Гидроаккумуляторы. Примеры применения часть 2

Компенсация сил

С помощью аккумуляторов могут компенсировать­ся усилия или перемещения. Это необходимо в том случае, если при непрерывном производственном процессе, например при прокатке, из-за различной по величине нагрузки от прокатываемого материа­ла возможны случаи возникновения перекоса. Если гидроцилиндры прижима роликов сбалансированы, достигается постоянство толщины прокатываемого материала. На Рис. 9.11 показана схема соответ­ствующего гидропривода с аккумулятором, предох­ранительным и блокировочным блоками.

В качестве отличительных особенностей следует упомянуть:
- Мягкое уравновешивание сил и, следовательно, — небольшие нагрузки на фундамент и станину
- Уменьшение массы и габаритных размеров за счет исключения противовесов.



Компенсация утечек масла

Гидроцилиндр может развивать постоянное усилие прижима только в том случае, если потери из-за уте­чек будут постоянно компенсироваться. Для этого наи­лучшим решением является применение гидравличес­ких аккумуляторов. На Рис. 9.12 приведена схема гид­ропривода с компенсацией утечек. Здесь утечки в гид­роцилиндре постоянно компенсируются маслом, по­ступающим из аккумулятора. При снижении давления до заранее установленного уровня снова подключа­ется насос, который подзаряжает аккумулятор.

В качестве отличительных особенностей следует упомянуть:
- Насос не работает постоянно
- Небольшое тепловыделение и, следовательно, — незначительные эксплуатационные расходы
- Большой срок службы гидропривода.



Амортизация ударов и вибраций

В гидросистеме могут возникнуть колебания давле­ния, если изменяются потоки рабочей жидкости в цикле работы оборудования.

Причинами этого могут быть:
- Неравномерность подачи насоса
- Колебания подпружиненных масс в регулирующих гидроаппаратах из-за ударного соединения объе­мов с различными уровнями давления
- Функционирование отсечных и управляющих гид­роаппаратов высокого быстродействия
- Подключение и отключение различных насосов.

В результате имеют место колебания давления или расхода, негативно влияющие на долговечность всех элементов конструкции.

В зависимости от причин возникновения следует различать гидравлические удары и пульсации. Что­бы обеспечить бесперебойную работу гидроприво­да, необходимо еще на стадии его проектирования определить возможную величину колебаний давле­ния и предусмотреть необходимые демпфирующие средства. При этом имеется множество решений, однако опыт показывает, что наиболее приемлемым является установка гидравлических амортизаторов.

Рекомендуется установка амортизаторов пульса-ций, чтобы выполнить требования, предъявляемые к оборудованию в части высокой мощности, малого времени цикла и низкого шума. Этот тип аккумуля­тора уменьшает возникающие при работе оборудо­вания колебания расхода, а также передачу этих колебаний на резонирующие поверхности, что по­зволяет значительно снизить уровень шума. Кроме того, увеличивается срок службы компонентов и оборудования в целом.



В случае объемных насосов (Рис. 9.14)

В зависимости от конструкции насоса возникают те или иные пульсации его подачи, которые являются причиной шума и вибраций. Эти негативные явле­ния могут вызвать повреждение гидропривода.



В случае быстродействующих гидрораспредели­телей (Рис. 9.15)

Для обеспечения быстрого и мягкого переключения гидрораспределителей (например, дросселирую­щих или пропорциональных) перед ними и после них должны быть установлены аккумуляторы. При этом одновременно устраняются нежелательные удары давления, которые, например, могут повре­дить входящие в состав гидропривода напорные фильтры.


В случае ударной волны (Рис. 9.16)

В большинстве гидроприводов возникают ударные волны, вызываемые различными гидравлическими компонентами или рабочими процессами, например движением ковша гидравлического экскаватора.
Установка гидравлических аккумуляторов позволяет защитить от разрушения компоненты, чувствительные к воздействию ударной волны (например, насосы).


В случае включения-отключения (Рис. 9.17)

В результате резкого открывания в сливных гидро­линиях возникают удары давления, которые могут повредить маслоохладители и сливные фильтры.

Кроме того, гидроаппараты, трубопроводы и соеди­нения могут разрушаться при резкой остановке стол­ба движущейся жидкости (например, при аварий­ном отключении).


В случае гидравлических пружин
Гидроаккумуляторы применяются в качестве гидрав­лических пружин для демпфирования колебаний и ударов.

При этом сжимаемый в аккумуляторе газ использу­ется в качестве пружинящего элемента.

Случаи применения гидравлических пружин:
- Натяжение цепей (Рис. 9.18)
Аккумуляторы применяются в натяжных механизмах и в приводах мобильных машин для предотвраще­ния передачи ударов приводной цепью.



- Натяжение контактных проводов и несущих тро­сов (Рис. 9.19)

Для исключения сбоев в канатных дорогах и лифтах необходимы очень небольшие допуски по длине тросов.

С помощью гидроаккумуляторов компенсируются различия по длине тросов, которые возникают в канатных дорогах при подъеме в горы или при спус­ке в долину из-за тепловых колебаний, а также при изменении нагрузки в лифтах.

При этом необходимые значения допусков для длин канатов и растягивающие напряжения сохраняют­ся неизменными.



Подрессоривание транспортных средств (Рис. 9.20)
Дорожные неровности и копей создают ударные нагруз­ки, которые могут повредить кузов и ходовую часть.

При гидравлическом подрессоривании механические ударные нагрузки преобразуются в гидравлические.

Эти гидравлические ударные нагрузки поглощают­ся аккумуляторами.

Применение гидро-пневматического подрессорива-ния транспортных средств позволяет:
- уменьшить опасность возникновения несчастных случаев
- увеличить срок службы
- обеспечить возможность проезда поворотов с большой скоростью
- удерживать груз в требуемом положении
- уменьшить нагрузку на материалы
- уменьшить эксплуатационные расходы.



Разделение жидких сред

В системах, где требуется 100 %-ное разделение жидких сред, применяются гидроаккумуляторы. Соб­ственно разделение обеспечивается баллоном или диафрагмой, встроенной в аккумулятор.

Разделение жидких и газообразных сред

В системах, где превалирует пневматическое дей­ствие, для силовых компонентов (например, зажим­ных гидроцилиндров) предпочтительно использова­ние гидравлических устройств.
Аккумуляторы позволяют разделить пневматичес­кие и гидравлические компоненты, поэтому установ­ка дополнительного гидропривода не требуется.



Разделение двух жидких сред

Например, в применяемых в нефтехимии компрес­сорах с плавающими кольцевыми уплотнениями сжимаемый технологический газ не должен смеши­ваться с уплотняющей жидкостью.
Для таких уплотнений требуется уплотняющая жид­кость, давление которой должно превышать давле­ние газа в компрессоре на 0,5 ... 1 бар.

Над компрессором на большой высоте (5-10 м) ус­танавливается специальный бак, создающий повы­шенное давление.

Нейтральная по отношению к газу жидкость в баке подвергается давлению газа на выходе из комп­рессора.

В большинстве случаев эта жидкость не обладает смазочными свойствами, поэтому для смазки пла­вающих кольцевых уплотнений и подшипников тре­буется другая жидкость.
Необходимое разделение двух указанных жидкостей обеспечивается аккумуляторами.



Разделение двух газов

Аккумуляторы используются для выравнивания дав­ления с атмосферным в системах, для которых опас­но попадание воды в резервуар через воздушный фильтр (сапун), или в заполненных жидким азотом резервуарах для предотвращения возможности об­разования конденсата при больших колебаниях тем­пературы.