中包车液压同步控制系统节能措施

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1、中包车液压同步控制系统节能措施　　(1.内蒙古科技大学机械学院，内蒙古包头014010；2.包头轻工职业技术学院，内蒙古包头014040) 　　摘要：以中包车液压同步控制系统为例，论述了一些节能方面的有效措施，以提高液压系统的能源利用率。 　　关键词：中包车；同步控制系统；能量损耗；节能 　　中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)14—0218—02 　　中包车是连铸机整套设备中结构比较复杂的较大型关键设备，用来运载中间罐,在烘烤与浇铸位置之间运行。按工艺要求,中包车应具备行走、升降、对中、称量、长水口安装等多种功

2、能,其同步升降装置是中间罐上升、下降的关键机构。在实际中人们往往更重视液压系统的控制功能，而对系统的能耗却考虑的很少。实际上，系统的效率一般也就只有50%左右，由此造成的能源浪费极为可观。由此产生了各种不必要的损失，使系统温升提高，为了维持理想的油温，又不得不采取降温的措施，从而进一步加剧了能量的无功消耗。因此，将节能意识融于液压系统的始终，也是一项极为重要的内容。 1中包车液压同步控制系统 中包车液压同步升降控制系统如图1所示。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　1-4液压缸，5

3、-8平衡阀，9-12比例方向阀 中间罐车总重量70t 上行时间20st 总行程500mm 　　由于在升降过程中有垂直大负载，并且可随意停留在任何一个位置，所以选用平衡阀，型号为FD12FB2X/300B03作为支撑；选用Y型中位机能的比例方向阀，型号为4WRE10W25-2X/G24K4/V作为主要控制元件来控制液压缸的同步升降。在液压同步驱动系统中，控制四个液压缸同步的比例阀选用了德国Rexroth生产的4WRE10系列比例电磁阀，该阀在10bar的压差下最大控制流量可达180L/min，最大工作压力可达315bar。 2系统产生能量损耗的原因

4、　　液压比例控制装置是一种能量转换装置，实现能量的传递、转换以及信息的传递、变换来完成各种自动、半自动机械的传动与控制。液压比例控制装置一般是电能→机械能→液压能→机械能。在这一过程中，每一环节都会产生能量损耗。就机械方面而言，摩擦、惯性、刚性及液体的粘性、压缩性是造成系统能量损耗的根本原因。具体而言，系统的能量损耗包括以下几个方面： 2.1液压泵和液压缸的能量转换损失 　　包括机械摩擦损失、压力损失和容积损失。这一损失取决于元件加工质量、元件结构、磨损情况及工况,同时还取决于元件类型。 2.2油液流经比例阀时产生的流动损失 　　主要是油液流经小孔

5、和缝隙时产生的压力损失,取决于流经比例方向阀的流量大小、阀的类型及工况。 2.3油液流经辅助元件时产生的流动损失 取决于元件数量、尺寸、连接方式等因素。 　　2.4液压泵与负载运动特性不适而产生的匹配损失 　　这一能量损失取决于泵的工作压力与负载大小,以及泵的流量与负载运动速度的匹配情况。 　　2.5液压系统设计不合理而产生的能量损失 　　这一部分能量损失取决于元件数量和元件布局。 3降低系统能耗的措施 3.1合理选择液压泵或马达 　　由于中间包升降时，系统的外负载为恒定值，各液压缸负载的偏差很小，而且举升重量比较大，因此在对系统设计

6、时，应优先考虑采用恒压柱塞泵。因为柱塞泵与其他泵相比效率最高，而且采用恒压供油方式，可以避免溢流损失，压力与负载也比较接近，压力过剩量小，流量与负载也相互匹配。因此，系统的功率损失小，系统效率高。常用液压泵的效率见表1所示。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　当泵或马达的转速提高时，其流量成正比例增加，相对泄漏量减少，容积效率会提高，但由于转速提高，相对滑动表面摩擦增加，机械效率降低。因此最佳转速一般在1000～1800r/min范围内。同时，如果马达转速较低，压差较大，容积效率就会下降，其总效率也会下降，液压

7、泵的转速过低时，吸油膜不易形成，机械效率就会降低。 3.2合理选择控制元件 　　各类控制元件应根据其在系统中相应位置和可能出现的最高压力和最大流量来确定其规格，不宜过大或过小。液压阀产生的压力损失与流量的平方成正比。为减少压力损失，必须保证通过液压阀的流量不超过阀本身的额定流量。同时应尽量考虑采用新型的二位插装阀。二位插装阀是集成元件，其内部通道连接使阀体本身无泄漏，插装阀锥口节流损失小，元件集成式连接也起到良好的节能作用。 3.3合理选择油液粘度 　　油液粘度越大，压力损失和发热量就越大；粘度越小，泄漏就越大，系统效率就会相应减小。所以液压油存在

8、一个最佳粘度值，使得系统的效率得到最高