由于液压技术具有功率重量比大、工作压力和流量可调性好、热量可被带回油箱等诸多优点,在我国机械装备中占有重要地位。目前,液压技术在真空粘土瓦机设备中广泛使用,机、电、液一体化的设备日益增多。但是,液压传动存在多次能量转换,其能耗较电气传动和机械传动大,效率较低。此外,液压油还会造成潜在环境污染和油料的损耗,液压系统的噪声也高。所以,液压技术必须改进这些缺点,同时移植相关领域的先进技术,提高液压传动与控制的性能,才能适应可持续发展及节能和环保的需耍,才能发挥更大的作用和得到更加广泛的应用。节约能源是我国当前和未来工业发展的主耍任务之一,因此,液压系统的节能也就成为企业普遍关注和重视的问题。液压系统由液压马达、液压泵、液压控制阀及液压辅件四大部分组成,系统的能量消耗与液压泵的工作性能有很人关系,也与其他元件的工作状况密不可分。要提高真空粘土瓦机设备液压系统的效率,就要采用节能的液压元件和先进的节能液压系统,以及科学的运行管理方法。
1液压系统的基本节能途径
1.1选用节能液压元件
液压元件的能耗表现在液压元件在工作时,会引起元件及其连接部位的泄漏、内摩擦及发热等。其中以液压泵、马达损失最大,其次是各种阀类,如溢流阀的溢流损失,以及设在液压缸或马达回油路上背压阀的压力损失等。因此,采用节能型液压元件是系统的重要节能手段。常用的节能液压元件有限压式变量泵、恒功率变量泵、恒量贬式变量泵、蓄能器、电液伺服阀、集成周、变截面液压缸等。下面介绍几种节能液压元件。
(1)负荷敏感式变量往塞泵。负荷敏感式变量柱塞泵具有质量轻、变量恃性优良、效率高和低脉动、低噪声等特点。该柱塞泵专门设计有一个外控负荷敏感口,用于采集负荷信号。只耍用指定尺寸的管道将负荷信号引出,与泵的负荷敏感口直接相连,泵的排c就能随负载的变化进行自动调节。
(2)变截面液压缸。变截面液压缸内壁由两段不同直径的阶梯型圆柱面构成,阶梯以下为工作段,阶梯以上为空行程段,活塞在上段并不与缸壁接触。油缸上下两腔通过活塞与内壁的间隙相互连通,液压油可在缸体内部进行“体内循环”,只相当于一个柱塞缸。活塞杆的直径即柱塞的直径,活塞在下段与缸体内壁接触,成为活塞缸。由于“体内循环’效果,在实现相同的快速上下空行速度时,油缸的进油流量与排出流量将大幅下降。因此,油泵及电机的功率均可大幅度降低,从而有效地避免了选用大流量、大功率油泵带来的能量浪费。
(3)自保持型电磁阀。电磁阀是各类液压控制阀中使用最多的一种,其功耗不能忽视,减少电磁阀保持阀芯换向位置所需的合适电流是节能的重点。自保持型电磁阀就是只需瞬间通电即完成阀门开关动作,阀芯位置无需电来保持。其优点是节约能源,尤其是用电池作电源的场合,而且可不考虑温升,从而线圈寿命长,在高低温、防爆等场合有较高的安全。
(4)插装式锥阀。插装式锥阀又叫二通插装阀或逻辑阀,它由控制盖板、插装主阀、插装块件和先导元件组成。其工作原理是控制盖板将锥阀组件封装在捅装块体内,并且沟通先导阀与主阀,通过锥阀启闭对主油路通断起控制作用。插装阀配以先导控制后,可将每条流道上串联阀的个数减到最小,使大流量的主回路得到简化。锥阎式插装阀相比于同直径滑阀而育,开启度大、流动阻力小、密封性好,因此,压力损失和泄漏损失均较小,节能效果明显。
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