浅析HSC360混砂车的液压系统优化设计论文

2020-06-23实用文

浅析HSC360混砂车的液压系统优化设计论文

  HSC360型混砂车主要应用于大、中型的油气井的煤层气、石油和页岩气的压力作业,它按一定比例将支撑剂进行均匀混合,通过低压管汇系统输送给压裂车,进行压裂施工作业。HSC360 混砂车主要包括装载底盘、动力系统、低压管汇系统、液压系统、混合罐等。笔者对风扇冷却的液压系统和搅拌液压系统进行了优化设计,对试制和调试起到一定的指导作用。

  1风扇冷却液压系统的优化

  液压系统是为混砂车提供动力,主要包括吸入及排出泵系统、搅拌系统、螺旋输砂系统、风扇冷却系统、综合泵系统等。风扇冷却系统,采用小流量的定量泵,实现风扇液压马达的转动,从而驱动风扇工作。搅拌系统通过恒压变量柱塞泵,驱动低速大扭矩液压马达实现动作;搅拌系统设有转速传感器,通过控制比例流量阀,达到无级调节搅拌液压马达速度。

  1.1原理上的优化

  最初设计风扇冷却系统时候,计算液压泵需要流量不大、功率不高,所以主泵选择定量泵,并采用低速、高速两种工作模式,混砂车的两个冷却部分通过节温器来控制。但现场试制时发现在混砂车长时间工作后,风扇的阻力变大,消耗的功率增大,并产生较大的工作噪声;在两个模式的切换中,对液压马达和机械结构冲击过大,会降低液压马达和风扇的使用寿命。因此,对液压系统进行优化,采用恒压泵作为动力源,利用比例节流阀和压力补偿器控制风扇液压马达转速。

  1.2控制方式的优化

  风扇冷却采用自动化控制,控制框图如图2 所示。混砂车工作时,液压系统的油温传感器和发动机的油温传感器,发讯给控制系统,控制系统对油温进行比较、判断,输出相对应的电压值控制比例流量阀,从而控制冷却风扇液压马达的转速;当传感器的温度上升达到一定数值时,控制系统会增加冷却风扇的转速,当传感器的温度上升达到设计下限值的时候,控制系统会减少冷却风扇的转速,从而保持冷热平衡。

  2搅拌液压系统的优化和数据分析

  搅拌系统的液压泵为恒压变量泵,其压力是恒定的,但在不同的工作状态下,液压马达的负载是不同的,从而造成比例流量阀的两端压差在变化,影响控制精度;同时变量泵一直处于高压状态,不仅浪费能源,还会降低液压泵的使用寿命。

  2.1搅拌液压系统的优化

  通过对上述搅拌液压系统的分析,进行如下的优化:

  1)将恒压变量泵优化为负载传感变量泵,优化后的液压原理图如图1 中所示。负载传感变量泵能够按照系统要求,控制变量泵的输出流量保持压力随负载而变化。负载传感变量泵实际上保证比例节流阀的前后两端的压差为恒定值,对比例节流阀起着压力补偿的作用,从而提高搅拌系统的控制精度,并且减少搅拌液压泵长期处于高压的工作状态,提高搅拌系统的使用寿命和效率。

  2)采用新的控制方式,并用PID进行校正。优化后搅拌液压系统的控制过程为:控制系统输出电流输入控制信号给比例流量阀的电磁铁,从而调剂比例流量阀的输出流量,控制搅拌液压马达的转速,实现搅拌系统工作,在搅拌液压马达工作的'时候,转速传感器会将液压马达的转速反馈回系统,形成了一个闭环控制系统。液压控制系统采用PID,对系统能够更好地纠正误差;输入控制信号是控制系统根据压裂基液的输入量、输砂量浓度来调节的。

  2.2搅拌液压系统的数据分析

  对比搅拌系统的泵出口压力和转速能够发现:

  1)优化后的液压系统,搅拌系统的转速和输入控制信号成线性,并且在优化后的PID 控制方式下,控制精度满足了工作的要求。

  2)优化后的搅拌液压系统的输入压力随负载而变化,当搅拌系统不工作、轻载工作时,液压泵处于低压工作,其相对于优化前的恒压泵总处于高压,降低了液压泵的损耗和冲击。

  3结语

  1)对混砂车的风扇冷却的液压系统进行了改进,并对控制方式进行了优化设计,增加液压系统的寿命,并且起到了节能效果;

  2)对混砂车的搅拌液压系统进行了优化设计,并将优化后的方案应用于实际调试生产中起到一定的指导意义。

【浅析HSC360混砂车的液压系统优化设计论文】相关文章:

1.液压系统优化设计论文

2.浅析天窗结构优化设计论文

3.混凝土企业建设用砂现状研究论文

4.轿车防撞梁轻结构的优化设计论文

5.浅析紫砂竹提壶造型设计论文

6.浅析高中数学课堂教学优化设计论文

7.浅析新型工业抽气逆止阀的改进与优化设计的论文

8.变电站接电网优化设计论文

上一篇:物流仿真教学设计研究论文下一篇:现代城市户外儿童空间设计研究论文