3150kN粉末制品液压机的绿色设计.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 2年 第 5期 3 1 5 0 k N粉末制品液压机的绿色设计 孟凡谨 ， 连雪荣， 陆 红 徐州压力机械有限公司， 江苏 徐州 2 2 1 0 0 4 摘 要 当前绿色设计的理念已融入 了液压机新 品开发 的过程中 ， 该文通过对 3 1 5 0 k N粉末制品热压成型专用液压机设 计方 案改进 ， 规 划未来绿色液压控制 系统 的应用蓝图 ， 为发展高效环保 的液压机设 计前 瞻性 的预案。 关键词 绿色设计 ； 粉末制品 ； 液压机 中图分类号 I Hl 3 7 ． 9 文献标识码 A 文章编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 2 0 5 0 0 2 0 0 3 Th e Gr e e n De s i g n o f 3 1 5 0 k N Po wd e r Pr o d uc t Hyd r a u l i c Pr e s s ME N G F a n - fi n ， L I A N Xu e - r o n g ， L U H o n g X u z h o u P r e s s S y s t e ms C o ． ，L t d ． ，X u z h o u 2 2 1 0 0 4， C h i n a Ab s t r a c t C u r r e n tl y ， t h e i d e a o f t h e g r e e n d e s i g n h a s b e e n e n t e r e d t h e p r o c e s s of p i o n e e r h y d r a u l i c p r e s s d e v e l o p me n t ， i n t h e p a p e r ， t h rou g h i mp r o v e t h e d e s i g n o f h o t p r e s s mo l d i n g s p e c i a l 3 1 5 0 k N p o w d e r p r o d u c t h y d r a u l i c p res s ， c r e a t e a s o l u t i o n f o r t h e g r e e n h y d r a u l i c c o n t r o l s y s t e m i n the f u t u r e ，a c c o r d i n g l y s h o w tha t f o r h i g h g r e e n e f fi c i e n c y h y d r a u l i c p r e s s c a n p rov i d e a c a s e for the d e s i g n ． Ke y wo r d s t h e g r e e n d e s i g n； p o w d e r p r o d u c t ； h y d r a u l i c p r e s s O 引言 随着绿色环保 的理念 已深入到各行各业 ，现今在 液压机行业的绿色液压系统应时而生。鉴于已研发的 3 1 5 0 k N粉末制品热压成型专用液压机 ， 意在适应当前 的市场要求 。 如今决定在现有基础上加以改进 ． 增进绿 色液压的相关理念元素 ，并 以此探求发展绿色设计的 相关问题及解决方案。 传统液压机的液压控制系统 ， 表现为噪声明显 、 管 路不合理 、 控制 自动化程度低等技术短板。近年来 国内 外液压技术的发展突飞猛进 ，特别是以追求绿色环保 作为新产 品开发设计的主 旨。我公 司作 为液压机专业 研发生产厂商 ，对提升本行业产品市场贸易的竞争优 势始终保持旺盛的活力。 1 绿色液压 系统简介 所谓绿色液压系统 ，也就是在原有的液压系统要 求之 中加入环境 的考量 ，在设计生产等各个环节都要 体现绿色环保的要求 。