液压站设计必看液压泵站油箱管路及管件.docx

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液压站设计必看液压泵站油箱管路及管件

结构形式

    1.1概述

    液压泵站是液压系统的重要组成部分（动力源）。

它向液压系统提供一定压力、流量的工作介质。

在液压泵站上装上必需的液压阀可以直接控制液压执行元件工作。

    1.2液压泵站的结构形式

    液压泵站上泵组的布置方式分成上置式和非上置式。

泵组置于油箱上的上置式液压泵站中，采用立式电动机并将液压泵置于油箱之内时，称为立式（图1）；采用卧式电动机时称为卧式（图2）。

非上置式液压泵站中，泵组与油箱并列布置的为旁置式（图3）；泵组置于油箱下面时为下置式（图4）。

图1上置式液压站（立式）                 图2 上置式液压站（卧式）

图3旁置式液压站图                         4 下置式液压站

典型产品

   典型液压站产品

    目前我国生产液压泵站的厂家很多，液压泵站的种类也繁多，但多数厂家是根据用户的具体要求设计和制造的，尚未系列化和标准化。

下面介绍几种典型液压站产品

    1.3.1YZ系列液压站

    YZ系列液压站，油箱容量为25～6300L，共18种规格。

选用不同的泵，得到各种不同的流量和压力级。

外形结构有上置式（分立式及卧式）和非上置式，见图5～7。

    YZ系列液压站生产厂有：

上海高行液压件厂、长沙液压件厂、南京液压件三厂等。

    1.3.2TND360-2型液压站

    沈阳液压件厂生产的TND360-2型液压站用于数控万能车床。

压力5MPa，流量12L/min；油箱容量100L。

其外形结构与液压系统图如图8所示。

    1.3.3SYZ系列液压站

    SYZ系列液压站是为数控机床配套的液压站系列。

压力4～6.3MPa，流量36～60L/min，油箱容量130～250L，生产厂为沈阳液压件厂。

其外形结构与液压系统图如图9所示。

图5 YZ液压站结构型式及调压系统图（立式）

图6 YZ液压站结构型式及调压系统图（卧式）

图7YZ液压站结构型式及调压系统图

图8TND360-2型液压站外型图及系统图

1—1P2V3型变量泵；2—电动机；3—S8A1.2型单向阀；4—空气过滤器；5—蓄能器；6—SAS6A型手动换向阀；7—DBDS6K型直动式溢流阀；8—集成块；9—泄漏油管；10—回油管；11—压力油管；12—进油口；13—回油口；14—吸油管；15—标牌

图9  SYZ型液压站外型图及液压系统原理图

1—油箱；2—标牌；3—Y100L1-4型电动机；4—MS2P20型六点压力表开关；5—叠加阀组；6—集成块；7—YBN1-25B型变量叶片泵；8—EF1-25型空气过滤器；9—液面计；10—YLH-63型过滤器；

油箱的设计要点

    油箱

    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、沉淀杂质等作用。

油箱中安装有很多辅件，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。

    2.1油箱的设计要点

    图10为油箱简图。

设计油箱时应考虑如下几点。

    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）吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。

管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的3倍。

吸油管可安装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。

回油管口要斜切45°角并面向箱壁，以防止回油冲击油箱底部的沉积物，同时也有利于散热。

    3）吸油管和回油管之间的距离要尽可能地远些，之间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。

隔板高度为液面高度的2/3～3/4。

图10油箱

1—液位计；2—吸油管；3—空气过滤器；4—回油管；5—侧板；6—入孔盖；7—放油塞；8—地脚；9—隔板；10—底板；11—吸油过滤器；12—盖板；

    4）为了保持油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及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。

    5）油箱底部应距地面150mm以上，以便于搬运、放油和散热。

在油箱的适当位置要设吊耳，以便吊运，还要设置液位计，以监视液位。

    6）对油箱内表面的防腐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。

油箱的容量计算

    油箱容量的计算

    液压泵站的油箱公称容量系列（JB/T7938-1995），见表1。

表1油箱容量JB/T7938-1995（L）

4

6.3

10

25

40

63

100

160

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

3150

4000

5000

6300

    油箱容量与系统的流量有关，一般容量可取最大流量的3～5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。

