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【摘 要】为了进一步降低大型斗轮堆取料机俯仰机构的装机功率和能耗，设计一种节能型的液压系统，该系统将变频容积调速技术和重力势能回收技术结合在一起。能明显降低能耗和降低驱动功率，并具有良好的运行性能。
【关键词】变频驱动；斗轮机俯仰机构；节能型液压系统；
引言
在变频驱动液压系统中的节能研究一直是国内科研人员在节能减排中的一个关注热点。为了更好的降低斗轮机变频驱动的俯仰机构在液压系统中的能耗和装机功率，我们在浙能嘉兴电厂二期工程斗轮机俯仰机构的设计中，与中标单位设计人员共同探讨了一种具有节能型的液压驱动系统，这种系统在设计的过程中主要是通过将重力势能回收技术和变频容积调速技术有机的结合在一起来研究的，其不仅具有良好的运行速度，同时还能有效的降低装机的功率和能耗，对变频驱动的起重提升机在速度的调节上有着很大的帮助，以下本文就对斗轮机变频驱动俯仰机构的这种节能型液压系统设计进行研究和探讨。
1. 变频驱动俯仰机构节能型液压系统的设计
斗轮机的变频驱动俯仰机构液压系统在实现悬臂的上行、下行、调速、停留、能量回收和过载保护等这些功能的时候，就要对变频驱动俯仰机构的液压系统在设计的方向上不仅要设计的简单明了，同时还要实现其在使用过程中的运行平稳、效率高和工作可靠的效果，这样就能更好的保证系统的运行速度和实现节能降耗的作用。在对变频驱动俯仰机构节能型液压系统的研究中，设计人员就设计出了一种系统，通过使用变压变频技术在对三相交流异步电动机的转速进行控制的时候就能对主油泵的输出流量进行控制，以此来实现变速转速容器在控制悬臂俯仰的时候对运行速度的控制[1]。
其工作的原理是斗轮机悬臂在下行工作的过程中，升降液压缸中的下腔会在重力影响下产生压力油液而排入蓄能器，然后再将液压器中的机械势能转换为液压能，从而存储在蓄能器中；在斗轮机悬臂第二次实现上行的过程中，蓄能器就会向液压泵提供油液，这样就减少了油泵在进出油之间的压力差，减小二次上行过程中电动机油泵的功率，这样就实现了变频驱动俯仰机构液压系统中节能的目的[2]。
（1）初次上行：蓄能器内的油液在没有压力启动的情况下，主油泵会从压力油箱中吸油，然后再经过二位二通换向阀进入到升降液压缸中，这样就能促使液压缸内活塞杆的伸出，以此推动中午的上行，在这种上行活动中，其速度的大小可以通过变频控制器来进行控制调节。
（2）上行到位停留：这个过程是在关闭油泵电器的过程中，二位二通换向阀会处于下行，二位二通阀位于右部，这个时候回油路就会被切断，这主要是由于二位二通阀口的密封性相对较好，能够将液压缸中的两个回油通道都被封闭，同时斗轮机悬臂在工作位置上停留的时间也比较长。
（3）慢速下行：慢速下行主要是通过将二位二通换向阀中的电磁铁进行通电，然后将阀切换到左部，将阀门启动，这样液压缸下腔中的油液在经过回阀进入到蓄能器的过程中就可以将压力液体储存在液压系统的蓄能器中。随着液压系统的蓄能器中的油液在逐渐充满到上行的过程中就能制动悬臂的下行，保持下行的平稳。
（4）快速下行：液压系统在遇到紧急的情况时，有时候是要快速下行的，这样就可以使电磁铁中的各系统进行通电。这种节能型的液压系统的俯仰液压缸下腔的油液在经过二位二通阀的上位中的工作油液时，会接触到液压缸的上腔，从而形成一种差动回路来消除回油中的阻力，保持斗轮机悬臂的快速下行。
（5）再次上行：液压系统在对二位二通换向阀中的电磁铁进行通电的过程中，会从油泵中的蓄能器吸取一定的油液，这样在其经过液压缸下腔的过程中就能使活塞杆伸出来推动重物的上行，在这个过程中，其速度的大小可以通过变频电机进行任意的控制调节[3]。
2. 变频驱动俯仰机构节能型液压系统的节能原理
