蓄能器存油課件

6.1.1蓄能器的功能蓄能器用來存儲和釋放油液的壓力能。當系統(tǒng)的壓力高于蓄能器內(nèi)油液壓力時，蓄能器存油；當蓄能器內(nèi)壓力高于系統(tǒng)壓力時，蓄能器放油。6.1.2蓄能器的分類蓄能器分為三種類型：重力式、充氣式和彈簧式。第六章液壓與氣壓傳動系統(tǒng)輔助元件6.1蓄能器北京科技大學6.1.1蓄能器的功能第六章液壓與氣壓傳動系統(tǒng)輔助元件611.重力式蓄能器結(jié)構(gòu)如圖6.2所示。利用重物的勢能來存儲和釋放液壓能；結(jié)構(gòu)簡單，容量大，壓力穩(wěn)定；慣性大，易漏油。常用作大型固定設(shè)備的第二油源。北京科技大學北京科技大學22.彈簧式蓄能器結(jié)構(gòu)如圖6.3所示。利用彈簧的壓縮和伸長來存儲和釋放壓力能。結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)較靈敏；但容量小，易內(nèi)泄，不適于高壓場合。多用于小容量、低壓系統(tǒng)。北京科技大學2.彈簧式蓄能器北京科技大學33.充氣式蓄能器利用密封氣體的壓縮和膨脹來存儲和釋放油液的壓力能。主要有氣瓶式、活塞式和氣囊式三種類型。(1)氣瓶式蓄能器如圖6.4a所示。氣體和油液在蓄能器中直接接觸，特點是：容量大，但高壓時氣體容易混入油液中，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。適用于中、低壓和大流量的液壓系統(tǒng)。(2)活塞式蓄能器如圖6.4b所示。由浮動活塞2將氣體與油液隔開。它的結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，主要用于大流量的場合。由于活塞上有O型密封圈，磨擦力較大，反應(yīng)不太靈敏。(3)氣囊式蓄能器是目前應(yīng)用的最為廣泛的蓄能器，結(jié)構(gòu)如圖6.4c所示。主要由充氣閥、殼體、氣囊和進油閥組成。氣體和油液由氣囊隔開，氣囊中充有惰性氣體（一般為氮氣）。這種結(jié)構(gòu)保證了氣液的密封可靠。主要特點是：慣性小，反應(yīng)靈敏，結(jié)構(gòu)尺寸小，易安裝。北京科技大學3.充氣式蓄能器北京科技大學4北京科技大學北京科技大學5蓄能器的應(yīng)用：蓄能器在液壓系統(tǒng)的應(yīng)用主要有：輔助動力源、緊急動力源、補充泄漏、系統(tǒng)保壓、吸收壓力脈動和液壓沖擊等。北京科技大學蓄能器的應(yīng)用：北京科技大學61、輔助動力源蓄能器最常見的用途是作為輔助動力源。液壓缸在慢進或保壓時，蓄能器存儲壓力油，達到設(shè)定壓力后，卸荷閥打開，泵卸荷；在液壓缸快進或快退時，蓄能器與泵一起向液壓缸供油。蓄能器的容量在選擇要滿足條件：提供的流量加上泵的流量要滿足工作循環(huán)中系統(tǒng)的流量要求，并能在循環(huán)中重新充滿油液。北京科技大學1、輔助動力源北京科技大學72、緊急動力源液壓系統(tǒng)在工作過程中，由于泵或電源故障，液壓泵突然停止供油，會引起事故。對重要的系統(tǒng)，需要用蓄能器作為緊急動力源。如圖6.7所示。當液壓泵突然停止供油時，蓄能器可以將其存儲的壓力油釋放，使系統(tǒng)在某一段時間內(nèi)繼續(xù)獲得壓力油。北京科技大學2、緊急動力源北京科技大學83、系統(tǒng)保壓蓄能器保持液壓系統(tǒng)壓力，使液壓泵卸荷，降低功耗。當系統(tǒng)壓力達到所需的數(shù)值時a)壓力繼電器A使液壓泵卸荷;

