2023年液压系统和气压系统外文文献翻译中英文翻译.docx

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1、H y drau 1 ic sy s tem and Peum a tic Sy s t emHui-xiong wan1 Jun Fa n 2A b s tra c t:H yd r a u li c sy s tem is wi d e ly us e d in indu s t r y, such as stamping, g r i nd i ng of st e e I t y p ework and g en e ralProce ss i ng in d ustries, agric u 1 tu r e, min i ng,s P ace techn o log y ,deep

2、 s e a exploration, tra n sp o rtati o n , mar i ne technology, off s h o re ga s a n d o i 1 e x pl o rati o n in d ust r i es, i n s h o r t, Few pcopl e i n their da i ly live s do not g et c e rt a in b e nefits from the hydraul i c t e ch n ology. S uc c e ss f ul and widely u s cdin the hy d r

3、 a u liesystems secret 1 i es i n its versatili t y and ease of ma n eu v erability.Hydra u li c pow e r t ra n sm i ss i on mec han ical sy s t erns as being not like the m a chine geometr y c o n s traints, In a ddit i on, t h e hydra u lie syst e m d o e s not like the el e ctric a 1 s ystem, a s

4、 c onstrain e d by th e ph y s ic a 1 pr o perties o f materials, i t p a s s ed a Im o s t no am o un t of power con s trai n is.Keywor d s: Hydr a u 1 i c system, Pre ssur e syst em, Flui dThe history ofhydraulicpower is a 1ong one,datingf r om mansp r e h i storice f f or tst ohamess th e e n er

5、g y in the wo rIdar ound him. T h eo n 1y sourcer eadily a v a ilablewe r e the waterandth e win d-two f r ee a nd m ov i ngs tre a ms.The wat e rmill, t h e firsth y dr a u 1ic mo t o r , wasanearlyinvention. On e i s pictured ona mosat ic at the G r catPa1 a ce in Byz antium, da t ing f r omthe ea

6、r 1 yfifth c e ntur y.The m i11ha d b e en b uilt b y theRo ma ns.But the firstrecor d of a w a t e rmill g o es bac k even fu r ther, t o aroun d 1OOBC,erat e oil is many tim e s g r eater th a n that required t o a c c e lera te an equal v o 1 ume o fai r. L i quids also exhib i t g reate r vi s c

7、 o sity tha ndo gas e s . T h i s res u 1 ts in 1 a rger fr i cti o na 1pre ssure and powe rloss e s. Ais o ,sincehydraulic s y stems use a f 1uid f orei g n t o t he atmo s p h ere, theyrequ ire sp e ci a 1 r e se r vo i r sand no 1 ea k system de s i g ns. Pne u matic s y st e m use ai r whi c h i

8、 s exh auste d d i rec t ly back i nto the s u r r oun d ing e nviro n m ent. Generally spea k ing, pn e u mati c s ys t ems are less exp e n s i ve t han hydraul i c systems.H o wever, b ec a us e of the c ompressibil i ty o f a ir, it is i mpos s ible t o obtain pre c i se controlled actuate r vel

9、ocit i e s with p neumati c s y stems. A 1 so, pr e cis e po s itio n i n g contro 1 i s not obt a inable. Whi 1 e pneumatics pressu r es are qu i t e low due to c o mpresso r d e sign 1 im i t ation s (1 e ss th a n 250 psi), h y d r a ul i c press u res can b e as high a s 1 0 0 00 psi. T h us, h

10、y d raulics can b e high-power s ystems, wh e r e a s pneuma t i cs are con f i n ed to 1 o w-power ap p lications. I n d u s t r ial applications of pne u mat i c s s y stems a re gr o w i ng a t a rap i d pa c e . Typ i cal e x a m p 1 es i n c 1 u d e s t a mp i ng, d rilling, hoist, pu n ch i ng

