现代工业生产和工程施工设备的大型升降机构(下简称机构)普遍采用了渍压传动。机构通常重达几十千牛甚g.IL百千牛,使得液压执行部件拖动机构下降时受到极大超越负载。为避免因超越负载作用而超速下降,一般是在下降的回油路申设置节流阀或平衡阀等限速元件,即为选种被大量采用的升降机构液压系统(下简称常规系统)。
常规系筑有一致命弱点,即能量损失大,且机构愈重,升降高度愈大,能量损失愈大。
能量损失太的内在原因如:生产和施工作业中,机构颇繁升降。每次起升,机构都得获得极大位能,两每次下降,除去克服各种摩擦负载外,由于限速元件的阻尼、背压作用,又将上述位能的大部分转化成了热能,造成很大能量损失、油渍发热、泄漏增多、工作平稳性下降。同时。为了增大散热面积,又需加大油箱尺寸,有时不得不采取风玲或水冷等强制措施,从而。进一步增加了能耗。
目前,能源日趋紧张,而大型液压升降机构的使用量日益增加,探讨其节能方法,无疑具有重大实际意义。为此,作者提出并设计了一种复合缸与液压蓄能器相组合、回收利用大型液压升降机构位能的新型系统。并名之“复合证一蓄能器液压系统”,旨在取代前述常规系统,实现节能。
复合缸一警能器液压系统的组成及工作原理
节能系统与常规系统在结构上有两点不同;其一是去掉了限速元件,取而代之的是与主油路无液压连接关系的蓄能器油路,其二是变普通液压缸为三个工作腔的复合缸。
可看到,复合缸2由大小两个液压缸组成。大缸的空心活塞(杆)兼作小缸的缸筒,小缸的柱塞与大缸的缸盖相连,从而形成三个作用面积互不相等的油腔A-,Az和As,对应的三个油口P.P:和P。与主换向阀1的A、B油口和营能器油路相连。
复合缸与蓄能器一起,一方面可以完成常规系统的拖动功能,同时,可以限制机构下降速度并回收和利用其上升时蓄积的位能,起到节能作用。
复合缸一蓄能器液压系统的应用
综前所述,复合缸一蓄能器液压系统不仅比常规系统显著节能,而且工作平稳,因而可广茬应用于多种机械设备的液压升降机构,如工程机械中,汽车起重机的变辐机构,液压挖掘机及装载机的动臂机构,自动化机械加工、装配生产线中的大型工件液压升降机,柔性制造磊统高位立体仓库中堆垛机的升降机构,大型锻压机床工具操作机的动臂机构,冶金设备中电炉电极的升降机构等,均可收到较大节能效益。
在采用本文介绍的这种节能系统时,有下述几点需要注意:
(1)复合缸油腔A。的面积不能过小,以免机构上升时液压源的供油压力过高,柱塞及小缸的刚度不够,另外,还应考虑复合缸的加工组装工艺性及密封等实际问题。
(2)有时一套升降机构需两个液压缸同时驱动(如装载机的动臂机构),为此可将两个同规格复台缸并联而共用一个蓄能器油路。
(3)蓄能器可以是重力式、弹簧式和克气式,油泵既可以是定量的,也可以是变量的,其具体型式应根据主机的结构及工况特点和油路系统一起来选择。
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