液压起重机能量回收系统

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1、课程名称：专业英语学院：机械工程专业：机械电子工程班级：机研1006学号：2010020893学生姓名：訾建平指导老师：何锋2011年6月28日8液压起重机的能量回收系统摘要：这篇文章介绍了一种液压起重机的能量回收系统。用蓄能器的辅助系统来使实例起重机与电动液的负载传感(ELS)系统相结合，并对实际系统进行了测试。本文对能量传递的流体静力学分析是基于实验的过程和假定的典型的工作周期。实验和理论结果表明,辅助系统与起重机ELS系统的结合应用，可以回收和重新利用能量、节约泵的能量供应、改进起重机系统的能量利用率。实例起重机的成功设计和测试，将会为其他的起重机械提供不同的商业应用。关键

2、词：能量回收，液压起重机，负载传感系统，蓄能器符号能量储蓄能量损失能量供应缸的负载力关节/气缸/阀门数目关节/气缸数目吊起负载的质量指数缸内的压力气压充气压力供应压力阀门电力整机功率功率供应时间循环周期控制信号气体体积缸的位置1.介绍提高液压机械的效率对于企业和设计师来说，是一个重要的课题。随着液压驱动机械（特别是大功率的液压机械）的广泛应用，由于能量的消耗和环境立法的实施等原因，现在他们更多地对采取措施来节约能源方面进行了研究。因此，许多改进的技术，如负载传感系统，被用于不同的液压系统中。所有这些方法都能节约液压泵的功率，降低液压能量的消耗，也能带来很好的经济利益。液压起重机是

3、典型的多自由度(两平移两转动多自由度)机械臂。它们的基本功能是通过液压驱动来移动或吊起一个大质量的负载。多年来,人们更多注重研究如何使液压能量的供应达到最小化和提高效率。但是，很少考虑到液压起重机的能量回收和再生。本文作者向我们陈述了即使液压挖掘机应用了负载传感系统，它的能量利用率依然不高。但是，他们预测人们对液压起重机的能量回收会感兴趣，对它的研究将会更有价值。8能量的回收和再生不是一个新课题。不同种类能量的回收所带来的理论和实际利益已被关注。特别是最近成功地将能量存储和再生系统用在了公交车上。一些专利也已用于城市公交车上。但是他们只关注了车辆动能的回收和释放。本文提出了能量的

4、回收和利用的驱动概念，回收的能量主要来自于大负载中的势能，而不是动能。2.能量回收原理图1所示是液压起重机的能量回收和再利用的基本原理。a图和图b分别是主液压回路图和辅助液压回路图，辅助系统包括两个辅助缸和一个蓄能器等。主系统是带有可变容积泵的ELS系统。图1主系统和辅助系统工作原理如下：1.在第一个排气冲程中，主缸驱动两个辅助缸，液压油从油箱经过单向阀到达储油器。2.在接下来的吸气冲程中，液压油从储油器进入蓄能器。3.在第二个排气冲程中，液压泵提供足够的液压能来驱动主缸，蓄能器将释放储存的能量来驱动辅助缸。主缸和两个辅助的缸分担负载力。3.实例起重机的试验驱动图2中实例起重机的

5、关节1使用了上述的能量存储理论，主缸是缸1。3.1实例起重机图2实例液压起重机图2的实例起重机是罗高力装卸设备，它有四个主要的自由度：旋转，上升，移动，下降。起重机系统是一个基于单片机（68HC11，8位）的稳定的ELS系统，它的整个构造如图1（a）所示，四个液压机能共用一个泵。测试中选用ELS系统来达到良好的动作，得到快速稳定的响应。通常传统的LS系统的动力和可控性不能满足要求。3.2实验环境测试的环境包括以下几个方面：81.如图1（a）所示，主要的系统，一个ELS起重机系统用于驱动关节1。在实际的测试中，其他的关节没有动，缸2和折叠臂是完全缩回的。2.辅助系统是一个带有囊状蓄

6、能器、溢流阀、止回阀和防空阀等的双缸系统，双缸的结构是基于简单地安装和连接。3.充气压力有两种情况，0或者7.5,经过溢流阀时没有泄露。4.给LS阀一个步进信号来完成上升和下降的动作。5.控制为手动操作。3.1结果没有辅助系统的起重机系统的测量结果如图3和5所示，当=0时，辅助系统除了增加摩擦力外，对关节1的动作没有明显的作用。因此我们有理由把=0时的系统作为起重机的原始系统。图4和6显示了在=7.5时测量参数的实际变化，与原始的主要系统比较，当执行上升的动作时，泵的压力大大地降低。如图3（f）、4（f）、5（f）、6（f）所示。由于辅助系统能量的回收和释放，主缸的压力降低，如图

7、3（d）、4（d）、5（d）、6（d）所示。此外，它的动态性能和原始系统一样好。因此，在液压起重机上利用驱动概念存储能量和改进能量利用率是合理可行的。图3的测量值图4的测量值8图5的测量值图6的测量值3.理论评估测量结果显示参数的实际变化过程，以下对能量转移进行了细致的分析：（a）测量过程中一个关节的运动；（b）一个设定循环周期的多关节运动。所有的计算过程没有考虑影响起重机系统能量利用率的其他因素，如泄露、摩擦、管道和软管的损失等。3.1数学定义这里有必要引入一些定义来描述起重机