大流量油源液压系统的设计与应用

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1、２０１４年２月机床与液压Ｆｅｂ２０１４第４２卷第４期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ４２Ｎｏ４ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－３８８１２０１４０４０１７大流量油源液压系统的设计与应用郭颖，窦宝明，刘玉绒，裴，辛杨桂（广州机械科学研究院有限公司，广东广州５１０７００）摘要：针对某大流量油源液压系统，为了达到低噪声、压力控制、油温控制及ＯＰＣ平台数据交换等要求，提出并实施了一系列解决问题的方法和措施，取得了明显的效果。关键词：大流量；液压系统；低噪；ＯＰＣ平台中图分类

2、号：ＴＰ２７；ＴＨ１３７文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－３８８１（２０１４）４－０５５－２ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＬａｒｇｅＦｌｏｗＯｉｌＳｏｕｒｃｅＧＵＯＹｉｎｇ，ＤＯＵＢａｏｍｉｎｇ，ＬＩＵＹｕｒｏｎｇ，ＰＥＩＹａｎｇ，ＸＩＮＹａｎｇｇｕｉ（ＧｕａｎｇｚｈｏｕＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＧｕａｎｇｄｏｎｇ５１０７００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｒｉｅｓｏｆｍｅｔｈｏｄｓａｎ

3、ｄｍｅａｓｕｒｅｓｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｆｏｒａｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｌａｒｇｅｆｌｏｗｏｉｌｓｏｕｒｃｅ，ａｎｄｏｂｖｉｏｕｓｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｌｏｗｎｏｉｓｅ，ｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄＯＰＣｐｌａｔｆｏｒｍｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅａｎｄｅｔｃｗｅｒｅａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｒｇｅｆｌｏｗ；Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍ；Ｌｏｗｎｏｉｓｅ

4、；ＯＰＣｐｌａｔｆｏｒｍ随着科学技术的日新月异，液压设备正在向高速、高压和大功率的方向发展，其噪声对环境的污染也愈发严重。噪声污染已经与水污染、大气污染共同成为世界范围内的三大环境问题。出于对环境和人体健康的保护，西方发达国家对机械设备噪声限值一直在不断降低。因此工程机械的环保技术和信息技术是今后国际工程发展趋势的主流。大流量的液压系统不仅存在噪声问题，还有冷却循环慢、冲击大等问题。１液压系统概述文中所讨论的对象是大流量液压系统，此液压系统的主要参数为：图１油源控制系统框架图２对噪声的处理系统工作压力：主系统２

5、４ＭＰａ，辅助系统２１大功率油源液压系统，噪声主要来源于电机，电ＭＰａ；机在启动过程中声音尖锐刺耳，正常运行过程中噪声油泵流量：主系统８１０Ｌ／ｍｉｎ，辅助系统８０也非常大。经测量５台电机同时启动后噪声达到１１５Ｌ／ｍｉｎ；ｄＢ（Ａ）。要实现低噪声，笔者从噪声源的控制、噪电机功率：２台１３２ｋＷ、２台９０ｋＷ、１台３７声传播途径的控制等方面进行研究，采取吸声、隔ｋＷ，总共４８１ｋＷ。声、消声、减振、隔振等措施并且兼顾设备的经济性针对该液压系统的特点，采用如下的控制结构，和可靠性。主要措施如下：控制框图如图１所示

6、。收稿日期：２０１３－０３－２６作者简介：郭颖（１９８２—），女，工程师，主要研究方向为机电液一体化设计与制造、电液比例／伺服控制。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｏｙｉｎｇ２０２０＠１２６ｃｏｍ。·５６·机床与液压第４２卷首先给电机加装防震吸音的弹性底座，并在整个相应地，冷却水的温差取５℃（３３℃进，３８℃油源设备上增加整体减振处理。这种设计虽然降低了出），能够带走４４４ｋＷ热量的水流量为：电机、油泵本身由于振动产生的噪声，但还不能有效Ｐｖ４４４×４１８３×８６０Ｑ＝＝＝１２６６大幅度降低噪声。经理论计算，并结合液压

7、系统具有ＣＰ１ΔＴγ１１×４１８３×１×６０×５油液污染的特点，笔者采用了制作双层隔音罩的措Ｌ／ｍｉｎ３式中：Ｃ为水比热容（常温），４１８３×１０施。实际测量结果表明：大功率液压油源系统在周围Ｐ１Ｊ／（ｋｇ·℃）１ｍ外噪声降为８８６ｄＢ（Ａ）。双层隔音罩外形如图γ１为水质量密度，１ｋｇ／Ｌ。２所示。按照冷却器面积的计算公式：Ｐｖ４４４２Ｆ＝＝＝１６２ｍＫΔＴ１５×１８３Ｍ式中：Ｐ为要冷却的热量（ｋＷ）；ｖＫ为传热系数，一般油－水换热系数为：６３９～２２０９３Ｊ／（ｍ·ｓ·℃），按安全值１５Ｊ／

8、（ｍ·ｓ·℃）计算；ΔＴＭ为对数温差，对于水温为３３～３８℃、油温６４５～４５℃，对数温差为：（６４５－３８）－（４５－３３）ΔＴＭ＝＝１８３℃图２隔音罩设计图（６４５－３８）ｌｎ３对油液清洁度和油温的控制（４５－３３）２按此参数计算，则冷却器面积约为１６２ｍ，按液压系统调试前必须满足以下前提条件：２照５％左右余量，冷却面积选为１７ｍ。（１）油液清洁度要求及控制由此可知，冷却