观点综述:尽管电气化取得进展,流体动力前景依然乐观
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声明
www.ihydrostatics.com · 2023
10 #HiTalks2023 | 智能制造液压元件3D打印产业化研讨会 精彩回顾
22 加码电动化转型,博世力士乐与英搏尔电气计划成立合资公司
海特克荣获“浙江省工业设计中心”认定
丹佛斯动力系统获490万英镑政府拨款,用于挖掘机脱碳项目
23 丹佛斯动力系统Thorx内曲线径向柱塞马达荣获最佳新产品奖
第二十七届亚洲国际动力传动与控制技术展览会落幕
工程机械国际展览BICES 2023在北京开幕
英国拟对我国产挖机启动双反调查
24 2023中国国际农业机械展览会于武汉国际博览中心开幕
Domin 获得 4 万英镑用于彻底改变车辆推进
Agritechnica 2023:ARGO-HYTOS展示“Everything Hydraulic”
30 专为农机而生的新型静液压驱动解决方案:AgDrive
观点综述:尽管电气化取得进展,流体动力前景依然乐观
iHydrostatics静液压是专注于静液压领域的新媒体,秉持工程化解读最前沿的液压技术创办理念,致力打造一个联通液界精英人才、优秀企业之间,构建开放、共享、共学、共创商业价值的液界协同平台。
静液压新媒体下设六大媒体平台:门户网站、微信公众号、电子杂志、抖音号、头条号和Newsletter。通过为有效信息服务,为高效工作赋能,共同构建液界信用价值体系,助力行业信息、技术、资源的整合与对接。共同实现 “协同赋能,价值互联” 的理念与追求。
28 丹佛斯片式阀家族新成员—210bar Xcel80转向器
33 凯斯帕全智能控制软件,轻松“一站式”达成数字化解决方案
38 CytroBox搭载CytroConnect,开启互联、高效的液压时代
在美国流体动力协会(NFPA)的行业与经济展望会议(IEOC)上,流体动力行业再次齐聚一堂,讨论影响液压和气动的最新市场和经济趋势。
根据NFPA总裁兼首席执行官埃里克·兰克(Eric Lanke)的说法,超过275名注册者,这是迄今为止最强大的注册者,很明显,业内许多人都渴望听到未来一年的经济将如何公平以及它可能如何影响他们的业务。
总的来说,预计2024 年将是流体动力及其客户市场增长放缓的一年,然后在2025 年再次回升。因此,IEOC的许多发言人表示,这将是该行业投资自我并为十年剩余时间预期的增长做好准备的好时机。
随着这些投资,相关技术开发工作也在开展中。正如我们一遍又一遍地听到的那样,对于充满创新的流体动力行业来说,这是一个激动人心的时刻,部分原因是电气化、自动化和其他带来新设计需求的主要趋势。这次液压和气动创新的时间和需求也是IEOC讨论的一个关键话题。
Lanke在大会开幕致辞中表示,该行业的创新步伐仍在继续,这是一个高度混合的流体动力环境。有鉴于此,NFPA正在建立新的技术工作组,类似于其在2022年创建的电气化工作组,以探索影响液压和气动的趋势,以及行业如何发展以满足这些趋势带来的新要求。除了电气化之外,该协会还计划创建专注于互联和自动驾驶的工作组。
图 NFPA总裁兼首席执行官埃里克·兰克(Eric Lanke)宣布,将在2023年IEOC期间启动专注于于互联和自动驾驶的新工作组。
会议期间,NFPA宣布完成其2023年技术路线图。NFPA每两年与行业合作更新路线图,这是一份概述流体动力行业技术需求的文件。
2023年技术路线图完整报告<点击文末"阅读原文"领取>
技术路线图概述了关键客户目标,液压和气动技术如何实现这些目标,以及研发需要这样做。一个由行业成员组成的委员会共同努力确定该文件的各个要素,希望更广泛的流体动力行业能够利用它来帮助指导他们当前和未来的发展工作。
NFPA 于去年12月份启动了2023年度技术路线图更新流程。第一步是调查行业流体动力客户市场的技术驱动因素,并确定关键客户驱动因素,这将有助于为路线图创建框架。
该协会将客户驱动因素定义为流体动力所服务市场中的机器制造商对其机器的顶级性能目标,而客户策略是目前正在部署的机器级目标或技术,以帮助这些机器制造商实现其性能目标。
NFPA的Eric Lanke讨论了新发布的2023年技术路线图中列出的许多关键流体动力发展战略
在审查调查结果后,NFPA路线图委员会确定未来几年流体动力行业有四个关键客户驱动因素:
- 提高可用性和正常运行时间。通常定义为机器的可靠性,其连续工作的能力。
- 提高生产力和性能。一般定义为机器的效率,它能够在更短的时间内完成更多的工作。
- 降低总拥有成本。包括先期投资和/或运营成本。
- 合规性。例如与环境、安全或其他关注项目的合规性。
还概述了八项客户战略:
- 自动驾驶。半自主或完全自主的功能和/或操作。
- 紧凑性。提高功率密度和/或减轻重量和/或尺寸。
- 互联。扩大数据的使用,例如基于云的状态监测智能、与现场管理系统的集成和/或出于其他增值目的传达机器状态。
- 电气化。通过各种策略使原动机脱碳。
- 能效。延长电池寿命和/或充电以及减少能源使用和/或减少排放的策略。
- 维护。让它更容易;并包括简化机器的可维修性以及增加维修和更换零件可用性的策略。
- 材料。以战略性方式使用环保材料,以更好地遵守法规。
- 噪声。降低感知噪声水平和/或改善噪声脉动。
2023 年版的NFPA 技术路线图概述了几个客户驱动因素和策略,以及流体动力可以帮助满足这些驱动因素和策略的方式。
了解这些驱动因素和策略将有助于流体动力行业确保其开发满足客户要求的技术。2023 年技术路线图中还确定了八项关键功能改进,使流体动力系统能够更好地满足客户战略,如能源效率、互联性、紧凑性和降低噪音:
其中,NFPA路线图委员会副主席Sun Hydraulics/Helios Technologies的Steve Meislun在IEOC上表示,易用性是最关键的。易于理解市场上现有的各种技术如何工作以及如何利用它们将有助于确保系统完全优化。
Norgren的Scott Meldeau公司也参与了该委员会,他认为数据是一个关键领域,因为组件和系统之间的连接越来越多。他指出,在收集数据和知道如何处理所有需要确定的数据方面,该行业仍然存在很大差距。
为了帮助实现这些功能改进,技术路线图指出了各个研究领域,包括开发新的流体动力组件、材料、密封件、提高可控性以及实施新的制造技术。
- 易用性
- 能效
- 环境影响
- 噪声
- 功率密度
- 可靠性和耐用性
- 安全
除了为技术发展提供指导外,Lanke表示,路线图文件表明,流体动力行业有很多创新和合作的机会。
秋分时节
60+液界群英
武汉共话
#液压元件3D打印批量化新方法
智能制造液压元件3D打印产业化研讨会
本届研讨会由上海液压气动密封行业协会主办,武汉易制科技有限公司、江西商蔚电液科技有限公司共同承办,并得到了行业媒体的大力支持!
