机械毕业设计（论文）-试验机油箱设计（全套图纸） .pdf

试验机油箱设计 摘要摘要 本次设计为试验机油箱设计，通过本次液压系统油箱的设计对液压传动和控制有了 更清楚的认识，对液压系统的组成，液压系统的各部分零件的设计有了更深刻的理解。 本次对液压系统中的油箱部分进行设计，通过分析液压系统的原理和各部分的要求，选 用合理的油箱结构设计方法。 论文首先介绍了试验机的液压回路设计和系统中各元件的选型， 然后对油箱的设计 和油箱组件的选用做出讲解，油箱是液压系统中的重要组成部分，它的性能会影响整个 系统的稳定性、负载特性和使用寿命等重要性能。 本次任务主要用到液压传动与控制，机械制图，机械设计等技术，让我在这些方面 得到充分锻炼。 关键词：关键词： 液压系统；原理；油箱；油箱附件液压系统；原理；油箱；油箱附件 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 试验机油箱设计 abstract the fuel tank is designed to test machine design, through this tank design of the hydraulic system hydraulic drive and control a clearer understanding of the composition of the hydraulic system, hydraulic system, the various parts of the design have a more profound understanding. the tank of the hydraulic system part of the design of the hydraulic system by means of the principles and requirements of each part, the choice of method of rational design tank. paper introduces the testing machine hydraulic circuit design and the selection of each component in the system, and then the fuel tank and fuel tank assembly designed to explain the choice made, the hydraulic oil tank is an important part of the system, its performance will affect the entire system stability, load characteristics and service life, and other important properties. this task is mainly used in hydraulic transmission and control, mechanical drawing, mechanical design technology, let me get the full workout in these areas. keywords: hydraulic system; principle; fuel tank; fuel tank accessories 试验机油箱设计 目录 摘要. 1 abstract . 2 1 绪论. 1 1.1 液压技术 1 1.2 液压传动与控制系统简介 . 2 1.2.1 传动类型及液压传动定义 . 