额定压力21MPa 公称通径φ10mm 开启压力0.2MPa
3.12分流集流阀的选择
本设计需要两种分流集流阀,查《机械设计手册》单行本—液压传动,表20-7-133得:型号为3FL-L25B集流分流阀能满足设计所需, 其各参数如下:额定流量60 l/min 公称通径φ10mm 同步误差1%
额定压力10MPa型号为3FL-L50B集流分流阀能满足设计所需, 其参数如下:额定流量120 l/min 公称通径φ20mm 同步误差1% 额定压力10MPa
3.13选择液压油
根据选择的双作用叶片泵,使用在一般压力系数中故可选用油的黏度为17~29mm2/s,即10#或20#机械油,我们这为了经济成本的节约选择10#。
3.14效率的计算
3.14.1计算沿程损失 ①判断油液流动状态
由雷诺系数Re=vd/r=4Q/3.14dr可知,在油液黏度一定的条件下,Re大小与Q成正比,与管道的内径成反比。
缸的所需流量为7.8L/min,管子公称直径为8mm,所以 Re=4Q/πdr=4*Q*7.8*10-3/60*3.14*8*10-3*4.5*10-5=230
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由于累诺数Re小于临界雷诺数2000,由此可推论出各工况下的进、回油路中油液的状态为层流。 ②计算油液沿程压力损失
ΔPc=λl/d*v2*p/2 λ=75/Re=75*3.14dv/4Q
V=4Q/3.14d2
上式代入沿程压力损失的计算公式得:
ΔPc=150prl/πd4xQ
1)油箱到泵的进口沿程压力损失: ΔPL1=150ρrl/πd4Q
=150*917.4*4.5x10-5*0.2*14.5*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=2.3*104Pa 2)泵出口到阀块沿程压力损失: ΔPL2=150ρrl/πd4*Q
=150*917.4*4.5*10-5*0.5*14.5*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=5.8*104Pa 3)阀块到油箱沿程压力损失: ΔPL3=150ρrl/πd4*Q
=150*917.4*4.5*10-5*0.8*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=4.9*104Pa 3)阀块到单向节流阀沿程压力损失: ΔPL4=150ρrl/πd4*Q
=150*917.4*4.5*10-5*0.1*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=0.6*104Pa 4)单向节流阀到阀块2沿程压力损失: ΔPL5=150ρrl/πd4*Q
=150*917.4*4.5*10-5*0.4*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60=2.4*104Pa 5)阀块到液压缸沿程压力损失:
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ΔPL6=150ρrl/πd4*Q
=150*917.4*4.5*10-5*0.6*7.8*10-3/3.14*(8*10-3)4*60 =1.5*104Pa
6)液压缸到阀块沿程压力损失: ΔPL7=ΔPL6=1.5*104Pa
总的沿程压力损失为:ΔPL=0.19*106Pa ③计算局部压力损失 1)油箱到泵有一个90度的弯头
V=Q/0.25*π*d2=14.5*10-3/0.25*3.14*60*0.0082=4.8m/s
ΔPr1=rH δ=0.29 ΔPr1=3000Pa
2)泵到阀块4个弯头
ΔPr2=4rH=4rδv2/2g=1200Pa
3)阀快到油箱3个弯头
ΔPr3=3rH=9000Pa
4)阀块到液压缸1个弯头
ΔPr4=rH=3000Pa
5)液压缸到阀块
ΔPr5=rH=3000Pa
所以,总的管道局部压力损失为
ΔPr=30000Pa
④计算阀类元件压力损失
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ΔPr=ΔPn(Q/Qn)2 (3-1)
式中 ΔPv—阀的额定压力损失。可由产品样本查出。 Q——通过阀的实际流量 Qn— 阀的额定流量 1)直动式溢流阀
ΔPv1=ΔP(Q/Qn)2=10*106(0.7/60)2=0.1*106MPa
2)电磁换向阀
ΔPv2=ΔP(Q/Qn)2=1.3*106*(0.7/60)2=1.4*105Pa
3)液控单向阀
ΔPv3=ΔP(Q/Qn)2=0.2*106Pa
所以,总的阀类元件局部压力损失为0.34*106Pa ⑤管路总的压力损失为: ΔP=0.66MPa 3.14.2 效率计算
升降回路效率:
ηc1=P1Q1/Pp*Qp=10*106*7.48/10.66*106*14.5=0.48=48% 系统总效率:
ηc2=ηp*ηc1*ηm
ηp=0.8 ηm=0.95
ηc2=0.8*0.95*0.48=0.36=36%
3.15系统发热和温升
升降平台上升速度0.02m/s 上升时间t=1/0.02=50s 由手册[4]查最高温度Q1=75℃
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P1=KA(Q1-Q2)=16*2(0.32*0.365+0.365*0.37+0.37*0.32)*(75-20)=644w
ΔQ=(Ph-P1)/KA
Pin=P0*Qp/η=10*106*14.5*10-3/0.8*60=3*103w.
Pef=0.02*(2.5*104*320x10-3*2)=320w
所以,满足要求。
Ph=Pin-Pef=2680w ΔQ=42℃<75℃
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