Автор: инж. Мариан Гавлик

Одним из основных узлов гидропривода современных машин являются пневмогидроаккумуляторы. Их используют в качестве основных, дополнительных и аварийных источников энергии, обеспечивающих надежность и долговечность работы гидропривода, снижение требуемой мощности насосного узла, рекуперацию мощности в машинах цикличного действия, уменьшение размеров и стоимости элементов гидросистемы, повышение КПД и др. Проблемам углубленного изучения рабочих процессов, разработкой уточненных методик расчета и проектирования, совершенствованию производства и серийным выпуском всей востребованной номенклатуры гидроаккумуляторов и занимаются уже более 40 лет специалисты и ученые немецкой компании HYDAC.

Из всех видов самыми распространенными являются пневмогидроаккумуляторы, которые используют в качестве источников энергии, для демпфирования колебаний давления и компенсации пиковых расходов рабочей жидкости, для гидравлической разгрузки насосов, компенсации утечек при выдержке под давлением, в энергосберегающих системах рекуперативного типа и т.п. Традиционно ведущими странами, в которых разработкой и изготовлением пневмогидроаккумуляторов занимаются свыше 40 фирм (в каждой), являются США и Германия.

Все работы, проводимые по пневмогидроаккумуляторам (в дальнейшем – ПГА), можно объединить в два основных направления. Работы первого направления посвящены повышению энергетической эффективности ПГА за счет детального изучения и совершенствования его рабочего процесса, максимального использования конструктивных параметров, разработки газовых накопителей энергии новых типов и более глубокого использования их физических свойств. Цель второго направления - совершенствование конструкции ПГА и его элементов, повышение надежности, улучшение технологических и эксплуатационных качеств, снижение материалоемкости ПГА.

Рис .1. Классификация ПГА:



В имеющихся классификациях ПГА не отражены отмеченные направления их развития и разнообразие принципиальных решений по определяющим признакам. Классификация ПГА, представленная на рис. 1, восполняет этот пробел.

В качестве основных определяющих признаков приняты тип газовой полости и тип разделителя сред.

Из всего возможного многообразия пневмогидроаккумуляторов компания HYDAC производит следующие типы:

• баллонные гидроаккумуляторы;
• поршневые гидроаккумуляторы;
• мембранные гидроаккумуляторы;
• жидкостные амортизаторы;
• демпферы гидроударов;
• стабилизаторы всасывания;
• шумопогасители;
• предохранительные блоки;
• инструменты для зарядки и контроля;
• элементы крепления;
• устройства для заправки азотом;
• аккумуляторные станции;

Пневмогидроаккумуляторы HYDAC применяются тогда, когда необходимо: накопление гидроэнергии, питание энергией исследовательских стендов, компенсация тепловых расширений жидкостей, компенсация гидравлических утечек рабочей жидкости, поддерживание постоянного давления, компенсация влияния температуры, компенсация пульсации насосов, гашение гидроударов, шумопоглощение, разделение жидкостей, компенсация нагрузок.

Более подробную информацию о расчетах, производстве и поставке пневмогидроаккумуляторов можно найти в наших проспектах на русском языке, доступных в любом представительстве компании HYDAC.

В состав группы серийно выпускаемых компанией HYDAC пневмогидроаккумуляторов входят следующие основные типы:

баллонные пневмогидроаккумуляторы:

• SB… – представитель типоразмерного ряда пневмогидроаккумуляторов, в том числе: SB 40…, SB…H(B), SB800/1000-…;
• SD… – глушитель гидравлический шумопоглощающий;
• SB…P(H)-… – амортизатор пульсирующий;
• SB 16 S… – стабилизатор всасывания;
• SB16/35A(H)-… – амортизатор;

поршневые пневмогидроаккумуляторы, тип SK:

• номинальная емкость – 0,5–1200 л;
• рабочее давление – 210–450 бар;
• максимальная скорость срабатывания – до 3,5 м/сек;
• материал – сталь конструкционная и нержавеющая.

