液壓系統(tǒng)溫升及散熱器選型計(jì)算

1、液壓系統(tǒng)溫升及散熱器選型計(jì)算液壓系統(tǒng)油液溫升計(jì)算及冷卻器選型*油/項(xiàng)目計(jì)算公式國(guó)酎i發(fā)熱計(jì)算(1)的比累璜本期突臨H4?門(mén)一碟IW)0茂一T工作增開(kāi)市.有扎個(gè)工序.時(shí)可根蛔喜華工序j的功率根夾，事出暴牛他亦幸出生H，1C1F就小學(xué)的鞘A面軍，P+凡WD一假建點(diǎn)的慈效事，一融在0G。寺藩之間，才庫(kù)也EP-戳也萋其際出口削力.昨q法耳翡實(shí)融能也.小小T:T作凈坪淵；H.,1工印油工作酊式.rl匚用的0r由(7)降解功率批去H,亂中以幫的全都鳧就接於發(fā)能用返神吊粕盹.冏事假失%”F淳比國(guó)的前增武力.比q一我封謚就禹*可油的進(jìn)隸，療3H如計(jì)鈍其觸其門(mén)的宸然限時(shí).鉗上式中沖P肉/桶的用力理(布.電為就姿

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4、。通過(guò)對(duì)兩種冷卻器的比較，提出了正確的選型方法。關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；油液溫開(kāi)；冷卻器；損耗功率1前言液壓系統(tǒng)的壓力、容積和機(jī)械損失構(gòu)成總的能量損失，這些能量損失都將轉(zhuǎn)化為熱量，使系統(tǒng)油溫升高。油溫的變化將直接影響液壓元件的壽命；油溫升高將使油液氧化，加速油液的變質(zhì)；油溫過(guò)高還嚴(yán)重影響液壓油的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響液壓系統(tǒng)的壽命和傳動(dòng)效率。為此，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)熱與溫升計(jì)算，以便對(duì)系統(tǒng)溫升加以控制。下面對(duì)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量及溫升計(jì)算和冷卻器的選擇予以介紹。2系統(tǒng)損耗功率和溫升計(jì)算2.1損耗功率計(jì)算液壓系統(tǒng)發(fā)熱的主要原因是由液壓泵和執(zhí)行器的功率損失以及溢流閥的溢流損失造成的。其系統(tǒng)的損耗功率即發(fā)熱功率為：H

5、=R1-Y)式中：P一系統(tǒng)泵組的總驅(qū)動(dòng)功率；Y)一系統(tǒng)效率。刀二4PCCAA其中：4P一液壓泵的效率，可從產(chǎn)品樣本中查到；AA一液壓執(zhí)行器總效率，液壓缸一般取0.90.95；CC一液壓回路的效率。CC2piqi2ppqp式中：2p1q1一各執(zhí)行器負(fù)載壓力和負(fù)載流量即輸入流量乘積的總和；2ppqp一各液壓泵供油壓力和輸出流量乘積的總和。系統(tǒng)的損耗功率即發(fā)熱功率H也可按下式估算，由于熱能的損耗總量約占泵組驅(qū)動(dòng)功率的15%30%因此：H=(15%-30%P2.2油液溫升計(jì)算液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量H,由系統(tǒng)中各個(gè)散熱面散發(fā)至空氣中，其中油箱是主要散熱面。因?yàn)楣艿郎崦娣e相對(duì)較小，且與其身的壓力損失產(chǎn)生的

6、熱量基本平衡，故一般略去不計(jì)。當(dāng)只考慮油箱散熱時(shí)，其散熱量件可按下式計(jì)算：七KAAt式中：K一散熱系數(shù)W(/m2.C),計(jì)算時(shí)可選用推薦值：當(dāng)通風(fēng)很差(空氣不循環(huán))時(shí)，K=8W/(mr-C);通風(fēng)良好(空氣流速為1m/s左右)時(shí)，K=1420W/m2-C);風(fēng)扇冷卻時(shí)，K=2025VV/m2.C);用循環(huán)水冷卻時(shí)，K=110175VV/m2-C)。A一油箱散熱面積，m2；At一系統(tǒng)溫升，即系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)油溫與環(huán)境溫度之差。一般工作機(jī)械A(chǔ)t35C；工程機(jī)械A(chǔ)t40C;數(shù)控機(jī)床At25Co當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量H等于其散發(fā)出去的熱量Hd時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到平衡，此時(shí)：At=HKA(1)當(dāng)六面體油箱長(zhǎng)、寬、高比

7、例為1：1：11：2：3且液面高度是油箱高度的0.8倍時(shí)，其散熱面積的近似計(jì)算式為：A=0.065V23(2)由式(1)和(2)可導(dǎo)出：At=H0.065kav23式中：V一油箱的有效容量，Lo若計(jì)算結(jié)果超出允許值并且適當(dāng)加大油箱散熱面積仍不能滿(mǎn)足要求時(shí)，則應(yīng)采取風(fēng)扇強(qiáng)制散熱或加冷卻器。3冷卻器的選擇若系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)(多班次連軸轉(zhuǎn))，或出現(xiàn)環(huán)境溫度過(guò)高等散熱問(wèn)題，均可采用外裝冷卻器解決。重工與起重技術(shù)HEAVYINDUSTRIAL&HOISTINGMACHINERYNo.42007SerialNo.162007年第4期總第16期-26-重工與起重技術(shù)HEAVYINDUSTRIAL&HOISTI

8、NGMACHINERY冷卻器包括油-氣冷卻器和油-水冷卻器兩種形式。這兩種形式各有優(yōu)缺點(diǎn)：油-氣冷卻器安裝成本低、維修方便，電機(jī)和電壓可自由選取，不會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)造成損害；但它比油-水冷卻器單元機(jī)組的體積大，易產(chǎn)生噪音，受環(huán)境溫度影響較大。油-水冷卻器利用冷卻水散熱，因此現(xiàn)場(chǎng)要有一定的水源，當(dāng)冷卻水溫度一定時(shí)，它有固定的冷卻能力，而與環(huán)境溫度上升無(wú)關(guān)，與油-氣冷卻器相比，在相同冷卻能力的情況下，其體積更小，但冷卻水有滲漏的可能，也可能進(jìn)入液壓油，損害設(shè)備。選擇油-氣冷卻器時(shí)只要滿(mǎn)足其冷卻功率Pv=(15%-30%)P,再根據(jù)相應(yīng)的產(chǎn)品樣本即可查得冷卻器的型號(hào)規(guī)格。選擇油-水冷卻器時(shí)的主要參數(shù)是換熱面積AtAt=H-HoKAtm式中：Atm一對(duì)數(shù)平均溫差，即：Atm=(T1-t2)-(T2-t1)ln(Ti-t2)-(T2-t1)其中：T1、T2液壓油液進(jìn)出口溫度，C;t1、t2一冷卻水進(jìn)出口溫度，C。4結(jié)束語(yǔ)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算包括系統(tǒng)壓力損失、系統(tǒng)效率、系統(tǒng)發(fā)熱與溫升及液壓沖擊等。其計(jì)算的目的是驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的技術(shù)性能，從而對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量作出評(píng)價(jià)。如果發(fā)生矛盾，則應(yīng)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行修正或改變液壓元件規(guī)格。我公司設(shè)計(jì)人員根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)油液溫升問(wèn)題做了詳細(xì)地分析研究，所選擇的冷卻器型號(hào)規(guī)格，均達(dá)到了很好的冷卻效果