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采樣機液壓系統(tǒng)節(jié)能改造ffice ffice" /> 3 d+ Q% q! H4 {8 A4 m {" G9 M
王群鋒，楊建軍 : `9 O: F5 h" P8 k4 E
Energy-saving Rebuilding Of Sampling Machine Hydraulic System % y. J7 m Y: @8 ?9 f* o
Wang qun-feng，Yang Jian-jun 1 v8 _6 ]- g( Q
(西北電子設備研究所，陜西西安，710065) 0 v9 p8 i" G7 \- Q; X* h" E
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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。
" N& r, e% O0 y$ R; n% P. j關鍵詞：液壓系統(tǒng)、節(jié)能改造、能耗分析 6 S( ?* T& a; S. h K
1．前言 5 @ S8 a, @! ^: J7 C% I
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。
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2．液壓系統(tǒng)能耗分析 ' q3 x9 C9 h! |) g+ L# Z
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。 2 G8 d; D: M! t: N+ c; U/ O3 _2 `. C
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。
- u. C. _ h4 I; w4 Z; Q- r+ U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(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。此設計造成液壓系統(tǒng)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。
3 T2 Y$ \2 K- o! g3．液壓系統(tǒng)節(jié)能改造
* y3 l+ j( \5 Y5 Q經分析計算，系統(tǒng)的節(jié)能改造采用下列措施：
* V; _6 ?1 z6 F% S `0 o4 V0 T1. 改用流量15L/min的恒壓變量泵，壓力設定18MPa，電機功率4KW。
- y, a" H( {, L. T g6 {2. 增加40L的蓄能器。
8 O7 S2 \5 p6 n" M3. 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。
) L& J, j' |3 m) a& Q- W9 A4. 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。
0 j' ^2 m: a7 A& a+ Q" J0 Z k5. 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)。
% n4 {4 f. _ Q1 S$ O: C4 j; q+ X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定壓力。
6 c# L4 F8 g! r/ O8 W4 N 改進后的系統(tǒng)中泵的泄漏油帶走泵內部產生的熱量，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。
7 p& x. Z( y0 k2 R; b. n- L3 Z 溢流閥做安全閥使用，可以用小規(guī)格的直動式溢流閥。其設定壓力略高于泵的設定壓力。 " E1 t9 J" L- ?& ^) i; ?' r
4．結論
3 J0 U- W! |5 X( e" c& u& e! ^ n1）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。
2 d3 w0 y, H2 i4 i+ ?* u2）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。 # I1 }9 {0 s6 U7 R! R/ I' y) W
3）實際使用中，取得了良好的效果。 4 J M( d3 D) k0 {: S* Z2 i2 R3 l& ]: F
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。
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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)設計維護工作。 | 
發(fā)表于 2007-4-6 11:54:42
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