мембранные пневмогидроаккумуляторы, SBO, (в том числе: SBO…-…A6, SBO…-…E):

• номинальная емкость – 0,075–4 л;
• рабочее давление – 50–750 бар;
• максимальная производительность – до 150 л/мин;
• материал – сталь конструкционная и нержавеющая

баллонные в сборе с блоком предохранительных клапанов AccuSet SB:

Состоит из баллонного аккумулятора SB, блока безопасности и выключения типа SAF, и набор элементов крепления типа SEB. Все части AccuSet SB… разработаны оптимально совместимой и компактной конструкции и по конкурентоспособной цене. Эта компактная комбинация упрощает подключение гидроаккумулятора к гидросистеме, понижает эксплуатационные расходы и значительно понижает затраты подключения блока.

гидравлические демпферы типа SD…

Все поршневые насосы типа осевых и радиальных поршневых насосов, лопасти которых создают шум и вибрации, а также колебания давления, являются источниками вибраций и шумов. Шумы и вибрации не только производятся и передаются насосами, но они – также источник механических колебаний и колебаний, вызванных жидкими пульсациями, которые усилятся и передаются элементам конструкции машины или оборудования. Решение вопроса путем использования гибких шлангов и покрытий не может решить в большинстве случаев возникающие проблемы, а применение гидравлических демпферов предотвращают передачу шумов и вибраций от гидромашин к общей конструкции.

Пневмогидроаккумуляторы производят в отделении 2 фирмы «Hydac Technology», расположенной в городе Sulzbach/Saar на юге Германии.

Компания «Hydac Technology» – единственный в мире изготовитель всех типоразмеров пневмогидроаккумуляторов – баллонных, поршневых, мембранных и гидравлических демпферов – предлагает не только самую обширную программу их изготовления, но и для каждого случая гарантирует оптимальное техническое решение в виде единичных элементов или комплектных систем.

Огромный производственный опыт компании в освоении, исследованиях, изготовлении и обслуживании гидроаккумуляторов позволил создать современные изделия, представляющие неотъемлемый узел в любом гидравлическом приводе машины, агрегата, оборудования, без которого порой невозможно себе даже представить безопасную эксплуатацию этого оборудования. От того, насколько надежен и долговечен гидроаккумулятор (пневмогидроаккумулятор), напрямую зависит жизнь людей, работающих на самых сложных современных производствах.

Производственный процесс изготовления гидроаккумуляторов организован таким образом, что на каждой операции обработки и сборки обеспечивается 100% контроль качества. Результаты проверки фиксируются соответствующим документом и на протяжении 10 лет все сведения об особенностях того или иного изделия сохраняются в бумажном и электронном виде.

Большая часть технологического процесса производства пневмогидроаккумуляторов (гидроаккумуляторов), особенно небольшого размера, до 5 литров, выполняется на автоматических линиях с широким применением сварочных и сборочных роботов и приборов автоматического контроля качества сварного шва.

На рис. 3 представлена технологическая линия компании «Hydac Technology» для проверки сварных швов корпусов пневмогидроаккумуляторов. Высокое качество, надежность и долговечность – основное условие не только для разработчика, но и для изготовителя пневмогидроаккумуляторов.

Рис. 3. Линия для ультразвуковой проверки сварных швов корпусов пневмогидроаккумуляторов:



Испытательные стенды для проверки собранных пневмогидроаккумуляторов позволяют одновременно проводить испытания 25-30 готовых изделий. Испытания ПГА на давление 1,5 от номинального производятся в специальном помещении, где в период подачи давления и непосредственно самого испытания нет операторов. Процесс управления и наблюдение за испытаниями производится с пульта управления с помощью специальных мониторов, расположенных в соседнем безопасном помещении.

Самые крупные пневмогидроаккумуляторы, предназначенные для судовых гидравлических механизмов, имеют габаритные размеры в длину свыше 4 м, испытываются на специальном стапеле. Эти гидроаккумуляторы закачиваются рабочей жидкости и испытываются требуемым давлением от передвижного насосного испытательного агрегата.

В процессе производства пневмогидроаккумуляторов и на последней стадии их изготовления действующим технологическим процессом обеспечивается 100% контроль качества.

