通訊：液壓傳動的技術創新

中新網湖北新聞1月13日電 題：液壓傳動的技術創新

　　——記國家技術發明二等獎獲得者陳奎生教授及其團(tuán)隊

　　作者：李易誠

　　1月10日上午，從北京(jīng)傳(chuán)來喜訊，武漢科技(jì)大學機械學院陳奎生教授帶領的(de)科研團隊在今(jīn)年的國家科技獎勵(lì)大會上獲(huò)得國家技術發明二等獎(jiǎng)。這是武漢科(kē)技大學7年來第15次獲得(dé)國家科技獎勵(lì)。

　　團隊獲(huò)獎項目爲“冶金高頻液壓控制伺服元件關鍵技術(shù)及應用”。該(gāi)技術将油滴的壓力能轉變成機械(xiè)能，液(yè)壓式千斤頂就是典型。30多年來(lái)，該團隊緻力于液壓傳動與控制領域的(de)研究，取得了重(zhòng)大(dà)突破。

　　從(cóng)零做起 揚(yáng)起創新風帆

　　相對于傳統的機械傳動系統，液壓傳(chuán)動具有結構簡單、控制方便、傳動(dòng)平穩的優點。在工農業生産中廣爲(wèi)應用。如今，流體傳(chuán)動技(jì)術水平的高低已經(jīng)成爲一個國家工業發展(zhǎn)水平的(de)重要标志。

　　我國在液壓傳動領域起步晚、發展慢，人(rén)員和設備嚴重缺失(shī)，改革開放後，随着國家鋼鐵工業的(de)不斷發展，傳統設備已不能滿足産(chǎn)能和精度需求，國外進口也一(yī)直處于被動地位，自主創新成爲時代主(zhǔ)題。

　　上世紀70年代，武鋼從德國引進具有國際(jì)先進水平的一(yī)米七(qī)軋機，以解(jiě)決鋼鐵企業落後局面，但是，該技術引進後，不僅後(hòu)續檢測維修費用高，并且還必須送(sòng)到國外進行檢測，送檢周期長。

　　上世紀80年代，武漢(hàn)科技大學(原武漢鋼(gāng)鐵學院)在激烈競争(zhēng)中，成功獲準爲武鋼進口軋機設備(bèi)開展檢測維修服務(wù)，并因此建了該(gāi)校首個液壓實驗台。團隊的研究不同于千斤頂、吊車臂上使用的普通液壓系統，他們要使設備達到高性能、高(gāo)精度等高科技要求，難度和壓(yā)力不言而喻。

　　當時，武漢科技大學(xué)在液壓傳動領域還(hái)是一窮二白，師資力量不足，更沒有(yǒu)可供(gòng)借鑒的檢測設備，全(quán)國都面臨技術、人才、設備短缺(quē)。湛從昌教授是(shì)陳奎生的老師，也(yě)是我國最早開始此項研究的學者(zhě)之一。他回憶：“當時(shí)找一台油泵都很困難，有錢(qián)也難買(mǎi)到，後來是在韶鋼的倉庫中好不容易找到一台。”

　　在此(cǐ)背景下，項目組勇挑重擔，攻堅克難，開始了我國高水平液壓元件測試技術研究(jiū)與實踐。團隊從零做起，1995年獲原冶金部科(kē)技進步二等獎，并逐步将原始的試驗台發展成該校特色學科實驗室。

　　上世紀90年代初，攀鋼(gāng)與該校合作建立液壓原(yuán)件檢測中心，成爲我國(guó)西南(nán)地區最大的檢測基地。

　　團隊一步一(yī)個腳印(yìn)，先後研制出1500噸、3600噸、5000噸、10000噸動态負載下的大型伺服缸性能(néng)檢測(cè)技術，每一步他們(men)都刷新着記錄。現在，該(gāi)技術已經(jīng)爲武鋼、攀鋼等企業建(jiàn)立了7個液壓試驗中心。在全(quán)國8套同類型檢測設備中，團隊自主研制設備的占6套，打破了(le)産品長期送國(guó)外檢驗(yàn)的困局。

　　三項技術 打(dǎ)破國外壟斷

　　據陳奎生介紹，該項目有三(sān)項關(guān)鍵技術：自補償變(biàn)間隙密封的大型伺服缸、抗污染電液伺(sì)服閥、萬噸級伺服缸檢測。其關鍵技術在市場中得以運用，不(bú)僅打(dǎ)破了國外的壟斷，也(yě)促進(jìn)了整個行(háng)業的進步。

　　上世紀70年代初，該校爲(wèi)武鋼一米七軋機建試驗台，團(tuán)隊開始接觸大型(xíng)伺服液壓缸性能高精(jīng)度(dù)檢測。

　　伺服液壓缸是液壓傳動中實(shí)現油液壓力能轉變成機械能的核心部件，大型伺服缸(gāng)性能(néng)的高精度檢測則是一個行業性難題。伺服缸帶載工作過程中(zhōng)活塞與缸筒間的(de)動态摩擦力看不見摸不(bú)着，怎麽準确測量(liàng)？

