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采样机液压系统节能改造ffice ffice" />
9 \! m' D) J R& F& _& N 王群锋，杨建军 $ I: n+ g9 `! |
Energy-saving Rebuilding Of Sampling Machine Hydraulic System
) d7 W9 R5 z# e% g Wang qun-feng，Yang Jian-jun / O P! o1 _/ ?* n+ |" m; l
(西北电子设备研究所，陕西西安，710065) + P# u& x( U. {/ }
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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。 % t! Q2 H0 j' ^; D7 p Y
关键词：液压系统、节能改造、能耗分析 : A `: t4 M4 F* f. c
1．前言
, Z( I$ v% X" `$ @# ~ X9 e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。 # {. P/ ^4 g2 M* Y+ a( ]
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2．液压系统能耗分析
8 u2 E' U. H G$ m' R5 i, ~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。
$ @% |/ {; N- p! f- ~9 d' |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。 9 B# z f; g' C
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。
/ f$ T% Z5 p( E3．液压系统节能改造
5 R, u* o$ T+ ]# q. G( g经分析计算，系统的节能改造采用下列措施：
& n, A% J1 j2 \* ~7 H1. 改用流量15L/min的恒压变量泵，压力设定18MPa，电机功率4KW。
& B% Q+ P4 z8 Z( ]2 T" Q+ O2. 增加40L的蓄能器。 9 S0 c. F8 V1 ~
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。
! w" l& j7 o7 g0 f. f5 \ n4. 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。
' i9 T3 R8 h# p) A7 A2 z5. 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)。 # Y* g# ~ }0 ^9 n. w9 f( C
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。
1 x9 c: y2 e" i1 g0 h/ ] 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。
5 [' q; L1 }% G+ I6 w1 I# o 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。
5 Q$ ^ {9 f5 n1 q* D4．结论
: R8 Z/ A' c$ t% Z/ `" [% U1）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。 , d, ~5 Q' t+ g! m, G O
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。 ' |) ]* j) p$ }/ S$ G+ A L7 T
3）实际使用中，取得了良好的效果。 5 P6 D& W$ n' y0 ~3 I ?# g
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。
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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
