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1、
天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院
液壓油箱的設(shè)計(jì)與制作
所屬部門(mén):航空航天與汽車(chē)學(xué)院
班 級(jí):xxx
學(xué)生姓名:xxx
指導(dǎo)教師:韓鈺
日 期:xxx
摘要
液壓油箱是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中重要的輔助部件,用來(lái)儲(chǔ)存液壓系統(tǒng)中的液壓油,同時(shí)兼有散熱和分離油液中的水,氣體以及沉淀雜質(zhì)等作用。在企業(yè),設(shè)計(jì)液壓油箱是一項(xiàng)最基本的工作,同時(shí)也可以初步考察員工對(duì)液壓附件的選型和零件加工工藝的掌握情況。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)旨在讓學(xué)生理解油箱的基本組成,掌握接頭及球閥的選型要領(lǐng),以及最基本的零件加工工藝和焊接方法,提高將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的能力。
關(guān)鍵詞:
2、液壓油箱 球閥 接頭 液位計(jì) Proe
目錄
目錄
第1章 項(xiàng)目的背景及意義 4
第2章 油箱的總體設(shè)計(jì) 5
2.1 油箱的功能要求 5
2.2 油箱的總體尺寸確定 6
第3章 零件的詳細(xì)設(shè)計(jì) 7
3.1側(cè)板的設(shè)計(jì) 7
3.2前板的設(shè)計(jì) 8
3.2.1匹配液位計(jì)的螺紋孔的設(shè)計(jì) 8
3.2.2匹配放油閥的螺紋孔的設(shè)計(jì) 10
3.2.2.1球閥的選擇 10
3.2.2.2過(guò)渡接頭的選擇 10
3.3油箱蓋的設(shè)計(jì) 13
3.3.1空濾的選擇 13
3.3.2提手的設(shè)計(jì) 14
3.3.3油箱蓋的安裝 15
3.3.4油箱蓋的密封 15
3.4吊耳的設(shè)
3、計(jì) 15
3.5輪子的選擇 16
第4章 結(jié)論 18
參考文獻(xiàn) 19
第1章 項(xiàng)目的背景及意義
液壓油箱是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中重要的輔助部件[1],用來(lái)儲(chǔ)存液壓系統(tǒng)中的液壓油,同時(shí)兼有散熱和分離油液中的水,氣體以及沉淀雜質(zhì)等作用。在企業(yè),設(shè)計(jì)液壓油箱是一項(xiàng)最基本的工作,同時(shí)也可以初步考察員工對(duì)液壓附件的選型和零件加工工藝的掌握情況。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)可以讓我們理解油箱的基本組成,掌握接頭及球閥的選型要領(lǐng),以及最基本的零件加工工藝和焊接方法,提高將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的能力。
實(shí)驗(yàn)室里面擺放著液壓油箱,但實(shí)際上我們很少去關(guān)注他。我們更多關(guān)注的是液壓閥、液壓缸、液壓馬達(dá)之類(lèi)的元
4、件。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)存的液壓油箱有一個(gè)缺點(diǎn),就是移動(dòng)不方便。借這次機(jī)會(huì)就設(shè)計(jì)一個(gè)可以移動(dòng)的液壓油箱,其一可以熟悉液壓油箱的結(jié)構(gòu),其二將來(lái)可以作為備件使用。
該論文的設(shè)計(jì)思路如下:介紹油箱的設(shè)計(jì)規(guī)范,具體零部件的設(shè)計(jì),其中穿插了PROE三維仿真。
所有零件的尺寸規(guī)格都是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)所用樣本選用的,該論文的相關(guān)圖紙都可直接應(yīng)用于生產(chǎn)加工。
第2章 油箱的總體設(shè)計(jì)
2.1 油箱的功能要求
通過(guò)查找資料,初步整理了油箱的設(shè)計(jì)規(guī)范,如下所示:
1液位計(jì) 2吸油管;3空氣過(guò)濾器;4回油管;5側(cè)板;6入孔蓋;7放油塞;8地腳;9隔板;10底板;11吸油過(guò)濾器;12蓋板
油箱
5、可分為開(kāi)式油箱和閉式油箱二種。開(kāi)式油箱,箱中液面與大氣相通,在油箱蓋上裝有空氣過(guò)濾器。開(kāi)式油箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝維護(hù)方便,液壓系統(tǒng)普遍采用這種形式。閉式油箱一般用于壓力油箱,內(nèi)充一定壓力的惰性氣體,充氣壓力可達(dá)0.05MPa。如果按油箱的形狀來(lái)分,還可分為矩形油箱和圓罐形油箱。矩形油箱制造容易,箱上易于安放液壓器件,所以被廣泛采用;圓罐形油箱強(qiáng)度高,重量輕,易于清掃,但制造較難,占地空間較大,在大型冶金設(shè)備中經(jīng)常采用。
上圖為油箱的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)
1)油箱必須有足夠大的容積。一方面盡可能地滿足散熱的要求,另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時(shí)應(yīng)能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì);而工作時(shí)又能
6、保持適當(dāng)?shù)囊何?
