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新液压:液压系统发热温升的验算计算公式

2020-10-26
摘要:液压系统工作过程中存在着压力损失、容积损失和机械损失,这些损失所消耗的能量多数转化为热能,使油温升高,导致油的黏度下降、油液变质、机器零件变形,影响正常工作。为此,必须控制液压系统温升ΔT在允许的范围内,例如一般机床要求温升ΔT=25~30℃;数控机床温升ΔT<25℃;粗加工机械、工程机械和机车车辆 […]

液压系统工作过程中存在着压力损失、容积损失和机械损失,这些损失所消耗的能量多数转化为热能,使油温升高,导致油的黏度下降、油液变质、机器零件变形,影响正常工作。为此,必须控制液压系统温升ΔT在允许的范围内,例如一般机床要求温升ΔT=25~30℃;数控机床温升ΔT<25℃;粗加工机械、工程机械和机车车辆温升ΔT=35~40℃。

一、单位时间的发热量计算公式:

液压系统的功率损失引起系统发热,因此单位时间的发热量Φ可计算为

Φ=P2-P2    (38)

式中P2-—系统的输入功率(即液压泵的输入功率),kW;

P2—系统的输出功率(即执行元件的输出功率),kW。

若在一个工作循环中有几个工作阶段,则可根据各阶段的发热量求出系统的平均发热量,即

式中τ—工作循环周期,s;

ti—各工作阶段的持续时间,s;

i—工作阶段的序号。

二、油箱在单位时间的散热量计算公式:

液压系统在工作中产生的热量,可以经过所有元件的表面散发到空气中去,但绝大部分热量是由油箱散发的。油箱在单位时间的散热量可按式(40)计算:

Φ’=hAΔT    (40)

式中h—油箱的散热系数,kW/(m2.℃);

A—油箱的散热面积,m2;

ΔT—液压系统的温升,℃。

油箱散热系数的推荐值如表21所示。

表2-21 油箱的散热系数h                           单位:kW/(m2.℃)

当液压系统的散热量等于发热量时,即Φ’=Φ,系统达到了热平衡,这时系统的温升为

如果油箱三个边长的比例在1:1:1~1:2:3范围内,且油面高度为油箱高度的4/5,其散热面积A近似为

式中A—散热面积,m2;

V—油箱有效容积,L。

按式(41)算出的温升值如果超过液压系统的允许值时,系统必须采取适当的冷却措施或修改液压系统原理图,再重新设计,直到温升控制在允许值范围内。

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