液压气动制造业关键技术分析

（一）静液压传动及负荷传感技术

技术概要
　　静液压传动是由液压泵和液压马达为主，辅以调节控制装置和速度匹配装置等组成的无级变速传动系统，负荷传感技术是通过执行器负荷传感系统，实现压力、流量、功率控制的节能控制技术。

　　本世纪七十年代末，由于能源危机，国外开始了能大幅度节省能量、效率高、布置和操作更为灵活的静液压传动和负荷传感技术的广泛开发研究；目前该技术所需的液压组件品种齐全、性能优良、控制方式多样、质量稳定，并对静液压传动的参数匹配和动态特性也做了大量的研究工作，使该项技术发展到比较成熟的程度。特别在联合收割机、拖拉机、挖掘机、装载机、叉车、压路机等行走机械中得到了广泛的推广和应用；不仅能提高工作效率，改善其使用的经济性，而且能显著地提高主机的性能水平，如有良好的负载自适应性、微调节性和执行机构动作的平稳性等。

选择依据
　　目前，国外农机和工程机械等行走机械配套所用液压产品的销售额，已占液压总销售额的40%以上，这和应用静液压传动和负荷传感调节技术密切相关，也是其它传动方式在行走机械中更难以取代的结果。因此，我国的液压工业也必须尽快发展该项技术，并将其列入重点攻关的关键技术之一。

国内外发展趋势
静液压传动技术的国际发展趋势：

　　（1）采用的液压组件高压化，连续工作压力达到40Mpa，瞬间最高压力达到48Mpa；
　　（2）调节和控制方式多样化；
　　（3）进一步改善调节性能，提高动力传动系统的效率；
　　（4）发展与机械、液力、电力传动组合的复合式调节传动装置；
　　（5）发展具有节能、储能功能的高效系统；
　　（6）进一步降低噪声；
　　（7）应用液压螺纹插装阀技术，紧凑结构、减少漏油。

负荷传感调节技术的国际发展趋势：

　　（1）发展系统优化匹配技术；
　　（2）进一步提高系统动态特性，使其既节能，又有较快速的响应特性；
　　（3）进一步的机电一体化，发展电液负荷调节传感系统；
　　（4）发展螺纹式插装阀技术，减少系统漏油，满足行走机械的特殊要求。

　　我国在联合收割机、拖拉机、叉车等主机产品上，先后进行过静液压传动技术的应用研制工作，但由于相应的液压组件不配套，质量不过关，系统设计不合理等原因，都未能商品化；目前，行走机械中的静压传动装置主要靠进口，在负荷传感技术的应用上，由于国内开发了负荷传感全液压转向器、多路阀、优先阀和负荷传感变量泵等关键组件，所以已有国产的泵控和阀控的负荷传感调节系统产品，在装载机、叉车、塑料注射机和压铸机上得到应用，并有近千台的生产能力。但仍因为对该项技术缺乏全面、深入的理论分析和试验研究，系统缺乏优化匹配，合理性欠佳等原因，往往达不到预期节能效果，而且开发周期又太长，都影响了在主机中的应用。这些均有待尽快提高，早日使更多的国产静液压传动及负荷传感调节装置，满足我国行走机械等主机产品发展的需求。

　　4、主要研究内容和目标

主要研究内容：

　　（1）研究开发静液压传动用通轴式轴向柱塞泵和马达的技术；
　　（2）研究开发高压通轴带负荷传感控制用轴向柱塞泵的技术；
　　（3）研究开发负荷传感用高压整体和片式多路换向阀的技术；
　　（4）研究静压传动系统和负荷传感调节系统参数匹配、动态特性和测试技术。

目标：力争“十五”末，使研制开发的主要关键组件、系统和装置，基本达到国际九十年代初期水平，工具备一定批量生产能力，为配套国产静液压传动和负荷传感调节传动装置的主机产品商品化，打下坚实的技术基础。