2 1.2.2 液压系统的组成部分 2 1.2.3 液压系统的类型 3 1.2.4 液压技术特点 3 1.3 试验机的发展 4 1.4 课题主要设计内容 5 2 疲劳试验机液压系统设计 5 2.1 原理图及技术参数 5 2.1.1cad 原理图 5 2.1.2 主要技术参数： 6 2.2 负载特性及元件选择 7 2.2.1 负载特性 7 2.2.2 泵和缸的选择 8 2.2.3 电液伺服阀的选择 8 3 阀类元件及辅助元件计算与选择 10 3.1 要求. 10 3.2 液压阀的选择 10 试验机油箱设计 3.3 管道尺寸的确定 10 4 液压站的组成 14 5 油箱的设计 15 5.1. 油箱的功能 . 15 5.2 油箱的容量 15 6.油箱附件的选择 . 19 6.1.冷却器 . 19 6.2 油箱内壁的加工 21 7 总结 22 参考文献 . 23 致谢. 24 试验机油箱设计 1 1 绪论 1.1 液压技术 当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声，经久耐用，高度集 成化等各项要求方面都取得了重大的发展，在完善比例控制，伺服控制，数字控制等技 术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和 优化以及微机控制等开发性工作方面，日益显示出显著的优势。 今天，为了和最新技术的发展保持同步，液压技术必须不断创新，不断地提高和改 进元件和系统的性能， 以满足日益变化的市场需求， 体现在如下一些比较重要的特征上： （1）提高元件性能，创制新型元件，体积不断缩小。为了能在尽可能小的空间内传 递尽可能大的功率，液压元件的结构不断地在向小型化方向发展。 （2） 高度的组成化、 集成化和模块化。 液压系统由管式配置经板式配置， 箱式配置、 集成块式配置发展到叠加式配置、插装式配置，使连接的通道越来越短，这种组合件不 但结构紧凑、工作可靠，而且使用简便，也容易维护保养。模块化发展也是非常重要的 方面，完整的模块以及独立的功能单元，对用户而言，只需要简单地进行组装即可投入 使用，这样不仅可以大大节约用户的装配时间，同时用户也无须配备各种经专门培训的 技术人员。 （3）和微电子结合，走向智能化。汇在一起的联接体只要一收到微处理机或者微型 计算机处送来的信息，就能实现预先规定的任务。 综上所述可以看到，液压工业在国民经济中的作用实在是很大的，它常常可以用来 作为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。与世界上主要的工业国家相比，我国的液 压工业还是相当落后的，标准化的工作有待于继续做好，优质化的工作须形成声势，智 能化的工作则刚刚在准备起步，为此必须奋起直追，才能迎头赶上。 试验机油箱设计 2 1.2 液压传动与控制系统简介 1.2.1 传动类型及液压传动定义 一部完整的机器都是由原动机、传动装置和工作机组成的。原动机（电动机或内燃 机）是机器的动力源；工作机是机器直接对外做功的部分；传动装置是设置在原动机和 工作机之间的部分，用于实现动力（或能量）的传递、转换和控制，以满足工作机对力 （力矩） 、工作速度及位置的要求。 按照传动件的不同， 可分为机械传动、 电气传动、 流体传动 （液体传动和气体传动） 及符合传动等。 流体传动又包括液力传动和液压传动。液力传动是以动能进行工作的液体传动。液 压传动则是以受压液体作为工作介质进行动力（或能量）的转换、传递、控制与分配的 液体传动。由于其独特的技术优势，已成为现代机械设备与装置实线传动及控制的重要 技术之一。 1.2.2 液压系统的组成部分 液压传动与控制的机械设备或装置中其液压系统大部分使用具有连续流动性的液压 油等作为工作介质，通过液压泵将驱动泵的原动机的机械能转换成液体的压力能，经过 压力、流量、方向等各种控制阀，送至执行器（液压缸、液压马达）中，转换为机械能 来驱动负载。这样的液压系统一般都是由动力源、执行器、控制器、液压辅件、工作介 质等几部分组成。 一般而言，能够实现某种特定功能的液压元件的组合，成为液压回路。为了实现对 某一机器或装置的工作要求， 奖若干特定的基本回路连接或复合而成的总体成为液压系 统。 