液压设备散热系统的分析和设计方法

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液压系统的设计步骤和设计要求

液压系统的设计步骤和设计要求

液压系统的设计步骤与设计要求液压传动系统是液压机械的一个组成部分,液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。

着手设计时,必须从实际情况出发,有机地结合各种传动形式,充分发挥液压传动的优点,力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。

设计步骤 1.1液压系统的设计步骤并无严格的顺序,各步骤间往往要相互穿插进行。

一般来说,在明确设计要求之后,大致按如下步骤进行。

)确定液压执行元件的形式;1)进行工况分析,确定系统的主要参数;2)制定基本方案,拟定液压系统原理图;3)选择液压元件;4)液压系统的性能验算;5)绘制工作图,编制技术文件。

6明确设计要求1.2设计要求是进行每项工程设计的依据。

在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前,必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。

)主机的概况:用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等;1)液压系统要完成哪些动作,动作顺序及彼此联锁关系如何;2)液压驱动机构的运动形式,运动速度;3)各动作机构的载荷大小及其性质;4)对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求;5)自动化程序、操作控制方式的要求;6)对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求;7)对效率、成本等方面的要求。

8制定基本方案和绘制液压系统图制定基本方案 3.1)制定调速方案(1液压执行元件确定之后,其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。

方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。

对于一般中小流量的液压系统,大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。

对高压大流量的液压系统,现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。

速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。

容积节流调速。

——相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合节流调速一般采用定量泵供油,用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。

液压系统设计和使用中问题的分析

液压系统设计和使用中问题的分析
f 公称) 流量就是系统的实际流量 , 按经 济性原 则可 以等量选用 。
满 行程动作 , 系统压力 、 流量与 要求基本 匹配 。但 仔细 观察会 发现该 回路 中蓄能器 的作用 仅是应急 储备 ,而这种情 况下动
力源( 压力 、 流量 ) 必须 与系统要求 匹配 , 造成配 置增加 与能源 浪费 , 同时高 能耗又导致 了系统温 升异常 , 以系统 同步精度 所 变化和管线 泄漏就难 于避免 ( 介质 的黏度和温 度是影 响系统
满足工况要求外还必须 注意节能环保 ,其中较关键 的地方是泄
漏 与密封 、 振动与噪声 、 液压冲击和介质污染控 制 , 它们 在很大 程度上是相互影响的 , 应进行综 合考虑 。
2过滤器的选型与使用 .
计 , 因是系统噪声大 、 原 油泵( 系统 ) 压力 波动异常 、 管路安装液
压锁接头 密封泄漏造成不 同步 ( 同步 回路补油时间不稳定 )系 、 统温升现象严重 。
大为计 算 值 的 2 3倍 ,放 大系 统视 环 境温 度 与通 风 情况 而 - 定 ) 系统增 加压 力继 电器检测 , , 充分 利用 蓄能 器和 油泵 卸荷 实现能量供给和减少 系统 发热 。在满 足压力的前提下 , 最终确 定油 泵型号 为 Y — 2 , B E 5 同时 电机型 号改 为 1 K 4 5 油泵 1 W一 B , 电机组 的参 数变化减少 了泵源部分 5 %以上 的发热 ,同时也 0
发热量后得 以改善 。 考虑到 以后的设 备设计 , 建议液控单 向阀统

采用螺纹插装 阀( 直接集成在油缸上 ) , 减少 了密封点 , 不但 也
使平 整的面板在焊接和安装部件后变形 ,不能保证安装结合面
的有效密 封 , 形成空气呼 吸 口, 同时 , 泄漏在面板上 的介 质也会 沿着安装孔或其他开 口进入油箱 。笔者推 荐的做法是在所有安

液压系统的节能优化设计与性能分析

液压系统的节能优化设计与性能分析

液压系统的节能优化设计与性能分析随着节能环保意识的提高,各个行业对于能源的高效利用和节能减排的要求越来越高。

在工业领域中,液压系统作为一种常用的动力传动方式,其能耗一直是人们关注的焦点。

因此,液压系统的节能优化设计和性能分析变得尤为重要。

一、液压系统的节能优化设计1. 选用高效的液压元件:在液压系统中,液压元件是能耗的主要来源。

因此,在设计液压系统时,应尽量选用能耗低、效率高的液压元件,以减少能源的消耗。

例如,采用效率更高的液压泵和液压马达,可以提高系统的能量转换效率。

2. 降低系统损耗:在液压系统中,系统损耗是无法避免的,但可以通过一些措施进行降低。

例如,在管路设计时,尽量缩短管道长度,减小管道直径,以减少摩擦损失;采用高效的节流阀和溢流阀,减少能量损耗。

3. 优化系统控制策略:液压系统的控制策略对能耗有很大影响。

通过合理的控制策略设计,可以降低系统的能耗。

例如,采用变频控制技术,根据实际负载情况调节液压泵和液压马达的转速,减少能源浪费;采用电子梯级控制技术,实现多个执行元件的精确控制,提高系统的效率。

二、液压系统的性能分析1. 系统能量转换效率:液压系统的能量转换效率是衡量系统性能的重要指标。

能量转换效率高,说明系统能够更有效地将输入能量转化为输出能量,从而减少能源的消耗。

通过测量系统的输入功率和输出功率,可以计算出系统的能量转换效率。

2. 系统响应速度和精度:液压系统的响应速度和精度直接影响其应用性能。

响应速度快、精度高的液压系统能够更好地满足工业生产对于动力传动的需求。

通过实验测试和数据分析,可以评估系统的响应速度和精度,并根据需要进行相应的调整和优化。

3. 系统可靠性和稳定性:液压系统在长时间运行过程中,需要保持稳定的工作状态,以确保生产的连续性。

因此,分析系统的可靠性和稳定性是很重要的。

可以通过故障模式分析、可靠性预测等方法,评估系统的可靠性,并采取相应的措施提高系统的稳定性。

总之,液压系统的节能优化设计和性能分析是促进工业生产高效、环保的重要手段。

液压系统存在的各种问题和解决办法分析

液压系统存在的各种问题和解决办法分析

液压系统存在的问题和解决办法分析一.液压系统普遍存在的问题1.可靠性问题(寿命和稳定性)(1)国产元件质量差,不稳定;(2)设计水平低,系统不完善。

2.振动与噪音(1)系统中存在气体,没有排净。

(2)吸油管密封不好,吸进空气。

(3)系统压力高。

(4)管子管卡固定不合理。

(5)选用液压元件规格不合理,如小流量选用大通径的阀,产生低频振荡;系统压力在某一段产生共振。

3.效率问题液压系统的效率一般较低,只有80%左右或更低。

系统效率低的原因主要由于发热、漏油、回油背压大造成。

4.发热问题系统发热的原因主要由于节流调速、溢流阀溢流、系统中存在气体、回油背压大引起。

5.漏油问题(1)元件质量(包括液压件、密封件、管接头)不好,漏油。

(2)密封件形式是否合理,如单向密封、双向密封。

(3)管路的制作是否合理,管子憋劲。

(4)不正常振动引起管接头松动。

(5)液压元件连接螺钉的刚度不够,如国内叠加阀漏油。

(6)油路块、管接头加工精度不够,如密封槽尺寸不正确,光洁度、形位公差要求不合理,漏油。

6.维修问题维修难,主要原因:(1)设计考虑不周到,维修空间小,维修不便。

(2)要求维修工人技术水平高。

液压系统技术含量较高,要求工人技术水平高,出现故障,需要判断准确,不仅减少工作量,而且节约维修成本,因为液压系统充满了液压油,拆卸一次,必定要流出一些油,而这些油是不允许再加入系统中使用。

