关于产业机械用液压件的最新技术及产品介绍（报告）
来源：液压气动与密封时间：2020-07-27发布人：奇夏小编辑
2019年10月23日～10月26日，“PTC ASIA 2019高新技术展区国际技术交流报告会”成功在上海新国际博览中心举办。本届报告会得到行业知名专家曾广商、王玉明二位中国工程院院士，国际同业组织VDMA金斯利先生和来自于中国、德国、日本、英国、美国的国际知名企业专家，国内知名院校和科研院所的大力支持。在此，我们深表荣幸并衷心感谢！报告会现场观众认真聆听、积极互动，良好的效果让我们倍感欣慰，这一切都激励着我们继续努力，为流体传动与控制技术进步添砖加瓦，为世界流体动力产业发展贡献新的力量！为了让更多的同仁了解本届技术报告会实况，我们应行业需求对专家的精彩报告进行编辑整理，陆续发表在2020年《液压气动与密封》杂志和微信平台上(公众号：chpsa-yqm)，供学习分享。敬请关注！
PTC ASIA 2019 高新技术展区现场技术报告（之十三）
关于产业机械用液压件的最新技术及产品介绍
——据川崎精密机械商贸（上海）有限公司专家韩绍斌报告整理
我是川崎精密机械商贸（上海）有限公司技术部的韩绍斌，我旁边这位是我们川崎总部技术部的是十雅秀，今天下午由我们两位给大家做这个内容的分享。接下来，我就把我们川崎精密机械在产业机械领域产品的最新技术以及产品的分类类型给大家做一个分享。这个报告分三部分，第一部分是川崎重工精密机械事业中心的介绍，第二部分是川崎在产业机械用的液压产品的介绍，第三部分是我们今年参展展品的简单介绍。
这是川崎重工精密机械事业中心航拍图（见图1），右边是这两年新建的工厂，因为在2010年以后，中国市场的需求增加，建了新的工厂，可以看到新工厂的顶端都是有太阳能发电的，也是一个节能环保型的新工厂。
首先，我把川崎精密机械的母公司川崎重工集团的组织结构给大家介绍一下（见图2），川崎重工下面有6个分公司，也可以说6个事业部，分别是船舶海洋公司，主要是造船；车辆公司，主要产品就是新干线，我们国内高铁的一部分技术也是来源于川崎的技术；航空航天系统公司，比如波音的发动机和波音的机体，就是这个分公司在生产制造；能源成套设备·环保设备公司，与我们国内很多公司也有合作，比如海螺水泥；摩托车发动机公司，川崎最擅长的是大排量摩托车，在国内主要是摩托车的玩家购买，比如说1000cc，1500cc的这种，就是忍者系列的大型摩托车；精密机器·机器人公司，就是我们2位所属的公司，包括我今天介绍的产品都是这个公司生产的，该公司分2个事业中心，一个是我们所在的精密机器事业中心，也就是液压产品所在的事业中心，另外一个是机器人事业中心，我们的机器人主要应用于汽车行业的组装线、焊接线，在国内也有非常多的应用。
图2 川崎重工集团的组织结构
川崎从1916年就开始生产液压产品，迄今已经有100年的历史。我们的第一台液压泵，命名为赫尔泵，当时公司刚刚建设了一两个厂房，到了今天，像图1那个航拍图一样，已经有很多的厂房，发生了翻天覆地的变化。接下来我根据产品所涉及的不同的领域，分类进行介绍。液压挖掘机用液压件产品，工程机械产品最大的一块是在挖掘机行业，国内几大挖掘机厂家主要都是我们在供应，主要的产品有液压泵、回转马达、主阀，还有一些电气产品，比如说比例阀、控制器、先导手柄。这也是我们精密机械公司在中国最大的、销售额最多的一块业务。移动式工程机械用液压件产品，定义为挖掘机以外的，主要应用在起重机、混凝土泵车、装载机、升降叉车、滑移、农业机械、拖拉机、推土机等，相关产品有中压的负载敏感泵，负载敏感阀，还有先导手柄，比例电磁阀；还有一块是在行走机械上静液压驱动相关产品，有K8V泵和M7V的闭式泵、闭式马达，包括可以对它进行控制的控制器。工业用液压装置，就是生产线上工业产品的液压装置，比如说锻压设备、注塑机、疏浚设备、盾构、轧钢机，这里我们有泵、电液环保伺服系统，伺服逻辑阀，螺旋泵，还有一些通用的插装阀。船舶用液压设备，比如说起锚机、系泊绞车、电动绞车、架势起步的绞车、大型的舵机、小型的舵机，这是在船舶上面的应用。