11、, c 1 am p in g , ass emb 1 i ng, r i v eting, materials h andling, an d 1 o g ic co n t r o Hing op e rations.液压系统和气压系统万辉雄:范军2摘要:液压系统在工业中应用广泛，例如冲压、钢类工件的磨削及一般加工 业、农业、矿业、航天技术、深海勘探、运送、海洋技术,近海天然气和石油勘 探等行业，简而言之，在平常生活中很少有人不从液压技术得到某些益处。液压 系统成功而乂广泛使用的秘密在于它的通用性和易操作性。液压动力传递不会像 机械系统那样受到机器几何形体的制约，此外，液压系统不会像电气系

12、统那样受 到材料物理性能的制约，它对传递功率几乎没有量的限制。关键词：液压系统，气压系统，流体流体和液压系统水力的历史由来已久，始于人类为运用它周边的能源面做出的努力。容易运 用的能源就是水和风一一两种自由的流动流体。第一台液力装置水车是最早的发明。从15世纪初期,水车图画就出现在大宫 殿的马赛克上。磨粉机由罗马人发明，而水磨机的历史更早,可以追溯到大约公元 前12 0 23o当一些上进的农场主厌恶由手工冲击、研磨谷物时，谷物的家庭养 殖已开始5000数年。也许，真正的发明家是那些农场主的妻子，由于她们经常要 干重的农活。流体是可以流动的物体,与就是说，构成物质的粒子可以连续地改变它们之 间的

13、相对位置，并且，它提供流体层间流动非连续的阻力。这意味着流体在静止 时,在其内部没有剪切力（作用表面切向方向的受力）存在。流体可以分为牛顿流体或非牛顿流体。在牛顿流体中，流体层间作用的剪切 力和角度变形总量的大小成线性关系。在非牛顿流体中，流体层间作用的剪切力 和角度变形总量的大小成非线性关系。流体的流动可按多种方式分类,如定常或非定常流、有旋流或无旋流、可压 缩或不可压缩流以及黏性流或无黏性流。所有的液压系统遵守与帕斯卡定律，命名是由帕斯卡而来的，是他发明了此 定律。这条定律指出在密封容积内压缩的液体一一例如圆柱筒或管子一一在容积 的各个不同面上作用着相等的力。在实际液压系统中，帕斯卡定律是

14、解释从系统中获得的各种结果的基础。因 此，泵使液体在系统中流动，泵的进口连接液流源，经常叫油槽或油箱。作用在 油箱液面上的气压使流体进入油泵。当油泵工作是，在适当的压力作用下，油泵 迫使流体从油箱流动到出口。由油泵泵出的压缩液体通过各种阀门来控制。在大多数液压系统中采用3 种控制功能：（1）液体压力的控制（2）液体流速的控制（3 ）液体流动方向的 控制当处在下列几种情况时，液压驱动被优先使用，（1）对于链传动和皮带传动 来说,功率的传递位置太远：（2）低速高转矩的场合（3）很紧凑的结构（4）规定传 动平稳、避免振动的场合（5）速度和方向容易调节的场合（6）输出速度无级可 调的情况。由电气驱动的

15、油泵供有传递能量的油量，并可传递给液压电动机或油缸,从 而将液压能转换成机械能。通过阀门控制油的流动，压力油流产生线性的或旋转 的机械运动。油流的动能相对比较低，因此有时采用静压传动。液压电动机和液 压油缸之间几乎不存在构造上的不同。任一油泵可以被用作液压电动机。在任一 时间里的油流量可以通过调节阀门或采用变量泵来改变。液压传动运用到机床的运营中绝不是新的，虽说现在的大规模采用出现不 久。现代油泵的发展促进了这类机床的增多。机床的液压驱动具有许多优点。其中一个是液压驱动在广泛的范围内提供无 限变化的速度。此外,它们能像改变速度同样容易来改变驱动的方向。像许多其 他类型的机床同样，许多复杂的机械

