现代传动技术展望

作者：中国液压气动密封件工业协会 杨尔庄

现代传动技术是机电工业的关键基础技术。它主要包括机械传动技术、流体传动技术和电气传动技术。本文主要介绍机械与流体传动技术，其中流体传动技术主要包括利用流体（液体和气体）压力和液体动能进行能量传递的液压、气动和液力传动技术。现代传动技术主要承担能量传递、改变运动形态、实现对能量的分配和控制、保证传动精度和效率等功能，它是机电产品向高速化、自动化、高效率、高精度、高可靠性、轻量化、多样化方向发展的不可缺少的关键技术之一。

1 地位和作用

作为现代传动技术的基础的基础产品、如机械传动及电传动产品、轴承及液压、气动、液力传动产品等在国民经济和国防建设中的地位和作用十分重要。

1.1 基础产品的发展决定机电产品性能的提高
1.2 基础产品是最大限度满足机电产品实现功能多样化的必要条件
1.3 基础产品是完成重大工程项目、重大技术装备的基本保证
1.4 基础产品是机电产品和重大工程项目（装备）可靠性的保证
1.5 基础产品是实现生产过程自动化、尤其是工业自动化不可缺少的重要手段，作为基础产品重要组成部分的液压与气动件和系统更具重要性
1.6 世界各国都重视发展基础产品

2 国外先进水平与发展趋势

近年来，国外传动技术由于广泛应用了高新技术成果，如微电子技术，计算机技术，传感技术，现代控制技术，先进制造技术，摩擦磨损技术及新材料等，使基础产品在水平、品种及扩展应用领域方面都有很大提高和发展，其主要发展趋势如下。

2.1液压传动与控制技术
· 节省能耗，提高效率
· 用AC电机或变频电机驱动定量泵
· 发展机电一体化元件和系统
· 发展具有比例阀的耐污染和伺服阀高精度、高频响的直动型电液控制阀。
· 发展内置电子系统的电液伺服比例元件、电磁阀、液压定位油缸等。
· 重视环保
· 适应主机机电一体化的需要
· 应用现代控制技术，提高电液压自动控制系统的性能
· 大力发展水压系统和元件，扩大其应用领域。

2.2 气动传动与控制技术
· 向轻量化、小型化和低能耗方向发展
· 执行元件多样化
· 与电子技术结合 发展气动伺服系统，智能化元件、阀岛及总线连接系统。
· 向高速、高频、高寿命和高可靠性方向发展
· 普遍采用无油润滑
· 新材料、新工艺、新技术的应用
· 便于保养和维护

2.3 液力调速传动技术

调速型液力偶合器向大功率高速方向发展，国外已生产功率为6000~10000 kw，速度为6000 r/min的产品，广泛用于大型火力电站的锅炉给水系统，高炉送风机等，可节能20%以上。液粘调速系统发展较快，它采用电液比例压力阀式和离心式调压阀来改变主动和从动摩擦片间隙的压紧力，从而调节从动轴的输出转数，用在大型风机和水泵上可节能20%。新开发的液压调速变矩器可以得到很大的能容变化范围。国外液力传动调速系统广泛与计算机相结合，根据工况变化自动改变转数。应用计算机技术优化叶轮参数以提高传动效率。

2.4 运动系统和元件（轴承，滚珠丝杠等）

轴承在总体水平提高的基础上，向三高方向发展，即高速度、高精度、高性能方向发展。
滚珠丝杠、滚动导轨等产品向高速、高精度方向发展 。

2.5 齿轮传动
· 高速重载齿轮向高参数、高寿命方向发展
· 汽车齿轮采用现代化制造工艺，使精度提高，噪声减小。
· 通用齿轮向成套化方向发展，各种型式齿轮箱得到广泛应用。
· 齿轮传动和其他类型传动相结合

3 现状和差距

我国基础产品工业已形成门类齐全、有一定生产能力和技术水平的生产科研体系。尤其是近十年来基础产品工业得到国家支持，装备水平有所提高，目前已能生产品种规格齐全的产品，已能为汽车、工程机械、农业机械、机床、塑机、冶金矿山、发电设备、石油化工、铁路、船舶、港口、轻工、电子、医药以及国防工业提供品种基本齐全的产品。通过科研攻关和产学研结合，在液压伺服比例系统和元件、气动控制系统、大功率调速型液力偶合器、高速齿轮、汽车和铁路轴承、精密主轴轴承等方面有所突破，不少成果已用于生产。在产品CAD和CAT、仿真技术、自动控制理论应用、齿轮及轴承降噪、海水及水压传动等方面已取得可喜的进展，并得到广泛应用。

近年来，在国内建立了不少独资、合资企业，在提高我国行业技术水平的同时，为主机提供了急需的高性能和高水平产品，填补了国内空白。虽然取得上述成果，但和目前国内的需求和国外先进水平相比还有较大差距。
3.1 产品趋同化、构成不合理
3.2 产品性能低、可靠性差
3.3 产品创新和自我开发能力弱，自行设计水平低

4 几点建议

1.根据国内市场需求，依靠科技进步，不断调整产品结构。
2.适应国际传动技术产品工业向国际化发展趋向，对现有国内企业进行改组、合并，使企业开发能力，装备能力、管理水平和服务水平不断提高，以保持一定的竞争能力。
3.不断提高企业产品的开发能力和创新能力，加强产学研结合，充分利用高等院校的科研开发人力资源，发展有自主产权的产品和技术。
4. 完善质保体系，不断提高产品质量，尤其是产品可靠性，提高产品知名度，创立名牌。
5. 针对产品品种发展和保证产品质量的需求，有计划地进行技术改造、设备更新。

5 急需发展的关键技术
1. 液压传动与控制系统的节能技术，如负荷传感技术、新型节能系统和元件。
2.机电一体化技术及IT技术的应用 高精度、高频响电液、电气伺服比例系统和元件，液粘调速器速度控制技术。数字液压、气动系统和元件，直动型电液控制元件。
3. 液压系统及污染控制技术。
4. 无泄漏液压系统和元件。
5. 水压传动与控制技术。
6. 高速重载齿轮传动设计与制造技术。
7. 高速铁路轴承设计制造技术。
8. 高速、高精度机床主轴轴承设计与制造技术。
9. 各种传动系统降噪和增寿技术。
10. 特种传动技术（谐波传动、机械无级变速等）。
11. 先进设计技术，如计算机辅助设计与试验，仿真技术。
12. 大型传动系统的故障诊断技术。
13. 现代制造技术的应用研究，如表面处理技术，计算机辅助制造技术、润滑技术。
(原文刊登在：“液压气动与密封"杂志2003年增刊物 “PTC Asia 特刊")