锻造机新型液压系统节能与快速建压控制研究

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液压系统是快速锻造机的核心。在锻造机的生产过程中,传统的液压系统在上砧座下行时,低压充液罐对液压缸进行补液,其中补液速度比较缓慢,在上砧座接触到高温工件时不能快速建压,导致工件冷却速度加快、整个锻造过程的生产效率低下,高压油液通过溢流阀与油箱相连,使液压系统溢流发热,造成快速锻造机液压系统发热量大、温度高,需要大功率的散热装置,降低液压系统的温度。为解决建压缓慢及液压系统温度高的问题,提出了新型液压系统节能与快速建压控制。本论文发明出新型节能快速锻造机液压系统,利用低压泵匹配低压蓄能器在快速锻造机上砧座下行过程中实现快速补液;利用高压蓄能器快速放液的特性,实现主液压缸快速建压;利用溢流阀将高压系统的多余液压油收集到低压系统中再次利用,以此降低低压泵的总功率,并减少能量浪费和液压系统发热量。深入研究了快速锻造机主缸压力变化模型,以液压油有效体积弹性模量为桥梁,建立初始含气量、主液压缸压力和压力上升速率等参数之间的关系,得到主缸内快速建压数学模型。应用FLUENT对不同含气量时的液压油进行模拟仿真,仿真结果证明了快速建压数学模型的正确性。应用锻造机液压系统快速建压数学模型优化出系统的最佳压力变化点,并现场进行试验验证,试验结果证明了锻造机新型节能液压系统和快速建压数学模型是正确可行的,研发出的新型锻造机液压系统以及快速建压装置,减少了锻造机液压系统建压时间,提高生产效率;液压系统的高压油液的回收再利用,降低电量使用。液压系统快速建压与节能控制策略的研究能为我国大型锻造设备的自主开发提供理论和技术支持。
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