拉力試驗機液壓系統(tǒng)的節(jié)能設計
來源：天氏庫力 發(fā)布日期
2018-08-05 瀏覽：
在設計拉力試驗機時成就，設計者往往把著眼點放在試驗機的精度便利性、功能橋梁作用、可靠性等指標上多樣性，而對試驗機的能耗方面考慮得較少堅實基礎，以致設計出的試驗機效率較低使命責任，造成能量的浪費相貫通。特別對利用液壓傳動的試驗機不斷發展，絕大多數(shù)液壓系統(tǒng)都是采用節(jié)流調(diào)速，由于存在不可避免的節(jié)流損失或溢流損失自動化方案，從而造成系統(tǒng)的發(fā)熱緊密協作。為了維持理想的油溫，又不得不采取降溫的措施線上線下，從而進一步加劇了能量的無功消耗發揮重要作用，這方面的問題在靜態(tài)試驗機上顯得不是特別明顯，但對動態(tài)的疲勞試驗機和電液伺服動靜萬能試驗機卻表現(xiàn)得尤為突出數據顯示。因此高質量，拉力試驗機的效率問題和綠色設計的概念逐漸得到人們的認識和重視也逐步提升。下面一些方案是在拉力試驗機的開發(fā)和研制中所曾使用過的一些節(jié)能措施，實踐證明註入了新的力量，它們都在不同程度上起到了較好的節(jié)能的效果重要的作用。
液壓拉力試驗機的節(jié)能設計
（1）采用壓力自適應油源
盡管靜態(tài)試驗機的液壓系統(tǒng)的功率不是很大，一般電機的功率不大于2.2KW去創新。但在設計時考慮到結構的緊湊要求足夠的實力，一般是將油源嵌入到主機內(nèi)，這樣油箱的體積不可能太大結構，因而其散熱效果有限更適合，解決油液溫升問題的較好辦法是從液壓系統(tǒng)的設計方面考慮。是一臺最大試驗力為500KN用于靜態(tài)試驗的電液伺服試驗機的液壓系統(tǒng)原理圖規劃U大公共數據？梢钥闯霰憷?，由于在伺服閥的供油口和工作油口之間并聯(lián)了一個壓差式溢流閥全面展示，因此油泵的供油壓力隨工作載荷而變化，閥門僅起安全閥的作用深刻認識。例如在完成材料拉伸試驗時核心技術，泵的供油壓力隨負載力的增加而逐漸上升，多余的油液通過壓差式溢流閥流回油箱主動性。不難看出創造性，這種壓力自適應油源比恒壓源可以提高效率約一倍左右。事實上道路，該試驗機油源流量為2.5L/min規模設備，最高供油壓力為25Mpa，油箱體積僅為390*310*260(mm)指導，且不需要冷卻器競爭力。
500KN萬能試驗機液壓系統(tǒng)原理圖
（2）配置蓄能器
對于天氏庫力生產(chǎn)的動態(tài)疲勞試驗機的液壓系統(tǒng)，因需滿足在一定試驗頻率下試驗力和振幅的要求進一步完善，油源的流量都比較大集聚，從二三十L/min 到二百多L/min不等，目前高檔次的動態(tài)試驗機一般都采用電液伺服控制調整推進。在設計中狀況，通過在伺服閥的供油口前設置蓄能器，可以減小液壓源的額定流量機製，從而達到減少能量損失之目的全過程。正弦波形的流量輸出在動態(tài)試驗中，伺服閥的輸入信號多為正弦波探討，負載流量可以表示為!這是半個周期的正弦波不負眾望，但作為液壓系統(tǒng)的脈動流量使用，它是一個脈動周期。在一個周期內(nèi)密度增加，負載流量的盈虧與補償有效性，可依靠蓄能器來進行，即通過在液壓系統(tǒng)中配置適當?shù)男钅芷鳈C遇與挑戰，油泵的供油?就可不必達負載的最大流量廣泛關註，取一個脈動周期的平均流量即可期間多余的流量儲存起來，時間段釋放以滿足負載所需的流量集成技術，從而使進入負載的總流量大于泵的流量就能壓製。可見大部分，在液壓系統(tǒng)中設置了適當?shù)男钅芷鲝姶蟮墓δ?，就可使油源的額定流量減少到最大流量的!降低能耗。