（二）电液伺服比例技术

技术概要
　　电液伺服比例技术是一种将微小的电信号按比例转换为大的液压功率输出的电液转换技术。

　　国外电液伺服技术的研究始于本世纪四十年代，到七十年代投入了广泛的工业应用，至今已形成完整的产品品种、规格系列，并对已成熟的产品，为进一步扩大应用，在保持原基本性能与技术指针的前提下，向着简化结构、提高可靠性、降低制造成本的方向发展，电液比例技术是在电液伺服技术的基础上，针对用户需要，降低控制特性，对液压伺服阀进行简化而发展起来的。尔后，比例电磁铁技术的发展，又在三类阀基础上发展液压比例阀。由电液伺服比例组件为主而组成的电液伺服比例控制系统，具有响应快、功率比（功率与重量比）大、自动化控制程度高等显著特点，因此在大惯量，要求快响应，实现自动控制的机床、冶金、矿山、石化、电化、船舶、军工、建筑、起重、运输等主机产品中有广阔应用前景，是这些主机重要的一种控制手段。

选择依据
　　在工业发达国家，由电液伺服阀、电液比例阀，以及配用的专用电子控制器和相应的液压组件，组合集成电流伺服比例控制系统的相互支撑发展，已综合形成液压工程技术，它的应用与发展被认为是衡量一个国家工业水平和现代工业发展立玉的重要标志，是液压工工业又一个新的技术热点和增长点。在我国同样有一大批主机产品的发展，需要应用该项技术，因此，将其列为促进我国液压工业发展的关键技术之一。

国内外发展趋势
　　国外近年来，电液伺服比例技术的发展，较集中地反映在其相关的主要基础组件的改进和发展上，主要包括：

（1）电液伺服阀向着简化结构、降低制造成本、提高抗污染能力和高可靠性方向发展，研究开发了大功率永磁直线力马达，形成了新型的直接驱动式伺服阀产品系列；
（2）电液比例阀向通用化、模块化、组全化、集成化方向发展，以实现规模经济生产，降低制造成本；
（3）电子控制器向着专用集成电路方向发展，实现小型化、组合化，并达到高可靠性目的。
（4）电流伺服比例技术的这些主要基础组件的相互衔接愈来愈密切，另部件通用化程度不断提高。

　　我国电液伺服技术始于六十年代，到七十年代有了实际应用产品，目前约有年产能力2000台；电液比例技术到七十年代中期开始发展，现有几十种品种、规格的产品，约形成有年产能力5000台。总的看，我国电液伺服比例技术与国际水平比有较大差距，主要表现在：缺乏主导系列产品，现有产品型号规格杂乱，品种规格不全，并缺乏足够的工业性试验研究，性能水平较低，质量不稳定，可靠性较差，以及存在二次配套件的问题等，都有碍于该项技术进一步地扩大应用，急待尽快提高。

主要研究内容和目标
主要研究内容：

　　（1）研究开发直接驱动式电液伺服阀技术；
　　（2）研究开发螺纹插装式电液比例阀技术；
　　（3）研究开发三类阀式电液比例阀技术；
　　（4）研究电液伺服比例技术基础组件之间零件、部件的通用化、组合化、集成化、模块化技术。

　　目标：力争“十五”末，研究开发的电液伺服比例技术的主要基础组件产品，品种规格基本齐全，为国内主机产品配套的满足率达到90%，产品水平达到国际九十年代初期水平，并形成批量生产能力。

（三）气动智能及模块化集成应用技术

技术概要
　　气动智能化及模块化集成应用技术，是指在发展省配线、低功率微型电磁阀系列基础上，将气动技术与计算机技术、信息技术等结合起来，形成智能化的气动系统，并进一步集成化、模块化，通过组合便可形成省空间、省配线、压力损失小、效率高、响应快、可靠性好、便于维修的气电一体化的智能生产品。国外，已较广泛地用于工业自动控制，满足各主机产品的自动化发展的配套需求，有着广泛的发展前景。

