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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2 V$ O0 V \4 x; x' p
油箱的设计要点/ Z3 `) n) E6 {) K0 ?/ {6 i, N% K
油箱
9 W# c4 H" e6 S9 Q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。
( ^9 b4 g9 u8 ?' N, d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。
r& W4 [3 w- q k7 F; d! V2.1 油箱的设计要点
9 {8 \2 Q" J0 a1 r. V& e图10为油箱简图。设计油箱时应考虑如下几点。. H7 Y, x' ~8 V1 `0 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。3 f1 \( }8 J6 t: U- `! [! F$ M' T6 S
2)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。
/ [% @0 D& a4 y0 N9 B3)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。
& R- e& V* @: v; ]; k图10 油箱% ]# s! N; `8 k+ v% ~8 \
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;
; d5 I% M/ }2 ]/ K- l2 E4)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。
, J8 z1 H2 A. p" W9 S: z# Z5)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。
0 ~: O6 n" Z4 N$ N& o* x6 B$ `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:
' Y! c& Q2 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。" K) R: p9 r6 w9 W! \0 [6 Z& e: }
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。7 c9 Z1 U, E' R# Y. R
③ 喷砂后热喷涂氧化铝。适用于除水-乙二醇外的所有介质。
& C8 C l. u: D$ Y$ | 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。
* l+ ^6 a1 Z$ P2 A 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。
. ^$ A5 U& D/ W) j油箱的容量计算( Z* R7 j4 R. L: p7 z
油箱容量的计算7 V8 g' Y6 X3 U2 T3 U" t
液压泵站的油箱公称容量系列(JB/T7938-1995),见表1。# ~1 B6 ~8 e+ h3 v* v
表1 油箱容量JB/T7938-1995(L)
7 n+ W# F2 m- a" L% W4 6.3 10 25 40 63 100 1607 i$ K: j' Y9 z5 J0 \% ]& e
250 315 400 500 630 800 1000 1250
* n6 a* h3 u. e2 `! d0 I" n4 B6 t1600 2000 3150 4000 5000 6300 ) |3 P. l3 o% U6 r
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。* w4 H; X* i9 A z
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
9 W3 ~! ]- X" M, I2 N式中 H——一个周期的平均发热功率(W);
4 r5 [6 g1 Y1 n) U T——一个周期时间(s);0 G$ Q# |6 u+ E4 {& Q. ?
Ni——第i个工况的输入功率(W);' R1 ?9 d1 @5 r% I
ηi——第i个工况的效率;& u! m& G. ?9 A# v9 F% q
ti——第i个工况持续时间(s)。/ f. g: m+ `9 @& l' X, M
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
) N" ~3 m2 `. i3 q9 T, q& o: g" V式中 A——油箱的散热面积(m2);2 b9 g2 L- f$ a( l6 Q
H——油箱需要散热的热功率(W);
# Y7 C4 r, O2 q1 w6 L d( }, S △t——油温(一般以55℃考虑)与周围环境温度的温差(℃);6 }. d; ~5 w9 G* s
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。! P. |' X- i. O% F/ {
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( s4 N. }3 b0 {6 M/ b
式中 A——散热面积(m2)。 |
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