第九章-液压系统设计与计算.
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项要求，选择液压基本回路。 2、拟定草图：
将上述回路合并拟合后形成系统图，在 拟合时注意：减少元件重复，防止干扰， 分析性能，保证效率，发热少
动力源计算，选择元件
1、液压泵选择： 泵类型按工况要求及经济性选择
ppp缸 p 1(0.2~0.5或 0.5~1.5M)Pa qpk( q缸)动 k (1.1~1.3)
2、工况分析：执行元件负载分析与运动分析 1）运动行程 工况要求 2）负载分析：工作负载、惯性负载、摩擦负 载和背压负载等 3）运动（速度）分析：运动速度（快）、工 进速度、速度差 4）分析法面：工况图
选择方案，确定参数
1、选择方案： 根据系统对动作的要求及负载的性质
（输出力或转矩），确定执行元件种类及 工作形式，从而确定执行元件的工作状态， 为参数确定提供依据。
表：液压缸在各工作阶段的负载值 工作循环 计算公式 负载f（N） 启动加速 ()/ ηm 3289 快 进 ηm 2178 工 进 ( )/ ηm 35511 快 退 ηm 2178
2、确定参数
1）初选液压缸的工作压力 由最大负载值查表9-3，取液压缸工作压力为4。
2）计算液压缸结构参数 为使液压缸快进与快退速度相等，选用单出杆
2、确定参数： 系统参数主要是压力和流量，这是系统
计算、元件选择、系统验算的依据。而无 论哪种参数均以保证执行元件输出工况需 要为前提的，因此，参数确定主要是执行 元件的参数确定。
1）系统的压力：
P缸可用初步选取的方法；可参考同类设备选取，也 可根据系统最大负载选取。
2）缸的直径：
由结构分析确定缸工作腔和缸的形式。按选取的压
差动时液压缸有杆腔压力大于无杆腔压力， 取两腔间回路及阀上的压力损失为0.5，则p2= p1+0.5（）。计算结果见表。
由表9-5即可画出液压缸的工况图（略）。
重点难点
液压系统设计步骤与计算方法 ； 选取相应参数及合适的液压元件； 设计简单的液压系统，绘制出合理的 液压回路图。
本章目录 第一节 液压系统设计步骤和方法
第二节液压系统设计计算实例
第一节 液压系统设计步骤和方法
设计任务
1.系统原理图 2.元件明细表 3.系统计算书
4.非标准件结构设计 1 ）油缸参数设计 2）阀板设计 3）油箱及泵装置设计
设计步骤
1、明确要求，工况分析 2、选择方案，确定参数 3、拟定草图，选择元件 4、系统验算，元件参数调节 5、结构设计，编写技术文件
明确要求，工况分析
1、设计要求： 1）主机中对液压系统要求（动作） 2）主机运动对液压系统性能要求： 调速、平稳性、温升、效率、自动化程度 3）主机各运动间运动关联要求 互锁、同步、连锁、顺序等要求 4）主机工作环境、温度、湿度、经济性和 外观尺寸
验算：H0≥—合适 H0<—重新设计
第二节 液压系统设计计算实例
例：设计一台卧式单面钻镗两用组合机床，其工 作循环是“快进——工进——快退——原位停 止”；工作时最大轴向力为30，运动部件重为 19.6；快进、快退速度为6，工进速度为 0.02~0.12；最大行程400，其中工进行程200； 启动换向时间⊿0.2s；采用平导轨，其摩擦系数 0.1。
d2 q
v
管型按承压情况选择 接头按管型选择
pd 2[ ]
系统验算
1、压力损失验算
p p p p v
验算后确定泵规格是否合适，然后确定各 压力阀调整压力。
2、系统发热验算： 按系统散热计算发热是 (1-η)
N
( pij p0 j )t j
H i j 1 N
tj
j 1
按油箱面积计算油箱散热是H0 H00t(k为散热系数）
力可以确定缸直径：
F D2
P缸
4
例：无杆腔工作，以传力为主时
以运动为主时要考虑D的选取情况 D 4 F
但d、D确定后要圆整为整数。
p
3）马达排量：
Vm
2Tx pm
4）缸（马达）流量：
缸：≥A·
≤A·
马达：≥V· ≤V·
拟定系统草图，选择基本回路
1、选择回路： 根据动作（速度或压力）要求及其他各
教学要求 重点难点 本章目录
液压系统设计是整机设计的重 要组成部分，是实现整个系统 液压控制部分的关键。设计主 要包括液压系统工况分析和系 统的确定、液压系统参数的确 定、液压系统图的拟定、液压 元件的计算和选取等。
