液压系统油管管径计算与压力损失计算

液压系统油管管径计算与压⼒损失计算
某试验台液压系统分别由三台液压泵供油,液压站放置在远离试验台的⼀个⼯作间,距试验台近60m,管路要求布置在地下通道⾥,额定⼯作流量分别是32L/min、114L/min、114L/min,其额定⼯作压⼒是21MPa,管道压⼒波动值<2%,试验台共⼀根油管回油,要求回油压⼒损失⼩于0.1MPa。液压系统使⽤的介质是10号航空液压油,由于航空液压油易泄漏,压⼒波动和压⼒损失有要求,施⼯场所不容易施⼯等原因,在施⼯时要进⾏充分的计算和合理施⼯。
⼀、油管管径的计算
① 32L/min压⼒管的计算。压⼒液压管路的推荐流速v为2.5~6.5m/s,考虑到管路较长,取v=4m/s,则油管的内径d1为d1=4.61√Q/v=4.61√32/4=13(mm)
式中;v为管路中油液的流速,m/s;Q为通过油管的流量,L/min;d1为⾼压油管内径,mm。
根据其额定⼯作压⼒是21MPa和地下通道的潮湿环境,选⽤Ф22mm×2.5mm的不锈钢管,其内径为Ф17mm,实际流速为2.35m/s。
② 114L/min压⼒管的计算。压⼒液压管路的推荐流速v=2.5~6.5m/s,考虑到管路较长,取v=4m/s,则油管的内径d2为d2=4.61√Q/v=4.61√114/4=24.6(mm)
式中:v为管路中油液的流速,m/s;Q为通过油管的流量,L/min;d2为⼤⾼压油管内径,mm。
根据其额定⼯作压⼒是21MPa和地下通道的潮湿环境,选⽤Ф34mm×4.5mm的不锈钢管,其内径为Ф25mm,实际流速为3.87m/s。
③回油管的计算。回油液压管路的推荐流速v=1.5~4.5m/s,考虑到管路较长,取v=1.5m/s,则油管的内径D为
D=4.61√Q/v=4.61√260/1.5=60.6(mm)
式中:v为管路中油液的流速,m/s;Q为通过油管的流量,L/min,应该为三台泵流量的总和260L/min;D为⼤⾼压油管内径,mm。
选⽤Ф75×3.5mm的不锈钢管,其内径为Ф68mm,实际流速为1.19m/s。
乌克兰危机来龙去脉⼆、管路压⼒波动和压⼒损失的计算或验证
①⼩压⼒管路蓄能器的计算与选择。为了达到管道压⼒波动值<2%的要求,必须配备蓄能器,⽤于吸收液压冲击,以保证系统压⼒稳定。
蓄能器的容积按经验公式计算为
V0=0.0000656QL/(1-p1/p2)
=0.0000656×32×60/(1-21/21.42)=6.42
式中:V0为蓄能器的容积,L;p1为⼯作压⼒,MPa; p2为系统允许的最⾼冲击压⼒,MPa,根据要求p2=1.02×21-21.42MPa;Q为管路中的流量,L/min;L为管路的长度,m。
选⽤10L公称压⼒为31.5MPa的蓄能器,蓄能器的充⽓压为为21MPa,考虑其介质为10号航空油,选⽤法兰安装形式。
②⼤压⼒管路蓄能器的计算与选择。同上所述,蓄能器的容积按下⾯的经验公式计算为
V0=0.0000656QL/(1-p1/p2)
V0=0.0000656QL/(1-p1/p2)
=0.0000656×114×60/(1-21/21.42)=22.87
式中:V0为蓄能器的容积,L;p1为⼯作压⼒,MPa;P2为系统允许的最⾼冲击压⼒,MPa,根据要求
p2=1.02×21=21.42MPa;Q为管路中的流量,L/min;L为管路的长度,m。
选⽤两个25L公称压⼒为31.5MPa的蓄能器,蓄能器的充⽓压⼒为21MPa,考虑其介质为10号航空油,选⽤法兰安装形式。
③回油管压⼒损失的验证。按要求回油管的压⼒损失应该⼩于0.1MPa。按以下⽅法进⾏验证。
a、计算回油管的沿程损失。雷诺数Re为
Re=vD/u=1.19×1000×68/10=8092
式中:v为回油管路中的液体流速,mm/s;D为回油管的内径,mm;u为回油管内流体的运动黏度,10号航空液压油的运动黏度为10mm/s。