正弦波形的流量輸出
（3）采用交流液壓技術
當對一些大型結構物進行疲勞試驗時解決方案，機械式試驗機因受到結構及慣性力的限制優勢，對大型結構物試驗較難實現(xiàn)；盡管電液伺服試驗機具有精度高增產、控制靈活等優(yōu)勢便利性，但由于其價格昂貴、維護復雜行動力、能耗較大提供有力支撐，一般用戶亦使用不起。采用交流液壓技術的脈動疲勞試驗機正好可以彌補兩者的不足保供，特別是這種試驗機因具有可靠性高自行開發、能耗低等優(yōu)勢，受到許多用戶的青睞責任。
脈動疲勞試驗機工作原理圖應用情況。當曲柄以角速度w旋轉時，輸入活塞作正弦運動深入各系統，推動液壓傳輸管道中的全部液體相對其平均位置作來回運動解決問題，從而把功率傳遞到輸出活塞，輸出活塞帶動負載振動而作功作用。脈動管道中由于泄漏或溫度變化相互配合，而使封閉腔流體的總體積發(fā)生變化，需在系統(tǒng)中加入補油單元自動調(diào)節(jié)管道中油量著力增加，保證輸出活塞的運動中心處于正確的中間位置智能化，補油壓力為1Mpa。在交流液壓系統(tǒng)中，沒有控制閥建設，因而不存在節(jié)流損失和溢流損失在此基礎上，輸入端的功可以不受損失的傳遞到輸出端。例如：PMS-500型脈動疲勞試驗機前來體驗，工作頻率在8HZ時自主研發，振幅±7.5mm，試驗力可達500KN更加廣闊，所選用的電機的功率僅為11KW不同需求。如果采用電液伺服控制的方案，在滿足相同的試驗力保持穩定、試驗振幅總之、試驗頻率的條件下，電機的功率需為236KW支撐作用。即使考慮到設置蓄能器所帶來的36.3%最大節(jié)能效果研學體驗，電機的功率至少應為150KW∽顬橥怀?？梢娐鋵嵚浼?，在采用交流液壓技術后，在節(jié)能效果上的顯著意義發展目標奮鬥。當然技術先進，脈動疲勞試驗機也有其不足之處，表現(xiàn)在這幾個方面：試驗波形僅有一種正弦波延伸，試驗頻率不可能很高，一般不超過8-10HZ服務好。再者新趨勢，交流液壓系統(tǒng)效率與很多因素有關，主要對輸出負荷的阻抗最敏感共謀發展，其次是交流頻率學習，一般是隨頻率增加，效率略有降低聽得懂。當然還與其它一些因素如傳輸管道的直徑及長度等也有關系應用優勢。即使將上述因素考慮進來，其效率也將遠高于直流液壓系統(tǒng)的效率全方位。
PMS-500型脈動疲勞試驗機液壓系統(tǒng)原理圖
（4）采用諧振原理設計
在強迫振動的電液伺服疲勞試驗機中高效節能，由于伺服閥交替著使高壓油進出于作動器兩腔產(chǎn)生循環(huán)。對彈性試件而言大局，在回程中試件所吸收的彈性能無法回收新創新即將到來。再者，就是工作頻率不可能很高，一般在50HZ以內(nèi)設施。而采用諧振原理設計的電液伺服試驗機需求，是在諧振曲線的波峰上工作。這樣更優質，只需很低的功率便可以在高頻率下獲得高的試驗負荷相對開放。根據(jù)試件的剛性、試件阻尼和所用砝碼的不同脫穎而出，工作頻率范圍可在10-250HZ之間深入交流研討。在節(jié)能效果方面，我們以電液伺服扭轉疲勞試驗機為例廣泛應用，在扭矩為±10KN.m關註度，最大振幅為±15mm的條件下，強迫振動式試驗機所需的功率為150KW哪些領域，最高試驗頻率為5HZ敢於挑戰，而采用電液諧振的扭轉疲勞試驗機所需的功率僅為15KW，最高試驗頻率可達25HZ建立和完善。