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液壓系統(tǒng)——油箱設(shè)計

液壓油箱是用來儲存保證液壓系統(tǒng)工作所需的油液的容器。有整體式油箱、分離式油箱、開式油箱、閉式油箱等之分。

今天給大家整理一下，液壓系統(tǒng)油箱設(shè)計的要點。由機能方面而言，油箱容積(Oil tank capacity)越大越好，但以小型化和操作上的經(jīng)濟性等方面考量，卻希望小一點為宜，且油箱須確保油液冷卻、不溶物沉淀及空氣釋放…等功能，因此設(shè)計滿足機能之油箱結(jié)構(gòu)，則可作詳細的討論。
設(shè)計要點：
1. 油箱結(jié)構(gòu)：
一般採用抗腐蝕性鋼材制作，且須考量油箱內(nèi)表面防腐處理，并顧及與介質(zhì)之相容性、處理后之可加工性及制造之經(jīng)濟性，條件允許時採用不銹鋼制作是最理想的選擇。
油箱必須有足夠的容積，一方面須滿足散熱的要求，另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時應(yīng)能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)，工作時又能保持適當?shù)囊何?。因此油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計需具下述特點，以下針對其構(gòu)成零件說明：
(1) 油箱本體：厚度3～4mm，若油箱容積超過320L，厚度取4~6mm，側(cè)壁須安裝油位計以掌控實際油位高度。
(2) 維修蓋：于本體側(cè)壁設(shè)計一或多個維修蓋，須配合密合墊、螺栓組裝，避免泄漏。其主要功用，便于清洗過濾器及油箱。
(3) 箱底：以傾斜的方式與壁板焊接成形，并于最低處安裝泄油口，便于泄油。
(4) 吸油管及回油管應(yīng)插入至最低液面以下，防止吸空和回油噴濺產(chǎn)生氣泡。管口與箱底、箱壁距離不小于3倍管徑。
(5) Drain油管：于液壓系統(tǒng)中，作為壓力控制閥等組件之泄油功用，設(shè)計時須注意不可插入油液下，防止背壓對系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
(6) 回油管口須斜切45°角并面向箱壁，增大回油管口之截面積，可減慢流速防止衝擊箱底之沉積物。
(7) 吸油管末端可安裝100μm之網(wǎng)式過濾器，防止大形異物吸入系統(tǒng)中，安裝位置須利于過濾器的清洗與拆裝。
(8) 空氣呼吸器：防止油箱出現(xiàn)負壓而設(shè)置的通氣孔上須裝空氣濾清器，其容量至少為液壓泵額定流量的2倍。
(9) 油箱蓋：厚度為本體壁厚之3~4倍，制成凹狀避免上方組件泄漏污染，并于蓋上鉆孔(含出回油管孔、注油口、通氣孔以及安裝液壓集成裝置的安裝孔等)。
(10) 隔板：分隔吸油和回油區(qū)域，增加回油路徑，有利于回油雜質(zhì)沉淀、氣泡分離及散熱等優(yōu)點。其高度至少取最低油位的1/2，最高不超過最高油位之3/4，厚度與本體壁厚相等。若考慮強制油空分離設(shè)計，其隔板高與液位同高，并于下方1/3處安裝5mm2 mesh之不銹鋼網(wǎng)，讓油液通過時達到強制油空分離的效果。
2. 容積計算：
油箱容積與系統(tǒng)的流量有關(guān)，一般于間歇性操作的情況，其容積取泵浦最大流量的3倍(防火型液壓油取5倍)，如泵浦每分鐘最大可提供50L的流量，則油箱容積須為150L。若屬于連續(xù)性操作其容積必須再多2倍甚至3倍，即200~300L。容積為1000L以下，則油箱之外形、基礎(chǔ)尺寸可參照DIN24339設(shè)計；容積為1000L以上，其長寬高比值取1：1：1至3：2：1之范圍設(shè)計，亦可考慮增加補強板，以增加剛性。其計算式如下：
Vtot=n×Q
其中： Vtot：油箱容積(L) Q：泵浦最大供油量(L) n：倍數(shù)(礦物油n=3，防火性液壓油n=5)
3. 其他要項：
(1) 油箱內(nèi)回油集中部分及清污口附近宜裝設(shè)磁性塊，以吸附油液中的鐵屑和帶磁性顆粒
(2) 為運輸安裝方便，大、中型油箱應(yīng)設(shè)吊耳。
(3) 油液溫度建議在30～50℃范圍內(nèi)工作比較合適，最高不應(yīng)超過60℃，最低不低于15℃。

 山東拓普液壓氣動有限公司技術(shù)部