實施機械液壓系統(tǒng)綠色設計的策略

肖博濤，張 墨

(上海振華重工(集團)股份有限公司，上海 200125)

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實施機械液壓系統(tǒng)綠色設計的策略

肖博濤，張 墨

(上海振華重工(集團)股份有限公司，上海 200125)

以綠色理念融入機械液壓系統(tǒng)設計作為切入點，對機械液壓系統(tǒng)綠色設計展開了分析與研討，提供了控制機械液壓系統(tǒng)的污染設計、噪聲設計，提高液壓機械系統(tǒng)的可達性、節(jié)能性等一系列方法和策略，為實現(xiàn)機械液壓系統(tǒng)的綠色設計提供了參考。

機械液壓系統(tǒng)；綠色設計；污染；噪聲；可達性；節(jié)能性

在設計機械液壓系統(tǒng)的具體工作中體現(xiàn)綠色設計理念，將綠色設計、環(huán)境意識、環(huán)保技術、科技智造等理念全面地應用在機械液壓系統(tǒng)設計的細節(jié)中，改變機械液壓系統(tǒng)設計只注重功能，忽視環(huán)保的痼疾，用實際行動推進機械液壓系統(tǒng)設計走向綠色、實用化、系統(tǒng)化的道路。

1 機械液壓系統(tǒng)實現(xiàn)綠色設計的基本原則

1.1 機械液壓系統(tǒng)的節(jié)能設計原則

機械液壓系統(tǒng)設計要立足于系統(tǒng)全壽命周期理論，將機械液壓系統(tǒng)與綠色發(fā)展、基本工作屬性與特殊運行環(huán)境充分整合。設計必須立足于機械液壓系統(tǒng)的節(jié)能價值取向，將節(jié)能作為評定機械液壓系統(tǒng)綠色設計工作的核心基礎，通過對能源的高效使用達到機械液壓系統(tǒng)綠色設計的目標與要求。

1.2 機械液壓系統(tǒng)的環(huán)保設計原則

機械液壓系統(tǒng)綠色設計還應強調(diào)機械液壓系統(tǒng)的環(huán)境因素、回收工作，要在提高資源與能源利用率的基礎上，盡量控制機械液壓系統(tǒng)生產(chǎn)、使用、維護中對環(huán)境的破壞和壓力，使其能夠處于連續(xù)、穩(wěn)定、環(huán)保的運行狀態(tài)，實現(xiàn)環(huán)境保護、能源利用和資源節(jié)約等綜合目標，在體系上落實設計中綠色理念和思維。

2 機械液壓系統(tǒng)綠色設計的建議和措施

機械液壓系統(tǒng)綠色設計不能單純將節(jié)能體系和綠色技術簡單地堆砌，而是要科學優(yōu)化各項體系、技術、功能，這樣才能使機械液壓系統(tǒng)設計做到綠色與環(huán)保。實現(xiàn)綠色機械液壓系統(tǒng)必須從控制系統(tǒng)污染、抑制系統(tǒng)噪聲、提高系統(tǒng)可達性、提升系統(tǒng)節(jié)能性四個方面入手。

2.1 控制機械液壓系統(tǒng)的污染設計

在機械液壓系統(tǒng)設計中應實施預防為主的策略，在機械液壓系統(tǒng)設計初期建立治理污染的原則，充分考慮如何控制、降低和消除機械液壓系統(tǒng)污染源，從根本上抑制污染的產(chǎn)生和擴大。機械液壓系統(tǒng)設計中除了要強調(diào)選擇液壓系統(tǒng)元件的合理性，還要控制機械液壓系統(tǒng)參數(shù)和結構的外部因素，可采取在機械液壓系統(tǒng)節(jié)流閥前后裝上精濾油器的方式預防油路污染，在有效提升機械液壓系統(tǒng)濾油器精度的同時，抑制因油路污染而引發(fā)機械液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的錯誤和問題。機械液壓系統(tǒng)加工設計要強化元器件的尺寸、孔口、位置等重要參數(shù)，通過倒角設計預防元器件之間因振動而產(chǎn)生的切割問題。強化元器件、配管、閥門的清洗和處理程序，有效消除元器件外部存在的毛刺和油污，預防纖維、塵土進入機械液壓系統(tǒng)內(nèi)部。組裝機械液壓系統(tǒng)前必須保持環(huán)境清潔，裝配后選擇與工作介質(zhì)相容的沖洗介質(zhì)認真清洗，投入使用時，新油加入油箱前要經(jīng)過靜放沉淀，過濾后方可加入系統(tǒng)中，必要時可設中間油箱，進行新油的沉淀和過濾，確保油液的清潔度。

