31.5MN快速锻造液压机液压系统性能优化研究

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阀控液压系统一直是快速锻造液压机的主流液压系统,但是传统的泵直接传动阀控液压系统存在着装机功率高、能量消耗大、能量利用率低等缺点。为提高液压系统能量利用率,降低系统装机功率,本文对泵直接传动、泵蓄能器(中压)传动和泵蓄能器(高压)传动三种传动方式液压系统进行了研究。通过对31.5MN快速锻造液压机工作原理及技术要求进行分析研究,设计了泵直接传动、泵蓄能器(中压)传动和泵蓄能器(高压)传动三种传动方式液压系统,详细叙述了三种液压系统的工作回路和工作过程。利用AMESim软件建立了三种传动方式液压仿真模型,并对液压系统响应速度、工作速度、锻造精度、主/侧缸压力变化、蓄能器压力变化、主泵压力冲击、活动横梁速度波动等进行仿真分析。结果表明三种传动方式液压系统均满足响应速度快,控制精度高,动作转换平稳,无明显压力冲击,锻造速度稳定,符合实际生产需求及相应技术指标,常锻模式下泵直接传动的锻造频次最高,快锻模式下三种传动方式动态特性无明显区别。通过对液压系统的能量流动原理进行深入探究,建立了能量损耗模型。利用AMESim的活性模块分别对泵直接传动、泵蓄能器(中压)传动和泵蓄能器(高压)传动进行仿真计算。结果表明,相比于泵直接传动液压系统,泵蓄能器(中压)传动在常锻模式下能量利用率提高69.8%,在快锻模式下能量利用率提高46.1%,并降低了35.97%的装机功率。
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