恆壓式變數柱塞泵是一種應用非常廣泛的液壓源,泵中的恆壓變數機構實質為定值調節系統,它能使泵在排出流量變化下,基本上保持排油壓力為恆值,由於它的這些優點而被廣泛應用於許多領域,特別是在注塑行業,它可以使保壓時流量損失最小。恆壓式變數柱塞泵的輸出壓力在一定範圍內可以任意設定,但是其壓力設定需要人手動調節彈簧的壓縮量,一經設定在工作中壓力再改變,還需要人手動調節彈簧的壓縮量。本文通過對恆壓式變數柱塞泵的變數機構進行改進,使得柱塞泵的設定壓力可以在工作過程中實時進行調整。
1 改進方法—
本文對國產的某型恆壓式變數柱塞泵進行改進。改進方法是在泵的恆壓變數機構(如圖
圖1改進方法
來調整恆壓泵的設定壓力,使得柱塞泵的設定壓力在工作過程中可以實時進行調整,達到節能、環保的效果。
改進后系統的原理圖如圖1b。通過調整輸入比例遠程調壓閥的電流量,來調整恆壓泵的設定值。
2 模型建立
從泵的出口到恆壓閥右側和變數活塞右側的體積稱為第一容腔V1。恆壓閥左側到溢流閥的體積稱為
第二容腔V2。變數活塞左側到恆壓閥的體積稱為第三容腔V3。溢流閥稱為z,恆壓閥稱為了,變數活塞稱為zo其中:P1、F,、F,為3個壓力腔的壓力,Xx為溢流閥閥芯位移、Xy為恆壓閥位移、Xz為變數活塞的位移,Xxo、Xyo、Xzo為預壓縮量,Ax、Ay為溢流閥、恆壓閥的受力面積,AZL、Aza為變數活塞左右受力面積,Ksx、Ksy為穩態液動力,Kx、Ky、Kz為彈簧剛度,Bx、By、Bz為運動黏,性阻尼係數,Kqx、Kqy為閥口流量增益,Kcx\Kcy為閥口流量壓力係數,Mx、My、Mz為運動件質量,KEM為比例溢流閥電磁鐵電流-力增益,Ko為泵的排量梯度,N為泵的轉速,C3為阻尼孔液導,QI,為負載流量。
3 模擬
根據上述液壓系統的數學模型方程,利用模擬軟體MATLAB/Simulink,對系統進行模擬。模擬結果如圖2。
當電流/d以階躍信號的形式輸入,系統輸出壓力變化模擬曲線如圖4。橫坐標為時間,縱坐標為壓力。系統調整時間約為1.3 s,最大超調量為1.2MPa。模擬結果顯示系統能夠滿足設備工況需要。
4 結論
使用性能優良的比例遠程調壓閥,把恆壓式變數柱塞泵改造為電液比例恆壓式變數柱塞泵,就可以在工作中根據系統要求對泵的輸出壓力進行遠程實時控制。將所改進的系統應用於實際設備,能夠滿足工況需要,達到了滿意效果。並且改進后的系統可以減少溢流損失,減少系統發熱,比改進前節能30%以上『:』
該恆壓式變數柱塞泵改造為電液比例恆壓式變數柱塞泵,方法新穎,節能效果好,有很好的經濟效益和社會效益。