第一章油壓傳動技術的概述1.1油壓傳動的基本原理和特點1.1.1.基本原理：油壓系統借助油壓泵將原動機的機械能轉換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經過各類控制閥和管道的傳遞，依靠于油壓執行器件(油壓缸或電機)把液體壓力能轉換為機械能，進而驅動工作機構，實現直線往復運動和回轉運動。其中的液體稱為工作介質，通常為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和蝸桿等傳動器件相類似。在油壓傳動中，油壓油缸就是一個最簡單而又比較完整的油壓傳動系統，剖析它的工作過程，可以清楚的了解油壓傳動的基本原理。全套圖紙加1538937061.1.2.油壓傳動的特點：（1）油壓工作介質是在受調節和控制下工作，故可作“傳動”之用，亦可作“控制”之用，兩者很難迥然分開。（2）油壓技術中，與外負載（推理運動速率（或怠速n）相對應的液體熱阻是流量q。壓力p和流量q油壓系統中兩個四川科技學院大專生結業設計（論文）最基本的參數，壓力的高低取決于負載大小，流量大小取決于速率高低和執行器件的主要規格（油壓螺距或電機排量）。（3）假如忽視各類損失，油壓傳動的力（或力矩）與速率（或怠速）彼此無關，既可實現與負載無關的任何運動規律，也可利用各類控制機構實現與負載有關的各類運動規律。

（4）油壓傳動是以液體的壓力能來傳遞動力的傳遞而且符合能量守恒定理，壓力與流量q的乘積等于功率P。油壓傳動時省力，不省功。1.2油壓傳動發展的概況油壓傳動和氣壓傳動稱為留傳動，是按照17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發展上去的一門新興技術，是工農業生產中廣為應用的一門技術。迄今，大致經歷了啟蒙期、發展期、成型期和成熟期四個時期。雖然現今油壓技術面臨著來自電氣傳動及控制技術的新競爭和紅色環保的新挑戰，并且因為其獨到的技術優勢，使其在國民經濟發展中，將始終發揮無可取代的重大作用。現在電動液壓彎管機，流體傳動技術水平的高低已成為一個國家工業發展水平的重要標志。1795年法國約瑟夫布拉曼(JosephBraman,1749-1814)，在巴黎用水作為工作介質,以水壓機的方式將其應用于工業上，誕生了世界上第一臺水壓機。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)后油壓傳動廣泛應用，非常是1920年之后，發展更為迅速。油壓器件大概在19世紀末20世紀初的20年間才開始步入正規的工業生產階段。1925年維克斯(FVikers)發明了壓力平衡式莖稈泵，為近代油壓器件工業或油壓傳動的逐漸完善奠定了基礎。

20世紀初康斯坦丁尼斯克(GConstantimsco)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，在法國銑床中有30%應用了油壓傳動。應當強調，臺灣油壓傳動的發展較歐美等國家晚了近20多年。在1955年前后，美國迅速發展油壓傳動，1956年創立了“液壓工業會”。近20~30年間，美國油壓傳動發展之快，居世界領先地位。我國的油壓工業開始于20世紀50年代，油壓器件最初應用于銑床和鍛壓設備。60年代獲得較大的發展，以參悟到國民經濟各個領域。在銑床、工程機械、農業機械、制造業、冶金、汽車、航空航天、船舶、運輸以及軍工等都有流體傳動和控制技術。當前油壓技術正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪音、低煤耗、長壽命、高度集成化等四川科技學院大專生結業設計（論文）方向發展。同時，新器件的應用、系統計算機輔助設計、計算機仿真和優化、微機控制等工作，也取得明顯地成果，將推進油壓傳動技術更先進的方向發展。目前，我國的油壓件已從低壓到高壓產生系列，并生產出許多新型器件，如插裝式錐閥、電液比列閥、電液伺服閥、電液數字控制閥等。

