ANALYSIS OF HYDRAULIC POWER SOURCES DISPOSITION AND ENERGY CONSUMPTION FOR HYDRAULIC DRILL RIG

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Energy-Saving Design for Hydraulic Tube Bender

Generally speaking, hydraulic control systems can be divided into two different driving concepts. The first one is the well-known hydraulic valve-controlled system and the second one is the pump-controlled system. The former possesses the feature of fast dynamic response. However, the poor energy-saving performance is its major fault. On the contrary, the hydraulic pump-controlled system has the significant advantage of energy-saving which meets the current demand in modem machine design. In this paper, the simulation analysis using MatLab/SimuLink and DSHplus software for a newly developed energy-saving hydraulic tube bender is conducted. Instead of the conventional fixed displacement hydraulic pump, the new hydraulic tube bender utilizes an internal gear pump with AC servomotor as its driving power source. In the new energy-saving hydraulic circuit, the use of conventional pressure relief valve and unloading valve are no longer necessary since the demanded flow-rate and pressure output can be precisely obtained by continuously changing the speed of the AC servomotor. In addition, two closed-loop control schemes using fuzzy sliding-mode controller are adopted and compared. To compare the energy-saving control systems, such as load-sensing control system, constant supply pressure control scheme and conventional hydraulic control scheme. Furthermore, the simulation results also show that the newly developed hydraulic tube bender can save up to 43% of energy consumption in a working cycle as compared to the conventional hydraulic tube bender.

基于转矩控制的变转速定量泵的运行特性研究

采用变转速电机驱动定量泵作为电液动力源时,通过控制转速来实现压力控制,难以适应负载流量快速变化的工况。而采用伺服电机通过直接转矩控制的方法驱动定量泵实现压力控制,与变转速控制压力相比,具有动态响应更快的优点。但受转速等非线性因素影响,使得转矩与压力具有非线性对应关系,在开环控制时,压力控制偏差较大。为此,在开环控制压力时,采用可以迭代离线生成的转速、压力控制偏差二维图表来进行转速补偿。通过理论分析与数字仿真进行研究,结果表明,在相同条件下,与用拟合曲线进行转速补偿的压力控制方案相比,该方案的压力控制误差降低为2%,可以更好的实现压力控制。

测井装备中液压调速系统转速模糊控制技术

为提高液压调速系统转速控制精度,开展测井装备中液压调速系统转速模糊控制技术的设计研究。建立液压调速系统中齿轮泵的运行流量方程、液压调速泵在驱动轴上运行的轴距平衡函数,以此为依据,开发测井装备中液压调速系统动力源模型;根据测井装备中液压调速系统的运行特性,设计系统中调速阀的节流自适应调整;设定控制变量,根据电机的给进速度,按转速控制比例因子,输入模糊控制器的控制参数,实现基于参数自调整的系统转速模糊控制,完成模糊控制方法的设计。以某地区大型测井工程项目为例,设计对比实验,实验结果证明:该方法不仅可以实现对系统转速的高精度控制,还可以有效缩短系统转速控制的响应时间。

MT5500B卡车辅助动力源失效行为分析

为了解决MT5500B卡车辅助动力源失效故障,基于故障现象找出了导致故障发生的原因,并提出了相关故障解决方案。结果表明:故障解决方案的有效实施,使卡车辅助动力源故障得到解除;卡车平辅助动力源故障的有效控制,使卡车运行与人员作业安全性有了更高的保障。

液压油源站优选的一款新型柱塞泵变量机构

液压油源站参数:压力、流量一般均为通用化设计,使用中再针对具体试验工况进行参数调节。液压油源站油泵选型不当,极易能耗大、调节麻烦、参数使用范围窄。介绍一款新型柱塞泵变量形式,它的能耗损失极低、调节非常方便、流量、压力适用范围更广。应用此柱塞泵变量形式,较其他变量形式,成本增加极少,适用于众多液压油源站。

电液泵发展现状与关键技术综述

作为新的研究方向,电液泵(高度融合式一体化电机泵)融合了液压技术、电机技术、控制技术、机械学、材料学、摩擦学、传热学等学科内容,将电机和液压泵合二为一进行高度融合设计,具有体积小、噪声低、振动小、散热好等优点,具有广阔的应用前景。介绍国内外的研究进展和应用现状,对传统电机-泵组、屏蔽式电机泵和电液泵进行比较,分析现有电液泵的结构特点和实现方案,列出关键技术和需要解决的重点、难点问题,并指出具有高度融合特点的电液泵将是未来液压动力源的发展方向。

深海液压动力源发展现状及关键技术

通过对电力、气压、液压深海动力源进行比较,重点论述了深海液压动力源的两种类型:油压驱动和水压驱动,概括了各自的特点及应用领域。介绍了深海驱动电机的结构形式及一种直浸式深海直流无刷电机的结构实例。液压源是深海动力源的主要部件之一,分别从油压和水压两方面介绍了其国内外发展概况。油压驱动主要以闭式集成液压动力源为例,并介绍了液容、液感两种储存压力能的驱动方式。海水液压驱动由于其节能、不燃烧、无污染等特点,广泛应用于海洋领域。最后,分别就油压和水压驱动两方面总结了深海液压动力源研究的几个关键技术问题。