另外,拆卸过程有可能将脏东西带入系统,埋下事故隐患。

因此要求工人提高技术水平,判断正确非常必要。

7.液压系统的价格问题液压系统相对机械产品,元件制造精度高,因此成本高。

二.如何保证液压系统正常使用液压系统正常工作,需要满足以下条件:1.系统干净系统出现故障,70%都是由于系统中有脏东西如铁屑、焊渣、铁锈、漆皮等引起。

例如,这类污染物,如果堵住溢流阀中的小孔(0。

2mm)就建立不了压力;如果卡在方向阀阀芯,就导致不能换向,功能不对;如果堵住柱塞泵滑靴的小孔,就产生干摩擦,损坏泵。

基于AMESim的液压机系统设计与分析说明书

基于AMESim的液压机系统设计与分析说明书

太原科技大学本科毕业设计说明书基于AMESim的液压机系统设计与分析Hydraulic machine hydraulic system design and AMESim software simulation analysis学院(系):机械工程学院专业:机械设计制造及其自动化(液压)姓名:李银辉学号:201112030812指导教师:孔屹刚评阅教师:孔屹刚完成日期:2015 年6月15 日太原科技大学Taiyuan University of Science and Technology基于AMESim的液压机系统设计与分析太原科技大学毕业设计(论文)任务书(由指导教师填写发给学生)学院(直属系):机械工程学院时间: 2015年 3 月9日说明:一式两份,一份装订入学生毕业设计(论文)内,一份交学院(直属系)。

基于AMESim的液压回路性能仿真分析摘要现代工业的发展,对液压传动与控制系统的性能和控制精度等提出了更高的要求。

以功率键和图为基础的AMESim仿真软件具有友好的人机交互界面,使用方便,大大减少了系统设计分析中人工工作量和对专业知识的要求,可以使用户能够迅速进行建模仿真,分析和优化设计,降低开发的成本和缩短开发的周期。

本文首先对液压系统的基础知识和建模方法进行了简单介绍。

然后,介绍了液压机械建模仿真软件AMESim的功能和特性,利用A MESim 对315吨通用液压机的液压系统进行仿真,获得液压系统的压力、流量、液压缸活塞位移、液压缸活塞速度等曲线图,根据仿真结果对液压机液压系统的设计进行改进。

首先,设计一个单缸立式液压机液压系统;然后,运用 AMESim 软件建立315吨通用液压机液压系统的仿真模型;最后,对仿真结果进行分析,并根据所获得的数据对液压系统进行改进。

关键词:液压;仿真;液压机;AMESimSIMULATION AND ANALYSIS OF HYDRAULIC LOOPBASED ON AMESIMAbstractWith the development of present-day industry, it is demanded that the hydraulic transmission and control systems should have higher performance and control precision. The AMESim simulation software based on Power Bond Graph have a friendly interactive interface. It is convenient for using and can largely reduce the worklode and requirement of professional knowledge of workers, makes the users can modeling and simulate rapidly, analyse and improving the design, reduce the cost of exploitation and shorting design cycle.Firstly, the basic knowledge of hydraulic system and modeling methods are introduced. Then, this paper introduces the functions and characteristics of the hydraulic mechanical modeling and simulation software AMESim, using AMESim to 315 tons of general hydraulic press hydraulic system simulation, the hydraulic system pressure, flow, hydraulic cylinder piston displacement, hydraulic cylinder piston speed curve according to the simulation results of hydraulic machine hydraulic system design was improved.First, a single cylinder vertical hydraulic machine hydraulic system design; and then, using AMESim establish 315 tons of general hydraulic press hydraulic system simulation model. Finally, the simulation results were analyzed and according to the obtained data of the hydraulic system was improved.Keywords: Hydraulic; Simulation; Hydraulic press; AMESim目录设计任务书 (Ⅰ)摘要 ............................................................ I I Abstract ........................................................... I II 目录 ............................................................ I V 1绪论............................................................ - 1 -1.1液压传动技术.............................................. - 1 -1.2液压系统仿真技术.......................................... - 2 -1.3论文主要研究内容.......................................... - 4 -2 液压系统设计要求和原理分析 ..................................... - 5 - 2.1 明确对液压系统的设计要求................................. - 5 - 2.2 液压系统原理图分析...................................... - 6 -2.3系统动作循环表............................................ - 9 -2.4系统性能分析............................................. - 10 -液压机组成简图............................................... - 11 - 液压机主要设计参数:......................................... - 11 - 3液压元件的选择..................................................- 12 -3.1液压缸................................................... - 12 -3.1.1主缸速度循环图...................................... - 14 -3.1.2主缸负载分析........................................ - 14 -3.1.3主缸负载循环图...................................... - 15 -3.1.4 液压机顶出缸工况分析............................... - 16 -3.1.5液压缸基本尺寸的计算................................ - 17 -3.2 泵的选择.............................................. - 19 -3.2.1 系统流量的计算.................................... - 19 -3.3 电动机的选择............................................ - 21 -3.3.1 主缸各工况功率计算................................ - 21 -3.3.2顶出缸各工况功率计算................................ - 22 -3.3.3 电动机额定功率及型号的确定........................ - 23 -3.4 阀的选择................................................. - 23 -4 油箱设计 ..................................................... - 25 -4.1 箱顶、通气器、注油口.................................... - 25 -4.2 箱壁、清洗孔、吊耳(环)、液位计........................ - 25 -4.3 箱底、放油塞、支脚....................................... - 25 -4.3.1 隔板和除气网....................................... - 25 -4.5 管路的配置............................................... - 26 -4.6 液压油箱设计 ............................................ - 26 -4.7 油箱的类型 .............................................. - 26 -5 基于 AMESim 系统仿真 ......................................... - 27 - 5.1 建模仿真软件AMESim的功能 ............................... - 27 - 5.2 建模仿真软件AMESim的基本特性 ........................... - 27 -5.3 液压元件的仿真试验....................................... - 28 -5.3.1液压泵的仿真........................................ - 28 -5.3.1.1恒功率变量泵超级元件的建立.................... - 28 -5.3.1.2仿真结果与分析................................ - 29 -5.3.2液压缸的AMESim仿真................................. - 31 -5.3.2.1仿真结果分析.................................. - 31 -5.4 M型三位四通电磁换向阀超级元件的建立.................... - 32 -6 搭建系统模型与仿真分析 ........................................ - 33 - 6.1 加压缸回路的建模与仿真 .................................. - 33 -6.1.1 模型搭建与子模型的选择............................ - 33 -6.1.2、系统参数设置...................................... - 35 -6.1.3 下压过程仿真...................................... - 36 -6.1.4、保压特性的仿真.................................... - 37 -6.1.5加压缸回路系统模型建立.............................. - 39 -6.2 顶出缸系统模型建立..................................... - 45 -7 结论 .......................................................... - 49 - 参考文献 ........................................................ - 50 - 致谢 ............................................ - 51 -1绪论在现代工业中液压传动技术几乎应用于所有机械设备的驱动、传动和控制,例如利用液压技术控制飞机飞行;驱动和控制机床、推土机、收割机、采矿机械、食品机械以及医疗器械等等。

