轧机液压压下系统蓄能器的选型计算
除鳞系统蓄能器选型
除鳞系统蓄能器选型王昌荣 杨德正 田磊 张铁罕(重庆水泵厂有限责任公司国家企业技术中心 重庆400033)摘 要 根据蓄能器的工作原理,蓄能器在除鳞系统中的作用,介绍了除鳞系统中蓄能器的选型计算。
蓄能器作为补水功能使用时,还需要将选择的蓄能器容积与生产线的轧制时序表和轧制周期内的水量消耗表进行复核计算,确认压力波动范围是否满足设计要求。
关键词 轧钢 除鳞系统 蓄能器Doi:10 3969/j issn 1001-1269 2022 Z1 039SelectionoftheDescalingSystemEnergyAccumulatorWangChangrong YangDezheng TianLei ZhangTiehan(ChongqingPumpIndustryCo.,Ltd., NationalCenterforEnterpriseTechnology,Chongqing400033)ABSTRACT Accordingtotheworkingprincipleoftheaccumulatorandthefunctionoftheaccumulatorinthedescalingsystem,thispaperintroducestheselectionandcalculationoftheaccumulatorinthedescalingsystem.Whentheaccumulatorisusedasawatersupplementfunction,itisalsonecessarytorecheckandcalculatetheselectedaccumulatorvolumewiththerollingsequencetableandthewaterconsumptiontableintherollingcycletoconfirmwhetherthepressurefluctuationrangemeetsthedesignrequirements.KEYWORDS Rolling Descalingsystem Accumulator1 前言在冶金行业很多热轧生产线经常会使用到除鳞系统,在除鳞系统中,蓄能器的选型关系到系统运行的安全可靠,蓄能器容积选大了造成成本浪费,蓄能器容积选小了满足不了系统的压力波动范围,造成系统运行不稳定,除鳞效果差等。
蓄能器的计算
3.蓄能器的计算. 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=×P1吸收冲击:P0,tmax=÷×P m P m=在自由通流时的平均工作压力吸收脉动:P0,tmax=×P m P m=平均工作压力或P0,tmax=×P1在多种工作压力时3.2.1 预充压力的极限值P0≤×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 m ax 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 m ax m in 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=适合于双原子气体的氮气;对于200bar 以上的压力,实际气体特性与理想的气体特性有着明显的差别,因而减小了有效容量△V ,在这种情况下要进行修正,修正时要考虑改变K 值,采用下列公式可对各种不同的用途所需的气体容量V 0进行计算,式中约10bar 以下的压力始终用作绝对压力;计算公式: 多变:n n P P P P V V /120/1100⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆= 等温: n=120100P P P P V V -∆= 绝热 n=k=714.010714.0100P P P P VV ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=考虑到实际气体特性的修正因数2在等温状态变化时:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=理想实际00V V Ci 等温或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=理想实际00V V Ci 等温 在绝热状态变化时:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=理想实际00V V a C 绝热或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=理想实际00V V a C 绝热 验证补偿氮气的蓄能器的有效容量:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆200P P 1V 'V 总'V ∆75.0≈×V 0蓄能器⑴估计蓄能器规格和选择预充压力可按照第和3.2.1节的要求进行;在考虑其它条件时要进行精确计算,可以向我们提出咨询,我们公司拥有相关的计算程序;⑵修正因数可根据压缩比P 