CN112283589A - 液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法 - Google Patents

液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及液压润滑管路领域，具体而言，涉及一种液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法。该方法合理地设计了液压润滑管路运行的各个环节，并且对于支管的冲洗压力和流量进行了合理地分配，对于管路冲洗效果和可能出现的问题具有极强的前瞻性和预见性，有利于对整个冲洗过程的管控，从而强有力地保证最终的冲洗质量，同时也有利于防止冲洗不合格而造成返工，提升冲洗效率。由于应用了清洁度等级和过滤精度的对应关系经验，减少了滤芯精度选择的盲目性；通过以油箱内油液循环20次所需时间，进行在线清洁度检测，有利于提升冲洗效率和降低成本。

Description

液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法
技术领域
本申请涉及液压润滑管路领域，具体而言，涉及一种液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法。
背景技术
液压润滑管路应用领域广泛，在钢铁行业，液压润滑管路常用于对轧机进行冲洗。
目前对于液压润滑管路的研究主要集中在管路施工方法上，例如中国专利CN108950582A，公开了一种厚板搬迁设备液压管路的在线循环酸洗、冲洗方法；中国专利CN103506352A公开了一种轧机液压管道安装油冲洗施工方法；中国专利CN106964612A公开了一种液压主管道油冲洗方法。
但是，这些研究主要是对具体施工方法的总结，并没有对液压润滑管路油冲洗方案的设计进行研究。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法。
本申请提供一种液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法，液压润滑管路包括供油总管、回油总管、多个支管，多个支管包括不同的规格；方法包括：
预设冲洗介质的种类、冲洗温度、供油总管和回油总管的管路长度及管径、冲洗流速，使供油总管和回油总管的雷诺数均大于2320；然后计算供油总管和回油总管的冲洗流量和管路沿程损失；
根据冲洗流量和管路沿程损失选择冲洗泵站；
确定冲洗泵站后，对冲洗流速进行调整，使供油总管、回油总管和最小支管的总的管路沿程损失与冲洗泵站的冲洗压力范围相匹配；
根据最小支管的管路沿程损失，设定其余支管的管路沿程损失，使各个支管的管路沿程损失均基本相等，误差不大于15％；根据每种规格的支管的管路沿程损失计算每种规格的支管的冲洗流速，使每种规格的支管的雷诺数均大于2320；
根据每种规格的支管的冲洗流速，计算每种规格的支管的冲洗流量；并根据供油总管的冲洗流量计算每种规格的支管所能设置的数量。
在本申请的其他实施例中，根据最小支管的管路沿程损失，设定其余支管的管路沿程损失，使各个支管的管路沿程损失均基本相等，误差不大于15％的步骤包括：
为最小规格的支管预设冲洗流速，使最小规格的支管的雷诺数大于2320，根据该预设冲洗流速，计算最小规格的支管的管路沿程损失；然后使其余规格的支管的管路沿程损失与最小规格的支管的管路沿程损失基本相等，误差不大于15％。
在本申请的其他实施例中，确定冲洗泵站后，对冲洗流速进行调整，使供油总管、回油总管和最小支管的总的管路沿程损失与冲洗泵站的冲洗压力范围相匹配的步骤，包括：
调整供油总管的冲洗流速，使供油总管的冲洗流量接近冲洗泵站的额定流量；且使供油总管、回油总管和最小规格支管的总的管路沿程损失接近冲洗泵站的额定压力，误差不大于20％。
在本申请的其他实施例中，根据供油总管的冲洗流量计算每种规格的支管所能设置的数量的步骤，包括：
