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发表于 2008-1-2 20:29:31
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来自: 中国江苏无锡
液压传动油箱的设计要点
; f* q5 f+ i) G9 a油箱的设计要点
$ j( u5 p/ C, K9 o1 w8 N# s% Y 油箱- t' |( M7 ?% c: ]
油箱在液压系统中除了储油外,还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。油箱中安装有很多辅件,如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。* d: I4 Y% V% u0 |1 h/ w
油箱可分为开式油箱和闭式油箱二种。开式油箱,箱中液面与大气相通,在油箱盖上装有空气过滤器。开式油箱结构简单,安装维护方便,液压系统普遍采用这种形式。闭式油箱一般用于压力油箱,内充一定压力的惰性气体,充气压力可达0.05MPa。如果按油箱的形状来分,还可分为矩形油箱和圆罐形油箱。矩形油箱制造容易,箱上易于安放液压器件,所以被广泛采用;圆罐形油箱强度高,重量轻,易于清扫,但制造较难,占地空间较大,在大型冶金设备中经常采用。1 ]- J! I0 Y* k) O
2.1 油箱的设计要点" u5 ~0 q) w' j
图10为油箱简图。设计油箱时应考虑如下几点。2 `/ @ G( p# E0 w
1)油箱必须有足够大的容积。一方面尽可能地满足散热的要求,另一方面在液压系统停止工作时应能容纳系统中的所有工作介质;而工作时又能保持适当的液位。
4 M/ L$ {. \. A6 W3 z8 |% q2)吸油管及回油管应插入最低液面以下,以防止吸空和回油飞溅产生气泡。管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的3倍。吸油管可安装100μm左右的网式或线隙式过滤器,安装位置要便于装卸和清洗过滤器。回油管口要斜切45°角并面向箱壁,以防止回油冲击油箱底部的沉积物,同时也有利于散热。2 _* `" |& G1 p& @
3)吸油管和回油管之间的距离要尽可能地远些,之间应设置隔板,以加大液流循环的途径,这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。隔板高度为液面高度的2/3~3/4。) ~4 A7 D; G6 W5 G1 d% f8 q- y
图10 油箱1 J5 k% y1 @+ s0 X. o T) l$ K
1—液位计;2—吸油管;3—空气过滤器;4—回油管;5—侧板;6—入孔盖;7—放油塞;8—地脚;9—隔板;10—底板;11—吸油过滤器;12—盖板;5 I0 ~; q" t4 j0 c8 U/ G1 }/ O! w
4)为了保持油液清洁,油箱应有周边密封的盖板,盖板上装有空气过滤器,注油及通气一般都由一个空气过滤器来完成。为便于放油和清理,箱底要有一定的斜度,并在最低处设置放油阀。对于不易开盖的油箱,要设置清洗孔,以便于油箱内部的清理。4 e' {1 v7 ^7 m- W4 r$ e- d
5)油箱底部应距地面150mm以上,以便于搬运、放油和散热。在油箱的适当位置要设吊耳,以便吊运,还要设置液位计,以监视液位。. n0 m6 [' ^# D v
6)对油箱内表面的防腐处理要给予充分的注意。常用的方法有:
$ }% i& r- g% X8 e+ t+ s3 {! l( r ① 酸洗后磷化。适用于所有介质,但受酸洗磷化槽限制,油箱不能太大。- t+ ^7 V/ c% j$ Y2 F! e$ p
② 喷丸后直接涂防锈油。适用于一般矿物油和合成液压油,不适合含水液压液。因不受处理条件限制,大型油箱较多采用此方法。
0 b& ]% T/ R7 J0 k' \ ③ 喷砂后热喷涂氧化铝。适用于除水-乙二醇外的所有介质。
) r5 H O! Z& f1 U ④ 喷砂后进行喷塑。适用于所有介质。但受烘干设备限制,油箱不能过大。
& c6 ]' R% d8 A4 l1 w0 u 考虑油箱内表面的防腐处理时,不但要顾及与介质的相容性,还要考虑处理后的可加工性、制造到投入使用之间的时间间隔以及经济性,条件允许时采用不锈钢制油箱无疑是最理想的选择。
1 U, C% x- G. P3 c油箱的容量计算
6 k8 B" T! S# f9 v! W' C5 e5 W 油箱容量的计算
$ j7 v2 f1 B5 x) E3 i6 X# z 液压泵站的油箱公称容量系列(JB/T7938-1995),见表1。
+ j" \0 _. I8 B! T$ _( i表1 油箱容量JB/T7938-1995(L)
0 K3 r$ L" t+ e+ ?% X4 6.3 10 25 40 63 100 160( z; `, n" A! c
250 315 400 500 630 800 1000 1250
6 y# B1 J3 f r" x, c. D3 G1600 2000 3150 4000 5000 6300
6 x. H1 m5 v5 y, K. I油箱容量与系统的流量有关,一般容量可取最大流量的3~5倍。另外,油箱容量大小可从散热角度去设计。计算出系统发热量与散热量,再考虑冷却器散热后,从热平衡角度计算出油箱容量。不设冷却器、自然环境冷却时计算油箱容量的方法如下。& v/ v5 Z" J7 |0 C3 B( J) u$ U
1)系统发热量计算 在液压系统中,凡系统中的损失都变成热能散发出来。每一个周期中,每一个工况其效率不同,因此损失也不同。一个周期发热的功率计算公式为
6 u L% o% B+ N* `式中 H——一个周期的平均发热功率(W);* B$ \! A8 G& d
T——一个周期时间(s);) g3 u8 ]7 G% h$ h O2 N/ H6 b1 R
Ni——第i个工况的输入功率(W);
: k7 `& t( E8 G0 Z! [3 Q* C4 c ηi——第i个工况的效率;
m8 r2 ?7 g ?& M r, I; a ti——第i个工况持续时间(s)。( F+ M1 ?5 B# ]7 W: W1 A
2)散热量计算 当忽略系统中其他地方的散热,只考虑油箱散热时,显然系统的总发热功率H全部由油箱散热来考虑。这时油箱散热面积A的计算公式为
3 g+ {- i" h4 t0 `. v5 E式中 A——油箱的散热面积(m2);
" u @4 g T) I# a& V" [ H——油箱需要散热的热功率(W);/ B4 f' v* K. ^9 O; U
△t——油温(一般以55℃考虑)与周围环境温度的温差(℃);
' \! L) H4 N V1 y8 i+ j K——散热系数。与油箱周围通风条件的好坏而不同,通风很差时K=8~9;良好时X=15~17.5;风扇强行冷却时K=20~23;强迫水冷时K=110~175。; [/ U- w7 W& i# B1 I# L8 Z# H
3)油箱容量的计算 设油箱长、宽、高比值为α:b:c,则边长分别为αl、bl、cl、时(见图11),l的计算公式为! Z4 ?. n- ~! }2 W
式中 A——散热面积(m2)。 |
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