HYDAC SB330蓄能器配多大,才能减少液压泵频繁启停
间歇夹紧设备装蓄能器,是为了让泵停机后仍有一段时间可以供油。容量够不够,要把这段时间内的动作耗油和泄漏耗油加起来,再与蓄能器的可用油量比较。
HYDAC SB330内部始终有氮气占据空间。压力从停泵值降到启泵值时,只能释放其中一部分油液,所以5 L标称容量远不等于能向设备供出5 L油。
下面按压力降到下限启动电机、升到上限停机的回路计算。电机连续运转、泵仅减小排量或卸荷的系统,讨论的是加载频次,与这里的电机启停不同。
每20秒动作一次,需要多少油
以一套间歇夹紧设备为例,设定以下条件:
| 项目 | 计算取值 |
|---|---|
| 每个完整动作周期的供油量 | 0.15 L |
| 动作间隔 | 20 s |
| 泵启动压力 | 100 bar |
| 泵停止压力 | 140 bar |
| 预充压力 | 90 bar,按本例计算温度 |
| 有效气体容积 | 比较5 L与10 L |
0.15 L应包含这个周期内由蓄能器承担的全部供油。油缸伸出、缩回若都从同一支路取油,两段耗油都要计入。
本例按最低工作压力100 bar选择90 bar预充压力。HYDAC的储能选型建议还要求考虑温度;设备的最低压力或温度改变后,预充值也要跟着重算。
5 L在这个压力区间能供约0.98 L
用气体多变关系估算:
ΔV=V₀×[(p₀绝/p₁绝)^(1/n)-(p₀绝/p₂绝)^(1/n)]。
V₀为有效气体容积,p₀为预充压力,p₁、p₂分别为启动和停止压力。计算采用绝对压力,90、100、140 bar表压分别近似换成91、101、141 bar绝压。
短时供油按n=1.4的绝热近似计算,结果如下。
| 有效气体容积 | 140降到100 bar时可供油量 | 不计泄漏时可完成的0.15 L动作周期 |
|---|---|---|
| 5 L | 约0.98 L | 6个完整周期,剩少量油量 |
| 10 L | 约1.97 L | 13个完整周期,剩少量油量 |
在这组压力条件下,容积增大一倍,可用油量也增大一倍。用标称容量直接除以每次耗油量,则会高估能完成的动作次数。
供油较慢、换热充分时,结果更接近n=1的等温过程。按n=1算,5 L约可供1.28 L。两者的差别说明动作节拍和热过程会影响结果,下面继续沿用n=1.4比较容量。
想完成8次动作,选5 L还是10 L
8个动作周期耗油:
8×0.15=1.20 L。
按每20秒一次计,这段供油时间约160秒。如果回路还有0.05 L/min的连续泄漏,还会消耗:
0.05×160÷60≈0.13 L。
合计需要约1.33 L。5 L蓄能器在本例中只能供约0.98 L,不足以完成这8次动作;10 L可供约1.97 L,满足需求。
按同一模型反推,最低有效气体容积约6.77 L。本例再给耗油变化留20%余量,容积需求约8.13 L。比较5 L和10 L两档,应选10 L。
余量用于应对耗油的小幅变化。若泄漏持续增大,就要修复泄漏通路,不能靠不断加大蓄能器维持原来的停泵时间。
10 L补满一次,大约需要多久
本例每分钟动作3次,平均动作耗油为0.15×3=0.45 L/min。加上0.05 L/min泄漏,平均总需求是0.50 L/min。
若泵在100至140 bar充油区间能提供6 L/min,扣除设备消耗后,平均净补油流量约5.50 L/min。给10 L蓄能器补回约1.97 L,估算需要约22秒。
容量增大后,停泵供油时间变长,每次启动后的补油时间也会增加。泵必须在满足设备耗油之外,仍有足够流量给蓄能器充油。
若多个机构同时动作,耗油接近泵的供油量,压力就可能迟迟升不到140 bar。此时要解决供油能力与动作安排,单纯放大蓄能器不能让泵更快达到停机压力。
启停控制还应符合电机允许的启动频次和最短运行时间,并配置适当延时,避免短时间反复点动。
突然变得频繁启停,检查哪里
设备一直按同样节拍工作,最近才开始频繁启停,应检查泄漏、预充和控制状态,而不是立即换大容量。
机构不动作,压力也很快下降。 检查执行回路、止回阀和卸荷通路是否持续失油。原来能保持很久,后来时间明显缩短,通常应找新增的耗油或泄漏。可结合SB330保压时间变短的排查。
压力在很小范围内变化,电机就反复启动。 检查启动、停止阈值和信号波动。压力区间过窄,同一蓄能器每次释放的油量也少。调整上下限时,要满足设备最低工作压力和元件最高允许压力。
充油很快到压,一次动作就明显掉压。 检查蓄能器是否正常接入,隔离阀和安全阀块是否处于运行位置,以及预充和气囊状态。测预充前,隔离并释放液压侧压力。
刚停泵时掉压明显,之后逐渐稳定。 快速充油使气体升温,随后冷却也会引起压降。应比较温度稳定后的压力变化,再判断有没有持续泄漏。
总结
本例连续8次动作加泄漏,共需约1.33 L油量。在100至140 bar区间、n=1.4的计算条件下,5 L不够,10 L合适。
选容量时算动作耗油、泄漏和压力区间;原设备突然启停频繁时,查新增泄漏、预充、连接和控制状态。容量不足与设备故障,处理方式不同。