选择依据
　　我国，随着工业的发展，特别是机床、汽车、冶金、石化等工业装备自动化水平的大幅度提高，以及食品、包装、微电子、生物工程、医药、轻纺等行业的大力发展。所需的各种高效、多功能、自动化设备和自动生产线，都迫切需要配套这样的气电一体化产品。因此，气动智能及模块化集成技术的开发和应用，不仅是国际气动技术发展的一大趋势，也是我国气动工业必须加快跟踪发展的一大方向，应列为重点发展的关键技术，不断加大对其研究开发的力度。

国外发展趋势
　　国外，气动智能及模块化集成技术的应用发展十分迅速，目前已有一大批门类齐全、品种相当繁多的气动组件，实现了小型化、组合化、集成化和模块化，它们具有结构紧凑（如微型电磁阀最小阀宽只有10mm）、低功耗（大部分控制功率1-2W，最小的0.35-0.5W）、快响应（响应时间10-25ms）、无油化、长寿命（5000万-1亿次）等特性，能很方便的组成阀岛，并将计算机外围设备技术应用于气动系统，即形成智能化的气动系统和产品。

　　我国在引进技术的基础上，已开发研制出低功率（控制功率1.4-1.8W）、不供油的小型电控换向阀新产品，并采用多芯插件、接线盒等，根据需要要从2-10联任意安装，组成阀岛，主要性能基本达到九十年代国际同类产品的水平。

主要研究内容和目标
主要研究内容：

（1）串并联转换技术研究；
（2）CPU软件开发研究；
（3）φ1~3通径气动组件系列设计及开发研究；
（4）微型低功率集成模块设计技术研究；
（5）微型低功率气动电磁阀制造技术研究。

目标：力争“十五”末，能够掌握气动智能及模块化集成技术应用，发展一批微小型、低功率、组合化、集成化的气电一体化组件和系统，使国内为主机和进口设备维修用气电一体化组件的产品，品种配套满足率达80%。

（四）液压系统污染控制及密封技术

技术概要
　　液压系统污染控制主要指对油液净化，防止污染物侵入液压系统以及制造过程提高零件清洁度的一种技术。密封技术主要是指防止液压系统泄漏和防止污染物侵入的一种技术。

　　液压气动系统污染控制及密封技术，直接影响到产品的质量和可靠性，也影响到产品的性能，进一步对所配套的主机设备的精度、性能、质量和水平起着关键的作用。据有关统计数据表明，液压系统故障的70%是由于污染和密封不可靠引起的。因此，对液压气动产品只改进设计，提高加工精度，还不能根本解决问题，必须辅之以严格而有效的污染控制和可靠的密封才能奏效，才能充分体现产品设计和加工所带来的先进性。

选择依据
　　液压气动产品污染控制及密封技术研究，一方面，可解决我国液压气动产品的脏、漏及动作不可靠等问题，为替代进口提高国产组件的配套率，满足国民经济各工业部门发展的需要具有重要意义；另一方面，该项技术研究又有很大技术难度，它涉及到设计、制造、使用、试验、净化装置等各个环节，必须针对各个环节的不同特点，采取科学的净化手段和有效的管理方法，并都要切实做好才能彻底解决问题。因此，将该项技术列为当前必须研究解决的关键技术。

国内外发展趋势
　　在工业先进国家，对液压气动产品污染控制及密封技术都特别重视，因为它直接影响到产品性能、质量和水平，是产品有否市场的大问题。当前归纳的基本情况是：

