毕业设计（论文）20kw液压元件综合测试设备的研究

河南焦作大学毕业设计（论文）题目： 20KW液压元件综合测试设备的研究 -08子项（油箱的设计）姓 名： 学 号： 专 业：计算机辅助设计与制造 系 别： 机电工程系 指导教师： 起止日期：2008-02-28 2008-05-20 20KW液压元件综合测试设备的研究08子项（油箱的设计） 摘要 油箱应有足够的容积，以满足散热的要求；吸油管和回油管应隔开；.泵的吸油管应安装100200目的网式滤油器，滤油器与箱底的距离不应小于20mm；.油箱底应有坡度，以方便放油，箱底与地面有一定距离，最低处应装有放油塞和放油阀；.油箱用4mm钢板（箱盖用8mm增加刚性）；为防止油液被污染，箱盖上放置隔板，管口处都要加密封装置，注油口应安装滤油网；油箱中安装电加热，考虑其安装位子。关键词 油箱、泵吸油管、回油管、放油塞、滤油网、电加热器。 Study on The 20KW Hydraulic Component Comprehensive Test Equipment -No.08 Oil Tank DesignAbstract ： The fuel tank should have the enough volume, satisfies the radiation request . The oil suction pipe and the oil return pipe should separate .Pumps the oil suction pipe should install the 100200 goal network type oil filter, the oil filter and the bottom of a chest distance should not small hundred million 0mm. The oil bottom of a chest should have the slope, facilitates puts the oil, the bottom of a chest and the ground has the certain distance, the most low spot should be loaded with the oil drain plug and oil drain valve.The fuel tank mm steel plate (box lid increases rigidity with 8mm) to weld . In order to prevent the fat liquor is polluted, on the box lid lays aside the partition board, the orifice place all must encrypt seals the installment, the filler spout should install the oil screen.In the fuel tank installs the electric heating, considered it installs the seat .key words： the fuel tank pumps the oil suction pipe the oil return pipe the oil drain plug the oil screen the electric heater 目 录1. 引言.12液压油箱的总成设计.32.1液压油箱的功能、类型与结构.32.1.1液压油箱的功能32.1.2液压油箱的常见结构4 2.1.3液压油箱的结构设计62.2液压油箱容积的确定11 2.3液压油箱结构的方案.14 2.4液压油箱的焊接设计.15 2.5液压油箱的壁厚强度校核和系统发热温升的验算.16 2.5.1液压油箱的壁厚强度校核.17 2.5.2系统发热温升的验算.183.液压油箱的辅件的设计.183.1液压油箱的电加热器的设计.203.2液压油箱的吊钩设计203.3液压油箱的支脚的设计213.4液压油箱的清洗孔的设计.223.5液压油箱空气滤清器的设计243.6液压油箱的液位计的设计253.7液压油箱放油嘴、泵吸油管、回油管及粗滤器的设计263.8液压油箱的其他辅件的设计27结论及尚存在的问题28致谢.29参考文献.3020KW液压元件综合测试设备的研究-08子项油箱的设计 姓名： 学号：0515208 班级：051521. 