蓄能器在机械压力机液压系统中的应用.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 0 1 0 0 5 0 0 4 1 0 2 蓄 能器 在 机 械 压 力机 液压 系统 中的应 用 王 顺 菊 安徽 工程大 学 电气 工程 学院 ， 安徽 芜 湖 2 4 1 0 0 0 摘要 阐述 了蓄能器 的结 构形 式及 工作原 理 ， 以及 一种 蓄能器 补压 方式在 机械 压力机 移 动工作 台液 压 系 统 中的应 用 。 采 用这 种 蓄能器 补压 方式 可 以克服 系统 需要频 繁补压 以维持 工 作压力 的缺 点 ， 降低元器 件损 坏 率及 设备 故 障率 ， 减 轻 劳动强度 ， 节 约成本 ， 对 实现 自动化 连 续生产 具有 重要 意义 。 关键词 机械 制 造 ； 蓄能器 ； 机械压 力机 ； 应 用 中 图 分 类 号 T G3 1 5 ． 5 文 献 标 识 码 B 1引 言 液 压传 动 系 统辅 助 元 件有 蓄 能 器 、过 滤 器 、 油 箱 、 热 交换 器 、 压 力 表 、 压 缩 空 气 净 化 设 备 、 气 压 辅 件 、 管件 、 密封件 等 。 除油箱通 常需 要 自行设计 外 ， 其 余 皆为标 准件 。液压 传动 系统 辅助元 件 和其他 元 件 一 样 ， 都是 系统 中不 可缺少 的组 成部 分 。 它们对 系统 的性 能 、 效 率 、 温 升 、 噪声和 寿命 的影 响很 大 ， 应 给 予 充 分 重 视 。 现有压 力机移 动 工作 台液压 系统 大多 数采 用齿 轮 泵加 气 动 泵 的方 式 图 1 补 压 ， 先 由电机 带 动齿 轮泵 动作 ，待 系统 压力 达到设 定 数值 后 ，齿 轮 泵 停 止 工 作 ，此 时 气动泵 开 始工作 ，直至压 力 升 到 系 统 所 需 压 力 后 停止 ，即气动 泵 两 侧 的气 压 和 油 压 达 到 平 衡 。 液 压 系 统通 常存 在无 可避 免 的泄漏 ，如 阀组 内泄 ，夹 紧 缸 渗 漏 等 ，极 易 造 成 系 统 压力 降低 ，即使 较 小 的压 降 也会造 成 气动泵 两侧 压力 的 不平衡 ，此 时气 动 泵 会 自动 进 行 补 压 ， 以保 平衡 。 这 样一 来 ， 导 致气 动泵 频繁启 停 ， 其故 障或损 坏几率 大增 ，增 加 了维 修保 养 ，浪 费人力 物 力 ， 且制 约 了 自动 化高速 生产 。 2蓄 能 器 在液 压传 动系统 中 ，蓄能器 用来 存储 和 释放 液 体 的压 力 能 。 它 的工作 原理是 ， 当系统 的压力 高于 蓄 能器 内液体 的压 力 时 ， 系统 中的液体 充进 蓄能 器 中 ， 直到 蓄能器 内外 压力 相等 ； 反之 ， 当蓄能器 内液 体 的 压 力 高于 系统 的压力 时 ，蓄能器 内的液体 流 到系统 收稿 日期 2 0 1 0 0 8 1 2 作者简介 王顺菊， 女， 硕士， 2 ． 1重 力 式 蓄 能 器 重 力 式 蓄 能 器 ， 它 利 用 重 物 的 势 能 来 存 储 、 释 放 液 压 能 。当压 力 油 充 入 蓄 能 器 时 ， 油 液 推 动 柱 塞 上 升 ， 在 重 物 的 作 用 下 以 一 定 压 力 储 存 起 来 。 这 种 蓄 能 器 的 特 点 是 结 构 简 单 、 容 量 大 ， 在 释 放 压 力 能 过 程 中 ， 压 力稳定 。但其 结 构 尺 寸 大 而 笨 重 ， 运 动 惯 性 大 ， 反 应 图 2 齿轮泵 蓄能器形式液压系统工作原理图 不 灵敏 ， 易漏油 ， 有摩 擦损失 。 因此 ， 重力式 蓄能 器 只 供 蓄能用 ， 常用 作大 型 固定 设备 的第二 油源 。 2 ． 2弹簧式 蓄能 器 弹簧 式 蓄 能 器 ，它 利 用 弹 簧 的压 缩 和 伸 长 来 储 存 和释放 压力 能 ， 弹簧和 压力油 之 间由活 塞隔开 。 它 的结构 简单 ， 反应相 对灵 敏 。但 容量小 ， 易 内泄 并有 压 力损失 ， 不适 于 高压 和高频 动作 的场 合 ， 一般 可用 于小容 量 、 低 压 p 1 2 MP a 系统 ， 用作 蓄能 和缓 冲 。 2 ． 