汽车起重机液压系统的工作原理分析及主要设计要点

汽车起重机液压系统的工作原理分析及主要设计要点

汽车起重机液压系统在吊车将物体调起回升工作过程中发挥关键性的作用。

为了保证汽车起重机液压系统的工作的稳定性,吊车司机在实际操作中要做到液压系统的分流方式之间转换的流畅。

只有保证这个的前提下,才能保证汽车起重机在工作全程中的安全性。

汽车起重机液压系统的稳定型设计液压系统的启动升起的过程,是根据调整液压油泵和换向按键来实现调速的;这样既能确保液压机的正常工作又不容易发生意外情况。

这种设计既简易又安全可靠,也可保持起吊机构工作速度的细调。

为了稳定操作过程中液压传动系统,有效的开展吊装工作,往往在传送过程中对液压设备的马达供油系统进行调整。

当吊车起重操作系统的升起力度较大时,还要应用到马达降速作用来开展适度的调整,具体的实际操作中还会应用到作用力降低设。

液压系统一般情况下,吊车厂家的液压传动由起升机构,回转机构,变幅机构,伸缩机构和支腿部分等构成。

液压传动系统中的执行机构是根据阀门来完成控制的,换向阀的阀芯和阀体之间会存在这一些缝隙,这会造成换向阀门內部出现泄漏,只是依靠换向阀门是不可能让执行机构在处在不工作状况之下而不受外界影响的,因而还要运用单向阀来操纵液压油的流动,进而安全可靠地使操纵执行元件能停在某处而没受外界影响。

液压汽车起重机的回路设计汽车起重机回转回路的过程中的工作主要是由液压泵、换向阀、平衡阀、液压离合器和液压马达组成。

在这些过程中,回转回路可以充当是吊臂平移物体的功效。

但是在这操作过程中物体移动范围有限。

在采用低速大扭矩液压马达可以省去或减小减速装置,因此机构很紧凑。

但低速大扭矩液压马达成本高,使用可靠性不如高速液压马达,加之可以采用结构紧凑、传动比大的蜗轮传动,高速液压马达在起重机的回转机构中使用非常广泛。

所以总的来说,汽车起重机的回转机构设计为高速液压马达加装制动器的回转。

依据各起重机厂家回路的分析和试验总结,动力源采用双联齿轮泵,是由起重机发动机通过底盘上的分动箱驱动所造成的。

液压泵从油箱中吸油,输出的液压油经手动阀组输送到各个执行元件。

液压系统的设计

液压系统的设计

液压系统的设计液压系统设计是液压主机设计的重要组成部分,也是对前面各章内容的概括总结和综合应用。

本章主要阐述液压系统设计的一般步骤,设计内容和设计计算方法,并通过实例来说明液压系统的设计过程。

9.1 液压系统的设计步骤液压系统设计与主机的设计是紧密联系的,两者往往同时进行,互相协调。

设计液压系统时应首先明确主机对液压系统在动作、性能、工作环境等方面的要求,如执行元件的运动方式、行程、调速范围、负载条件、运行平稳性和精度、工作循环及周期、工作环境、安装空间大小、结构简单、工作安全可靠、效率高、使命寿命长、经济性好、使用维修方便等设计原则。

液压系统设计步骤大体上可按图9-1所示的内容和流程进行。

这里除了最后一项(8)外,均属性能设计范围。

这些步骤是相互关联,相互影响的,必须经反复修改才能完成。

设计步骤及方法介绍如下。

9.1.1 明确系统的设计要求设计液压系统时,首先要对液压主机的工况进行分析,明确主机对液压系统的要求,具体包括:1)主机的用途、主体布局、对液压装置的位置和空间尺寸的限制。

2)主机的工作循环,液压系统应完成的动作、动作顺序或互锁要求,以及自动化程度的要求。

3)液压执行元件的负载和运动速速的大小及其变化范围,运动平稳性、定位精度及转化精度等的要求。

4)液压系统的工作环境和工作条件。

5)工作效率、安全性、可靠性及经济性等要求。

9.1.2 分析系统工况,确定主要参数1.工况分析工况分析,就是分析主机在工作过程中各执行元件的运动速度和负载的变化规律。

它是拟定液压系统方案,选择或设计液压元件的依据。

工况分析包括动力参数分析和运动参数分析两个部分,即:1)动力参数分析就是通过计算液压执行元件的载荷大小和方向,并分析各执行元件在工作过程中可能产生的冲击、振动及过载等。