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沿程阻⼒系数λ为
大学生活导论λ=0.3164/Re0.25=0.3164/80920.25=0.03336
消失的建筑根据达西公式可以计箅出回油管的沿程损失p沿为
p沿=λLpv2/2/D=0.03336×60×850×1.192/2/0.068=17715.4(Pa)
式中:p沿为回油管的沿程损失,Pa;ρ为液体密度,kg/m3,10号航空液压油的密度为850kg/m3;L为油管路的长度,m;。为回油管路中的液体流速,m/s;D为回油管的内径,m。
b、弯头的局部损失。在回油管路中还有四处90°的弯头,这些地⽅的局部损失也不可⼩视,其弯管半径尺为管外径的
2.5倍,即为190mm,根据雷诺数Re和R/D值,可以查得局部阻⼒系数ξ为0.21。
每个弯头的局部损失p弯为
p弯=ξw2/2=0.21×850×1.192/2=126.4(Pa)
式中:船为回油管的弯头的局部损失,Pa;ξ为局部阻⼒系数,ξ=0.21;ρ为液体密度,kg/m3,10号航空液压油的密度为850kg/m3;h为回油管路中的液体流速,m/s。
c、回油管的⾼度压⼒损失。液压站的油箱回油处与⼯作台相差2m,要克服这⼀⾼度回油,其⾼度压⼒损失p⾼为
p⾼=10ρh=10×850×2=17000Pa
式中:p⾼为回油管的⾼度损失,Pa;ρ为液体密度,kg/m3,10号航空液压油的密度为850kg/m3;h为回油管两端的⾼度差,m,h=2m。
回油管路的压⼒损失总和应该为沿程损失、四处弯头的局部损失及⾼度损失之和,即
p损失=p沿+4p弯+p⾼=17715.4 +4×126.4+17000=35220.6Pa
回油管路的压⼒损失为0.035MPa,⼩于0.1MPa的要求。
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三、管路的安装
安装管道时需要弯管机、切割机、坡⼝机、弧焊机、酸洗槽、中和槽、⼲燥压缩空⽓机、循环泵、⽔平仪、台虎钳、扳⼿等。
使⽤的介质是10号航空油,其渗透性特强,所以全部采⽤法兰连接,⽤O形圈密封,为了拆装⽅便,把法兰设计成⼀边为活动法兰。
kinect运动画管路布置图→浇注管夹的预埋铁→初布管夹→下料、弯管、布管→焊接→酸洗→中和→吹⼲→装配管法兰→固定管夹→油液循环→检测污染度→与主机相连试压、检查各参数。
四、安装管路的注意事项
①弯管时,模具⼀定要跟所弯管⼦的外径⼀致,否则会把管⼦压扁。
②建议采⽤氩弧焊焊接,焊接前要进⾏预装、去⽑刺、校平、脱脂、预热,管道与法兰对接处要开坡⼝,要⽤⾼纯度的氩⽓,否则易出⼩⽓孔。
梅山降糖神茶③每1.5m设置⼀个管夹,并夹紧管路,以免管路振动,管路拐弯处两端必须加管夹,注意不要把法兰太靠近管夹,否则拆卸不⽅便。
④打循环之前⼀定要对管路进⾏酸洗、中和、吹⼲。不锈钢管也不能省略这些步骤,因为不锈钢焊接时也会产⽣氧化⽪。
⑤打循环时要把进油管和回油管⽤软管连接,直⾄清洁度达NAS7以上⽅可,循环完毕⽴即与主机相连,避免污染。
⑥试压时,应该逐步加⼤压⼒,⼀般为每次加5MPa,每个压⼒点试5~10min,并注意观察各个部位,切忌快速加⼤压⼒,这样容易造成设备和⼈⾝事故。
⑦吸收管路液压冲击的蓄能器必须尽量靠近试验台安装,才能保证其效果。
⑧管道装配前要认真检查焊接的部位有⽆⽑刺和其他异常现象,法兰安装⾯有⽆磕坏破损,是否放有O形圈等。
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-----责任编辑:(⼤兰液压)企划部

本文发布于:2024-09-21 22:17:02,感谢您对本站的认可!

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