液压油箱设计

1、液压油箱设计1.2.1 油箱容积的计算油箱必须有足够大的容量, 以保证系统工作时能保持一定的液位高度, 对于管路较长的系统, 还应考虑液压系统停止工作时能容纳油液自由流回油箱时的容量; 此外 ,还应考虑沉淀杂质, 分离水、气和散热等方面的效果。(1) 根据经验, 油箱有效容量一般为泵每分钟流量的3 倍 7倍。对于固定设备而言 , 空间、面积不受限制, 应采用较大的容量; 而对于行走机械和冷却效果比较好的设备 , 油箱的容量可选择小些。(2) 油箱容量大小可以从散热角度设计, 先计算出发热量和散热量, 再从热平衡角度计算出油箱容积。在进行油箱中液体的热平衡计算时, 我们假设液压传动系统的能量损失

2、全部都转为热能用于加热工作液体, 而工作液体所吸收的热量, 又仅依靠油箱向周围环境散发。这时，液体温度T为:T=T0+HKA(1-e -KAt/cm)。式中:T0 环境温度,K;H液压系统单位时间的发热量,W,H?N(1-4),其中为N为功率，刀为效率；K油箱的散热系数,W/ (m2?K);A油箱的散热面积,m2;c 液体的比热容, 对于矿物油c=1 675J/(kg?K) 2 093J/ (kg?K);m油箱内7体的质量，kg;, s。式 中的K在通风不良时取8W/ (m2?K) 9W/(m2?K),通风良好时取15W/(m2?K),风扇冷却时取23W/ (m2?K),循环水冷却时取110W

3、/ (m2?K) 174W/ (m2?K)。从理论上讲，只有当t?时，油箱中液体的温度才能达到绝对平衡状态，此时温度为其最高温度Tmax,即:Tmax=T0+HKA如果限制油箱中液温的最大值Tmax?T, 那么所需油箱的最小散热面积Amin 为 :Amin=HK(T-T0) 。(2)通常在设计时, 可取 T =60?65?, 即 T?333K338K。如油箱尺寸的高、宽、长之比为1?1?11?2?3, 油面高度达油箱高度的80%时 , 油箱靠自然冷却, 系统保持在允许温度T以下时 , 油箱散热面积可用下列近似公式计算:A?6.663V2。式中:V 油箱的散热体积，m3 o当取K=15W/ (m

4、2?K)时,令A=Amin,则油箱散热的最小体积：Vmin?(HT- T0)3 x 10-3。(3)1.2.2 箱体结构的设计油箱箱体结构的设计应遵循以下几点:? 根据油箱自然散热的最小体积, 适当地选取长、宽、高的尺寸;?油箱的底部离地面150mmz上，以便于搬移、放油和散热;?壁板的厚度应考虑油箱容积的大小及实际工况, 在条件允许的情况下, 尽量选薄些,以减轻油箱重量;?底板由于承受油箱内液体的重量, 需要加厚 , 在容积较小时, 可以选择与壁板等厚, 但为了保证底板在承受重力时不致变形, 底板必须加筋, 为便于清理油液 , 底板要有适当的斜度;?设置隔板将吸油区、回油区分开, 使液流按一

5、定方向流动 , 将油液流动中的气泡与杂质分离和沉淀, 以提高散热效果, 隔板高度不得低于液面高度的3/4;? 油箱的排油口与回油口之间的距离应尽可能远些, 管口都应插入最低液面之下, 以免发生吸空和回油冲溅产生气泡, 管口制成45?的斜角, 以增大吸油及出油的截面, 使油液流动时速度变化不致过大, 管口应面向箱壁, 吸油管距箱距离H?2D（D为管径），距箱边？3D,回油管距箱底距离h?3D;?为使换油时油液和污物能顺利地从放油孔流出, 放油孔设置在油箱底部最低的位置;?考虑到清洗换油的方便 , 设置人孔, 以便于油箱内沉淀物的定期清理。1.2.3 箱盖的设计箱盖的结构型式有两种: 与箱体焊接为

6、一体型和大揭盖型。但不论哪种型式, 合理选取顶板的厚度值至关重要。根据液压系统布置型式, 泵组布置有旁置式和上置式等。若泵组布置为上置式, 则必须考虑顶板在受泵组重力作用时不发生弯曲变形。因此, 应根据受力平衡选取顶板厚度。顶板上主要承受弯曲变形, 正应力的最大值为 :（T max=（6Pa/bh2）?。（4）式中 : P 顶板上所放置泵组的重力 , N;a顶板上所放置泵组至箱边的距离，mm;b顶板宽度,mm;h顶板厚度,mm;a钢板材料的弯曲许用应力，N/mm2。从而可得出顶板的厚度h为:h?6Pab。2箱体结构的改进2.1 人孔盖结构的改进国外的油箱人孔盖开在油箱顶部, 观测和清理油箱比较困难。因此, 将人孔开在箱体侧面, 在侧板上焊一块法兰, 将人孔盖用螺栓固定其上, 这样就增加了箱体的重量。后来经过改进, 将螺栓直接焊在侧板上, 再将人孔盖固定上去, 这样既减轻了箱体重量又保证了其密封性能的完好。但在一些需要观测油箱内部的情况下, 这种金属闷盖结构观测