液壓系統(tǒng)管路、部分液壓元件、節(jié)流孔計(jì)算公式表

1、液壓油的壓縮性V P*V/K系統(tǒng)油量 V (升)1000P - 系統(tǒng)壓力 Mpa（兆帕）系統(tǒng)壓力 P (bar)200V 油液體積 L（升）系統(tǒng)體積變量V (升)28.571K 油液彈性模量液壓油的膨脹量原系統(tǒng)油量 V0 (升)1000VtV0*(1+a*t)油溫變量t30a- 油體積膨脹系數(shù), (68)*10-4/變化后系統(tǒng)體積Vt (升)1021.000壓力對(duì)粘度的影響p=0ebp0(1+bp)0 (cSt)30p-系統(tǒng)壓力(bar)p(bar)200b-系數(shù) 0.0020.003p54.664溫度對(duì)粘度的影響50 (cSt)-50時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度20t()-溫度10n -指數(shù),參見表格2.13

2、t616.362粘度換算運(yùn)動(dòng)粘度 cSt恩氏粘度 E535.288賽氏秒(Soybolt) SSU/SUS10020.200商用雷氏秒(Redwood) R10024.280運(yùn)動(dòng)粘度與動(dòng)力粘度換算壓力水頭P=gh運(yùn)動(dòng)粘度 cSt油液密度(kg/m3)90046吸油口高mm500150入口真空度(bar)0.045油密度900kg/m3油的比熱C=(1.72.1)*1000 J/kg彈性模量 K純油(1.42.0)*109 N/m2實(shí)際油氣混合7*108 N/m2牛頓內(nèi)摩擦定律dzdu=mt- 單位面積上的摩擦力(剪切力)du/dz- 速度梯度 級(jí)液層間相對(duì)速度對(duì)液層距離的變化率- 動(dòng)力粘度 帕

3、秒 (PaS)其他單位 泊(P) 厘泊(cP)1cP=10-2P=10-3PaS=/- 運(yùn)動(dòng)粘度 米2/秒常用單位 斯(St) 厘斯(cSt)1cSt(mm2/s)=0.01St(cm2/s)=10-6m2/s恩氏粘度- 以200毫升油在t通過一特定容器上2.8mm孔時(shí)間與同體積20蒸餾水通過同樣小孔所需時(shí)間比值t時(shí)的粘度 Etfrom:http:/ PaS0.04140.135運(yùn)動(dòng)粘度與動(dòng)力粘度換算恩氏粘度- 以200毫升油在t通過一特定容器上2.8mm孔時(shí)間與同體積20蒸餾水通過同樣小孔所需時(shí)間比值油缸參數(shù)缸徑(mm)桿徑(mm)行程(mm)安裝距(mm)804548004000無桿腔面積

4、 (c)50.27無桿腔體積 (L)24.13有桿腔面積 (c)34.36有桿腔體積 (L)16.49油缸面積比1.46體積變化 (L)7.63入缸流量伸出速度(M/min)3流量(L/min)15.08收縮速度(M/min)4.4流量(L/min)15.12全差動(dòng)流量(L/min)15.12伸出阻力 (Ton)30無桿腔壓力(bar)596.83收縮拉力 (Ton)20有桿腔壓力(bar)582.05回油背壓 (bar)0SUN平衡閥-油缸平衡閥先導(dǎo)面積比4.5平衡閥設(shè)定壓(bar)350平衡閥出口背壓(bar)25負(fù)負(fù)載(Ton)無桿腔壓力(bar)有桿腔壓力(bar)活塞伸出50-162

5、.281217.74活塞收縮701273.24-174.61壓桿穩(wěn)定性校核安全系數(shù) n (24)3末端系數(shù)21鋼材柔性系數(shù)185臨界負(fù)載F(Ton)0.180.21無桿腔臨界壓力(bar)3.504.19油缸強(qiáng)度和剛度校核缸筒抗拉強(qiáng)度(Mpa)410油缸試驗(yàn)壓力(bar)320安全系數(shù) n5壁厚 (mm)15.61 壁厚缸徑/10壁厚 (mm)21.27 壁厚缸徑/10活塞桿強(qiáng)度校核活塞桿抗拉強(qiáng)度(Mpa)410安全系數(shù) n1.4活塞桿直徑(mm)36.115 壁厚缸徑/10=b/nbn=5 壁厚缸徑/10Pysd2DPy-+13. 14. 02yyPPDssd出缸流量10.31系統(tǒng)流量(L/

