目前 国内 风冷却器 厂家 很多 ,型号 也不一样 。
性能参数 和安装 尺寸 差异 很大 ,给用户 的选择 和使用 带来 一定 的困扰 。
在此 ,结合 我厂的开发 、生产 和客户 使用 经验 ,我们 将讨论 风冷却器 选择 中应注意 的几个 问题 ,供您参考 和纠正 。
在设计 任何 产品 时,首先 要考虑 的是实现 其功能性 ,或者说 功能性 是**位 的,这是 设计 中*基本 的元素 ,风冷却器 也是如此 ,给了普通 设备 液压系统 的油温 散热 要求 ,其功能 重点 体现 在三个 主要 方面 :一、适用 压力 ;二、适用 流量 ;三、换热效率 。
选择 风冷却器 时,这三个 方面 ** 同时 满足 ,才算基本 达到 您的使用 要求 。
以下 就从这三个 方面 进行 讨论 。
** ,适用 压力 。
一般 指允许 的*大 工作压力 ,或设计 压力 。
空气冷却器属于 压力容器 ,在液压系统 中,只适用于 回路 的回油 冷却 ,因此 应根据 回路 的*大 压力 选择 空气冷却器。
暂时 不管 油温升高 的原因 ,就风冷却器本身 而言 ,其散热 主体 (换热 芯)的耐压性 是有限 的,板翅铝合金 换热 芯的耐压性 取决于 其材料 的物理性能 、结构 和加工工艺 。
比如 结构 和加工工艺 相同 ,材料 相同 ,油通道 材料 的厚度 不同 ,耐压性 也不同 ,越厚,耐压性 越高。
板翅铝合金 风冷却器 的设计 压力 一般 小于 3.5M pa ,其成本 和实用性 等原因 一般 小于 2.0 Mpa ,国外 同行 设计 压力 大于 1.6M pa ,远小于 油路 的*大 工作压力 。
显然 ,压力 过高会 导致 换热 芯爆裂 损坏 。
市场 上流通 的风冷产品 ,设计 压力 一般 分为 三个 等级 :1,1.0 Mpa (如AF 系列 );2,2.0 Mpa (如AH系列 );3,3.5M pa 。
设计 压力 1.0 Mpa 仅适用于 变量 叶片泵 的排油 冷却 。
考虑到 液压系统 电路 压力 不稳定和回油 瞬间 可能 产生 的高压脉冲,为了 保证 空气冷却器的使用寿命 ,制造商 强烈建议 -优先 采用 独立 循环 的冷却 方法 。
独立 循环 是指 空气冷却器不再 接收 工作 液压系统 的电路 ,而是 设置 独立 的冷却 电路 ,即安装 冷却泵 ,直接 从油箱 吸收 高温 液压油 ,空气冷却器冷却 后直接 送回 油箱 ,以避免 回油 压力 过高损坏 空气冷却器。
独立 循环 冷却泵 的流量 通常 小于 液压油 体积 的三分之一 。
当需要 连接 到定量泵 的回油 冷却 时,设计师 应考虑 液压系统 中回油 压力 的不稳定性 ,将空气冷却器连接 到溢流阀 的回油口,并在空气冷却器的进出 油口 之间 并联 一个 开启 压力 为0.5 兆帕 的背压阀 ,这是 正确 的使用方法 (见下图 )。
当用于 变量泵 的排油 冷却 时,由于 其压力 通常 小于 1兆帕,只要 流量 合适 ,就可以直接 连接 到变量泵 的排油 口。
作者 遇到 了这样 一个 案例 :一个 客户 将一个 型号 AH0608TL(适用 压力 2.0 兆帕 ,流量 50 兆帕 )连接 到一个 快进 -工进 -快退的工作 机,结果 在机械 调试 过程 中发现 换热 芯漏油 ,看油通道 爆炸 。
客户 原来 使用 水冷却器 ,用户 要求 改用 空气冷却器,因为 空气冷却器直接 连接 到回油路 ,没有 安装 背压阀 ,系统 的回油 速度 很快 。
空气冷却器制造商 提供 的性能参数 表包括 适用 流量 ,通常 指静压 下低粘度 液体 的每分钟 通过 量。
在液体 流速 0.2 -0. 4m /s的范围 内,空气冷却器的油通道 不易 破裂 ,因此 空气冷却器的适用 流量 值是通过 理论 计算 和实际 经验 测试综合 得出 的。
对于 选择 产品 的工程师 来说 ,准确 的回油 流量计算 往往 更加 复杂 。
因此 ,结合 油路 的实际情况 ,使用 经验 方法 要简单 得多。
经验 计算 如下 :
空气冷却器工作 流量 =油泵 流量 ×油缸 有效 面积 比×安全系数 ;
缸体 有效 面积 比=无杆腔 压力 面积 ÷有杆腔压力 面积 (>1)
若多个 油缸 同时 回油 ,视具体情况 而定,流量 相应 增加 ,乘以 相应 倍数 。
案例 1:已知 系统 油泵 GP Y-10 (10 .06 ml /re v),电机转速 139 0rpm ,工作 缸(液压缸 内径 50mm ,活塞杆 直径 20mm ),寻求 空气冷却器的工作 流量 ?
泵流=10 .06 ×1390 =1398.34 ml =14 L/min 。
无杆腔 压力 面积 =(50 /2)2×π=625 πmm2 。
杆腔受压 面积 =(50 /2)2×π-(20 /2)2×π=525 πmm2 。
缸体 有效 面积 比=625 πmm2 /525 πmm2 =1.19 。
空冷器 工作流 =14 ×1.19 ×1.5 =25 L/min 。
因此 ,选择 风冷却器 的适用 流量 值大于或等于25 L,然后 根据 系统 的加热 功率 选择 型号 。
值得注意 的是,在静压 (压力 基本 恒定 )状态 下,液压油 通过 热交换 芯的所有 油通道 ,但在有脉冲 的情况 下,液压油 只通过 部分 油通道 ,瞬时 压力 过高是热交换 芯爆裂 的常见 原因 ,这也是调节 机器 时应 注意 的事项 。
因此 ,不能 根据 风冷却器 的工作 流量 等于 油泵 的排出 量来选择 。
很多 用户 在选择 时,往往 会选择 合适 的流量 ,然后 根据 流量 值对应 的型号 选择 风冷却器 ,这是 不全面 的。
因为 流量 满足你的使用 要求 ,不代表 风冷却器 的散热 效率 也满足你的要求 。
前面 说过:一、适用 压力 ;二、适用 流量 ;三、换热效率 。
选择 风冷却器 时,这三个 方面 ** 同时 满足 ,才能 基本 满足你的使用 要求 。
经常 有客户 打电话 问,说我的主油泵 只有 30 L/min ,而我 选择 了一个 品牌 的60 L/min 风冷却器 ,怎么 油温 还降不下来 啊..,我**句 话就是说 ,可能是冷却器 的散热 效率 不够 ,比如 :同样 是30 L/min 主油泵 系统 ,有些 电机功率 是3k w,有些 配5. 5k w甚至 更大 ,系统 的热损耗 肯定 不一样 。
此外 ,即使 是电机功率 也是一样 的,你的系统 工作 条件 不同 ,有些 保压 时间长,有些 保压 时间短 ,系统 的热损耗 也不同 ,你要 考虑 风冷却器 的换热效率 。