液壓油箱設計

1、液壓油箱設計1.2.1 油箱容積的計算油箱必須有足夠大的容量, 以保證系統(tǒng)工作時能保持一定的液位高度, 對于管路較長的系統(tǒng), 還應考慮液壓系統(tǒng)停止工作時能容納油液自由流回油箱時的容量; 此外 ,還應考慮沉淀雜質(zhì), 分離水、氣和散熱等方面的效果。(1) 根據(jù)經(jīng)驗, 油箱有效容量一般為泵每分鐘流量的3 倍 7倍。對于固定設備而言 , 空間、面積不受限制, 應采用較大的容量; 而對于行走機械和冷卻效果比較好的設備 , 油箱的容量可選擇小些。(2) 油箱容量大小可以從散熱角度設計, 先計算出發(fā)熱量和散熱量, 再從熱平衡角度計算出油箱容積。在進行油箱中液體的熱平衡計算時, 我們假設液壓傳動系統(tǒng)的能量損失

2、全部都轉為熱能用于加熱工作液體, 而工作液體所吸收的熱量, 又僅依靠油箱向周圍環(huán)境散發(fā)。這時，液體溫度T為:T=T0+HKA(1-e -KAt/cm)。式中:T0 環(huán)境溫度,K;H液壓系統(tǒng)單位時間的發(fā)熱量,W,H?N(1-4),其中為N為功率，刀為效率；K油箱的散熱系數(shù),W/ (m2?K);A油箱的散熱面積,m2;c 液體的比熱容, 對于礦物油c=1 675J/(kg?K) 2 093J/ (kg?K);m油箱內(nèi)7體的質(zhì)量，kg;, s。式 中的K在通風不良時取8W/ (m2?K) 9W/(m2?K),通風良好時取15W/(m2?K),風扇冷卻時取23W/ (m2?K),循環(huán)水冷卻時取110W

3、/ (m2?K) 174W/ (m2?K)。從理論上講，只有當t?時，油箱中液體的溫度才能達到絕對平衡狀態(tài)，此時溫度為其最高溫度Tmax,即:Tmax=T0+HKA如果限制油箱中液溫的最大值Tmax?T, 那么所需油箱的最小散熱面積Amin 為 :Amin=HK(T-T0) 。(2)通常在設計時, 可取 T =60?65?, 即 T?333K338K。如油箱尺寸的高、寬、長之比為1?1?11?2?3, 油面高度達油箱高度的80%時 , 油箱靠自然冷卻, 系統(tǒng)保持在允許溫度T以下時 , 油箱散熱面積可用下列近似公式計算:A?6.663V2。式中:V 油箱的散熱體積，m3 o當取K=15W/ (m

4、2?K)時,令A=Amin,則油箱散熱的最小體積：Vmin?(HT- T0)3 x 10-3。(3)1.2.2 箱體結構的設計油箱箱體結構的設計應遵循以下幾點:? 根據(jù)油箱自然散熱的最小體積, 適當?shù)剡x取長、寬、高的尺寸;?油箱的底部離地面150mmz上，以便于搬移、放油和散熱;?壁板的厚度應考慮油箱容積的大小及實際工況, 在條件允許的情況下, 盡量選薄些,以減輕油箱重量;?底板由于承受油箱內(nèi)液體的重量, 需要加厚 , 在容積較小時, 可以選擇與壁板等厚, 但為了保證底板在承受重力時不致變形, 底板必須加筋, 為便于清理油液 , 底板要有適當?shù)男倍??設置隔板將吸油區(qū)、回油區(qū)分開, 使液流按一

5、定方向流動 , 將油液流動中的氣泡與雜質(zhì)分離和沉淀, 以提高散熱效果, 隔板高度不得低于液面高度的3/4;? 油箱的排油口與回油口之間的距離應盡可能遠些, 管口都應插入最低液面之下, 以免發(fā)生吸空和回油沖濺產(chǎn)生氣泡, 管口制成45?的斜角, 以增大吸油及出油的截面, 使油液流動時速度變化不致過大, 管口應面向箱壁, 吸油管距箱距離H?2D（D為管徑），距箱邊？3D,回油管距箱底距離h?3D;?為使換油時油液和污物能順利地從放油孔流出, 放油孔設置在油箱底部最低的位置;?考慮到清洗換油的方便 , 設置人孔, 以便于油箱內(nèi)沉淀物的定期清理。1.2.3 箱蓋的設計箱蓋的結構型式有兩種: 與箱體焊接為

6、一體型和大揭蓋型。但不論哪種型式, 合理選取頂板的厚度值至關重要。根據(jù)液壓系統(tǒng)布置型式, 泵組布置有旁置式和上置式等。若泵組布置為上置式, 則必須考慮頂板在受泵組重力作用時不發(fā)生彎曲變形。因此, 應根據(jù)受力平衡選取頂板厚度。頂板上主要承受彎曲變形, 正應力的最大值為 :（T max=（6Pa/bh2）?。（4）式中 : P 頂板上所放置泵組的重力 , N;a頂板上所放置泵組至箱邊的距離，mm;b頂板寬度,mm;h頂板厚度,mm;a鋼板材料的彎曲許用應力，N/mm2。從而可得出頂板的厚度h為:h?6Pab。2箱體結構的改進2.1 人孔蓋結構的改進國外的油箱人孔蓋開在油箱頂部, 觀測和清理油箱比較困難。因此, 將人孔開在箱體側面, 在側板上焊一塊法蘭, 將人孔蓋用螺栓固定其上, 這樣就增加了箱體的重量。后來經(jīng)過改進, 將螺栓直接焊在側板上, 再將人孔蓋固定上去, 這樣既減輕了箱體重量又保證了其密封性能的完好。但在一些需要觀測油箱內(nèi)部的情況下, 這種金屬悶蓋結構觀測