稀油潤滑系統元件的選擇和計算

稀油潤滑系統元件的選擇和計算

(1)油泵
油泵選擇的太大，則投資大，功率消耗大，不經濟。
油泵選擇太小，則能力不夠，不能滿足潤滑系統的要求，所以應根據潤滑系統的具體工作要求，選擇適合的油泵。
油泵主要是明確工作壓力P和Z大流量Q，并考慮適當的裕量，選定相適應的標準油泵，同時選配電動機。

(2)油箱
實際使用時油箱的油不應裝滿，其容量應控制在油箱高度的(或容積)的 4 ～ 5 ；油箱容量是根據油泵每分鐘排油量的20～25倍來考慮。對軋鋼機液體摩擦軸承及系統中有落水的情況，則應選用兩個油箱，一個工作，另一個進行加熱或冷卻——即調節油溫和沉淀備用，兩個輪換使用。采用兩個油箱時，油箱之間應加連接管，并保障兩者有交替使用的功能。
油箱容量可由下式計算：
v=4×1000·m3
式中 Q泵——系統油泵的額定流量，L/min；t——時間，min；當選一個油箱時，t=18～25
當選兩個油箱時，t=50～60
為了保持潤滑油適當的黏度，需要保持油溫。因此需要對潤滑油的溫度進行控制（加熱或冷卻）。通常夏季油溫保持在30～35℃，冬季保持在35～45℃。油的加熱是在油箱內設置蒸汽蛇形管或電熱元件。
油箱內若裝設蒸汽蛇形管。其管的長度的明確是根據加熱油箱中油需要的總熱量計算出蛇形管加熱所需的面積后，才能明確蛇形管的長度及直徑，計算公式如下：T總＝T1+T2+T3，KJ/h
式中 T1—升高潤滑油溫需要的熱量；
T1=Cg(t2-t1)Q，KJ/h
Q—油箱所裝潤滑油量，按裝滿量的 4 計算，L；
C—潤滑油比熱容，取c＝0.48×4.18～0.5×4.18，KJ/(kg·℃)；
g—潤滑油的容重，g=0.9，kg/L；
t1和t2—潤滑油加熱前和加熱后的溫度，℃；
T2—油箱吸收的熱量。
T2=WC1(t2-t1)，kJ/h
式中 C1—油箱金屬（鋼）的比熱容，取C1＝0.12×4.18，kJ/(kg·℃）；
W—油箱金屬的重量，kg；
T3—加熱時從油箱側壁散失到大氣中的熱量，kJ/h。
T3=KF(t平均-t空氣)，KJ/h
式中 K—油箱壁的傳熱系數；
k=2.2 t平均-t空氣，KJ/(m2·h·℃)；
F—油箱側壁的表面積（一般不計入油箱底面積），m2；
t平均—油的平均溫度，t平均＝t1-t2，℃
t1和t2—潤滑油加熱前和加熱后的平均溫度，℃。
t空氣—周圍空氣的溫度，℃。

根據T總計算蛇形管加熱所需的面積：

式中 K1—蛇形管的傳熱系數，70×4.18～100×4.18kJ/(m2·h·℃)；
t蒸—通入蒸汽的溫度，℃；
t凝—放出蒸汽的溫度，℃。
蛇形管的長度為：

式中 d內—蛇形管的內徑

(3)過濾器
根據潤滑系統或液壓系統提出的要求，明確相適應的過濾器規格和性能。即在滿足規定的過濾精度情況下，使過濾器的通油量（過濾能力）與系統中的輸油量相適應，以保障正常供應。
過濾器的通油量（過濾能力）與過濾前后的壓力差、油的黏度、油的溫度、濾油速度和過濾面積（通油面積）等有關。根據已選定的過濾材料計算過濾面積（應考慮余量），選擇標準規定的過濾器。
油的黏度和溫度（一般20～40℃）直接影響濾油速度。過濾油量按濾油面積和濾油速度明確：
Q過=6VF 或 F=Q過
式中 Q過—過濾能力，應與潤滑系統主油泵的Z大排油量相適應，L/min；
V—濾油速度，m/s；V與油的黏度，進出口壓力差有關，一般情況下，V=0.1～0.25m/s。過濾器
的壓差一般為0.025～0.035MPa，當壓差超過0.05～0.06MPa時，過濾器應進行清洗；

(4)冷卻器

合理選用冷卻器主要是需要的冷卻面積F：

式中 T—熱負荷（為了降低潤滑油溫度需要排除的熱量），kJ/h；
T=Cg(t1-t2)Q泵，kcal/h
Q泵—潤滑油的輸油量（即泵的每1h排量），L/h；
C—潤滑油的比熱容，取C=0.45×4.18～0.5×4.18kJ(kg·℃)
g—潤滑油的容重，取g＝900kg/m3；
t1和t2—潤滑油進和出冷卻器的溫度，℃；一般情況取t4=t3+4，℃；在南方取t3=25℃；北方取t3=20℃；
k—總傳熱系數，kJ/(m2·h·℃），當冷卻器內油的平均流速為0.2～0.3m/s，則
k=100×4.18～130×4.18kJ/(m2·h·℃）。
油冷卻器的實際冷卻面積應比計算所需冷卻面積大10%～15%。
冷卻水消耗量：
Q水=c水·g水·△t，L/h
式中 Q水—冷卻水消耗量，L/h；
T—熱負荷，見式4-30；
C水—水的比熱容，取C水＝4.18kJ/(kg·℃)；
g—水的密度，取g水＝1000kg/m3或1kg/L；
△t—水通過冷卻器的溫度，℃，△t=t4-t3。

通常，冷卻器水管內水的流速為0.785～1.12m/s，冷卻器的阻力損失規定小于0.02MPa。
板式換熱（冷卻）器的計算方法也是一樣，但是目前尚無普遍適用的準數方程，只有通過上述公式近似估算。
板式換熱器接管應保障壓緊板上的進出油（或水）管道在同一側面，油和水的流向相反，以達到對流和充分熱交換。進入冷卻器的冷卻水應采用工業用水，如果使用江河水，需要經過濾和沉淀處理。
在選擇面積時，應從傳熱及壓降方面綜合考慮，若不滿足要求時，需重新估算合理選用，直到滿足為止。 當t1-t4＜2時，平均溫差△tm取算術平均溫差；當t1-t4＞2時，則取對數平均溫差。

(5)油管直徑的選用

式中 d—油管內徑(cm)
Q—油的流量(L/min)
V—油管內油的流速(m/s)
潤滑系統中管路液壓損失計算是按水力學的方法計算管道內的局部阻力損失和靜壓損失。由于管道的液壓損失較小，難于精確計算，通常只作概算。管路的沿程損失一般可取0.05～0.06MPa。

油管內流速與管徑大小參考表

根據上述計算算出的結果，繪制出潤滑系統及管路布置詳圖，并寫出設計報告和總結。