HIDRAULIČKI AKUMULATORI Grupa uređaja različitih konstruktivnih oblika, koji imaju zadatak akumulirati hidrauličku energiju ili određeni volumen fluida (u vrijeme kada nisu potrebni izvršnim elementima) i osloboditi ih sustavu onda kada mu trebaju
HIDRAULIČKI AKUMULATORI
Grupa uređaja različitih konstruktivnih oblika, koji imaju zadatak akumulirati hidrauličku energiju ili određeni volumen fluida (u vrijeme kada nisu potrebni izvršnim elementima) i osloboditi ih sustavu onda kada mu trebaju
Podjela hidrauličkih akumulatora
Zadatak akumulatora u hidrauličkom sustavu
Ušteda energije Smanjenje kapaciteta pumpe Prigušivanje hidrauličkih udara Smanjenje oscilacije tlaka Kompenzacija volumena i dr.
Ugradnja hidrauličkog akumulatora zbog smanjenja kapaciteta pumpe
Pumpa ima kapacitet potreban za osiguranje volumena V4. Kada je potrebno predati volumen V1+V2+V3 tada se ostatak nadomješta iz akumulatora
Shema gradnje u cilju štednje energije
Akumulatori se pune kod spuštanja
Shema upravljanja punjenja akumulatorahidrauličko vs. električno upravljanje
Proračun
Izoterma (n=1) – t > 3s (spora ekspanzija)
Adijabata (n=κ) – t < 1s (brza ekspanzija)Politropa (n) – 1s < t < 3s
−
∆=
nn
p
p
p
p
VV
1
2
0
1
1
0
0
Tlak punjena (najčešće 0.9 p1)
Maksimalni tlak
Radni tlak
Zadatak
Prikazan je uređaj za automatsku izmjenu alata alatnogstroja. Cilindar ciklički ponavlja radni takt prikazan udijagramu. Pumpa je stalno u pogonu. Stupnjevedjelovanja i gubitke tlaka zanemariti.
Zadano:
Pogon: 10 kN kod gibanjamax, =LF kN kod gibanja
160 bar=ep bar
10 cm1 =A cm
2 , 2/ 21 == AAϕ
50 cmmax =x cm, 1500 min=motn min
-1
Radni takt: t = 8 s (vrijeme jednog takta)Dani dijagram prikazujepoložaje cilindra tijekom jednogradnog ciklusa
Spremnik energije(akumulator):
Izentropska promjena stanja(punjenje/pražnjenje)
( 4 ).1,9.0 10 == npp )
x [cm]
Q [cm3/s]
V [cm3]
1 2 3 4 5 6 7 8 t [s]
1 2 3 4 5 6 7 8 t [s]
1 2 3 4 5 6 7 8 t [s]
0
0
0
50
25
100200300400500
250
500
750
II
I IIIIV
V VI
QIQII=0 QIII=125
QIV=0QV=125
QVI=0
25.406=∆ IV
25.156=∆ IIIV
75.93=∆ VV
75,93min,1 =⋅
=∑
∑
ii
iii
t
tQQ
93.75 cm3/s
Potrebanvolumen
Volumenpumpe
Potrebno nadoknaditiiz akumulatora Ii VVV ∆=∆=∆ )max( ?0 =V
Protok pumpe određen prema srednjoj vrijednosti protoka u jednom radnom taktu
Za dimenzoniranje akumulatora uzima se maksimalni ∆Vi
34 cm25,406)max( =∆=∆=∆ VVV i
Uz poznatu promjenu volumena koju akumulator mora kompenzirati u hidrauličkom sustavu, te poznatu promjenu stanja (izoterma – t > 3s (spora ekspanzija), adijabata – t < 1s (brza ekspanzija) ili politropa – 1s < t < 3s), akumulator se dimenzionira prema sljedećem izrazu:
Gdje su radni tlak p1 i tlak punjenja p0 jednaki:
bar100Pa10100100/10
10000 52
1
max,1 =⋅===
A
Fp L
bar901009.09.0 10 =⋅== pp
−
∆=
nn
p
p
p
p
VV
1
2
0
1
1
0
0
Potrebni volumen hidrauličkog akumulatora je prema tome:
3
4,1
1
4,1
10 cm9,1539
16090
10090
25,406 =
−
=V