b)通過順序閥C控制二位二通閥B和卸荷溢流閥使液壓泵卸荷。北京科技大學3、系統(tǒng)保壓a)壓力繼電器A使液壓泵卸荷;北京科技大學94、吸收壓力脈動和液壓沖擊在液壓系統(tǒng)中安裝蓄能器，可以有效地減少壓力脈動和液壓沖擊。圖6.9所示為吸收壓力脈動的蓄能器回路。高壓、大流量回路中，在靠近快速關(guān)閉的閥門的管路上安裝蓄能器，可以減小油液流速的變化，使壓力沖擊得到緩沖。圖6.10所示為裝有作為吸收液壓沖擊用的蓄能器回路。北京科技大學4、吸收壓力脈動和液壓沖擊北京科技大學10蓄能器的容量計算計算蓄能的容量，要根據(jù)其應(yīng)用場合來決定，我們主要討論蓄能器作為輔助動力源時的容量計算。（以氣囊式蓄能器為例）計算系統(tǒng)的平均流量（泵的流量）假設(shè)系統(tǒng)的一個工作循環(huán)如下圖：系統(tǒng)一個工作循環(huán)中有n個工作階段，每一階段系統(tǒng)所需的流量和持續(xù)的時間分別是Qi和△ti（i=1,2,…,n），則系統(tǒng)在整個工作循環(huán)中的平均流量Qm為：其中，Qm為系統(tǒng)一個工作循環(huán)中的平均流量，T為一個工作循環(huán)的時間周期。北京科技大學蓄能器的容量計算計算系統(tǒng)的平均流量（泵的流量）系統(tǒng)一個工作循11QtT△t1△t2△ti△tnQ1Q2QiQnQm北京科技大學QtT△t1△t2△ti△tnQ1Q2QiQnQm北京科技大12計算蓄能器的工作容積蓄能器的工作容積△V指得是蓄能器存油結(jié)束時的體積和供油結(jié)束時的體積之差。在一個工作循環(huán)中，工作容積可以這樣來計算：(1)計算每一個工作階段蓄能所存儲（或釋放）油液的體積，注意當平均流量大量系統(tǒng)所需流量時，蓄能器存儲油液；反之，當平均流量小于系統(tǒng)所需流量時，蓄能器釋放油液。(2)在系統(tǒng)的工作循環(huán)中，如果蓄能器在每個工作階段存、放油是交替進行的，則其工作容積取所有工作階段中存儲（或釋放）油液體積的最大值，注意取絕對值。即(3)如果蓄能器在某些工作階段連續(xù)的存儲（或釋放）油液，先要計算這些階段連續(xù)存儲（或釋放）油液體積之和的絕對值。然后其工作容積取這些值中的最大值。比較（2）、（3）兩種情況，選取值較大的一個作為蓄能器的工作容積。北京科技大學計算蓄能器的工作容積北京科技大學133.計算蓄能器的總?cè)莘e如圖所示是蓄能器的三種工作狀態(tài)。a)是蓄能器的充氣狀態(tài)，充氣壓力為P0，氣體體積為V0，V0就是蓄能器的總?cè)莘e；b)是蓄能器的充液狀態(tài)，氣體的壓力升到最大值P1，體積為V1；c)是蓄能器的供油狀態(tài)，供油壓力達到系統(tǒng)的最低工作壓力P2，氣體體積為V2。北京科技大學3.計算蓄能器的總?cè)莘e北京科技大學14根據(jù)氣體定律，這些參數(shù)具有如下關(guān)系：式中，P0、P1、P2——氣體的絕對壓力（Pa）V0、V1、V2——在相應(yīng)壓力P0、P1、P2下——氣體的體積（L）n——指數(shù)蓄能器的工作容積為由以上兩式可以得出：