对于动作较复杂的机械设备,根据工艺要求,将各执行元件在各阶段所需克服的负载用图9-2a所示的负载-位移(F-L)曲线表示,称为负载图。

液压系统设计可行性分析

液压系统设计可行性分析

液压系统设计可行性分析引言液压系统在工业应用中广泛使用,其在机械、航空航天、冶金等领域起着重要的作用。

在液压系统设计阶段,进行可行性分析对于确保系统的性能、安全和可靠性至关重要。

本文将对液压系统设计的可行性进行分析。

设计目标在进行液压系统设计可行性分析之前,首先需要明确设计目标。

设计目标应包括系统的工作压力、流量要求、控制精度以及相应的安全性要求等。

明确设计目标对于后续的分析和评估工作至关重要。

技术可行性分析技术可行性分析是液压系统设计的重要环节。

该分析通过评估所选液压元件的适用性和可靠性,以确定系统是否能够满足设计要求。

技术可行性分析应包括以下几个方面:1. 液压元件的选型:根据设计要求和性能指标,在不同的厂家和型号中选择合适的液压元件,如泵、阀门、缸体等。

要考虑元件的工作压力、流量、密封性能、温度适应性等因素。

2. 系统的可控性:液压系统设计所要求的控制精度和响应速度,需要评估液压元件在不同工况下的动态特性,确保系统的可控性。

3. 安全性评估:液压系统在运行过程中,存在一定的安全风险,例如泄漏、冲击、爆炸等。

通过评估液压元件的安全性能,确定系统在正常和异常工况下是否满足安全要求。

经济可行性分析经济可行性分析是液压系统设计过程中不能忽视的一环。

液压系统的设计和制造需要一定的投入,因此需要评估设计与制造的成本是否可接受。

经济可行性分析主要包括以下几个方面:1. 设备成本评估:液压系统设计需要购买液压元件、管路、附件等,需要评估这些成本是否在预算范围内。

2. 运行成本评估:液压系统在运行过程中需要消耗液压油和能源,需要评估运行成本是否可接受。

3. 维护成本评估:液压系统需要定期维护和检修,需要评估维护成本是否可接受。

4. 寿命周期成本评估:液压系统的设计寿命需要评估和预测,通过计算寿命周期成本,评估系统投资回报率。

环境可行性分析环境可行性分析是对液压系统设计所涉及的环境因素进行评估和考虑。

液压系统在使用过程中可能会产生噪音、振动和污染等,对环境造成一定的影响。

液压站水冷冷却系统设计计算

液压站水冷冷却系统设计计算

液压站水冷冷却系统设计计算液压站的水冷冷却系统设计计算引言:液压站是一种广泛应用于工业领域的机械设备,用于通过液压力传递来控制和操作其他机械装置。

在液压站的运行过程中,液压油温度的控制是非常重要的,因为高温会导致液压系统的故障和损坏。

为了有效地控制液压系统的温度,常常采用水冷冷却系统。

本文将介绍液压站水冷冷却系统的设计和计算。

一、水冷冷却系统的原理水冷冷却系统是通过将液压系统中的热量传递给流经冷却器的冷却水来实现的。

冷却水在冷却器中与热油进行热交换,从而将热量带走。

冷却水在经过冷却器后,被送入冷却塔或冷却池中,通过自然对流或机械装置来降低其温度,然后再次循环使用。

通过这种方式,可以有效地控制液压系统的温度,确保其在正常工作范围内。

二、设计液压站水冷冷却系统的步骤1. 确定液压系统的热负荷:液压系统的热负荷是指液压系统在单位时间内产生的热量。

根据液压泵功率、系统工作压力和流量等参数,可以计算得出液压系统的热负荷。

2. 选择合适的冷却器:根据液压系统的热负荷和工作条件,选择适合的冷却器。

冷却器通常根据其散热能力来分类,常见的有散热片式、管式和板式冷却器等。

3. 计算冷却水流量:冷却水流量是决定冷却器散热能力的重要参数。

根据液压系统的热负荷和冷却水的温度差,可以计算得出所需的冷却水流量。

4. 确定冷却水的温度差:冷却水的温度差是指冷却水进入冷却器的温度与离开冷却器的温度之间的差值。

根据冷却器的设计和性能参数,可以确定合适的冷却水温度差。

5. 确定冷却塔或冷却池的尺寸:冷却塔或冷却池的尺寸是根据冷却水的流量和温度差来确定的。

通过计算冷却水的热负荷和换热系数,可以确定所需的冷却塔或冷却池的尺寸。

6. 安装和调试:根据设计计算结果,安装冷却器、冷却塔或冷却池等设备,并进行调试和运行试验,确保液压站的水冷冷却系统能够正常工作。

三、案例分析以某液压站为例,其液压泵功率为30kW,工作压力为10MPa,流量为40L/min。

液压动力控制系统的设计

液压动力控制系统的设计

液压动力控制系统的设计简介液压动力控制系统广泛应用于各种机械设备中,其设计和优化对于提高设备的性能和效率至关重要。

本文将讨论液压动力控制系统的设计原理、关键组件以及设计步骤。

设计原理液压动力控制系统的设计原理基于流体力学和控制工程的基本原理。

系统通过控制流体的流量、压力和方向来实现对机械设备的运动控制。

设计时需要考虑的主要因素包括系统的负载要求、速度调节范围、响应时间和能源效率等。

关键组件液压动力控制系统的关键组件包括液压泵、液压马达、控制阀、油箱和油液过滤器等。

液压泵负责将机械设备所需的压力液体供应到系统中,而液压马达则将液压能量转化为机械能,驱动设备运动。

控制阀用于控制液压系统中的液压液体流动,从而实现对设备的运动控制。

油箱用于储存液压液体,并保持其所需的温度和压力。

油液过滤器则负责过滤液压液体中的杂质和颗粒,以保证系统正常运行。

设计步骤液压动力控制系统的设计步骤可以概括为以下几个方面:1. 确定设备的动力要求和性能指标:根据机械设备的工作要求和负载要求,确定系统需要提供的动力、速度范围和精度等指标。

