HXQ活塞式蓄能器的结构改进设计

    0　前言

    我厂是生产HXQ活塞式蓄能器的专业厂家,活塞式蓄能器是利用气体的可压缩性储存液压油,在需要时能快速释放,在较少动力的情况下,可提高液压泵的有效功率,它属于蓄能元件,产品结构简单,工作寿命长,但由于活塞惯性大,有密封摩擦阻力等原因,因此,主要应用在压铸机,冶金等行业的液压系统中作为辅助动力源,以减少动力消耗,达到节能的目的。

    活塞式蓄能器的启动压力和密封性是产品出厂时的必检项目,在使用过程中,用户反映,有少量产品出现动作灵敏性差,氮气端保不住压力,拆开上端盖发现氮气端有少量的液压油,从反映的情况来看,产品存在两个问题: 1)启动压力偏大;2)出现内泄漏。经过对故障产品进行解体检查,综合发现有如下几种情况: 1)在缸筒内表面发现有拉伤的痕迹;2)活塞上安装密封件的沟槽表面发现有加工时振动造成的刀痕;3)当活塞端面正好与下端盖端面靠紧时,启动压力偏大,特别是小型号蓄能器更加明显,大型号蓄能器要稍好些;当活塞离开下端盖的端面时,启动压力变得正常;4)密封件出现发黑、变硬、变脆等现象。

    1　活塞式蓄能器结构及工作原理

    原活塞式蓄能器的总体结构如图1所示,其结构主要由缸筒10、活塞6、下端盖1、上端盖8、压紧螺母9及密封件组成,下端盖1与缸筒10通过螺纹连接,上端盖8由压紧螺母9压紧,压紧螺母9与缸筒10通过螺纹连接,液压油腔与氮气腔通过活塞6隔开形成,内外密封都靠密封件保证。

    工作原理:活塞式蓄能器一般是竖直安装,液压油腔在下,氮气腔朝上。工作前,首先应给氮气腔内充入一定压力的氮气,充气压力p0=(0. 8~0. 9)p1(p1为最低工作压力),工作时,液压泵向液压油腔内注入高压油,活塞向上运动并压缩氮气腔内的氮气,当达到设定压力,也称最高工作压力p2时,液压泵停止,并由液压阀关闭保压,这时蓄能器内已储存了一定量的高压油,当需要时,液压阀打开,蓄能器就能快速排出高压油供液压系统工作,蓄能器的有效排油量ΔV=V1-V2(V1和V2是压力分别为p1和p2时的气体容积)。

   2　启动压力偏大及内泄漏分析

    a)启动压力偏大的原因:在氮气腔通大气的情况下,液压油腔通入液压油,试压系统的溢流阀从零开始逐渐升压,活塞启动时压力表所反映的压力,称为最低启动压力。最低启动压力是克服摩擦阻力时的压力,即

    p=F/(πD²/4)        (1)

式中:p———最低启动压,MPa;

    F———摩擦阻力,N;

    D———蓄能器的缸筒内径,mm。

    F=fxpr       (2)

式中:F———摩擦阻力,N;

    f———摩擦系数;