3充 气 式 蓄 能 器 充 气式 蓄能器是 利用 密封 气体 的压缩 膨胀 来储 存 、 释放 能量 的 ， 主要 有 气 瓶式 、 活塞 式 和气 囊 式 三 种 。 2 ． 4薄 膜 式 蓄 能 器 薄膜式 蓄能器 利用 薄膜 的弹性来 储存 、释放 压 力能 。主要 用于小 体积 和小流 量工 况 ， 如 用作 减 振 器 、 缓 冲器 和用于控 制 油的循 环等 。 3 蓄能器在机械压力机士的应用 蓄 能 器 在 液 压 系 统 中 的 用 途 很 多 ， 主 要 有 辅 助 动力 源 、 漏损 补偿 、 应 急动力 源 、 系统保压 、 脉 动阻 尼 液压 冲击 吸收等 。这里 主要介 绍一 种蓄 能器 补 式 在 机 械 压 力 机 移 动 工 作 台 液 压 系 统 中的 应 蓄能 器 补 压方 式 图 2 由电 机 带 动齿 轮 泵 ， 将 里 的液 压油 经单 向 阀后送 到 蓄能器 ，当系统 压 到设定 的上 限数值 时 ， 电机停 止工作 ， 系统 由于 产生 的压力 降 由蓄能器进 行 补压 。从而 使 系统 可 以维 持在 一定 的压力 区 间内 ，该 压力 区间满 紧 足移 动工 作 台夹 紧力 波动 的需要 。 试验证 明 ， 在压力 下 降 的初 始 阶段 ， 压 力下 降速度 较快 ， 之后 会缓 慢降 低 ，蓄 能器 的容 积 大小 和泄漏 的速度 决定 系统 的保 压 时间及 齿轮泵 的动作频 率 。而 当压力下 降 到设定 的下 限数 值 时 ， 电机会 再 次启动 。 现在机 械压 力机移 动 工 作 台 液 压 系 统 采 用 蓄 能 器 补 压 方 式 ， 由齿 轮 泵 直 接 将 系 统 压 力 提 升 到 系 统 所 需 压 力 后 ，系 统 压 力 降 由蓄 能器进行 补 压 。蓄能器 的容 积大小 和 系统泄 漏 的速 度 决 定 系 统 的 保 压 时 间 及 齿 轮 泵 的 动作 频 率 ，克 服 了系统需 要频繁 补压 以维 持工作 压 力 的缺 点 ， 大 大降低元 器件 损坏 率及设 备故 障率 ， 又 可节 约 成 本 。 这 一 点 对 实 现 生 产 线 自动 化 连 续 生 产 具 有 重 要 意 义 。 目前 ，该 种 蓄能器补 压方 式 已经在 奇瑞 公 司冲 压车 间部分机 械压 力机 上得 到 了有 效应 用 。采用 这 种蓄能 器补 压方式 较原来 的 “ 齿轮 泵 气动 泵形式 ” 实际应 用效果 非 常 明显 ，可 以 由原 来 的平均 保压 时 间 1 1 0 s提 高 到 现 在 的 平 均 保 压 时 间 4 6 0 s 。 4结 束 语 机 械 压力 机 液压 系 统 通 过采 用 蓄 能 器 补 压 方 式 ， 优 化 了压力机 结构及 性 能 ， 增 强 了冲压生 产线 实 用性 、 安全性 、 可 靠性 ， 便于 实现 自动化 。 提 高 冲压 线 生产效 率 ， 为打造 数字 化工 厂提供 了坚 实 的基 础 。 【 参 考文献 】 [ 1 ] 姜继海 ， 宋锦春， 高常识． 液压与气压传动． 北京 高等教育出版 社 ， 2 0 0 2 0 8 ． [ 2 】 刘惠鑫， 王笑方． 液压与气压传动技术基础． 北京 清华大学出版 文 章 编 号 1 6 7 2 01 2 1 2 01 0 0 5 0 0 4 3 0 2 增 压 阀在 压 力 机 上 的应 用 夏伟 。李伟 ， 王 国 栋 ， 张伟 徐 州锻 压机 床 厂集 团有 限公 司 ， 江 苏 徐州 2 2 1 1 1 6 摘要 滑块 平衡 装置 对大 、 中型压 力机 尤 为重要 ， 滑块 部件 重量 对滑块 平衡 装置 有较 大影 响 ， 平 衡装置 越 大 ， 对整机 布置 影 响越 大 。采用 增压 阀后 ， 气压 增高 ， 平衡 缸尺 寸减 少 ， 储 气简 直径减 少 ， 同时减 少 整机重 量 ， 减 少 加 工 和 装 配 的难 度 。 关键词 机械 制造 ； 增 压 阀； 平衡 装置 ； 压力机 ； 应用 中 图分 类 号 T G3 1 5 ． 5 文 献 标 识 码 B 1前 言 机 械压力 机一般 都装 有 滑块平 衡装 置 ， 它对 大 、 中 型 压 力 机 尤 为 重 要 。 通 常 压 力 机 的 滑 块 较 重 ， 再 加 上 过模板 和上 模 ， 重 量更 大 。