1、重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分编号 毕 业 设 计（论文）题目 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分 二级学院 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 109040206 学生姓名 学号 指导教师 职称 时 间 重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分目 录摘 要 Abstract 1 绪论 11.1 研究背景和研究意义 11.2 国内净油机和挂车的发展现状 21.3 润滑油的常用物理指标 21.4 润滑油主要污染物及来源 31.5 净油机常见类型结构 31.5.1 板框式净油机 31.5.2 离心分离式净油机 41.5.3 静电净油机 41.5
2、.4 真空净油机 52 润滑油脱水净化挂车结构设计 62.1 润滑油脱水净化挂车工作流程图 62.2 润滑油脱水净化挂车部件选型 62.2.1 加热罐 72.2.2 真空发生罐 82.2.3 过滤器 112.2.4 底油抽吸器 122.2.5 真空泵 132.2.6 油泵 142.2.7 冷凝器 152.2.8 氮气发生器 152.2.9 油管卷盘 16重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分2.2.10 电缆卷盘 162.2.11 法兰盘 172.2.12 阀类 172.2.13 螺栓、螺母、垫圈 182.2.14 管道 182.2.15 挂车选型 192.3 润滑油脱水净化挂
3、车的装配 202.4 润滑油脱水净化挂车主要特点 223 结论 23致谢 24参考文献 25文献综述 26全套图纸，加 153893706重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分I摘 要石油是重要的能源，也是重要的战略物资。润滑油在使用过程中，会因为种种原因参入杂质，比如：灰层、纤维、金属屑，水分等，而水分是最为常见的一种污染物。这些杂质让润滑油失效，失去润滑降温效果,不仅导致机械部件的传动失效，也导致能源的极大浪费。鉴于此，本文提出一种润滑油净化装备润滑油脱水净化挂车的设计方案，通过对净化挂车主要结构的设计，包括真空泵、粗过滤器、加热器、真空罐、精过滤器、油泵、冷凝器等部件的设
4、计、计算及选型，最终形成润滑油脱水净化挂车装配总图。关键词：润滑油 净化 装配重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分IIAbstractOil is an important source of energy, but also an important strategic.Lubricating oil in use process, because of various reasons, incorporation of impurities, for example: ash, fiber, metal scraps, moisture etc, while the wa
5、ter is one of the most common contaminants. These impurities to the failure of the lubricating oil, Lose lubrication cooling effect. Not only lead to the failure of transmission machinery parts, also caused a great waste of energy. In view of this situation, this paper presents a lubricating oil pur
