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1、四川理工学院课程设计（论文）四川理工学院课程设计45吨移动破碎站液压传动开式油箱设计学 生： 学 号：专 业：材料成型及控制班 级：指导教师： 四川理工学院机械工程学院二O一二年十二月四川理工学院课程设计（论文）摘要使用开式油箱的设计的一般方法，依靠派克油箱附件，并结和设计要求。通过油箱容积的计算，油箱结构设计，以及各相关配件的选用完成厂方需要。关键词：液压系统；开式油箱；设计；派克附件；ABSTRACTThe general method of using the design of the open tank, relying the Parker tank attachment, and
2、 the junction and design requirements. Through the calculation of the fuel tank capacity fuel tank structure design, as well as a selection of accessories to complete the factory needs.Keywords: Hydraulic system;open the fuel tank; design; Parker Annex目录绪论1第一章 开式油箱的结构特点2第二章 开式油箱容积的确定3第三章 油箱结构的设计43.1
3、油箱结构设计要点及需要注意的事项43.2油箱结构的详细设计53.2.1油箱长、宽、高的确定53.2.2.壁板厚度的确定53.2.3.油箱脚的设计53.2.4油箱顶盖设计63.2.5吊耳设计63.2.6隔板设计63.2.7油箱底板设计63.2.8油箱清洗孔设计63.2.9箱体法兰设计63.2.10后处理7第四章 油箱配件的计算与选用84.1滤油器84.1.1滤油器的作用84.1.2滤油器的性能指标84.1.3滤油器的计算及选择84.2.1吸油过滤器94.2.2过滤器流量的选择104.2.3过滤器的压力104.2.4.过滤器的定型104.2液位/温度计144.3浮子开关154.4加热器的选择174
4、.4.1油的加热及加热器的发热能力174.4.2电加热器的计算17参 考 文 献19致 谢20附录A：液压油箱配件明细表21绪论45吨移动破碎站是一种多地域、多适用性的机械，主要功能是在移动中实现破碎功能，节约劳动成本，提高劳动效率。该机械的液压油缸设计，主要参数为每分钟额定液压油流量为500L/min，油箱设计为长方体型，长度方向不超过2.2m，宽度方向不超过1.0m，高度方向不超过1.2m，油液工作环境为低压系统。采用较为成熟的液压油箱设计理念，以保证设计能够达到实际生产需要，。由于本次设计时间较为紧迫，设计中仍有部分较为不完善之处，待实际安装、选配是修改。望老师指正。23第一章 开式油箱
5、的结构特点油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。根据油箱内液面是否与外液面相通，可将液压油箱分为开式和闭式两种油箱。开式油箱的结构特点是有箱体为封闭式容积，箱内液面与大气相通，为防止油液被大气污染，在油箱顶部设置空气滤清器并兼做注油口。闭式油箱一般用于压力油箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达0.05MPa。如果按油箱的形状来分，还可分为矩形油箱和圆罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液压器件，所以被广泛采用；圆罐形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占地空间较大，在大型冶金设备中经
6、常采用。第二章 开式油箱容积的确定油箱容积的经验公式为 V=aQV式中QV液压泵每分钟排出油的体积，m3/min a经验系数，见表1系统类型行走机械低压系统高压系统锻压系统治炼机械a12245761210根据设计要求，本次设计为行走机械故a取2，液压泵每分钟排出油的体积为0.5m3/min，故：V=aQV=3x0.5=1m3四川理工学院课程设计（论文）第三章 油箱结构的设计液压油箱主要包括液面指示器、空气滤清器、上盖、隔板、放油塞。要求比较高的油箱还要求有加热器、冷却器和油温测量装置等。图1 油箱结构示意图1.油面指示器 2.空气滤清器 3.上盖 4.隔板 5.放油塞3.1油箱结构设计要点及需
