JFTPC磁性開關CS1-J-F-U-G-S接近傳感器d-a93-z73-c73-m9b氣缸磁性感應
液壓系統油管管徑計算與壓力損失計算
某試驗臺液壓系統分別由三臺液壓泵供油,液壓站放置在遠離試驗臺的一個工作間,距試驗臺近60m,管路要求布置在地下通道里,額定工作流量分別是32L/min、114L/min、114L/min,其額定工作壓力是21MPa,管道壓力波動值<2%,試驗臺共一根油管回油,要求回油壓力損失小于0.1MPa。液壓系統使用的介質是10號航空液壓油,由于航空液壓油易洩漏,壓力波動和壓力損失有要求,施工場所不容易施工等原因,在施工時要進行充分的計算和合理施工。
一、油管管徑的計算
① 32L/min壓力管的計算。壓力液壓管路的推薦流速v為2.5~6.5m/s,考慮到管路較長,取v=4m/s,則油管的內徑d1為
d1=4.61√Q/v=4.61√32/4=13(mm)
式中;v為管路中油液的流速,m/s;Q為通過油管的流量,L/min;d1為高壓油管內徑,mm。
根據其額定工作壓力是21MPa和地下通道的潮濕環境,選用Ф22mm×2.5mm的不銹鋼管,其內徑為Ф17mm,實際流速為2.35m/s。
② 114L/min壓力管的計算。壓力液壓管路的推薦流速v=2.5~6.5m/s,考慮到管路較長,取v=4m/s,則油管的內徑d2為
d2=4.61√Q/v=4.61√114/4=24.6(mm)
式中:v為管路中油液的流速,m/s;Q為通過油管的流量,L/min;d2為大高壓油管內徑,mm。
根據其額定工作壓力是21MPa和地下通道的潮濕環境,選用Ф34mm×4.5mm的不銹鋼管,其內徑為Ф25mm,實際流速為3.87m/s。
③ 回油管的計算。回油液壓管路的推薦流速v=1.5~4.5m/s,考慮到管路較長,取v=1.5m/s,則油管的內徑D為
D=4.61√Q/v=4.61√260/1.5=60.6(mm)
式中:v為管路中油液的流速,m/s;Q為通過油管的流量,L/min,應該為三臺泵流量的總和260L/min;D為大高壓油管內徑,mm。
選用Ф75×3.5mm的不銹鋼管,其內徑為Ф68mm,實際流速為1.19m/s。
二、管路壓力波動和壓力損失的計算或驗證
① 小壓力管路蓄能器的計算與選擇。為了達到管道壓力波動值<2%的要求,必須配備蓄能器,用于吸收液壓沖擊,以保證系統壓力穩定。
蓄能器的容積按經驗公式計算為
V0=0.0000656QL/(1-p1/p2)
=0.0000656×32×60/(1-21/21.42)=6.42
式中:V0為蓄能器的容積,L;p1為工作壓力,MPa; p2為系統允許的最高沖擊壓力,MPa,根據要求p2=1.02×21-21.42MPa;Q為管路中的流量,L/min;L為管路的長度,m。
選用10L公稱壓力為31.5MPa的蓄能器,蓄能器的充氣壓為為21MPa,考慮其介質為10號航空油,選用法蘭安裝形式。
② 大壓力管路蓄能器的計算與選擇。同上所述,蓄能器的容積按下面的經驗公式計算為
V0=0.0000656QL/(1-p1/p2)
=0.0000656×114×60/(1-21/21.42)=22.87
式中:V0為蓄能器的容積,L;p1為工作壓力,MPa;P2為系統允許的最高沖擊壓力,MPa,根據要求p2=1.02×21=21.42MPa;Q為管路中的流量,L/min;L為管路的長度,m。
選用兩個25L公稱壓力為31.5MPa的蓄能器,蓄能器的充氣壓力為21MPa,考慮其介質為10號航空油,選用法蘭安裝形式。
③ 回油管壓力損失的驗證。按要求回油管的壓力損失應該小于0.1MPa。按以下方法進行驗證。
