工程机械液压系统效率和运动精度哪个优先？液压步进伺服缸或马达用在工程机械上

changtongli

back2049 发表于 2019-7-27 12:25
如果将来无人操作，哪个要求会比较重要

提出的问题，很好！有代表性。

按照上面的问题，我可以提一个问题。无人驾驶汽车，是不是要四个车轮都采用光电码盘做传感器，伺服电机驱动，闭环反馈控制。都用伺服技术，代替人操作才好？
见过谁家的汽车是这样做的呢？谷歌的？

Vancouver

旋挖钻机是一种用于完成工程建设中成孔作业的大型工程机械，以其灵活机动、工作效率高、功能全面等优势，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。旋挖钻机是由上车（主机）部分和底盘（行走）部分组成，其中上车部分的回转是施工过程中最基本也是最频繁的施工动作，其定位精度将直接关系到钻孔质量及整机工作效率，回转动作包括启动、回转和制动三个部分，由于平台回转惯量大且变动频繁，使得对其定位精度和能量损失的控制比较困难，因此提高回转系统定位精度与能耗的优化对于提高整车工作效率、降低施工成本有着重要意义。

changtongli

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哈哈！素材本论坛就有，液压圈是个宝！
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三一、华为联手，全球首台5G遥控挖掘机投入使用
- 本文出自液压圈，原文地址：https://www.iyeya.cn/article-1662-1.html

蜻蜓

我请教两个问题：
1在伺服速度系统中，伺服阀在大开口状态运行，这时是否像在零开口附近状态那样耗能？
2 在位置控制时，伺服阀在零开口附近运行时，可否适当降低泵流量，同时满足精度高和能耗小的要求？

Use

常教授提这个问题很有代表意义，我能理解常教授的担心，因为伺服系统是一个高耗能系统，如果为了精度而带来燃油效率低下必然会得不偿失，并且伺服系统也比较娇气，难于维护，所有这些都暴露出伺服系统用于工程机械有许多问题。也是现有伺服系统必然要遇到的问题。

哪么。我可以反问一下常教授：1.现在的LUDV系统为了实现流量按需分配，不是也采用了压力补偿吗？压力补偿也是一个耗能系统。
2.现在的系统为了节能，也开发了负载敏感功能，但泵的压力要高于最高工作负载压力约2兆帕，高于其它的小负载更是高很多了，不是也是能耗吗？
3.如果有一个负载达到最高了，系统从流量压力双跟随转变为恒压变量系统了，不是更耗能吗？所以，即使最好的LUDV也是用能量换高效和协调的。即使如此，LUDV也离不了人的熟练操控，也无法实现更高水平的智能化操作，
4.伺服系统不是也可以实现负载敏感功能，也可以节能呀。
5.现在的伺服系统有一个大问题，就是价格贵，如果把这个问题解决了，情况又如何？
6.伺服系统娇气，难于维护，如果把这个问题解决了，情况又如何？
所以，关键还是技术问题，如果伺服系统是一种廉价而又好用，价格又不贵，耗能与现在一样。还取消了一大堆负载敏感阀等，大大简化了系统 。哪么，伺服系统进入工程机械，将工程机械机器人化、精细化、智能化、无人化，将带来巨大的经济效益和社会效益，是工程机械下一个制高点。
不知想法是否正确，欢迎朋友们和常教授提出新的问题，共同探讨。共同进步。

changtongli

Use 发表于 2019-7-30 23:17
常教授提这个问题很有代表意义，我能理解常教授的担心，因为伺服系统是一个高耗能系统，如果为了精度而带来 ...

杨老先生，首先向您表示敬意！然后我解释一下情况。
这个主题的出现，就是前几天，我偶尔浏览这个论坛时，看到了您的留言，您让我关注一下液压步进缸马达的新进展。我一时兴起发了这个主题。

但是这个主题并不新，记得2014年底时，或者2015年初，电话里您说过用液压步进缸做数字挖掘机的事情。我就跟您说了,“液压步进缸用在挖掘机上的关键问题是耗费能源太高”。

从2014年到现在，这个论坛之中，经常用语言方式争论您说的“数字液压”也就是液压步进缸问题。公说公有理、婆说婆有理。偶尔，我们在论坛上遇见了，我也避开了语言争论液压步进缸问题。

感谢您和一个公司的贡献，创建了一个认识数字步进缸马达的应用平台，可以用试验实际测试“这个耗费很多时日的争论”。

给液压全行业创造了一个的科普教育活动，一个认识什么是绿色设计（其中主要方面之一低能耗设计）的教育活动。这将是非常有社会意义和现实意义的活动。特别是我们国家所处的鼓励创新、倡导可持续发展的新时代。您若是能给出现实可信的测试数据结果，将会非常重要的工程和社会意义。

对技术的进步，我们持开放态度，尽管这个论坛是液压技术论坛。如果这个主题讨论的结果是：工程机械要达到数控机床的精度，并且对于工程机械回转运动（没有负负载等不利控制的）采用减速器+交流伺服电机+逆变器精度更高更节能。我们也不应该敌视。
工程问题嘛，技术情况用数据说清楚，不含糊，市场的选择留给客户吧！

