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液压装置的节能构造与研究
  随着科技的进步与发展,电液伺服液压系统在科研、实验、工程应用等领域的应用越来越广泛。但随着市场经济的发展和应用的普遍,效率低、运行成本高便成了很突出的问题。其主要原因是:(1)液压系统油源的流量和压力需按负载最大工况条件或按实验室的最大实验能力来配备。而事实上,电液伺服系统负载工况条件是不断变化的,并且在最大工况条件下工作时间往往较短,甚至有的设备根本使用不到最大负载,不少电液伺服系统绝大部分时间在小负载工况条件工作;此时液压系统油源只有小部分流量用来满足负载速度的需要,而大部分流量从溢流阀溢流变成热量,使油温很快上升。比如多通道电液伺服系统,很多情况只使用一部分通道。而另一方面为了保证系统工作性能要求,油温需控制在一定范围内,使油源系统不得不装有足够散热面积的冷却装置,对油温进行冷却,这样就造成了双重浪费。
  (2)电液伺服系统本身节流损失大。
  (3)系统其它液压元件损失。
  为此,在设计配置电液伺服系统时,特别是对于功率较大的电液伺服系统,节能措施是必须考虑的。下面以笔者为某大学设计制造的“三通道隔震支座检测设备”电液伺服控制系统为例,介绍采取的节能措施。
  1该系统的原理简介如所示,该系统是由3台电机(变频电机车的优势与应用)泵组组成的一套三通道电液控制系统,其负载条件分别为23000kN伺服作动器、1000kN伺服作动器、300kN伺服作动器,由先导溢流阀设定系统的最大工作压力,电液比例溢流阀远程控制系统在不同负载条件下的工作压力,电液伺服阀通过计算机控制,从而实现对伺服作动器进行频率、振幅、力的控制。
  由原理图可看出该系统特点是负载条件差别很大,并且3只伺服作动器不会同时使用,而是根据试件的大小、试件的材料、试验的性质(破坏、疲劳、检测等)选择不同的伺服作动器进行加载。
  三通道电流伺服液压系统原理节能措施为了减少电液伺服系统的能量损失,笔者采取了以下几方面的措施:(1)设置独立的冷却系统。为了保证液压系统的工作性能,油液温度必须控制在一定范围内,系统中就必须设置足够散热面积的冷却器,确保对油温的
  控制,最好是冷却系统单独设置,当油温低于设置温度时,冷却系统不工作;当油温高于设置温度时,才启动冷却系统,既保证了对冷却系统的实时控制,又可随系统在不同工况、不同气温情况下工作时油温变化的不同而实时控制,避免了在启动油源系统时便同时启动了冷却系统,达到节能的目的。
  (2)主泵采用恒压变量泵。恒压变量泵工作中,当负载速度减小时,多余的流量将使主油路压力增加。此时,恒压变量机构在此压力增值作用下,减少了变量泵排量,使油泵输出流量减小,主油路压力不再增加,并维持在一定压力范围;反之亦然。由于采用变量控制装置使油泵输出的流量随负载的变化而改变,从而达到节能的目的。
  (3)主泵也可采用手动变量泵。当系统负载不大的工况下,手动调节轴向柱塞泵的流量,使泵流量变小,从而达到节能的目的。
  (4)采用多台电机泵组。笔者设计了1号泵60L/min、2号泵100L/min、3号泵160L/min3种流量组合,设计泵站油源系统时,特别是大流量系统尽可能考虑采用多台电机泵组将大流量分成几台小流量的电机泵组构成,这将在负载不大的工况下即可启动单台泵组,其设备制造成本可能略有增加,但其运行成本可有效降低,另一方面如果由单台大功率电机泵组构成,其启动对电网、电器的容量及性能要求将大大提高,维护成本可能会大大增加,总的说来,对于大流量大功率油源系统,采用多台电机泵组合成对使用,维护要优于单台大功率大流量电机泵组设置。
  (5)设置电液比例溢流阀。油源系统中设置适当的电液比例溢流阀,根据负载工况设定系统压力,减小系统能量损失。
  (6)系统中,各液压元件,液压阀以及管道的设置应尽量减小节流损失。
  总之,如要设计一套合理的、运行经济的电液伺服系统,则必须从多方面、多角度采取节能措施。
新闻来源:www.kater.net.cn          推荐阅读:第六章 卫 生以及饲料混合加工设备

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