引 言2004年1月，中南大学机电工程学院的徐先懂，王静，曾晨阳设计了一套液压元件综合测试系统。该系统的主要特点是综合性强，具有计算机辅助的测试(CAT)和手动测试的功能。日本岛津UEG型及美国STEX公司的HVL锌版液压万能实验机均采用电液伺服阀控制的双向油缸，负荷、变形、位移控制有电液伺服闭环控制，同时具有电子测量和计算机数据处理功能。点液伺服阀的优点是静动态性能良好，分辨率高，带环小线性度高，工作范围广更适合动带电液伺服实验机。其缺点是用于竟带的液压万能实验机上未能发挥其特点，使其造价提高抗污染能力变差，工作噪声教大，油温声高快，有些还需水冷却。John Deere, Rexroth, Bosch, Newhold, Case, Steyr, Ferguson, Valtra, Fendt, Bomag, Caterpillar, Fiat-Ams, Goldoni, Bucyms-Erie, WaterlooBoy, Parker, Wandfluch, Lenze, Linde, Sauer-Sunstrand, 另外还有计算机辅助测试CAT，它是由硬件和软件所组成的，针对测量信号复杂，为减小信号的干扰，采取数据处理方法和系统抗干扰措施，使测试数据更加真实，可靠，较为全面地满足对被测液压元件的测试要求。在本试验台上进行产品出厂测试，同时也可进行行业检测，采用调速电机、加载、压力、流量、转速、控力、温度、自动控制和显示，被测数据（参数）实现自动采集实时显示。液压缸、 液压泵、 流量阀、压力阀、 溢流阀等进行综合的测试。综上所述，在目前过内，国外同类型测试系统的研究，有些是针对某一类型的液压元件进行性能测试，有些是针对一定压力的液压元件的检测。如果厂家想测试泵、压力阀、溢流阀等多个元件就需要购买多套系统，大大浪费资金和人力。而我们所要设计的“20KW液压元件综合测试项目的研究（8MPA以下）”这个课题恰恰解决了这个类似的问题。我们这个课题可以对多个液压元件进行出厂测试同时也可以惊醒行业检测可，实现了一体多用，大大将降低生产厂家资金的投入，更加经济、方便。任何液压系统都有一个必不可少的部分-油箱，用以储存液压传动的工作介质（通常为液压油）。油箱中的液压油经液压泵增压后供应液压系统，在液压系统中完成工作后的油液又返回油箱。所以说油箱的设计是一个液压系统的根基。我们今天所要研究的课题就是液压油箱的设计问题。2. 液压油箱的总体设计2.1 液压油箱的功能、类型与结构2.1.1.功能 为了使液压系统能正常工作，液压油箱必须具备下述功用：(1) 提供一个较大的外表面，将油液热量以辐射和对流形式传递到周围环境中；(2) 提供叫大的溶剂，是来自管道和动力元件的高速流体减慢，进而使油掖中的一些较重的巍然物沉淀下来；(3) 在液位上方提供一定的空间，使流体中的气体能逸入大气；(4) 通过油箱可以很方便地补油和换油。系统中用过的油液和残生的污染物可以从幽香排放；(5) 提供备用空间，储存因热膨胀而增加的油液，储存系统停止运行时因重力排出的油液，储存工作循环的某一阶段所需的大量油液；(6) 油箱外表面还可用以安装其他系统元件。应该强调一下，油箱一般是起者分离和沉淀油液中污染的作用。但是，随着电掖伺服和电液比例元件在工业液压系统中不断扩展的控制作用，对系统油液的清洁度要求也相应大大地提高。根据亲戚的污染控制理论，要求油箱不再是一个容污纳垢的容器，而是在系统中根据要求，在有关区域设置各类滤清、除污装置，是油箱本身全部容纳着达到滚顶清洁度等级的油液，以此清洁的油液提供给液压泵，从而让整个液压系统的工作回路中都充满清洁的工作介质，以此保证液压系统优良的工作性能和长久的寿命。 2.1.2 常见类型 油箱常根据其液面是否与大气相通，可分问开式油箱和闭式油箱；也有根据油箱形状矩形油箱和圆桶形油箱 ；还有根据液压泵对油箱所安装的方位进行分类的：上置式、旁置式、下置式三种。根据液压系统的特点，本课题选用的开式（矩形、旁置）型油箱。开式油箱应用最广。如图一（二）开式油箱示意图。2.1.3 液压油箱的结构设计 2.1.3.1 一般设计要素油箱通常采用钢板焊接而成，最好采用不锈钢。一般情况采用普通钢板，内壁再施防锈耐油的涂料。较好的油箱应兼顾下述特点：（1） 油位指示器，用眼睛可观察油位；（2） 装有过滤器的注油口，以便给油箱充油。泵的吸油管深入液面之下，离箱底10cm左右的地方。油液不应含有空气以减少泵的气蚀。