第9章 液压系统设计

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1、课时分配：14节编写日期：2011年7月20日课题第9章　液压系统设计目的和要求掌握液压系统设计的方法。难点重点液压系统设计的方法组织教学（包括教学环节，内容提纲，时间分配，教具等）本章讲授内容：9.1液压系统设计9.2液压系统设计计算实例教具：课件，模型（或实物）课外作业课时授课计划10讲授内容作业与补充第9章　液压系统设计液压系统的设计主要是根据工作机器提出的技术要求，同时设计时考虑可靠性、安全性及经济性等因素。液压系统的设计步骤一般为：工作机器的基本技术分析，主要参数的确定，液压系统功能设计，选择液压元件，绘制工作图（液压装置的设计与计算），编制技术文件。这些步骤相

2、互关联，彼此影响，因此常常需要交叉进行。9.1液压系统设计9.1.1工作机器的基本技术分析在液压系统设计时，首先应明确工作机器的基本技术要求。其具体内容是：①工作机的用途、结构、总体布局；②工作机的工作循环及运动方式；③液压执行元件的负载及运动速度；④工作机各执行元件的动作顺序或互锁要求；⑤液压系统的性能、效率、自动化程度、工作环境等方面的要求；⑥液压装置的重量、外形尺寸、经济性等方面的规定或限制。9.1.2主要参数确定主要参数是指液压执行元件的工作压力和最大流量。主要参数的确定又依据液压系统的工作状况，因此，需要对液压系统进行工况分析。1.液压系统工况分析　工况分析是指

3、执行元件的运动速度和负载变化的分析，这是为了满足工作机动作和承载的要求。液压系统承受的负载由工作机的规格而定，可由样机通过实验测定，也可以由理论分析确定。当用理论分析确定系统的实际负载时，必须仔细考虑它所有的组成项目。例如：工作负载（切削力、挤压力、弹性塑性变形抗力、重力等）、惯性负载和阻力负载(摩擦力、背压力)等，并把它们绘制成相应的负载图和速度图，如图9-1所示。2.主要参数确定　主要参数依赖于机器的形式，执行元件的形式可以根据工作机所要实现的运动种类和性质而定。执行元件的工作压力可以根据最大负载来选取，也可以根据工作机的类型来选取。在液压系统中，工作压力选得小些，对

4、系统的可靠性、低速平稳性和降低噪声都是有利的，但是结构尺寸相对较大，因为执行元件当压力选定后，液压缸的截面尺寸便可以由推力来确定。10讲授内容作业与补充最大流量则由执行元件速度图中的最大速度计算出来。这与执行元件结构参数有关。液压系统执行元件各个阶段的压力和流量工况如图9-2所示。它是在执行元件结构参数确定后，根据设计任务要求，算出不同阶段中的实际工作压力、流量作出的工况分析图，它显示了液压系统整个工作循环中这两个参数的变化情况。当系统中包含多个执行元件时，其工况图是各个执行元件工况图的综合。图9-1　液压系统执行元件的负载图和速度图a)负载图b)速度图图9-2　液压系统

5、执行元件工作压力和流量工况图a)压力图b)流量图10讲授内容作业与补充液压执行元件的工况图是选择系统中其他液压元件和液压基本回路的依据，也是拟定液压系统方案的依据，这是因为：　　1)液压泵和各种控制阀的规格是根据工况图中的最大压力和最大流量选定的。　　2)液压回路及其油源形式是按工况图中不同阶段内的压力和流量情况初选确定的。　　3)参数设计合理性鉴别与调整的依据，液压系统的设计常常将工况图所反映的情况与调研的方案进行对比来作出改进。例如，在工艺情况允许的条件下，调整有关工作阶段的时间或速度，可以减少所需的功率；当功率分布很不均匀时，适当修改参数，可以避开或削减“峰值”功率

6、等。9.1.3液压系统功能设计液压系统功能设计是体现设计任务中提出的各项具体要求。它包含三项内容：确定液压系统类型，选择液压基本回路和组装液压系统。1)液压系统的类型分为开式传动和闭式传动两种，采用开式传动还是闭式传动，主要取决于它的调速方式和散热要求。一般来说，凡具有较大空间可以存放油箱，要求结构尽可能简单的系统，或采用节流调速或容积节流调速的系统，都宜采用开式传动；凡允许采用辅助泵进行补油并通过换油来达到冷却目的的系统，对工作稳定和效率有较高要求的系统，或采用容积调速的系统，都宜采用闭式传动。　　2)选择液压基本回路是根据液压系统的设计要求和工况图出发，同时符合节省能

7、源、减少发热、减少冲击等原则。首先从对工作机主要性能起决定作用的调速回路开始，然后再根据工作机需要考虑其他辅助回路。例如，对垂直运动部件的系统要考虑平衡回路；有快速运动部件的系统要考虑缓冲和制动回路；有多个执行元件的系统要考虑顺序动作、同步或互不干扰回路；有空运转要求的系统要考虑卸荷回路等等。3)组装液压系统是把选好的各种液压基本回路组装在一起，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，组装后的液压系统应能够实现所要求的各项功能，同时液压系统要结构简单、紧凑、工作安全可靠，动作平稳，效率高，使用和维护方便，元