工程机械金属燃油箱的设计规范

2018-03-07 1592 0

  1范围
  本标准规定了金属燃油箱(以下称燃油箱)的设计要求及注意事项。
  本标准适用于高空升降工作平台燃油箱的设计,其他工程机械燃油箱的设计可参照执行。
  本标准适用于加注柴油的碳素结构钢钢板焊接的燃油箱。
  2规范性引用文件
  下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
  GB/T 5330 工业用金属丝编织方孔筛网
  GB 18296-2001 汽车燃油箱 安全性能要求和试验方法
  QB/T 2031 铜丝编织方孔网
  3术语和定义
  3.1燃油箱fuel tank (GB 18296-2001)
  固定于机器上用于存储燃油的独立箱体总成,是由燃油箱体、加油装置、吸油装置、回油装置、放油装置及其它附属装置等装配成的整体。
  3.2额定容量rated volume(GB 18296-2001)
  燃油箱设计参数中规定加注燃油的容积。
  3.3机器引燃温度区machine ignition temperature area
  在机器上通过直接接触或接近可引燃材料的部件(如发动机)热表面区域。
  4燃油箱设计输入
  燃油箱设计前应给出以下主要参数:
  a) 燃油箱使用具体机型、发动机额定功率、标定工况燃油消耗率;
  b) 整机最大爬坡度、左右倾斜角度;
  c) 燃油箱安装位置、燃油箱轮廓尺寸、燃油箱与联接件的安装尺寸;
  d) 燃油箱加油口、放油口、回油口位置要求;
  e) 燃油箱油位指示要求。
  5燃油箱设计
  5.1燃油箱额定容量计算
  5.1.1燃油箱额定容量应保证机器连续作业时间不少于10小时,结构限制时不少于8小时。间歇式工作的高空升降工作平台可根据选择设计小于8小时的燃油箱。在结构允许的情况下持续作业的燃油箱容积越大越好,可节约加油的频次、省去加油的时间。
  5.1.2燃油箱额定容量,应控制在燃油箱最大液体容积的90%~95%。
  5.1.3燃油箱额定容量计算:
  V=k×g×P×t/
  式中:
  V----燃油箱额定容量,单位L;
  k----修正系数,根据机器作业工况、发动机平均消耗功率确定,取0.75~0.85;
  g----发动机标定工况燃油消耗率,单位g/(kW.h);
  P----发动机额定功率,单位kW;
  t-----机器连续作业时间,单位h;
  -----燃油密度,单位kg/m³,普通柴油取840kg/m^3
  5.2燃油箱结构选型
  燃油箱典型结构形式见表1。
  表1 燃油箱典型结构形式
  5.3燃油箱设计要求
  5.3.1燃油箱体、加油口盖和所有连接到箱体的油管及附件应在动态条件下保持可靠的密封。
  5.3.2燃油箱加注燃油时,必须把任何可能泄露的燃油与机器引燃温度区分离开。
  5.3.3设计时应能确保燃油箱、加油口或接头泄漏的燃油不流入油箱内。
  5.3.4燃油箱应耐振动,按GB 18296-2001的4.3进行试验不允许有泄漏现象。
  5.3.5燃油箱应承受在0.1MPa的内部压力下保压5min,且无永久变形和渗漏。
  5.3.6燃油箱内部允许的污染物量,可参照表2。燃油箱清洁度的测定按照JB/T 7157。
  表2 燃油箱内部允许污染物量
  5.3.7燃油箱和连接到燃油箱的附件应由整机机架部分或外部结构进行防护,以避免与机器下部或周围的障碍物接触。
  5.3.8燃油箱上不做通道设计,确有需要时可设计通过焊接或装配方式联接的踏脚或直梯。
  a)直梯踏脚设计原则:
  1)表面应防滑,可采用花纹钢板;
  2)侧面应设置挡脚板;
  3)踏脚应尽量减少异物积存,并有助于清除鞋底的泥土和碎块;
  4)装配后踏脚最外侧不应超过整机外侧。
  b) 直梯尺寸设计要求见表3。
  表3燃油箱带直梯尺寸设计要求
  5.4燃油箱在整机位置的布置
  燃油箱的位置应使燃油液面不高于喷油器且不低于燃油吸油口1800mm。当燃油液面高出喷油器1500mm以内时,应在燃油回路中增加一个单向阀。
  燃油箱的布置要避开燃油箱周围热源和热辐射,以防工作时燃油升温影响发动机功率的发挥。燃油箱在整机的位置确定后,须考虑燃油箱磕碰的危险,必要时必须增加防护板。
  燃油箱的底部必须方便放油,不能被车架或其他部件遮挡,防止维修放油时造成的废油污染。
  5.5燃油箱结构设计要求
  5.5.1加油装置设计要求
  5.5.1.1加油口要求:
  a) 加油位置必须方便加油。
  b) 若加油口位于机器的侧面,加油盖盖紧时其凸出部分不应超出机器外轮廓面。
  c) 整机在颠簸路面行驶以及上下坡时,加油口不得渗油。
  d) 油口的大小应当足够大使油箱5分钟内被加满。
