蓄能器工作参数的选择
《液压与气动技术》电子教案 第14单元课：液压辅助元件
第14单元课：液压辅助元件引入新课一、复习和成果展示1.知识点回顾（1）液压缸的结构特点和工作原理。
（2）方向控制阀的工作原理、结构特点及应用。
（3）各类压力控制阀的工作原理、结构特点及应用。
（4）流量控制阀的工作原理、结构特点和应用。
2.成果展示由16-20号学生展示第13单元课的理实作业，老师点评，纠正错误点。
二、项目情境小王去买液压辅助元件，但他不知道液压辅助元件都有哪些，各有什么作用。
通过本节课的学习，我们来帮助小王解决这个问题。
三、教学要求1.教学目标（1）熟练掌握油箱的功用及油箱的设计；（2）掌握过滤器的工作原理及应用；（3）掌握蓄能器的工作原理及应用；（4）掌握密封元件的工作机理及应用。
2.重点和难点（1）油箱的功用及油箱的设计；（2）过滤器的工作原理及应用；（3）蓄能器的工作原理及应用；（4）密封元件的工作机理及应用。
教学设计任务1：蓄能器和过滤器一、相关知识1.蓄能器（1）蓄能器的功用和分类蓄能器是一种能将具有液压能的压力油储存起来，并在系统需要时再将其释放出来的储能装置。
1）蓄能器的功用蓄能器的功用主要有以下几方面：①用作辅助动力源②用作应急动力源③补偿泄漏和保持恒压④吸收脉动，降低噪声⑤吸收液压冲击2）蓄能器的类型蓄能器主要有以下几种类型：①活塞式蓄能器图6-1（a）所示为一种典型的活塞式蓄能器的外形。
其结构原理如图6-1（b）所示，它由活塞将油液和气体分开，气体从阀门3充入，油液经油孔a和系统连通。
其优点是气体不易混入油液中，所以油不易氧化，系统工作较平稳，结构简单，工作可靠，安装容易，维护方便，寿命长；其缺点是由于活塞惯性大，有摩擦阻力，故反应不够灵敏。
活塞式蓄能器主要用于储能，不适于吸收压力脉动和压力冲击。
图6-1（c）所示为其图形符号。
（a）外形（b）结构原理（c）图形符号图6-1 活塞式蓄能器1—活塞；2—缸体；3—阀门②气囊式蓄能器图6-2（a）所示为一种气囊式蓄能器的外形。
液压系统调试标准
液压系统调试规范不管是新制造的液压设备还是经过大修后的液压设备,都要对液压系统进行各项技术指标和工作性能的调试,或按实际使用各项技术参数进行调试。
液压系统的调试主要有以下几方面内容。
1.液压系统各个动作的各项参数，如力、速度、行程的始点与终点、各动作的时间和整个工作循环的总时间等，均应调整到原设计所要求的技术指标。
2.调整全线或整个液压系统，使用其工作性能达到稳定可靠。
3.在调试过程中要判别整个液压系统的功率损失和工作油液温升变化状况。
4.要检查各可调元件的可靠程度。
5.要检查各操作机构灵敏性和可靠性。
6.凡是不符合设计要求和有缺陷的元件，都要进行修复或更换。
液压系统的调试一般应按泵站调试、系统调试顺序进行。
各种高度项目，均由部分到系统整体逐项进行，即部件，单机、区域联动、机组联动等。
一、液压系统调试前的准备1、调试前，应根据设备使用说明书及有关技术资料，全面了解被调试设备的结构、性能、工作顺序、使用要求和操作方法，以及机械、电气、气动等方面与液压系统的联系，认真研究液压系统各元件的作用，读懂液压原理图，搞清楚液压元件在设备上的实际安装位置及其结构、性能和调整部位，仔细分析液压系统各工作循环的压力变化、速度变化以及系统的功率利用情况，熟悉液压系统用油的牌号和要求。
2、在掌握上述情况的基础上，确定调试的内容、方法及步骤，准备好调试工具、测量仪表和补接测试管路，制订安全技术措施，以避免人身安全和设备事故的发生。
3、新设备和经过修理的设备均需进行外观检查，其目的是检查影响液压系统正常工作的相关因素。
有效的外观检查可以避免许多故障的发生，外观检查主要包括:1)检查各个液压元件的安装及其管道连接是否正确可靠。
2)防止切屑、冷却液、磨粒、灰尘及其它杂质落入油箱，检查各个液压部件的防护装置是否具备和完好可靠。
