Библиографическое описание:

Лоскутов И. П. К вопросу выбора гидроаккумулятора // Молодой ученый. — 2010. — №3. — С. 29-32.

В настоящее время почти все машины, применяемые в лесном хозяйстве, оснащены гидравлическим оборудованием, поэтому повышение эксплуатационных характеристик  гидропривода позволит повысить эффективность и производительность лесных машин.

Одним из методов повышение этих характеристик являться использование в гидравлической системе лесных машин гидравлических аккумуляторов,  которые обладают большой энергоемкостью при сравнительно малой массе и высоком быстродействии этих гидравлических агрегатов. Аккумулятор способен накапливать энергию жидкости в гидравлической системе, когда энергия в гидравлической системе избыточна, и отдавать, когда это необходимо. [1,2,3]

 Возможное применение гидроаккумулятора не ограничивается только сбором и отдачей энергии, его также используют для защиты системы от чрезмерно высоких давлений, которые возникают в результате гидравлических ударов, для уменьшения пульсаций давлений в системе вызванных работой насосов, клапанов и распределителей, для поглощения кинетической энергии при инерционных нагрузках, для восполнения утечек и для компенсации изменения объема при изменении температуры.

По способу накопления потенциальной энергии гидравлические аккумуляторы разделяют на грузовые аккумуляторы и аккумуляторы с упругим элементом.

 

Рисунок 1 – варианты конструкций гидравлических аккумуляторов

 а - грузовой гидроаккумулятор, б - и - гидроаккумуляторы с упругим элементом, к – инерционный гидроаккумулятор.

 

Накопление потенциальной энергии в грузовых аккумуляторах (рисунок 1а) осуществляется посредством подъема груза на высоту.

К упругим элементам относят газ, диафрагмы и пружины.  [2]

В зависимости от способа накопления энергии гидроаккумуляторы разделяют на пружинные (рисунок 1и) где накопление и отдача энергии в систему осуществляется посредствам сжатия, а затем растяжения пружины, и пневмогидравлические где для этих целей используется газ.

Пружинные гидроаккумуляторы применяются в гидроприводах при небольших давлениях и расходах рабочей жидкости. [4]

Пневмоаккумуляторы классифицируют на аккумуляторы с разделением сред (рисунок 1в)  (гидравлической жидкости и газа) и без разделения сред (рисунки 1б, 1д), первые более эффективны, так как возможность растворения газа в жидкости исключена. [1,4]

Разделители бывают поршневые (рисунки 1в, 1г, 2)  и эластичные. [5]

Существенным недостатком первых  является трение поршня в цилиндре вследствие этого возможно более вероятное наружение герметичности по сравнению с эластичными разделителями. [1]

К числу недостатков можно отнести повышенную массу разделителя сред и связанное с этим сниже­ние быстродействия, в процессе рабо­ты скорость движения поршня,  как правило, не должна превышать 2 м/с. [6]

Их применение не очень эффективно в качестве гасителя колебаний при высоких частотах срабатывания и больших ускорениях, а также при низких давлениях или малых их перепадах . [3]

К их преимуществам стоит отнести простоту конструкции и возможность унификации с поршневым гидроцилиндром.

Основными проблемами, возникающими при создании аккумуляторов поршневого типа, являются обеспечение герметичности и уменьшение потерь на трение. Для этого предлагаются различные варианты от простого способа герметизации с помощью двух колец круглого сечения и кольца прямоугольного сечения, изготовленных из маслостойкой резины так и более сложные варианты с различными комбинированными уплотнениями с набором отличающихся по форме, размерам и материалу колец, в том числе изготовленных из эластомеров и пластмасс. [5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Вариант конструктивного исполнения поршневого гидравлического аккумулятора

 

Эластичные (диафрагменные) аккумуляторы бывают двух видов исполнения типа “мембрана” (рисунки 1ж, 1з, 3) и типа “мешок (баллон)” (рисунки 1е, 4) возможно их применение в качестве гасителей колебаний.

Необходимо отметить, что зарядка аккумуляторов с эластичным разделителем кислородом и воздухом, как правило, недопустима; так как эти материалы агрессивны по отношению к материалу эластичного разделителя (резине) для зарядки используется азот, а в отдельных случаях инертный газ.

