【正文】 量。 H2′=∑cimiΔT=(c1m1+c2m2)ΔT () =(+)60 =6405KJ H2′——系統(tǒng)溫度升高所吸收的熱量 c1——油箱材料的比熱，?℃ c2——油液的比熱，～ kJ/kg?℃, kJ/kg?℃ m1, m2——油箱和油的質(zhì)量（kg） m1=μ1V1 () =[(530+380+348+187+472)345+472187+(380+472)336/2]3106 = m2=μ2V2 ()= l= ΔT——系統(tǒng)溫度與環(huán)境溫度之差，取60℃。結(jié)論：關(guān)于熱平衡問(wèn)題，液壓系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作后，可能達(dá)到的最高溫度與總發(fā)熱量和散熱能力有關(guān)。系統(tǒng)單位時(shí)間的總發(fā)熱量越大，可能的溫升就越高；系統(tǒng)散熱能力越強(qiáng)，溫升就越小些。而系統(tǒng)溫度升高所吸收的熱量，并不影響系統(tǒng)可能達(dá)到的最高溫度，但系統(tǒng)吸收的熱量大時(shí)，到達(dá)最高溫度的時(shí)間則延長(zhǎng)[29]。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)單位時(shí)間總的發(fā)熱量H（）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)單位時(shí)間散熱量H’（），所以?xún)H靠油箱的散熱不能滿(mǎn)足液壓系統(tǒng)的溫度要求，必須加裝冷卻器來(lái)增強(qiáng)散熱能力，使液壓油溫保持在允許適用溫度范圍內(nèi)。 冷卻器的選用[30]為了保證系統(tǒng)有良好工作性能，使油溫保持在某范圍之內(nèi)或?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制油溫，單憑油箱散熱是不夠的。因此，需要設(shè)置冷卻器。冷卻器是降低或控制油溫的專(zhuān)門(mén)裝置。它的功用是控制油溫；減小油箱體積；保證液壓系統(tǒng)的正常工作；延長(zhǎng)液壓系統(tǒng)的使用壽命。因此，冷卻器是液壓系統(tǒng)中重要裝置之一。對(duì)冷卻器的基本要求是：在保證散熱面積足夠大，散熱效率高和壓力損失小等前提下，要求結(jié)構(gòu)緊湊堅(jiān)固，體積小，重量輕。最好有自動(dòng)控制油溫裝置，以保證油溫控制的正確性。冷卻器散熱面積的計(jì)算： =()/ ℃/36℃= () A——冷卻器散熱面積 f——污垢系數(shù)，～，水冷式取大值，風(fēng)冷式取小值，本系統(tǒng)選擇風(fēng)冷翅片管式冷卻器， Δτm——液壓油與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及參考書(shū)目定為36℃ K——冷卻器的散熱系數(shù)，風(fēng)冷翅片管式冷卻器為風(fēng)扇強(qiáng)制冷卻，散熱系數(shù)為 W/m2℃ 加熱器的選用工程車(chē)工作中，液壓系統(tǒng)損失的能量絕大部分變成了熱能，會(huì)使油溫升高，這時(shí)需使用冷卻器使系統(tǒng)降溫。然而，當(dāng)液壓設(shè)備在嚴(yán)寒的冬季或在寒冷地區(qū)工作時(shí)，啟動(dòng)時(shí)油溫又可能很低。油箱中的油溫過(guò)低（小于10℃）時(shí)，因油液的黏度較高，不利于液壓泵吸油和啟動(dòng)，因此需要加熱將油溫提高到15℃以上[31]。選擇電加熱器加熱，一般水平安裝在油箱內(nèi)，其加熱部分必須全部浸入油中，嚴(yán)防油液的蒸發(fā)導(dǎo)致油面降低使加熱器部分露出油面。本裝置中選擇的電加熱器型號(hào)為GYY2220/。 加熱器的主要參數(shù)項(xiàng)目數(shù)量單位型號(hào)GYY2220/1功率1KW總長(zhǎng)307 mm電壓220v浸油長(zhǎng)度230mm 本章總結(jié) 本章根據(jù)工程車(chē)的要求，通過(guò)詳細(xì)計(jì)算得到了選擇液壓輔助件的主要參數(shù)，并且選擇了合適的液壓輔助件，比如，油箱的結(jié)構(gòu)尺寸、吸油管和回油管的大小及材質(zhì)、散熱器和加熱器的型號(hào)等[33]。第7章 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)壓力損失 本液壓系統(tǒng)較為復(fù)雜，有多個(gè)液壓缸執(zhí)行元件動(dòng)作回路，其中環(huán)節(jié)較多，管路損失較大的是快速動(dòng)作回路，故主要驗(yàn)算由泵到液壓缸這道管路的損失。 沿程壓力損失[32]沿程壓力損失，主要是液壓缸快速運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)油管路的損失。此管長(zhǎng)為5m，，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的粘度為γ=27mm2/s,油的密度為ρ=918kg/m3。 