宝钢湛江钢铁有限公司 524000
摘要：液压传动技术已成为机械制造业、工程建筑业等领域不可或缺的重要技术。通过节能设计，确保其系统可以在低消耗的状态下工作，减少系统热能的损失，提高系统的使用效率，节约相关的生产成本。在本文中，笔者主要探究了液压传动系统的节能设计措施，不仅可以满足输出要求，又能够最大化地节约投入成本，实现高效、安全运作的目的。
关键词：液化传动系统；节能设计；措施
引 言
液压传动系统的工作原理是凭借液体压力减少摩擦阻力以顺利地展开动力传输从而确保既定工作的完成，就其操作方式而言，员工通常习惯使用其拖动调节功能，比较看重稳固性问题，不太重视系统的消耗及工作效率问题，致使其在工作进程中浪费了许多不必要的资源，耗损了太多的能量，使得使用成本一再提高。如此操作会引发严重的后果，如不仅会致使主机因热而变形，降低机械设备的生产效率，还会导致不必要资源的浪费，不符合国家节能减排的要求。因此在研发设计液压传动系统时应注意产品的耗损问题，努力提高该系统的整体性能，使其既能够满足生产需要，又可以节约资源，降低生产成本，提高经济效益。
1 液压传动系统节能设计
1.1 液压传动系统节能设计原理
在液压传动系统中，能量的传递过程为：电能→机械能→液
压能→机械能，在实现拖动调节功能的同时，伴随着一定的能量
损失。液压传动节能设计的本质就是设法减少能量转换过程中
的能量损失。
在液压系统中‚执行机构输出的有效功率与输入
动力装置功率的比值‚称为系统总效率。即
.png)
式中ηp，ηz———能量转换效率，（ηp为动力装置的总效率，ηz为执行机构的总效率）；
ηc———系统回路效率；
Ppi———动力装置的输入功率；
PP0———动力装置的输出功率；
Pzi———执行机构的输入功率；
Pz0———执行机构的输出功率。
1.2 液压传动系统节能设计原则
液压传动系统在进行节能环保设计时，要采用绿色设计与制造技术，使该传动系统在环保同时，能在能量消耗上贯彻可持续发展战略。需遵守的相关原则为：资源利用程度最大原则、采用的材料环保且可持续利用原则、设计先进性原则，精确性成形工艺原则。
2 液压系统功率损耗分析
液压系统的工作原理简单来说就是：原动机输出能量，通过传动装置转化为液压能并传递给执行构件做功。在整个工作过程中，每一个环节都存在着多次能量转换，这意味着每个环节都存在着能量的损失。
（1）内、外泄漏：液压元件之间存在间隙，在间隙两端压差的作用下，会导致内泄漏；元件结合面间的部件由于密封不严，会产生外泄漏，两种形式的泄漏都会造成系统功率损耗；
（2）压力损失：阀口、管路弯头及连接处、变径处都存在压力损失，造成系统功率损耗；
（3）溢流、节流的损失：当溢流阀处于溢流状态时，会造成系统功率损耗，而采用节流调速也会造成比较大的系统功率损耗；
（4）流阻及机械摩擦：当液压油经过阀体的时候，会受到流阻产生能量损失，执行元件在工作时的摩擦会造成摩擦损失，摩擦副设计不合理也会产生摩擦损失；
（5）液压源和负载间的匹配损失：液压系统输出压力、输出流量与执行件所需的压力、流量不匹配，会产生压力损失。匹配程度越低，系统效率也就越低，造成的能量损失也就越大。
3 液压传动系统节能措施
3.1 提升能量转换效率
液压系统的能量转换效率与各部件，即原动机、液压泵和液压执行元件的配合紧密程度具有重要影响作用，同时与使用情况的合理与否有着重要联系。提高能量转换效率应从以上三种因素的选型、调试以及维修过程中的科学选择、合理使用着手。
首先，注重液压源与原动机的功率匹配。从节能的目标出发，在选择原动机时应侧重选择高效原动机，以达到液压源输出功率与原动机功率的合理匹配，使原动机的功率得以充分使用。目前，最普遍的是采用功率比较均衡，能够根据要求进行调节控制的液压泵，其优点是可以根据负载需求进行自动调节流量和压力，在原动机长期处于均衡的功率输出下，将对原动机的工作效率以及使用寿命具有积极的促进作用，而另一种提升能量转换效率的方法是使用电动机驱动的液压泵，在一个循环周期内，负载压力和流量变化都比较大，为避免功率过高及过低情况，可以适当降低电动机功率。其次，在选择液压泵时，应根据流量需求选择恰当容量的液压泵，如果相反，其工作压力以及工作流量未能达到泵机能的完全释放，将会使泵的整体效率下降。最后，由于液压执行元件的节能可能较小，此处不做赘述。
3.2 研发及利用节能回路
节能回路的目的在于用最少的输入热能来完成既定输出工作，具体可采用合理选用液压源、设置合适卸荷回路、合理选用控制元件及系统管理等方法来实现。首先，液压源即动力源，在选择时应注意根据实际的调查进行分析，确定液压传动系统的流量变化规律和压力变化规律后才能进行动力源的选择。具体见表1。
表1 4种液压动力源回路效率比较
.png)
注：
.png)
表示有用功率；
.png)
表示损失功率；
.png)
表示节能功率
其次，可采用设置旁油路节流调整回路等方式来降低回路压力以提高液压传动系统的工作效率，且在设计过程中应注意优化管路系统，尽量在满足功能需求的前提下提高系统的可靠性和简洁性。最后，可通过合理选用控制元件及系统管路来提高回路效率，而由于各类控制元件在不同液压传动系统的最大压力和流量均有所不同，因此应在选择控制元件前对系统进行详细的调查，其中对于系统管路，应尽量
缩短管长，减少弯头，且弯头处的角度不宜过小，通常应大于90度。
3.3 其他节能方法
3.3.1 蓄能器节能
在特定的工况下进行节能设计，需采用储备能量的蓄能
器作为辅助动力源。其对均衡一个循环周期内对压力油的需
求具有重要作用，能够减少能耗，降低液压容量，均衡电动机功率等作用根据工况选择液压元件。
3.3.2 液压元件节能
特定的工况下进行特定功能液压元件的选择能够降低能耗消耗的同时减少成本，例如：在机器运行中快速与慢速交替使用的工况下，选择增速缸，使液压缸流量得以降低，同时减少运行能耗。在运行中偶尔和间断需要高压力，并且运行时间较短的情况下可以采用增压器，代替价格成本较高的高压泵等其他元件。
结束语
液压传动系统中的节能措施主要从提高转换效率，减少设备能量各种损失来实现，此外还要确保这种节能后的液压传动系统并不会对轨梁厂生产造成其他影响。在我国工业快速发展的今天，追求节能高效是目前新工业的发展趋势，对液压传动系统的节能技术研究具有划时代的意义，对节能技术的研究具有推陈出新的意义，适应新工业高效、节能、环保的发展目标。
参考文献：
[1]机械液压传动系统泄露分析及有效控制[J].张希鹏. 化工管理.2018（15）
[2]机械液压传动系统泄漏分析及有效控制[J].孙双印. 设备管理与维修.2018（15）
[3]液压传动系统故障探究[J].沈超群，梁俊. 内燃机与配件.2019（03）
[4]机械液压传动系统泄露分析及有效控制[J].何继贤. 山东工业技术.2018（05）
[5]液压传动系统中的节能措施研究[J].黄娅莉. 中国设备工程.2018（05）
[6]液压传动系统的运作原理与故障排除关键技术分析[J].章强. 科技创新导报.2017（35）