稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)油箱的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)

馮冬梅，趙 靈，史長(zhǎng)祿，陳佳境

（太重煤機(jī)有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)主要用于冶金、電力、化工等各種機(jī)械設(shè)備中，用來向齒輪嚙合部位、軸承、滑動(dòng)導(dǎo)軌面以及機(jī)器的各種摩擦表面供送潤(rùn)滑油。為機(jī)械設(shè)備配置潤(rùn)滑系統(tǒng)，可以減少機(jī)械摩擦、提高效率、降低能源消耗、減少設(shè)備備品配件消耗以及設(shè)備的日常維護(hù)工作量，是提高設(shè)備生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、提高工廠經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑之一。稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)主要由油箱、油泵裝置、過濾器、冷卻器等組成，而油箱作為系統(tǒng)的重要組成部分之一，其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也至關(guān)重要。

1 油箱的功能

油箱是稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)的重要組成部分之一，其主要功能是儲(chǔ)存系統(tǒng)所需的足夠油液、散發(fā)油液中的熱量、分離油液中的氣體及沉淀污物。

2 油箱的設(shè)計(jì)過程

2.1 油箱容積的確定

在稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)中油箱容積一般為油泵排量的25倍～30倍，因此首先要確定泵裝置。根據(jù)系統(tǒng)要求的流量、壓力及潤(rùn)滑介質(zhì)（根據(jù)泵的產(chǎn)品樣本）確定泵的型號(hào)規(guī)格以及電機(jī)型號(hào)。泵排量為（Q為泵流量，n為泵轉(zhuǎn)速），所以油箱容積由下式確定：

2.2 油箱材質(zhì)的選擇

油箱的材質(zhì)一般由厚度為5mm～10mm的普通鋼板焊接而成，有時(shí)視其使用場(chǎng)合和用戶要求也可選用耐候鋼板、復(fù)合鋼板或不銹鋼板。

2.3 吸油管及回油管直徑的確定

根據(jù)油的流量和流速的大小，可按下式計(jì)算油管直徑d：

其中：v為流速。根據(jù)使用要求的不同，推薦吸油管中油的流速為1m／s～2m／s，回油管中油的流速為0.3 m／s～1m／s。為避免泵產(chǎn)生空穴和氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)限制吸油口流速。

2.4 油箱的強(qiáng)度

通常將油箱鋼板壓彎成U形槽或焊接加強(qiáng)筋，以增加油箱的強(qiáng)度。

2.5 油箱排污

為了將底部油污方便地從排污口排出，通常將油箱底部做成適當(dāng)斜度。大油箱為清洗方便，在側(cè)面設(shè)計(jì)清洗窗口。

2.6 油液的清潔

2.6.1 過濾裝置

油箱設(shè)計(jì)過濾裝置，有吸油過濾（吸油浮筒裝置）、回油過濾（回油過濾器、雙層網(wǎng)過濾裝置）和磁過濾（磁柵裝置）等。吸油過濾器應(yīng)有足夠的通流能力，通常在吸油區(qū)設(shè)計(jì)吸油浮筒，通過浮子在油液中的浮力將浮筒向上拉起，油箱上層較干凈的油液經(jīng)過浮筒的過濾網(wǎng)過濾后進(jìn)入浮筒，通過吸油口供給潤(rùn)滑系統(tǒng)；磁過濾裝置用以去除鐵磁性雜質(zhì)；雙層過濾網(wǎng)用以去除非鐵磁性雜質(zhì)。

2.6.2 凈油機(jī)

潤(rùn)滑系統(tǒng)投入工作一段時(shí)間后，系統(tǒng)油液污濁，系統(tǒng)中潤(rùn)滑液含水量和含塵量大于規(guī)定值時(shí)，使用凈油機(jī)凈化，其作用是清除油內(nèi)水分和過濾無法去除的微小機(jī)械雜質(zhì)。