3)检查油箱中的油液牌号和过滤精度是否符合要求，液面高度是否合适。
4)检查系统中各液压部件、管道和管接头位置是否便于安装、调节、检查和修理。
汽轮机蓄能器的作用
汽轮机蓄能器的作用蓄能器是一种能量储存装置，能够在不同能量系统之间进行能量的储存、释放和转移。
在汽轮机中，蓄能器发挥着重要的作用，能够提高汽轮机的运行效率、稳定性和可靠性。
本文将对蓄能器汽轮机运行过程中，由于各种因素的影响，可能会出现压力波动的情况。
蓄能器可以吸收这些压力波动，减少对设备的损伤，延长设备的使用寿命。
同时，蓄能器还能有效缓解汽轮机启动、停止过程中产生的压力突变，减小对系统的冲击。
系统保护当汽轮机出现故障或紧急停机时，蓄能器能够释放储存的能量，为系统提供短时的能量补充，确保系统的安全停机。
此外，在汽轮机启动过程中，蓄能器能够提供足够的能量，帮助汽轮机顺利启动。
流量调节蓄能器可以通过调节自身的储能状态，实现对流量的调节。
在某些特定情况下，如需要快速响应或精确控制流量时，蓄能器能够发挥重要作用。
通过与控制系统相结合，可以实现汽轮机的智能化控制，提高设备的运行效率。
节能减排蓄能器在汽轮机中的应用，能够有效提高能源的利用率，降低能源的浪费。
同时，蓄能器的合理使用还能减少对环境的污染，为实现节能减排目标做出贡献。
随着环保意识的日益加强，汽轮机蓄能器的应用将得到更广泛的关注和应用。
二、蓄能器的种类与工作原理蓄能器是一种用于储存和释放能量的设备，具有多种类型和工作原理。
在汽轮机中，蓄能器主要分为两类：重力蓄能器和弹性蓄能器。
重力蓄能器：重力蓄能器利用重物的位能进行能量储存。
重物在一定高度下落时，将重力势能转化为动能，从而储存能量。
当需要释放能量时，重物上升到一定高度，将动能转化为重力势能，从而释放能量。
在汽轮机中，重力蓄能器通常用于吸收和释放压力波动，以及提供短时的能量补充。
弹性蓄能器：弹性蓄能器利用弹簧或气体的压缩进行能量储存。
弹簧蓄能器通过压缩弹簧来储存能量，而气液蓄能器通过压缩气体来储存能量。
在汽轮机中，气液蓄能器最为常用，其工作原理是利用气体在密闭容器内的压缩和膨胀来储存和释放能量。
当气体被压缩时，压力升高，能量被储存；当气体膨胀时，压力降低，能量被释放。
轧机液压压下系统蓄能器的选型计算
10.3969/j.issn.1673-3355.2019.01.011
轧机液压压下系统蓄能器的选型计算
张宇彤 1
摘要： 以 某 1450 mm 热 连轧 机 粗轧液压压 下系统为例，通过对 各位置蓄能器的 选型计算 及仿真， 分析液压压 下系 统中蓄能器的作用，介绍相关参数的选取方法。 关键词： 液压压下 系 统； HGC；蓄 能 器；选 型 计算；仿真 中图分类号： TH137.8 文献标识码：A 文章编号： 1673-3355 （2019） 01-0011-06
Selection Calculation of Accumulators of Hydraulic Screw-Down System of Rolling Mills Zhang Yutong
Abstract: Functions of accumulators in hydraulic screw -down system are analyzed and selection methods of relevant parameters are introduced after selection calculation and simulation of accumulators in each position with the hydraulic screw-down system of certain 1450mm hot strip mill as an example. Key words: Hydraulic screw-down system； HGC；Accumulator；Selection calculation；Simulation
