挖掘機儲能器的結構與工作原理,及儲能器的類型有哪幾種?
挖掘機蓄能器是液壓系統中用以儲存壓力能的裝置,應用于間歇需要大流量的系統中,達到節約能量、減少投資的目的,也可應用于液壓系統中,起吸收壓力脈動及減小液壓沖擊的作用。
挖掘機蓄能器的類型:蓄能器有重錘式、彈簧式和充氣式三種。
1、重錘式蓄能器
它利用重錘的位置變化來儲存和釋放能量,見圖6-11。重錘通過柱塞作用于液壓油,使之產生一定的壓力。這種蓄能器結構簡單、壓力穩定,但重量輕、體積大,所以容量不宜做得過大?,F在已基本不再使用。
2、彈簧式蓄能器
彈簧式蓄能器的工作原理見圖6-12,它利用彈簧來儲存、釋放能量。彈簧的力通過活塞作用于油液,油液壓力決定于彈簧的預緊力和活塞面積。由于彈簧伸縮時作用力有變化,所以蓄能器所提供的油液壓力也是變化的,為減少這一變化量,可選擇剛度較低的彈簧,并限制活塞的行程,但這給高壓大容量蓄能器的設計帶來困難,這種蓄能器也不再使用。
3、充氣式蓄能器
充氣式蓄能器利用壓縮氣體儲存能量,為安全起見,所充氣體應采用惰性氣體(一般為氮氣)。按蓄能器的結構可分為直接接觸式和隔離式兩類。隔離式又可分為活塞式和氣囊式兩種。充氣式蓄能器的輸出壓力也是變化的,但其變化量較彈簧式小得多。
(1)氣瓶式蓄能器
這是一種直接接觸式蓄能器。其結構極簡單,是一個下半部盛油液,上半部充壓縮氣體的氣瓶(圖6-13)。這種蓄能器容量大,體積小,慣性小,反應靈敏;其缺點是氣體容易混入油液中,使油液的可壓縮性增加,從而影響執行元件運動的平衡性;并且耗氣量大,必須經常補氣,這種蓄能器適用于要求不高的大流量中、低壓系統。
(2)活塞式蓄能器
這是一種隔離式蓄能器。它利用活塞使氣體與油液隔離(圖6-14))以減少氣體滲入油液的可能性。這種儲能器實際上是一個大的氣缸(或液壓缸),因此缸壁及活塞外圓有較高的加工要求,使成本提高。另外,活塞上的摩擦力會影響蓄能器動作的靈敏性,且活塞不能完全防止氣體滲人油液,故此種蓄能器性能不十分理想。其容量不大,常用于中、高壓系統,但正逐漸被性能更完善的氣囊式蓄能器所代替。
(3)氣囊式蓄能器
氣囊式蓄能器也是屬于一種隔離式蓄能器,其結構如圖6-15所示。殼體為兩端呈球形的圓柱體,殼體內設有一個用耐油橡膠制作而成的氣囊。氣囊出口設有充氣閥,充氣閥僅在氣囊充氣時打開,平時是關閉的。殼體的下部設有一個受彈簧力作用的菌形閥。在工作狀態的時候,壓力油液通過菌形閥進出,當油液排空時,菌形閥可以防止氣囊被擠出去。在這種蓄能器中,氣體和液體完全分離,并且蓄能器重量輕,慣性小,反應敏銳。它是目前應用最廣泛的蓄能器,但容量不大,對氣囊和外殼的制造要求也很高。氣囊式蓄能器的氣囊有折合形和波紋形兩種,前者容量較大。