2)吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面以下,以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的3倍。吸油管可安裝100μm左右的網(wǎng)式或線隙式過(guò)濾器,安裝位置要便于裝卸和清洗過(guò)濾器。回油管口要斜切45角并面向箱壁,以防止回油沖擊油箱底部的沉積物,同時(shí)也有利于散熱
3)吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠(yuǎn)些,之間應(yīng)設(shè)置隔板,以加大液流循環(huán)的途徑,這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。隔板高度為液面高度的2/3~3/4。
4)為了保持油液清潔,油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板,蓋板上裝有空氣過(guò)濾器,注油及通氣一般都由一個(gè)空氣過(guò)濾器來(lái)完成。為便于放油和清理,箱底要有一定的斜度
7、,并在最低處設(shè)置放油閥。對(duì)于不易開(kāi)蓋的油箱,要設(shè)置清洗孔,以便于油箱內(nèi)部的清理
5)油箱底部應(yīng)距地面150mm以上,以便于搬運(yùn)、放油和散熱。在油箱的適當(dāng)位置要設(shè)吊耳,以便吊運(yùn),還要設(shè)置液位計(jì),以監(jiān)視液位
6)對(duì)油箱內(nèi)表面的防腐處理要給予充分的注意。常用的方法有:
①酸洗后磷化。適用于所有介質(zhì),但受酸洗磷化槽限制,油箱不能太大。
②噴丸后直接涂防銹油。適用于一般礦物油和合成液壓油,不適合含水液壓液。因不受處理?xiàng)l件限制,大型油箱較多采用此方法。
2.2 油箱的總體尺寸確定
實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件如下:液壓泵的額定流量為每分鐘8L/min,泵的溢流壓力為4MPa。
一般說(shuō)來(lái),在
8、低壓系統(tǒng)中,油箱的有效容積為液壓泵每分鐘排出油液體積的2-4倍,即16L到32L。
根據(jù)上述計(jì)算,再借鑒實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的油箱結(jié)構(gòu),最終確定了油箱的總體尺寸如下:
油箱總?cè)莘eL
長(zhǎng)mm
寬mm
高mm
37.8
450
300
280
油箱的有效容積為總?cè)莘e的80%,即37.8*0.8=30.96 符合要求。
第3章 零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)
本章將借鑒現(xiàn)有油箱的結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)新油箱??傮w結(jié)構(gòu)初步構(gòu)想如下:
油箱主要有如下機(jī)構(gòu):加油口(空濾),吊耳,液位計(jì),放油閥,輪子。需要說(shuō)明的是:由于時(shí)間所限,該油箱沒(méi)有設(shè)計(jì)與液壓泵相連接的出、回油口。回油口一般設(shè)計(jì)在頂蓋上面;出