7、要注意的事项（1）. 油箱一般为长六面体，其长、宽、高可依主机总体布置决定，约在1:1:11:2:3之间，中、小型油箱用钢板焊接而成，大型油箱需用角钢为骨架，然后再焊上钢板而成。（2）. 壁板的厚度应考虑油箱容积的大小，在条件允许的条件下，应尽量选薄些，以减轻油箱容量的重量；当油箱容量为100L以内时，其壁厚应为3mm；容量为100320L时，其壁厚为34mm；容量大于320L时，壁厚可达46mm。（3）. 油箱底脚高度一般在150mm以上，以便散热、搬移和放油，其壁厚应为箱体壁厚的23倍。（4）. 若液压泵及电机需要安装在油箱顶盖上时，为避免振动，油箱顶盖板的厚度应为侧板厚度的3倍左右。邮箱
8、顶盖板必须用螺钉与箱体内所焊的角钢固定连接。顶盖可以是整体的，也可以分为几块，分别安装阀板和电机、液压泵等。（5）. 体积大的油箱适当部位应安设吊耳，以便起吊装运。（6）. 油箱内常设23快隔板，将会由去与吸油区分开，这样有利于散热、杂质的沉淀及气体的排出。隔板高度为油液面的2/33/4。（7）. 油箱顶盖板顶盖板上应设通气孔，使液面与大气相通。通气孔处应设空气滤清器，它既能过滤空气，又可利用其下面的滤网作加油时的过滤装置。（8）. 油箱底板应适当倾斜，并在最低位置处放置放油塞或放油阀。在相壁易见位置设置液面指示器。在油箱侧壁应开设用于安装、清洗、维护的窗口，平时可用密封垫及盖板封死，需要时打
9、开。（9）. 泵吸油管口所装滤油器底面与油箱底面应保持一定距离，其侧面离箱壁的距离应大于3倍管径，滤油器底面距离油箱底板应大于2倍管径，距离最低液面应大于70mm，以使油液能从滤油器的四周、上下面进入滤油器。回油管口所装的滤油器底面距离最低液面应大于200mm，距离油箱底板距离应大于23倍管径，其侧面离箱壁的距离也应大于3倍管径，避免飞溅起泡。回油管口应切成450斜口，以增大出油口面积，其斜口应面向箱壁以利于散热、减缓流速和沉淀杂质。阀的泄漏油管应在油的液面以上，不宜插入油液中，以免增加漏油腔的背压。各进、回油管口通过顶盖的孔，均须装密封圈，以防止油液污染。（10）. 油箱的内壁必须进行加工处
10、理。新油箱必须经喷丸、酸洗和表面清洗，其内壁可涂一层与油液相容的塑料薄膜或耐油涂料。3.2油箱结构的详细设计3.2.1油箱长、宽、高的确定根据3.1.1的要求及1000L的油箱容量，当油箱液面达到油箱高度的83%时设定油箱长x宽x高为2000x500x1200。3.2.2.壁板厚度的确定因为本次设计油箱容量为1000L大于320L，所以壁板厚度选为6mm。3.2.3.油箱脚的设计此次油箱设计由于安装高度的限制及安装方式的限制，油箱脚不需直接承受油箱重量，只起固定作用，故确定选用14号槽钢，所以脚高为140mm，厚度为6mm。不需要3.2.4油箱顶盖设计结合油箱配件的选用，为顶置式，故顶该该厚度
11、适当选大一些为20mm，大于设计标准壁板厚度的三倍。为方便安装及其整体性能，顶盖为整体式。3.2.5吊耳设计在四个对角部分分别设置1个安装、转运用吊耳。由于油箱整体质量较轻约为0.4吨左右。故选用M36的吊环螺钉。3.2.6隔板设计由于油箱长度为2000mm并参照设计标准，在油箱长度方向设置两块隔板，厚度与壁板厚度相同为6mm，高度为700mm3.2.7油箱底板设计为了能在最低液面放置放油塞，且便于清洗油箱和散热，故将油箱底板设置为斜面。又因为油箱安装位置及油箱总体结构的限定，故使油箱底板向中间倾斜，斜度为1:5。为了防止油箱底板承受压力变形故在其下面增加一#的加强筋。3.2.8油箱清洗孔设计
12、此次设计隔板为长度方向设计，故油箱的清洗不是很容易，但是由于油箱安防空间的限制，及后面配件安放位置的限制。综合考虑各种因素，还是在两块隔板中间的壁板中心位置上开设清洗孔，并焊接法兰，加密封垫圈，用螺栓将清洗盖板连接上，封死清洗孔防止漏油。3.2.9箱体法兰设计此次箱体为焊接而成，盖板的固定及箱体的密封，需用螺栓连接，故需要设置盖板连接法兰。由于不没有承受背压故厚度选为与壁板厚度相同6mm。3.2.10后处理 油箱用喷丸、酸洗和表面清洗，其内壁可涂一层与油液相容的塑料薄膜或耐油涂料。第四章 油箱配件的计算与选用一般根据液压系统的的具体要求配置油箱附件。合理选用附件，可使油箱充分发挥作用。油箱附件
