Le pompe a pistoni idrauliche sono i componenti di alimentazione centrale nei sistemi idraulici e sono ampiamente utilizzate in macchinari ingegneristici, attrezzature industriali, aerospaziale e nuova energia. Con i crescenti requisiti per l'efficienza energetica, la protezione ambientale e l'intelligenza, come ottenere il risparmio energetico, il controllo preciso e il recupero energetico garantendo al contempo le prestazioni è diventata una direzione importante per lo sviluppo della tecnologia della pompa a pistone idraulica.
Le seguenti sono le tecnologie chiave e i metodi di implementazione adottati attorno a questi obiettivi:
1. Strategia di controllo del risparmio energetico
Il consumo di energia del sistema idraulico proviene principalmente dalla mancata corrispondenza tra la pressione di uscita e il flusso della pompa e la domanda di carico. Al fine di ottenere un risparmio energetico, le moderne pompe a pistoni idrauliche di solito adottano i seguenti metodi di controllo:
Controllo della compensazione della pressione:
Quando la pressione del sistema raggiunge il valore impostato, lo spostamento della pompa viene automaticamente ridotto per ridurre il consumo di energia non necessario.
Applicabile alle occasioni con grandi variazioni di carico, come macchine per stampaggio a iniezione, gru, ecc.
Controllo del potere costante:
La pompa regola automaticamente il flusso di uscita in base alla pressione di carico per mantenere la potenza totale all'interno di un intervallo di preimpostazione.
Prevenire il sovraccarico del motore o del motore e migliorare l'utilizzo dell'energia.
Controllo del rilevamento del carico:
La pompa fornisce solo il flusso e la pressione richiesti dal carico effettivo, riducendo la perdita di overflow e la perdita di limitazione.
È ampiamente utilizzato in apparecchiature mobili come escavatori e caricatori, migliorando significativamente l'efficienza del sistema.
Controllo del flusso proporzionale:
Lo spostamento della pompa viene regolato con precisione attraverso segnali elettrici per raggiungere l'approvvigionamento di olio su richiesta ed evitare gli sprechi di energia.
Viene spesso utilizzato nelle apparecchiature di automazione che richiedono un funzionamento fine.
2. Tecnologia di controllo di precisione
Per ottenere un controllo di movimento ad alta precisione di attuatori (come cilindri e motori idraulici), le pompe a pistoni idrauliche devono avere una buona reattività e controllabilità:
Controllo proporzionale elettroidraulico:
Utilizzare valvole di solenoide proporzionali per controllare il meccanismo variabile della pompa per ottenere una regolazione continua e cola.
Può essere utilizzato in combinazione con i controller di movimento PLC o di movimento per ottenere una posizione complessa, velocità e controllo della forza.
Servo Control:
Con sensori ad alta precisione e sistemi di feedback a circuito chiuso, si ottiene il controllo del movimento a livello di micron.
È utilizzato principalmente in scenari ad alta precisione come macchinari di lavorazione di precisione, panche di prova e giunti robot.
Pompa di spostamento digitale:
Lavorando insieme attraverso più piccole unità di stanger controllate in modo indipendente, può ottenere "apertura su richiesta".
Avere una maggiore capacità di risposta dinamica e accuratezza del controllo, è una delle tendenze di sviluppo dei sistemi idraulici intelligenti in futuro.
Sistema di controllo integrato:
Integrare il controllo variabile della pompa con l'intero sistema di controllo della macchina per ottenere un funzionamento collaborativo.
Ad esempio, in un escavatore, la pompa è collegata al boom, al meccanismo di meschino e slewing per ottimizzare il coordinamento complessivo del movimento.
3. Tecnologia di recupero energetico
Nei sistemi idraulici tradizionali, una grande quantità di energia viene persa sotto forma di energia termica, in particolare durante la decelerazione, la discesa, la frenata, ecc. Introducendo un meccanismo di recupero dell'energia, l'efficienza energetica complessiva del sistema può essere effettivamente migliorata:
Recupero di energia potenziale a gravità:
In attrezzature come gru e piattaforme di sollevamento, quando il carico cade, il motore idraulico viene utilizzato per invertire la pompa per funzionare come generatore, convertendo l'energia potenziale in accumulo di energia elettrica o alimentazione alla rete elettrica.
Questo metodo può ridurre notevolmente il consumo di energia ed è particolarmente adatto per le condizioni di lavoro con frequenti decolli e atterraggi.
Frenata rigenerativa:
In un sistema di viaggio idraulico, quando il veicolo decelera o scende in discesa, l'energia ad alta pressione generata dal motore idraulico viene restituita alla pompa attraverso un ciclo chiuso per ottenere un riutilizzo di energia.
Simile al sistema di frenatura del recupero energetico dei veicoli elettrici.
Risparmio energetico assistito dall'accumulatore:
In un sistema che funziona in modo intermittente, un accumulatore idraulico viene utilizzato per immagazzinare energia in eccesso e rilasciarla quando necessario per ridurre il carico di picco della pompa.
Particolarmente adatto per l'attrezzatura con evidenti movimenti periodici, come machine di punzonatura, macchine per il fusione, ecc.
Sistemi ibridi idraulici:
Combinando i vantaggi dei motori elettrici e delle pompe idrauliche, utilizzando le caratteristiche dell'elevata efficienza dei motori elettrici a basse velocità e l'alta coppia dei sistemi idraulici ad alta velocità, si ottiene un risparmio energetico completo.
Ampiamente utilizzato in veicoli speciali come autobus urbani e camion della spazzatura.
4. Empowerment intelligente e digitale
Oltre ai tradizionali metodi di controllo del risparmio energetico, le moderne pompe a pistoni idrauliche si basano sempre più su rilevamento intelligente, analisi dei dati e monitoraggio remoto per migliorare gli effetti di risparmio energetico e l'accuratezza del controllo:
Monitoraggio delle condizioni e manutenzione predittiva:
I sensori incorporati raccolgono dati in tempo reale come pressione, temperatura, vibrazione, ecc. Della pompa, combinati con algoritmi di intelligenza artificiale per l'avvertimento di guasto e la valutazione della salute, per evitare rifiuti di energia o perdite di inattività causate da fallimenti improvvisi.
Remoto Control e Regolazione adattiva:
La tecnologia IoT viene utilizzata per ottenere il monitoraggio remoto e la regolazione dei parametri, in modo che la pompa possa ottimizzare automaticamente lo stato di lavoro in base alle modifiche ambientali e di carico.
Verifica del gemello e della simulazione digitale:
Costruisci un modello virtuale della pompa per simulare le prestazioni in diverse condizioni di lavoro e fornire supporto ai dati per l'ottimizzazione della strategia di progettazione e controllo del risparmio energetico.
In futuro, con la profonda integrazione della tecnologia idraulica con la tecnologia dell'informazione e la nuova tecnologia energetica, le pompe a pistoni idrauliche svolgeranno un ruolo più importante nella produzione verde, nella produzione intelligente, nelle nuove attrezzature energetiche e in altri campi.
