挖掘機(jī)液壓油箱及輔件的設(shè)計(jì)

摘要：文章對(duì)液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)中的油箱及油箱輔件從保證液壓系統(tǒng)清潔度方向的設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)闡述，包括油箱的基本功能，油箱參數(shù)的選擇，油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及吸油濾芯，回油濾芯和呼吸器的選擇。

關(guān)鍵詞：油箱；清潔度；結(jié)構(gòu)；吸油濾芯；回油濾芯；呼吸器

在挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中， 油箱的主要用途是儲(chǔ)存供系統(tǒng)工作循環(huán)的油量，散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的部分熱量，分離油液中混入的空氣，消除系統(tǒng)中泡沫。現(xiàn)代的液壓系統(tǒng)污染控制理論，要求油箱不再是一個(gè)容納污染物的場(chǎng)合，而是要求油箱中的油液本身達(dá)到一定清潔度等級(jí)，并以這樣清潔度的油液提供給液壓泵和整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作回路。因此油箱設(shè)計(jì)的好壞直接影響液壓系統(tǒng)的工作可靠性，尤其對(duì)液壓泵的壽命有重要影響。

1.油箱參數(shù)選擇：

1.1.挖掘機(jī)一般選擇頂置（相對(duì)于主泵）開式油箱，即油箱通過空氣濾清器與大氣相通，空氣濾芯精度≤40um；

1.2.油箱圍板厚度4-6mm，隔板厚度3-5mm。推薦值：小挖機(jī)型一般選擇4.5mm，中挖機(jī)型選擇5mm，大挖機(jī)型6mm；

1.3.油箱圍板材質(zhì)：

推薦材質(zhì)：Q35A、SS400（日本結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)）、08F。SS400相對(duì)于Q235A強(qiáng)度更好，這兩種材質(zhì)一般用于中大型挖掘機(jī)；08F材質(zhì)強(qiáng)度相對(duì)較弱，一般用于小型挖掘機(jī)，不推薦用于中大型挖掘機(jī)；

1.4.油箱容積確定：

按液壓泵每分鐘最大流量的0.5-1.5倍選取油箱容積，受系統(tǒng)工況和整機(jī)空間影響，小挖取大值，大挖取小值。推薦取值：0.8或1倍的主泵最大流量。

1.5.油箱容量：

油箱容量是指油面高度為油箱高度70%-80%時(shí)油箱所儲(chǔ)油液的容積，此時(shí)的液面高度稱之為標(biāo)準(zhǔn)液位，即游標(biāo)尺的標(biāo)準(zhǔn)位置

2.油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1.油箱進(jìn)回油口遠(yuǎn)離，越遠(yuǎn)越好；

2.2.回油管需斜切45°（采用油流由內(nèi)向外時(shí)不需回油管），且管斜切口方向通常使出油流向箱壁而背離泵進(jìn)油管；

2.3.回油管口應(yīng)插于最低液面以下，但離油箱底和側(cè)邊要大于管徑的2～3倍；吸油管端部所安裝的濾油器，離箱壁要有3倍管徑的距離，以便四面進(jìn)油；

2.4.回油腔為圓形時(shí)，回油腔內(nèi)徑為濾芯外徑的1.5-2倍，推薦選大值降低回油背壓；回油腔為方形時(shí)，回油腔內(nèi)表面與濾芯中心之間距離為濾芯半徑的1.5-2倍。

2.5.油箱需加隔板，隔板高度最好不要高于最低液面。

隔板主要作用：

2.5.1.分離進(jìn)回、油，增加擾流、減小沖擊；

2.5.2.分離氣體，防止氣體進(jìn)入系統(tǒng)；

2.5.3.加強(qiáng)箱體強(qiáng)度；

2.6.油箱底部應(yīng)設(shè)有放油塞，方便換油。油箱上的孔要便于拆卸，以方便清潔油箱，必要時(shí)還需增加額外的清潔孔；

2.7.油箱設(shè)計(jì)好后，需要對(duì)各極限位置進(jìn)行驗(yàn)證保證主泵不吸空，且油位不能超過油箱上表面。驗(yàn)證參考值：爬坡35°、下坡25°；

2.8.油箱箱體焊接完成后須做密閉試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力50±5KPa，試驗(yàn)時(shí)間10min；

2.9.油箱處理：整體酸洗處理，內(nèi)表面涂防銹油（防銹油成份必須與液壓油兼容）；

2.10.油箱在裝配好后，不允許在進(jìn)行焊接作業(yè)，防止產(chǎn)生氧化膜污染油箱。

3.回油濾芯選擇

3.4.流量選擇：

根據(jù)系統(tǒng)流量、實(shí)際安裝空間和系統(tǒng)最大流量來選擇濾芯。系統(tǒng)最大流量一般用斗桿油缸大小腔面積之比乘以主泵流量來計(jì)算，該流量作為濾芯選擇流量的參考，來決定濾芯的最大通過流量，濾芯最大通過流量如果過小，濾芯壓損增大，抗沖擊能力差，濾芯性能下降快。

4.吸油濾芯選擇

4.1.過濾精度選擇：吸油過濾精度一般選擇100-180um；

4.2.濾芯材質(zhì)：金屬網(wǎng)。一般選用黃銅網(wǎng)或不銹鋼；

4.3.濾芯初始?jí)毫p失：

4.4.為了防止濾芯吸癟，造成泵吸空，吸油濾芯必須有足夠的強(qiáng)度，濾芯需做爆破試驗(yàn)，爆破壓差≥1bar；

5.呼吸器選擇

5.6.呼吸器結(jié)構(gòu)：

5.6.1.普通型：此種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低；

5.6.2.外排氣帶鎖型：此種結(jié)構(gòu)將箱內(nèi)呼出的氣體引出到車體以外，避免污染

5.6.3.手動(dòng)排氣型：在系統(tǒng)需要維修時(shí)，可按動(dòng)上端排氣閥，釋放油箱內(nèi)部空氣，避免在維修主泵時(shí)，油箱漏油。

參考文獻(xiàn)：

[1] 金鐘振 . 挖掘機(jī) . 上海 ：上海交通大學(xué)出版社，2011

[2] 智潤(rùn)芳 . 液壓系統(tǒng)開式油箱的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J] . 機(jī)械工程與自動(dòng)化 ， 2005（6） .

[3] 雷天覺 . 新編液壓工程手冊(cè) . 北京 ：北京理工大學(xué)出版社，1998

[4] 李芝 . 液壓傳動(dòng)[M] . 北京 ：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.