液压系统的优缺点

它是一种依靠液压油压缩来产生流体能量的系统，这种能量用于驱动和调节液压缸和马达等机械设备。其特点是工作流体是加压油。

根据使用和应用方式的不同，微小的力可以被放大数百倍，转化为巨大的力。挖掘机、起重机和卡车等重型机械经常使用液压系统。使用液压系统可以轻松、安全、可控地提升或移动重物。

液压系统组件

让我们逐一了解液压系统的每个组件。

液压系统由三个主要部分组成

1. 首先，我们来谈谈液压发电机。

油箱、电动机和液压泵都是液压发电机的组成部分。油箱是用于储存液压油的容器。

这个油箱不仅储存油，还通过散热来冷却液压油，并循环冲洗掉气泡和杂物。

发动机或电动机必须驱动液压泵。它通过连接到液压泵来为其提供机械能。

液压泵负责将电动机的机械能转换为流体能量。在泵的进油口，会产生微小的真空，将液压油从油箱中吸出，同时内部零件旋转以产生高压油。

2. 液压控制器

高压油由液压发电机产生，在到达执行器之前，其流量方向、速度和压力由液压控制器进行调节。它由流量控制阀、方向控制阀和溢流阀组成。

• 溢流阀将泵产生的流体压力调节到所需水平。
• 方向控制阀改变流体的流动方向，以改变执行器的操作方向（例如，前进、后退）。
• 通过调节输送到执行器的流量，流量控制阀可以改变执行器的运行速度。

3. 接下来，我们来看看液压驱动系统。

在液压驱动单元中，流体能量被转换为机械能量。整个过程在此部分使用高压油完成。作为驱动机制，它使用液压缸和马达。其中最受欢迎的是液压缸，它执行各种功能，包括推、拉、往复和直线移动物体。

到目前为止，我们已经单独检查了液压系统的每个部分。除了主要设备外，还有压力表和过滤器等辅助设备，用于清除工作流体中的杂质。

液压系统如何工作？

现在让我们按顺序研究一下这些装置是如何工作的。

液压泵首先吸入液压油箱中的液压油。在此阶段，连接到电动机的液压泵持续往复运动，将机械能传递给泵。这就是驱动液压泵内部齿轮旋转，从而产生高压油。

在此，机械能被转换为流体能量。

高压油接下来流向压力/方向控制阀，以控制压力和方向。通过流量控制阀进入执行器，压力油驱动执行器。根据执行器的能力，将使用旋转运动或往复直线运动（液压缸）（液压马达）来执行不同的任务。

在此，机械能再次从流体能量转换而来。完成后，阀门将液压油返回油箱。然后，油箱中的液压油被吸回到液压泵，在那里被转化为高压油。

为了使执行器能够连续运行，这些过程会重复进行。通过使用液压油的系统过程，我们能够仅用微小的力就产生和控制巨大的机械能。

液压系统应用

让我们讨论一些液压系统的可能应用。

由于液压系统可以安全精确地控制，同时将微小的力放大为更大的力，因此它被广泛应用于各个行业。通常在需要机器的直线运动、旋转运动或更大的力时使用。

它可用于各种工业环境，包括建筑和运输设备，如卡车、挖掘机、起重机、推土机、专用车辆和升降机。数控车床、铣床、钻床、组合机床和磨床是一些机床的例子。用于锻造、铸造和切割钢材和金属的设备。

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今天，我们花更多时间研究了液压系统。它的工作原理可能与气动系统相似，但由于工作流体不同，其特性、应用和设备略有不同。

液压机械历史

英国发明家约瑟夫·布拉马出生于约克郡。约瑟夫·布拉马于 1795 年在英国制造了第一台液压机。此后，工业革命为自动化设备（包括印刷机、起重机、切割和冲压工具）打开了大门，从而实现了生产过程的自动化。

他是两位可以被认为是液压工程奠基人的人之一，另一位是威廉·乔治·阿姆斯特朗。但此后液压系统发生了重大变化。

一位名叫哈里·富兰克林·维克斯的美国发明家。他创造了多项液压系统创新，美国机械工程师协会于 1956 年授予他“工业液压之父”的称号。

液压系统类型

如今，液压系统在我们日常生活中的许多方面都有应用。液压系统通常用于提升、保持和牵引。液压系统将利用不可压缩流体的压力来传递动力。

大多数情况下，泵用于将流体从储液器中抽出。这些系统简单、经济可行，并且易于精确控制。液压系统的一个优点是，无论速度如何，它们都能提供恒定的力。

液压系统有两种类型：开式液压系统和闭式液压系统。

1. 开式系统

• 在开式系统中，当驱动机构未接合时，会有流体流动但没有压力。
• 新鲜的流体在流过执行器并到达储液器后，会流向泵的进油口。
• 使用方向控制阀。
• 开式液压系统的一个优点是其低热量产生。
• 所有开式液压回路都必须有密封或加压的储液器，以防止外部污染物进入并改善流体流动。在旧式开式液压回路中，流体中的气泡可以通过大型储液器逸出。
• 开式液压系统对于简单应用来说是高效且经济的。
• 开式液压系统包括锅炉、换热器、压缩机、涡轮机和泵等。

2. 闭式系统

• 在闭式系统中，当泵运行时，流体将承受压力。
• 在闭式系统中，流体将从执行器连续流向泵，而不会接触储液器。
• 增压泵或进给泵是闭式系统中使用的辅助泵。
• 闭式液压系统提供了响应执行的精确性的优点。
• 对于具有多个独立组件的复杂应用，闭式液压系统将是更好的选择。
• 闭式液压系统的例子包括内燃机、弹式量热仪、往复式空气压缩机、制冷系统、无阀活塞-气缸装置、朗肯循环（工作流体不断蒸发和冷凝）等。

液压系统优点

• 由于液压油不可压缩，它可以被加压到非常高的压力，这使得液压系统能够产生巨大的力（数吨）。
• 液压油的粘度导致液压系统运行速度较慢。重要的是要注意，对于较重的工作来说，较慢的速度更好，因为它降低了发生事故的可能性。
• 可以非常精确地控制速度。
• 如果系统过载，它会停止。一旦负载减轻，系统将恢复运行。可以使用自动和安全回路。
• 液压系统是自润滑系统。不需要单独的润滑系统。
• 液压系统特别简单易于设计和建造，因为管道可以轻松弯曲以适应可用空间。
• 液压动力易于产生、传输、储存、控制、维护和转换。
• 液压系统产生的运动平稳一致，步骤少，速度和力调节更精确。
• 与其它类型的能量相比，液压动力更容易分割和分配。
• 液压泵的低振动和低噪音。
• 液压系统的输出可以是角形、旋转形或直线形。复合运动可以在液压系统中产生，而无需齿轮或任何机械部件。

液压系统缺点

• 油泄漏导致环境脏乱、地面湿滑，增加了事故风险。
• 由于液压油是石油基的，存在火灾风险。
• 不应在炎热天气中使用液压系统。由于可能过热，油的性能可能会被破坏，可能会变腐蚀，可能会蒸发，甚至可能着火。
• 如果需要更快的作业速率，液压系统较慢的运行速度可能是一个缺点。
• 操作员在处理液压系统时应格外小心，并接受必要的安全培训。切勿忽视内部油压或油泄露的威力，它们可能会完全切断人的身体。必须特别注意保护液压组件。