6、ification equipment-Lubricating oil purification Trailer design scheme. Through the design of the main structure of the trailer purification, Including vacuum pumps, coarse filter, heater, vacuum tank, fine filters, pumps, condensers and other components of the design, calculation and selection, The
7、 final formation of lubricating oil purification trailer assembly drawing.Key words: Lubricating oil Purify Assembly重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分11 绪 论1.1 研究背景和研究意义自工业革命以来，科技得到迅速发展，生产行业由手工化逐步向机械化发展，世界上各个国家的生产生活水平与该国的机械化水平息息相关。如今，车辆和机械设备在节能、环保上要求在不断的提高，因此对润滑油的要求也越来越高。但是，原油的储量随着各国的不断开采日益减少，这些不可再生能源，威胁着每
8、一个国家的发展。在润滑油加工工艺中，环烷基原油是重要的原料，同时环烷基原油也是最为珍贵的原油之一 1。然而，其储量非常的少，仅仅占到世界原油总储量的 2.2。润滑油本身的资源稀缺珍贵，但是每年浪费的润滑油是一个相当惊人的数字。中国工程院 2007年发表的一个报告指出 2，2006年全国消耗在润滑方面的资金估计为 9500亿元，如果合理使用润滑油，可以节省人民币估计可达 3270亿元，占当时国内生产总值(GDP)的 1.55%。润滑油在使用过程中，除了少部分由于挥发、氧化、泄露外，大部分仍留在机械设备中。使用过程中润滑油会受到水分、灰层等的污染，受到污染的润滑油如果继续使用，将对机械设备造成很大
9、的磨损消耗，影响设备的使用期限和使用性能。在国际上，机械设备的失效 70-85是有润滑油污染引起的。国内油液污染更为严重，我国仅机械行业每年排放的废润滑油就达数亿吨 3。所以，对于润滑油的高效可持续使用势在必行。这不仅能节约能源，缓解能源危机，而且可以保护环境避免废油对土壤水源的污染。1.2 国内外净油机和挂车的发展现状国外净油机的典型产品有 4：美国颇尔公司的 HNP021、HVP2703 净油机，日本加藤公司的 KLVC-AX-IA 型带电在线滤油机，瑞典 HERING 公司 EOK 型净油机，瑞士麦克菲尔公司的 VH061-e 型净油机。国外挂车的结构相对简单，一般为二轴，钢板弹簧，多为
10、鹅颈式结构。国外挂车的特点：规模化、结构简约、个性化、轻量化、功能多、技术领先、小批量、精品化 5。目前，国内净油机生产厂家繁多。但是这些生产厂家大多是小规模生产，重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分2科技含量并不高，生产的净油机单一重复，质量参差不齐，不能很好的满足社会需求 6。我国挂车生产有几十年历史了，生产企业目前有 600多家，产量达到 40余万台 7。和净油机生产厂家一样，挂车生产也不具备规模化生产。没有批量化、规模化生产导致的结果就是:我国的挂车在总体上比较粗糙，在服务和性能上得不到保障。所以，不管是净油机还是挂车，我国和国际先进水平都存在很大的差距。需要我们不断
11、的提高生产水平，增强研发能力。1.3 润滑油的常用物理指标 81） 粘度润滑油的作用是使机械运动的摩擦表面形成油膜，该油膜起到润滑、减震、冲洗、冷却等作用。液体受外力作用流动时，其分子间发生的阻力叫做粘度。它是润滑油最重要的性能之一。2） 润滑性润滑性是指润滑油中极性分子与金属表面吸附形成一层边界油膜，以减小摩擦和磨损的性能。润滑性越好，油膜与金属表面的吸附能力就越强。3） 极压性极压性是润滑油中加入含硫、磷、氯的有机极性化合物后，油中极性分子在金属表面生成抗磨、耐高压的化学反应边界膜的性能。4） 闪点当油在标准仪器中加热所蒸发出的油气，一遇火焰即能发生出闪光时的最低温度，成为油的闪点。这是衡