2.2 控制機械液壓系統(tǒng)的噪聲設計

機械液壓系統(tǒng)在實際運行中會產(chǎn)生各種類型的噪聲，嚴重損害工作環(huán)境和周邊環(huán)境，是亟待治理的污染源。機械液壓系統(tǒng)設計前要做好系統(tǒng)噪聲的分析，形成對噪聲的系統(tǒng)性、結構性、功能性的防護，從總設計層面抑制機械液壓系統(tǒng)噪聲的產(chǎn)生、傳播與危害。結合機械液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，控制機械液壓系統(tǒng)的流體噪聲與機械噪聲。避免電動設備、油壓系統(tǒng)和液壓馬達在高速運動和回轉中產(chǎn)生的非周期運動，抑制機械液壓系統(tǒng)設備出現(xiàn)的不平衡運行，確保機械液壓系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定，抑制噪聲的產(chǎn)生。設計中應注意傳動部位的平和性，避免出現(xiàn)共振區(qū)，同時提高機械液壓零部件的設計強度、方向性，減少因零部件位置錯誤、裝配失誤而引發(fā)的高頻噪聲。此外，要控制機械液壓系統(tǒng)內(nèi)部油路的速度、壓力、流量等關鍵參數(shù)，抑制機械液壓系統(tǒng)在油路中形成脈動壓力，預防油路產(chǎn)生循環(huán)受阻、氣穴等問題，有效控制油路的震蕩，預防來自內(nèi)部油路壓力的噪聲。要規(guī)范機械液壓系統(tǒng)部件設計，特別對于齒輪泵、配流盤、閥門等關鍵環(huán)節(jié)的技術參數(shù)和壓力數(shù)據(jù)要予以高精度、全面性控制，預防油氣分離、吸油過程產(chǎn)生的氣泡和阻塞，吸收和降低機械液壓系統(tǒng)的振動，抑制機械液壓系統(tǒng)噪聲的產(chǎn)生。

2.3 提高機械液壓系統(tǒng)的可達性

實現(xiàn)機械液壓系統(tǒng)可達性的提升要立足于系統(tǒng)分析、功能定位和結構優(yōu)化這三個主要層面。第一，實現(xiàn)對機械液壓系統(tǒng)的科學分析，要基于機械液壓系統(tǒng)動力設計、控制體系、輔助設備的運行實際和環(huán)境展開全面分析，進而有效提升機械液壓系統(tǒng)的集成度和節(jié)能性，減少元器件數(shù)量，實現(xiàn)機械液壓系統(tǒng)的模塊化，便于機械液壓系統(tǒng)的安裝和維護，提升機械液壓系統(tǒng)的可達性。第二，重點控制元器件的結構性，在確保機械液壓系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，對元器件的組態(tài)加以控制，減少焊接、鉚接等固定方式，增加元器件嵌入、螺栓等固定方式，有效提升其裝配效率，避免拆卸難度過高，預防因機械液壓系統(tǒng)產(chǎn)生振動、連接不充分而出現(xiàn)的漏油、噪聲和污染等問題。第三，要充分考慮系統(tǒng)結構的科學優(yōu)化問題，根據(jù)安裝和維護的形式確定系統(tǒng)結構的空間和位置，科學設計油管、法蘭、閥門、接頭、檢查口等，采用插拔式、緊固式、板式等連接形式做到對關鍵零部件的穩(wěn)定連結，實現(xiàn)機械液壓系統(tǒng)的功能和體系整合，提高額度裝配與拆卸速度，提升機械液壓系統(tǒng)的可達性。

2.4 提高機械液壓系統(tǒng)的節(jié)能性

節(jié)能不但能提升機械液壓系統(tǒng)的工作效率，有效控制機械液壓系統(tǒng)的污染，還能提升機械液壓系統(tǒng)的綜合功能，因此要在設計中將機械液壓系統(tǒng)節(jié)能性作為實現(xiàn)綠色發(fā)展的主要路徑和方法。在機械液壓系統(tǒng)元器件選擇中應以高效率、節(jié)能化為價值取向，提升控制機械液壓系統(tǒng)的變量維度，減少機械液壓系統(tǒng)的能量損失，應用集成電路和智能技術實現(xiàn)機械液壓系統(tǒng)元器件的節(jié)能性和環(huán)保性?，F(xiàn)代液壓技術和系統(tǒng)不但可以提升機械液壓系統(tǒng)的效率，而且能有效控制機械液壓系統(tǒng)的能耗，通過機械液壓系統(tǒng)的壓力補償、荷載智能控制、功率實施調(diào)節(jié)等先進技術和設備的使用，達到機械液壓系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和連續(xù)，提升機械液壓系統(tǒng)的工作效率，在技術層面上確保效率的提升，實現(xiàn)機械液壓系統(tǒng)節(jié)能、高效、綠色的設計目標。

3 結語

機械液壓系統(tǒng)設計要確保系統(tǒng)的綠色、環(huán)保、智能等一系列目標，在設計中強化機械液壓系統(tǒng)的功能意識和生命周期意識，充分應用先進的節(jié)能技術、環(huán)保技術，使機械液壓系統(tǒng)綠色設計工作能適應實際要求和發(fā)展需要，做到對機械液壓系統(tǒng)的有效優(yōu)化，在實現(xiàn)機械液壓系統(tǒng)綠色功能和多樣化控制等目標的基礎上，體現(xiàn)出機械液壓系統(tǒng)綠色、全周期的設計思路和取向，使綠色設計更加適應機械液壓系統(tǒng)工作的要求，為機械液壓系統(tǒng)設計工作的系統(tǒng)化、科學化提供平臺。

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The strategy of implementing green design of mechanical hydraulic system

XIAO Bo-tao, ZHANG Mo

(Shanghai Zhenhua Heavy Industry (Group) Co., Ltd., Shanghai 200125, China)

The integration of green concept into mechanical hydraulic system design was taken as the entry point, and the green design of mechanical hydraulic system is analyzed and discussed. It provides measures of pollution and noise control design on mechanical hydraulic system, and improving the accessibility of hydraulic machinery system, hoping to provide some reference for the green design of mechanical hydraulic system.

Mechanical hydraulic system; Green design; Pollution; Noise; Accessibility; Energy saving

2017-01-05

肖博濤(1985-)，男，本科，工程師； 張墨(1990-)，男，本科，工程師。

TH137

B

1674-8646(2017)04-0144-02