第九章-液压系统设计与计算.

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。
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）。
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：
A1（p1－0.5p2）=35511/（4×106－0.5×0.6×106）
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
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
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
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
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)
≈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
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）
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。
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）。
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·ຫໍສະໝຸດ 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
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
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。