稀油润滑系统元件的选择和计算

稀油润滑系统元件的选择和计算

(1)油泵
油泵选择的太大，则投资大，功率消耗大，不经济。
油泵选择太小，则能力不够，不能满足润滑系统的要求，所以应根据润滑系统的具体工作要求，选择适合的油泵。
油泵主要是明确工作压力P和最大流量Q，并考虑适当的裕量，选定相适应的标准油泵，同时选配电动机。

(2)油箱
实际使用时油箱的油不应装满，其容量应控制在油箱高度的(或容积)的 4 ～ 5 ；油箱容量是根据油泵每分钟排油量的20～25倍来考虑。对轧钢机液体摩擦轴承及系统中有落水的情况，则应选用两个油箱，一个工作，另一个进行加热或冷却——即调节油温和沉淀备用，两个轮换使用。采用两个油箱时，油箱之间应加连接管，并保障两者有交替使用的功能。
油箱容量可由下式计算：
v=4×1000·m3
式中 Q泵——系统油泵的额定流量，L/min；t——时间，min；当选一个油箱时，t=18～25
当选两个油箱时，t=50～60
为了保持润滑油适当的黏度，需要保持油温。因此需要对润滑油的温度进行控制（加热或冷却）。通常夏季油温保持在30～35℃，冬季保持在35～45℃。油的加热是在油箱内设置蒸汽蛇形管或电热元件。
油箱内若装设蒸汽蛇形管。其管的长度的明确是根据加热油箱中油需要的总热量计算出蛇形管加热所需的面积后，才能明确蛇形管的长度及直径，计算公式如下：T总＝T1+T2+T3，KJ/h
式中 T1—升高润滑油温需要的热量；
T1=Cg(t2-t1)Q，KJ/h
Q—油箱所装润滑油量，按装满量的 4 计算，L；
C—润滑油比热容，取c＝0.48×4.18～0.5×4.18，KJ/(kg·℃)；
g—润滑油的容重，g=0.9，kg/L；
t1和t2—润滑油加热前和加热后的温度，℃；
T2—油箱吸收的热量。
T2=WC1(t2-t1)，kJ/h
式中 C1—油箱金属（钢）的比热容，取C1＝0.12×4.18，kJ/(kg·℃）；
W—油箱金属的重量，kg；
T3—加热时从油箱侧壁散失到大气中的热量，kJ/h。
T3=KF(t平均-t空气)，KJ/h
式中 K—油箱壁的传热系数；
k=2.2 t平均-t空气，KJ/(m2·h·℃)；
F—油箱侧壁的表面积（一般不计入油箱底面积），m2；
t平均—油的平均温度，t平均＝t1-t2，℃
t1和t2—润滑油加热前和加热后的平均温度，℃。
t空气—周围空气的温度，℃。

根据T总计算蛇形管加热所需的面积：

式中 K1—蛇形管的传热系数，70×4.18～100×4.18kJ/(m2·h·℃)；
t蒸—通入蒸汽的温度，℃；
t凝—放出蒸汽的温度，℃。
蛇形管的长度为：

式中 d内—蛇形管的内径

(3)过滤器
根据润滑系统或液压系统提出的要求，明确相适应的过滤器规格和性能。即在满足规定的过滤精度情况下，使过滤器的通油量（过滤能力）与系统中的输油量相适应，以保障正常供应。
过滤器的通油量（过滤能力）与过滤前后的压力差、油的黏度、油的温度、滤油速度和过滤面积（通油面积）等有关。根据已选定的过滤材料计算过滤面积（应考虑余量），选择标准规定的过滤器。
油的黏度和温度（一般20～40℃）直接影响滤油速度。过滤油量按滤油面积和滤油速度明确：
Q过=6VF 或 F=Q过
式中 Q过—过滤能力，应与润滑系统主油泵的最大排油量相适应，L/min；
V—滤油速度，m/s；V与油的黏度，进出口压力差有关，一般情况下，V=0.1～0.25m/s。过滤器
的压差一般为0.025～0.035MPa，当压差超过0.05～0.06MPa时，过滤器应进行清洗；

(4)冷却器

合理选用冷却器主要是需要的冷却面积F：

式中 T—热负荷（为了降低润滑油温度需要排除的热量），kJ/h；
T=Cg(t1-t2)Q泵，kcal/h
Q泵—润滑油的输油量（即泵的每1h排量），L/h；
C—润滑油的比热容，取C=0.45×4.18～0.5×4.18kJ(kg·℃)
g—润滑油的容重，取g＝900kg/m3；
t1和t2—润滑油进和出冷却器的温度，℃；一般情况取t4=t3+4，℃；在南方取t3=25℃；北方取t3=20℃；
k—总传热系数，kJ/(m2·h·℃），当冷却器内油的平均流速为0.2～0.3m/s，则
k=100×4.18～130×4.18kJ/(m2·h·℃）。
油冷却器的实际冷却面积应比计算所需冷却面积大10%～15%。
冷却水消耗量：
Q水=c水·g水·△t，L/h
式中 Q水—冷却水消耗量，L/h；
T—热负荷，见式4-30；
C水—水的比热容，取C水＝4.18kJ/(kg·℃)；
g—水的密度，取g水＝1000kg/m3或1kg/L；
△t—水通过冷却器的温度，℃，△t=t4-t3。

通常，冷却器水管内水的流速为0.785～1.12m/s，冷却器的阻力损失规定小于0.02MPa。
板式换热（冷却）器的计算方法也是一样，但是目前尚无普遍适用的准数方程，只有通过上述公式近似估算。
板式换热器接管应保障压紧板上的进出油（或水）管道在同一侧面，油和水的流向相反，以达到对流和充分热交换。进入冷却器的冷却水应采用工业用水，如果使用江河水，需要经过滤和沉淀处理。
在选择面积时，应从传热及压降方面综合考虑，若不满足要求时，需重新估算合理选用，直到满足为止。 当t1-t4＜2时，平均温差△tm取算术平均温差；当t1-t4＞2时，则取对数平均温差。

(5)油管直径的选用

式中 d—油管内径(cm)
Q—油的流量(L/min)
V—油管内油的流速(m/s)
润滑系统中管路液压损失计算是按水力学的方法计算管道内的局部阻力损失和静压损失。由于管道的液压损失较小，难于精确计算，通常只作概算。管路的沿程损失一般可取0.05～0.06MPa。

油管内流速与管径大小参考表

根据上述计算算出的结果，绘制出润滑系统及管路布置详图，并写出设计报告和总结。