液压节能技术在高线生产中的应用

　　邢钢高线厂有2条高速线材生产线,均为21世纪初由国外引进技术,其中关键设备、备件进口,主体设备国内制造的生产线。高线厂从加热、焊接、轧 制、控冷、集卷、打包、称重到卸卷各个工序均涉及到液压系统,并起着重要作用,液压系统的主要控制元件和检测元件全部采用国外知名品牌的产品。液压系统具 有传动平稳、控制简单、体积较小等优点,然而液压系统传动效率低,存在着能源浪费,特别是在目前电力紧张的情况下,解决液压系统的节能问题十分必要。

　　1 液压系统能源损失的主要原因

　　液压系统在工作中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,效率较低。液压系统的能量损失全部以热能的形式释放,具体表现在以下几个方面。

　　1.1 泵和马达的发热

　　在液压传动中,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多,其损失的能量主要是泵和马达的内部磨损形成温升转化成热能。

　　1.2 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进行控制,存在着压降(压力损失),这种压降同样转化成热能(发热),流体在管路中流动发生泄漏也是产生压降的原因之一。在实际生产中溢流阀产生热量或造成能量损失是最为常见的现象。

　　1.3 系统设计引起的能量损失

　　在液压系统设计中,如果泵的流量比系统的流量高得多,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。因 此,设计者要在考虑系统压力、执行元件工作周期的条件下设计主泵的流量,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。另外,在液压系统设计中,中开式四通阀中的压降不得超过50V,阀的流通面积至少是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。

　　1.4 非正常能量损失

　　由于调试、维护和操作不当导致的液压系统油温较高,出现能量损失和元件损坏的现象是普遍存在的问题。最为常见的如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。

　　2 液压节能技术的应用

　　高线厂的液压系统中,所有主泵均为德国力士乐产品,阀为力士乐、日本油研产品,检测元件为HYDAC产品。这些元件具有制造精度高、适应工作环境强、工作稳定等特点。下面对几个典型液压系统所采用的节能技术进行分析。