您买汽车的时候也看到了，汽车广告上必须给出油耗数据。工程机械与汽车一样。买个电冰箱，上面有个节能情况纸贴。


我不打算回答您的语言提问，我愿意就您的测试数据展开讨论。

Use

非常感谢常教授的关心和讨论。常教授是从实际干过许多工程的、具有理论和实践经验的教授，并且讨论问题比较客观，实事求是，这就便于理性讨论了。
我们先讨论关于节能的问题：
我们的数字伺服系统也采用了负载敏感，即油泵的压力也在自动跟踪负载变化，给伺服阀口的压降不是7兆帕，而是1-2兆帕，当然，这会降低响应速度和精度，但工程机械不需要丝米级精度，毫米级精度就足够了。如果用户对精度要求很高，我们只需加大阀口压降就可以了。因此可以灵活选择。也就是说，我们考虑的伺服系统的能耗与LUDV是相似的，但由于有闭环效果，因而精度就大大提高了，正如杨涛前几天传上来的视频（现在看不到了，希望能恢复），大惯量的回转系统能够实现高精度的重复定位控制。回转能控制了，直线也是一样的。
工程机械也是一代一代的技术进步发展起来的，并且从来都是 西方领导着发展潮流，从LS系统到LUDV系统，再到负载敏感系统，从简单的多路阀到复杂的多路阀，中国一直都在跟踪，但任然跟不上，5年前组建了工程机械平台，数十个单位参加，大量资金投入，现在还没有按到前景。而国外，美国与日本又已经开展了智能工程机械的大竞争，并且主要是数字化和智能化的竞争。这不得不引起我们的注意和深思。我们还在低端跟踪乏力的情况下，国外已经开始更高水平的奋进了。好在三一已经布局，与航空618厂开展了远程控制实验，这应该是一个良好的开端。

changtongli

Use 发表于 2019-7-31 11:42
非常感谢常教授的关心和讨论。常教授是从实际干过许多工程的、具有理论和实践经验的教授，并且讨论问题比较 ...

哦！！！好好！还有两个公司帮您搞一下这个“工程机械采用步进液压伺服缸或马达的能耗测试”工作，好好！

我国的发展战略包括：可持续发展战略。正对应这个主题是能源消耗，就是节能减排，提高设备能源利用率。
节约能源已经立法《中华人民共和国节约能源法》

搞出新技术新设备，说清新技术新设备的节能情况是应该的，对于大量使用的工程机械。

机械工程师，面对迎面而来的全球变暖，感受炙热的夏日室外空气，内心只能通过关注节能减排获取绵薄的清凉！

http://www.leikeji.com/article/27224?from=groupmessage
2019年成史上最热一年！地球正在被炙烤，人类又将何去何从？

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1639654282630838513&wfr=spider&for=pc
确定了，全球变暖已发飙！权威数据确认：2019年6月热的超乎想象

全球气候变暖是一种自然现象。由于人们焚烧化石燃料，如石油，煤炭等，或砍伐森林并将其焚烧时会产生大量的二氧化碳，即温室气体，这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度透过性，而对地球发射出来的长波辐射具有高度吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，导致地球温度上升，即温室效应。而当温室效应不断积累，导致地气系统吸收与发射的能量不平衡，能量不断在地气系统累积，从而导致温度上升，造成全球气候变暖这一现象。全球变暖会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，不仅危害自然生态系统的平衡，还威胁人类的生存。

changtongli

Use 发表于 2019-7-31 11:42
非常感谢常教授的关心和讨论。常教授是从实际干过许多工程的、具有理论和实践经验的教授，并且讨论问题比较 ...

现在国内大学本科教育，工科专业工程专业认证要求：大学生培养过程中需要包括环境保护和可持续发展理念方面的教育内容。

等您将实验测试数据拿出来了，我们具体讨论其中的工程技术问题。避免空对空，泛泛空谈！

Use

changtongli 发表于 2019-7-31 19:46
哦！！！好好！还有两个公司帮您搞一下这个“工程机械采用步进液压伺服缸或马达的能耗测试”工作，好好！ ...

节能是一个非常重要的指标，尤其是国家制定了能源法这非常好，也就是倒逼企业进行节能降耗的改造。我们提升工程机械的效能是必须将节能降耗给予足够的重视。本人是搞工程出身的，对节能降耗比较注意，并且有点爱好。这里举一个实例：三十年前，我在北京钢铁设计研究院主持唐山步进式加热炉的设计，上百吨的炉底举着上百吨的钢坯来回升降，大家都知道，在重力场下，原地举升放下是不对外输出功的，可数百吨的步进炉就是这样天天在做无用功，举升的时候是靠液压缸推上去i，下降的时候又是靠节流让上百吨的重量放下来，这种能量消耗极大，系统发热严重，油泵高压运转，耗费大量电力，油温迅速高升，靠大量的冷却水带走热量。而国内外的步进炉都是这样干的。而我看到这样极不合理，于是我采用液压平衡方式，将上百吨的炉底进行了液压平衡，结果是我的液压站装机容量只有传统的一半，系统发热大大下降，冷却水大量节省，设备运行冲击减少，平稳度增加，油泵寿命延长，造价大幅度减低，顺便说一下，在这个炉子上也用上了我的数字伺服技术，取得了完满的成功。这套技术拿到现在也会得大奖，可是在当时的情况下，我反而不得好评，为什么？因为我的设计降低了投资，而设计费是按投资比例计算的，给用户创造了经济效益，可给单位减少了经济效益，所以费力不讨好。还被领导约谈。从那以后，再没有人考虑节能了，结果设备越搞越大，装机容量越来越大，发热严重。这就是收费体制出的问题。现在，又把节能提到日程上了。我设计了一套步进炉不停机改造的节能系统，可节省一半的耗电量，系统发热将大大改善，设备寿命将大大延长，正在寻求合作单位。
所以常教授提出的这些问题都是非常关键的，也必须充分考虑的。也提醒我们在推进工程机械数字化、智能化的进程中必需多方面关注，不能顾此失彼。谢谢常教授提醒