摘 要

现阶段，液压技术正在飞速的发展，然而无论在国内还是国外节能技术是都是一个重要的问题,特别是在大型液压机上，液压节能技术更是不可忽视的问题。于是人们加人了以液压蓄能器，以此回收液压系统工作时溢出的能量。在一般液压机中，只有7.07%的液压系统输入能量转化为成形能量过程，为了探究液压系统低能效的机理，为了分析液压系统的能量特性，建立了液压系统能量流模型，并采用实用的简化方法。在建立液压元件耗能数学模型的基础上，通过建立高精度的仿真模型来计算系统耗能。

本文设计了一阀泵联合控制的液压系统，并对其耗能进行了分析，并对泵的输出压力进行了优化，使系统耗能最小化。结果表明：精冲压力机液压系统的能量效率较低，尤其是在低负荷工况下小于15%。大约50%的总输入能量以阀门耗散的形式消耗，这是由于安装和所需能量的不平衡造成的。然而在优化后，总投入能量减少近50%，能源效率提高10%，尤其是在低负荷情况下。

关键词：阀泵联合控制、液压系统设计、节能特性、仿真分析

Abstract

At the present stage, the hydraulic technology is developing rapidly, but whether in domestic or foreign energy saving technology is an important problem, especially in the large hydraulic press, hydraulic energy saving technology is not to be ignored. So hydraulic accumulators were added to recover the excess energy from the hydraulic system. In the general hydraulic press, only 7.07% of the hydraulic system input energy into the forming energy process, in order to explore the mechanism of the hydraulic system low energy efficiency, in order to analyze the energy characteristics of the hydraulic system, the establishment of the hydraulic system energy flow model, and the use of practical simplified method. Based on the mathematical model of hydraulic component energy dissipation, a high-precision simulation model is established to calculate the system energy dissipation.

This paper designs a hydraulic system controlled by a valve pump and analyzes its energy consumption, and the output pressure of the pump is optimized to minimize the system energy consumption. The results show that the energy efficiency of the hydraulic system of fine blanking press is lower than 15%, especially under low load. Approximately 50% of the total input energy is consumed in the form of valve dissipation due to an imbalance between installation and required energy. However, after optimization, the total input energy is reduced by nearly 50% and the energy efficiency is increased by 10%, especially under low load.

目录

第1章 绪论 4

1.1 引言 4

1.2国内外发展现状 4

1.3液压系统的发展趋势 4

第2章 阀泵联合控制快响应液压系统设计 6

2.1阀泵联合控制的介绍 6

2.2.1 10000KN 精冲机液压系统 6

2.2快速缸液压系统的设计 9

2.2.1快速缸系统的技术参数 9

2.2.2对快速缸负载情况的分析 9

2.2.4液压缸的主要结构尺寸 11

2.2.5复算快速缸的工作压力 11

2.2.6快速缸的行程设计 12

2.2.7液压缸的油量计算 12

2.3关键元器件的选型 14

2.3.1选择液压泵 14

2.3.2选择蓄能器 14

2.4确定管道 14

2.5液压油的选择 15

2.6主缸液压系统的参数设计 15

第3章 能量损失模型的建立 19

3.1系统结构与原理 19

3.3能量损失数学模型 21

3.3.1电机的能量损耗 21

3.3.2液压泵功率损失模型 21

3.3.3管道功率损失模型 22

3.3.4液压阀能耗损失模型 23

3.3.5蓄能器能量损失模型 24

3.3.6液压缸能量损失模型 24

3.3.7溢流损失模型 25

第4章 仿真结果对比分析 26

4.1 AMESim软件 26

4.1.1 AMESim的液压建模技术 26

4.1.2 AMEsim建模步骤 26

4.2仿真参数 27

4.3仿真模型验证 29

4.4分析与讨论 31

4.4.1 4000 KN负载下主缸系统能量变化 31

4.4.2 4000 KN负载下主液压系统能量损耗分析 32

4.5优化 35

第5章 结论 39

5.1结论 39

参考文献 40

致谢 42

第1章 绪论

1.1 引言

液压系统由于其安全、方便的控制，在工业制造中得到了广泛的应用，特别是在金属成形过程中。近年来，随着对工件结构复杂性和冲压难度的不断提高，液压传动精冲压力机以其低成本、高精度和高工作效率而受到越来越多的关注。据报道，已有300多个汽车零部件采用精冲工艺加工。截至2008年，全球已有4300-4500台精冲冲床。其中，液压精冲压力机约占80%的市场份额，2018年将增至85%。此外，近年来大吨位也有上升趋势。大中型液压精冲机将在工业领域广泛投入生产。

然而，随着能源危机的加剧，液压系统的高耗能问题日益突出，尤其是大型液压系统。在一般液压机中，只有7.07%的液压系统输入能量转化为成形能量过程。