试验机油箱设计 3 1.2.3 液压系统的类型 液压系统可以按照多种方式分类如表 1-1： 表表 1-1 液压系统分类表液压系统分类表 液压系统 按油液循环方式分类 开式系统 闭式系统 按工作特征分类 液压传动 液压控制系统 按执行器的速度、 控制与 调节方式分类 阀控系统 泵控系统 执行测控系统 按主换向阀在中位时液 压泵的工作状态分类 中开式系统 中闭式系统 按用途分类 固定设备用系统 行走设备用系统 1.2.4 液压技术特点 与其他传动控制方式相比较，液压传动与控制技术特点如下： 1.优点 （1）单位功率的重量轻； （2）布局灵活方便； （3）调速范围大； （4）工作平稳、快速性好； （5）易于操纵控制并实现过载保护； （6）易于自动化和机电一体化； （7）液压系统设计、使用维护方便。 2.缺点 （1）不能保证定必传动； （2）传动效率低； （3）工作稳定性易受温度影响； （4）造价较高； 试验机油箱设计 4 （5）故障诊断困难。 1.3 试验机的发展 自从人们发现了利用试验这一手段来研究和探索材料的特性以来， 各种用于加载试 验的设备和系统不断产生，其性能不断完善，试验手段不断拓展。但是，随着生产力水 平的提高和科学技术的飞速发展，人们对各种新材料的强度试验提出了更高的要求，我 们关心的不单是试件在恒定载荷下的强度， 而且还关心它们在某种规律下被加载时的表 现。要完成特定规律下的加载控制，靠传统的控制方法实现起来是比较复杂的，尤其是 对于某些复杂的加载过程来说，传统的控制系统是难于实现的。让人感到庆幸的是，人 类文明已经进入计算机时代，计算机的应用已走入科研和生产的各个领域，并在这些领 域为我们开辟了许多新的发展空间。和其它许多科研领域一样，材料的强度实验也进入 了计算机时代。计算机参与控制的疲劳强度试验系统是一种软硬件结合的控制系统，相 对于传统的控制系统而言，其优势是不言而喻的。首先，它可以完成较为复杂的控制过 程；其次，它的造价较低，随着计算机产业的飞速发展，硬件产品的成本逐年下降，现 在，我们只要花费较小的代价就能构建功能较为全面，能完成较为复杂试验过程的控制 系统;另外，值得一提的是，计算机参与构成的实验控制系统具有试验结果的存储和分 析功能，使得此类系统能为研究人员提供及时准确的试验数据和结果分析，从而大大缩 短试验周期，提高试验效率。由此看来，开发操作简便，功能强大的试验控制系统是有 其实际意义的。 我国对试验机领域新仪器和新设备的研制起步较晚，直到七十年代，长春试验机厂 研制出 50 吨力动静万能试验机，长春试验机所以及济南、天水红山试验机厂研制出电 液伺服试验机，才把我国动态试验机研究水平提高了一大步。近年来国内试验机行业正 加快步伐，广泛采用计算机控制、电液伺服、高精度测力和测变形技术，研制出各种金 属和非金属的疲劳试验仪器和工况动态力学试验设备，填补了国内空白，部分设备还达 到了国际先进水平，同时，也使我国的试验领域得到了进一步扩展。但是与国际先进水 平相比，我国的试验机水平还相差较远，又由于相关领域如电液伺服阀、伺服液压缸、 电子技术、计算机技术等相对比较薄弱，在一定程度上影响了试验机行业的发展，部分 产品和零件仍需进口。因此，赶超世界先进水平，实现全部产品和零件国产化，仍是我 国试验机行业今后的奋斗目标。 试验机油箱设计 5 1.4 课题主要设计内容 根据液压传动部分的原理设计与液压传动系统配合的液压站，要求对液压系统工作原理、工作 环境和工作特点进行分析，完成阀类元件及辅助元件的选型，并结合文献资料，设计此液压系统的 油箱，要具有结构合理、组合方便、便于检测与维护等特点。 任务要点：1.阀类元件和辅助元件的计算和选型； 2.油箱组件的选择 3.油箱设计（计算+零件图、装配图） 2 疲劳试验机液压系统设计 2.1 原理图及技术参数 2.1.1cad 原理图 试验机油箱设计 6 图 2- 1 原理图 元件名称及其作用 1 温度传感器 2.温度计 3.高压过滤器（滤去油液中的杂质） 4.大流量泵 5.小流量泵 6. 单向阀（保证油液单向流动 7.蓄能器 8.冷却器（冷却高温油液） 9.