9、液压系统设计与计算.ppt

教学要求 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 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 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。 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。按选取的压力可以确定缸直径： 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。 3）马达排量 4）缸（马达）流量 缸： qx≥A vmin qx≤Avmax 马达： qx≥V nmin qx≤Vnmax 1 选择回路 根据动作（速度或压力）要求及其他各项要求，选择合适的液压基本回路。 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。 1 液压泵选择 泵类型按工况要求及经济性选择 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取值 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 0.5-1.5m/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 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。 2 系统发热验算 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H0 H0 = kA0t (k为散热系数） 验算：H0≥Hi -合适 H0Hi -重新设计 1 工况分析 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 20mm/min-120 mm/min，按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环图（略）。 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） 起动加速 F=(Ff+Fa)/ηm 3289 快 进 F= Ff/ηm 2178 工 进 F=(Ff+ Fw)/ηm 35511 快 退 F=Ff/ηm 2178 2 确定参数 1）初选液压缸的工作压力 由最大负载值查教材中表9-3，取液压缸工作压力4MPa。 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=2A2，即 d=0.707D。为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔背压p2取0.6MPa，而液压缸快退时背压取0.5MPa。 由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程 p1A1= p2A2+F ，可得： A1 = F/（p1－0.5p2） =35511/（4×106－0.5×0.6×106）cm2 ≈96cm2 液压缸内径 D 就为：D=11.06cm 对D圆整，取D=110mm。由d=0.707D，经圆整得：d=80mm。计算出液压缸的有效工作面积 A1=95cm2，A2=44.77cm2。 工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量： qmin=0.05L/m