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摘要:隨著社會的發展和進步,人民對于生活水平的要求不斷提高,進而各類資源和環境問題逐漸引起了人們的重視,液壓傳動系統作為機械制造業和建筑類行業中的主要工程技術,在液壓系統使用過程中產生了大量的能源過度消耗與污染環境等問題的發生,通過節能技術的使用,能夠進一步解決系統運行過程中的能耗問題,提高系統的工作效率,減少環境污染問題的發生,基于此,從傳統液壓傳動系統存在的不足出發,結合節能技術普遍推廣的現實意義,深刻分析了節能技術在液壓傳動系統中的應用途徑。
關鍵詞:液壓傳動系統;;節能技術;應用途徑
當前社會狀態下,隨著環境污染與資源枯竭等問題在全球范圍內的不斷出現和加劇,節能環保已經成為世界各國普遍關注的重要問題,針對這些現狀,我國各行業工業設計工藝中不斷要求將節能環保作為設計的主要依據,在考慮成本的前提下,以節能環保為基礎進行設計和運作,液壓傳動系統是工業中應用十分廣泛的一種傳動技術,具有功率大,流量可調節性好和工作壓力高等特點,但由于系統運行過程中主要是以液壓作用力克服負載阻力來進行傳遞動力,因而系統在設計過程中主要考慮其產生的工業效應即系統在運作過程中的動力調節效能,忽略了工業應用中的系統運行效率低與能耗使用量大等問題,既影響了運行過程中的生產成本也降低了能源的使用效率,因此,為響應國家節能環保的要求,在液壓傳動系統中應用節能技術來降低能源的消耗和對環境的污染有著極其重要的現實意義。
1液壓傳動系統的基本工作原理及其不利影響
液壓傳動系統在運行過程中主要有動力元件、執行元件、控制調節元件,再配一些輔助裝置和不同種類工作介質即液壓油組成,其中動力元件指的是液壓傳動系統提供壓力油的液壓泵,執行元件指液壓缸或者液壓馬達,控制調節元件指系統傳動過程中控制液體流動的各種類型的液壓閥。液壓傳動系統是依靠流動著的液體介質產生的壓力能來傳遞動能的,從本質上說,液壓傳動裝置是一種能量轉換裝置,系統在工作過程中,液壓泵能夠將原動機輸入的機械能轉變為壓力能,然后執行元件進一步將壓力能轉變為機械能進行輸出,系統中的工作介質是在執行元件和控制調節元件的同時調節和控制下進行工作的,是一個完整的調節和控制傳動系統。根據液壓系統傳動的工作原理,液壓系統工作時必然會對生態環境造成一定的危害,主要表現在以下幾個方面:首先,液壓傳動系統運作過程中功率損失大,能耗高。根據液壓傳動系統的工作原理,系統運行主要通過各種能量之間的相互轉換完成,但這一轉換過程必然會產生一些機械摩擦損失,液體在油路中流動時也必然會收到管壁的沿程阻力,同時,一些局部壓力損失也會明顯存在,除此之外,液體在各控制元件流動過程中由于各機械設備之間密封性問題會造成液體介質的部分流量損失,基于以上探究的液體傳動系統運行過程中存在的損失,可以看出系統運行直接造成了系統的功率損失,降低了系統運行過程中的工作效率。其次,傳動系統運作過程中的振動及噪音大。隨著液壓傳動系統逐漸向高速,高壓和大功率方向快速發展,隨之而來產生了一系列新的問題,液壓系統的電動機和轉速馬達等設備都是以系統高轉速運行而存在的,但當設備組件運行過程中存在穿線不平衡等問題時,會造成設備周期性的振動,當這種振動效果傳至油箱和管路時,會引發共振作用,產生更大的噪音,一般稱之為流體噪音,另外,液壓系統運作過程中也會產生由于機械零件缺陷和不合格裝配等問題而產生的機械噪音,這些不僅會直接造成系統設備的使用壽命變短,噪音的存在,還會對車間工作人員的聽力及精神狀態產生潛在的危害,甚至影響周邊居民的正常生活和休息。最后,系統運行還會產生大量的環境污染問題。一般傳動系統中常用的液體介質主要是礦物型液壓油或者難燃性液壓油,礦物型液壓油極易燃燒且極難降解,一旦泄露到環境中會產生很大的火災隱患,而且無法降解條件下會嚴重污染生態環境,難燃性液壓油雖然難燃但是毒性極大,一旦泄露到環境中會對生物產生潛在的安全威脅。