即為蓄能器的總?cè)莘e。指數(shù)n的取值規(guī)則是：當蓄能器排油時間大于3分鐘，其中的氣體變化規(guī)律為等溫過程，n＝1；當蓄能器供油速度很快，小于1分鐘時，其中氣體的變化規(guī)律相當于絕熱過程，n=1.4。北京科技大學根據(jù)氣體定律，這些參數(shù)具有如下關(guān)系：北京科技大學15另外，充氣壓力P0與系統(tǒng)最低工作壓力P2的比值可按如下規(guī)則取值：對波紋型氣囊，P0/P2=0.6～0.65；對折合型氣囊，P0/P2=0.8～0.95；最后，根據(jù)總?cè)莘e選擇蓄能器時，一般實際總?cè)莘e應(yīng)比計算值稍大一些。北京科技大學另外，充氣壓力P0與系統(tǒng)最低工作壓力P2的比值可按如下規(guī)則取166.1.1蓄能器的功能蓄能器用來存儲和釋放油液的壓力能。當系統(tǒng)的壓力高于蓄能器內(nèi)油液壓力時，蓄能器存油；當蓄能器內(nèi)壓力高于系統(tǒng)壓力時，蓄能器放油。6.1.2蓄能器的分類蓄能器分為三種類型：重力式、充氣式和彈簧式。第六章液壓與氣壓傳動系統(tǒng)輔助元件6.1蓄能器北京科技大學6.1.1蓄能器的功能第六章液壓與氣壓傳動系統(tǒng)輔助元件6171.重力式蓄能器結(jié)構(gòu)如圖6.2所示。利用重物的勢能來存儲和釋放液壓能；結(jié)構(gòu)簡單，容量大，壓力穩(wěn)定；慣性大，易漏油。常用作大型固定設(shè)備的第二油源。北京科技大學北京科技大學182.彈簧式蓄能器結(jié)構(gòu)如圖6.3所示。利用彈簧的壓縮和伸長來存儲和釋放壓力能。結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)較靈敏；但容量小，易內(nèi)泄，不適于高壓場合。多用于小容量、低壓系統(tǒng)。北京科技大學2.彈簧式蓄能器北京科技大學193.充氣式蓄能器利用密封氣體的壓縮和膨脹來存儲和釋放油液的壓力能。主要有氣瓶式、活塞式和氣囊式三種類型。(1)氣瓶式蓄能器如圖6.4a所示。氣體和油液在蓄能器中直接接觸，特點是：容量大，但高壓時氣體容易混入油液中，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。適用于中、低壓和大流量的液壓系統(tǒng)。(2)活塞式蓄能器如圖6.4b所示。由浮動活塞2將氣體與油液隔開。它的結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，主要用于大流量的場合。由于活塞上有O型密封圈，磨擦力較大，反應(yīng)不太靈敏。(3)氣囊式蓄能器是目前應(yīng)用的最為廣泛的蓄能器，結(jié)構(gòu)如圖6.4c所示。主要由充氣閥、殼體、氣囊和進油閥組成。氣體和油液由氣囊隔開，氣囊中充有惰性氣體（一般為氮氣）。這種結(jié)構(gòu)保證了氣液的密封可靠。主要特點是：慣性小，反應(yīng)靈敏，結(jié)構(gòu)尺寸小，易安裝。北京科技大學3.充氣式蓄能器北京科技大學20北京科技大學北京科技大學21蓄能器的應(yīng)用：蓄能器在液壓系統(tǒng)的應(yīng)用主要有：輔助動力源、緊急動力源、補充泄漏、系統(tǒng)保壓、吸收壓力脈動和液壓沖擊等。北京科技大學蓄能器的應(yīng)用：北京科技大學221、輔助動力源蓄能器最常見的用途是作為輔助動力源。液壓缸在慢進或保壓時，蓄能器存儲壓力油，達到設(shè)定壓力后，卸荷閥打開，泵卸荷；在液壓缸快進或快退時，蓄能器與泵一起向液壓缸供油。蓄能器的容量在選擇要滿足條件：提供的流量加上泵的流量要滿足工作循環(huán)中系統(tǒng)的流量要求，并能在循環(huán)中重新充滿油液。北京科技大學1、輔助動力源北京科技大學232、緊急動力源液壓系統(tǒng)在工作過程中，由于泵或電源故障，液壓泵突然停止供油，會引起事故。對重要的系統(tǒng)，需要用蓄能器作為緊急動力源。如圖6.7所示。當液壓泵突然停止供油時，蓄能器可以將其存儲的壓力油釋放，使系統(tǒng)在某一段時間內(nèi)繼續(xù)獲得壓力油。北京科技大學2、緊急動力源北京科技大學243、系統(tǒng)保壓蓄能器保持液壓系統(tǒng)壓力，使液壓泵卸荷，降低功耗。當系統(tǒng)壓力達到所需的數(shù)值時a)壓力繼電器A使液壓泵卸荷;

