高炉泥炮液压系统功率匹配的研究与应用

2019-03-11 19:03:00
高炉泥炮液压系统功率匹配的研究与应用 摘要:高炉泥炮是高炉生产的重点设备之一。泥炮的液压系统中,存在一定 的定量泵, 而定量泵在运行过程中由于能源利用率偏低,造成管路中出现噪音和 管路振动,室油温升高过快,大大缩短了备件的使用寿命,通过改造后,保证了 高炉泥炮液压系统正常运行,为高炉的稳定顺行创造了良好的条件。 关键词:高炉 泥炮 液压系统 前言 高炉泥炮是高炉生产的重点设备之一[1],泥炮能否正常工作,直接关系到 高炉的生产能否顺行。 传统液压系统的设计主要考虑系统的工作能力、可靠性及 成本,不太注意系统的效率[2]。系统的效率大多在 50%左右,造成能量损耗过 大,因此其节能的潜力很大。而造成液压系统效率低的根本原因是功率不匹配。 提高液压系统效率的基本途径, 是使系统的输入功率与执行元件的输出功率相匹 配,功率匹配程度愈高,系统效率愈高。 本文针对山东钢铁莱芜分公司炼铁厂高炉泥炮液压系统的现状, 介绍定量泵 液压系统的功率匹配方法与节能途径。 1.液压传动的特点 ①体积小、重量轻、单位重量输出的功率大;②在大范围内实现无级调速; ③操纵控制方便, 与微电子技术和计算机技术的结合已成为实现自动化的重要手 段;④惯性小、响应快;⑤易实现过载保护,安全性好,采用矿物油作工作介质, 自润滑性能好。 2.高炉泥炮液压系统设备简介 该液压系统使用 40#抗磨液压油。加油时油液必须超过上部液位计刻度。运 行前应确保液压站与油缸连接的管路经过清洗,以及液压油符合清洁要求。使用 前点动电动机,确定电机旋转方向正确。本液压站泵组额定压力为 20MPa,液 压站 37KW 泵组采用手动变量柱塞泵,如系统需要采用较高压力,可人为调低 油泵流量,调高溢流阀压力(最高压力不应超过 25MPa) ,并在调整过程中注意 观察电机电流不得超过其额定电流。 3.定量泵液压系统 定量泵液压系统是定量泵供油,用节流调速的方法调节执行元件的速度。其 功率损失较大,效率低,但由于结构简单,成本较低,仍被各行业广泛地应用。 造成定量泵液压系统效率低的根本原因是定量泵的输出压力、 流量与负载所需的 压力、流量不匹配,产生溢流、节流和卸荷能量损失。因此定量泵液压系统的节 能途径就是尽可能的使系统的输入功率与执行元件的输出功率相匹配。 定量泵液压系统中单定量泵供油是最简单的回路。 但这种回路只适用于恒压 力、恒流量的载荷类型。如果用在多负载多速度的工作循环中,则效率在 35% 以下。因此,根据功率匹配的原理,对多负载多速度液压机械,可选用多泵驱动 回路。 图 1 是由三个定量泵组成的驱动回路, 由控制阀 4、 5、 6 控制向系统供油, 可得七种流量组合(若用四台泵,可组合出十五种流量) ,这种多泵驱动回路用 于多负载、多种速度的液压机械, 比用单泵驱动, 可以节能 50%以上。 1 高压小流量泵;2、3 低压大流量泵;4、5、6 程序控制器 在定量泵系统, 采用恒功率调速的方法也可提高系统效率。恒功率调速的调 速特性类似于恒功率变量液压系统,但成本较低。泵输出流量 QS =const,泵输 出压力油液 P 作用在压力自动控制节流阀的控制活塞 S1 和节流阀芯 S2 上。 当系统压力小于阀 4 的调定值时, 即 PS1≤PS2+kX0 时, 由于节流阀口未开, 阀 口 通 流 面 积 a=0 , 经 阀 口 的 溢 流 量 QL=0 , 因 而 进 入 执 行 元 件 的 流 量 QC=QS-QL=QS,此时,执行元件具有最大速度。 当系统压力大于阀的调定值,即 PS1>PS2+kX0
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