液壓傳動(dòng)是一種以液體作為動(dòng)力傳遞介質(zhì),通過(guò)液壓元件轉換液壓能為機械能的傳動(dòng)方式。液壓傳動(dòng)的發(fā)展歷史可以追溯到17世紀,但其應用范圍和技術(shù)水平的飛速發(fā)展始于20世紀。
17世紀,英國科學(xué)家羅伯特·博義發(fā)明了第一個(gè)液壓設備——水壓鐘。19世紀,法國工程師約瑟夫·布拉莫和英國工程師威廉·喬治·阿姆斯特朗分別發(fā)明了液壓起重機和水力壓力機。20世紀20年代,美國工程師威廉·奧伯林發(fā)明了可控液壓元件,實(shí)現了液壓傳動(dòng)的自動(dòng)化控制。
20世紀30年代,德國工程師漢斯·德魯克(Hans Druck)發(fā)明了液壓放大器,大大提高了液壓系統的功率輸出。20世紀50年代,瑞典工程師英格馬·蘭德克維斯特發(fā)明了液壓控制閥和壓力補償裝置,實(shí)現了更加精準的液壓控制。
20世紀60年代,液壓傳動(dòng)逐漸應用于重型機械領(lǐng)域,如挖掘機、起重機等。20世紀70年代,隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展,液壓傳動(dòng)得到了廣泛應用,如機床、塑料機械、冶金設備等。
21世紀:隨著(zhù)高科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,液壓傳動(dòng)正在向著(zhù)高效、環(huán)保、節能等方向發(fā)展,如液壓混合動(dòng)力汽車(chē)、智能液壓系統等。
液壓傳動(dòng)最早在農業(yè)機械上的應用可以追溯到20世紀20年代初期。當時(shí),美國的約瑟夫·戴維德·波索克(Joseph David Bowsack)發(fā)明了第一臺帶有液壓傳動(dòng)的玉米收割機。這臺收割機采用液壓傳動(dòng)控制刀具的上下移動(dòng),可以實(shí)現快速調節和操作。
之后,液壓傳動(dòng)逐漸應用于其他農業(yè)機械上,如聯(lián)合收割機、拖拉機等。液壓傳動(dòng)的應用使農業(yè)機械的操作更加便捷、高效,提高了農業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。同時(shí),液壓傳動(dòng)的應用也促進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng )新,為液壓技術(shù)在其他領(lǐng)域的應用奠定了基礎。
今天,液壓傳動(dòng)已經(jīng)成為農業(yè)機械的主要傳動(dòng)方式之一,涵蓋了種植、收割、加工等各個(gè)環(huán)節。液壓技術(shù)的不斷發(fā)展和應用,為農業(yè)機械的現代化和智能化提供了更加廣闊的空間和前景。
液壓系統一般由以下元件組成:
液壓液體:液壓液體是液壓系統中的動(dòng)力傳遞介質(zhì),通常使用液壓油。液壓油應具有高溫穩定性、低粘度、良好的防腐蝕性能和良好的密封性能。
液壓泵:液壓泵是液壓系統中的主要動(dòng)力源,其作用是將機械能轉換成液壓能,并將液壓液體壓入系統中,提供動(dòng)力源。
液壓閥門(mén):液壓閥門(mén)是液壓系統中的重要元件,用于控制液壓液體的流量和壓力,實(shí)現各種運動(dòng)和控制。
液壓缸和液壓馬達:液壓缸和液壓馬達是液壓系統中的執行元件,用于轉換液壓能為機械能,實(shí)現物體的移動(dòng)、提升、推拉等運動(dòng)。
液壓油箱:液壓油箱是液壓系統中的儲油器,用于儲存液壓油,以及對液壓油進(jìn)行冷卻和過(guò)濾。
液壓管路和接頭:液壓管路和接頭是將液壓元件連接起來(lái)的管路和接頭,它們必須具有足夠的強度和密封性,以承受高壓液壓油的流動(dòng)。
