液压蓄能器的计算
蓄能器若干问题

蓄能器有哪些用途蓄能器是储存和释放压力能的装置,在液压系统中的主要用途如下:(1)储存能量蓄能器可储存一定容积的压力油,在需要时释放出来,供液压系统使用。
1)提高液压缸的运动速度液压缸在慢速运动时,需要的流量较少,可用小液压泵供油,并且把液压泵输出多余的压力油储存在蓄能器里。
当液压缸快速运动时,需要的流量大,这时系统压力较低,于是蓄能器将压力油排出,与液压泵输出的压力油同时供给液压缸,使液压缸实现快速运动。
液压缸快速运动时,由于蓄能器参与供油,因此不必采用较大流量的液压泵,不但可减少电动机功率的消耗,还可降低液压系统的油温。
2)作应急能源液压装置在工作中突然停电、阀或泵发生故障等,这时蓄能器可作为应急能源供给液压系统油液,或保持系统压力,或将某一动作完成,从而避免发生事故。
3)实现停泵保压下图是用于夹紧系统的停泵保压回路。
当液压缸夹紧时,系统压力上升,蓄能器充液;当达到压力继电器开启压力时,发出信号,使液压泵停止转动,此时夹紧液压缸的压力依靠蓄能器的压力油保持,从而减少液压系统的功率消耗。
(2)吸收压力脉动除螺杆泵以外,其它类型液压泵输出的压力油都存在压力脉动,从而影响液压系统的工作性能。
为了减轻或消除压力脉动,一般在液压泵附近设置一个蓄能器,用以吸收压力脉动。
(3)缓和压力冲击执行元件的往复运动或突然停止、控制阀的突然切换或关闭、液压泵的突然启动或停止,往往产生压力冲击。
引起机械振动。
在液压系统中,将蓄能器设置在易产生压力冲击的部位,可缓和压力冲击,从而提高液压系统的工作性能。
蓄能器的类型有哪些?各有何特点?(1)类型充气式蓄能器:气液直接接触式活塞式气囊式隔膜式弹簧式蓄能器重锤式蓄能器(2)特点在蓄能器中,以活塞式蓄能器和气囊式蓄能器应用最为广泛。
1)活塞式蓄能器的特点它是利用气体压力与油液压力相平衡的原理来工作的。
活塞将气体与油液隔离,避免了气体侵入或溶于油液中。
液压油不容易氧化,系统工作较平稳、结构简单、工作可靠、寿命长、安装维护方便。
井口盘液压回路蓄能器和液压泵的设计与计算

第 2 卷 增刊 1 20 0 8年 6月
中 国 修 船
C NA S P P R HI m RE AI
V0 . S1 1 21
Jn 2o u .o 8
井 口盘 液压 回路 蓄 能 器 和 液 压 泵 的设计 与计 算
杨 洪 庆 ,范 玉 扬 ,张凤 红
0 引言
B2 Z8—2 项 目中 ,合 计有 5 S 0口井 ,一期 投 产 生产 井 3 6口,井 口盘 采 用 液压 回路驱 动关 闭生 产 井 和注水井 的井 下安全 阀和放气 阀 。供液 回路 的操
作压 力为 6 9MP G~ 7 6 a ( 10 0~ 0 . a 2 . MP G 约 0 40 0
当前 常见 的蓄能器 有气体 加 载式 、重锤 式 和弹
簧式 几种 。
安全阀等设备 ,在液压泵 的出人 口处设 置了双滤 器。对供液回路的保护采用全启式安全 阀,设定点 3 . a ( 0 SG 。为了维 持液压 供液 回路 4 5MPG 500P I )
的压 力平稳 ,在主供 液 回路 中设 置 了蓄能 器 和 自立 式调 节 阀。储 液罐 为 常 压 罐 ,内部 压 力 表 压 为 0 ka PG。以上各 种 泵 和仪 表 的前 后 都 设 有 截 止 阀 或 器 ;液压 泵 ;设 计 ;计 算
中图分类号:T 9 文献标识码:C 文章编号 :10 — 3 8 ( 0 8 S 0 6 0 E 0 1 8 2 2 0 ) 1— 0 6— 3