12、量油的易燃性的一种尺度，通常应使工作温度低于油的闪点 30-40。5） 凝点这是指润滑油在规定条件下，不能在自由流动时所达到的最高温度。6) 氧化稳定性从化学意义上讲，矿物油是很不活泼的，但当它们暴露在高温气体中时，也会发生氧化并生产硫、磷、氯的酸性化合物。这是一种胶装乘积物，不但腐蚀金属，而且加剧零件的磨损。重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分31.4 润滑油主要污染物及来源 9润滑油主要的污染物有：水、空气、化学物质、微生物等。这些污染物的来源：1）设备内部残留的物质如：毛刺、灰层、纤维、磨削等；2）设备使用过程中外界侵入的污染物如：水分，灰层等；3）设备运转是产生的污染
13、物如：元件磨损产生的碎屑；4）其他来源如：设备密封失效，润滑系统泄漏。1.5 净油机常见类型结构净油机也俗称滤油机，主要用于提高润滑油以及其他油类的纯净度。常见的物理净化方式有 10：1、重力沉淀法；2、压力过滤法；3、静电分离法；4、离心分离法；5、真空分离法。根据物理净化方式与之相对应的出现了各种净油机，比较常见的净油机有：普通净油机、板框式净油机、离心分离式净油机、静电净油机、真空净油机。1.5.1 板框式净油机主要由油泵、过滤器、过滤床等部件组成，过滤介质为工业用的过滤纸,过滤精度较高。用于变压器油、机油、柴油、航空液压油的过滤和除杂。该设备操控容易、结果简单、成本低。图 1.5.1
14、板框式净油机重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分41.5.2 离心分离式净油机净油机过滤装置内部有一个双喷式的转轴，由机油所产生的压力来驱使其转动。由于水比油的密度大，通过离心力的作用，把水从油液中分离出来，达到净化油液的效果。该类净油机主要用于切削油、淬火油、锻造油、防锈油的净化。 图 1.5.2 离心分离式净油机1.5.3 静电净油机该净油机是一种具有高清洁度的净化设备，对大部分油液都有净化效果，具有较好的抗污染能力。通过该类净油机处理后的油液，物理、化学性能并不会改变，通过对装置的改良，具有很大的市场前景。图 1.5.3 静电净油机重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂
15、车设计-机械部分51.5.4 真空净油机主要由粗、精过滤器，加热器，真空泵，油泵，冷凝器等组成。该类净油机体积小，重量轻。能对油液进行过滤、热循环、干燥等功能，对于油液除水效果显著。图 1.5.4 真空净油机本次润滑油脱水净化挂车设计就是在原有真空净油机的基础上，针对性的进行改良，有很大工程应用前景。为了运输上的方便，将设计好的净油机装载在挂车底盘盘上，由其他车辆牵引行驶，适合在室内或者野外工作。重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分62 润滑油脱水净化挂车结构设计本章节主要介绍了润滑油脱水净化挂车的工作原理，真空罐的设计校核，加热温度的确定，真空泵，油泵，过滤器的选择等，以及
16、润滑油脱水净化挂车系统的结构设计。2.1 润滑油脱水净化挂车工作流程图如图 2.1 润滑油脱水净化挂车的工作流程图图 2.1 工作流程图本次的设计的润滑油脱水净化挂车工程流程如图所示：先打开真空泵与真空罐连接的阀门，让真空泵抽走设备中的空气，使整个工作系统达到预定的真空环境。然后打开进油阀，使润滑油从进油管道流入，通过粗过滤器（第一次过滤）除去较大（100m 以上）的杂质，流入加热蒸发器，使润滑油加热到70左右，进入真空脱水罐（由真空泵抽成真空状态，极限压力为 0.06MPa）后，水成为气态而润滑油依然保持液态，在真空罐中通过喷淋器、斜板和氮气的作用使润滑油中的水分充分挥发出来，真空罐中挥发出
