7.3 Аккумуляторы

Аккумулятор – это ёмкость, предназначенная для аккумулирования энергии масла, находящегося под давлением. Конструктивные схемы аккумуляторов даны на рис. 6.3.

В грузовых аккумуляторах (а) аккумулирование и возврат энергии происходят за счет изменения потенциальной энергии груза, в пружинных (б) – за счет упругой деформации пружины, в пневмогидроаккумуляторах (в-е) – вследствие сжатия и расширения газа, причем масло может находиться в непосредственном контакте с газом (в) либо указанные рабочие среды могут разделяться поршнем (г), мембраной (д) или эластичным баллоном (е).

В грузовом аккумуляторе давление почти постоянно и не зависит от расположения плунжера. Однако применение грузовых аккумуляторов ограничивается из-за трудоемкости ремонтов и больших затрат, необходимых для страховки грузов при аварии.

Давление в пружинном аккумуляторе изменяется пропорционально линейной характеристике. Пружинные аккумуляторы для больших расходов жидкости и давления свыше 2 МПа оказываются громоздкими.

В пневмогидравлических аккумуляторах давление жидкости меняется по законам изменения давления в газах. Из-за сжимаемости газа пневмогидроаккумуляторы часто используются в качестве демпфирующих устройств.

Работа пневмогидроаккумулятора, заряженного сжатым газом, более эффективна, поскольку, при том же рабочем объёме, выделяемое им в гидросистему количество масла существенно больше.

Аккумуляторы чаще всего используются для накопления гидравлической энергии при медленных рабочих ходах узлов с тем, чтобы кратковременно получить достаточно большие потоки масла для обеспечения ускоренных холостых перемещений их. Такое решение позволяет существенно уменьшить подачу насоса, питающего гидросистему, и повысить её КПД.

В зажимных механизмах применение аккумуляторов позволяет компенсировать утечки в гидросистеме и поддерживать в процессе обработки заданное давление зажима при выключенном или разгруженном насосе.

Аккумуляторы могут использоваться для уменьшения пульсации давления или исключения пиков давления при переходных режимах.

Рассмотрим пример использования аккумулятора (рис. 6.4). Цилиндр подачи Ц1 обеспечивает медленное перемещение рабочего органа со скоростью, определяемой настройкой дросселя ДР, а шток цилиндра выталкивателя Ц2 кратковременно перемещается с высокой скоростью.

Для питания Ц1, работающего, например, в течение 120 с, достаточно иметь подачу насоса 2,5 л/мин, а для Ц2 в течение 3 с требуется подача насоса 18 л/мин. Без использования аккумулятора необходимо установить насос Н с подачей 25 л/мин, причем практически в течение всего времени работы большая часть масла, подаваемого насосом, будет сливаться в бак через переливной клапан КП, не производя полезной работы, что приведет к интенсивному разогреву масла в гидроприводе.

Применение аккумулятора АК позволяет использовать насос с подачей 5 л/мин. При работе Ц1 масло, подаваемое насосом, заполняет аккумулятор и в небольшом количестве сливается в бак через клапан КП. При переключении распределителя Р2 масло поступает в цилиндр Ц2 одновременно от насоса и аккумулятора, что обеспечивает высокое значение мгновенной подачи масла.