如何设计液压机构的油箱容量及辅件设置？

油箱在液压机构中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。油箱中一般安装有滤油器、加热器、空气过滤器及液位计等辅件。

1.油箱分类

油箱可分为开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱中，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，是氮气储能液压机构普遍采用的形式。闭式油箱中，液面与大气隔离，是碟簧储能液压机构采用的形式。如果按油箱的形状来分，还可分为矩形油箱和圆形油箱。矩形油箱容积较大、制造容易，箱上易于安放液压器件，所以广泛应用于开式油箱。圆形油箱容积较小、强度高、重量轻、易于清扫，但制造较难，一般应用于闭式油箱。

2.油箱的设计要点

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。吸油管安装滤油器，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。

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）油箱底部应距地面有一定距离，以便于搬运、放油和散热。在油箱的适当位置要设置液位计，以监视液位。在高温或高寒地区使用还要在液位显示上注明。

6）为进一步缩小液压机构体积、减短连接管路长度和更紧凑的模块结构，常将液压泵及电动机装入油箱中，这对油箱的散热提出了更高的要求，图3-63所示为这种机构的油箱简图。

图3-63 一种液压机构的油箱简图

7）按散热要求去设计油箱容量。油箱的散热面积可由下式计算：(www.xing528.com)

式中 A₁——油箱的散热面积（m²）；

A₂——管道的散热面积（m²）；

P_h0——油箱需要散热的热功率（W）；

ΔT——油温（一般以55℃考虑）与周围环境温度的温差（℃）；

K₁——油箱散热系数，随油箱周围通风条件而变化，通风差时K₁=8～9；通风好时

K₁=15～17；在液压机构中可取K₁=10[W/（m²·℃）]；

K₂——管道散热系数，随管径及风速、周围通风条件而变化，在液压机构中可取

K₂=7[W/（m²·℃）]。

8）油箱容量的计算：设油箱长、宽、高分别为a、b、c，液面高取0.8c，则油箱有效容积V及散热面积A₁由下式计算：

V=0.8abc

A₁=1.8c（a+b）+1.5ab