预设每种规格的支管的数量，用将每种规格的支管的预设数量与对应规格的支管的冲洗流量求积，获得每种规格的支管的冲洗流量，然后将全部规格的支管的冲洗流量求和，如果全部支管的总流量基本等于供油总管的流量，则确定支管的数量，误差不大于10％。
在本申请的其他实施例中，根据冲洗流量和管路沿程损失选择冲洗泵站的步骤，包括：
为最小规格的支管预设冲洗流速，使最小规格的支管的雷诺数大于2320，根据该预设冲洗流速，计算最小规格的支管的管路沿程损失；然后，将供油总管、回油总管和最小支管的总的管路沿程损失与冲洗泵站的冲洗压力范围相比较，选择与总的管路沿程损失匹配的冲洗泵站。
在本申请的其他实施例中，预设冲洗介质的种类、冲洗温度、供油总管和回油总管的管路长度及管径、冲洗流速，使供油总管和回油总管的雷诺数均大于2320的步骤，包括：
选择一种冲洗介质，在冲洗温度下确定冲洗介质的密度、运动粘度，根据公式计算雷诺数，并计算供油总管和回油总管的冲洗流量和管路沿程损失。
在本申请的其他实施例中，冲洗介质的密度、运动粘度通过查冲洗介质温粘曲线获得。
在本申请的其他实施例中，方法还包括：
根据清洁度等级和过滤精度的对应关系，确定液压润滑管路需达到的清洁度等级，并选择滤芯的精度。
在本申请的其他实施例中，方法还包括：
计算冲洗介质循环20次所需的冲洗时间，根据冲洗时间，对液压润滑管路进行在线清洁度检测。
本申请实施例提供的液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法的有益效果包括：
本申请方法合理地设计了液压润滑管路运行的各个环节，并且对于支管的冲洗压力和流量进行了合理地分配，对于管路冲洗效果和可能出现的问题具有极强的前瞻性和预见性，有利于对整个冲洗过程的管控，从而强有力地保证最终的冲洗质量，同时也有利于防止冲洗不合格而造成返工，提升冲洗效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请实施例沿程损失计算exel表格建立示意图；
图2是本申请所用油液温粘曲线示意图；
图3是本申请实施例冲洗所需流量和压力计算示意图；
图4是本申请实施例系统管路示意图；
图5是本申请所用清洁度等级和过滤精度的对应关系示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参照图1～图5，本申请实施方式提供一种液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法。
进一步地，参照图4，上述的液压润滑管路包括供油总管、回油总管、多个支管，多个支管包括不同的规格。
进一步地，该液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法包括以下步骤：
步骤S1、预设冲洗介质的种类、冲洗温度、供油总管和回油总管的管路长度及管径、冲洗流速，使供油总管和回油总管的雷诺数均大于2320；然后计算供油总管和回油总管的冲洗流量和管路沿程损失。
进一步地，预设冲洗介质的种类、冲洗温度、供油总管和回油总管的管路长度及管径、冲洗流速，使供油总管和回油总管的雷诺数均大于2320的步骤，包括：
选择一种冲洗介质，在冲洗温度下确定冲洗介质的密度、运动粘度，根据公式计算雷诺数，并计算供油总管和回油总管的冲洗流量和管路沿程损失。
在本申请一些实施方式中，冲洗油有两种选择：系统工作介质或专用冲洗油。本申请实施方式选择低粘度液压油作为专用冲洗油。进一步可选地，上述的冲洗油的冲洗温度选择60℃～75℃。进一步可选地，上述的冲洗油的冲洗温度选择60℃～70℃。由雷诺数Re＝vd/γ可知，采用低粘度液压油，同时提高油温降低油的粘度，雷诺数可显著提高，冲洗所期望达到的紊流状态易于达到。
进一步地，冲洗介质的密度、运动粘度通过查冲洗介质温粘曲线获得。
在本申请一些实施方式中，上述的冲洗介质选择冲洗油。
进一步可选地，上述的冲洗油选择低粘度液压油作为专用冲洗油。
进一步地，在冲洗介质确定、冲洗温度确定的情况下，通过查冲洗油温粘曲线获得冲洗介质的密度、运动粘度。