13、包括吸油过滤器、回油过滤器、注油器/空气滤清器、液压位/计、浮子开关、加热器。4.1滤油器4.1.1滤油器的作用在液压系统中，为了保证油液的干净清洁，必须安装滤油器以滤去油液中的杂质。油液中的杂质是有外界的灰尘、脏物、装置时原件及油管中的残留物和油液由于氧化变质析出物等混入油液中而产生的。这些杂质会引起相对运动零件的的表面划伤、磨损以致卡死，堵塞管道小孔以及节流阀口，并影响机床的工作性能，导致系统不能正常工作。同时随着液压元件精度的提高，对油液清洁度的要求也越来越高。因此必须对液压油中的杂质和污染物的颗粒进行清理，目前，控制液压油洁净程度的最有效的方法就是才有滤油器。滤油器的主要功用就是对液压
14、油进行过滤，控制油的洁净程度。4.1.2滤油器的性能指标滤油器的主要主要性能参数主要是过滤精度、通流能力、工作压力、压力损失。滤油器的设计主要是根据工作压力和过滤精度的要求选择滤芯材料和流量要求来计算过滤面积。4.1.3滤油器的计算及选择选择过滤器应考虑如下几个方面：（1）. 根据使用目的选择过滤器的种类，根据安装位置情况选择过滤器的安装形式。（2）. 过滤器应具有足够的通油能力，并且压力损失要小。（3）. 过滤精度应满足液压系统或元件所需清洁度要求。（4）. 滤芯使用的滤材应满足所使用工作介质的要求，并且有足够的强度。（5）. 过滤器的强度及压力损失时选择时的重点考虑因素，安装过滤器后会对系
15、统造成局部压降或长生背压。（6）. 滤芯的更换及清洗方便。（7）. 应根据系统需要考虑选择合适的滤芯保护附件（如带旁通阀的定压开启装置及滤芯污染情况指示器的或信号器等）。（8）. 结构尽量简单合理、紧凑、安装形式合理。（9）. 价格低廉。选用过滤器的通油能力时，一般应大于实际通过流量的2倍以下，过滤器的通油能力可按下式计算。qv=KApx10-6式中 qv过滤器通油能力，m3/s；液压油的动力粘度，Pas；A有效过滤面积，cm3；p压力差，Pa；K滤芯通油能力系数，网式滤芯K=0.34；线隙式滤芯K=0.17；纸滤芯K=0.006；烧结式滤芯K=1.04D2x10-3，式中D为粒子的平均直径，
16、单位为m，为滤芯的壁厚，单位为m。4.2.1吸油过滤器1.过滤器精度的选择吸油过滤器主要是对泵起保护作用，由表4-1可知其过滤器为粗过滤器过滤精度为100m。回油过滤器精度主要按照液压元件对油液洁净度来选择，由表4-1可知其过滤器为普通过滤器过滤精度为10100m。注油器/空气过滤器防止油液被空气污染且防止注油时污染物进入邮箱，注油/空气过滤器的精度应不低于40m，由由表4-1可知其过滤器为粗过滤器过滤精度为100m。名称用途精度类别滤材形式效果油过滤器保护液压泵粗过滤器网式、线隙式滤芯粗过滤器：能滤掉100m以上的颗粒回油过滤器降低油液污染程度普通过滤器纸质、纤维滤芯空气过滤器防止污物随空气
17、侵入普通过滤器多沉叠加式滤芯普通过滤器：能滤掉10-100m的颗粒注油过滤器防止注油时侵入污染物粗过滤器网式滤芯表4-1 过滤器的名称、用途、类别、形式以及效果4.2.2过滤器流量的选择吸油过滤器的流量不应大于实际通过流量的2倍，所以取1.5倍为650L/min；回油过滤器的流量须与最大回油量相同，故应为500L/min；注油口的流量应大于20/min其容量应是泵容量的2倍。4.2.3过滤器的压力本次设计为低压设计，故不需特别考虑压力类型。4.2.4.过滤器的定型图4-1 低压过滤器型号1).吸油过滤器型号由图4-1选择吸油过滤器ATZ系列（如图4-2），ATZ系列技术参数如图4-3，液压系统
18、为两个主泵一个辅泵， 主泵吸油口为ATZ-300过滤器（流量为300L/min），查图4-4选择标准产品为ATZ210QBPXR481；辅泵由于流量较小故选用一个ATZ-120过滤器（流量为120L/min），查图4-5选择标准产品为ATZ110QBPXG241。这里我们特别要求选用过滤材质为40m金属不锈钢，增加过滤器的通透能力，也可以更换降低过滤精度，达到设计要求的100m。图4-2 ATZ-300、ATZ-120安装尺寸图4-3ATZ系列性能图4-4 标准产品表2).回油过滤器型号由图4-1选择回油过滤器TP、&系列，TP、&系列技术参数如图4-5，液压系统为一个主回油管，一个辅回油管，
