设计不合理造成液压系统发热量大
(1)液压系统功率过剩,在工作过程中有大量的能量损失而使油温过高。对于柱塞泵-柱塞马达系统或柱塞泵-油缸系统,其系统效率可达85%~88%,而叶片泵-叶片马达系统或叶片泵-摆线马达系统一般低于80%,事实上大多数液压系统的总效率为80%左右,由此可见大约有20%的能量损失在液压传动中。根据能量守恒定律,系统损失的能量将会全部转化为热能,即系统损失功率等于系统发热功率,从而使系统温度上升。因此,需根据使用要求设计合理的系统功率,保证系统性能的充分发挥。
(2)液压元件规格选用不合理,采用的元件的容量太小,流量过高。对于高压大流量系统,如果系统中的主要液压元件换向阀、溢流阀和顺序阀选用不当,不能满足大流量要求,从而会在使用中,使阀口液流流速过高,造成较大的压力损失而使油温升高。故在液压系统设计中在对液压元件选型设计时,一定要根据液压元件所承受的最高工作压力、所通过的最大流量以及所要求的压力和流量调整范围进行元件的选择,尽量减少阀口的压力损失,从而减少由于液压元件规格选用不合理造成的油温升高。同时若选用元件精度不够或装配质量差,则相对运动机械摩擦损失大,配合件的配合间隙太小,使用磨损后导致的间隙过大,内外泄露量大,造成容积损失大,也会使油温显著升高。因此,提高液压元件和液压系统的的装配质量和自身精度,严格控制配合件的配合间隙和改善润滑条件,采用摩擦系数小的密封材料和改进密封结构,尽可能降低液压缸往复运动时的启动力,以降低机械摩擦损失所产生的热量。另外,若液压系统回路设计中存在多余的元件和回路,则会降低系统效率,也不利于系统温度的控制。
(3)管路设计和安装不合理造成压力损失和延程压力损失大,使压力转换为热能。液压系统设计中,管路的设计和安装不能忽视,各管路管径应严格按其工作压力和通过流量进行设计,避免管径设计过小,造成流速过高,以及弯曲过多,尽量缩短管路长度。同时还应注意管路的安装,既要做到外观整齐,又要避免管路聚集及管路急转弯,影响管路的自然散热或造成局部压力损失过大引起发热。
(4)油箱设计不合理,容积小,冷却散热面积不够。油箱的主要功能是存储液压油,但它同时兼有散热、沉淀杂质、分离水分的作用。油箱设计不合理主要表现在两方面:一是油箱体积设计过小,油箱散热面积和储油量均较小(油箱的容量一般为油泵额定流量的3~5倍);二是油箱设计上的不合理,吸油管路和回油管路较近,中间不设隔板,从而缩短了油液在油箱内的冷却循环及沉淀杂质的路径,甚至会造成大部分回油直接进入吸油管,使油箱的散热效果降低,油温升高。因此需适当增加油箱体积,并尽量加大吸油管口与回油管口之间的距离,吸、回油管之间应设置隔板,以确保油箱应有的散热功率。
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