姚 靜 任旭輝 曹曉明 趙勁松1, 孔祥東

1.河北省重型機(jī)械流體動力傳輸與控制實驗室，秦皇島，0660042.先進(jìn)鍛壓成形技術(shù)與科學(xué)教育部重點實驗室，秦皇島，0660043.燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，秦皇島，066004

開式變量泵控快鍛油壓機(jī)系統(tǒng)能耗特性實驗研究

姚 靜1, 2, 3任旭輝3曹曉明3趙勁松1,3孔祥東1, 2, 3

1.河北省重型機(jī)械流體動力傳輸與控制實驗室，秦皇島，0660042.先進(jìn)鍛壓成形技術(shù)與科學(xué)教育部重點實驗室，秦皇島，0660043.燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，秦皇島，066004

針對傳統(tǒng)自由鍛造油壓機(jī)泵控系統(tǒng)發(fā)熱大以及功率回收率較低等問題，提出了開式變量泵控快鍛油壓機(jī)系統(tǒng)，并根據(jù)系統(tǒng)的能量流流動狀態(tài)，進(jìn)行了能耗建模分析。以0.6MN泵控油壓機(jī)實驗平臺為依托，進(jìn)行了常鍛工況和快鍛工況下的能耗特性實驗研究, 得出了常鍛工況下的能耗分布規(guī)律。實驗結(jié)果表明：常鍛工況下的有用功占系統(tǒng)能耗的50%，其有用功所占比值隨負(fù)載力的增大而提高；快鍛工況下的有用功占系統(tǒng)能耗的40%以上，其有用功所占比值隨鍛造頻率的增大而提高；開式變量泵控快鍛油壓機(jī)系統(tǒng)具有較大的節(jié)能優(yōu)勢。

泵控；油壓機(jī)；能耗；節(jié)能

0 引言

隨著工業(yè)的發(fā)展，高性能、低能耗的大型鍛造設(shè)備受到越來越多的關(guān)注，泵控系統(tǒng)相對于閥控系統(tǒng)在節(jié)能上有巨大優(yōu)勢，因此將泵控技術(shù)應(yīng)用于大功率的鍛造液壓機(jī)系統(tǒng)，勢必帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

當(dāng)前，泵控系統(tǒng)主要可歸結(jié)為兩大類：變轉(zhuǎn)速泵控系統(tǒng)和變排量泵控系統(tǒng)。變轉(zhuǎn)速泵控系統(tǒng)中泵流量的改變是由伺服電機(jī)或變頻電機(jī)控制泵的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)的[2]，而變排量泵控系統(tǒng)是利用雙向高壓變量泵構(gòu)成閉式伺服控制系統(tǒng)。閉式泵控系統(tǒng)的傳動效率雖然較閥控系統(tǒng)有了很大提高，但是對于泵控非對稱缸的液壓系統(tǒng)，由于流量不平衡特性，部分油液排回油箱，不僅帶來一定的系統(tǒng)發(fā)熱，而且造成功率回收率較低的問題。

近年來國內(nèi)外學(xué)者對閉式泵控非對稱缸特性做了許多研究。郭凱峰[3]建立了電液變轉(zhuǎn)速泵控粉末液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，為單向變轉(zhuǎn)速比例泵控非對稱缸系統(tǒng)設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)；權(quán)龍等[4]基于變轉(zhuǎn)速和獨立負(fù)載口控制思想，采用變轉(zhuǎn)速電動機(jī)與液壓泵配合作為系統(tǒng)動力源，在泵控非對稱缸系統(tǒng)節(jié)能方面做了大量研究。ZIMMERMAN等[5]建立了泵控非對稱缸多執(zhí)行器混合液壓系統(tǒng)模型，采用泵排量控制策略通過仿真驗證了該系統(tǒng)的節(jié)能特性，為泵控非對稱缸系統(tǒng)節(jié)能研究提出了新方法。

