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采样机液压系统节能改造ffice ffice" />
+ Z4 J8 w4 U3 \( V% x& T8 H4 {: o 王群锋，杨建军 4 G: i& X; s/ p
Energy-saving Rebuilding Of Sampling Machine Hydraulic System
' y3 T% Q$ u3 T+ H8 o9 s Wang qun-feng，Yang Jian-jun $ M }4 `% C3 s" _
(西北电子设备研究所，陕西西安，710065) ' i9 O, \' y& {
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摘要：本文针对采样机液压系统在工作循环过程中的能耗进行了分析计算，提出了一种系统节能改造的方法。 % G) I% b+ ?3 R% Q) i; ~6 T
关键词：液压系统、节能改造、能耗分析 ) J1 J/ \! ^$ P& C+ u) ^
1．前言
# S2 b! ]5 u. }6 c液压系统的效率是衡量液压系统能源利用率的指标。我公司采样机液压系统自投入使用后,就发生液压油温度很高、系统压力不稳定、液压缸开始上升时抖动等故障。并且液压系统功率很大，效率低下。因此我公司决定对此液压系统进行改造，以达到节能和良好的使用效果。
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* U" m4 O/ G& Z, j' x" K: s2．液压系统能耗分析 7 b- ]6 d9 N0 F6 c, B& Y
采样机液压系统动力源回路图见图1。采用定量泵、溢流阀系统，控制回路略。 $ G q% D D# c# r$ t+ v' u! c
采样机械控制回路由六路NG10通径的叠加式控制阀组组成。图1中定量轴向柱塞泵流量60L/min、电机功率30KW，而液压系统工作时最大流量只有20L/ min，存在大量溢流损失。 2 W. e8 [# b# D. ~0 @
在液压系统工作时，任意时刻都有大量的溢流损失。液压系统容积效率很低，总效率更低。液压系统在这种调压方式下冲击严重。这种调压方式对泵和阀的寿命也有很大影响。此系统中溢流损失为主要损失，同时用风冷式油冷却器强制冷却液压系统溢流的发热油液。液压系统溢流流量很大，压力较高（18MPa）,发热功率很大，不得不采用了大冷却面积的冷却器，采用大容积油箱来冷却油液。此设计造成液压系统体积大、效率低，其原因是在不适当的工况下采用定量泵-溢流阀调压。
- _5 |3 b% ^$ h% _$ H3．液压系统节能改造
s) A8 Z6 @) m# p4 t经分析计算，系统的节能改造采用下列措施：
3 V$ z2 }' m' B$ k* ^) }" L* Y1. 改用流量15L/min的恒压变量泵，压力设定18MPa，电机功率4KW。 8 n/ C5 \, [& W, x% O# Y
2. 增加40L的蓄能器。 ( R: \/ i! t9 P5 `4 s, b E
3. 将大冷却面积的风冷式油冷却器换成小冷却面积的水冷式油冷却器，其安装位置改为冷却恒压变量泵泄漏油。 $ t) C, ]$ N" B( y! X
4. 整个动力源只用一个NG6通径的直动式溢流阀做安全阀用，溢流阀压力设定18.5MPa。
# P3 w$ I% T- @6 o9 x5. 由于系统单路执行元件最大流（10L/min）量小，控制阀组采用NG6通径(最大流量40L/mim)。
J6 a/ Y" S7 f1 @% f$ {9 F改用恒压变量泵连续工作，没有溢流损失，减少压力冲击。采用了蓄能器，使泵的流量降低，电机功率减小。在两路阀组同时工作时泵和蓄能器同时供油，各路阀组都不工作时和单路阀组工作时，泵向蓄能器供油直至蓄能器压力升高到设定压力。 # E& f! ?' H4 }/ f; ]( Q+ {
改进后的系统中泵的泄漏油带走泵内部产生的热量，冷却泵，保证泵连续正常工作。执行器工作时，压力主要转化成机械能，摩檫发热很少。因此将风冷换成水冷冷却泵的泄漏油是合理的。 - ]9 h D5 b8 x E* R
溢流阀做安全阀使用，可以用小规格的直动式溢流阀。其设定压力略高于泵的设定压力。
0 z5 { r& d! n0 ^/ j, `4．结论 ( m0 a* Z2 c4 j
1）此液压动力源采用恒压变量泵组与蓄能器消除了溢流损失，减少了系统流量，实现了最佳的动力与负载匹配，系统效率较高，功率从30KW降低到4KW，节省了大量的运营成本。 2 @: y& Q0 \- [5 C/ \% ?
2）改进后的液压系统减少了压力冲击。蓄能器不仅作为辅助动力源，而且吸收了系统压力冲击。
( x% C5 M* }& [8 d, f3）实际使用中，取得了良好的效果。
' g8 |8 k" D3 d由此可见，液压系统的节能改造要首先分析系统流量-时间图、压力-时间图，然后选择最适合这种工况的变量泵和调压方式。适当使用蓄能器，以减少泵的流量，提高系统效率。我公司改造后的采样机液压系统，液压油温升小，故障率低、功率小、效率高。 5 j" c* [, e9 `
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参考文献：
% ?. b+ V$ v- K" a7 K6 ?[1] 雷天觉 新编液压工程手册[M] 机械工业出版社,1999 , Q) O8 m' p/ R/ i; l
[2] 日本液压气动协会 液压气动手册[M] 机械工业出版社1985
6 O9 r: \8 g) |# g[3] 路甬祥 液压气动技术手册[M] 机械工业出版社 2002 # S) z7 h& M$ g, l0 D' Q9 d3 a
9 i( M7 h$ u& \3 M作者简介：王群锋(1979-),男，陕西武功人, 学士,工程师,主要从事气动元件、液压系统设计维护工作。 | 
发表于 2007-4-6 11:54:42