2.6.3 空氣濾清器

當(dāng)潤(rùn)滑系統(tǒng)工作時(shí)，油箱內(nèi)油面的波動(dòng)使空氣不斷進(jìn)、出油箱。為凈化油箱內(nèi)油液，在油箱蓋板上垂直安裝空氣濾清器，既可過濾吸入的空氣，保證油液的清潔，又可維持油箱內(nèi)壓力和大氣壓平衡，以避免泵可能出現(xiàn)空穴現(xiàn)象。

2.7 油箱排水

根據(jù)客戶要求或系統(tǒng)工作的需求，在油箱上安裝積水報(bào)警器。在系統(tǒng)工作過程中，油箱內(nèi)有可能進(jìn)入大量水分，當(dāng)水分積聚到一定程度時(shí)，油箱上的積水報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，此時(shí)應(yīng)打開油箱排污閥排走分離狀態(tài)的水分。

2.8 油箱的散熱和加熱

油箱中的油液應(yīng)工作在一定的溫度范圍，以保持其良好的工作性能。油箱散熱采用自然冷卻的方法，由油箱壁對(duì)外輻射熱量實(shí)現(xiàn)油溫的降低。

在寒冷地區(qū)或冬季作業(yè)時(shí)，應(yīng)加熱油箱中的潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油溫度一般應(yīng)維持在40℃左右，以保持油的流動(dòng)性，否則整個(gè)系統(tǒng)的控制因溫度低、油的黏度增加而發(fā)生困難。加熱的方法有兩種，一種是用蒸汽加熱，另一種是用電熱元件加熱。蒸氣加熱溫和，對(duì)油質(zhì)影響小，但加熱速度慢，且需現(xiàn)場(chǎng)有蒸氣源；電加熱方便、快捷、成本低，且加熱方便，易于自動(dòng)控制溫度，故目前電加熱應(yīng)用較多。

2.9 油液的溫度及液位的控制

潤(rùn)滑油在正常的工作狀態(tài)下，應(yīng)保持在一定的溫度下以保證其油液的密度、黏度等功能。在油箱上安裝溫度繼電器，通過其傳感器監(jiān)測(cè)油品的溫度來確定電加熱器是否需要啟動(dòng)，或是油溫是否過高需要散熱等。

油箱的液位是一項(xiàng)反映稀油站能否正常工作的極為重要的指標(biāo)。油箱液位過高或過低，都意味著系統(tǒng)發(fā)生不正常工況。液位過高，有可能意味著系統(tǒng)大量進(jìn)水；液位過低，有可能意味著系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，因此對(duì)油箱液位進(jìn)行檢測(cè)顯得尤為重要。通常設(shè)置磁翻板液位控制器對(duì)油箱液位進(jìn)行控制；另外油箱前板上設(shè)置有直讀液位計(jì)，便于檢測(cè)人員隨時(shí)直觀地了解液位情況，并加以記錄。

2.10 油箱尺寸結(jié)構(gòu)的確定

在油箱的設(shè)計(jì)中，各油口的設(shè)計(jì)也非常重要，吸油口和回油口的位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)，并且吸油管及回油管應(yīng)用隔板分開，以增加油液循環(huán)的距離，使油液有足夠的時(shí)間分離氣泡、沉淀雜質(zhì)。隔板高度一般取油面高度的3／4，吸油管離油箱底面距離H≥2D（D為吸油管內(nèi)徑），距油箱壁不小于3D，以保證吸油通暢。回油管插入最低油面以下，防止回油時(shí)帶入空氣，距油箱底面的距離h≥2d（d為回油管內(nèi)徑）?；赜凸芘庞涂趹?yīng)面向箱壁，管端切成45°，以增大通流面積。油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖見圖1 。

圖1 油箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

結(jié)合客戶提供的地基尺寸最終確定油箱的長(zhǎng)、寬、高等尺寸，油箱整體結(jié)構(gòu)示意圖見圖2 。

圖2 油箱整體結(jié)構(gòu)示意圖

［1］許福玲，陳堯明.液壓與氣壓傳動(dòng)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

［2］機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.