液压系统设计和计算禁忌111

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1、 燕山大学机械工程学院燕山大学机械工程学院液压传动系统液压传动系统 第第7 7章章 液压系统设计和计算液压系统设计和计算禁忌禁忌 燕山大学机械工程学院燕山大学机械工程学院7.1 设计计算内容和步骤设计计算内容和步骤明确设计依据进行工况分析明确设计依据进行工况分析 确定液压系统的主要参数确定液压系统的主要参数 流量控制设计流量控制设计流量控制设流量控制设计计 液压系统拟定液压系统拟定 液压元件和非标件选择液压元件和非标件选择能耗控制设计及性能验算能耗控制设计及性能验算是 否 合 要是 否 合 要求求 液压装置的结构设计液压装置的结构设计 技术文件编制技术文件编制是是 燕山大学机械工程学院燕山大学

2、机械工程学院7.2 明确技术要求明确技术要求1.主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局 2.液压系统的动作顺序及联锁关系如何液压系统的动作顺序及联锁关系如何 3.液压驱动机构的运动形式，运动速度液压驱动机构的运动形式，运动速度 4.各动作机构的载荷大小及其性质各动作机构的载荷大小及其性质 5.对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求 6.自动化程度、操作控制方式的要求自动化程度、操作控制方式的要求 7.对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求对防尘、防爆、防寒、噪声、安全

3、可靠性的要求 8.对效率、成本等方面的要求对效率、成本等方面的要求 燕山大学机械工程学院燕山大学机械工程学院7.3 确定液压系统主要确定液压系统主要参数参数 液压系统的主要参数是压力和流量，压力决定于外载荷，液压系统的主要参数是压力和流量，压力决定于外载荷，流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸 。7.3.1 初选系统压力初选系统压力 压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定，还要考虑执行元压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定，还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。 载荷/kN50

4、工作压力/MPa0.811.522.5334455按载荷选择工作压力按载荷选择工作压力 各种机械常用的系统工作压力各种机械常用的系统工作压力 机械类型机 床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPa0.82352881010182032 燕山大学机械工程学院燕山大学机械工程学院7.3 确定液压系统主要确定液压系统主要参数参数7.3.1 计算液压缸尺寸或液压马达排量计算液压缸尺寸或液压马达排量 液压缸主要设计参数 液压缸有关设计参数见右图。液压缸有关设计参数见右图。图图a为液压缸活塞杆工作在受压状态，为液压缸活塞杆工作在受

5、压状态，图图b为活塞杆工作在受拉状态。为活塞杆工作在受拉状态。活塞杆受压时，活塞杆受压时， 1122WmFFp Ap A活塞杆受拉时活塞杆受拉时 1221WmFFp Ap A 燕山大学机械工程学院燕山大学机械工程学院7.3 确定液压系统主要确定液压系统主要参数参数22212/()/vvDdd0.71dD采用差动连接时，往返速度之比采用差动连接时，往返速度之比 如果要求往返速度相同，应取如果要求往返速度相同，应取对行程与活塞杆直径比对行程与活塞杆直径比/10L d 当工作速度很低时，还须按最低速度要求验算液压缸尺寸。当工作速度很低时，还须按最低速度要求验算液压缸尺寸。的受压柱塞或活塞杆，还要的受

6、压柱塞或活塞杆，还要做压杆稳定性验算。做压杆稳定性验算。minminvqAvA液压缸有效工作面积液压缸有效工作面积(m2)； minvq系统最小稳定流量系统最小稳定流量(m3/s) minv运动机构要求的最小工作速度运动机构要求的最小工作速度(m/s) 燕山大学机械工程学院燕山大学机械工程学院7.4 拟定液压系统原理图拟定液压系统原理图 液压系统原理图液压系统原理图是表示液压系统的组成和工作原理的重要技术文件。是表示液压系统的组成和工作原理的重要技术文件。拟定液压系统原理图是设计液压系统的第一步，它对系统的性能及设计拟定液压系统原理图是设计液压系统的第一步，它对系统的性能及设计方案的合理性、经