　　面對難題(tí)，團隊巧妙地把内部帶載(zǎi)動摩擦力轉換成外部閉式加載機架形變，再來進行測量，實現帶載動摩擦力連(lián)續自動檢(jiǎn)測，達到國内領先水平。2007年，團隊研究的大型伺服缸在企業試(shì)用并獲得成功。

　　傳統的密封圈式伺服缸，其摩擦特性(xìng)嚴重(zhòng)影響高速和低速兩個區段的性能，自液壓技(jì)術發明以來，這種結構從未改變。提高(gāo)密封性(xìng)和降低摩擦力(lì)是一對(duì)矛盾，也是擺在團隊面前的一道難題。

　　團隊反(fǎn)複試(shì)驗，發明了自補償變(biàn)間隙(xì)密封技術及活塞杆(gǎn)減壓油膜支撐技術，屬國内首創。它解(jiě)決了摩擦與(yǔ)洩漏的矛盾，使缸體内部動、靜摩擦(cā)之差(chà)大大減小(xiǎo)，壽命可達往複運動2億次(cì)，頻度提高3～4倍。

　　在液壓控制中，伺服閥是(shì)必不可少的元件，它能(néng)接受(shòu)控制信号，輸(shū)出調制的流量和壓力(lì)，已廣泛應用于航空、航天、艦船、冶(yě)金、化工等領域。伺服閥的閥芯閥套間隙約爲頭發絲直徑的1/20，油中的雜質(zhì)很容易堵塞(sāi)孔道，造成設備故障。每年鋼鐵企業由于相關故障處理與維(wéi)護，造(zào)成的經濟(jì)損失難以估量。

　　針對鋼鐵及(jí)軍工對高速、大慣量控制(zhì)及抗污染的迫切要求，團隊發明的(de)U型串級節流抗污(wū)染技(jì)術和動(dòng)壓——力(lì)反饋全系統鎮定(dìng)技術，提(tí)高了伺服閥動态特(tè)性及(jí)可靠(kào)性，降(jiàng)低了設備維修送檢的頻(pín)率(lǜ)和費用。

　　艱苦卓絕 30年風雨兼程

　　團隊(duì)曆時30年，最(zuì)終結出(chū)碩(shuò)果。目前爲止，該團隊已經在液壓控制領域獲得(dé)11項(xiàng)國家發明專利和2項測控軟件著作權(quán)，承擔了伺服液壓缸試驗方法國家标準的制定，近3年創造直(zhí)接經濟效益1.5億元。

　　獲得國家技術發明二等獎，是對陳奎生教(jiāo)授團隊數十年來默默付出的肯定。

　　團隊成員(yuán)陳新元說：“湛從昌教授這麽大歲數，每天堅(jiān)持坐班領導我們(men)搞(gǎo)科研，出勤率比我們還(hái)高！”湛從昌教授(shòu)随身都帶着一個小本子，有什(shí)麽突(tū)現的靈感就會随時記錄下來(lái)。

　　76歲(suì)的湛從昌教授(shòu)總結團隊的成功經驗：堅持在黨和(hé)國家倡導的“創新驅動戰略”指導下開展工作(zuò)，創新給了科研工作者動(dòng)力，它(tā)不僅使師生的科研綜合(hé)水平不斷提高，也使他們能做出更(gèng)多的(de)科(kē)研(yán)成果。

　　在同行眼中，這個團隊特(tè)别(bié)能吃苦，特别能(néng)戰鬥。團隊成員(yuán)經常與液壓油打交(jiāo)道，他(tā)們手上、臉上、身上常常沾滿(mǎn)油污。“一般皮鞋穿個兩三年不成問題，我們做實(shí)驗的話幾周鞋就壞了，因爲油污使皮鞋面(miàn)軟化膨脹，不耐穿(chuān)是肯定的。”陳新元調(diào)侃道。

　　團隊成(chéng)員曾良才教授在攀(pān)鋼進行設備調試時，突發闌尾炎，疼得滿頭大(dà)汗。當地醫療條件有限，沒(méi)有護士，沒有專業醫生。做完手(shǒu)術，他自己從下手術台下來走(zǒu)到病房，麻藥勁退去，他疼得渾身冒虛汗(hàn)。

　　作爲負責人，陳奎(kuí)生教(jiāo)授始終堅自己動手做(zuò)實驗。有一次，對新研制的伺服閥測試實驗中，液壓油噴了他一(yī)身(shēn)，滑稽的樣子逗得(dé)大夥(huǒ)笑岔了氣(qì)，他卻不以爲然地攤攤雙手說：“又揩實驗(yàn)室油了……”

　　團隊(duì)有8名老(lǎo)師，其中4名博士生導師，還有30餘名研究生。團隊(duì)中，既有陳奎生的(de)老師，也有他的學生。團隊就如一條在科學的海洋中航行的(de)大船，所有水手都在奮力劃漿，朝着更高更遠的目标追逐。