氣壓傳動和控制是生產過程自動化和機械化的zui有效手段之一,但其工作介質(壓縮空氣)的制造成本高,能量的利用率又相當低。提高氣動系統使用的經濟性,已成為當前應該重視的問題。
對氣動系統來說,減少耗氣量就是節能。氣動系統的節能可以從幾個方面著手:
(1) 完善氣源系統 要解決氣動系統的節能問題,應從完善氣源系統入手,即從壓縮空氣的生產、處理、輸送、分配的整個氣源系統全盤考慮,采取綜合措施。
結構型式不同的空氣壓縮機生產同樣多的壓縮空氣,由于其效率不一,消耗的能量就有差異。速度型的透平式空壓機的效率低,如把
在選擇空壓機時,采用具有完善級間冷卻的多極壓縮機可節省能量、提率。例 如二級壓縮比單級壓縮節能15%以上,三級壓縮比二級壓縮又節能5%~10%。
改變傳統的設計觀念,將全廠集中的由大型空壓機供氣的空壓站,轉變為由在氣動系統附近的分布在廠區內的多臺較小型空壓機供氣更為經濟。例如,由一個空壓站集中供氣,壓縮空氣輸送管道長,沿程壓力損失大,為保證用氣設備有足夠的工作壓力,空壓機出口壓力較高。而用多臺空壓機的供氣系統,空壓機在耗氣車間附近安裝,沿程損失小,可以降低出口壓力。試驗證明*一項可節能20%。
空壓機吸入空氣的溫度每增加
消除氣動系統的泄漏,是氣動系統節能的另一個重要措施。泄漏使壓縮空氣的能量白白消耗掉,而使生產成本上升。
(2) 采用氣—電或氣—液復合傳動控制系統,實現節能 由于微電子技術的飛速發展,計算機的應用也進入了氣動控制技術的領域。用于控制氣動執行元件的,由普通氣動元件組成的,復雜的氣動邏輯控制回路,現在已可由微型計算機或可編程序控制器代替。只要編制不同的程序便能實現氣動裝置生產自動化的不同過程。目前,氣動電磁閥的電磁鐵消耗功率大多在1.8W以下,小型閥也有功率僅為0.45W的,直動型閥的功率一般也都小于4W。電磁鐵低功耗的意義不僅僅在于節約電能,提高電磁鐵的可靠性,另一方面也為氣動技術與微電子技術相結合,創造了必要條件。低功耗的氣動元件,作為可編程序控制器直接驅動的元件,實現復雜的大規模程序控制,可獲得很好的節能效果。
(3) 開發節能氣動元件 開發氣動節能元件,可從以下幾方面進行:減少漏氣,降低能源消耗。開發防泄漏、耐磨性能好的、無給油的材料制成軟密封件。
開發低功耗氣動元件,降低能量消耗。
采用無給油潤滑,使潤滑油消耗減少,改善環境污染。無給油潤滑氣動系統是由過濾器、減壓閥何不供油潤滑的閥類、氣缸組成的系統。無給油潤滑氣動系統所用的工作介質——空氣中不含油霧,排出的廢氣中也不含油霧。無給油潤滑氣動元件是一種在元件中預先注入潤滑脂,可長時間工作而不需補充潤滑脂的氣動元件。無給油潤滑氣動系統中可不設油霧器。無給油潤滑氣動系統簡單、成本低、維修方便,國外設備普遍采用這種系統。這種系統在工作過程中潤滑條件基本不變,也不受外界條件變化的干擾,因而性能穩定,壽命長。
無潤滑氣動系統中的無潤滑氣缸是一種構造特殊,并選用有自潤滑性材料制造的元件,由于材料和制造困難,目前也有應用。
(4) 合理設計氣動系統、擇優選取和合理使用氣動元件,減少耗氣量把氣動流體力學、氣動系統動力學的理論與實驗相結合,運用計算機仿真技術,可對氣動系統進行優化設計,擇優選取*參數。
例如氣缸的公稱直徑是按公比1.25的等比級數分檔的,如把氣缸直徑隨意的擴大一個檔次,則耗氣量要增大56%。若行程再增加,耗氣量還將增加。所以參數的擇優選取對節能是十分重要的。合理使用元件也是節能的措施,例如對短行程的氣缸,使用單作用彈簧復位的氣缸,顯然較雙作用氣缸節省壓縮空氣,減少了耗氣量。
(5) 在氣動系統中使用不同的工作壓力氣動系統重要的節能途徑之一是對系統的不同部分根據不同情況使用不同的工作壓力。例如,對氣壓傳動系統供給高壓氣源,對氣動控制系統供給低壓氣源;在氣缸克服外負載的工作行程供給高壓氣源,無外負載的行程供給低壓氣源,可獲得可觀的節能效益。有關資料介紹使正行程用高壓氣源,回程用低壓氣源(0.1~0.2MPa表壓),可節能25%~35%。
(6) 重復利用無桿腔中的有壓空氣使活塞返回,變雙程耗氣為單程耗氣。
生產實踐中廣泛使用的氣缸,許多是正行程有外加負載,回程只需克服自身的摩擦力。對這種系統把活塞桿伸出后無桿腔中的有壓氣體用于活塞的退回,使原雙程耗氣改為單程耗氣,可達到節能近50%的效果。/
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