回油管出口通常切成45角，切口对着油箱壁，以便热量散发，所有回油口距箱底应大于3倍管径；（3） 隔板应设在泵的吸油口和系统回油管之间，高度长为液面高度的34。隔板的作用是防止油液马上再进入系统循环；（4） 开式油箱装有呼吸孔，油位升降时允许空气进入。呼吸孔应装有空气滤清器。呼吸孔组件的大小尺寸应足以高正油箱内部为大气压力；（5） 油箱的功能之一是冷却油液，本课题中使用了油浸式加热器加热油液，促使空气从油液中分离出来；（6） 清洗窗口设计大一些，便于清除油箱内各处的污染物。应当注意，除掉油中气泡是油箱一向重要的任务。大直径气泡容易浮出，而小直径气泡浮出是需要很长时间的。所以要在油箱的泵吸油口之前安放一个倾斜的金属滤网，气泡将沿网的斜面浮向自由表面，绝大多数的气泡都会滤掉。滤网以100-200目和30倾斜度效果最好。2.1.3.2 回油管和泵吸油管的设计2.1.3.2.1 回油管出口的设计回油管出口一般有直口、斜口、弯管直口、带扩散器的出口等几种类型，斜口应用得较多，一般为45斜口。为了防止液面的波动，可以在回油管出口装扩散器。回油管必须放置在液面以下，一般距液压油箱地面的距离大于300mm,回油管出口绝对不允许放在液面以上。2.1.3.2.2 泵吸油管的设计泵吸油管钱一般应设置滤油器，其精度为100-200目的网式或线隙式滤油器（如上所述）。滤油器要有主够的容量，避免阻力太大。滤油器与箱底间的距离不应小于20mm。泵吸油管应插入液压油面以下，防止吸油是卷吸空气或因流入液压油箱的液压油搅动油面，致使油中混入气泡。2.1.3.2.3 泵吸油管与回油管的方向为了使油液流动具有方向性，要综合考虑隔板、泵吸油管和回油管的配置，尽量把泵吸油管和回油管用隔板分开。为了不是回油管的压力波动及吸油管，吸油管机回油管的斜口方向应一致，而不是相对的。2.1.3.2.4 如何防止杂质的侵入 为了防止液压油被污染，液压油箱应做成完全密封型的。在结构上应注意以下几点：（1）不要将配管简单地插入液压油箱，这样空气、杂质和水分等便会从其周围的间隙侵入。同时应尽量避免将液压泵及马达直接装在液压油箱顶盖上；（2）在结合面上需加入密封填料，密封胶和液态密封胶，以保证可靠的气密性。例如，液压幽香的上盖可直接焊上，也可以加密封垫（1.5mm厚以上的耐油密封垫）进行密封；（3）为保证液压油箱通大气并净化抽吸空气，需配备空气滤清器。空气滤清常设计成既能过滤空气又能加油的结构。 综上所述,根据以上的论述,可先拟订油箱的基本外型如下图所示:图 3 由上图油箱外型,1-回油管,2-泄油管,3-泵吸油管,4-空气滤清器,5-安装台,6-隔板,7-放油口,8-粗滤器,9-清洗口侧板,10-液位计,11-加油口。2.2 液压油箱容积的确定 容积是油箱的主要技术参数。油箱必须又一定的容积,才能实现其功能。设计油箱容积涉及到很朵因素,一般采用经验估算法,但象我们所牵涉的这个课题需要想多个实验台提供液压油,所以又必要分析系统的各种要求,并以热量位基础采用计算的方法来确定。 2.2.1 经验法 油箱的有效容积V是指油面高度只占油箱高度80%时的油箱容积,通常为: (1)对低压系统 V大于等于泵每分钟流量的24倍; (2)对中,高压系统 V大于等于泵每分钟流量的57倍; (3)若为压力补偿式变量泵时,则泵流量视为变量泵的平均流量对于行走机械,其油箱容积为上述数据的0.50.7.但要注意冷却与散热能力的运用。 根据经验法算得:V=71605=5.6。2.2.2 热量计算法 热量计算法事根据液压系统的发热与散热关系确定油箱的容积的方法。油箱中的油液温度一般推荐在3050C范围内工作比较合适,最告不应超过65C。在特殊情况下允许达到85C。 液压系统的发热及散热计算:(1)液压泵功率损失所产生的热量: =P(1-k)t(J)式中: P-液压泵的输出功率,P=pq/k(W); k-液压泵的总效率,一般在0.70.85之间,常取0.8; p-液压泵实际出口压力(Pa); q-液压泵的实际流量(/s); t-工作时间(s)。 泵的功率为20KW,工作时间t为36000s，经算得:=5.76(JW)(2)阀内损失所产生的热量: 本课题中有压力阀,方向控制阀,和溢流阀3种.其中以泵的全部流量流经溢流阀返回油箱时,发热量最大。 =pqt(J)式中, p-溢流阀的调整压力(Pa); q-经过溢流阀流回油箱的流量(/s); 计算其他阀门的发热量时,则上式中的p为该阀的压力降(Pa);q为流经该阀的流量(/s)。 