液壓馬達系統(tǒng)油箱設計制造

系統(tǒng)的可靠性主要源于元輔件、系統(tǒng)制造商的清潔度控制、現場安裝質量和使用者的維護保養(yǎng)，但在設計階段也應該考慮這個問題，油箱不但是介質容器和散熱工具，還是元件支承和介質沉淀、分離的重要場所。因此，油箱的設計對于系統(tǒng)也很重要。

l支承作用誤解。把電機與油路塊甚至更多的元器件布置在面板上是小型系統(tǒng)的一貫做法，比較典型的就是全外置液壓系統(tǒng)的布局。這本無可厚非，但不少設計者/操作者直接在油箱面板上攻絲安裝電機、閥塊、空濾器的做法值得商榷。因為即便再平整的面板在焊接后也會變形，安裝部件后也會變形，也就不能保證安裝結合面的有效密封，就會形成空氣呼吸口，同時，泄露在面板上的介質也會沿著安裝孔或其他開口進入油箱。筆者推薦的的做法是在所有安裝部件的地方加墊塊焊接/防塵墊，減少空氣進入和殘夜返回油箱。

l回油口的控制。不少文獻對于回油口的深度控制描述是“進入液面以下”，這可能是基于防止回油擊打、沖進液面時混入空氣而言。一般情況下液壓系統(tǒng)的工作液位約為油箱高度的50%~80%，也就是說，回油口在油箱高度一半以下就是合理的。其實不然。相對較小量的回油或泄油也許還行，但大量回油就不行了，典型的案例就是冶金設備中的步進爐系統(tǒng)回油和人造板業(yè)壓機液壓站的回油，實踐證明，大量或超大量回油如果控制不好會形成“沸騰現象”，進而導致大量空氣進入介質，直接導致油泵氣蝕和系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定。因此壓機類系統(tǒng)（以流量大、沖液閥、插裝閥集成等為主要特征）的回油建議設置緩沖區(qū)，實現雜質沉淀和消除氣泡。

油箱作為容器和安裝支承載體，布局應盡量合理。2011年3月筆者在河北某鋼廠調試時發(fā)現一系統(tǒng)，6000L油箱，主泵為A4VSO180DR/30RPPB13-N00四用一備，單泵單機試驗半小時后發(fā)現油箱溫度達到60℃，這種反?，F象引起了筆者關注。從外觀布局上看，溫度檢測探頭安裝在試驗用油泵吸油部位，而通過觸覺感知，油箱表面明顯不到60℃，是否是溫度儀表本身質量問題或接線有誤。最終的檢查結果是否定的。問題出在該油泵的泄油口位置正對著溫度檢測探頭，由于試驗是執(zhí)行元件動作較少，油泵吸油量不大、泄油量則相對較大，在這種介質流動極緩慢的情況下，探頭感知的溫度實際上比較接近于油泵泄油溫度。所以介質在油箱內的局部流動會限制系統(tǒng)冷卻功能，進而產生溫度檢測元件的信號誤差。高溫油液的局部滯留會使油箱內部產生數十度的溫度偏差，不利于保持系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行和介質性能的穩(wěn)定性。當然這也提醒我們設計人員對測溫點應更合理地安排。由此及彼，壓力、流量、油液取樣點等位置的設置也應具有代表性。我們在不少進口品牌的回油過濾器說明書中發(fā)現是要求將介質導入液面以下的，所以在設計選型時也應該注意這個問題。

l油箱隔板問題。油箱隔板的作用徐繩武先生在《從控制污染談油箱設計和制造的幾個問題》中已有闡述。筆者要講的是油箱不是一成不變的，隔板具體形式、形狀應根據需要決定，特別是對于明顯設計為回油區(qū)、緩沖區(qū)、沉淀區(qū)吸油區(qū)的油箱。這類隔板主要選用溢流型結構，可是不少工人在制作油箱時時常出現點焊現象，有的工人竟將隔板左右兩個底角裁掉部分，目的只是為了減小工藝難度。這是非常要不得的。油箱內部介質流動過快，造成消泡不徹底，從而使液壓泵產生氣蝕，引起麻點、刮出溝槽、甚至斜盤不能復位的現象。所以設計

油箱時回油的緩沖與減速必須成為關注點。

l車載液壓系統(tǒng)具有移動、傾斜、進（退）加減速、升（降）加減速的多種特殊使用要求，因此在油箱制造與輔件選型方面也有相對特殊的要求。因此液壓輔件的耐壓等級與固定要求更高，空濾器也應盡量選帶單向閥的，油泵電機組、油路塊的進出口防漏以及吸油口高度及位置就必須細化，以保證在動態(tài)情況下不漏油、不吸空、不脫落的要求。

l加強筋也可以做的自然、漂亮。不少廠家的油箱加強筋設置在油箱內部只是為了保證外觀的平整，實際上把加強筋合理地設置在油箱外表面，不但減小了內部清潔難度，也加大了油箱散熱面積。如圖2結構，比較適合于鋼廠類的大型油箱，相對較小外形的油箱常見結構如圖3示，這種油箱不但能起到增加散熱面積的作用，可以利用空間安裝液位計、端子箱、加熱器、排污閥、溫度檢測探頭等部件，防止元件在吊裝運輸中損傷。

圖2大型油箱外部加強筋設置 圖3中小型油箱外形

4：加熱器、軟管的使用

液壓元輔件中除了動力電機，加熱器就是消耗功率較大的組件，但大功率并不代表會消耗大量能源，功率的大小只是代表更快到達料管所需溫度的設定。其實，加熱器的節(jié)能好壞取決于其使用的保護罩的絕緣性能，保護罩的溫度低，對流及輻射量也就降低，減少了不必要的輻射量，損失自然就降低了，同時也降低了灼傷和發(fā)生火災的危險系數。將少加熱器附近的空氣流動量也是減少能量損失的有效方法之一。加熱器有是否帶護套之分，為減少停機時間和維修工作量，關鍵的設備建議選擇帶護套的（安裝處應能有足夠的空間把加熱器全部抽出)。因此，選擇質優(yōu)價廉的加熱器不但是降低制造成本的需要，也是節(jié)能與安全的需要，這一點必須引起設計人員的注意。

沿程壓力損失及局部壓力損失消耗不可忽視。液壓油流經各個液壓元輔件時不可避免的存在壓力損失和流量損失，這一損失在全部的液壓能量中占有較大比例，因此，合理選擇液壓元輔件、合理調整液壓參數(壓力、流量）是降低功率損耗的重要方面【4】。在長度、流速、管徑相同的情況下光滑的金屬管內壁較橡膠軟管的沿程壓力損失節(jié)省約16%，而兩點間距離相同時，膠管較鋼管用料更長，在此情況下，膠管的壓力損失較光滑的無縫管多出20%~25%。減少彎曲和變徑實現流線性過渡是必需的，減少管道總長度和加強固定是實現減少能量損失的措施之一。過度的能量損耗是誘發(fā)各種液壓故障的主要原因之一【5】，同時液壓元輔件的性能、穩(wěn)定性和壽命都會下降。采取溫控的方法附加了能耗及相應成本（包含元件成本、能耗支出、維護成本），不是解決問題的治本方法。因此，提高能量利用率，不但是設備制造商成本控制的途徑，更是實現節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的需要。