蓄能器在液压系统中的应用.pdf

第 3 3卷第 4期 2 0 1 1年 8月 甘肃冶金 CANS U METALL URGY Vo 1 ． 3 3 No ． 4 Au g ．， 2 01 1 文章编号 1 6 7 2 - 4 4 6 1 2 0 1 1 0 4 - 0 1 2 0 - 0 2 蓄能器在 液压 系统 中的应用 赵海峰 济南钢铁集 团 热连轧厂， IJ I 东济南2 5 0 1 0 1 摘要 该文简单地介绍了液压蓄能器工作原理、 特点和它在液压系统中的作用， 提出了使用与维护液压蓄能器的 方法， 对实际工作又一定参考意义。 关键词 液压元件； 液压蓄能器 ； 使用； 维护 中图分类号 T H 1 3 7 ． 8 1 文献标识码 B Th e Ap p l i c a t i o n o f Ac c u mu l a t o r s i n Hy d r a uli c S y s t e m Z HAO Ha i f e n g H o t S t ri p Mi l l o f J i n a n I r o n＆ S t e e l G r o u p C o r p o r a t i o n ， J i n a n 2 5 0 1 0 1 ，C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r b rie fl y d e s c ri b e s t h e w o r k i n g p ri n c i p l e o f h y d r a u l i c a c c u mu l a t o r s ，c h a r a c t e ri s t i c s ，a n d t h e r o l e i n t h e h y d r a uli c s y s t e m ，p r o p o s e s t h e me t h o d i n t h e a p p l i c a t i o n a n d ma i n t e n a n c e o f h y d r a u l i c a c c u mula t o r ，w h i c h p r o v i d e s r e f e r - e n c e f o r t h e a c t u a l wo r k ． Ke y W o r d s h y d r a uli c c o mp o n e n t s ；h y d r a u l i c a c c u mula t o r ；u s e ；ma i n t e n a n c e 1 引言 液压蓄能器是液压系统 中常用的液压辅助元件 之一。根据能量平 衡的原理 ， 通过各种方式使 密闭 容器中的液压油成 为具有一定液压能的压力油 ， 这 种能量能够在液压 系统需要时释放出来 ， 以达到补 充与稳定液压系统流量和压力的 目的。 接人液压系统 的液压蓄能器应该配备安全及截 止 阀组、 充气阀组 、 监控检测装置与紧固部件等 。 2 液压蓄能器的特点及分类 液压蓄能器的结构形式主要有皮囊式 、 活塞式 、 隔膜式 、 重锤式、 弹簧式等几种。 1 皮囊式蓄能器 图 1 是通过改变皮囊 内的预 充氮气的体积， 从而使蓄能器储油腔内液压油成为 具有一定液压能的压力油。这种蓄能器具有密封性 好、 效率高、 灵敏度高、 结构紧凑、 重量轻、 易维护、 动 作惯性小等优点。所以， 它在液压系统中的应用最 为广泛。 2 活塞式蓄能器 图2 是通过改变充气腔内预 充氮气的体积来使储油腔内的液压油成为具有一定 液压能的压力油。这种蓄能器具有机构简单、 强度 图 1 皮囊式蓄能器 及可靠性高、 使用寿命长、 供油流量大、 使用温度范 围宽等优点 ， 适用 于大 流量的蓄能器液压系统 。但 是由于这种蓄能器活塞运动的惯性大、 灵敏性较差、 磨损泄漏大、 效率低， 故它适合于工作频率高， 压差 小及无泄漏的液压系统， 也不适用于吸收液压系统 的脉动和液压冲击。 3 隔膜式蓄能器 图3 是通过储气腔内预充氮 气的体积发生变化而使储油腔内的液压油成为具有 一 定液压能的压力油。