液压系统的设计计算资料.ppt

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1、第九章液压系统的设计计算液压与气动技术主讲：机电工程系廖雪梅液压系统组成:动力装置——最常见的形式就是液压泵，是将电动机输出的机械能转换成油液液压能的装置。其作用是向液压系统提供压力油。执行装置——包括液压缸和液压马达，是将油液的液压能转换成驱动负载运动的机械能的装置。控制调节装置——包括压力、流量、方向等控制阀，是对系统中油液压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。辅助装置——包括上述三部分以外的其他装置，例如油箱、过滤器、油管等。它们对保证液压系统正常工作起着重要的作用。液压传动系统的设计过程中不确定因素较多，往往在制造、试验后经过修改才能取得满

2、意的效果。随着计算机仿真技术的发展液压传动系统的设计过程将会越来越简化，设计的可靠性大大提高。设计原则：满足主机对系统提出的性能要求（如：动作顺序、力和速度等）；结构简单、维修方便，安全可靠；效率高（节能），寿命长，造价低；环保。9.1液压传动系统的设计9.1.1明确系统设计要求主机的用途、结构、总体布局；主机的工作循环及运动方式；液压执行元件的负载及运动速度大小；各执行元件的动作顺序及互锁要求；系统性能、工作效率和自动化；工作环境和工作条件；重量、外形尺寸、经济性要求和限制。9.1.2分析系统工况，确定主要参数一、分析系统工况对各执行元件的运动速度及

3、其变化规律进行分析，绘制位移—速度图。运动分析确定负载确定各执行元件的负载及其变化规律，绘制位移—负载图。执行元件的工作压力p二、确定主要参数根据位移—负载图最大负载和机械效率ηm，确定执行元件的工作压力p值。另一种方法是根据书中表9.1.1和表9.1.2选取。执行元件的几何尺寸（A、VM）液压执行元件的机械效率ηm是根据执行元件的运动密封处摩擦阻力决定的一般取0.8~0.9；对于单活塞杆液压缸：在无背压时：D求出后按GB2348-80将其圆整就近的标准值。d可由产品样本或手册根据经验确定。当系统采用了调速装置要对其最小稳定流量下的速度值进行验算，以检

4、查在面积A时执行机构的最小稳定速度是否满足，否则，应按此确定A的值。执行元件的最大流量qmax其中：qmin为调速装置的最小稳定流量是指将执行元件在不同阶段的实际工作压力、流量和功率值绘制成图或表。液压系统执行元件的工况图当系统中有多个执行元件时，工况图为各执行元件的综合。流量压力功率工况图是系统元件和回路选择依据：泵、阀和辅助元件规格是根据工况图中最大压力、最大流量确定的；液压回路及其油源形式是按工况图中各个不同阶段内的压力和流量变化情况初步确定；可以根据工况图中压力、流量变化情况合理调整参数，是系统达到优化（功率平稳）。包括：1.确定系统类型2.选

5、择液压回路3.组成液压系统图9.1.3拟定液压系统图选择回路一般原则：1.满足工作要求；2.节省能源、减少发热、减少系统冲击等。选择液压泵9.1.4选择液压元件液压泵的最大工作压力必须大于或等于液压执行元件最大工作压力和进油路上总压力损失之和。Pp≥KPmaxPp—泵的工作压力，MPa;K—系数，考虑液压泵至执行元件管路中的压力损失，一般K=1.3~1.5。Pmax—执行元件的最高工作压力，MPa。液压泵的流量必须大于或等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之和。qp≥Kqmaxqp—泵的输出流量，L/minK—系统的泄漏系数，一

6、般K=1.1~1.3（管道长取大值，管道短取小值）qmax—执行元件实际需要的最大流量，L/min。当计算出液压泵压力、流量值后，按产品样本选取液压泵时，泵的额定压力pH应比计算压力高25%。PH≥1.25Pp液压泵的流量应选择比较接近的即可（但对于变量泵来讲，也应该选择稍高一点为佳）。电动机的功率可直接从样本上查到。选择阀类元件选择阀类元件的规格型号时，从系统图或工况图中查出的流量、压力的最大值，再从产品样本中选取阀的通径和压力。选择节流阀和调速阀时必须考虑最小稳定流量是否符合设计要求。选择液压辅助元件油管通径一般与阀通径一致或大于阀通径。9.1.5

7、液压系统性能验算液压系统性能验证是一个复杂的问题，过去用一些经验公式和类比的方法进行近似估算。随着计算机技术的发展，采用仿真技术可对系统进行各种技术分析，同时采用CAD技术对系统进行修改，是系统达到最佳效果。一、回路压力损失验算沿程压力损失、局部压力损失和所有控制阀的压力损失。二、发热温升验算液压泵输入功率与执行元件输出功率的差值为液压系统的功率损失，这些能量损失全部转换成热量，使系统产生温升。如果按这些热量全部由油箱散发，可用第六章油箱设计的方法进行验算。即：△P=P（1一η）△p＝kA△t△t=△p/kAp—液压泵的输人功率；η—液压系统总效率（一

8、般0.7~0.85）A——散热面积（m2）；△t——系统温升（℃），即系统达到热平衡后的油温(