液壓挖掘機散熱器管片式油散的設計及應用
一、油散(san)的選型(xing)配置：
目(mu)前(qian)，散(san)(san)(san)熱(re)(re)器(qi)(qi)型式(shi)比較(jiao)多，國外由于散(san)(san)(san)熱(re)(re)材(cai)料比較(jiao)過(guo)關，工(gong)藝比較(jiao)先進，工(gong)程(cheng)機(ji)械多采(cai)用管(guan)片式(shi)油散(san)(san)(san)或(huo)其延伸產品，如日(ri)本(ben)，韓國，美國等(deng)。其優點是結(jie)構(gou)簡單，制造方便(bian)，容易實(shi)現流水線生產，且(qie)風阻(zu)較(jiao)小，容易清洗(xi)，方便(bian)布置等(deng)，但(dan)材(cai)料性能(neng)要求較(jiao)高。我國受基礎產業限(xian)制，工(gong)程(cheng)機(ji)械用油散(san)(san)(san)多采(cai)用鋁(lv)制板(ban)翅式(shi)風冷(leng)(leng)(leng)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)器(qi)(qi)。我公司(si)的(de)挖掘(jue)機(ji)也選(xuan)用鋁(lv)制板(ban)翅式(shi)風冷(leng)(leng)(leng)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)器(qi)(qi)，該冷(leng)(leng)(leng)卻(que)器(qi)(qi)每(mei)兩層(ceng)油板(ban)間裝設橫向(xiang)或(huo)縱向(xiang)的(de)波(bo)浪形散(san)(san)(san)熱(re)(re)翅片板(ban)(厚度(du)為0.2~0.3mm的(de)鋁(lv)片)結(jie)構(gou)，以增加局部(bu)散(san)(san)(san)熱(re)(re)系數和(he)散(san)(san)(san)熱(re)(re)面積(ji)(ji)(散(san)(san)(san)熱(re)(re)面積(ji)(ji)可(ke)達光(guang)管(guan)的(de)8~10倍)，為防(fang)塵，外部(bu)裝濾(lv)網。翅片式(shi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)器(qi)(qi)的(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)效果(guo)比其他冷(leng)(leng)(leng)卻(que)器(qi)(qi)提高數倍，體積(ji)(ji)和(he)重量(liang)相對減小許多，其冷(leng)(leng)(leng)卻(que)效果(guo)好、結(jie)構(gou)緊湊、體積(ji)(ji)小強度(du)高。翅片式(shi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)器(qi)(qi)采(cai)用鋁(lv)片，不(bu)僅造價低，而且(qie)不(bu)易生銹，但(dan)風阻(zu)大、易堵(du)塞(sai)、難(nan)清洗(xi)。
二、油(you)散的(de)選型計(ji)算(suan)：
油(you)(you)散(san)(san)的(de)(de)(de)計算主要是根(gen)據熱交(jiao)換量確定(ding)所需的(de)(de)(de)散(san)(san)熱面積(ji)，油(you)(you)散(san)(san)的(de)(de)(de)散(san)(san)熱功率P2應等(deng)于系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)發熱功P與(yu)油(you)(you)箱(xiang)、管(guan)路等(deng)元件(jian)的(de)(de)(de)散(san)(san)熱功率之差，本計算不(bu)考慮油(you)(you)箱(xiang)、管(guan)路等(deng)的(de)(de)(de)散(san)(san)熱，同時忽系(xi)(xi)統(tong)溢流(liu)損失，并假設冷卻(que)進(jin)出風量足夠(gou)。
為平衡(heng)油溫，冷(leng)卻(que)器(qi)的熱交換量等于(yu)液壓(ya)油放出的熱量
液壓油放出的熱量(liang)計算：
P2=CQP (t2-t1)
油液的出口溫度
油液的進口溫度
油的密度
油的流量
油的比熱容
式中：c=1675～2093J/(kg.K)取c=2000J/(kg.K)
Q=2×230L/min
p=900kg/m3
t2-t1=2℃取進出油的溫(wen)差為(wei)2℃
計(ji)算(suan)得p2=26.9Kw
油散的散熱面積計算：A=
K——油散的(de)傳熱系(xi)數(shu)，K=30～350W/(m2.K)取K=50W/(m2.K)
△tm——油(you)和(he)風(feng)之間的平均溫(wen)差
△tm= -
式中：t1——液壓油進口溫度，根據(ju)系統(tong)發熱情況確定
t2——液壓油出口溫度(du)，根(gen)據系統對油溫的控制要(yao)求確定
