|
蓄 能 器
一,功用和分类
功用 蓄能器的功用主要是储存油液多余的压力能,并在需要时释放出来.在液压系统中蓄能器常用来:
1.
图6-1液压系统中的流量供应情况 T—一个循环周期
(1)在短时间内供应大量压力油液:实现周期性动作的液压系统(见图6-1),在系统不需大量油液时,可以把液压泵输出的多余压力油液储存在蓄能器内,到需要时再由蓄能器快速释放给系统.这样就可使系统选用流量等于循环周期内平均流量qm的液压泵,以减小电动机功率消耗,降低系统温升.
(2)维持系统压力:在液压泵停止向系统提供油液的情况下,蓄能器能把储存的压力油液供给系统,补偿系统泄漏或充当应急能源,使系统在一段时间内维持系统压力,避免停电或系统发生故障时油源突然中断所造成的机件损坏.
(3)减小液压冲击或压力脉动:蓄能器能吸收,大大减小其幅值.
2.分类 蓄能器主要有弹簧式和充气式两大类,其中充气式又包括气瓶式,活塞式和皮囊式三种,它们的结构简图和特点见表6-1.过去有一种重力式蓄能器,体积庞大,结构笨重,反应迟钝,现在工业上已很少应用.
二,容量计算蓄能器容量的大小和它的用途有关.下面以皮囊式蓄能器为例进行说明.
蓄能器用于储存和释放压力能时(图6-2),蓄能器的容积VA是由其充气压力pA,工作中要求输出的油液体积VW,系统最高工作压力p1和最低工作压力p2决定的.由气体定律有
图6-2皮囊式蓄能器储存和释放能量的工作过程
pAVnA=p1Vn1=p2Vn2=const (6-1)
式中:V1和V2分别为气体在最高和最低压力下的体积;n为指数.n值由气体工作条件决定:当蓄能器用来补偿泄漏,保持压力时,它释放能量的速度是缓慢的,可以认为气体在等温条件下工作,n=1;当蓄能器用来大量提供油液时,它释放能量的速度是很快的,可以认为气体在绝热条件下工作,n=1.4.
由于VW=V1-V2,因此由式(6-1)可得:
(6-2)
pA值理论上可与p2相等,但为了保证系统压力为p2时蓄能器还有能力补偿泄漏,宜使pA蓄能器用于吸收液压冲击时,蓄能器的容积VA可以近似地由其充气压力pA,系统中允许的最高工作压力p1和瞬时吸收的液体动能来确定.例如,当用蓄能器吸收管道突然关闭时的液体动能为ρAlυ2/2时,由于气体在绝热过程中压缩所吸收的能量为:
故得:(6-3)
上式未考虑油液压缩性和管道弹性,式中pA的值常取系统工作压力的90%.蓄能器用于吸收液压泵压力脉动时,它的容积与蓄能器动态性能及相应管路的动态性能有关.
三,使用和安装
蓄能器在液压回路中的安放位置随其功用而不同:吸收液压冲击或压力脉动时宜放在冲击源或脉动源近旁;补油保压时宜放在尽可能接近有关的执行元件处.
使用蓄能器须注意如下几点:
(1)充气式蓄能器中应使用惰性气体(一般为氮气),允许工作压力视蓄能器结构形式而定,例如,皮囊式为3.5～32MPa.
(2)不同的蓄能器各有其适用的工作范围,例如,皮囊式蓄能器的皮囊强度不高,不能承受很大的压力波动,且只能在-20～70℃的温度范围内工作.*注--Tobul可生产供应耐高温（如耐150℃的皮囊式）、超高压力（最高可达2万PSI)的各种蓄能器。
(3)皮囊式蓄能器原则上应垂直安装(油口向下),只有在空间位置受限制时才允许倾斜或水平安装.
(4)装在管路上的蓄能器须用支板或支架固定.
(5)蓄能器与管路系统之间应安装截止阀,供充气,检修时使用.蓄能器与液压泵之间应安装单向阀,防止液压泵停车时蓄能器内储存的压力油液倒流.
|