9、油口可以設(shè)計(jì)在頂蓋上,也可以設(shè)計(jì)在側(cè)板上,視需要而定。
3.1側(cè)板的設(shè)計(jì)
側(cè)板的設(shè)計(jì)很重要,要承受液壓油的張力,也要承受液壓油的重量,所以我們?cè)O(shè)計(jì)了折彎的設(shè)計(jì)方法,一方面減少焊縫,另一方面又可以起到“筋”的作用,提高強(qiáng)度。
材料選擇方面選擇了較為常用的Q235鋼。
突出的臺(tái)階設(shè)計(jì)是與油箱蓋安裝設(shè)計(jì)的,孔是為螺栓連接準(zhǔn)備的。而且由于鋼板較薄3mm,螺栓連接的效果不好,故在背面加焊了一個(gè)螺母。
“V”斜坡的設(shè)計(jì)為了讓液壓油聚在一起,方便排出。
3.2前板的設(shè)計(jì)
前板承載的零件較多,有液位計(jì)、接頭、放油閥等等。下面一一說(shuō)明。
如上圖所示。前板的底邊形
10、狀符合側(cè)板的形狀,也是V型。折彎形成的臺(tái)階是固定油箱蓋的。不同的是放油閥和液位計(jì)。
3.2.1匹配液位計(jì)的螺紋孔的設(shè)計(jì)
根據(jù)油箱的大小及價(jià)格方面的考慮,選擇了黎明廠家的液位計(jì)[2],型號(hào)為YWZ-76
根據(jù)樣本里面的安裝方法,該前板壁厚3mm,小于10mm,采用螺母安裝,只需在鋼板上加工2個(gè)直徑為11的光孔,距離為76mm。液位計(jì)的三維如圖所示
3.2.2匹配放油閥的螺紋孔的設(shè)計(jì)
以往的放油方式都選擇螺塞的形式,優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不占空間,缺點(diǎn)是拆卸較繁瑣,需要專用工具。針對(duì)上述缺點(diǎn),我們此次選擇了類(lèi)似于水龍頭的球閥來(lái)放油。這樣一來(lái),只需輕輕
11、一扳,就可以完成放油的動(dòng)作了。
3.2.2.1球閥的選擇
根據(jù)油箱的尺寸,選擇了體積較小的低壓球閥,型號(hào)為Q11F-16P-1/4,規(guī)格為1/4。
三維如下圖所示。
3.2.2.2過(guò)渡接頭的選擇
在介紹過(guò)渡接頭之前,在這里需要介紹一下2個(gè)比較重要的知識(shí)點(diǎn),螺紋的分類(lèi)和密封形式
螺紋的樣式多種多樣,基本可以分為2大類(lèi):一類(lèi)是普通螺紋;一類(lèi)是管螺紋。普通螺紋又可分為米制螺紋和英寸制螺紋。米制螺紋就是我們國(guó)家采用的標(biāo)準(zhǔn),如M8,M10等等。而英寸制螺紋歐美國(guó)家多為采用。如1/4-28,3/8-24等等。一英寸為25.4mm,所以在緊急的情況下,2種螺紋的螺栓基本可以
12、互換,如1/4-28對(duì)應(yīng)的米制螺紋為M6*1。但并不推薦這樣做。
另一大類(lèi)螺紋是管螺紋。管螺紋又分為牙型角為55度的和60度的。2種不能通用。牙型角55度的螺紋又分為密封型的和非密封型的。密封型的螺紋又分為圓柱和圓錐的。如R3/8即代表牙型角55度的密封形式的圓錐外螺紋。這里請(qǐng)注意R3/8與英寸制里的3/8-24是截然不同的。R3/8與米制螺紋M14是對(duì)應(yīng)的;而3/8-24與米制螺紋M10是對(duì)應(yīng)的.