17、的水蒸气通过冷凝器液化成水排出，而润滑油通过油泵流入精过滤器（第二次过滤，精度在重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分710m）中，达到标准的润滑油则流出待用，没有达到标准的，则经过内循环让润滑油从精过滤器流回粗过滤器进行多次脱水净化。此次设计的润滑油脱水净化挂车包括的主要设备有：真空罐、粗过滤器、精过滤器， 、加热器、底油抽吸器、真空泵、油泵、冷凝器、氮气发生器、油管卷盘、电缆卷盘、管道、挂车等。2.2 润滑油脱水净化挂车部件选型2.2.1 加热罐2.2.1.1 加热温度的确定 11在密闭条件中，在一定温度下，与液体或固体处于相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。纯水的饱和
18、温度越低，饱和蒸气压也就越低， （如下表）表 2.2.1.1当水被加热到 70，低于 80时，水成为气态，而润滑油能够依旧保持性能（油液正常工作温度一般在 80以下） ，根据工程实际考虑，最终确定的真空度为 0.06MPa。润滑油是热的不良导体，如果加热功率太低，那么加热时间势必会延长，净化效率则会很低；如果加热功率太高，则难以安装并且价格昂贵。单个加热棒会导致其周围的油液温度过高使润滑油失效，所以选择多个加热棒置于加热罐内，增大受热面积，使油液受热均匀。重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分82.2.1.2 加热功率的确定 12加热功率的计算过程：加热功率计算公式： 60TQ
19、CW（2.1）C:润滑油比热容 1675-2093（J/Kg.K)：油液密度 900Kg/mQ:公称流量（L)T：一个循环内的温度差（5-10）T：加热时间（30-60min）：加热效率 0.5-0.6计算中，取：C=2000 （J/Kg.K)，Q=100L，T=5。所以，经计算得 W=30KW，考虑到管道和加热器的热损失（20） 13计算得：1.2W=36KW取加热功率 W=40KW。图 2.2.1.2 加热棒重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分92.2.2 真空发生罐真空罐内的水蒸气是以微小的气泡形式存在的，当温度和真空度条件满足的情况下，水分的蒸发过程同时在润滑油的表面
20、和内部进行。由于油液处于不断“沸腾”流动的状态，挥发出来的气体被真空泵抽到冷凝器中冷却，而没有挥发出来的水蒸气，则继续夹杂在润滑油中。真空罐的脱水效率与温度、工作压力、真空罐内的空气流动性有关，温度越高水蒸发越快，工作压力越低水蒸发越快，空气流动性越好水蒸发越快。真空罐一般分为立式真空罐和卧式真空罐，材质一般为不锈钢。本次设计的真空采用卧式的，一方面可以节省空间位置，另一方面可以提升脱水净化效果。本次设计的真空发生罐罐体内主要由喷淋器、斜板和可视窗组成，是整个净油机的反应容器。喷淋器的作用是把经过加热的油液均匀的喷洒在斜板上，而斜板起到一个缓冲油液以及增大油液中水分挥发面积的作用。设置可视窗是
21、为了观察真空罐中油液的高度，以方便通过控制进油阀和出油阀来调节油液高度。净油机的公称流量是整个设计的主要参数，定为 50L/min。一般来讲，真空罐的容积应为净油机公称流量的 3-5倍，故本次设计的真空罐容积至少应为150L。初步设计的真空罐为尺寸 5001300mm 的圆柱型罐体，通过计算来验证尺寸是否合理。（2.2)322 5.014.34mLDSV由于 310cmL3610c所以 ，大于 150L，故此满足设计要求。25.根据设计要求，真空罐的尺寸为 5001300mm，在低真空状态下运行真空罐的应力计算 14：设计真空罐内极限压力为 0.06Pa，罐体厚度为 5mm，直径为 500mm
22、，通过应力计算来确定材料的型号。罐体内压力： (2.3)NDPF222 10.451.3064重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分10罐体外压力： (2.4)NDPF4252 1096.401.34所以真空罐所承受的压力为 。96.因此在计算真空罐应力的时候主要考虑的是大气压对罐体的应力(2.5)MPaPD51052.10.24.63 5 由计算可知，真空罐受到的最大应力为 5MPa,远远小于 20钢的许用应力，所以真空罐的厚度合理。右侧端盖用螺栓与罐体连接，需要 8个材质 Q235的 M12的螺栓，下面进行螺栓的强度校核 15：每个螺栓所受的轴向载荷： (2.6)ZF0公式
