閉式液壓泵與原動(dòng)機(jī)的匹配計(jì)算

1、ISSN 10052763 CN431215/ID礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)第25卷第3期MINING R&D,V01.25,No.32005年6月 Jun.2005閉式液壓泵與原動(dòng)機(jī)的匹配計(jì)算李榮湘(湖南路橋建設(shè)集團(tuán)公司, 湖南長(zhǎng)沙410004摘要:討論了閉式液壓泵與原動(dòng)機(jī)之間的功率匹配和扭矩 匹配問(wèn)題,導(dǎo)出了相應(yīng)的計(jì)算公式,得出了在確定閑式泵輸 入功率時(shí)補(bǔ)油壓力越高則所需驅(qū)動(dòng)功率越小和原動(dòng)機(jī)與液 壓泵的匹配應(yīng)以扭矩匹配為先決條件等重要結(jié)論,為正確設(shè) 計(jì)閉式液壓泵與原動(dòng)機(jī)的匹配提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞:閉式液壓系統(tǒng)泵;原動(dòng)機(jī);功率匹配;扭矩匹配中圖分類(lèi)號(hào):THl37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10052763(2

2、00503005102The Matching Calculation of Pump and PrimeMover in Closed Hydraulic SystemLi Rongxiang(Hunan Road&Bridge Constructing Group Company Ltd, Changsha,Hunan410004,ChinaAbstract:In this paper,the problems of power matching and torque matching of pump and prime mover in closed hydraulic system f

3、ire discussed,and the corresponding calculation expres sions are derived.Some important conclusions are drawn,that fife,the oilreplenishment pressure is more high,but the nee-ded driving power is more low when determining the input power of pump for closed hydraulic system,and the torsion matching o

4、f pump and prime mover shouldbe took as the precondition for the matching primemover with pump in closed hydraulic system, this provides the basis for properly designing the match of the pump and prime mover.KeyWords:Closed hydraulic system,Pump,Prime mover, Power matching,Torque matching閉式液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械

5、中得到了日益廣泛的 應(yīng)用,其中多數(shù)液壓系統(tǒng)與原動(dòng)機(jī)之間的匹配較好, 但也有一些在匹配上存在問(wèn)題,如功率過(guò)?；蚬β?不足、扭矩不匹配等,特別是原動(dòng)機(jī)為內(nèi)燃機(jī)時(shí),其 匹配存在的問(wèn)題更為突出。下面就這種匹配計(jì)算方 面的問(wèn)題提出一些見(jiàn)解。1驅(qū)動(dòng)功率的匹配從文獻(xiàn)1可知,液壓泵所需驅(qū)動(dòng)功率的通用 計(jì)算公式為:M=器 (1 式中:札液壓泵輸入功率,即所需的原動(dòng)機(jī)功 率,kW;p液壓泵進(jìn)、出油口之間的壓差值,MPa; Q。液壓泵的理論輸出流量,L/rain;叼。液壓泵的機(jī)械效率,一般取叼。=0.98。 公式(1也可以寫(xiě)成如下形式:Ni=60a77p。Q仇(2 式中:Q液壓泵的實(shí)際輸出流量,L/min;77,液

6、壓泵的容積效率,一般取叼,=0.93 0.97,齒輪泵取低值,柱塞泵取高值。由于實(shí)際輸出流量Q和容積效率田。不易獲得, 而Q。值可以從樣本資料中查得,機(jī)械效率77。的值 也基本不變,故用公式(1來(lái)計(jì)算輸出功率更為方 便。但需要指出的是在不少有關(guān)液壓機(jī)械的資料 中,把公式(1和(2之間的一些參數(shù)混用,從而導(dǎo) 致計(jì)算出的輸入功率存在差異。在閉式液壓系統(tǒng)中,由于閉式泵的進(jìn)油口壓力 為補(bǔ)油壓力,故:p=P主一P補(bǔ) (3 式中:卸液壓泵進(jìn)、出油口之間的壓差值,MPa; P豐主泵出油口壓力,MPa;P補(bǔ)輔助泵提供的補(bǔ)油壓力,MPa。因此札=器+警 式中:Q豐閉式泵的主泵理論輸出流量,L/min; Q補(bǔ)閉式

7、泵的輔助泵的理論輸出流量, L/min。Ni。石石硫n(P主一尸樸q主+尸補(bǔ)q補(bǔ)(5收稿日期:20040512作者簡(jiǎn)介:李榮湘(1965一,男,湖南長(zhǎng)沙人,工程師,主要從事設(shè)備管理工作52礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)式中:g豐主泵的排量,ml/r;%輔助泵的排量,ml/r。n泵的轉(zhuǎn)速,r/min。就一般閉式泵生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品而言,有q補(bǔ)= (0.150.28q主,取q補(bǔ)=0.2q主,則由公式(5可以 得到:Ni 2面最g主(P主乩8尸補(bǔ) (6 由公式(6可見(jiàn),補(bǔ)油壓力越高,則閉式泵所需 的驅(qū)動(dòng)功率越小。下面通過(guò)實(shí)例來(lái)了解補(bǔ)油壓力對(duì) 驅(qū)動(dòng)功率的影響程度。已知g主=125ml/r,g補(bǔ)=28ml/r,P主=25

