纯水液压传动技术

水液压技术优势及应用前景作者：李明来源：《山东工业技术》2019年第12期摘要：随我国综合实力不断提升，工业水平与工业体系不断提升与完善的背景下，水液压技术逐渐被工业生产领域重视。

本文通过阐述现阶段我国与发达国家水液压技术的发展现状，分析水液壓技术在工业生产等领域相对传统油液压技术的优势，进而提出水液压技术的具体发展与应用前景。

关键词：水液压技术；发展现状；优势；应用DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2019.12.0321 水液压技术发展现状自二十世纪80年代，日本、美国及部分欧洲发达国家相关研究机构致力于水液压传动系统研究以来，水液压技术在全球得到广泛应用。

水液压传动技术的研究主要集中于结构、材料与液压原件环节。

一方面，水液压结构。

水饱和整齐压力较液压油高，泵的吸油区域与节流阀出口附近极易产生气体腐蚀。

基于上述问题，英国、德国、芬兰、丹麦、瑞典等水液压技术先进国家通过改良完善阀门、柱塞泵、测试仪表灯等液压原件已研制出相关解决方法，并大量投入液压设备市场。

近年来，我国应用水液压传动设备压力等级为14至21兆帕，处于中高压力水准，传动流浪从几十升向千升、万升发展，并已获得水方向阀技术。

另一方面，水液压零部件对材料要求大幅高于水基液原件。

水液压零部件与整体系统极大依靠于设计所选用新型材料在现实中的合理运用，其包括改性与材料选择两方面。

当今，水液压零部件应用的材料普遍为新兴材料，如环氧树脂、陶瓷基复合材料、钛系聚酯、钛合金、增强聚酰亚胺塑料、镍合金、碳纤维增强塑料、不锈钢、耐腐蚀合金、金属铜等。

2 水液压技术优势十九世纪后期英国科学家研制以水为传动介质的液压机械系统，然而，由于水存在粘合度较低、润滑性能较差及易腐蚀等缺点，使得水液压技术停滞不前。

直至上世纪八十年代，美、日、德等发达国家投入大量资金研制水液压技术，水液压技术才得以发展。

以水代替传统液压油，可大幅降低油压机在生产工作中产生的危害。

液压传动技术的发展及应用摘要：对液压传动技术及其优缺点进行描述；将其发展现状、工业应用情况作了一个简要的总结归纳；并根据其自身的特点对其发展趋势在液压现场总线技术、自动化控制软件技术、纯水液压传动、电液集成块等四方面做了合理的展望。

一、液压传动的定义及其地位液压传动是以流体(液压油液)为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。

它们通过各种元件组成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有机地组合成具有一定控制功能的传动系统。

液压传动，是机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近年来，随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压传动进入了一个新的发展阶段。

二、液压传动的发展简史液压传动是根据17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795 年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。

