液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發展起來的一門新興技術，1795年英國約瑟夫·布拉曼（Joseph Braman,1749-1814），在倫敦用水作為工作介質，以水壓機的形式將其套用於工業上，誕生了世界上第一台水壓機。1905年將工作介質水改為油，又進一步得到改善。
第一次世界大戰(1914-1918）後液壓傳動廣泛套用，特別是1920年以後，發展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀末 20 世紀初的20年間，才開始進入正規的工業生產階段。1925 年維克斯(F.Vikers）發明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎。20 世紀初康斯坦丁o尼斯克（GoConstantimsco）對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究；1910年對液力傳動（液力聯軸節、液力變矩器等）方面的貢獻，使這兩方面領域得到了發展。
第二次世界大戰(1941-1945）期間,在美國工具機中有30%套用了液壓傳動。應該指出，日本液壓傳動的發展較歐美等國家晚了近 20 多年。在 1955 年前後，日本迅速發展液壓傳動，1956 年成立了“液壓工業會”。近20~30 年間，日本液壓傳動發展之快，居世界領先地位。
液壓傳動有許多突出的優點，因此它的套用非常廣泛，如一般工業用的塑膠加工機械、壓力機械、工具機等；行走機械中的工程機械、建築機械、農業機械、汽車等；鋼鐵工業用的冶金機械、提升裝置、軋輥調整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋樑操縱機構等；發電廠渦輪機調速裝置、核發電廠等等；船舶用的甲板起重機械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉舞台等；軍事工業用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。
基本信息
液壓系統組成
一個完整的液壓系統由五個部分組成，即動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件和工作介質。
執行元件的作用是將液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載作直線往復運動或迴轉運動。執行元件有液壓缸和液壓馬達。
控制元件（即各種液壓閥）在液壓系統中控制和調節液體的壓力、流量和方向。
根據控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥（安全閥）、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節流閥、調整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據控制方式不同，液壓閥可分為開關式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。
工作介質是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。液壓系統就是通過其實現運動和動力傳遞的。
液壓元件可分為動力元件和控制元件以及執行元件三大類。儘管都是液壓元件，它們的自身功能和安裝使用的技術要求也不盡相同，現分別介紹如下：
1、齒輪油泵和串聯泵（包括外嚙合與內嚙合）兩種結構型式。
3、柱塞油泵，又分為軸向柱塞油泵和徑向柱塞油泵，軸向柱塞泵有定量泵、變數泵、（變數泵又分為手動變數與壓力補償變數、伺服變數等多種）從結構上又分為端面配油和閥式配油兩種配油方式，而徑向柱塞泵的配油型式，基本上為閥式配油。）；
執行元件：液壓缸和液壓馬達，液壓缸有活塞液壓缸、柱塞液壓缸、擺動液壓缸、組合液壓缸；液壓馬達有齒輪式液壓馬達、葉片液壓馬達、柱塞液壓馬達；
壓力控制閥：溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；
輔助元件：除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件{主要包括： 各種管接頭（擴口式、焊接式、卡套式，sae法蘭）、高壓球閥、快換接頭、軟管總成、測壓接頭、管夾等}及油箱等，它們同樣十分重要。
優點
與機械傳動、電氣傳動相比，液壓傳動具有以下優點：
1、液壓傳動的各種元件，可以根據需要方便、靈活地來布置。
2、重量輕、體積小、運動慣性小、反應速度快[2]。
3、操縱控制方便，可實現大範圍的無級調速（調速範圍達2000：1）。
4、可自動實現過載保護。
5、一般採用礦物油作為工作介質，相對運動面可自行潤滑，使用壽命長。
6、很容易實現直線運動。
7、很容易實現機器的自動化，當採用電液聯合控制後，不僅可實現更高程度的自動控制過程，而且可以實現遙控。
缺點
1、由於流體流動的阻力和泄露較大，所以效率較低。如果處理不當，泄露不僅污染場地，而且還可能引起火災和爆炸事故。
2、由於工作性能易受到溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。
3、液壓元件的製造精度要求較高，因而價格較貴。
4、由於液體介質的泄露及可壓縮性影響，不能得到嚴格的傳動比。
5、液壓傳動出故障時不易找出原因；使用和維修要求有較高的技術水平。
系統形式
液壓元件逐步實現了標準化、系列化，其規格、品種、質量、性能都有了很大提高，尤其是採用電子技術、伺服技術等新技術新工藝後，液壓系統的質量得到了顯著的提高，其在國民經濟及軍事工業中發揮了重大作用。從不同的角度出發，可以把液壓系統分成不同的形式。