这种蓄能器具有质量轻 、 薄 委 。 。 c o m 麓 雌 鞲 薜 护姆檬 瓣摊瘁玮举枷 唾 第 4期 赵海峰 蓄能器在液压系统中的应用 1 2 1 l j i } 图2活塞式蓄能器 膜变形阻力小 、 无惯性、 吸收压力脉动性 能好 等优 点。可用于动作频率高， 容积小的液压装置中吸收 液压脉动。但是 ， 由于这种蓄能器存在着容积小、 输 出流量小 、 维修又极不方便等缺点， 因而它的使用受 l 童l T y lp ● l 到了很大的限制。 4 重锤式蓄能器是通过重力加载的方式， 使密 闭容器中的液压油成为具有一定液压能的压力 油。 这种蓄能器具有结构简单 、 供油流量大、 压力恒定等 优点 ， 因而适用于大流量蓄能的液压系统。但是 ， 由 于它们的体积大而笨重、 工作惯性大、 输出压力小反 应又不够灵敏 ， 所 以应用并不广泛。 5 弹簧式蓄能器是利用弹簧的弹性变形产生的 弹性势能来使密闭容器 中的液压油成为具有一定液 压能的压力油。这种 蓄能器具有 结构简单 、 使用 温 度范围宽等优点 ， 适用于蓄能和缓冲。但是 ， 它 由于 存在着供油流量小、 输出压力小、 循环频率低、 弹簧 的压缩量难于调定等缺点， 因而应用不普遍。 B U l l p e 尊 l 图 3隔膜式蓄能器 3 液压蓄能器在液压系统的应用 在现代液压传动及控制技术中， 液压蓄能器是 一 种不可缺少的辅助元件。 1 作为辅助动力源， 给系统提供一定的压力油。 2 作为应急动力源， 短时间供给液压系统一定 流量 的压力油， 以保证液压装置安全运行。也就是 说， 电机 一 液压泵组出现故障或发生停电事故时， 蓄 能器可以继续给液压装置提供一定 流量 的压力油 ， 以便系统 的执行元件能够按照工艺 序 要求 继续 完成指定动作 。 3 作为液压系统液压油泄漏损失 的补偿装置 ， 从而较好地保证了系统工作压力的稳定 。 4 消除液压系统 因油流速度或油流方向急剧变 化而产生的液压冲击 。 5 吸收液压系统 的压力和流量脉动。 4 液压蓄能器的使用 蓄能器应根据给定工况 包括压力条件、 动作频 率、 脉动频率、 最高工作压力和最低工作压力、 系统 一 个工作循环内的供油量情况等进行计算选用， 所 选公称容积应大于计算容积， 使用压力应小于额定 压力 。 充气式蓄能器所充气体应该是无毒、 难燃、 不易 爆炸的惰性气体 ， 通常只允许在有压侧无 压力的情 况下对气囊充气， 充气压力按蓄能器的功用而定 作 缓冲冲击使用时， 充气压力为平均脉动压力 的 6 0 ％ ； 作应急或辅助能源使用时 ， 充气压力为大于最 高工作 压力 的 2 5 ％ 而小 于 系统 最 小 工作 压 力 的 9 0 ％ ， 一般 为系统最小工作压力的 8 5 ％； 用于补偿 闭式系统温度变化而引起 的压力变化时 ， 充气压力 应等于或稍低与系统最低工作压力。 蓄能器属于压力容器类设备 ， 在使用时， 应完全 按照压力容器的安装使用技术规范执行 。蓄能器应 垂直 即油口朝下， 充气阀朝上 安装在便于检修、 清洁并远离热源的地方 ， 并且必须使用抱箍或卡箍 等紧固件 固定牢固。 5 液压蓄能器的维护 对于皮囊式蓄能器而言， 在充气之前， 应充油口 灌注少许液压油 ， 以实现皮囊的自润滑。 在使用过 下转第 1 3 3页 瘤 嚣 。 ‘ 第 4期 蔡明喜， 等 浅谈门式钢架轻型房屋钢结构优化设计 l 3 3 铰接柱脚， 只有在有吊车时， 才采用刚接柱脚。在多 跨 门式刚架 中， 由于中柱两端柱顼弯矩很小 ， 常做成 摇摆柱 两端铰接柱 ， 但应注意的是， 当跨数较多 时 ， 摇摆柱 的数量应不多于 3列。按照 门式 刚架 轻型房屋钢结构技术规程 C E C S 1 0 2 2 0 0 2 中规 定 ， 当横向长度超过 1 5 0 m， 纵向长度超过 3 0 0 1T I 时 须设置伸缩缝， 从构造上来说， 设置伸缩缝不存在任 何问题。不过 ， 一般做法是采用双柱 ， 因此用钢量相 应有所增加 ， 特别是纵向伸缩缝 ， 增加的柱子较多 ， 所以， 在进行门式刚架平面布置时应尽量使平面尺 寸在不设伸缩缝的范围之 内。