常用傳動系統的優缺點
目前廣泛應用的傳達方式主要有:機械傳動、電氣傳動、氣壓傳動以及液壓傳動。
機械傳動
機械傳動是通過齒輪、齒條、渦輪、蝸桿、帶、鏈條、杠桿等機械零件進行機械傳動,它是發展最早且應用最普遍的一種傳動形式。它具有傳動準確可靠,操作簡單,機構直觀易掌握,負荷變化對傳動比影響小及受環境影響小等優點。但是對自動控制情況,單純靠機械傳動來完成就顯得結構復雜而笨重,而且遠距離操縱困難、操作力大、安裝位置變化的自由度小等缺點,因此在許多場合逐步被其它的傳動方式所替代。
電氣傳動
電氣傳動是通過電來進行傳動和控制的,利用交流電機來傳動,簡單而且廉價,因此應用最廣,也是各種傳動的組成部分。但是交流電機一般難于進行無級變速,而直流電機雖可以實現無極變速,但是直流電源價格較昂貴。目前晶閘管技術使交流電機無極變速大為簡化,但是在大功率以及低速大扭矩等場合的應用尚需要進一步完善。電氣控制,特別是電子計算機控制,具有信號變化以及傳遞方便,遠距離操縱等獨特優點,因此在自動化程度要求比較高的場合時必不可少的。
氣壓傳動
氣壓傳動以壓縮空氣為傳動介質,可以通過調節氣量很容易地實現無級變速。同時有傳遞同時有傳遞以及變換信號方便、反應快、構造簡單等特點。而且空氣是取之于空氣的,所以氣源價格低廉。泄露也可以直接排放入大氣,不會造成污染。由于空氣粘度小,故管道壓力損失小,流速大,,而且可以高速運動(例如:超過100000r/min的高速氣動磨頭)。但是氣壓傳動的致命弱點是空氣壓縮性大,無法獲得均勻而穩定的運動。此外為減少泄露,提高效率,氣動系統的壓力一般不會太高,一般只有0.7-0.8Mpa左右。因此在大功率場合不能用。
液壓傳動
液壓傳動是用液體來作為介質傳遞能量的,液壓系統比之上述三種系統有以下優勢。
(1).容易獲得比較大得力或扭矩
液壓傳動是利用液體的壓力來傳遞力或力矩的。液壓泵可以獲得較高的壓力,目前的液壓泵可以達到35Mpa的壓力。因此液壓缸可以獲得很大的力或力矩。例如一個30cm的液壓油缸在工作壓力為21Mpa的時候可以獲得1.48×106 N的推力,因此被廣泛用于需要很大力或力矩的重型機械上。
(2).功率重量比大
功率重量比是指其輸出功率與其比值。功率重量比較大得設備既重量和體積比較小而能獲得比較大得功率。例如飛機上的液壓泵,每KW的重量只有0.209kg,但是電機每KW的重量卻最高達到2KG甚至以上,因此液壓多用于需要較大功率卻又對外形以及重量限制較大的領域。
(3).易于實現往復運動
液壓缸對實現往復運動是最方便的,而電動機則必須通過齒輪齒條等機構把旋轉運動變成直線往復運動。
(4).易于實現較大范圍的無級變速
液壓傳動系統通過調節流量就可以方便的實現無級變速,而且速比范圍大。例如在用節流閥調節流量時,其變化量可以從最小的0.02L/min變到100L/min 調速比可以達到5000,這個是其它傳動形式無法比擬的。
(5).傳遞運動平穩
由于液壓流體可以在非常小得流量是仍然很均勻,因此設備運行可以很平穩,例如機床中可以實現1mm/min以下的無爬行穩定進給。
(6).可實現快速而且無沖擊的變速和換向。
這是由于液壓機構的功率重量比大,所以液壓設備的慣性小,因此反應速度就快。例如火影忍者博人传日语中字的旋轉慣量不超過同功率電動機的10 %,故起動中等功率電動機要1~2s,而同功率的液動機械的起動時間不超過0.ls。故在高速換向頻繁的機床上(如平面磨床、龍門刨床)采用液壓傳動可使換向沖擊大大減少。
(7)與機械傳動相比易于布局和操縱
液壓傳動部件由管道相連,故在安裝位置上有很大的自由度,各部件可以安放在我們希望的位置上。例如把泵源放到不影響機器布局的地方,把操縱機構放在最方便的地方,例如輪船上的操縱機構放在船艙前部的駕駛臺上,而其舵機則在船尾,這用機械傳動是難于實現的,而液壓傳動則沒有困難。
(8) 易于防止過載事故
在液壓傳動中可以方便地用壓力閥來控制系統的壓力,從而防止過載,避免事故的發生,而且可以通過裝在系統中的壓力計來了解各處的工作情況和負載大小,而在機械傳動中各處的負載大小就不易觀察。
(9).自動潤滑、元件壽命較長
液壓傳動中使用的介質大都為礦物油,它對液壓部件產生潤滑作用,因此液壓元件有自潤滑作用,其壽命就較長。
(10)易于實現標準化、系列化 各種液壓系統都是由液壓元件構成,因此對液壓元件實現標準化、系列化,可大大提高生產效率,降低成本,提高產品質量。
與其他傳動形式比較,液壓傳動有以下缺點:
(1)易出現泄漏
由于液壓系統的油壓較高,因此液壓油容易通過密封或間隙產生泄漏,內泄漏則降低容積效率,外泄漏則引起液壓介質的消耗,同時又引起環境污染。
(2)油的粘度隨溫度變化,引起工作機構運動不穩定
油液粘度變化則引起阻力變化,故通過的流量或泄漏量也隨溫度而變化,這就會引起工作機構運動速度不穩定。
(3)空氣滲入液壓油后會引起爬行、振動、噪聲
空氣進入液壓系統后,由于氣體壓縮性大,所以從高壓到低壓或從低壓到高壓時,就產生較大的體積變化而引起振動、噪聲和爬行等。
(4)用礦物油作液壓介質時,有燃燒危險應注意防火。
(5)礦物油與空氣接觸會發生氧化,使油變質必須定期換油。
(6)液壓件的零件加工質量(幾何精度、表面粗糙度等)要求較高
為了減少泄漏,減少摩擦,所以必須使零件配合間隙要小,因此零件加工的質量要求就較高,成本也就提高了。

本文標題:常用傳動系統的優缺點


分類:液壓行業新聞,液壓行業知識
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