19、主回油管选用TP过滤器（如图46），查图4-7选择标准产品为TPR650-2G11/2PXWL8-20B15MM（流量为650L/min）;辅回油管同样选用TP过滤器（如图4-6），查图4-7选择标准产品为TPR120-2G11/4PXWL3-20B15MM（流量为120L/min）。图4-5TP、&系列技术参数4-6 安装尺寸图4-7 标准产品表3).注油/呼吸器型号图4-7 呼吸器、加油器列表本次设计采用注油器与加油器为一个配件，由图4-7选用IP65等级加油/呼吸器（如图4-9图1），其具体性能参数如图4-8，查图4-9选择标准产品为AB98810011。图4-8 单孔或六孔安装技术参数
20、 图4-9 IP65加油呼吸器6孔安装带伸缩滤网安装图1和标准产品表图24.2液位/温度计计算可知最低液面离最高液面的距离为500mm，故需要选用中心距位500mm的液位/温度计，由图4-10选择液位/液温计（如图4-12），其性能参数如图4-11，可知其中心距位255mm，所以需要选用两个同等型号的液位/温度计组合使用，查图4-13选择液位/温度计规格为FL69321。图4-11 液位液温计图4-10 流体液位指示器图4-12 液位/液温计安装尺寸图4-13 标准产品表4.3浮子开关在注油的时候，油液超过油箱的最高液面高度，易增加油箱的背压，损坏液压元件和油箱。增设浮子开关在得到信号后，开关
21、打开使多余的液压油从油箱中排除，起到保护油箱的作用。由图4-10选择FL系列可调浮控开关（如图4-15），其性能参数如图4-14，查图4-16选择标准产品为FL050010R。4-14 典型技术参数图4-15 FL系列可调浮控开关安装尺寸图4-16 FL系列可调浮控开关标准产品表4.4加热器的选择4.4.1油的加热及加热器的发热能力液压系统中的油温，一般应控制在3050范围内。最高不应高于70，最低不应低于15。油温过高，将使油液迅速老化变质，同时使油液的粘度降低，造成元件内泄漏量的增加，系统的效率降低；油温谷底，使油液的粘度过大，造成泵的吸油困难。油温的过高、过低都会引发系统工作不正常，为了
22、保证油液能在正常的范围内工作，需对系统油液温度进行必要的控制，既采用加热或冷却方式。油液的加热可以采用电加热或蒸汽加热等方式，为了避免油液过热变质，一般加热管表面温度不允许超过120，电加热管表面功率密度不应超过3W/cm2。加热器的发热能力俺下式估算：NCrVQT式中 N加热器发热能力，W; C油的比热，去C=16802094J/(kg)；r油的密度，取r=900kg/m；V油箱内油液体积，m；Q油加热后温升，；T加热时间，s。4.4.2电加热器的计算电加热器的功率：P=N/式中，为热效率，取=0.60.8。液压系统中装设电加热器后，可以较方便地实现液压系统油温的自动控制。计算如4-2表拟在
23、30min内加热40，由表4-3选取6个GYY2-220/8型加热器(功率为8KW)。表4-2 不同加热时间和不同加热温度所需加热器功率油 功率（kw）液升高温度，升温时间，min1020304050601027.613.89.26.9kw5.52kw4.62055.227.618.413.811.49.23082.841.427.620.716.5613.840110.455.236.827.622.0818.4表4-3 GYY型电加热器的型号和技术参数型号功率/KWA/mm侵入油中长度/mm电压/VGYY2-220/11307230220GYY2-220/22507430GYY2-220/
24、33707630GYY2-220/44922845GYY2-220/55697620GYY2-220/66807730GYY2-220/881007930注：生产厂为上海电热电器厂、沈阳电热元件厂参 考 文 献1 王守城，段俊勇.液压元件及选用M.北京：化学工业出版社，2007.42 韩桂华.液压系统设计技巧与禁忌M.北京：化学工业出版社，2011.33 张利平.液压传动设计指南M.北京：化学工业出版社，2009.94 建公.液压与气压传动M.成都：西南交通大学出版社，2011.8致 谢感谢这些天来胡老师给予的无微不至指导和关心，才能顺利完成这次课程设计。附录A：液压油箱配件明细表名称公司型号
25、、规格、数量主要性能指标吸油过滤器派克ATZ系列ATZ210QBPXR4812300L/min10mATZ110QBPXG2411120 L/min10m回油过滤器TP、&系列TPR650-2D11/2PXWL8-20B15MM1650L/min10mTPR120-2G11/4PWL3-20B15MM1120L/min10m注油/呼吸器AB988100111L/minm液位/温度计FL693211中心距254mm浮子开关FL系列可调浮控开端FL050010R1加热器上海电气厂、沈阳电热元件厂GYYZ-220/86功率8kw电压220V请删除以下内容，O(_)O谢谢！The origin of