节能型液压系统所采用的技术主要是通过蓄能器、变频调速技术来进行的，其中蓄能器作为液压系统在配重工作中上行主油泵轴系的主动力，在斗轮机悬臂进行下行工作时，其负载的部分能够通过转变压力能的形式在蓄能器中进行存储，以此就能有效的降低液压系统中的能耗和装机的功率。在对液压系统进行节能控制的过程中，变频调速技术实现了系统功能中的变转速容积的调速功能，同时也也对液压系统中的负载和输入功率所需要的功率进行了相应的匹配。
3.对变频驱动俯仰机构节能型液压系统蓄能器参数的选择
变频驱动俯仰机构节能型液压系统蓄能器主要选择的一种气囊式的，这主要是由于这种气囊式的蓄能器充放的时间比较短，其工作的过程主要是按照起重机的绝热状态来考虑的，根据蓄能器的工作原理，其总容积的计算公式为：
其中，p0 指的是蓄能器充气压力，V0指的是蓄能器总容量，p1、p2 分别指的是蓄能器的最低和最高工作压力；V1、V2分别指的是上述两种压力下的气体体积；，$V =V2-V1指的是蓄能器工作容积。
同样根据蓄能器的工作原理，其蓄能的工作压力计算公式为：
其中，p指的是蓄能器中的工作压力，E指的是蓄能器中所含有的回收能量，m指的蓄能器是负载重量，g指的是蓄能器的重力加速度，G指的是机械一液压之间的转换效率，取0.8。
结语：
本文通过对变频驱动俯仰机构节能型液压系统进行的分析，从节能型的液压俯仰机构的本质特点出发，在进行一系列的研究中将变频调速技术和蓄能器作为液压配重的优势进行有机的结合，这样就实现了液压系统在回收斗轮机悬臂下行的过程中可靠而又有效的将其势能得到了释放，在采用变频驱动工作的过程中，变频驱动俯仰机构不仅获得了良好的运行速度性能，同时也将装机功率的能耗降到了最低，因此在大型工程机械上具有很好的应用价值，是值得大力提倡。
参考文献：
[1]张利平.现代液压技术应用220例[M].北京：化学工业出版社，2009.（04）.
[2]侯波，卞显兵.升降式工作台势能回收液压系统研究[J].矿山机械，2009，（03）：49-51.
[3]韦家础，陈永芳，舒海滨.船舶电动液压起货机节能研究[J].液压与气动，2010，（11）：6- 9.
【关键词】变频驱动；斗轮机俯仰机构；节能型液压系统；
引言
在变频驱动液压系统中的节能研究一直是国内科研人员在节能减排中的一个关注热点。为了更好的降低斗轮机变频驱动的俯仰机构在液压系统中的能耗和装机功率，我们在浙能嘉兴电厂二期工程斗轮机俯仰机构的设计中，与中标单位设计人员共同探讨了一种具有节能型的液压驱动系统，这种系统在设计的过程中主要是通过将重力势能回收技术和变频容积调速技术有机的结合在一起来研究的，其不仅具有良好的运行速度，同时还能有效的降低装机的功率和能耗，对变频驱动的起重提升机在速度的调节上有着很大的帮助，以下本文就对斗轮机变频驱动俯仰机构的这种节能型液压系统设计进行研究和探讨。
1. 变频驱动俯仰机构节能型液压系统的设计
斗轮机的变频驱动俯仰机构液压系统在实现悬臂的上行、下行、调速、停留、能量回收和过载保护等这些功能的时候，就要对变频驱动俯仰机构的液压系统在设计的方向上不仅要设计的简单明了，同时还要实现其在使用过程中的运行平稳、效率高和工作可靠的效果，这样就能更好的保证系统的运行速度和实现节能降耗的作用。在对变频驱动俯仰机构节能型液压系统的研究中，设计人员就设计出了一种系统，通过使用变压变频技术在对三相交流异步电动机的转速进行控制的时候就能对主油泵的输出流量进行控制，以此来实现变速转速容器在控制悬臂俯仰的时候对运行速度的控制[1]。
其工作的原理是斗轮机悬臂在下行工作的过程中，升降液压缸中的下腔会在重力影响下产生压力油液而排入蓄能器，然后再将液压器中的机械势能转换为液压能，从而存储在蓄能器中；在斗轮机悬臂第二次实现上行的过程中，蓄能器就会向液压泵提供油液，这样就减少了油泵在进出油之间的压力差，减小二次上行过程中电动机油泵的功率，这样就实现了变频驱动俯仰机构液压系统中节能的目的[2]。