吸油管中的雷諾數(shù)： () 油在管路中呈紊流流動(dòng)狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為： ()根據(jù)公式求得沿程壓力損失： = 局部壓力損失[33] 局部壓力損失包括通過(guò)管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失Δp2，以及通關(guān)控制閥的壓力損失Δp3 。其中管路局部壓力損失相對(duì)來(lái)說(shuō)小得多，故主要考慮通過(guò)控制閥的局部壓力損失。從系統(tǒng)中可以看出，從大泵的出口到大缸的進(jìn)油口，要經(jīng)過(guò)單向閥，電磁換向閥，單向調(diào)速閥，溢流閥。 單向閥的額定流量為60L/min，；電磁換向閥的額定流量為100L/min，；單向調(diào)速閥的額定流量為30L/min，；溢流閥的額定流量為80L/min。通過(guò)各閥的局部壓力損失之和為： ()=從小泵出油口到油缸進(jìn)油口也要經(jīng)過(guò)單向閥，電磁換向閥，單向調(diào)速閥，溢流閥。單向閥的額定流量為60L/min，；電磁換向閥的額定流量為100L/min，；單向調(diào)速閥的額定流量為30L/min，；溢流閥的額定流量為80L/min。通過(guò)各閥的局部壓力損失之和為： ()。 大小泵同時(shí)工作時(shí)，泵到油缸之間的壓力損失為： () 液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算[34] 計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率液壓系統(tǒng)工作時(shí)，除執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)換為熱能，使油溫升高。液壓系統(tǒng)的功率損失主要有以下幾種形式：(1) 液壓泵的功率損失： () 上式中 Tt工作循環(huán)時(shí)間(s)； Z投入工作液壓泵的臺(tái)數(shù)； Pri液壓泵的輸入功率(W)。 各液壓泵的總效率； Ti第i臺(tái)泵工作時(shí)間(s)。(2) 執(zhí)行元件的功率損失： ()上式中 M液壓執(zhí)行元件的數(shù)量； Prj液壓執(zhí)行元件輸入功率(W)。 液壓執(zhí)行元件輸入效率； 第j個(gè)執(zhí)行元件工作時(shí)間(s). (3)溢流閥的功率損失： () 式中 py溢流閥的調(diào)整壓力(Mpa)。i qvy經(jīng)過(guò)溢流閥回油箱的流量(m3/s). (4)液油流經(jīng)閥或管道的壓力損失： ()上式中 通過(guò)閥或管路的壓力損失(Mpa)。 qv通過(guò)閥或管路的流量(m3/s)；由以上各種損失構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的功率損失，即液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率： ()該公式使用于回路比較簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)，對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，由于功率損失的環(huán)節(jié)太多，一一計(jì)算較為麻煩，通常用下式計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率： ()上式中 pr指液壓系統(tǒng)的總輸入功率pc指輸出的有效功率。 對(duì)于本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，pr就是整個(gè)系統(tǒng)的平均輸入功率： =90KW () = ()總的發(fā)熱功率： =－90= () 計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱功率液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是郵箱表面，但如果系統(tǒng)的外接管路較長(zhǎng)，在計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱時(shí)，不僅要考慮油箱的表面散熱，而且還要考慮管路表面的散熱。 () =+ =上式中 K1為油箱的散熱系數(shù)()； K2為管路的散熱系數(shù)()； AA2分別為油箱和管路的散熱面積； ΔT為油溫與環(huán)境溫度之差。 則計(jì)算出的，那么油溫會(huì)不斷升高，故需要安裝冷卻器。 (W/m2) 冷卻條件K1通風(fēng)條件很差8～9通風(fēng)條件良好15～17用風(fēng)扇冷卻23循環(huán)水強(qiáng)制冷卻110～170 (W/m2) 流速/管道外徑/m086512514105694023 液壓系統(tǒng)油箱大小的驗(yàn)算，在此需要驗(yàn)證該散熱面積是否滿(mǎn)足要求。那么油箱的散熱功率為： () =1610335 =≤ 上式中 Kt為油箱的散熱系數(shù)，查表得16W/m2。 A為油箱的散熱面積； Δt為油溫與環(huán)境溫度之差，在此取Δt=35。 冷卻器所需面積的計(jì)算冷卻面積： () 上式中K 冷卻器的散熱系數(shù)，查表取K=116W/m2。 Δtm為平均溫升，取 。 () T1，T2為液壓油入口和出口溫度； t1,t2為冷卻物質(zhì)的入口和出口溫度。 