23、中： 为总载荷，Z 为螺栓个数F所以，经计算，每个螺栓所受载荷为 NF24508196.0螺栓危险截面的拉伸强度条件为： (2.7)4d3.20ca公式中：d 为螺栓公称直径，为许用应力经过计算可知：MPapca 281028940.1354螺纹连接的许用应力计算： Ss（2.8）公式中： 为屈服极限取 245MPa，S 为安全系数取 5-4s所以，经计算得螺纹连接的许用应力为 49-61MPa由于 28MPa 小于 49MPa，故合理。重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分11下面计算螺栓杆的剪切强度： 42dFf（2.9）公式中：f 为摩擦系数取 0.10-0.16，d 为
24、螺杆公称直径经计算得 MPa17402.1396.4下面计算螺杆的许用剪切应力： Ss（2.10）公式中： 为屈服极限取 235MPa， 为安全系数取 2-2.5s经过计算得 =94-117.5MPa。所以，螺杆的剪切应力也合理。综上所述：真空罐本体用 20钢冲压成型，右端盖用螺栓与罐体连接，罐体外敷 20mm厚的岩棉保护层，保护层外再设 1mm厚的不锈钢来保护外壳 11。真空罐的喷淋器和斜板选用不锈钢材质的。喷淋器焊接在罐体上部，斜板间隔为 30mm，布置 4块，在罐体内设置槽口（角度为 45） ，用于斜板的固定。重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分12图 2.2.1 真空
25、罐2.2.3 过滤器过滤器分为普通过滤器、粗过滤器、精过滤器和超精过滤器。常用的过滤器类型和特性为 16：1）网式过滤器：装在液压泵管路上保护液压泵，过滤精度为 80-180m，结构简单，通油能力大，但过滤效果差。2）线隙式过滤器：一般用于中低压系统，线隙 100-200，过滤精度 30-100m，结构简单，过滤效果好，通油能力大，但清洗不方便。3）纸质过滤器：用于过滤要求高的液压系统中，过滤精度为 5-30m，过滤效果好，精度高，但是容易堵塞，需要常更换滤纸。4）烧结式过滤器:用于高质量的液压系统中，过滤精度在 7-100m，能在高压、高温下工作，抗腐蚀性好。5）磁性过滤器：用于吸附铁屑，结
26、构简单，过滤效果好。本次设计两个过滤器，一个粗过滤器，一个精过滤器。粗滤器设置在进油管道，用于过滤掉油液中较大的杂质，过滤精度在 100m 左右。精滤器设置在出油管道，对油液进行再一次过滤，出去油液中，极小的微粒和少量水分，过滤精度在 10m 左右。过滤器的选择主要在于滤网的选择，滤网在选择上需要考虑的因素：能否达到过滤要求、滤网抗腐蚀性能如何、过油性能如何、压力损失大小、能否长时间工作、更换清洗是否方便。这些都将影响最后出来的润滑油质量是否达标，能否继续使用。滤网采用如图 2.2.2类型滤网。该类滤网纳污能力强，抗腐蚀能力强，过滤面积得到大大增强，压差低，使用寿命长。粗过滤器选用的滤网精度为
27、 100m 的磁性过滤器，精过滤器精度为 10m 的过滤器。重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分13图 2.2.2 滤网2.2.4 底油抽吸器底油抽吸器是在设备停止工作后，将真空罐内的残余润滑油抽出。不会影响下一次的净化效果，使每一次净化后的润滑油质量稳定可靠。此次设计选择的是一种气动式的自动抽油机，比起手动式抽油机，安装方便，使用灵活。当罐体充满润滑油时，出口机械装置会自动关闭，安全快捷。型号为精展JJT/PX-3090P 。图 2.24 底油抽吸器2.2.5 真空泵真空泵作用在于将真空发生罐里的空气排出，抽成设备工作所需的真空度重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计