装 上 滑块平 衡装 置后 ， 可 以防止 滑块 向下 运 动 时 因滑 块 、 过 模 板 、 上模 、 连 杆 、 导柱 等重量 而迅 速下 降 ， 使 传动齿 轮 反 向受力 而 造成 齿 面撞 击 和噪声 ； 可 以消 除或减 小连 杆 、 导柱 等 重量 导致 飞轮 负荷骤 然增 加 ；可 以改善 制动 器工 作 条件 而减 少发 热 ， 提 高制 动器 的灵敏 度和 可靠 性 ， 还 可 以防止制 动器 失灵 、连杆 折 断时滑块 坠落所 发 生 的 事 故 。 在通 常的设计 中闭式 双点压 力机要 求 滑块 底平 收稿 日期 2 0 1 0 0 5 1 9 作者简介 夏伟 1 9 8 0 一 ， 男， 工程师， 从事机械压力机设计研究 社 。 2 0 0 9 0 7 ． [ 3 ] 陈奎生 ．液压与气压传动． 武汉理工大学 出版社 ， 2 0 0 1 0 8 ． [ 4 】 陈淑 梅． 液 压与气压传 动 英汉双语 ． 北 京 机 械工业 出版社 2 0 01 - 0 8 ． ● 面大 ， 相 应 的滑块 重量 、 上模 也 随之增 大 。从 而 对滑 块 的平衡 装 置就有 较 高的要 求 。如 何在 既 满足用 户 需 求 的同时 ， 又能使 设计 成本 降到 最低 ， 这是 设计 人 员需 要考 虑 的问题 。滑块 平衡 装置 通 常讲 的平 衡缸 ， 平衡 缸 直径c m 按下 式计 算 D 悟 式 中 K 平 衡 力 系数 一 般取 1 ． 2 ～ 1 ． 5； G 厂 _ 滑 块部 件重 量 包 括 过 模 板 ， 上 模 以及 连 杆 重 量 ， k g ； p 平 衡 缸 压 力 ，一 般 5 1 2 厂 压 缩 空 气 站 出 口 压 力 为 0 ． 7 MP a ， 由于 空气 管道 损失 至 车 间时一 般 只有 0 ． 3 ～ 0 ． 4 MP a ； n 平 衡 缸 数 量 。 储 气 筒 容 积 [ 5 】 闭式四点机械压力机使用说明书 机械 ． 济南二机床集团有限 公司 ， 2 0 0 9 0 1 ． The Ap pl i c a t i o n o f Ac c u mul a t o r i n Hy dr a u l i c Sy s t e m o f M e c h a ni c a l Pr e s s WANGS h u n j U Co l l e g e o f El e c t r i c a l En g i ne e r i n g，An h ui Po l y t e c h ni c Un i v e r s i t y，W u hu A bs t r a c t Th e s t r u c t u r e a nd wo r k i ng p r i n c i pl e o f t h e a c c u mul a t o r h a v e b e e n we l l a s t h e a pp l i c a t i o n o f a t y p e o f p r e s s u r e - m a ke up wi t h a c c u m u l a t o r i n h y d r a u l i c me c ha n i c a l p r e s s ．Du e t o t h i s t y p e o f p r e s s ur e- m a ke up，i t wi l l b r i n g t h e be n e fit s ma k e u p e q u e n c y t o k e e p p r e s s ur e ， l e s s p a r t -d a ma g e d a n d f a c i l i t y f a ul t ，r e d u c i n g wh i c h ma k e s s i g ni fic a n t f un c t i o n f o r a u t o ma t i c O pe r a t i o n． K e y w o r ds Ac c u mul a t o r ；M e c h a ni c a l p r e s s ；App l i c a t i o n