随着社会现代科技的发展趋势， 液压技术作为实现传动和控制 的关键手段 ，诸多优点 已得到全面广泛的应用。在满足液压机相关功能的前 提下 ， 绿色环保作为时代进步的典型技术 ， 更是现代工 收稿 日期 2 O l 1 1 2 0 8 作者 简介 孟凡谨 1 9 8 0 一 ， 男 ， 江苏徐州人 ， 工程师 ， 大学本科 ， 主要从事 本公 司液压机主控设计及研发。 2 0 业化进程对设备功能的基本要求 。因此打造液压行业 相关绿色环保产品，已是推动锻压行业一种时代赋予 的责任。从液压生产制造和使用多个层面来讲 ， 绿色液 压系统包含多方面的内容 节能降耗 、 污染控制 、 人机 界面友好 、 噪声控制 、 高效环保等。由此共同构成了绿 色液压系统的全部技术内涵 ，使之成为一个锻压机械 行业系统化的科学概念。 2 基 于绿色环保理念 的改进设计 鉴于原3 1 5 0 k N粉末制品热压成型专用液压机 ， 存 在着滞后于时代不尽完善的缺憾 ，现以此基于绿色环 保理念策划了如下设计方案 。 2 ． 1 变频器 节能 应用 节能设计既要保 证液压系统 的正 常输 出要求 ， 又 要在此基础上最大限度 的实现能源利用。作为主要 电 液功率转换机构 的电动机 ，首 当其 冲地采用 电动机的 “ 软起动” 、 “ 软停止” 和变频无级调速的先进技术 。众所 周知，工业用三相交流电动机 的起动 电流一般为额定 电流的 5 ～ 7倍 ，如果直接起动会对其供电网产生不利 的过流冲击 ，从而影响同一电网上其他电气设备的正 常运行。另外巨大的起动 电流对交流电动机和机械设 备也会造成严重的电磁应力和机械应力 ，缩短设备短 期与长期的使用寿命周期 。因此 电力 系统直接应用 电 动机的“ 软起动” 控制技术 ， 对于电网、 电动机和电机拖 动的锻压机械设备有百利而无一害。应用变频器控制 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l S ， NO ． 5 ． 2 01 2 电动机 的起 动加速和减速停止功能 ，就是使 电动机 的 起始与停止实现了“ 软起动” 和“ 软停止” 。在具体实践 中有许多已在 民用家电和锅炉鼓风机等方面获得圆满 的成功 。 电动机的变频调速节能的基本原理 ，是基于节能 降耗的绿色环保理念 ， 建立起液压系统中各个流量 、 压 力和转速之间的均衡关系 ，从而积极地利用电能输入 经系统的电液转换 ，输出有效液压动能 以实施液压机 机械能的压制成形功能。 根据粉末制品压制工艺 的特殊要求 ，主泵驱动电 动机采用通用变频器调控 ，当压机需要大流量高压力 工作时 ， 变频器输出高频率提升 电动机转速 ， 使压力和 流量到达输出功率 的最佳状态。以 P L C编程控制的先 进电气系统 ， 与此共同实现 自动匹配的功能输出。 2 ． 2 优 化 液压 系统 原有液压系统中存在一些传统 的设计不足，造成 了电液转换效率的低效及设备检修的繁琐 比如使用 过多的节流溢流阀， 造成能耗较高 。由于本方案采用 变频器调速 ， 流量可以按需匹配， 故可 以删除多余 的枝 节旁路 。 这样使得液压系统设计方案得 以优简化 ， 同时 增加双边成对的液压安全锁栓机构。只有 电液系统检 测到液压安全锁开启时 ， 压机方可进人工作状态 。经过 对液压系统优化设计以后 ．不仅提升 了压机的安全保 护功能 ，又减少了压机故障带来的非正常停机等隐性 生产成本 。 2 ． 3 超标 噪声 控制 1 主机与动力站间的原来联接的高压无缝钢管 ， 改为柔性开关 阀管联接，减少 了来 自动力站液压冲击 的机械振动传导； 2 采用原装进 口知名先导控制电磁阀 、 低噪声高 压油泵 ， 大幅度改善液压系统的运行稳定性 ， 有效地降 低了噪声源头对环境的影响 3 在液压机主机与动力站外 围的适 当位置 ， 增设 透明的隔声幕墙及密闭的操作室 ．从而保证 了液压机 操作者免受强噪声及飞扬粉末 的双重危害。 2 ． 