铝锭铸造机多执行元件液压系统设下及节能研究崔晓东

铝锭铸造机多执行元件液压系统设下及节能研究崔晓东

崔晓东

哈尔滨天源冶金设备有限公司黑龙江哈尔滨150060

摘要：我们将明确铝锭铸造机生产线液压系统的能量损失机制，对液压系统差异化因素造成的能量损失，给出了以下一系列节能设计举措。文章将以铝锭铸造机多执行元件液压系统设下及节能研究作为切入点，在此基础上予以深入的探究，相关内容如下所述。

关键词：铝锭铸造机；多执行元件；液压系统；节能；研究

1.铝锭铸造机多执行元件液压系统的能量损失

铝锭铸造机生产线液压系统，因为机械摩擦造成的功率损失涵盖液压缸活塞上的摩擦功率损失，马达及液压泵上的摩擦功率损失，而我们都知道铝锭铸造机是连续工作系统，此类功率损失无法完全避免。因为铝锭铸造机生产线液压系统的多个执行元件存在并联关系，系统所需流量为同时动作的执行元件所需流量之和的最大参数，在液压系统内多个执行元件一起动作及单个执行元件动作时，所需要的流量存在较大差异。而在择取液压泵过程中，我们要依附于系统所需的最大流量来择取，在系统需要流量较低的状态下，一些液压油会直接溢流至油箱。这样不仅导致一定的流量损失，同时流回油箱的油液会造成油箱内油液的温度持续增加，这在一定程度上的影响了油液寿命。

在液压系统执行元件由于故障造成负载过大而停止工作时，若不通过有效措施，泵的出口压力如果超过溢流阀的开启压力时，溢流阀开启，液压泵输出的全部流量均会经溢流阀流回油箱，这种状态下电动机的输出功率均消耗于溢流阀，进而形成热能，造成油液温度增加，这在一定程度上减少油液及装置的使用寿命。除了过载所出现的溢流损失外，系统内的液压马达在间歇式的启动一转动一制动环节也会出现多余的流量经溢流阀溢出。因为液压元件的运动副间无法控制存在间隙，油液在液压元件内流动过程就出现泄漏产生流量的损失。液压泵以及液压缸等均存在此类泄漏损失。

因为铝锭铸造机生产线液压系统为多执行元件并联，系统的工作压力依附于执行元件的最大压力，这类压力即通过溢流阀设置，设定完成的压力不会因负载的变化而改变。铝锭铸造机生产线负载变化较为迅速，而泵的出口压力是不变的，因此系统一定存在着压力和负载不匹配损失的现象。

液体在等直径圆管内流动过程，由于粘性摩擦及质点的相互作用会造成沿程压力损失，其不但要依附于管道的长度与直径，同时与雷诺值存在正相关。铝锭铸造机生产过程中液压系统内等截面圆管数量大，所以在沿程过程会存在压力损失问题。

液体通过管道的弯头及接头等位置，由于液体流速与方向出现突然的改变，在局部区域出现流动阻力所导致的压力损失，因此液压系统的沿程压力损失所导致的功率损失也要予以必要的重视。

液压系统卸荷过程的能量损失目前我们认定为液压系统卸去载荷，液压系统即消耗较少功率的状态下运行，在这个状态下系统较之满载状态节省功率。不过液压泵的动力通常都是通过电动机所提供，以电动机的输出功率作为液压系统的输入功率。在液压系统完成卸载后，电动机已然在空载下运转，此状态下电动机的功率由于参数的减少，有功功率降低，无功功率增加。因此对整个系统来说，在液压泵卸载过程中，系统没有以最小的功率运行，存在着一定功率损失情况。

2.节能设计

对于铝锭铸造设备生产线液压系统所存损失的能量机制，我们将依附于差异化的能量损失制定出相应的节能设计举措。

依附于多泵数字控制回路理论，经液压泵的相应数字组合，让回路输出差异化等级的流量，达到系统在工作环节的不同瞬时流量需求也有所不同。液压系统经控制电磁溢流阀的电增流，失电降流的举措构成七档流量调节。

如果把多泵参数控制回路渗透至铝锭铸造机生产线液压系统内，能够有效的确保系统流量的实时匹配，在一定程度上降低了系统的流量损失。较之原液压系统，能够降低多余流量通过溢流阀流回油箱，增加了油液的使用寿命，同时还可以达到节能的要求。

依附于蓄能设备在液压系统内所起的作用不同可分为:辅助动力源蓄能器回路，吸收脉动蓄能器回路和吸收液压冲击蓄能器回路。辅助动力源蓄能设备回路液压系统在择取液压泵过程要依附于以往液压系统的平均流量去择取，因此能够有效减少液压系统的装机功率。在执行元件间歇及低速运动状态下，液压泵向蓄能设备充液。在工作循环某段时间，执行元件需高速运转状态下，蓄能设备作为液压系统的辅助动力源，能够和液压泵一起供出压力油。若将蓄能设备应用至铝锭铸造设备生产线液压系统当中作为辅助动力源，在系统予以元件动作需要少量流量状态下，通过液压泵向系统供油同时将多余的流量储存至蓄能设备，在系统执行元件动作所需流量高时，通过液压泵与蓄能设备共同向系统供油。通过上述我们不难分析在以往液压系统中，科学的添加蓄能设备不仅能够降低流量的损失，同时还能够降低装机功率及运行功率。

液压泵恒压变量元件分别为液压泵基点、变量活塞与变量控制器，变量活塞与变量控制器一般和液压泵设计在一起。通过液压泵出口的压力及传感设备数据来控制阀芯位移，因此调整变量活塞的移动区域和位移参数，改变泵的输出流量。变量控制器和变量活塞的作用与三通阀控制差动缸类似，经变量控制器控制变量活塞无杆腔及有杆腔的压力，让变量活塞趋于制衡。经液压泵上构建的伺服式控制阀作用变量活塞移动传输至柱塞泵斜盘进行摆动，使斜盘相对于柱塞泵转轴内信线的倾角出现变更，自动调节柱塞泵的输出流量，使泵的输出特点达到恒压需要。

若将恒压变量泵应用于铝锭铸造设备生产线液压系统，将其定义为恒压泵控液压系统。在系统所需流量变更状态下，恒压变量泵能够经改变输出流量的多少去达到系统流量的需求，所以液压系统不会出现溢流损失的情况。

液压下述系统即将液压系统在达到系统工况需要的先决条件下，把压力及流量相近的执行元件筛选出来，构建新的液压系统，在此基础上把这些子系统予以组合，进而达到原液压系统功能。通过计算分析把夹具夹紧缸以及小车移动缸、牵引升降缸、夹具升降缸、夹具回转缸整合在一起，把牵引缸、翻转夹紧缸、翻转马达、冷运马达、接受臂缸、打印缸、敲模缸以及排锭马达整合成一体，能够从根本减少液压系统执行元件在动作时的流量叠加值，因此能够降低液压系统的装机功率及运行功率，进而获得节能。对制造方而言是能够减少制造成本的有效途径，对生产厂而言能够减少运行投资，因此获取较高的经济收益。

同时择取相适应的液压管路，在此基础上科学布置液压线路，尽可能不使用弯头及接头，这样能够降低液压系统沿程压力损失及局部压力损失。

3.总结

文章对多执行元件液压系统节能技术予以了相应的研究，不过因为时间、能力有限，同时理论和实践上也存在一定的局限性，无法对课题予以更为深入的分析，因此课题研究的延续性还需要作进一步的工作。

参考文献

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