16、装置可以被简朴化或者由于液压驱动的使用 完全取消。液压驱动的另一个优点是它的柔性和缓冲性。除了运营平稳外，还发现了许 多改善,如工件表面光洁度的改善,在不损坏刀具的前提下能加大刀具的负荷，并 能在刃磨刀具的情况下工作更长时间。液压与气压系统仅有以下三种基本方法传递动力：电气、机械和物流。大多数应用系统事实 上是将三种方法组合起来而得到最有效的最全面的系统。为了合理地拟定采用哪 些方法，重要的是了解各种方法的显著特性。例如液压系统在长距离上比机械系 统更能经济地传递动力。然而液压系统与电气相比，传递动力的距离较短。液压动力传递系统涉及电动机、调节装置和压力和流量控制，总的来说，该 系统涉及：泵:

17、将原动机的能力转换成作用在执行部件上的液压能。阀：控制泵 产生流体的运动方向、产生的功率的大小，以及到达执行部件液体的流量。功率 大小取决于对流量和压力大小的控制。执行部件:将液压能转换成可用的机械能。介质即油液：可进行无压缩传递和控制，同时可以润滑部件，使阀体密封和 系统冷却。联接件：联接各个系统部件，为压力流体提供功率传输通路，将液体返回油 箱。油液储存和调节装置：用来保证提供足够质量和数量并冷却的液体。液压系统在工业中应用广泛，例如冲压、钢类工件的磨削及一般加工业、农 业、矿业、航天技术、深海勘探、运送、海洋技术，近海天然气和石油勘探等行 业，简而言之,在平常生活中很少有人不从液压技术得

18、到某些益处。液压系统成功而又广泛使用的秘密在于它的通用性和易操作性。液压动力传 递不会像机械系统那样受到机器几何形体的制约，此外，液压系统不会像电气系 统那样受到材料物理性能的制约，它对传递功率几乎没有量的限制。例如，一个 电磁体的性能受到钢的磁炮和极限的限制，相反,液压系统的功率仅仅受材料强 度的限制。公司为了提高生产率将越来越依靠自动化，这涉及远程和直接控制生产操 作、加工过程和材料解决等。液压动力之所以成为自动化的重要组成部分，是由 于有如下重要的四种优点：1 .控制方便精确通过操作一个简朴的操纵杆和按钮，液压系统的操作者便能立即起动、停止、加减速和能提供任意功率、位置精确为万分之一英寸

19、 的位置控制力。2 .增力一个液压系统（没有使用笨重的齿轮、滑轮和杠杆）能简朴有效地将 不到一盎司的力放到长生儿百吨力的输出。3 .恒力或横扭矩只有液压系统能提供不到速度变化而变化的恒力或横扭 矩,它可以驱动对象从每小时移动几英寸到每分钟几百英寸，从每小时几转到每 分钟几千转。4 .简朴、安全、经济总的来说，液压系统比机械或电气系统使用更少的运 动部件，因此，它们运营与维护简朴。它使得系统结构紧凑，安全可靠。例如一种 用于车辆上的新型动力转向控制装置已淘汰其他类型的转向动力装置，该转向部 件中包具有人力操纵方向控制阀和分派器。由于转向部件是全液压的，没有万向 节、轴承、减速齿轮等机械连接，这使

20、得系统简朴紧凑。此外，只需输入很小的扭矩就能产生满足及恶劣工作条件所需的控制力，这 对于因操作空间限制而需要很小方向盘的场合很重要，这也是减轻司机疲劳度所 必需的。液压系统的其他优点涉及双向运动、过载保护和无级变速控制,在已有的任 何动力系统中液压系统具有最大的单位质量功率比。尽管液压系统具有如此高性能，但它不是可以解决所有动力传递问题的灵丹 妙药。液压系统也有些缺陷，液压油又污染，比且泄流不也许完全避免，此外假 如油液渗漏发生在灼热设备附近，大多数液压油能引起火灾。气压系统气压系统是用压力气体传递和控制动力，正如名称所表白的那样，气压系统 通常用空气（不用其他气体）作为楼梯介质，由于空气是安