2. 选择合适的液压元件:根据系统的动力要求和性能指标,选择合适的液压泵、液压马达和控制阀等元件,并进行组合配置。

3. 设计液压回路:根据设备的运动需要和控制要求,设计液压回路结构,确定液压元件的连接方式和控制阀的位置。

4. 进行流体力学分析:使用流体力学模拟软件对设计的液压回路进行分析,验证系统的运动性能和控制精度。

5. 进行系统集成和调试:将各个液压元件组装到一起,并进行系统集成和调试,确保系统正常运行并满足设计要求。

结论液压动力控制系统的设计对于提高机械设备的性能和效率非常重要。

通过合理选择液压元件和设计优化液压回路,可以实现对设备运动的精确控制。

在进行设计过程中,需要充分考虑负载要求、速度范围、响应时间和能源效率等因素,以获得最佳的设计方案。

浅析液压系统中的发热和散热

浅析液压系统中的发热和散热

浅析液压系统中的发热和散热摘要:本文主要探讨了液压系统中的发热和散热问题,分析了发热机制、发热对液压系统性能的影响以及液压系统的散热方法。

文章首先介绍了液压系统中的发热机制,液压泵、液压马达和阀的内部泄漏,液压油的黏度与发热量,机械磨擦和压力损失等都会引起系统发热。

其次,分析了发热对液压系统性能的影响,包括液压油性能降低、系统稳定性的影响、对液压元件寿命的影响以及系统效率的降低。

最后,探讨了液压系统的散热方法,如使用散热器和冷却器,调整液压系统设计以提高散热效果,选择合适的液压油以降低发热,提高液压系统运行效率以降低发热。

通过对这些问题的研究,可以更好地理解液压系统的发热和散热问题,从而为设计和优化液压系统提供理论支持。

关键词:液压系统;发热机制;性能影响;散热方法一、简述液压系统中的发热和散热问题的重要性液压系统中的发热和散热问题具有显著的重要性。

发热现象是由于系统内部各种因素,如泄漏、黏度、机械磨擦以及压力损失等造成的。

这些因素共同导致系统的能量损失,进而转化为热量,使系统温度升高。

持续或过度的发热会对液压系统的性能造成负面影响,包括液压油性能的降低、系统稳定性的破坏、液压元件寿命的缩短以及系统效率的降低。

因此,如何有效地进行散热,以减少发热对系统性能的影响,对于保障液压系统的稳定运行和提高其工作效率显得尤为重要。

这就需要通过使用散热器和冷却器、调整液压系统设计、选择合适的液压油以及提高系统运行效率等方式来实现。

二、液压系统中的发热机制液压系统中的发热机制复杂且多样,主要包括液压泵、液压马达和阀的内部泄漏,液压油的黏度与发热量,以及机械磨擦和压力损失引起的发热。

首先,液压泵、液压马达和阀的内部泄漏是液压系统发热的一个重要原因。

液压系统中的设备与组件往往需要在高压条件下工作,这就可能导致内部泄漏的发生。

当液压介质在压力作用下通过泄漏缝隙时,会发生大量的能量损失,这部分能量在通过泄漏缝隙时被转化为热能,使得系统的温度升高。

基于AMEsim的液压系统油箱散热仿真

基于AMEsim的液压系统油箱散热仿真

基于AMEsim的液压系统油箱散热仿真液压系统在工业领域中应用广泛,常常涉及到大量液压油的循环使用。

为了保证液压系统的稳定运行,液压油的温度需要被控制在一定的范围内。

而液压系统油箱散热是保证液压油温度稳定的重要环节之一。

为了对液压系统油箱散热进行研究和优化设计,我们可以利用AMESim软件进行油箱散热仿真,以实现对油箱散热性能的准确评估和改进。

我们需要了解一下液压系统油箱散热的工作原理。

液压系统中的油液在工作过程中会因为机械能转换成热能,导致液压油温度升高。

如果液压油的温度过高,将会导致系统的性能下降甚至损坏关键部件。

我们需要通过油箱散热的方式将热量散发出去,维持液压油的适当温度。

常见的油箱散热方式包括自然对流散热、强制对流散热和换热器散热等。

在进行油箱散热仿真前,我们首先需要构建一个液压系统的模型。

这个模型可以包括液压泵、油箱、阀门、执行元件等组成部分。

通过AMESim软件提供的组件库,我们可以便捷地构建出一个完整的液压系统模型,并定义各个组件的运动学、动力学和热力学特性。

接下来,我们需要将油箱散热部分加入到液压系统模型中。

油箱散热部分通常由油箱本身、冷却器或者散热器、散热风扇等组成。

我们需要定义各个散热部件的热特性,比如散热器的换热系数、风扇的风量等参数。

在模型构建完成后,我们可以利用AMESim软件进行油箱散热的仿真分析。

我们可以通过模拟液压系统的工作过程,观察液压油的温度变化情况。

通过查看油箱内的温度分布,我们可以初步评估油箱散热效果的好坏。

如果发现温度过高的问题,我们可以进一步分析导致温度过高的原因,比如散热器不足或者散热风扇不工作等。

在发现问题后,我们可以通过仿真软件进行改进方案的设计和优化。

比如增加散热器的面积、提高换热器的效率、增加风扇的风量等措施。

通过模拟这些改进方案,我们可以快速地评估各项方案的效果,并选择最适合的方案进行应用。

除了静态仿真,AMESim软件还可以进行动态仿真分析。

液压系统的设计计算步骤和内容

液压系统的设计计算步骤和内容
• 对于复杂的液压系统,如有若干个执行元件同时或分别完成不同的工 作循环,则有必要按上述各阶段计算总负载力,并根据上述各阶段的 总负载力和它所经历的工作时间t(或位移s),按相同的坐标绘制液压缸 的负载时间(F―t)或负载位移(F―s)图。如图9.l所示为某机床主液压缸 的速度图和负载图。
• 最大负载值是初步确定执行元件工作压力和结构尺寸的依据。 • 液压马达的负载力矩分析与液压缸的负载分析相同,只需将上述负载
设计计算
步骤和内容
4~5
>5~7
18
系统工作压力的确定
表9-3 按主机类型选择系统工作压力
设备 类型
磨床
机床
组合机床 牛头刨床
插床 齿轮加工
机床
车床 铣床 镗床
珩磨 拉床 机 龙门 床 刨床
农业机械 汽车工业 小型工程 机械及辅 助机械
工程机械 重型机械 锻压设备 液压支架
船用 系统
压力 /MPa
摆动缸
单叶片缸转角小于300°,双叶片缸转角小于150°
往复摆动运动
齿轮、叶片马达 轴向柱塞马达 径向柱塞马达
结构简单、体积小、惯性小 运动平稳、转大、转速范围宽 结构复杂、转大、转速低
设计计算
步骤和内容
高速小转矩回转运动 大转矩回转运动 低速大转矩回转运动
7
负载分析
• 负载分析就是通过计算确定各液压执行元件的负载大小和方向,并分 析各执行元件运动过程中的振动、冲击及过载能力等情况。
设计计算
步骤和内容
2
1.1 液压系统的设计依据和工况分析
液压系统的设计依据
• 设计要求是进行工程设计的主要依据。设计前必须把主机对液压系统 的设计要求和与设计相关的情况了解清楚,一般要明确下列主要问题:

简述液压系统设计的工作步骤

简述液压系统设计的工作步骤

简述液压系统设计的工作步骤液压系统设计是指根据工作需求和系统性能要求,综合考虑液压元件的选型、液压元件的布置和连接、液压系统的控制与保护等因素,设计出一个满足设备工作需求的液压系统。