對于液壓機(jī)的泵控系統(tǒng)，學(xué)者們先后提出了正弦泵控系統(tǒng)、直驅(qū)泵控伺服液壓機(jī)(變轉(zhuǎn)速控制)、基于變頻調(diào)節(jié)的泵閥復(fù)合控制等。正弦泵控系統(tǒng)以德國PANKE的高響應(yīng)徑向柱塞泵為核心元件，在控制精度[6]、卸壓穩(wěn)定性[7]、動態(tài)高響應(yīng)[8]等方面表現(xiàn)優(yōu)良，已成功應(yīng)用于鍛造液壓機(jī)[9-10]，但是仍存在流量不平衡問題，而且其高流量的低壓供液系統(tǒng)會造成系統(tǒng)發(fā)熱。直驅(qū)泵控伺服液壓機(jī)為變轉(zhuǎn)速泵控系統(tǒng)，通過建模和仿真，一定程度上說明了其節(jié)能特性[11]，但是受制于變頻電機(jī)的響應(yīng)速度和變頻器較昂貴的投資成本問題，一直未能在重工業(yè)領(lǐng)域推廣?；谧冾l調(diào)節(jié)的泵閥復(fù)合控制結(jié)合了閥控的快速性和泵控的節(jié)能性，以期實現(xiàn)系統(tǒng)控制特性和節(jié)能特性的雙豐收，但是比例閥的引入不可避免地存在節(jié)流損失[12]。因此，準(zhǔn)確掌握泵控鍛造液壓機(jī)能耗影響因素，對液壓機(jī)的整體性能提升有重要意義。

本文以美國MOOG公司的RKP變量泵為核心驅(qū)動元件，構(gòu)建開式變量泵控快鍛油壓機(jī)液壓系統(tǒng)。分析了新系統(tǒng)的能量流動狀態(tài)，提出液壓機(jī)液壓系統(tǒng)能耗的計算方法，以0.6MN鍛造油壓機(jī)平臺為依托進(jìn)行實驗，通過實驗數(shù)據(jù)分析新系統(tǒng)能耗的分布規(guī)律以及影響因素，意在為液壓機(jī)裝備的發(fā)展提供節(jié)能新原理。

1 系統(tǒng)能耗建模

1.1 系統(tǒng)原理

開式變量泵控快鍛油壓機(jī)系統(tǒng)如圖1所示，該系統(tǒng)主要由三聯(lián)泵(壓下變量泵、回程變量泵和先導(dǎo)控制油泵三臺泵同軸串聯(lián))、液壓缸、活動橫梁、位移傳感器、壓力傳感器、計算機(jī)和NI采集系統(tǒng)等組成。該系統(tǒng)屬于變量泵獨立控制非對稱缸系統(tǒng)，主控元件采用兩臺不同規(guī)格的RKP泵(即壓下變量泵和回程變量泵)分別對壓機(jī)主缸和回程缸進(jìn)行獨立控制。

1.電動機(jī) 2.壓下變量泵 3.回程變量泵 4.先導(dǎo)油泵 5.充液罐 6.回程缸 7.活動橫梁 8.充液閥 9.位移傳感器油箱 10.主缸 11.回程缸壓力傳感器 12.主缸壓力傳感器 13.計算機(jī) 14.NI采集系統(tǒng) 15.卸荷閥 16.油箱圖1 開式變量泵控快鍛油壓機(jī)系統(tǒng)簡圖Fig.1 Schematic of fast hydraulic forging press with open variable pump-controlled system

1.1.1 常鍛工況工作過程

常鍛工況為位置開環(huán)控制，壓機(jī)的動作僅受兩臺雙向變量泵的控制。通過控制操作手柄發(fā)生不同的偏移角度，觸發(fā)不同的電位計，傳輸不同大小的模擬信號給兩臺雙向變量泵，從而控制兩臺雙向變量泵在“泵工況”與“馬達(dá)工況”之間相互切換，實現(xiàn)壓機(jī)的下行和回程。

空程快下階段：充液閥打開，充液罐為壓機(jī)空程快下提供所需流量，回程變量泵處于馬達(dá)工況，通過調(diào)節(jié)其排量控制活動橫梁速度，同時回收系統(tǒng)能量，對電機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩。

工進(jìn)加壓階段：接觸工件后，充液閥關(guān)閉，通過調(diào)節(jié)主缸變量泵的排量實現(xiàn)對活動橫梁的工進(jìn)速度與主缸壓力的控制，回程變量泵處于馬達(dá)工況，此時也伴有少量能量回收。

回程階段：回程初期，壓下變量泵進(jìn)排油口調(diào)換，進(jìn)入馬達(dá)工況，此時伴有能量回收；平穩(wěn)卸壓后，卸荷閥打開，回程變量泵進(jìn)入泵工況，給回程缸供油使活動橫梁快速回程，回程速度由回程變量泵的排量調(diào)定。