26、taxation in the United States can be traced to the time when the colonists were heavily taxed by Great Britain on everything from tea to legal and business documents that were required by the Stamp Tax. The colonists disdain for this taxation without representation (so-called because the colonies ha
27、d no voice in the establishment of the taxes) gave rise to revolts such as the Boston Tea Party. However, even after the Revolutionary War and the adoption of the U.S. Constitution, the main source of revenue for the newly created states was money received from customs and excise taxes on items such
28、 as carriages, sugar, whiskey, and snuff. Income tax first appeared in the United States in 1862, during the Civil War. At that time only about one percent of the population was required to pay the tax. A flat-rate income tax was imposed in 1867. The income tax was repealed in its entirety in 1872.
29、Income tax was a rallying point for the Populist party in 1892, and had enough support two years later that Congress passed the Income Tax Act of 1894. The tax at that time was two percent on individual incomes in excess of $4,000, which meant that it reached only the wealthiest members of the popul
30、ation. The Supreme Court struck down the tax, holding that it violated the constitutional requirement that direct taxes be apportioned among the states by population (pollock v. farmers loan & trust, 158 U.S. 601, 15 S. Ct. 912, 39 L. Ed. 1108 1895). After many years of debate and compromise, the si
31、xteenth amendment to the Constitution was ratified in 1913, providing Congress with the power to lay and collect taxes on income without apportionment among the states. The objectives of the income tax were the equitable distribution of the tax burden and the raising of revenue. Since 1913 the U.S.