21、全、成本低而又随处 可得的流体,在系统部件中产生电弧又也许点燃泄漏物的场合下（使用空气作为 介质）特别安全。在气压系统中，压缩机用来压缩并提供所需的孔子。压缩机一般又活塞式、 叶片式和螺旋式等类型。压缩机基本上是根据抱负气体法则，通过减小气体体积 来增长气体压力的。气压系统通常考虑采用大的中央空气压缩机作为一个无限量 的气源，这类似于电力系统中只要将插头插入插座便可或得电能。用这种方法， 压力气体可以从气源输送到整个工厂的各个角落，压力气体可通过空气滤清器出 去污物,这些污物也许会损坏气动组件的精密配合部件如阀和气缸等，随后输送 到各个回路中，接着空气流经减压阀以减少气压值适合某一回路使用。由

22、于空气 不是好的润滑剂（涉及20%的氧气），气压系统需要一个油雾器将细小的油雾注射 到通过减压阀减压的空气中，这有助于减少气动组件精密配合运动件的磨损。由于来自大气的空气具有不同数量的水分，这些水分是有害的，它可以带走 润滑剂引起过度磨损和腐蚀，因此,在一些试用场合中，要用空气干燥器来除去这 些有害的水分。由于气压系统直接向大气排气,会产生大噪声，因此可在气阀和执 行组件排气口安装消声器来减少噪声，以防止操作人员因接触噪声及高速空气粒 子又也许引发的伤害。用气动系统代替液压系统有以下几条理由：液体的惯性远比气体大，因此，在 液压系统中，当执行组件加速减速和阀忽然启动关闭时，油液的质量便是一个潜

23、 在的问题,根据牛顿运动定律（力等于质量乘以加速度），产生加速运动油液所需 的力要比加速同等体积空气所需的力高出许多倍。液体比气体具有更大的粘性， 这会由于内摩擦而引起更大的压力和功率损失：此外，由于液压系统使用的液体 要与大气隔绝，故它们需要特殊的油箱和无泄露系统设计。气压系统使用可以直 接排到周边环境中的空气，一般来说气压系统没有液体系统昂贵。然而，由于空气的可压缩性，使得气压系统执行组件不也许得到精确的速度 控制和位置控制。气压系统由于压缩机局限，其系统压力相称低（低于2 50Ps i ）, 而液压力可达1 OOOOpsi之高，因此液压系统可以是大功率系统,而气动系统仅 用于小功率系统，

24、典型例子有冲压、钻孔、提高、冲孔、夹紧、组装、钾接、材 料解决和逻辑控制操作等。n d the origins may i n deed h a ve be e n muc h e a r li e r. The domestic a tion of gr a in began some 5 00 0 ye a rs before and s o me e n t erprising farmer i s bo u n d to hav e become tir e d of p ou n din g or g r i n ding the g r a inby h and. Perh a p

25、s, in fa c t, the i nventor were som e fa r me rs wi v e s . S inc e th e ofte n drew the heav y job s .Fluid is a su b stan c e whic h m a y flo w; that is, its c o nsti t uent par t i c les may co n tinuously cha n ge t h eir posi t i o n s rel a live to o n e a n o t her. Mor e o v er, i t offe r

26、 s no lasting resi s tance t o the dis p la c eme n t , h o we v er gre a t, o f one I a yer o v er anoth e r. T h i s m e a n s that, i f the f 1 uid is at r est, no sh e a r for c e ( t ha t is a force tan g en t ia 1 t o t h e s u r face o n whi ch it a cts) can exist i n i t.Flu i d may be c las

27、sifie d a s N e wto n i a n or n o n-Newton i an. In N e wtonia n fluid (her e is a lin e ar re 1 a t ion b el w e e n the ma g nit u de o f app 1 i ed shear str e s ses and the res u 1 ti n g rat e of angular def ormation. I n non-N e wton i a n fluid t h ere is a no n 1 i n e ar re 1 a tion betwee

28、 n the ma g nitude of app 1 ied s hear s t r es s a n d t h e rate o f a n g u lar deforma t i on.The f low of fluid s may b e c 1 as s if i e d in m a ny ways, su c h a sste a d y o r non st eady, rotati o nal o r ir rotationa 1 ,c omp re ssible or in c om p r e ss i b 1 e,and vise o us or novi s c

