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液压系统为什么没有彻底被电气系统替代?

液压系统为什么没有彻底被电气系统替代?

  • 发布时间:2021-11-15

【概要描述】

液压系统为什么没有彻底被电气系统替代?

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  • 分类:常见问题
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  • 发布时间:2021-11-15 12:54
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液压技术赖以生存的两个基本点——比电气传动能量密度高,比机械传动灵活——是不那么容易被突破的。”

  液压传动的特征

  液压传动具有小型而大功率、可获得高速且高功率密度,抗冲击性强而坚牢,抗环境性强而寿命长等许多特征。就液压马达与电动马达等回转型电磁传动执行元件相比较,从功率密度角度看,高10倍左右,从响应性标准的功率比角度看,大20倍以上。

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  图 1,是根据坂间先生等的调查结果 ( 线性执行元件的特性对比和评价,发表在日本机械学会 2015 年年度大会 ) 进行整理的图表,该图表说明,在最近市场出售的线性型执行元件 ( 液压缸、气压缸、AC•DC线性马达、层叠压电执行元件、超磁致伸缩执行元件 ) 本身的质量与最大推力的关系。液压缸每质量单位的最大推力,比电动线性马达等的电磁传动式大 100 倍。

  对此,压电或超磁致伸缩执行元件,虽然可获得较大的推力,但可移动行程与液压缸比较,其行程超短而不可比。因此,对工程机械使用的液压缸等直线传动,采用电磁式替代是不可想象。

  此外,液压动力传动的优点是,比起齿轮或连杆等的机械式动力传达,对实现构件的配置柔性较大。由于通过配管,实现了泵等动力源与控制阀、液压缸、马达等执行元件之间的构成配置,因此,它们之间的配置虽在远离的地方也是不成问题的,对传动系统的形状或空间设计的自由度较强。而且,不受限制于结构的机械性、结构性的制约,采用液压基础件的配合,可实现高性能而高强度的可调动力传送系统。

  技术的变化趋势

  “固定设备的液压现在开始部分地受到电气传动——伺服电机等的排挤,那是因为电能一般都可直接获得,而使用液压能还多一次能量转换,多一次能量损失。但那仅是发生在小功率的固定设备上,在那些几千到几万吨的液压机上,再过二十年液压也不会有对手。”

  “当前航空工业、机器人(例如背着蓄电池的波士顿动力公司的Atlas),仍然采用了大量的液压驱动。根本原因在于液压驱动的力密度高。为获得直线运动,液压缸结构简单,可以达到的推力,电驱动望尘莫及。小推力的,几十几百公斤力,电驱动还可以。但大推力,不要说几万吨,就是几千吨,电驱动都很难做到,这是因为,电磁力被电流限制。目前所有可用的材料都有电阻:电流越大,发热越严重。”

  当然,未来如果燃料电池、超导技术等有了产业化突破后,也许液压驱动会在一定程度上被替代,但就当前产业发展来看,液压在许多领域仍然是非常重要的。

  就我的了解看,液压系统近年来倒是一直在拥抱智能化,增加更多的数字化、智能化的控制和数据采集分析,未来发展前景依然很广!

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发布时间:2021-04-20 15:03:10

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