稀油潤滑系統油箱的結構及設計

馮冬梅，趙 靈，史長祿，陳佳境

（太重煤機有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

稀油潤滑系統主要用于冶金、電力、化工等各種機械設備中，用來向齒輪嚙合部位、軸承、滑動導軌面以及機器的各種摩擦表面供送潤滑油。為機械設備配置潤滑系統，可以減少機械摩擦、提高效率、降低能源消耗、減少設備備品配件消耗以及設備的日常維護工作量，是提高設備生產率、降低生產成本、提高工廠經濟效益的重要途徑之一。稀油潤滑系統主要由油箱、油泵裝置、過濾器、冷卻器等組成，而油箱作為系統的重要組成部分之一，其結構的設計也至關重要。

1 油箱的功能

油箱是稀油潤滑系統的重要組成部分之一，其主要功能是儲存系統所需的足夠油液、散發油液中的熱量、分離油液中的氣體及沉淀污物。

2 油箱的設計過程

2.1 油箱容積的確定

在稀油潤滑系統中油箱容積一般為油泵排量的25倍～30倍，因此首先要確定泵裝置。根據系統要求的流量、壓力及潤滑介質（根據泵的產品樣本）確定泵的型號規格以及電機型號。泵排量為（Q為泵流量，n為泵轉速），所以油箱容積由下式確定：

2.2 油箱材質的選擇

油箱的材質一般由厚度為5mm～10mm的普通鋼板焊接而成，有時視其使用場合和用戶要求也可選用耐候鋼板、復合鋼板或不銹鋼板。

2.3 吸油管及回油管直徑的確定

根據油的流量和流速的大小，可按下式計算油管直徑d：

其中：v為流速。根據使用要求的不同，推薦吸油管中油的流速為1m／s～2m／s，回油管中油的流速為0.3 m／s～1m／s。為避免泵產生空穴和氣蝕現象，應限制吸油口流速。

2.4 油箱的強度

通常將油箱鋼板壓彎成U形槽或焊接加強筋，以增加油箱的強度。

2.5 油箱排污

為了將底部油污方便地從排污口排出，通常將油箱底部做成適當斜度。大油箱為清洗方便，在側面設計清洗窗口。

2.6 油液的清潔

2.6.1 過濾裝置

油箱設計過濾裝置，有吸油過濾（吸油浮筒裝置）、回油過濾（回油過濾器、雙層網過濾裝置）和磁過濾（磁柵裝置）等。吸油過濾器應有足夠的通流能力，通常在吸油區設計吸油浮筒，通過浮子在油液中的浮力將浮筒向上拉起，油箱上層較干凈的油液經過浮筒的過濾網過濾后進入浮筒，通過吸油口供給潤滑系統；磁過濾裝置用以去除鐵磁性雜質；雙層過濾網用以去除非鐵磁性雜質。

2.6.2 凈油機

潤滑系統投入工作一段時間后，系統油液污濁，系統中潤滑液含水量和含塵量大于規定值時，使用凈油機凈化，其作用是清除油內水分和過濾無法去除的微小機械雜質。

2.6.3 空氣濾清器

當潤滑系統工作時，油箱內油面的波動使空氣不斷進、出油箱。為凈化油箱內油液，在油箱蓋板上垂直安裝空氣濾清器，既可過濾吸入的空氣，保證油液的清潔，又可維持油箱內壓力和大氣壓平衡，以避免泵可能出現空穴現象。

2.7 油箱排水

根據客戶要求或系統工作的需求，在油箱上安裝積水報警器。在系統工作過程中，油箱內有可能進入大量水分，當水分積聚到一定程度時，油箱上的積水報警器發出報警信號，此時應打開油箱排污閥排走分離狀態的水分。

2.8 油箱的散熱和加熱

油箱中的油液應工作在一定的溫度范圍，以保持其良好的工作性能。油箱散熱采用自然冷卻的方法，由油箱壁對外輻射熱量實現油溫的降低。

在寒冷地區或冬季作業時，應加熱油箱中的潤滑油，潤滑油溫度一般應維持在40℃左右，以保持油的流動性，否則整個系統的控制因溫度低、油的黏度增加而發生困難。加熱的方法有兩種，一種是用蒸汽加熱，另一種是用電熱元件加熱。蒸氣加熱溫和，對油質影響小，但加熱速度慢，且需現場有蒸氣源；電加熱方便、快捷、成本低，且加熱方便，易于自動控制溫度，故目前電加熱應用較多。

2.9 油液的溫度及液位的控制

潤滑油在正常的工作狀態下，應保持在一定的溫度下以保證其油液的密度、黏度等功能。在油箱上安裝溫度繼電器，通過其傳感器監測油品的溫度來確定電加熱器是否需要啟動，或是油溫是否過高需要散熱等。

油箱的液位是一項反映稀油站能否正常工作的極為重要的指標。油箱液位過高或過低，都意味著系統發生不正常工況。液位過高，有可能意味著系統大量進水；液位過低，有可能意味著系統出現泄漏，因此對油箱液位進行檢測顯得尤為重要。通常設置磁翻板液位控制器對油箱液位進行控制；另外油箱前板上設置有直讀液位計，便于檢測人員隨時直觀地了解液位情況，并加以記錄。

2.10 油箱尺寸結構的確定

在油箱的設計中，各油口的設計也非常重要，吸油口和回油口的位置應盡量遠，并且吸油管及回油管應用隔板分開，以增加油液循環的距離，使油液有足夠的時間分離氣泡、沉淀雜質。隔板高度一般取油面高度的3／4，吸油管離油箱底面距離H≥2D（D為吸油管內徑），距油箱壁不小于3D，以保證吸油通暢。回油管插入最低油面以下，防止回油時帶入空氣，距油箱底面的距離h≥2d（d為回油管內徑）?；赜凸芘庞涂趹嫦蛳浔?，管端切成45°，以增大通流面積。油箱內部結構示意圖見圖1 。

圖1 油箱的內部結構

結合客戶提供的地基尺寸最終確定油箱的長、寬、高等尺寸，油箱整體結構示意圖見圖2 。

圖2 油箱整體結構示意圖

［1］許福玲，陳堯明.液壓與氣壓傳動［M］.北京：機械工業出版社，2007.

［2］機械設計手冊編委會.機械設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，2004.