汽车起重机起升机构的节能分析,该文是关于起重机硕士毕业论文范文跟汽车起重机和节能分析和机构类专科开题报告范文.
起重机论文参考文献：
摘 要：当前汽车起重机作用非常大,在很多方面都有使用.下面主要以汽车起重机为研究对象,重点研究起升机构的原理.由于当前市场竞争激烈,对起重机有了更高的要求,为了在市场中占据主动地位,必须对汽车起重机起升机构进行改进设计,达到其最佳节能效果.分析中先对传统起重机原理和能耗进行了分析,然后引入蓄能器回收重物势能的进出口独立控制系统对起重机进行改进设计,在此基础上根据两种不同I况情况,对比其实际能耗,分析二者的优势和劣势.
关键词：起重机；起升机构；节能分析
当前在发展工程机械产品中,为了提高产品的竞争力,设计中必须重视节能减排,将其作为工作的主要目标.传统汽车起重机起升机构在下降过程中,重物的势能被转化成为了热能,不仅导致能量的损失,还会造成一部分的液压油温度过高,导致机械运转中散热不良,影响设备整体的工作状态.结合这一情况必须进行改进设计,做好该设备的节能,将相关能量有效的利用,降低使用成本.下面就对这些方面进行分析,希望给有关人士一些借鉴.
1液压系统分析
1.1分析液压系统的基本原理
由于城市发展的需要,技术人员研发出了汽车超重机,该设备机动灵活,可以随时改变工作地点,并且配备了高负载的起重装置．可以在施工、救援中使用,吊起较大的物体.这种汽车起升机构构成简单,分为马达、钢丝、制动器、换向阀、单向节流阀、油箱、液压泵、安全阀、辅助设备等,具体操作过程中由液压马达驱动钢丝绳卷筒提升货物.起升机构准备好后,将货物放到货物架上,然后按下启动按钮就可以操作了[1].进行货物提升过程中,操作人员需要将换向阀阀芯调至左位.液压油经过换向阀流入到马达中,同时液压油还会通过单向节流阀流入到制动器中,当制动器解除制动操作后,起升装置的马达就开始运作.起重机在放下重物时,现场操作人员只需要将换向阀阀芯调至右位上即可,马达此时处于反转状态,液压油通过换向阀右面返回到油箱中.如果正常操作时需要停止动作,可以把换向阀阀芯调整到中位,这个过程中液压泵将会卸荷,制动器对马达开始进行制动操作.
1.2分析具体建立的模型情况
为了更加深入理解这些内容,以下分析中以8t汽车起重机为例进行分析,该起重机的最大起雷是8t[2],其最大的提升速度是15 m/min,起升减速的传动比是21.04,这—超重机吊钩滑轮组倍率是6,液压泵排量是71cm3/r,马达的排量是55cm3/r.具体进行研究中,工作人员应用了SimulationX仿真软件,可以建立起重机的操作模型,在这一模型中应用了单向调速阀,其可以得到压力信号,进而将其作为蝶式制动器的制动信号,通过它就可以对原系统的抱闸机构进行模拟[3].
1.3分析具体的能量损失情况
液压系统正常工作过程中,带重物下降时属于超越负载,重物会拖动马达进行旋转,此时重物有一定的势能,通过转矩变为系统中的能量.为了有效将负载量进行平衡,确保重物下降速度的平稳性,当系统不能进行能量回收时,需要建立较大的回油背压,这样重物势能将会被消散掉,除此之外,这些能量消散过程中会使油液温度升高,导致系统故障率增大,还会造成油口出现很大的节流损失[4].
1.4具体的工况案例分析
第一种工况是起重机负载为8t,将o到65s的重物进行下降,最高位置为15m,之后再将重量是65到130s的重物从Om提升到15m,下降和起升速度均控制在l5m/min[5].对起重下降等情况进行实际模拟,根据相关参数对做功能量消耗情况进行计算.这些数据还可以对蓄能器回收重物势能的实际效果进行验证[6].
第二种工况条件是起重机负载是8t,然后将O到65s的重物从8m高的位置进行下降,在此之后,还需要将65到130 s的重物再向上提升到8m,无论时下降速度还是起升速度都控制在7.5m/min.对这一工况进行模拟过程中,液压阀是处于半开状态的,因此实际模拟时将会有一定的压力损失.所设计的这一工况可以有效对液压阀上的能量损失进行计算,同时还可以对蓄能器回收重物势能能量损失情况进行验证[7].
