液压与气动技术第8章 液压传动系统与气动系统设计 PPT
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液压传动系统教学课件PPT
a．转速特性。 b．转矩特性。
nMQ qM M
QB qM
qnM B qB
TM
1
2
pMqM
式中: pM — 马达压差。
c．功率持性。
NM TMM 21pMqM2qnM B qB
pMnBqB
具有恒功率特性，所以这种调速回路称为恒功率调速回路。
25
③ 变量泵一变量马达式调速回路
26
某液压系统如图所示，试回答下列问题： （1）该系统为开式系统还是闭式系统? （2）四个单向阀组成什么回路?起什么作用 （3）溢流阀的作用是什么?系统正常工作时，溢流阀处于常
系？ （3）说明该回路工作原理？
29
利用如下给定液压元件：单活塞杆双作用液 压缸（1个）、单向定量泵（1个）、双液 控单向阀（1个）、三位四通O型电磁换向 阀（1个）、先导式溢流阀（1个）、二位 二通电磁阀（1个），试设计一液压系统， 要求油缸能左右换向、在任意位置上可锁 紧并使油泵卸荷。
30
31
4
组合式系统
串联系统
并联系统 串、并联系统 复联系统
5
8.2 液压传动系统的基本控制回路 8.2.1 方向控制回路
(1) 换向回路 (2) 锁紧回路 (3) 定向回路
6
8.2.2 压力控制回路 (1) 压力限定回路
(2) 压力调定回路
7
(3) 压力卸荷回路 ① 采用M(或H，K)型 ②F
m(Qt A1v)(1m)k1(A F1)
20
液压缸的工作压力基本上等于泵的输出压力， 其大小取决于负载，该回路中的溢流阀只有 在过载时才打开。
vQ1 Qt k1(A F1)CA(TA F1)m
A1
A1
kv
《液压与气动技术》PPT课件
分以外的其它元件。
动 技
如油箱、过滤器、
术
油管等。
2023710/13
一、液压传动系统的组成
液
压 系统
与
气
压
传 动
以上这些部分的不
技 同组合，就构成了不同
术
功能的液压系统。
2023/10/13
二、 液压传动系统的图形符号
液
压
左图是一种半结构
与 气
的工作原理图，直观性
压
强，容易理解，但绘制
传
动
较麻烦。
2023/10/13
二 、液压传动系统的图形符号
液
压
图形符号
与 气
如： 换向阀
压
传
动
技
术
(X位X通：方框表示位置，
有二位、三位；各口表示通
路，有二、三、四、五通)
2023/10/13
二、 液压传动系统的图形符号
液
压
图形符号
与
气
压
传
动
技
术
学习重点，边学边记
2023/10/13
三、系统元件的总体布局
一体化方向发展。
2023/10/13
发展趋势
液
压
与
流体技术+电气控制好比老虎插上
气 压
翅膀，它把一人一刀变为无人多刀，
传 动
把复杂工艺变为简单工艺，而今同计
技 术
算机控制结合，又将进入一个崭新的
历史阶段。
因此，学好本门课，有助于大家
在今后的工作中多出成果。
2023/10/13
教材与参考文献
液
教材
液
压
与 气
第8章《液压与气压传动》课件
第8章 液系统概述 8.2 液压伺服系统应用实例
8.1 液压伺服系统概述
8.1.1 液压伺服系统的工作原理
8.1.2 液压伺服系统的基本特点
① 液压伺服系统是一个自动跟踪系统（或随动系统）。 ② 液压伺服系统是一个误差控制系统。 ③ 液压伺服系统是一个负反馈闭环系统。 ④ 液压伺服系统是一个信号放大系统。
（2）液压部分
液压元件是一个两级液压伺服阀，前置放大级是双喷嘴挡 板式液压伺服阀，功率放大级是滑阀式液压伺服阀。 压力为p的油液从进油口进入，经过滤器6后再分别流经两 个节流孔g进入滑阀7两端的油腔，再从两个喷嘴4与挡板5中间 的缝隙排出。当力矩马达没有控制电流输入时，挡板处于两个 喷嘴的中间位置。
8.1.3 液压伺服系统的组成
① 输入元件 ② 反馈测量元件 ③ 比较元件 ④ 转换放大装置（包括液压能源）
⑤ 执行元件