6、min)4222.12系統(tǒng)壓力(bar)160效率0.9系統(tǒng)功率(Kw)12.4無桿腔壓力(bar)160有桿腔壓力(bar)0伸出桿受壓力(噸)8.0油缸安裝方式末端系數(shù)2一端自由,一端固定0.25兩端鉸接1一端鉸接,一端固定2兩端固定4材料Q23520號(hào)鋼抗拉強(qiáng)度(Mpa)375460410屈服極限(Mpa)185235245缸筒需用應(yīng)力材料抗拉強(qiáng)度安全系數(shù)油缸試驗(yàn)壓力馬馬達(dá)達(dá)工工況況參參數(shù)數(shù)1卷筒轉(zhuǎn)速 (Required)50r/min100卷筒扭矩(Required)80N.M1減速比371馬達(dá)排量60ml / r1馬達(dá)輸出扭矩2.16N.M1馬達(dá)轉(zhuǎn)速1850.00r/min180系統(tǒng)

7、功率0.52kw1 gallons ( us) = 3.785 L工作壓力2.83Bar1 psi = 0.0689 bar馬達(dá)流量116.84L/min機(jī)械效率Eff0.8KW x overall efficiencyP max / Pmax x .166 x 10-4容積效率Eff0.95HP x overall efficiency PSI / PSI x 0.000583泵泵和和電電機(jī)機(jī)系統(tǒng)流量135L/min系統(tǒng)壓力200Bar電機(jī)轉(zhuǎn)速1500r/min電機(jī)功率52.94kw泵排量94.74ml / r鋼鋼絲絲卷卷筒筒卷筒鋼絲繩拉力1Ton卷筒直徑250mm卷筒鋼絲繩層數(shù)1卷筒鋼絲繩

8、直徑0mm卷筒鋼絲繩速（第一層鋼絲）216m/min275.02r/min卷筒轉(zhuǎn)速275.00r/min卷筒最大扭矩（最外鋼絲）1225.00N.M卷筒最小扭矩（第一層鋼絲）1225.00N.M卷筒鋼絲最大繩速（最外層鋼絲）215.98m/min卷筒鋼絲最小繩速（第一層鋼絲）215.98m/minPsi =0.0689 BarBar =1450 PsiHp =0.75 kwKw =1.34 HpGPM =3.785 L/min美式1 GPM =4.546L/min =0.264 GPM1 L/min =0.22cc/rev1500 rpm270 L/min1 in3 = 16.3871 cm3

9、1 gallons ( en) = 4.546 L1 bar = 14.5 psiGPM= gallons per minute 加侖/分鐘LPM=liters per minute 升/分鐘1 gallons ( us) = 3.785 L1 psi = 0.0689 barKW x overall efficiencyP max / Pmax x .166 x 10-4HP x overall efficiency PSI / PSI x 0.000583L/min英式GPM1 gallons ( en) = 4.546 LGPM= gallons per minute 加侖/分鐘LPM=

10、liters per minute 升/分鐘油箱熱平衡油箱總體積V (L)800系統(tǒng)發(fā)熱功率(Kw)3油箱傳熱系數(shù) k8加熱功率(Kw)0油比熱( 1.72.1 KJ/(kg*K)1.9冷卻功率(Kw)0環(huán)境溫度T0 (K) 30油質(zhì)量（kg)576設(shè)定油溫 T (K)55油箱散熱面積(m2)5.74油箱散熱面積(m2)4.65油箱冷卻功率(Kw)0.93系統(tǒng)溫升(冷卻時(shí)間) t(min)181.94油箱壁厚(mm)6.5系統(tǒng)熱平衡溫度(K)110.65油箱重量(Kg)418.36風(fēng)冷計(jì)算風(fēng)量(m3 / h)3200油溫差(K)7散熱介質(zhì)溫差t (K)5冷卻器換熱系數(shù)散熱功率 (Kw)8.09

