液壓系統(tǒng)油缸協(xié)調(diào)動作相關(guān)問題探討

1、液壓系統(tǒng)油缸協(xié)調(diào)動作相關(guān)問題探討液壓系統(tǒng) 油缸協(xié)調(diào)動作相關(guān)問題探討自2019年4月進(jìn)入夏天以來，隨著環(huán)境溫度的升高液壓站油溫逐漸升高。油溫高成為一個關(guān)注的問題，經(jīng)過清理濾網(wǎng)等措施可以將油溫得 到一個控制，但同時發(fā)現(xiàn)除渣機(jī)的延時時間對液壓站油溫影響較大， 下面是#1爐液壓站油溫與油缸動作延時之間的關(guān)系。#1 爐液壓站油箱油溫與延時時間 時間段 環(huán) 境溫度 油 缸動 作延 時（S）油 箱油溫 泵1平均電流 泵2平均電流 平均電流 之和溫差4/11 16 :00 -4/12 02:00 23 10 47.1 47.4 42.8 90.2 24.1 4/26 09:00 -4/26 19:00 22.

2、8 100 37.8 39.5 35.2 74.7 15 4/27 14:00 -4/28 07:00 22.6 50 42.7 43.4 38.9 82.3 20.1 5/02 08:00 -5/03 08:00 24.3 50 42.6 43.7 39 82.7 18.3 5/01 08:00 -5/01 18:00 27 100 42.4 40.9 35.9 76.8 15.4 4/29 06:00 -5/01 07:00 25.5 50 44 45 40.1 85.1 18.5溫差為油箱溫度與環(huán)境溫度之差，環(huán)境溫度取自油庫油溫。泵1與泵2為液壓站兩臺在運行的柱塞泵。溫度單位為C,電流單

3、位為 A.從中可以看出，油缸延時越長， 整個液壓站溫升越低，并且兩臺泵平均電流之和越小。歸納如下表：兩臺除渣機(jī)動作延時油箱與環(huán)境溫度溫差平均電流之和24h耗 電量 100s 15 C 75A 1184kw 50s 19 C 83A 1311kw 10s 24 C 90A 1422kw可以看出降低除渣機(jī)動作延時對油溫與節(jié)能方面效果顯著。對液壓系統(tǒng)進(jìn)一步分析，對比液壓站兩臺柱塞泵1h電流曲線可 以發(fā)現(xiàn)，三種工況下最大電流與最小電流都相差不大， 但在兩臺除渣 機(jī)延時時間都是100s時曲線明顯波動次數(shù)較少，故平均電流較低。在兩臺除渣機(jī)延時時間都是 10s時曲線波動較大，平均電流較 高。曲線如下：201

4、9 年 4 月 26 日 14:00-15:00，100s 時 1h 電流曲線 2019 年 5 月 3 日 0:00-1:00 ，50s 時 1h 電流曲線。2019 年4月11日20:00-21:00 ，10s時1h電流曲線 根據(jù) 這種情況來看，降低液壓站柱塞泵電流波動，可以很好的降低柱塞泵 出力。將柱塞泵平均電流將下來后可以起到明顯的節(jié)能，油箱降溫等作 用。目前即使除渣機(jī)延時時間改到100s，1h內(nèi)液壓站柱塞泵的電流 波動次數(shù)仍然在50次以上，若能將波動次數(shù)降低，可以進(jìn)一步降低 平均電流。若能將柱塞泵電流調(diào)整到運行成一條直線，則可以大大降低柱塞 泵平均電流。甚至可以降低到一直使用一臺柱塞

