济南试验机液压系统的节能设计

　　济南试验机液压系统的节能设计

　　济南试验机液压系统的节能设计

　　在设计试验机时，设计者往往把着眼点放在试验机的精度、功能、可靠性等指标上，而对试验机的能耗方面考虑得较少，以致设计出的试验机效率较低，造成能量的浪费。特别对利用液压传动的试验机，绝大多数液压系统都是采用节流调速，由于存在不可避免的节流损失或溢流损失，从而造成系统的发热。为了维持理想的油温，又不得不采取降温的措施，从而进一步加剧了能量的无功消耗，这方面的问题在静态试验机上显得不是特别明显，但对动态的疲劳试验机和电液伺服动静万能试验机却表现得尤为突出。因此，试验机的效率问题和绿色设计的概念逐渐得到人们的认识和重视。下面一些方案是在试验机的开发和研制中所曾使用过的一些节能措施，实践证明，它们都在不同程度上起到了较好的节能的效果。

　　节能设计

　　(1)采用压力自适应油源

　　尽管静态试验机的液压系统的功率不是很大，一般电机的功率不大于"#"T9。但在设计时考虑到结构的紧凑要求，一般是将油源嵌入到主机内，这样油箱的体积不可能太大，因而其散热效果有限，解决油液温升问题的较好办法是从液压系统的设计方面考虑。是一台Z大试验力为$%%TU 用于静态试验的电液伺服试验机的液压系统原理图。可以看出，由于在伺服阀的供油口和工作油口之间并联了一个压差式溢流阀，因此油泵的供油压力随工作载荷而变化，阀门仅起安全阀的作用。例如在完成材料拉伸试验时，泵的供油压力随负载力的增加而逐渐上升，多余的油液通过压差式溢流阀流回油箱。不难看出，这种压力自适应油源比恒压源可以提高效率约一倍左右。事实上，该试验机油源流量为"#$5 VO60，Z高供油压力为"$EW/，油箱体积仅为(X% Y (!% Y "Z%(OO)，且不需要冷却器。

　　(2)配置蓄能器

　　对于动态疲劳试验机的液压系统，因需满足在一定试验频率下试验力和振幅的要求，油源的流量都比较大，从二三十5 VO60 到二百多5 VO60 不等，目前高档次的动态试验机一般都采用电液伺服控制。在设计中，通过在伺服阀的供油口前设置蓄能器，可以减小液压源的额定流量，从而达到减少能量损失之目的。正弦波形的流量输出在动态试验中，伺服阀的输入信号多为正弦波，负载流量可以表示为!这是半个周期的正弦波，但作为液压系统的脉动流量，它是一个脉动周期。在一个周期内，负载流量的盈亏与补偿，可依靠蓄能器来进行，即通过在液压系统中配置适当的蓄能器，油泵的供油量!就可不必达负载的Z大流量，取一个脉动周期的平均流量即可期间多余的流量储存起来，时间段释放以满足负载所需的流量，从而使进入负载的总流量大于泵的流量。可见，在液压系统中设置了适当的蓄能器，就可使油源的额定流量减少到Z大流量的!降低能耗。

　　(3)采用交流液压技术

　　当对一些大型结构物进行疲劳试验时，机械式试验机因受到结构及惯性力的限制，对大型结构物试验较难实现;尽管电液伺服试验机具有精度高、控制灵活等优势，但由于其价格昂贵、维护复杂、能耗较大，一般用户亦使用不起。采用交流液压技术的脉动疲劳试验机正好可以弥补两者的不足，特别是这种试验机因具有可靠性高、能耗低等优势，受到许多用户的青睐。