牙型角60度的螺紋也有類(lèi)似的劃分。
密封形式一般指2類(lèi)密封。一類(lèi)是過(guò)渡接頭與油塊的密封,一類(lèi)是過(guò)渡接頭與軟管的密封。過(guò)渡接頭與軟管的密封最常用的是24度錐密封,這里不詳述。需要說(shuō)明的是接頭與
13、油塊的密封。接頭與油塊的密封分為2種,一種是角密封,一種是端面密封。
角密封比較形象的理解是將O型圈斜壓在密封面上,而端面密封是將O型圈垂直壓在密封面上。
圖1
圖1為端面密封標(biāo)準(zhǔn)DIN3852,圖2為英寸制螺紋的角密封標(biāo)準(zhǔn)ISO11926,這里任何一種密封形式都有自己對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)號(hào),不同的密封形式是絕不能混用的。
圖2
那什么是過(guò)渡接頭呢,因?yàn)槁菁y的種類(lèi)有很多種,所以元件A是一種螺紋,而元件B是另一種螺紋,怎么把2種不同規(guī)格的螺紋連接在一起呢?這時(shí)候過(guò)渡接頭就派上用場(chǎng)了。
過(guò)渡接頭從旋轉(zhuǎn)角度上分為2種,一種是不可調(diào)向接頭,一種是可調(diào)向接頭??烧{(diào)向的意思是接頭的方向可
14、以由使用者自行決定,這樣一來(lái)就比較靈活,可以避開(kāi)障礙物。
因?yàn)檫^(guò)渡接頭的一端與球閥相連,螺紋為管螺紋1/4,另一端與油箱相連接,所以與油箱連接的這一段可以自由選擇了。而且我們選擇了可調(diào)向接頭[3]。最終確定型號(hào)為:1BG9-04OG
與球閥的一端密封形式采用生膠帶密封,使用時(shí)需要注意生膠帶的纏繞方向;另一端則需要在一個(gè)圓搭子上面加工一個(gè)G1/4的螺紋孔,焊在油箱上,密封形式為端面密封。標(biāo)準(zhǔn)為DIN3852.如下圖所示。
3.3油箱蓋的設(shè)計(jì)
由于油箱蓋可能要承受液壓泵的重量,所以鋼板選的厚一些,為5mm。蓋上主要有提手和空濾,下面著重介紹一下空濾的選擇。
3.3.1空濾
15、的選擇
空濾有2個(gè)主要作用,一個(gè)是加油的功能兼過(guò)濾雜質(zhì),一個(gè)是維持油箱內(nèi)的氣壓的功能,同時(shí)濾除空氣的雜質(zhì)。
根據(jù)實(shí)際需要最終選擇型號(hào)為EF1-25的空氣濾清器。
與之配套的是在油箱蓋板上加工4個(gè)M4的螺紋孔,來(lái)安裝空濾。
3.3.2提手的設(shè)計(jì)
提手在設(shè)計(jì)是需要考慮2點(diǎn),其一是強(qiáng)度,其二是舒適性,為此我們?cè)O(shè)計(jì)了這樣的提手,左后焊在油箱蓋上。
3.3.3油箱蓋的安裝
考慮到安裝的強(qiáng)度及便利性,選擇了M8的螺栓進(jìn)行安裝。螺母焊在前板、后板和側(cè)板上。選取的螺栓的標(biāo)準(zhǔn)為GB 5783-1986,M8X20;墊片為GBT 97.1-2002;螺
16、母為GBT 6170-2000[4]。
3.3.4油箱蓋的密封
油箱蓋的密封選取防油的材料,這里選用石棉墊,形狀貼合油箱蓋即可。
3.4吊耳的設(shè)計(jì)
吊耳的作用是搬運(yùn)油箱。設(shè)計(jì)思路是將一根鐵環(huán)套在一個(gè)鋼管(截開(kāi))里,最后將整體焊在油箱的側(cè)板上。
3.5輪子的選擇
本油箱為了移動(dòng)方便,特意加裝了輪子。輪子選擇的萬(wàn)向輪,且?guī)x車(chē)功能。輪子通過(guò)M6的螺栓連接在長(zhǎng)搭子上,搭子焊在油箱上。輪子是在淘寶選擇的,規(guī)格為1.5寸,單個(gè)載重50公斤,4個(gè)輪子在200公斤左右。整個(gè)油箱的滿載質(zhì)量不超過(guò)150斤,故承載沒(méi)有問(wèn)題。
第4章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
1.液壓傳動(dòng)
2.黎明液壓樣本
3.伊頓過(guò)渡接頭樣本
4.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)