28、-机械部分140.06MPa。真空泵选择的主要参考因素有：真空泵需要抽掉的气体总量及能在 2分钟左右将真空罐和管道的气压降到 0.06MPa或者更低；抽气速率应大于进油速率。真空泵按工作原理可分为:气体输送泵和气体捕集泵。气体输送泵一般有：往复式真空泵、旋片式真空泵、定片式真空泵等；气体捕集泵包括:吸附泵和低温泵。本次设计选择的是 2X-15A型旋片式真空泵，抽气速率为 15L/S，功率为1.5KW，极限压力为 0.06Pa，转速为 470r/min。真空泵脱水能力计算 17：标准大气压下真空泵抽气能力：S=工作真空度真空泵的抽气能力/标准大气压=600015101000=0.89L/s (2
29、.11)标准大气压下的脱气能力：S=S273/343=0.71L/s (2.12)Z在标准状态下，1 摩尔的水体积为 22.4L，重量为 18g，则脱水能力 S=S”18/22.43600=2054g/h (2.13)图 2.2.5 真空泵2.2.6 油泵油泵的作用在于将真空罐内经过净化的润滑油抽出，再通入精过滤器中。一般来说，油泵的工作压力为泵额定压力的 70-80，及不应高于 0.05MPa。这样既能提高系统的可靠性，又能延长设备的使用寿命。油泵的额定流量应该大于设备工作的最大流量，这样能避免系统过载。油泵有直列式、分配式和单体式三大类。从机械分类来看，分为：喷油泵、自吸油泵、潜油泵、机油
30、泵。油泵流量的大小是通过密封工作腔被容积的变化来恒定的。重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分15油泵工作压力的确定 18：(2.14)PaPa为 0.06MPa,由于没有液压缸等元件，所以 。所以 P定为02.5MPa。油泵流量的确定：(2.15)maxQKPK为泄露系数为 1.2，in/50axL所以， min/90/19.3LsP此次设计选择的油泵型号为 Y100L1-4，功率为 2.2KW，流量为 100L/min，转速为 1430r/min，电压为 380V，电流为 5A。图 2.2.6 油泵2.2.7 冷凝器冷凝器安装在真空发生罐之后，将真空发生罐中的水蒸气冷凝成液
31、态。冷凝器一般有风冷和水冷两种结构，在冷却效果上，水冷要比风冷好。但是风冷结构简单且价格低廉，所以此次设计采用的是风冷结构的冷凝器。选择冷凝器的关键在于散热面积，散热面积越大冷却效果就越好。本次设计选择的冷凝器型号为 ZJYT-015，散热面积为 15，风扇电机功率为 90-120W，风量为1800m/h。重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分16图 2.2.7 冷凝器 2.2.8 氮气发生器氮气发生器的作用是把从空气中分离出来的氮气，通入真空发生罐中，使润滑油像沸腾一样，让水分能更好的挥发出来。传统的氮气发生器是一套大型设备，价格高昂。本次选用的是一种新型的氮气发生器，采用膜
32、分离技术，直接从空气中分离出氮气和氧气，氧气直接排到大气中，氮气经过管道进入真空发生罐中。该设备简单，安装方便灵活。这种氮气发生器，型号为 NC3020，氮气纯度达到 95-99，产量在 1-2000Nm/h。图 2.2.8 氮气发生器2.2.9 油管卷盘油管卷盘主要是为了让进油管道和出油管道的油管收放方便，并且在整个系统中占用较小的空间。重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分17图 2.2.9 油管卷盘2.2.10 电缆卷盘电缆卷盘和油管卷盘一样都是为了节省空间，方便收放电缆，展开作业时能快速连接电源。图 2.2.10 电缆卷盘2.2.11 法兰盘法兰主要是用来连接管道，属于