5、泵運行，這樣可以起到很好的 節(jié)能效果。我們的柱塞泵為形式可調(diào)節(jié)式柱塞泵，柱塞泵出口壓力是一定 的，根據(jù)整個液壓系統(tǒng)的流量情況，柱塞泵自動調(diào)節(jié)配流盤角度形成 不同的出力。當(dāng)系統(tǒng)壓力出現(xiàn)變化時，首先由活塞儲能器進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)調(diào)節(jié)量 不足時，柱塞泵會通過泵出口的壓力進(jìn)行自行調(diào)節(jié)。當(dāng)柱塞泵出口壓力低時配流盤角度變大出力增加，出口壓力高時 配流盤角度變小，出力下降。柱塞泵出力不同則電流不同，電流波動較大說明整個液壓系統(tǒng)的 負(fù)載波動較大。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載波動更為劇烈時，系統(tǒng)內(nèi)各種溢流閥會工作，將高壓 油直接泄壓。下面就整個液壓系統(tǒng)的工作原件即油缸進(jìn)行分析，找出波動原 因，提出改進(jìn)措施。給料擋板一般不動作，不再考慮

6、范圍內(nèi)。除渣機(jī)油缸型號：180/125-650單臺爐4個 翻動爐排油缸型號：80/45-130單臺爐18個 滑動爐排油缸型號：80/45-260單臺爐12個 給料爐排油缸型號：160/110-1700單臺爐4個（正常實際使用行程650mm）根據(jù)油缸型號分析前進(jìn)與后退的耗油量，來衡量單根油缸動作對整個液壓系統(tǒng)的影響。為方便比較，以翻動爐排油缸容積為單位值1,得出一個容積比如下表。油缸類型前進(jìn)容積（mm前進(jìn)容積比后退容積（mm后退容 積比 翻動爐排油缸653120.00 1.00 446468.75 1.00 滑 動爐 排油缸 1306240.00 2.00 892937.50 2.00 除渣機(jī)油

7、缸 16532100.00 25.31 8559443.75 19.17 給料爐排油缸 13062400.00 20.00 6888375.00 15.43可以看到除渣機(jī)油缸與給料爐排油缸對整個液壓系統(tǒng)的用油量影響最大，給料爐排次之。但是由于每種油缸前進(jìn)后退的動作時間不一樣，且油缸與油缸之間的動作時間也不一樣?？紤]到運動時間的影響，根據(jù)每根油缸的容積與前進(jìn)后退所用時間得出一個平均每秒的耗油量即耗油速度。爐排前進(jìn)與后退時間都按照同類型的油缸取一個平均值。為方便比較以單個翻動油缸前進(jìn)平均耗油速度為單位值1，做出一個比值。前進(jìn)平均耗油速度比：油缸類型 前進(jìn)容 積（mm前進(jìn)時 間（S）前進(jìn)耗油速度（m

8、m/S 前進(jìn)耗油速度比 翻動爐排油缸 653120.00 2 326560.001.00 滑動爐排油缸 1306240.00 10 130624.00 0.40除渣機(jī)油缸16532100.00 20 826605.00 2.53 給料爐排油缸 13062400.00 100013062.4 0.04 后退平均耗油速度比：油缸類型 后退容 積（mr）后退時 間（s）后退耗油速度（mm/S 后退平均耗油速度比 翻動爐排油缸446468.75 1446468.75 1.37 滑動爐排油缸 892937.50 3 297645.83 0.91 除渣 機(jī)油缸 8559443.75 30 285314.7

9、9 0.87 給料爐排油缸 6888375.0030 229612.50 0.70可以看到除渣機(jī)油缸前進(jìn)時與翻動爐排回退時，對整個液壓系統(tǒng)影響較大。考慮到每種類型的油缸個數(shù)不一樣與且動作時接收信號不一致，根據(jù)爐排動作信號再得出每段爐排動作信號時的耗油量。取一段翻動爐排前進(jìn)總耗油速度為單位1，得出如下表格。油 缸位置 單個油缸前進(jìn)耗油速度 單個油缸后退耗油速度 油 缸個數(shù)總前進(jìn)耗油速度總后退耗油速度前進(jìn)耗油速度 比后退耗 油速 度比一段翻動326560.00 446468.75 4 1306240.001785875.001.001.37 一 段滑動 130624.00297645.83 2 2

10、61248.00 595291.67 0.20 0.46二 段翻動326560.00 446468.75 4 1306240.00 1785875.00 1.00 1.37二 段滑動 130624.00297645.832 261248.00595291.670.20 0.46 三 段翻動 326560.00 446468.75 4 1306240.001785875.00 1.00 1.37 三 段滑動 130624.00 297645.83 2261248.00595291.670.200.46 四 段翻動 326560.00446468.75 4 1306240.00 1785875.0

