液壓蓄能器

　　液壓蓄能器

　　液壓蓄能器是液壓氣動係統中的（de）一種能量儲蓄裝（zhuāng）置。它在適當的時機（jī）將係統中的能量轉變為壓縮能或位能儲存起來，當係統需要時，又將壓縮能或位能轉變為液壓或氣壓等能（néng）而（ér）釋放出來，重新補供（gòng）給係統。當係統瞬間壓力增大時，它可以（yǐ）吸收這部分的能量，以保證整個（gè）係統壓力正常。

　　原理

　　液壓油是不可壓縮液體，因此利用液壓油（yóu）是無法蓄積壓力能（néng）的，必須依靠其他介質來（lái）轉換、蓄積壓力能。例如，利用氣（qì）體(氮氣)的可壓縮性質（zhì）研製的皮囊式充氣蓄能器就是一種蓄積液壓油的裝置。皮囊式蓄能器（qì）由油液部分和帶（dài）有氣密封件的氣體部分組成，位於皮囊周圍的油液與油（yóu）液回路接通。當壓力升高時油（yóu）液進入蓄能器，氣體被（bèi）壓縮，直到係統管路壓力不再上升;當管路壓（yā）力下降時壓縮空氣膨脹，將油液壓入回路，從而減（jiǎn）緩管路壓力的下降。

　　分類

　　蓄能器按（àn）加載方式（shì）可分為彈（dàn）簧式和活塞式兩種。

　　液壓蓄能器彈（dàn）簧式

　　它依靠壓縮彈簧把液壓係統（tǒng）中的過剩壓力（lì）能轉化為彈簧勢（shì）能存（cún）儲起來，需要時釋放出去。其結構（gòu）簡單，成本較低。但是因為彈簧伸（shēn）縮量（liàng）有限，而且彈簧（huáng）的伸縮對壓力變化不敏感（gǎn），消振功能差，所以隻適合小容量、低壓係統(P≦1.0～1.2MPa)，或者用作緩衝裝置（zhì）。

　　液（yè）壓蓄能器活塞式（shì）

　　它通過提升加載在密封活塞上的質（zhì）量塊（kuài）把液壓係統中的壓力能轉化為重力勢能積蓄起來。其結構（gòu）簡單（dān）、壓力穩定。缺點是安裝局限性大，隻能垂直（zhí）安裝;不易密封;質量塊慣性大（dà），不（bú）靈敏。這類蓄（xù）能器僅供暫存能量用（yòng）。

　　這兩種蓄能器因為其局（jú）限性已經很少采用。但（dàn）值得注意的是，有些研究部門從經濟角度考（kǎo）慮在這（zhè）兩種蓄能器的（de）結構上做一些改進，在一定程度上克服了其缺（quē）點。比如國內某廠采用改進彈簧式蓄能器的（de）結構。如圖2所示，加（jiā）大彈簧外徑(大於液壓腔直徑)、限定彈簧行程(將彈簧最（zuì）大載荷限定在許用極限（xiàn）載荷（hé）以內)的方法提（tí）高了蓄能器的工作壓力和容量，降低了成本。

　　液壓蓄（xù）能器氣體式

　　它以波義爾定律(PVn=K=常數)為基礎（chǔ），通過壓縮氣體完成能量轉化，使用時（shí）首先（xiān）向蓄（xù）能器充入預定壓力的氣體。當（dāng）係（xì）統壓力超過蓄能器內部壓力時，油液壓縮氣體，將油液中的壓力轉化為氣體內能;當係統壓力低於蓄能器內部壓力時，液壓蓄能器中的油（yóu）在高壓（yā）氣體的（de）作用下流向外部係（xì）統，釋放能量。選擇適當的充氣壓力是這種蓄能器的關鍵。這類蓄能器按結（jié）構可分為管（guǎn）路消振器、氣液直接接觸式、活塞式、隔膜式、氣（qì）囊式等。