蓄能器作为压力油源的液压电梯节能系统研究

介绍了采用蓄能器作为压力油源的液压电梯系统的工作和节能原理,给出评判其节能效果的依据,详细论述了压力油源设计中的关键问题。实验结果表明,采用此节能设计方案的液压电梯不仅速度控制性能良好,而且显著降低了其运行时的能量消耗。

水液压双斜盘轴向柱塞式电动机泵试验研究

针对海上作业平台和深海环境中工作的液压系统和设备对液压动力源提出的小型、便携、环保以及功率密度大等一系列发展要求,提出一种带双斜盘结构的轴向柱塞式电动机泵。该泵将双斜盘轴向柱塞泵泵体集成于屏蔽电动机转子内部,适用于在水下环境(包括条件比较恶劣的海水)工作,其整体具有小型,轻便,结构紧凑,功率密度大,同时抗污染能力强等一系列突出优点。对于泵内部特殊的双斜盘和缸体结构,进行运动状态下的受力平衡分析研究。研制样机并对电动机泵进行各项性能试验。试验结果表明,该泵在工作环境下散热良好,相比于传统的电动机、联轴器和柱塞泵三段式动力单元,泵工作状态下噪声有所降低,同时泵的各性能曲线基本达到预期的要求,验证该种电动机泵结构方案的实施可能性。该泵是一种比较有发展前景的新型液压动力单元,可以作为水下液压动力源设计的新思路。

双动力源电子液压制动系统的研究

针对现有电子液压制动系统的不足,设计一种双动力源电子液压制动系统。该系统可对制动主缸液压力和踏板感觉进行独立主动控制,实现踏板行程与液压力的解耦。建立了仿真模型进行仿真,结果表明,其功能满足设计要求且相对现有电子液压制动系统有优越性。最后搭建了试验台架进行试验,得到了相同的结论。

静液压储能传动汽车动力源系统的匹配效率

为了便于进行汽车动力源系统的参数选择和设计,在试验数据的基础上运用曲面拟合和二维插值的方法,通过模拟计算绘制了液压泵的特性等值曲线;综合发动机和液压泵的特性曲线,分别对发动机与液压变量泵、定量泵进行了匹配效率分析;考虑蓄能器的效率,建立了发动机与液压泵、蓄能器的效率数学模型以及效率脉谱图,定义了系统效率概念并以此评价动力源系统的经济性,得出了发动机与变量泵、定量泵匹配的效率关系以及动力源系统的最佳工作范围。

变频控制恒功率液压源系统的研究

变频技术的发展与应用,为液压系统的节能提供了一条新的途径。结合变频调速技术与恒功率液压泵的调节原理,构成一种变频控制恒功率液压源系统,实现了液压源系统的恒功率输出与系统节能。

基于恒功率变量泵的压力机液压系统

60MN压力机液压系统,选择恒功率变量泵组合作为液压系统动力源,实现了低压大流量和高压小流量组合,功率利用合理。设置顶置油箱及充液阀,用于两个单作用缸冲液或排油,在相同运动速度条件下,有效减少对泵的流量要求。

80 MN胶囊硫化机液压系统设计

对于长行程大直径多缸液压系统,选择恒压变量泵与定量泵组合作为系统动力源,兼顾经济型和节能特性。主缸上升采用差动连接,减小了装机容量。选用先导式比例方向阀控制上芯模液压缸、下芯模液压缸及主缸,既满足长行程液压缸快速运动要求,又达到各液压缸精确定位、防止机械撞击的目的。

基于液压动力的新型工程轮胎试验机

介绍了新型工程轮胎试验机的功能和主要设计参数,对系统的关键部分液压系统结构的设计进行了详细描述。新型工程轮胎试验机采用液压马达取代了传统的直流电机作为动力源拖动转鼓进行试验,弥补直流电机低速稳定性和扭矩不足的缺陷,同时也为试验机功能后续开发提供了方便。

抽水蓄能电站地下厂房结构动力分析

结合某抽水蓄能电站地下厂房的实际情况,建立了地下厂房三维有限元模型,将脉动压力按简谐荷载假定施加,采用广义Newmark-β逐步积分法计算了水力脉动荷载作用下的厂房结构振动响应。结果表明,低水头(227 m)水轮机组部分负荷运转时会引起较大的厂房振动,其中厂房加速度最大值达6.357 m/s2,远大于高水头(259 m)水轮机组额定负荷运转的最大值(0.980 m/s2);随着水位的提高,厂房结构动力响应相对减小。

蓄能器在车辆液压系统中的新应用

本文介绍了液压蓄能器在车辆系统中的最新应用。如:改善发动机运行的经济性,实现车辆的再生制动,回收液压挖掘机转台的制动能量和动臂的位能,作为转向和制动的应急能源等。

时序能耗液压系统节能设计新方法

本文介绍一种以液压时序能耗平均值为设计依据,筛选出适合节能液压系统的2～4个特征压力源,以超级蓄能器、液压功率转换器和双压力驱动回路为技术手段,构建出一种多压力源、梯级负载蓄能站并实行主、辅工作泵制度的节能液压系统模型,应用该模型可以使现有液压系统节能率整体达到60%以上。

基于谱分析与相干分析的液力变速箱噪声源识别研究

通过噪声、振动自功率谱分析和相干函数分析技术,应用杭州亿恒公司的8通道动态信号测试分析系统,对一台内燃叉车的液力变速箱进行了噪声振动分析,从而得出了该台变速箱产生噪声的主要原因在于Z6-Z7齿轮轴的啮合激励。