项目六 任务三：蓄能器的认知

项目六：液压辅助元件任务三：蓄能器的认知授课教师：某某某任务概述掌握蓄能器的功用、安装和使用01了解蓄能器的类型及结构、能独立解决蓄能器常见的故障02知识与技能在液压系统中，蓄能器是用来存贮和释放液体的压力能量的装置，主要是在液压系统需要能量少时储存多余的能量，当系统需要时再释放出来，以便更合理的利用能量，保护系统的安全和改善系统的工作性能等。此外，它还能缓和液压冲击及吸收压力脉动等。如图6.15所示为蓄能器的外观图。图6.15蓄能器的外观目录CATALOG蓄能器的功用01蓄能器的类型和结构02蓄能器的安装使用注意事项0301蓄能器的功用一、蓄能器的功用辅助动力源1蓄能器的主要功用有以下几方面。需要的流量少，系统中液压泵输出的多余油液可暂存于蓄能器中。当工作机构速度小时需要的流量多，蓄能器中贮存的压力油供出，以补充液压泵供油的不足。当工作机构速度大时液压系统中，实现周期性动作的工作循环中，在不同的工作阶段需要的速度(流量)变化很大。可按所需平均流量进行选择，不是按最大流量。如图6.16所示。从而降低电机功率消耗，降低温升，减少液压系统尺寸及重量。图6.17所示为液压机利用蓄能器作辅助动力源的液压系统原理图。在选择液压泵时图6.16蓄能器工作各阶段所需流量图6.17蓄能器作辅助动力源维持系统压力21）充当紧急动力源当驱动液压泵的电动机发生故障或突然停电时，蓄能器可当紧急动力源，使系统在一段时间内维持系统压力，避免油源突然中断所造成的机件损坏。图6.18蓄能器作应急能源维持系统压力（a）停电缩回（b）继续夹紧图6.18(a)所示液压系统为停电时，二位四通换向阀换到右位工作，此时泵因停电不再供油，蓄能器中的压力油充入液压缸上部的有杆腔，使活塞缩回，达到安全的目的。图6.18(b)所示为停电时仍能夹紧工件的原理图。2）补偿系统泄漏图6.19蓄能器补偿泄漏保持系统压力（a）夹紧保压在长时间处于停止状态的液压系统中，要想保持一定的压力，就要克服泄漏的影响，在系统中使用蓄能器就能达到保压补漏的效果。图6.19(a)所示为进给和夹紧系统共用一套油泵，首先夹紧缸夹紧工件，然后进给缸进行加工。在加工时夹紧缸的夹紧压力不允许下降，否则可能造成事故。泵的供油先进夹紧缸，夹紧后达到一定压力时，压力继电器发出电信号，使进给系统的换向阀电磁铁通电，进给缸快进。此时泵压下降，但单向阀把高、低压油路隔开，蓄能器用来给夹紧缸保压并补偿泄漏。图6.19(b)所示为应用蓄能器保持压力，使泵卸荷以降低功率的消耗。在需要较长时间保压而泵卸荷时，液压泵停止向系统提供油液的情况下，蓄能器能把储存的压力油液供给系统，补偿系统泄漏。图6.19蓄能器补偿泄漏保持系统压力（b）泵卸荷保压吸收压力脉动和减缓液压冲击301各种液压泵都有流量和压力的脉动，溢流阀也会有压力脉动，这种脉动会造成工作机构运动不稳定，甚至引起设备的损坏。若在脉动源处设置蓄能器，能吸收一部分脉动，可使脉动降低到较小的程度，如图6.20所示。图6.20蓄能器吸收压力脉动02液压缸的突然停止运动，换向阀的瞬间换向等，都会引起液压冲击，把蓄能器装在液压缸或换向阀之前，可以吸收或缓解液压冲击，如图6.21所示。图6.21蓄能器吸收液压冲击02蓄能器的类型和结构二、蓄能器的类型和结构蓄能器的结构形式有多种，按加载方式的不同，它可分为充气式和非充气式两大类。是利用气体的压缩和膨胀来储存和释放能量的，它主要包括气囊式、活塞式和隔膜式等形式，应用比较广泛。充气式蓄能器分为弹簧式和重力式两种。非充气式蓄能器充气式蓄能器1（1）囊隔式蓄能器如图6.22(a)所示为囊隔式蓄能器，它是用气囊把气体和液体隔开，主要由充气阀、壳体、气囊和进油阀等组成。