挤压机挤压过程液压系统建模与能耗分析方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN104785568A

(43)申请公布日2015.07.22

(21)申请号CN201510208297.5

(22)申请日2015.04.28

(71)申请人广东工业大学

地址510006广东省广州市越秀区东风路729号

(72)发明人杨海东蒋攀梁鹏

(74)专利代理机构北京精金石专利代理事务所(普通合伙)

代理人刘晔

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

挤压机挤压过程液压系统建模与能

耗分析方法

(57)摘要

本发明公开了挤压机挤压过程液压

系统建模与能耗分析方法，以10MN铝挤

压机为研究对象，针对挤压过程的能耗损

失严重的问题，通过技术手段分析了挤压

机液压系统的能量流向、能量转换形式与

能量消耗，并给出相应的理论能耗公式，

有助于总结出耗能的关键元件，令挤压机

的节能优化更有目的性。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.挤压机挤压过程液压系统建模与能耗分析方法，包括如下步骤：

第一步：进行挤压过程能耗分析、柱塞变量泵能耗分析、插装阀阀块能耗分析和

挤压缸能耗分析；

挤压过程能耗分析：观察与能源转化、能量损失相关的元件，包括柱塞变量

泵、插装阀、主缸，根据元件的输入、输出能耗关系，建立系统的功

率平衡方程：Psubp/sub＝ηsubp/subPsubpi/sub

＝Psubc/sub+Psubv/sub(1)；其中，Psubpi/sub、Psubp/sub、

ηsubp/sub分别表示液压泵的输入功率、输出功率和效率，

Psubc/sub为主缸1的输出功率，Psubv/sub为插装阀阀块的功率损失；

柱塞变量泵能耗分析：对不同泄漏形式设定如下：泵柱塞副泄漏损失

qsubpp/sub、滑靴副泄漏损失qsubps/sub、配流副泄漏损

失qsubpv/sub、容积压缩损失qsubpc/sub；此外，将机械效

率分为三部分的损失：泵内部件之间相对运动引起的库伦摩擦转矩损失

Tsubps/sub，轴承滚动摩擦产生的力矩损失Tsubpr/sub；

泵内油液粘性阻尼引起的转矩损失Tsubpv/sub；

柱塞变量泵的能耗关系设定如下：qsubpa/sub＝

qsubpt/sub-Δqsubp/sub＝qsubpt/sub-

(qsubpp/sub+qsubps/sub+qsubpv/sub+qsubpc/sub)，

Tsubpi/sub＝Tsubpa/sub+ΔTsubp/sub＝

Tsubpa/sub+Tsubps/sub+Tsubpr/sub+Tsubpv/sub；

柱塞变量泵的功率损失公式：ΔPsubp/sub＝Psubpi/sub-Psubp/sub＝

2πnTsubpi/sub-pqsubpa/sub；其中，qsubpa/sub、qsubpt/sub分

别是液压的实际流量和理论流量，Tsubpi/sub、Tsubpa/sub分别为液压的

电机供给转矩和输入转矩；

插装阀阀块的功率损失：插装阀的功率损失表现为局部压力损失，当油液进

入阀口，在阀芯处的过流面积迅速变小，形成压差，消耗能量，其中

压差与阀的开口度和进口压力有关，因压差造成的功率损失可用以

下公式表示：Psubv/su