32、income tax system has become very complex. In 1913 the income tax laws were contained in eighteen pages of legislation; the explanation of the tax reform act of 1986 was more than thirteen hundred pages long (Pub. L. 99-514, Oct. 22, 1986, 100 Stat. 2085). Commerce Clearing House, a publisher of tax
33、 information, released a version of the Internal Revenue Code in the early 1990s that was four times thicker than its version in 1953. Changes to the tax laws often reflect the times. The flat tax of 1913 was later replaced with a graduated tax. After the United States entered world war i, the War R
34、evenue Act of 1917 imposed a maximum tax rate for individuals of 67 percent, compared with a rate of 13 percent in 1916. In 1924 Secretary of the Treasury Andrew W. Mellon, speaking to Congress about the high level of taxation, stated, The present system is a failure. It was an emergency measure, ad
35、opted under the pressure of war necessity and not to be counted upon as a permanent part of our revenue structure. The high rates put pressure on taxpayers to reduce their taxable income, tend to destroy individual initiative and enterprise, and seriously impede the development of productive busines
36、s. Ways will always be found to avoid taxes so destructive in their nature, and the only way to save the situation is to put the taxes on a reasonable basis that will permit business to go on and industry to develop. Consequently, the Revenue Act of 1924 reduced the maximum individual tax rate to 43
37、 percent (Revenue Acts, June 2, 1924, ch. 234, 43 Stat. 253). In 1926 the rate was further reduced to 25 percent. The Revenue Act of 1932 was the first tax law passed during the Great Depression (Revenue Acts, June 6, 1932, ch. 209, 47 Stat. 169). It increased the individual maximum rate from 25 to
38、63 percent, and reduced personal exemptions from $1,500 to $1,000 for single persons, and from $3,500 to $2,500 for married couples. The national industrial recovery act of 1933 (NIRA), part of President franklin d. roosevelts new deal, imposed a five percent excise tax on dividend receipts, imposed
39、 a capital stock tax and an excess profits tax, and suspended all deductions for losses (June 16, 1933, ch. 90, 48 Stat. 195). The repeal in 1933 of the eighteenth amendment, which had prohibited the manufacture and sale of alcohol, brought in an estimated $90 million in new liquor taxes in 1934. Th
40、e social security act of 1935 provided for a wage tax, half to be paid by the employee and half by the employer, to establish a federal retirement fund (Old Age Pension Act, Aug. 14, 1935, ch. 531, 49 Stat. 620). The Wealth Tax Act, also known as the Revenue Act of 1935, increased the maximum tax ra
41、te to 79 percent, the Revenue Acts of 1940 and 1941 increased it to 81 percent, the Revenue Act of 1942 raised it to 88 percent, and the Individual Income Tax Act of 1944 raised the individual maximum rate to 94 percent. The post-World War II Revenue Act of 1945 reduced the individual maximum tax fr
42、om 94 percent to 91 percent. The Revenue Act of 1950, during the korean war, reduced it to 84.4 percent, but it was raised the next year to 92 percent (Revenue Act of 1950, Sept. 23, 1950, ch. 994, Stat. 906). It remained at this level until 1964, when it was reduced to 70 percent. The Revenue Act o
43、f 1954 revised the Internal Revenue Code of 1939, making major changes that were beneficial to the taxpayer, including providing for child care deductions (later changed to credits), an increase in the charitable contribution limit, a tax credit against taxable retirement income, employee deductions
44、 for business expenses, and liberalized depreciation deductions. From 1954 to 1962, the Internal Revenue Code was amended by 183 separate acts. In 1974 the employee retirement income security act (ERISA) created protections for employees whose employers promised specified pensions or other retiremen
45、t contributions (Pub. L. No. 93-406, Sept. 2, 1974, 88 Stat. 829). ERISA required that to be tax deductible, the employers plan contribution must meet certain minimum standards as to employee participation and vesting and employer funding. ERISA also approved the use of individual retirement accounts (IRAs) to encourage tax-deferred retirement savings by individuals. The Economic Recovery Tax Act of 1981 (ERTA) provided the largest tax cut up to that time, reducing the maximum individ