蓄能器充气压力的确定蓄能器充气压力计算公式<1>为：P0（08085）P1（1）式中，P0为蓄能器充气压力，MPa；P1为蓄能器*低工作压力，MPa.采用折合气囊式蓄能器，其*低工作压力为57MPa，因此蓄能器的充气压力为P0=（08085）57=4564845（MPa），这里取P0=48MPa.

　　蓄能器总容积的计算由于蓄能器的有效排量V不仅与保压系统的平均泄漏量Q有关，还与有效工作时间t有关，即：V=Qt（2）同时，V还与P0，P1，P2（蓄能器*高工作压力）及蓄能器的总容积V0有关，即：V=P0V0<（1/P1）-（1/P2）>（3）由式（2），（3）可知，因为P0，P1，P2和t是已知量，所以只要确定了Q，就可以较准确地计算出蓄能器的总容积V0。

　　保压系统的平均泄漏量Q的计算由该液压系统工作原理可知，焊接压力下降的主要原因是液压缸8和电磁换向阀4的泄漏造成的。因此，在计算Q时，只需考虑液压缸8和电磁换向阀4的泄漏量，这两个部位的泄漏都属于两端有压力差而无相对运动的圆环缝隙泄漏。设偏心量为e，间隙为，其泄漏量的计算公式<3>为：Q=（D3P/12l）（1+152）（4）式中，D为圆环内径；P为圆环两端面压力差；为油液的动力粘度；l为油封厚度；=e/为相对偏心。由于在工作过程中P是个变量，其变化范围为5763MPa，即Pmin=57MPa，Pmax=63MPa，则Q可由下式求得：Q=1Pmax-Pmin

　　PmaxPminDP12l1+1523dP=D1+152312l（Pmax-Pmin）12（P2max-P2min）=D31+152（Pmax+Pmin）12l（5）当=0即为同心圆环时，可得*小平均泄漏量Qmin：Qmin=D3（Pmax+Pmin）24l（6）当=1，即e=为*大偏心时，可得*大平均泄漏量Qmax：Qmax=25D3（Pmax+Pmin）24l（7）由式（6），（7）可知，当偏心量e=，即=1时（*大偏心状态），其泄漏量是同心环形缝隙泄漏量的25倍。因此在计算蓄能器总容积V0中，泄漏量的平均值Q应取Qmax值，这样才能确保压系统的可靠工作。

　　电磁换向阀4的*大平均泄漏量Q1max的计算电磁换向阀4的参数为：直径D=10mm；油封长度l=2mm；间隙=001mm<4>；液压油的密度=900kg/m3，运动粘度=7010-6m2/s，液压油的动力粘度==9007010-6=6310-3Pas.

　　当相对偏心=1（即e=），系统处于*高压力63MPa时，换向阀4*大平均泄漏量Q1max由式（7）可得：Q1max=251010-3（00110-3）（63106+57106）246310-3210-3（m3/s）=031110-6（m3/s）=031110-3（L/s）223液压缸8*大平均泄漏量Q2max的计算液压缸8的参数为：缸体内径D=125mm；油封长度l=20mm；缸体与活塞间的半径间隙=0015mm；油液动力粘度=6310-3Pas.

　　当相对偏心=1（即e=），系统处于*高压力63MPa时，液压缸8无背压，则活塞上下表面之间出现*大压力差Pmax=63106Pa，此时液压缸8的*大泄漏量Q2max由式（7）可得：Q2max=2512510-3（001510-3）（63106+57106）246310-32010-3（m3/s）=131410-6（m3/s）=131410-3（L/s）224总的*大平均泄漏量Qmax的计算Qmax=Q1max+Q2max=031110-3+131410-3=162510-3（L/s）225蓄能器总容积V0的确定由式（2），（3）可得：V0=QtP01P1-1P2（8）式中，泄漏量的平均值Q应取Qmax值。代入上述已知数据，可得蓄能器总容积：V0=QmaxtP01P1-1P2=162510-31060t48106157106-163106=7294t（L）（9）由式（9）可得系统压力稳定在5763MPa范围内保压时间t与蓄能器总容积V0的关系，当t分别为1，2，3，4，5，6h时，V0分别为7294，14588，21882，29176，3647，43764L.可见t愈长，需要的V0愈大，投资成本愈高。考虑到PDC钻头复合片真空扩散焊接工艺的实际情况，每隔1h观察和补加压一次完全能满足工艺要求，又能达到节能、降低投资、改善工作环境的目的。因此，保压时间可取1h，蓄能器的容积V0%7294L.笔者选择的NXQL100/10315AAB型气囊式蓄能器，容积为100L，完全能满足要求。

　　节能分析根据该计算方法设计的气囊式蓄能器保压系统在VWSH500型高真空扩散焊机中得以实际应用。多年的实际应用表明，系统性能稳定，工作可靠，节能效果明显（节省电能约80%），降低了液压系统的工作温度，减少了维修工作量和噪声。当焊接压力保持在5763MPa范围内时，由式（9）计算出的理论保压时间为82min，而实际测量平均保压时间768min，两者相差不大。表明该分析计算方法具有较强的实际应用价值，可广泛应用于油气田各种液压保压节能系统设计中。