（6） （7）
2 蓄能器在液压压下系统中的应用
蓄能器NXQ系列
蓄能器NXQ系列NXQ系列胶囊式蓄能器是液压系统中重要的不可缺少的液压辅件，有储蓄能量、稳定压力、消除脉动、吸收冲击、补偿容量和补偿泄漏等作用。
蓄能器NXQ系列工作原理1、油液实际是不可压缩的，因此不能蓄积压力能。
胶囊式蓄能器是利用气体的可压缩性来蓄积液体的原理而工作的。
2、胶囊式蓄能器由油液部分和带有气密隔离件的胶囊构成，位于胶囊周围的油液与液压回路相通。
因此，当毅力升高时油液进入囊式蓄能器由此气体被压缩；当压力下降时，压缩气体膨胀，进而将油液压入回路。
蓄能器NXQ系列型号说明NXQ --25L/F-*系列号码规格容量压力安装型式用途囊式蓄能器A：小口Ab：大口参照规格表参照规格表L：螺纹式F：法兰式A：液压油RA：乳化液蓄能器NXQ系列技术参数公称压力：10、20、使用介质：矿物油、水-乙二醇、乳化液介质温度：-10℃～+70℃蓄能器NXQ系列规格表型号公积公积连接方尺寸表mm重新乡振阳液压设备有限公司立足于新乡、服务华东、华北地区，辐射全国、联系世界 ,是长期致力于液压和气动元件国际优秀品牌产品推广和应用的专业公司，专门从事“为工业界客户提供高品质、高效率、低成本的自动化执行元件”和液压气动系统的设计、安装、维修。
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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。
隔膜蓄能器的综合参数安全操作及保养规程
隔膜蓄能器的综合参数安全操作及保养规程1. 引言隔膜蓄能器是一种常见的工业设备，广泛应用于各种领域。
本文将介绍隔膜蓄能器的综合参数、安全操作以及保养规程，以确保设备安全稳定运行。
2. 隔膜蓄能器的综合参数隔膜蓄能器的性能和工作参数对于设备的正常运行至关重要。
以下是一些常用的综合参数：2.1 额定压力隔膜蓄能器的额定压力是指设备可以承受的最大压力。
在运行时，使用者必须确保工作压力不超过额定压力，以防止设备损坏或发生安全事故。
2.2 额定容积隔膜蓄能器的额定容积是指设备能够存储的液体最大容积。
在使用隔膜蓄能器时，需要注意容积不能超过额定容积，否则可能导致设备过载或泄漏。
2.3 使用温度范围隔膜蓄能器有其适用的温度范围。
使用者在选择和操作设备时，应该确保温度不超过规定范围，以防止设备损坏或失效。
2.4 耐腐蚀性隔膜蓄能器需要适应各种工作环境，因此耐腐蚀性是一个重要的参数。
使用者应该根据实际工作环境的特点来选择耐腐蚀性能好的隔膜蓄能器。
3. 隔膜蓄能器的安全操作隔膜蓄能器的安全操作是保证设备正常工作和使用寿命的关键。
以下是一些安全操作的建议：3.1 安装检查在安装隔膜蓄能器之前，需要进行一次全面的检查。
确保设备没有损坏或缺陷，并且连接管道没有泄漏。
还要确保安装位置和方向正确，符合设备的使用要求。
3.2 正确操作在使用隔膜蓄能器时，应该遵循以下操作步骤：•打开进气阀，确保隔膜蓄能器处于正常工作状态。
•监视设备的工作压力，确保不超过额定压力。
•定期检查设备的运行状况，包括工作压力、温度和泄漏情况。
•在需要维修或更换设备时，应立即停止工作并采取相应措施。
3.3 安全防护在维护和操作隔膜蓄能器时，需要采取一些安全防护措施，以确保使用者的安全：•确保工作区域干净整洁，避免杂物堆积和绊倒。
•在操作设备时，佩戴适当的防护装备，如手套和护目镜。
•不要过度压力测试隔膜蓄能器，以防止设备的过载和损坏。
4. 隔膜蓄能器的保养规程定期保养可以延长隔膜蓄能器的使用寿命，并确保设备的可靠性。
液压元件故障实例 蓄能器基本参数确定及其特性对液压系统的影响
维普资讯
２０ ．ｏ５ ０５ Ｎ ．
的 气 体容 积 。