4创造 友好 的人 机界面 液压机 的主系统液压压力 的监控 ，由新型压力数 显传感器取代 了原有指针式压力表 ．使液压系统的压 力数值 以数字显示在控制 台的彩色触摸屏上 。与此 同 时当液压系统发生压力超常等相关异常现象 时。输 出 终端的人机界面随即发出声光电多重报警 ，并按程序 设定实现应急报警停机。使操作者能够全面了解正常 压制运行的工况 ，及时掌控液压机漏油阻塞等各种预 警信息。 作为液压机电气控制系统核心的 P L C可编程序控 制器 ， 在程序控制压制力和工作速度的同时， 还能进行 多路故障 自检 自控功能 如油箱温度异常报警 ， 模具加 热温度异常报警等 。就此提高液压机工作的 自动化和 智能化程度 ，保证了粉末压制成形生产全过程的高效 安全。 3 设计改进效果及绿色设计方案分析 3 ． 1 改 进后 的积 极效 果 通过一系列 的改进性设计 ，使得调试生产基本上 达到绿色环保的要求 。与原设计相比成本确有增加 ， 但 提高了产 品的附加值和人机互动的友好界面 ，因此必 将更加适应市场的需求和用户的满意度。 3 ． 2 绿 色方 案分 析 随着液压技术在实现传动和控制 中的诸多发展 ， 特别在机电液一体化的应用中，为现代科技文明做出 了应有的贡献。科学化 、 信息化、 综合化 、 人性化和智能 化将成前瞻性发展 的必然趋势。从液压机的生产制造 和实用层面来讲 ， 节能环保 、 高效低耗等趋 近于“ 零污 染” 设计 ， 使得液压机不断地向人机界面友好 的绿色环 保的前景快速发展。若要打造液压机系统的绿色环保 ， 当然要结合绿色环保的内容及液压机系统本身特点进 行解决相关 的问题 ， 避免或减少非绿色因素。根据本文 对 3 1 5 0 k N粉末制品热压成型专用液压机的改进设计 效果， 就该例绿色设计方案简单分析如下 1 充分了解现场环境 在设计之前 ， 除了解液压机具体使用功能 ， 更要充 分了解现场生产环境 。整体把握绿色设计 的纲 目， 采取 具体实施的措施。 2 节能方案实施 要与时俱进 ，关注国内外本行业发展情景和具体 实施办法 ， 先进产品应用 ， 加 以引进吸收。通过现代液 压技术的应用 ， 进行降低能耗 ， 比如 ， 变频器调速应用 、 P Q阀 、 多联泵 、 蓄能器等在具体液压系统 中的应用 ． 可 以收到很 好 的效果 。 3 增加废液压油的回收 使用接油盘对导轨润滑油进行 回收处理加以利用 ． 对废液压油进行科学的处理 。 可以减轻对环境 的污染 。 4 噪声控制 噪声是对生产现场的一种污染 ，根据对液压系统 的分析 ， 了解液压系统噪声产生的根源 ， 采取具体 的防 护措施 ， 增加软管 ， 加以隔离都是不错的方法 。 5 维修与保养 在具体使用 中， 维修与保养是绿色液压 的延伸， 不 21 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 2年 第 5期 离心风机和泵类设备节能与 液力偶合器调速和效率 阎德 志 上海交大 南洋机电科技有限公司． 上海2 0 1 1 0 9 摘 要 通过对离心风机和泵类设备 的调速节能原理和电动机的调速途径 到液力偶合器的调速技术的介绍 ． 阐述 了该类生产设备节能 的机理。对偶合器 的工作效率进行 了推演 ， 并 阐述了偶合器并非低效节能设备 的观点。 关键词 离心风机和泵 节能 ； 偶合器调速与效率 中图分类号 T H1 3 7 ． 3 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 2 0 5 0 0 2 2 0 3 Th e En e r g y s a v i n g o f Ce n t rif ug a l Fa n a nd Pu mp a nd Va r i a b l e S pe e d o f F l u i d Co u p l i n g a n d Effic i e n c y Y AN De - z h S h a n g h a i J i a o d a N a n y