液壓系統(tǒng)工作過程中存在著壓力損失、容積損失和機械損失,這些損失所消耗的能量多數(shù)轉化為熱能,使油溫升高,導致油的黏度下降、油液變質、機器零件變形,影響正常工作。為此,必須控制液壓系統(tǒng)溫升ΔT在允許的范圍內(nèi),例如一般機床要求溫升ΔT=25~30℃;數(shù)控機床溫升ΔT<25℃;粗加工機械、工程機械和機車車輛溫升ΔT=35~40℃。
一、單位時間的發(fā)熱量計算公式:
液壓系統(tǒng)的功率損失引起系統(tǒng)發(fā)熱,因此單位時間的發(fā)熱量Φ可計算為
Φ=P2-P2????(38)
式中P2-—系統(tǒng)的輸入功率(即液壓泵的輸入功率),kW;
P2—系統(tǒng)的輸出功率(即執(zhí)行元件的輸出功率),kW。
若在一個工作循環(huán)中有幾個工作階段,則可根據(jù)各階段的發(fā)熱量求出系統(tǒng)的平均發(fā)熱量,即
式中τ—工作循環(huán)周期,s;
ti—各工作階段的持續(xù)時間,s;
i—工作階段的序號。
二、油箱在單位時間的散熱量計算公式:
液壓系統(tǒng)在工作中產(chǎn)生的熱量,可以經(jīng)過所有元件的表面散發(fā)到空氣中去,但絕大部分熱量是由油箱散發(fā)的。油箱在單位時間的散熱量可按式(40)計算:
Φ’=hAΔT????(40)
式中h—油箱的散熱系數(shù),kW/(m2.℃);
A—油箱的散熱面積,m2;
ΔT—液壓系統(tǒng)的溫升,℃。
油箱散熱系數(shù)的推薦值如表21所示。
表2-21?油箱的散熱系數(shù)h???????????????????????????單位:kW/(m2.℃)
當液壓系統(tǒng)的散熱量等于發(fā)熱量時,即Φ’=Φ,系統(tǒng)達到了熱平衡,這時系統(tǒng)的溫升為
如果油箱三個邊長的比例在1:1:1~1:2:3范圍內(nèi),且油面高度為油箱高度的4/5,其散熱面積A近似為
式中A—散熱面積,m2;
V—油箱有效容積,L。
按式(41)算出的溫升值如果超過液壓系統(tǒng)的允許值時,系統(tǒng)必須采取適當?shù)睦鋮s措施或修改液壓系統(tǒng)原理圖,再重新設計,直到溫升控制在允許值范圍內(nèi)。
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