陶 瓷 缩后的体积仍大于充气压力下体积的 １ ， ／ 以防止气囊 ４
变 形 太大 ， 坏 气囊 。 损
蓄能器的放油过程 ， 即气体腔的膨胀过程 ， 它一般
比压缩过程快 ， 沿益线 ｃ ｄ进行。 此时 ， 气体腔的压力由
使用 ； 之二是作为吸收压力冲击或 减轻油路 中的压力
波 动使 用 。
Ｐ
蓄能器按 其蓄积 压力 能 的结构 形式 可分 为重 锤
式、 弹簧式 、 气液直接接触 式、 活塞式、 气囊式 、 隔膜式 等。其 中气囊式蓄能器 ， 由于具有气囊惯性小 、 油气隔 离性好 、 比容大、 密封性好 等优点 ， 已广泛用 于陶瓷砖
前 言
蓄能器在液压系统 中是一种液 压能储存装置 ， 其
主 要用 途 之一 是 蓄 积 压 力 能 ， 以备 需 要 时投 入 系 统 中
体来不及与外界进行热交换 。 实际上 ， 蓄能器在工作过
程 中 的工作 状 态是 多 变 的 ， 状态 指 数 ｎ在 １— １４之 间 ． 变化 。 能器 状 态 参 数 变化 如 图 １ 示 。 蓄 所
满足 ＡＶ所必 须 的 蓄能 器 容 积 。
ａｔ
ｒ ｐ ｏ ０ 害＋
＝ ０
，
式中 ＿ ｄ Ｖ表示单位 时间蓄能 器的容积变化率 即 为通常所说的流量 ， 设其为 Ｑ代入上式得 ：
＋
＝ 一
对于一个液压系统 设计计算时 ， 究竟是按 ｎ： １ ， 还是 ｎ＝１４ ． 计算 ， 应视系统工作状况 而定。一般对 于压力低 ， 流量不大的普通机床 液压系统 可按等温过 程计算 ； 对于压力高 ， 流量大的压砖机 、 压铸机 、 锻压设 备等液压系统可按照绝热过程计算。 两者计算结果 的差别是 ： Ｖ 、。Ｐ 、 当 ｏＰ 、 Ｐ 相同时 ， 按 ｎ：１ 计算 出来的 △ 值大于按 ｎ＝１４ ．计算 出来的 值 ； Ｖ 、。Ｐ 、 相同时， ｎ ＝ １ 当 ｏＰ 、 △ 按 计算 出来的
蓄能器公称容积
蓄能器公称容积1. 什么是蓄能器公称容积？蓄能器公称容积是指蓄能器的额定容量或设计容量，也可以理解为蓄能器的标准容量。
它是指在标准工作条件下，蓄能器所能存储的最大压缩气体或液体的体积。
蓄能器是一种用于储存和释放能量的装置，广泛应用于各个领域，包括工业、交通、军事等。
在许多应用中，蓄能器被用来平衡系统压力、缓冲冲击、提供紧急动力等。
2. 蓄能器公称容积的计算方法蓄能器公称容积的计算方法通常取决于其类型和设计参数。
以下是一些常见类型的蓄能器及其计算方法：2.1 气体弹簧式蓄能器气体弹簧式蓄能器是利用压缩气体在密封容器中储存和释放能量的装置。
其公称容积可以通过以下公式计算：V = (P * V0) / P0其中， - V 是公称容积（单位：升）； - P 是实际工作压力（单位：巴）； -V0 是蓄能器的原始容积（单位：升）； - P0 是蓄能器的设计工作压力（单位：巴）。
2.2 液体蓄能器液体蓄能器是利用液体在容器中储存和释放能量的装置。
其公称容积可以通过以下公式计算：V = (m * ρ) / 1000其中， - V 是公称容积（单位：升）； - m 是储存的液体质量（单位：克）； - ρ 是液体的密度（单位：克/升）。
3. 蓄能器公称容积的重要性蓄能器公称容积是设计和选择蓄能器时的重要参数，它直接影响着蓄能器的性能和应用效果。
以下是蓄能器公称容积的一些重要性：3.1 储存能量蓄能器公称容积决定了蓄能器所储存的最大气体或液体体积。
较大的公称容积意味着更多的储存空间，可以存储更多的压缩气体或液体，从而提供更多的储能能力。
3.2 缓冲压力波动蓄能器在系统中起到缓冲作用，可以吸收压力的波动，平衡系统的压力。
较大的公称容积可以提供更大的缓冲容量，使得系统的压力变化更加平稳。
3.3 提供紧急动力蓄能器可以储存并释放能量，为系统提供紧急动力。
较大的公称容积可以存储更多的能量，提供更长时间的紧急动力支持。
3.4 延长设备寿命蓄能器在一些设备中被用于减少冲击和振动，从而延长设备的寿命。