2/P 1和等温与绝热状态变化的最大工作压力参数直接取自下图;氮气瓶的并联当最低和最高工作压力间的压差较小时,蓄能器内存有的氮气量只有少量可被压缩;有用于蓄能的那部分容量相当小;计算所谓并联型蓄能器原则上与单只蓄能器完全一样,其中V 0表示蓄能器和氮气瓶的总容量;补偿氮气型皮囊式蓄能器只许75%充有油液,以免皮囊产生大的收缩,预充压力可选择高于最低工作压力的倍,这样卸荷至最低压力P 1时,蓄能器内保留约10%容量的剩余油量△V R ;计算重复进行,每经过一步计算必须检查,在等温充气时,从预充压力到工作压力的有效蓄能器容量是否足以吸收油量;计算实例一台注塑机内应在每秒内需有5升油供使用;最高工作压力为200bar,最低工作压力不得低于100 bar,充气时间为8秒,给出的工作温度为25~45℃; 已知:最高工作压力P2=201 bar 最低工作压力P1=101bar有效容量△V=5L 最高工作温度t max =45℃ 最低工作温度t min =25℃求:1. 在考虑到实际的气体特性的情况下所需的气体容量;2. 在20℃时的预充压力P 03. 蓄能器型号解:因这是一种快速过程,所以气体的状态变化可视为绝热的变 化;1. 确定所需的气体容量:a 在t max 时的预充压力:P 0,tmax =×P 1 =×101≈91 barb 在t min 时的预充压力:P 0,tmin = P 0,tmax ×273+ t 273+ t m ax m in = 91bar ×273+ 45273+ 25bar 3.85≈ c 理想的气体容量:714.02min t ,0714.01min t ,00P P P P V V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=理想 531.142013.851013.855714.0714.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=d 图3.3.2中的修正因素P 2/P 1 →Ca=e 实际气体容量:V 0实际= Ca ×V 0理想= ×14.53L=16.85L2. 确定在20℃时的预充压力P 0 273t 273t P P max 0t ,0C 20,0max ++⨯=︒ 273452732091++⨯=bar 绝对)(8.83bar ≈3. 选取型号SB330-20A1/112A-330A P 0.20℃= 83bar。
蓄能器的选型及计算
蓄能器的选型及计算蓄能器在系统中的应用、选型、计算高压蓄能器在高压EH 油系统中是如何发挥作用的 ?什么时候发挥作用 ? 高压蓄能器主要是平衡管路油压波动。
具体分析一个特殊例子: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。
蓄能器的重要性在高压EH 油系统中举足轻重。
流体实际上是不可压缩的,不能储存能量,因而液压蓄能器利用气体(氮气)可压缩性来储存流体。
蓄能器实质上是一个储存压力流体的腔室,靠气体的可压缩性将不可压缩的流体能量得以储存,以备做有用功。
上述的流体与液压回路相联结,当系统压力升高,流体压缩气体而进入蓄能器;当系统压力降低,压缩气体膨胀,并迫使流体流回液压回路。
蓄能器的典型应用:流体储存,紧急能源,吸收脉动,涌流控制,噪声衰减,车辆减震,容积补偿,压力补偿,渗漏补偿,热胀吸收,力学平衡,增加流量。
储蓄液压能:(1 )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。
( 2 )在瞬间提供大量压力油。
( 3 )紧急操作:在液压装置发生故障和停电时,作为应急的动力源。
(4 )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。
( 5 )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。
( 6 )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。
缓和冲击及消除脉动:(1)吸收液压泵的压力脉动(2)缓和冲击:如缓和阀在迅速关闭和变换方向时所引起的水锤现象。
蓄能器选型计算
蓄能器选型计算1、蓄能器压力计算:工作压力:蓄能器的公称压力不低于蓄能器接入的系统的最大工作压力P2。
充气压力:作为辅助动力0.25P2<P0<0.9P1;作为减小脉动P0=(0.6~0.75)Pm或P0=0.8P1;作为吸收震动P0=0.6~0.9Pm;其中P0—充气压力;P1—最小工作压力;P2—最大工作压力;Pm—平均工作压力;2、蓄能器容积计算:蓄能器内部气体的压缩和膨胀是根据Boyle-Mariotte关于理想气体中的状态变化定律进行的。
当蓄能器用于保压时,气体体积变化缓慢(t>1min),与外界热交换得以充分进行,可认为是等温变化过程,这时取n=1;当蓄能器作辅助或应急动力源时,气体体积变化很快(t<1min),热交换不充分,这时可视为绝热过程,这时取n=1.4。
注:n为时间的函数,如需精确计算,n应根据具体气体变化时间确定。