29、ou s .Allhydra ulic syst e m sdepe n d on P a sea 1 s1 aw, s uch asstea dy or pi peexerts equal fore e on a 11 of the surf a ceso f the c o nt ainer .I n ac t ua 1 h y d raulic systems, P a s c aPs law define s the bas i s of re s u Its w h i ch are obt a ined f rom t h e syst em. Thu s , a pumpmo v

30、 es t h e 1 i qu i d in th e s y s tem. The in t ake o f t he p ump is c onnect e d to a liqu id sour c e,usually c all e d the tank or re servoi r. Atm o sp h eri cpre s sure,p ress i ng on the li q uid i n t h ereser voir, f orces theliquid int o th e p u m p . Wh en the pump operate s, it fo r c

31、e s 1 i qu i df rom thetank in to th e discharge pip eata suitable pres s ure.The flow of the pre s su r ized li q u i d dischar g ed by t h e pum p is con trolled by v a 1 v es. T h r ee control f u nc t i o ns are us e d in m os t h ydra u lie systems: (1) c o n t rol of the liq u id p r e s s ure

32、, (2)c o ntrol of the liquid flow rate, and (3) con t rol of t he d i re c t i on o f fl o w of the 1 iquid.H ydr a u 1 i c d r iv esare usedin p r ef e rence to mechan i c alsystems when(l) p o wersi s to b etrans mitt e d between p oi n t toofa r a part for cha i n s o r b elts; (2) h i gh t o rqu

33、e a t low s p eed in required; ( 3 ) a ve r y compa c t u n i t is n e e de d ; (4) a smoo t h transmission, f re e of vibration, i sr e q u i red;(5) e a sy con trol ofspe e d and dir e cti o ni sn e ces sa ry; and (6) outp utsp eedisv a r i e d s tepl e s sly.Fig. 1 gives a dia g ramm a t i c pr e

34、 sentation of th e c ompone n t s of a hydrau 1 ic instal 1 ation. E lectrically dri v cn o i 1 pre s su r e pum p s e sta b lish an oilflowfo r e n erg y tr a ns m i s s i o n, w h i ch is fe d to hyd r aulic motor s or hydr a u lie c ylind e rs, converti n g it into mech a nical energy. The c ontr

35、o 1 of t h e o il flow is by me a n s of v a I v es. The p r essuriz e d o i 1 flo w p r odu c es li n ear or r ot a r y me c hanical mot ion. The k i n e tic energy of t he o i 1 flow is comparatively low, an d theref o re th e term h y d ro s t a tic dr i v e r is some t imes used. Th e re is li t

36、 tl e cons t ru c t i o nal diffe r en c e betwee n h yd r aul i c mot o rs and pumps. Any pump may b e used a s a mot o r. The q u a nt i ty of oil f 1 o w ing at an y given t i me may b e v a rie d by means of regul a ting v alves ( as show n i n F i g.7.1) or th e us e o f v a r i able- d eliv e

37、ry pum p s.The appl i cationof hydr aulic power to t h e operatio n o fmachine tool sis bynomea n sn ew, t houg h its adoption o n sucha wide s c al ea se xi s t sat pre s ent i s compar a ti v e ly recen t .It w a sin fa c t ind e ve1 opm e nt o f t he modern self -contai n e d pumpunit thatstimula

38、ted the g r o wth o f th i s form o f mach i n e too 1 ope r a tion.Hyd r a ulic ma c hine to o 1 drive o f f e rs a g reat many advant a ges. One o f th e m is t h at i t can giv e i nfinitel y -vari a b le s pee d c o nt r o 1 over w ide r a n ge s . In a d d iti o n , t hey can chan g e t h e dir

