液压与气动的特点及其在控制系统设计中的重要性

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：但液压传动也存在一些缺点，如会泄漏、易振动、效率低、温敏性高、精度要求高、故障查找难。FluidSIM的图库中有100多种标准液压、电气、启动元件。在仿真中我们还可以观察到各元件的物理量值，如液压缸的运动速度、输出力、节流阀的开度等，这样能够预先了解回路的动态特性，从而正确地估计回路实际运行时的工作状态。这些参数对设计液压电气控制系统是非常重要的，从而充分发挥了实践在设计中的导向作用。

（1）液压传动

液压传动之所以能得到广泛的应用，是因为其具有以下优点：

①无级调速、范围大；

②功率／质量比大；

图2－48　机床工作台液压系统的图形符号简图

1—油箱；2—过滤器；3—液压泵；4—溢流阀；5—节流阀；6—换向阀；7—液压缸；8—工作台

③易控制、过载保护；

④传动平稳；

⑤使用寿命长；

⑥实现三化（标、系、通）；

⑦传动简化。

但液压传动也存在一些缺点，如会泄漏、易振动、效率低、温敏性高、精度要求高、故障查找难。

（2）气压传动

气压传动的优点主要体现在以下几点：

①介质来源便捷；

②处理方便、无污染；

③宜远距离传输及控制；

④工作压力低、元件精度要求低；

⑤维护简单、使用安全；

⑥选材适用性广。

缺点：

不宜较复杂的系统、平稳性低、出力小、效率低。

图2－48　机床工作台液压系统的图形符号简图

1—油箱；2—过滤器；3—液压泵；4—溢流阀；5—节流阀；6—换向阀；7—液压缸；8—工作台

③易控制、过载保护；

④传动平稳；

⑤使用寿命长；

⑥实现三化（标、系、通）；

⑦传动简化。

但液压传动也存在一些缺点，如会泄漏、易振动、效率低、温敏性高、精度要求高、故障查找难。

（2）气压传动

气压传动的优点主要体现在以下几点：

①介质来源便捷；

②处理方便、无污染；

③宜远距离传输及控制；

④工作压力低、元件精度要求低；

⑤维护简单、使用安全；

⑥选材适用性广。

缺点：

不宜较复杂的系统、平稳性低、出力小、效率低。

液压与气动仿真软件简介

1.FluidSIM仿真软件的功能介绍

FluidSIM由德国Festo公司和Paderborn大学联合开发，专门用于液压、气压传动及电液压、电气动的教学培训软件，FluidSIM分为FluidSIM－H和FluidSIM－P两个软件，其中FluidSIM－H用于液压传动技术的模拟仿真与排障，而FluidSIM－P用于气压传动。FluidSIM软件既可以与Festo Didactic GmbH＆Co设备一起使用，也可以单独使用。

2.FluidSIM仿真软件的特点

（1）专业的绘图功能

FluidSIM软件的CAI功能是和回路的仿真功能紧密联系在一起，这是一般通用的计算机辅助绘图软件如AutoCAD等不具备的，该类通用软件绘制专业图形时往往效率不高。FluidSIM的图库中有100多种标准液压、电气、启动元件。在绘图室可把图库中的元件直接拖到制图区生成该元件的原理图，各种元件接口间回路的连接，只需在两个连接点之间按住鼠标左键移动，即可生成所需的回路。该软件的另一个优点是它的查错功能，如在绘图过程中，FluidSIM软件将检查各元件之间的连接是否可行，较大地提高了绘制原理图的工作效率。

（2）系统的仿真功能

FluidSIM软件可以对绘制好的回路进行仿真，通过强大的仿真功能可以实现显示和控制回路的动作，因此可以及时发现设计中存在的错误，帮助我们设计出结构简单、工作可靠、效率较高的最优回路。在仿真中我们还可以观察到各元件的物理量值，如液压缸的运动速度、输出力、节流阀的开度等，这样能够预先了解回路的动态特性，从而正确地估计回路实际运行时的工作状态。另外该软件在仿真时还可显示回路中关键元件的状态量，如液压缸活塞杆的位置、换向阀的位置、压力表的压力、流量计的流量。这些参数对设计液压电气控制系统是非常重要的，从而充分发挥了实践在设计中的导向作用。

（3）综合演示功能

FluidSIM软件包含了丰富的教学资料，提供了各种液压电气元件的符号、实物图片、工作原理剖视图和详细的功能描述。一些重要元器件的剖视图可以进行动画播放，逼真地模拟这些原件工作过程及原理，如图2－49所示。该软件还具有多个教学影片，讲授了重要液压电气回路和液压电气元件的使用方法及应用场合，有利于我们对液压电气技术的理解和掌握。