Absr c t a t: On o s o e p o u t n p a om ,we le d c n r lpa e s a i o t n q i me tt i ti ae f h r r d ci lt r o f l a o to n li mp ra te u p n o man an s f h a d sa l r d to n tb e p o ucin.Hy r u i i p mp pr vd t b e h d a lc p we u p y,a c multrwilk e h r s d a lc o l u o i e sa l y r u i o rs p l cu ao l e p t e p e - sr u e,wh n h d a i mp fie .Th ol w o t n s i r d e t t d o e in a u c u l tra d h - e y r ul pu al d c efl o c n e t nto uc he meho f d sg bo ta c mu ao n y
蓄能器计算——精选推荐

蓄能器用于储存和释放压力能时(图6-2),蓄能器的容积V A是由其充气压力pA、工作中要求输出的油液体积VW、系统最高工作压力p1和最低工作压力p2决定的。
由气体定律有
图6-2皮囊式蓄能器储存和释放能量的工作过程
pA VnA=p1Vn1=p2Vn2=const (6-1)
式中:V1和V2分别为气体在最高和最低压力下的体积;n为指数。
n值由气体工作条件决定:当蓄能器用来补偿泄漏、保持压力时,它释放能量的速度是缓慢的,可以认为气体在等温条件下工作,n=1;当蓄能器用来大量提供油液时,它释放能量的速度是很快的,可以认为气体在绝热条件下工作,n=1.4。
由于VW=V1-V2,因此由式(6-1)可得:
(6-2)
pA值理论上可与p2相等,但为了保证系统压力为p2时蓄能器还有能力补偿泄漏,宜使pA <p2,一般对折合型皮囊取pA=(0.8~0.85)p2,波纹型皮囊取pA=(0.6~0.65)p2。
此外,如能使皮囊工作时的容腔在其充气容腔1/3至2/3的区段内变化,就可使它更为经久耐用。
蓄能器用于吸收液压冲击时,蓄能器的容积V A可以近似地由其充气压力pA、系统中允许的最高工作压力p1和瞬时吸收的液体动能来确定。
例如,当用蓄能器吸收管道突然关闭时的液体动能为ρAlυ2/2时,由于气体在绝热过程中压缩所吸收的能量为:
故得:
(6-3)
上式未考虑油液压缩性和管道弹性,式中pA的值常取系统工作压力的90%。
蓄能器用于吸收液压泵压力脉动时,它的容积与蓄能器动态性能及相应管路的动态性能有关。
液压传动系统的设计与计算

液压传动系统的设计与计算[原创2006-04-09 12:49:44 ] 发表者: yzc741229液压传动系统设计与计算液压系统设计的步骤大致如下:1.明确设计要求,进行工况分析。
2.初定液压系统的主要参数。
3.拟定液压系统原理图。
4.计算和选择液压元件。
5.估算液压系统性能。
6.绘制工作图和编写技术文件。
根据液压系统的具体内容,上述设计步骤可能会有所不同,下面对各步骤的具体内容进行介绍。
第一节明确设计要求进行工况分析在设计液压系统时,首先应明确以下问题,并将其作为设计依据。
1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。
2.主机对液压系统的性能要求,如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。