2运用蓄能器回收重物势能的进出口独立控制系统
为了达到节能的效果,相关技术人员在起重机系统中应用了蓄能器回收起重机重力势能进出口独立控制系统,这一系统比较特殊,应用了进出口独立控制,和传统控制方式相比具有很大的优势.实际工作中,使用该汽车起重机进行货物提升或下降,当对重物实施下降操作中,系统中的BC阀、AP阀会同时打开,此时重物在高空中的势能将会拖动马达进行旋转,在旋转力的作用下就会把油液充入到蓄能器之中,通过这种方式就可以把油液存储到蓄能器中,不需要使用起重机自身的燃料进行操作,节省了很大的能源.对于阀口位置而言,传统起重系统工作中阀口位置会由于阀芯会关至较小,导致进油口出现不必要的节流损失,但是应用了蓄能器回收重物势能的进出口独立控制系统之后,这种现象就不会再发生,在节流的作用下,进油口位置所损失的能量只是其中的一小部分,和传统系统相比在这一环节具有较大的优势.如果不需要进行储能,或者其能量已经存储满了之后,BT阀就会打开,BC阀就会关闭,这一动作完成后所有的油液将会进入到油箱中[8].如果使用起重机进行重物提升,CP阀、AT阀、BP阀等都会同时打开,在这一过程中蓄能器中的油液将会进入到液压泵的入口位置,之后其入口位置的压力将会升高,在这一环节中可以参考公式P等于( pout - pin)Q,结合这一公式进行理论分析,如果负载压力恒定不变,当技术人员提高泵的入口压力肘,导致泵的输入功率开始减小.在这一过程中其能量将会直接释放到液压系统之中,和传统系统模式相比,这一液压系统的能耗将会大幅度减少.在该系统中由于应用了进出口独立控制技术,设备运行过程中液压阀的自由度开始增加,操作人员结合实际工况情况,对每个袖口的开度进行自由调节,有效减少压降的损失,达到节能的效果.
研究过程中以上述所描述的工况1和工况2为例进行分析,通过仿真技术对汽车超重机的能耗情况进行细致计算,同时分析在阀上所损失的能量.对工况1中的情况进行分析,在其全速运行状态下．通过仿真技术就可以得到泵进口和出口的压力,计算公式为P-（pout - pin）Q,对计算结果进行整理分析.通过得到的实际数据可以得知,该泵在这一工况条件下所消耗的总能量是1726.08kJ.具体进行数据分析过程中,在下降的时间段内蓄能器是充液的状态,此时内部的压力开始逐渐升高,这一过程中重物的势能将会被转化为其他的能量,并将这些能量存储到蓄能器,以备以后的操作使用,通过这一方式可以节省实际的能耗.汽车起重机进行重物抬升过程中,蓄能器处于放液的阶段,此时内部的压力开始降低.当上升到最大高度之后,储能设备会将所有的油液都放出,此时的内部压力就会回到初始压力值.通过测试技术人员的计算可以得到,整个运行过程中存储到蓄能器中的能量是1477.68 kJ,能够被再次利用的能量占总能量的98.22%.对于工况2条件下,液压阀口处于半开的状态,通过同样的仿真技术就可以得到在这一工况下液压阀运行过程中所损失掉的实际功率,对数据进行记录并整理分析,汽车起重机进行重物下降操作中,蓄能器可以给系统提供一个背压,此时液压阀工作中需要的背压非常小,通过对得到的数据进行测算,发现功率损失情况从之前的16.3kW降低到现在的8.5kW.汽车起重机进行重物提升过程中,在系统中应用了进出口独立控制技术,在液压阀方面之前的功率损失为3.3kW,当前这—数值已经降低到2.6kW.通过系统性的分析和计算后,发现在这一工况条件中,液压阀方面所损失的能量达到了710.3kJ.
3比较分析
下面就对两种不同工况下汽车起重机工作状态进行分析,对于原液压系统而言,其运行过程中所消耗的能量是2589.llkJ,但是当应用了蓄能器回收势能的进出口独立控制系统之后,其在相同工况下的能量消耗仅为1726.08kJ,整体的节能效率在33.33%以上,由此可见其节能效果非常明显.对不同工况下得到的数据进行具体分析,发现在蓄能器中回收的能量是1477.68 kJ,进而第二次重物提升过程中,有98.22%的能量被利用,例如在第一次下降操作中将重物的势能进行了存储,然后进行跌二次抬升时将这部分存储的能量进行了使用,有效节省了实际工作中所消耗的能耗.对于在工况2下而言,通过对相关数据整理,分析了在液压阀上损失的相关能耗,之前所使用的液压系统是一体式阀芯,其中的进出口调节操作都是同步的,具体操作时需要将速度控制到较低位置,不仅要增加回油背压,还需要增加进口压降,因此实际工作中会出现大量的功率损失.除此之外技术人员要注意,当阀口位置出现能量损耗之后,将会转化为热能,这部分热量直接进入油液中,增加油液的温度,不利于整个起重系统的运行和散热.和之前的液压系统进行对比分析,原液压系统运行中所出现的能耗损失为1280 kJ,但是应用新技术并进行改进之后,在进出口独立控制系统中的阀口能量损失只有710.3kJ,二者相差44.51%.该技术应用之后,企业起重机实际运行过程中,重物下降过程中会有一部分的势能被系统回收并存储,另一方面由于技术优势,通过多自由度进出口独立控制,可以有效减少除回油背压之外的阀上压力损失,这一措施优势比较明显,其可以有效降低油液的温度,还可以降低能耗.因此在以后发展中,这—技术可以在这方面应用和普及.
4结语
通过以上对汽车起重机起升机构的节能分析,发现蓄能器回收重物势能的进出口独立控制系统优势明显,在应用过程中其可以充分将重物的势能转化为能量,并将能量存储到蓄能器中,在提升重物过程中进行使用,有效将势能转化为提升重物的能量,节省了起重机对能源的消耗.
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上文总结：本文是适合汽车起重机和节能分析和机构论文写作的大学硕士及关于起重机本科毕业论文，相关起重机开题报告范文和学术职称论文参考文献.
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