11、散熱面積水冷計(jì)算冷卻水量(m3 / h)1油溫差(K)10散熱介質(zhì)溫差t (K)10冷卻器換熱系數(shù)散熱功率 (Kw)11.63散熱面積溫度換算攝氏度204華氏度399.20華氏度200攝氏度93.33k- 油箱傳熱系數(shù) (W/m2*K)t - 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間(s)C - 油比熱( 1.72.1 KJ/(kg*K)A - 油箱散熱面積(m2)T - 油液溫度(K)T0 - 環(huán)境溫度(K)當(dāng)t 時(shí),系統(tǒng)熱平衡公式m - 油液質(zhì)量(kg)H- 熱功率(W)風(fēng)冷計(jì)算*t（J/h）風(fēng)扇風(fēng)量（m3 / h）空氣密度（取1.29kg/m3）空氣比熱容（取1008J/kgK）散熱溫差（?。?+=-tmCAkeAkH

12、TT10AkHTT+=0max水冷計(jì)算*t（J/h）冷卻水量（m3 / h）水密度（取1000kg/m3）水比熱容（取4186.8J/kgK）進(jìn)出水溫差通風(fēng)條件系數(shù)k差89良好15風(fēng)冷冷卻23循環(huán)水冷卻11017450 來自泰州遠(yuǎn)望樣本32.36352250 來自泰州遠(yuǎn)望樣本4.652蓄能器工作循環(huán)流量(升/分)持續(xù)時(shí)間(秒)10.183220.6230.317240.25250.952泵流量(升/分)0.46極限工作容積(升)1.26工作容積(升)11充壓指數(shù)0.8過程指數(shù) n1.4系統(tǒng)壓力P2(bar)140對(duì)應(yīng)蓄能器容積（升）42.24175415.75最低壓力P1(bar)100對(duì)應(yīng)蓄

13、能器容積（升）53.717910556.7充氣壓力P0(bar)80對(duì)應(yīng)蓄能器容積（升）63蓄能器容積(升)60.39蓄能器有效工作容積（升）11.4761565實(shí)選蓄能器容積(升)63蓄能器用于吸收液壓沖擊管道內(nèi)徑(mm)30充氣壓力(bar)270管路長(zhǎng)度(m)40峰值壓力(bar)300切換時(shí)間(s)0.05最低壓力(bar)270系統(tǒng)流量(L/min)250蓄能器容積 (L)77.35經(jīng)驗(yàn)公式 (L)6.06液壓沖擊系統(tǒng)流量(L/min)300管道內(nèi)徑(mm)100開(關(guān))時(shí)間t (s)0.01管壁厚度(mm)10變化后流量(L/min)0管路長(zhǎng)度(m)20液體彈性模量 (Mpa)16

14、70管壁材料彈性模量 (Mpa)210000沖擊波速度v (m/s)1311.05直接沖擊(tT)壓力變化(bar)22.92v1(m/s)0.64v2(m/s)0.00蓄能器容積(液壓沖擊)- 油液密度(kg/m3)Q- 閥關(guān)閉前管內(nèi)流量(L/min)L- 產(chǎn)生沖擊波的管長(zhǎng)(m)A- 管道通流面積(2)t- 閥由全開到全關(guān)的時(shí)間(s)p0- 充氣壓力(Pa)-=112 . 0285. 002020ppPAQLVrP2- 峰值壓力(Pa)p1- 最低工作壓力(Pa)經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)_擊波傳播速度沖擊波在管內(nèi)往復(fù)所需時(shí)間直接沖擊(tT)壓力變化6122010)0164. 0 (4-=PPtLpQVdr+

15、=EdEEa001alT=2tTvvap-=D)(21r)(21vvap-=Dr-=112 . 0285. 002020ppPAQLVr波義耳定律折合式氣囊波紋形氣囊活塞式隔膜式充壓指數(shù)0.80.850.60.6吸收液壓沖擊p0=p1消除脈動(dòng)p0=p1絕熱過程等溫過程過程指數(shù) n1.41蓄能器工作循環(huán)時(shí)間在3分鐘以上時(shí)按等溫過程計(jì)算，其余按絕熱過程計(jì)算。徐灝主編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓傳動(dòng) 37-724頁氣囊式蓄能器最大壓縮比不應(yīng)大于4：1，因此最大壓縮時(shí)V2=V0*25%，最小壓縮時(shí)V1V0*90%發(fā)防止氣囊損壞Parker蓄能器說明材料彈性模量 (Mpa)液體1670鋼2100

