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节能技术在液压系统中的应用
来源:玉米秸秆打包机_稻壳打包机_立式废纸打包机_电机压力机 | 发布时间:2012-12-1 | 浏览次数:
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        随着能源的日益紧缺,节能无疑具有十分重要的现实意义。在设计液压系统时,设计人员更多的是将注意力集中在实现系统的功能和提高可靠性上,在能耗方面考虑得不够多,由此不但造成液压油温度升高而增大了泄漏量,降低了密封效果,危及到装备使用的可靠性和安全性,而且这也是与当前建设节约型社会不相符的。因此,应该将节能技术应用到液压系统的每个环节,对于已有装备,应用已发展成熟的节能技术进行改造;对于正在设计中的液压系统,要充分考虑对整个系统节能控制,避免以后不必要的损失,延长装备的使用寿命,提高系统工作的可靠性。基于此,从分析液压系统能量损失的原理出发,介绍了几种高效的节能措施,并对它们的应用前景进行了展望。
          一套完整的液压设备 ,它的液压系统必须由液压马达、液压泵、液压控制阀及液压辅件四大部分组成。液压系统的能量消耗与液压泵的工作性能有很大关系 ,也与其他元件的工作状况密不可分。提高液压泵的总效率液压泵是将机械能转换成液压能的能量转换装置 ,在不考虑压力损失的情况下 ,液压泵的总效率ηz=ηrηj,若提高液压泵的总效率 ,必须提高其容积效率 ηr 和机械效率 ηj,这不仅取决于液压泵的结构形式 ,而且和使用压力、液压泵转速及液体粘度等因素有关。液压泵的形式和压力对总效率的影响由齿轮泵、柱塞泵的总效率和压力的关系可知 ,高压泵在低压区域内使用时 ,总效率是低的。而低压泵在高压区域内使用时 ,总效率也低。因此 ,必须根据负载压力情况适当选择泵的形式 ,使其能在较高的效率下工作。一般压力在 2 5MPa以下时选用齿轮泵 ;压力在 2 5~ 6 3MPa范围内选用叶片泵 ;压力在 6 3MPa以上选用柱塞泵。
         基于其在国内外发展和应用的现状,分析了液压系统能量损失的原因,液压系统要进行两次能量转换,即由电机和泵把电能转化为流体势能,再通过液压执行元件把流体势能转化为机械能,能量损失较大,所以效率较低。液压系统的能量损失全部以热能的形式释放。
        1.泵和马达的发热
        在液压传动当中,旋转式流体元件都在低于效率百分之百的情况下运转,这就意味着,输入到系统的能量比输出的能量多,其损失的能量主要为泵和马达的内部磨损形成温升转化成热能。
        2.节流引起的能量损失
        所有的流体动力控制阀都是利用节流来进行控制,这就意味着压降(压力损失),这种压降同样转化成热能(发热)。泄漏,流体在管路当中流动产生的压降均属此类问题。溢流阀在实际生产当中产生热量,或造成能量损失的现象最为常见。
        3.系统设计引起的能量损失
        在液压系统设计当中,如果泵选用的流量比系统使用的流量过高,会导致泵在保证执行元件工作的前提下,多余的流量通过溢流阀卸掉,从而产生能量损失。在系统设计当中,设计者要在考虑系统压力、执行元件的工作周期的条件下去考虑主泵的流量问题,泵的工作总流量同蓄能器相结合的条件下,可以实现系统流量低于泵工作的总流量,这样既能保证执行元件的正常工作又能使能量损失最小,这一点系统设计人员要尤为注意。在液压系统设计当中要充分考虑,各个执行元件的工作并发性和互持性的问题,否则会造成很大能源浪费问题。另外,在液压系统设计当中,中开式四通阀中的压降不得超过50psi,阀的流通面积至少要为相应管路流通面积的75%,如果可能管路尺寸选取应使得流体为层流状态。
         4.调试、维护、使用不当带来能量损失
        在企业当中,由于调试、维护和操作不当导致的液压系统油温较高,而出现能量损失和元件损坏的现象,也是比较普遍存在的问题。 最为常见的现象有恒压变量泵的溢流阀同系统的安全阀调整不匹配,导致泵始终存在流量输出,安全阀(或溢流阀、平衡阀)出现故障或压力调整过低,压力继电器出现故障或调整不当等。
     液压系统节能的目的是使泵的流量与负载所要求的流量相一致,在不影响系统功能的前提下,尽量减少滋流损失。以前单一追求功能的设计思想已经行不通了,基于功率匹配是现时的大趋势。此外,提高初始的能量转换效率也非常有必要,这就要求在电动机一液压泵,液压泵一液压泵的组合上不断进行优化,并且不断在实践中通过改进液压元件的分布结构来节约能源,节约液压系统的运行成本。上述是从节约首次使用能源来达到节能的目的。现在,能量回收利用技术也是节能技术的一部分,而且变得越来越重要,它将节能效果推向了一个顶峰,也应用到了几乎每一个液压系统中。
        展望前景,随着计算机技术、微电子技术和比例控制技术的发展,不断将这些新技术与节能理念相结合,这些将极大地提高液压系统的效率,提高产品的市场竞争力。


 

 
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2012-12-01

 

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