（1）按油液的循環方式，液壓系統可分為開式系統和閉式系統。開式系統是指液壓泵從油箱吸油，油經各種控制閥後，驅動液壓執行元件，回油再經過換向閥回油箱。這種系統結構較為簡單，可以發揮油箱的散熱、沉澱雜質作用，但因油液常與空氣接觸，使空氣易於滲入系統，導致機構運動不平穩等後果。開式系統油箱大，油泵自吸性能好。閉式系統中，液壓泵的進油管直接與執行元件的回油管相連，工作液體在系統的管路中進行封閉循環。其結構緊湊，與空氣接觸機會少，空氣不易滲入系統，故傳動較平穩。工作機構的變速和換向靠調節泵或馬達的變數機構實現，避免了開式系統換向過程中所出現的液壓衝擊和能量損失。但閉式系統較開式系統複雜，因無油箱，油液的散熱和過濾條件較差。為補償系統中的泄漏，通常需要一個小流量的補油泵和油箱。由於單桿雙作用油缸大小腔流量不等，在工作過程中會使功率利用下降，所以閉式系統中的執行元件一般為液壓馬達。
（2）按系統中液壓泵的數目，可分為單泵系統，雙泵系統和多泵系統。
（3）按所用液壓泵形式的不同，可分為定量泵系統和變數泵系統。變數泵的優點是在調節範圍之內，可以充分利用發動機的功率，但其結構和製造工藝複雜，成本高，可分為手動變數、儘可能控變數、伺服變數、壓力補償變數、恆壓變數、液壓變數等多種方式。
（4）按向執行元件供油方式的不同，可分為串聯繫統和並聯繫統。串聯繫統中，上一個執行元件的回油即為下一個執行元件的進油，每通過一個執行元件壓力就要降低一次。在串聯繫統中，當主泵向多路閥控制的各執行元件供油時，只要液壓泵的出口壓力足夠，便可以實現各執行元件的運動的複合。但由於執行元件的壓力是疊加的，所以克服外載能力將隨執行元件數量的增加而降低。並聯繫統中，當一台液壓泵向一組執行元件供油時，進入各執行元件的流量只是液壓泵輸出流量的一部分。流量的分配隨各件上外載荷的不同而變化，首先進入外載荷較小的執行元件，只有當各執行元件上外載荷相等時，才能實現同時動作。全液壓傳動機械性能的優劣，主要取決於液壓系統性能的好壞，包括所用元件質量優劣，基本迴路是否恰當等。系統性能的好壞，除滿足使用功能要求外，應從液壓系統的效率、功率利用、調速範圍和微調特性、振動和噪聲以及系統的安裝和調試是否方便可靠等方面進行。現代工程機械幾乎都採用了液壓系統，並且與電子系統、計算機控制技術結合，成為現代工程機械的重要組成部分。
原理
它是由兩個大小不同的液缸組成的，在液缸里充滿水或油。充水的叫“水壓機”；充油的稱“油壓機”。兩個液缸里各有一個可以滑動的活塞，如果在小活塞上加一定值的壓力，根據帕斯卡定律，小活塞將這一壓力通過液體的壓力傳遞給大活塞，將大活塞頂上去。設小活塞的橫截面積是S1，加在小活塞上的向下的壓力是F1。於是，小活塞對液體的壓強為P=F1/SI，能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞”。大活塞所受到的壓強必然也等於P。若大活塞的橫截面積是S2，壓強P在大活塞上所產生的向上的壓力F2=PxS2，截面積是小活塞橫截面積的倍數。從上式知，在小活塞上加一較小的力，則在大活塞上會得到很大的力，為此用液壓機來壓制膠合板、榨油、提取重物、鍛壓鋼材等[1]。
液壓原理在一定的機械、電子系統內，依靠液體介質的靜壓力，完成能量的積壓、傳遞、放大，實現機械功能的輕巧化、科學化、最大化。
清洗
對於小型潤滑系統，可利用和設備規定的液壓油相同的油品進行清洗工作。清洗過後的油不再符合潤滑的要求，而且包含雜質太多，清洗完畢後必須徹底排除。經清洗後的潤滑系統再加入規定的液壓油。
有些液壓設備維修後，用金屬清洗劑或肥皂水清洗系統，再加液壓油進行試機，發現泡沫大，油壓不穩，認為該品牌的液壓油質量差，把油排淨後換另一品牌的油工作正常，就斷定前一油差後一油好，其實這是冤案，前油替後油“受了過”，由於系統中殘存的金屬清洗劑中的表面活性劑組分污染了前油而使其抗泡性變差，使設備工作異常，前油排淨時也同時把系統沖刷乾淨，後油也就正常了，類似情況經常發生。濾油就用油性濾紙，幾塊錢一張，將近半平方米。省事點就用汽車機油濾清器改裝。做或買一個夠大的油箱，側面下部裝濾紙或濾清器，箱上部裝個氣嘴接頭，接上氣泵加壓，就能濾了。其他部分可以自己想了。
三大頑疾
液壓系統主要有以下缺點：
1、發熱 由於傳力介質（液壓油）在流動過程中存在各部位流速的不同，導致液體內部存在一定的內摩擦，同時液體和管路內壁之間也存在摩擦，這些都是導致液壓油溫度升高的原因。溫度升高將導致內外泄漏增大，降低其機械效率。同時由於較高的溫度，液壓油會發生膨脹，導致壓縮性增大，使控制動作無法很好的傳遞。解決辦法：發熱是液壓系統的固有特徵，無法根除只能儘量減輕。使用質量好的液壓油、液壓管路的布置中應儘量避免彎頭的出現、使用高質量的管路以及管接頭、液壓閥等。
2、振動 液壓系統的振動也是其痼疾之一。由於液壓油在管路中的高速流動而產生的衝擊以及控制閥打開關閉過程中產生的衝擊都是系統發生振動的原因。強的振動會導致系統控制動作發生錯誤，也會使系統中一些較為精密的儀器發生錯誤，導致系統故障。解決辦法：液壓管路應儘量固定，避免出現急彎。避免頻繁改變液流方向，無法避免時應做好減振措施。整個液壓系統應有良好的減振措施，同時還要避免外來振源對系統的影響。
3、泄漏 液壓系統的泄漏分為內泄漏和外泄漏。內泄漏指泄漏過程發生在系統內部，例如液壓缸活塞兩邊的泄漏、控制閥閥芯與閥體之間的泄漏等。內泄漏雖然不會產生液壓油的損失，但是由於發生泄漏，既定的控制動作可能會受到影響，直至引起系統故障。外泄漏是指發生在系統和外部環境之間的泄漏。液壓油直接泄漏到環境中，除了會影響系統的工作環境外，還會導致系統壓力不夠引發故障。泄漏到環境中的液壓油還有發生火災的危險。解決辦法：採用質量較好的密封件，提高設備的加工精度[1]。