放大器（放大传感器传来的电 信号） 10.单向节流阀（控制流量） 11.压力传感器 12.光栅尺（作位移传感器） 13.三位四通电液 伺服阀（控制回路的液流方向和大小） 14.溢流阀（作安全阀和保压阀） 15.角位移传感器 16.蝶阀 （低压时实现快速切断油路） 17.高压截止阀（高压时实现快速切断油路） 18.截止阀组（切断泵向 回路供油） 19.定差减压阀（保压阀） 2.1.2 主要技术参数： 本系统主要用于进行模拟海浪颠簸的实验， 并通过工控机实现对管道各运动参数的 观测和控制。系统主要包括液压系统和伺服控制部分。液压系统包括电液伺服阀、伺服 油缸、管路系统、位移传感器、保护模块、伺服油源及冷却系统；伺服控制部分包括数 字伺服控制器、油源动力柜、伺服控制箱、工控机和必要附件；工控机包括电脑和 plc 控制器。 最大静态力:1000kn 作动器最大压力:600kn 工作频率:0.4hz 最大位移误差:0.5mm 正弦运动的振幅:260mm 运动冲击方向:双向 试验波形:正弦波 系统动态测试精度:1% 工作介质:46 号抗磨液压油 试验机油箱设计 7 2.2 负载特性及元件选择 2.2.1 负载特性 液压执行元件运动时遇到的各种阻力。负载的种类分为：惯性负载、弹性负载、重 力负载和摩擦负载等。根据本系统的要求，其负载的主要类型为惯性负载，作东器近似 可看做伴圆盘转动角度为 30,取半径 = 1.0 ，质量为 m=2000kg，定差减压阀进出口 压差选 5mpa。 作动器和试验管受力可简化为 由此可以设出作动器上作用力变化方程： = + (kn) 每个油缸的负载变化为： = 2 + 2 （ ） fl1+fl2= = + 其中， = 2 = / 因为每个油缸最大负载力为 300kn 惯性负载的位移 x 为正弦运动，即: = 式中:x 正弦运动的振幅，这里取 260mm 正弦运动的角频率 j 作动器的转动惯量，j = 摆动时作动器的角加速度 因为 、 是两个相同性质的力，切变化相反，故只取 计算 = mx = m 试验机油箱设计 8 2.2.2 泵和缸的选择 选定单泵和双泵的供油压力均为 21mpa 因为该液压系统对缸的要求较高， 可在国外选择性能较高性价比适中的缸 （订制） ， 缸的壁厚可用压力 21 兆帕时根据受载面积算的，材料按选用镀铬的球墨铸铁。 选取伺服油缸缸筒内径为 95mm，活塞杆径为 67mm，活塞实际有效作用面积为 a =142.8 ，根据作动器的运动形式及其与活塞的连接方式，定为等速缸。 缸内压力按p =21mpa 计算： （镀铬球墨铸铁管壁的许用拉应力为 180mpa，安全系数 n 选 2） 设壁厚，则有： /2d=p a 带入 d=95mm p =21mpa a =142.8 得=11.6mm 故缸的外径 d=118.2mm 2.2.3 电液伺服阀的选择 电液伺服阀即是电液转换元件，又是功率放大元件。它能够将输入的微小电气信号 转换为大流量的液压信号(流量与压力)输出。在电液伺服系统中，电液伺服阀将系统的 电气部分与液压部分连接起来， 实现电液信号的转换与放大以及对液压执行元件伺服油 缸的控制。电液伺服阀是电液伺服系统的关键部件，它的性能直接关系到整个系统的控 制精度和响应速度，也直接影响到系统工作的可靠性和寿命。 按照位置伺服控制方式计算： 最大速度为: = 2 最大加速度为: = (2 ) 带入 f=0.4hz, = 0.26 , 得最大速度为： = 0.653 / 得最大加速度为： = 1.642 / 从而求得最大角加速度为： = = 1.642 / 试验机油箱设计 9 因伺服油缸缸筒内径为 95mm，活塞杆径为 67mm，活塞实际有效作用面积为 a =142.8 。 缸的外径 d=118.2mm 每个油缸的负载方程为： = 114.3 + 71.4 ( ) 由最大速度 = 1.005 / 可得系统流量： q = xa = 0.804 129.8 10 60 = 624.7l/min 考虑到泄漏的影响,伺服阀流量应留有一定余量,通常取 10%左右的负载流量作为伺 服阀的储备流量,在快速性高的系统中取的会更高一点，因此，取 15%进行计算，则： 伺服阀输出流量： = 1.15 624.7 = 718.4 / 由液压油路图可知，液压油缸内压力范围为 521mpa。 