这就是刚刚落下帷幕的
#HiTalks2023
智能制造液压元件3D打印产业化研讨会
8 场行业名家专题报告
反映国内3D打印在液压行业应用技术前沿
1 场武汉易制公司参观
了解国内3D打印最新研发设备及应用进展
1 场主题圆桌会议
共同研讨“液压元件3D打印产品创新创业”
液压气动数智化产业联盟液压元件3D打印对接小组主题研讨会
搭建液气3D打印技术领域需求对接平台
创建液界群英精准深度交流圈
葛志伟在开幕致辞中表示,本次研讨会是液压气动"数智化"产业论坛对接论坛的延拓,也是液压气动数智化产业联盟液压元件3D打印对接小组的主题活动。旨在通过这种专题研讨、深度互动交流的方式,为3D打印技术在国内液压领域的应用建立一个需求对
由上海液压气动密封行业协会会长 葛志伟的开幕致辞拉开本届研讨会的序幕。
研讨会开幕式及上午上半场的报告活动由武汉易制公司 于妍主持。
本届研讨会是我国液压行业内首次以产业化为目的,以供需对接为模式,从而促进液压工业4.0智能制造发展,也使液压元件3D打印制造进入产业化新模态。研讨会的主题是:液压元件3D打印批量化新方法。
本次研讨会是液压气动"数智化"产业论坛下产业联盟对接小组的活动模式之一,由3D打印设备制造单位武汉易制科技有限公司牵头与创新需求的液压元件企业江西商蔚电液科技有限公司对接,并将此合作成果向行业内外开放共享,以促进这项新技术的发展与应用。
8场主题报告,分别由来自浙江大学机械工程学院教授 祝毅,浙江工业大学教授 阮健,武汉易制科技有限公司董事长 蔡道生,上海必捷增材数字科技有限公司总经理 钟伟,大连远东永昌自动化工程有限公司总工程师 林广,上海交通大学材料科学与工程学院教授 冯凯,江西商蔚电液科技有限公司董事长 陆林海,武汉海卓泰克科技有限公司总经理 闫政涛,学术界和企业界的8位行业专家带来,为与会嘉宾贡献了一场精彩的关于3D打印技术的液界盛宴。
祝毅作《轻量化流体动力单元增材制造:研究与应用》主题报告
接的平台。让行业用户需求得到真正的理解,让对接合作得到真正的落地!
武汉易制科技有限公司董事长 蔡道生作为本届研讨会的承办方向与会嘉宾致欢迎辞。
阮健作《液压新型2D泵的3D打印类型的选择》主题报告
钟伟作《BJ技术对3D打印元件的多材料和多性能的应用》主题报告
蔡道生作《粘结剂喷射3D打印为液压元件规模化生产而生》主题报告
研讨会上午下半场的主题报告交流由浙江大学张超主持。
冯凯作《激光粉末床熔融3D打印技术的优势、应用及挑战》主题报告
闫政涛作《增材制造技术在伺服阀领域应用探讨》主题报告
本次研讨会特别安排了武汉易制科技有限公司(简称“易制科技”)的参观活动。近40多位与会嘉宾在易制科技于总的带领下一起参观的展示大厅,并了解了易制科技的发展历程。
易制科技是国内最早实现粘结剂喷射金属和全彩3D打印机商品化的企业,自2013年开始,开启新的批量化3D打印工艺探索。
易制科技也于近期推出了最新旗舰版粘结剂喷射金属3D打印机设备。
易制科技和商蔚科技在液压阀阀体的3D打印方面进行了深度合作,在不断探索中,摸索出了一条液压阀块创新设计及3D打印制造的产业化之路。现在利用粘结剂喷射3D打印的液压阀也开始从样机走向小批量。
研讨会的圆桌会议是与会嘉宾思维碰撞最为精彩的环节。#液压元件3D打印产品创新创业,是圆桌会议的讨论主题。与会嘉宾热烈互动,关注热度最高的几个话题有:粘结剂喷射3D打印(BJ)相比于传统加工工艺有什么技术优势;BJ技术在液压领域内的应用场景在哪里;相比于传统工艺是否具备成本优势;采用BJ技术的阀体可靠性、耐压等级如何;如何来使用这种3D打印技术等等。
通过这次研讨会,也让i小编我更深入的认识了3D打印技术。对于这项技术本身已经不是一项全新的技术了,不过对于我们液压领域,这项技术也才开始迈进前脚。3D打印并不神秘,也不是万能,它也就是为大家提供了另外一个加工工艺选择,只是这种工艺较传统工艺有非常大的不同。这对于我们已经习惯于甚至于固化于基本传统工艺做设计的从业人员来说,认识并接纳3D打印技术,更进一步如何充分利用3D打印的优势来服务于液压设计,将会是一个不小的挑战。i小编以为,如果沿用基于传统工艺的设计思路来仅用3D打印实现成型,这只是利用了这项技术优势的冰山一角,我们需要从设计理念上实现从DFM(Design for Manufacturing)到DFAM(Design for Additive Manufacturing)的转变。当然,这不是一个容易的过程。
任何一项新技术的引入及落地应用,都不是一蹴而就。不过只要我们敞开双臂,拥抱变革,3D打印技术必定将给我们带来全新的思路!
期待不久的将来,我们再次相约黄鹤楼畔 · 相约武汉!
圆桌会议环节由林广主持。
在联盟对接小组的积极推动下,易制科技分别和商蔚科技以及燕山大学签订合作意向,共同开发推进3D打印技术在液压行业的推广应用。
您是否曾为如何向外界展示您的产品而烦恼呢?
别担心,我们的团队熟悉各类机械、液压、气动产品的结构和工作原理,能够将您的产品以三维动画的形式展现出来。这将为您带来前所未有的推广效果!
我们的目标是,让咱们液压气动行业的产品宣传可以告别单调的文字介绍,用三维动画这样炫酷的武器来展现咱们国产产品的魅力!
