液压传动的节能技术

　　液压传动系统能量损失包括各元件中运动件的机械摩擦损失、泄漏损失、溢流损失、节流损失、输入和输出功率不匹配的无功损失等方面。机械摩擦损失、泄漏损失所占比例与所选元件本身的机械效率、容积效率、介质粘度、回路密封性以及系统组成的复杂程度有关;溢流损失、节流损失所占比例与回路和控制式有关;而输入和输出功率不匹配的无功损失所占比例与控制策略有关。从液压元件、液压回路、液压传动系统等几方面的节能原理介绍液压传动的节能技术。

　　1液压元件的节能原理

　　将初始压力PA调节到负载压力PB,通常采用节流控制方式,即按图1中曲线1进行调压。由此造成的能量损失为

　　Ploss=Q_L(P_A-P_B) 　　(1)

　　若采用液压变压器的控制方式,即按图1中曲线2进行调压。由能量守恒定律可得

　　P_AQ_A=P_BQ_B(2)

　　式中P_A、P_B—A、B点的压力

　　可见,采用液压变压器调压方式将压力从P_A调整到P_B,能量损失为零。同时也可以算出负载和油源之间的压力、流量比为

　　可见,通过改变A、B两点的流量可以控制油源和负载间的压力比。

　　由图1可以看出:按AB曲线进行调压,由于A、B点的流量不同,根据流量连续性原理,必须增加第3个油路T来补偿A、B点的流量差值QT=QB-QA。

　　由变压器的节能工作原理可知,液压变压器作为一种新型流量和压力转换元件,能无节流损失地传送液压能。

　　2液压回路的工作原理

　　现实生产中常常遇到流量在0.24L/s以下,且有如下工艺要求的回路:快速上升y慢速加压y保压y快速下降。对于这样的工艺要求,一般采用节流阀与溢流阀配合的节流调速,传统的回路存在着节流溢流损失。此新型节能低热耗节流调速回路可节能,且能避免溢流阀溢流带来的油温升高的情况。其工作原理如图2所示。

　　当液压泵起动后,1DT、2DT、4DT同时通电,实现快速供油,线路如下:油箱1y过滤器2y液压泵3蓄能器11y电磁阀10y电磁阀5节流阀6y电磁阀7左位y液压缸9下腔,液压缸9上腔油液经电磁阀7回油箱。此时液压泵和蓄能器同时供液,流量增加,液压缸快速上升(注:蓄能器要有足够大的预压力,使蓄能器供给液压缸快速上升完毕后,蓄能器压力不能低于工作压力,以避免系统加不上高压) ,当快速上升完成后碰到行程开关,或接触到被加工物体,压力升高,由压力继电器控制,转入低速加压工进阶段,此时1DT断电,2DT、4DT通电。油箱1y过滤器2y液压泵3y节流阀6y电磁阀7左位y液压缸9下腔电磁阀10y储能器11液压缸9上腔油液经电磁阀7回油箱。从上述流程可以看出,进入液压缸的油被节流阀6节流,速度变慢同时液压泵抽出的油有部分进入蓄能器,达到节流储能的作用。随着压力的升高,当系统压力达到压力表8设定的压力时,2DT断电,液压泵抽出的油全部进入蓄能器,此时系统处于保压状态。由于慢速工进行程较短,流量很小,保压时流量仅为泄漏量,因此在这2个阶段油路中不会造成油温升高。当蓄能器的压力达到压力表12的设定压力时,4DT断电,5DT通电,液压泵抽出的油全部经过电磁阀13回油箱,电机处于空载状态,此时,系统处于压力表8设定的压力,保压时间由时间继电器控制,经过保压设定的时间后,液压缸快速下降,此时1DT、3DT和4DT通电,其流程为:油箱1y过滤器2y液压泵3蓄能器11y电磁阀10y电磁阀5节流阀6y电磁?磁阀7回油箱。快速下降时,液压泵与蓄能器同时供液,快速退回到最大行程时,碰到行程开关后,1DT、3DT断电,4DT通电,液压泵抽出的油全部进入蓄器,当蓄能器压力达到压力表12设定的压力时,4T断电,5DT通0电,液压泵打出的油全部回油箱,电机处于空载状态,其动作表归纳如表1。如不需连续工作,此时可根据回路需要控制电机停止。