液压系统管路、部分液压元件、节流孔计算公式表

1、液压油的压缩性V P*V/K系统油量 V (升)1000P - 系统压力 Mpa（兆帕）系统压力 P (bar)200V 油液体积 L（升）系统体积变量V (升)28.571K 油液弹性模量液压油的膨胀量原系统油量 V0 (升)1000VtV0*(1+a*t)油温变量t30a- 油体积膨胀系数, (68)*10-4/变化后系统体积Vt (升)1021.000压力对粘度的影响p=0ebp0(1+bp)0 (cSt)30p-系统压力(bar)p(bar)200b-系数 0.0020.003p54.664温度对粘度的影响50 (cSt)-50时运动粘度20t()-温度10n -指数,参见表格2.13

2、t616.362粘度换算运动粘度 cSt恩氏粘度 E535.288赛氏秒(Soybolt) SSU/SUS10020.200商用雷氏秒(Redwood) R10024.280运动粘度与动力粘度换算压力水头P=gh运动粘度 cSt油液密度(kg/m3)90046吸油口高mm500150入口真空度(bar)0.045油密度900kg/m3油的比热C=(1.72.1)*1000 J/kg弹性模量 K纯油(1.42.0)*109 N/m2实际油气混合7*108 N/m2牛顿内摩擦定律dzdu=mt- 单位面积上的摩擦力(剪切力)du/dz- 速度梯度 级液层间相对速度对液层距离的变化率- 动力粘度 帕

3、秒 (PaS)其他单位 泊(P) 厘泊(cP)1cP=10-2P=10-3PaS=/- 运动粘度 米2/秒常用单位 斯(St) 厘斯(cSt)1cSt(mm2/s)=0.01St(cm2/s)=10-6m2/s恩氏粘度- 以200毫升油在t通过一特定容器上2.8mm孔时间与同体积20蒸馏水通过同样小孔所需时间比值t时的粘度 Etfrom:http:/ PaS0.04140.135运动粘度与动力粘度换算恩氏粘度- 以200毫升油在t通过一特定容器上2.8mm孔时间与同体积20蒸馏水通过同样小孔所需时间比值油缸参数缸径(mm)杆径(mm)行程(mm)安装距(mm)804548004000无杆腔面积

4、 (c)50.27无杆腔体积 (L)24.13有杆腔面积 (c)34.36有杆腔体积 (L)16.49油缸面积比1.46体积变化 (L)7.63入缸流量伸出速度(M/min)3流量(L/min)15.08收缩速度(M/min)4.4流量(L/min)15.12全差动流量(L/min)15.12伸出阻力 (Ton)30无杆腔压力(bar)596.83收缩拉力 (Ton)20有杆腔压力(bar)582.05回油背压 (bar)0SUN平衡阀-油缸平衡阀先导面积比4.5平衡阀设定压(bar)350平衡阀出口背压(bar)25负负载(Ton)无杆腔压力(bar)有杆腔压力(bar)活塞伸出50-162

5、.281217.74活塞收缩701273.24-174.61压杆稳定性校核安全系数 n (24)3末端系数21钢材柔性系数185临界负载F(Ton)0.180.21无杆腔临界压力(bar)3.504.19油缸强度和刚度校核缸筒抗拉强度(Mpa)410油缸试验压力(bar)320安全系数 n5壁厚 (mm)15.61 壁厚缸径/10壁厚 (mm)21.27 壁厚缸径/10活塞杆强度校核活塞杆抗拉强度(Mpa)410安全系数 n1.4活塞杆直径(mm)36.115 壁厚缸径/10=b/nbn=5 壁厚缸径/10Pysd2DPy-+13. 14. 02yyPPDssd出缸流量10.31系统流量(L/

6、min)4222.12系统压力(bar)160效率0.9系统功率(Kw)12.4无杆腔压力(bar)160有杆腔压力(bar)0伸出杆受压力(吨)8.0油缸安装方式末端系数2一端自由,一端固定0.25两端铰接1一端铰接,一端固定2两端固定4材料Q23520号钢抗拉强度(Mpa)375460410屈服极限(Mpa)185235245缸筒需用应力材料抗拉强度安全系数油缸试验压力马马达达工工况况参参数数1卷筒转速 (Required)50r/min100卷筒扭矩(Required)80N.M1减速比371马达排量60ml / r1马达输出扭矩2.16N.M1马达转速1850.00r/min180系统

7、功率0.52kw1 gallons ( us) = 3.785 L工作压力2.83Bar1 psi = 0.0689 bar马达流量116.84L/min机械效率Eff0.8KW x overall efficiencyP max / Pmax x .166 x 10-4容积效率Eff0.95HP x overall efficiency PSI / PSI x 0.000583泵泵和和电电机机系统流量135L/min系统压力200Bar电机转速1500r/min电机功率52.94kw泵排量94.74ml / r钢钢丝丝卷卷筒筒卷筒钢丝绳拉力1Ton卷筒直径250mm卷筒钢丝绳层数1卷筒钢丝绳