2液壓傳動系統中節能技術的應用技術與意義探討
根據液壓傳動的系統的工作原理可知,一般情況下系統工作過程中的能量轉換過程主要有電能、機械能和液壓能,在運行過程中能量的損耗主要表現在能量的轉換過程中,因此,要想實現液壓傳動系統的節能和高效運作,關鍵要減少系統運作是的各種壓力、阻力和流量損失來提高回路的運作效率。液壓系統的傳動效率主要由系統的能量轉換效率和原動機效率兩部分組成,兩者的作用效果會受到液壓泵、執行元件以及回路壓力等諸多因素的多重影響,通過對液壓傳動系統的全方位分析可以看出,液壓傳動系統運行效率的提高主要是減少原動機和液壓泵等機械設備運行過程中的能量損失,以及減少運作過程中的過剩壓力和過剩流量?;谝陨蠈σ簤簜鲃酉到y節能原理的分析,筆者認為,在實際運行過程中節能技術在系統中的應用主要可以從以下幾個方面來實現:第一:選擇合理動力源,提高系統的回路效率。通過前面的分析已經得出液壓系統損耗較高的主要原因是系統及設備運行過程中產生大量的壓力、阻力和流量損失,一般來說,不同的動力源在不同的工作情況下的能耗損失不盡相同,因此,要想使液壓傳動系統更加節能,選擇匹配程度高的動力源是一種行之有效的解決手段,從目前液壓傳動系統使用的動力源種類來看,使用最為廣泛的是定量泵恒壓源,其操作簡便但匹配程度較低,液壓動力需要借助定量泵才能發揮作用,也存在匹配程度較低等問題,但其并不適應在長期高壓環境下運轉,因此泵的使用壽命相對較長,有一定的發展前景;流量動力源需借助流量泵,但流量泵價格昂貴,調試過程十分復雜,應用不太廣泛;功率動力源是匹配程度最高的,能耗較低,它需要質量較高且昂貴的功率適應變量泵,通過負載多變的功率系統來發揮其功能,因此,推廣過程存在一定的難度。第二,提高能量轉換率,合理選擇操控元件及管理系統。能量轉換效率與系統運行的諸多因素有關,液壓泵的工作效率從根本上決定了系統的能量轉換率,因此,節能技術在提高能量轉換率的方向上可以通過提高系統運行過程中的部件質量或者開發新型部件等方式來實現,例如,定量泵加液壓缸組成的迅速回路能夠使相應的閥門及時高效的發揮作用,這種回路能夠自動調節液體流量并改變壓力大小,極大地改善了系統的運作性能,除此之外,還可以以集成的方式進行連接以減少系統壓力方面的損失;選取壓力小、可持續操控的電液比例操控閥,憑借計算機輸出的數據信息來操控液壓系統的壓力等多種方式來提高系統的能量轉換率。第三,研發及利用節能回路,提高系統工作效率。節能回路的工作目的主要是用最少的熱能輸出來完成定量的工作,具體的一些操作方法比如選取合適的控制元件和動力元件等,液壓源也就是以上提到的動力源,在選擇時需要注意根據液壓系統的實際操作條件來合理匹配,且在應用過程中可以和管路系統的優化相結合來降低回路壓力,提高系統的工作效率,除此之外,可通過合理選用控制元件及系統管路來提高回路效率,但由于各類控制元件在不同液壓傳動系統的最大壓力和流量均有所不同,在控制元件的選擇方面應當考慮系統自身的操作條件,比如減少和縮短彎頭,優化系統管路等來實現系統工作效率的大幅提升。結合以上節能技術在液壓傳動技術中的應用與推廣,可以得出節能技術的應用有利于企業自身的長期發展,這項技術的主要目的是減少液壓傳動系統在使用過程中的資源過多消耗和使用功率過大等問題,一些儀器設備隨著使用時間的增長,不必要的資源損耗也在日益增加,不僅浪費了過多的社會資源,還增加了企業運行的成本,但節能技術的推廣一方面可以節省系統運行過程中的能源消耗過多等問題,提高液壓系統的工作效率,幫助企業減少大量成本,一方面在節省資源的同時還降低了企業發展對環境的污染影響,也響應國家號召企業節能環保的要求,提高了國家對于企業的支持力度和機會,不僅有利于企業自身的長期發展,也有利于在行業內樹立良好的企業形象。
參考文獻
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作者:雷長勇 單位:江蘇省常熟職教中心校