8.2 液压伺服系统应用实例
8.2.1 汽车转向液压助力器
8.2.2 电液伺服系统
（1）电磁部分
电磁部分由永久磁铁1、两 个导磁体9、线圈8和衔铁2等组 成。它的作用是把输入的电信 号转变为力矩，使衔铁偏转， 以便控制液压部分，一般称它 为力矩马达。 由右图可看出，在右边的 气隙中，磁通Φ定和Φ控的方向 相同，因此总磁通是两者相加。 在左边的气隙中，磁通Φ定和Φ 控的方向相反，因此总磁通是两 者相减的差值。
8.1 液压伺服系统概述
8.1.1 液压伺服系统的工作原理
8.1.2 液压伺服系统的基本特点
① 液压伺服系统是一个自动跟踪系统（或随动系统）。 ② 液压伺服系统是一个误差控制系统。 ③ 液压伺服系统是一个负反馈闭环系统。 ④ 液压伺服系统是一个信号放大系统。
（2）液压部分
液压元件是一个两级液压伺服阀，前置放大级是双喷嘴挡 板式液压伺服阀，功率放大级是滑阀式液压伺服阀。 压力为p的油液从进油口进入，经过滤器6后再分别流经两 个节流孔g进入滑阀7两端的油腔，再从两个喷嘴4与挡板5中间 的缝隙排出。当力矩马达没有控制电流输入时，挡板处于两个 喷嘴的中间位置。
8.1.3 液压伺服系统的组成
① 输入元件 ② 反馈测量元件 ③ 比较元件 ④ 转换放大装置（包括液压能源）
⑤ 执行元件
8.2 液压伺服系统应用实例
8.2.1 汽车转向液压助力器
8.2.2 电液伺服系统
（1）电磁部分
电磁部分由永久磁铁1、两 个导磁体9、线圈8和衔铁2等组 成。它的作用是把输入的电信 号转变为力矩，使衔铁偏转， 以便控制液压部分，一般称它 为力矩马达。 由右图可看出，在右边的 气隙中，磁通Φ定和Φ控的方向 相同，因此总磁通是两者相加。 在左边的气隙中，磁通Φ定和Φ 控的方向相反，因此总磁通是两 者相减的差值。
《液压与气动》电子课件
第1章 绪论
❖1.2.3 液压与气压传动的弱点
传动介质易泄漏和可压缩性会使传动比不能严格保证； 由于能量传递过程中压力损失和泄漏的存在使传动效率 低，特别是气压传动系统输出力较小，且传动效率低。 液压传动系统的工作压力较高，控制元件制造精度高， 系统成本较高，系统工作过程中发生故障不易诊断，特 别是泄漏故障较多。 空气的压缩性远大于液压油的压缩性，因此在动作的响 应能力、工作速度的平稳性方面气压传动不如液压传动。
第1章 绪论
❖1.1 液压与气压传动的工作原理与系统组成
1.1.1 液压传动的工作原理 在我们对液压传动系统还缺 乏认识的情况下，先从液压 千斤顶的工作原理的了解着 手。液压千斤顶是一个常用 的维修工具，它是一个较为 完整的液压传动装置。液压 千斤顶的工作原理如图1-l所 示。
1－油箱 2－放油阀 3－大缸体 4－大活塞5－单向阀6－杠杆手柄 7－小活塞 8－小缸体 9－单向阀
第２章 液压流体力学基础
2．实际液体的伯努利方程 实际液体在流动时是具有粘性的，由此产生的内摩擦力将造成总水 头（三种水头之和）的损失，使液体的总水头沿流向逐渐减小，而 不再是一个常数；而且，在用平均流速代替实际流速进行动能计算 时，必然会产生误差，为了修正这个误差，引入动能修正系数α。 一般层流时取α≈2，紊流时取α≈1，理想时α=1。则修正后的实 际液体的伯努利方程为
简化得
p△A=p0△A＋ρgh△A
p=p0＋ρgh
(2-7)
该式称为液体静力学基本方程。
第２章 液压流体力学基础
液体静力学方程表明了静止液体中的压力分布规律，即： (1)静止液体中任何一点的静压力为作用在液面的压力p0和液体重力 所产生的压力 之和。 (2)液体中的静压力随着深度h的增加而线性增加。 (3)在连通器里，同一种静止液体中只要深度h相同，其压力就相等， 称之为等压面。
液压与气压传动第八章液压系统实例课件PPT
阅读和分析复杂液压系统的一般方法
了解设备对液压系统的动作要求； 初步浏览整个系统，了解系统中包含哪些元件， 并以各个执行元件为中心，将系统分解为若干个 子系统；