2.1)蓄能器作为动力源时:当蓄能器作动力源时,蓄能器储存和释放的压力油容量和皮囊中气体体积的变化量相等,根据上述气体方程可求得蓄能器的容积,即:等温计算,n=1,其中V0—所需蓄能器容积;V—蓄能器的工作容积;2.2)蓄能器用作容积补偿时:把蓄能器作为管道容积补偿是在等温状态下进行计算的,蓄能器容积受管道容积,温差,流体及管道膨胀系数的影响。
其中VT—管道容积;θ2—最大温度;θ1—最小温度;β—流体体积膨胀系数;α—管道线性膨胀系数;2.3)蓄能器用作吸收冲击时:流量快速增大或减小引起的压力快速增大,即水锤现象,其最大超压受管路长度,液体流量、密度及关闭阀门时间的影响。
其中Q—管路内流量;L—管路总长度;γ—液体的比重;v—液体流速;△P—容许的超压;t—减速时间;。
蓄能器的计算
3.蓄能器得计算3、1、状态参数得定义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时得气体容量V2=在P2时得气体容量t0=预充气体温度t min=最低工作温度tmax=最高工作温度①皮囊内预先充有氮气,油阀就是关闭得,以防止皮囊脱离。
②达到最低工作压力时皮囊与单向阀之间应保留少量油液(约为蓄能器公称容量得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。
最低工作压力与最高工作压力时得容量变化量相当于有效得油液量。
△V=V1-V23.2.预充压力得选择贺德克公司得皮囊式蓄能器允许容量利用率为实际气体容量得75%。
因此预充氮气压力与最高工作压力间得比例限于1:4,另外预充压力不得超过最低系统压力得90%.遵照这种规定可保证较长得皮囊使用寿命。
其它压缩比可采用特别得措施达到。
为了充分地利用蓄能器得容量,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=在自由通流时得平均工作压力)吸收脉动:P0,tmax=0、6×Pm(P m=平均工作压力)或P0=0、8×P1(在多种工作压力时),tmax3.2.1 预充压力得极限值P0≤0、9×P1允许得压缩比为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 对温度影响得考虑:为了即使在相当高得工作温度下仍保持所推荐得预充压力,冷态蓄能器得充气与检验P0须作如下选择:chargeP0,to= P0,tmax×t0=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tmin最低工作温度时得P0须做如下选择:P0,tmin= P0,tmax×3.3蓄能器计算公式一个蓄能器内得压缩与膨胀过程应遵循气体状态多变得规律。
供弹动力系统蓄能器参数分析与选择
供弹动力系统蓄能器参数分析与选择续彦芳;苏铁熊;顾亮先;崔俊杰【摘要】蓄能器作为液压供弹动力系统的关键元件,其工作过程动态特性的稳定性是供弹及时、可靠的保证.基于蓄能器的工作原理,建立了动态数学模型.利用AMESim平台建立了包括蓄能器在内的供弹液压动力系统模型,分析了蓄能器参数对供弹系统动态特性的影响.结果表明:在相同流量累积下,选用较大容积的蓄能器,预充气压力高一些对减小系统压力和速度波动是有利的.并给出了在规定系统压力下蓄能器参数的计算方法和选择建议.【期刊名称】《火炮发射与控制学报》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】5页(P78-81,90)【关键词】储能技术;液压供弹动力系统;蓄能器;动态特性;AMEsim仿真【作者】续彦芳;苏铁熊;顾亮先;崔俊杰【作者单位】中北大学机电工程学院,山西太原 030051;中北大学机电工程学院,山西太原 030051;西北机电工程研究所,陕西咸阳 712099;中北大学机电工程学院,山西太原 030051【正文语种】中文【中图分类】TJ302在某炮大容量、可快速更换弹种的供弹系统的研制中,为解决利用小功率电机泵组,实现瞬时大功率多负载需求之间的矛盾,有效降低能源消耗的目的,采用定量泵加蓄能器和溢流阀相结合的液压动力系统[1]。
但将蓄能器作为独立研究对象,按照经验进行选取设计参数,其选用结果与动力系统的匹配性很难得到理想的结果。
本文利用AMESim软件建立了包括蓄能器在内的供弹液压动力系统数学模型,详细分析了蓄能器容积和充气压力等参数对系统压力波动及供弹速度的影响,并给出了在规定系统压力下蓄能器参数的计算方法和选择建议。
1 供弹液压动力系统中蓄能器作用1.1 供弹液压动力系统供弹液压动力系统如图1所示。
由单泵驱动3个并联液压马达,按一定的顺序协同动作,实现供弹过程中供弹系统机械部件的转动、定位、推弹和更换弹种等动作。
马达4驱动大容量储弹仓快速启动、制动、定位;马达6和马达(6)驱动拨弹轮快速供弹,根据自动机射频的节奏需求,在堵转工况下自适应工作。
液压系统元件的计算与选用
液压系统元件的计算与选用液压系统中液压元件的计算是指计算元件在工作中承受的压力和通过的流量,以便选择元件的规格、型号,此外,还要计算电动机或原动机的功率和油箱的容量。