2023年11月15日,英国贸易救济署发布公告,应英国企业JCB Heavy Products Ltd.的申请,对原产于中国的挖掘机(Certain Excavators)发起反倾销和反补贴调查。本案调查期为2022年7月1日至2023年6月30日,损害调查期为2019年7月1日至2023年6月30日。
博世力士乐和总部位于中国珠海的英搏尔电气股份有限公司计划合作建立合资公司,主要面向中国市场开发和销售非道路电动化产品和解决方案。博世力士乐主导公司的行业技术发展。相关协议已于昨日正式签署。双方均同意对协议的细节进行保密。目前新成立的合资公司仍有待各监管机构,包括反垄断机构在内的批准。
加码电动化转型,博世力士乐与英搏尔电气计划成立合资公司
近日,浙江省经济和信息化厅公布2023年度浙江省省级工业设计中心认定名单,经过主体申报、专家评审等程序,认定海特克动力股份有限公司精密液压件工业设计中心为2023年度“省级工业设计中心”。
丹佛斯动力系统获490万英镑政府拨款,用于挖掘机脱碳项目
2023年10月27日,为期4天的第二十七届亚洲国际动力传动与控制技术展览会(PTC ASIA 2023)在上海新国际博览中心圆满落幕。本届展会规模与影响力均创历史新高,迎来了超1700家企业,展出面积近10万平方米,来自德国、意大利等国际展团如约而至,共吸引全球近15万人次专业观众到场,共同见证PTC ASIA展会的新辉煌。
丹佛斯动力系统Thorx内曲线径向柱塞马达荣获最佳新产品奖
作为全球液压和电动动力总成系统供应商丹佛斯动力系统的子公司,丹佛斯苏格兰已获得由英国政府能源安全部拨付的,“红色柴油替代竞赛”第二阶段的资金4,941,809英镑(约4400万人民币)。该计划为建筑、采矿和采石业开发红色柴油的低碳替代品的项目提供资金。丹佛斯将利用这笔资金在一台30吨电动挖掘机中验证其Dextreme Max系统,预计该系统将能耗降低50%。
阔别四年,久别重逢。2023年9月20日,全球具有重大影响力的高品质工程机械国际展览盛会——第十六届中国(北京)国际工程机械、建材机械及矿山机械展览与技术交流会(简称:BICES 2023)在中国国际展览中心(顺义馆)盛大开幕。
未来,海特克将以工业设计中心为依托,研究探索新技术、新工艺,对液压元件产品的功能、结构、性能、品质等进行持续优化,砥砺深耕,坚持差异化创新,为客户持续创造最大价值。
丹佛斯动力系统Thorx™ CLM 8 S 内曲线径向柱塞马达荣获 OEM 非公路杂志 2023 年度流体动力类别最佳新产品奖。该年度奖项不仅是对丹佛斯设计团队独创性的认可,并且也强调突出了丹佛斯产品在非道路移动机械设备制造领域的创新。
ARGO-HYTOS以“一切液压”为口号,在今年的汉诺威农业机械展上展示了其在农业技术方面的系统能力。
在本次农业机械展上,ARGO-HYTOS还将首次将ARGO-HYTOS自2022年加入的福伊特集团纳入展台。ARGO-HYTOS销售主管Bernd Kronenbitter表示:“发现最具创新性的产品和集成系统解决方案——我们将向您展示我们突破性的ARGO-HYTOS技术,使您能够更高效、更可持续地开发农业机械。"
10月26日上午10时,由中国农业机械流通协会、中国农业机械化协会和中国农业机械工业协会主办,武汉市人民政府、湖北省农业农村厅协办的“2023中国国际农业机械展览会”在武汉国际博览中心隆重开幕。
2023中国国际农业机械展览会于武汉国际博览中心开幕
Agritechnica 2023:ARGO-HYTOS展示“Everything Hydraulic”
Domin 已获得先进推进中心 (APC) 的 4 万英镑奖励,用于参与 Project Additive,该计划旨在开发集成轮毂电机和主动悬架技术,
该技术将彻底改变电动汽车架构并将电动汽车性能提升到新的水平。
授予Domin的资金是APC对零尾气排放车辆技术的86万英镑投资的一部分,旨在将英国定位为可持续交通创新的全球领导者。
许仰曾 | 斯蒂芬·哈克联合主编
《现代液压气动手册》
穆格X700系列伺服插装阀是用于二通应用的流量控制阀,适用于包括高动态响应要求的电液流量控制系统。锥形阀芯的设计确保在阀关闭时,A与B口之间达到完全密封无泄漏。该产品系列配备了集成放大板,带有主阀阀芯的闭环位置控制。为了获得较大的灵活性,客户可以选择模拟接口或现场总线接口,或者在同一阀门中将两种接口结合在一起。
X700系列是一款两级伺服插装阀,使用穆格D636或D937直动阀作为先导级。D636和D937系列阀拥有可靠设计,在石油钻机、海上风机和钢铁厂等严苛应用中能够保证可靠性。D636和D937系列阀内部泄漏流量低,因此具有优越的动态性和高能效。
创新的主阀设计带来了非常高的流量性能,由于其坚固耐用性,穆格X700系列为压铸机、金属压机和重型工业设备以及其他应用提供可靠的控制。该产品系列易于集成和配置,以满足您确切的应用和性能要求。
对于有安全要求的应用,可提供故障安全选项,确保其确定并安全的主阀阀芯位置,以避免不受控制的机器动作。
本次穆格对X700系列二通伺服插装阀的产品家族进行了扩充,在原有X702-X704的基础上,增加了X705-X707。最大尺寸也从原来的50增加到了100,其额定流量及最大流量更是增加了好几倍,更丰富的产品型号,扩充了X700的应用场景,具体参数让我们先一睹为快吧!
丹佛斯片式阀家族新成员——————————210bar Xcel80转向器
1、高压力, 最高入口压力提升至210bar:
- 提高转向系统工作压力,可有效减少油缸体积,减少整车重量,实现整机高效工作,降低能耗。
2、优化的阀体结构设计:
- 整体式阀体设计,解决传统转向器和阀块片间连接的结构带来的漏油风险;
- 集成入口单向阀,提高转向舒适性;
- 为整车的转向提供可靠的安全保证,并对油缸冲击压力进行有效预防;
- 优化阀体通道,降低压力损失,提高方向盘转向速度;
- 结构紧凑,体积小,与现有产品可以实现互换。
3、优化的阀芯阀套的设计:
- 优化的流量放大曲线,满足在不同工况下的可变有效排量输出,提升转向稳定性和反应灵敏性,转向操控性好;
- 平衡的阀芯阀套副结构设计,实现高压条件下平稳的转向性能;
- 采用油缸阻尼技术,降低转向系统冲击,提升转向稳定性;
- 超过30+年的设计经验,具备流体动力分析以及仿真模拟分析能力。
4、高性能弹簧片:
- 充分经过丹佛斯耐久性验证;
- 弹簧片的供应链独家供货;
- 多种弹簧片力矩组合,转向力矩轻,力矩变化平稳。
5、系统选项:
- 静态负载敏感和动态负载敏感系统可选;
- 匹配丹佛斯优先阀,实现动静态不同系统流量,压力配置选型,调试方便,性能稳定。
农机市场对于配备静液压系统、多液压马达的自走式农业机械的需求与日俱增,同时也期望这种机械具备更广泛的功能以保障必要的性能和生产能力。而配有多台液压马达的机械,其设计十分复杂,对于安全标准极为严苛的软件开发工作而言,更是如此。
作为此次的亮点之一,我们带来了专为自走式农业机械而生的新型静液压驱动解决方案:AgDrive。这套高效、完整的解决方案,配套BODAS软件平台,可为采用静液压多马达的自走式农业机械提供广泛的功能支持。
专为农机而生的新型静液压驱动解决方案:AgDrive