示例性地，冲洗油温粘曲线见图2，冲洗油选择46#抗磨液压油，冲洗油温按60℃；通过查阅图2，则冲洗油的密度ρ＝850kg/m3；冲洗油的运动粘度γ＝20mm2/s。
进一步地，确定供油总管和回油总管的管路长度及管径。
冲洗油和冲洗油温的选择对管路沿程损失影响大，因此，确定供油总管和回油总管的管路长度及管径后，对备用冲洗油和冲洗油温进行管路沿程损失验算。
通过确定了冲洗介质的密度、运动粘度、供油总管和回油总管的管路长度及管径，即可以按照相关公式计算相应的参数。
根据相关公式进行计算，若能得到满足冲洗要求的雷诺数(Re>2320)，以及合适的管路沿程损失和冲洗流量q，则可确定冲洗油和冲洗油温，否则重新选用冲洗油和冲洗油温。
其中，雷诺数按照公式(1)计算；
Re＝vd/γ (1)
式(1)中，γ为冲洗介质运动粘度，单位mm2/s，v为冲洗流速，单位m/s；d为管径，单位m；
管路沿程损失按照公式(2)计算；
P＝(ρλLV2)/(2d) (2)
式(2)中，P为管路沿程损失，单位MPa；ρ为冲洗介质密度，单位kg/m3；λ为沿程阻力系数；L为管路长度，单位m；v为冲洗流速，单位m/s；d为管径，单位m；
沿程阻力系数λ按照公式(3)计算；
Re<2320时，λ＝64/Re；
2320<Re<4000时，λ＝0.0025Re1/3；
Re>4000时，λ＝0.0055+0.0055(2000*Δ/d+106/Re)1/3； (3)
式(3)中，Δ为当量粗糙度；d为管径，单位m；
冲洗流量按照公式(4)计算；
q＝vπd2/4 (4)
式(4)中，q为冲洗流量，单位m3/h；v为冲洗流速，单位m/s；d为管径，单位m。
步骤S2、根据冲洗流量和管路沿程损失选择冲洗泵站。
进一步地，根据冲洗流量和管路沿程损失选择冲洗泵站的步骤，包括：
为最小规格的支管预设冲洗流速，使最小规格的支管的雷诺数大于2320，根据该预设冲洗流速，计算最小规格的支管的管路沿程损失；然后，将供油总管、回油总管和最小支管的总的管路沿程损失与冲洗泵站的冲洗压力范围相比较，选择与总的管路沿程损失匹配的冲洗泵站。
在本申请一些实施方式中，冲洗泵站有两种选择：系统工作泵站或专用冲洗泵站。根据上述公式计算供油总管冲洗流量，使流量接近备选冲洗泵站的额定流量，考察供油总管、回油总管和最小支管的总沿程损失，比较备选冲洗泵站的优劣。结合现场施工条件和业主要求，选定合适的冲洗泵站。
示例性地，在本申请一些实施方式中，冲洗泵站有两种选择：系统工作泵站(流量46.8m3/h，压力18MPa)或专用冲洗泵站(流量132m3/h，压力1.6MPa)。按图1，两种选择均可满足雷诺数Re>2320的要求。为提高冲洗效率，需提高φ89供油总管的冲洗流速v，使流量接近46.8m3/h，φ89供油总管、φ114回油总管和φ22最小支管的总沿程损失达1.37MPa，如图2。这对于系统工作泵站没问题，但对于专用冲洗泵站，考虑管路局部损失，承压基本到极限，因此，选用专用冲洗泵站时，流量也不能超过46.8m3/h，否则压力可能超过泵的额定压力1.6MPa，所以，其大流量优势不能发挥。从这个角度看，选用系统工作泵站较优。但出于设备安全考虑，有些业主不允许将系统工作泵站用于冲洗，只能选用专用冲洗泵站。
步骤S3、确定冲洗泵站后，对冲洗流速进行调整，使供油总管、回油总管和最小支管的总的管路沿程损失与冲洗泵站的冲洗压力范围相匹配。
进一步地，确定冲洗泵站后，对冲洗流速进行调整，使供油总管、回油总管和最小支管的总的管路沿程损失与冲洗泵站的冲洗压力范围相匹配的步骤，包括：
调整供油总管的冲洗流速，使供油总管的冲洗流量接近冲洗泵站的额定流量；且使供油总管、回油总管和最小规格支管的总的管路沿程损失接近冲洗泵站的额定压力，误差不大于20％。
步骤S4、根据最小支管的管路沿程损失，设定其余支管的管路沿程损失，使各个支管的管路沿程损失均基本相等，误差不大于15％。根据每种规格的支管的管路沿程损失计算每种规格的支管的冲洗流速，使每种规格的支管的雷诺数均大于2320。
进一步地，根据最小支管的管路沿程损失，设定其余支管的管路沿程损失，使各个支管的管路沿程损失均基本相等，误差不大于15％的步骤包括：