b)通過順序閥C控制二位二通閥B和卸荷溢流閥使液壓泵卸荷。北京科技大學3、系統(tǒng)保壓a)壓力繼電器A使液壓泵卸荷;北京科技大學254、吸收壓力脈動和液壓沖擊在液壓系統(tǒng)中安裝蓄能器，可以有效地減少壓力脈動和液壓沖擊。圖6.9所示為吸收壓力脈動的蓄能器回路。高壓、大流量回路中，在靠近快速關(guān)閉的閥門的管路上安裝蓄能器，可以減小油液流速的變化，使壓力沖擊得到緩沖。圖6.10所示為裝有作為吸收液壓沖擊用的蓄能器回路。北京科技大學4、吸收壓力脈動和液壓沖擊北京科技大學26蓄能器的容量計算計算蓄能的容量，要根據(jù)其應(yīng)用場合來決定，我們主要討論蓄能器作為輔助動力源時的容量計算。（以氣囊式蓄能器為例）計算系統(tǒng)的平均流量（泵的流量）假設(shè)系統(tǒng)的一個工作循環(huán)如下圖：系統(tǒng)一個工作循環(huán)中有n個工作階段，每一階段系統(tǒng)所需的流量和持續(xù)的時間分別是Qi和△ti（i=1,2,…,n），則系統(tǒng)在整個工作循環(huán)中的平均流量Qm為：其中，Qm為系統(tǒng)一個工作循環(huán)中的平均流量，T為一個工作循環(huán)的時間周期。北京科技大學蓄能器的容量計算計算系統(tǒng)的平均流量（泵的流量）系統(tǒng)一個工作循27QtT△t1△t2△ti△tnQ1Q2QiQnQm北京科技大學QtT△t1△t2△ti△tnQ1Q2QiQnQm北京科技大28計算蓄能器的工作容積蓄能器的工作容積△V指得是蓄能器存油結(jié)束時的體積和供油結(jié)束時的體積之差。在一個工作循環(huán)中，工作容積可以這樣來計算：(1)計算每一個工作階段蓄能所存儲（或釋放）油液的體積，注意當平均流量大量系統(tǒng)所需流量時，蓄能器存儲油液；反之，當平均流量小于系統(tǒng)所需流量時，蓄能器釋放油液。(2)在系統(tǒng)的工作循環(huán)中，如果蓄能器在每個工作階段存、放油是交替進行的，則其工作容積取所有工作階段中存儲（或釋放）油液體積的最大值，注意取絕對值。即(3)如果蓄能器在某些工作階段連續(xù)的存儲（或釋放）油液，先要計算這些階段連續(xù)存儲（或釋放）油液體積之和的絕對值。然后其工作容積取這些值中的最大值。比較（2）、（3）兩種情況，選取值較大的一個作為蓄能器的工作容積。北京科技大學計算蓄能器的工作容積北京科技大學293.計算蓄能器的總?cè)莘e如圖所示是蓄能器的三種工作狀態(tài)。a)是蓄能器的充氣狀態(tài)，充氣壓力為P0，氣體體積為V0，V0就是蓄能器的總?cè)莘e；b)是蓄能器的充液狀態(tài)，氣體的壓力升到最大值P1，體積為V1；c)是蓄能器的供油狀態(tài)，供油壓力達到系統(tǒng)的最低工作壓力P2，氣體體積為V2。北京科技大學3.計算蓄能器的總?cè)莘e北京科技大學30根據(jù)氣體定律，這些參數(shù)具有如下關(guān)系：式中，P0、P1、P2——氣體的絕對壓力（Pa）V0、V1、V2——在相應(yīng)壓力P0、P1、P2下——氣體的體積（L）n——指數(shù)蓄能器的工作容積為由以上兩式可以得出：

即為蓄能器的總?cè)莘e。