选择液压元件时,提醒大家应尽量选用标准元件。
1、动力元件的选择依据液压系统的最高工作压力和最大流量选择液压泵,注意要留有一定的储备。
一般泵的额定压力应比计算的最高工作压力高25%~60%,以避免动态峰值压力对泵的破坏;考虑到元件和系统的泄漏,泵的额定流量应比计算的最大流量大10%~30%。
液压泵选定后,就可计算液压泵所需的功率,根据功率和液压泵所需转速选择原动机。
①确定液压泵的最高工作压力pp 液压泵的最大工作压力pp可按下式计算pp≥p1max+∑△p式中 p1max——液压执行元件最高工作压力;∑△p——液压泵出口到执行元件入口之间所有沿程压力损失和局部压力损失之和。
∑△p较为准确的计算需要管路和元件布局确定好之后才能进行,初步计算可根据经验数据选取。
对于管路简单,管内流速不大时,取∑△p=0.2-0.5MPa;对于管路复杂,管内流速较大或有调速元件时,取∑△p=0. 5~1.5MPa。
②确定液压泵的最大供油量qp 液压泵的最大供油量可按下式计算qp=K×(∑q)max式中K——系统的泄漏修正系数,一般取K=1.1~1.3,大流量取小值,小流量取大值;(∑q)max——同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值,对于工作中始终需要溢流的系统,尚需加上溢流阀的最小溢流量,溢流阀的最小溢流量可以取其额定流量的10%。
③选择液压泵的规格和类型根据以上计算,参考液压元件手册或产品样本即可确定液压泵的规格和类型。
选择的液压泵的额定流量要大于或等于前面计算所得到的液压泵的最大供油量,并尽可能接近计算值。
所选液压泵的额定压力应大于或等于计算所得到的最高工作压力。
如果系统中有一定的压力储备,则所选液压泵的额定压力要高出计算所得到的最高工作压力25%~60%。
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。
650单机架可逆冷轧机AGC液压伺服系统设计毕业论文
3.3液压泵的选择13
3.3.1主泵——轴向柱塞泵13
3.3.2辅泵——叶片泵14
3.4电机的选择15
3.5阀类元件的选择15
3.5.1减压阀15
3.5.2电磁溢流阀15
3.5.3单向阀16
3.5.4电磁换向阀16
3.5.5电磁水阀16
3.5.6截止阀16
3.6液压附件的选择16
电液反馈式的主要优点是系统的惯性小,反应灵敏。随着电液伺服阀的可靠性的提高和自动控制技术的日益发展,采用这种形式的液压压下轧机逐渐增多。
液压压下装置的可靠性主要取决于液压元件和控制系统的可靠性。液压压下装置要求较高的备品制造精度和设备维护水平以及可靠的自动化系统。
钢铁工业迅速发展的今天,钢材市场的竞争愈演愈烈。随着国民经济的高速发展,科学技术不断进步,汽车、机械制造、电器和电子行业对板带材的质量提出了更高的要求。对于板带钢来说,如何生产出厚度、宽度、板形、板凸度、平面形状等指标都符合实际需要的产品是关键的技术所在。
3.6.1蓄能器16
3.6.2过滤器18
3.6.3温度计19
3.6.4电加热器19
3.6.5液位计20
3.6.6减震喉20
3.6.7橡胶接管20
3.6.8测压排气接头20
3.6.9压力表20
3.6.10冷却器20
3.6.11安全截止阀块21
3.6.12位置传感器22
3.6.13压力传感器22
3.6.14压力继电器22
1.
近年来,国外在板形和板厚等控制技术方面取得了许多新的进展。
国外早在五十年代就开始在电动机械压下轧机上采用AGC控制技术以提高带材纵向厚度精度。国外轧机的厚度控制应用于电动机械轧机和液压轧机、冷轧机和热轧机、连轧机和单机架轧机。近30年来,国外轧机的装备水平发展很快。在冷带轧机上广发利用液压压下、液压弯辊、厚度自动控制、板形控制和计算机控制等技术,在新技术运用方面均已采用液压AGC系统与计算机控制相结合的DCS,装设了测量精度高的三测仪表(测厚、测压、测),且装设了板形检测装置。人工智能(AI)技术已经广泛应用 ,包括模糊控制(FZ)、专家系统( ES)和人工神经元网络(ANN)技术在 AGC系统中的应用,已经取得了巨大成果和经济效益。
蓄能器的选型和计算
3) 方法和用途 重要的是确定运行中的气体是等温状态还是绝热状态。 例如压缩(或膨胀)进行得慢(大约 3 分钟),从而气 体大约保持恒定的温度,该状态为等温。(例如:压力 稳定、容积补偿、配重、润滑线路)。其它情况(蓄能、 脉动缓冲、冲击缓冲等)由于传送速度高,热交换忽略 不计,因此该状态为绝热当压缩或膨胀时间小于 3 分钟 时,该绝热条件将作为先导而存在。
The limit values of P0 are :0.25×P2≤ Po ≤0.9P1 Special values are used for Piston accumulator:
Po=0.95-0.97 P1 or Po=P1-(2~5 ) Pulsation damper and shock absorber
Poc=Po Tc 273 T 2 273
若 Tc=20℃,则:Po(20℃)=Po 293 T 2 273
注:蓄能器的预充压力直接由工厂在 20℃的温度下完 成。充注的气体是氮气。
