砌块成型机液压系统节能研究

【摘要】：砌块成型机变废为宝，属于环保设备。液压砌块成型机优点很多，但液压系统功率损失大和能源浪费严重的问题使得原本属于环保类的设备，也遇到了环保的问题——节能降耗。 砌块成型机液压系统节能方式有很多，比较成功的是应用普通电机驱动限压式变量泵作为动力源，其极大改善了模头成型回路，达到部分节能的目的。成型过程中的其他工步，液压系统仍会产生不必要的能源浪费，系统能量利用率低，工作效率不高。此外与定量泵相比，限压式变量泵的变量控制复杂，系统维修不方便，价格贵，抗污染能力差。这样不益于履行“节能减排”的社会责任，更是有碍于企业降低运营成本、提高效益、实现可持续发展的切实需要。本研究以机电复合节能方式，采用变频电机带定量泵的方式，在不同工步通过改变变频电机的频率，改变定量泵的输出流量，适应不同工步对速度的要求。 为了实现砌块成型机液压系统更好节能，首先分析了砌块成型机液压系统的工况及工作环境，分析了液压系统产生能量损失的原因和影响系统效率的因素。在查阅大量液压系统节能文献基础上，总结了国内外有价值的液压系统节能途径。随着变频电机越来越普及，变频电机与普通电机价格相差不大，从而变频电机驱动价格便宜的定量泵降低了生产成本。结合砌块成型机液压系统实际工况，选用变频电机驱动定量泵作为动力源，对砌块成型机液压系统进行了节能改进。在保证操作便捷前提下，对系统中多个执行元件的动作提出了新的排序方式，即储料斗仓门关闭和托板液压缸快进同时进行，使得变频调速砌块成型机液压系统成型周期比原液压系统至少缩短了0.56s，每小时能够多生产标准空心砌块约96块。通过变频 调速砌块成型机液压系统理论分析，动力源提供的压力和流量与执行元件的负载变化实现匹配，节约了能源14%左右，系统效率提高了5%。 论文利用AMESim仿真软件对改进前后的系统建模，仿真结果显示在一个周期内普通电机驱动变量泵回路功率曲线与变频电机驱动定量泵功率曲线相比，后者不产生压力和流量过剩，节能效果更显著。通过对普通电机驱动变量泵和变频电机驱动定量泵对应溢流阀的流量输出曲线可知，变频电机驱动定量泵基本无溢流损失，能量利用率高。 【关键词】：液压系统 砌块成型机 节能 变频调速 AMEsim
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU522.05;TH137
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 国内外砌块成型机发展状况11
• 1.3 国内外液压系统节能研究现状及趋势11-14
• 1.3.1 节能型液压元件12
• 1.3.2 环保型液压油12-13
• 1.3.3 电液融合节能系统13
• 1.3.4 负载敏感液压系统13-14
• 1.3.5 复合传动节能14
• 1.4 本课题主要研究内容14-16
• 第二章 砌块成型机及液压系统的能量需求分析16-28
• 2.1 砌块成型机的组成16-19
• 2.1.1 液压系统16-17
• 2.1.2 主机17-18
• 2.1.3 出砖输送带18
• 2.1.4 电气柜18-19
• 2.2 原砌块成型机液压系统分析19-24
• 2.2.1 砌块成型机液压系统原理图19-21
• 2.2.2 模头压制回路21-22
• 2.2.3 模箱成型回路22-23
• 2.2.4 储料斗仓门开闭回路23
• 2.2.5 布料回路23-24
• 2.2.6 供托板回路24
• 2.3 液压系统的能量损失24-26
• 2.3.1 能量转换损失25
• 2.3.2 能量传输损失25-26
• 2.3.3 能量匹配损失26
• 2.4 液压系统的效率26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 砌块成型机液压系统节能研究28-54
• 3.1 液压系统的节能途径28
• 3.2 节能技术在砌块成型机液压系统中应用28-34
• 3.2.1 液压系统采用变频电机驱动定量泵作为动力源29-31
• 3.2.2 采用高效液压回路31-33
• 3.2.3 液压系统多个执行元件动作顺序的合理安排33-34
• 3.3 砌块成型机液压系统节能设计34-53
• 3.3.1 砌块成型机液压系统节能设计要求34
• 3.3.2 液压系统节能工况分析34-39
• 3.3.3 确定执行元件的控制方式39-43
• 3.3.4 拟定液压系统原理图43-46
• 3.3.5 选择液压元件46-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 变频调速的砌块成型机液压系统的性能54-64
• 4.1 液压系统中的压力损失54-58
• 4.1.1 计算回路的沿程压力损失54-56
• 4.1.2 计算回路的局部压力损失56-58
• 4.2 液压系统改进前后能耗比较58-61
• 4.3 液压系统发热及温升61-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第五章 砌块成型机液压系统仿真建模和分析64-70
• 5.1 AMEsim 仿真软件介绍64-65
• 5.2 改进前后液压系统的 AMEsim 模型的建立65-67
• 5.3 仿真结果分析67-68
• 5.4 本章小结68-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 总结70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 攻读硕士期间的成果及发表的学术论文78

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