| 摘要：結(jié)合人造板生產(chǎn)工藝過(guò)程，分析了人造板多層熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)工作循環(huán)中能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)。提出了降低能耗的新思路，設(shè)計(jì)了復(fù)合快速缸-蓄能器液壓系統(tǒng)。經(jīng)分析、對(duì)比，該系統(tǒng)作為人造板多層熱壓機(jī)動(dòng)力傳遞裝置，明顯降低了能耗，節(jié)約了能源，并改善了熱壓機(jī)的工作性能。
關(guān)鍵詞：低能耗；液壓系統(tǒng)；復(fù)合快速缸；蓄能器
中圖分類號(hào)：TS64文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001-4462 2003)09-0009-03
人造板多層熱壓機(jī)(以下簡(jiǎn)稱熱壓機(jī))是生產(chǎn)各種人造板的主體設(shè)備。隨著人造板工業(yè)的迅速發(fā)展，特別是竹材人造板的開(kāi)發(fā)與利用，熱壓機(jī)的使用量日益增加。探討其節(jié)能方法，無(wú)疑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。長(zhǎng)期以來(lái)，從事熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員，在研究、設(shè)計(jì)熱壓機(jī)系統(tǒng)時(shí)，不僅著眼于滿足各種人造板生產(chǎn)工藝的要求，而且在降低能耗、節(jié)約能源方面積極探索，先后設(shè)計(jì)了高壓泵-輔助液壓缸快速供油系統(tǒng)，高-低壓泵組快速供油系統(tǒng)以及高、低壓泵組-蓄能器快速供油系統(tǒng)等，所有這些都從不同程度上降低了熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)的能耗。然而，如何利用熱壓機(jī)自身結(jié)構(gòu)及工作特點(diǎn)，去探討高效節(jié)能方法，仍然是工程技術(shù)人員所共同關(guān)注的。為此，筆者在了解現(xiàn)有熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)節(jié)能方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了復(fù)合快速缸-蓄能器液壓系統(tǒng)。
1節(jié)能新設(shè)計(jì)的構(gòu)思
圖1所示是熱壓機(jī)壓制人造板的一般熱壓工藝曲線。
當(dāng)人造板板坯送入熱壓板后，啟動(dòng)熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)，于是熱壓機(jī)快速閉合(( t1 )→升壓(t2 ) →保壓、充電(t3) →降壓(t4 ) →熱壓板張開(kāi)(t5 )，完成一個(gè)工作周期。在整個(gè)工作周期中，熱壓機(jī)快速閉合和升壓階段是靠液壓泵組輸出液壓能，借助柱塞撐著活動(dòng)橫梁和活動(dòng)壓板及板坯上升，使其獲得位能。隨著負(fù)載阻力增加，油泵供油壓力上升，充滿柱塞缸工作腔中的高壓油儲(chǔ)蓄著很高的液壓能，支撐著壓機(jī)活動(dòng)部件并壓緊板坯。在降壓和壓板張開(kāi)的過(guò)程中，活動(dòng)部件具有的位能和柱塞缸工作腔儲(chǔ)蓄的液壓能，除了克服密封阻力和其他機(jī)械摩擦阻力之外，在液壓油流經(jīng)閥口、管道，直至油箱的過(guò)程中釋放了全部能量。現(xiàn)場(chǎng)觀察結(jié)果顯示，熱壓機(jī)向油箱排油時(shí)，振動(dòng)劇烈，噪聲嚴(yán)重，液壓油排人油箱引起擾動(dòng)、翻滾，油箱底部污染物上浮，伴有大量泡沫形成，油溫也不斷升高。這些不良后果都是耗費(fèi)能量所致。如果在熱壓機(jī)降壓和壓板張開(kāi)過(guò)程中，將這部分能量盡可能回收，進(jìn)行二次利用，則不但可以有效排除上述種種不良現(xiàn)象，而且還能降低壓機(jī)液壓系統(tǒng)的能耗。為此筆者設(shè)想:借助蓄能器回收熱壓機(jī)降壓、壓板張開(kāi)時(shí)排出的具有一定壓力能的液壓油，同時(shí)采用小柱塞缸實(shí)現(xiàn)熱壓機(jī)快速閉合，將蓄能器回收的壓力油輸人熱壓機(jī)大柱塞缸中，以此來(lái)替換原熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)中大流量低壓泵，輔助熱壓機(jī)實(shí)現(xiàn)快速閉合。這樣就可以大幅度降低熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)中的液壓泵容量和電動(dòng)機(jī)功率，產(chǎn)生明顯的節(jié)能效果。
2復(fù)合快速缸-蓄能器液壓系統(tǒng)的組成與工作原理
圖2所示為復(fù)合快速缸-蓄能器液壓系統(tǒng)。
本系統(tǒng)主要由復(fù)合快速缸、蓄能器、兩個(gè)二位二通邏輯換向閥(以下簡(jiǎn)稱邏輯換向閥)、高壓泵、充壓泵等組成。復(fù)合快速缸是在原柱塞缸的柱塞中套裝小的柱塞而成。小柱塞下端與原缸體底部固連，從軸線方向加工油道與A腔連通。為保證熱壓機(jī)活動(dòng)部件快速、平穩(wěn)，同步上升，將熱壓機(jī)的每個(gè)柱塞缸都做成復(fù)合快速缸。蓄能器應(yīng)預(yù)先充液至上限壓力(視熱壓機(jī)層數(shù)而定，一般為0.6MPa )。熱壓機(jī)快速閉合時(shí)，兩泵向復(fù)合快速缸A腔供油，同時(shí)蓄能器通過(guò)邏輯換向閥7向復(fù)合快速缸B腔供油，熱壓機(jī)快速閉合。閉合到位，邏輯換向閥7關(guān)閉，邏輯換向閥4接通，向復(fù)合快速缸A腔、B腔同時(shí)供油，升壓到熱壓工藝所需的最高工作壓力。然后進(jìn)人保壓過(guò)程。保壓完畢，二位二通換向閥9換向卸壓到一定程度，邏輯換向閥7與邏輯換向閥4都接通排油。熱壓機(jī)排出的油液由蓄能器回收，以備再用。當(dāng)熱壓板下降速度明顯降低時(shí)，可啟動(dòng)手動(dòng)液控單向閥6，使熱壓板快速下降到位。
3耗能分析與比較
下面用某竹膠板廠使用的BY134x8/20竹簾膠合板熱壓機(jī)系統(tǒng)與上述復(fù)合決速缸-蓄能器液壓系統(tǒng)進(jìn)行比較。
BY134x8/20熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)采用兩套高、低壓泵組供油，專用充壓泵充壓、保壓。高壓泵公稱流量為2x73L/min，低壓泵公稱流量為2x560L/min，滿足熱壓機(jī)壓制竹簾膠合板的電動(dòng)機(jī)總
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