液压系统设计的工作步骤主要包括以下几个方面:1.需求分析与规定:这一步骤主要是对液压系统工作的需求进行分析和规定。

需求分析包括工作压力、流量要求、工作温度范围、工作环境要求等方面的考虑,规定则是在需求分析的基础上对液压系统的工作参数进行具体规定。

2.液压元件的选型:根据工作压力、流量要求以及规定的工作参数,从液压元件产品手册、厂家技术资料和液压元件选型手册中选取合适的液压元件。

液压元件的选型包括选取合适的液压泵、阀门、执行元件等。

3.系统图的绘制:根据工作需求和选定的液压元件,绘制出液压系统的结构图和工作原理图。

结构图主要是表现液压系统各个部件之间的布置关系和连接方式,工作原理图则是表现液压系统各个部件之间的工作原理和控制关系。

4.系统参数计算:根据液压元件的选型和系统图,对液压系统各个部分的参数进行计算。

主要包括液压泵的排量和功率计算、液压缸的有效面积计算、阀门的流量和压力损失计算等。

这些参数计算的正确与否直接影响到液压系统的性能指标是否得以实现。

5.系统接口设计:液压系统在工作过程中需要与其他机械系统或电气系统进行配合,因此需要进行系统接口设计。

主要包括液压系统与机械系统的连接方式、液压系统与电气系统的控制信号传递方式等。

6.控制与保护系统设计:液压系统控制与保护是液压系统工作的关键环节,所以需要进行相应的控制与保护系统设计。

包括设计液压系统的控制方式(手动控制、自动控制等)、液压系统的安全保护装置(压力开关、过载保护等)等。

7.系统布置与装配:设计完液压系统后,需要进行系统布置与装配。

主要包括选择系统的布置位置、液压元件的安装位置和固定方式、管路的布置与连接等。

合理的系统布置与装配能够减小液压系统的压力损失和泄漏,提高系统的工作效率和可靠性。

摆动液压缸的液压系统设计与分析

摆动液压缸的液压系统设计与分析

摆动液压缸的液压系统设计与分析摆动液压缸是一种常用于工业机械中的液压执行元件,它通过液压系统提供的压力和流量来产生机械运动。

本文将针对摆动液压缸的液压系统设计与分析进行讨论,介绍其基本原理、设计要点和性能分析方法。

1. 液压系统设计要点在设计摆动液压缸的液压系统时,需要考虑以下要点:1.1 工作压力和流量摆动液压缸的设计应根据实际工作负荷确定所需的压力和流量。

工作压力决定了系统的稳定性和安全性,而流量决定了液压缸的速度和响应时间。

在确定工作压力和流量时,需要综合考虑液压缸的负载、摩擦、机械阻力等因素。

1.2 液压油的选择和处理摆动液压缸所使用的液压油应具有良好的润滑性、抗磨性和热稳定性。

在选用液压油时,需要考虑工作温度、粘度等因素,并进行定期维护和更换,以确保系统的正常运行。

1.3 液压泵和液压阀的选择摆动液压缸所需的压力和流量由液压泵提供,因此需要选择合适的液压泵。

同时,还需要根据实际需要选择合适的液压阀,包括单向阀、调速阀等,以实现对液压缸的控制。

1.4 液压系统的布置和管路设计摆动液压缸的液压系统应与其它机械元件紧密结合,以确保系统的稳定性和工作效率。

在进行管路设计时,需要遵循液压传动的基本原理,合理设计管道的直径、长度和弯曲等参数,以减少能量损失和压力损失。

2. 性能分析方法在设计摆动液压缸的液压系统时,需要进行性能分析,以评估系统的工作效果和可靠性。

以下是一些常用的性能分析方法:2.1 压力分析通过在液压系统中加入压力传感器,可以实时监测液压缸所受的压力变化。

通过分析压力曲线,可以评估系统的稳定性和工作负荷。

2.2 流量分析流量分析可以帮助了解液压系统中液体流动的情况,包括流速、流量分布和液压损失等。

通过在系统中添加流量计,可以实时监测液压流量,并进行相应的分析和优化。

2.3 功率分析功率分析主要通过监测液压系统的输入功率和输出功率来评估系统的能量转换效率。

通过分析功率曲线,可以了解系统的能量损失和能效改进的空间。

液压系统的可靠性分析与优化设计

液压系统的可靠性分析与优化设计

液压系统的可靠性分析与优化设计液压系统是工业中常见的传动系统之一,其使用广泛,具有传动效率高、传递能力强、结构简单等优点。

液压系统的可靠性是关系到整个工业生产线运作的重要因素之一,因此,通过对液压系统的可靠性进行分析和优化设计,可以有效提高整个生产线的工作效率和稳定性。

一、液压系统的可靠性分析液压系统的可靠性是指在规定的条件下,液压系统连续运行的时间。

液压系统的可靠性与该系统的结构、设计参数、质量、工况及运维等多个方面有关。

1.系统结构液压系统结构的合理性是决定其可靠性的重要因素之一。

液压系统的结构合理性表现在以下方面:(1)系统结构简单,易于操作和维护;(2)系统连接件数量少,连接方式可靠;(3)系统中的元器件结构紧凑,防尘、防水、防潮等维护措施得当;(4)系统配有过载保护、过压保护、过流保护等保护装置,能够承受与其设计负荷相符合的高负荷工况。

2.设计参数设计参数的合理性对液压系统的可靠性也有很大影响。

设计参数的合理性体现在以下几个方面:(1)工作压力的选择:设计应考虑系统的最大压力、工作压力等;(2)流量设计:液压系统的流量设计应该保证其系统的正常工作;(3)系统容积:液压系统容积和缸径等设计要符合要求,且不得过大;(4)系统元器件布局:元器件布局的合理性对系统性能影响很大,不当的布局不仅影响流体流动,也会导致系统能量损失增加、成本提高、易磨损等问题。

3.质量液压系统各零部件的质量、材料和制造工艺直接影响系统的可靠性和寿命。

首先要保证选用的零部件是卓越的,以便在恶劣的工作环境下能够正常工作;其次要保证制作工艺和安装质量好,从而保证系统的可靠性提高。

4.工作环境工作环境是液压系统可靠性的重要因素之一。

在某些恶劣环境下,机器和元器件容易受到腐蚀、磨损,影响其可靠性,甚至短期内导致系统故障。

因此,应对液压系统工作环境做好充足的保护,包括遮阳、防尘、隔水等。

二、液压系统的优化设计在了解液压系统可靠性因素的前提下,对液压系统进行优化设计可以进一步提高系统的可靠性和稳定性。

基于AMEsim的液压系统油箱散热仿真

基于AMEsim的液压系统油箱散热仿真

基于AMEsim的液压系统油箱散热仿真一、引言液压系统作为工业生产中常用的一种传动系统,其稳定性和可靠性对设备运行起着重要作用。

在液压系统中,油箱散热的效果直接影响着液压系统的工作性能。

为了提高液压系统的工作效率和延长设备的使用寿命,有必要对液压系统油箱的散热效果进行仿真分析。

本文旨在利用AMESim软件对液压系统油箱的散热效果进行仿真分析,并对仿真结果进行分析和讨论。

二、液压系统油箱散热原理分析液压系统的工作中会产生大量的热量,这些热量需要通过散热方式排出系统,以维持系统的稳定性。

油箱散热主要包括自然对流散热和强制对流散热两种方式。

1.自然对流散热自然对流散热是指油箱内部热油因受热膨胀,自然产生对流,通过油箱外壁的传热方式将热量排出。

由于自然对流散热的效率较低,需要通过增大散热面积来提高效率。

强制对流散热是指通过外部的风扇或者水泵等设备,将油箱内的热油提升到外部,通过增大散热面积,有效提高油箱散热效果。

基于以上散热原理,为了实现较好的油箱散热效果,需要通过分析液压系统的工作情况和系统中的热源位置,设计合理的散热系统。

三、AMESim仿真建模AMESim是一款专业的多物理仿真软件,可以对多种工程系统进行仿真分析。

在本文中,我们将利用AMESim对液压系统油箱的散热效果进行仿真分析。

1. 油箱建模我们需要建立液压系统的油箱模型。

在AMESim软件中,我们可以通过拖拽和连接不同的组件,如油箱、风扇、水泵、散热片等,建立一个完整的液压系统油箱模型。

根据具体的液压系统参数和工作要求,确定油箱的大小、散热装置的类型和数量等具体参数。

2. 参数设置在建立油箱模型之后,需要根据实际液压系统参数,对模型进行参数设置。

包括油箱内热源位置、温度、油的流动速度等参数,以及散热装置的类型、数量和工作状态等参数。

通过合理的参数设置,可以更好地反映实际的工程系统情况。

3. 边界条件设置在进行仿真分析之前,需要对油箱的边界条件进行合理设置。

液压与气压传动课程设计--液压气动系统系统设计与分析

液压与气压传动课程设计--液压气动系统系统设计与分析

液压与气压传动课程设计--液压气动系统系统设计与分析宁波理工学院液压气动系统系统设计与分析姓名朱贤晖学号 3100612086专业班级机械电子工程102分院机电与能源工程学院完成日期 2013年12月19日目录1.设计任务书 (3)1.1课程设计题目 (3)1.2课程设计的目的和要求 (3)2.负载分析 (3)3.液压系统设计方案 (5)3.1确定液压泵类型 (5)3.2选用执行元件 (5)3.3快速运动回路和速度换接回路 (5)3.4换向回路的选择 (5)3.5组成液压系统绘原理图 (5)4.液压系统的参数计算 (7)4.1液压缸参数计算 (7)4.1.1初选液压缸的工作压力 (7)4.1.2确定液压缸的主要结构尺寸 (7)4.1.3计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率 (8)4.2液压泵的参数计算 (9)4.3电动机的选择 (9)5.液压元件的选择 (10)5.1液压阀及过滤器的选择 (10)5.2油管的选择 (11)5.3油箱容积的确定 (11)6.验算液压系统性能 (12)6.1压力损失的验算及泵压力的调整 (12)6.1.1工进时的压力损失验算和小流量泵压力的调整 (12)6.1.2快退时的压力损失验算及大流量泵卸载压力的调整 (12)6.2液压系统的发热和温升验算 (14)7.阀块的3D结构 (15)8.总结及感谢 (19)8.1设计小结 (19)8.2设计所得及感谢 (19)9.参考文献 (20)1.设计任务书1.1课程设计题目设计一台上料机的液压传动系统。

