液压系统闭式油箱设计.pdf

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1、第４期（总第１７９期）机械工程与自动化Ｎｏ．４２０１３年８月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＡｕｇ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１３）０４－００７４－０２液压系统闭式油箱设计彭阿静（中国船舶重工集团公司第七－○研究所，湖北宜昌４４３００３）摘要：讨论了某水下大功率振源体液压系统油箱的结构特点，主要介绍了闭式油箱容积从流量和散热角度的确定方法、油箱结构设计要点，具有一定的实用参考价值。关键词：振源体；油箱容积；结构设计；液压系统中图分类号：ＴＰ２７１＋＋．３１；ＴＫ２６３．８１文献标识码：Ａ０引言泡沫

2、和热膨胀量的容积，它占油箱总容积的１０％～某水下大功率振源体采用液压系统作为驱动源，油２０％；回流容量是系统停止使用时流回的油量；运转容箱是液压系统的重要组成部分，其主要作用是用来储存量等于系统最大供油量乘以额定时间。液压油，工作时给液压系统提供液压油；同时油箱还具按照液压泵的流量估算液压油箱的容积Ｖ，油箱有散热作用，通过排气孔逸出溶解在液压油中的空气以容积的计算经验公式为：及沉淀油液中的污染等作用。但是在液压系统实际设Ｖ＝εＱ。……………………………………（１）计时，很少有人对液压油箱进行精心设计，经常出现油其中：ε为经验系数，对于低

3、压系统，ε＝２～４，对于中压箱容积过小，系统运行一段时间后油温升高过快，引起系统，ε＝５～７，对于高压系统，ε＝１０～１２；Ｑ为液压泵液压油黏度下降而造成的泄漏增加；另外由于液压油不额定流量，Ｌ／ｍｉｎ。足引起液压泵吸空。这些问题的出现严重影响液压系２．２从散热角度确定油箱容积统的正常稳定工作，因此，液压油箱的设计非常重要。无冷却装置的润滑系统主要依靠油箱的表面散１闭式油箱的结构特点热，确定油箱容积时需要考虑它的散热能力。计算出油箱可以分为开式油箱和闭式油箱，开式油箱中润滑油从摩擦副获得的热量后，从热平衡角度计算油油液的液面与大气相通，

4、而闭式油箱中油液的液面与大箱容积。这时，油箱散热面积的计算式为：气隔绝。水下振源体在水下工作，采用闭式油箱结构，Ａ＝Ｑ热／（ｈΔｔ）。……………………………（２）油箱焊接在水下振源体中，油箱接口采用密封圈密封。其中：Ｑ热为液压系统单位时间内的发热量，Ｗ；ｈ为油２油箱容积的确定箱表面散热系数，油箱周围通风很差时，ｈ＝油箱应有足够的容积，在液压系统工作时，液面应８Ｗ／（ｍ２·Ｋ）～９Ｗ／（ｍ２·Ｋ），良好时ｈ＝保持一定高度，以防止液压泵吸空；为了保证溶解于液１５Ｗ／（ｍ２·Ｋ）～１７．５Ｗ／（ｍ２·Ｋ），强制通风时ｈ＝压油中的空气逸出，需留

5、出等于液压油容量１／５的空２０Ｗ／（ｍ２·Ｋ）～２３Ｗ／（ｍ２·Ｋ）；Δｔ为油温与周围气容量，对于管路较长的系统，系统中的液压油全部流环境温度ｔ０的温差。回油箱时油箱不会出现容积不够的情况，油箱最高液为了防止油温过高影响液压油润滑性能，液压油面不应超过油箱高度的８０％；此外还应考虑沉淀杂最高温度ｔｍａｘ应不超过一定值［ｔ］，即是ｔｍａｘ≤［ｔ］，那么质，分离水、气和散热等方面的效果。油箱的最小散热面积Ａｍｉｎ为：２．１从流量角度估算油箱容积Ｑ热Ａｍｉｎ＝。…………………………（３）油箱容积与系统的流量有关，油箱容积应是运转ｈ（［ｔ］－ｔ

6、０）容量、回流容量、预备容积，空容积之和。预备容积等通常在设计时，可取［ｔ］＝６０℃～６５℃，即［ｔ］≈于油箱内各种装置的总体积；空容积是用于通风、容纳３３３Ｋ～３３８Ｋ。收稿日期：２０１３－０３－２４；修回日期：２０１３－０４－２５作者简介：彭阿静（１９８５－），男，湖北宜昌人，助理工程师，硕士，主要从事水下特种设备的研究。２０１３年第４期彭阿静：液压系统闭式油箱设计·７５·３油箱结构设计示意图如图１所示。油箱结构设计具体要点如下：振源体油箱是一个半圆柱体的封闭油箱，采用整（１）回油管位置要靠近箱壁，回油管需插入油面体框架式焊接结构，

7、外表面采用蒙皮拼装形式，主要由以下距油箱底板≥２ｄ（ｄ为回油管外径）位置，避免回油箱蒙皮、油箱底板、隔板、前隔板、环肋和穿过油箱的油飞溅产生气泡，回油管口应切成４５°斜角，以增大回横梁和环圈组成，包括回油管、吸油管、隔板、接口盖油截面，使油液流动时速度变化不致过大，油管切口应板、通气孔、泄油孔、注油孔等接口。振源体油箱结构面向箱壁，以利于散热、减缓流速和杂质沉淀。１－环肋；２－蒙皮；３－隔板；４－前梁；５－环圈；６－接口盖板；７－接口座；８－前隔板；９－油箱底板图１振源体油箱结构示意图（２）吸油管位置应远离回油管，吸油口可装在运液面应保

8、持一定高度，以防止液压泵吸空。系统中的转时油面高度２／３以下，吸油管离箱底距离Ｈ≥２Ｄ，液压油全部流回油箱时油箱不会容积不够，油箱最高距箱壁大于３Ｄ（Ｄ为吸油管外径），在吸油管处安装粗液面不应超过油箱高度的