蓄能器应用举例
出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第1776页（3563字）
某液压系统执行机构参数如表28．2－1所示。各执行机构流量－时间循环如图28．2－2所示，试计算该系统储能用的蓄能器，并进行验算。
表28．2－1 执行机构参数
图28．2－2 各执行机构流量－时间循环图
(1)蓄能器压力确定
A．蓄能器的最低工作压力p1确定
p1应能满足执行机构最大负载工作所需压力。根据本系统执行机构的工作压力状况，供油压力宜分为两级。
(A)低压系统(服务于移动缸)
式中 pimax——移动缸压力2MPa；
Σ△p——压力损失取2．8MPa。
考虑备用低压系统压力取p1=6MPa。
(B)中高压系统(服务于其它机构)
式中 Σ△p′——压力损失之和取为2．8MPa。
中高压系统压力取p′1=13MPa。
B．蓄能器最高压力确定
按式(28．2－10)得：p2=(1．25～1．18)p1
低压系统
p2=1．25p1=1．25×6=7．5MPa
中高压系统：
C．蓄能器充气压力确定
考虑选用标准气囊式蓄能器，按公式(28．2－11)
p0=(0．8～0．85)p1
低压系统：
p0=0．8×6=4．8MPa
中高压系统：
p′0=0．8×13=10．4MPa
(2)蓄能器容积计算
A．有效排油量△V的计算
根据式(28．2－1)△V=ΣVk1－Σqmt，需确定泵总供油量Σqm。这里按平均流量选。
低压系统平均流量：
q=460／2=230L／min
高压系统平均流量：
q′1=(170．4+37．4)／2=103．9L／min
根据平均流量及工作状态，选用双级泵。在低压系统工作时，双泵供油。此系统选用双级叶片泵。
q1=168L／min，q2=100L／min
低压系统供应移动缸所需油量，其工作时间从流量－时间图中得到t=3．5s，故低压系统有效排量：
移动缸耗量：
△V=22．12×1．2－15．6=10．944L
中高压系统耗油量ΣV′，从流量－时间循环图及计算表知，尖峰流量与平均流量之差小于脱膜缸流量，由于工况希望脱膜缸单独由蓄能器供油，故中高压系统耗油量计算应为脱膜缸耗油量。
依上法，有效排量：
△V′=4．56L
B．总容积V0计算
本系统蓄能器用于大量供油，可按式(28．2－3)计算：
低压系统：
选标准气囊蓄能器40L三个(考虑备用量)。
中高压系统：
选择标准气囊蓄能器40L三个。
(3)蓄能器有效工作容积验算
A．泵-蓄能器工作制度
由压力继电器控制。即当蓄能器工作油液减少到一定量时，其压力降到最低工作压力，泵应启动，给蓄能器补液，直至压力达到最高压力，关闭泵或卸荷，并允许系统工作。
B．蓄能器有效工作容积
低压系统：
△V=V0p0〔(1／p1)1／k－(1／p2)1／k〕
取k≈1．4有：
△V=120×0．1294=15．528
中高压系统：
C．蓄能器容积验算
蓄能器容积选择是否合适是指泵与蓄能器联合工作能否满足设备工况要求即①在设备一个工作周期内，能满足尖峰耗油量要求。②在此工作周期内，在非尖峰耗油量时能满足执行机构耗油量要求外，还能满足蓄能器补液要求。如果设备允许在两个工作周期之间有停机补液的时间，则也可在停机时向蓄能器补液。
本例的设备原则上不允许停顿，因而必须验算在一个工作周期内是否除满足执行机构耗油量要求外，还可给蓄能器补液。此外本例液压系统有两种压力等级的蓄能器，其泵-蓄能器工作情况较复杂，具体说明如下：
·低压回路(移动缸)工作时，蓄能器与高、低压泵同时供油，高压泵不能给高压蓄能器补液。
·中高压回路工作时，高压泵和高压蓄能器共同供油，低压泵可根据需要(由压力继电器控制)，向低压蓄能器补液。
·高压泵负责高压蓄能器补液工作。
·低压泵负责低压蓄能器补液工作。
根据公式(28．2－19)进行验算。
式中 Σnq——每个工序(如脱膜工序、升降平衡工序)执行机构耗油量；
Σqn——每个工序工作时间内泵供油量。例如脱膜复位工作2(s)，高压泵工作，Σq，，=100／60×2．4=4(L／min)；
t——各工序工作时间，脱膜复位工作时间t=2(s)。
根据计算△Vn结果判定蓄能器选择合适与否。具体计算结果见表28．2－2。
表28．2－2 蓄能器验算计算结果
表中△Vn和△V′n，“+”表示蓄能器充液，“－”表示蓄能器排液。从表中可看到，在一个工作循环周期中，高压、低压泵与其相对应的高压、低压蓄能器相互配合，既满足执行机构的耗油量要求，又在工作周期内完成蓄能器补液工作(这可从表中蓄能器累计油量始终为正值来判断)；在工作周期终了时，高、低压蓄能器均充满所需有效容积的油液，无需单独留出时间进行充液，因而满足设备的工艺要求。从而确认蓄能器的选择是合适的。