8、直径0mm卷筒钢丝绳速（第一层钢丝）216m/min275.02r/min卷筒转速275.00r/min卷筒最大扭矩（最外钢丝）1225.00N.M卷筒最小扭矩（第一层钢丝）1225.00N.M卷筒钢丝最大绳速（最外层钢丝）215.98m/min卷筒钢丝最小绳速（第一层钢丝）215.98m/minPsi =0.0689 BarBar =1450 PsiHp =0.75 kwKw =1.34 HpGPM =3.785 L/min美式1 GPM =4.546L/min =0.264 GPM1 L/min =0.22cc/rev1500 rpm270 L/min1 in3 = 16.3871 cm3

9、1 gallons ( en) = 4.546 L1 bar = 14.5 psiGPM= gallons per minute 加仑/分钟LPM=liters per minute 升/分钟1 gallons ( us) = 3.785 L1 psi = 0.0689 barKW x overall efficiencyP max / Pmax x .166 x 10-4HP x overall efficiency PSI / PSI x 0.000583L/min英式GPM1 gallons ( en) = 4.546 LGPM= gallons per minute 加仑/分钟LPM=

10、liters per minute 升/分钟油箱热平衡油箱总体积V (L)800系统发热功率(Kw)3油箱传热系数 k8加热功率(Kw)0油比热( 1.72.1 KJ/(kg*K)1.9冷却功率(Kw)0环境温度T0 (K) 30油质量（kg)576设定油温 T (K)55油箱散热面积(m2)5.74油箱散热面积(m2)4.65油箱冷却功率(Kw)0.93系统温升(冷却时间) t(min)181.94油箱壁厚(mm)6.5系统热平衡温度(K)110.65油箱重量(Kg)418.36风冷计算风量(m3 / h)3200油温差(K)7散热介质温差t (K)5冷却器换热系数散热功率 (Kw)8.09

11、散热面积水冷计算冷却水量(m3 / h)1油温差(K)10散热介质温差t (K)10冷却器换热系数散热功率 (Kw)11.63散热面积温度换算摄氏度204华氏度399.20华氏度200摄氏度93.33k- 油箱传热系数 (W/m2*K)t - 运转时间(s)C - 油比热( 1.72.1 KJ/(kg*K)A - 油箱散热面积(m2)T - 油液温度(K)T0 - 环境温度(K)当t 时,系统热平衡公式m - 油液质量(kg)H- 热功率(W)风冷计算*t（J/h）风扇风量（m3 / h）空气密度（取1.29kg/m3）空气比热容（取1008J/kgK）散热温差（取）-+=-tmCAkeAkH

12、TT10AkHTT+=0max水冷计算*t（J/h）冷却水量（m3 / h）水密度（取1000kg/m3）水比热容（取4186.8J/kgK）进出水温差通风条件系数k差89良好15风冷冷却23循环水冷却11017450 来自泰州远望样本32.36352250 来自泰州远望样本4.652蓄能器工作循环流量(升/分)持续时间(秒)10.183220.6230.317240.25250.952泵流量(升/分)0.46极限工作容积(升)1.26工作容积(升)11充压指数0.8过程指数 n1.4系统压力P2(bar)140对应蓄能器容积（升）42.24175415.75最低压力P1(bar)100对应蓄

13、能器容积（升）53.717910556.7充气压力P0(bar)80对应蓄能器容积（升）63蓄能器容积(升)60.39蓄能器有效工作容积（升）11.4761565实选蓄能器容积(升)63蓄能器用于吸收液压冲击管道内径(mm)30充气压力(bar)270管路长度(m)40峰值压力(bar)300切换时间(s)0.05最低压力(bar)270系统流量(L/min)250蓄能器容积 (L)77.35经验公式 (L)6.06液压冲击系统流量(L/min)300管道内径(mm)100开(关)时间t (s)0.01管壁厚度(mm)10变化后流量(L/min)0管路长度(m)20液体弹性模量 (Mpa)16

14、70管壁材料弹性模量 (Mpa)210000冲击波速度v (m/s)1311.05直接冲击(tT)压力变化(bar)22.92v1(m/s)0.64v2(m/s)0.00蓄能器容积(液压冲击)- 油液密度(kg/m3)Q- 阀关闭前管内流量(L/min)L- 产生冲击波的管长(m)A- 管道通流面积(2)t- 阀由全开到全关的时间(s)p0- 充气压力(Pa)-=112 . 0285. 002020ppPAQLVrP2- 峰值压力(Pa)p1- 最低工作压力(Pa)经验公式冲击波传播速度冲击波在管内往复所需时间直接冲击(tT)压力变化6122010)0164. 0 (4-=PPtLpQVdr+