在进行设计时 ， 遵循 这些基本原则， 也可以降低用钢量。利用现代数学 方法和计算机进一步优化结构构件及截面的几何参 数在设计时， 刚架采用变截面构件， 当为承载能力极 限状态控制设计时， 其截面变化的根据主要是弯曲 应力与轴压应力两者计算值“ 组合” 的应力图形的 变化。利用截面变化， 使各截面“ 组合应力” 与材料 设计强度值的比值尽可能接近， 也就是使材料分布 更接近于应 力图形 的分布 ， 这就是满应力设计法。 在确定 了结构布置及构件 的选型后 ， 在保证安全可 靠的前提下 ， 满应力设计法是使 刚架设计经济合理 的主要手段。同时， 在刚架计算过程中应充分利用 板件 的屈 曲后强度， 从而在满足规范构造要求的前 提下， 减小梁、 柱构件腹板的厚度。在结构设计中实 现兼并功能原则可将承重、 围护、 稳定等多种功能统 一 于一体， 合并结构部件及层次， 简化结构构造， 最 大程度地进行结构 和构件 的规格化 、 统一化、 标准 化， 以提高轻钢结构工业化生产水平， 加速从标准化 构件生产向标准化房屋生产的过渡。 1 O 结语 在轻钢结构厂房设计过程中 ， 用钢量的控制非 常的重要。通过以上 的叙述， 可 以得 出以下几点结 论 1 在满足工艺专业及甲方对厂房的布置要求的 前提下 ， 一般轻钢厂房的柱距在 7 ． 5 m左右会得到 比较好的经济效果。 2 在满足工艺专业布局 ， 甲方及场地现状的要 求下， 一般轻钢结构厂房的经济跨度在 l 83 6 m， 吊 车吨位较大时， 经济跨度在 2 4～ 3 6 m， 无 吊车或 吊 车吨位较小时 ， 经济跨度在 l 8 2 4 n l 。 3 在满足厂房正常使用的前提下， 尽可能的降 低轻钢厂房的檐 口高度 。 4 在厂房刚架设计时， 将各种荷载以及各 自的 折减系数考虑周全。 5 檩条可采用连续卷边 z 型檩条来代替传统简 支 C型檩条。 6 在满足焊接工艺及其他条件要求的前提下， 并且设计由强度控制时， 尽量采用低合金高强钢材。 7 在满足工艺布置的前提下 ， 尽量减少变形缝 的设置 。 8 在可能的条件下 ， 尽量采用铰接平板柱脚。 参考文献 [ 1 ] C E C S 1 0 2 2 0 0 2 ． 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 [ s ] ． [ 2 ] G B 5 0 0 0 1 8 2 0 0 2 ． 冷弯薄壁型钢结构技术规范[ s ] ． [ 3 ] G B 5 0 0 1 7 2 0 0 3 ． 钢结构技术规范[ s ] ． [ 4 ] 陈绍蕃． 钢结构设计原理 [ M] ． 北京 科学出版社， 1 99 8． [ 5 ] 柳锋， 郭兵， 陈长兵， 等． 门式刚架的经济尺寸与 优化初设计[ M] ． 收稿 日期 2 0 1 1 上接 第 1 2 1页 程中， 必须定期对皮囊进行气密性检查， 定期更换皮 囊及密封组件。一旦发现皮囊 中的充气压力低于规 定的充气压力时， 要及时充 补 气， 以使蓄能器长 期处在最佳工作状态。另外， 压力油的工作温度对 皮囊的使用寿命也有相当大的影响 ， 工作 油温过高 或过低， 都会缩短皮囊的使用寿命。因此， 系统的工 作温度必须控制在合理的范围内。如果蓄能器长期 停止使用， 则应关闭蓄能器与系统之间的截止阀， 以 保持蓄能器内的充气压力。检修蓄能器时， 应完全 卸压， 放尽有压氮气、 放空有压压力油后才可拆卸、 修配。 6 结语 液压蓄能器是液压系统中一个非常重要的辅助 元件， 合理地选用液压蓄能器对液压系统运行的稳 定性 、 经济性、 安全可靠性都有相 当大的重要意义。 参考文献 [ 1 ] 雷天觉． 新液压工程手册[ M] ． 北京 北京理工大学出 版社， 1 9 9 8 ． 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 3 ． 1 9 作者简介 赵海峰 1 9 8 4 ． ， 男， 2 0 0 6年毕业于内蒙古科技大学机械 设计及自动化专业， 液压工程师。从事液压润滑设备管理工作。 褊嬲 T el l 093 1Z 8 15-186 ．．．．