1905 年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。

第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用，特别是1920 年以后，发展更为迅速。

1925 液压元件大约在19 世纪末20 世纪初的20 年间，才开始进入正规的工业生产阶段。

年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。

20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。

第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。

应该指出，日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20 多年。

在1955 年前后, 日本迅速发展液压传动，1956 年成立了“液压工业会”。

近20~30 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。

水力液压系统原理：液体在机械中的传动应用水力液压系统是一种利用液体（通常是油）来传递能量和执行力的机械系统。

这种系统在工程、制造和其他应用中得到广泛使用，其中液体被用作能量传递的介质。

以下是水力液压系统的基本原理：1. 液体传递能量：水力液压系统通过将液体从一个地方传递到另一个地方来传递能量。

通常使用油作为液体介质，因为油具有不可压缩性和良好的润滑性。

2. 液体的不可压缩性：液体在一定压力下几乎是不可压缩的，这使得液压系统在传递能量时非常有效。

压缩性的小使得系统能够在高压下工作，实现强大的力和动力输出。

3. 基本组成部分：液压泵（Hydraulic Pump）：将液体从油箱抽吸并推送到液压系统中的设备，增加液体的压力。

液压缸（Hydraulic Cylinder）：通过压缩液体来产生机械运动，例如线性推动或旋转。

液压阀（Hydraulic Valve）：控制液体的流向、流量和压力，以实现系统的精确控制。

储油箱（Reservoir）：存储液体，并允许系统中的液体进行循环。

4. 工作原理：液压泵将液体从油箱中抽吸，然后通过管道输送到执行元件（如液压缸）。

在执行元件中，液体的压力增加，从而产生力或运动。

液压阀可以控制液体的流向和流量。

通过适当的液压阀配置，系统可以实现不同的操作，如提升、推动、拉动等。

5. 优点：高功率密度：水力液压系统具有高功率密度，可以在小体积中传递大功率。

精确控制：通过调整阀门，可以实现对系统的精确控制，使其适用于一些需要高度精确度的应用。

平滑运动：液体传递能量时是不可压缩的，因此系统运动非常平滑，减少了机械磨损。

6. 应用领域：水力液压系统广泛应用于建筑机械、制造业、航空航天、农业等领域，例如挖掘机、注塑机、飞机起落架等。

水力液压系统因其高效、灵活和精确控制的特点，在许多工程和制造领域中得到了广泛的应用，提高了工作效率和系统的可控性。

水液压技术优势及应用前景1 水液压技术发展现状自二十世纪80年代，日本、美国及部分欧洲发达国家相关研究机构致力于水液压传动系统研究以来，水液压技术在全球得到广泛应用。

水液压传动技术的研究主要集中于结构、材料与液压原件环节。

一方面，水液压结构。

水饱和整齐压力较液压油高，泵的吸油区域与节流阀出口附近极易产生气体腐蚀。

基于上述问题，英国、德国、芬兰、丹麦、瑞典等水液压技术先进国家通过改良完善阀门、柱塞泵、测试仪表灯等液压原件已研制出相关解决方法，并大量投入液压设备市场。

近年来，我国应用水液压传动设备压力等级为14至21兆帕，处于中高压力水准，传动流浪从几十升向千升、万升发展，并已获得水方向阀技术。

另一方面，水液压零部件对材料要求大幅高于水基液原件。

水液压零部件与整体系统极大依靠于设计所选用新型材料在现实中的合理运用，其包括改性与材料选择两方面。

当今，水液压零部件应用的材料普遍为新兴材料，如环氧树脂、陶瓷基復合材料、钛系聚酯、钛合金、增强聚酰亚胺塑料、镍合金、碳纤维增强塑料、不锈钢、耐腐蚀合金、金属铜等。

