飞轮蓄能节能型液压振动系统技术方案

本发明专利技术公开一种飞轮蓄能节能型液压振动系统，属于液压振动技术领域。在本系统中，电机通过液力耦合器与飞轮连接，飞轮通过弹性联轴器和双联液压泵连接，液压泵通过液压阀与液压缸组成闭式回路，液压缸与振体连接。其中双联泵具有双泵工作和单泵工作两种工况。双泵工作时泵的输出流量增加，液压缸和振体加速，单泵工作时泵的流量减小，液压缸靠振体惯性驱动液压泵带动飞轮增速，振体自身减速。本发明专利技术的特点是，振体动量的变化主要是通过与飞轮之间的动量交换实现的。这种动量交换是可逆的，无实功消耗，故比现存节流调速型液压振动系统节能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种飞轮蓄能节能型液压振动系统，属于液压振动

技术介绍
振动技术是一项广泛用于各工业领域的基础技术。激振方法主要包括机械、电动和液压三类。液压激振的主要优点是能够产生较大的激振力和位移幅值。大型液压振动台的激振力可达数百吨，位移幅值能达到数十公分。这一特点恰好弥补了机械和电动激振方法的不足，满足了航天航空、汽车、造船、冶金等领域对大吨位振动装备的需求。此外，液压振动系统的力密度和功率密度也比较大，振动设备易于实现小型化和轻量化，因此，比机械 和电动方法更能适应移动装备的需要。近年来，液压振动技术发展很快，但其高能耗的缺点一直没有改变。能耗高不仅浪费能源，导致系统温升，还要求设备要有大的装机容量，因此，在运行过程中，对电网产生的冲击也大。上述缺点在很大程度上制约了液压振动技术的应用范围和发展空间，使其特有的技术优势得不到充分发挥。高能耗是由液压振动系统的工作机理所决定的。自问世以来，液压振动系统就一直保持着阀控缸的基本回路结构，其本质上是一种节流调速回路。这种回路靠阻尼效应控制振动过程，是一种高能耗系统。对于这个问题，人们也早有认识。为了提高效率，人们曾提出过一种谐振式电液振动方案，即设法使系统处在一种准共振状态，进而实现节能。其具体做法，一是利用蓄能器与液压缸组成刚度可变的液压弹簧，二是通过给振体配置附加质量块。用这两种做法均可改变系统的固有频率，使之产生共振。但采用这些方法，频率的变化是十分有限的，其实际使用范围很小。近年来，液压振动技术研究的方向基本上是跟踪电动振动技术，主要是在改进控制方法和提高性能指标上下功夫，而在回路基础结构以及节能方面缺少研究。I.骆涵秀，试验机的电液控制系统，北京，机械工业出版社，1991，11I. Chang-Ming Liaw, Wen-Chin Yu, Thin-Hao Chen. Random Vibration TestControl ofInventer-fed Electrodynamic Shaker. IEEE Trans in IndustrialElectronics. 2002，49(3) :587-594.2. Underwood M. A. Keller T. Applying Cordinate Transformations to MultiDegree of FreedomShaker Control. Sound and Vibration. 2006,40(1) :22-27.3. D. E. Adams. R. J. Allemang. A New Deriation of the Frequency ResponseFunction Matrix forVibrating Non-Iinear System. Journal of Sound andVibration. 1999,27(5) :1089-1108.4.陈章位，王述成.激振试验控制技术发展与现状.2004，21 :127-130.5.阮健，李胜，朱专利技术等.电液激振控制的新方法.机床与液压.2008，36 (10)24-26.
