濟南試驗機液壓系統的節能設計

　　濟南試驗機液壓系統的節能設計

　　濟南試驗機液壓系統的節能設計

　　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，絕大多數液壓系統都是采用節流調速，由于存在不可避免的節流損失或溢流損失，從而造成系統的發熱。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試驗機上顯得不是特別明顯，但對動態的疲勞試驗機和電液伺服動靜*能試驗機卻表現得尤為突出。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和研制中所曾使用過的一些節能措施，實踐證明，它們都在不同程度上起到了較好的節能的效果。

　　節能設計

　　(1)采用壓力自適應油源

　　盡管靜態試驗機的液壓系統的功率不是很大，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，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的設計方面考慮。是一臺Z大試驗力為$%%TU 用于靜態試驗的電液伺服試驗機的液壓系統原理圖。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

　　對于動態疲勞試驗機的液壓系統，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，但作為液壓系統的脈動流量，它是一個脈動周期。在一個周期內，負載流量的盈虧與補償，可依靠蓄能器來進行，即通過在液壓系統中配置適當的蓄能器，油泵的供油量!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。可見，在液壓系統中設置了適當的蓄能器，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;盡管電液伺服試驗機具有精度高、控制靈活等優勢，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、能耗低等優勢，受到許多用戶的青睞。