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采樣機液壓系統節能改造ffice ffice" /> ( w0 t3 ?+ Y$ i: {3 a e
王群鋒，楊建軍
8 S7 ~" q3 p( `. H( B Energy-saving Rebuilding Of Sampling Machine Hydraulic System
5 p$ |6 {7 \! B) z% d0 g/ a Wang qun-feng，Yang Jian-jun 4 g) M8 J, X y
(西北電子設備研究所，陜西西安，710065) ) R `& P |& @4 J9 H6 i
: s" G. ~: }: c9 x9 \+ m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。 P. I( ?9 N6 ~" y
關鍵詞：液壓系統、節能改造、能耗分析
+ _0 N) s! Z8 q1．前言
- R Y6 ^6 o" {' e% T% r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 ' h* u' v0 O% r( D
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。 2 P6 X* [8 k! N' I+ y% O
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。 : a: _7 b; O( C* T& Z, }) ^1 @
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。 2 o! {5 E/ u3 q- d3 s
3．液壓系統節能改造
+ M6 c, L/ A) M! r1 ]/ I經分析計算，系統的節能改造采用下列措施：
3 a$ I4 N& Y( }) U1. 改用流量15L/min的恒壓變量泵，壓力設定18MPa，電機功率4KW。
% z6 q" b2 P0 M0 E& E. ~2. 增加40L的蓄能器。 % O1 h9 }, x3 D3 s5 r, H2 U9 E
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。 % s0 [/ T+ u6 B: @1 y0 B; m( E
4. 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。 % p6 P* V* M5 T$ V# }4 n6 U
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)。
/ q9 N; r- \! ~' m4 e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。 $ v% a, {; h) E+ F6 Y
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。
4 I; k: @/ w* G9 X- x6 \; 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。 8 I, P+ w4 Q5 m( B
4．結論 % I& u7 U' i) G& p
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。 e: L$ u4 P( D ~3 C! P O1 {
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。
4 V$ X" T) t, A" ~3）實際使用中，取得了良好的效果。
! h$ t: Z5 ^# d. o1 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。 * i* a! x4 b2 S4 {2 q+ V
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參考文獻：
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[3] 路甬祥 液壓氣動技術手冊[M] 機械工業出版社 2002 2 w" b3 J6 V% a; P/ y4 ?
$ I- y- Q4 ~# @8 F+ }1 ~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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