适用于自走式农业机械的静液压AgDrive行驶驱动解决方案由一整套全新软件和驱动组件组成。借助这套解决方案,非道路车辆制造商能够以极具成本优势的方式打造符合ISO 25119标准的行驶驱动系统。制造商可选用的软件共有两个版本:易于参数化的ASrun软件以及BODAS模块化系统中可单独调整和扩展的ASopen软件。
完整的AgDrive解决方案使农机制造商能够以易于应用和扩展的高端驱动器组件和多功能软件模块为基础,采用面向未来的行驶驱动系统,而无需承担耗时且成本高昂的开发工作。“全驱动控制”(一种具有制动功能的巡航控制系统)和“动态牵引力分配” 是该行驶驱动解决方案的两大功能亮点。不仅如此,AgDrive还可提供多项高级功能,如高性能制动(HLB)、驱动打滑控制(ASR)和电动液压防抱死制动系统(ABS)。
BODAS AgDrive软件及力士乐新型BODAS RC/40控制器可减少需要单独进行系统定制的农机制造商的工作量,从而能够轻松灵活的实现行走机械的复杂功能。选用ASrun软件版本的用户可根据其特定需求对行驶驱动功能进行参数化处理,无需开发,工作量极小。选用ASopen版本的用户还可以对独立控制行驶驱动组件的现有功能进行扩展。
开发BODAS AgDrive软件时,我们充分考虑到了ISO 25119安全标准的要求,因此,只要安全功能适合预期用途,便无需为满足相关的安全规范而进行额外的开发。这意味着一旦软件参数化完成,行走机械便可立即投入使用。与此同时,我们还可以按用户需求,基于ISO 13849和ISO 19014的要求进行软件配置。
凯斯帕全智能控制软件,轻松“一站式”达成数字化解决方案
凯斯帕“一站式”全智能控制软件,包含由凯斯帕定制开发的主泵和整机功率控制逻辑,我们开发的即用型软件可以将泵的输出与应用设备当前工况的需求完美匹配,其核心功能包含:电控负载敏感系统,电控防失速,电液扭矩控制,自适应扭矩控制,以及多种工作模式切换。
借助该功能,泵的流量将在给定时间匹配满足应用的实际需求。低速运动下,机器的可控性和可操作性更优。同时最大流量更大,机器运动速度将更快。电控负载敏感的可变化设定:
液压系统和传动变速箱共享发动机功率。两个系统都从发动机中获取动力,并优先考虑行走系统。通过读取发动机转速的信息,eAS实时监控转速下降:当实际速度相对于指令速度下降(发生发动机失速)时,泵排量会减少,直到泵吸收的功率与可用功率相匹配。当行走系统停止运行时,所有可用功率都可以由泵消耗。
与液压解决方案相比,eTC功能可以在不同的工作条件下尽可能的充分利用所有可用的扭矩。泵的吸收扭矩根据工况调节到最优限定值,可以准确匹配发动机扭矩,充分利用发动机功率。
电液扭矩和电控防失速控制优势的相结合,使eATC功能适用于所有轮式和履带式应用。如果发动机转速下降,扭矩会自动降低。当应用场景发生变化时,例如工况强度,工作地点(海拔)和特殊应用,自适应扭矩控制可以以精确,连续和即时的方式使液压系统适应不同的工作条件,液压泵始终利用最大可用功率。
借助工作模式,可以设置不同的系统参数(发动机转速、泵LS压差、扭矩限制),以便用户可以在机器运行期间根据特定需求选择所需的模式。典型的工作模式有:标准模式、经济模式、动力模式和精准模式。
- 标准模式:发动机的转速可以手动设定。
- 经济模式:发动机转速和液压系统设定在最小油耗模式。
- 动力模式:发动机转速和液压系统设定在最大生产率模式。
- 精准模式:减少泵的LS压差,实现精确移动并减少功率浪费。
CSP全智能控制软件可以按需选择功能,是功能强大的多样化数字解决方案,使机器的智能化程度进一步提高,为客户带来数字化全新体验。数字化,智能化是凯斯帕发展液压解决方案的重要发力点,我们的核心技术将为客户带来前所未有的巨大价值。
近期,博世力士乐武进工厂为某水泥行业用户量身打造了一套CytroBox动力站解决方案,作为其辊压机的动力源。为了满足用户对设备可靠性与制造设备智能互联的要求,我们为这台CytroBox定制了本地的液压系统远程监测方案(CytroConnect)。
CytroBox搭载CytroConnect,
开启互联、高效的液压时代
CytroBox作为标准化动力站的先行者,通过巧妙地融合了变频器、同步电机和轴向柱塞泵,将能耗降低到传统液压站的三分之一。其紧凑型设计和变转速驱动不仅降低了散热,还延长了组件的使用寿命,全封闭的动力站柜体避免了液压油受到污染,易于保养。CytroBox配有专用调试软件,使调试更简单。在运行时,CytroBox的噪音不超过75分贝,介于开放式办公室和大声交谈之间。而在待机时,几乎没有声音。因此,CytroBox非常适用于实验室和对噪音要求较严苛的应用场景。
搭载CytroConnect的综合功能,用户可以获得比传统液压站更长的使用寿命和更高的可用性,并在短时间内收回投资回报。通过对CytroBox中集成的各模块化传感器组的数据结合物联网技术进行收集
和分析,可以监测CytroBox的性能,避免突发故障引发的停机,从而节省非计划停机的成本。此外,本地CytroConnect技术方案,同时提供离线版本、私有云和公有云部署方式,以满足客户对智能化和数据安全的双重需求,助力客户推动行业的创新发展。
CytroBox对油箱、电机、油泵等不同部分配置了标准化的传感器模组,通过IO-LINK协议将信号传输至IoT网关,实现传感器信号的读取。CytroBox的ABG可选包中包括了油液颗粒度,含水量,含氧量传感器,提供一站式油液质量监测,无需另外加装传感器。
CytroBox+CytroConnect自身是配置了IoT网关。因此不需要配置额外的数据传输设备,因此,只需要在调试过程中开通CytroConnect功能,无需额外的信号组态等工作。
用户可通过工控屏或局域网内个人电脑实时查看设备运行状态,当设备发生故障报警时,你可以通过邮件,监控大屏窗口报警等多种方式收到设备报警信息,并且通过网页访问设备页面,查看设备报警详情,实现远程监测功能。
对于公有云版CytroConnect, 用户可以使用微信小程序在移动端设备查看CytroBox的运行状态, 同时还能通过微信接收设备报警推送信息,随时随地掌握设备最新运行情况。
CytroConnect提供所有传感器信号的全部历史数据,我们可按照客户需求定时将数据备份在本地指定路径,帮助你监测设备运行趋势并完成故障排查。
考虑到纸质版文档不易保存,我们将CytroBox所有传感器样本和技术文档的电子资料统一上传到CytroConnect文档中心,供客户需要的时候直接下载查阅,节省你的宝贵时间。
基于我们在液压技术领域积累的多年积累,结合CytroBox出厂的设计模型和参数,我们利用CytroConnect系统收集设备实际运行期间的所有关键数据,综合对液压系统进行建模和训练,让客户对整个液压系统的运行情况一目了然,及时感知系统的健康情况,便于你进行备品备件管理。
静液压全新推出金属3D打印服务,提供从3D扫描、设计建模、3D打印以及后处理的一站式服务。
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2023年度《静液压》杂志
订阅说明:
《静液压》杂志为双月刊,2023年共将推出6期
《静液压》杂志为电子期刊,分为网络版和电子版
