管道开孔机采用液压传动特点

带压开孔机采用液压传动特点
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我们常说的带压开孔液压机是以液压传动为主要传动方式。液压传动是指以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动方式。在液体传动中，根据其能量传递形式不同，又分为液力传动和液压传动。液力传动主要是利用液体动能进行能量转换的传动方式，如液力耦合器和液力变矩器。液压传动是利用液体压力能进行能量转换的传动方式。在管道带压开孔工程中的机械基本都采用液压传动技术，可以简化机器的结构，减轻机器质量，减少材料消耗，降低制造成本，减轻劳动强度，提高工作效率和工作的可靠性。

一、液压系统的组成：

一般来说，带压开孔机的液压传动系统主要由以下五个部分来组成动力传递和转换：

1．动力元件

动力元件是把原动机（汽油发动机、电动机等）输入的机械能转换为油液压力能的能量转换装置。其作用是为液压系统提供压力油，动力元件为各种液压泵。

2．执行元件

执行元件是将油液的压力能转换为机械能的能量转换装置。其作用是在压力油的推动下输出力和速度（直线运动），或力矩和转速（回转运动）。这类元件包括各类液压缸和液压马达。

3．控制调节元件

控制调节元件是用来控制或调节液压系统中油液的压力、流量和方向，以保证执行元件完成预期工作的元件。这类元件主要包括各种溢流阀、节流阀以及换向阀等。这些元件的不同组合便形成了不同功能的液压传动系统。

4．辅助元件

辅助元件是指油箱、油管、油管接头、蓄能器、滤油器、压力表、流量表以及各种密封元件等。这些元件分别起散热贮油、输油、连接、蓄能、过滤、测量压力、测量流量和密封等作用，以保证系统正常工作，是液压系统不可缺少的组成部分。

5．工作介质

工作介质在液压传动及控制中起传递运动、动力及信号的作用。T作介质为液压油或其他合成液体。

另外还有一些低压数控的元器件，如步进液压马达等所需要的电子控制属于液压系统的附属系统，在这里就不再详细介绍了。

二、与机械传动比较，带压开孔机在管道开孔工程中，液压传动具有以下主要优点：

(1)由于一般采用油液作为传动介质，因此带压开机的液压元件具有良好的润滑条件；工作液体可以用管路输送到任何位置，允许液压执行元件和液压泵保持一定距离；使用高压胶管输送的液压传动能够很方便地将原动机的旋转运动变为直线运动。这些特点十分适合各种工程机械、采矿设备的需要，其典型应用实例就是煤矿井下使用的单体液压支柱和液压支架。

(2)可以在带压开孔工程施工过程中实现大范围的无级调速，其传动比可高达1:1000，且调速性能不受功率大小的限制。

(3)易于实现载荷控制、速度控制和方向控制，可以进行集中控制、遥控和实现自动控制。

(4)液压传动可以实现无间隙传动，因此传动平稳，操作省力，反应快，并能高速启动和频繁换向。

(5)液压元件都是标准化、系列化和通用化产品，便于设计、制造和推广应用。

三、带压开孔机的组成方式与电动机传动相比，液压传动的主要优点有以下几点：

(1)设备可以制造的质量和体积都很小。这是由于电动机受到磁饱和的限制，其单位面积上的切向力与液压机械所能承受的液压相差数十倍。因此，带压开孔机的功率也大受影响。

(2)运动惯性小，响应速度快。液压马达的力矩惯量比（即驱动力矩与转动惯量之比）较电动机大得多，故其加速性能好。例如，加速一台中等功率的电动机通常需要一秒至几秒钟，而加速同样功率的液压马达只需要0.1s左右。这种良好的动态特性，对液压控制系统更有其重要意义。

(3)带压开孔机低速液压马达的低速稳定性要比电动机好得多，即使电动机采用了齿轮组来降低速度，其可靠性也要打上折扣。

(4)带压开孔机采用液压传动的应用，可以简化机器设备的电气系统。这对于具有爆炸危险的煤矿井及石油、燃气、自来水管道行业有着重要的防爆特性。

液压传动的缺点：

(1)在传动过程中，由于能量需要经过两次转换，存在压力损失、容积损失和机械摩擦损失，因此总效率通常仅为0.75～0.8。

(2)传动系统的工作性能和效率受温度的影响较大，一般的液压传动，在高温或低温环境下工作，存在一定困难。

(3)液体具有一定的可压缩性，配合表面也不可避免地有泄漏存在，因此液压传动无法保证严格的传动比。

(4)工作液体对污染很敏感，污染后的工作液体对液压元件的危害很大，因此液压系统的故障比较难查找，对操作、维修人员的技术水平有较高要求。

(5)液压元件的制造精度、表面粗糙度以及材料的材质和热处理要求都比较高，因而其成本较高。

总的说来，带压开孔设备采用液压传动的优点是主要的，随着生产技术和制造业的发展，这些缺点正在逐步得到克服。如果进一步吸取其他传动方式的优点，如采用电液、气液等联合传动，能够充分发挥其优点。另外现在液压系统也逐渐与低压电控系统相结合，实现了步进的方式，为进一步的产业升级奠定的数控化的基础。

参考文献：

1、  李海金，陈贵清主编；高枫，管丛江，周立元副主编；赵克定主审．液压与气动技术 第3版：北京航空航天出版社，2015.07

2、 李新德编著．液压传动实用技术：中国电力出版社，2015.01

3、 王启广，杨寅威，韩振铎主编．液压传动 第3版：中国矿业大学出版社，2015.05