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油箱的容量及计算 |
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油箱有效容量一般为泵每分钟流量的3~7倍。对于行走机械,冷却效果比较好的设备,油箱的容量可选择小些;对于固定设备,空间、面积不受限制的设备,则应采用较大的容量。如冶金机械液压系统的油箱容量通常取为每分钟流量的7~10倍,锻压机械的油箱容量通常取为每分钟流量的6~12倍 油箱中油液温度一般推荐30~50℃,最高不应超过65℃,最低不低于15℃。对于工具机及其他固定装置,工作温度允许在40~55℃ 行走机械,工作温度允许达65℃。在特殊情况下可达80℃。对于高压系统,为了减少漏油。最好不超过50℃ 另外,油箱容量大小可以从散热角度设计,计算出系统发热量或散热量(加冷却器时,再考虑冷却器散热后),从热平衡角度计算出油箱容积,详见下表 |
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项目 |
计 算 公 式 |
说 明 |
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发 热 计 算 |
(1) 液压泵功率损失H1 H1=P(1-η)(W) 如在一个工作循环中,有几个工序,则可根据各个工序的功率损失,求出总平均功率损失H1
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P—— 液压泵的输入功率, η—— 液压泵的总效率,一般在0.7~0.85之间,常取0.8 p—— 液压泵实际出口压力,Pa q—— 液压泵实际流量,m3/s T—— 工作循环周期,s t—— 工序的工作时间,s i—— 工序的次序 |
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(2) 阀的功率损失H2 其中以泵的全部流量流经溢流阀返回油箱时,功率损失为最大 H2=pq (W) |
p—— 溢流阀的调整压力,Pa q—— 经过溢流阀流回油箱的流量,m3/s 如计算其他阀门的发热量时,则上式中的p为该阀的压力降(Pa);q为流经该阀的流量(m3/s) |
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(3) 管路及其他功率损失H3 此项功率损失,包括很多复杂的因素,由于其值较小,加上管路散热的关系,在计算时常予以忽略。一般可取全部能量的0.03~0.05倍,即 H3=(0.03~0.05)P (W) |
也可根据各部分的压力降p及流量q代入式中求得。在考虑此项发热量时,必须相应考虑管路的散热 |
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系统总的功率损失,即系统的发热功率H为上述各项之和 H=∑Hi=H1+H2+H3+… (W) |
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散 热 计 算 |
液压系统各部分所产生的热量,在开始时一部分由运动介质及装置本体所吸收,较少一部分向周围辐射,当温度达到一定数值,散热量与发热量相对平衡,系统即保持一定的温度不再上升,若只考虑油液温度上升所吸收的热量和油箱本身所散发的热量时,系统的温度T随运转时间t的变化关系如下:
当t→t∞时,系统的平衡温度为:
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T—— 油液温度,K T0—— 环境温度,K A—— 油箱的散热面积,m2 c—— 油液的比热,矿物油一般可取c=1675~2093J/(kg·K) m—— 油箱中油液的质量,kg t—— 运转的时间,s k—— 油箱的传热系数,W/(m2·K) 周围通风很差时,k=8~9 周围通风良好时,k=15 用风扇冷却时,k=23 用循环水强制冷却时,k=110~174 V—— 油箱的有效体积,m3 Vmin—— 自然散热时油箱的最小容积 |
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油 箱 容 积 计 算 |
由此可见,环境温度为T0时,最高允许温度为TY的油箱的最小散热面积Amin为:
如油箱尺寸的高、宽、长之比为(1∶1∶1)~(1∶2∶3),油面高度达油箱高度的0.8时,油箱靠自然冷却使系统保持在允许温度TY以下时,则油箱散热面积可用下列近似公式计算:
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当取k=15W/(m2·K)时,令A=Amin,得油箱自然散热的最小体积
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