33、标准件，一般成对安装使用。根据设计中管道的尺寸选择法兰盘的尺寸，所以此次选择的法兰盘有两种，一种安装在管径为 40mm的管道中，另外一种安装在管径为 30mm的管道中。管径 45mm的法兰盘需要 4颗 M14的螺栓连接，管径 35的法兰盘需要 4颗 M12的螺栓连接。为了达到更好的密封环境，可在两个法兰盘之间加上密封垫。重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分18图 2.2.11 法兰盘2.2.12 阀类阀主要起的是调节控制作用，本次设计系统中，需要用到的阀有电磁阀和扳手阀。此次设计选择的电磁阀型号为 DDC-JQ40（与 2X-15A真空泵相匹配） ，电磁真空带充气阀是安装在机
34、械真空泵上的专用阀门，并与泵接在同一个电源上，泵的开启与停止直接控制阀门的开启与关闭。当泵停止工作或电源突然中断时，阀能自动将真空系统封闭，并将大气通过阀的充气口经阀充入到泵腔，从而避免泵油逆流污染真空系统。扳手阀主要是起一个开关作用，设备中使用了 5个该类型阀。安装的位置分别在：进油管道、出油管道、氮气发生器与真空罐之间、粗过滤器与精过滤器之间、真空泵与真空发生罐之间。图 2.2.12 电磁阀和扳手阀2.2.13 螺栓、螺母、垫圈根据安装需求，选取符合安装要求的标准连接件。2.2.14 管道重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分19我们常见的管道有钢管、铜管、胶管、尼龙管和塑
35、料管等。铜管抗震性差，胶管用在相互运动的的管道中，而尼龙管不常用，钢管价格便宜安装方便，所以我们选择钢管作为本次设计的净油机管道。管道直径的确定：(2.16)VQd63.4Q为公称流量 V 为管道流速一般取 1.5-2.5m/s计算得出管道直径为： md32106.4由于进油管道在真空负压下，油液流速较快，所以进油管道一般小于或者等于出油管道，故此本次设计的进油管道通径为 35mm，外径为 40mm，壁厚为2.5mm。出油管道通径为 40mm，外径为 45，壁厚为 2.5mm，材料为 20钢。管道与管道间，管道与油泵间，均采用法兰盘连接，法兰盘的具体尺寸根据查表可得。管道的校核： (2.17)
36、 dSPD2P为工作压力，D 为管道内径，s为钢管许用应力对于钢管s=sb/s (2.18)（sb 为抗拉强度，s 为安全系数）查表得 s=8,sb=410MPa 所以s=51.25MPa。进油管厚度校核： 故管道设计合理5.2051236d由于出油管道在常压下工作，不需要校核。2.2.15 挂车选型挂车分为全挂车和半挂车，全挂车为独立承载，半挂车与牵引车共同承载，根据设计需求，此次设计选择全挂车。挂车没有动力装置，依靠牵引车辆牵引行驶。本次设计选择的挂车主要是根据整个净油机系统的重量作为标准。根据净油机各个部件的重量总和，初步估计净油机的总重量大约为 3000KG。故此，重庆理工大学毕业论文
37、 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分20本次选择的挂车需要的承载能力在 3000KG以上。本次选择的全挂车型号为 STD97-3/2-（如下图） ，属于鹅颈式单轴双轮挂车。该挂车性能可靠，机械性能高，重心较低，制动安全。选用的是转轮式 ，可承载的 2000KG-6000KG的重量。车架是槽型焊接框架结构。连接装置选用钩环式，挂车牵引架可自行调节，试用于各类牵引车辆。前支撑轮是手摇式的，丝杠螺母结构，行车时可收起。后支撑也是手摇升降式的，行车时收起。图 2.2.15-1 轻型单轴全挂车挂车底盘结构如下图所示：图 2.2.15-2 挂车底盘重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分211
38、.电缆线 2.牵引杆 3.制动总成 4.前导轮 5.前支承腿 6.中轴管 7.车身 8.扭力轴悬挂 9.备轮 10.后支承腿 11.尾灯为了获得良好的悬挂性能和通过能力，减轻净油机设备的震动，该挂车底盘选用了扭力轴悬挂系统，同时降低了操作高度方便地面作业。挂车底盘由于使用了超越惯性制动系统，这样就能解决牵引车和挂车的制动匹配问题。2.3 润滑油脱水净化挂车的装配本次设计的挂车由净油机组和挂车底盘组成，将设计好的净油机组箱体通过螺栓连接安装于挂车底盘上。净油机组主要包含的元件有：真空罐、粗过滤器、精过滤器、加热器、氮气发生器、真空泵、油泵、冷凝器、控制箱、进、出油管卷盘等组成。在设备安装之前，需