The accurate choice of pre-charge pressure is fundamental in obtaining the optimum efficiency and maximum life from the accumulator and its components. The maximum storage (or release) of liquid is obtained theoretically when the gas pre-charge pressure P0 is as close possible to the minimum working pressure. For practical purposes to give a safety margin, and to avoid valve shut-off during operation, the value (Unless otherwise stated) is:Po=0.9P1
蓄能器的选型
蓄能器的选型⏹ 1.1蓄能器的作用蓄能器是把压力油的压力能储存在耐压容器中,需要时再将其释放出来的一种能量储存装置,它在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来,当系统需要的时,又将压缩能或位能转变为液压或气压等能而释放出来,重新补供给系统。
当系统瞬间压力增大时,它可以吸收这部分的能量。
保证整个系统压力正常!蓄能器在液压系统中主要有以下几方面的用途:(1)做辅助动力源,短期大量供油;(2)维持系统压力;(3)缓和冲击压力和吸收脉动压力。
⏹ 1.2蓄能器的类型蓄能器可分为重力加载式、弹簧加载式和气体加载式三大类。
(1)重力加载式蓄能器重力加载式蓄能器利用重物的位能来储存能量,是最古老的一种蓄能器。
它能提供大容量、压力恒定的液体,但尺寸庞大,反应迟钝。
这种蓄能器只用于固定的重型液压设备。
(2)弹簧加载式蓄能器弹簧加载式蓄能器利用弹簧的压缩能来储存能量,其结构简单,反应较重力式灵敏,但其容积较小,一般用于小容量、低压系统。
(3)气体加载式蓄能器气体加载式蓄能器的工作原理建立在波义耳定律的基础上。
使用时首先向蓄能器充入预定压力的空气或氮气,当外部系统的压力超过蓄能器的压力时,油液压缩气体充入蓄能器,当外部系统的压力低于蓄能器的压力时,蓄能器中的油在压缩气体的作用下流向外部系统。
气体加载式蓄能器又分为非隔离式、气囊式、隔膜式、活塞式等几种。
对于液压系统,广泛使用的是活塞式蓄能器和气囊式蓄能器。
以下是两种蓄根据采油树液压控制系统实际情况,蓄能器用于作辅助动力源并维持系统的压力,需要蓄能器有良好的灵敏特性和更高的压力值,因此水下采油树选择气囊式蓄能器。
蓄能器的容量计算蓄能器的工作原理:利用气体的可压缩性,靠封闭气体的弹性变形储存和释放能量。
当进入蓄能器中的油液压力升高时,蓄能器气囊中的气体受压缩气体变小,储存能量,同时蓄能器内的油液体积增大。
当蓄能器内油液压力降低时,气囊内气体膨胀,释放能量,同时把油液挤出蓄能器。
轧机阀前蓄能器对液压压下的影响
收稿 日期 :0 0 1 - 8 2 1 — 1 0
作 者 简介 : 呈 虎 (9 4 )男 , 士 , 要 研 究 方 向为 电 液伺 服 控 金 18 一 , 硕 主 制。
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张 齐生
陈春 明 z
河北秦皇岛 0 6 0 6 0 41
060 ; . 6 0 4 2 河北科技师范学院欧美学 院
摘要: 轧机液压压下 ( c ) A c 系统的控制精度对轧制带材 的质量具 有决定性的影响 。在不 同轧制工况 下 , 液压压 下
9 1
阀前 蓄能器 选择 1 . L和 1 0 . L的蓄能 器较 佳 。 6
2 5 0 5 |D 0 ‘ tD S ‘5 7 ∞0
能 器 的 接 入 和 关 闭对 伺 服 阀前 油 源 压 力 波 动 的影 响如 图 3所 示 , V N P表 示 蓄 能 器 关 闭 , P表 示 接 V 入 。由图 3可 知 , 前蓄 能器 对 伺 服 阀前 油 源 波动 阀
图 41O .L蓄 能 器 的 实 验 曲 线
有 一定 的抑制 作用 。
控制较复杂 、 干扰因素多、 负载力大 、 交联耦合 比较 严重 , 对 控制 精度 和 系统 响应 要 求较 高 , 且 因此 , 轧 机油源 通 常采用恒 压 变量泵 。轧机 油源 由恒压 变量 泵 、 向阀 、 单 过滤 器 、 出 口蓄 能器 、 管 路 、 泵 长 阀前 蓄 能器等组 成 ,其功 能是 向轧 机 电液 控制 系统 提供压 力稳定 、 洁净 、 流量 充裕 的工作 介质 。 由于柱 塞变量 泵 工作 时存在 高频 振动 ,和恒 压伺 服机构 存在 变量 时间常 数 ,恒 压油 源 出 口容 腔越大 ,时间常 数就越 大, 响应 速度 就 变慢 ; 次 , 时供 油 流量 的波 动导 其 瞬 致瞬 时压力 的变化 , 而降低 系统 的控 制精度 闭 ; 进 同另 外, 电液伺 服 阀所 控 制 的伺 服液 压 缸 动作 造 成 的负 载 冲击 加剧 了供 油压力 的波 动 。保 证液 压压下 系统 的控 制精 度 , 须确 保 供油 压 力 的稳 定 。 阀前 蓄能 必 器能 够 吸收 液压 压下 系统造 成 的 瞬 时影 响 , 稳定 阀 前 油 液压 力 , 保证 系 统 的控 制精 度 。本文 重 点研 究 阀前 蓄能器 对供 油稳 定性 的作用 。
