氣囊式蓄能器在張力補(bǔ)償系統(tǒng)的應(yīng)用

陳凱　梁志杰　王韋瑋

摘要：張力補(bǔ)償系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在豎直荷載產(chǎn)生波動(dòng)的狀態(tài)下，傳統(tǒng)的機(jī)械吊具無法滿足這樣的波動(dòng)需求。通過液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)吊具的功能，還能夠?qū)d荷波動(dòng)產(chǎn)生補(bǔ)償，保證整個(gè)張力補(bǔ)償系統(tǒng)的快速提升。蓄能器就是通過對液壓系統(tǒng)的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽艽鎯?chǔ)的容器，當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)，通過將勢能轉(zhuǎn)換為液壓能，促進(jìn)吊具的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：氣囊;蓄能器;張力補(bǔ)償系統(tǒng);應(yīng)用分析

液壓張力補(bǔ)償回路可以直接在豎直提升荷載系統(tǒng)中應(yīng)用，因?yàn)楹奢d具有一定的波動(dòng)性，所以必須要針對張力補(bǔ)償系統(tǒng)的特點(diǎn)原理以及具體的作用進(jìn)行全面分析保證張力補(bǔ)償系統(tǒng)能夠滿足荷載的波動(dòng)補(bǔ)償效果。

1 液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)的基本原理

在液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)不斷發(fā)展的過程中，必須要具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力和安全可靠性能，只有這樣才能夠全面增強(qiáng)安全性能的可靠性，穩(wěn)定性，并且確保系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)哪茉垂?jié)約效果和經(jīng)濟(jì)效果，例如在海洋石油鉆井平臺中通過液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計(jì)的防噴器張力器，最主要的就是通過將防噴器的自身重量轉(zhuǎn)移到該系統(tǒng)平臺之上，不僅能夠減輕傳感的工作壓力，而且也能夠保證防噴器自身的同步拉力得到提升，避免出現(xiàn)外部荷載變化而導(dǎo)致頂驅(qū)設(shè)備過載的情況在實(shí)際工作開展的過程中，最主要的就是根據(jù)防噴器的工作型號進(jìn)行全面的判斷避免張力器所受的拉力不同。由于受到海上的風(fēng)力影響，可能會(huì)造成防噴器荷載和位移產(chǎn)生波動(dòng)性，另外還應(yīng)該提高防噴器在工作的過程中安全可靠，通過液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)能夠?qū)ι鲜龅墓r進(jìn)行補(bǔ)償。

張力補(bǔ)償系統(tǒng)液壓原理設(shè)計(jì)的過程中，可以通過液壓油缸后腔利用索鏈與平臺進(jìn)行連接，并且前腔也可以通過索鏈與防噴器進(jìn)行連接，利用轉(zhuǎn)換閥與液壓油缸的行程進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證防噴器的高度可以自由調(diào)整整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)。直接通過平臺提供液流閥，可以控制整個(gè)油路的系統(tǒng)壓力，而壓力表則可以針對主系統(tǒng)的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。通過平衡閥能夠避免液壓油缸在無動(dòng)力時(shí)出現(xiàn)下墜或者伸出平衡的情況，而蓄能器可以與液壓油缸前腔進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)液壓補(bǔ)償?shù)墓δ埽ㄟ^安全閥能夠確保蓄能器整體的安全性，并且對油缸的前腔壓力進(jìn)行全面控制，避免防噴器型號不同時(shí)可以直接通過溢流閥來控制張力器的拉力，并且與防噴器的型號相匹配。