　　用途

　　液壓蓄能器有兩種用途。①當低速運動時載荷需要的流量小於液壓泵（bèng）流量，液壓泵（bèng）多餘的流量儲入蓄能（néng）器，當載荷要（yào）求流量大於液（yè）壓泵流量時，液體從蓄能器放出來，以補液壓泵流量之不足（zú）。②當停機但仍需維持一定壓力時，可以停止液壓泵而由蓄能（néng）器補償係統的泄漏，以保持係統的壓力。

　　液壓蓄能器也（yě）可用來吸收液壓泵的壓力脈動（dòng）或吸收係統中產生的液（yè）壓衝擊（jī）壓力。蓄能器中的壓力可以用壓縮氣體、重錘或彈簧來產生，相應地（dì）蓄能器分（fèn）為氣體式、重錘式和彈簧式（shì）。氣體（tǐ）式蓄能器中的氣體與液體直接接觸者（zhě），稱為接觸式，其結構（gòu）簡單，容量大，但液體中容易混入氣體，常用於水壓機上（shàng）。氣體與液體（tǐ）不接觸的稱為隔離式，常用皮囊（náng）和（hé）隔膜（mó）來（lái）隔離，皮囊體積變化量大，隔（gé）膜體積變化量小，常用於吸（xī）收壓力脈動。重錘式容（róng）量較大，常用於軋機等係統中，供蓄能用。

　　分類功用

　　液壓蓄能器的種類主要分為：彈簧式和充（chōng）氣式（shì）。蓄能器的功用(1)短期大量供油(2)係統保（bǎo）壓3)應急能源(4)緩（huǎn）和衝擊壓力（lì）(5)吸收脈動壓（yā）力蓄能器（qì）的功能主（zhǔ）要分為存儲能量、吸收液壓衝擊、消除脈動和回（huí）收能量四大類。

　　第一類：存儲能量。這一類功用在實際使用（yòng）中又可細分為：①作輔助動力（lì）源，減（jiǎn）小裝機容量;②補償泄漏;③作熱膨（péng）脹補（bǔ）償;④作緊（jǐn）急動力源;⑤構成恒壓油源。

　　第二類：吸收（shōu）液壓衝擊。換向閥突然換向、執行元件運動的突然停止都（dōu）會在液壓（yā）係統中產生壓力衝擊，使係統壓力在短時間內快速升高，造成儀表、元件和密封裝置的損壞，並產生振動和噪聲。為保證吸收效果，蓄能器應設置（zhì）在衝（chōng）擊點附近，所以蓄能器（qì）一般裝設在控製閥或液（yè）壓缸等衝擊源之前，可（kě）以很（hěn）好地吸收和緩衝液壓衝擊。

　　第三類：消除脈動、降低噪聲。對於采用柱塞泵且其柱（zhù）塞數較少的液壓係統，泵流量周期變化使係統產生振動。裝設蓄能器，可以大量吸收脈動壓力和流量中的（de）能量，在流量脈（mò）動的（de）一個周期（qī）內（nèi）。瞬時流量高於平均（jun1）流量的部分油液被蓄能器吸收，低於平（píng）均流量部分由蓄能器補充，這就吸收了脈動中（zhōng）的（de）能量，降低了（le）脈動，減小了對敏感儀器和設備的損壞程茺。

　　第四類：回收能量。用蓄能器回收能量是目研究較多的（de）一個領域。能量回收可以提高能量利用（yòng）率，是節能（néng）的一個重要途徑。蓄能（néng）器（qì）因為可以（yǐ）暫存能（néng）量，所以可以用來回收多種功能、位置勢能。這方麵的主要研究有：①回收車輛製動能量;②回收工程（chéng）機械動臂機構位能;③回收液壓挖掘機轉台製動能量;④回收石油修井機及（jí）鑽（zuàn）機管下落重力勢能;⑤回收電梯下行重力勢能。

　　使用維修

　　液壓蓄能器的使用維（wéi）修主要包括蓄能（néng）器的安裝維護、故障診斷與排除及修（xiū）理等。蓄能器的安（ān）裝包括安裝前的檢查、安裝、充氮等（děng）。正確的安裝固定與充氣，是（shì）蓄（xù）能器正常運行、發揮應有作用的（de）重要條件。參數的測量與各類工具儀表的正確使用不（bú）可（kě）忽略。