根据相关设计经验，估算伺服阀最大空载流量： = = 718.4 21 10 (21 5) 10 = 823.0 / 阀的输出流量与输入的指令电信号和阀的压降有关， 既给定的控制电信号和阀压降 决定了伺服阀的实际流量。阀的压降为指定值时，负载流量则与阀锐边节流口的压降的 平方根成正比，通过特定的阀压降下的额定流量就可以计算出实际压降下的流量。 = 式中，q-伺服阀实际流量，m /s q -伺服阀额定流量，m /s -伺服阀实际工作压差，pa -伺服阀额定工作压差，pa 因此可以算出： = = 823.0 1 10 16 10 = 205.7 / 公式(2-10)中伺服阀实际流量 q 带入的数值为估算出的阀最大空载流量q ， 伺服阀额定工作压差 可根据 moog 公司 d662 系列样本中阀的负载流量图选取 1.0mpa，可查得 moog 公司 d660 系列伺服阀中的 0662 可以满足要求。d662 伺服阀 在压降 1mpa 下的输出流量为 250l/min 。 试验机油箱设计 10 3 阀类元件及辅助元件计算与选择 3.1 要求 (1). 动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。油液流过时压力损失小。 (2). 密封性能好。结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大 3.2 液压阀的选择 根据液压系统压力、流量选择液压元件，各元件型号如表： 主要依据是根据该阀在系统工作的最大工作压力和通过该阀的实际流量，其他还需考虑阀的动作方 式，安装固定方式，压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等条件来选择标准阀类的规格： 表表 3-1 液压元件选型表液压元件选型表 名称 型号 数量 高压溢流阀 dbds10p10/20 2 蓄能器 nxqa*10/31.5- l- y 1 单向阀 s10p50 2 溢流阀 dbds20p10/10 1 溢流阀 dbds20p10/5 1 电液伺服阀 d662 2 粗过滤器 xu- j160x100 1 高压过滤器 zu- h160x5dl 1 回油过滤器 rfa- 40x10 2 冷却器 glc1- 1.3 2 3.3 管道尺寸的确定 油管系统中使用的油管种类很多，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，必 须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。本设计中油管采用钢管，因为本设 计中所须的压力是高压，p=31.25mpa(6.3)pmpa ， 钢管能承受高压，价格低廉，耐 油，抗腐蚀，刚性好，但装配是不能任意弯曲，常在装拆方便处用作压力管道一中、高 压用无缝管，低压用焊接管。本设计在弯曲的地方可以用管接头来实现弯曲。 试验机油箱设计 11 尼龙管用在低压系统；塑料管一般用在回油管用。 胶管用做联接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高压胶管是钢 丝编织体为骨架或钢丝缠绕体为骨架的胶管，可用于压力较高的油路中。低压胶管是麻 丝或棉丝编织体为骨架的胶管，多用于压力较低的油路中。由于胶管制造比较困难，成 本很高，因此非必要时一般不用。 1.管接头的选用： 管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式联接件，它必须具有装拆方便、 连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各种条件。 