教学要求
掌握液压系统设计步骤与计算方法 ； 能够使用液压手册及相应参数表选取参数； 能够根据工况要求选取合适的液压元件； 能够根据系统工况要求设计出简单的液压系 统，并绘制出合理的液压回路图。
≈96（2）
液压缸内径D就为：
4 =A 1 4 =9611.06（）
对D圆整，取110。由0.707D，经圆整得
80。计算出液压缸的有效工作面积A1=952，
A2=44.77 2。
工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量
0.05，设计要求最低工进速度
20，经验算可知满足式（9-1）要求。
3）计算液压缸在工作循环各阶段的压力、流量和 功率值
2、阀选择 按阀实际承载的压力和实际通过的流量来
选择阀的规格；按阀的动作要求和性能要求 选择阀的种类。 3、油箱容量确定
按泵每分钟流量选择油箱容量： 一般V≥q泵a a:低压系统—2~4
中压系统—5~7 高压系统—6~12
4、油管及管接头：
油管按内径和壁厚选择：
v：吸油 0.5~1.5 压油 1.5~ 5 回油 1.5~2.5
1、工况分析
1）负载分析 由工作负载 =30，重力负载0，按启动换向时
间和运动部件重量（F·∆(v21)）计算得到惯性 负载1000N，摩擦阻力1960N。 取液压缸机械效率ηm =0.9，则液压缸工作阶 段的负载值见表。 2）速度分析
由快进、快退速度为6，工进速度范围为 20~120，按上述分析可绘制出负载循环图和速 度循环图（略）。
活塞缸差动连接的方式实现快进，设液压缸两有 效面积为A1和A2，且A1=2 A2，即0.707D。为 防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔背压p2 取0.6，而液压缸快退时背压取0.5。
由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程p1 A1= p2 A2，可得：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A1（p1－0.5p2）=35511/（4×106－0.5×0.6×106）
将上述回路合并拟合后形成系统图，在 拟合时注意：减少元件重复，防止干扰， 分析性能，保证效率，发热少
动力源计算，选择元件
1、液压泵选择： 泵类型按工况要求及经济性选择
ppp缸 p 1(0.2~0.5或 0.5~1.5M)Pa qpk( q缸)动 k (1.1~1.3)
2、工况分析：执行元件负载分析与运动分析 1）运动行程 工况要求 2）负载分析：工作负载、惯性负载、摩擦负 载和背压负载等 3）运动（速度）分析：运动速度（快）、工 进速度、速度差 4）分析法面：工况图
选择方案，确定参数
1、选择方案： 根据系统对动作的要求及负载的性质
（输出力或转矩），确定执行元件种类及 工作形式，从而确定执行元件的工作状态， 为参数确定提供依据。
表：液压缸在各工作阶段的负载值 工作循环 计算公式 负载f（N） 启动加速 ()/ ηm 3289 快 进 ηm 2178 工 进 ( )/ ηm 35511 快 退 ηm 2178
2、确定参数
1）初选液压缸的工作压力 由最大负载值查表9-3，取液压缸工作压力为4。
2）计算液压缸结构参数 为使液压缸快进与快退速度相等，选用单出杆
2、确定参数： 系统参数主要是压力和流量，这是系统
计算、元件选择、系统验算的依据。而无 论哪种参数均以保证执行元件输出工况需 要为前提的，因此，参数确定主要是执行 元件的参数确定。
1）系统的压力：
P缸可用初步选取的方法；可参考同类设备选取，也 可根据系统最大负载选取。
2）缸的直径：
由结构分析确定缸工作腔和缸的形式。按选取的压
差动时液压缸有杆腔压力大于无杆腔压力， 取两腔间回路及阀上的压力损失为0.5，则p2= p1+0.5（）。计算结果见表。
由表9-5即可画出液压缸的工况图（略）。
重点难点
液压系统设计步骤与计算方法 ； 选取相应参数及合适的液压元件； 设计简单的液压系统，绘制出合理的 液压回路图。
本章目录 第一节 液压系统设计步骤和方法
第二节液压系统设计计算实例
第一节 液压系统设计步骤和方法
设计任务
