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HYDAC蓄能器的原理与分类方式
发布时间:2018-07-02   点击次数:50次

    HYDAC蓄能器的原理与分类方式
    HYDAC蓄能器是液压气动系统中的一种能量储蓄装置。它在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来,当系统需要时,又将压缩能或位能转变为液222压或气压等能而释放出来,重新补供给系统。当系统瞬间压力增大时,它可以吸收这部分的能量,以保证整个系统压力正常。原理液压油是不可压缩液体,因此利用液压油是无法蓄积压力能的,必须依靠其他介质来转换、蓄积压力能。例如,利用气体(氮气)的可压缩性质研制的皮囊式充气蓄能器就是一种蓄积液压油的装置。皮囊式蓄能器由油液部分和带有气密封件的气体部分组成,位于皮囊周围的油液与油液回路接通。当压力升高时油液进入蓄能器,气体被压缩,系统管路压力不再上升;当管路压力下降时压缩空气膨胀,将油液压入回路,从而减缓管路压力的下降。
    分类HYDAC蓄能器按加载方式可分为弹簧式它依靠压缩弹簧把液压系统中的过剩压力能转化为弹簧势能存储起来,需要时释放出去。其结构简单,成本较低。但是因为弹簧伸缩量有限,而且弹簧的伸缩对压力变化不敏感,消振功能差,所以只适合小容量、低压系统(P≦1.0~1.2MPa),或者用作缓冲装置。重锤式它通过提升加载在密封活塞上的质量块把液压系统中的压力能转化为重力势能积蓄起来。其结构简单、压力稳定。缺点是安装局限性大,只能垂直安装;不易密封;质量块惯性大,不灵敏。这类蓄能器仅供暂存能量用。这两种蓄能器因为其局限性已经很少采用。
    HYDAC蓄能器但值得注意的是,有些研究部门从经济角度考虑在这两种蓄能器的结构上做一些改进,在一定程度上克服了其缺点。比如国内某厂采用改进弹簧式蓄能器的结构。如图2所示,加大弹簧外径(大于液压腔直径)、限定弹簧行程(将弹簧最大载荷限定在许用极限载荷以内)的方法提高了蓄能器的工作压力和容量,降低了成本。气体式它以波义尔定律(PVn=K=常数)为基础,通过压缩气体完成能量转化,使用时首先向蓄能器充入预定压力的气体。
    当系统压力HYDAC蓄能器内部压力时,油液压缩气体,将油液中的压力转化为气体内能;当系统压力低于蓄能器内部压力时,蓄能器中的油在高压气体的作用下流向外部系统,释放能量。
    产品的执行元件是间歇动作,总的工作时间很短,有些液压系统的执行元件虽然不是间歇动作,但在一个工作循环内(或一次行程内)速度差别很大。在这种系统中设置蓄能器后,即可采用一个功率较小的泵,以减小主传动的功率,使整个液压系统的尺寸小、重量轻、价格便宜。对某些系统要求当泵发生故障或停电(对执行元件的供油突然中断)时,执行元件应继续完成必要的动作。例如为了安全起见,液压缸的活塞杆必须内缩到缸内。在这种场合下,需要有适当容量的蓄能器作紧急动力源。对于执行元件长时间不动作,而要保持恒定压力的系统,可用蓄能器来补偿泄漏,从而使压力恒定。由于换向阀突然换向,液压泵突然停车,执行元件的运动突然停止,甚至人为的需要执行元件紧急制动等原因,都会使管路内的液体流动发生急剧变化,而产生冲击压力(油击)。虽然系统中设有安全阀,但仍然难免产生压力的短时剧增和冲击。这种冲击压力,往往引起系统中的仪表、元件和密封装置发生故障甚至损坏或者管道破裂,此外还会使系统产生明显的振动。若在控制阀或液压缸冲击源之前装设蓄能器,即可吸收和缓和这种冲击。在液压回路中,由于液压阀急速闭合而发生载荷剧变;这种剧变会产生很大的瞬间冲击压力会破坏管道、连接接头或其它液压元件,并产生剧烈的振动和噪声;使用蓄能器可有效缓和冲击,保护液压装置。如压铸机、高空混凝土输送机中液压系统中使用的蓄能器就很好的体现了这一功能。在压力控制的闭式回路中,使用蓄能器可有效的补偿温度降低、内部泄漏或外部泄漏而引起的压力降低;也可有效控制由于温度升高而引起的压力上升、从而使系统稳定的工作。
    也可用来吸收液压泵的压力脉动或吸收系统中产生的液压冲击压力。蓄能器中的压力可以用压缩气体、重锤或弹簧来产生,相应地蓄能器分为气体式、重锤式和弹簧式。气体式蓄能器中的气体与液体直接接触者,称为接触式,其结构简单,容量大,但液体中容易混入气体,常用于水压机上。气体与液体不接触的称为隔离式,常用皮囊和隔膜来隔离,皮囊体积变化量大,隔膜体积变化量小,常用于吸收压力脉动。重锤式容量较大,常用于轧机等系统中,供蓄能用。某些液压系统的执行元件是间歇动作,总的工作时间很短,有些液压系统的执行元件虽然不是间歇动作,但在一个工作循环内(或一次行程内)速度差别很大。在这种系统中设置蓄能器后,即可采用一个功率较小的泵,以减小主传动的功率,使整个液压系统的尺寸小、重量轻、价格便宜。某些系统要求当泵发生故障或停电(对执行元件的供油突然中断)时,执行元件应继续完成必要的动作。例如为了安全起见,液压缸的活塞杆必须内缩到缸内。在这种场合下,需要有适当容量的蓄能器作紧急动力源。执行元件的运动突然停止,甚至人为的需要执行元件紧急制动等原因,都会使管路内的液体流动发生急剧变化,而产生冲击压力(油击)。虽然系统中设有安全阀,但仍然难免产生压力的短时剧增和冲击。这种冲击压力,往往引起系统中的仪表、元件和密封装置发生故障甚至损坏或者管道破裂,此外还会使系统产生明显的振动。

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