（1）产品污染控制贯彻在产品零部件制造的各道工序、产品装配、产品试验和包装中，有严格的定量指针来表证产品清洁度状况，有严格的防锈和其它措施来保证产品储存，运输中的清洁度；
（2）制订出相应的标准和规范，供有关人员遵照执行，并且纪律严明；
（3）对液压气动产品的用户，在使用中有明确的清洁度要求，并有保证清洁度的相关辅件供用户选用；
（4）把产品的污染控制纳入日常的工作范畴，出现问题随时解决；
（5）特别注重针对产品结构的密封技术研究，以保证产品有可靠的密封性；
（6）为适应主机产品高压、高速、高温或低温发展对配套密封件的需求，国外正向扩大橡塑组合、橡塑复合密封应用领域；研究非接触式可控膜式密封；探索应用新的柔性石墨密封材料等。

　　我国，对液压气动产品的污染控制及密封技术也同样十分重视，但至今对该项技术的研究，实施以及取得的效果，与工业先进国家比，仍有不少差距，需要继续加大研究力度，以点带面，有的放矢，做出更好成绩。

　　4.研究主要内容和目标

研究主要内容：

（1）研究开发高性能零件清洗设备技术；
（2）研究开发高压精度纳污量大的过滤系列产品技术；
（3）研究开发新型气源净化装置技术；
（4）研究液压气动组件和系统生产过程污染控制技术；
（5）研究大型、高速、组合及高分子材料的橡塑密封产品，开发、测试及寿命评价技术；
（6）研究电站用的机械密封结构、特种加工，以及材料及匹配技术；
（7）研究各类参数、高性能、高可靠性的大型柔性石墨密封件的开发与测试技术。

目标：力争“十五”末，针对液压气动产品制造过程污染控制、应用过程污染控制和出厂试验过程污染控制，解决产品的清洁度问题（治脏），使由于产品清洁度不高所导致的产品质量和可靠性问题得到基本解决，产品清洁度达到国家有关标准规定；针对液压气动产品和系统，从密封、接头和产品螺纹式插装结构等方面，基本解决漏油问题（治漏）；对密封件，力争60%产品水平达到国际九十年代初期水平。

（五）计算机应用技术

技术概要
　　计算机应用技术主要是将计算机应用于液压气动组件和系统的设计、制造、试验、管理以及营销等一种辅助技术。

　　在美国、德车、日本等工业发达国家，液压气动工业与其它工业部门一样，从产品凤计，到生产、管理和营销各个环节，计算机技术都得到了普及和应用。特别为液压气动组件和系统的参数匹配及优化设计，创造了有利条件，为新产品、新系列的开发起到了极大的推动作用。

选择依据
　　我国，为更好地满足国民经济各工业部门主机发展的配套需要，缩短与世界工业先进国家的差距，必须首先加大产品开发力度，提高产品水平，为此液压气动CAD、CAM等计算机技术的普及和实际应用具有重要作用，使它成为我国液压气动工业发展的关键技术之一。

国内外发展趋势
　　美、德、日等国液压气动工业，广泛的应用CAD、CAM等计算机技术，并不断地根据企业产品、生产和经营的实际，开发自己的专用软件，大大地缩短了产品的设计和制造周期，扩大了信息流通，加强了经营和管理，基本上实现了人、财、物和产、供、销的有机结合，取得了很好的经济效益。我国，近年来各有关企事业单位，虽然计算机硬件都已基本得到普及，但普遍缺乏应有的通用软件，尤其是缺乏专用软件，因此实际应用程度一般都不够，取得的效果和效益也就不大，有待尽提高。

主要研究内容和目标
主要研究内容：

（1）在引进技术、消化吸收基础上，加强对图形支撑技术、网络技术、数据库技术以及多媒体技术等关键技术应用的研究，如研究我国液压气动组件CAD图形符号标准体系；
（2）研究液压气动组件和系统的优化设计专用软件开发技术；
（3）研究液压气动常用标准图库和专用参数化图库的建立。

目标：在我国液压气动计算机应用技术不断发展的基础上，必将迅速地推动我国液压气动新产品的开发和产品结构调整。力争“十五”末，使我国液压气动组件和系列产品的品种规格，在现有基础上增加一倍以上。