管接头的种类很多，液压系统中油管与管接头的常见联接方式有： 焊接式管接头、卡套式管接头、扩口式管接头、扣压式管接头、固定铰接管接头。 管路旋入端用的连接螺纹采用国际标准米制锥螺纹（zm）和普通细牙螺纹（m） 。锥螺纹 依靠自身的锥体旋紧和采用聚四氟乙烯等进行密封，广泛用于中、低压液压系统；细牙 螺纹密封性好，常用于高压系统，但要求采用组合垫圈或 o 形圈进行端面密封，有时也 采用紫铜垫圈。 液压系统中的泄漏问题大部分都出现在它管系中的接头上，为此对管材的选用，接 头形式的确定（包括接头设计、垫圈、密封、箍套、防漏涂料的选用等） ，管系的设计 （包括弯管设计、 管道支承点和支承形式的选取等） 以及管道的安装 （包括正确的运输、 储存、清洗、组装等）都要考虑清楚，以免影响整个液压系统的使用质量。 国外对管子的材质、接头形式和连接方法上的研究工作从不间断，最近出现一种用 特殊的镍钛合金制造的管接头， 它能使低温下受力后发生的变形在升温时消除即把 管接头放入液氮中用芯棒扩大其内径，然后取出来迅速套装在管端上，便可使它在常温 下得到牢固、紧密的结合。这种“热缩”式的连接已经在航空和其它一些加工行业中得 到了应用，它能保证在 4055mpa 的工作压力下不出现泄漏。本设计根据需要，选择卡 套式管接头。要求采用冷拔无缝钢管。 2.管道内径计算： 4q dm v = 试验机油箱设计 12 式中 q通过管道内的流量 3 m s v管内允许流速 m s ，见表 4-2： 表表 3-2 允许流速推荐值允许流速推荐值 油液流经的管道 推荐流速 m/s 液压泵吸油管 0.51.5 液压系统压油管道 36，压力高，管道短粘度小取大值 液压系统回油管道 1.52.6 (1)液压缸压油管道的内径： 取 v=4m/s 4q dm v = 3 44 50 10 16.3 60 3.14 4 q dmmm v = 根据机械设计手册查得：取 d=20mm,钢管的外径 d=28mm; 管接头联接螺纹 m272。 (2)液压泵回油管道的内径： 试验机油箱设计 13 取 v=2.4m/s 4q dm v = 3 44 70.65 10 25 60 3.14 2.4 q dmmm v = 根据机械设计手册查得：取 d=25mm,钢管的外径 d=34mm; 管接头联接螺纹 m33 2。 3. 管道壁厚的计算 2 pd m = 式中： p管道内最高工作压力 pa d管道内径 m 管道材料的许用应力 pa， b n = b 管道材料的抗拉强度 pa n安全系数，对钢管来说，7pmpa时，取 n=4。 根据上述的参数可以得到：选钢管的材料为 45#钢，由此可得材料的抗拉强度 b =600mpa; 600mpa 150mpa 4 = (1)液压泵压油管道的壁厚 63 31.25 1020 10 2.1 2 2 150 pd mmm mpa = 试验机油箱设计 14 (2). 液压泵回油管道的壁厚 63 31.25 1025 10 2.6 2 2 150 pd mmm mpa = 所以所选管道适用。 4 液压站的组成 液压站通常由液压泵组、油箱组件、温控组件、过滤器组建和蓄能器租价那五个相对独立的部 分组成，见表 4.1.1.尽管五个部分相对独立，但在液压泵站的设计和使用中，出了根据机器设备的工 矿特点和使用的具体要求合理进行取舍外，经常需要将它们进行适当的组合，合理组成一个部件。 例如，油箱上常需要将温控组件中的温度计、过滤器组建作为油箱附件而组合在一起构成液压油箱 等等。 表 4- 1 液压站的组成 组成部分 包含元器件 作用 液压 泵组 液压泵 将原动机的机械能转换为液压能 原动机 驱动液压泵 联轴器 连接原动机和液压泵 传动底座 安装和固定液压泵及原动机 油箱 组件 油箱 存储油液、安装元件 液位计 显示和观察液面高度 通气过滤器 注油、过滤空气 放油塞 放油 控温 组件 温度计 显示观察油液温度 温度传感器 检测并控制油温 加热器 油液加热 冷却器 油液冷却 过滤组件 各类过滤器 分离油液中的固体颗粒 蓄能器 组件 蓄能器 蓄能、吸收液压脉动和冲击 支撑台架 安装蓄能器 液压站的类型 1.