为最小规格的支管预设冲洗流速，使最小规格的支管的雷诺数大于2320，根据该预设冲洗流速，计算最小规格的支管的管路沿程损失；然后使其余规格的支管的管路沿程损失与最小规格的支管的管路沿程损失基本相等，误差不大于15％。
步骤S5、根据每种规格的支管的冲洗流速，计算每种规格的支管的冲洗流量；并根据供油总管的冲洗流量计算每种规格的支管所能设置的数量。
进一步地，根据供油总管的冲洗流量计算每种规格的支管所能设置的数量的步骤，包括：
预设每种规格的支管的数量，用将每种规格的支管的预设数量与对应规格的支管的冲洗流量求积，获得每种规格的支管的冲洗流量，然后将全部规格的支管的冲洗流量求和，如果全部支管的总流量基本等于供油总管的流量，则确定支管的数量，误差不大于10％。
步骤S6、根据清洁度等级和过滤精度的对应关系，确定液压润滑管路需达到的清洁度等级，并选择滤芯的精度。
油液清洁度是决定液压润滑管路运行可靠性和寿命的关键因素。液压润滑管路油冲洗质量决定新的液压润滑管路投入运行时的油液清洁度，是决定液压润滑管路施工成败的关键点之一。通过设定清洁度等级和过滤精度的对应关系经验，减少了滤芯精度选择的盲目性，保证油液清洁，有利于提高液压润滑管路的寿命。
步骤S7、计算冲洗介质循环20次所需的冲洗时间，根据冲洗时间，对液压润滑管路进行在线清洁度检测；
冲洗时间按照公式(5)计算；
H＝20*V/q (5)
式(5)中，H为冲洗时间，单位h；V为冲洗介质的容积，单位m3；q为冲洗流量，单位m3/h。
通过以油箱内油液循环20次所需时间，进行在线清洁度检测，有利于提升冲洗效率和降低成本。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
建立液压润滑管路沿程损失计算exel表格如图1。
冲洗介质为46#抗磨液压油，则冲洗油的密度ρ＝850kg/m3；冲洗油温按60℃，查图2，得油的运动粘度γ＝20mm2/s。将系统主要管路管路长度L和管径d输入exel表格，输入合适的冲洗流速v，可得到满足冲洗要求的雷诺数(Re>2320)，以及对应的管路沿程损失和冲洗流量q，如图1。
冲洗泵站选择专用冲洗泵站(流量132m3/h，压力1.6MPa)。
泵站和总管流量确定后，需确定各支管的压力和流量分配，改变冲洗流速v(总管和各支管分别对应一个冲洗流速v，总管流量确定，各支管流量要分别算，见图3)，在满足Re>2320的前提下，使各支管沿程损失基本相等。根据总管和支管流量，可算出一次冲洗可并联多少支管。如图4所示系统，按图3计算，一次冲洗最多可冲洗9H(9号卧式轧机)和8V(8号立式轧机)两个阀台。同时冲洗这两个阀台时，由于支管总流量48.9>46.8m3/h，φ60支管雷诺数大，其截止阀可开小些，降低些流量通过。
系统设计清洁度等级为NAS7级，按图5，可选用过滤精度为5-10μ的滤芯，从可靠性考虑，选用过滤精度为5μ的滤芯。
采用专用冲洗泵站(流量132m3/h，压力1.6MPa，油箱容积V＝10m3)。如前所述，实际工作流量q不能超过46.8m3/h，冲洗时间4.27h，每隔4-5小时进行在线清洁度检测一次。
现有技术中液压润滑管路原定6天冲洗时间，采用本申请实施例的方法每隔4-5小时进行在线清洁度检测一次，保证了及时发现实际冲洗效果。冲洗4天即提前完成，时间缩短1/3，清洁度第三方检测均达到设计要求。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法，其特征在于，所述液压润滑管路包括供油总管、回油总管、多个支管，所述多个支管包括不同的规格；所述方法包括：
预设冲洗介质的种类、冲洗温度、所述供油总管和所述回油总管的管路长度及管径、冲洗流速，使所述供油总管和所述回油总管的雷诺数均大于2320；然后计算所述供油总管和所述回油总管的冲洗流量和管路沿程损失；
根据所述冲洗流量和所述管路沿程损失选择冲洗泵站；
确定所述冲洗泵站后，对所述冲洗流速进行调整，使所述供油总管、所述回油总管和最小支管的总的管路沿程损失与所述冲洗泵站的冲洗压力范围相匹配；