1.1.2 快鍛工況工作過程

快鍛工況為位置閉環(huán)控制，由輸入信號與實際位置之間的偏差作為控制信號，分別控制主缸變量泵和回程缸變量泵的排量，實現(xiàn)位置精度控制。此過程中，兩臺變量泵的泵/馬達(dá)狀態(tài)交替切換，因此快鍛工況下始終伴隨有能量回收。

1.2 系統(tǒng)能耗研究

根據(jù)能量流圖(圖2)，分別分析常鍛工況和快鍛工況的能耗。

1.2.1 常鍛工況下系統(tǒng)總能耗計算

液壓泵的總效率由容積效率和機(jī)械效率兩部分組成，變量泵的容積效率[13]ηpv和機(jī)械效率ηpm分別為

圖2 液壓系統(tǒng)能量流圖Fig.2 Schematic of hydraulic system energy flow

(1)

(2)

式中，Cs為層流泄漏系數(shù)；Δp為泵的進(jìn)出口壓差；μ為油液動力黏度；n為泵的轉(zhuǎn)速；Cv為層流阻力系數(shù)；Tc為與進(jìn)出口壓差和轉(zhuǎn)速無關(guān)的扭矩?fù)p失；β為排量比；Cf為機(jī)械阻力系數(shù)；qVmax為泵的理論最大流量。

忽略主軸的機(jī)械損失，壓下變量泵的輸入功率P11、回程變量泵的輸入功率P12分別為

(3)

(4)

式中，pp1為壓下變量泵高壓口壓力；pp2為回程變量泵高壓口壓力；Dp1為壓下變量泵的排量； Dp2為回程變量泵的排量；ηpm1為壓下變量泵機(jī)械效率；ηpm2為回程變量泵機(jī)械效率。

壓下泵、回程泵的輸入功率之和P1為

P1=P11+P12

(5)

壓下變量泵的輸出功率P21、回程變量泵的輸出功率P22分別為

(6)

(7)

式中，ηpv1為壓下變量泵容積效率；ηpv2為回程變量泵容積效率。

壓下泵的功率損失ΔP11、回程泵的功率損失ΔP12分別為

(8)

(9)

液壓泵的功率損失之和為

ΔP1=ΔP11+ΔP12

(10)

變量泵處于馬達(dá)工況的容積效率ηmv與機(jī)械效率ηmm分別為

(11)

(12)

處于馬達(dá)工況的變量泵與液壓缸容腔相連，考慮管路的沿程壓力損失，則壓下變量泵輸入功率P31、回程變量泵輸入功率P32分別為

(13)

(14)

式中，pm1為壓下泵在馬達(dá)工況時的吸油口壓力；pm2為回程泵在馬達(dá)工況時的吸油口壓力。

處于馬達(dá)工況的壓下變量泵的輸出功率P41、回程變量泵的輸出功率P42為

(15)

(16)

式中，ηmm1為壓下變量泵在馬達(dá)工況時的機(jī)械效率；ηmm2為回程變量泵在馬達(dá)工況時的機(jī)械效率。

壓下變量泵和回程變量泵回收功率之和為

P2=P41+P42

(17)

壓下泵的功率損失ΔP21、回程泵的功率損失ΔP22分別為

(18)

(19)

兩泵功率損失之和為

ΔP2=ΔP21+ΔP22

(20)

考慮管路的沿程壓力損失[14]:

(21)

式中，ζ為壓力損失系數(shù)；ρ為液壓油密度；vl為油液流速。

液壓管路功率損耗為

ΔP3=Δpl|A1+A2||v|

(22)

式中，A1為主缸面積；A2為回程缸面積；v為活動橫梁速度。

液壓缸功率損耗[14]為

ΔP4=FF|v|+Qv|pA-pB|

(23)

式中，F(xiàn)F為作用于液壓缸的等效摩擦力；pA為主缸的壓力；pB為回程缸的壓力；Qv為液壓缸等效容積損失。

為了提高壓機(jī)回程速度，回程階段卸荷閥完全打開，完成平穩(wěn)卸荷后，流經(jīng)卸荷閥的節(jié)流能耗損失為

ΔP5=p11qj

(24)

式中，p11為卸荷后的主缸壓力；qj為流經(jīng)卸荷閥的流量。

系統(tǒng)的有用功包括鍛件變形、克服慣性力、阻尼力以及摩擦力所做的功。則液壓缸的有用功功率為

P6=|pAA1-pBA2||v|

(25)