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《静液压》杂志订阅的为可下载的pdf格式的电子版
随着越来越多的电气化解决方案发挥作用以及预计经济放缓,液压和气动行业的积极前景仍然存在。
经过几年的强劲增长,人们普遍认为全球经济将在 2024 年放缓。然而,随着车辆和机器电气化以及基础设施的不断发展,流体动力和电子运动控制行业的前景依然乐观——所有这些都将有助于推动对运动控制组件的需求。液压和气动领域的技术进步也将使市场受益。提高效率、更紧凑的设计和增加功率密度只是我们关注的一些领域,这将有助于满足客户和市场的未来需求。即使电子替代方案开始在更多应用中取得进展,但在许多情况下,液压或气动解决方案仍然是首选。这两种类型的运动控制技术都将在未来几年持续增长,因为每种技术都具有适合其所服务的各种应用的独特优势。
电子和流体动力技术的进一步集成也将带来新的性能能力,帮助满足客户不断变化的需求(包括开发电动和自动驾驶汽车的客户),从而使市场受益。为了更好地了解当前和未来的市场趋势,Power & Motion 对其受众进行了调查,并与行业的几位成员进行了交谈,以获取他们对流体动力和电子运动控制状况的见解。
文中观点:
- 对液压系统的需求将保持强劲
- 技术进步使气动行业受益
- 电子产品将新功能、替代技术推向市场
- 电动执行器的市场份额不断增加
观点综述:尽管电气化取得进展,流体动力前景依然乐观
大多数受访者(77%)预计 2024 年液压元件和系统的市场状况将呈现积极态势。许多人指出,该行业正在发生的技术进步是其预期积极性的一个原因,以及向电气化和自动化的转变——这两者仍然需要液压元件。
一位受访者甚至表示,急于实现一切电气化实际上增加了对传统产品的需求。另一位指出,液压系统的持续电气化和功率与重量比的提高将对液压系统的增长产生积极影响。石油和天然气市场的持续需求以及用于基础设施项目和新制造设施建设的建筑设备对液压系统的需求也将使市场受益。
百利国际首席执行官 Ken Baker 表示,随着经济放缓,该公司预计液压市场将在 2024 年软着陆。在过去的 2-3 年里,组件的可用性是一个巨大的市场驱动因素,但这种情况正在开始正常化,这将影响预期的市场放缓。
“总体而言,我们比业内一些人更为乐观,但我们看到它正在放
缓。我认为这将是值得关注的关键,”贝克说。“我们正在努力密切关注我们的库存,因为你可能会提前库存过多,但当你看到反弹即将到来时,你不想陷入短缺。”23% 的受访者认为 2024 年市场状况不会乐观,其中一些人指出市场放缓以及来自电子期权的竞争是一个原因。丹佛斯动力解决方案研究、开发和工程高级副总裁 Jeff Herrin 表示,借贷成本可能会在 2024 年对液压行业产生影响。“利率异常高,这可能会因融资成本而推迟机器采购。” 虽然是暂时的,但这不仅影响原始设备制造商,还影响供应链中的许多其他人。”
他还指出,单户和多户住房建设正在放缓,粮食和大宗商品价格大幅波动,这两者都可能影响建筑和农业设备市场,这是液压系统最大的客户群。因此,赫林表示,丹佛斯预计移动机械将出现下行周期,但其他客户领域的增长有限。他同意贝克的观点,即市场上的好消息是供应链中断已基本消失,“我们正在回到借贷成本和供需的市场基本面。这是三年来我们第一次可以这么说。”在技术方面,很明显,电子集成和持续的电气化趋势正在对液压行业产生影响。Helios Technologies 液压 EMEA(欧洲、中东和非洲)总裁 Matteo Arduini 和美洲液压总裁兼全球运营和系统销售高级副总裁 Rick Martich 表示,该行业最重要的发展之一是市场的崛起 的电动液压。
“市场正在摆脱孤立地定义和指定液压和电子设备,”Arduini 和 Martich 在接受 Power & Motion 采访时表示。“相反,人们正在推动将这些元素集成到智能系统中,以提高效率和功能。”
贝克表示,贝利国际预计液压回路将持续电气化,但由于涉及物理原理,预计电气产品不会取代液压系统。“但我们确实看到了更多的传感器、更多的控制装置、更多的电动液压阀以及更多的系统监控。我们看到这种趋势从高端市场转向中端市场。”Herrin 表示,无论是在组件还是系统层面,能源效率也是一个关键的发展领域。“在丹佛斯,我们的经验是,更大的效率杠杆是在系统层面,因为我们可以通过软件和电子设备优化机器操作,从而优化功耗,”他说。
博世旗下海德福斯/力士乐北美应用工程经理 Tim Bankhead 表示,节能是该公司及其开发工作长期关注的问题。
他说:“流体动力领域最优秀的人才正在寻找方法来创造更紧凑、强大、节能和可持续的解决方案,以解决液压系统的应用问题,无论驱动这些机器的动力技术如何。”
气动行业的人士也预计 2024 年会出现积极的情况,但只有 67% 的受访者表示如此。受访者表示,他们认为市场持续乐观的一些原因包括与气动相关的较低能源成本以及这些系统可能实现的更快的运动和响应。
会议还指出,气动技术与机器人技术的持续集成将有利于市场增长,并为制造业带来额外的压力,要求气动系统可以帮助实现高效。对于 33% 的人认为 2024 年气动市场不会出现积极状况,原因包括预期的经济放缓以及对这些组件和在某些情况下取代气动的电气选项的需求下降。
与液压市场类似,有一些经济因素可能会对气动行业产生负面影响,例如大宗商品价格和高利率,派克汉尼汾公司气动部门运动系统集团业务开发经理 Melissa Childers 表示。不过,她表示预计 2024 年气动市场的表现将会增强。“我们看到客车和客车市场门系统的系统解决方案以及 CTIS(中央轮胎充气系统)技术较去年有所增长,”她说。SMC Corp. 工程总监 Rex Bateman 表示,持续的罢工和持续疲软的市场可能会给气动行业带来 2024 年的经济阻力。他表示,使用气动系统的半导体行业目前正在经历显着的放缓。据说,可能要到 2024 年末才能开始复苏。但总的来说,他认为随着自动化需求的增加,气动市场将继续增长,因为气动元件可以在这些系统中发挥重要作用。此外,还有机会在替代能源和可持续发展解决方案中使用气动技术。
气动系统设计的多项进步增强了其功能。Bateman 表示,SMC 改进了其气动执行器设计,以提高定位、速度、加速和减速的可控性,这可能比电动解决方案更具优势。Festo 北美公司气动自动化产品市场管理总监 Frank Langro 表示,力控制的改进是影响气动系统未来发展的发展领域之一。Festo 解决此问题的方法之一是使用压电技术,而不是更常用的电磁先导阀。
“压电技术能够精确控制晶圆抛光和电池卷绕等工艺。这些工艺的改进可以减少浪费,随着对半导体和可充电锂离子(锂离子)的需求持续增长,这些工艺至关重要,”他说。此外,Langro 表示,压电先导阀的能耗比电磁阀低 95%,这有助于满足行业不断提高能源效率的趋势。
流体动力系统中的电子器件集成度不断提高。Power & Motion 调查中 44% 的受访者表示,他们 21% 或更多的液压和气动系统设计现在采用了某种电子设备,例如传感器。其次是另外 44%,他们的系统中包含电子设备的比例分别为 16-20% 和 6-10%。