a、計算回油管的沿程損失。雷諾數Re為
Re=vD/u=1.19×1000×68/10=8092
式中:v為回油管路中的液體流速,mm/s;D為回油管的內徑,mm;u為回油管內流體的運動黏度,10號航空液壓油的運動黏度為10mm/s。
沿程阻力系數λ為
λ=0.3164/Re0.25=0.3164/80920.25=0.03336
根據達西公式可以計箅出回油管的沿程損失p沿為
p沿=λLpv2/2/D=0.03336×60×850×1.192/2/0.068=17715.4(Pa)
式中:p沿為回油管的沿程損失,Pa;ρ為液體密度,kg/m3,10號航空液壓油的密度為850kg/m3;L為油管路的長度,m;。為回油管路中的液體流速,m/s;D為回油管的內徑,m。
b、彎頭的局部損失。在回油管路中還有四處90°的彎頭,這些地方的局部損失也不可小視,其彎管半徑尺為管外徑的2.5倍,即為190mm,根據雷諾數Re和R/D值,可以查得局部阻力系數ξ為0.21。
每個彎頭的局部損失p彎為
p彎=ξw2/2=0.21×850×1.192/2=126.4(Pa)
式中:船為回油管的彎頭的局部損失,Pa;ξ為局部阻力系數,ξ=0.21;ρ為液體密度,kg/m3,10號航空液壓油的密度為850kg/m3;h為回油管路中的液體流速,m/s。
c、回油管的高度壓力損失。液壓站的油箱回油處與工作臺相差2m,要克服這一高度回油,其高度壓力損失p高為
p高=10ρh=10×850×2=17000Pa
式中:p高為回油管的高度損失,Pa;ρ為液體密度,kg/m3,10號航空液壓油的密度為850kg/m3;h為回油管兩端的高度差,m,h=2m。
回油管路的壓力損失總和應該為沿程損失、四處彎頭的局部損失及高度損失之和,即
p損失=p沿+4p彎+p高=17715.4 +4×126.4+17000=35220.6Pa
回油管路的壓力損失為0.035MPa,小于0.1MPa的要求。
三、管路的安裝
安裝管道時需要彎管機、切割機、坡口機、弧焊機、酸洗槽、中和槽、干燥壓縮空氣機、循環泵、水平儀、臺虎鉗、扳手等。
使用的介質是10號航空油,其滲透性特強,所以全部采用法蘭連接,用O形圈密封,為了拆裝方便,把法蘭設計成一邊為活動法蘭。
畫管路布置圖→澆注管夾的預埋鐵→初布管夾→下料、彎管、布管→焊接→酸洗→中和→吹干→裝配管法蘭→固定管夾→油液循環→檢測污染度→與主機相連試壓、檢查各參數。
四、安裝管路的注意事項
①彎管時,模具一定要跟所彎管子的外徑一緻,否則會把管子壓扁。
②建議采用氬弧焊焊接,焊接前要進行預裝、去毛刺、校平、脫脂、預熱,管道與法蘭對接處要??坡口,要用高純度的氬氣,否則易出小氣孔。
③每1.5m設置一個管夾,并夾緊管路,以免管路振動,管路拐彎處兩端必須加管夾,注意不要把法蘭太靠近管夾,否則拆卸不方便。
④打循環之前一定要對管路進行酸洗、中和、吹干。不銹鋼管也不能省略這些步驟,因為不銹鋼焊接時也會産生氧化皮。
⑤打循環時要把進油管和回油管用軟管連接,直至清潔度達NAS7以上方可,循環完畢立即與主機相連,避免污染。
⑥試壓時,應該逐步加大壓力,一般為每次加5MPa,每個壓力點試5~10min,并注意觀察各個部位,切忌快速加大壓力,這樣容易造成設備和人身事故。
⑦吸收管路液壓沖擊的蓄能器必須盡量靠近試驗臺安裝,才能保證其效果。
⑧管道裝配前要認真檢查焊接的部位有無毛刺和其他異常現象,法蘭安裝面有無磕壞破損,是否放有O形圈等。
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