Гидроаккумуляторы

Гидроаккумулятор предназначен для накопления и возврата в гидравлическую систему энергии рабочей жидкости. Накопление энергии рабочей жидкости под давлением происходит во время зарядки аккумулятора, а возврата энергии — в процессе разрядки. Гидравлические аккумуляторы применяются как основные или дополнительные источники энергии жидкости в гидросистемах тракторов и сельхозмашин, в линиях нагнетания для преодоления перегрузок вращательного и возвратно-поступательного гидравлического привода рабочих органов, в индивидуальных и групповых предохранительных устройствах плугов, автоматах вождения машин для уборки сахарной свеклы.

Используются также для поддержания постоянного расхода рабочей жидкости в напорных магистралях и защиты гидросистем от гидравлических ударов. В зависимости от способа накопления энергии они бывают пружинные и пневматические. В пружинных аккумуляторах возврат энергии рабочей жидкости происходит сжатой пружиной, а в пневматических — в результате расширения сжатого газа.

Гидравлический аккумулятор пружинного типа (рисунок 4.2, а) состоит из неподвижного наружного 4 и подвижного внутреннего 5 цилиндров, между которыми установлена работающая на сжатие пружина 3. В полость подвижного цилиндра установлен неподвижный поршень 6 с полым штоком 2, который жестко связан с передней крышкой 1 наружного цилиндра 4. Гидравлическая полость аккумулятора при монтаже соединяется с напорной линией гидросистемы. Принцип работы пружинного гидравлического аккумулятора заключается в следующем. При увеличении давления рабочей жидкости в линии нагнетания подвижный цилиндр 5 перемещается относительно поршня вправо и сжимает пружину, то есть происходит зарядка аккумулятора. А если давление рабочей жидкости в линии нагнетания уменьшится, то под действием силы пружины цилиндр 5 переместится влево, вытеснит часть жидкости под давлением из полости гидроаккумулятора в напорную магистраль и произойдет разрядка аккумулятора.

Рисунок 4.2 — Гидроаккумуляторы:

а — пружинный: 1 — крышка; 2 — шток; 3 — пружина; 4 — корпус; 5 — цилиндр: б — поршневой: 1 —клапан; 2, 3 — пневматическая и гидравлическая полости; 4 — корпус; 5 — канал; 6 — поршень; 7 — кольцо; в — мембранный гидроаккумулятор: 1 — гайка; 2 — крышка; 3 — мембрана; 4 — корпус; 5 — штуцер

Пневматические гидроаккумуляторы подразделяют по форме корпусов на цилиндрические и сферические, а по форме разделителя на поршневые, мембранные и баллонные. Поршневой пневматический гидроаккумулятор (рисунок 4.2, б) состоит из цилиндрического корпуса 4, нижней и верхней крышек 5. Внутри корпуса установлен разделительный поршень 6 с уплотнительными кольцами 7. Верхняя пневматическая полость 2 аккумулятора заполняется через клапан 1 сжатым газом (азотом) с некоторым первоначальным давлением. Нижняя полость 3 аккумулятора соединяется с гидравлической магистралью. Принцип его работы следующий. Предварительно полость 2 заряжается газом под определенным давлением. При увеличении давления рабочей жидкости в гидросистеме поршень поднимается, происходит сжатие инертного газа, то есть зарядка аккумулятора. А при снижении давления жидкости в гидросистеме поршень под действием давления газа перемещается вниз, вытесняет часть рабочей жидкости в магистраль и аккумулятор разряжается.

Мембранные аккумуляторы (рисунок 4.2, в) состоят из корпуса, двух полусфер 1 и эластичной мембраны 3. В верхней крышке имеется штуцер 4, для заправки полости В газом, а в нижней части сферического корпуса штуцер 5 для соединения полости А аккумулятора с нагнетательной магистралью гидросистемы. Рабочий процесс мембранных сферических аккумуляторов протекает аналогично рассмотренным выше гидравлическим аккумуляторам.

При расчетах гидравлических систем с пневмогидроаккумуляторами давление жидкости в системе находится исходя из условия, что сжатие газа в пневмогидроаккумуляторе изменяется по политропному процессу, который может быть описан уравнением:

, (4.2)

где V ₁ — объем газа в пневмогидроаккумуляторе при давлении газа р ₁;

р ₁ — давление зарядки;

р — текущее значение давления в нагнетательной линии;

V — текущее изменение объема газа;

n — показатель политропны сжатия, n = 1,0…1,4.

Давление жидкости р в пружинных гидравлических аккумуляторах:

, (4.3)

где с — жесткость пружины;

h ₁ — предварительная деформация пружины;

h — высота деформации пружины;

R _т — сила сухого трения пружины;

R _п — сила трения поршня.

Дата добавления: 2015-05-23