按液压泵组布置方式分类 1.上置式液压站 2.非上置式液压站 3.柜式和便携式液压站 2.按液压泵组的驱动方式分类 1.电动型 2.机动型 3.手动型 3.按液压泵组输出压力高低和流量特性分类 试验机油箱设计 15 按液压泵组输出压力高低可将液压泵站分为低压、中亚、高压和超高压等类型；按液压泵组输 出流量特性可将液压站分为定量式和变量式两种。 5 油箱的设计 5.1. 油箱的功能 液压油箱，他往往是一个功能组件，在液压站中的主要功能是存储液压油、散发油液热量、逸 出空气及消除泡沫和安装元件等，其详细说明如表 5- 1 所列。 表表 5-1 油箱在液压系统中的主要功能油箱在液压系统中的主要功能 序号 作用 说明 1 存储液压油液 油箱必须能够存放液压系统中的工作循环所需要的油量。 2 散发油液热量 液压系统工作工程中的容积损失和机械损失导致油液温度升高。 油液从系 统中带回来的任梁有很大一部分考油箱散发到周围空气中。 3 逸出空气及消 除泡沫 液压系统低压区压力低于饱和蒸汽压、 吸油管漏气或也为过低时由漩涡作 用引起泵吸入空气、回油的搅动作用等都是形成气泡的原因。 4 安装元件 在中小型设备的液压系统中， 往往吧液压泵组和一些阀或整个液压控制装 置直接安装在油箱顶板上。 5.2 油箱的容量 液压油箱的作用是贮存液压油、充分供给液压系统一定温度范围的清洁油液，并对 回油进行冷却，分离出所含的杂质和气泡。 1）液压油箱有效容积的确定 试验机油箱设计 16 液压油箱在不同的工作条件下，影响散热的条件很多，通常按压力范围来考虑。液 压油箱的有效容量v可概略地确定为： v vq= 3 m 系统类型 低压系统 （2.5pmpa） 中压系统 （6.3pmpa） 中高压或大功 率系统 （6.3pmpa） 24 57 612 表 5-2 有效容积的大小 根据实际设计需要，选择的 p=21mpa，所以此系统属于中高压系统(6.3)pmpa， 所以取：(6 12) v vq= 式中 v液压油箱有效容量； v q 液压泵额定流量。 参照机械设计手册机械的油箱容积通常取为每分钟流量的 6-12 倍。 即： 取 应当注意：设备停止运转后，设备中的那部分油液会因重力作用而流回液压油箱。 为了防止液压油从油箱中溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不应超过液压油箱高 度的 80%。 所以，实际油箱的体积为： 2） 液压油箱的外形尺寸设计 1 1320 min l v = 6 156.8 12 156.8940.81881.6 minmin ll v = 11320 1650 0.80.8min v l v = 试验机油箱设计 17 液压油箱的有效面积确定后，需设计液压油箱的外形尺寸，一般设计尺寸比（长： 宽：高）为 1：1：11：2：3。但有时为了提高冷却效率，在安装位置不受限制时，可 将液压油箱的容量予以增大， 本设计中的油箱根据液压泵与电动机的联接方式的需要以 及安装其它液压元件需要，选择长为 1.5m,宽为 1.1m，高为 1.0m。 图图 5-1 标准油箱的结构细节标准油箱的结构细节 2.隔板 （1）作用 增长液压油流动循环时间，出去沉淀的杂质，分离、清除水和空气，调整温度，吸 收液压油压力的波动及防止液面波动。 （2）安装形式 隔板的安装形式有多种，可以设计成高出液面，是液压油从隔板侧面流过；还可以 吧隔板设计成低于液压油面，其高度为最低油面的 2/3，使液压油从隔板上方流过。 （3）过滤网的配置 过滤网可以设计成将液压油箱内部一分为二，使吸油管与回油管隔离开，这样液压 油可以经过一次过滤。过滤网一般使用 50100 目左右的金属网。 3.吸油管与回油管 （1）回油管出口 试验机油箱设计 18 回油管出口有直口、斜口、弯管直口、带扩散器的出口等几种形式，斜口应用的较 多，一般为 45斜口。为了防止液面波动，可以在回油管出口装扩散器。