直缝钢管升降机液压系统毕业设计 (4)

量，而不能仅仅是够用即可，一般以装三分之二的油为好。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，本系统中的回油管和泄油管均须设置斜角。为了使油液流动时速度变化不致过大，管口应面向箱壁。

油箱设计时应考虑如下几点：油箱必须有足够大的容积，一方面尽可能的满足散热要求，另一方面在液压系统停止时油箱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。

吸回油管应插入最低液面之下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡，管口与箱底、箱壁的距离一般不小于管径的3倍，吸油管口可安装100μm左右的网式或线隙式过滤器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。回油管口斜切成45?并面向管壁，以防止回油冲击油箱底部的沉积物，同时也便于散热。

吸油管和回油管之间的距离应尽量远，之间应设置隔板，以加大液流循环，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。隔板高度为液面的2/3～3/4。

为了保证油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油和通气一般都由一个空气过滤器来完成。为便于放油和清理，箱底应有一定的斜度，并在最低处设置放油。，对于不易开盖的油箱，应设置清洗孔，以便油箱内部的清理。

箱底应距地面150mm以上，便于搬运、放油和散热，在油箱的适当位置要设置吊耳，以便于吊运，同时还应设置液位计以监视液位。

对油箱内表面的处理要给予充分的注意。常用的方法有：

（1）酸洗后磷化。适用于所有介质，但受酸洗磷化槽的限制，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，不适合水液压液。因不受处理条件限制，大型油箱见多采用此法。

（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，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。

本设计中采用开式矩形油箱，材料不锈钢，详见油箱焊接图（WJES11-04）。

5.1.1 油箱尺寸的确定

该系统那个有两台工作泵，每台流量为105L/min，由于泵是一工一备，总流量也为105L/min，查文献1，第17篇第5.2节液压油箱有效容积

)? V?(3~7qn(3~?7)?10531L5 ~ （5-1）

油箱的外型尺寸比（长：宽：高）一般为1：1：1~1：2：3。同时考虑泵站的安装方便及合理，设计油箱的尺寸为

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150?1125L） （5-2） 075?010?00L（容积为11油箱出油口距离油箱底部200mm，液面最低面应高于出油口液面200mm，则该邮箱的有效容积

?75?0 V有效?15006?0.080?L 5 （5-3）

考虑到泵在最大流量下工作的时间不是很长，油箱有效容积540L是合适的。

5.1.2 油箱安装

（1）油箱应仔细清洗，用压缩空气干燥后，再用煤油检查焊缝质量。 （2）必须有足够的支持面积，以便在装备和安装是用垫片等进行调整。 油箱应设置隔板将吸、回油管隔开，使液流循环，油液中的气泡与杂质分离和沉淀。隔板结构有很多，另外还可根据需要在隔板上安置过滤网。油箱可分为开式油箱和闭式油箱两种。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。按油箱形状分可分为矩形油箱和圆灌形油箱。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；圆灌形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占用空间较大，在大型冶金设备中经常采用。

本设计中采用开式矩形油箱，材料不锈钢，详见油箱焊接图（WJES11-04）。

5.2 工作介质的选择

液压工作介质的要求

（1）粘度合适，随温度的变化小，润滑性良好，抗氧化性能，剪切安定性良好，防锈和不腐蚀金属，同密封材料相容，消泡和抗泡沫性，抗乳化性性，洁净度以及良好的化学稳定性等。

（2）润滑性良好。工作介质对液压系统中的各运动部件起润滑作用，保证系统能够长时间正常工作。

（3）抗氧化。工作介质与空气接触会产生氧化变质，而且氧化生成的粘稠物会堵塞元件的孔隙，影响系统正常工作。 （4）防锈和不腐蚀金属。 （5）同密封材料相容。 （6）消泡和抗泡沫性。 （7）清洁度。

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根据液压设计手册选取液压工作介质型号为：L?HM32液压油的工作介质，运动粘度等级为：32mm2?s?1 。