取油進(jìn)入冷卻器的溫度為T(mén)1=60，油流出冷卻器的溫度T2=50，冷卻水入口溫度t1=25，出口溫度t2=30。則：。 所需冷卻面積： m2 ()考慮到冷卻器長(zhǎng)期使用時(shí)，設(shè)備腐蝕油垢，多散熱的影響，冷卻面積應(yīng)比計(jì)算面大30%，實(shí)際選用冷卻器的散熱面積為： A==查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》幷?qǐng)A整A=2m2。 本章總結(jié) 本章針對(duì)堵漏工程車(chē)的主要元件，按照所選要求進(jìn)行了驗(yàn)證，檢驗(yàn)所選的元件是否符合該工程車(chē)的性能要求及工作要求，還對(duì)工程車(chē)的散熱系統(tǒng)進(jìn)行了熱平衡計(jì)算，所選的油箱、散熱器和加熱器均滿(mǎn)足使用要求。 第8章 液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)置 液壓裝置的結(jié)構(gòu)對(duì)移動(dòng)式液壓設(shè)備來(lái)說(shuō)，其液壓裝置可根據(jù)主機(jī)的布局分散安裝。但對(duì)該堵漏工程車(chē)來(lái)講，其液壓裝置可集中配置在工程車(chē)的平臺(tái)上。即將液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，控制及調(diào)節(jié)裝置組成所謂的液壓泵站安裝與平臺(tái)之上。這樣有利于裝配、維修。 液壓泵站的類(lèi)型及其組件的選擇 液壓泵站類(lèi)型的選擇根據(jù)堵漏工程車(chē)的結(jié)構(gòu)，參考挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，選擇了分離型旁置液壓泵站。泵組和油箱組件分離，單獨(dú)安裝在各自的底架上。旁置液壓泵站裝置的高度低，能有效改善液壓泵的吸入能力，而且便于維修。 液壓元件的配置形式 液壓元件的配置形式選擇集成配置中的組合塊式。組合塊式即根據(jù)液壓系統(tǒng)完成一定功能的各種回路，做成通用化的六面體集成塊，塊的上下兩面作為塊與塊的結(jié)合面，四周除一面安裝通向執(zhí)行部件的管接頭外，其余供固定標(biāo)準(zhǔn)元件用。 板式閥用集成塊連接1. 底板 本章總結(jié)本章設(shè)計(jì)的了液壓裝置的結(jié)構(gòu)形式和液壓元件的配置形式。堵漏工程車(chē)的大致模型是在挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，但是它有自己的結(jié)構(gòu)形式：液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，控制及調(diào)節(jié)裝置組成所謂的液壓泵站安裝在平臺(tái)之上。第9章 裝置防爆由于成品油輸油管堵漏工程車(chē)工作在極度危險(xiǎn)的易爆環(huán)境當(dāng)中，所以防爆性是裝置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。根據(jù)所查找的資料，在以下幾個(gè)方面考慮了裝置的防爆性： 電氣控制方面電氣控制系統(tǒng)是整車(chē)防爆的薄弱環(huán)節(jié)，是產(chǎn)生電火花的主要來(lái)源。因此，電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是設(shè)備防爆性能的關(guān)鍵。除選用防爆電磁閥外，在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要遵照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，選擇符合安全規(guī)范的防爆控制元件和防爆控制箱。電氣控制系統(tǒng)分強(qiáng)電控制系統(tǒng)和弱電控制系統(tǒng)，強(qiáng)電控制系統(tǒng)主要包括液壓系統(tǒng)防爆電磁閥的換向控制、防爆燈的開(kāi)關(guān)等；弱電控制系統(tǒng)主要包括遙控信號(hào)的傳送和接受，各種檢測(cè)信號(hào)、視頻信號(hào)的傳輸?shù)?。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、照明燈開(kāi)關(guān)等，做在發(fā)動(dòng)機(jī)防爆控制箱中。防爆發(fā)動(dòng)機(jī)、電氣控制箱、防爆發(fā)電機(jī)、防爆電啟動(dòng)器自成系統(tǒng)。其它電氣部件，包括無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、圖像編碼器、單片機(jī)控制器、可編程序控制器、UPS不間斷電源等，安裝在一個(gè)防爆控制箱內(nèi)。 靜電放電控制方面因?yàn)殪o電產(chǎn)生是不可避免的，所以在泄漏控制過(guò)程中就不可避免地會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象。我們只能在控制電荷電量和放電形式上下功夫，把靜電控制在不造成危害的范圍內(nèi)：（1）合理設(shè)計(jì)泄漏控制裝置的收油器結(jié)構(gòu)，使靜電放電控制成電暈放電。電暈放電是連續(xù)型的