节能是解决能源问题的主要方向。据相关报道统计,在世界各技术领域中所使用的能源总能量大概有一半的损失是出现在能量的转换过程中。这其中仅有40%是机床液压系统的驱动效率,而其余的60%则转化成热能被消耗掉。这也充分说明机床液压系统在节能方面还有很大的发展空间。因此,本文将从机床液压系统的不同层面,来分析该系统的节能方向,并提出合理的节能措施。
一、机床液压系统的效率和能量损失
1.油泵在机床液压系统中的运用
油泵在机床液压系统中主要是在能量转换中消耗能量。具体原因是因泄露等现象所产生的能量消耗和相对运动的表面之间的摩擦所产生的机械损耗。它是机床液压系统能量损失的因素之一,在运行过程中不仅消耗能量,还能在一定程度上降低工效。
2.油液流管道系统的损失
在机床液压系统中,油液流管道系统在运行过程中由于压力过大,既消耗了能量,又影响了工作效率。油液流管道系统所造成的压力损失主要包括直管沿称损失、局部压力损失和流经阀类等液压元件时的压力损失,在这些损失的共同作用下造成了局部的能量消耗。
3.其他能量损失
除了油泵和油液流管道系统可以带来能量损失外,油缸活塞在运行过程中因密封处的泄露也会给能量带来损失,从而导致能量消耗,降低工作效率的局面。
通过以上的分析我们可以了解到,机床液压系统在运行过程中,会产生来自多方面的压力损失和机械损失,这些损失汇聚在一起就会引发巨大的能量损失,其中,绝大多数的能量损失会转化成热能,油液在发热升温的状态下就会产生不良后果,油液因变质而减少了部分粘度,导致泄露面积增大,同时也增大了节流阀的流量,在一定程度上阻碍了机床设备的正常工作。
二、机床液压系统节能的主要措施
1.运用变频恒流量控制节流技术
变频恒流量控制节流调速回路技术是机床液压系统节能中的一项新技术,它并没有改变以往节流调速回路中的液压元件和液压系统,而是通过改变液压泵的转速来控制液压泵的输出流量,从而满足执行元件所需要的速度。执行元件的信号在经过传感器的过程中,变送器则转换成电压信号,该电压信号和给定流量中所需要的电压信号相比较后所得出的差值大小就可以改变电流电路的输出电压,也就是说可以改变电磁调速电机电磁离合器线圈的电流大小,另外在改变电机转速的同时还会改变液压泵的转速,从而达到调节液压泵输入流量的目的。
变频恒流量控制技术在运行过程中由于泵的输出功率和负载所消耗的功率很接近,仅具有一小部分的节流损失,从而避免了过剩压力和过剩流量,大大增加了系统的工作效率,和传统的液压系统相比在节能效果上有显著的提高。
2.提高机床液压系统中动力装置的效率
通常情况下,机床液压系统中的液压泵和电动机是相互分离的,这种状态不仅动力装置的结构较大,而且还会出现低效率、高消耗能量的工作状态。为了改变这一现状,可以在机床液压机器设备中,将液压泵和电动机充分结合起来,在结合过程中直接把油泵的轴插入到电动机内,使之形成一条转动的主轴,继而就形成二者相互组合而成的液压源。这样就可以减小动力装置的结构,并提高其功率密度,在这种状态下不但可以提高液压设备的工作效率,还可以在一定程度上突显出节能的效果。
一旦机床液压系统中有泄露现象发生,不但会磨损液压系统中的零部件,污染周边环境,还会极大的损失液压系统中的能量,增加企业的运行成本。因此,为了防止机床液压系统出现泄露,要定期对液压设备进行维修和保养,这样可以最大限度的将泄露降到最低。在维修保养过程中可以采用多段密封的液压缸,并提高液压缸的加工质量,这样就可以防止出现泄露,并减少能量损失。
3.提高液压油的洁净度
根据统计分析,液压系统发生故障有一半以上都是油液污染导致的。事实证明,只要提高液压系统中油液的清洁力度,就可以减少液压系统中零部件的磨损,同时提高该零部件的使用寿命,不但可以节约能源,还可以进一步降低成本。因此,机床液压系统在运行一段时间后,要定期对循环使用的液压油做净化处理。
三、能源开发与能量回收
1.采用高水基液压油
在我国工业生产技术水平的快速发展和能源的大量开采下,目前可以利用的资源区域越来越少,而获取的代价也越来越高。因此,现阶段世界各国所面临的首要任务就是开辟一条新的能源区域。在机床液压系统中所运用的液压油,是该系统中十分重要的能源。它不但有着传递能量的工作性质,同时还起到润滑和保护零部件的作用。但是该液压油质量的好坏却和液压系统的正常工作息息相关。因此,在当下石油如此紧张的状态中,安全可靠的高水基液压油受到人们的高度重视。这种液压油,是由95%的水和5%的油混合而成,被广泛应用到对防火有较高要求的液压系统中,同时有很大的发展空间和应用前景。
2.机床液压系统能量的回收
关于机床液压系统中的节能问题,除了减少能量损失外,对能量的回收也是一个值得探讨的问题。比如说,可以在机床液压系统中安装飞轮或者蓄能器,就可以得到较高的效率,从而极大的降低设备的功率。另外,还可以在蓄能器的作用下增加流量的液压系统,既可以减少企业的成本,还可以进一步提高企业的经济效益。
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