稀油润滑系统油箱的结构及设计

冯冬梅，赵 灵，史长禄，陈佳境

（太重煤机有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

稀油润滑系统主要用于冶金、电力、化工等各种机械设备中，用来向齿轮啮合部位、轴承、滑动导轨面以及机器的各种摩擦表面供送润滑油。为机械设备配置润滑系统，可以减少机械摩擦、提高效率、降低能源消耗、减少设备备品配件消耗以及设备的日常维护工作量，是提高设备生产率、降低生产成本、提高工厂经济效益的重要途径之一。稀油润滑系统主要由油箱、油泵装置、过滤器、冷却器等组成，而油箱作为系统的重要组成部分之一，其结构的设计也至关重要。

1 油箱的功能

油箱是稀油润滑系统的重要组成部分之一，其主要功能是储存系统所需的足够油液、散发油液中的热量、分离油液中的气体及沉淀污物。

2 油箱的设计过程

2.1 油箱容积的确定

在稀油润滑系统中油箱容积一般为油泵排量的25倍～30倍，因此首先要确定泵装置。根据系统要求的流量、压力及润滑介质（根据泵的产品样本）确定泵的型号规格以及电机型号。泵排量为（Q为泵流量，n为泵转速），所以油箱容积由下式确定：

2.2 油箱材质的选择

油箱的材质一般由厚度为5mm～10mm的普通钢板焊接而成，有时视其使用场合和用户要求也可选用耐候钢板、复合钢板或不锈钢板。

2.3 吸油管及回油管直径的确定

根据油的流量和流速的大小，可按下式计算油管直径d：

其中：v为流速。根据使用要求的不同，推荐吸油管中油的流速为1m／s～2m／s，回油管中油的流速为0.3 m／s～1m／s。为避免泵产生空穴和气蚀现象，应限制吸油口流速。

2.4 油箱的强度

通常将油箱钢板压弯成U形槽或焊接加强筋，以增加油箱的强度。

2.5 油箱排污

为了将底部油污方便地从排污口排出，通常将油箱底部做成适当斜度。大油箱为清洗方便，在侧面设计清洗窗口。

2.6 油液的清洁

2.6.1 过滤装置

油箱设计过滤装置，有吸油过滤（吸油浮筒装置）、回油过滤（回油过滤器、双层网过滤装置）和磁过滤（磁栅装置）等。吸油过滤器应有足够的通流能力，通常在吸油区设计吸油浮筒，通过浮子在油液中的浮力将浮筒向上拉起，油箱上层较干净的油液经过浮筒的过滤网过滤后进入浮筒，通过吸油口供给润滑系统；磁过滤装置用以去除铁磁性杂质；双层过滤网用以去除非铁磁性杂质。

2.6.2 净油机

润滑系统投入工作一段时间后，系统油液污浊，系统中润滑液含水量和含尘量大于规定值时，使用净油机净化，其作用是清除油内水分和过滤无法去除的微小机械杂质。

2.6.3 空气滤清器

当润滑系统工作时，油箱内油面的波动使空气不断进、出油箱。为净化油箱内油液，在油箱盖板上垂直安装空气滤清器，既可过滤吸入的空气，保证油液的清洁，又可维持油箱内压力和大气压平衡，以避免泵可能出现空穴现象。

2.7 油箱排水

根据客户要求或系统工作的需求，在油箱上安装积水报警器。在系统工作过程中，油箱内有可能进入大量水分，当水分积聚到一定程度时，油箱上的积水报警器发出报警信号，此时应打开油箱排污阀排走分离状态的水分。

2.8 油箱的散热和加热

油箱中的油液应工作在一定的温度范围，以保持其良好的工作性能。油箱散热采用自然冷却的方法，由油箱壁对外辐射热量实现油温的降低。

在寒冷地区或冬季作业时，应加热油箱中的润滑油，润滑油温度一般应维持在40℃左右，以保持油的流动性，否则整个系统的控制因温度低、油的黏度增加而发生困难。加热的方法有两种，一种是用蒸汽加热，另一种是用电热元件加热。蒸气加热温和，对油质影响小，但加热速度慢，且需现场有蒸气源；电加热方便、快捷、成本低，且加热方便，易于自动控制温度，故目前电加热应用较多。

2.9 油液的温度及液位的控制

润滑油在正常的工作状态下，应保持在一定的温度下以保证其油液的密度、黏度等功能。在油箱上安装温度继电器，通过其传感器监测油品的温度来确定电加热器是否需要启动，或是油温是否过高需要散热等。

油箱的液位是一项反映稀油站能否正常工作的极为重要的指标。油箱液位过高或过低，都意味着系统发生不正常工况。液位过高，有可能意味着系统大量进水；液位过低，有可能意味着系统出现泄漏，因此对油箱液位进行检测显得尤为重要。通常设置磁翻板液位控制器对油箱液位进行控制；另外油箱前板上设置有直读液位计，便于检测人员随时直观地了解液位情况，并加以记录。

2.10 油箱尺寸结构的确定

在油箱的设计中，各油口的设计也非常重要，吸油口和回油口的位置应尽量远，并且吸油管及回油管应用隔板分开，以增加油液循环的距离，使油液有足够的时间分离气泡、沉淀杂质。隔板高度一般取油面高度的3／4，吸油管离油箱底面距离H≥2D（D为吸油管内径），距油箱壁不小于3D，以保证吸油通畅。回油管插入最低油面以下，防止回油时带入空气，距油箱底面的距离h≥2d（d为回油管内径）。回油管排油口应面向箱壁，管端切成45°，以增大通流面积。油箱内部结构示意图见图1 。

图1 油箱的内部结构

结合客户提供的地基尺寸最终确定油箱的长、宽、高等尺寸，油箱整体结构示意图见图2 。

图2 油箱整体结构示意图

［1］许福玲，陈尧明.液压与气压传动［M］.北京：机械工业出版社，2007.

［2］机械设计手册编委会.机械设计手册［M］.北京：机械工业出版社，2004.