液压系统温升及散热器选型计算

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1、液压系统温升及散热器选型计算液压系统油液温升计算及冷却器选型20 - 768験 20-8-158项目计算公式(1)敲压泵功率揽失见&严 F (1-伸 (W)如在一个工作循环中，有几个工序，则可根据各牛工序的功率损失，求出总平均功率枫失局码=*$门柑(鞘)J r F LP液压泵的輸人功率，P =理，W可液压泵的总效辜，一般在0.70.85之闾，常取0玉 p液压泵实际出口压力，Pbg液医泵实际流量，mVsT工作循坏周期，g/工序的工柞时间” 6iE序的次序发热计算(2)稱的功瘵损失血其中以泵的全部流量流经溢酰阀遼何抽箱时”功率损失为眾大旳=図 (W)油箱容殺计算戒压基统各部分斯产生的热低，在开赠时

2、一部分曲运劫 舟風及装置本体所服牧，较少一都分向周围辐射，当温度 达到一定数値，散热量与发热量相对平衡，泵统朗保持一 定的温度不再上升，着只君虑油液温度上升所吸收的热量 和油箱本身所散境的热量时，系统的温度T随运转时间t 的娈化关系如卜I咒+鲁一哪(晋0(K)当时*系统的平銜温度対；丁唤=%+普(K)由此可见.环境温度TCB|,最离处许赧度为7的 抽箱的雄小裁热面积4详为；AaiArr兀二祝(毗勺如油箱尺寸的离、宽、技之比为(1：1；“ (1：2：3),油 面裔度达抽箱窩度的(LE时，袖箱靠自然樹却使棊竦保持 在允许SS度G以下时、期油箱散热面积可用下列近似公 式计算；41*6.66(m1)当

3、取“巧矽治必时，令八=仏吋得油箱自然散热 的盃小捧駅一油港温度、X珀环境温度，KA 湘箱的散热询积，m1C池厳的比热，犷物油一狀可C = 5675 - 2OT3J/ (ke*K)皿油箱中油液的质量，kg1运转的时闾” &4油箱的传鷄系敎，W/ 摘要: 介绍了液压系统的系统损耗功率及油液温升的计算。通过对两种冷却器的比较, 提出了正确的选型方法。关键词: 液压系统; 油液温升; 冷却器; 损耗功率1 前言 液压系统的压力、容积和机械损失构成总的能 量损失, 这些能量损失都将转化为热量, 使系统油温 升高。油温的变化将直接影响液压元件的寿命; 油 温升高将使油液氧化, 加速油液的变质; 油温过高还

4、 严重影响液压油的稳定性, 进而影响液压系统的寿 命和传动效率。为此, 必须对系统进行发热与温升 计算, 以便对系统温升加以控制。下面对液压系统 的发热量及温升计算和冷却器的选择予以介绍。2 系统损耗功率和温升计算损耗功率计算 液压系统发热的主要原因是由液压泵和执行器 的功率损失以及溢流阀的溢流损失造成的。其系统 的损耗功率即发热功率为:h=p( 1- n)式中:P系统泵组的总驱动功率；n 系统效率。n =n PnCnA其中:nP液压泵的效率, 可从产品样本中查到； 液压执行器总效率，液压缸一般取；nC液压回路的效率。工 pi qi工 Pp qp式中:pi qi 各执行器负载压力和负载流量即输

5、入 流量乘积的总和；工pp qp 各液压泵供油压力和输出流量乘积的 总和。系统的损耗功率即发热功率H也可按下式估算， 由于热能的损耗总量约占泵组驱动功率的15%30%， 因此:H=( 15%30%) p油液温升计算液压系统中产生的热量H,由系统中各个散热面散发至空气中, 其中油箱是主要散热面。因为管道 散热面积相对较小, 且与其身的压力损失产生的热 量基本平衡, 故一般略去不计。当只考虑油箱散热 时，其散热量HO可按下式计算：H二KAAt式中:K散热系数W(/ m2C)，计算时可选用推荐 值: 当通风很差( 空气不循环) 时， K=8 W/(m2 C)；通风良好(空气流速为1m/s左右) 时，

6、K=1420 W(/ m2C)；风扇冷却时， K=2025 W(/ m2C)；用循环水冷却时， K=110175 W(/ m2 C)。A油箱散热面积，m2；At系统温升，即系统达到热平衡时油温与环 境温度之差。一般工作机械AtW35C；工 程机械AtW40C；数控机床AtW25C。 当系统产生的热量H等于其散发出去的热量HO 时， 系统达到平衡， 此时:A t=HKA ( 1)当六面体油箱长、宽、高比例为1 ： 1 ： 11 ： 2 ： 3且 液面高度是油箱高度的 倍时， 其散热面积的近 似计算式为:!A= V2 3 ( 2)由式( 1) 和( 2) 可导出:A t=H!式中:V油箱的有效容量

7、，L。若计算结果超出允许值并且适当加大油箱散热 面积仍不能满足要求时， 则应采取风扇强制散热或 加冷却器。3 冷却器的选择若系统长时间运转( 多班次连轴转) ， 或出现环 境温度过高等散热问题， 均可采用外装冷却器解决 重工与起重技术HEAVY INDUSTRIAL & HOISTING MACHINERY2007Serial2007 年第4 期总第16 期- 26-重工与起重技术HEAVY INDUSTRIAL & HOISTING MACHINERY 冷却器包括油- 气冷却器和油- 水冷却器两种 形式。这两种形式各有优缺点: 油- 气冷却器安装成 本低、维修方便, 电机和电压可自由选取,

8、不会对液 压系统造成损害; 但它比油- 水冷却器单元机组的 体积大, 易产生噪音, 受环境温度影响较大。油- 水 冷却器利用冷却水散热, 因此现场要有一定的水 源, 当冷却水温度一定时, 它有固定的冷却能力, 而 与环境温度上升无关, 与油- 气冷却器相比, 在相同 冷却能力的情况下, 其体积更小, 但冷却水有渗漏 的可能, 也可能进入液压油, 损害设备。选择油-气冷却器时只要满足其冷却功率Pv=(15%30%) P,再根据相应的产品样本即可查得冷 却器的型号规格。选择油-水冷却器时的主要参数是换热面积AtAT=H- HoKAtm式中:A tm 对数平均温差, 即:At=m( T1 - t2)

9、 -( T2- t1) ln( T1- t2) -( T2 - t1) 其中:T2液压油液进出口温度，C； tt2 冷却水进出口温度，Co 4 结束语 液压系统的设计计算包括系统压力损失、系统 效率、系统发热与温升及液压冲击等。其计算的目的 是验算液压系统的技术性能， 从而对液压系统的设 计质量作出评价。如果发生矛盾，则应对液压系统进 行修正或改变液压元件规格。我公司设计人员根据多年的实践经验， 对油液 温升问题做了详细地分析研究， 所选择的冷却器型 号规格， 均达到了很好的冷却效果， 延长了液压油液 的使用寿命， 减轻了对液压元件的损害， 因而， 延长 了整套设备的使用寿命， 为用户节省了大量的维修 与维护费用。参考文献 1.张妍主编.现代液压站建设新技术与组装调试.运行维 护及故障诊断实务全书.北方工业出版社， 2007f 主编 . 液压传动与液压元件.2003