蓄能器的选型
蓄能器的选型⏹ 1.1蓄能器的作用蓄能器是把压力油的压力能储存在耐压容器中,需要时再将其释放出来的一种能量储存装置,它在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来,当系统需要的时,又将压缩能或位能转变为液压或气压等能而释放出来,重新补供给系统。
当系统瞬间压力增大时,它可以吸收这部分的能量。
保证整个系统压力正常!蓄能器在液压系统中主要有以下几方面的用途:(1)做辅助动力源,短期大量供油;(2)维持系统压力;(3)缓和冲击压力和吸收脉动压力。
⏹ 1.2蓄能器的类型蓄能器可分为重力加载式、弹簧加载式和气体加载式三大类。
(1)重力加载式蓄能器重力加载式蓄能器利用重物的位能来储存能量,是最古老的一种蓄能器。
它能提供大容量、压力恒定的液体,但尺寸庞大,反应迟钝。
这种蓄能器只用于固定的重型液压设备。
(2)弹簧加载式蓄能器弹簧加载式蓄能器利用弹簧的压缩能来储存能量,其结构简单,反应较重力式灵敏,但其容积较小,一般用于小容量、低压系统。
(3)气体加载式蓄能器气体加载式蓄能器的工作原理建立在波义耳定律的基础上。
使用时首先向蓄能器充入预定压力的空气或氮气,当外部系统的压力超过蓄能器的压力时,油液压缩气体充入蓄能器,当外部系统的压力低于蓄能器的压力时,蓄能器中的油在压缩气体的作用下流向外部系统。
气体加载式蓄能器又分为非隔离式、气囊式、隔膜式、活塞式等几种。
对于液压系统,广泛使用的是活塞式蓄能器和气囊式蓄能器。
以下是两种蓄根据采油树液压控制系统实际情况,蓄能器用于作辅助动力源并维持系统的压力,需要蓄能器有良好的灵敏特性和更高的压力值,因此水下采油树选择气囊式蓄能器。
蓄能器的容量计算蓄能器的工作原理:利用气体的可压缩性,靠封闭气体的弹性变形储存和释放能量。
当进入蓄能器中的油液压力升高时,蓄能器气囊中的气体受压缩气体变小,储存能量,同时蓄能器内的油液体积增大。
当蓄能器内油液压力降低时,气囊内气体膨胀,释放能量,同时把油液挤出蓄能器。
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,油阀就是关闭的,以防止皮囊脱离。
②达到最低工作压力时皮囊与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。
最低工作压力与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%。
因此预充氮气压力与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,冷态蓄能器的充气与检验P0charge须作如下选择:P 0,to = P 0,tmax ×273+ t 273+ t m ax 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 m ax m in 3.3 蓄能器计算公式一个蓄能器内的压缩与膨胀过程应遵循气体状态多变的规律。
液压节能系统中蓄能器的参数选配和安装研究
空军雷达学院学报 Journal of Air Force Radar Academy
Vol. 23 No. 6 Dec. 2009
文章编号:1673-8691(2009)06-0443-03
液压节能系统中蓄能器的参数选配和安装研究
曹鹏举,李晓峰
(空军雷达学院黄陂校区,武汉 430019)
传 统 车 辆 是 以 内 燃 机 作 为 动 力 源 的 ,内 燃 机 本 身 存 在 最 低 比 油 耗 区 ,其 工 况 越 接 近 此 区 域 ,汽 车 的 燃 油 经 济 性 越 好 .但 对 于 某 些 车 辆 ,如 城 市 公 交 ,行 驶 工 况 频 繁 变 化 ,内 燃 机 工 况 经 常 不 在 最 低 比 油 耗 区 ,造 成 了 车 辆 能 耗 高 、污 染 严 重 .因 此 ,随 着 能 源 问 题 的 突 现 和 汽 车 保 有 量 的 增 加 ,汽 车 节 能 技 术 越 来 越 受 到 人 们 的 重 视 .为 了 提 高 车 辆 的 动力性和经济性,人们提出了 3 种节能传动 (混合 动力) 形式,即机械式、电力式和液压式 1 .其中液 压 式 能 量 回 收 主 要 是 靠 液 压 蓄 能 器 来 实 现 的 .蓄 能器选择是该节能系统开发能否成功的关键之一, 多种文献对液压节能系统蓄能器的参数配置主要 从补偿恒压泵的动态误差 2 和提高系统控制性能 角度考虑 3 .本文根据车辆液压系统的需要,以皮 囊 式 蓄 能 器 为 例 ,从 提 高 动 能 回 收 效 果 和 补 偿 系 统 压 力 脉 动 两 个 角 度 ,分 析 了 蓄 能 器 的 参 数 选 配 和安装.