張力補(bǔ)償系統(tǒng)具有安全可靠價(jià)格，合理的優(yōu)點(diǎn)，而且還能夠保證張力控制，以百分比的樣式進(jìn)行設(shè)定，可以停肌張力打折，并且克服取卷軸在停機(jī)里張力過大的情況，通過利用紅綠LED雙顯示屏的方式，能夠?qū)埩刂瓢俜直攘窟M(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，而且通過全數(shù)位化的設(shè)計(jì)，能夠減少受到環(huán)境溫度的影響，保證整體的張力輸出特性更加的安全可靠，具備急停輸入點(diǎn)可以直接做急停張力的補(bǔ)償。可直接驅(qū)動(dòng)磁粉剎車/離合器、力矩馬達(dá)、電控變頻器、油壓比例閥（需經(jīng)轉(zhuǎn)換器）進(jìn)行張力控制。

在防噴器荷載和位移出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，通過利用蓄能器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)液壓油缸的拉力和形成，保證防范器自身的荷載和位移情況，通過平衡閥能夠?qū)φ麄€(gè)液壓油缸的行程調(diào)節(jié)進(jìn)行處理，并且及時(shí)關(guān)閉電源，保證對能源資源的節(jié)約。

2 氣囊式蓄能器在液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)中的應(yīng)用

蓄能器作為整個(gè)液壓系統(tǒng)中的儲(chǔ)能元件，不僅可以來存儲(chǔ)多余的壓力，如果整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓力油源不足時(shí)，也可以通過蓄能器進(jìn)行釋放能源，保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)通過蓄能器也可以減少壓力帶來的沖擊和壓力脈沖，所以蓄能器具有保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行，提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)，減少振動(dòng)和噪音的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)回路中發(fā)揮的不同作用，可以分為蓄能用蓄能器吸收壓力脈動(dòng)蓄能器以及吸收液壓沖擊蓄能器的回路氣囊式蓄能器包括氣囊殼體兩。共同構(gòu)成在氣囊內(nèi)部通過充滿氮?dú)鈦砼c殼體形成強(qiáng)勢沖液壓油。

如果液壓油過多而進(jìn)入到蓄能器殼體中，根據(jù)液體不可壓縮和氣體可壓縮的性質(zhì)，氣囊內(nèi)的缸體體積會(huì)隨著壓力的增加。而減小使得液壓油得到充分的存儲(chǔ)，如果液壓油自身的壓力下降，則蓄能器可以在氣體膨脹壓力的作用下將多余的液壓油排出，并且補(bǔ)充整個(gè)液壓系統(tǒng)，這樣就能夠保證液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行通過氣囊式蓄能器，不僅具有油氣隔離油不易老化的特點(diǎn)而且整體的材質(zhì)尺寸比較小，重量非常輕，所以能夠大量儲(chǔ)存液壓系統(tǒng)中的能量減少，液壓泵功率補(bǔ)償泄漏等問題，非常適合廣泛的應(yīng)用，通過氣囊式蓄能。最高的工作壓力可以超過200兆帕，如果有效容積不足，還可以將多個(gè)蓄能器進(jìn)行并聯(lián)使用，通過充氣壓力在系統(tǒng)最低壓力70%-90%之間選取可以取現(xiàn)充氣氣壓專用的充氣工具，當(dāng)充氣壓力超過整個(gè)氮?dú)鈮毫ζ康膲毫r(shí)，可以通過專用的增壓充氣小車對整個(gè)蓄能器進(jìn)行補(bǔ)充充氣，所以氣囊式蓄能器在張力補(bǔ)償系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠最大限度上提高液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)的安全性和可靠性，并且能夠滿足氣囊式的使用壽命同時(shí)也可以滿足環(huán)境的要求，符合液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)的最優(yōu)選擇和處理的效果。

3 結(jié)論

當(dāng)前我國的海洋工程技術(shù)快速發(fā)展，各種現(xiàn)代化的設(shè)備不斷涌現(xiàn)，不僅提高了我國海洋工程技術(shù)的快速發(fā)展，而且能夠促進(jìn)我國的海上競爭力得到全面增強(qiáng)，通過對液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行分析，綜合判斷，液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)的。工作原理并且利用氣囊式蓄能器在液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)中應(yīng)用也能夠最大限度上的保持整個(gè)液壓張力補(bǔ)償系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定，有效的節(jié)約能源。

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