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采样机液压系统节能改造ffice ffice" /> / w. h# y2 P& W2 j u) b+ c
王群锋，杨建军 ' i# B2 x0 V2 y4 }
Energy-saving Rebuilding Of Sampling Machine Hydraulic System , N* T& T- E/ |& g" B
Wang qun-feng，Yang Jian-jun 2 [4 n. _ ?3 s7 P
(西北电子设备研究所，陕西西安，710065) . s+ |# T& S2 G; L/ L
7 t* a! D B2 s% F _. |, c( U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。
1 F7 n% X ?2 i2 \. g( x) [: A关键词：液压系统、节能改造、能耗分析 2 ^8 P9 \( X0 R% O# g2 K
1．前言
, \9 O) y" E U# a3 K$ `( o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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2．液压系统能耗分析
* c9 k" d9 N2 w2 k9 {3 P1 \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。 $ t) z7 X# O! A8 Y
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。 - l2 L( j$ ~7 Y S' b0 s
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。 / I% C2 d" E' C$ v6 x: q
3．液压系统节能改造
9 V$ f9 A8 | w" h$ z! j经分析计算，系统的节能改造采用下列措施：
- z! k: w8 j" i$ a' u: T1. 改用流量15L/min的恒压变量泵，压力设定18MPa，电机功率4KW。 3 J4 k9 u: w6 t9 f/ Y9 T' g6 [
2. 增加40L的蓄能器。
9 ^* }) w0 {* d3. 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。
# p+ X# m) k. l& M' L5 Z4. 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。 ]6 j. {. h' e' ?7 Y* J
5. 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)。
% ~! b. |5 H: @7 X7 e( l Q$ n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。
) ^$ {+ s, }5 U0 f: F 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。 ) g! ^3 a+ T/ Y _
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。
8 E; y+ I$ @$ X Z6 `4．结论 . }. r6 k# X2 T8 j2 y
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。 4 S% j' |3 r% O3 ~; q
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。
- w' `- K! S" @3）实际使用中，取得了良好的效果。 9 _/ _- K& e1 d V+ x
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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; c6 K) n+ c1 l2 o) e# `参考文献：
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[2] 日本液压气动协会 液压气动手册[M] 机械工业出版社1985
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7 e/ T5 c# y! V+ S# C* n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
