如何提高液压系统效率专题论文

1、如何提高液压系统效率摘要：说明提高液压系统效率的重要性，并主要介绍了如何提高液压系统效率的措施。关键词：液压系统，效率，泄露Abstract:The expla nati on that the importa nee of enhancing the hydraulic systemefficiency ,and mainly introduced the measures of how to enhance the hydraulic system efficie ncy.Keyword:the hydraulic system,efficie ncy,leak in ess通常人们在设计

2、和使用液压系统时，往往只侧重考虑系统的功能要求和成本，而忽视了系统效率的合理的充分的利用。一般液压系统的实际工作效率大多只有50%左右，从而造成了极大的能量损耗。液压系统的功率损失一方面会造成能量上的损失，使系统的总效率下降，另一方面，损失掉的这一部分能量将会转变成热能，使液压油的温度升高，油液变质， 导致液压设备出现故障。因此，设计液压系统时，在满足使用要求的前提下，还应充分考虑降低系统的功率损失。因此，在当前这个能源紧缺的社会里，如何提高液压的效率具有重要的现实意义。提高液压系统的效率，就是要充分利用能量，一个最基本的前提就是输入和输出要尽量匹配，理想状态就是输入多少就输出多少，反过来说就

3、是系统需要多少就输入多少。因此，在提高液压系统效率的设计中，首先要确保输入功率和输出功率的尽量匹配。而一般液压系统的功率输入都是靠电动机实现的，所以要选择功率与所驱动的液压泵的功率相符、而且质量稳定可靠、高效的电动机，同时要做好系统的功率核算，这是提高液压系统效率的关键。因为功率太小将不能满足系统的工作要求，而功率太大就会使液压系统的效率降低。在具体选择电动机时，为了提高系统的效率，通常，允许电动机短时间内在超载25%的状态下工作。若液压泵在工作循环周期各阶段所需的输入功率差别较大，则应首先按下列计算循环周期的等值功率：P i N(KW)式中：N 工作循环阶段的总数；Pi循环周期中第i阶段所需

4、的功率，KWti第i阶段的时间，s;若所需功率最大的阶段持续时间较短，而且满足皂，则按等值功率 P选择电动P机。若工作循环中液压泵的空循环时间较长，而且在最大压力和最大流量下工作的时间很短，则按下式选择电动机的功率：P 电（KW）K式中：Pmax 循环周期中的最大功率，KW；K电动机过载系数：直流电动机，K=1825;异步电动机，K=152。因为压力和流量的损失的必然存在，泵的输出压力和输出流量也肯定会与负载所需的实际压力和实际流量有一定的差距，因此，要想使功率匹配关系达到最佳，首先我们要尽量选择节能的回路，设计出科学合理的液压系统控制原理图，尤其是当有调速的要求时， 更是如此，常见的调速回路

5、主要有：节流调速回路，容积调速回路，容积节流调速回路。其中节 流调速回路的功率损失大，低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失，也我节流损失，效率高，但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求，可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路，并使节流阀两端的压力差尽量小，以减小压力损失。科学合理是设计液压系统控制原理图，对提高液压系统效率有着很重要的影响。因为在液压系统回路中使用不同的液压阀，其对整个回路造成的能耗是不相同的，这样就造成了液压泵与液压执行元件之间的能量匹配关系发生了改变，从而造成了不同程度的耗能，因此，我们要试图设计出耗能相比较而言最低的液压回路。其次我们尽量减少液压系统中各

6、元件的耗能，从而提高其整体效率。在一个完整的液压系统中，包括动力元件、控制元件、执行元件和管道等组成，因此，我们只能最大限度的降低其各个液压元件的耗能，才能提高液压系统的效率。首先，降低动力元件的耗能。一般液压系统的动力元件部分都是液压泵，它通过电动机的驱动来实现能量的转换和输出，液压泵是系统中把机械能转换为液压能的主要工具，后来的选用液压泵对提高系统的效率也有着极其重要的意义。液压泵的能量损耗主要包括两部 分：一是本身内部的泄露；二是外部流量的溢流，尤其是高压下的溢流。所以降低液压泵能耗的关键也在与以下两点：1. 根据系统的性能要求选择合适的液压泵， 在能满足要求的情况下，尽量选择效率高的

