试论工程机械中的超高压液压技术

摘 要：我国科技进步较快，工程机械中液压技术也得到了广泛应用和快速发展，液压的传动力量大，与传统技术相比具有很多优点，本文首先对几种传统传动技术进行分析和对比，并针对超高压液压技术开展深入探讨。

关键词：超高压液压 工程机械 技术 落后

中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0100-01

目前无论是建设桥梁、房屋或是修路等都不能脱离工程机械，工程机械中液压技术的使用十分广泛，液压传动力量很大，而且配置和传递也比较容易，所以得到广泛的应用，超高压液压技术对耐久性、密封性等都具有很高的要求，本文会针对超高压液压技术的特点展开讨论。

1 工程机械传统传动技术

液压技术尤其是超高压液压技术在如今的工程机械领域中得到了广泛应用，液压由于传动力量大而经常用于传动控制。传统的传动控制方式比较落后，而且存在较多的缺陷，下面对几种传统技术进行对比和分析。机械传动技术：主要利用齿条、齿轮、链条和带等原件对力进行传递并控制，主要的优势就是传动精准、可靠性高、操作也非常简单、制作工艺、效率高且便于维护，但也存在缺点即远距离传动难度大、无极调速不方便且机构繁杂；电力传动技术：通过电力设施以及电参数的调整对力进行传递和控制，优势是能量、信号的传递速度快且便捷，自动化的实现比较容易，但平稳性较差、容易受到负载和外在环境的较大影响，还具有较大惯性；气压传动技术：能量传递的介质以及能量的控制是依靠压缩空气来完成，优势有很多如较低的成本、无极调速容易达成、简单的结构、反映灵敏、损失小，还具有防爆防火的性能，能适应多样化、多变化的环境，但最大的缺点就是工作压力低且受到负载变化的较大影响；液压传动技术（常压）：能力传递和控制是通过液体来实现的，具有惯性小、制动快、功率大，容易实现标准化、自动化和系列化等优点，但是工作效率偏低、容易出现泄漏、元件造价高且对精度高，而且对工作温度有较高要求，同样远距离传输也不适用，如果出现故障很难监测到。

2 工程机械中的超高压液压技术探讨

2.1 超高压液压技术流量很小

工程机械中的超高压液压技术主要发挥的优势就是超高压液压压力，由于超高压液压技术的液压压力极高，所以当利用超高压液压技术的工程机械在以固定功率运转时，产生的流量非常小，目前超高压液压技术的工程机械流量每分钟在1 L左右。因此，在很高的液压压力和非常小的流量下工作是该技术能够快速发展的主要特点。

2.2 超高压液压技术对密封十分严格

超高压液压技术对元件及所有环节的密封都有很高的要求，如果不能达到要求很容易被击穿。利用超高压液压技术需要在短期内升压，这个过程会释放大量热量，会使所有密封部位和环节都迅速升高温度，所以密封也要重视耐热性能。超高压液压技术之所以对密封要求十分严格原因有两点：第一，在同等间隙的环境下超高压泄漏量要比常压泄漏量高达几倍到几十倍；第二，上面提到超高压液压技术流量非常小，所以即使泄露量极少也会造成非常严重的后果，尤其是对超高压液压机械保压和升压功能的影响更大。虽然超高压液压密封要求严格，但是方法和常压密封基本相同，所以可以参考常压密封技术。但是这里需要注意的问题是，一般只有在高端技术和尖端技术的试验、探索和生产中才会使用超高压液压技术，所以其密封方式具有局限性和针对性的特点，而且密封方式也是由专门人员设计，能够到达用于超高压液压技术密封要求的元件极少。目前大部分使用超高压液压技术的企业，都是参考传统密封方式，同时与超高压液压技术的特殊要求进行结合，从而设计密封方式。

2.2.1 超高压液压技术中使用的密封材料

密封元件及材料在超高压力环境中很容易由于剧烈挤压作用而发生塑性流变。在压力升高过程中，由于使用的是液体介质会释放热量，而超高压压力会升到很高，所以温度会瞬间提升，这就会加剧密封材料的塑性流变，最终可能导致变形或击穿，同时密封材料的弹性也会大大降低甚至消失，这也会导致密封性更差。因此，密封材料的选择一定要能够承受超高压环境。在压力没有超过100 MPa时，塑性材料如皮革、橡胶等仍然可以使用，但是压力一但超过100 MPa橡胶和皮革材质就不能使用，而需要使用一些韧性更强的如铅、铝、紫铜等材质。

2.2.2 超高压液压技术密封结构

利用螺纹力让密封件与被密封件之间形成强制性的接触压力，从而形成超高压液压的密封结构就称为超高压静密封。强制形成的接触压力可以利用螺纹进行调整，从而对超高压液压系统或机械的密封结构进行补偿或调整，这种密封结构通常在压力没有超过100 MPa且要求不是很高的情况下。需要注意的问题是O形圈如果是带挡圈的能够在200 MPa的环境中使用，而金属O形密封基本能够达到在350 MPa的环境中工作的要求，甚至能承受更高的压力。

超高压液压技术在使用中具有多样化的特点，目前没有对超高压静密封元件进行确定，因此，在实际的超高压液压技术应用中及密封结构的设计中，要结合企业或项目的实际需要来选择密封元件并设计密封结构，但要注意的是易燃易爆和容易被腐蚀的元件绝对不能使用。在密封材质选择得当且密封结构设计合理的情况下能够达到1000 MPa压力的密封效果，例如在螺纹力强制密封结构中如果使用淬硬球面钢垫就能使其承受高达1000 MPa的压力。

超高压动密封是利用间隙密封和密封填料实现的往复式动密封。间隙密封的结构利用弹性圆筒衬套实现，液体介质流动时在其两侧形成压降，从而使衬套紧紧贴在轴部，一般情况能承受700 MPa左右的压力。

2.3 超高压液压使用的介质

超高压环境下超高压稠度决定了液体介质是否稠化，而其体积弹性模量决定了超高压力环境中液体介质的弹性和压缩性，其关系呈反比，如体系弹性模量小则弹性和压缩性反而高。在400 MPa左右时很多矿物质油是稠脂状态，可以选择使用煤油和变压器油以三比二混合使用，几十压力叨叨1000 MPa也能正常运作。超高压环境中液体介质可以选择甘油，能在1500 MPa左右下正常工作。

2.4 超高压液压技术中柱塞副结构

在超高压环境中液体介质要承受很巨大的作用力，因此，升压元件基本都使用柱塞副结构，这种结构即使是在超高压力的环境中也能很好的适应。

3 结语

如今超高压液压技术已经在工程机械行业中广泛应用，本文对传统的传动技术优缺点进行分析，并提出查哦高压液压技术，能够明显看到超高压液压技术的优势。但是超高压液压技术属于新技术，还处于发展阶段必定会存在一些不足和不完善之处，因此要对此技术不断的探索并提高。

参考文献

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