由于先導(dǎo)控制油泵為定量泵且輸出壓力一定，因此先導(dǎo)油泵功率損耗為常數(shù)P7。

根據(jù)能量守恒定律，常鍛過程中液壓系統(tǒng)的總能耗為

P=P1-P2=ΔP1+ΔP2+ΔP3+ΔP4+
ΔP5+P6+P7

(26)

1.2.2 快鍛工況下的系統(tǒng)總能耗計算

快鍛工況下，充液缸不向系統(tǒng)提供流量，卸荷閥不開啟，不存在此部分的節(jié)流損失，則快鍛過程中系統(tǒng)的總能耗為

P=P1-P2=ΔP1+ΔP2+ΔP3+
ΔP4+P6+P7

(27)

快鍛工況下有用功比重為

η=P6/P

(28)

2 實驗研究

2.1 實驗采集系統(tǒng)介紹

為了檢驗該系統(tǒng)的節(jié)能效果，本文依托0.6MN泵控油壓機(jī)實驗平臺進(jìn)行開式變量泵控油壓機(jī)系統(tǒng)能耗研究。實驗平臺如圖3所示，油壓機(jī)及液壓傳動系統(tǒng)基本參數(shù)如表1所示。該實驗平臺本體為三梁四柱結(jié)構(gòu)，最大設(shè)計鍛造能力為0.6MN，工作缸由三個主缸和兩個回程缸組成。電控部分采用了NI公司的CompactPIO控制采集平臺，控制采集系統(tǒng)使用了LabVIEW圖形化開發(fā)工具。

圖3 0.6 MN泵控油壓機(jī)實驗系統(tǒng)Fig.3 0.6 MN hydraulic forging press system

主缸面積(m2)7.86×10-3工進(jìn)行程(mm)50回程缸面積(m2)3.18×10-3空程下降最高速度(mm/s)60公稱壓力(N)5.5×105常鍛工進(jìn)最高速度(mm/s)50回程力(N)5.5×104回程最高速度(mm/s)60

2.2 泵控油壓機(jī)能耗實驗研究

為了研究開式變量泵控油壓機(jī)系統(tǒng)不同工況下的能耗分布規(guī)律，以及不同負(fù)載力對有用功比重的影響，本文進(jìn)行了實驗研究。

2.2.1 常鍛工況能耗實驗研究

2.2.1.1 常鍛工況能耗分析

油壓機(jī)典型的常鍛工作過程一般分為空程快下、加壓工進(jìn)、保壓、卸壓、回程以及停止。

常鍛工況下活動橫梁的位移和壓力曲線如圖4所示。

(a)位移曲線

(b)壓力曲線圖4 常鍛工況實驗曲線Fig.4 Experimental curve of regular forging condition

由圖4a可以發(fā)現(xiàn),整個過程中，活動橫梁位移曲線較為平滑，沒有明顯的抖動；圖由4b可以發(fā)現(xiàn)主缸壓力在空程快下階段和快速回程的階段基本一致，由于工進(jìn)時速度相對較小，導(dǎo)致主缸壓力減壓速度稍慢。

圖5所示為主要元件的功率變化曲線，圖中功率為正值表示能量損耗，負(fù)值表示能量回收。由圖5可知：空程快下階段，回程泵的能量回收隨著活動橫梁的速度而變化，此時能量回收的主要是橫梁的重力勢能；壓下階段，壓下泵對鍛件做功，回程泵有少量的能量回收；保壓和卸壓階段，主要元件消耗功率很??；快速回程階段，卸荷閥產(chǎn)生節(jié)流損失，回程泵克服重力和摩擦力對活動橫梁做功；快速回程的初期，壓下泵有少量的能量回收。

圖5 主要元件功率變化曲線Fig.5 Curves of main components power

用常鍛工況下的能耗公式分別計算各階段能耗，得各階段能耗分布如表2所示。由式(17)計算系統(tǒng)回收能量約1831 J，約占系統(tǒng)能耗的8.8%，整個常鍛過程中無溢流損失，保壓、停止和待機(jī)狀態(tài)能耗非常小，工進(jìn)階段消耗的有用功比重接近50%。

表2 各工作過程的能耗表

2.2.1.2 不同負(fù)載力對有用功比重的影響

在研究不同負(fù)載力對有用功比重的影響的實驗過程中，通過不同尺寸的鉛錠來模擬負(fù)載大小，負(fù)載力隨著鉛錠尺寸的增大而增大。負(fù)載等級分別為1.0×105N、1.5×105N和2.0×105N，不同負(fù)載力下的常鍛能耗分布如圖6所示。