不设冷却器、自然环境冷却时计算油箱容量的方法如下。

    1）系统发热量计算在液压系统中，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。

一个周期发热的功率计算公式为

式中H——一个周期的平均发热功率（W）；

    T——一个周期时间（s）；

    Ni——第i个工况的输入功率（W）；

   ηi——第i个工况的效率；

    ti——第i个工况持续时间（s）。

    2）散热量计算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。

这时油箱散热面积A的计算公式为

式中A——油箱的散热面积（m2）；

    H——油箱需要散热的热功率（W）；

  △t——油温（一般以55℃考虑）与周围环境温度的温差（℃）；

    K——散热系数。

与油箱周围通风条件的好坏而不同，通风很差时K=8～9；良好时X=15～17.5；风扇强行冷却时K=20～23；强迫水冷时K=110～175。

    3）油箱容量的计算设油箱长、宽、高比值为α：

b：

c，则边长分别为αl、bl、cl、时（见图11），l的计算公式为

式中 A——散热面积（m2）。

图11油箱容量计算图

管接头的类型

    4.1管接头的类型（见表5）

表5管接头的类型

类型

结构图

特点

表及标准号

焊接式管接头

 利用接管与管子焊接。

接头体和接管之间用O形密封圈端面密封。

结构简单，易制造，密封性好，对管子尺寸精度要求不高。

要求焊接质量高，装拆不便。

工作压力可达31.5MPa，工作温度-25～80℃，适用于以油为介质的管路系统

表6～14

JB966～1003-1977

卡套式管接头

 利用卡套变形卡住管子并进行密封，结构先进，性能良好，重量轻，体积小，使用方便，广泛应用于液压系统中。

工作压力可达31.5MPa，要求管子尺寸精度高，需用冷拔钢管。

卡套精度亦高。

适用于油、气及一般腐蚀性介质的管路系统

表15～26

GB3733.1～3765-1983

扩口式管接头

 利用管子端部扩口进行密封，不需其他密封件。

结构简单，适用于薄壁管件联接

 适用于油、气为介质的压力较低的管路系统，允许使用压力见表41

表27～41

GB5625.1～5653-1985

插入焊接式管接头

 将需要长度的管子插入管接头直至管子端面与管接头内端接触，将管子与管接头焊接成一体，可省去接管，但要求管子尺寸严格适用于油、气为介质的管路系统

表43～49

JB3878-1985

锥密封焊接式管接头

 接管一端为外锥表面加O形密封圈与接头体的内锥表面相配，用螺纹拧紧。

工作压力可达16～31.5MPa，工作温度－25～80℃

 适用于油为介质的管路系统

表50～62

JB/T6381～6385-1992

扣压式胶管接头

 安装方便，但增加了一道收紧工序。

胶管损坏后，接头外套不能重复使用，与钢丝编织胶管配套组成总成。

可与带O形圈密封的焊接管接头联接使用。

适用于油、水、气为介质的管路系统。

介质温度：

油：

-30～80℃；空气，-30～50℃；水、80℃以下

JB/ZQ4427～4428-1986

三瓣式胶管接头

 装配时不需剥去胶管的外胶层。

对胶管外径稍有不同的胶管，靠接头外套对胶管的预压缩量来补偿。

胶管的预压缩量在31%～50%范围内能保证在工作压力下无渗漏，不会拔胶、外胶层不断裂。

可与焊接式管接头，快换接头，卡套式管接头联接使用，适用于油、水、气为介质的管路系统，其工作压力，介质温度按联接的胶管限定

JB/ZQ4429～4431-1986

快换接头（两端开闭式）

 管子拆开后，可自行密封，管道内液体不会流失，因此适用于经常拆卸场合。

结构比较复杂，局部阻力损失较大。

适用于油、气为介质的管路系统，工作压力低于31.5MPa，介质温度-20～80℃

JB/ZQ4434-1986

快换接头（两端开放式）

 适用于油、气为介质的管路系统，其工作压力介质温度按联接的胶管限定

JB/ZQ4435-1986