采樣機液壓系統(tǒng)節(jié)能改造ffice ffice" /> 0 c \2 n1 M$ y8 m# C# S
王群鋒,楊建軍 7 |$ N$ x- y7 @2 S& N
Energy-saving Rebuilding Of Sampling Machine Hydraulic System % y# ]& W1 K l- p( O$ f2 }/ q2 L, p( F
Wang qun-feng,Yang Jian-jun 2 x u9 X5 v# o$ ?+ k0 D- Y6 z7 D2 ?
(西北電子設(shè)備研究所,陜西西安,710065) ) r3 U* W1 Z+ v" ]% O$ p
/ p( ?- H9 ~% `摘要:本文針對采樣機液壓系統(tǒng)在工作循環(huán)過程中的能耗進行了分析計算,提出了一種系統(tǒng)節(jié)能改造的方法。
, y ?& M. q3 L2 f8 R關(guān)鍵詞:液壓系統(tǒng)、節(jié)能改造、能耗分析 - z0 o n6 N9 n8 z
1.前言 # R% X3 O, W5 {
液壓系統(tǒng)的效率是衡量液壓系統(tǒng)能源利用率的指標。我公司采樣機液壓系統(tǒng)自投入使用后,就發(fā)生液壓油溫度很高、系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定、液壓缸開始上升時抖動等故障。并且液壓系統(tǒng)功率很大,效率低下。因此我公司決定對此液壓系統(tǒng)進行改造,以達到節(jié)能和良好的使用效果。 # U8 N o- j2 Q/ ~% D, p( q
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- v$ v2 m, I8 T+ ?$ F/ D2 W8 T2.液壓系統(tǒng)能耗分析 + u4 \- [# \0 c1 W
采樣機液壓系統(tǒng)動力源回路圖見圖1。采用定量泵、溢流閥系統(tǒng),控制回路略。
* M- l) o$ i% D采樣機械控制回路由六路NG10通徑的疊加式控制閥組組成。圖1中定量軸向柱塞泵流量60L/min、電機功率30KW,而液壓系統(tǒng)工作時最大流量只有20L/ min,存在大量溢流損失。 " V) D; ]& R! c! s4 s6 i
在液壓系統(tǒng)工作時,任意時刻都有大量的溢流損失。液壓系統(tǒng)容積效率很低,總效率更低。液壓系統(tǒng)在這種調(diào)壓方式下沖擊嚴重。這種調(diào)壓方式對泵和閥的壽命也有很大影響。此系統(tǒng)中溢流損失為主要損失,同時用風冷式油冷卻器強制冷卻液壓系統(tǒng)溢流的發(fā)熱油液。液壓系統(tǒng)溢流流量很大,壓力較高(18MPa),發(fā)熱功率很大,不得不采用了大冷卻面積的冷卻器,采用大容積油箱來冷卻油液。此設(shè)計造成液壓系統(tǒng)體積大、效率低,其原因是在不適當?shù)墓r下采用定量泵-溢流閥調(diào)壓。 3 B: S+ D5 R% Q: Z6 I
3.液壓系統(tǒng)節(jié)能改造 ; U3 f; p# l- r- n" F
經(jīng)分析計算,系統(tǒng)的節(jié)能改造采用下列措施: - E; }# _8 q/ Q8 [- V% C$ Z
1. 改用流量15L/min的恒壓變量泵,壓力設(shè)定18MPa,電機功率4KW。
+ ^3 F9 E2 m- X! @& r2. 增加40L的蓄能器。 7 i) P9 W! M2 d9 u3 h. j
3. 將大冷卻面積的風冷式油冷卻器換成小冷卻面積的水冷式油冷卻器,其安裝位置改為冷卻恒壓變量泵泄漏油。
7 A' A$ @! {! W; k% C" ]. J' E4 n- R4. 整個動力源只用一個NG6通徑的直動式溢流閥做安全閥用,溢流閥壓力設(shè)定18.5MPa。 6 S$ t1 P# r9 a1 U2 k! u
5. 由于系統(tǒng)單路執(zhí)行元件最大流(10L/min)量小,控制閥組采用NG6通徑(最大流量40L/mim)。 H- f7 M: L" j, V9 a
改用恒壓變量泵連續(xù)工作,沒有溢流損失,減少壓力沖擊。采用了蓄能器,使泵的流量降低,電機功率減小。在兩路閥組同時工作時泵和蓄能器同時供油,各路閥組都不工作時和單路閥組工作時,泵向蓄能器供油直至蓄能器壓力升高到設(shè)定壓力。 ; N' U$ z s9 ~" K$ U
改進后的系統(tǒng)中泵的泄漏油帶走泵內(nèi)部產(chǎn)生的熱量,冷卻泵,保證泵連續(xù)正常工作。執(zhí)行器工作時,壓力主要轉(zhuǎn)化成機械能,摩檫發(fā)熱很少。因此將風冷換成水冷冷卻泵的泄漏油是合理的。 ( E$ P3 H' Z& v+ j
溢流閥做安全閥使用,可以用小規(guī)格的直動式溢流閥。其設(shè)定壓力略高于泵的設(shè)定壓力。 m' E( E+ R' @
4.結(jié)論 8 p9 D! L6 X! z: W, T6 G
1)此液壓動力源采用恒壓變量泵組與蓄能器消除了溢流損失,減少了系統(tǒng)流量,實現(xiàn)了最佳的動力與負載匹配,系統(tǒng)效率較高,功率從30KW降低到4KW,節(jié)省了大量的運營成本。 0 E* V$ k- E: B. Z* L* k; }; z
2)改進后的液壓系統(tǒng)減少了壓力沖擊。蓄能器不僅作為輔助動力源,而且吸收了系統(tǒng)壓力沖擊。 5 L o2 w0 M' Y
3)實際使用中,取得了良好的效果。 $ ~4 m# r" c+ e0 R
由此可見,液壓系統(tǒng)的節(jié)能改造要首先分析系統(tǒng)流量-時間圖、壓力-時間圖,然后選擇最適合這種工況的變量泵和調(diào)壓方式。適當使用蓄能器,以減少泵的流量,提高系統(tǒng)效率。我公司改造后的采樣機液壓系統(tǒng),液壓油溫升小,故障率低、功率小、效率高。 5 w' b4 v! c8 Q9 ^( ^ s8 `
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作者簡介:王群鋒(1979-),男,陜西武功人, 學士,工程師,主要從事氣動元件、液壓系統(tǒng)設(shè)計維護工作。 |