管道開孔機采用液壓傳動特點

帶壓開孔機采用液壓傳動特點
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我們常說的帶壓開孔液壓機是以液壓傳動為主要傳動方式。液壓傳動是指以液體為工作介質進行能量傳遞和控制的一種傳動方式。在液體傳動中，根據其能量傳遞形式不同，又分為液力傳動和液壓傳動。液力傳動主要是利用液體動能進行能量轉換的傳動方式，如液力耦合器和液力變矩器。液壓傳動是利用液體壓力能進行能量轉換的傳動方式。在管道帶壓開孔工程中的機械基本都采用液壓傳動技術，可以簡化機器的結構，減輕機器質量，減少材料消耗，降低制造成本，減輕勞動強度，提高工作效率和工作的可靠性。

一、液壓系統的組成：

一般來說，帶壓開孔機的液壓傳動系統主要由以下五個部分來組成動力傳遞和轉換：

1．動力元件

動力元件是把原動機（汽油發動機、電動機等）輸入的機械能轉換為油液壓力能的能量轉換裝置。其作用是為液壓系統提供壓力油，動力元件為各種液壓泵。

2．執行元件

執行元件是將油液的壓力能轉換為機械能的能量轉換裝置。其作用是在壓力油的推動下輸出力和速度（直線運動），或力矩和轉速（回轉運動）。這類元件包括各類液壓缸和液壓馬達。

3．控制調節元件

控制調節元件是用來控制或調節液壓系統中油液的壓力、流量和方向，以保證執行元件完成預期工作的元件。這類元件主要包括各種溢流閥、節流閥以及換向閥等。這些元件的不同組合便形成了不同功能的液壓傳動系統。

4．輔助元件

輔助元件是指油箱、油管、油管接頭、蓄能器、濾油器、壓力表、流量表以及各種密封元件等。這些元件分別起散熱貯油、輸油、連接、蓄能、過濾、測量壓力、測量流量和密封等作用，以保證系統正常工作，是液壓系統不可缺少的組成部分。

5．工作介質

工作介質在液壓傳動及控制中起傳遞運動、動力及信號的作用。T作介質為液壓油或其他合成液體。

另外還有一些低壓數控的元器件，如步進液壓馬達等所需要的電子控制屬于液壓系統的附屬系統，在這里就不再詳細介紹了。

二、與機械傳動比較，帶壓開孔機在管道開孔工程中，液壓傳動具有以下主要優點：

(1)由于一般采用油液作為傳動介質，因此帶壓開機的液壓元件具有良好的潤滑條件；工作液體可以用管路輸送到任何位置，允許液壓執行元件和液壓泵保持一定距離；使用高壓膠管輸送的液壓傳動能夠很方便地將原動機的旋轉運動變為直線運動。這些特點十分適合各種工程機械、采礦設備的需要，其典型應用實例就是煤礦井下使用的單體液壓支柱和液壓支架。

(2)可以在帶壓開孔工程施工過程中實現大范圍的無級調速，其傳動比可高達1:1000，且調速性能不受功率大小的限制。

(3)易于實現載荷控制、速度控制和方向控制，可以進行集中控制、遙控和實現自動控制。

(4)液壓傳動可以實現無間隙傳動，因此傳動平穩，操作省力，反應快，并能高速啟動和頻繁換向。

(5)液壓元件都是標準化、系列化和通用化產品，便于設計、制造和推廣應用。

三、帶壓開孔機的組成方式與電動機傳動相比，液壓傳動的主要優點有以下幾點：

(1)設備可以制造的質量和體積都很小。這是由于電動機受到磁飽和的限制，其單位面積上的切向力與液壓機械所能承受的液壓相差數十倍。因此，帶壓開孔機的功率也大受影響。

(2)運動慣性小，響應速度快。液壓馬達的力矩慣量比（即驅動力矩與轉動慣量之比）較電動機大得多，故其加速性能好。例如，加速一臺中等功率的電動機通常需要一秒至幾秒鐘，而加速同樣功率的液壓馬達只需要0.1s左右。這種良好的動態特性，對液壓控制系統更有其重要意義。

(3)帶壓開孔機低速液壓馬達的低速穩定性要比電動機好得多，即使電動機采用了齒輪組來降低速度，其可靠性也要打上折扣。

(4)帶壓開孔機采用液壓傳動的應用，可以簡化機器設備的電氣系統。這對于具有爆炸危險的煤礦井及石油、燃氣、自來水管道行業有著重要的防爆特性。

液壓傳動的缺點：

(1)在傳動過程中，由于能量需要經過兩次轉換，存在壓力損失、容積損失和機械摩擦損失，因此總效率通常僅為0.75～0.8。

(2)傳動系統的工作性能和效率受溫度的影響較大，一般的液壓傳動，在高溫或低溫環境下工作，存在一定困難。

(3)液體具有一定的可壓縮性，配合表面也不可避免地有泄漏存在，因此液壓傳動無法保證嚴格的傳動比。

(4)工作液體對污染很敏感，污染后的工作液體對液壓元件的危害很大，因此液壓系統的故障比較難查找，對操作、維修人員的技術水平有較高要求。

(5)液壓元件的制造精度、表面粗糙度以及材料的材質和熱處理要求都比較高，因而其成本較高。

總的說來，帶壓開孔設備采用液壓傳動的優點是主要的，隨著生產技術和制造業的發展，這些缺點正在逐步得到克服。如果進一步吸取其他傳動方式的優點，如采用電液、氣液等聯合傳動，能夠充分發揮其優點。另外現在液壓系統也逐漸與低壓電控系統相結合，實現了步進的方式，為進一步的產業升級奠定的數控化的基礎。

參考文獻：

1、  李海金，陳貴清主編；高楓，管叢江，周立元副主編；趙克定主審．液壓與氣動技術 第3版：北京航空航天出版社，2015.07

2、 李新德編著．液壓傳動實用技術：中國電力出版社，2015.01

3、 王啟廣，楊寅威，韓振鐸主編．液壓傳動 第3版：中國礦業大學出版社，2015.05