我國的機械制造工業認真消化和推廣引進美國先進的油壓技術的同時，也在大力研發、開發國產油壓件新產品，強化產品質量可靠性和新技術應用的研究，積極采用國際標準，合理調整產品結構，對一些性能差并且不符合國家標準的油壓產品，采用逐漸淘汰的舉措。由此可見，隨著科學技術的迅速發展，油壓技術將獲得進一步的發展，在各類機械設備上的應用將愈加廣泛。1.3油壓傳動在各領域的應用車輛工業自卸式車輛、高空作業車、消防車等工程機械挖掘機、裝載機、推土機等銑床工業機床、刨床、磨床、壓力機、組合銑床、加工中心等農業機械聯合收割機的控制系統等輕工機械沖壓機、造紙機、校直機、打包機等起重機械起重機、吊車、叉車、液壓千斤頂等冶金工業電爐控制系統、軋鋼機控制系統等煤礦機械開采機、提升機、液壓支架等建筑機械打樁機、平地機、混凝土輸送車、攪拌車等民航工業客機起落架等船舶港口機械起貨機、舵機等澆鑄機械壓鑄機、加料機等筑路機械壓路機、鋪料機等油壓傳動在其他方面應用也很廣泛，像工業機器人，手動生產線設備等等，在此不再贅言。1.4油壓彎管機的發展狀況我國的彎管機加工工藝從青銅器時代開始萌芽的，并逐步產生和發展。從夏朝到春秋時期早已有了相當發達的青銅冶鑄業出現了各類青銅工具，如：青銅刀、青銅銼、青銅鋸等等。

同時有出土文物與甲骨文記錄表明，這個時期生產的青銅工具和生活工具，在制造過程中都要經過銑削加工或碾磨。我國的冶鑄技術比歐洲早一千多年。表明金屬銑削加工步入了一個新的階段。有記錄表明早在三千多年前的商代早已有了旋轉的琢玉工具，這也就是金屬銑削銑床的前身。70年代在寧夏滿城一號遺址出土的五湖南科技學院專科生結業設計（論文）銖錢，其外圓上有經過工件的痕跡，刀花均勻，磨削震動，波紋清晰，橢圓度很小。有可能將刀幣錢穿在方軸上，之后裝在木制的機床上，用手拿著工具進行銑削。日本自20世紀60年代就開始使用垂直油壓（即臥式）彎管機，可以彎制152.4~762mm（6~30英寸）各類壁厚的鐵管。70年代后，冷彎管機的性能進一步構建，同時，彎管輪胎研發成功，與冷彎機配套使用，才能彎制薄壁高硬度大口徑的輸油輸喉管道鐵管，最大彎管半徑達到1524mm（60英寸）。原南斯拉夫研發冷彎管機基本也是從20世紀60年代開始的，功能與日本機器相近，但因為其主機油壓系統采用立式機構，平面占用空間較大，運輸及現場擺布存在較大困難。目前，世界上有英國、加拿大和美國等發達國家近10家冷彎機生產廠，所產型號基本結構均為垂直油壓式，輪胎方式有氣動式和油壓式兩種。

氣動式結構輪胎優點在于行走速率快、彎管預制效率高，但須要另行配置空氣壓縮機，系統工作平穩性差，無法控制。油壓式輪胎依靠于整機油壓站，結構緊湊，且油壓傳動平穩可靠，才能保證管線在預判過程中不發生橢圓變型。現在我國彎管機的設計特征具有以下明顯的特征：搖臂，其作用是保證彎管彎曲直徑符合要求，其夾緊座是限制鐵管在彎曲過程中拉升。矯直輥一是避免在彎曲過程垂直方向變型，與浮動防橢圓治具配合使用保證彎曲后的鐵管橢圓度符合要求。導向輥裝置一有兩組導向輥和機架及夾緊傳動系統組成，導向輥開合由油壓驅動來完成，其功能是與搖臂共同完成鐵管水平方向的彎曲。推送裝置（由貨車、床上、傳動軸、牽引鏈等組成）促進鐵管前進，在搖臂和導向輥作用下鐵管形成彎曲。水廠分高壓和低壓的兩部份，為導向輥開合、搖臂夾緊座、油缸、推送裝置貨車卡盤開合、矯直輥開合提供動力。隨著科學技術的不斷發展，彎管機的型式日趨多元化，彎管性能也在大幅度地提升。微型計算機、單片機、可編程控制器、先進的交流伺服系統以及新型油壓元元件和油壓技術的應用，使彎管機的功能更趨完美。油壓彎管機是制品成形生產中應用較廣泛的設備之一。自其問世以來，在實際生產中得到廣泛的應用。