我们采访过的每位行业成员也表示,他们看到这种趋势正在增加。就传感器而言,它们的使用可以帮助实现液压和气动组件更精确的运动以及收集性能数据以帮助改进维护。Festo 的 Langro 表示,如今来自许多设备的信息不仅可以检测故障,还可以帮助预测故障,最大限度地减少停机时间,从而减少最终用户的成本。贝克表示,传感器使用的增加有助于满足客户对高精度系统的需求,特别是出于安全和服务目的。Baily International 认为位置传感器的需求量最大;鉴于机器控制系统和自动化的不断发展和使用,这并不奇怪——了解机器或其零件之一的位置有助于确保安全和最佳的运动。
Hydraforce/Rexroth 的 Bankhead 表示,目前存在数字电子技术集成的趋势,例如液压控制与车载电子设备和集成传感。“传感器的集成是通过数字连接液压系统为市场增加价值的关键途径,”他说。赫林表示,关于电子控制系统取代机械控制的讨
论已经进行了多年。“我记得电子驱动液压系统当时占据了 5% 或 7% 的市场份额。现在我们远高于 50%,”他说。“电子控制的使用是一个长期趋势,并将持续下去。一个关键原因是 OEM 想要差异化和定制他们的解决方案,而如今这几乎总是通过软件来完成。液压元件必须采用电子驱动才能与这些定制解决方案配合使用。”Childers 指出,工业 4.0 的发展也推动了电子产品的进一步集成。除了集成传感器之外,门户和通信网络还可以收集和监控所收集的数据,以确保系统或机器的生产力。她说,派克提供了一种具有内置诊断功能的解决方案,有助于检测阀门短路并监控阀门循环,从而有助于气动系统的维护。随着电子设备与液压和气动系统的集成度越来越高,这些系统可能会更加混合。绝大多数受访者(98%)表示,他们认为系统成为电子和机械技术混合体的趋势在未来几年将进一步加剧。
除了将电子设备与液压和气动技术相结合之外,使用电动执行器和其他技术代替流体动力选项的情况也越来越多。大多数受访者表示他们看到了这一趋势,并且他们认为电动选项取代流体动力技术的比例相当均匀。24% 的受访者表示,他们看到多达 16-20% 的系统设计使用电动运动控制技术来代替液压或气动选项。只有 15% 的受访者表示,他们看到 21% 或更多的系统使用电动替代方案,这表明这是一个不断增长的趋势,但液压和气动技术仍然存在空间。
当被问及是否认为电动选项会完全取代液压或气动时,大多数受访者表示他们不认为这种情况会发生。一些人指出,液压系统的功率密度是无与伦比的。其他人则表示,总会有一些应用需要使用液压或气动装置。
机器人电动执行器的自动化、定位精度和可重复性是那些看到电动选项使用不断增加的人给出的一些原因。
Tolomatic 销售和营销副总裁 Andrew Zaske 表示,对正常运行时间、可重复性和减少维护的需求不断增加,是人们转向使用电动执行器的原因之一。他还表示,该公司发现在新领域使用电动执行器代替液压装置的兴趣日益浓厚。
Ewellix 执行器产品经理 Tom Diedrichs 也看到了这种趋势的发生。他说:“在所有类型的应用中,人们都普遍推动液压替代品,这些应用看到了机电执行器(又名电动执行器)带来的好处,其中包括效率、能源利用和更好的位置精度。”
他指出的另一个好处是安全性——使用电动执行器,液压油不会泄漏,不会对人体或环境造成伤害。此外,由于没有流体在高压下工作,因此在维护系统时可以减轻安全问题。
贝特曼表示,在确定是否使用流体动力或电动运动控制解决方案时,评估应用和性能要求以及组件和系统成本以及生产率收益非常重要。
正如穆格公司向 Power & Motion 表示的那样:“在当今世界,了解动力和运动控制是流体动力和电气技术之间的共享空间至关重要。例如,穆格建筑公司通过关注液压和电力技术的交叉点,与原始设备制造商在动力、运动和可持续发展方面进行合作。
目前国外利用3D打印技术生产液压元件的公司,比较出名的应该是Aidro公司了。而国内第一个吃螃蟹的应该是江西商蔚的陆总和武汉易制的蔡总。
由于我们主要还是要为国产品牌摇旗呐喊,所以这里一句话介绍一下这两家公司。
武汉易制科技是一家专注于粘合剂喷射3D打印技术的企业,可提供成套的综合解决方案。而江西商蔚的陆总,基于多年开关阀、比例阀、伺服阀的生产、制造、应用经验,陆总认为增材制造是解决当前液压技术困局和创建全新解决方案的一个方法。
我们主要对比一下,在液压元件3D打印领域,无论国内国外,都有哪些产品,孰强孰弱。
Aidro公司的HD3-AMES阀,阀体采用激光粉床熔融(LPBF)技术制造,材料是316L不锈钢。通过增材制造设计,使得阀体内部结构得到改进,从而实现更好的流动路径。
江西商蔚科技公司的4通径阀,阀体采用粘合剂喷射3D打印技术制造,材料是316L不锈钢。
主要特点:
- 可以实现传统制造方式无法加工的几何形状
- 可以改进阀体内腔的流动路径
- 极致的轻量化设计,当然需要通过外部加强筋增加刚度
左图是Aidro公司将AMES阀,安装在同样是利用3D打印技术制造的阀块之上。
相较于右图中传统的方块形阀和阀块,在轻量化上极具优势。
通过前面的介绍,我们多次提到轻量化,那么阀块设计的其中一个优势,就应该在减重这一方面。另一个优势是:通过增材制造技术可以优化阀块的内部流动通道,使得流动阻力(也就是压降)大大降低,同时重量和体积也减小到前所未有的程度。
下图是Aidro公司打印的单个阀块,以及多路阀阀体。
这是一个用不锈钢打印的液压阀块,可以集成安装多个插装阀。
增材制造技术非常适合设计和制造集成块,阀块内部通道经过优化,可以实现更好的流动,并节省很大的空间,同时可以消除工艺孔,从而大大减少漏点。
下图是Aidro公司打印的插装阀阀组产品。
下图是江西商蔚和武汉易制尝试的插装阀与3D打印阀块组装的示意图。
阀芯经过重新设计,利用3D打印技术,可以很容易的实现椭圆孔和方孔。这些形状在传统制造过程中,尤其是数控加工中是不实际的,而使用增材制造技术,则很容易实现。
改变孔的形状,其目的就是增加阀芯的通流面积,从而降低压力损失。
下图是Aidro公司打印的阀芯,左边是椭圆孔,右边是方形孔。
下图是商蔚公司打印的阀芯(图中的阀芯,拍照的时候尚未做后处理)。
提到3D打印技术,很多人的第一个疑问是:它的强度够不够,耐压能力行不行?也就是轻量化与耐压性能是否可以兼具?
下图是Aidro公司打印的一款高压阀,通过轻量化设计,这个阀的重量从原来的5kg降到了1.3kg,减少了60%;同时耐压也可以到达700bar。这也间接证明了3D打印的液压元件承压能力也是完全没问题的。
平衡阀通常用于负载保持、负载控制或负载安全。
通常,设定值将比最大施加负载高出1.3倍。
下图是Aidro利用3D打印技术制造的平衡阀产品。
当然,目前国内尚未有公司做此类产品的尝试。
此次报告会上,海卓伺服的闫政涛闫总作了《增材制造技术在伺服阀领域应用探讨》主题报告,也展示了自家通过3D打印技术制造的伺服阀产品,如下图所示。
首先我们知道,传统减材制造,你的设计是要迁就现有制造工艺的。而3D打印是增材制造,它就可以改善传统减材制造的这个缺陷,让设计工程师在设计产品时,更偏向于产品性能。
液压行业与3D打印行业充分结合之后,可以具备如下的优势,您可以一起来参与分析一下,看看这些优势,3D打印液压元件是否真的具备,还是说只是噱头!