1)工作台的工作循环过程:“快速上升-慢速上升-停留-快速下降”。

2)工作参数:工件的重量为500Kg ,滑台的重量为100Kg ,快速上升要求>=45mm/s,慢速上升要求>=8mm/s ,快速下降要求>=55mm/s,滑台采用V 型导轨,导轨面夹角为90°,滑台与导轨的最大间隙为2mm ,气动加速与减速时间均为0.5s ,液压缸的机械效率为0.91(考虑密封阻力)。

低压液压泵试验台及液压系统设计与分析

低压液压泵试验台及液压系统设计与分析

低压液压泵试验台及液压系统设计与分析液压系统是一种利用液体传动能量的技术系统,在各种工业领域中得到了广泛应用。

低压液压系统主要指工作压力在16MPa以下的系统,通常被用于一些小型机械设备和轻载工作条件下。

低压液压泵试验台的设计与分析是为了验证低压液压泵的性能和稳定性,同时为液压系统的设计和研发提供参考。

下面将从试验台的设计要求、系统参数分析以及性能测试等方面进行详细讨论。

1. 试验台设计要求低压液压泵试验台的设计要求如下:(1) 可调节流量和压力:试验台应能够精确调节液体的流量和压力,以满足不同试验需求。

(2) 准确度和稳定性:试验台应具备高准确度和稳定性,以保证测试结果的可靠性。

(3) 压力和温度监测:试验台应具备压力和温度的实时监测功能,以便及时发现异常情况。

(4) 安全性:试验台应有完善的安全设计,防止泄漏、爆炸等事故的发生。

2. 系统参数分析(1) 流量:根据液压泵的额定流量和使用要求,确定试验台所需的最大流量。

同时要考虑管路损失和系统压力的波动对流量的影响。

(2) 压力:根据应用需求和低压液压泵的额定压力,确定试验台所需的最大压力。

同时要考虑系统的最小压力和压力控制的稳定性。

(3) 温度:液压泵试验台在长时间运行过程中,会产生很高的摩擦热,并导致液体温度升高。

因此,要合理选择液压油的类型和冷却方式,以控制液体温度在可接受范围内。

(4) 外界条件:在试验台的设计中,还要考虑外界环境对系统性能的影响,如温度变化、湿度和振动等因素。

3. 性能测试为了验证低压液压泵试验台的性能和稳定性,可以进行以下测试:(1) 流量测试:通过安装流量计,实时测量系统流量,与试验设定值进行比较。

(2) 压力测试:通过安装压力传感器,实时测量系统压力,与试验设定值进行比较。

(3) 温度测试:通过安装温度传感器,实时测量液体温度,并记录在试验过程中的变化。

(4) 耐久性测试:通过长时间运行试验,验证系统的稳定性和耐久性。

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液压设备散热系统的分析和设计方法一、概述液压散热系统的组成和重要性液压系统通常有四部分组成,分别为动力源部分、执行部分、控制部分和辅助部分,散热系统划归在系统的辅助部分。

液压系统在工作过程中,压力、容积和机械损失均会构成系统总的能量损失,这些能量损失转换为热量,使系统的液压介质--液压油油温升高,如果此温度不处于各元件和系统能承受的范围,则必须增加布置系统进行额外的散热冷却,以便使系统温升得以控制,从而确保设备的整体性能的可靠、稳定、元件的寿命和系统的运行效率得以保证。

由于液压系统驱动的设备纷繁复杂,各系统本身元件规格、作业工作等级、环境温度都不相同,而目前行业教课书或冷却设备厂商对如何选型说明的比较简略,因此如何判断一个设备是否需要额外增加散热设备以及散热设备的能量都需要有科学的分析依据和可行的方法,这是本文探讨的重点。

二、液压设备的散热分析以及散热设备的计算选项目前风冷冷却器厂家对于冷却器的选型通常推荐有两种方法,一种是通过测算已有的设备一定时间内油的温升,从而根据油的温升来计算功率损失,来倒推选择额外的冷却器规格;另一种是采用估算系统功率损失的方式,对于没有变量类,散热功率取驱动功率的15-20%,对于有变量时取约功率的30%。

以上选型方法一,是根据已有液压系统的温升结果来倒推为冷却器选型,既不能满足设备在现实生产中的持续使用,也不能满足设备建造早期为整个液压动力站作一体化设计和生产,不值得推广。

而选型方法二,采用简单的估算方法,忽视了每个系统的工况个性,如机构动作的周期间隔、油箱内液压油本身在设备运行时温升时的吸热能力、各工序发热功率不均衡的情况,往往会导致冷却器选型的浪费或规格不足,也不能科学的应用于现代化设备的设计和生产中。

在现实的工程项目中,如何做到可靠、经济的散热系统选型,需要对系统的发热情况进行统计分析,然后再找出规律和方法。

液压系统设备由液压油泵、阀件、管路、油箱、油缸或液压马达、液压介质组成。

这些液压元件本身就起着传输热量(从外界吸热或散热)的作用,我们定义他们为设备的“本体散热”部分。

当“本体散热”部分不足以平衡系统的发热时,系统就需要增加“外加散热”设备。

所以系统的配置中,综合考虑设备安装的空间尺寸,通风情况、设备成本,作业工况来确定系统的散热组成,才能达到一个科学可行、经济的实用效果。

笔者通过工程项目的实践摸索,总结出以下的步骤,以供行业内同仁参考和探讨:第一步:收集该工程设备的基本参数如下:环境温度中的最高温度t0、设备最高允许液压油温度tmax、液压油的容积v、液压油箱的散热面积A、液压站通风情况确定散热系数K、设备作业时间T 和循环周期T j,以及各工序的工作时间t1,t2,t3等;第二步:计算设备一个周期内各工序的发热功率和发热能量;第三步:根据常见的几种设备发热工况比较、分析、搭建散热系统。

1:无论设备是间歇式运行或是连续式作业,如油箱在设备处于最高允许工作温度、规定的通风条件下,散热能力大于该设备各工序的发热功率时,设备不需要增加“外加散热”设备;2:当设备为间歇式运行,或一次型运行情况,如果间隔时间大于油箱从设备允许最高温度降低到环境温度所需时间,而设备一个周期内各工序总的发热能量不足以使液压系统油温从环境温度温升到最高允许温度的案例,设备也无需增加“外加散热”设备;3:除去以上两种情况的其他情况,系统设备需要增加“外加散热”设备,此时根据设备的允许工序是否为有规律周期可以分为两种情况来确定“外加散热”设备的能力规格。

在设备散热选型时,对于油泵、管路、执行机构元件、油箱向外界不确定的散热都忽略不计,以使系统在日后的运行中有更好的可靠性。

对于设备运行工序规律明确的,作“工序发热功率VS时间图”;依照以下方法确定“外加散热”设备的能力规格:查找所有工序中一个或相邻连续的工序中,最短时间内使液压油从预期工作温度温升到工作介质最高允许温度中的,以这一个工序或相邻的工序的平均发热功率作为系统“外加散热”设备的选型计算依据,这样排除了只以能某个工序发热功率最大,作为系统“外加散热”设备的选型计算依据,但最大发热功率状态下工作时间实际短的情况而造成的选型上偏大带来的浪费。

