行走机械液压油箱的设计

xiaoshxin

行走机械液压油箱的设计
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、消除泡沫和沉淀杂质等作用。油箱还未系统元件提供安装位置，油箱上安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。
油箱的容积必须能够储存停机时由重力而返回油箱的油液。并且要求油箱中的油液本身是达到一定清洁度等级的油液。并以这样清洁的油液提供给液压泵和整个系统的工作回路。
    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。
一、油箱的设计要点
    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。
2、吸油管和回油管应尽量相距远些，两管之间要用隔板隔开（隔板高度最好为箱内油面高度的2/3～3/4），以增加油液循环距离，使油液有足够的时间分离气泡，沉淀杂质，消散热量。管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的3倍(或者吸油口接头中心高于油箱底部250mm)。吸油管入口处可安装100μm左右的网式或线隙式过滤器（粗滤油器距箱底不应小于20mm），安装位置要便于装卸和清洗过滤器。
回油精滤油器与回油管管端在油面最低时仍应没在油中，防止吸油时卷吸空气或回油冲入油箱时搅动油面而混入气泡。回油管管端应斜切45°，以增大出油口截面积，减慢出口处油流速度，此外，应使回油管斜切口面对箱壁（管口到油箱内壁的距离大于管径的3倍），以防止回油冲击油箱底部的沉积物，同时也有利于散热。当回油管排回的油量很大时，宜使它出口处高出油面，向一个带孔或不带孔的斜槽(倾角为5°～15°)排油，使油流散开，一方面减慢流速，另一方面排走油液中空气。减慢回油流速、减少它的冲击搅拌作用，也可以采取让它通过扩散室的办法来达到。
3、泄油管管端亦可斜切并面向箱壁，并且要低于最低液面至少2.5倍的直径，但不得小于100mm。管端与箱底、箱壁间距离均不宜小于管径的3倍。
4、液位计安装：大于油箱高度的1/2，小于其高度的2/3（油箱内液面不许超过油箱高度的80%）。按照GB3766—83规定，箱体上注油口的近旁必须设置液位计。滤油器的安装位置应便于装拆。      
5、油箱附件：液位计；吸油管；空气过滤器；回油管；侧板；入孔盖；放油塞；地脚；隔板；底板；吸油过滤器；盖板
6、为了防止油液污染，油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。注油器上要加滤油网。防止油箱出现负压而设置的通气孔上须装空气滤清器。注油及通气一般都由一个空气过滤器来完成。空气滤清器的容量至少应为液压泵额定流量的2倍。油箱内回油集中部分及清污口附近宜装设一些磁性块，以去除油液中的铁屑和带磁性颗粒。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。
7、为了易于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养，按GB3766—83规定，箱底离地至少应在150mm以上。在油箱的适当位置要设吊耳，以便吊运。
二、油箱的结构设计
油箱采样钢板焊接而成，选用钢板厚度4-8mm，为提高油箱的强度，以防止其发生变形，油箱的骨架有标准的角钢焊接而成。为使进油口于回油口尽可能远，将回油滤油器装在油箱左上侧，将进油口连接法兰设置在油箱右前侧，中间焊接隔板高500mm来增加油液的行程，隔板底部切割45°的三角形孔，便于清洗油箱时两侧的油液沉淀物流至放油口排出。
为了便于油液排放，底板有一定斜度，选用底面斜度1：40。
为了便于油箱的吊运，使油箱高于地面150mm，可加长两侧钢板的长度弯曲折成支架，并增加加固板作为油箱的底座。在底座部分可以切出Φ80的圆孔作为吊耳以方便油箱的吊运。
分离式油箱一般用2.5～4mm钢板焊成。箱壁愈薄，散热愈快，有资料建议100L容量的油箱箱壁厚度取1.5mm，400L以下的取3mm，400L以上的取6mm，箱底厚度大于箱壁，箱盖厚度应为箱壁的4倍。大尺寸油箱要加焊角板、筋条，以增加刚性。当液压泵及其驱动电机和其它液压件都要装在油箱上时，油箱顶盖要相应地加厚。
三、油箱的防腐
对油箱内表面的防腐处理要给予充分的注意。油箱内壁应涂上耐油防锈的涂料。外壁如涂上一层极薄的黑漆(不超过0.025mm厚度)，会有很好的辐射冷却效果。铸造的油箱内壁一般只进行喷砂处理，不涂漆。
油箱内壁表面须用酸洗磷化法清洗、除锈或用喷丸处理除锈。油箱内壁表面应涂耐油的涂料，如锌粉、过滤乙烯涂料、R0-1耐油涂料，或确经试验成功的其他耐油涂料。油箱在装配前，内壁涂料必须确认牢固，外壁可先涂一层底漆，待装配完再涂一层底漆和二层面漆。
常用的防腐方法有：