溢流阀的流量q=0.002(/s),p的调整压力为8MP,经算得： =2.88 (J)(3)管路及其他损失所产生的热量: 此项热量,包括很多复杂的因素,由于其值较小,加上管路散热的关系,在计算的时候常予以忽略.一般可取全部能量的0.030.05倍, 即: =(0.0030.005)Pt 也可以根据各部分之压力降p及q代入 =2.88中求得.在考虑此项发热量时,必须考虑管路的散热。 经算得: =2.88 系统总的发热量Q为 上述各项发热量之和,即 Q=1.7352(J)(4)液压系统的散热 液压系统各部分所产生的热量,在开始的时候一部分由运动介质及装置本体所吸收,较少一部分向周围辐射,至某一个温度侯(温度达到一定数值)散热量与发热量相对平衡,系统即保持一定的温度不再上升。 若只考虑油液温度上升所吸收的热量和油箱本身所散发的热量时,系统的温度T随运转时间t的变化如下: T=+式中: T-油液温度(K); -环境温度(K); A-油箱的散热面积(); C-油液的比热容,矿物油一般可取C=16752093J/(kgK); m-油箱中油液的质量(kg); t-运转的时间(s); k-油箱的传热系数W/(k); k= 式中: -介质传向油箱内壁的放热系数W/(k); -介质由油箱外表面传到空间的放热系数W/(k); l-油箱的钢板厚度(m); i-油箱壁的导热系数(W/mk).一些材料的导热系数i见表1。 表1 一些材料的导热系数i材 料 iW/(k)钢(未经淬火) 4658灰铸铁 5658Cr-Ni钢 15铅 210铜 373384矿物油 0.1250.126 将给出的数值代入公式 k=后,可看出相对 ,l/i相对于可忽略不计.因此,油箱起热交换作用的主要值是.也即事油箱的散热主要是靠油箱外表面的散发.油箱的材质对此影响却很小.因此在一般计算中,可用k=来代替。 K值的一些实际数据如下： 周围通风差时 k=810； 周围通风良好时 k=15； 用风扇冷却时 k=23； 用循环水强制冷却时 k=11-174。 当t时，系统的平衡温度为： 由此可见，环境温度为时，最高允许温度为的油箱的最小散热面积为： =按一般情况油箱的长、宽、高尺寸比例为1：2：3，油面高度达到油箱高度的0。8时，油箱靠自然冷却使系统保持在允许温度以下时，则油箱散热面积可用以下近似公式计算： A6.66式中： V-油箱的有效面积（）； A-油箱的散热面积（）。当取k=15W/(k)时，令A=，可得出油箱自然散热的最小体积为： （）式中： -自然散热时油箱的最小体积。 4.5（） 液压油箱公称容量应符合表2的规定。 表2 油箱的公称容量 （L）（GB2876-81） 2540631016254063160250315400500630800100012501600200025003150400050006300备注：油箱公称容积大于本系列6300L时，应按GB321-80优先数和优先数系中R、0数系选用。 根据表2可以看出，本课题油箱体积V=5000L=5。 由上可知，经验法算出的油箱体积V=5.6，基本与之向符合。上述关于油箱容积、功率、温升的计算公式，清楚地显示了三者之间的相互关系。运用这些计算公式，列出的油箱容量、功率和温升的关系（见图4）。图4中若已知油箱的允许温升和供油系统的功率，即可由表查出油箱所需容量，反之也油已知油箱的容积和功率查出油箱达到的温升。油箱容积/L5000 40000 3200 2500 2000 1600 1250 1000 800 630 400 250 160 100 63 40 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 图4 t/C 由图4上已知允许温升65C和功率20KW，即可查出油箱容积为4000L，基本与热量计算法向符合。综合上述3种算法，最后确定液压油箱的体积V=5。根据一般性，油箱的长、宽、高尺寸比例为1：2：3，所以可以确定：经圆整： a=2800mm 、 b=1800mm、 c=1000mm 即本课题的油箱长、宽、高尺寸为2800mm，1800mm，1000mm。2.3 液压油箱结构的方案如上节液压油箱的尺寸已经确定，这节的主要任务就是要确定油箱结构的具体方案了。本课题中共向读者展示了2种方案（方案具体参看syq-00 和syq-01总装图）方案一：在本课题中，液压油箱要为5个实验台提供液压油。所以需要5个泵的吸油口来为泵提供液压油。方案一中泵的吸油管设计成为了一个总的油路用一个集流阀来带动5个分的泵的吸油阀。