蓄能器在“九机”上的运用

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1、蓄能器在“九机”上的运用曹瑾康无锡威孚长安有限责任公司摘要：蓄能器是一种能把液压能储存在耐压容器里，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作用。蓄能器给系统带来的经济、节能、安全、可靠、环保等效果非常明显。在现代大型液压系统，特别是具有间歇性工况要求的系统中得到广泛的使用。关键词：蓄能器原理功用充气维修一．蓄能器在组合机床中的运用上世纪70年代液压技术得到广泛使用，液压式组合机床——“九机”就是70年代由威孚公司自主设计

2、、研发、制造的A型泵泵体加工流水线，至今已有30多年的历史。起初的设计只能满足年产4000台A型泵泵体的生产能力，经过80年代和90年代两次较大规模的技术革新和产能升级，把起初的四个夹具同步加工改成现在八个夹具和八个工位同步加工；并把几个独立分散的小油箱整合成一个中心液压站，利用一台液压泵作为主动力源，一个125ml容量的囊式蓄能器作为辅助动力源，并采用叠加阀的形式实现各动力头同步运行；电气上采用PC系统进行统一操控，实现了倍增式的生产效能。“九机”流水线共有9台回转式液压组合机床组成，每台设备有一个回转式工作台上部装有八只夹具，围

3、绕工作台面四周均匀分布有七个动力头一个装夹工位。工作台面回转一个工位装夹一只工件，回转一周可装夹八只工件，当工作台回转到位后讯号传递到七个动力头同时快进，此时由于瞬间需要提供大量的油液来支撑动力头快速进给运动，因此经常会由于油液补充跟不上使快速进给运动无法实现，针对这一现象我们进行了技术革新，在九机液压系统中使用蓄能器用来补偿瞬时油量供应不足问题，并取得了良好的效果，不仅使设备进给动作较为平稳，而且加工精度也得到了相应提升。二．蓄能器的工作原理液压油是不可压缩液体，因此利用液压油是无法蓄积压力能的，必须依靠其他介质来转换、蓄积压力能

4、。例如：利用气体（氮气）的可压缩性质研制的皮囊式充气蓄能器就是一种蓄积液压油的装置。皮囊式蓄能器由油液部分和带有气密封件的气体部分组成，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气体膨胀，将油液压入回路，从而减缓管路压力的下降。蓄能器类型多样、功用复杂，不同的液压系统对蓄能器功用要求不同，只有清楚了解并掌握蓄能器的类型、功用，才能根据不同工况准确选择蓄能器，使其充分发挥作用，达到改善系统性能的目的。三．蓄能器的类型蓄能器按加载方式可分为弹簧式、重锤式和气体式。

5、弹簧式蓄能器如图1（a）所示，它依靠压缩弹簧把系统中的过剩压力能转化为弹簧式能存储起来，需要时释放出去。其结构简单，成本较低。但是因为弹簧伸缩量有限，而且弹簧的伸缩对压力变化不敏感，消振功能差，所以只适合小容量、低压系统（P≤1.0～1.2MPa）,或者用作缓冲装置。重锤式蓄能器如图1（b）所示，它通过提升加载在密封活塞上的质量块把液压系统内的压力能转化为重力势能积蓄起来。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。这类蓄能器仅供暂存能量用。这两种蓄能器因为其局限性已经很少采用。气体式蓄能

6、器的工作原理以波义尔定律（PVn=K=常数）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，液压油压缩气体，将油液中的压力能转化为气体内能；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回流至外部系统，释放能量。选择适当的充气压力是这种蓄能器的关键。这类蓄能器按结构可分为管路消振器、气液直接接触式、活塞式、隔膜式、气囊式等，其中又以气囊式最为常见。如图2所示，皮囊式蓄能器由铸造或锻造而成的压力罐、皮囊、气体入口阀和油入口阀组成。皮囊材质按标准，通常采用丁晴橡胶（

7、R）、丁基橡胶（IR）、氟化橡胶（FKM）、环氧乙烷—环氧化氯丙烷橡胶（CO）等材料。皮囊式蓄能器由耐压壳体、弹性气囊、充气阀、提升阀、油口等组成。这种蓄能器可组成各种规格，适用于各种大小型液压系统；胶囊惯性小，反应灵敏，适合用作消除脉动；不易漏气，没有油气混杂的可能；安装容易、充气方便、维护简单、附属设备少，是目前使用最广泛的蓄能器。但是，皮囊和壳体制造比较困难，并且皮囊强度不高，允许的液压波动值受到限制，只能在一定的温度范围（-20～70℃）内使用。四．蓄能器的功用1．存储能量，应急动力蓄能器被广泛用作辅助能源，与压力继电器组合

8、使用，在间隙工作的场合，可以作为辅助能源，实现液压泵的小型化并可节约能源。如钢厂炼钢炉的倾转液压系统。2.吸收脉动，平稳系统液压泵排出的液体都具有较大的脉动，这种脉动会使液压系统产生噪音、振动，并破坏系统的工作稳定性；在液压泵出口处使