　　液壓蓄能器在使用過程（chéng）中防泄漏，要定期對氣囊進行氣密性（xìng）檢查及其他方麵的檢查。因此，日常檢查與維護保養不可（kě）少。日常檢查即用目視、聽覺和手摸及儀表等簡單的方法進行外觀及狀態的檢查，檢（jiǎn）查時既要檢查局部（bù）也要注意設（shè）備（bèi）整體。在檢查中發現（xiàn）的異常情況，對妨礙蓄能器繼續工（gōng）作的應作應急處理;對其他的則應仔細雨觀察並記錄，到定期維護時予以（yǐ）解決。一些損壞的零部件也需要及時更換。主動維護是繼故障維修、預防維修、狀態維（wéi）修後，國際上來提（tí）出的一種新（xīn）的設備管理理論。它的定義是：對導致設備損壞的根源性參數進行修複，從（cóng）而（ér）有效地防止失（shī）效的發生，延長（zhǎng）設（shè）備（bèi）的使用壽命。主動維護是在設備（bèi）磨損之前針對（duì）其根源問（wèn）題采取的措施，有效地控製磨損及（jí）失效的發生，從而大幅度地延長修理周期。主動維護不但（dàn）為液壓設備與元件可造運行提供（gòng）保障，同時可大幅度降（jiàng）低維修成本。

　　液壓蓄能器在液壓係統中屬（shǔ）於危險部件，所以在（zài）操（cāo）作過程中要特別注意安全。蓄能器故障診斷（duàn）與排除（chú），既包括蓄能器（qì）本身故障（zhàng）的診斷與排除，又涉及蓄能（néng）器所在液壓係統的故障診斷與排除，兩者之間相互交織。故障診（zhěn）斷的主要工作內（nèi）容有：①判定故障的性質與嚴重程度。根據現場狀況，判（pàn）斷是否存在故障，是什麽性質的（de）問題（tí）(壓力、速度、動作還是其他)，問題的嚴重程度(正常、輕微故障、一般故（gù）障（zhàng）、還是嚴重故障)。②查（chá）找失效（xiào）元（yuán）件及失效（xiào）位置（zhì）。根據症狀及相關信息，找出故障點，以便進一（yī）步排除故障，這裏主要弄清“問題出在何處”。③進（jìn）一步查找引起故障的初始原因。如液壓油汙染，元件可靠性低，環境因素不合要求等。這裏主（zhǔ）要弄（nòng）清故障的外部原因。④機（jī）理分析。對故障的因果關係鏈進行深入地分析（xī）與探討，弄（nòng）清問題（tí）產生的來龍去（qù）脈。⑤預測故障（zhàng）發展趨向。根據係統磨（mó）損劣化的現狀及速度、元件使用壽（shòu）命的理論與經驗數（shù）據，預測（cè）蓄能器（qì）或液壓係統將來的（de）狀況。分析、對（duì）比、統計、歸（guī）納與綜合，找出規（guī）律。

　　液壓蓄能器充氣：蓄能器補充（chōng）氮氣通常有兩種方式：1，當蓄能（néng）器使用壓力低於8MPa時可通過氮氣瓶和充氮工具來補充氮氣，將充氮工（gōng）具一（yī）端與（yǔ）氮氣瓶相連（lián），另一端與（yǔ）蓄能器相連，打開氮氣瓶閥（fá）門即可完成充氣。2，當蓄（xù）能器使用壓力高於8MPa時，通過氮氣瓶和充（chōng）氮工具已無法完成充氣，在這種情況下可用充氮車，充工具，氮（dàn）氣瓶三（sān）者配合使用來給蓄能（néng）器補充氮氣。首（shǒu）先用高壓軟（ruǎn）管將氮氣瓶和充氮（dàn）車進氣口連接起來，充氮車出氣口（kǒu）通過（guò）充（chōng）氮工具與蓄能器進氣口連（lián）接起來，在充氮車上設定好輸出壓力，然後打開（kāi）氮氣瓶閥門，充氮車接上電（diàn）源，打開（kāi）充氮車開機旋鈕即可完成充氣。