t1——冷卻風(feng)進口溫度(du)，一般為環(huan)境溫度(du)
t2——冷卻風出口溫(wen)度
△tm= ℃-℃ =19℃
計算得出：A=28-3m2
在計算所需的散(san)熱(re)面(mian)積后(hou)，根據(ju)JB/t7261-94《鋁制板翅式換熱(re)器技術(shu)條件》制造和驗收標準選用(yong)油(you)散(san)規格型號，再結合(he)油(you)散(san)的外部尺(chi)寸(cun)等(deng)要求(qiu)確定平板的片(pian)數等(deng)。
油散的主要(yao)性能(neng)參數如下：
①油液流(liu)量(liang)Q=2×230L/min;
②風(feng)側(ce)冷(leng)卻面積S=50m2;
③油(you)側工作壓力p=1.2Mpa;
④油側壓力損失≤0.15Mpa
主要(yao)技術要(yao)求(qiu)如下：
①各焊(han)縫須焊(han)透，不得有(you)氣(qi)孔和裂(lie)紋，成型美觀(guan)，外表無嚴重磕碰劃傷;
②強度試驗水(shui)壓2.4Mpa，歷(li)時30min不泄露;
③氣密(mi)性試驗氣壓(ya)1.6Mpa，歷時5mn不泄露;
④空氣濾網網孔(kong)2mm，鋼絲直徑0.4mm;
⑤包裝前徹底清除污(wu)垢(gou)和(he)碎片(pian)，吹干內部，管口封口。
三、油散(san)的安裝：
油散采用(yong)強制風冷方式，借助發動(dong)機(ji)風扇(shan)冷卻(que)。將油散和發動(dong)機(ji)散熱(re)水箱組合在一(yi)起，便于固定(ding)安(an)裝(zhuang)，有效(xiao)節(jie)省挖掘(jue)(jue)機(ji)轉(zhuan)臺上部空間(jian)，可(ke)(ke)以達到預計冷卻(que)效(xiao)果。對于一(yi)些大功率(lv)工(gong)程機(ji)械，如30t以上級挖掘(jue)(jue)機(ji)，也可(ke)(ke)以用(yong)液壓馬(ma)達驅動(dong)風扇(shan)，對油散單獨冷卻(que)。
四、油散的使用及改進：
2002年，投放市場的(de)(de)WY系列產(chan)品。夏季施(shi)(shi)工時，由(you)于(yu)環(huan)(huan)境(jing)溫(wen)度(du)(du)過(guo)(guo)高，導致油(you)(you)(you)溫(wen)上升，有(you)些(xie)用(yong)戶(hu)反饋(kui)油(you)(you)(you)液(ye)溫(wen)度(du)(du)過(guo)(guo)高，也(ye)發(fa)生過(guo)(guo)系統回油(you)(you)(you)單向閥堵塞或回油(you)(you)(you)壓力(li)過(guo)(guo)高、油(you)(you)(you)散(san)本身(shen)質(zhi)量(liang)差等(deng)(deng)原因造(zao)成(cheng)油(you)(you)(you)散(san)開裂，我們(men)(men)針對這一問題(ti)進行了(le)原因分(fen)析和(he)(he)質(zhi)量(liang)改進，在設計(ji)中通過(guo)(guo)優(you)化管路等(deng)(deng)系統設計(ji)降低油(you)(you)(you)液(ye)發(fa)熱(re)(re)、利用(yong)油(you)(you)(you)箱(xiang)充分(fen)散(san)熱(re)(re)、優(you)選(xuan)配套廠家等(deng)(deng)措施(shi)(shi)以控制油(you)(you)(you)溫(wen)，另外，因油(you)(you)(you)散(san)、水(shui)(shui)扇相連，有(you)部(bu)分(fen)用(yong)戶(hu)反饋(kui)發(fa)動機水(shui)(shui)箱(xiang)的(de)(de)散(san)熱(re)(re)效(xiao)果(guo)不好，有(you)些(xie)水(shui)(shui)箱(xiang)溫(wen)度(du)(du)很高、經常“開鍋”，今年上半年我們(men)(men)結合(he)(he)水(shui)(shui)箱(xiang)問題(ti)綜合(he)(he)考(kao)慮又對油(you)(you)(you)散(san)熱(re)(re)器(qi)本身(shen)結構(gou)作了(le)改進和(he)(he)試(shi)用(yong)，采(cai)用(yong)薄型油(you)(you)(you)散(san)熱(re)(re)器(qi)，以減小風扇吸風阻力(li)、增強空(kong)氣流通和(he)(he)循環(huan)(huan)，經市場使用(yong)反饋(kui)良好，我們(men)(men)下一步擬對發(fa)動機水(shui)(shui)箱(xiang)和(he)(he)油(you)(you)(you)散(san)的(de)(de)匹配進行設計(ji)改進和(he)(he)試(shi)驗，目的(de)(de)是為了(le)更進一步的(de)(de)提高水(shui)(shui)散(san)、油(you)(you)(you)散(san)的(de)(de)散(san)熱(re)(re)效(xiao)果(guo)。