16、00紫銅120000黃銅100000橡皮26鋁合金72000-D=nnnPPPVV121110011*nnnVpVpVp221100=系統(tǒng)壓力(bar)系統(tǒng)流量(L/min)管路內(nèi)徑(mm)油液粘度(cSt)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面101623227壓力管路內(nèi)徑(mm)回油管路內(nèi)徑(mm)吸油管路內(nèi)徑(mm)安全壁厚(mm)(20號(hào)鋼)26.24133.87665.6010.156流速(m/s)雷諾數(shù)(Re)3.3573978.864金屬直管長(zhǎng)度(m)軟管直管長(zhǎng)度(m)管道壓力損失51層流壓力損失(bar)0.1490.032紊流壓力損失(bar)0.3160.063滑閥上穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力系統(tǒng)流量Q(L/min

17、)100閥開口度x(mm)2滑閥通徑d(mm)10壓力降(bar)8.237射流角()69穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力(N)14.259薄壁小孔流量計(jì)算薄壁孔流量公式小孔的直徑(mm)壓力差(bar)流量系數(shù)530.62流量(L/min)18.850細(xì)長(zhǎng)孔計(jì)算細(xì)長(zhǎng)孔流量公式，參照?qǐng)A形孔計(jì)算公式，這只是粗略計(jì)算小孔的直徑(mm)壓力差(bar)油液粘度(cSt)孔長(zhǎng)度(mm)200.220273流量(L/min)958.974圓環(huán)形間隙流量圓柱直徑(mm)平均間隙(mm)偏心距e(mm)油液粘度(cSt)1000.02030壓力差(bar)孔長(zhǎng)度(mm)偏心率100500.000流量(L/min)0.093平面縫

18、隙流量縫隙寬度b(mm)縫隙間隙(mm)縫隙長(zhǎng)度(mm)壓力差(bar)3140.0250100流量(L/min)0.093平行圓盤間隙流量縫隙間隙(mm)壓力差(bar)圓盤直徑(mm)中心孔直徑(mm)0.02100502油液粘度(cSt)30流量(L/min)0.029用到的基本公式理想液體伯努利方程實(shí)際液體重度=g雷諾數(shù)Re=vDH/v - 流速DH - 水力直徑 - 運(yùn)動(dòng)粘度DH =4A/A- 通流截面面積- 濕周長(zhǎng)度沿程壓力損失 達(dá)西(Darcy)公式l- 直管長(zhǎng)度常 量=+gvzp21211gwhgvzpgvzp+=+2222222111gg2vdl=P2d- 管路內(nèi)徑v- 平均

19、流速- 油密度-沿程阻力系數(shù)局部壓力損失-局部阻力系數(shù)Cd- 流量系數(shù)流量系數(shù)Cd薄壁小孔流量a - 節(jié)流面積薄壁小孔 l0.5d0.620.63- 油液密度阻尼長(zhǎng)孔 l=(24)d0.82細(xì)長(zhǎng)孔流量圓環(huán)形間隙流量- 偏心率- 同心時(shí)的間隙量 e - 偏心量=e/平面縫隙流量b - 縫隙寬度平行圓盤間隙流量R - 圓盤的外半徑r - 圓盤的中心孔半徑2v=P2p2=QdDaCppD=Dl1 2 8dl1 2 8d=Q44rnpmp)5 . 11 (l1 2d)5 . 11 (l1 2d=Q2323erndpemdp+D=+DpppbpbD=Dl12l12=Q33rndmdpRpRD=Drln6

20、rln6=Q33rndpmdp2vdl=P2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面管道壓力損失薄壁孔流量公式細(xì)長(zhǎng)孔流量公式，參照?qǐng)A形孔計(jì)算公式，這只是粗略計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min)油泵流量（ml/r)系統(tǒng)工作壓力（Mpa)14607117電機(jī)功率（KW)泵流量（L/min)29.37033333103.66長(zhǎng)（mm)寬(mm)厚(mm)100010001000管道通經(jīng)（mm)25流速（m/s)3.521358811單重(Kg)件數(shù)總重(Kg)785017850液壓油的壓縮性V P*V/K系統(tǒng)油量 V (升)1000P - 系統(tǒng)壓力 Mpa（兆帕）系統(tǒng)壓力 P (bar)200V 油液體積 L（升）系統(tǒng)體積變量V (升)28.571K 油液彈性模量液壓油的膨脹量原系統(tǒng)油量 V0 (升)1000VtV0*(1+a*t)油溫變量t30a- 油體積膨脹系數(shù), (68)*10-4/變化后系統(tǒng)體積Vt (升)1021.