机械液压电气相似性.pptxVIP

;工程公司;我的一个基本认识是，世界是一颗倒悬的树。在最低层次看世界，看到的是繁多的分支、叶子、果实等等，觉得世界很复杂多样；当上升到中层看世界，发现没有那么复杂，无非几根树干而已；当到达最高层，或许世界就是一根主干或者什么都没有。; 各位机械工程师、液压工程师、电气工程师可能多少也发现了，其实这三个学科有很多共同之处，甚至有惊人的相似性。发现并理解这些相似性，有时能让人豁然开朗。 先说基本要素。机械系统的基本要素是质量、弹簧和阻尼；电气系统的基本要素是电阻、电容、电感；液压系统的基本要素是液阻、液容、液感。 看，名称都这么相似。 质量就是惯性，就是机械的感性元件，你给它一个力，它不会立即有速度和位移，需要在时间上积累；电感就是电气的惯性，你给它一个电压，它不会立即有电流，需要在时间上积累；大家知道液感是什么吗？就是液压油的质量。 弹簧是能量储存单元，可以把动能储存为势能；电容可以储存液压能，不要以为电容都是小不点，在大型集装箱港口机械上，超级电容甚至可以作为能源。液压系统的容是什么呢？是液压油的可压缩性和管路等容腔的膨胀性（这不就是机械的弹性吗？）。 阻是最常用的元素了，电阻、液阻、摩擦阻力。; 机械系统中，力作用在质量上，能产生速度，质量就有了动能；摩擦阻力消耗质量的动能；弹簧可以存储质量的动能。 电气系统中，电源产生电压，电阻消耗电压，电容可以存储电能。 液压系统中，液压泵产生压力和流量，液压阀（液阻）消耗压力，蓄能器存储液压能。 机械、液压、电气系统的形式各异，但如果写出它们的传递函数，很可能是完全相同的。毕竟数学是自然科学的哲学，经常是数学掀开了不同学科的外衣，揭露了相同的本质。 有兴趣的同事可以查阅机械设计手册;下面再多说一点液压和电气的相似性。 液压泵是液压系统的能源，连接低压侧与高压侧，液压流量从液压泵出来，沿途不断损失压力，最后又回到液压泵的低压侧（油箱）。 这个元件在电气系统里是什么？电源。 电比例??的输入是电信号，4-20mA或PWM，输出是液压系统的流量，把小功率的电信号按比例放大成为大功率的液压信号，所以比例阀是一个功率放大器。;电液比例阀是二级功放，先把电信号放大成液压控制信号，液压控制信号再放大为液压功率信号。 在伺服阀领域，还有三级放大，但系统结构越复杂，系统的响应频率也越低。 液压系统中，可以通过蓄能器滤除压力波动，电气里叫稳压器。 液压系统中有单向阀，电气有二极管。 液压系统中有蓄能器（液容）和节流孔（液阻）配合来减振降噪的，电气里叫阻容滤波。;上面的闭式系统原理中，集成在泵里面的溢流阀和单向阀对系统压力有削峰填谷的作用，当管路中的压力尖峰超过溢流阀设定值时，溢流阀打开，防止压力继续升高；当管路中压力降低并低于单向阀设定值时，单向阀打开，防止压力继续降低。 电路中也有这两种元件。 液压先导控制系统中，经常用到一种液压半桥，就是两个液阻串联，把两个液阻之间的压力印出来用于控制，比如变量泵的排量控制先导系统、比例阀的液压先导控制系统、平衡阀的控制压力等。;电气里有惠斯通电桥，原理是一样一样的：） 还有很多，比如平衡阀组对负负载的作用等。这些液压功能，在电气工程师看来，与电气系统的功能相比简直就是小儿科，因为电气可以实现更加复杂的功能。但是要知道，液压其实都是用机械的方式实现的，比如液压泵、液压阀都是机械零件组成的，都是质量、弹簧、阻尼。通过机械的手段实现电气的功能，并且能够传输大功率、控制大功率，也是很了不起的！;最后说说机械、液压、电气、控制四个学科的位置关系。 机械和液压是邻居，毕竟大家拆开看，都是一些质量、弹簧、阻尼，都有些脸熟。都是黑眼睛、黄皮肤，黑头发。 液压和电气是邻居，毕竟大家功能都差不多，甚至名称都有些相似。虽然一个穿西装另一个穿唐装，但大家做着类似的事，思想也相似。 机械和电气距离有点远，白天不懂夜的黑，都觉得对方是“异类”。电气工程师看到发动机的总装配图，密密麻麻的线条肯定让他头晕；机械工程师看到电气系统图或者PCB图纸，也是两眼一抹黑。 控制和机电液不是一个层次的，控制在三者的上面，是三者的统帅。所谓大道至简、殊途同归，机械电气液压三个学科，研究到深处，就能打通关节，融会贯通，那就是更高一个层次——控制。;所以，机械工程师想了解液压只是，比较靠谱，至少油缸图纸、阀块图纸等没问题，泵马达图纸下功夫也能整明白；电气工程师想了解液压知识也不难，毕竟功能理解上相对容易，至于液压元件的内部结构，不知道也行；液压工程师本身就是偏机械的，和电气的也能说上话；相邻的学科想要跨界还是相对容易的，但机械和电气中间隔着液压呢，想跨界