滑油系统喷嘴打靶、流量试验技术研究

滑油系统喷嘴打靶、流量试验技术研究
一摘要
滑油系统喷嘴是润滑转动件的关键零件,一般要求单件进行打靶和流量试验,打靶试验检测喷口位置的准确性,要求控制靶后流量,一般试验要求供油温度和供油压力,当供油压力稳定1分钟后进行流量测试,通过靶孔的流量一般不小于总流量的85%。技术要求原则上考虑流阻影响单件与组件有差别,考虑通过量影响靶前与靶后有差别。工程研制中由于没有明确的标准,基本存在以下问题。
二流量设计
喷嘴喷口按长径比一般分为两种,为长孔口和薄壁孔,流量计算方法有一定差别,具体如下。
1.长孔口喷嘴流量计算
长孔口喷口结构见图1,一般L=2-4d,流量计算公式为:
式中:W为流量,L/min;
Cd为流量系数;
d为孔径,mm;
ΔP为压差,MPa;
ρ为密度,
图1 长孔口结构图
初选Cd值,求解Re×(d/L),并与图2对比,若能够对应则表明Cd值能够满足要求,此时流量为喷口流量,不满足则调整参数,重新计算。
式中:Re为雷诺数;boin
L为喷口长度,mm;
v为速度,mm/s;
v0为运动粘度;
A为喷口面积,mm2
图2 流量系数与Re×(d/L)间关系
2.薄壁孔喷嘴流量计算导光条
薄壁孔喷口结构见图3,一般L≤2d,基本不用于滑油喷嘴润滑,一般为限流嘴结构使用,流量计算公式与细长孔相同,只是最终对比调整Cd值与 关系,见图4。
图3 薄壁孔结构图 图4 流量系数与 间关系
三流阻因素影响及计算方法
一般喷嘴出口的滑油压力全部转化为动能,但流过喷嘴的实际流量往往比理论流量小,因此计算时必须考虑流阻的影响。
流阻损失分为沿程压力损失和局部压力损失。液体在直管中流动时的压力损失是由液体流动时的摩擦引起的,称之为沿程压力损失,它主要取决于管路的长度、内径、液体的流速和粘度等。另一类是油液流经局部障碍(如弯头、接头、管道截面突然扩大或收缩)时,由于液流的方向和速度的突然变化,在局部形成漩涡引起油液质点间,以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失称之为局部压力损失。
1.直管阻力损失
计算公式为地沟油检测
式中:L为管长,m;
拔桩
d为管内径,m;
v为流速,m/s;
ρ为滑油密度,
f为摩擦系数,对于滑油等黏性液体(层流或紊流),均按 计算。
直管的阻力损失大小与管长、管内径、流速、滑油密度、摩擦系数有关。
2.局部阻力损失
计算公式为
局部力损失的大小与流速、滑油密度和局部阻力系数有关,局部阻力系数大小与喷嘴处管路的结构形式相关。
节能煤气灶由于组件状态下管路的结构形式复杂,对滑油产生的阻力损失为多处直管阻力损失和多处局部阻力损失的叠加之和,对阻力损失影响较大,组件状态下流量试验结果会小于单件管路状态下的流量。组件状态下打靶试验要求应低于单件管路试验要求。
四喷嘴喷口长径比影响及规律
齿轮的润滑方式对齿轮的润滑和散热有很大的影响,减速器传动齿轮大多数采用喷油润滑。在喷油润滑中,为了使齿轮正常工作,喷嘴需向齿轮啮合齿面提供足够的滑油量,但是,喷嘴产品存在长径比设计不合理,导致滑油喷射发散发生雾化现象,冷却散热效果大大降低。因此,研究喷嘴长径比有重要的意义。
工程应用中,针形喷嘴应用较为普遍,对针形喷嘴进行大量的喷射试验,试验结果如下:
a)长径比、喷孔直径保持不变
喷射压力越大(即喷射速度越大),喷射发散锥角越大,这说明随着喷射压力的增加,喷射流越易发生雾化现象。
b)喷射压力、长径比保持不变
pvc瑜伽垫喷孔直径越小,射流形成的微粒粒径越小,喷射的液核区就越细,也就是说较小的喷射直径容易产生喷射发散雾化的现象。而在较大喷孔直径下,产生的粒子直径明显比小喷孔直径的要大,喷射的液核区也比小喷孔的粗得多,即较大喷孔直径不易产生射流发散雾化的问题。
c)喷射压力、喷孔直径保持不变
喷嘴的长径比不同,喷射效果区分非常明显,长径比越大,喷射流越集中,越不易发散产生雾化现象,实验表明,随着长径比l/d的增大,雾化效果越差,但是也有试验表明,当长
径比增大到一定值时,射流分裂长度却达到最小值,也同时达到最大喷雾锥角和最小平均滴径,也就是说此时反倒喷射易产生发散雾化现象。试验结果与上述截然相反,这表明,喷孔的长径比对射流的影响是复杂的,要彻底弄清喷射机理,喷射影响因素,有待进一步研究。
喷嘴设计中,为防止喷嘴孔被堵塞,通常其孔径应不小于0.64mm,但也不宜过大,因为当考虑到长径比对喷射流发散问题的影响,为保证长径比而采用大的喷孔轴向长度,一方面受喷嘴结构限制,另一方面喷孔轴向长度对喷嘴的影响因素也是很多的。
当供油压力在0.1~1.0MPa范围内变化时,滑油温度为35摄氏度时,进行流量试验,得出的试验结论如下:
1.在喷孔直径相同的条件下,射流流量随着长径比增大而减小,射流流量随着压力的增大而增大。
2.在长径比保持不变的条件下,射流流量随着喷孔直径增大而增大,射流流量随着压力的增大而增大,并且喷孔直径相对于长径比对射流流量的影响更大。
3.当喷孔轴向长度L不变时,随着喷孔直径d的增大,射流流量增大,并且增大的速度逐渐加快,射流流量跟d2成正比。
4.当喷孔直径不变时,随着喷孔轴向长度L的增加,射流流量逐渐减小。
5.当喷孔轴线与喷孔上游圆管轴线的夹角在一定范围内变化时,随着夹角A的增大,射流流量也随之增大,但相对变化量很小,因此,在进行喷嘴喷射方向设计时,该因素对流量影响可忽略不计。
喷嘴长径比设计复杂,影响因素众多,滑油喷嘴一般推荐值为2~4,可作为设计参考值,具体仍需以具体结构和试验数据为主。
五靶板靶孔设计原则及存在问题
喷嘴靶孔设计原则一般为按实际喷射对象位置和尺寸设计,根据喷口大小、允许散射角(或流量)、距离等参数确定靶孔大小,油压稳定后各喷嘴喷射流形状成直线,喷射锥角不大于6°,流束不允许分叉、摆头、散花。靶板设计按喷嘴润滑、冷却对象一般可分为两类,轴承和其它零件。对轴承润滑一般喷射到保持架与内环之间,模拟轴承实际状态,一
般将靶板设计为一段圆弧孔,见图6。其它零件润滑和冷却靶板孔一般均设计为圆孔,但需考虑靶孔方向,正对射流还是存在角度应评估实际被润滑、冷却对象及状态,避免设计过大角度而对靶后流量
打靶、流量试验技术要求由零件设计给定,但工装相关参数仍由工装设计补充和完善,通过跟踪现有打靶、流量试验实际情况,认为打靶、流量试验中还存在以下问题,对试验结果可能产生影响。

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