  e) 加油口处宜采用一个粗目的加油滤网放置于加油口内侧以防止大的颗粒和树叶等进入油箱。
  f) 为防加油口盖的丢失或被弄脏,加油口须带安全锁链。
  5.5.1.2加油口盖要求:
  a) 加油口盖可加锁,在可上锁的机罩内部加油口盖不需带锁。
  b) 加油口盖可具有通气功能。若加油口盖上带通气功能,加油口脖应当伸进油箱(约等于油箱容积5%处),以提供膨胀空间。
  5.5.1.3加油滤网要求:
  a) 宜采用不锈钢方孔网,技术要求参照GB/T 5330。
  b) 可选择长度为200mm、直径为Ф57.4mm的带底筒状加油滤网。
  5.5.2通气装置设计要求
  5.5.2.1燃油箱应有通气装置,以保证燃油箱内外部空气流通。
  5.5.2.2推荐采用带空气滤清器的通气管路,空气滤清器推荐使用过滤精度40μm、流量2.95m³/min;考虑成本可使用单向阀加透气胶管与大气相通;结构限制时,可采用有通气功能的加油口盖。
  5.5.2.3若采用有通气功能的加油口盖,应避免坡道作业时溢油。
  5.5.3吸油口设计要求
  5.5.3.1吸油口宜靠近燃油箱底面,吸油滤芯最低处离燃油箱底面20~30mm,吸油滤芯在燃油箱左右方向、前后方向均宜适中。
  5.5.3.2吸油滤网宜采用斜纹编织黄铜网,规格为HE 0.100/0.056,技术要求参照QB/T 2031。
  5.5.3.3吸油管的长度设计时须考虑机器爬坡角度、左右倾斜角度引起的燃油液面的变化。吸油管内径至少大于发动机燃油进油口的内径。
  5.5.4回油口设计要求
  5.5.4.1回油口宜在燃油液面以下,避免发动机停机时空气通过回油管进入燃油系统和回油飞溅产生的气泡。
  5.5.4.2回油口宜远离吸油口。若结构允许,回油口和吸油口布置在燃油箱内部隔板两侧,二者之间的直线距离宜大于305mm。如回油口和吸油口距离过近,必须增加隔板分开吸油腔和回油腔。
  5.5.5放油口设计要求
  5.5.5.1放油口应在燃油箱最底部,方便放尽燃油。
  5.5.5.2放油口宜使用放油螺塞或底部的清洗窗口。
  5.5.6液面指示器设计要求
  5.5.6.1燃油箱必须有显示液位的液面指示器。
  5.5.6.2宜同时安装油量传感器和高、中、低位液位表,方便在油量传感器故障时能观察。可只安装油量传感器(配油量指示表),或只安装高、低液位表。
  5.5.6.3油量传感器低位开始报警时,或低位液位表显示燃油已到中间刻度时,机器应还能在在平地空载、中载情况下行驶不少于1小时。
  5.5.6.4液位表或油标刻度分为高、中、低三个指示刻度。
  高位:燃油箱的额定容量。
  中位:装配下线前的加油量,可用于下线后的调试和测试。
  低位:油量传感器的报警位或低位液位表到中间的位置。
  5.5.7观察孔或清洗孔设计要求
  5.5.7.1观察孔应方便观察燃油箱内部,并能通过此处清洁燃油箱内部。
  5.5.7.2可在燃油箱底部和侧面加清洗孔。清洗孔的设计可以清除焊渣或油箱长时间使用产生的杂质。清洗孔的位置设置在外露方便拆卸的位置,并且要保证清理时不存在死角,大小能保证人胳膊能够伸入。
  5.5.8燃油箱固定设计要求
  5.5.8.1宜采用燃油箱固定板和车架固定联接。
  5.5.8.2侧挂式燃油箱固定板上可增加垂直限位,以改善固定螺栓的受剪切程度。
  5.5.9防护板设计要求
  5.5.9.1燃油箱易损伤部位(主要是燃油箱后部和底部)宜设计防护板。
  5.5.9.2燃油箱须适应坡道设计要求:在纵向坡道30度、横向坡道25度时,整机能正常行走作业。特殊情况下,允许按整机实际需求确定坡道角度。
  5.6燃油箱体设计要求
  5.6.1箱体组成件材料要求:
  a) 材料宜选用Q235B。
  b) 板材厚度选取:油箱底板顶板4~8mm;侧板4~6mm;内部隔板2~4mm;油箱防护板4~5mm。
  5.6.2成形件使用要求:
  a) 宜使用成形件,以减少焊缝。
  b) 结构允许时成形件应采用较大折弯半径,避免产生成形裂纹造成泄漏。
  5.6.3对油箱内部隔板要求:
  a) 应连成框架,以提高油箱刚度;
  b) 间隔燃油、减轻燃油随整机运动产生的晃动、减少燃油箱内部气泡的产生;
  5.6.4焊接要求:
  a) 起密封作用的焊缝应避免焊接缺陷造成泄漏。
  b) 内部非密封焊缝,允许采用断续焊以减少焊接变形。
  5.6.5表面处理要求:
  a) 油箱底部焊接贴盘法兰时应低于油箱内底面,避免酸洗不彻底。
  b) 箱体焊后酸洗磷化,内部涂防锈清漆,外露油口和法兰面涂防锈油,其余外表面涂防锈底漆和面漆。
  5.6.6燃油箱的吊装要求
  宜在顶部焊接吊耳或吊装用的丝座。若顶部无法布置吊装,可采用左右两侧固定板吊装

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