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采样机液压系统节能改造ffice ffice" /> - |, j' Y+ s: t' g- v8 x/ w$ |% b! q
王群锋，杨建军 # a3 P9 S$ U8 k! g
Energy-saving Rebuilding Of Sampling Machine Hydraulic System B% g: a! h1 o1 T q! g
Wang qun-feng，Yang Jian-jun
V% n' ?2 P6 n+ p- @. X (西北电子设备研究所，陕西西安，710065) , P3 X3 X( D" `4 k; A
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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 l5 C4 @' ~- W1 T, P3 p
关键词：液压系统、节能改造、能耗分析 $ n- l2 k) G. }' D$ X
1．前言 ) I' y* ]; T- R# K) X
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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' V" y; p! ^ ?, i# y7 P2．液压系统能耗分析
/ z8 P* E% d/ E0 `3 {( k3 S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。
' F, k3 |: E& ], g# b, Z( O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。
' r3 {. r. u& j. t. N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。 6 Z, p6 B. d, _9 B1 s4 y
3．液压系统节能改造
4 y( F* V4 ] A/ W经分析计算，系统的节能改造采用下列措施：
, N3 g! ?9 h# r- o. P8 c1. 改用流量15L/min的恒压变量泵，压力设定18MPa，电机功率4KW。
' P2 I. H- q: I. N2. 增加40L的蓄能器。
( _# y, y2 y" x2 b( y. ^' {/ ^3. 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。 1 p( T+ S& N F8 {2 y
4. 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。
* n1 b" k% E2 ]& C+ K& V5. 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)。 % R$ F' n E# }) X E
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。 1 m/ `" a) _) d3 r( \& ~+ \1 p9 W; W
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。 4 c- T8 s- m: B9 v
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。
- p, o7 m- T4 ]& W$ e- H2 b4．结论
+ E" `) [* C( r! }7 ]% J) I1 `% x1）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。 # O! r7 \0 B# l1 L( |
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。
6 f. l% R7 j# Q3）实际使用中，取得了良好的效果。
! v/ u/ }1 {, A( T! o D# g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。 4 x* w: J0 Y+ b( ^! D6 V2 Q7 [
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参考文献： * D% d! U1 U3 p) T& K$ }5 P
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[3] 路甬祥 液压气动技术手册[M] 机械工业出版社 2002 2 x a, A! M8 Z+ \' p4 w" M" ]8 y" f6 t
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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