5.3 冷却器的选择与计算

冷却器除通过管道散热面积直接吸收油液中的热量以外，还使油液流动出现紊流，通过破坏边界层来增加油液的传热系数。 冷却器的基本要求有：

（1）有足够的散热面积。 （2）散热效率高。

（3）油液通过时压力损失小。

（4）结构力求紧凑、坚固、体积小、重量轻。 系统发热功率计算公式为

H?Pp(1???p?cm)

式中：??p1q1c??p

pqpH--系统发热功率，W

Pp--油泵的中输入功率，W

?p--油泵的效率，油泵的容积效率为85%，机械效率为95%

?m--液压执行元件的效率，对液压缸一般按95%计算 ?c--液压回油效率

?p1q1--各液压执行元件工作压力和输入流量乘积总和 ?ppqp--各油泵供油压力和输入流量乘积总和

由于各执行元件是顺序工作，分段求出各段的发热功率 由于电机一直处于工作状态，故

?p51?05?1pqp?19.?2Mpa20?3L? m保持不变。in

0~5s

?p1q1?19.5?50?975Mpa?L?min?1 ?975c?2203?42.8% 发热功率： H1?36.7?103?92%?(1?92.15%?42.8%?95%)?23?103W18

5-4） 5-5）

5-6） 5-7） （ （ （ （

该段持续时间： t1?5s

5~10s

?p2q2?10?19.03?2?380.6Mpa?L?min?1 （5-8） ?c?380.6?17.27% （5-9） 2203发热功率： H2?36.7?103?92%?(1?92.15%?17.27%?92%)?31.3?103W 该段持续时间： t2?5s

10~12s

?p3q3?19.5?22?4?1672Mpa?L?min?1 （5-10） ?c?1672?75.88% （5-11） 2203发热功率： H3?36.7?103?92%?(1?92.15%?75.88%?92%)?13.1?103W 该段持续时间： t3?2s 总的发热功率

H?H1t1?H2t?H3t32t23?5?31?.3?5?1332??10 （5-12）

123?24.?81W0

式中 t--总时间（s）

冷却器的算热面积

A=H （5-13） k?tmt1?t2t1??t2??式中:?tm?，t1液压油进口温度（K），t2液压油出口温度（K），22t1、冷却水进口温度（K），t2、冷却水出口温度（K）

冷却器的传热系数，初步计算多管式水冷k?116W/(m2?K)k=465W/(m2·K) 将数据带入公式得

?tm?23?45?22?030 ?9K （5-14）

2324.?8102?5.m9 A= （5-15）

465?9?A2.1F 生厂商：营口液压机械厂 冷却器选择型号为 4LQFW319

5.4 加热器

加热器的加热功率： H?式中 C--油的比热j/(kg?K)

C?V?? （5-16） T?--油的密度，kg/m3

V--油箱容积，m3

??--油加热后温升，K

T--加热时间，s 初算

C?1700J/(kg?K)r?900kg/m3V?1.125m2???10KT?3600s

代式（5-16），得： H?170?09?001.?12510?2.6W9 （5-17）

3600电加热器安装在油箱中，为了防止加热器管子表面烧焦液压油，在加热管的外边装上套管。

加热器的使用安装要求：加热管部分应全部浸入液压油中，不允许因液面降低而使加热管部分外露；为保证电加热器加热管部分全部浸入液压油中，应使之水平安装；使用电加热器的时候，应同时加一个热电偶，当液压油温度升高至预定值时，加热器自行断电。

在低温环境工作，为保证合适的油温，油箱须进行加热。可用蒸汽加热或电加热。SRY4型适合在循环系统内加热油类用，其最高工作温度为300℃。故选择SRY型油用管状电加热

型号：SRY4?220/1,功率1kw，选用五个个。浸入中250mm，生产商：上海电热电气厂。

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