7、液压泵。这类泵可以根据实际工况的需要自动调节排量大小，减少流量过剩，也减少了功率损失。另外，在选取泵时，最好不要将大容量的泵降低规格使用，因为当工作压力和流量小 于泵的额定值时，泵的总效率将下降，不能物尽其用，也就造成了功率损失。2. 要减少或消除泵输出流量的外部溢流，最根本办法就是使泵的输出流量能够负载压力的变化而变化。所以选用变量泵是降低能耗的一个有效手段。而变量泵的规格型号也很多， 常见的有限压式变量泵、恒压变量泵、稳流变量泵、恒功率变量泵等。对于定量泵系统，则 应尽量避免高压溢流，可多采用低压卸荷或者高低压泵组合工作。这几年出现的变频技术也为定量泵系统的节能开辟了一条新的途径。其次，降

8、低执行元件的能耗。 一般液压系统的执行元件主要是指液压缸和液压马达。对于液压缸来说，要提高其效率，就应尽量改善其密封条件，减少泄露，从而减少功率损失。液压油的密封一般采用密封圈密封，0型密封圈以其使用简单而广泛被使用于液压系统中。在使用0型密封圈时，其零件的配合精度往往比使用V形圈、Y形圈要高，这是由 0型密封劝的密封特性决定的。 正确选择零件的配合间隙，即密封间隙，对密封的可靠性有很大的影响；同时要合理选择预压缩量和密封结构。在速度梯度大、换向频繁、压力冲击大、使用可 靠性要求比较高、更换密封困难或许不允许经常更换的地方，均采用V形密封圈，最好是纯合成橡胶与夹布合成橡胶配合使用。Y形圈不管从

9、密圭寸性或抗扭拧能力，都比V形圈要好。一般来讲，为了增加密封效果、 提高液压缸往复运动伸缩轴的寿命，在活塞杆、伸缩轴的端 部安装防尘圈，也可以使用带密封的防尘圈。因此，优化液压缸的结构设计、 改善加工工艺、提高密封材料的性能是提高液压缸工作效率的主要方法。而对于液压马达，要想降低起能耗，我们主要是对其进行合理地选取。选取液压马达时，一方面要注意不要将马达降低规格使用， 另一方面也要注意提高马达的容积效率。再次，降低控制元件的能耗。控制元件主要是指系统中各种液压阀及其功能组合。在这类元件中，其能量损耗主要在以下两个方面：1. 液压阀本身的内泄露。 液压阀的内泄露对于某些阀来说， 在一定范围内是允

10、许的甚至 是必要的，因为在一定程度上它将改善某些液压阀的工作性能， 但过度的内泄露是不可取的。 究其原因，对于设计者来说，在选阀时，要尽量选择那些质量可靠的知名厂家的液压阀。2. 液压阀的外泄露。液压阀的外泄露是不允许的，但也是不可避免，因此，我们在设计时，在满足系统要求的前提下，应该尽量减少液压阀的数量，并尽量采用集成技术和使用螺 纹插装阀。最后，降低管道的能耗。在整个液压系统中， 各个元件大多都是通过管路连接起来，因 此在确定系统管路时，应该注意优化系统的管路，在满足系统功能要求的前提下，简化系统管路，减少管路的长度和弯头，从而减小管路的沿城压力损失和局部压力损失，因为管路的压力损失是造成

11、管路能耗的主要形式。根据流体学知识，液体在管路中流动产生的沿城压力损失计算公式为:式中：入一沿城阻力系数；i管路的长度，md管路的内径，mp流体的密度，kg/m3;v流体的平均速度，m/s ;液体在管路中流动产生的局部压力损失计算公式为：式中：E局部阻力系数；p流体的密度，kg/m3;v流体的平均速度，m/s ;由上式可知，不管是沿城压力损失还是局部压力损失是，都与液体的流速平方 v2成正比，而沿城压力损失还与管路的长度I成正比，与管路的内径d成反比。此外，沿城阻力系数入和局部阻力系数E都与液体粘度成正比。因此，要降低系统管路的能耗，在设计系统管路时应注意以下几点：首先，尽量缩短管路的长度，减少管路弯头和管路截面的突然变化；其次，管路的内表面要足够光滑；再次，管路的内径要满足流量的要求，并将液体的流速限制在适当的范围内，使其不要过大，因为它对压力损失的影响很大；最后，选用黏度适当的液压油。 液压油在管路中流动时， 将呈现出黏性，而黏性过高时， 将产生较大的内摩擦力， 造成油液发热，同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低