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节能型升降机液压系统改进设计

第30卷第2期2009年 2月

煤 矿 机 械

Vo.l30No.2Feb.2009

节能型升降机液压系统改进设计

张大欢

(淮南矿业集团顾桥矿,安徽淮南232001)

摘 要:结合节能型液压升降机的工况和结构原理,设计了用蓄能器回收势能的液压系统,分析了工作原理,对主要技术参数的选取进行了讨论。所设计的液压系统结构简单、工作可靠、效率高,能耗小,在达成势能回收的同时,又可增加液压系统运行平稳性,可供设计和制造、使用单位参考。

关键词:升降机;液压系统;设计

中图分类号:TH137 文献标志码:A 文章编号:1003-0794(2009)02-0162-02

DesignofTypeofSaveEnergyHydraulicSystemofElevator

ZHANGDa-huan

(GuqiaoMineofHuainanCoalMiningIndustryGroup,Huainan232001,China)

Abstract:Asaveenergyhydraulicsystemoftheelevatorwhichcanrecovergravityenergyisanalyzed.

Thehydraulicsystem,equippedwithreservoirforrecoveryofthegravityenergyisdesigned.Thissystemneedsrelativesmallcontentofthereservoir,requiresrelativelowenergyconsumption,andworkssmooth lyandreliablywithsimpleconstruction.Keywords:elevator;hydraulicsystem;design0 引言

液压升降机是应用比较广泛的一种物流机械,主要由工作台、支撑杆件、底座、升降油缸和液压系统组成,工作时靠液压系统提供的动力实现升降,其驱动装置是液压缸。由其结构原理和工作特点决定了在升降机工作台携带着货物和工件上升时,需要液压缸向其提供驱动力,即液压缸输出能量,把机械(液压)能转换成势能;而在工作台携带着工件下降时,其势能将被释放出来。这种势能如果不能有效地回收利用,则会造成能量浪费。这种能量浪费对于小型升降机来说尚不显严重,但对于载重和举升高度较大、需频繁工作的机型来说,就非常可观了。对于此类机型,应在其液压系统中设计储能装置,以把工作台下降过程中释放出的势能储存起来,并在上升时重新加以利用,以减少无用功的消耗,提高能量的利用效率,并同时达成使系统运行平稳、工作安全、可靠的目的。1 系统设计

液压系统要能实现工作台的上升、下降、调速、停留、过载保护和能量回收等功能,并要求结构简单、效率高、运行平稳、工作可靠,据此设计的液压系统见图1。系统采用蓄能器回收势能,为减少由方向阀的内部泄漏所导致的工作台缓慢下沉,采用了密封性好的二位三通球阀控制油缸的运动方向。采用蓄能器回收势能,其原理为:在工作台下降过程中,升降油缸下腔中因重力作用而产生的压力油液,被排入蓄能器,将机械势能转换成液压能,并储存在蓄能器中;在工作台再次上升过程中,蓄能器向液压泵供油(相当于在系统中设置了压力油箱),减小了油泵进、出油口的压力差,使再次上升过程中油泵消耗的电动机功率减小,达到节能目的。因升降机只在垂直方向运动,其下降可借助重力实现,为简化油缸结构、降低制造成本,采用了单作用缸,两缸并联;

油缸的运动方向由方向阀10控制;为提高两油缸的

同步精度,采用了由分流-集流阀组成的同步回路;为实现快速下降,设置了二位二通阀7;为使泵的输出流量和油缸所需要的流量相适应,以提高系统的效率采用了由限压式变量叶片泵和调速阀组成的容积-节流调速回路;油泵的输出压力由负载决定,溢流阀4是做系统安全阀用,溢流阀9用以限制蓄能器的最高压力;单向阀6用来在工作台升高到最高位置时,油泵关闭后,封闭升降油缸的下腔,使工作台能较长时间停留在工作位置;单向阀16(作背压阀用),用以使蓄能器内保持一定的最低压力,满足正常工作的需要。综合以上考虑设计了液压系统,现对液压系统的工作过程和原理进行分析:

(1)初次举升 初始状态时,蓄能器14内无压力油,启动后,泵3经单向阀1、滤油器2从油箱吸油,再经调速阀5、单向阀6、二位三通阀10右位和分流-集流阀11进入升降油缸的无杆腔,使活塞杆伸出,推动工作台和重物上升,其速度大小可由调速阀5调节。

(2)停留 在工作台上升到位后,关闭油泵电机,油缸下腔因工作台自重造成的压力油被单向阀6可靠封闭,工作台可较长时间停留在工作位置。

(3)下降 使二位三通方向阀10中的电磁铁1YA通电,将其切换到左位,油缸下腔的油液经分流阀11和单向阀8进入蓄能器14,将压力液体储存在蓄能器中。由于蓄能器中液体的压力,随着逐渐被充满而上升,对工作台的下降起到制动作用,使其下降平稳。由于泵的出油口被封闭,单向阀16虽然可打开,它也不能作马达工况,单向阀1在此时也处于关闭状态,工作台下降时,油缸所排出的压力油将不会进入油箱。

(4)快速下降 在遇到紧急情况,需快速下降

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