在压力容器内，利用耐油的薄胶囊将气体和油液隔离，皮囊内充入惰性气体（一般为氮气）。蓄能器工作前用充气阀为气囊充气，充气完毕后关闭阀门。当外部油液压力高于气囊内气体压力时，油液从下部进入蓄能器，气囊受压缩储存压力能。当系统压力下降到小于蓄能器中油液的压力时，蓄能器便向系统提供液压油。图6.22充气式蓄能器充气阀气囊(橡胶)壳体充液腔菌形阀(a)囊隔式蓄能器囊隔式蓄能器气囊充气压力应在0.8〜0.85MPa囊隔式蓄能器系统工作压力为3.5〜35MPa囊隔式蓄能器容量为0.6~200L囊隔式蓄能器温度为-10〜65°C优点重量轻安装维护方便无噪音惯性小反应灵敏结构紧凑所以在所有蓄能器中应用最为广泛（2）隔膜式蓄能器图6.22充气式蓄能器(b)隔膜式蓄能器气腔隔膜(橡胶)壳体充液腔如图6.22(b)所示为隔膜式蓄能器。它是以隔膜代替气囊，利用薄膜的弹性来储存和释放压力能。主要用于小容量、减震和缓冲等。这种蓄能器系统工作压力最高为7MPa，容量为1〜12L，温度为-10〜70°C。（3）活塞式蓄能器如图6.22(c)所示为活塞式蓄能器。蓄能器中的气体与油液用带密封件（一般为O形密封圈）的浮动活塞隔开，活塞上部为压缩空气，气体由气阀充入，下部经油孔通向系统。活塞随下部压力油的储存和释放而在缸内滑动。图6.22充气式蓄能器(c)活塞式蓄能器气腔活塞壳体充液腔但因活塞有一定的惯性和密封摩擦力，反应不灵敏，不能用于吸收脉动和压力冲击，只用于储存能量。且在密封件磨损后易使气液混合，影响系统工作的稳定性。活塞式蓄能器系统工作压力最高21MPa活塞式蓄能器容量为1〜39L活塞式蓄能器温度为-4〜80°C优点结构简单工作可靠寿命长主要用于大流量的液压系统中非充气式蓄能器2（1）弹簧式蓄能器图6.23非充气式蓄能器(a)弹簧式蓄能器弹簧活塞壳体充液腔如图6.23(a)所示为弹簧式蓄能器，它是利用弹簧的压缩和伸长的变化来储存和释放压力能。其结构简单，反应较灵敏，产生的压力取决于弹簧的刚度和压缩量。但容量小，易内泄，有噪声。一般用于小容量、低压系统，用作蓄能和缓冲。（2）重锤式蓄能器如图6.23(b)所示为重锤式蓄能器，它输出的压力取决于重物的重量和柱塞的面积，而与储存和输出的液体的体积无关。优点：结构简单，容量大；缺点：尺寸较大且比较笨重，不灵敏，易漏油，它只能用作蓄能的大型固定设备中。图6.23非充气式蓄能器(b)重锤式蓄能器图6.24蓄能器的图形符号蓄能器的图形符号如图6.24所示(a)一般符号(b)隔膜式(c)囊隔式(d)活塞式(e)重力式（f）弹簧式03蓄能器的安装使用注意事项三、蓄能器的安装使用注意事项01充气式蓄能器中应使用惰性气体，皮囊式蓄能器原则上应油口向下垂直安装，活塞式蓄能器必须按照油口向下垂直安装。02蓄能器在液压回路中的安放位置随其功用而不同。用于吸收液压冲击或压力脉动时，蓄能器应尽可能靠近冲击源或脉动源；补油保压时宜放在尽可能接近有关的执行元件处。03装在管路上的蓄能器须用支板或支架固定，且便于检查维修，远离热源。04蓄能器与液压泵间装单向阀，防止液压泵停车时蓄能器内储存的压力油倒流到泵内，损坏液压泵。05蓄能器与管路之间应安装截止阀，供充气或检修时使用。当长期停止使用时，应关闭蓄能器与管路间的截止阀，保持蓄能器油压在充气压力之上。06蓄能器是压力容器，属于危险元件，所以在搬运和拆装时应排出内部气体，注意安全。技能训练训练3蓄能器常见的故障排除：气囊式蓄能器压力下降严重，经常需要补气。图6.25蓄能器皮囊气阀简图皮囊的充气阀为单向阀的形式，靠密封锥面密封，如图