液壓系統的具體結構和元件配置因應用需求而異。例如,對于農業(yè)機械來(lái)說(shuō),液壓系統的元件結構相對復雜,包括多路換向閥、增壓閥、緩沖閥、先導閥等;而對于汽車(chē)制動(dòng)系統來(lái)說(shuō),液壓系統的元件相對簡(jiǎn)單,只需要液壓泵、液壓缸、液壓油箱和管路接頭等。
液壓系統根據系統中液體的循環(huán)方式,一般可分為閉式液壓系統和開(kāi)式液壓系統兩種類(lèi)型。
閉式液壓系統是指系統中的液體在循環(huán)時(shí)是閉合的,即液體從液壓泵進(jìn)入液壓缸(或液壓馬達)后,再通過(guò)液壓閥回到液壓泵,形成一個(gè)閉合的液路。在閉式液壓系統中,系統的壓力和流量可以通過(guò)液壓泵和液壓閥來(lái)控制和調節,系統的動(dòng)作比較平穩,具有較高的控制精度和能量利用率。閉式液壓系統的缺點(diǎn)是系統的設計和維護較為復雜,成本也比開(kāi)式液壓系統高。
開(kāi)式液壓系統是指系統中的液體循環(huán)是開(kāi)放的,即系統中的液體從液壓泵進(jìn)入液壓缸(或液壓馬達)后,流回油箱而不是回到液壓泵。在開(kāi)式液壓系統中,系統的壓力和流量受到液壓泵的輸出和負載的影響,控制精度和能量利用率較低,但系統的設計和維護較為簡(jiǎn)單,成本較低,因此在一些較為簡(jiǎn)單的機械設備中,開(kāi)式液壓系統比較常見(jiàn)。
總的來(lái)說(shuō),閉式液壓系統具有高效、精確的控制特性,適用于高性能、高精度的液壓控制系統;開(kāi)式液壓系統則更為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟,適用于一些不要求過(guò)高控制精度的場(chǎng)合。
聯(lián)合收割機的HST(液壓傳動(dòng)系統)一般采用的是閉式液壓系統。閉式液壓系統具有高效、精確的控制特性,適用于高性能、高精度的液壓控制系統,這與聯(lián)合收割機需要精準控制前進(jìn)速度、切割刀和輸送器等機構的運動(dòng)相符合。另外,聯(lián)合收割機作業(yè)環(huán)境復雜,需要更高的可靠性和耐用性,閉式液壓系統相對于開(kāi)式液壓系統而言,更加穩定、耐用,能夠更好地適應復雜的工作環(huán)境和高強度的工作條件。因此,聯(lián)合收割機的HST一般采用閉式液壓系統。
隨著(zhù)現代化農業(yè)的發(fā)展,液壓技術(shù)在農業(yè)機械中的應用也在不斷發(fā)展。以下是農業(yè)機械液壓應用發(fā)展的一些趨勢:
智能化:隨著(zhù)信息技術(shù)的發(fā)展和普及,智能化農業(yè)機械將成為發(fā)展趨勢。液壓系統在智能化農業(yè)機械中扮演著(zhù)重要角色,可以實(shí)現多種功能,如傳感器監測、自動(dòng)調節、遠程控制等。
節能減排:在液壓系統中使用高效的液壓元件,如高效泵、電液伺服閥等,可以實(shí)現液壓系統的節能減排,降低農業(yè)機械的能耗和排放,提高農業(yè)生產(chǎn)的可持續性。
一體化設計:液壓系統的一體化設計可以減少液壓管路和接頭數量,降低液壓系統的泄漏風(fēng)險和維護成本,提高農業(yè)機械的可靠性和安全性。
輕量化:隨著(zhù)材料技術(shù)的發(fā)展,新材料的應用可以實(shí)現液壓元件的輕量化,降低農業(yè)機械的整體重量,提高機械的操控性和機動(dòng)性。
集成化:液壓系統與其他機械系統的集成化將成為趨勢。例如,在拖拉機中,液壓系統可以與電氣系統、變速器系統等進(jìn)行集成,實(shí)現更加智能化和高效的農業(yè)生產(chǎn)。
總之,隨著(zhù)農業(yè)機械液壓應用的不斷發(fā)展和創(chuàng )新,液壓技術(shù)將在農業(yè)機械領(lǐng)域中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。