目前，油壓彎管機的油壓系統和整機結構方面，早已比較成熟，國內外油壓彎管機的發展除了彰顯在控制系統上，也主要突出在高效化、高速化、低煤耗；機電一體化，以充分合理借助機械和電子的先進技術推動整個油壓系統的建立；手動化、智能化，實現對系統的自確診和調整，具有故障預處理功能；油壓器件集成化、標準化，以有效避免泄密和污染等四個方面。油壓彎管機在油壓系統的油路結構設計方面，國外外趨于于集成化、封閉式設計，插裝閥、疊加閥和復合化器件，使其結構更加緊湊，愈發微型。四川科技學院大專生結業設計（論文）我國目前的油壓玩管機主要有數控式的、電動的、手動等方式，以適用于不同場合。我國現今，因為東部的開發，因而在石油、天然氣的輸送上，采用的都是比較粗的鐵管，故須要研發大口徑的油壓彎管機。1.5油壓系統的組成及分類1.5.1.油壓系統的組成（1）、動力器件。將機械能轉換成流體壓力能的裝置，如油壓泵。（2）、執行器件。將流體的壓力能轉換成機械能輸出的裝置，如油壓缸、擺動缸、液壓電機。（3）、控制器件。對系統中流體的壓力、流量及流動方向進行控制和調節的裝置，以及進行訊號轉換、邏輯運算和放大等功能的訊號控制器件，如溢流閥、流量控制閥和換（5）、工作介質。

用它進行能量和訊號的傳遞，油壓系統是以油壓油作為工作介質，如礦物油等。1.5.2.油壓系統的分類1.油壓缸汽車用油缸、單作用油缸、液壓機油缸、擺動油缸、單作用多級油缸（套筒油缸）還有雙作用多級油缸以及彈簧復位油缸等多種。2.油壓電機油壓電機，有蝸桿電機、葉片電機、柱塞電機等，就是說幾乎定量水泵在理論上均可作為電機作用。3.低速大扭力油壓電機靜力平衡低速大轉矩低油壓電機。1.6油壓傳動的異同點廣東科技學院大專生結業設計（論文）1.6.1.油壓傳動的優點1）傳動平穩在油壓傳動裝置中，因為油液的壓縮量十分小，在一般壓力下可以覺得不可壓縮，借助油液的連續流動進行傳動。油液有吸振能力，在油路中還可以設置油壓緩沖裝置，故不像機械機構因加工和裝配偏差會導致震動扣撞擊，使傳動非常平穩，以便實現頻繁的換向；因而它廣泛地應用在要求傳動平穩的機械上，比如機床幾乎全都采用了油壓傳動。2）質量輕容積小油壓傳動與機械、電力等傳動形式相比，在輸出同樣功率的條件下，容積和質量可以降低好多，因而慣性小、動作靈敏；這對油壓仿形、液壓手動控制和要求減少質量的機器來說，是非常重要的。

比如我國生產的1m3挖掘機在采用油壓傳動后，比采用機械傳動時的質量減少了1t。3）承載能力大油壓傳動便于獲得很大的力和力矩，因而廣泛用于壓制機、隧道采煤機、萬噸貨輪操襟翼和萬噸水壓機等。4）容易實現無級調速在油壓傳動中，調節液體的流量就可實現無級凋速，但是凋速范圍很大，可達2000：1，很容易獲得極低的速5）便于實現過載保護油壓系統中采取了好多安全保護舉措電動液壓彎管機，才能手動避免過載，防止發生車禍。6）油壓器件才能手動潤滑因為采用油壓油作為工作介質，使油壓傳動裝置能自動潤滑，因而器件的使用壽命較長。7）容易實現復雜的動作采用油壓傳動能獲得各類復雜的機械動作，如仿形銑床的油壓仿形刀架、數控機床的油壓工作臺，可加工出不規則形狀的零件。8）簡化機構采用油壓傳動可大大地簡化機械結構，因而降低了機械零部件數9）以便實現手動化油壓系統中，液體的壓力、流量和方向是十分容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實現復雜的手動工作循環。目前，油壓傳動在組合車床