技术实现思路
本专利技术提供一种飞轮蓄能节能型液压振动系统。其主要特点是用双联泵在飞轮和液压缸之间传递动力，借助单双泵工况切换改变动力传递方向，从而改变液压缸和振体的运行速度。与纯节流调速型液压振动系统相比，明显节能。 一种液压振动系统，其特征在于，包括驱动装置、液压泵、液压缸、振体和液压阀。所述驱动装置包括电机、液力耦合器、飞轮和弹性联轴器，三者同轴连接。所述液压泵为双联泵，包括第一液压泵和第二液压泵，它与弹性联轴器同轴连接。所述液压阀包括两位四通电磁换向阀、第一两位四通换向阀和第二两位四通换向阀。电磁阀与第一换向阀串接在第二液压泵和液压缸之间，构成泵-阀-缸闭式回路，振体与液压缸刚性连接。其中，电磁阀的T、P油口与第二液压泵的进出油口连接，第一换向阀的A、B油口与液压缸的A、B油口连接，电磁阀的A、B 口和第一换向阀的T、P 口连接。电磁阀未得电时，第二液压泵的进出油口被短路，第一换向阀的T、P油口封闭。电磁阀得电时，第二液压泵经第一换向阀与液压缸连通，构成闭式回路。第一换向阀为常规两位四通阀，当其处于上位时，第二液压泵的出油口与液压缸的A 口连通，泵的进油口与缸的B 口连通。第一换向阀切换至下位时，泵的出油口接缸的B 口，泵的进油口接缸的A 口。第二换向阀为两位四通阀，其上位为直通，下位为M型滑阀机能。第二换向阀与第一液压泵和第二液压泵连接，当该阀处于上位时，两只液压泵并联，当其切换到下位时，两泵之间的连接被断开，第二液压泵被阀的M滑阀机能卸荷。系统工作时先启动电机，此时电磁阀未得电，液压泵处于卸荷状态，电机带动飞轮空载加速。当飞轮转速达到规定范围时，电磁阀得电，第二液压泵、电磁阀、第一换向阀与液压缸回路连通。若第二换向阀处在上位，则两只液压泵并联，形成双泵供油，飞轮驱动液压泵向液压缸转移能量，液压缸和振体加速，飞轮减速。在缸速临近峰值时，第二换向阀切换至下位，将第二液压泵短路卸荷，余下第一液压泵单独工作并转为马达工况，液压缸靠振体惯性驱动第一液压泵(马达工况)带动飞轮加速，缸和振体减速，所减小的动能被飞轮吸收。当振体速度降低到设定范围时，第一换向阀切换，阀口关小，阀的阻尼效应使振体进一步减速直至停止，同时第二换向阀切换，双联泵重新并联运行，而此时第一换向阀也将反向开启，液压缸反向起步加速。若振动参数不变，系统将重复上述过程。在现有液压振动系统中，液压缸的速度完全是由液压阀控制的。系统启动时，阀口开启，阻尼效应减小，系统分配给缸的能量增加使其加速。当缸速达到一定范围时，阀口开始减小，阻尼逐渐增强，缸制动减速，最终停止。靠阻尼效应调节缸速，系统做的是实功，最终全部转化为热量，所以系统温升和能耗高。本专利技术中，振体速度的改变是飞轮的惯性效应和阀的阻尼效应共同作用的结果。其中，惯性效应只产生虚功，这部分能量在缸和飞轮之间循环流动，并无消耗，故提高了系统效率。附图说明图I为液压振动系统不意中标记1.电机，2.液力耦合器，3.飞轮，4.弹性联轴器，5.第一液压泵，6.第二液压泵，7.两位两通电磁换向阀，8.第一两位四通换向阀，9.液压缸，10.振体，11.第二两位四通换向阀图2为转阀示意中标记1.丝堵，2.阀体，3.阀芯，4.阀套，5.轴套6.端盖，7.防尘盖，8.传动轴，9.油封，10.螺旋槽具体实施例方式本专利技术为一种飞轮蓄能节能型液压振动系统。包括驱动装置、液压泵、液压缸和液压阀。所述驱动装置包括电机I、液力耦合器2、飞轮3和弹性联轴器4，三者同轴连接。所述液压泵为双联泵，包括第一液压泵5和第二液压泵6，它与弹性联轴器4同轴连接。所述液压阀包括两位四通电磁换向阀7、第一两位四通换向阀8和第二两位四通换向阀11。电磁阀7与第一换向阀8串接在第二液压泵6和液压缸9之间，构成泵-阀-缸闭式回路，振体10和液压缸9刚性连接。其中，电磁阀7的T、P油口与第二液压泵6的进出油口连接，A、B 口和第一换向阀8的T、P 口连接，第一换向阀8的A、B油口与液压缸9的A、B油口连接。电磁阀7未得电时，第二液压泵6的进出油口被短路，第一换向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕云嵩，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：