Мембранные аккумуляторы применяются для не­больших объемов газа и вытесняемой жидкости. Их преимуществами являются хорошая герметичность и длительный срок эксплуатации, любое монтажное положение, минимальная инерционность.

Баллонные аккумуляторы применяются при средних рабочих объемах в гидроприводах высокого быстро­действия. За счет повышения качества изготовления баллона достигнута также хорошая газонепроницаемость и длительный срок его эксплуатации. Баллонные аккумуляторы могут устанавливаться вертикально или горизонтально с жидкостной поло­стью преимущественно снизу. [6]

Выбор между этими двумя вариантами обуславливается тем, что аккумулятор мембранного типа предпочтителен при объемах в основном до 10 литров, “мешок” при больших объемах.

 

 

Срок службы аккумулятора типа “мешок” в два раза меньше чем у “мембраны” это обуславливается тем, что при деформациях “мешка” в процессе работы в его стенках возникают большие знакопеременные нагрузки (растяжения-сжатия) чем в стенках “мембраны”.

 

 

схема мембранного гидроаккумулятора

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Вариант конструктивного исполнения гидравлического аккумулятора типа “мембрана”

 

схема баллонного гидроаккумулятора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Вариант конструктивного исполнения гидравлического аккумулятора типа “мешок (баллон)”

 

Однако у пневмогидроаккумуляторов с эластичными разделителями, есть некоторые проблемные особенности в конструкции: обеспечение гер­метичного крепления эластичных разделителей относительно корпуса ак­кумулятора, устранение возможности выдавливания разделителя в отвер­стие для подвода рабочей жидкости в гидроаккумулятор, увеличение дол­говечности и износостойкости эластичных разделителей, уменьшение ме­таллоемкости гидроаккумуляторов. К одному из основных недостатков следует отнести неудовлетворительную работу эластичных разделителей при низких температурах, что связано со свойством материала диафрагмы в этих условиях терять свою упругость.

Преимуществом эластичных разделителей по сравнению с поршневыми являются более предпочтительные массовые характеристики за счет оптимальной геометрии корпуса, который обычно имеет сферическую или эллипсообразную форму.

Необходимо отметить, что выбор аккумулятора должен быть обусловлен условиями работы и конкретными задачами для выполнения, которых аккумулятор необходим. Тем не менее, наиболее эффективным и перспективным является применение пневмоаккумуляторов с эластичным разделителем типа “мембрана” или “мешок (баллон)”.

 

Библиографический список

1.Башта, Т.М. Гидравлика гидромашины и гидропривод [Текст] / Т.М Башта.- М.: Машиностроение. 1982. – 423с.

2. Долгачев Ф. М., Основы гидравлика и гидропривод [Текст] / Ф.М Долгачев - Стройиздат. 1970 – 216с.

3 Кариколпаков, В. М. Типы гидроаккумуляторов [Электронный ресурс] / В. М. Кариколпаков-. http://www.hydac.com.ru/article-hydroaccumulators.html-8с.

4. Холин  К. М. Основы гидравлики и объемные гидроприводы : [Текст] / К. М. Холин, О. Ф. Никитин –М.: Машиностроение. 1989. – 262с.

5 Марктвартде  В. М. Современные конструкции и тенденции развития гидроаккумуляторов для сельскохозяйственных машин. Обзор [Текст] / В. М. Марктвартде  – ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш 1980. – 40с.

6 Экснер Х. Гидропривод. Основы и компоненты [Текст] / Х. Экснер, Р. Фрейгат –Бош Рексрот АГ Сервис Автоматизация Дидактика 2003 – 323с.

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные термины: эластичных разделителей, гидравлической системе, упругим элементом, Баллонные аккумуляторы, энергии гидравлические аккумуляторы, потенциальной энергии, рабочей жидкости, эластичными разделителями, гидравлической системе лесных, гидравлической системе избыточна, длительный срок, материалу эластичного разделителя, аккумуляторов поршневого типа, грузовые аккумуляторы, массу разделителя сред, эластичным разделителем, лесных машин, Мембранные аккумуляторы, машин гидравлических аккумуляторов, способа накопления энергии

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle