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风冷却器精准选型的计算方式
发布时间:2018-04-16    点击次数:1400次   

液压系统适合回路的油冷却,对于风冷却器本身来说散热主体的耐压能力是有限的,结构和加工工艺的不同也会造成耐压能力的不同。在测定系统单位时间内的热损耗时首先要确定设备是否处于工作状态,然后对照风冷却器的当量冷却功率曲线图选择匹配的型号进行计算。怎样选择及判断什么样的风冷却器是好的冷却器呢?一般来说,选择一款好的风冷却器有以下几种方法:

方法一:发热功率估算法

一般取系统总功率的1/3作为冷却器的冷却器功率

方法二:流量计算法

A.用于回油管路冷却 Q =L*S*η S =A1/A2 

B.用于泻油管路或独立冷却回路冷却 Q =L*η

说明:Q:冷却器的通过量[L/min];L:油泵的吐出量[L/min];S:有效面积比;A1:油缸无杆腔有效面积;A2:油缸有杆腔有效面积;η:安全系数(1.5 ~ 2),一般取1.8,液压油黏度越大则安全系数越大。

方法三:功率损耗计算法

测算现有设备的功率损失,利用测量一定时间内油的温升,从而根据油的温升来计算功率损失。通常用如下方法求得: 

PV = △T*C油*ρ油*V/t/60[KW] 

说明:PV:功率损耗[KW];△T:系统的温升[℃];C油:当量热容量[KJ/L],对于矿物油:1.88KJ/KGK;ρ油:油的密度[KG/L],对于矿物油:0.915KG/L;V:油箱容量[L];t:工作时间[min]  

方法四:功能性

1.适用的压力 

通常指允许范围的工作压力,或称设计压力。风冷却器属于压力容器,在液压系统中,只适合用于回路的回油冷却,所以要根据回路的范围上限压力来选用风冷却器。为什么只用于回油冷却呢?暂且不论油温升高的成因,就风冷却器本身而言,其散热主体(换热芯)的耐压能力是有限度的,比方说,结构和加工工艺相同,材质也一样,油通道材料的厚度不同,耐压能力也不同,越厚耐压力越高。板翅式铝合金风冷却器的设计压力一般小于3.5Mpa,基于成本和实用性等原因通常是小于2.0Mpa,国外同行设计压力多为1.6 Mpa,均远小于油路的上限工作压力。显然,压力过高会导致换热芯爆裂损坏。

考虑到液压系统回路压力不稳定以及回油瞬间可能产生的高压脉冲,为确保风冷却器的使用寿命,优先采用独立循环的冷却方式独立循环就是风冷却器不再接到工作液压系统的回路中,而是设置一个单独的冷却回路,即加装一个冷却泵,直接从油箱吸取高温的液压油,经风冷却器冷却后直接送回油箱,这样就可避免回油压力过高而损坏风冷却器了。独立循环冷却泵的流量通常选取小于液压油容积的三分之一。

2.适用流量

常指静压状态下低粘度液体每分钟的通过量。在液体流速0.2-0.4m/s的范围内,风冷却器油通道是不容易爆裂的,故风冷却器适用流量值是理论的计算结合实际的经验测试综合得出。对于选用产品的工程师而言,准确的回油流量计算往往较为复杂。所以,结合油路实际工况,用经验的方法,就简便得多了。经验计算如下:

风冷却器的工作流量=油泵流量×油缸有效面积比×安全系数,其中:

油缸有效面积比=无杆腔受压面积÷有杆腔受压面积(>1)   

安全系数:1.2~1.8,常取1.5

需要注意的是,静压(压力基本恒定)状态下,液压油会通过换热芯所有的油通道,但在有脉冲的情况下,液压油只会通过部分的油通道,形成瞬间压力过高是导致换热芯爆裂的常发原因,这也是调机时应多加注意的事项。因此,不能按照风冷却器的工作流量等于油泵的排量来选型。

3.换热效率

通俗地说,就是风冷却器的散热效率。许多用户在选型时,往往选好适用的流量就OK了,然后根据流量值对应的型号,选用一款风冷却器,这是不的。因为流量满足你的使用要求,并不代表该风冷却器的散热效率也同时满足你的要求。另外,就算是电机功率也一样,你的系统工况不一样,有的保压时间长,有的保压时间短,系统的热损耗也不一样。

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