对每一子系统进行分析，搞清楚其中含有哪些基 本回路，然后参照动作循环表，根据执行元件的 动作要求读懂这一子系统； 根据各动作之间的配合要求，分析各子系统之间 的联系； 归纳总结系统的优缺点。
泵1→ 快
2
→液进控升换向高阀3左而位→1自1下位动→ 减少，与调速阀8控制的流量相适
应。 当阀 24 在左位工作时，吊臂伸出，其油路为：
Quick retract 快退 回油路：起升马达→阀19左位→油箱。
回油路 后支腿液压缸收、放用换向阀8控制，其油路路线与前支腿回路类同。
回油路：起升马达→阀19左位→油箱。 液压泵、安全阀、阀组A及支腿部分装在下车部分，其余液压元件都装在可回转的上车部分。
后支腿液压缸收、放用换向阀8控制，其油路路 线与前支腿回路类同。
上车系统
吊臂伸缩回路 吊臂由基本臂和伸缩臂组成，伸缩臂套装在基
本臂中。吊臂的伸缩运动是由伸缩液压缸来驱动的。 换向阀 24 可控制伸缩臂的伸出、缩回和停止。
当阀 24 在左位工作时，吊臂伸出，其油路为： 进油路：泵1→滤油器2→阀3右位→阀24左位→
Working feed 1 I 工进 阀11的行程块被压下。
Working feed 1 I 工进
阀11的行程块被压下。
进油路
平衡阀25中单向阀→伸缩缸12下腔；
泵1→ 2 →3左位→ 8 →10右位→缸左腔 每一个油缸上都配有一个双向液压锁，以保证支腿可靠地锁住，防止在起重作业过程中发生“软腿”现象（液压缸上腔油路泄漏引起）
例题
了解设备对液压系统的动作要求； 初步浏览整个系统，了解系统中包含哪些元件， 并以各个执行元件为中心，将系统分解为若干个 子系统；
对每一子系统进行分析，搞清楚其中含有哪些基 本回路，然后参照动作循环表，根据执行元件的 动作要求读懂这一子系统； 根据各动作之间的配合要求，分析各子系统之间 的联系； 归纳总结系统的优缺点。
泵1→ 快
2
→液进控升换向高阀3左而位→1自1下位动→ 减少，与调速阀8控制的流量相适
应。 当阀 24 在左位工作时，吊臂伸出，其油路为：
Quick retract 快退 回油路：起升马达→阀19左位→油箱。
回油路 后支腿液压缸收、放用换向阀8控制，其油路路线与前支腿回路类同。
回油路：起升马达→阀19左位→油箱。 液压泵、安全阀、阀组A及支腿部分装在下车部分，其余液压元件都装在可回转的上车部分。
后支腿液压缸收、放用换向阀8控制，其油路路 线与前支腿回路类同。
上车系统
吊臂伸缩回路 吊臂由基本臂和伸缩臂组成，伸缩臂套装在基
本臂中。吊臂的伸缩运动是由伸缩液压缸来驱动的。 换向阀 24 可控制伸缩臂的伸出、缩回和停止。
当阀 24 在左位工作时，吊臂伸出，其油路为： 进油路：泵1→滤油器2→阀3右位→阀24左位→
Working feed 1 I 工进 阀11的行程块被压下。
Working feed 1 I 工进
阀11的行程块被压下。
进油路
平衡阀25中单向阀→伸缩缸12下腔；
泵1→ 2 →3左位→ 8 →10右位→缸左腔 每一个油缸上都配有一个双向液压锁，以保证支腿可靠地锁住，防止在起重作业过程中发生“软腿”现象（液压缸上腔油路泄漏引起）
例题
《液压与气动系统》PPT课件
编辑版ppt
12
12
液压泵类型的选用
选用液压泵类型时应根据：系统运行工况、系统工作 压力和流量、工作环境等几个方面。
⒈根据系统运行工况选择
单执行元件，速度恒定，则选择定量泵；快速和慢速运行工况，选择 双联泵或多联泵。变速运行又要求保压时，则选择变量泵。
⒉根据系统工作压力和流量选择
高压大流量，选择柱塞泵。中低压选择齿轮泵或叶片泵。
液 压
高速液压马达
马
达
低速液压马达
转速低于500r/min
液压马达与同类型的液压泵在结构和工作原理 等方面是相似的，从能量转换的角度看，二者是可 逆的。但由于液压马达和液压泵的用途和工作条件 不同，对它们的性能要求也不一样，二者还是存在 着许多差别的。
例如：
齿轮马达
叶片马达
常用低速液压马达
内曲线式径向柱塞马达
7
7
⑵齿轮泵工作原理
齿轮泵是定 量泵，排量不可 改变；
