液压系统绿色设计原则

该设计原则是在传统液压系统设计中通常依据的技术原则、成本原则和人机工程学原则的基础上纳入环境原则,并将环境原则置于优先考虑的地位。液压系统设计的原则可概括如下:
(1)资源佳利用率原则
少用短缺或稀有有原材料,尽量寻找其代用材料,多用废料,余料或回收材料作为原材料;提高产品的可靠性和使用寿命;尽量减少产品中材料的种类,以利于产品废弃后的有效回收等。
(2)能量损耗最少原则
尽量采用相容性好的材料,不采用难以回收或无法回收的材料;在保证产品耐用的基础上,赋予产品合理的使用寿命,努力减少产品使用过程中的能量消耗。
(3)零污染原则
尽量少用或不用有毒有害的原材料。
(4)技术先进性原则
优化产品性能,在结构设计中树立“小而精”的设计思想,有同一性能情况下,通过产品的小型化尽量节约资源的使用量,如采用轻质材料,去除多余的功能、避免过度包装等,减轻产品重量;简化产品结构,提倡“简而美”的设计原则,如减少零部件数目,这样既便于装配、拆卸,又便于废弃后的分类处理;采用模块化设计,此时产品是由各功能模块组成,既有利于产品的装配、拆卸,又便于废弃后的回收处理,在设计过程中注重产品的多品种及系列化;采用合理工艺,简化产品加工流程,减少加工工序,简化拆卸过程,如结构设计时采用易于拆卸的连接方式、减少紧固件用量、尽量避免破坏性拆卸方式等;尽可能简化产品包装且避免产生二次污染。
液压系统绿色设计策略

(1)工作介质污染控制
液压系统一思想污染物、入侵污染物和生成污染物。在产品设计过程中应本着预防为主、治理为辅的原则,充分考虑如何消除污染源,从根本上防止污染。
在设计阶段除了要合理选择液压系统元件的参数和结构外,可采取以下措施控制污染物的影响。在节流阀前后装上精滤油器,滤油器的精度取决于控制速度的要求。所有需切削加工的元器件,孔口必须有一定的倒角,以防切割密封件且便于装配。所有元器件、配管等在加工工序后都必须认真清洗,消除毛刺、油污、纤维等;组装前必须保持环境的清洁,所有元器件必须采用干装配方式。装配后选择与工作介质相容的冲洗介质认真清洗。投入正常使用时,新油加入油箱前要经过静置沉淀,过滤后方可加入系统中,必要时可设中间油箱,进行新油的沉淀和过滤,以确保油液的清洁。
工作介质污染的另一方面是介质对外部环境的污染。应尽量使用高黏度的工作油,减少泄漏;尽快实现工程机械传动装置的工作介质绿色化,采用无素液压油;开发液压油的回收再利用技术;研制工作介质绿色添加剂等。


噪声低:伺服驱动液压机油泵一般采用内啮合齿轮泵,传统液压机一般采用轴向柱塞泵,在同样的流量和压力下内啮合齿轮泵的噪声比轴向柱塞泵低5dB~10dB。伺服驱动液压机在压制和回程时电机在额定转速下运行,其排放噪声比传统液压机低5dB~10dB。在滑块快降及滑块静止时,伺服电机转速为0,所以伺服驱动液压机基本没有噪声排放。在保压阶段由于电机转速很低,伺服驱动液压机的噪声一般小于70dB,而传统液压机的噪声为83dB~90dB。图4 为两种液压机在各工作阶段的噪声对比。经测试及推算,在一般工况下,10 台伺服液压机产生的噪声比一台同样规格的普通液压机产生的噪声还要低。
发热少,减少制冷成本,减少液压油成本如图5,伺服驱动液压机液压系统无溢流发热,在滑块静止时无流量流动,故无液压阻力发热,其液压系统发热量一般为传统液压机的10%~30%。由于系统发热量少,大多数伺服驱动液压机可不设液压油冷却系统,部分发热量较大的可设置小功率的冷却系统。