8、MPa,P補(bǔ)=1MPa,凡=1650r/min,取7。=0.98,貝0由 公式(5可以計(jì)算得出Ni=85kW。若將補(bǔ)油壓力 提高到2.5MPa,則同樣可以計(jì)算得出Ni一81kW。 由此可見(jiàn),補(bǔ)油壓力提高到1.5MPa后,導(dǎo)致所需輸 入功率下降了4kW,其功率變化的程度為補(bǔ)油壓力 每增加1MPa,則輸人功率降低約3%4%。2驅(qū)動(dòng)扭矩的匹配由于原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與液壓泵的額定速度不同, 有時(shí)滿(mǎn)足功率匹配要求的系統(tǒng)可能扭矩不匹配,特 別是對(duì)輸出扭矩變化的內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō),扭矩匹配更是 一個(gè)不容忽視的問(wèn)題,否則會(huì)造成功率過(guò)剩或功率 不足等問(wèn)題,嚴(yán)重時(shí)無(wú)法正常工作。已知驅(qū)動(dòng)液壓泵所需的扭矩M。為:蛑=而15瓦9(P

9、主一蹦g主+P補(bǔ)州(7 設(shè)原動(dòng)機(jī)的額定功率為化,轉(zhuǎn)速為凡,機(jī)械效率 為叼。,則有效輸出扭矩絲為:_7、,絲=9550叼。 (8 由功率匹配知,也N。取也=Ni,則:_7vMe=9550毫。 (9(上接第50頁(yè)3張玉衡,等.火力發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)址選擇與總體布置M.北京:水利 電力出版社,1983,12.4張國(guó)輔.礦山井下煤倉(cāng)與礦倉(cāng)M.北京:煤炭工業(yè)出版社, 1983,1.5鄒在邦,等.建井通風(fēng)與安全M.北京:煤炭工業(yè)出版社, 1986.9.將(5代人上式得:托=9550面赫(P主一P補(bǔ)g主+P種補(bǔ)若要原動(dòng)機(jī)與油泵的扭矩匹配,則須:絲坂 (10 即淼主w胗1三 里 一主 一P 補(bǔ) 主 尸 補(bǔ)g 補(bǔ) /m。

10、、主 補(bǔ)71主 一樸Y補(bǔ)。 將上式化簡(jiǎn)后,得:叼。l (11 式(11表明,需要原動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率叼。1才 能滿(mǎn)足扭矩匹配的要求,這顯然是不可能的,這也說(shuō) 明總是以滿(mǎn)足功率匹配即為滿(mǎn)足要求的做法是不對(duì) 的,至少是牽強(qiáng)的。今后在原動(dòng)機(jī)與液壓泵匹配設(shè) 計(jì)時(shí),應(yīng)以滿(mǎn)足扭矩匹配作為先決條件。另一方面,在進(jìn)行扭矩匹配時(shí)要考慮內(nèi)燃機(jī)的 變扭矩特性,要在可能工作的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行扭矩 驗(yàn)算,否則會(huì)出現(xiàn)某一轉(zhuǎn)速下能滿(mǎn)足要求,而改變轉(zhuǎn) 速時(shí)可能導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)超載的現(xiàn)象。要求在任意工作 點(diǎn)上的扭矩不過(guò)載,否則會(huì)出現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載后降速 或熄火,導(dǎo)致油耗增加或根本不能工作。3結(jié) 論(1在確定閉式泵輸入功率時(shí)要考慮補(bǔ)油壓力 的影

11、響,補(bǔ)油壓力越高則所需驅(qū)動(dòng)功率越小。(2原動(dòng)機(jī)與液壓泵的匹配應(yīng)以扭矩匹配為先 決條件,滿(mǎn)足扭矩匹配則滿(mǎn)足功率匹配。(3原動(dòng)機(jī)為內(nèi)燃機(jī)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算工作范圍內(nèi)各點(diǎn) 的扭矩,以防止超限引起的降速或熄火。參考文獻(xiàn):1雷天覺(jué),主編.液壓工程手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版 社。1990.6吳中立.礦井通風(fēng)與安全M.徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社, 1984,12.7王豐.液體和氣體的熱物理性質(zhì)表M北京:科學(xué)出版社, 1982,4.8淮南煤炭學(xué)院,等.礦井地質(zhì)及礦井水文地質(zhì)M.北京:煤炭 工業(yè)出版社,1979,5. 閉式液壓泵與原動(dòng)機(jī)的匹配計(jì)算作者:李榮湘 , Li Rongxiang作者單位:湖南路橋建設(shè)集團(tuán)公司,湖南,長(zhǎng)沙,410004刊名:礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā) 英文刊名:MINING RESEARCH AND DEVELOPMENT年,卷(期:2005,25(3被引用次數(shù):4次參考文獻(xiàn)(1條1. 雷天覺(jué) 液壓工程手冊(cè) 1990引證文獻(xiàn)(4條1. 陳逢雷 . 趙靜一 . 耿冠杰 . 高建輝 分體運(yùn)輸平臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分析及其功率匹配 期刊論文-中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào) 2010(