蓄能器存油課件

6.1.1蓄能器的功能蓄能器用來(lái)存儲(chǔ)和釋放油液的壓力能。當(dāng)系統(tǒng)的壓力高于蓄能器內(nèi)油液壓力時(shí)，蓄能器存油；當(dāng)蓄能器內(nèi)壓力高于系統(tǒng)壓力時(shí)，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(dòng)系統(tǒng)輔助元件6.1蓄能器北京科技大學(xué)6.1.1蓄能器的功能第六章液壓與氣壓傳動(dòng)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(shì)能來(lái)存儲(chǔ)和釋放液壓能；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(xué)北京科技大學(xué)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(zhǎng)來(lái)存儲(chǔ)和釋放壓力能。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)較靈敏；但容量小，易內(nèi)泄，不適于高壓場(chǎng)合。多用于小容量、低壓系統(tǒng)。北京科技大學(xué)2.彈簧式蓄能器北京科技大學(xué)33.充氣式蓄能器利用密封氣體的壓縮和膨脹來(lái)存儲(chǔ)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(diǎn)是：容量大，但高壓時(shí)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(dòng)活塞2將氣體與油液隔開。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，主要用于大流量的場(chǎng)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(jìn)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?dú)猓?。這種結(jié)構(gòu)保證了氣液的密封可靠。主要特點(diǎn)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(xué)3.充氣式蓄能器北京科技大學(xué)4北京科技大學(xué)北京科技大學(xué)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(dòng)力源、緊急動(dòng)力源、補(bǔ)充泄漏、系統(tǒng)保壓、吸收壓力脈動(dòng)和液壓沖擊等。北京科技大學(xué)蓄能器的應(yīng)用：北京科技大學(xué)61、輔助動(dòng)力源蓄能器最常見的用途是作為輔助動(dòng)力源。液壓缸在慢進(jìn)或保壓時(shí)，蓄能器存儲(chǔ)壓力油，達(dá)到設(shè)定壓力后，卸荷閥打開，泵卸荷；在液壓缸快進(jìn)或快退時(shí)，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(xué)1、輔助動(dòng)力源北京科技大學(xué)72、緊急動(dòng)力源液壓系統(tǒng)在工作過(guò)程中，由于泵或電源故障，液壓泵突然停止供油，會(huì)引起事故。對(duì)重要的系統(tǒng)，需要用蓄能器作為緊急動(dòng)力源。如圖6.7所示。當(dāng)液壓泵突然停止供油時(shí)，蓄能器可以將其存儲(chǔ)的壓力油釋放，使系統(tǒng)在某一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)獲得壓力油。北京科技大學(xué)2、緊急動(dòng)力源北京科技大學(xué)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(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到所需的數(shù)值時(shí)a)壓力繼電器A使液壓泵卸荷;

b)通過(guò)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(xué)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(xué)94、吸收壓力脈動(dòng)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(dòng)和液壓沖擊。圖6.9所示為吸收壓力脈動(dòng)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(xué)4、吸收壓力脈動(dòng)和液壓沖擊北京科技大學(xué)10蓄能器的容量計(jì)算計(jì)算蓄能的容量，要根據(jù)其應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)決定，我們主要討論蓄能器作為輔助動(dòng)力源時(shí)的容量計(jì)算。（以氣囊式蓄能器為例）計(jì)算系統(tǒng)的平均流量（泵的流量）假設(shè)系統(tǒng)的一個(gè)工作循環(huán)如下圖：系統(tǒng)一個(gè)工作循環(huán)中有n個(gè)工作階段，每一階段系統(tǒng)所需的流量和持續(xù)的時(shí)間分別是Qi和△ti（i=1,2,…,n），則系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)中的平均流量Qm為：其中，Qm為系統(tǒng)一個(gè)工作循環(huán)中的平均流量，T為一個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間周期。