3.液压系统的工作环境,如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。
图9-1位移循环图在上述工作的基础上,应对主机进行工况分析,工况分析包括运动分析和动力分析,对复杂的系统还需编制负载和动作循环图,由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律,以下对工况分析的内容作具体介绍。
一、运动分析主机的执行元件按工艺要求的运动情况,可以用位移循环图(L—t),速度循环图(v—t),或速度与位移循环图表示,由此对运动规律进行分析。
1.位移循环图L—t图9-1为液压机的液压缸位移循环图,纵坐标L表示活塞位移,横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间,曲线斜率表示活塞移动速度。
该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。
2.速度循环图v—t(或v—L)工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。
图9-2为三种类型液压缸的v—t图,第一种如图9-2中实线所示,液压缸开始作匀加速运动,然后匀速运动,图9-2 速度循环图最后匀减速运动到终点;第二种,液压缸在总行程的前一半作匀加速运动,在另一半作匀减速运动,且加速度的数值相等;第三种,液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动,然后匀减速至行程终点。
液压传动系统设计与计算

液压传动系统设计与计算一、液压缸的设计计算1.初定液压缸工作压力液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段中的最大总负载力来确定,此外,还需要考虑以下因素:(1)各类设备的不同特点和使用场合。
(2)考虑经济和重量因素,压力选得低,则元件尺寸大,重量重;压力选得高一些,则元件尺寸小,重量轻,但对元件的制造精度,密封性能要求高。
所以,液压缸的工作压力的选择有两种方式:一是根据机械类型选;二是根据切削负载选。
如表9-2、表9-3所示。
表9-2 按负载选执行文件的工作压力表9-3 按机械类型选执行文件的工作压力2.液压缸主要尺寸的计算缸的有效面积和活塞杆直径,可根据缸受力的平衡关系具体计算,详见第四章第二节。
3.液压缸的流量计算液压缸的最大流量:qmax=A·vmax (m3/s) (9-12)式中:A为液压缸的有效面积A1或A2(m2);vmax为液压缸的最大速度(m/s)。
液压缸的最小流量:qmin=A·vmin(m3/s) (9-13)式中:vmin为液压缸的最小速度。
液压缸的最小流量qmin,应等于或大于流量阀或变量泵的最小稳定流量。
若不满足此要求时,则需重新选定液压缸的工作压力,使工作压力低一些,缸的有效工作面积大一些,所需最小流量qmin也大一些,以满足上述要求。
流量阀和变量泵的最小稳定流量,可从产品样本中查到。
二、液压马达的设计计算1.计算液压马达排量液压马达排量根据下式决定:vm=6.28T/Δpm*ηmin(m3/r) (9-14)式中:T为液压马达的负载力矩(N·m);Δpm为液压马达进出口压力差(N/m3);ηmin为液压马达的机械效率,一般齿轮和柱塞马达取0.9~0.95,叶片马达取0.8~0.9。
2.计算液压马达所需流量液压马达的最大流量:qmax=vm·nmax(m3/s)式中:vm为液压马达排量(m3/r);nmax为液压马达的最高转速(r/s)。