蓄能器的计算
3.蓄能器的计算3。
1. 状态参数的定义P0=预充压力P1=最低工作压力P2=最高工作压力V0=有效气体容量V1=在P1时的气体容量V2=在P2时的气体容量t0=预充气体温度t min=最低工作温度t max=最高工作温度①皮囊内预先充有氮气,油阀是关闭的，以防止皮囊脱离。
②达到最低工作压力时皮囊和单向阀之间应保留少量油液（约为蓄能器公称容量的10%）,以便皮囊不在每次膨胀过程中撞击阀，因为这样会引起皮囊损坏。
③蓄能器处于最高工作压力。
最低工作压力和最高工作压力时的容量变化量相当于有效的油液量。
△V=V1-V23.2.预充压力的选择贺德克公司的皮囊式蓄能器允许容量利用率为实际气体容量的75％.因此预充氮气压力和最高工作压力间的比例限于1：4,另外预充压力不得超过最低系统压力的90％.遵照这种规定可保证较长的皮囊使用寿命。
其它压缩比可采用特别的措施达到。
为了充分地利用蓄能器的容量，建议使用下列数值：蓄能：P0，tmax=0。
9×P1吸收冲击：P0，tmax=0。
6÷0.9×P m（P m=在自由通流时的平均工作压力)吸收脉动：P0，tmax=0。
6×P m(P m=平均工作压力)或P0,tmax=0。
8×P1（在多种工作压力时）3。
2。
1 预充压力的极限值P0≤0。
9×P1允许的压缩比为P2:P0≤4：1此外,贺德克公司低压蓄能器还需注意：SB35型:P0max=20 barSB35H型：P0max=10 bar3.2。
2 对温度影响的考虑：为了即使在相当高的工作温度下仍保持所推荐的预充压力，冷态蓄能器的充气和检验P0charge须作如下选择：P 0，to = P 0,tmax ×273＋ t 273＋ t max 0 t 0=预充气体温度(℃）t max =最高工作温度(℃）为了在计算蓄能器时考虑温度影响，在t min 最低工作温度时的P 0须做如下选择:P 0，tmin = P 0，tmax ×273＋ t 273＋ t max min 3.3 蓄能器计算公式一个蓄能器内的压缩和膨胀过程应遵循气体状态多变的规律.理想的气体为：P 0×V 0n = P 1×V 1n = P 2×V 2n ，其中要考虑多变指数“n ”对气体特性随时间的影响.缓慢的膨胀和压缩过程的状态变化接近于等温,多变指数可为n=1，而快速的膨胀和压缩过程发生绝热的状态变化，多变指数n=k=1.4（适合于双原子气体的氮气）。
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。
蓄能器参数
106
冲击波传播速度
E0 a 1 E0 d E 直接冲击(t<T)压力变
p a (v1 v2 )
t- 阀由全开到全关的 时间(s) p0- 充气压力(Pa) P2- 峰值压力(Pa) p1- 最低工作压力
冲击波在管内往复所 需时间
T 2l a
间接冲击(t>T)压力变
p
a
(v1
v2
)
T t
p
0
V0n
p1 V1n
p2
V2n
V0
1
P0n
*
V
1
1 P1
n
1 P2
1
n
充压指数
折合式气囊 0.8~0.85
波纹形气囊 0.6~0.65
吸收液压冲击 消除脉动
p0=p1 p0=p1
绝热过程
恒温过程
过程指数 n
1.4
1
材料 液体 钢 紫铜 黄铜 橡皮
铝合金
弹性模量 (Mpa) 1670 210000 120000 100000 2~6
ρ- 油液密度(kg/m3) Q- 阀关闭前管内流量 (L/min) L- 产生冲击波的管长 (m) A- 管道通流面积(㎝
0.85 1
270 300 270
100 10 20 210000 7.51 22.92
V0
0.2LQ2 AP0
p2 p0
1
0.285
1
经验公式
V0
4Q
p2
(0.0164Lt) P2 P1
蓄能器容积 (L) 经验公式 (L)
