第四节液压系统性能的验算 为了判断液压系统的设计质量,需要对系统的压力损失、发热温升、效率和系统的动态 特性等进行验算。由于液压系统的验算较复杂,只能采用一些简化公式近似地验算某些性能 指标,如果设计中有经过生产实践考验的同类型系统供参考或有较可靠的实验结果可以采用 时,可以不进行验算 、管路系统压力损失的验算 当液压元件规格型号和管道尺寸确定之后,就可以较准确的计算系统的压力损失,压力 损失包括:油液流经管道的沿程压力损失Δp、局部压力损失Δp和流经阀类元件的压力 损失△p,即: △p=△p+△p+△ 计算沿程压力损失时,如果管中为层流流动,可按下经验公式计算 △p=4.3V●q·L×10°/d(Pa 式中:q为通过管道的流量(m/s):L为管道长度(m):d为管道内径(m):为油液的运动粘度(m)。 局部压力损失可按下式估算 △pe=(0.05~0.15)△p 阀类元件的△p值可按下式近似计算 △p=△p(q/qm)2(Pa) 式中:q为阀的额定流量(ms):q为通过阀的实际流量(m/s):△p为阀的额定压力损失(Pa) 计算系统压力损失的目的,是为了正确确定系统的调整压力和分析系统设计的好坏 系统的调整压力 p≥p1+△p 式中:po为液压泵的工作压力或支路的调整压力:p1为执行件的工作压 如果计算出来的△p比在初选系统工作压力时粗略选定的压力损失大得多,应该重新调 整有关元件、辅件的规格,重新确定管道尺寸。 二、系统发热温升的验算 系统发热来源于系统内部的能量损失,如液压泵和执行元件的功率损失、溢流阀的溢流 损失、液压阀及管道的压力损失等。这些能量损失转换为热能,使油液温度升高。油液的温 升使粘度下降,泄漏增加,同时,使油分子裂化或聚合,产生树脂状物质,堵塞液压元件小 孔,影响系统正常工作,因此必须使系统中油温保持在允许范围内。一般机床液压系统正常 工作油温为30~50℃:矿山机械正常工作油温50~70℃:最高允许油温为70~90℃。 1.系统发热功率P的计算 P=P(1-n)(W (9-31) 式中:P为液压泵的输入功率(W):n为液压泵的总效率。 若一个工作循环中有几个工序,则可根据各个工序的发热量,求出系统单位时间的平均 发热量 P=∑P(1-m)() (9-32) 式中:T为工作循环周期(s):t为第i个工序的工作时间(s):P1为循环中第i个工序的输入功率(W)。 2.系统的散热和温升系统的散热量可按下式计算: A, A s (w) (9-33) 式中:K1为散热系数(w/m℃),当周围通风很差时,K≈8~9:周围通风良好时,K≈15:用风扇冷却时,K≈23 用循环水强制冷却时的冷却器表面K≈110~175:A为散热面积(m),当油箱长、宽、高比例为1:1:1或 1:2:3,油面高度为油箱高度的8时,油箱散热面积近似看成4=0y,式中V为油箱体积 (L):Δt为液压系统的温升(℃),即液压系统比周围环境温度的升高值:j为散热面积的次序号 当液压系统工作一段时间后,达到热平衡状态,则第四节 液压系统性能的验算 为了判断液压系统的设计质量，需要对系统的压力损失、发热温升、效率和系统的动态 特性等进行验算。由于液压系统的验算较复杂，只能采用一些简化公式近似地验算某些性能 指标，如果设计中有经过生产实践考验的同类型系统供参考或有较可靠的实验结果可以采用 时，可以不进行验算。 一、管路系统压力损失的验算 当液压元件规格型号和管道尺寸确定之后，就可以较准确的计算系统的压力损失，压力 损失包括：油液流经管道的沿程压力损失 ΔpL、局部压力损失 Δpc 和流经阀类元件的压力 损失 ΔpV，即： Δp=ΔpL+Δpc+ΔpV (9-26) 计算沿程压力损失时，如果管中为层流流动，可按下经验公式计算： ΔpL = 4.3V·q·L×106 /d4 (Pa) (9-27) 式中：q 为通过管道的流量(m3 /s)；L 为管道长度(m)；d 为管道内径(mm)；υ 为油液的运动粘度(m2 )。 局部压力损失可按下式估算： Δpc =(0.05～0.15)ΔpL (9-28) 阀类元件的ΔpV 值可按下式近似计算： ΔpV =Δpn（qV/qVn） 2 (Pa) (9-29) 式中：qVn为阀的额定流量(m3 /s)；qV 为通过阀的实际流量(m3 /s)；Δpn为阀的额定压力损失(Pa)。 计算系统压力损失的目的，是为了正确确定系统的调整压力和分析系统设计的好坏。 系统的调整压力： p0≥p1+Δp (9-30) 式中：p0为液压泵的工作压力或支路的调整压力；p1为执行件的工作压力。 如果计算出来的Δp 比在初选系统工作压力时粗略选定的压力损失大得多，应该重新调 整有关元件、辅件的规格，重新确定管道尺寸。 二、系统发热温升的验算 系统发热来源于系统内部的能量损失，如液压泵和执行元件的功率损失、溢流阀的溢流 损失、液压阀及管道的压力损失等。这些能量损失转换为热能，使油液温度升高。油液的温 升使粘度下降，泄漏增加，同时，使油分子裂化或聚合，产生树脂状物质，堵塞液压元件小 孔，影响系统正常工作，因此必须使系统中油温保持在允许范围内。一般机床液压系统正常 工作油温为 30～50℃；矿山机械正常工作油温 50～70℃；最高允许油温为 70～90℃。 1.系统发热功率 P 的计算 P＝PB(1-η) (W) (9-31) 式中：PB为液压泵的输入功率(W)；η 为液压泵的总效率。 若一个工作循环中有几个工序，则可根据各个工序的发热量，求出系统单位时间的平均 发热量： P= n bi i i 1 1 (1 )t T P  =  − （w） (9-32) 式中：T 为工作循环周期(s)；ti为第 i 个工序的工作时间(s)；Pi为循环中第 i 个工序的输入功率(W)。 2.系统的散热和温升系统的散热量可按下式计算： P′= m j j ts i 1 K A =   (W) (9-33) 式中：Kj为散热系数(W/m2℃)，当周围通风很差时，K≈8～9；周围通风良好时，K≈15；用风扇冷却时，K≈23； 用循环水强制冷却时的冷却器表面 K≈110～175；Aj 为散热面积(m2 )，当油箱长、宽、高比例为 1∶1∶1 或 1∶2∶3，油面高度为油箱高度的 80%时，油箱散热面积近似看成 A＝0.065 3 2 v (m2 )，式中 V 为油箱体积 (L)；Δt 为液压系统的温升(℃)，即液压系统比周围环境温度的升高值；j 为散热面积的次序号。 当液压系统工作一段时间后，达到热平衡状态，则：