- 可以跳出常规思维,设计时不必迁就制造工艺,可以更倾向于产品性能;
- 可以为复杂的油路通道提供定制化的解决方案(结构上优化);
- 可以通过优化阀体内部油道的方式,实现更优的产品性能(性能上优化,比如利用流体仿真技术);
- 可以将液压元件的轻量化做到极致;
- 可以尝试将阀块和液压阀等多个零部件集合成一个整体,使结构更加紧凑;
- 可以轻松实现快速样机和快速备件的生产。
此次武汉会议,承办方武汉易制,采用的是粘结剂喷射3D打印技术(Binder Jetting,简称BF),打印的商蔚的4通径液压阀。所以,我们这里要介绍的,也就是这个粘结剂喷射金属3D打印技术。
它采用阵列式喷射成形方法,高效且低成本,其成形过程如下:
采用阵列式喷头,对三维CAD模型切片,然后得到一系列二维数据;
根据切片得到的二维图形,在金属、陶瓷粉末中选择性喷射粘结剂来固化成形;
多层叠加制作完成整个零件的打印;
最后再通过烧结方法得到高精度、高性能的金属、陶瓷零件。为加速固化速度,可采用加热等方式加速固化。
该技术结合了传统金属注塑成型的烧结工艺过程,有效地解决了速度慢和成本高两大难题,是一种满足批量生产要求的技术方案。
下面这几个产品,都是采用BJ技术打印的液压阀。
Power & Motion (P&M):您认为哪些趋势或市场因素对 2023 年液压组件和系统设计影响最大?请解释这些趋势是什么以及它们对液压设计的具体影响。
液压元件和系统仍然是许多机器中的重要运动技术,特别是重型移动设备。向电气化和互联车辆的过渡为液压系统带来了新的设计机会,除了其他好处之外,还可以实现节能和改进控制。在 Power & Motion 的问答中,博世旗下 HydraForce/Rexroth 北美应用工程经理 Tim Bankhead 提出了他对影响液压行业的当前技术和市场趋势的看法。
Tim Bankhead (TB):毫无疑问,混合动力和电动汽车及设备的趋势正在对液压部件产生影响,但是,流体动力领域的最优秀人才正在寻找方法来创建更紧凑、更强大、节能和可持续的解决方案 解决液压技术的应用,无论驱动这些机器的动力技术如何。
在需要功率密度和高力的应用中,液压系统不断提供有竞争力、紧凑且灵活的解决方案。高压液压组件和系统的尺寸通常比同类电动驱动器、电机和线性执行器更小。
P&M:您如何看待近年来液压元件和系统设计的发展?
TB:目前存在数字电子技术集成的趋势——液压控制与板载电子设备和集成传感(即海德福斯的 EDG、Innercept、EHBV)。传感器的集成是通过数字连接液压系统为市场增加价值的关键途径。
节能是人们长期关注的问题,CompactHydraulics 一直在开发采用重力降低、流量共享和燃油节省的节能产品(即海德福斯的 TS90-SG34、HSPEC、HTD 扭矩分配器、EHBV 数字动臂降低/软管爆破阀) 。
多功能产品已成为一种趋势,例如带有内置补偿的比例或方向控制(即 CH 的 EDG 和海德福斯的 HSPEC)
TB:[客户正在寻找以下内容:]
集成传感 – [如海德福斯所示]Innercept 数字比例控制和 EHBV 数字动臂控制产品。
安全性——[例如]带有软管爆裂保护的 EHBV 数字喷杆控制装置。
P&M:贵公司正在努力将哪些关键功能或性能属性纳入其液压组件和系统中,或者客户要求哪些功能或性能属性?
节能 – [在 G3 阀门中得到证明,包括 TS90-G34 和 EHPR。
可持续性——材料可以降低对环境的影响,同时提供相同或更高的性能。
自主和远程操作 – [例如海德福斯的] ERAU 远程访问单元,用于控制自动驾驶车辆液压功能的 5 路比例阀。
TB:推进和旋转工作功能在电子解决方案方面无疑进展得更快。由于功率密度和尺寸的挑战限制了线性功函数的采用,线性功函数的发展速度要慢得多。
全电动解决方案仍然昂贵,并且非公路设备中的电机在一次充电后很难完成一整天的工作。液压系统在大多数非公路应用中继续提供强大的优势,并在混合动力系统中得到很好的融合。
P&M:您认为电子替代品在多大程度上(如果有的话)取代液压元件或系统?您能否提供一些例子,以及您如何看待这一趋势的进展?
TB:是的,电子集成正在加速。我们产品线的一些示例是:
使用带有五通比例插装阀的电子阀驱动器和 LVDT(线性可变差动变压器)传感器,如我们的 Innercept 数字比例控制所示。
使用电子阀门驱动器和压力传感器来检测和控制意外的动臂下降,如我们的 EHBV 数字动臂控制装置所示。
带有板载电子设备和集成先导功能的模块化方向控制阀,用于精确控制更高流量的液压功能,如 EDG 方向控制单元所示。
使用添加到定制歧管和集成液压回路 (HIC) 中的加速度计和流体状况、压力和温度传感器。
效率和数字化继续推动添加传感器的趋势。当您在传统系统解决方案中添加一个传感器时,我们要求我们的应用工程师重新构想液压系统。
P&M:您是否看到了电子与液压的更大程度的集成?如果是这样,您可以分享哪些例子以及这样做的好处?
P&M:您如何看待 2024 年液压市场的总体表现?
TB:根据消息来源,与 2023 年相比,2024 年的液压市场要么与 [2023 年]持平,要么由于 2024 年预计将出现温和衰退而略有下降。
声音是由振动形成的,振动通过介质(通常是空气或水)产生可听见的机械压力波。在液压系统中,噪声可分为三类:
- 空气传播的噪音,从空气传播到耳朵
- 流体噪声,通过液压系统传播
- 结构噪声,当系统的一个组件通过另一个组件传播振动时产生。
图 1(下图)总结了影响噪声产生的因素。不幸的是,人们通常只参考输入激励(力)和声压或声功率。他们倾向于避免构成噪声产生的物理因素。有时,某一部分占主导地位,而其他部分则不然。因此,在设计低噪声时必须考虑所有这些因素。
此外,该过程分别适用于空气传播、流体传播和结构传播的噪声。每个应用程序都是独一无二的,因此您不能假设在一个系统或程序集中适用的内容也适用于另一个系统或程序集。
简而言之,噪音是任何不需要的声音。从技术上讲,它是组件或系统中波动力产生的不需要的副产品。如前所述,噪声可以通过三种方式传播:通过空气、通过流体和/或通过系统的物理结构。
我们通常认为噪音仅通过空气介质传播,直接从其源头传播到某个接收器——我们的耳朵。这是空气传播的噪音。然而,空气传播的噪声必须来自系统或应用的某些组件。该组件可以是但并不总是泵。
从技术上讲,操作员听到的所有噪音都是空气传播的噪音。从噪声、振动和声振粗糙度 (NVH) 工程师的角度来看,空气噪声是指直接来自声源表面的噪声。
无论是柱塞泵、叶片泵还是齿轮泵,这些正排量泵都具有一定程度的压力脉动(参见下图 2)。结果,产生不均匀的流动特性和压力脉动并通过流体传输。这称为流体激发。流体激励在软管表面产生振动,该振动可以通过管夹/支架传递到相邻结构,或者由于软管在压力下与结构直接接触而传递到相邻结构。
流体激励的压力脉动反过来会产生相应的力波动。液压软管中的振动称为压力脉动或流体激励。这些会导致振动,从而产生流体噪声。
当泵和电动机安装在隔离器上时,适当的液压管路配置可用于保持隔振。刚性管和柔性软管的适当组合可以提供更稳定的配置,减少振动和噪音。最佳组合是短刚性管的两端连接到柔性软管。