齿轮泵一般 应用于中、低压 系统。
⑶齿轮泵三大问题 ①内泄漏；②困油；③径向不平衡力。
案例分析
某CB-F型中高压齿轮泵，在一次拆 检清洗后，再次使用时出现了很大的噪 音，经判断，认为是存在着严重的困油 现象……
4.叶片泵
单作用叶片泵
双作用叶片泵
在活塞和活塞杆的运动部分、端盖和缸筒间的静止部 分等处都需要设置可靠的密封。
密封是提高系统性能与效率的有效措施。
④缓冲装置 大型、重载、高速及高精度的液压缸应设有缓冲装置。 常见的液压缸缓冲装置有环状间隙式、节流口可调式
和节流口可变式等几种。
d
u
u
(a) (b)
u
u
（c）
(d)
12
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液压泵类型的选用
选用液压泵类型时应根据：系统运行工况、系统工作 压力和流量、工作环境等几个方面。
⒈根据系统运行工况选择
单执行元件，速度恒定，则选择定量泵；快速和慢速运行工况，选择 双联泵或多联泵。变速运行又要求保压时，则选择变量泵。
⒉根据系统工作压力和流量选择
高压大流量，选择柱塞泵。中低压选择齿轮泵或叶片泵。
液 压
高速液压马达
马
达
低速液压马达
转速低于500r/min
液压马达与同类型的液压泵在结构和工作原理 等方面是相似的，从能量转换的角度看，二者是可 逆的。但由于液压马达和液压泵的用途和工作条件 不同，对它们的性能要求也不一样，二者还是存在 着许多差别的。
例如：
齿轮马达
叶片马达
常用低速液压马达
内曲线式径向柱塞马达
7
7
⑵齿轮泵工作原理
齿轮泵是定 量泵，排量不可 改变；
齿轮泵一般 应用于中、低压 系统。
⑶齿轮泵三大问题 ①内泄漏；②困油；③径向不平衡力。
案例分析
某CB-F型中高压齿轮泵，在一次拆 检清洗后，再次使用时出现了很大的噪 音，经判断，认为是存在着严重的困油 现象……
4.叶片泵
单作用叶片泵
双作用叶片泵
在活塞和活塞杆的运动部分、端盖和缸筒间的静止部 分等处都需要设置可靠的密封。
密封是提高系统性能与效率的有效措施。
④缓冲装置 大型、重载、高速及高精度的液压缸应设有缓冲装置。 常见的液压缸缓冲装置有环状间隙式、节流口可调式
和节流口可变式等几种。
d
u
u
(a) (b)
u
u
（c）
(d)
《液压与气压传动》课件第8、9章
垂直或倾斜放置的运动部件，在没有平衡的情况下，自重也成为一 种负载。 5）密封负载 F s
密封负载是指密封装置的摩擦力，其值与密封装置的类型和尺寸、 液压缸的制造质量和油液的工作压力有关，计算公式见有关手册。 6）背压负载
F b 启动阶段F：b＝（Fs Fg）/cm
加速阶段F：b＝（Fk Fi Fg）/cm 快速阶段F：b＝（Fk Fg）/cm 工进阶段F：b＝（Fk Fw Fg）/cm 制动减速阶段Fb： ＝（Fk Fw Fi Fg）/cm
第十九页，编辑于星期三：四点 二十分。
9.2执行元件主要参数的确定
执行元件的主要参数是指其工作压力和最大流量。液压传动系统采用
的执行元件形式可视主机所要实现的运动种类和性质而定，如下表
运动形式
建议采用 的执行元 件形式
往复直线运动
短行程
长行程
活塞缸 柱塞缸
液压马达与齿 轮齿条机构
液压马达与丝 杆螺母机构
2、执行元件的工况分析
对于元件的工况进行分析，就是查明每个执行元件在各自工作过程中的速度和 负载的变化规律。通常是求出一个工作循环内各阶段的速度和负载值列表表示。
一般情况下，液压传动系统中液压缸承受的负载由六部分组成，即工作 负载、导轨摩擦负载 、惯性负载、重力负载、密封负载、背压负载，前五项 构成了液压缸所要克服的机械总负载。
)
2
FN
90
第十八页，编辑于星期三：四点 二十分。
3）惯性负载 F f
Ff m aG g vt 式中 g－ ： 重力; 加 v－ 速 t时 度 间内的速度变化值 t－ 启动、制 换动 时或 间速 t。 ＝ 0度 .0可 1 ~转 0.5 取 s，轻载低速 。时取
