目前廣泛應(yīng)用的傳達(dá)方式主要有:機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)以及液壓傳動(dòng)。
機(jī)械傳動(dòng)
機(jī)械傳動(dòng)是通過(guò)齒輪、齒條、渦輪、蝸桿、帶、鏈條、杠桿等機(jī)械零件進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng),它是發(fā)展最早且應(yīng)用最普遍的一種傳動(dòng)形式。它具有傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠,操作簡(jiǎn)單,機(jī)構(gòu)直觀易掌握,負(fù)荷變化對(duì)傳動(dòng)比影響小及受環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。但是對(duì)自動(dòng)控制情況,單純靠機(jī)械傳動(dòng)來(lái)完成就顯得結(jié)構(gòu)復(fù)雜而笨重,而且遠(yuǎn)距離操縱困難、操作力大、安裝位置變化的自由度小等缺點(diǎn),因此在許多場(chǎng)合逐步被其它的傳動(dòng)方式所替代。
電氣傳動(dòng)
電氣傳動(dòng)是通過(guò)電來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)和控制的,利用交流電機(jī)來(lái)傳動(dòng),簡(jiǎn)單而且廉價(jià),因此應(yīng)用最廣,也是各種傳動(dòng)的組成部分。但是交流電機(jī)一般難于進(jìn)行無(wú)級(jí)變速,而直流電機(jī)雖可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速,但是直流電源價(jià)格較昂貴。目前晶閘管技術(shù)使交流電機(jī)無(wú)極變速大為簡(jiǎn)化,但是在大功率以及低速大扭矩等場(chǎng)合的應(yīng)用尚需要進(jìn)一步完善。電氣控制,特別是電子計(jì)算機(jī)控制,具有信號(hào)變化以及傳遞方便,遠(yuǎn)距離操縱等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),因此在自動(dòng)化程度要求比較高的場(chǎng)合時(shí)必不可少的。
氣壓傳動(dòng)
氣壓傳動(dòng)以壓縮空氣為傳動(dòng)介質(zhì),可以通過(guò)調(diào)節(jié)氣量很容易地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。同時(shí)有傳遞同時(shí)有傳遞以及變換信號(hào)方便、反應(yīng)快、構(gòu)造簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。而且空氣是取之于空氣的,所以氣源價(jià)格低廉。泄露也可以直接排放入大氣,不會(huì)造成污染。由于空氣粘度小,故管道壓力損失小,流速大,,而且可以高速運(yùn)動(dòng)(例如:超過(guò)100000r/min的高速氣動(dòng)磨頭)。但是氣壓傳動(dòng)的致命弱點(diǎn)是空氣壓縮性大,無(wú)法獲得均勻而穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。此外為減少泄露,提高效率,氣動(dòng)系統(tǒng)的壓力一般不會(huì)太高,一般只有0.7-0.8Mpa左右。因此在大功率場(chǎng)合不能用。
液壓傳動(dòng)
液壓傳動(dòng)是用液體來(lái)作為介質(zhì)傳遞能量的,液壓系統(tǒng)比之上述三種系統(tǒng)有以下優(yōu)勢(shì)。
(1).容易獲得比較大得力或扭矩
液壓傳動(dòng)是利用液體的壓力來(lái)傳遞力或力矩的。液壓泵可以獲得較高的壓力,目前的液壓泵可以達(dá)到35Mpa的壓力。因此液壓缸可以獲得很大的力或力矩。例如一個(gè)30cm的液壓油缸在工作壓力為21Mpa的時(shí)候可以獲得1.48×106 N的推力,因此被廣泛用于需要很大力或力矩的重型機(jī)械上。
(2).功率重量比大
功率重量比是指其輸出功率與其比值。功率重量比較大得設(shè)備既重量和體積比較小而能獲得比較大得功率。例如飛機(jī)上的液壓泵,每KW的重量只有0.209kg,但是電機(jī)每KW的重量卻最高達(dá)到2KG甚至以上,因此液壓多用于需要較大功率卻又對(duì)外形以及重量限制較大的領(lǐng)域。
(3).易于實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)
液壓缸對(duì)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)是最方便的,而電動(dòng)機(jī)則必須通過(guò)齒輪齒條等機(jī)構(gòu)把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