7、济性具有决定性的影响。方案的合理性、经济性具有决定性的影响。确定所选液压执行元件的类型确定所选液压执行元件的类型确定油路类型确定油路类型选择液压回路选择液压回路液压回路的综合液压回路的综合 燕山大学机械工程学院燕山大学机械工程学院7.5 液压元件的选择液压元件的选择 液压执行元件是液压系统的输出部分，根据液压执行元液压执行元件是液压系统的输出部分，根据液压执行元件的种类和负载质量、位移量、速度、加速度、摩擦力等，件的种类和负载质量、位移量、速度、加速度、摩擦力等，经过基本计算，确定所需的压力、流量。压力可根据受压面经过基本计算，确定所需的压力、流量。压力可根据受压面积与负载力求出。积与负载力求

8、出。 7.5.1 液压执行元件的选择液压执行元件的选择 7.5.2 液压泵的选择液压泵的选择确定液压泵的最大工作压力：确定液压泵的最大工作压力： 1Pppp管路简单、流速不大的，取管路简单、流速不大的，取=(0.20.5) MPa= (0.51.5) MPa p 管路复杂，进口有调速阀的，取管路复杂，进口有调速阀的，取 p确定液压泵的流量确定液压泵的流量: maxmaxvvqKqK系统泄漏系数，一般取系统泄漏系数，一般取 1.11.3maxvq同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量 燕山大学机械工程学院燕山大学机械工程学院7.5 液压元件的选择液压元件的选

9、择确定液压泵的驱动功率确定液压泵的驱动功率: PvPPp qP Pp液压泵的最大工作压力液压泵的最大工作压力(Pa) vPq液压泵的流量液压泵的流量(m3/s) P液压泵的总效率液压泵的总效率 7.5.3 液压控制阀的选择液压控制阀的选择 选定液压控制阀时，要考虑的因素有压力、流量、工作方式、选定液压控制阀时，要考虑的因素有压力、流量、工作方式、连接方式、节流特性、控制性、稳定性、油口尺寸、外形尺寸等。连接方式、节流特性、控制性、稳定性、油口尺寸、外形尺寸等。 阀的容量要参考制造厂样本上的最大流量及压力损失值来确定。阀的容量要参考制造厂样本上的最大流量及压力损失值来确定。 估算在某一流量下的液

10、压阀的压力损失估算在某一流量下的液压阀的压力损失 ：2(/)rvvrpp qq pvq流量为流量为时的压力损失时的压力损失 rpvrq额定流量额定流量时的压力损失时的压力损失 燕山大学机械工程学院燕山大学机械工程学院7.5 液压元件的选择液压元件的选择7.5.4 蓄能器的选择蓄能器的选择执行元件短时间快速运动，由蓄能器来补充供油时有效工作容积为：执行元件短时间快速运动，由蓄能器来补充供油时有效工作容积为： 1zi ivPiVAl Kq tiA液压缸的有效作用面积液压缸的有效作用面积(m2) il液压缸的工作行程液压缸的工作行程(m) z液压缸的个数液压缸的个数 K油液泄漏系数，一般取油液泄漏系

11、数，一般取1.2 vPq液压泵流量液压泵流量(m3/s) t动作时间动作时间(s) 作应急能源，其有效工作容积为：作应急能源，其有效工作容积为： 1zi iiVAl K1zi iiAl K要求应急动作液压缸总的工作容积要求应急动作液压缸总的工作容积(m3) 再根据有关蓄能器的相应计算公式，求出蓄能器的容积即可确定所需蓄能器。再根据有关蓄能器的相应计算公式，求出蓄能器的容积即可确定所需蓄能器。 燕山大学机械工程学院燕山大学机械工程学院7.5 液压元件的选择液压元件的选择7.5.5 管路的选择管路的选择管道内径计算管道内径计算 4vqdvvq通过管道内的流量通过管道内的流量(m3/s) v管内允许