液压冲击 系统流量(L/min) 开(关)时间t (s) 变化后流量(L/min)
液体弹性模量 (Mpa)
NXQ系列蓄能器
NXQ系列蓄能器NXQ系列蓄能器1.⼯作原理油液实际是不可压缩的，因此不能蓄积压⼒能。
胶囊式蓄能器是利⽤⽓体（氮⽓）的可压缩性来蓄积液体的原理（即采⽤氮⽓作为压缩介质）⽽⼯作的。
胶囊式蓄能器由油液部分和带有⽓密隔离件的胶囊（内装氮⽓）构成。
位于胶囊周围的油液与液压回路相通。
因此，当压⼒升⾼时油液进⼊囊式蓄能器由此⽓体被压缩；当压⼒下降时，压缩⽓体膨胀，进⽽将油液压⼊回路。
2.型号说明NXQ ※- ※/ ※- ※- ※①②③④⑤⑥①名称代号：液压-囊式蓄能器②结构形式：A-⼩⼝、AB-⼤⼝③公称容量：0.4～150L④公称压⼒：10、20、31.5Mpa ⑤连接⽅式：L-螺纹、F-法兰⑥⼯作介质：A-液压油、RA-乳化液3.技术参数公称压⼒：10、20、31.5Mpa 适⽤介质：矿物油、⽔-⼄⼆醇、乳化液介质温度：－10℃～+70℃4.内部结构及外形尺⼨1.（）为O型密封圈尺⼨，O型密封圈标准GB1235-76 注：1Mpa=10bar=10.2kg/cm2。
2.▲为试制产品。
5.蓄能器容量选择5.1 状态参数的定义P0=预充压⼒ V0=有效⽓体容量P1=最低⼯作压⼒ V1=在P1时的⽓体容量P2=最⾼⼯作压⼒ V2=在P2时的⽓体容量t0=预充⽓体温度 tmin=最低⼯作温度tmax=最⾼⼯作温度 n=多变指数1.使⽤前的状态（氮⽓与液体未进⼊）2.胶囊内预先充有氮⽓，油阀是关闭的，防⽌胶囊脱落。
3.达到最低⼯作压⼒时胶囊外和单向阀之间保留少量油液（约为蓄能器公称容量的10%），不⾄于胶囊在每次膨胀过程中撞击阀，引起胶囊损坏。
4.蓄能器处于最⾼⼯作压⼒。
最低⼯作压⼒和最⾼⼯作压⼒的容量变化量相当与有效的油液量。
△V=V1-V25.2 预充压⼒的选择NXQ系列胶囊式蓄能器允许容量利⽤率为实际⽓体容量75%。
因此预充氮⽓压⼒和最⾼⼯作压⼒间的⽐例限于1：4，两外预充压⼒不得超过最低系统压⼒的90%。
负载敏感液压系统压力振荡问题的解决办法
负载敏感液压系统压力振荡问题的解决办法◎ 应金玲 吴碧青 中国科学院南海海洋研究所摘 要：本文主要根据负载敏感液压系统的基本原理，结合实际应用过程中遇到的故障及解决经验，介绍负载敏感液压系统压力振荡问题的一种简单有效的解决办法，供相关液压设计人员及用户参考，希望液压设计人员在设计负载敏感液压系统时能够充分考虑各种复杂工况，设计更加合理，在实际应用中能够不断发展和完善。
关键词：负载敏感液压系统；压力振荡；蓄能器；节流孔1.负荷敏感液压系统基本原理负载敏感液压系统L S（lo a d senser）是一种液压系统中感受压力、流量变化和控制的需求，提供液压系统设备所需要的压力和流量的液压回路。
系统将控制阀后负载压力传递给负载敏感的变量泵，变量泵根据负载压力变化改变泵的排量，使泵提供系统所需求的流量。
下面结合某科考船6000米地质绞车液压控制系统部分截图来简单介绍一下负载敏感液压系统基本原理。
负载敏感液压系统主要的部件有负载敏感变量柱塞泵（见图1）、电液比例换向阀、压力补偿阀等功能阀件（见图2）。
负载敏感系统的工作原理核心为系统将负载的压力反馈到负载敏感泵上，压力油通过泵上的LS口，传入到泵内，泵内的负载敏感阀的弹簧感受压力油压力大小，改变泵的斜盘角度，从而改变泵的输出流量。
进一步讲是负载敏感阀上的弹簧，感受压力油而获得的弹簧变形的程度来改变泵的输出排量。
电液比例换向阀与压力补偿阀配合使用，由于压力补偿阀能保证换向阀前后压差（即泵出口压力和负载压力之差）恒定，去执行元件的流量仅由比例换向阀的开口大小决定，与负载压力无关。
电液比例换向阀前后压差（即泵出口压力和负载压力之差），即为压力补偿阀的调定弹簧值△P。
由于△P为常量，从而各执行元件的流量取决于电液比例换向阀阀口面积A的大小，即与压力无关的流量分配，可以很精准地控制执行元件的速度。
