开式液压油箱设计方法.docVIP

开式液压油箱设计方法? 　　液压系统设计时，往往在系统原理及管路的配置上花费很多精力，但在液压油箱的设计时，很少有人去精心地设计，导致这样那样的不适用，从而影响系统性能的充分发挥。比如：如果油箱容积小了，系统运行一段时间后油温过高，油的粘度下降，泄漏增加；吸油滤油器配置不当，导致液压泵吸油不畅，泵易吸空，噪声大，易损坏等等。本文详细论述了如何确定油箱容积，如何配置油箱附件，并介绍了结构简单、易加工的一种油箱。１ 油箱容量的确定　　油箱容量包括油液容量和空气容量。油液容量是指油箱中的油液最多时，即液面在液位计的上刻度线时的油液体积。在最高液面以上要留出等于油液容量１０％～１５％的空气容量。１．１ 根据经验初步确定　　按经验，固定设备用油箱的油液容量应是系统液压泵流量的３～５倍，行走设备为　０．５～１．５倍的泵流量。据有些国外资料介绍，油箱容量也可以用公式估算：　　Ｖ＝１．２～１．２５（０．２～０．３３×Ｑ＋ＥＺ）式中：Ｖ——油箱总容量（Ｌ）（包括１０％～１５％的空气容量）　　　Ｑ——开式回路部分液压泵流量的总和（L / min）　　　ＥＺ——单作用液压缸的总容积（Ｌ）　　如果系统中采用了冷却器，则油箱容量可以减小。１．２ 根据热平衡条件验算　　（１）已知单位时间内系统的总发热量Ｈ1（J / h）;　　（２）单位时间内冷却器的散热量（如果有的话）Ｈ２＝Ｑａ·ρｋ·Ｃｐ·Δｔ（J / h）；式中：Ｑａ——风扇风量（m3 / h）　　　ρｋ——空气密度（取ρｋ＝1.29kg/m3）　　　Ｃｐ——空气比热容（取Ｃｐ＝1008J/kg·K）　　　Δｔ——散热温差（取Δｔ＝１０Ｋ）　　（３）单位时间内液压系统本身由于温升所吸收的热量　　Ｈ３＝（ｃ１ｍ１＋ｃ２ｍ２）ΔＴ （J / h）式中：ｃ１——油箱材料的比热容　　　　　　　（取ｃ１＝502J/kg·K）　　　ｃ２——油液的比热容　　　　　　　（取ｃ２＝１６７４～１８８３J/kg·K）　　　ｍ１，ｍ２——油箱和油的质量（ｋｇ）　　　ΔＴ ——每小时系统温度与环境温度之差　　（４）单位时间内油箱的散热量　　Ｈ４＝ＫＡΔＴ （Ｊ/ｈ）式中： Ｋ——油箱散热系数（Ｊ/ｍ２·ｈ·Ｋ），其大小与环境有关（参见有关设计手册）　　　Ａ——油箱散热面积（ｍ２）　　　ΔＴ——系统温度与环境温度之差（一般取≤８０℃）　　（５）验算Ｈ４是否稍大于Ｈ１－Ｈ２－Ｈ３，如果相差甚远，一方面可重新确定油箱容量，另一方面，可考虑增大或减小冷却器，直到合适为止。（为简单起见未计管路及元件表面的散热。）　　此外，还要验算机器上所有液压缸全伸状态下，油箱的油位不低于最低允许油位；所有液压缸全缩时，油箱的油位不高于最高油位。２ 油箱的结构设计　　长期以来，液压油箱的结构型式，基本上是由矩形板折边压形成四棱柱，再用封板堵住两侧而构成，如图１所示。　　端部封板及中间隔板由冲压成形，箱体是经四次压圆角，接头外焊接而成的。这种结构的液压油箱制造工艺较差，主要表现在箱体钢板下料时要求的精度较高；压形的反弹量因每次供货钢板的机械性能不同有所不同，导致箱体的圆角与衬板的半径吻合不良；不同机型上的液压油箱必须使用自己专用的一套压型模具。每套模具的体积大、造价高、利用率低。图２所示的液压油箱完全不用压形模，而是利用折边机折边成形。箱底面及端部，以及箱底面和侧面分别折成Ｕ形断面；再焊好加油口和中间隔板等附件后，扣合拼焊而成。这种结构的液压油箱具有以下优点：下料精度要求不高；对原材料机械性能适应力强；折边部位可随意调整，适合多品种小批量生产；不用模具，大大节省了费用，缩短了生产周期等等。这种结构的液压油箱，近年来被我们广泛应用在工程机械、建筑机械等行走机械上。３ 油箱附件的配置及其注意事项　　油箱附件的配置，一般是根据液压系统的要求来进行的，但不外乎包括空气滤清器、吸回油滤油器、液位液温计等等。３．１ 空气滤清器　　对开式油箱来说,空气滤清器是必备的。通常，它兼作注油口用，其容量一般按泵最大流量的１．５～２倍选取，以便即使在系统尖峰需要期间液面迅速下降时也能在油箱内保持大气压力。通常将它置于油箱的顶部，对行走机械，滤清器安放位置应考虑车辆爬最大坡度和下坡时不致使油液从其中溢出（见图３）。３．２ 吸油滤油器　　吸油滤油器一般作保护型过滤器用，用来保护液压泵不被较大颗粒污染物所损坏。常常安放在液压油箱的里面。　　我们知道，在泵吸油口安放过滤器后，一定会使吸油阻力增加。有些变量泵，特别是某些负荷敏感泵，其吸油口的真空度是有严格要求的。为了达到所需的真空度要求，不装吸油滤油器。对于这种情况，则系统中设有回油滤油器。另外，液压油箱结构合理、清洗方便，能保证液压油箱较高的清