液压与气压传动 第3版 教学课件 作者 刘延俊9、液压系统设计与计算.ppt

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1、液压系统设计计算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。教学要求本章目录重点难点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。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

2、算实例1、明确液压系统的设计要求2、选择执行元件，进行工况分析，明确系统的主参数3、拟定液压系统原理图4、计算和选择液压元件5、验算液压系统性能和绘制工作图、编制技术文件设计步骤第一节液压系统设计步骤和方法1）明确主机的那些动作需要由液压系统来完成；2）确定对液压系统的动作和运动要求；3）确定液压执行元件承受的负载和运动速度的大小及其变化范围；4）确定对液压系统的性能要求，如调速性能、运动平稳性等；5）确定液压系统的工作条件，如温度、湿度、振动干扰等。主机工作环境、温度、湿度、经济性和外观尺寸。一、液压系统设计要求执行元件负载分析与运动分析1.负载分析1）运

3、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；2.运动分析1）运动（速度）分析：运动速度（快）、工进速度、速度差；2）分析方面：工况图。二、液压系统的工况分析和系统的确定1.初选液压系统的主要从参数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。三、确定液压系统的主要参数2.确定执行元件的主要结构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

4、。1）确定液压缸主要结构参数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。例：无杆腔工作，以传力为主时以运动为主时要考虑D的选取情况但d、D确定后要圆整为整数。2）确定液压马达排量缸（马达）流量缸：qx≥Avminqx≤Avmax马达：qx≥Vnminqx≤Vnmax3）画执行元件的工况图在执行元件主要结构参数确定之后，就可负载循环图和速度循环图画出执行元件的工况图，即执行元件在一个工作循环中的工作压力p、输入流量q、输入功率P对时间的变化曲线图。1.液压回路的选择调速回路、快速运动回路和速度换接回路、压力控制回路、多缸回路2.液压系

5、统的合成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。四、液压系统图的拟定1.确定液压泵的工作压力及流量泵类型按工况要求及经济性选择五、液压元件的计算和选择2.选择液压泵的规格液压泵的额定压力应比系统最高压力高25%~60%。液压泵的流量应与系统所需的最大流量相适应。五、液压元件的计算和选择3.驱动电动机的功率五、液压元件的计算和选择4.确定其他元件的规格1）选择控制阀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。2）确定油箱容量按泵每分钟流量选择油箱容量：一般V≥

6、q泵aa:低压系统—2~4中压系统—5~7高压系统—6~123）油管及管接头：油管按内径和壁厚选择：v：吸油0.5~1.5m/s压油1.5~5m/s回油1.5~2.5m/s管型按承压情况选择接头按管型选择1、系统压力损失验算验算后确定泵规格是否合适，然后确定各压力阀调整压力。六、液压系统性能的估算2、系统发热温升验算：按系统散热计算发热是Hi=Pi-PO=Pi(1-η)按油箱面积计算油箱散热是H0H0=kA0t(k为散热系数）验算：H0≥Hi—合适H0

7、时最大轴向力为30kN，运动部件重为19.6kN；快进、快退速度为6m/min，工进速度为0.02~0.12m/min；最大行程400mm，其中工进行程200mm；起动换向时间t=0.2s；采用平导轨，其摩擦系数f=0.1。第二节液压系统设计计算实例一.负载分析与速度分析1）负载分析由工作负载Fw=30kN，重力负载FG=0，按启动换向时间和运动部件重量（F·t=m(v2–v1)）计算得到惯性负载Fa=1000N，摩擦阻力Ff=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6m/min，工进速度范围

8、为20mm/min~120mm/min，按上述分析可