隔膜式蓄能器常見(jiàn)故障分析
1 前言
蓄能器是液壓系統(tǒng)中常用的輔助裝置，在液壓系統(tǒng)中主要起貯存和釋放壓力能的作用，還可作為吸收及消除壓力脈動(dòng)的裝置來(lái)使用蓄能器種類(lèi)很多，隔膜式蓄能器與活塞式、皮式蓄能器相比，具有體積小、重量輕、響應(yīng)快等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用隨著工業(yè)的發(fā)展及工作頻率的提高，對(duì)隔膜式蓄能器的要求也愈來(lái)愈高，因此蓄能器也易因故障而失效。
2 工作原理及常見(jiàn)故障分析
蓄能器頂部為充氣閥，下部油孔為液壓油進(jìn)油孔蓄能器的工作原理可由下式來(lái)描述:
???
式中：v0——蓄能器的充氣容積；
△v——蓄能器的工作容積；
??? △v=v1-v2
p1，v1——蓄能器的最低工作壓力與該壓力下的氣體容積；
p2，v2蓄能器的最高工作壓力與該壓力下的氣體容積；
p0——充氣壓力；n——絕熱指數(shù)。
蓄能器在工作前，首先按充氣壓力p0的要求進(jìn)行充氣（一般為氮?dú)猓┰诠ぷ鬟^(guò)程中，蓄能器不斷地儲(chǔ)存與釋放油液，因此，器腔內(nèi)的壓力與容積在不斷地變化這種變化是通過(guò)隔膜式橡膠皮碗的變形來(lái)完成當(dāng)橡膠皮碗發(fā)生故障時(shí)，蓄能器失效根據(jù)我們多年的使用經(jīng)驗(yàn)，其隔膜式蓄能器的常見(jiàn)故障為：
1)隔膜折斷； 2）漏氣。
隔膜折斷現(xiàn)象對(duì)高頻工作下的蓄能器而言是經(jīng)常發(fā)生的，也有的折斷現(xiàn)象是蓄能器剛一使用就立即折斷其主要原因是:
1)橡膠彈性差、抗拉強(qiáng)度低；
2）橡膠隔膜壁厚變化不均勻；
3)充氣壓力大小影響；
4)橡膠老化，生產(chǎn)廠家長(zhǎng)期存放。
隔膜折斷部位主要發(fā)生在圖1所示①處，由圖中可以看出，該部位受力變化頻繁，應(yīng)力比較集中，加之橡膠材料性能的限制，很容易造成折斷。
漏氣主要發(fā)生在兩處：一處是充氣閥密封不好，另一處是在橡膠隔膜底部金屬鉚接處，分別為圖1所示a、b處。
漏氣的主要原因是蓄能器在工作一段時(shí)間后，由于蓄能器總是處于充液與放液交替的變化過(guò)程中，加之系統(tǒng)中工作機(jī)構(gòu)的壓力沖擊，不可避免地出現(xiàn)振動(dòng)，因而使以上兩處的螺紋聯(lián)接或鉚接產(chǎn)生松動(dòng)，造成密封能力下降。
3 改進(jìn)設(shè)計(jì)
首先對(duì)橡膠隔膜進(jìn)行改進(jìn)，
??? 其壁厚變化均勻，尤其是在易折斷處不能造成應(yīng)力集中，其次對(duì)橡膠材料填加尼龍，以提高其抗拉強(qiáng)度。
橡膠隔膜的底部將原金屬鉚接改為鑲嵌式結(jié)構(gòu)，這種改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)根本不存在漏氣問(wèn)題。
對(duì)充氣閥處的漏氣現(xiàn)象，主要是增加了螺紋鎖緊裝置，為防止螺紋松動(dòng)，還采用了密封膠密封，從而防止了漏氣現(xiàn)象的發(fā)生。
改進(jìn)后的隔膜式蓄能器經(jīng)工作壓力為14MPa360萬(wàn)次的工作試驗(yàn)，工作狀態(tài)良好，沒(méi)有發(fā)生隔膜折斷與漏氣現(xiàn)象。