必须安置在液 面下方，一般距离液油面的距离大于 300mm，回油管出口绝对不允许放在液面以上。 （2）回油集管 单独设置回油集管当然是理想的，但不得已时则应使用回油集管。对溢流阀、顺序 阀等应注意合理设计回油集管，不要人为地施以背压。 （3）泄露油管的配置 管子直径和长度要适当，管口应在液面之上，以避免产生背压。泄露油管以单独配 管为好，尽量避免回油集流配管的方法。 （4）吸油管 吸油管前一般应设置滤油器，其精度为 100200 目的网式或线隙式滤油器。滤油器 要有足够的容量，避免阻力太大。滤油器与箱底间的距离应不小于 20mm。吸油管应插入 液压油面一下，仿制吸油时卷入空气或气泡。 （5）吸油管与回油管的方向 为了使油液流动具有方向性，要综合考虑隔板、吸油管和回油管的配置，尽量吧吸 油管和回油管用隔板隔开。为了不使回油管的压力波动波及吸油管，吸油管及回油管的 斜口方向应一致，而不是相对着。 4.防止杂质入侵 为了防止液压油被污染，液压油箱应做成完全密封的。在结构上应注意一下几点： （1）不要将配管简单的插入液压油箱，这样空气、杂质、和水分等便会从其周围 的间隙侵入。同时应尽量避免液压泵及马达直接装在液压油箱顶盖上。 （2）在结合面上需衬入密封填料、液压密封胶，以保证可靠的气密性。例如，液 压油箱的上盖可以直接焊上， 可以加密封垫 （厚度 1.5mm 以上的耐油密封垫） 进行密封。 （3）为了保证液压油箱通大气并净化抽吸空气，需配备空气滤清器。空气滤清器 常设计成既能过滤空气又能加油的结构。 5.顶盖和清洗孔 （1）顶盖 在液压油箱顶盖上装设泵、阀组、空气滤清器时，必须十分牢固。液压油箱同他们 的结合面要平整光滑，将密封填料、耐油橡胶密封垫圈或液压密封胶衬入其中，以防止 杂质、水和空气侵入，并防止漏油。同时，不允许由阀和管道泄露在箱盖上的液压油流 回油箱内。 试验机油箱设计 19 液压泵及液压马达的底座要与上盖分开，另行制作。 （2）清洗孔 液压油箱上的清洗孔， 应最大限度的易于清扫液压油箱内的各个角落和去除油箱内 的元器件。 （3）杂质和污油的排放 为了便于排放污油，液压油箱底部应做成倾斜式箱底，并将放油塞安放在最低处。 6.液面指示 为观察油箱内的液面情况， 应在油箱的侧面安装液面指示计， 只是最高、 最低油位。 液面指示计可选用带温度计的。 7.液压油箱的起吊 对于液压装置而言从工厂装配开始，到最终送到用户，要经过反复装卸，所以在液 压油箱整体上或发快上应装设吊钩、吊环螺钉或者吊环。 8.液压油箱的防锈 为了防止液压油箱内部生锈，应在油箱内壁涂抹耐油防锈材料。 9.液压油箱的加热与制冷 为了提高液压系统工作稳定性，应使系统在适宜的温度下工作。液压油温度一般希 望保持在 3050范围内，最高不超过 60，最低不低于 15。 6.油箱附件的选择 6.1.冷却器 在选择冷却器时应首先要求冷却器安全可靠、有足够的散热面积、压力损失小、散 热效率高、体积小、重量轻等。根据要求选择水冷式冷却器。 水冷式冷却器的冷却面积计算： 式中 a冷却器的冷却面积（ 2 m） hhd av nn a kt = 试验机油箱设计 20 h n 液压系统发热量（w） hd n液压系统散热量（w） k散热系数 av t 平均温差（ c ） 式中 1 t 、 2 t 进口和出口油温 1 t 、 2 t 进口和出口水温 系统发热量和散热量估算： (1) hpc nn= 式中 p n输入泵的功率 c 系统的总效率。 合理高效的系统为70%80%， 一般系统仅达到50%60%。 3 90 10(10.6) h n = 式中 1 k 油箱散热系数（ 2 /()wmc ） ，这里取 2 1 70/ ()kwmc = 1212 ()() 2 tttt t + = 28000w= 1hd nk a t= 试验机油箱设计 21 a油箱散热面积（ 2 m） t油温与环境温度之差（c ） 70 1.25 0.86 0.68 603070.2 hd nw= 取平均温差为 20c ，则有 选用两个 glc3-9 型列管式