圖6 不同負(fù)載下的能耗分布Fig.6 Energy consumption distribution underdifferent loads

由圖6可知，相同形變量下，系統(tǒng)中有用功隨著負(fù)載的增大而增大，總能耗也增大，但其他損失基本不變。因此，一定負(fù)載范圍內(nèi)，隨著負(fù)載的增大，系統(tǒng)的有用功比重會不斷提高。常鍛過程中，應(yīng)盡量使壓機(jī)工作在較大出力狀態(tài)。

2.2.2 快鍛工況能耗實驗研究

2.2.2.1 不同鍛造行程下的能耗分析

為研究相同頻率、不同鍛造行程下系統(tǒng)的能耗和效率，給定頻率為1Hz的正弦信號，行程分別為10mm、20mm、30mm，實驗曲線如圖7所示。

對比圖7中位移曲線可知：位移跟蹤效果較好，回程略有超調(diào)，接觸鍛件后位移滯后增大；隨著行程的增大，鍛件的壓下量逐漸減小，且位移精度逐漸變差，但位置誤差都能控制在1mm以內(nèi)。對比圖7中壓力曲線可知：下行過程中，主缸和回程缸壓力均呈上升趨勢，接觸鍛件后，主缸壓力升高，回程缸壓力下降；回程運(yùn)動時，回程缸出現(xiàn)較大壓力抖動；上行過程中主缸壓力保持在低壓狀態(tài)，回程缸壓力隨著位移的增大而降低，回到最高點時，回程缸壓力降為最低；隨著行程的增大，加速度變大，因此主缸和回程缸壓力的幅值均有所增大。

由圖8可知：下行過程中，能量回收隨著回程缸壓力的升高而增大，壓下泵和重力同時對系統(tǒng)做功；接近鍛件后，活動橫梁減速，能量回收隨著速度的降低而減少，壓下泵對鍛件做功；上行初始階段，壓下泵有少許能量回收，隨著活動橫梁上升速度的提高，主缸壓力保持在低壓狀態(tài)，回程泵的功率隨著活動橫梁速度的增大而增大，主要用于克服慣性力、重力和摩擦力做功。對比功率曲線，系統(tǒng)的功率回收主要發(fā)生在下行過程中。在相同的鍛造頻率下，隨著鍛造行程的增大，回程泵的回收功率明顯增多。

由快鍛工況下總能耗式(27)以及有用功比重式(28)計算出系統(tǒng)一個周期的總能耗和有用功比重，如表3所示。

由表3可知：開式變量泵控油壓機(jī)系統(tǒng)快鍛工況下，同一頻率時系統(tǒng)的總能耗隨著鍛造行程的增大而增大；有用功比重始終保持在40%以上，鍛造行程對其有一定影響。

(a)行程10 mm時位移曲線

(b)行程10 mm時壓力曲線

(c)行程20 mm時位移曲線

(d)行程20 mm時壓力曲線

(e)行程30 mm時位移曲線

(f)行程30 mm時壓力曲線圖7 頻率1 Hz時不同行程的實驗曲線Fig.7 Different strokes experiment curves at 1 Hz

(a)行程10 mm

(b)行程20 mm

(c)行程30 mm圖8 頻率為1 Hz時不同行程的功率曲線Fig.8 Different strokes power curves at 1 Hz

鍛造行程(mm)總能耗(J)有用功比重(%)1021644.12048645.43094841.1

2.2.2.2 不同鍛造頻率能耗分析

為研究相同行程不同頻率下系統(tǒng)的能耗和效率，設(shè)置鍛造行程為20 mm，鍛造頻率分別為0.75 Hz、1 Hz、1.25 Hz，實驗曲線如圖9所示。

對比圖9中位移曲線可知：接觸鍛件后位移滯后較大；隨著鍛造頻率的增大，位移跟隨性能逐漸變差，鍛造精度也逐漸降低，因此系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，但位置誤差都控制在1 mm以內(nèi)，滿足精度要求。對比壓力曲線可知:下行時主缸和回程缸壓力緩慢上升，接觸鍛件后主缸壓力迅速上升，上行過程中壓力較為平滑，主缸壓力緩慢卸除；隨著鍛造頻率的增大，加速度增大，因此主缸和回程缸的壓力幅值也逐漸增大。