11、0 1.00 1.37四 段滑動130624.00297645.832 261248.00595291.670.200.46五段翻動 326560.00446468.752653120.00892937.500.500.68 五段滑動一級 326560.00446468.752653120.00 892937.50 0.50 0.68五段滑 動二級 130624.00297645.83 2 261248.00 595291.67 0.20 0.46給 料爐排13062.40 229612.50 4.00 52249.60 918450.00 0.04 0.70 左 側(cè)除 渣機(jī) 826605.0

12、0 285314.79 2 1653210.00 570629.58 1.27 0.44 右 側(cè)除 渣機(jī) 826605.00 285314.79 2 1653210.00 570629.58 1.27 0.44從表中可以看出翻動爐排后退影響最大，除渣機(jī)前進(jìn)次之，翻動爐排前進(jìn)，給料爐排后退。參考各油缸運行時間與間隔時間之間的關(guān)系，大概得出四種運行 模式。油缸類別運行時間（s）間隔時間（s）翻動爐排3.00 30.00滑動爐排 13.00200.00 給料爐排 1000.00 60.00 除渣機(jī)50.00 50.00 所有油缸全部按照最大耗油速度運動 （所有爐排全 部同時回退，除渣機(jī)前進(jìn)），最大耗

13、油比例為12.35，即 16132064mm/S 所有油缸全部按照最小耗油速度運行（所有爐排全部同時前進(jìn)，除渣機(jī)后退），耗油比例為7.04，即9195959.6 mm/S。 考慮所有油缸還有運行時間間隔，基本所有油缸的間隔時間大 于運行時間的2倍，所以近似取每秒鐘1/4的油缸處于前進(jìn)狀態(tài)， 1/4的油缸處于后退狀態(tài)，1/2的油缸處于停止?fàn)顟B(tài)，這樣得出，耗 油速度比為4.85，即6335264 mm/S。 所有油缸瞬間全部處于停止?fàn)顟B(tài)，系統(tǒng)耗油量突然到零。從以上三種情況可以看出，實際運行時應(yīng)該與第三種運行工況最 接近，總平均耗油速度應(yīng)該在 6335264 mm/S。若根據(jù)所有油缸動作型號所占比例

14、， 在DCS內(nèi)設(shè)置一個模塊，可 以統(tǒng)計當(dāng)前實時平均耗油速度，當(dāng)當(dāng)前的耗油速比大于4.85 （即耗 油速度6335264 mm/S）時，動作信號延時發(fā)出。這樣可以大幅減少液壓系統(tǒng)用油量的波動，從而降低液壓站柱塞 泵平均電流與液壓站溫度。模型簡介：按照油缸不同的運動狀態(tài)實時統(tǒng)計當(dāng)前總耗油速度比 B,每個油 缸動作信號發(fā)出前需要參考當(dāng)前的總耗油速度 B，將B與4.85進(jìn) 行比較（可以根據(jù)后期運行情況繼續(xù)調(diào)整，增大或者減?。?dāng)B4.85 時則油缸動作信號延時不發(fā)出，1s后繼續(xù)該循環(huán)繼續(xù)。當(dāng)BV4.85時，該油缸動作信號發(fā)出到就地電磁閥，油缸動作。后期可根據(jù)實際B值情況再進(jìn)行比較值的修改。比值表參考如下：油缸位置 前進(jìn)耗油速度比 后退耗油速度比到位耗油速度比一段翻動1.00 1.37 0一段滑動0.20 0.46 0二段翻動1.001.37 0 二段滑動0.20 0.46 0 三段翻動1.00 1.37 0 三段 滑動0.20 0.46 0四段翻動1.00 1.37 0四段滑動 0.200.46 0 五段翻動0.50 0.68 0五段滑動一級 0.50 0.68 0五段滑動二級0.20 0.46 0給料爐排0.04 0.70 0 左側(cè)除渣機(jī)1.27 0.44 0 右側(cè)除渣機(jī)1.27 0.44 0模型圖如下：油缸需動作信