Сборка пневмогидроаккумулятора выполняется в автоматическом режиме на технологической линии. Основным технологическим оборудованием этой линии является роботы-манипуляторы, которые выполняет весь процесс сборки в заданном технологическом режиме в условиях идеальных для сборки сосуда, работающего под давлением газа.

Высокое качество сборки и условия последующей проверки качества позволяют обеспечить долговечность и надежность пневмогидроаккумуляторов, выпускаемых компанией «Hydac Technology» при любых применениях этой продукции.

Для сборки пневмогидроаккумуляторов все изделия, применяемые как комплектующие, имеют сертификат соответствия международным стандартам или проходят полный цикл испытаний на фирме. Так, одним из таких элементов является мембрана или баллон из специальной высокопрочной маслобензостойкой резины типа NBR. Для различных условий эксплуатации пневмогидроаккумуляторов выбирается соответствующий материал для изготовления баллона или мембраны, в том числе, для холодного климата применяется специальная резина NBR 21, успешно работающая при температуре от –50С до +80С.

В связи с очень широким применением пневмогидроаккумуляторов в различной технике в фирме «Hydac Technology» организовано производство изделий с самыми широкими параметрами, определяемыми при заказе путем расчетного подбора, и последующего изготовления на основе модульного принципа конструирования.

В технической документации на русском языке приведена подробная методика расчета и подбора нужных параметров пневмогидроаккумуляторов применительно к требуемой технике, а разработчикам пневмогидроаккумуляторов предлагается компьютерная программа расчетного подбора компонентов изделия.

Особого внимания заслуживают гидроаккумуляторные станции, широко используемые на производственном технологическом оборудовании, имеющем непрерывный цикл работы. Это производственное оборудование металлургических комбинатов, машины бумагопроизводящих производств и другие.

Гидроаккумуляторные станции – это довольно сложные гидравлические агрегаты из-за их оснащения многочисленной клапанной аппаратурой, регулирующей и предохраняющей от возможных критических производственных ситуаций. Без этого оборудования в современном гидроприводе достаточно сложно обеспечить безопасные условия работы в аварийных ситуациях, при отключении электроэнергии, остановке дизельного привода или локальной аварийной остановке отдельных машин.

На рисунке представлены гидравлические гидроаккумуляторные станции различного назначения.

Для проведения работ по техническому обслуживанию и контроля рабочего состояния пневмогидроаккумуляторов HYDAC производит устройства для заправки азотом и контроля

Устойчивый и стабильный интерес к продукции компании HYDAC во всем мире был бы невозможен без постоянного совершенствования конструкций выпускаемых гидроаппаратов, без проведения научно-исследовательской деятельности, постоянных проверок и разнообразных испытаний на собственной производственно-испытательной базе.

Каждая вновь создаваемая конструкция проходит многочисленные проверки и испытывается в различных условиях окружающей среды для полной уверенности в ее пригодности и соответствии требованиям заказчиков.

Наиболее пристальное внимание оказывают руководители фирмы HYDAC проведению научно-исследовательских работ и всесторонним испытаниям на собственной лабораторной и испытательной базах.

На приводимых рисунках представлены виды исследовательско-испытательной лаборатории для проверок параметров пневмогидроаккумуляторов. Также представлена лаборатория исследования и испытаний применяемых и создаваемых резино-технических изделий для пневмогидроаккумуляторов и испытание ПГА на морозоустойчивость в специальной камере холода.

Все, что создается в компании HYDAC в области гидропривода, объединено единой технологией управления жидкостью. Везде, где требуются технические знания взаимосвязи техники жидкости с электроникой, Вы можете встретить компанию HYDAC. Насчитывая во всем мире более 5000 специалистов, более 40 представительств и около 700 торговых партнеров, мы своими техническими решениями, поставками и сервисом находимся всегда рядом с нашими клиентами.

Поддерживайте контакты с компанией HYDAC и наши сотрудники всегда помогут Вам, используйте их знания и способности. Вместе с Вами они способны всегда найти оптимальное решение поставленных задач.