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