39、 e c tion of d r ive a s eas i 1 y as the y can v ary t h e spee d . As in many oth e r typ e s of m a chi n e , m a n y c o m p lex me c hanical 1 i nka g es c a n be simpli f i e d or e v e n wh o 1 ly elimi n ated b y t he use o f h y d rau 1 ic s .The fl e x i bi 1 ity and res i lienee of hydrau

40、lic povve r i s a nother g r e a t virt u e o f th i s fo r m o f dr i ve. A par t from t h e s moo t h ness of ope ratio n t hu s obta i n cd, a gr e at im p r ovement is us u ally found in t he s urface fin i s h o n the w o rk and t h e tool can make hea v i e r cut s without d e trim ent a nd wi

41、ll last con siderab 1 y lo n ge r w i th o ut regr i n d i ng.II y dra u lie and pneuma t ic syst e mTh e re are o nly three bas i c methods o f t r ansm i tt i ng power: e 1 ectri c al, me c han i cal,and fluid power.M o st a p plicat i ons a c tualiy use a c om b ination o f the t h ree meth o ds

42、to o b tai n the mo s t e f f i cient o verall system. To p r o pe r 1 y d e termi ne wh i ch p rinciple meth o d to use,i t is imp o rtant to k no w the sali e n t f e atur e s o f each ty p e . For examp 1 e , fluid s yst e ms can transm i t powe r more economi c ally o v er grea ter distances th

43、a n can mech a nic a 1 t ype s . H o wever, f luid syst e ms a r e restricted t o shor t er dis t anc e s than are e 1 e ct r ic a 1 s y s terns.H y dr a ulic powe r transmiss i on s yslem are cone e r ne d with th e g e ne r atio n , mode 1 ati o n, and contro 1 of pr essu re an d flow,and i n g en

44、 e ra 1 sue h s y stems incl u d e:1. P u mps which convert a v a i lab 1 e p ower fr o m the prime mover to h y d r a u 1 ic powe r at the actuat o r.2. V a Iv e s w h ich c o n t ro 1 t h e di r ect i on of pump-flow, t h e leve 1 o f p o wer pr o d u c ed, an d the amou n t o f fluid- f lo w to t

45、 he a c t u ato r s. T h e p o w e r level i s determ i ned by co n trolli n g both the f 1 ow a n d p r essure leve 1 .3. A c teat o rs wh i ch co n v e rt hy d t aulic power to usab 1 e mech a nical power output a t th e point requir e d.4. The me d ium, which is a 1 i q u id, p r ovid e s rigid t

46、 r an s mis s ion and c on t rol a s well as 1 u br i c a t ion of c o mp o n ts, s e aling in valves, and cool i ng of the s ystem.5. Con n c e t o i s w hi c h linkthev ar ious s y s t emcomponents, provide power c o ndu c tor s forthef 1 uid u n d er press u re ,an d flu i d flow ret u r n to t a

47、 nk (re servoir).6. Fluid s t orage and c o nditioning equipmentw h ich e n s u re sufficient qu a li t y and quant i t y as w e 11 as c o oling of th e fluid.Hydraulic sy s terns are used in indu s tr i al ap p 1 ic a tions such ass t amp i ng pre s ses, stee 1 m i Ils, and ge n eral man ufacturin

48、g , a g ricultu r a 1 ma c hines,m i n ing ind u str y ,av i at i on, s p a c e tec hn olog y , deep-sea explorat io n, tr a n s porti on , marine tech n ology, andof f sh o re gas and p e tro1 eume x p 1 o ration.In s h ort, very few peopleget thr o ugh a clay of the i rliv e s wi t houtsom e ho w

49、be n efiling f ro m th e t e c h n ology of hydr a u 1 i cks.The secret o f hyd r a u I i c s y stem, s s u c c e s s and w ides p read use i s i t s v e rs a t i 1 ity and m a n a ge ability.Flui d powerisn o th inde red by the g e omet r y of t h e m a chin e asi s t h e cas ei nmechan i cal s y st e m s . Al s o , pow e r ca nb etransmitted i nal mo s tlimitless q u ant i t i e s because f luid sy s tem sar en o t so