下面我就对产业机械用的液压件做一个详细的介绍。我们把它分成三类，第一个是环保伺服系统，主要是主泵的转速进行机械控制的系统，第二个是小型电液执行机构一体化的工作装置，第三个是电动可变方向的流量控制阀。下面详细介绍一下主泵转速控制系统，它是根据机械动作控制电动机转速的系统，只输出机械动作所需要的动力。过去的系统，主泵是固定流量，根据主阀所需要的流量进行控制，这样主泵一直是以最大流量输出，所以损失了多余的能量。我们看一下简单的动画展示（见图3），左边这个是我们过去的、一个压机的液压系统，泵一直在高速运转，多余的流量只能通过安全阀溢流掉，包括它回程的时间，看这个绿色能量的线一直在动，说明这个泵一直在运转，它一直在大排量输出，这样就不得不把多余的流量进行溢流，能量损失相当多。右边是现在对主泵做控制的一个系统，可以看到，当下压的时候，下降的过程需要速度，真正跟所压的物体接触的时候，不需要速度，只需要接触，这个时候我把泵的排量降低，就不会有很多的溢流损失。所以它的效果是不但减少了发热，也使得油箱的油散、容量大幅度减小。那么我们模拟下来，最终的结果比原来的系统节能75%，工作液压油量仅为过去的1/20，设备占地面积可以减为原来的1/4。
再介绍一下主泵转速控制系统中的产品，首先是主泵，这个系列的主泵是高压、大排量、高效率的柱塞泵，这个系列的泵最大排量可以到500cc，最高压力到40MPa，额定压力35MPa。第二个是可变排量的泵（见图4），在调节器这边有一个控制，可以对泵的排量进行二段控制，实现一个大排量，一个小排量。高压的时候可以降低扭距，使电机功率最小化，当不需要增大功率的时候，用小排量就足够系统运行。
关于主泵回路（见图5），分为开式和闭式二种回路。左边是开式的回路，可以看到一个泵出来对应多个装置，比如说这二个油缸。中间是闭式的回路，闭式的回路二个都是有杆腔，它的动作、面积是一样的，可以等速控制，是一对一的。最右边这个半闭式回路，也是控制一个油缸，但是分别控制一个油缸的有杆腔和无杆腔，这样它有一个面积差，速度上就会有差。这里有我们一个专利产品，简单地画了2个单向阀来表示，实际它有一个补油功能，当有杆腔进油的时候，流量不足的时候，这边有一个补油的过程。
油箱、阀块一体化的闭式的封闭单元（见图6），实现了系统的小型化，这个闭式单元里面有阀块、油箱、闭式泵、伺服电机，构成了一种环保的伺服闭式单元，这样闭合的回路系统使油箱的容量大幅减小，整体这个单元就变得非常小，可以放在更小的空间去。
前面都是液压产品，这些液压产品需要一个控制，我们就有一个液压的控制器（见图7），这个控制器主要控制工作装置的位置、压力、流量，它内置了控制推力或者补偿容积效率等功能，用一台控制器可以实现二轴的控制。左边是一个二位单向的同步控制系统；右边是对顶控制系统，也就是说上边的往下走，下边的往上走，这个一般是在锻压行业里面用的比较多。
液压控制器的特点，第一个使得人机界面的调整作业更简单；第二控制增益，调整自动化功能。单纯适合控制(SAC*)，与并联的前反馈补偿功能（PFC）组合，这样组合起来以后比较稳定、快速响应，更适合负载不停变化的一种系统。看一下曲线图对比（见图8），左图的右边那一块（阀打开状态），没有控制的时候，它的响应是一个坡度比较大的曲线，说明反应比较慢；而右图的右边这一块，它几乎一个直角上来了，这就是我们控制的结果。
大家可以看到油箱、电动机、油缸、阀、泵，都集成在一起了（见图9）。它的主要特点是仅在接通电源时可伸、可缩；第二个特点它是电液执行机构一体化，没有管路，外部不需要液压管路，方便手拿搬运。比如说刚才刘教授讲的足式的机器人，也是有管路的，如果用上这个设备的话，它就不需要管路了，因为这是闭式回路的油箱在一起，中间没有任何管路。图9右边是小型电液执行机构一体化工作装置在机器人上面的应用案例，包括它的负载冲击装置、物体移动、小型化的液压源。可以看到首先是耐冲击，第二可以根据负载状况自动改变它的行走速度，重负载的时候它慢走，没有负载的时候它快走，这就是一体化电液设备在机器人里面的一个应用，液压没有配管，并且构造小型化，我们把机器人和液压做了一个完美的结合。
伺服电机直接驱动换向阀的阀芯（见图10），实现了快速响应，把电机驱动器内置，那么比例阀的更换更加方便快捷，阀的左边这部分是换向阀，右边这部分是伺服电机，电机的比例阀内置。然后电机的下边是工作装置，比如说油缸、行程装置，都集成在下边。图10的右边是它在实际当中的应用，比如锻压机、注塑机，都可应用这个电动可变方向流量控制阀。
图10 电动可变方向流量控制阀及应用案例
今年PTC展会，川崎展台出展的产品包括：前面介绍的环保伺服系统的控制器、电液执行机构一体化的HSM、电控可变流量电动控制阀、环保伺服闭式单元。另外就是液压泵，包括KVG系列的高压长寿命柱塞泵，一般产业机械用的K3VG，K3VL泵，包括LVP斜轴泵。
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