濟(jì)南試驗(yàn)機(jī)液壓系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　濟(jì)南試驗(yàn)機(jī)液壓系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　在設(shè)計(jì)試驗(yàn)機(jī)時(shí)，設(shè)計(jì)者往往把著眼點(diǎn)放在試驗(yàn)機(jī)的精度、功能、可靠性等指標(biāo)上，而對(duì)試驗(yàn)機(jī)的能耗方面考慮得較少，以致設(shè)計(jì)出的試驗(yàn)機(jī)效率較低，造成能量的浪費(fèi)。特別對(duì)利用液壓傳動(dòng)的試驗(yàn)機(jī)，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(jìn)一步加劇了能量的無(wú)功消耗，這方面的問(wèn)題在靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)上顯得不是特別明顯，但對(duì)動(dòng)態(tài)的疲勞試驗(yàn)機(jī)和電液伺服動(dòng)靜萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)卻表現(xiàn)得尤為突出。因此，試驗(yàn)機(jī)的效率問(wèn)題和綠色設(shè)計(jì)的概念逐漸得到人們的認(rèn)識(shí)和重視。下面一些方案是在試驗(yàn)機(jī)的開(kāi)發(fā)和研制中所曾使用過(guò)的一些節(jié)能措施，實(shí)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(shè)計(jì)

　　(1)采用壓力自適應(yīng)油源

　　盡管靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)的液壓系統(tǒng)的功率不是很大，一般電機(jī)的功率不大于"#"T9。但在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到結(jié)構(gòu)的緊湊要求，一般是將油源嵌入到主機(jī)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(wèn)題的較好辦法是從液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面考慮。是一臺(tái)Z大試驗(yàn)力為$%%TU 用于靜態(tài)試驗(yàn)的電液伺服試驗(yàn)機(jī)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(gè)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(yàn)時(shí)，泵的供油壓力隨負(fù)載力的增加而逐漸上升，多余的油液通過(guò)壓差式溢流閥流回油箱。不難看出，這種壓力自適應(yīng)油源比恒壓源可以提高效率約一倍左右。事實(shí)上，該試驗(yàn)機(jī)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(duì)于動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)的液壓系統(tǒng)，因需滿足在一定試驗(yàn)頻率下試驗(yàn)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(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)一般都采用電液伺服控制。在設(shè)計(jì)中，通過(guò)在伺服閥的供油口前設(shè)置蓄能器，可以減小液壓源的額定流量，從而達(dá)到減少能量損失之目的。正弦波形的流量輸出在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中，伺服閥的輸入信號(hào)多為正弦波，負(fù)載流量可以表示為!這是半個(gè)周期的正弦波，但作為液壓系統(tǒng)的脈動(dòng)流量，它是一個(gè)脈動(dòng)周期。在一個(gè)周期內(nèi)，負(fù)載流量的盈虧與補(bǔ)償，可依靠蓄能器來(lái)進(jìn)行，即通過(guò)在液壓系統(tǒng)中配置適當(dāng)?shù)男钅芷鳎捅玫墓┯土?就可不必達(dá)負(fù)載的Z大流量，取一個(gè)脈動(dòng)周期的平均流量即可期間多余的流量?jī)?chǔ)存起來(lái)，時(shí)間段釋放以滿足負(fù)載所需的流量，從而使進(jìn)入負(fù)載的總流量大于泵的流量。可見(jiàn)，在液壓系統(tǒng)中設(shè)置了適當(dāng)?shù)男钅芷鳎涂墒褂驮吹念~定流量減少到Z大流量的!降低能耗。

　　(3)采用交流液壓技術(shù)

　　當(dāng)對(duì)一些大型結(jié)構(gòu)物進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，機(jī)械式試驗(yàn)機(jī)因受到結(jié)構(gòu)及慣性力的限制，對(duì)大型結(jié)構(gòu)物試驗(yàn)較難實(shí)現(xiàn);盡管電液伺服試驗(yàn)機(jī)具有精度高、控制靈活等優(yōu)勢(shì)，但由于其價(jià)格昂貴、維護(hù)復(fù)雜、能耗較大，一般用戶亦使用不起。采用交流液壓技術(shù)的脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)正好可以彌補(bǔ)兩者的不足，特別是這種試驗(yàn)機(jī)因具有可靠性高、能耗低等優(yōu)勢(shì)，受到許多用戶的青睞。