这样做的方法使油箱看上去简洁明了。根据国家标准GB5625.1-3-83，5个实验台中最大的流量为150L/MIN，所以选用的泵的吸油口（总）的公称通径为65mm。泵的吸油口（分）分别为公称通径为25mm。而回油管考虑到了油路的损失和液压油的消耗问题，选用了公称通径65mm的管道。隔板设置在了离吸油口较远的地方。这样做的好处是可以是液压油充分的沉淀杂质。其他的油箱附件尺寸设计将在“油箱附件尺寸设计中”论述。生成了方案一后，在与同学和老师的讨论后并继续查阅了相关的资料后对方案一进行了改良和油箱部件的重新归位。从而生成了方案二。方案二：在方案二中，泵的吸油管变成了5个公称通径为25mm的管路。在此方案二改进了方案一的不足。用集流阀有可能导致油中的杂质造成油路的堵塞，而方案二中设计成5个公称通径为25mm的管路是就可以有5个粗滤器。无疑来说对，油液过滤的更加的充分了！方案一中的回油管和泵吸油管均安装在箱盖的上面。虽然这样做,便于观察且外形比较美观,但确存在这不可避免的错误及拆卸不方便。所以在方案二中将泵的吸油管和回油管均设计在了液压油箱的侧板上。这样做的好处有:(1)方便与拆卸,开式油箱的主要功能就是拆卸比较方便,便于对液压油箱的内部处理;(2)由于泵吸油管和回油管相差的距离比较远,所以隔班不用设计太多,结构比较简单,拆卸后便于清理。方案二中还采用了倾斜的油箱底,这样做的好处为:(1)倾斜的油箱底部有利与泻油口的泻油问题,在清理油箱中相对来说比较容易;(2)油箱的倾斜底部有利油液的流动性,使油箱过滤杂质更加的充分,使液压油液更加的干净,有利于实验工作台。综上所述,根据两个方案的综合性能,我们优先选择方案二。 2.4 液压油箱的焊接设计油箱通常采用钢板焊接而成，最好采用不锈钢板。本课题考虑到经济因数普遍采用的为Q235A。Q235A是普通碳素结构钢,Q的意思是屈服强度后面的数字是235牛顿/平方毫米,焊碳量低易于焊接,不能淬火。油箱主要由箱板、侧板、和箱盖组成。箱板是由一块长3.88m宽1.886m高为4mm的钢板涡压而成。成型后的主要参数分别为长2.m高1m宽1.886m。其质量为388cm180cm0.40.5g/c=13.968kg;侧板是有一块长1808mm宽1210mm厚为4mm的钢涡制而成。成型后的主要参数分别为高1210 mm长为40mm，厚度为4mm。其质量为180.8cm1210.40.5g/c=4.37536kg.加上箱盖和支架、支角的质量，油箱本身的重量约为20kg。根据国家标准GB2512-81选用的液压油为：L-HK46。其密度为0.8kg/。所以可得油箱所能盛的液压油的质量为：M=50.80.8=3200kg。对于油箱的强度刚度散热校核，在“油箱的强度刚度校核”章节中论述。本张只介绍油箱的焊接。当箱板和侧板成型后，用线焊的方法将其焊接，由于本课题中油箱较大，所以焊接后需要在箱板和侧板的交接处用角铁进行加固。箱盖的作用是为了防止污染物进入油箱，所以箱盖是要焊接在油箱顶处。与箱体相交处，仍然要用角铁加固。焊接时如 图（a，b）所示。2.5 液压油箱的壁厚的校核和系统散热的分析2.5.1 液压油箱的壁厚的校核一般来说，器壁中任意点都处于三向应力状态。但作用于外壁上的大气压力和内壁上的内压力p与两个主应力、的最大值相比要小的多，故可以忽略不计，因而危险点的应力状态可看作二向应力状态。确定了危险点的应力状态后，便可选择适当的强度理论建立强度条件进行强度计算。 根据资料可知，壳装容器上的各点的应力状态属于平面应力状态。其3个主应力分别为： 代入第三强度理论的强度条件式得：式中 -钢板在设计温度下的许用应力，可查阅有关的设计规范。在压力容器的设计中，一般是根据工艺的要求，先确定其公称直径，然后根据给定的公称直径和压力、温度，由强度条件设计出合适的壁厚。这样，上式可简化为： 这就是由第三强度理论的强度条件计算壳体理论壁厚的公式。在本课题中，容器的壳体大多数是由钢板卷制成的，由于焊缝对强度的影响，上式中的材料许用应力应乘上焊缝系数，通常1，其值取决于焊缝的质量，可查阅有关的设计规范。因此，实际壁厚的计算公式如下： 式中 ：p-设计压力；-容器的内径；-在设计温度t下材料的许用应力；-焊缝系数； c-壁厚附加量。以上的设计参数可根据具体的设计要求查阅有关的设计规范。经算得：4mm当实际壁厚为已知时，则可按下式进行强度校核： 当油箱的材料和尺寸已知时，则可按下式进确定其许可压力 上两式中，（计算壁厚）经校核后，壁厚可以承受住压力，强度合适。