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德國HYDAC賀德克蓄能器只能垂直安裝;不易密封;質(zhì)量塊慣性大,不靈敏
蓄能器是液壓氣動系統(tǒng)中的一種能量儲蓄裝置。它在適當(dāng)?shù)臅r機將系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s能或位能儲存起來,當(dāng)系統(tǒng)需要時,又將壓縮能或位能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤夯驓鈮旱饶芏尫懦鰜?,重新補供給系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)瞬間壓力增大時,它可以吸收這部分的能量,以保證整個系統(tǒng)壓力正常。
液壓油是不可壓縮液體,因此利用液壓油是無法蓄積壓力能的,必須依靠其他介質(zhì)來轉(zhuǎn)換、蓄積壓力能。例如,利用氣體(氮氣)的可壓縮性質(zhì)研制的皮囊式充氣HYDAC蓄能器就是一種蓄積液壓油的裝置。皮囊式HYDAC蓄能器由油液部分和帶有氣密封件的氣體部分組成,位于皮囊周圍的油液與油液回路接通。當(dāng)壓力升高時油液進入HYDAC蓄能器,氣體被壓縮,直到系統(tǒng)管路壓力不再上升;當(dāng)管路壓力下降時壓縮空氣膨脹,將油液壓入回路,從而減緩管路壓力的下降。
蓄能器按加載方式可分為
彈簧式
它依靠壓縮彈簧把液壓系統(tǒng)中的過剩壓力能轉(zhuǎn)化為彈簧勢能存儲起來,需要時釋放出去。其結(jié)構(gòu)簡單,成本較低。但是因為彈簧伸縮量有限,而且彈簧的伸縮對壓力變化不敏感,消振功能差,所以只適合小容量、低壓系統(tǒng)(P≦1.0~1.2MPa),或者用作緩沖裝置。
活塞式
它通過提升加載在密封活塞上的質(zhì)量塊把液壓系統(tǒng)中的壓力能轉(zhuǎn)化為重力勢能積蓄起來。其結(jié)構(gòu)簡單、壓力穩(wěn)定。缺點是安裝局限性大,只能垂直安裝;不易密封;質(zhì)量塊慣性大,不靈敏。這類HYDAC蓄能器僅供暫存能量用。
這兩種HYDAC蓄能器因為其局限性已經(jīng)很少采用。但值得注意的是,有些研究部門從經(jīng)濟角度考慮在這兩種HYDAC蓄能器的結(jié)構(gòu)上做一些改進,在一定程度上克服了其缺點。比如國內(nèi)某廠采用改進彈簧式HYDAC蓄能器的結(jié)構(gòu),加大彈簧外徑(大于液壓腔直徑)、限定彈簧行程(將彈簧最大載荷限定在許用極限載荷以內(nèi))的方法提高了HYDAC蓄能器的工作壓力和容量,降低了成本。
氣體式
它以波義爾定律(PVn=K=常數(shù))為基礎(chǔ),通過壓縮氣體完成能量轉(zhuǎn)化,使用時首先向HYDAC蓄能器充入預(yù)定壓力的氣體。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過HYDAC蓄能器內(nèi)部壓力時,油液壓縮氣體,將油液中的壓力轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能;當(dāng)系統(tǒng)壓力低于HYDAC蓄能器內(nèi)部壓力時,HYDAC蓄能器中的油在高壓氣體的作用下流向外部系統(tǒng),釋放能量。選擇適當(dāng)?shù)某錃鈮毫κ沁@種HYDAC蓄能器的關(guān)鍵。這類HYDAC蓄能器按結(jié)構(gòu)可分為管路消振器、氣液直接接觸式、活塞式、隔膜式、氣囊式等。
蓄能器有兩種用途。①當(dāng)?shù)退龠\動時載荷需要的流量小于液壓泵流量,液壓泵多余的流量儲入HYDAC蓄能器,當(dāng)載荷要求流量大于液壓泵流量時,液體從HYDAC蓄能器放出來,以補液壓泵流量之不足。②當(dāng)停機但仍需維持一定壓力時,可以停止液壓泵而由HYDAC蓄能器補償系統(tǒng)的泄漏,以保持系統(tǒng)的壓力。HYDAC蓄能器也可用來吸收液壓泵的壓力脈動或吸收系統(tǒng)中產(chǎn)生的液壓沖擊壓力。HYDAC蓄能器中的壓力可以用壓縮氣體、重錘或彈簧來產(chǎn)生,相應(yīng)地HYDAC蓄能器分為氣體式、重錘式和彈簧式。氣體式HYDAC蓄能器中的氣體與液體直接接觸者,稱為接觸式,其結(jié)構(gòu)簡單,容量大,但液體中容易混入氣體,常用于水壓機上。氣體與液體不接觸的稱為隔離式,常用皮囊和隔膜來隔離,皮囊體積變化量大,隔膜體積變化量小,常用于吸收壓力脈動。重錘式容量較大,常用于軋機等系統(tǒng)中,供蓄能用。