39、要搞清楚整个设备的工作流程。然后根据挂车底盘的尺寸，来合理分配润滑油脱水净化机组的空间布局。净化机组的结构安装设计有一个原则：较大的零部件，尽量置于空间的上端，反之，较小的零部件就置于空间的下端。管道根据需求合理在空间走位，尽量避免管道相互交叉。这样，既能最大限度的合理使用空间，又能使整个净化机组看起来美观紧凑。根据设计要求装配好的润滑油脱水净化挂车如下图 2.3.1重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分22图 2.3.1 润滑油脱水净化挂车俯视图装配好的净油机组，通过 6颗 M20的螺栓安装在挂车底盘，为了保护好净油机组，以及拖运方便，在挂车底盘四周周围加装保护框。加装完成后
40、的润滑油脱水净化挂车如图所示：图 2.3.2 润滑油脱水净化挂车2.4 润滑油脱水净化挂车主要特点1）真空罐采用卧式结构，大大增加了喷淋器喷雾时油液的表面积；2）加热润滑油时，预加热温度要求不高，加热效果好；3)采用先进的复合脱水分离工艺技术，脱气脱水效率高；4）采用富氮技术，可直接从空气中富集氮气对油液进行吹扫和保护；5）采用强风冷凝除水，增强了设备输出功率，延长真空泵使用寿命；6）采用复合微孔过滤技术，寿命长，更换方便，可满足各种过滤精度要求；7)结构紧凑，造型美观，装拆容易，清洗方便；8）方法简单，自动化程度高。2.5 润滑油脱水净化挂车装配图本次设计一共有5张图纸，装配图见附图1；真空
41、罐见附图2；过滤器见附图重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分233；加热器见附图4；工作流程图见附图5。3 总结通过毕业设计将大学四年所学的知识融合到了一起，把所学的理论知识应用到了具体的实践中。在设计过程中，查阅了大量的工具书，了解到润滑油的净化技术，通过绘图软件的辅助，完成了润滑油脱水净化挂车的结构设计。该设计在真空环境下，通过真空泵、加热器、过滤器、真空罐、油泵、冷凝器等设备的作用，能够达到净化润滑油的目的。但是该系统还是存在一定的问题：1、该润滑油脱水净化系统不能长时间使用；2、当润滑油中含水量过高时，该系统净化效果较差；3、不能处理对酸值有要求的润滑油；4、由于在真
42、空状态下排油，会产生气蚀现象，从而产生较大的噪声；5、由于较大功率的加热润滑油，会导致润滑油老化加快。改进方法：1、不单一使用真空技术，让真空与凝结两种功能合为一体，这样就能解决润滑油净化不能长时间使用和含水量高净化效果差的问题；2、在真重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分24空系统后增加高分子吸附装置，这就能解决有酸度要求的润滑油的问题；3、将储油设备也置入真空环境中，就能解决气蚀现在，降低噪声；4、采用更为先进的加热装置。致 谢首先感谢母校四年的辛苦培养，给我提供学习所需的资料，营造良好的学习氛围。其次诚挚地感谢大学四年向我传授知识的各位老师，没有你们的孜孜教诲，我是不能
43、完成大学四年的学业的；然后感谢亲爱的同学们四年来的热情帮助，陪伴我度过大学四年的幸福时光。再次感谢四年来所有帮助过我的老师和同学！谢谢你们！此致 敬礼！重庆理工大学毕业论文 润滑油脱水净化挂车设计-机械部分25参 考 文 献1唐敬忠,刘磊.轻量化半挂车结构特点及优势分析J.重型汽车.2009.5.2倪元.可拆卸鹅颈低平板半挂车结构及特点（二）J.专用汽车.2010.3.3王洲伟,孙启顺,杨军良,刘建勋.一种新型润滑油净化装置的设计J.密封与润滑.2006.6.4张明贤，曹华玲，李川.面向绿色制造的污染润滑油净化系统的研究J.提高全民科学素质、建设创新型国家 2006中国科协年会论文集（下册）.2006.5李大华，魏幼平，仲丛生.润滑油的净化与再生J.液压与气动.1994.4.6刘海亮.我国半挂车的现状及发展趋势研究J.黑龙江科技信息.2012.9.7韦尧兵，聂萌，雷振宁，陈辉.真空净油机的改进和优化设计J.机械制造.
