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摘要：液态系统主要是通过机械手段来改变压强从而提高系统的作用力，是工业体系中较为常见的一种结构，具有很高的应用价值。而随着我国可持续经济的建设，在液压系统的设计中节能设计越来越成为设计人员需要考虑的重要问题。本文将从常见液压系统运行中的能耗原因入手，并有针对性的提出液压系统的节能设计方法。
关键词：液压系统；能耗原因；节能设计
一、液压传动系统的能量损失
在一般情况下，工业领域中常见的液压系统主要由以下五个部分组成。（1）动力元件，为液压系统运行提供必要的动力，常见的动力元件是液压泵；（2）执行元件，实现液压系统各项命令执行的部分，常见的执行元件有液压缸与液压马达；（3）控制元件，对系统工作加以控制，促使系统命令的达成，常见的控制元件主要是控制阀；（4）辅助元件，主要是辅助系统各项功能的实施，具体辅助元件需要根据液压系统实际情况进行选择；（5）传动介质，主要是为降低各元件之间的摩擦系数，提高工作效率，常见的传动介质是液压油。而在液压系统的工作运行中，主要的能量转换形式是机械能与液压能之间的互相转换，同时根据相关物理学定理，在实际情况中能量在转化过程会出现一定的能量损失，而根据对常见液压系统的结构分析，一个完整的液压系统其能量转换利用情况如图1。
根据对图1的分析可知，在一般情况下，液压系统在运行过程所出现的不必要能耗主要有电动机损失、泵损失、阀和管道损失以及执行元件损失等。能量在一级一级的传递过程中，不同部件之间的摩擦以及结构设计不合理都会导致能量的泄漏、损失，而目前常见的液压系统总效率只有70%左右。
二、液压系统的节能设计探讨
2.1合理选择液压元件
合理选择液压元件是实现液压系统技能的重要手段，设计人员根据节能设计的实际情况，在保证液压系统各项功能基本实现的前提下，合理选择节能元件。例如，根据前文分析可以得知，在液压系统运行中，能量的不必要损失主要出现于执行元件的工作环节中，而面对这一情况，设计人员首先就需要考虑液压系统设计中是否存在执行元件选择不合理的情况。随着液压系统节能设计技术的发展，目前关于液压系统的节能元件已经有了较多的产品可以挑选，设计人员需要根据液压系统的实际情况来进行节能液压元件的合理选择。
2.2保证油液清洁度
在液压系统中，传动介质是十分重要的组成部分，通过合理选择液压油的种类能够有效降低传动结构运行的能耗。但是，如果没有对液压油进行及时的更换、维护会导致液压油在长时间运行中逐渐受到污染，杂质含量逐渐提高。而污染现象较为严重的液压油在运行过程中很容易随着传动结构的运行而提高摩擦系数，造成系统能耗提高。此外，如果液压油内杂物含量过高，还很容易在运行过程破坏元件的表面，导致液压系统内密封件受损、节流孔被堵塞等，这会严重影响到液压系统的运行寿命。因此，在液压系统的节能措施中需要重视起由于液压油液的处理。一方面，设计人员应当根据液压系统的实际特点合理选择液压油的种类，另一方面在设备运行过程中相关管理人员也要做好油液管理，定时清洁或更换液压油，保证油液清洁。
2.3提高液压泵的总效率
在液压系统的设计中，选择合适的液压泵是实现整体系统节能效果提高的重要手段，而设计人员在提高液压泵运行效率的过程中，应当立足于系统的工作能力需求、液压系统的工作环境等方面入手，具体可以从以下方面入手。（1）应根据实际情况与节能要求来选择合适的液压泵。在一般情况下，为实现节能要求，当系统的工作压力在2.5MPa以下时，应当选择齿轮泵；当工作压力在2.5至6.3MPa之间时，为实现节能应选择叶片泵；而液压系统的工作压力在6.3MPa以上时，为满足系统的正常运行与节能，应选择柱塞泵。（2）做好液压泵转速的控制，目前常见的做法是对液压泵转速实现自动化控制，由控制元件来对系统运行状况进行判断从而来合理选择转速。（3）合理选择液压油。在液压泵液压油的选择需要进行综合考量，豁度较大的液压油能够有效降低系统泄漏的情况，但是豁度过高又会导致系统摩擦系数提高。因此，需要设计人员综合考虑多种因素进行合理选择。
2.4控制系统泄漏
通过控制系统泄漏能够提高系统的运行效率，从而达到液压系统的技能目标，而常见的控制泄漏的措施主要有以下几点。（1）利用系统内不同元件之间的合理间隙补偿，需要设计人员合理控制零部件连接处之间的间隙大小。（2）提高设备元件的制造精度，在设备安装前严格按照相关技术标准对元件精度进行检验，对于不合格品要坚决退回重购。（3）保证液压系统的安装精度，严格按照相关技术指标，做好安装精度的测量工作，在保证安装精度的情况下才可以投入使用。保证在设备正式投入使用前能够经过多次检验，保证问题能够发现在正式使用前，及时处理可能导致泄漏现象的安装问题。（4）做好液压系统内部的密封工作，一方面要合理选择密封材料，保证材料的耐腐蚀性、耐磨性等能够满足要求，另一方面也需要合理控制密封材料的尺寸，保证密封效果。（5）做好油温的控制工作，通过合理设计邮箱、提高液压系统的散热能力等，从而保证油温能够控制在30至60摄氏度之间。
此外，为实现液压系统的有效节能常见的额节能设计还有以下方面。（1）在系统中加装能量存储元件，通过蓄能器、飞轮以及增压器等元件的应用来提高系统能量的运用效率。（2）提高液压系统的自动化控制水平，利用电子信息技术来实现液压系统的合理控制。（3）利用分流阀、集流阀等元件来实现液压系统中流量的合理分配，从而提高系统的工作效率。（4）在满足工作能力的情况下，尽可能降低执行元件的质量。
三、总结
液压系统是工业领域中的重要部件，在很多大型工业设备中都有应用，是实现工业设备自动化控制的重要基础。而伴随着我国可持续发展战略的实现，在液压系统的设计中对于节能方面的要求也越来越高。因此，就需要设计人员深入分析液压系统运行过程中的能量损失，并从合理选择液压元件、保证液压系统内油液的清洁程度、提高液压泵的总效率以及降低液压管路系统产生的压力损失等方面入手来实现液压系统的有效节能。
参考文献：
[1]张丽萍.SG50A型连续墙抓斗液压系统节能高效优化方案[J].工程机械与维修，2017（07）
[2]赵释迦.基于AMESim的起重机伸缩臂液压系统节能优化设计[J].机床与液压，2017（10）
论文作者:屈鹏飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
标签：液压系统论文; 液压油论文; 元件论文; 节能论文; 液压泵论文; 系统论文; 常见论文; 《基层建设》2017年第33期论文;