4）重力负载 F g
密封负载是指密封装置的摩擦力，其值与密封装置的类型和尺寸、 液压缸的制造质量和油液的工作压力有关，计算公式见有关手册。 6）背压负载
F b 启动阶段F：b＝（Fs Fg）/cm
加速阶段F：b＝（Fk Fi Fg）/cm 快速阶段F：b＝（Fk Fg）/cm 工进阶段F：b＝（Fk Fw Fg）/cm 制动减速阶段Fb： ＝（Fk Fw Fi Fg）/cm
第十九页，编辑于星期三：四点 二十分。
9.2执行元件主要参数的确定
执行元件的主要参数是指其工作压力和最大流量。液压传动系统采用
的执行元件形式可视主机所要实现的运动种类和性质而定，如下表
运动形式
建议采用 的执行元 件形式
往复直线运动
短行程
长行程
活塞缸 柱塞缸
液压马达与齿 轮齿条机构
液压马达与丝 杆螺母机构
2、执行元件的工况分析
对于元件的工况进行分析，就是查明每个执行元件在各自工作过程中的速度和 负载的变化规律。通常是求出一个工作循环内各阶段的速度和负载值列表表示。
一般情况下，液压传动系统中液压缸承受的负载由六部分组成，即工作 负载、导轨摩擦负载 、惯性负载、重力负载、密封负载、背压负载，前五项 构成了液压缸所要克服的机械总负载。
)
2
FN
90
第十八页，编辑于星期三：四点 二十分。
3）惯性负载 F f
Ff m aG g vt 式中 g－ ： 重力; 加 v－ 速 t时 度 间内的速度变化值 t－ 启动、制 换动 时或 间速 t。 ＝ 0度 .0可 1 ~转 0.5 取 s，轻载低速 。时取
4）重力负载 F g
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8.1 液压传动系统设计
3.拟定液压系统原理图 拟定液压系统原理图是整个设计工作中最主要的步骤.它对系
统的性能以及设计方案的经济性、合理性具有决定性的作用。 其一般方法是.根据动作和性能的要求先分别选择和拟定基本 回路.然后将各个回路组合成一个完整的系统。 选择液压回路是根据系统的设计要求和工况图从众多的成熟 方案中(参见本书第7章和有关的设计手册、资料)评比挑选 出来的。选择时.既要考虑调速、调压、换向、顺序动作、动 作互锁等要求.也要考虑节省能源、减少发热、减少冲击、保 证动作精度等问题。
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8.1 液压传动系统设计
液压泵的流量必须不小于几个同时工作的液压执行元件总流 量的最大值以及回路中泄漏量这两者之和。液压执行元件总 流量的最大值可以从工况图中找到(当系统中备有蓄能器时此 值应为一个工作循环中液压执行元件的平均流量);而回路中 的泄漏量则可按总流量最大值的10%~30%估算。
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8.1 液压传动系统设计
1.明确液压系统的设计要求 在开始设计液压系统时.首先要对机械设备主机的工作情况进
行详细的分析.明确主机对液压系统提出的要求.具体包括以 下几方面。 ①主机的用途、主要结构、总体布局;主机对液压系统执行元 件在位置布置和空间尺寸上的限制。 ②主机的工作循环.液压执行元件的运动方式(移动、转动或 摆动)及其工作范围。 ③液压执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围。
（8.2） 计算液压系统的回路压力损失时.不同的工作阶段要分开来计
算。
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8.1 液压传动系统设计
(2)发热温升验算 这项验算是用热平衡原理来对油液的温升值进行估计。单位