15、=EdEEa001alT=2tTvvap-=D)(21r)(21vvap-=Dr-=112 . 0285. 002020ppPAQLVr波义耳定律折合式气囊波纹形气囊活塞式隔膜式充压指数0.80.850.60.6吸收液压冲击p0=p1消除脉动p0=p1绝热过程等温过程过程指数 n1.41蓄能器工作循环时间在3分钟以上时按等温过程计算，其余按绝热过程计算。徐灏主编机械设计手册液压传动 37-724页气囊式蓄能器最大压缩比不应大于4：1，因此最大压缩时V2=V0*25%，最小压缩时V1V0*90%发防止气囊损坏Parker蓄能器说明材料弹性模量 (Mpa)液体1670钢2100

16、00紫铜120000黄铜100000橡皮26铝合金72000-D=nnnPPPVV121110011*nnnVpVpVp221100=系统压力(bar)系统流量(L/min)管路内径(mm)油液粘度(cSt)系统设计方面101623227压力管路内径(mm)回油管路内径(mm)吸油管路内径(mm)安全壁厚(mm)(20号钢)26.24133.87665.6010.156流速(m/s)雷诺数(Re)3.3573978.864金属直管长度(m)软管直管长度(m)管道压力损失51层流压力损失(bar)0.1490.032紊流压力损失(bar)0.3160.063滑阀上稳态液动力系统流量Q(L/min

17、)100阀开口度x(mm)2滑阀通径d(mm)10压力降(bar)8.237射流角()69稳态液动力(N)14.259薄壁小孔流量计算薄壁孔流量公式小孔的直径(mm)压力差(bar)流量系数530.62流量(L/min)18.850细长孔计算细长孔流量公式，参照圆形孔计算公式，这只是粗略计算小孔的直径(mm)压力差(bar)油液粘度(cSt)孔长度(mm)200.220273流量(L/min)958.974圆环形间隙流量圆柱直径(mm)平均间隙(mm)偏心距e(mm)油液粘度(cSt)1000.02030压力差(bar)孔长度(mm)偏心率100500.000流量(L/min)0.093平面缝

18、隙流量缝隙宽度b(mm)缝隙间隙(mm)缝隙长度(mm)压力差(bar)3140.0250100流量(L/min)0.093平行圆盘间隙流量缝隙间隙(mm)压力差(bar)圆盘直径(mm)中心孔直径(mm)0.02100502油液粘度(cSt)30流量(L/min)0.029用到的基本公式理想液体伯努利方程实际液体重度=g雷诺数Re=vDH/v - 流速DH - 水力直径 - 运动粘度DH =4A/A- 通流截面面积- 湿周长度沿程压力损失 达西(Darcy)公式l- 直管长度常 量=+gvzp21211gwhgvzpgvzp+=+2222222111gg2vdl=P2d- 管路内径v- 平均

19、流速- 油密度-沿程阻力系数局部压力损失-局部阻力系数Cd- 流量系数流量系数Cd薄壁小孔流量a - 节流面积薄壁小孔 l0.5d0.620.63- 油液密度阻尼长孔 l=(24)d0.82细长孔流量圆环形间隙流量- 偏心率- 同心时的间隙量 e - 偏心量=e/平面缝隙流量b - 缝隙宽度平行圆盘间隙流量R - 圆盘的外半径r - 圆盘的中心孔半径2v=P2p2=QdDaCppD=Dl1 2 8dl1 2 8d=Q44rnpmp)5 . 11 (l1 2d)5 . 11 (l1 2d=Q2323erndpemdp+D=+DpppbpbD=Dl12l12=Q33rndmdpRpRD=Drln6

20、rln6=Q33rndpmdp2vdl=P2系统设计方面管道压力损失薄壁孔流量公式细长孔流量公式，参照圆形孔计算公式，这只是粗略计算电机转速（r/min)油泵流量（ml/r)系统工作压力（Mpa)14607117电机功率（KW)泵流量（L/min)29.37033333103.66长（mm)宽(mm)厚(mm)100010001000管道通经（mm)25流速（m/s)3.521358811单重(Kg)件数总重(Kg)785017850液压油的压缩性V P*V/K系统油量 V (升)1000P - 系统压力 Mpa（兆帕）系统压力 P (bar)200V 油液体积 L（升）系统体积变量V (升)28.571K 油液弹性模量液压油的膨胀量原系统油量 V0 (升)1000VtV0*(1+a*t)油温变量t30a- 油体积膨胀系数, (68)*10-4/变化后系统体积Vt (升)1021.