采用负载敏感技术的优点是：系统的输出压力及流量直接取决于负载，能确保液压泵的压力与负载所需自动匹配，可以大大提高系统的功率利用率；而且也能精确地控制负载的速度，使绞车速度变化平滑，根据负载调节泵输出流量，减少系统发热和能量损耗。
蓄能器
即为蓄能器的总容积。 指数n的取值规则是：当蓄能器排油时间大于3分钟，其中的气体变 化规律为等温过程，n＝1；当蓄能器供油速度很快，小于1分钟时， 其中气体的变化规律相当于绝热过程，n=1.4。
另外，充气压力P0与系统最低工作压力P2的比值可按如下规则取 值： 对波纹型气囊，P0/P2=0.6～0.65； 对折合型气囊，P0/P2=0.8～0.95； 最后，根据总容积选择蓄能器时，一般实际总容积应比计算 值稍大一些。
3.充气式蓄能器 利用密封气体的压缩和膨胀来存储和释放油液的压力能。主要有气瓶式、 活塞式和气囊式三种类型。 (1)气瓶式蓄能器 如图6.4a所示。气体和油液在蓄能器中直接接触，特点是：容量大，但高 压时气体容易混入油液中，影响系统的稳定性。适用于中、低压和大 流量的液压系统。 (2)活塞式蓄能器 如图6.4b所示。由浮动活塞2将气体与油液隔开。它的结构简单，工作可 靠，主要用于大流量的场合。由于活塞上有O型密封圈，磨擦力较大， 反应不太灵敏。 (3)气囊式蓄能器 是目前应用的最为广泛的蓄能器，结构如图6.4c所示。主要由充气阀、壳 体、气囊和进油阀组成。气体和油液由气囊隔开，气囊中充有惰性气 体（一般为氮气）。这种结构保证了气液的密封可靠。主要特点是： 惯性小，反应灵敏，结构尺寸小，易安装。
3.计算蓄能器的总容积 如图所示是蓄能器的三种工作状态。a)是蓄能器的充气状态， 充气压力为P0，气体体积为V0，V0就是蓄能器的总容积；b) 是蓄能器的充液状态，气体的压力升到最大值P1，体积为V1； c)是蓄能器的供油状态，供油压力达到系统的最低工作压力 P2，气体体积为V2。
根据气体定律，这些参数具有如下关系：
蓄能器的应用： 蓄能器在液压系统的应用主要有：辅助动力源、紧急动力源、 补充泄漏、系统保压、吸收压力脉动和液压冲击等。
蓄能器
蓄能器辅助动力源提供一个辅助能源，即所储存的能源能在高峰时刻应用，以便选用较小的泵。
用较小的泵，也可以实现在瞬间提供大量压力油。
☆平稳保持液压系统中一定的流量和压力。
☆补充液体容积以保持一定的压力。
☆当液压装置发生故障、停泵或停电时，作为应急的动力源，以便安全地做完一个工作循环，如用于船舶液压方向舵。
☆较长时间地使系统维持一个必须的高压而无需开泵，以防止油料过热减少泵磨损并节约能源。
☆保持系统压力：补充液压系统的漏油，或用于液压泵长时期停止运转而要保持恒压的设备上。
☆驱动二次回路：机械在由于调整检修等原因而使主回路停止时，可以使用蓄能器的液压能来驱动二次回路。
☆稳定压力：在闭锁回路中，由于油温升高而使液体膨胀，产生高压可使用蓄能器吸收，对容积变化而使油量减少时，也能起补偿作用。
☆为设备的严重磨损区提供不间断但流量不大的润滑油。
建设工程、矿山设备中用于紧急情况下的操纵和刹车。
☆注模铸造设备操作中用于在一个短时间内提供高压。
☆机床上用于保持压力以便采用小规模的油泵。
☆汽轮机上用于提供润滑油。
☆油井、井口防喷器上用于作关闭闸门的备用动力。
☆流体储存，紧急能源，压力补偿，渗漏补偿，热胀吸收，增加流量。
☆对于间歇负荷，能减少液压泵的传动功率。
当液压缸需要较多油量时，蓄能器与液压泵同时供油；当液压缸不工作时，液压泵给蓄能器充油，达到一定压力后液压泵停止运转。
☆具体分析一个例子：蓄能器的重要性在高压EH油系统中，当系统的多数油动机快速开启时（比如汽轮机开始冲转，2个中压调节门同时开启，或者2900转时的阀切换，6个高调门同时开启），系统油压必然快速下降，此时油泵来不及做出反映，蓄能器在设计上位置不仅靠近油动机并且能比油泵更加迅速的向系统补充油液，避免系统油压下降到9.7MPA时造成保护动作而停机。