时间内进入液压系统的热量Q(以W计)是液压泵输入功率P1 和液压执行元件有效功率P0之差。假如这些热量全部由油箱 散发出去.不考虑系统其他部分的散热效能.则油液温升的估 算公式可以根据不同的条件分别从有关的手册中找出来。例 如.当油箱3个边的尺寸比例在1 :1 : 1~1: 2 : 3之间、油 面高度是油箱高度的80%且油箱通风情况良好时.油液温升 △T的计算式可以用单位时间内输入热量Q(W)和油箱有效 容积V2 (m3)近似地表示成
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8.1 液压传动系统设计
组合液压系统是把挑选出来的各种液压回路综合在一起.进行 归并整理.增添必要的元件或辅助油路.使之成为完整的系统。
4.液压元件的计算 液压泵的最大工作压力必须不小于液压执行元件最大工作压
力及进油路上总压力损失这两者之和。液压执行元件的最大 工作压力可以从工况图中找到;进油路上的总压力损失可以通 过估算求得.也可以按经验资料估计(见表8-3)。
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8.1 液压传动系统设计
阀类元件的规格按液压系统的最大压力和通过该阀的实际流 量从产品样本上选定。选择节流阀和调速阀时.还要考虑它的 最小稳定流量是否符合设计要求。各类阀都须选得使其实际 通过流量最多不超过其公称流量的120%.以免引起发热、 噪声和过大的压力损失。对于可靠性要求特别高的系统来说. 阀类元件的额定压力应高出其工作压力较多。
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8.1 液压传动系统设计
(2)确定主要参数 这里是指确定液压执行元件的工作压力和最大流量。 执行元件的工作压力.可以根据负载图中的最大负载来选取
(见表8-1).也可以根据主机的类型来选取(见表8-2);而最 大流量则由执行元件速度图中的最大速度计算出来。这两者 都与执行元件的结构参数(指液压缸的有效工作面积八或液压 马达的排量VM)有关。一般的做法是.先选定工作压力p.再按 最大负载和预估的执行元件机械效率求出A或VM.经过各种必 要的验算、修正和圆整后定下这些结构参数.最后再算出最大 流量qmax来。
方面的规定或限制。
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8.1 液压传动系统设计
2.分析系统工况及确定主要参数 (1)工况分析 工况分析就是分析主机在工作过程中各执行元件的运动速度
和负载的变化规律。对于动作较复杂的机械设备.根据工艺要 求.将各执行元件在各阶段所需克服的负载用图8-1(a)所示 的负载一位移(F-l)曲线表示.称为负载图。将各执行元件在 各阶段的速度用图8-1 (b)所示的速度一位移(v-l) 曲线表 示.称为速度图。设计简单的液压系统时.这两种图可省略不 画。
液压传动系统与气动系统设计
第8章 液压传动系统与气动系统设计
8.1 液压传动系统设计 8.2 气动程序控制系统设计
8.1 液压传动系统设计
液压传动系统设计主要包含液压传动系统的机械设计和电气 控制设计。
8.1.1 液压传动系统的机械部分设计
液压系统设计的步骤大体如下: ①明确设计要求; ②进行工况分析与初步确定系统的主要参数; ③拟定液压系统原理图; ④计算和选择液压元件; ⑤估算液压系统性能; ⑥绘制工作图和编写技术文件。
在参照产品样本选取液压泵时，泵的额定压力应选得比上述 最大工作压力高20%~60%.以便留有压力储备;额定流量 则只须选得能满足上述最大流量需要即可。
液压泵在额定压力和额定流量下工作时.其驱动电机的功率一 般可以直接从产品样本上查到电机功率也可以根据具体工况 计算出来.有关的算式和数据见液压工程手册。
上一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 下一页 返回
8.1 液压传动系统设计
④主机各液压执行元件的动作顺序或互锁要求。 ⑤对液压系统工作性能(如工作平稳性、转换精度等)、工作