蓄能器的选型、使用维修说明

蓄能器的选型、使⽤维修说明⼀、液压蓄能器选型步骤1 明确蓄能器的主要功能以上3个主要功能的选择,⽆论选择的是哪⼀项,蓄能器在实现该项功能的同时,也可能对另2项功能有⼀定程度的作⽤。
2 依据主要功能对⼝计算蓄能器的容积和⼯作压⼒2.1 作辅助动⼒源V—所需蓄能器的容积(m3)p 0—充⽓压⼒Pa,按0.9p1>p>0.25 p2充⽓Vx—蓄能器的⼯作容积(m3)p1—系统最低压⼒(Pa)p2—系统最⾼压⼒(Pa)n—指数;等温时取n=1;绝热时取n=1.4 2.2吸收泵的脉动A—缸的有效⾯积(m2)L—柱塞⾏程(m)k—与泵的类型有关的系数:泵的类型系数k单缸单作⽤ 0.60单缸双作⽤ 0.25双缸单作⽤ 0.25双缸双作⽤ 0.15三缸单作⽤ 0.13三缸双作⽤ 0.06p—充⽓压⼒,按系统⼯作压⼒的60%充⽓2.3吸收冲击m—管路中液体的总质量(kg)υ—管中流速(m/s)—充⽓压⼒(Pa),按系统⼯作压⼒的90%充⽓p注:1.充⽓压⼒按应⽤场合选⽤。
2.蓄能器⼯作循环在3min以上时,按等温条件计算,其余均按绝热条件计算。
⼆、蓄能器故障的分析与排除1 蓄能器常见故障的排除以NXQ型⽪囊式蓄能器为例说明蓄能器的故障现象及排除⽅法,其他类型的蓄能器可参考进⾏。
1.1 ⽪囊式蓄能器压⼒下降严重,经常需要补⽓⽪囊式蓄能器,⽪囊的充⽓阀为单向阀的形式,靠密封锥⾯密封(见图1-8)。
当蓄能器在⼯作过程中受到振动时,有可能使阀芯松动,使密封锥⾯1不密合,导致漏⽓。
阀芯锥⾯上拉有沟糟,或者锥⾯上粘有污物,均可能导致漏⽓。
此时可在充⽓阀的密封盖4内垫⼊厚3mm左右的硬橡胶垫圈5,以及采取修磨密封锥⾯使之密合等措施,另外,如果出现阀芯上端螺母3松脱,或者弹簧2折断或漏装的情况,有可能使⽪囊内氮⽓顷刻泄完。
1.2 ⽪囊使⽤寿命短其影响因素有⽪囊质量,使⽤的⼯作介质与⽪囊材质的相容性;或者有污物混⼊;选⽤的蓄能器公称容量不合适(油⼝流速不能超过7m/s);油温太⾼或过低;作储能⽤时,往复频率是否超过1次/10s,超过则寿命开始下降,若超过1次/3s,则寿命急剧下降;安装是否良好,配管设计是否合理等。
二次调节流量耦联静液垂直负载系统中液压蓄能器的选择计算

2
足系统要求。根据式()这时有 : 1,
薰
△ p △ p
△v : v 一 v:: 、 。 , ,
二 兰 ㈡
( 2 )
a 【 1 c =0. 7
与压 差 p的 关 系
当初始容积 , 液压蓄能器最低工作压力 P 不
0 前 言
随着经济 的发展 , 能源问题 E益突出, t 节能已经成 为缓解 当代能源问题的重要途径 。人们对节能系统的 研究 , 绝大多数是采用各种能量 回收技术对能量进行 回收和重新利用。在液压设备中有许多可以进行能量 回收的工况 , 例如在垂直负载工况下的液压抽油机下 冲程阶段、 液压电梯下降阶段, 惯性负载工况下的液压 或液压混合驱动车辆的制动阶段都存在着负值负载向 系统 回馈 能 量 的 情 况 _ 。按 照 能 量 回收 方 式 的不 同 1 j 在液压系统中可分为机械能量 回收方式 , 电能量回收 方式和液压能量 回收方式等几种形式 J 。其 中液压 能量回收方式有最大的功率 密度 , 能在短时间内提供 所需要的足够能量 ; 同时 , 采用液压能量回收方式可较 长时间储能 , 各个部件技术成熟 , 工作可靠 , 整个系统
实 现技术 难度 小 , 于 实 际商 业 化 应 用 。这 种 能 量 回 便
5 .单 向阀
rO r f -1
12 、 .二次 兀 件 ( 压 泵 / 达 ) 3 电 动 机 液 马 .