4 结论
车辆液压节能系统蓄能器的选配及安装不仅 影 响 系 统 能 量 回 收 的 效 果 和 系 统 恒 压 特 性 ,同 时 影 响 系 统 重 量 、费 用 以 及 车 辆 的 操 纵 性 能 ,如 制 动 时 间 、制 动 距 离 等 ,需 要 综 合 考 虑 多 方 面 的 因 素 , 有待进一步研究.
电动叉车液压起升节能系统中液压蓄能器的选择计算_李云霞
收稿日期:2008-10-28作者简介:李云霞(1974-)女,山东济南人,山东大学在读硕士,主要研究方向是车辆液压与液力传动。
中图分类号:TH137文献标识码:B文章编号:1672-8904(2009)02-0040-003第2期(总第33期)2009年3月No.2(Serial No.33)Mar.2009Fluid Power Transmission and Control当前,能源问题日益突出,研究节能型产品已成为中国及世界工业技术开发的新热点。
人们对节能系统的研究,绝大多数是采用各种能量回收技术对能量进行回收和重新利用。
按照能量回收方式的不同,在液压系统中可分为机械能量回收方式,电能量回收方式和液压能量回收方式等几种形式。
采用液压能量回收方式可较长时间储能,各个部件技术成熟,工作可靠,这种能量回收方式主要是靠液压蓄能器来实现的。
浙江大学多年来在电梯节能方面的研究已经比较成熟,利用两个液压泵/马达和电机同轴连接的能量转换装置来回收负载势能,这种节能系统效率高,能很好地解决负载势能的回收问题[1][2]。
由此,作者将此技术应用到电动叉车上来回收货叉下降时的负载势能。
电动叉车液压起升节能系统简图如图1所示,这里针对液压蓄能器在电动叉车液压起升节能系统中的应用进行分析。
液压蓄能器主要有重锤式、充气式和弹簧式三种类型。
常用的充气式蓄能器有活塞式和气囊式两种。
气囊式蓄能器的特点是气体与油液完全隔开,气囊惯性小、反应灵活、结构尺寸小、重量轻、安装方便,是目前应用最为广泛的蓄能器之一。
本系统选择气囊式蓄能器进行能量回收。
(1)工作过程气囊式液压蓄能器工作时,可把工质(氮气)看作是一个独立的热力学系统,蓄能器的工作过程就是该系统和外界进行能量传递和转化的过程。
气囊式蓄能器的工作原理以波义耳定律为基础,通过压缩气体完成能量转化,使用时首先要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流向外部系统,释放能量。
混凝土泵液压系统蓄能器的参数计算及合理使用
混凝土泵液压系统蓄能器的参数计算及合理使用
张亚林
【期刊名称】《建设机械技术与管理》
【年(卷),期】1996(009)006
【总页数】2页(P21-22)
【作者】张亚林
【作者单位】建设部长沙建设机械研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TU646
【相关文献】
1.蓄能器基本参数确定及其特性对液压系统的影响 [J], 王琳;曹瑞涛;冯长印
2.HBT80A拖泵液压系统中蓄能器的分析计算 [J], 王运喜
3.混凝土泵摆动系统蓄能器的计算 [J], 廖清德
4.小型混凝土泵车双泵分配液压系统参数匹配性分析 [J], 朱奇;周志红;李强
5.多执行器液压系统泵容量与蓄能器体积计算 [J], 曾祥荣;刘广华;张日华
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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
某 1450 mm 热连轧机的粗轧液压压下系统组 成有:油源部分液压站 1 台,控制单元液压 HGC 阀组 2 台,执行机构压下油缸 2 台 (见图 2)。液 压压下系统工作原理:由恒压变量泵和设置在泵站 附近的泵出口蓄能器组成的恒压油源,经中间管路 为粗轧 HGC 系统供油。轧制开始后,压下油缸工 作,油液从有杆腔回油,通过溢流阀可以稳定轧制
图 1 皮囊式蓄能器结构简图