效率、自动化程度等方面的要求。 ⑥液压系统的工作环境和工作条件.如周围介质、环境温度、
湿度、尘埃情况、外界冲击振动等。 ⑦其他方面的要求.如液压装置在重量、外形尺寸、经济性等
油管规格的选定和油箱容量的估算见本书6. 1. 5小节。
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8.1 液压传动系统设计
5.液压系统的性能验算 液压系统性能验算的项目很多，常见的有回路压力损失验算
和发热温升验算。 (1) 回路压力损失验算 压力损失包括管道内的沿程损失和局部损失以及阀类元件处
的局部损失3项。管道内的这两种损失可用第2章中的有关公 式估算;阀类元件处的局部损失则须从产品样本中查出。当通 过阀类元件的实际流量q不是其公称流量qn时.它的实际压力 损失△p与其额定压力损失△pn间将呈如下的近似关系:
8.1 液压传动系统设计
3.拟定液压系统原理图 拟定液压系统原理图是整个设计工作中最主要的步骤.它对系
统的性能以及设计方案的经济性、合理性具有决定性的作用。 其一般方法是.根据动作和性能的要求先分别选择和拟定基本 回路.然后将各个回路组合成一个完整的系统。 选择液压回路是根据系统的设计要求和工况图从众多的成熟 方案中(参见本书第7章和有关的设计手册、资料)评比挑选 出来的。选择时.既要考虑调速、调压、换向、顺序动作、动 作互锁等要求.也要考虑节省能源、减少发热、减少冲击、保 证动作精度等问题。
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8.1 液压传动系统设计
液压泵的流量必须不小于几个同时工作的液压执行元件总流 量的最大值以及回路中泄漏量这两者之和。液压执行元件总 流量的最大值可以从工况图中找到(当系统中备有蓄能器时此 值应为一个工作循环中液压执行元件的平均流量);而回路中 的泄漏量则可按总流量最大值的10%~30%估算。
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8.1 液压传动系统设计
1.明确液压系统的设计要求 在开始设计液压系统时.首先要对机械设备主机的工作情况进
行详细的分析.明确主机对液压系统提出的要求.具体包括以 下几方面。 ①主机的用途、主要结构、总体布局;主机对液压系统执行元 件在位置布置和空间尺寸上的限制。 ②主机的工作循环.液压执行元件的运动方式(移动、转动或 摆动)及其工作范围。 ③液压执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围。
（8.2） 计算液压系统的回路压力损失时.不同的工作阶段要分开来计
算。
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8.1 液压传动系统设计
(2)发热温升验算 这项验算是用热平衡原理来对油液的温升值进行估计。单位
时间内进入液压系统的热量Q(以W计)是液压泵输入功率P1 和液压执行元件有效功率P0之差。假如这些热量全部由油箱 散发出去.不考虑系统其他部分的散热效能.则油液温升的估 算公式可以根据不同的条件分别从有关的手册中找出来。例 如.当油箱3个边的尺寸比例在1 :1 : 1~1: 2 : 3之间、油 面高度是油箱高度的80%且油箱通风情况良好时.油液温升 △T的计算式可以用单位时间内输入热量Q(W)和油箱有效 容积V2 (m3)近似地表示成
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8.1 液压传动系统设计
组合液压系统是把挑选出来的各种液压回路综合在一起.进行 归并整理.增添必要的元件或辅助油路.使之成为完整的系统。
4.液压元件的计算 液压泵的最大工作压力必须不小于液压执行元件最大工作压
力及进油路上总压力损失这两者之和。液压执行元件的最大 工作压力可以从工况图中找到;进油路上的总压力损失可以通 过估算求得.也可以按经验资料估计(见表8-3)。
