(廣西柳工機(jī)械股份有限公司,廣西 柳州 545007)
裝載機(jī)作為一種重要的工程機(jī)械設(shè)備已廣泛應(yīng)用在煤礦、礦山、沙土等復(fù)雜工況。液壓油箱作為很重要的輔助部件,具有儲存和散熱系統(tǒng)循環(huán)所需的油液,分離油液中雜質(zhì)沉淀污物和消除油液中的氣泡等功能[1~2]。其結(jié)構(gòu)的合理性直接影響到系統(tǒng)油液循環(huán)穩(wěn)定性、液壓元件的壽命和整機(jī)的可靠性。本文對液壓油箱進(jìn)行研究,通過對舊件的拆解分析,對箱體的結(jié)構(gòu)分析,進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)和驗(yàn)證,取得了明顯的效果,對裝載機(jī)液壓油箱設(shè)計有指導(dǎo)的意義。
圖1為裝載機(jī)裝載機(jī)液壓油箱示意圖。在裝載機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時,需要不停的提升和下降動臂,因此,頻繁出現(xiàn)瞬時的大量回油。由于回油室隔板2與上蓋板8之間留有間隙,所以回油室7與箱體4之間是連通的,而不是密閉的空間,所以當(dāng)動臂下降的時候,大量的油回到回油室,油液夾雜空氣進(jìn)入油箱底部,并產(chǎn)生大量的氣泡,泵吸收帶有氣泡的液壓油會產(chǎn)生很大的噪音,并對泵體有氣蝕的危害,減小泵的壽命,加速液壓油的污染。
圖1裝載機(jī)液壓油箱改進(jìn)前結(jié)構(gòu)示意圖
目前液壓油箱存在問題的原因是:回油鋼管3與隔板6布置不合理,當(dāng)大量的油液通過回油鋼管3進(jìn)到箱體4時,隔板6并不能有效的擋住油液的沖擊,因而也會產(chǎn)生氣泡,產(chǎn)生氣泡的情況如圖2。另外,回油鋼管3遠(yuǎn)離隔板6,當(dāng)系統(tǒng)中的油液回到油箱時,回油沒有冷卻就被重新吸入系統(tǒng)中,造成系統(tǒng)油溫高,影響了液壓元件及密封件的壽命。
圖2液壓油箱回油氣泡多
氣泡對系統(tǒng)的危害主要表現(xiàn)在:
(1)對系統(tǒng)工作產(chǎn)生不良影響。在液壓系統(tǒng)中,油液是動力的傳遞介質(zhì)[1],當(dāng)大量的油液回到油箱時,如果有氣泡產(chǎn)生,氣泡破裂會使液壓元件“氣蝕”,產(chǎn)生噪聲,從而液壓油壓縮性增大,工作不穩(wěn)定,使得工作效率下降。另外,回油有氣泡會加速液壓油氧化、變質(zhì)。
(2)會造成油溫升高。液壓油工作的正常溫度,一般要求小于80°,過高的油溫會使油液粘度降低,液壓元件的泄漏量會大量的增加,從而降低了液壓系統(tǒng)的可靠性,加速密封件老化,增加了維修成本。
為了減少液壓油箱回油氣泡多及油溫高的問題,為此對液壓油箱的回油室進(jìn)行了改善,使焊接工藝得到了改進(jìn),避免了回油室密封性的問題,并且對回油鋼管的位置進(jìn)行了重新設(shè)計,使回油鋼管浸在油面以下,延長油液在液壓油箱中的停留時間。改進(jìn)后液壓油箱結(jié)構(gòu)見圖3。
圖3 改進(jìn)后液壓油箱結(jié)構(gòu)示意圖
圖4為改進(jìn)后回油室隔板結(jié)構(gòu)示意圖?;赜褪腋舭遄龀梢粋€U字形的結(jié)構(gòu),在焊接油箱時,先把回油室隔板3與箱體7焊接一圈,確保其密封,然后再把上蓋板2與回油室隔板3焊接,這樣保證回油室的每個面都可以密封焊接,因此改進(jìn)后的液壓油箱回油室就是一個密閉的腔體,當(dāng)油液從回油室回流到油箱的時候,避免空氣混入,減少氣蝕的產(chǎn)生,降低噪音及振動。
圖4改進(jìn)后回油室隔板結(jié)構(gòu)示意圖
改變回油鋼管4的位置,隔板5焊接在回油鋼管4下部,把回油鋼管4上層油液與下層油液隔開,并且回油鋼管沒入液面以下,如圖5,當(dāng)油液循環(huán)回到油箱的時候,先經(jīng)過隔板的阻擋,利于熱油與冷卻油的混合及散熱,避免了回油在沒有冷卻就被重新吸入系統(tǒng)中造成油溫過高的問題。
圖5 改進(jìn)前后液壓油箱回油鋼管結(jié)構(gòu)示意圖
此外,通過上面的改進(jìn)還需要保持油箱油位的正常高度,保持油液的清潔度,及時更換到期的油液。
通過對液壓油箱的拆解分析,綜合試驗(yàn)效果,找出了油箱產(chǎn)生氣泡及溫度高的原因,并針對原因?qū)τ拖溥M(jìn)行了改進(jìn),提出了防止氣泡的具體措施,改進(jìn)后的液壓油箱使用效果良好,解決了裝載機(jī)在使用過程中回油產(chǎn)生氣泡的問題,降低了液壓油的溫度及泵的氣蝕,降低了液壓油的污染,提高了用戶的滿意度。
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[2]許福玲,陳堯明.液壓與氣壓傳動[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.
[3]李玉琳.液壓元件與系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1991.