液压管路和软管与应用结构(即框架、支架或面板)的振动隔离为机器设计中降低噪音提供了另一个机会。面板和防护罩通常可以充当扬声器,并将相对较低的振动水平放大为高噪声源。
液压软管和管道可以作为这些部件中流体振动的发射器,将结构部件变成“扬声器”。在设计安静的液压设备时,为了最大程度地降低噪音,解决软管或管道的位置非常重要。
通过在液压系统中加入“液压消声器”(也称为谐振器、衰减器或抑制器),还可以进一步减少压力脉动。这些组件通过其设计和在系统内的放置针对每个液压系统进行了优化。
传输损失是谐振器/液压消声器有效性或其设计优化程度的衡量标准。插入损耗是液压系统压力脉动减少的量度,这取决于谐振器在液压系统内的最佳放置。当试图实现“低噪音设计”液压系统时,传输和插入损耗都是重要因素。优化的谐振器系统可以将压力脉动的幅度降低多达 20dB 或更多。
结构噪声是仅通过应用结构传播的振动的结果。振动,如上图1所示,是力和部件的响应以及部件的辐射效率的组合。然后,这些结构会发出可听声音或空气噪声,这是液压设备操作员实际注意到的。
结构噪声始于外部源或组件的振动,并直接传递到应用的电动机、结构或框架中。一旦振动进入结构,它就会以结构(很可能是钢)的声速在结构中传播,这会激发其他部件并导致它们成为噪声辐射体,即扬声器。
机器上的组件(例如面板、护罩、支架和储液器)可以非常有效地辐射泵频率和泵频率倍数的噪声(参见下面的图 3)。这是因为这些类型的组件具有许多谐振频率。诸如此类的组件被称为高模态密度组件。
振动控制可用于最大限度地减少从泵和驱动器到机器结构和设备的振动传递。这可以通过使用底板或其他底座隔离器将泵和/或电机与刚性基础隔离来实现。
系统中大面积的薄金属也可以有效地辐射噪声。通过在金属表面策略性地放置工程加强筋或进行阻尼处理,可以减少这种噪音。
评估噪声可能会变得令人困惑,因为多个振动路径可能同时存在。人们必须了解噪声源的等级,才能正确评估系统传输路径以及每个路径在任何和所有操作条件下的有效性。
噪声源通常被盒状外壳包围,以在噪声源之间提供物理屏障,噪声源可能是由液压动力装置、阀门、液压歧管、电机、液压缸、软管/管道和附加机器设备引起的。这些屏障旨在减少操作员或旁观者位置液压设备产生的声音。
密封件等周围的声学泄漏也会极大地影响外壳降低传输声音的能力。一般来说,隔音罩中 1% 的“孔”将允许其中测量到的噪音的 50% 泄漏出去。当封闭时,外壳内的噪声幅度实际上会增加,因为噪声在外壳内反射,而不是向外投射。
外壳内的噪声幅度取决于距测量噪声的主要源的距离。一般来说,噪声源放置在外壳内时,其振幅可能会使外壳内的噪声增加 5-8 分贝 (dBA),或者比没有外壳的源高 78-151%(请参见下面的图 4)。
外壳的另一个重要因素是吸收系数。所有外壳都有一定程度的内部吸收,但添加额外的吸收材料将有助于降低噪音。较大的外壳比较小的外壳具有较低的放大系数。外壳中的间隙或孔会降低外壳外部降噪的效果。即使外壳中的一个小孔或间隙也会显着降低其抑制声音的效果。
成功的噪声控制计划需要多个专业领域的个人共同努力。安静的液压泵并不能保证系统安静。选择安静的泵应该只是多方面计划的一部分,该计划需要系统设计师、制造商、安装人员和维护技术人员的才能。这些领域中的任何一个出现故障都可能破坏整个噪声控制计划。
液压系统并不总是噪音问题的根源,但液压系统经常受到指责。原因更多地与产生的声音的质量有关,而不是与音量或压力有关。大多数读者都熟悉令人讨厌的液压呜呜声。客观地测量,这种呜呜声通常没有很大的声功率。然而,它的音调令人不快,这使得实际的声音看起来更大。
使用了多种声音质量测量方法。为了量化正排量泵的“液压啸叫”,通常使用响度和音噪比等声音质量指标。为了表征转向控制单元和阀门内产生的流动噪声,通常使用响度、突出比和音噪比等声音质量指标。然而,OEM 不限于使用上面列出的指标,而是可以使用单一但不同的声音质量指标。更常见的是,使用几个加权声音质量指标来表征其产品所需的声音。
因此,除了液压系统对整体声级的影响有多大这一客观问题外,机器制造商还必须解决应用声音的质量如何影响客户对其质量的整体感知的主观问题。发动机的隆隆声通常比液压呜呜声大得多,但对发动机噪音的感知是动力和强度之一。
如果更严谨一点,负载敏感多路阀可以叫做负载敏感比例阀,从字面上看,它包含两层含义,一是比例控制,二是负载敏感;
所谓比例控制是指:
主阀芯从中位向某一侧移动,工作油口A或B 输出的流量会逐渐增加;
而主阀芯从最大位置向中位移动,输出的流量会逐渐减小。
阀口流量的逐渐递增或者逐渐递减,就是我们所说的比例控制的结果。
所谓的负载敏感是指:
主阀芯移动到某一个位置,保持不动,通过的流量不变,在这个状态下:
即使负载压力发生了变化,而工作油口输出的流量可以做到不受负载变化的影响,这就是负载敏感。
我们怎么看出来负载没有受影响的呢?我们只要看看这个液压马达的转速没有什么波动,就可以知道了。
刚才定义中所说的比例控制,就是希望阀口的流量Q随面积A成比例的变化;
而刚才定义中所说的负载敏感,就是希望主阀芯两侧的压差△P不受负载变化的影响,最终是希望不影响阀口流量Q的大小;
如左图所示是负载敏感比例阀的图形符号和实物剖面图。
其中:主阀芯的结构参数(右图)主要包括阀芯直径,行程长度,弹簧系数,两个阀芯上的切割槽的三维尺寸等等。
主阀芯主要就是负责比例控制,也就是通过主阀芯的位移变化,切割槽的截面积也会发生变化,通过切割槽的流量就会变化,实现了主阀芯的输出流量Q与阀芯位移x的大小成比例的关系,也就实现了主阀芯的输出流量Q与主阀芯切割槽截面积A的比例关系。
补偿器包含补偿阀芯,单向阀机构,补偿弹簧,先导油道。把主阀芯前后的压力分别引入到补偿阀芯的两侧,进行了比对,实现了对主阀芯前面压力的补偿,保证主阀芯前后的压差△P不受负载变化的影响,也就可以使流量Q尽量不受负载压力变化的影响。
液压系统计算软件V3.0全新发布
— 液压泵站和油缸设计利器 —
《液压系统计算软件》是一款专为液压泵站和油缸设计计算而开发的软件,涵盖了大部分的液压泵站和油缸的参数计算,包括压力、流量、功率、扭矩、管道、散热冷却、压力损失、压力冲击以及油缸强度等计算。软件的界面十分简洁全面,界面都有公式说明,能引导您一步一步去设计。液压系统计算软件V3.0版本也于近期全新发布!
液压系统计算软件V3.0版本的主要功能包括:液压系统计算;油缸零部件强度计算;常用结构计算(网络收集的软件菜单项);液压系统故障分析系统等。
在液压泵站设计绘图过程中,传统液压油箱设计方法是运用二维或三维软件进行设计,二维软件由于无法可视化,难以设计复杂的液压油箱而被逐渐淘汰,三维软件可以立体透明地展示外部和内部的结构,便于设计师有效地构思布局,但三维软件的基础操作步骤繁琐且需要一定的三维空间设计基础,在设计液压油箱的三维模型时只能手工一步一步建模,然后组装每个零件,最后才能设计出液压油箱的三维模型,这样传统的三维设计方法效率低下且容易出错。
基于上述存在的问题,推出全新的软件:《液压油箱自动设计软件V1.0》,该软件选用当下使用非常广泛的SolidWorks 三维软件作为平台,最大程度地兼容工程师的绘图环境,极大地提高了设计效率,同时又降低了设计错误率,进一步增强工程师和企业竞争力。
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