(a)0.75 Hz時位移

(b)0.75 Hz時壓力

(c)1 Hz時位移

(e)1.25 Hz位移

(f)1.25 Hz時壓力圖9 不同頻率下行程20 mm實驗曲線Fig.9 Different frequencies experiment curves underthe stroke of 20 mm

由圖10可知：下行時壓下泵和回程泵功率都隨著活動橫梁速度的提高而提高；上行時，回程泵主要克服重力、慣性力和摩擦力做功。隨著鍛造頻率的增大，功率回收也越來越大。

(a)0.75 Hz時功率

(c)1.25 Hz時功率圖10 不同頻率下行程20 mm功率曲線Fig.10 Different frequencies power curves under thestroke of 20 mm

由快鍛工況下總能耗式(27)以及有用功比重式(28)計算出系統(tǒng)一個周期的總能耗和有用功比重，如表4所示。

表4 不同頻率下系統(tǒng)能耗與有用功比重

由表4可知：開式變量泵控油壓機(jī)系統(tǒng)的總能耗隨著鍛造頻率的增大而略有增大；有用功比重也隨著鍛造頻率的增大而增大。

3 結(jié)論

(1)本文提出開式變量泵控非對稱缸原理，通過實驗測試了開式變量泵控油壓機(jī)的常鍛工況在預(yù)定工序下的性能，量化了功率能耗曲線和能耗分布情況。同時對快鍛工況在不同鍛造頻率、不同行程的條件下進(jìn)行實驗研究，得出快鍛工況下系統(tǒng)的能耗特性，并驗證了該系統(tǒng)節(jié)能的優(yōu)越性。

(2)常鍛工況實驗結(jié)果表明，工進(jìn)和回程階段功率損耗比重最大，分別為49.2%和35.9%；能量回收主要發(fā)生在空程快下階段和快速回程的開始階段，約為系統(tǒng)能耗的8.8%；有用功比重隨著負(fù)載力的增大而提高，因此當(dāng)油壓機(jī)工作在最大出力狀態(tài)時，可以增大系統(tǒng)有用功比重。

(3)快鍛工況下，有用功占系統(tǒng)能耗的40%以上；在其他條件不變時，有用功比重受到鍛造行程的影響且有用功比重隨鍛造頻率的增大而增大。

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(編輯 王旻玥)

Experimental Study on Energy Consumption Characteristics of Fast Hydraulic Forging Press with Open Variable Pump-controlled System

YAO Jing1,2,3REN Xuhui3CAO Xiaoming3ZHAO Jingsong1,3KONG Xiangdong1,2,3

1.Hebei Province Laboratory of Heavy Machinery Fluid Power Transmission and Control,Qinhuangdao，Hebei,066004 2.National and Local Joint Engineering Center for Advanced Forging Press Forming Technology and Equipment,Qinhuangdao，Hebei,066004 3.College of Mechanical Engineering，Yanshan University,Qinhuangdao，Hebei,066004

Aiming at the problems of low power recovery and large heat release of the conventional pump-controlled system free forging hydraulic press, a fast hydraulic forging press with open variable pump-controlled system was proposed, and its energy consumption model was analyzed according to the energy flow. Based on 0.6 MN pump-controlled system free forging hydraulic press experimental platform, laws of energy consumption distribution on regular and fast forging conditions were obtained. The results show that the active power remains 50% of system energy consumption under regular forging conditions, and the ratio of active power increases with load power increasing. The active power remains above 40% of system energy consumption under fast forging conditions, and the ratio of active power increases with the forging frequency increasing. The results verify that the fast hydraulic forging press with open variable pump-controlled system has a great energy-saving advantage.

pump-controlled system; hydraulic press; energy consumption; energy-saving

2016-04-15

國家自然科學(xué)基金資助項目(51575471)；河北省自然科學(xué)基金資助重點項目(E2016203264)

TH137.5

10.3969/j.issn.1004-132X.2017.04.015

姚 靜，女，1978年生。燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授、博士。主要研究方向為重型機(jī)械流體傳動與控制系統(tǒng)和新型液壓元件。發(fā)表論文20余篇。E-mail：jyao@ysu.edu.cn。任旭輝，女，1991年生。燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院碩士研究生。曹曉明，男，1990年生。燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院博士研究生。趙勁松，男，1983年生。燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院講師。孔祥東，男，1959年生。燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師。