水压传动技术及其应用

　　0前言

　　水压传动技术是目前兴起的基于绿色设计的一门“新技术”。所谓“新技术”是相对目前广泛应用的以矿物油作为工作介质的液压传动技术而言。事实上,水作为液压传动的传动介质,已经有很长的历史了。液压传动最初的传动介质就是水。在20世纪以前,水压传动作为一种相对精确和经济的能量传输方式,一直是液压传动的主要方式。1906年诞生的第一个用油作为传动介质的液压传动系统标志着油压传动新纪元的开始。液压油由于具有防锈、润滑性好、粘度大等特点,使得油压传动得以广泛地发展和应用。近年来,由于对液压系统的安全性、环保性以及可持续发展的要求越来越高,人们仍在继续寻找新型的、理想的液压传动介质。由于水具有清洁、无污染、安全、廉价、取之方便、再利用率高、处理简单等诸多优点,用其取代矿物油不仅能够解决未来因石油枯竭带来的能源危机,而且能够解决因矿物油泄漏和排放带来的污染问题,是一种非常理想的“绿色工作介质”。第一,它自身成本低廉,当同时考虑短缺成本、处理成本和环境影响成本时,它的经济性就远远地高于其它工作介质;第二,阻燃性能好,安全性高,可在高温环境下工作,大大拓宽了液压系统的应用范围,特别是在高温明火等场合如冶金工业就显示出其优越性;第三,由于水理论上算是不可压缩的,因此水作为介质可以使控制系统的执行器实现更准确的定位;第四,在一些特殊的应用场合,如食品、制药、制漆、木材加工等行业使用的液压设备,泄漏的液压油很容易污染产品,使用自来水作为介质就避免了对环境和产品本身污染的危险。

　　目前,虽然以矿物油为工作介质的液压系统已广泛应用于机械制造、工程机械、农林机械、海洋作业、军事器械、交通运输、矿山、冶金、石油化工以及航空航天和原子能等技术领域,但是随着近二十年来日趋严格的环境与能源约束,以及由此带来的绿色制造技术的逐渐兴起和社会对可持续发展的要求,这给水压传动技术的发展带来了难得的机遇,已开始引起人们的关注。目前,西方一些发达国家非常重视这一技术的研究和应用,并且开始有成熟的产品出现,走在了前面,对一些关键技术和资料还采取了封锁和保密政策。面对我国目前日趋严峻的能源与环境现状,积极开展水压传动技术的研究,形成具有自主知识产权的技术和产品已非常必要,而且势在必行叼。

　　1水压传动系统存在的主要技术问题

　　作为液压介质,天然水在性能上存在润滑性差、粘度低、气蚀性强,易腐蚀和蒸汽压力高等缺点,现用的油压元件不能直接或改进后用于水,必须重新研制开发与水相适应的新型水压元件。因此,必须充分认识水存在的负面影响,详细研究其影响机理,并寻求合理的解决措施,有效克服水的缺点,充分发挥水的优点,才能研制出高性能的水压元件和系统。