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8.1 液压传动系统设计
阀类元件的规格按液压系统的最大压力和通过该阀的实际流 量从产品样本上选定。选择节流阀和调速阀时.还要考虑它的 最小稳定流量是否符合设计要求。各类阀都须选得使其实际 通过流量最多不超过其公称流量的120%.以免引起发热、 噪声和过大的压力损失。对于可靠性要求特别高的系统来说. 阀类元件的额定压力应高出其工作压力较多。
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8.1 液压传动系统设计
(2)确定主要参数 这里是指确定液压执行元件的工作压力和最大流量。 执行元件的工作压力.可以根据负载图中的最大负载来选取
(见表8-1).也可以根据主机的类型来选取(见表8-2);而最 大流量则由执行元件速度图中的最大速度计算出来。这两者 都与执行元件的结构参数(指液压缸的有效工作面积八或液压 马达的排量VM)有关。一般的做法是.先选定工作压力p.再按 最大负载和预估的执行元件机械效率求出A或VM.经过各种必 要的验算、修正和圆整后定下这些结构参数.最后再算出最大 流量qmax来。
方面的规定或限制。
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8.1 液压传动系统设计
2.分析系统工况及确定主要参数 (1)工况分析 工况分析就是分析主机在工作过程中各执行元件的运动速度
和负载的变化规律。对于动作较复杂的机械设备.根据工艺要 求.将各执行元件在各阶段所需克服的负载用图8-1(a)所示 的负载一位移(F-l)曲线表示.称为负载图。将各执行元件在 各阶段的速度用图8-1 (b)所示的速度一位移(v-l) 曲线表 示.称为速度图。设计简单的液压系统时.这两种图可省略不 画。
液压传动系统与气动系统设计
第8章 液压传动系统与气动系统设计
8.1 液压传动系统设计 8.2 气动程序控制系统设计
8.1 液压传动系统设计
液压传动系统设计主要包含液压传动系统的机械设计和电气 控制设计。
8.1.1 液压传动系统的机械部分设计
液压系统设计的步骤大体如下: ①明确设计要求; ②进行工况分析与初步确定系统的主要参数; ③拟定液压系统原理图; ④计算和选择液压元件; ⑤估算液压系统性能; ⑥绘制工作图和编写技术文件。
在参照产品样本选取液压泵时，泵的额定压力应选得比上述 最大工作压力高20%~60%.以便留有压力储备;额定流量 则只须选得能满足上述最大流量需要即可。
液压泵在额定压力和额定流量下工作时.其驱动电机的功率一 般可以直接从产品样本上查到电机功率也可以根据具体工况 计算出来.有关的算式和数据见液压工程手册。
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8.1 液压传动系统设计
④主机各液压执行元件的动作顺序或互锁要求。 ⑤对液压系统工作性能(如工作平稳性、转换精度等)、工作
效率、自动化程度等方面的要求。 ⑥液压系统的工作环境和工作条件.如周围介质、环境温度、
湿度、尘埃情况、外界冲击振动等。 ⑦其他方面的要求.如液压装置在重量、外形尺寸、经济性等
油管规格的选定和油箱容量的估算见本书6. 1. 5小节。
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8.1 液压传动系统设计
5.液压系统的性能验算 液压系统性能验算的项目很多，常见的有回路压力损失验算
和发热温升验算。 (1) 回路压力损失验算 压力损失包括管道内的沿程损失和局部损失以及阀类元件处
的局部损失3项。管道内的这两种损失可用第2章中的有关公 式估算;阀类元件处的局部损失则须从产品样本中查出。当通 过阀类元件的实际流量q不是其公称流量qn时.它的实际压力 损失△p与其额定压力损失△pn间将呈如下的近似关系: