前言： 
    目前我國(guó)陶瓷行業(yè)使用的陶瓷液壓注塞泵能耗偏高， 除了與液壓工業(yè)產(chǎn)品性能和質(zhì)量有關(guān)外， 主要是設(shè)計(jì)者在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中， 對(duì)液壓注射泵的的合理使用有欠缺之處。本文根據(jù)陶瓷液壓擠管機(jī)的工藝特性， 從節(jié)能觀點(diǎn)論述了合理使用液壓注塞泵的方法， 對(duì)陶瓷液壓注塞泵或類似設(shè)備的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其技術(shù)改造具有重要的參考價(jià)值。  

系統(tǒng)分析： 
    液壓注塞泵見(jiàn)圖一，液壓注塞泵是液壓控制系統(tǒng)的“心臟” ，因此， 要求設(shè)計(jì)者不僅必須選擇于某種場(chǎng)合的通用型泵， 而且必須考慮那種泵的多種變型的不同結(jié)構(gòu)特性。草率地決定會(huì)導(dǎo)致功耗偏高或甚至錯(cuò)誤的結(jié)論。陶瓷液壓注塞泵，主油路液壓系統(tǒng)皆采用手動(dòng)變量高壓柱塞泵，其額定壓力為31．5mPa，主擠壓缸額定工作壓力為20mPa。驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率一般達(dá)11kW 。設(shè)計(jì)者在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，忽視了主機(jī)的工藝特性，所選擇的液壓泵的類型及特性，不適合主機(jī)工況，是導(dǎo)致功耗偏高的重要原因。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)主機(jī)工況特性， 分析比較在特定的速度和壓力條件下各類液壓泵的特性及功能，從而選擇適合于主機(jī)工況下的液壓泵類型。因此，詳細(xì)地研究泵及其系統(tǒng)的適應(yīng)性是非常必要的。陶瓷液壓注塞泵的功耗應(yīng)取決于擠管機(jī)的工作特性， 盡可能使泵的輸出流量和壓力同負(fù)載所需要的流量（速度）和壓力相匹配。陶瓷液壓注塞泵系統(tǒng)的作用是通過(guò)工作油缸括塞桿上的擠壓頭對(duì)被擠泥料（陶瓷泥）產(chǎn)生足夠的擠壓力。．理想的液壓系統(tǒng)壓力（P）在擠壓過(guò)程中隨時(shí)間（t）而變化，在t將隨之增加直至所需的工作壓力P1 。 

    舉例說(shuō)明C325O一Ⅱ 型陶瓷擠管機(jī)主油路液壓系統(tǒng)的油泵選用的是25SCYI4- 1B型手動(dòng)變量柱塞泵。擠制一定規(guī)格產(chǎn)品時(shí)， 在整個(gè)擠壓過(guò)程中，泵的排油量是固定的， 此時(shí)，油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率應(yīng)按下式計(jì)算： 
    N=Pl＊Q ／K （1） 
    式中： 
    P1：液壓系統(tǒng)額定工作壓力（mPa） 
    Q：油泵的額定流量（cm2／s） 
    K ：為油泵的總效率 
    經(jīng)計(jì)算， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的計(jì)算功率為N＝10．2KW 。 
    實(shí)際上擠管機(jī)在擠壓過(guò)程中， 系統(tǒng)壓力增大時(shí)，所需流量應(yīng)大大下降，即應(yīng)為變流量系統(tǒng)， 以保證工作油缸活塞桿具有所要求的擠壓速度。而手動(dòng)變量柱塞泵無(wú)自動(dòng)變量性能，當(dāng)負(fù)載所需流量減少時(shí)，泵的流量將大于負(fù)載所需的流量， 多余的油液從溢流閥流回油箱，能量損失較大。同時(shí)， 也易使液壓系統(tǒng)溫升過(guò)快、過(guò)高和泄漏， 影響系統(tǒng)的正常工作。雖然手動(dòng)變量柱塞泵可通過(guò)手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)流量，但一般是根據(jù)擠制不同規(guī)格制件時(shí)所要求的擠壓速度， 由人工預(yù)*行調(diào)節(jié)的。操作者不可能根據(jù)負(fù)載所要求的速度調(diào)整所需的流量。因此在擠壓過(guò)程中，流量還是固定的（因手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)只有在泵空載時(shí)進(jìn)行變量）。這樣消耗在溢流閥溢流上的功率仍是不可避免的。 

    根據(jù)擠壓管機(jī)擠壓頭接觸到泥料后的運(yùn)動(dòng)速度要求，可知進(jìn)入工作油缸的液壓油流量與壓力均發(fā)生變化， 即當(dāng)系統(tǒng)壓力上升時(shí)，流量必須隨之逐漸減少。而壓力補(bǔ)償自動(dòng)變量柱塞泵基本上符合這一要求。故此，選用變頻器對(duì)高壓柱塞泵自動(dòng)變量調(diào)節(jié)，使擠管機(jī)的液壓系統(tǒng)為變流量系統(tǒng)，方能滿足擠管機(jī)的工況特性，并能達(dá)到降低能耗的目的。 
     
    卸荷溢流閥的作用：卸荷溢流閥主要用于裝有蓄能器德液壓回路中，當(dāng)蓄能器充液壓力達(dá)到閥德設(shè)定壓力時(shí)自動(dòng)地使液壓泵卸荷。閥中有內(nèi)裝單向閥防止蓄能器中的有壓油液倒流。此時(shí)由蓄能器維持對(duì)系統(tǒng)供油而泵卸荷從而收到節(jié)能效果。當(dāng)蓄能器中油液壓力降至到閥設(shè)定壓力地85%左右時(shí)，閥又復(fù)載，液壓泵恢復(fù)向蓄能器充液。 

節(jié)能原理： 
    油泵是注塞泵系統(tǒng)工作的動(dòng)力來(lái)源，利用變頻器對(duì)油泵進(jìn)行控制，主要通過(guò)對(duì)其流量的控制而有效的節(jié)能，這是變頻器zui廣泛的一種應(yīng)用。油泵是一種平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速 n與流量Q、壓力P及泵的軸功率E的關(guān)系如下式所示： 
    Q1/ Q2 ＝n1 /n2；  
    P1／P2 ＝ （n1 /n2 ）︿2；  
    E1／E2 ＝（n1 /n2 ）︿3  
    由上式表明，泵的流量與其轉(zhuǎn)速成正比，泵的壓力與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，泵的軸功率與其轉(zhuǎn)速的立方成正比。由上面的公式可以看出當(dāng)壓力下降時(shí)，油泵功率呈平方關(guān)系下降。 

    首先將液壓系統(tǒng)的溢流閥關(guān)閉，采用變頻器進(jìn)行變量泵的速度控制。 
改造方法： 
    惠豐變頻器F1000－G系列安裝簡(jiǎn)單,方便。只須將三相輸入線（電源至變頻器連接線）接在變頻器端子R,S,T上。三相輸出線（變頻器至電機(jī)連接線）接U,V,W。接地線接PE端子，接地線截面積不小于功率線的2／3，接地電阻不能大于10歐姆。結(jié)論： 
    綜上述， 對(duì)液壓系統(tǒng)的使用者所提出的一個(gè)特定的問(wèn)題， 就是詳細(xì)地研究泵及其系統(tǒng)的適應(yīng)性是非常必要的。經(jīng)過(guò)變頻器的改造后可以達(dá)到下列效果 
（1）、采用變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，關(guān)閉溢流閥調(diào)節(jié)，降低了設(shè)備的故障 率，節(jié)電*；  
（2）、采用變頻器控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，避免了對(duì)電網(wǎng)的沖擊；  
（3）、電機(jī)將在低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下運(yùn)行，減少了噪聲對(duì)環(huán)境的影響； 
（4）、具有過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、電源缺相等自動(dòng)保護(hù)功能及聲光報(bào)警功能； 
（5）、安裝時(shí)可不破壞原有的配電設(shè)施及環(huán)境不影響生產(chǎn)。 保證生產(chǎn)的同時(shí)提高了系統(tǒng)的可靠性。 
    根據(jù)上述的原理利用惠豐的變頻器進(jìn)行節(jié)能改造后，節(jié)電率可以達(dá)到15％～40％ 之間，節(jié)電效果相當(dāng)客觀。