2.5.2 系统发热温升的验算 系统发热来源于系统内部的能量损失，如液压泵和执行元件的功率损失、溢流阀的溢流损失、液压阀及管道的压力损失等。这些能量损失转换为热能，使油液温度升高。油液的温升使粘度下降，泄漏增加，同时，使油分子裂化或聚合，产生树脂状物质，堵塞液压元件小孔，影响系统正常工作，因此必须使系统中油温保持在允许范围内。一般机床液压系统正常工作油温为3050；矿山机械正常工作油温5070；最高允许油温为7090。 1. 系统发热功率P的计算 PPB(1-)(W) （式中：PB为液压泵的输入功率(W)；为液压泵的总效率。PPB(1-)=0.8*(1-0.90)=80W2. 系统的散热和温升系统的散热量可按下式计算：P=KAt*10 (W) 式中：K为散热系数(W/m2)，当周围通风很差时，K89；周围通风良好时，K15；用风扇冷却时，K23；用循环水强制冷却时的冷却器表面K110175；A为散热面积(m2)，当油箱长、宽、高比例为111或123，油面高度为油箱高度的80%时，油箱散热面积近似看成A0.065(m2)，式中V为油箱体积(L)；t为液压系统的温升()，即液压系统比周围环境温度的升高值；A=0.065=0.065=0.03529 P=KAt*10=15*0.03529*30*10=0.016当液压系统工作一段时间后，达到热平衡状态，则：PP所以液压系统的温升为：t=()计算所得的温升t，加上环境温度，不应超过油液的最高允许温度。当系统允许的温升确定后，也能利用上述公式来计算油箱的容量。 3.液压油箱附件的设计3.1液压油箱的电加热器的设计在本课题的实验台中,各个实验台的工作启动油液保持在了35C-60C之间,所以需要在液压油出油箱之前给予加热。根据机械设计手册和相关资料的查阅,我们选择了温州黎明液压电机厂的GYY4-22016型电加热器。具体相关参数如下:功率6KW,总长为807mm,浸入液压油箱油中的长度B为730mm,电压为220V。如下图(图5)所示,为电加热器安装与液压油箱的相关位置。具体位置请参看总装图(SYQ-00)中的电加热器的位置。 图53.1.1 电加热器的使用安装方法和要求具体如下:1.浸入油箱的B部分,必须保证全部浸入液压油中,不允许因为液面的降低而使B部分外露;2.为保证电加热器的B部分全部浸入液压油中,应使之水平安装; 3.使用电加热器时,应同时加一个热电偶,当液压油温度声高至预定值时,加 热器自动断电3.2.2 液压油箱的冷却问题 液压系统工作时,因各种损失,有时使液压油液产生大量的热量,直接影响系统的正常工作,这些热量单凭一般的液压油箱散发是不够的。因此,需设置冷却设备。我们采用了GL型冷却器。具体设计及选用过程请参看“液压泵设计说明书”中的冷却器选用部分。下图（图6）为冷却器原理图 图61出水口2端盖3出油口4隔板5进油口6端盖7进水口冷却器一般应安放在回油管或低压管路上。如溢流阀的出口，系统的主回流路上或单独的冷却系统。冷却器所造成的压力损失一般约为0.010.1MPa。下图(图7)为电加热器的示意图。具体尺寸请参看零件图(SYQ-00-01)中所示。 图73.2 液压油箱的吊钩设计液压油箱中的吊钩其作用是对液压油箱装卸时,与天车相互连接的装置。材料选用35号钢材。根据上面液压油箱的总成设计中对油箱的总体校核时,设计了4个吊钩分布与油箱的4个边缘部分。这样做的目的是为了在油箱吊起的过程中方便与天车之间的连接。3.2.1吊钩的使用安装方法和具体要求如下:在与液压油箱的相互连接时,选用为焊接形式。这就要求吊钩必须保证与油箱之间要焊接牢固以防止吊钩在起动与装卸过程中与液压油箱脱离,造成事故;1.为防止吊钩安装不够牢固,可以采用脚铁在关键部位进行加固焊接;2.与液压油箱相互焊接时,应充分保证水平安装,并能够保证在液压油箱上能够均匀分布。具体的吊钩的设计过程请参看零件图(SYQ-00-02)图所示。3.3 液压油箱的支脚的设计 液压油箱中的支脚的作用为:加固液压油箱底部的强度,使液压油箱底部能够承受来至于液压油箱的压力。 支脚选用了与液压油箱相同的厚度为4mm的Q235A型钢材。选用的长度210mm,宽度为135mm。具体设计过程请参看零件图(SYQ-00-03)所示。 3.3.1支脚的使用安装方法和要求具体如下:1.支脚在焊接过程中要与液压油箱底部的支架的中间部分相互焊接并要保证焊接牢固;2.安装后要注意防锈问题,要实行定期的检查,并且要在液压油箱涂灰色的耐油防绣涂料;3.