1.系统原理图 2.元件明细表 3.系统计算书
4.非标准件结构设计 1 ）油缸参数设计 2）阀板设计 3）油箱及泵装置设计
设计步骤
1、明确要求，工况分析 2、选择方案，确定参数 3、拟定草图，选择元件 4、系统验算，元件参数调节 5、结构设计，编写技术文件
明确要求，工况分析
1、设计要求： 1）主机中对液压系统要求（动作） 2）主机运动对液压系统性能要求： 调速、平稳性、温升、效率、自动化程度 3）主机各运动间运动关联要求 互锁、同步、连锁、顺序等要求 4）主机工作环境、温度、湿度、经济性和 外观尺寸
验算：H0≥—合适 H0<—重新设计
第二节 液压系统设计计算实例
例：设计一台卧式单面钻镗两用组合机床，其工 作循环是“快进——工进——快退——原位停 止”；工作时最大轴向力为30，运动部件重为 19.6；快进、快退速度为6，工进速度为 0.02~0.12；最大行程400，其中工进行程200； 启动换向时间⊿0.2s；采用平导轨，其摩擦系数 0.1。
d2 q
v
管型按承压情况选择 接头按管型选择
pd 2[ ]
系统验算
1、压力损失验算
p p p p v
验算后确定泵规格是否合适，然后确定各 压力阀调整压力。
2、系统发热验算： 按系统散热计算发热是 (1-η)
N
( pij p0 j )t j
H i j 1 N
tj
j 1
按油箱面积计算油箱散热是H0 H00t(k为散热系数）
力可以确定缸直径：
F D2
P缸
4
例：无杆腔工作，以传力为主时
以运动为主时要考虑D的选取情况 D 4 F
但d、D确定后要圆整为整数。
p
3）马达排量：
Vm
2Tx pm
4）缸（马达）流量：
缸：≥A·
≤A·
马达：≥V· ≤V·
拟定系统草图，选择基本回路
1、选择回路： 根据动作（速度或压力）要求及其他各
教学要求 重点难点 本章目录
液压系统设计是整机设计的重 要组成部分，是实现整个系统 液压控制部分的关键。设计主 要包括液压系统工况分析和系 统的确定、液压系统参数的确 定、液压系统图的拟定、液压 元件的计算和选取等。
教学要求
掌握液压系统设计步骤与计算方法 ； 能够使用液压手册及相应参数表选取参数； 能够根据工况要求选取合适的液压元件； 能够根据系统工况要求设计出简单的液压系 统，并绘制出合理的液压回路图。
≈96（2）
液压缸内径D就为：
4 =A 1 4 =9611.06（）
对D圆整，取110。由0.707D，经圆整得
80。计算出液压缸的有效工作面积A1=952，
A2=44.77 2。
工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量
0.05，设计要求最低工进速度
20，经验算可知满足式（9-1）要求。
3）计算液压缸在工作循环各阶段的压力、流量和 功率值
2、阀选择 按阀实际承载的压力和实际通过的流量来
选择阀的规格；按阀的动作要求和性能要求 选择阀的种类。 3、油箱容量确定
按泵每分钟流量选择油箱容量： 一般V≥q泵a a:低压系统—2~4
中压系统—5~7 高压系统—6~12
4、油管及管接头：
油管按内径和壁厚选择：
v：吸油 0.5~1.5 压油 1.5~ 5 回油 1.5~2.5
1、工况分析
1）负载分析 由工作负载 =30，重力负载0，按启动换向时
间和运动部件重量（F·∆(v21)）计算得到惯性 负载1000N，摩擦阻力1960N。 取液压缸机械效率ηm =0.9，则液压缸工作阶 段的负载值见表。 2）速度分析
由快进、快退速度为6，工进速度范围为 20~120，按上述分析可绘制出负载循环图和速 度循环图（略）。
活塞缸差动连接的方式实现快进，设液压缸两有 效面积为A1和A2，且A1=2 A2，即0.707D。为 防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔背压p2 取0.6，而液压缸快退时背压取0.5。
由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程p1 A1= p2 A2，可得：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A1（p1－0.5p2）=35511/（4×106－0.5×0.6×106）