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稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹
稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)元件的選擇和計(jì)算
(1)油泵
油泵選擇的太大,則投資大,功率消耗大,不經(jīng)濟(jì)。
油泵選擇太小,則能力不夠,不能滿足潤(rùn)滑系統(tǒng)的要求,所以應(yīng)根據(jù)潤(rùn)滑系統(tǒng)的具體工作要求,選擇合適的油泵。
油泵主要是確定工作壓力P和******流量Q,并考慮適當(dāng)?shù)脑A?,選定相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)油泵,同時(shí)選配電動(dòng)機(jī)。

(2)油箱
實(shí)際使用時(shí)油箱的油不應(yīng)裝滿,其容量應(yīng)控制在油箱高度的(或容積)的 4 ~ 5 ;油箱容量是根據(jù)油泵每分鐘排油量的20~25倍來考慮。對(duì)軋鋼機(jī)液體摩擦軸承及系統(tǒng)中有落水的情況,則應(yīng)選用兩個(gè)油箱,一個(gè)工作,另一個(gè)進(jìn)行加熱或冷卻——即調(diào)節(jié)油溫和沉淀備用,兩個(gè)輪換使用。采用兩個(gè)油箱時(shí),油箱之間應(yīng)加連接管,并保證兩者有交替使用的功能。
油箱容量可由下式計(jì)算:
v=4×1000·m3
式中 Q泵——系統(tǒng)油泵的額定流量,L/min;t——時(shí)間,min;當(dāng)選一個(gè)油箱時(shí),t=18~25
當(dāng)選兩個(gè)油箱時(shí),t=50~60
為了保持潤(rùn)滑油適當(dāng)?shù)酿ざ龋仨毐3忠欢ǖ挠蜏?。因此必須?duì)潤(rùn)滑油的溫度進(jìn)行控制(加熱或冷卻)。通常夏季油溫保持在30~35℃,冬季保持在35~45℃。油的加熱是在油箱內(nèi)設(shè)置蒸汽蛇形管或電熱元件。
油箱內(nèi)若裝設(shè)蒸汽蛇形管。其管的長(zhǎng)度的確定是根據(jù)加熱油箱中油需要的總熱量計(jì)算出蛇形管加熱所需的面積后,才能確定蛇形管的長(zhǎng)度及直徑,計(jì)算公式如下:T總=T1+T2+T3,KJ/h
式中 T1—提高潤(rùn)滑油溫需要的熱量;
T1=Cg(t2-t1)Q,KJ/h
Q—油箱所裝潤(rùn)滑油量,按裝滿量的 4 計(jì)算,L;
C—潤(rùn)滑油比熱容,取c=0.48×4.18~0.5×4.18,KJ/(kg·℃);
g—潤(rùn)滑油的容重,g=0.9,kg/L;
t1和t2—潤(rùn)滑油加熱前和加熱后的溫度,℃;
T2—油箱吸收的熱量。
T2=WC1(t2-t1),kJ/h
式中 C1—油箱金屬(鋼)的比熱容,取C1=0.12×4.18,kJ/(kg·℃);
W—油箱金屬的重量,kg;
T3—加熱時(shí)從油箱側(cè)壁散失到大氣中的熱量,kJ/h。
T3=KF(t平均-t空氣),KJ/h
式中 K—油箱壁的傳熱系數(shù);
k=2.2 t平均-t空氣,KJ/(m2·h·℃);
F—油箱側(cè)壁的表面積(一般不計(jì)入油箱底面積),m2;
t平均—油的平均溫度,t平均=t1-t2,℃
t1和t2—潤(rùn)滑油加熱前和加熱后的平均溫度,℃。
t空氣—周圍空氣的溫度,℃。
根據(jù)T總計(jì)算蛇形管加熱所需的面積:

式中 K1—蛇形管的傳熱系數(shù),70×4.18~100×4.18kJ/(m2·h·℃);
t蒸—通入蒸汽的溫度,℃;
t凝—放出蒸汽的溫度,℃。
蛇形管的長(zhǎng)度為:

式中 d內(nèi)—蛇形管的內(nèi)徑

(3)過濾器
根據(jù)潤(rùn)滑系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)提出的要求,確定相適應(yīng)的過濾器規(guī)格和性能。即在滿足規(guī)定的過濾精度情況下,使過濾器的通油量(過濾能力)與系統(tǒng)中的輸油量相適應(yīng),以保證正常供應(yīng)。
過濾器的通油量(過濾能力)與過濾前后的壓力差、油的黏度、油的溫度、濾油速度和過濾面積(通油面積)等有關(guān)。根據(jù)已選定的過濾材料計(jì)算過濾面積(應(yīng)考慮一定余量),選擇標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的過濾器。
油的黏度和溫度(一般20~40℃)直接影響濾油速度。過濾油量按濾油面積和濾油速度確定:
Q過=6VF 或 F=Q過
式中 Q過—過濾能力,應(yīng)與潤(rùn)滑系統(tǒng)主油泵的******排油量相適應(yīng),L/min;
V—濾油速度,m/s;V與油的黏度,進(jìn)出口壓力差有關(guān),一般情況下,V=0.1~0.25m/s。過濾器
的壓差一般為0.025~0.035MPa,當(dāng)壓差超過0.05~0.06MPa時(shí),過濾器應(yīng)進(jìn)行清洗;

(4)冷卻器
合理選用冷卻器主要是必須的冷卻面積F:

式中 T—熱負(fù)荷(為了降低潤(rùn)滑油溫度必須排除的熱量),kJ/h;
T=Cg(t1-t2)Q泵,kcal/h
Q泵—潤(rùn)滑油的輸油量(即泵的每1h排量),L/h;
C—潤(rùn)滑油的比熱容,取C=0.45×4.18~0.5×4.18kJ(kg·℃)
g—潤(rùn)滑油的容重,取g=900kg/m3;
t1和t2—潤(rùn)滑油進(jìn)和出冷卻器的溫度,℃;一般情況取t4=t3+4,℃;在南方取t3=25℃;北方取t3=20℃;
k—總傳熱系數(shù),kJ/(m2·h·℃),當(dāng)冷卻器內(nèi)油的平均流速為0.2~0.3m/s,則
k=100×4.18~130×4.18kJ/(m2·h·℃)。
油冷卻器的實(shí)際冷卻面積應(yīng)比計(jì)算所需冷卻面積大10%~15%。
冷卻水消耗量:
Q水=c水·g水·△t,L/h
式中 Q水—冷卻水消耗量,L/h;
T—熱負(fù)荷,見式4-30;
C水—水的比熱容,取C水=4.18kJ/(kg·℃);
g—水的密度,取g水=1000kg/m3或1kg/L;
△t—水通過冷卻器的溫度,℃,△t=t4-t3。

通常,冷卻器水管內(nèi)水的流速為0.785~1.12m/s,冷卻器的阻力損失規(guī)定小于0.02MPa。
板式換熱(冷卻)器的計(jì)算方法也是一樣,但是目前尚無普遍適用的準(zhǔn)數(shù)方程,只有通過上述公式近似估算。
板式換熱器接管應(yīng)保證壓緊板上的進(jìn)出油(或水)管道在同一側(cè)面,油和水的流向相反,以達(dá)到對(duì)流和充分熱交換。進(jìn)入冷卻器的冷卻水應(yīng)采用工業(yè)用水,如果使用江河水,需要經(jīng)過濾和沉淀處理。
在選擇面積時(shí),應(yīng)從傳熱及壓降方面綜合考慮,若不滿足要求時(shí),需重新估算合理選用,直到滿足為止。 當(dāng)t1-t4<2時(shí),平均溫差△tm取算術(shù)平均溫差;當(dāng)t1-t4>2時(shí),則取對(duì)數(shù)平均溫差。

(5)油管直徑的選用

式中 d—油管內(nèi)徑(cm)
Q—油的流量(L/min)
V—油管內(nèi)油的流速(m/s)
潤(rùn)滑系統(tǒng)中管路液壓損失計(jì)算是按水力學(xué)的方法計(jì)算管道內(nèi)的局部阻力損失和靜壓損失。由于管道的液壓損失較小,難于精確計(jì)算,通常只作概算。管路的沿程損失一般可取0.05~0.06MPa。


油管內(nèi)流速與管徑大小參考表
主泵流量L/min
15
40
100
160
250
400
600
800
1000
1200
1500
1900
給油管DN
25
32
50
65
80
100
100
125
125
150
150
200
回油管DN
50
65
80
125
150
200
250
250
300
300
350
400
根據(jù)上述計(jì)算算出的結(jié)果,繪制出潤(rùn)滑系統(tǒng)及管路布置詳圖,并寫出設(shè)計(jì)報(bào)告和總結(jié)。