挤压过程能耗分析及建模仿真.pdf

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1、研究与DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2015．09．003挤压过程能耗分析及建模仿真蒋攀(广东工业大学机电工程学院，广东广州I510006)摘要：铝挤压工艺能耗高、热量损失严重，挤压机的工作效率不高是主要因素，以10MN铝挤压机为研究对象，针对挤压过程液压系统进行能耗建模：分析系统的能量传输、能量转换及能量消耗，总结出关键的耗能元件，并给出相应的理论能耗公式；利用AMESim软件建立仿真模型，证明了模型的正确性，分析了挤压过程各元件的能耗曲线，结果表明溢流损失是主要的能量损失方式，这对于挤压机的节能优化具有理论指导意义。关键词：挤压机；能耗模型；液压系统；

2、AMESim中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1009—9492(2015)09—0009—05StudyonEnergyConsumptionAnalysisModelingandSimulationintheExtrusionProcessJIANGPan(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：Aproblemofhighenergyconsumptionandseriousheatloss

3、existsinthealuminumextrusionprocessandthemainfactoristheineficiencyoftheextruder．Thestudywasbasedon10MNextruder．Energyconsumptionmodelwasestablishedaboutthehydraulicsystemintheextrusionprocess．Theenergytransmission，conversionandconsumptionwereanalysed．thekeycomponentsofenergyconsumptionweresumm

4、arizedandthetheoreticalformulasofEnergyconsumptionwerealsopresented．UsingAMESimsoftwaretoestablishthesimulationmodelandthevalidityofthemodalwasproved．Thenenergycu~eswasanalysedintheextrusionprocess．Theresultsindicatedthatthemainlyenergylosscamefromovel~owlosses，whichhavetheoreticalsignificancef

5、orenergy—savingandoptimizedesignofextruder．Keywor~：extruder；energyconsumptionmodel；hydraulicsystem；AMESimO引言本文将从挤压机液压系统原理的角度，对挤挤压机为挤压工艺生产线上关键的设备，其压过程能耗进行理论分析，并借助AMESim仿真运行功率高，且受到挤压过程工艺要求和机器本软件做仿真与优化研究。身动力形式的限制，造成能耗损失严重，挤压效1挤压过程能耗建模率低，一个挤压周期的工作效率在60％左右，损1．1挤压过程液压系统原理失能量转化为热能。挤压机的能耗主要发生在挤挤压过程的液压系

6、统原理简图如图1所示，压过程阶段，该阶段持续时间长，实现铝锭挤压系统采用交流异步电机+柱塞变量泵的动力及流量成铝制品的转化过程。挤压机的动力系统为液压控制形式，采用二通插装阀控制系统油路。挤压传动方式，能耗损失主要是液压系统的功率损缸由两个辅助缸和一个主缸组成，各活塞杆末端失。目前针对挤压机的节能研究包括挤压机设备固定并连接挤压杆，辅助油缸的主要功能是完成的节能改造、挤压工艺的参数优化及提高挤压制主缸的快速前进、后退动作，而主缸负责挤压前品成材率等u，对挤压过程做能耗分析及建模仿真进动作，挤压过程阶段指的是挤压前进过程。挤研究比较少。压之前，主缸先充液，挤压过程开启主缸进阀、广东省自

7、然科学基金(编号：501130093)收稿日期：2015—03—18研究与开发顺序阀和主缸进回油阀，泄压阀限制挤压过程的重点研究关键的能耗元件：柱塞变量泵、插工作压力，实现过载保护。装阀、挤压缸，并根据液压系统的输入输出能耗、损失能耗的关系，建立系统的能耗平衡方程：P=P。+AP^(1)AP^=hP+AP+△P。(2)pPp、P。、△：液压系统的输入、输出、损失功率△PAP、△P、。：变量泵、阀块、挤压缸的功率损失2耗能元件能耗分析2．1柱塞变量泵能耗分析