（1）初次上行：蓄能器内的油液在没有压力启动的情况下，主油泵会从压力油箱中吸油，然后再经过二位二通换向阀进入到升降液压缸中，这样就能促使液压缸内活塞杆的伸出，以此推动中午的上行，在这种上行活动中，其速度的大小可以通过变频控制器来进行控制调节。
（2）上行到位停留：这个过程是在关闭油泵电器的过程中，二位二通换向阀会处于下行，二位二通阀位于右部，这个时候回油路就会被切断，这主要是由于二位二通阀口的密封性相对较好，能够将液压缸中的两个回油通道都被封闭，同时斗轮机悬臂在工作位置上停留的时间也比较长。
（3）慢速下行：慢速下行主要是通过将二位二通换向阀中的电磁铁进行通电，然后将阀切换到左部，将阀门启动，这样液压缸下腔中的油液在经过回阀进入到蓄能器的过程中就可以将压力液体储存在液压系统的蓄能器中。随着液压系统的蓄能器中的油液在逐渐充满到上行的过程中就能制动悬臂的下行，保持下行的平稳。
（4）快速下行：液压系统在遇到紧急的情况时，有时候是要快速下行的，这样就可以使电磁铁中的各系统进行通电。这种节能型的液压系统的俯仰液压缸下腔的油液在经过二位二通阀的上位中的工作油液时，会接触到液压缸的上腔，从而形成一种差动回路来消除回油中的阻力，保持斗轮机悬臂的快速下行。
（5）再次上行：液压系统在对二位二通换向阀中的电磁铁进行通电的过程中，会从油泵中的蓄能器吸取一定的油液，这样在其经过液压缸下腔的过程中就能使活塞杆伸出来推动重物的上行，在这个过程中，其速度的大小可以通过变频电机进行任意的控制调节[3]。
2. 变频驱动俯仰机构节能型液压系统的节能原理
节能型液压系统所采用的技术主要是通过蓄能器、变频调速技术来进行的，其中蓄能器作为液压系统在配重工作中上行主油泵轴系的主动力，在斗轮机悬臂进行下行工作时，其负载的部分能够通过转变压力能的形式在蓄能器中进行存储，以此就能有效的降低液压系统中的能耗和装机的功率。在对液压系统进行节能控制的过程中，变频调速技术实现了系统功能中的变转速容积的调速功能，同时也也对液压系统中的负载和输入功率所需要的功率进行了相应的匹配。
3.对变频驱动俯仰机构节能型液压系统蓄能器参数的选择
变频驱动俯仰机构节能型液压系统蓄能器主要选择的一种气囊式的，这主要是由于这种气囊式的蓄能器充放的时间比较短，其工作的过程主要是按照起重机的绝热状态来考虑的，根据蓄能器的工作原理，其总容积的计算公式为：
其中，p0 指的是蓄能器充气压力，V0指的是蓄能器总容量，p1、p2 分别指的是蓄能器的最低和最高工作压力；V1、V2分别指的是上述两种压力下的气体体积；，$V =V2-V1指的是蓄能器工作容积。
同样根据蓄能器的工作原理，其蓄能的工作压力计算公式为：
其中，p指的是蓄能器中的工作压力，E指的是蓄能器中所含有的回收能量，m指的蓄能器是负载重量，g指的是蓄能器的重力加速度，G指的是机械一液压之间的转换效率，取0.8。
结语：
本文通过对变频驱动俯仰机构节能型液压系统进行的分析，从节能型的液压俯仰机构的本质特点出发，在进行一系列的研究中将变频调速技术和蓄能器作为液压配重的优势进行有机的结合，这样就实现了液压系统在回收斗轮机悬臂下行的过程中可靠而又有效的将其势能得到了释放，在采用变频驱动工作的过程中，变频驱动俯仰机构不仅获得了良好的运行速度性能，同时也将装机功率的能耗降到了最低，因此在大型工程机械上具有很好的应用价值，是值得大力提倡。
参考文献：
[1]张利平.现代液压技术应用220例[M].北京：化学工业出版社，2009.（04）.
[2]侯波，卞显兵.升降式工作台势能回收液压系统研究[J].矿山机械，2009，（03）：49-51.
[3]韦家础，陈永芳，舒海滨.船舶电动液压起货机节能研究[J].液压与气动，2010，（11）：6- 9.