对于设备各机构动作时间长短不能确定、工序顺序不能确定的,依照以下方法确定“外加散热”设备的能力规格。

取设备所有工序中,发热功率最大的,作为系统的“外加散热”设备的选型计算依据。

三、行业中常见散热系统的案例分析和选型1:大型浮吊的回转体千斤顶顶升液压系统设备散热案例分析;⑴:该设备参数收集:⑵:各工序的发热功率和发热量系统原理图如下图表1 浮吊回转体千斤顶液压系统设备工况说明:此系统为大型海洋浮式起重船回转体顶升设备,作用是大型海工起重船在重载起吊时,为了避免回转滚轮承受起重载荷,需要使用千斤顶将浮吊上部回转体顶起后,水平拉动垫块,再将千斤顶落下,最终使浮吊在起重时臂架的受力直接通过垫块传导到船体。

此系统已经成功用于“华天龙”4000T浮吊、“蓝鲸”号7500T浮吊,以及“振华30号”12000t浮吊上。

千斤顶顶升过程发热功率和发热量:P1=p×q600×ηmh ×(1−ηtotal)=500×7.7600×0.8×(1−0.7)=2.41 kwJ1=P1XT1=2.41x600=1446 KJ水平垫块滑移过程发热功率和发热量:p2=p×q600×ηmh ×(1−ηtotal)=200×10.5600×0.8×(1−0.7)=1.31 kwJ2=P2XT2=1.31x120=157.2 KJ千斤顶下降过冲发热功率和发热量:由于下降用控制油打开千斤顶液压锁后,千斤顶在回转结构重力下被压缩缩进,下降空阻尼节流控制,q=VcT3=52.85=10.6 l/min;P3=p×q600+p×q600=500×10.6600+ 200×10.5600= 12.33KWJ3= P3XT3=12.33x300= 3699 KJ以上三个工序总共发热量J total:J total=J1+J2+J3=1446+157.2+3699=5302.2 KJ系统液压油从环境温度上升到允许最高温度所需吸收热量:J油=V*(tmax-t0)*C*ρ=200*(65-45)*1.872*0.88=6589 KJ 油箱的最大散热功率:Qmax=Δt*0.065*K*V3/2=(65-45)*0.065*15*2003/2=0.667 KW,平均散热功率Q平均=Qmax/2=0.33 KW油温通过油箱从最高允许温度散热到环境温度的时间:T=(J1+J2+J3)/Q平均=(1466+157.2+3699)/0.33=267 min;⑶:比较分析搭建散热系统由于浮吊顶升设备的循环实用时间间隔T间隔大于油箱所需的散热时间T,并且设备每次运行过程中液压油从环境温度温升到允许最高温度所需的热量大于设备各机构发热的总和,所以该设备尽管是循环使用但不需要增加额外的“外加散热”设备。

2:铺管设备DAVIT吊液压系统设备散热案例分析;⑴:该设备参数收集:⑵:各工序的发热功率和发热量该系统原理图如下图表2 铺管船DAVIT吊液压系统设备工况说明:DAVIT吊是海洋石油铺管船上配备的设备,以打捞铺管船因为天气原因而暂时抛弃在海底的各种管材。

该吊机通常作业工序为:变幅伸出→起升满载下降→脱钩后空载上升→变幅缩回。

变幅机构下降过程发热功率和发热量:P1=p×q600×ηmh ×(1−ηtotal)=70×41.8600×0.9×(1−0.7)=1.63 kwJ1=P1XT1=1.63x120=195.6 KJ起升机构满载下降过程发热功率和发热量:由于此开式液压系统起升下降时完全靠平衡阀节流调整机构匀速运行,地球做的功消耗在平衡阀的节流上,同时液压油进入到马达低压侧时仍有一部分发热量。

P2=p×q600+FxV=50×233600+(500X2.5/60)=40.2 KWJ2=P2XT2=40.2 x7200=289440 KJ起升机构空载上升过程发热功率和发热量:P3=p×q600×ηmh ×(1−ηtotal)=60×233600×0.9×(1−0.7)=7.7 kwJ1=P1XT1=7.7 x7200=55440 KJ变幅机构上升过程发热功率和发热量:P4=p×q600×ηmh ×(1−ηtotal)=227×31600×0.9×(1−0.7)=3.91 kwJ4=P4XT4=3.91 x120=468.2 KJ系统液压油从环境温度上升到允许最高温度所需吸收热量:J油=V*(tmax-t0)*C*ρ=1600*(65-45)*1.872*0.88=52715.5 KJ⑶:比较分析搭建散热系统为方便找出查找所有工序中一个或相邻连续的工序中,最短时间内使液压油从预期工作温度温升到工作介质最高允许温度,作“工序发热功率VS 时间图”图表3各工序发热功率VS时间图从图中很容易看出起升机构满载下降这个工序是最短时间内能使系统油温达到最高允许温度的工序,散热设备的“外加散热”设备的功率应以此功率作为依据。

综合考虑液压站的布置,系统选择风冷却,由于各工序运行的回油流量不均衡,并且不足,因此选择了回油冷却,但旁路补充液压热油的方式。

风冷器的当量冷却功率P 01:P 01=P2(tmax−t0)=40.2(65−45)=2.01 KW/°C根据冷却器厂家的样本曲线,选择旁路冷却器:LAC-M 078-6-B-0-00的型号,以保证在起升机构满载下降时,进入冷却器总流量约300 l/min ,冷却器当量冷却能力约2.2 KW/°C 。

该DAIVT 吊在铺管船作业过程中,性能一直很稳定可靠,实践证明此配置是合理的。

四、液压设备散热系统设计中的注意事项和总结本文收集和分析了液压设备常见工况的发热、散热情况,并对应作了散热系统的计算设计介绍,笔者在从业过程中,依据此方法进行设备散热系统设计,实践证明是可行的。

但工程项目中,要确保设备的散热设备能可靠的发挥出其作用,还有以下一些注意事项:1:如冷却器选择的是风冷方式,风冷却器所需要的空气的流入量和流入温度,以及空气的流出方向和通道也需要畅通,尤其是冷却器安装在液压动力站内的情况;如冷却器选择的是水冷方式,冷却器的板材材质或列管材质需要与冷却水源匹配,同时冷却水和液压油的流入、流出接入冷却器的位置方向需要注意;2:冷却器本身的承压能力的校核,由于液压油流经冷却器最后达到油箱,此时会产生沿程压力差,而液压油在不同温度下的黏度不同,尤其是液压油在冬季时,冷却器实际的承压需要作出计算,如果压力超过冷却器本身能承受压力,需要增加旁路冷却以保护冷却器;3:工程设备中,散热设备的散热能力(功率不仅与其本身的尺寸规格相关,还有系统本身允许的最高温度和环境温度差,以及进入到冷却器的流量直接相关,需要根据冷却器的选项样本,匹配进入到冷却器的流量。

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