淺談液壓系統的綠色設計與制造

余 楠 徐艷軍

（廣東伊之密精密機械股份有限公司，佛山 528306）

隨著時代的不斷發展，綠色環保理念與可持續發展戰略成為當前人們關注的熱點話題，促使面向環境的設計與制造逐漸成為未來行業發展的主要方向。工業技術的發展促進了液壓技術的發展，液壓技術已經被廣泛應用到我國的很多行業中，如工程機械制造、機械冶金制造、農業機械、車輛運輸和航天航空等。科學的液壓系統具有耗能低、無污染等優勢，符合我國的可持續發展理念與生態環保理念[1]。

1 液壓系統綠色設計需要堅持的原則

1.1 液壓系統節能原則

液壓系統在設計的過程中要考慮系統的生命周期，全面地考慮設計內容。在設計中，人們不僅要考慮液壓系統與綠色發展的融合，還要考慮其基本工作狀況，將液壓系統與特殊的環境進行充分融合。其間可以融入節能的價值理念，將節能程度作為評定液壓系統的核心理念，在節約能源的同時，達到液壓系統的工作要求[2]。

1.2 液壓系統環保原則

在液壓系統的設計中堅持綠色環保的原則，要考慮影響液壓系統的環境因素，還要重視變質液壓油的回收與處理。在液壓系統的裝配與使用過程中，要控制其對環境的影響，盡可能地提高資源的利用率，尤其是油液污染、噪音問題更加需要重視。

1.3 液壓系統友好設計原則

在液壓系統的設計中融入友好設計是指要在設計階段充分考慮液壓件的加工制造、裝配、操作及維修保養等問題。這樣可以使設計更加友好和人性化，以便加工制造、裝配、操作和維修保養。

2 液壓系統綠色設計的方法及要點

2.1 液壓系統節能設計方法探究

在實際的液壓系統設計中，節能可以主要從液壓元件的選型、泵站的設計、液壓回路設計、管路布局入手。

2.1.1 液壓元件選型

人們要根據具體工況需要的流量和壓力，選擇合適的液壓閥及附件，避免因型號不合適導致高能耗或者功率浪費。例如，閥的通流量過小會導致壓降過大，流量過大會導致閥的規格偏大，成本增加。此外，液壓泵容積效率的高低也會直接影響液壓系統效率，液壓系統的效率偏低會造成大量的功率浪費。

2.1.2 泵站設計

人們需要考慮如何給液壓系統提供所需要的流量和壓力，避免流量過剩，產生大量的節流損失和溢流損失。節流和溢流產生的能量損失都會以熱量的形式散發，會導致油液的溫度升高，進而影響液壓系統的穩定運行。例如，人們可以選擇變量泵、負載敏感泵、普通電機+變量泵、變頻器+普通電機+定量泵、定量泵+伺服電機等改變系統流量的方法，使泵站只提供液壓系統所需要的流量，以減少溢流和節流損失。

2.1.3 液壓回路設計

設計應盡可能用簡單可靠的回路實現所需功能，例如，需要高速大流量的場合，并不需要一味加大油泵，可以增加蓄能器，以滿足系統在短時間內對流量的需求。需要高壓力時，人們可以設計增壓回路等。

2.1.4 管路布局

人們應盡可能避免因急彎、流道通徑忽大忽小造成不必要的壓力損失，液壓系統結構如圖1所示。

2.2 液壓系統的環保設計方法

環保方面，液壓系統主要存在油液泄漏污染和噪音污染。針對不同的污染，人們要采取不同的預防措施。

2.2.1 油液泄漏污染

作為液壓系統的三大頑疾之一，油液泄漏對工作環境造成極大的污染。雖然泄漏難以避免，但是人們可以采取預防措施。

一是液壓管路的連接避免使用過多的管接頭進行轉換，多一個連接點就多一個泄漏的風險；二是液壓管路在布局時要考慮軟管的彎曲半徑，過小的彎曲半徑會降低軟管的使用壽命，使油管提前破裂產生噴漏油現象；三是管路的布局，在合適的位置，如油管轉接處、彎曲處、長直線段，設置合適的管夾和支撐，以減少接頭處或油管焊接處的漏油；對于易發生漏油的地方設置接油盤，將泄漏的油液加以回收，進行集中處理；五是未來可用水作為工作介質。

2.2.2 噪聲污染

在液壓系統的所有噪聲中，人們要對流體產生的聲音給予重視。在系統運行過程中，流速與壓力發生變化，導致其出現周期性的氣壓變化，造成氣壓泵困油、氣穴等，進而導致其出現噪音[3]。人們可以采取以下措施來控制液壓系統噪音。

一是減少油內氣體的進入，設計時要盡可能保障其有足夠大的吸油口，使其油箱以下的深度能夠保障其正常運行，以防止吸油不足產生吸空；二是降低液壓的沖擊，設計者可以增加阻力，控制閥門的關閉時間，在液壓容易產生沖擊的部位安裝蓄能器等裝置，有效降低壓力沖擊；三是通過增大管徑和軟硬管配合使用，可達到減少振動頻率和減弱振動強度的目的。

2.3 液壓系統的友好設計要點

液壓系統的友好設計主要體現在設計是否人性化，是否便于裝配、操作和維護。設計時需要注意：一是安裝設備時，要保證調節處方便操作，開關手柄要留有較大的回旋余地。液壓集成塊的裝配要有合理的吊裝措施；二是銘牌標識要完整，例如，在危險處設置警示標牌以提醒操作人員注意安全，在液壓集成塊附近設置液壓元件標牌，以便于調試和維修；三是容易損壞的器件要方便更換。

3 結論

在液壓系統的綠色設計與制造過程中，相關工作人員應全方面考慮液壓系統的各方面性能，通過綜合全面的分析，充分發揮液壓系統的功能。但是，目前綠色設計仍存在一些問題，需要設計人員不斷創新，從而實現液壓系統的可持續發展。