实施机械液压系统绿色设计的策略

肖博涛，张 墨

(上海振华重工(集团)股份有限公司，上海 200125)



实施机械液压系统绿色设计的策略

肖博涛，张 墨

(上海振华重工(集团)股份有限公司，上海 200125)

以绿色理念融入机械液压系统设计作为切入点，对机械液压系统绿色设计展开了分析与研讨，提供了控制机械液压系统的污染设计、噪声设计，提高液压机械系统的可达性、节能性等一系列方法和策略，为实现机械液压系统的绿色设计提供了参考。

机械液压系统；绿色设计；污染；噪声；可达性；节能性

在设计机械液压系统的具体工作中体现绿色设计理念，将绿色设计、环境意识、环保技术、科技智造等理念全面地应用在机械液压系统设计的细节中，改变机械液压系统设计只注重功能，忽视环保的痼疾，用实际行动推进机械液压系统设计走向绿色、实用化、系统化的道路。

1 机械液压系统实现绿色设计的基本原则

1.1 机械液压系统的节能设计原则

机械液压系统设计要立足于系统全寿命周期理论，将机械液压系统与绿色发展、基本工作属性与特殊运行环境充分整合。设计必须立足于机械液压系统的节能价值取向，将节能作为评定机械液压系统绿色设计工作的核心基础，通过对能源的高效使用达到机械液压系统绿色设计的目标与要求。

1.2 机械液压系统的环保设计原则

机械液压系统绿色设计还应强调机械液压系统的环境因素、回收工作，要在提高资源与能源利用率的基础上，尽量控制机械液压系统生产、使用、维护中对环境的破坏和压力，使其能够处于连续、稳定、环保的运行状态，实现环境保护、能源利用和资源节约等综合目标，在体系上落实设计中绿色理念和思维。

2 机械液压系统绿色设计的建议和措施

机械液压系统绿色设计不能单纯将节能体系和绿色技术简单地堆砌，而是要科学优化各项体系、技术、功能，这样才能使机械液压系统设计做到绿色与环保。实现绿色机械液压系统必须从控制系统污染、抑制系统噪声、提高系统可达性、提升系统节能性四个方面入手。

2.1 控制机械液压系统的污染设计

在机械液压系统设计中应实施预防为主的策略，在机械液压系统设计初期建立治理污染的原则，充分考虑如何控制、降低和消除机械液压系统污染源，从根本上抑制污染的产生和扩大。机械液压系统设计中除了要强调选择液压系统元件的合理性，还要控制机械液压系统参数和结构的外部因素，可采取在机械液压系统节流阀前后装上精滤油器的方式预防油路污染，在有效提升机械液压系统滤油器精度的同时，抑制因油路污染而引发机械液压系统产生的错误和问题。机械液压系统加工设计要强化元器件的尺寸、孔口、位置等重要参数，通过倒角设计预防元器件之间因振动而产生的切割问题。强化元器件、配管、阀门的清洗和处理程序，有效消除元器件外部存在的毛刺和油污，预防纤维、尘土进入机械液压系统内部。组装机械液压系统前必须保持环境清洁，装配后选择与工作介质相容的冲洗介质认真清洗，投入使用时，新油加入油箱前要经过静放沉淀，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，确保油液的清洁度。

2.2 控制机械液压系统的噪声设计

机械液压系统在实际运行中会产生各种类型的噪声，严重损害工作环境和周边环境，是亟待治理的污染源。机械液压系统设计前要做好系统噪声的分析，形成对噪声的系统性、结构性、功能性的防护，从总设计层面抑制机械液压系统噪声的产生、传播与危害。结合机械液压系统的工作状态，控制机械液压系统的流体噪声与机械噪声。避免电动设备、油压系统和液压马达在高速运动和回转中产生的非周期运动，抑制机械液压系统设备出现的不平衡运行，确保机械液压系统的连续稳定，抑制噪声的产生。设计中应注意传动部位的平和性，避免出现共振区，同时提高机械液压零部件的设计强度、方向性，减少因零部件位置错误、装配失误而引发的高频噪声。此外，要控制机械液压系统内部油路的速度、压力、流量等关键参数，抑制机械液压系统在油路中形成脉动压力，预防油路产生循环受阻、气穴等问题，有效控制油路的震荡，预防来自内部油路压力的噪声。要规范机械液压系统部件设计，特别对于齿轮泵、配流盘、阀门等关键环节的技术参数和压力数据要予以高精度、全面性控制，预防油气分离、吸油过程产生的气泡和阻塞，吸收和降低机械液压系统的振动，抑制机械液压系统噪声的产生。

2.3 提高机械液压系统的可达性

实现机械液压系统可达性的提升要立足于系统分析、功能定位和结构优化这三个主要层面。第一，实现对机械液压系统的科学分析，要基于机械液压系统动力设计、控制体系、辅助设备的运行实际和环境展开全面分析，进而有效提升机械液压系统的集成度和节能性，减少元器件数量，实现机械液压系统的模块化，便于机械液压系统的安装和维护，提升机械液压系统的可达性。第二，重点控制元器件的结构性，在确保机械液压系统稳定的前提下，对元器件的组态加以控制，减少焊接、铆接等固定方式，增加元器件嵌入、螺栓等固定方式，有效提升其装配效率，避免拆卸难度过高，预防因机械液压系统产生振动、连接不充分而出现的漏油、噪声和污染等问题。第三，要充分考虑系统结构的科学优化问题，根据安装和维护的形式确定系统结构的空间和位置，科学设计油管、法兰、阀门、接头、检查口等，采用插拔式、紧固式、板式等连接形式做到对关键零部件的稳定连结，实现机械液压系统的功能和体系整合，提高额度装配与拆卸速度，提升机械液压系统的可达性。

2.4 提高机械液压系统的节能性

节能不但能提升机械液压系统的工作效率，有效控制机械液压系统的污染，还能提升机械液压系统的综合功能，因此要在设计中将机械液压系统节能性作为实现绿色发展的主要路径和方法。在机械液压系统元器件选择中应以高效率、节能化为价值取向，提升控制机械液压系统的变量维度，减少机械液压系统的能量损失，应用集成电路和智能技术实现机械液压系统元器件的节能性和环保性。现代液压技术和系统不但可以提升机械液压系统的效率，而且能有效控制机械液压系统的能耗，通过机械液压系统的压力补偿、荷载智能控制、功率实施调节等先进技术和设备的使用，达到机械液压系统运行的稳定和连续，提升机械液压系统的工作效率，在技术层面上确保效率的提升，实现机械液压系统节能、高效、绿色的设计目标。

3 结语

机械液压系统设计要确保系统的绿色、环保、智能等一系列目标，在设计中强化机械液压系统的功能意识和生命周期意识，充分应用先进的节能技术、环保技术，使机械液压系统绿色设计工作能适应实际要求和发展需要，做到对机械液压系统的有效优化，在实现机械液压系统绿色功能和多样化控制等目标的基础上，体现出机械液压系统绿色、全周期的设计思路和取向，使绿色设计更加适应机械液压系统工作的要求，为机械液压系统设计工作的系统化、科学化提供平台。

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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

肖博涛(1985-)，男，本科，工程师； 张墨(1990-)，男，本科，工程师。

TH137

B

1674-8646(2017)04-0144-02