a n g M a c h i n e r y S c i e n c e C o ． ，L t d ． ， S h a n g h a i 2 0 1 1 0 9 ，C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r e l a b o r a t e s T h e me c h a n i s m o f e n e r g y - s a v i n g e q u i p me n t s b y I n t r o d u c i n g t h e c o n d i t i o n s o f c e n t r i f u g a l f a n a n d p u mp a n d fl u i d c o u p l i n g ， a n d t h e n i l l u s tr a t i n g t h a t t h e e ffic i e n c y o f t h e fl u i d c o u p l i n g i s n o t l o w e r ． Ke y wo r d s c e n t r i f u g a l f a n a n d p u mp； e n e r g y s a v i n g ； e ffi c i e n c y o f fl u i d c o u p l i n g 0 引言 能源消耗的剧增 ， 已经触动 了各界人士的神经 ， 全 收稿 日期 2 0 1 1 - 1 2 0 9 作者简介 阎德志 1 9 6 4 一 ， 男 ， 湖南南县人 ， 高级工程师 ， 本科学历 ， 从事 液力偶合器设计研发工作。 球节能意识得到大大提高。机械设备的节能 ，面广量 大 ， 不便一一赘述。离心风机和泵类的设备节能正如火 如荼地进行着 ，与之配套的液力偶合器的调速节能概 念 已经被广泛接受 ， 产品在电力 、 煤炭 、 钢铁 、 水泥等各 大行业被广泛使用。随着节能技术的发展 ， 新的节能方 式也在不断发展 ． 由此也产生了一些认识上的问题 ， 为 可或缺。要遵循科学 、 有序 、 高效 、 创新的维修理念在充 分体现绿色环保液压机的前提下 ，结合相关资料及 以 上方案分析， 展示如下设计效果简明框 图如图 l 所示。 高效率 一 - _ J 节 能设 计 I 零污染原则 一 绿 界面友好 色 使 用 低 能 耗 } _一 液 _ _ 4 噪 声 控 制 压 系 _ ．J 介 质 污 染 控 制 能 量 损 耗 最 少 } - 一 统 I 一材 料 最 佳 利 用 璋 图 1 绿色液压 系统概念的主要内容组成框图 4 结束语 本文 以粉末制品液压机的具体实例，分析了绿色 液压系统发展趋势 ， 探讨 了绿色液压系统的应用前景。 2 2 -‘ 由此积极倡导绿色环保液压机应用技术推广 ，力争为 我国大型多功能液压机的长远发展献计出力。 参考 文 献 【 1 】 许同乐 ， 马金英． 液压系统 中产生噪音 的原 因分 析[ J ] ． 煤 矿机 械 ， 2 0 0 5 ， 9 ． [ 2 】 袁野． 谈液压 系统的现代化改造[ J ] ． 液压与气动 ， 2 0 0 9 ， 6 ． [ 3 ] 彭秀英 ， 陈刚 ， 曹 阳 ， 邱望标． 变频调速功率 适应型液压 系统 的研究『 J 1 ． 液压与气动 ， 2 0 0 9 ， 6 ． 【 4 ] 韩荟 瑾． 液压 系统 的绿色设 计及 维护 探究 [ J ] ． 液压 与气 动 ， 2 01 1 ， 9 ． 【 5 】 齐士新． 变频调速在工业控制系统 中的实际应用【 J ] ． 中国科技 信息 ， 2 0 0 6 ， 5 ． [ 6 】 胡学军 ， 滕 达 ， 谈宏 华． 基 于 MA T L A B的液压试 验 台的数据 采集与处理[ J ] ． 自动化技术与应用 ， 2 0 1 0 ， 3 ． 【 7 】 帅长红． 液压机设计 、 制造新工艺【 M】 ． 石家庄 北方 工业 出版 社 ． 2 0 0 6 ．