北京科技大學(xué)蓄能器的容量計(jì)算計(jì)算系統(tǒng)的平均流量（泵的流量）系統(tǒng)一個(gè)工作循11QtT△t1△t2△ti△tnQ1Q2QiQnQm北京科技大學(xué)QtT△t1△t2△ti△tnQ1Q2QiQnQm北京科技大12計(jì)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(shí)的體積和供油結(jié)束時(shí)的體積之差。在一個(gè)工作循環(huán)中，工作容積可以這樣來(lái)計(jì)算：(1)計(jì)算每一個(gè)工作階段蓄能所存儲(chǔ)（或釋放）油液的體積，注意當(dāng)平均流量大量系統(tǒng)所需流量時(shí)，蓄能器存儲(chǔ)油液；反之，當(dāng)平均流量小于系統(tǒng)所需流量時(shí)，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(gè)工作階段存、放油是交替進(jìn)行的，則其工作容積取所有工作階段中存儲(chǔ)（或釋放）油液體積的最大值，注意取絕對(duì)值。即(3)如果蓄能器在某些工作階段連續(xù)的存儲(chǔ)（或釋放）油液，先要計(jì)算這些階段連續(xù)存儲(chǔ)（或釋放）油液體積之和的絕對(duì)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(gè)作為蓄能器的工作容積。北京科技大學(xué)計(jì)算蓄能器的工作容積北京科技大學(xué)133.計(jì)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(dá)到系統(tǒng)的最低工作壓力P2，氣體體積為V2。北京科技大學(xué)3.計(jì)算蓄能器的總?cè)莘e北京科技大學(xué)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——?dú)怏w的絕對(duì)壓力（Pa）V0、V1、V2——在相應(yīng)壓力P0、P1、P2下——?dú)怏w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(dāng)蓄能器排油時(shí)間大于3分鐘，其中的氣體變化規(guī)律為等溫過(guò)程，n＝1；當(dāng)蓄能器供油速度很快，小于1分鐘時(shí)，其中氣體的變化規(guī)律相當(dāng)于絕熱過(guò)程，n=1.4。北京科技大學(xué)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(xué)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(duì)波紋型氣囊，P0/P2=0.6～0.65；對(duì)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(shí)，一般實(shí)際總?cè)莘e應(yīng)比計(jì)算值稍大一些。北京科技大學(xué)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(lái)存儲(chǔ)和釋放油液的壓力能。當(dāng)系統(tǒng)的壓力高于蓄能器內(nèi)油液壓力時(shí)，蓄能器存油；當(dāng)蓄能器內(nèi)壓力高于系統(tǒng)壓力時(shí)，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(dòng)系統(tǒng)輔助元件6.1蓄能器北京科技大學(xué)6.1.1蓄能器的功能第六章液壓與氣壓傳動(dòng)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(shì)能來(lái)存儲(chǔ)和釋放液壓能；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(xué)北京科技大學(xué)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(zhǎng)來(lái)存儲(chǔ)和釋放壓力能。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)較靈敏；但容量小，易內(nèi)泄，不適于高壓場(chǎng)合。多用于小容量、低壓系統(tǒng)。北京科技大學(xué)2.彈簧式蓄能器北京科技大學(xué)193.充氣式蓄能器利用密封氣體的壓縮和膨脹來(lái)存儲(chǔ)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(diǎn)是：容量大，但高壓時(shí)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(dòng)活塞2將氣體與油液隔開。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，主要用于大流量的場(chǎng)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(jìn)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?dú)猓?。這種結(jié)構(gòu)保證了氣液的密封可靠。主要特點(diǎn)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(xué)3.