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。
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。
③ 喷砂后热喷涂氧化铝。适用于除水-乙二醇外的所有介质。
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。
    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。
四、油箱容积计算
油箱容量与系统的流量有关，一般容量可取最大流量的1/3～3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。
1、不设冷却器、自然环境冷却时计算油箱容量的方法如下。
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。
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。
2、行走机械液压油箱容积
力士乐提供的公式V=1.2~1.25（Q/3~Q/ 5+ Qg）
式中：Q——为泵总流量
Qg——为单作用液压缸容积
五、油箱附件的安装
在油箱上安装有进油管路、集成块、回油滤油器、空气滤清器、冷却器、液位液温计、液位发讯计、电接点温度计、加热器等零部件，故油箱上应该有安装上述部件的安装法兰或安装螺纹孔。法兰可选用标准件，也可以根据实际情况自行加工，安装法兰选用45号钢，并进行调质，以焊接的方式安装在油箱上。本系统所用的法兰全部根据实际情况加工。
1、进油口连接法兰
吸油管路的安装法根据吸油管路的直径及固定用螺栓大小可根据情况改变，其安装位置为：法兰中心线离油箱底面距离为250mm，离箱壁距离为120mm。将法兰焊接在油箱箱体上，法兰采用涂胶密封的方法来密封。
2、回油滤油器连接法兰
为使进油口和回油口尽可能远，所以将回油滤油器安装在油箱的左上侧，回油滤油器与油箱间需要法兰进行连接。法兰焊接在油箱上，法兰上有螺纹口，可以将回油滤油器固定在上面。回油过滤器下半部分伸入油箱，工作时滤油器下半部分浸入油液之中。
3、清洗孔孔法兰
为了方便油箱的清洗、维修，在油箱的侧面安装清洗孔盖，由于油箱中间安装了隔板，故在油箱上安装两个清洗孔盖，以便人的胳膊能进入油箱内隔板的两侧。其大小尽可能大。人孔采用涂胶密封的方式防止油液泄漏。
4、温度计法兰
为了对油箱内油液温度监控，设置低温温度计和高温温度计对油液温度监控。在隔板两侧分别设置一个温度计，监控油箱不同位置的温度来确定是否对油液进行加热。法兰上按照温度计上螺纹型号攻螺纹，焊接在油箱上。
5、加热器法兰
当油液温度低于最适合的工作温度时，需要对油液进行加热，将加热器设置在进油口依一侧以便保证进入系统的油温能满足最佳工作状况。焊接法兰连接温度计和油箱。
6、冷却器支架
从系统流回的油液由于工作中的负载和摩擦油温会升高，过高的油温影响工作性能并减少油液寿命，所以要进行冷却。在油箱左侧焊接冷却器支架，可将冷却器固定在支架上对回油进行冷却，保证油液温度不会高出要求。
7、液位发讯器法兰
对油箱中油液的高度是有要求的，所以设置液位发讯器当油液过高或过低时报警。在法兰上攻出相应型号液位发讯器的螺纹孔后焊接在油箱上可安装液位发讯器。
8、空气滤清器法兰
空气滤清器孔有两个作用，一是安装空气滤清器，另外是作注油口。根据相对应的空气滤清器的型号攻螺纹，然后焊接在油箱的相应位置。
9、液位液温计
由于焊接油箱的钢板比较薄，所以在相应位置钻两个通孔，用液位液温计套件安装即可。
六、油箱的清洁控制
为了防止液压油被污染液油箱应制成完全密封的，在结构上和安装时应注意以下几点：不要将配管简单的插入油箱，这样杂质和水分等便会从其周围的间隙侵入。同时应尽量避免将液压泵及马达直接装在油箱的顶部，这样减少了振动对油箱的破坏影响。在接合面上需安装密封填料、密封圈和密封垫圈等，以保证可靠的气密性。为保证液压油箱通大气并净化进入油箱内的空气，须配备空气滤清器。空气滤清器常设计成既能过滤空气，又能过滤向油箱内添加的液压油的结构。
装配前，油箱内壁必须清洗干净。可利用确经试验成功的，适合于清洗液压系统的清洁剂。擦洗油箱内壁时，不可用棉纱或棉质纤维布料，可用白绸布或吸油泡沫海棉，轻轻按擦，当擦干后还见有小污垢，可用浸有石油醚或湿面粉团轻轻按吸，直到目视在白绸布或湿棉团上无污物为止。凡要装入油箱内壁的零部件、部件必须清洗干净。油箱内腔的零、部件装配完毕后，必须立即加盖。
七、油箱的焊接工艺
油箱焊接前，焊接处先加工出坡口。焊接时，板间应留有适当的缝隙。焊接前，必须清除板材焊接部位及周围的氧化层和铁锈。箱壁、箱盖焊缝的内外壁都必须满焊，所有焊接在油箱上的法兰，其外壁必须满焊，或凸出0.4mm以上的焊材。油箱焊接完毕后，油箱内侧焊缝必须用喷丸或打磨或刷净，达到焊缝表面光洁，无任何焊渣、毛刺。油箱内外壁的毛刺和飞溅物必须全部清除。
油箱焊接完毕后必须进行渗漏试验。