它的體積較小提供了遵循，用來激勵彈簧質(zhì)量組件；另一個是施加作用力到試件上的平均負載液壓缸大型，它的體積較大服務效率，它的兩腔分別與蓄能器相連，因此當活塞運動時重要意義，整個液壓缸相當一個很軟的液壓彈簧統籌發展，這種諧振形式是質(zhì)量和液壓彈簧系統(tǒng)的諧振。負荷傳感器檢測到的信號通過信號綜合處理裝置分解成兩路分量信號：一路是直流反饋信號體系，作為控制平均負載液壓缸的大流量伺服閥的反饋信號生產製造；另一路是交流反饋信號，作為控制激振液壓缸的小流量伺服閥的反饋信號攜手共進。諧振狀態(tài)的試驗工作共同，完全是自動進行。當啟動試驗機時經過，控制系統(tǒng)便自動地尋找諧振頻率簡單化；當試驗期間諧振頻率發(fā)生變化時，控制系統(tǒng)能自動的跟隨諧振頻率明確了方向∠到y性？梢姡谥C振式疲勞試驗機中增產，平均負載液壓缸可認為是處在靜態(tài)下工作便利性，疲勞試驗的平均負載力由其產(chǎn)生。 由于該缸的負載流量很小，因此所需的功率也很少信息化技術；激振缸處于產(chǎn)生交變載荷的動態(tài)下工作發揮作用，其輸出的功 率用來平衡因系統(tǒng)的阻尼影響所導致的振幅衰減，消耗的功率也很小逐步顯現。因此銘記囑托，采用諧振原理設計的疲勞試驗機具有顯著的節(jié)能效果。由于諧振式疲勞試驗機不可能在一個頻率下工作自動化裝置，這就要求試驗系統(tǒng)的諧振頻率可變示範。平均負載液壓缸的作用面積；— 連接蓄能器與平均負載液壓缸之間的管道截面積有很大提升空間；
諧振式電液伺服疲勞試驗機液壓系統(tǒng)原理圖
— 蓄能器與平均負載液壓缸之間的管道中液壓油的總質(zhì)量運行好；
— 活塞等可動部分的質(zhì)量；
— 試件剛度可能性更大。
可見部署安排，變換諧振頻率的途徑有三條：改變配重砝碼的質(zhì)量；改變蓄能器數(shù)目技術；改變液壓缸與蓄能器連接的管道截面積推廣開來，通過這些途徑可以達到滿足不同試驗頻率的要求。
（5）采用雙泵供油系統(tǒng)
對于電液伺服動靜萬能試驗機的液壓系統(tǒng)相對較高，可采用大小兩種流量規(guī)格的雙泵獨立供油資源配置，兩種油泵共用一個油箱和調(diào)壓閥組單元，在靜態(tài)試驗或低頻小振幅的動態(tài)試驗時由小流量泵向伺服作動器供油相關，在高頻率大振幅的動態(tài)試驗時大力發展，由大流量泵向伺服作動器供油。采用此方案比用一個大流量泵具有節(jié)能效果綠色化，因為大流量泵所配電機的功率相當大不同需求，可達至一般異步電機運行在接近額定功率狀態(tài)下功率因數(shù)較高，在空載或小功率輸出狀態(tài)下功率因數(shù)比較低保持穩定。在小流量輸出時，盡管溢流損失較少面向，但電機的運行效率較低支撐作用，消耗的電能卻比較大，實際上達不到真正的節(jié)能效果建設項目。對壓力試驗機的液壓系統(tǒng)最為突出，在返行程或接近試件的空行程時要求活塞的移動速度較快，屬于低壓大流量工況自動化，由大小泵一起向油缸供油提升；在壓縮試件時屬高壓小流量工況，大泵卸荷由小泵單獨供油，從而達到節(jié)能的目的支撐能力。
推薦閱讀
【本文標簽】：拉力試驗機液壓系統(tǒng)節(jié)能設計,液壓系統(tǒng)節(jié)能設計
【責任編輯】：天氏庫力 版權所有：http://m.51moon.cn/轉載請注明出處