母用于把皮囊和与之相连的充气阀座固定在壳体 上;菌形阀自带弹簧,正常状态下阀门开启,允许 油液进出,当充氮压力过大或油液全部排出时,皮 囊压缩弹簧使菌形阀关闭,避免皮囊被挤出。
1.2 蓄能器的充氮压力
充氮压力和有效容积是蓄能器选型计算中的两 个重要参数。其中充氮压力与系统工作压力有关, 它决定了蓄能器的容积,并且根据蓄能器用途的不 同,充氮压力值也随之变化。增加蓄能器充氮压 力,响应快,吸收瞬时脉动效果好,但充氮压力的 增大会导致蓄能器储液容积的减少,油液补偿效果 变差。另一方面,充氮压力也不宜过小,否则皮囊
压缩比大幅降低,会缩短皮囊的寿命。因此,在计
算时,充氮压力一般按用途选取不同的推荐值,推
荐值的计算方法见式 (1) ~式 (5)。极限值计算
方法见式 (6) 和式 (7)。
用于能量储备时:
p1=0.9p2
(1)
式中:p1—充氮压力 (MPa);p2—系统最低工作压
力 (MPa)。
用于消振时:
p1= (0.6~0.9) pm
1. 一重集团大连 工程技术有 限公司助 理工程 师, 辽宁 大连 116600
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CFHI
2019 年 第 1 期(总 187 期)
yz.js@
CFHI TECHNOLOGY
1— 阀 防 护 罩 ; 2— 充 气 阀 ; 3— 止 动 螺 母 ; 4—壳 体 ; 5—皮 囊 ; 6— 菌 形 阀 ; 7—橡 胶 托 环 ; 8— 支 撑 环 ; 9—O 型 圈 ; 10—衬 套环; 11— 螺塞 。
液压压下系统作为轧机设备的核心组成部分, 其控制性能的好坏直接影响轧机性能。而蓄能器 作为压下系统的重要辅助元件,不仅可以为系统 提供辅助动力源,而且具有吸收脉动、补偿流量 等特点。将其应用于液压压下系统,能够提高系 统响应,改善稳态性能。
本文通过对液压压下系统中各蓄能器的选型 计算,分析影响该系统中蓄能器参数的因素。使 用 AMESim 软件对压下系统建模仿真,通过液压 元件设计库 (HCD) 中仿实物化的物理图形搭建 系统模型,以匹配元件子模型的方式设置仿真参 数。仿真结果以液压元件的内部变量形式显示。
工作时,壳体内的油液与管路中的油液相连 通。当油液压力大于皮囊内气体的压力时,皮囊内 气体的体积被压缩,管路中的油液被压入蓄能器, 同时皮囊内的压力升高,直到与周围油液压力相同 时,蓄能器停止充液。放液过程与之相反。使用前 用充气工具连接蓄能器,将充气阀缓缓打开,慢慢 冲入氮气直至菌形阀关闭,然后快速充气到充氮压 力;阀防护罩要在充气后旋紧,防止误动;止动螺
1 皮囊式蓄能器的结构及参数
轧机液压压下系统在压下量动态调整过程中需 要较快的响应速度,一般采用体积小、重量轻、响 应快的皮囊式蓄能器 [1]以提高系统动态响应,保证 控制精度。
1.1 蓄能器的结构
油液在一般压力和温度下的压缩性很小,蓄积 压力能十分困难,为实现油液的快速存储和释放, 充气式蓄能器借助气体的可压缩性完成了油液容积 的动态变化。皮囊式蓄能器一般由充气阀、壳体、 皮囊和菌形阀组成 (见图 1)。
在轧机设备中,为提高板 带的厚度精度, 通 常采用工作辊辊缝闭环控制方法。在粗轧机上, 辊缝自动控制系统可简称为 HGC (Hydraulic Gauge Control) 控制,由压下装置、弯辊系统及平衡缸系 统三部分组成,具有控制精度高、系统响应速度 快等优点。其中压下装置使用闭环液压伺服控制 系统,可以有效控制高速轧制状态下带钢的厚度 偏差。
(2)
式中:pm—系统平均工作压力 (MPa)。
用于吸收脉动时:
p1= (0.6~0.75) pm (单个压力)
(3)
p1=0.8p2 (多个压力) 用于液路缓冲时:
(4)
p1= (0.6~0.9) pm 充氮压力的极限值:
(5)
p1臆0.9p2
嗓 立式安装 p1颐p3臆1颐4
卧式安装 p1颐p3臆1颐3 式中:p3—系统最高工作压力 (MPa)。