支脚安装时,应注意使之水平安装,并能够保证与底角相互垂直。3.4 液压油箱的清洗孔的设计 液压油箱上的清洗孔,应最大限度地易于清扫液压油箱内的各个角落和取处箱内的元件。 根据相关资料和生产手册,选用了温州黎明液压机电厂产的YG型清洗孔。其具体参数如下表(表3)所示 表 3型 号 A B C D E nYG-250 250 225200100 50 6YG-300 300275250 125 50 6YG-350 350325300 160 63 8YG-400 400375350 160 63 8YG-450 450425400 200 80 12YG-500500475450 250 80 12备注:可配套提供清洗孔用密封垫圈。若需要清洗孔配套的法兰,也可提供,请在原型号后加F即可。根据本课题液压油箱的尺寸,且根据机械设计手册说述,清洗孔尽量要保持较大尺寸,约为油箱高度的1/2为好。所以根据上表选用了YG-500型。具体尺寸设计请参看零件图(SYQ-00-04)清洗孔使用安装方法和要求具体如下:1.内嵌密封圈来密闭进油或回油管路进入油箱,以避免污染物进入油箱;2.清洗管端滤清器(网)时,可以方便地从拆卸下的原清洗孔的位置处将其取出和装入;3.清洗孔选用HT200铸造而成，所以在生成后要注意定期的查看，防止其生锈，表面涂灰色耐油防锈涂料。3.5 液压油箱空气滤清器的设计 空气滤清器简称空滤器，它是油箱的呼吸器。温州黎明液压机电厂的PAF系列八种规格的液压空气滤清器是一种新型的液压辅件，其外观如图8所示。 图 8这种产品的结构由空气过滤和加油过滤两部分组成。不仅可以防止液压系统工作时，由空气种带入油箱内的尘埃，又可以防止加油过程中混入颗粒物质，从 而简化了油箱的结构，又有利于油液的净化。 该产品采用了铜基粉末冶金烧结过滤片，与非金属过滤器相比，具有过滤精度稳定，强度大，塑性强，拆洗方便，并能承受热应力与冲击机高温下正常工作等特点。基与以上优点我们选用了温州黎明液压机电厂生产的PAF型空气滤清器。 当液压系统工作时油箱内油面时而上升或下降，上升时由里向外排出空气，下降时由外向内呼入空气。为净化油箱内油液，在油箱盖板上垂直安装空气滤清器，就可以过滤吸入的空气；同时空气滤清器又是注油口，注入的新工作油液，须经过滤再进油箱，从而滤除了油液内的脏物颗粒。 在液压系统中，净化工作油是相当重要的环节。空气滤清器能保持油箱内油液的清洁，既可以防止脏物颗粒从外部进入油箱，又能延长液压元件的工作周期和使用寿命，从而保证了液压系统的正常工作。此外，液压系统工作时，空气滤清器能维持油箱内的压力和大气压力压力，以避免泵出现空穴现象。 PAF系列预压式空气滤清器是温州黎明液压机电厂根据美国UCC公司，法国SECOMA公司，德国REXROTH公司生产的预压空气过滤样机，经引进后德技术测绘，并根据国内主机配套厂德技术要求进一步消化，吸收后自行改进设计而成的。 下图（图9）为PAF型空气滤清器的示意图，详图清参看零件图（SYQ-00-05） 图 9 下表（表4）为PAF型空气滤清器的技术参数 PAFa-*-*-*LPAFb-*-*-*L单项阀开启压力（MP）油箱内顶定压力0.02 0.035 0.07002 0.035 0.07空气流量（/min）0.45 0.55 0.750.45 0.55 0.75空气过滤精度（m） 10 20 40 10 20 40 油过滤网空（mm） 无加油滤网0.5（可据用户要求）温度适应范围（C）-20+100C-20+100C连接方式螺纹（G3/4）法兰（6只M416）重量（KG）020.28备注：可设计特殊要求。PAFa-*-*-*L为螺纹连接，PAFb-*-*-*L为法兰连接。3.6 液压油箱的液位计的设计 液位计示油箱、润滑装置、冷却箱和齿轮传动箱上的必备附件，它可以指示液位及液温的高低。根据油箱的尺寸容积选用了温州黎明液压机电厂生产的XYW-250型液位计。其外型如下图（图10）所示。其技术参数如下表（表5）所示。其具体尺寸清参看零件图（SYQ-00-06）所示。