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采樣機液壓系統節能改造ffice ffice" /> + y4 [) `* b' K" n |. ]
王群鋒，楊建軍 * L& v1 m7 p/ S; |
Energy-saving Rebuilding Of Sampling Machine Hydraulic System
) w( y+ _) c, h& S. L Wang qun-feng，Yang Jian-jun ' [4 I. {; i6 d) E: W; g3 P
(西北電子設備研究所，陜西西安，710065) ' a; t2 n4 s& R' s# q( T* L1 C
$ m9 m' Z4 c& E, h( h3 i摘要：本文針對采樣機液壓系統在工作循環過程中的能耗進行了分析計算，提出了一種系統節能改造的方法。
& b/ x9 k: n! U& W7 S8 M關鍵詞：液壓系統、節能改造、能耗分析
. `4 b6 z& F- s& |1 t: D" x1．前言
, R. `, z' B7 t3 |& u/ M: V液壓系統的效率是衡量液壓系統能源利用率的指標。我公司采樣機液壓系統自投入使用后,就發生液壓油溫度很高、系統壓力不穩定、液壓缸開始上升時抖動等故障。并且液壓系統功率很大，效率低下。因此我公司決定對此液壓系統進行改造，以達到節能和良好的使用效果。
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2．液壓系統能耗分析
* c! D2 Q& F& w) F- `3 r采樣機液壓系統動力源回路圖見圖1。采用定量泵、溢流閥系統，控制回路略。 " T. U n( X2 }3 ]( E
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，而液壓系統工作時最大流量只有20L/ min，存在大量溢流損失。 : c& ?2 t" ~/ _2 ?# o" |+ ?/ ^
在液壓系統工作時，任意時刻都有大量的溢流損失。液壓系統容積效率很低，總效率更低。液壓系統在這種調壓方式下沖擊嚴重。這種調壓方式對泵和閥的壽命也有很大影響。此系統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溢流的發熱油液。液壓系統溢流流量很大，壓力較高（18MPa）,發熱功率很大，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。此設計造成液壓系統體積大、效率低，其原因是在不適當的工況下采用定量泵-溢流閥調壓。 " J; m+ q2 f0 \0 n D$ P+ z
3．液壓系統節能改造
$ V a9 a" d2 L經分析計算，系統的節能改造采用下列措施：
7 m- m' ?* U3 \. y0 O- p) n7 h1. 改用流量15L/min的恒壓變量泵，壓力設定18MPa，電機功率4KW。 . b+ t2 ~& Z5 m* d
2. 增加40L的蓄能器。 8 g# G* G2 \1 Q+ H! V) ?" |+ a. W
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。
- K; j- r# d7 s& o5 M7 k( C V4. 整個動力源只用一個NG6通徑的直動式溢流閥做安全閥用，溢流閥壓力設定18.5MPa。 ) z: ?/ z, Y6 ~
5. 由于系統單路執行元件最大流（10L/min）量小，控制閥組采用NG6通徑(最大流量40L/mim)。 ( `# J8 p: }/ b
改用恒壓變量泵連續工作，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定壓力。 3 C# _3 [( Z3 ~ V4 ^
改進后的系統中泵的泄漏油帶走泵內部產生的熱量，冷卻泵，保證泵連續正常工作。執行器工作時，壓力主要轉化成機械能，摩檫發熱很少。因此將風冷換成水冷冷卻泵的泄漏油是合理的。 : z$ H! m5 r3 a6 H8 W. \
溢流閥做安全閥使用，可以用小規格的直動式溢流閥。其設定壓力略高于泵的設定壓力。
+ e/ ~: I& r0 D% U4．結論
; N( b9 B" |6 d0 V- |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，減少了系統流量，實現了最佳的動力與負載匹配，系統效率較高，功率從30KW降低到4KW，節省了大量的運營成本。 5 s* P t3 R+ H2 X2 G# b/ `$ W* q
2）改進后的液壓系統減少了壓力沖擊。蓄能器不僅作為輔助動力源，而且吸收了系統壓力沖擊。
% V1 v5 E- w5 K5 }% L* [0 `3）實際使用中，取得了良好的效果。
5 ^$ f3 k, H" ^% C- @由此可見，液壓系統的節能改造要首先分析系統流量-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壓方式。適當使用蓄能器，以減少泵的流量，提高系統效率。我公司改造后的采樣機液壓系統，液壓油溫升小，故障率低、功率小、效率高。 6 D! ]3 |, }+ c
9 @9 I( W* [% z0 ?參考文獻：
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. }: I9 C& }! x$ \% J _7 \[2] 日本液壓氣動協會 液壓氣動手冊[M] 機械工業出版社1985
: v" Q$ f; J/ g' g[3] 路甬祥 液壓氣動技術手冊[M] 機械工業出版社 2002
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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、液壓系統設計維護工作。 | 
發表于 2007-4-6 11:54:42
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