赵旭;米勇
【摘 要】TZM500全路面起重机由于灵活性好、起重量大,在各个领域都有着广泛的应用,文章主要介绍了TZM500全路面起重机液压系统损耗功率及冷却器的选型,这对工业生产及生活具有现实意义.
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2011(000)006
【总页数】3页(P23-24,26)
【关键词】液压系统;损耗功率;冷却器
【作 者】赵旭;米勇
【作者单位】太原重工股份有限公司技术中心,山西太原 030024;太原重工股份有限公司技术中心,山西太原 030024
切筋【正文语种】中 文
【中图分类】TH137.9
0 引 言
TZM500全路面起重机是太原重工股份有限公司在2010年新开发的一款大吨位的全路面起重机，该起重机由于灵活性好、起重量大，在石油化工、道桥建设、建筑安装、电站建设、港口码头有着广泛的应用。
液压系统工作时，因液压泵、液压马达、液压缸的容积损失和机械损失或控制元件及管路的压力损失和液体摩擦损失等消耗的能量，几乎全部转化为热量。这些热量除一部分散发到周围空间，大部分使油液及元件的温度升高，油温的变化将直接影响液压元件的性能和寿命。油温升高将使油液氧化，加速油液的变质；油温过高还严重影响液压油的稳定性，进而影响液压系统的寿命和传动效率。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，最好不要超过50℃；为此，必须对系统进行发热与温升计算，以便对系统温升加以控制[1]。 教学磁板
线路保护1 系统损耗功率和油箱散热计算
1.1 损耗功率计算
液压系统发热的主要原因是由液压泵和执行器的功率损失以及各种控制阀的功率损失造成的。
1）液压泵功率损失H1：H1=P( )1-η.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式中：P为液压泵的输入功率；η为液压泵的总效率，一般在0.7～0.85之间；T为工作循环周期；t为工序的工作时间；i为工序的次序。
2）阀的功率损失H2：H2=pq.
四效蒸发器
式中：p为溢流阀的调整压力；q为经过溢流阀流回油箱的流量。计算其他阀门的发热量时，则上式中的p为该阀的压力降；q为流经该阀的流量。
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.
综上，系统总的功率损失，即系统的发热功率H为上述各项的和：
石油化工流程泵
1.2 油箱散热计算
液压系统中产生的热量H，由系统中各个散热面散发至空气中，其中油箱是主要的散热面。因为管道散热面积相对较小，且与自身的压力损失产生的热量基本平衡，故一般略去不计。当只考虑油箱散热时，其散热量H0可按下式计算：
式中：K为油箱的传热系数，计算时可选用推荐值：当通风很差（空气不循环）时，K=8～9；通风良好（空气流速为1m s左右）时，K=14～20；风扇冷却时，K=20～25；用循环水冷却时，K=110～175。A为油箱散热面积。Δt为系统温升，即系统达到热平衡时油温与环境温度之差，一般工程机械Δt≤40℃。
当油箱尺寸的高、宽、长之比为1:1:1～1:2:3，油面高度达油箱高度的0.8时，则油箱散热面积可用下列近似公式计算：
式中：V为油箱的有效体积。
编织袋折边器
2 TZM 50 0液压系统损耗功率和油箱散热计算
2.1 损耗功率计算
文中主要计算TZM500的主臂起升工况，以最恶劣工况（最大额定起重量、最快速度起升重物）计算损耗功率。由于起升工况为闭式系统，本计算忽略了阀及管路的功率损失。
1）马达最高转速：
式中：Qmax为系统最大流量；Vmin为马达最小排量；ηv为马达容积效率。
最大单绳速度：
式中：Dmax为钢丝绳缠绕在卷筒的最大直径；i为减速机速比。
单绳满载起升速度：
式中：Vmin为马达最小排量；Vmax为马达最大排量。
2）最大单绳拉力：
式中：Mg为主臂额定起重量；m为滑轮组倍率；n为动载系数。
马达最大扭矩:
马达最大压差
3）液压泵的输出功率:
4）液压马达输出功率:
5）液压系统损耗功率即发热功率为:
2.2 油箱散热计算
1）油箱散热面积:
2）油箱散热功率:
式中：由于本机系统通风很差，所以K=8；Δt=ty-th=65-30=35℃；ty为油温发热允许的最高温度；th为环境温度。
3 冷却器选择
设计液压系统时，合理地设计油箱，保证油箱有足够的容量和散热面积，是一种控制油温过高的有效措施。但是，某些液压装置如行走机械等，由于受结构限制，油箱不能很大；一些采用液压泵-液压马达的闭式回路，由于油液往复循环，不能回到油箱冷却；此外，有的液压装置还要求能自动控制油液温度。对以上场合，就必须采取强制冷却的办法，通过冷却器来控制油液的温度，使之适合系统工作的要求。
冷却器包括油-气冷却器和油-水冷却器两种形式。这两种形式各有优缺点：油-气冷却器安装成本低，维修方便，电机和电压可自由选取，不会对液压系统造成损害。但它比油-水冷却器单元机组的体积大，易产生噪音，受环境温度影响较大。油-水冷却器利用冷却水散热，因此现场要有一定的水源，当冷却水温度一定时，它有固定的冷却能力，而与环境温度上升无关，与油-气冷却器相比，在相同冷却能力的情况下，其体积更小，但冷却水有渗漏的可能，也可能进入液压油，损害设备。
TZM500属于行走机械类产品，由于受环境的影响，所以选择油-气冷却器。其冷却功率PV=HH0=29.5-3.2=26.3 kW,根据相应的产品样本，选用B7381型号的油-气冷却器，其功率为28kW，流量为300L min，满足本系统液压油散热的要求。
4 结束语
液压系统的设计计算包括系统压力损失、系统发热温升和液压冲击等。其计算的目的是验算液压系统的技术性能，从而对液压系统的设计质量作出评价。如果发生矛盾，应该对液压系统进行修正或改变液压元件的规格[2]。
在计算液压系统的损耗功率过程中，遇到很多无法确定的因素，例如：溢流阀的溢流损失，节流阀的压力、流量损失，这都是无法通过理论计算得到的，只有在实践中，通过在特定的工况下，经过测得数据统计计算。所以，在计算的过程中，忽略掉一些对系统有影响的因素。本文选取的是经常使用的工况，并且在最恶劣的情况对液压系统损耗功率进行计算，在实践中，这种最恶劣的工况是很少出现的，所以本文的理论计算具有相对准确的参考价值。
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