液压节能技术的应用

液压节能技术的应用

液压系统节能的目现在，能源和节能问题越来越受到重视。液压库管理系统的节能设计也是液压机技术人员的研究重点。该系统的节能目标是提高系统的能量利用率，并改善系统效率。液压系统效率的高低是其重要性能指标之一。通过对液压系统的控制元件、执行元件、工作介质和辅助装置等方面进行改进,可收到良好的节能效果。1液压缸及马达损失液压元件的能耗表现在液压元件在工作时,会引起元件及其在连接部位产生泄漏、内摩擦及发热等。其中以液压泵、马达损失最大,其次是各种阀类,如溢流阀的溢流损失,以及设在液压缸或马达的回油路上的背压阀的压力损失等。常用的节能液压元件有限压式变量泵、恒功率变量泵、恒压式变量泵、蓄能器、电液伺服阀、集成阀等。1.1电磁铁能耗电磁阀是各类液压控制阀中使用最多的一种,故它们的总功耗不能忽视。以往电磁阀中配用的电磁铁耗能均在10W以上,功耗较大。近年来,开发和研制的低功耗电磁阀,由于采用了先导式双级控制和合理设计阀内弹簧等技术措施,使电磁阀的驱动功率下降既节能,又具有温升低、寿命长、尺寸小、噪声低及便于实现微机直接控制等优点。1.2蓄能器参数与液压泵参数匹配液压蓄能器可用来贮存或回收能量,作为系统的辅助动力源,与液压泵一起向系统供油。通过对蓄能器参数和液压泵参数的合理匹配,在保证系统各项功能要求的情况下,大幅减小液压泵及原动机的容量,使系统能量得以合理应用,减少系统发热和温升,提高系统效率。目前,蓄能器作为辅助动力源已在各类液压设备中得到了广泛应用,成为实现液压系统节能的重要技术手段之一。1.3保持阀芯换向位置所需的合适电流电磁阀是各类液压控制阀中使用最多的一种,因此,它们的功耗不能忽视。一个值得注意的问题是如何减少保持阀芯换向位置所需的合适电流。自保持型电磁阀就是只需瞬间通电即完成阀门开关动作,阀芯位置无需电来保持。其优点是节约能源,尤其是用电池作电源的场合,而且可不考虑温升,从而线圈寿命长,在高低温,防爆等场合有较高的安全性。1.4替代滑阀式元件二通插装阀是20世纪70年代后发展起来的一种新型控制元件,它由插装阀组件、阀体及先导控制装置组成。由于具有下列优点,因而用它替代常规滑阀式元件组成系统,可以获得明显的节能效果。(1)一个插装阀配以先导控制后,具有多功能控制特性,故可使每条流道上串联阀的个数减到最小,使大流量的主回路得到简化。(2)先导控制尽管仍用滑阀式元件,但其通流功率大为降低,流动损失随之减小。(3)锥阀式插装阀相当于同直径滑阀而言,开启度大,流动阻力小,密封性好,所以工作中其压力损失和泄漏损失均较小。2该系统的节能技术2.1动力源控制分析在选用液压源时,应先对液压系统进行工况分析,以查明一个循环中负载压力、流量和功率的分布及要求,为选择液压源提供技术依据。为了提高系统的效率,达到节能的目的,在现代液压系统中出现了如压力补偿控制、负载感应控制、功率协调等高效液压系统。它们能使液压系统的动力源供应的压力和流量自动与执行元件负载的变化相适应。可以使系统效率提高28%∼45%,节能效果十分的明显。2.2控制元件的选择控制元件不属于能量转换元件,但是所有阀类元件皆为流阻,其必然会造成压力的损失,降低系统的效率,因此必须合理选择控制元件。在进行系统方案设计时,应根据系统中相应位置和可能出现的最大工作压力和流量来确定其规格,不宜过大或过小。如条件许可,应采用集成阀取代沿用的分离式单功能元件,能取得较好的节能效果。2.3机械一液压复合传动装置的特点在某些场合,采用液压与其他传动方式组成的复合传动与控制装置,可以获得较大的节能效果,并弥补相互的不足。(1)机械一液压复合传动,泵一马达组成的纯液压传动装置用于大功率主传动时,存在体积和质量大、最高传动效率低等缺点机械一液压复合传动装置可以综合液压传动及齿轮传动两者的长处,克服上述缺点。它将液压传动与行星齿轮机构组成紧凑的整体,由机械部分承担大部分功率的传递,其余由液压部分传递。由于机械部分的传动效率较高,即使液压部分的效率低也能得到相当高的总效率这种传动装置的调速功能,则由液压部分来承担。(2)气一液复合传动因气体和液体同为流体,故两者结合时界面转换容易,比其它传动方式的复合更为合理。气一液复合传动与纯液压传动装置相比,具有响应速度快、泄漏途径少、能耗低、经济性好等显著优点,因而获得了较快的发展和应用。2.4注塑机性能更强液压系统中,有些采用异步电机驱动,而异步电机变频调速以其调速效率最高、调速性能最好,在液压系统中得以广泛应用;尤其在大功率间歇运动的调速系统中,如注塑机优越性更为显著。交流变频调速技术依靠改变供电电源的频率,实现对电机转速的调节交流变频调速液压系统与传统节流调速系统相比,避免了节流、溢流损失和卸荷损耗。另外,交流变频调速液压系统还大大提高了原动机异步电机的效率,并极大改善了功率因数,这也是其它液压调速方式所无法解决的。利用变频器改变泵的转速,使泵的输出流量与系统所要求相适应,可以使溢流损失降至最低,有效地节约了能源。2.5负载变化时,系统压力随负载的变化而变化,效率变定量泵加比例阀的压力匹配系统,利用溢流节流调速原理,能在保持系统稳定的同时,使液压泵的供油压力随负载的变化而变化,降低系统功率消耗,发热量减少,其效率有所提高。同理采用变量泵加比例节流阀,变量泵加比例换向阀及多联泵(定量泵)加比例节流溢流阀,其效率也可提高28%~45%。3液压系统使用管理的目上述的节能措施可以使液压系统达到好的节能效果,但如果没有好的管理,在实际生产中也难以真正发挥。统计表明,液压系统发生的故障有90%是由于使用管理不善所致,造成的浪费是十分惊人的,使用管理的目的和价值就在于使液压系统处于最佳工作状态,发挥系统的真正性能,达到真正节能的结果。下面几点可在生产实践中加以应用:(1)要对使用者进行基础训练,使其具备一定的专业知识和管理经验。(2)坚持日常维护和保养制度,减少故障概率,使系统运行稳定。(3)进行预防检查和检修,掌握系统的劣化状况,及时发现和消除液压系统的隐患,确保系统的工作效率。4节能效果方向发展随着数字技术和软件技术的不断进步,液压节能化系统将向高性能、易操作、节能效果显著方向发展。具体改变途径:3)防止液压设备的泄漏现象;4)提高液压油的洁净度,净化处理循环使用过的液压油;5)液压系统中采用新型的控制元件,并提高其制造精度;6)对液压系统的能量进行回收与利用。5液压系统节能的要求液压系统的每个组成部分在系统工作时都会产生能量损失,因此,要合理使用高效率的液压元件,并对系统进行综合调节以