根据所述最小支管的管路沿程损失，设定其余支管的管路沿程损失，使各个支管的管路沿程损失均基本相等，误差不大于15％；根据每种规格的支管的管路沿程损失计算每种规格的支管的冲洗流速，使每种规格的支管的雷诺数均大于2320；
根据每种规格的支管的冲洗流速，计算每种规格的支管的冲洗流量；并根据所述供油总管的冲洗流量计算每种规格的支管所能设置的数量。
2.根据权利要求1所述的液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法，其特征在于，
所述根据所述最小支管的管路沿程损失，设定其余支管的管路沿程损失，使各个支管的管路沿程损失均基本相等，误差不大于15％的步骤包括：
为最小规格的支管预设冲洗流速，使最小规格的支管的雷诺数大于2320，根据该预设冲洗流速，计算所述最小规格的支管的管路沿程损失；然后使其余规格的支管的管路沿程损失与所述最小规格的支管的管路沿程损失基本相等，误差不大于15％。
3.根据权利要求1所述的液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法，其特征在于，
所述确定所述冲洗泵站后，对所述冲洗流速进行调整，使所述供油总管、所述回油总管和最小支管的总的管路沿程损失与所述冲洗泵站的冲洗压力范围相匹配的步骤，包括：
调整所述供油总管的冲洗流速，使所述供油总管的冲洗流量接近所述冲洗泵站的额定流量；且使所述供油总管、所述回油总管和最小规格支管的总的管路沿程损失接近所述冲洗泵站的额定压力，误差不大于20％。
4.根据权利要求1所述的液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法，其特征在于，
所述根据供油总管的冲洗流量计算每种规格的支管所能设置的数量的步骤，包括：
预设每种规格的支管的数量，用将每种规格的支管的预设数量与对应规格的支管的冲洗流量求积，获得每种规格的支管的冲洗流量，然后将全部规格的支管的冲洗流量求和，如果全部支管的总流量基本等于供油总管的流量，则确定支管的数量，误差不大于10％。
5.根据权利要求1所述的液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法，其特征在于，
所述根据所述冲洗流量和所述管路沿程损失选择冲洗泵站的步骤，包括：
为最小规格的支管预设冲洗流速，使最小规格的支管的雷诺数大于2320，根据该预设冲洗流速，计算所述最小规格的支管的管路沿程损失；然后，将所述供油总管、所述回油总管和最小支管的总的管路沿程损失与所述冲洗泵站的冲洗压力范围相比较，选择与所述总的管路沿程损失匹配的冲洗泵站。
6.根据权利要求1-5任一项所述的液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法，其特征在于，
所述预设冲洗介质的种类、冲洗温度、所述供油总管和所述回油总管的管路长度及管径、冲洗流速，使所述供油总管和所述回油总管的雷诺数均大于2320的步骤，包括：
选择一种冲洗介质，在所述冲洗温度下确定所述冲洗介质的密度、运动粘度，根据公式计算所述雷诺数，并计算所述供油总管和所述回油总管的冲洗流量和管路沿程损失。
7.根据权利要求6所述的液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法，其特征在于，
所述冲洗介质的密度、运动粘度通过查冲洗介质温粘曲线获得。
8.根据权利要求1所述的液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据清洁度等级和过滤精度的对应关系，确定所述液压润滑管路需达到的清洁度等级，并选择滤芯的精度。
9.根据权利要求1所述的液压润滑管路冲洗压力和流量分配方法，其特征在于，所述方法还包括：
计算所述冲洗介质循环20次所需的冲洗时间，根据所述冲洗时间，对所述液压润滑管路进行在线清洁度检测。
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