(4).易于實(shí)現(xiàn)較大范圍的無(wú)級(jí)變速
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)流量就可以方便的實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速,而且速比范圍大。例如在用節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量時(shí),其變化量可以從最小的0.02L/min變到100L/min 調(diào)速比可以達(dá)到5000,這個(gè)是其它傳動(dòng)形式無(wú)法比擬的。
(5).傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)
由于液壓流體可以在非常小得流量是仍然很均勻,因此設(shè)備運(yùn)行可以很平穩(wěn),例如機(jī)床中可以實(shí)現(xiàn)1mm/min以下的無(wú)爬行穩(wěn)定進(jìn)給。
(6).可實(shí)現(xiàn)快速而且無(wú)沖擊的變速和換向。
這是由于液壓機(jī)構(gòu)的功率重量比大,所以液壓設(shè)備的慣性小,因此反應(yīng)速度就快。例如
液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)慣量不超過(guò)同功率電動(dòng)機(jī)的10 %,故起動(dòng)中等功率電動(dòng)機(jī)要1~2s,而同功率的液動(dòng)機(jī)械的起動(dòng)時(shí)間不超過(guò)0.ls。故在高速換向頻繁的機(jī)床上(如平面磨床、龍門刨床)采用液壓傳動(dòng)可使換向沖擊大大減少。
(7)與機(jī)械傳動(dòng)相比易于布局和操縱
液壓傳動(dòng)部件由管道相連,故在安裝位置上有很大的自由度,各部件可以安放在我們希望的位置上。例如把泵源放到不影響機(jī)器布局的地方,把操縱機(jī)構(gòu)放在最方便的地方,例如輪船上的操縱機(jī)構(gòu)放在船艙前部的駕駛臺(tái)上,而其舵機(jī)則在船尾,這用機(jī)械傳動(dòng)是難于實(shí)現(xiàn)的,而液壓傳動(dòng)則沒(méi)有困難。
(8) 易于防止過(guò)載事故
在液壓傳動(dòng)中可以方便地用壓力閥來(lái)控制系統(tǒng)的壓力,從而防止過(guò)載,避免事故的發(fā)生,而且可以通過(guò)裝在系統(tǒng)中的壓力計(jì)來(lái)了解各處的工作情況和負(fù)載大小,而在機(jī)械傳動(dòng)中各處的負(fù)載大小就不易觀察。
(9).自動(dòng)潤(rùn)滑、元件壽命較長(zhǎng)
液壓傳動(dòng)中使用的介質(zhì)大都為礦物油,它對(duì)液壓部件產(chǎn)生潤(rùn)滑作用,因此液壓元件有自潤(rùn)滑作用,其壽命就較長(zhǎng)。
(10)易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化 各種液壓系統(tǒng)都是由液壓元件構(gòu)成,因此對(duì)液壓元件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,可大大提高生產(chǎn)效率,降低成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
與其他傳動(dòng)形式比較,液壓傳動(dòng)有以下缺點(diǎn):
(1)易出現(xiàn)泄漏
由于液壓系統(tǒng)的油壓較高,因此液壓油容易通過(guò)密封或間隙產(chǎn)生泄漏,內(nèi)泄漏則降低容積效率,外泄漏則引起液壓介質(zhì)的消耗,同時(shí)又引起環(huán)境污染。
(2)油的粘度隨溫度變化,引起工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定
油液粘度變化則引起阻力變化,故通過(guò)的流量或泄漏量也隨溫度而變化,這就會(huì)引起工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定。
(3)空氣滲入液壓油后會(huì)引起爬行、振動(dòng)、噪聲
空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)后,由于氣體壓縮性大,所以從高壓到低壓或從低壓到高壓時(shí),就產(chǎn)生較大的體積變化而引起振動(dòng)、噪聲和爬行等。
(4)用礦物油作液壓介質(zhì)時(shí),有燃燒危險(xiǎn)應(yīng)注意防火。
(5)礦物油與空氣接觸會(huì)發(fā)生氧化,使油變質(zhì)必須定期換油。
(6)液壓件的零件加工質(zhì)量(幾何精度、表面粗糙度等)要求較高
為了減少泄漏,減少摩擦,所以必須使零件配合間隙要小,因此零件加工的質(zhì)量要求就較高,成本也就提高了。