4 .溢 流 阀
6 .行程开关
7 .液压蓄能器
8 .液压缸
图 1 二次调 节流量耦联静液垂直负载能量 回收 系统
此利用二次调节静液传动技术可 以很好地解决负载端 势 能及 动能 的 回收 问题 _ 。 4 j 二次调节流量耦联静液垂直负载能量 回收系统如 图 1 示 , 里 针对 液压 蓄能 器 在二 次调 节 流 量 耦联 所 这 静液垂直负载能量回收系统 中的应用进行分析。
蓄能器

蓄能器的结构、原理和计算蓄能器概述•蓄能器是一种能把液压储存在耐压容器里,待需要时又将其释放出来的能量储存装置;•蓄能器是液压系统中的重要辅助元件,对保证系统正常运行、改善其动态品质、保持工作稳定性、延长工作寿命、降低噪声等起着重要的作用;•蓄能器可以作为液压系统中的辅助动力源、紧急动力源,可以起到补充泄露、保持恒压、吸收液压冲击、吸收脉动和降低噪声等效果。
蓄能器工作原理•由于液压油是不可压缩液体,因此不能通过压缩液压油以蓄积压力能,必须依靠其他介质来转换、蓄积压力能。
•以囊式充气蓄能器为例,该蓄能器由油液部分和带有气密封件的气体部分(一般为氮气)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。
•1、重力式蓄能器重力式蓄能器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存储起来。
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。
这类蓄能器一般仅供暂存能量用。
•2、弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器依靠压缩弹簧把液压系统中的压力能转化为弹簧的弹性势能存储起来,需要时再加以释放。
其结构简单、成本较低。
缺点是由于弹簧伸缩量有限,故而容量较小,弹簧对于系统压力变化不怎么敏感。
所以只适合小容量、低压系统,或是用作缓冲装置。
•3、充气式蓄能器充气式蓄能器的工作原理以PV=nRT=C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。
当系统压力超过蓄能器内部压力时,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。
针对不同工况选择适当的充气压力是使用这种蓄能器的关键。
此类蓄能器可做成各种规格,适用于各种大小型液压系统,皮囊惯性小,反应灵敏,适合用作消除脉动;不易漏气,隔离式的没有油气混杂的可能;安装维护容易,附属设备少,是目前使用最为广泛的蓄能器。
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液压蓄能器的计算
根据使用情况的不同,蓄能器的容量计算分为三种情况。
1.作为能源使用,排出的油速度较慢时
蓄能器用来保持系统压力,补偿泄漏等情况,蓄能器内气体的变化状态,可按等温变化考虑。
即
p0V0=p1V1=p2V2=常数
式中p0——供油前充气压力(Pa)
p1——最高工作压力(Pa)
p2——最低工作压力(Pa)
V0——供油前蓄能器气体容积,即蓄能器的总容量(L);
V1——压力p1时的气体容积(L)
V2——压力p2时的气体容积(L)
由上式可知,当工作压力从p1降为p2时,气体容积变化量,即蓄能器排出的油量ΔV为
ΔV=V2- V1=p0 V0(1/ p2-1/ p1)
于是蓄能器的总容积为
V0=(ΔV p1 p2)/ p0(p1- p2)
2.作为能源使用,排出油的速度很快时
蓄能器内气体的变化状态可按绝热变化考虑。
即
p0V01.4= p1 V11.4= p2V21.4=常数
当蓄能器的工作压力从p1降为p2时,排出的油量
ΔV=p00.71 V0(1/ p20.71-1/ p10.71)
于是,蓄能器的总容积为
V0=(ΔV p10.71p20.71)/ p00.71(p10.71- p20.71)
式中符号含义同前。
对于气囊式蓄能器的充气压力p0推荐:折合型取p0=(0.8~0.85)p2;波纹型取p0=(0.6~0.65)p2;
对于活塞式蓄能器推荐:p0=(0.8~0.9)p2。
3.作为吸收压力冲击和压力脉动使用
(1) 吸收压力冲击(如阀门突然关闭等情况)时,可按下面经验公式计算
V0=0.004qp3(0.0164L-t)/(p3-p1)
式中V0——蓄能器的总容积(L);
p1——阀门关闭前管内液压油的工作压力(Pa)
p3——阀门关闭后允许的最大冲击压力,一般取p3=1.5 p1(Pa)
q——阀门关闭前管内的流量(L/min)
L——产生冲击压力的管道长度(m)
t——关闭阀门的时间(s),t=0为突然关闭。
计算结果V0为正值时,才有设置蓄能器的必要,并且要尽量安装在发生压力冲击的地方。
(2) 吸收液压泵压力脉动时,其计算公式为
V0=V p I/0.6K
式中V0——蓄能器的总容积(L);
I——液压泵的排量变化率,I=ΔV/V p,ΔV为超过平均排量的排出量;
V p——液压泵的每转排量(L/r);
K——液压泵的压力脉动率(K=Δp/P p)
P p——液压泵工作压力(Pa)
Δp——液压泵压力脉动。
使用时,取蓄能器充气压力P0=0.6P。