型号 L E B W A C DXYW-50705020202232M10XYW-801008050202232M10XYW-10012010070202232M10XYW-12714712797202232M10XYW-150180150282558M12XYW-200230200282558M12XYW-250280250282558M12XYW-300330300282558M12XYW-400430400282558M12XYW-500530500282558M12 图 10 XYW-250型液位计在安装使用中的主要注意事项为：（1） 根据选用中心距的规格尺寸来加工两个安装孔，油箱的壁厚为4mm时，两个安装螺钉的光孔为11mm；（2） 安装好标体以后，再拧上双金属温度计，勿以旋转表头来拧紧，须再表头后面六角用扳手拧紧；（3） 为了保证温度计的准确性，传感管进入被测介质的深度应符合“传感管插入介质长度：大于90mm”的要求；（4） 温度计在运输、保管、安装和使用过程中，应避免碰撞，勿使传感管弯曲和变形；（5） 温度计经常工作的温度值在最大量程的1/23/4处为宜；（6） 本产品表面切勿与香蕉水接触。3.7 液压油箱放油嘴、泵吸油管、回油管及粗滤器的设计 3.7.1放油嘴的设计 放油嘴的作用是将液压油进行排出。所以放油嘴实际上就是一个泄露装置。其外型尺寸如下图（图11）所示。 图11放油塞选用的材料为Q235A型钢材,直径为42的孔,选用了M271.5/G38-4的螺钉与之相配合。具体尺寸设计参看装配图(SYQ-00)。3.7.2 泵吸油管,回油管及粗滤器的设计泵吸油管,回油管及粗滤器的设计以在前面的液压油箱的结构设计论述,在这里就不在獒述。3.8 液压油箱的其他辅件的设计 3.8.1液压油箱盖板,箱板,侧板及隔板的设计 液压油箱的盖板的作用是防止油箱内部与大气相连同,起到一个防止污染物进入油箱的作用。下图(12)为液压油箱盖板的示意图图12选用的为长度为2.8m,宽度为1.8m,厚度为4mm的Q235A型钢材。然后将其焊接在油箱上,用脚铁加固即可。3.8.2液压油箱的箱板,隔板,侧板设计液压油箱的箱板隔板和侧板设计在前面的液压油箱结构设计部分已经叙述, 在这里就不在獒述。在这里就不在獒述。其具体尺寸请参看零件图(SYQ-00-08,SYQ-00-09,SYQ-00-10) 在这里就不在獒述。 结论及上存在的问题至此,液压系统的油箱设计过程就全部的结束。在与同学们的相互合作与努力下,经过了约半年的时间,终于完成了我们的课题- 20KW液压元件综合测试设备的研究。该实验台可完成8Mpa以下的液压泵、液压马达、液压缸、 流量阀、压力阀及溢流阀性能测试，该试验台可进行产品出厂测试，同时也可进行行业检测，采用调速电机，加载，压力，流量，转速，控力，温度自动控制和显示，被测数据实现自动采集，实时显示。是一套在国内同等产品中,测试比较完整的测试设备。由于时间和水平有限,本课题存在不少的缺点和错误,敬请各位读者给予提出指正意见。 2006年06月06日 致 谢 语 毕业设计即将结束,首先我的知道老师马恩教授表示最衷心的感谢和敬意。没有您的指导和帮助,我的毕业设计不可能这么顺利的完成,您的敬业使我们深受感染,您那渊博的知识让我们敬佩。在这里,一句话代表我所有的心声!谢谢您!谢谢您在毕业设计期间对我的谆谆教导。 不知不觉中，大学的时光就到了尾声。回头看看自己的大学生活，说不上没有遗憾但收获却是一两天说不完的。这主要是因为南阳理工学院给了我一个这么好的学习环境，还有学校的老师，没有你来传播知识，我就没有今天的知识。 最后，衷心感谢院系领导和指导老师平时对我们的关心和在百忙之中抽出宝贵时间对论文进行评审和答辩的各位老师。 参考文献 1) 陈明宏等新型数字式液压系统检测仪建筑机械2) 洪津等数字式液压系统检测仪的研制机械制造3) 黄志坚液压故障的特点与故障诊断的策略液压与气动 4) 贾秋枫液压系统故障诊断 电力建设5) 李洪智等工程机械液压系统的故障诊断专家系统分析方法 液压与气动 6) 李新平等 液压阀试验台的研究煤矿自动化7) 李兴中等液压设各管理维护手册 上海科学技术出版社，8) 刘世勋，刘少军国外液压控制技术发展动向 液压与气动 9) 刘学元液压测试仪用于工程机械故障诊断 工程机械10) 刘迎春智能型液压参数测量仪11) 刘志奇等液压泵综合试验台设计，太原重型机械学院学报 12) 架圣是 拖拉机液压提升器提升能力检测试验台的设计研究东北农业大学，硕士学位论文13) 潘伟，陈桂明虚拟仪器技术在液压测试中的应用机床与液压，14) 庞君虚拟仪器技术在液压测试系统中的应用 机床与液压 15) 乔文刚液压系统故障诊断实用方法探析液压与气动16) 石红等液压设备故障诊断技术的研究 液压与气动，17) 孙新学等 工程机械液压技术发展综述液压与气动18) 谭尹耕液压实验设各与测试技术（修订版） 第二版北京理工大学出版社，19) 同淑荣 液压系统故障诊断方法 液压工业