吸收脉动：吸收液压泵的压力脉动。
☆减震，柱塞式/隔膜式泵等设备减少振动。
☆噪声衰减，柱塞式/隔膜式泵等设备降低噪音。
液压系统设计步骤
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。
一、工况分析本机主要用于剪切工件装配时可通过夹紧机构来剪切不同宽度的钢板。
剪切机在剪切钢板时液压缸通过做弧形摆动提供推力。
主机运动对液压系统运动的要求：剪切机在剪切钢板时要求液压装置能够实现无级调速，而且能够保证剪切运动的平稳性，并且效率要高，能够实现一定的自动化。
该机构主要有两部分组成：机械系统和液压系统。
机械机构主要起传递和支撑作用，液压系统主要提供动力，它们两者共同作用实现剪切机的功能。
本次主要做液压系统的设计。
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。
该系统的剪切力为400T剪切负载F=400×10000=4×106N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（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、运行压制、保压、泄压和快速回程五个阶段组成。
图（1）位移循环图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（2）为种液压缸的v—t图，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，速度循坏图液压缸在总行程的一大半以上以一定的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。
v—t图速度曲线，不仅清楚地表明了液压缸的运动规律，也间接地表明了三种工况的动力特性。
二、动力分析液压缸运动循环各阶段的总负载力。
蓄能器的选型和计算
Calculation principles
Compression and expansion of gas inside the accumulator takes place according to the Boyle-Mariotte law regarding the status change in the perfect gases: The Fig.12 shows the P-V relationship for the accumulator. Where:Vo=Nitrogen pre-charge volume at pressure P0（L） It is the max volume of gas which can be stored in the max volume of gas which can be stored in the accumulator and it is equal to, or slightly lower than, nominal capacity.
Po=0.6-0.75 Pm or Po=0.8P1 Where：Pm=average working pressure. Hydraulic line shock damper
Po=0.6-0.9Pm where: Pm=average working pressure with free flow. Accumulator + additional gas bottles
4) 工作温度 工作温度决定着胶囊材料和钢制壳体材料的选择，而且 也对初始负载压力有影响，当然对蓄能器容积也有影 响。
5) 液体种类 这将决定材料的选择
6) 所需大流量 体积 Vo 和接头的规格与反应速度有关。