[发明专利]一种小型化非金属液压油箱设计方法

说明书

本发明涉及一种小型化非金属液压油箱设计方法，包括油箱最小化容积计算、基础油液体积计算、功能油液体积计算、变化油液体积计算、空气最小理论体积计算、油箱最小理论容积计算、结合油箱最小理论容积和油箱辅件三倍管径的准则，进行油箱结构的排布、排布出油箱壳体结构后，初步给定油箱壁厚分别为4mm、6mm、8mm、10mm、12mm，得到油箱的三维模型、对油箱的三维模型进行有限元强度校核，强度校核通过后，最终得到油箱壳体的最终结构及其参数等步骤。

技术领域

本发明涉及液压油箱技术领域，尤其涉及一种小型化非金属液压油箱设计方法。

背景技术

在实际工程中，液压油箱是一种存储液压系统工作时所需油液的容器。长期以来，液压油箱容积的计算方法延用的是《机械设计手册》中推荐的经验公式，根据经验系数设计油箱容积的方式精确度低，易导致油箱体积过大、介质油液过多情况，不仅占用机械设备的布局空间，同时造成能源的巨大浪费，特别是对于工程机械来说，油箱容积和重量增加，会严重影响设备的机动性和灵活度，传统的液压油箱设计方法已不再满足目前大多数机械的需求。因此，本发明在实际工程背景下，计算油箱最小容积并设计一种小型化非金属液压油箱具有非常重要的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种小型化非金属液压油箱设计方法，根据液压油箱功能对油箱容积组成进行划分，用来计算油箱最小理论体积，确定油箱壳体结构，使之在所需的液压油容积下得到最小的油箱体积，并且在确定油箱最小体积的条件下，对油箱壳体结构、油箱壁厚、油箱成型技术进行设计，最终确定非金属液压油箱的整体结构。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种小型化非金属液压油箱设计方法，包括以下步骤：

S1、油箱最小化容积计算，液压油箱容积根据其介质分为空气体积和油液体积两部分，实现液压油箱容积的小型化需要分别得到油液最小体积及空气最小体积；

S2、基础油液体积计算；

S3、功能油液体积计算；

S4、变化油液体积计算；

S5、空气最小理论体积计算；

S6、油箱最小理论容积计算；

S7、结合油箱最小理论容积和油箱辅件三倍管径的准则，进行油箱结构的排布；

S8、排布出油箱壳体结构后，初步给定油箱壁厚分别为4mm、6mm、8mm、10mm、12mm，得到油箱的三维模型；

S9、对油箱的三维模型进行有限元强度校核，强度校核通过后，最终得到油箱壳体的最终结构及其参数；

S10、根据非金属液压油箱最终的体积大小，确定油箱的材料及成型工艺。

进一步的，步骤S2中，在设备运行过程中，为防止液压泵出现吸空以及回油管处卷气现象，需要一定的基础液位保障；油箱基础液位与吸油管及回油管的安装条件相关，通过综合分析，吸油管和回油管的插入方式有三种形式：顶面安装、侧面安装和底面安装；不论是哪种形式，基础液面高度均可表示为：

h＝h_顶+L+h_底

式中，h_顶为管口顶端距液面的高度(mm)；h_底为管口底端距油箱底部的高度(mm)；L为管口顶端距管口底端的距离(mm)；

当仅考虑回油管回油不发生卷气的条件时，回油管安装要求为：管口顶端距液面的高度为2倍回油管径；当仅考虑吸油管不发生吸空条件时，吸油管安装要求为：管口顶端距液面的高度为2倍吸油管径，即：

h_回油＝L+2d_回油