2 水液压技术优势十九世纪后期英国科学家研制以水为传动介质的液压机械系统，然而，由于水存在粘合度较低、润滑性能较差及易腐蚀等缺点，使得水液压技术停滞不前。

直至上世纪八十年代，美、日、德等发达国家投入大量资金研制水液压技术，水液压技术才得以发展。

以水代替传统液压油，可大幅降低油压机在生产工作中产生的危害。

2.1 水液压技术有利于环保事业发展以水代替液压油，有利于保持生产环境整洁干净，因此，水液压传动系统被公认为理想型环保传动生产技术。

当今，水液压技术应用广泛，在汽车、家电等相关产业装配线极为常见，医药、造纸、原子能动力、包装、饮料等众多行业被作为代替传统传动系统的新型传动系统。

因此，水液压系统技术是推进我国环保事业的关键因素。

2.2 水液压技术有利于提高作业安全性以水代替液压油，可大幅提升生产工作过程的安全性。

液压传动技术发展现状[1] 液压传动技术是一种重要的工程技术，它利用液体的压力能来传递动力和运动。

随着科学技术的发展，液压传动技术不断得到完善和提升，目前已经广泛应用于工程机械、航空航天、汽车、能源、机器人等领域。

本文将介绍液压传动技术的发展现状。

一、液压传动技术的概述液压传动技术是一种以液体为工作介质的传动方式，它利用液体的压力能来传递动力和运动。

相比于其他传动方式，液压传动具有传动力大、传动平稳、噪声小、易于实现无级调速等优点，因此在许多领域得到了广泛应用。

液压传动系统主要由液压泵、液压缸、液压阀、管路等组成。

二、液压传动技术的发展现状1.高压化随着液压传动技术的不断发展，液压系统的压力等级也在不断提高。

高压化可以使得液压系统的传动力更大，同时也能够减少管路损失，提高传动效率。

目前，液压系统的压力等级已经达到3000bar以上。

2.集成化为了减少液压系统的体积和重量，提高系统的可靠性，液压元件的集成化已经成为一种趋势。

集成化可以使得液压系统的各个部件紧凑排列，减少占地面积和重量，同时也可以提高系统的稳定性和可靠性。

目前，液压元件的集成化已经实现了从单一功能到多功能的发展。

3.轻量化轻量化是液压传动技术的另一个重要发展方向。

轻量化的目的是减少液压系统的重量和体积，提高系统的机动性和灵活性。

目前，许多液压元件已经实现了轻量化设计，采用了高强度材料和紧凑的结构设计，使得重量和体积得到了有效减少。

4.智能化智能化是液压传动技术的未来发展方向。

智能化可以实现液压系统的自动控制和调节，提高系统的自动化程度和可靠性。

目前，许多液压元件已经实现了智能化控制，可以通过传感器和执行器来实现对系统的自动控制和调节。

5.模块化模块化是液压传动技术的另一个重要发展方向。

模块化可以实现液压系统的快速组装和维修，提高系统的灵活性和可靠性。

目前，许多液压元件已经实现了模块化设计，可以通过简单的组装和连接来实现对系统的快速组装和维修。

液压传动及其展望我国液压与气压传动技术从60年代开始发展较快，但其发展速度远远落后于同期发展的日本，主要由于工艺制造水平跟不上，新产品研制开发和发达国家不差上下，纯水液压传动技术是液压领域的前沿发展方向之一，它起源于1605 年发现的帕斯卡定律。

自那时起，液压传动装置一直以水作为工作介质，称为水液压传动时代。

1、液压技术的优点液压传动的各种元件可以根据需要方便、灵活地来布置。

重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。

操纵控制方便可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1）。

可自动实现过载保护，一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑使用寿命长，很容易实现直线运动。

很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。

2、纯水液压传动技术现状2.1技术分析纯水的粘度极低通常在油的1 /40～1/ 50 之下甚至更低。

因此，一方面极易引起纯水液压元件及系统的内、外泄漏，导致系统容积效率的降低；另一方面纯水的润滑性很差，在纯水液压元件的耦合摩擦副中形成液压膜比较困难，从而导致干摩擦及卡死。

为此，必须采用一些特殊材料、结构和较高的加工精度等技术手段。

所以纯水液压元件制造成本要高于同等性能的油压元件的制造成本。

由于水的锈蚀性和导电性很强，能引起钢、铜等常用金属材料的电化学腐蚀铁、及非金属材料的老化。

例如常温下新鲜、流动的纯水对碳素钢锈蚀速度可达1127mm 年，从而降低了纯水液压元件的寿命。

为此，总是优先考虑采用不锈钢、有色金属合金和工程塑料等抗蚀性强的材料来制造纯水液压传动的元、辅件。

与液压油相比，水的密度大10%、压缩性小25%、声速高10%。

所以，纯水液压传动系统中阀门突然启闭等使水的流动状态发生变化时，极易引起较油压传动更大的液压冲击、振动和噪声，对系统的工作性能、使用寿命及人身健康造成有害影响。

为此，通常要在纯水液压系统中加装吸收和消除压力冲击、振动和噪声的蓄能器或消声器。

2042019年6月下机电技术应用Application of Mechanics-electronics Technology水液压技术的优势和应用前景李艳华，马 娇（湖南省三一工业职业技术学院，湖南 长沙 422000）摘　要：水液压技术指的是将过滤后的海水或淡水作为液压系统工作介质的技术，它可以代替传统的矿物油介质，具备无污染、节约能源的优点，在食品、矿业、海洋开发等领域有重要的使用价值。

文章对水液压技术的国内外研究进行了概述，介绍了其优势和发展前景。

关键词：水液压技术；优势；发展前景中图分类号：TH137 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）12-0204-01——————————————作者简介： 李艳华（1977—），女，吉林梨树人，高级工程师，研究方向：液压。

液压传动技术是将液体作为介质进行能量的传输、交换和控制的一种技术。

随着石油工业和密封技术的发展，矿物油成为液压传动最主要的工作介质，具备较好的综合理化性能，也带来了易燃和环境污染问题。

近年来，各国政府对节约能源和环境保护的重视程度日益上升，液压技术应向生态化方向发展，水液压技术的研究成为该领域关注的热点。

1 水液压技术及其研究要点1.1 水液压技术概述水液压技术将经过过滤的淡水或海水作为液压传动的工作介质，代替了传统的矿物油介质。

水介质具备无污染、阻燃性、安全可靠和低成本的特点，构成的水液压系统在动态性能和温度方面具备突出的优点，在一些场景应用的优势远远超过油液压技术[1]。

水介质的粘度低、饱和蒸气压较高、润滑性差，并且具备一定的腐蚀性，其物理和化学性质给水液压元件的研发带来了难点，需要解决润滑与密封、腐蚀、磨损等共性技术问题。

近年来，工程材料、先进制造、润滑理论等学科的发展帮助水液压技术取得了一定的突破，各国逐渐开展水液压技术的基础研究，推动了该技术的应用。

1.2 水液压技术的研究要点水液压技术研究主要需要解决密封与润滑、耐磨损、耐腐蚀和抗气蚀问题，以下分别对其进行阐述：密封与润滑问题的出现主要是因为水的粘度低，形成液体润滑膜的难度较大，容易带来干磨擦的问题。