充氣式蓄能器北京科技大學(xué)20北京科技大學(xué)北京科技大學(xué)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(dòng)力源、緊急動(dòng)力源、補(bǔ)充泄漏、系統(tǒng)保壓、吸收壓力脈動(dòng)和液壓沖擊等。北京科技大學(xué)蓄能器的應(yīng)用：北京科技大學(xué)221、輔助動(dòng)力源蓄能器最常見的用途是作為輔助動(dòng)力源。液壓缸在慢進(jìn)或保壓時(shí)，蓄能器存儲(chǔ)壓力油，達(dá)到設(shè)定壓力后，卸荷閥打開，泵卸荷；在液壓缸快進(jìn)或快退時(shí)，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(xué)1、輔助動(dòng)力源北京科技大學(xué)232、緊急動(dòng)力源液壓系統(tǒng)在工作過(guò)程中，由于泵或電源故障，液壓泵突然停止供油，會(huì)引起事故。對(duì)重要的系統(tǒng)，需要用蓄能器作為緊急動(dòng)力源。如圖6.7所示。當(dāng)液壓泵突然停止供油時(shí)，蓄能器可以將其存儲(chǔ)的壓力油釋放，使系統(tǒng)在某一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)獲得壓力油。北京科技大學(xué)2、緊急動(dòng)力源北京科技大學(xué)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(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到所需的數(shù)值時(shí)a)壓力繼電器A使液壓泵卸荷;

b)通過(guò)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(xué)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(xué)254、吸收壓力脈動(dòng)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(dòng)和液壓沖擊。圖6.9所示為吸收壓力脈動(dòng)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(xué)4、吸收壓力脈動(dòng)和液壓沖擊北京科技大學(xué)26蓄能器的容量計(jì)算計(jì)算蓄能的容量，要根據(jù)其應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)決定，我們主要討論蓄能器作為輔助動(dòng)力源時(shí)的容量計(jì)算。（以氣囊式蓄能器為例）計(jì)算系統(tǒng)的平均流量（泵的流量）假設(shè)系統(tǒng)的一個(gè)工作循環(huán)如下圖：系統(tǒng)一個(gè)工作循環(huán)中有n個(gè)工作階段，每一階段系統(tǒng)所需的流量和持續(xù)的時(shí)間分別是Qi和△ti（i=1,2,…,n），則系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)中的平均流量Qm為：其中，Qm為系統(tǒng)一個(gè)工作循環(huán)中的平均流量，T為一個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間周期。北京科技大學(xué)蓄能器的容量計(jì)算計(jì)算系統(tǒng)的平均流量（泵的流量）系統(tǒng)一個(gè)工作循27QtT△t1△t2△ti△tnQ1Q2QiQnQm北京科技大學(xué)QtT△t1△t2△ti△tnQ1Q2QiQnQm北京科技大28計(jì)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(shí)的體積和供油結(jié)束時(shí)的體積之差。在一個(gè)工作循環(huán)中，工作容積可以這樣來(lái)計(jì)算：(1)計(jì)算每一個(gè)工作階段蓄能所存儲(chǔ)（或釋放）油液的體積，注意當(dāng)平均流量大量系統(tǒng)所需流量時(shí)，蓄能器存儲(chǔ)油液；反之，當(dāng)平均流量小于系統(tǒng)所需流量時(shí)，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(gè)工作階段存、放油是交替進(jìn)行的，則其工作容積取所有工作階段中存儲(chǔ)（或釋放）油液體積的最大值，注意取絕對(duì)值。即(3)如果蓄能器在某些工作階段連續(xù)的存儲(chǔ)（或釋放）油液，先要計(jì)算這些階段連續(xù)存儲(chǔ)（或釋放）油液體積之和的絕對(duì)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(gè)作為蓄能器的工作容積。北京科技大學(xué)計(jì)算蓄能器的工作容積北京科技大學(xué)293.計(jì)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(dá)到系統(tǒng)的最低工作壓力P2，氣體體積為V2。北京科技大學(xué)3.計(jì)算蓄能器的總?cè)莘e北京科技大學(xué)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——?dú)怏w的絕對(duì)壓力（Pa）V0、V1、V2——在相應(yīng)壓力P0、P1、P2下——?dú)怏w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。