Thinking11111

楼主非常牛X，顶一个

sixue98

我公司有会呼吸的油箱，防止二次污染是最佳的。

xiaoshxin

sixue98 发表于 2014-2-12 20:17
我公司有会呼吸的油箱，防止二次污染是最佳的。

哦？什么个概念？能否细说下

sixue98

在油箱里面加防尘柔性隔断装置，隔断油液与外界接触。不用空气滤清器。

xiaoshxin

sixue98 发表于 2014-2-12 20:26
在油箱里面加防尘柔性隔断装置，隔断油液与外界接触。不用空气滤清器。

有成熟的产品没，或者样本。这个东西在新疆或者沙漠地带的设备上用着估计不错，哪里常年大风沙

sixue98

在阜新海州矿做试验半年了，还没有正式推广。是发明专利。

xiaoshxin

sixue98 发表于 2014-2-12 20:31
在阜新海州矿做试验半年了，还没有正式推广。是发明专利。

佩服佩服，如果成功了，记得在论坛里推广。

sixue98

谢谢！值得我们联手做。中国人的发明呀。

sixue98

气囊呼吸式防外界污染液压油箱
工作原理：
1、在油箱内安装一随空气吸入与呼出时其内部空间及形状可伸缩自如的气囊。
2、气囊内空间通过呼吸口与油箱外大气相通。
3、通过气囊将油箱内及液压系统液压油与外部环境完全隔离。
4、液压系统工作时，油箱内的液面下降产生负压将油箱外空气吸入气囊内，利用气囊体积的增大填补液面下降所形成的空间(见图1)，工作结束时油液通过回油口回到油箱使液面上升产生正压将气囊内的空气通过呼吸口排出油箱外(见图2)，在系统工作过程中隔绝了外界空气与液压油的接触，避免了空气粉尘对液压油的污染及气体对油液的氧化，延长了油液的更换周期,大幅提高了液压系统的可靠性和寿命。