濟南試驗機液壓系統(tǒng)的節(jié)能設計

　　濟南試驗機液壓系統(tǒng)的節(jié)能設計

　　濟南試驗機液壓系統(tǒng)的節(jié)能設計

　　在設計試驗機時，設計者往往把著眼點放在試驗機的精度、功能、可靠性等指標上，而對試驗機的能耗方面考慮得較少，以致設計出的試驗機效率較低，造成能量的浪費。特別對利用液壓傳動的試驗機，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，從而造成系統(tǒng)的發(fā)熱。為了維持理想的油溫，又不得不采取降溫的措施，從而進一步加劇了能量的無功消耗，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*能試驗機卻表現(xiàn)得尤為突出。因此，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。下面一些方案是在試驗機的開發(fā)和研制中所曾使用過的一些節(jié)能措施，實踐證明，它們都在不同程度上起到了較好的節(jié)能的效果。

　　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"#"T9。但在設計時考慮到結構的緊湊要求，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，因而其散熱效果有限，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Z大試驗力為$%%TU 用于靜態(tài)試驗的電液伺服試驗機的液壓系統(tǒng)原理圖。可以看出，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，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。例如在完成材料拉伸試驗時，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。不難看出，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，該試驗機油源流量為"#$5 VO60，Z高供油壓力為"$EW/，油箱體積僅為(X% Y (!% Y "Z%(OO)，且不需要冷卻器。

　　(2)配置蓄能器

　　對于動態(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，油源的流量都比較大，從二三十5 VO60 到二百多5 VO60 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。在設計中，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，從而達到減少能量損失之目的。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，負載流量可以表示為!這是半個周期的正弦波，但作為液壓系統(tǒng)的脈動流量，它是一個脈動周期。在一個周期內(nèi)，負載流量的盈虧與補償，可依靠蓄能器來進行，即通過在液壓系統(tǒng)中配置適當?shù)男钅芷鳎捅玫墓┯土?就可不必達負載的Z大流量，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，從而使進入負載的總流量大于泵的流量?？梢姡谝簤合到y(tǒng)中設置了適當?shù)男钅芷?，就可使油源的額定流量減少到Z大流量的!降低能耗。

　　(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，機械式試驗機因受到結構及慣性力的限制，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、控制靈活等優(yōu)勢，但由于其價格昂貴、維護復雜、能耗較大，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，特別是這種試驗機因具有可靠性高、能耗低等優(yōu)勢，受到許多用戶的青睞。