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    液壓100年后仍將不死的7個理由

    發布時間:2019/3/27 16:25:18

    在某種程度上,液壓是一種被忽視的技術。相對比電子行業,進入流體動力領域的研究經費是微乎其微。其中的部分原因是由于液壓是一個成熟的行業,并且我認為這種情況在未來也不會很快發生變化。但是不管怎樣,液壓技術的優勢依舊很多,所以在我們的***中依然可以占得一席之地。


    7個理由可以充分讓我相信這一點,即使到了100年后的2116年! by Josh Cosford


    1液壓具有無法超越的***功率密度

    這意味著用***小作動器可以產生***的力和功率。一個活塞直徑的中型液壓缸將在1500psi(約103bar)的范圍下工作?;钊睆?英寸即具有3.1***方英寸的有效面積,并且3.1***方英寸的每平方英寸能***1500磅??焖俚墓浪愕玫皆?英寸油缸能夠推動超過4700磅的力,也就是能夠不費吹灰之力舉起你的7系列寶馬。

    說實話,1500psi不是很大的壓力。大多數非公路機械運行超過4000psi,如挖掘機或裝載機。同樣的2英寸大油缸現在就可以舉起超過12,500磅,足以舉起約翰迪爾50D系列挖掘機。如果你認為這很棒,那么想想在緊湊液壓行業,他們放棄“磅”為單位而使用了“噸”。一個2英寸大小的油缸在10,000 psi壓力下可以***15噸的力,也就是說一個檸檬大小的機構可以***15噸的物體。

    2人類滅亡時液壓仍將存在

    五十年后,工業物聯網將是常態。再過五十年,如果地球只剩下***部分人口甚***是僵尸時,液壓將拯救地球。如果那個時候電子設備不能使用了,流體傳動肯定還會存在。

    在***近一次對千島群島的博爾特城堡參觀中,我親眼目睹了已有八十年之久的城堡電梯液壓系統。大口徑油缸通過水壓來驅動,將乘客運送到城堡的各個樓層。雖然可以用電來驅動泵,然而我們也可以用水車來驅動泵。我們可以用這樣的系統創造一個僵尸壓實機,去處理日益堆積的***。

    3流體動力***終會非常便宜

    在未來的某個時刻,在電子電氣設備中使用的***將更加珍貴稀有。我預測應用于電子行業中的金屬會變得如此罕見以***于需要大量電子元件的驅動器會變得非常昂貴。

    如果在一個世紀后,伺服馬達花費$100,000(經通脹調整),則液壓將更具吸引力。因為它用鑄鐵制造,即使鐵的價格與其他金屬一起上漲,我敢肯定,那時復合材料的***形式將是既結實又便宜。無論哪種方式,流體動力元件將繼續變得更實惠。

    4流體動力的***依然在發展

    雖然大多數液壓設備已通過運動控制和先進的電子設備實現進步,但仍會有很大的進步空間。像在垃圾清掃車和運輸車輛中使用的動能回收系統這樣的技術,實現液壓系統與其他綠色產業協調發展。同時,流體動力未來的應用還將有其他的技術潛力。

    磁流變液在一定情況下通過磁場能夠改變粘度,流體可以幾乎變成固體。這種類型的流體可以用于控制流體動力作動器,而無需使用流量控制閥,或者可以在裝載系統的安全應用中使用。在后一種應用中,設想利用低粘度流體提升載荷,然后接通磁場使得流體幾乎轉變為固體,防止任何可能的泄漏,從而防止負載下落。液控單向閥將成為過去式,并且平衡閥將來也可能通過電磁方式來控制。

    5電動執行器力密度***終會被***

    電動機和線性執行器需要電磁場來實現。這些磁場的強度由極化的原子數決定。即使是氦冷卻超導電磁場的強度也是有限的,因為當每一個原子是通過電流來極化時,磁場強度也將受限。

    另一方面,理論上液體的可壓縮性沒有***。因此,可以由液壓作動器產生所需的力密度。請記住,在1.14萬億年前,所有物質在宇宙大***前無限密集。盡管目前的液壓應用不超過10,000 psi,但沒有理由,我們看不到一個液壓系統用到10萬psi,甚***更高。

    在流體動力領域的******是密封流體的金屬材料強度和保證流體不泄漏的能力。我認為存在***合金材料為創造10萬psi的油缸***可能,但密封技術是一個未知數。我可以憧憬,磁流體的使用和磁性柱塞能夠保證流體以高粘度***在柱塞周圍,防止泄漏。


    6液壓仍將是可靠的


    不光是液壓系統可靠,它們的維護服務也是可靠的。一個關鍵的液壓系統應用不可能很快被取代,比如在航空***工業。即使大型集中式液壓系統都是過去的事情,但是***在整個飛機內部的緊湊、***的液壓系統依然是強大的和可靠的。

    即便是F-35聯合攻擊戰斗機也將液壓執行機構用于其主飛行控制。既不是電也不是機械系統而是一個液壓缸,才具有這樣的速度,能夠在接近馬赫速度行駛的同時推動副翼***的能力。任何飛機能保持這種性能依賴于液壓系統的定期維修。即使產生了物理失效,油缸可方便的進行維護及更換,而且如果定期主動維護的話,液壓系統能夠持續工作幾十年。

    7液壓可能有***利用超流

    超流,如液態氦,零粘度的***。你可以想象,超流體可以在沒有背壓的情況下海量的輸送流體介質。液壓管路可以變得很細,但依舊可以輸送很高的流量。超流甚***會克服重力輸送。

    用超流體的挑戰是眾多的,這就是為什么這是一個面向未來的技術。液態氦要求幾乎***零度,這使得它很難利用。整個液壓系統必須是包含在無熱量的空間。即使條件滿足,困難還不止于此。

    由于液態氦具有零粘性,你可以想像液壓系統的泄漏將非常容易發生。

    撇開面臨的挑戰,超流是一個夢幻般的概念,在未來***有太多的優勢,不容忽視。對于這7個原因,我敢肯定,液壓系統依舊將在下個世紀占機械行業很大一部分。我也可以肯定這個原因列表可能會更長,因為它很難預測,我們只是看到了表面技術。例如,***沒有人在1950年預測互聯網在今天的狀態。我只希望我再用五十年的時間預測這份列表將在下個世紀怎樣改變?!?Josh Cosford


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