第九章..液压系统的设计和计算.ppt

第九章 液压系统的设计与计算 第一节 明确系统的设计要求 第二节 液压系统的工况分析和主要参数的确定 第三节 液压系统原理图的拟定 第四节 液压元件的计算与选择 第五节 液压系统的性能验算 * 液压系统的设计计算步骤： （1）明确系统设计要求； （2）分析系统工况，确定主要参数； （3）拟定液压系统原理图； （4）液压元件的计算与选择； （5）液压系统的性能验算； （6）进行结构设计，编写技术文件。 在设计液压系统前需明确以下几方面的内容： （1）主机的用途、主要结构、总体布局；主机对液压系统执行元件在位置布置和空间尺寸上的限制。 （2）主机的工作循环，液压执行元件的运动方式及其工作范围。 （3）液压执行元件的负载和速度的大小及其变化范围。 （4）主机各液压执行元件的动作顺序或互锁要求。 （5）对液压系统工作性能、工作效率、自动化程度等方面的要求。 （6）液压系统的工作环境和工作条件，如周围介质、环境温度、湿度、尘埃情况、外界冲击振动等。 （7）其它方面的要求，如液压装置在重量、外形尺寸、经济等方面的规定或限制。 一、工况分析 1．负载分析 （1）液压缸的负载分析 工作机构作直线往复运动时，液压缸须克服的外负载为： 其中： ——工作负载， ——摩擦阻力， ，静摩擦系数 0.2~0.3, 动摩擦系数 0.05~0.1； ——惯性负载， (2)液压马达的负载分析 工作机构作旋转运动时，液压马达须克服的负载扭矩为： 其中： ——工作负载扭矩， ——摩擦阻力矩， = , ——惯性力矩， 2.运动分析 按各执行元件在工作中的速度以及位移或经历的时间绘制速度循环图。 二、确定主要参数 1.选定工作压力 执行元件工作压力可以根据负载图中的最大负载或主机的类型来选取。 2.确定执行元件的几何参数 a.计算液压缸的主要尺寸 液压缸有效工作面积 ， 必须按液压缸所要求的最低稳定速度来验算，即 b.确定液压马达的排量 液压马达的排量， 此排量也必须满足液压马达最低稳定转速的要求，即 3.计算执行元件所需流量 （1）液压缸的所需流量 （2）液压马达的最大流量 4.绘制执行元件的工况图 （1）工况图的绘制 执行元件结构参数确定后，计算不同阶段实际工作压力、流量、和功率后作出的p-s、q-s、P-s图。 （2）工况图的作用 a.液压泵和液压阀的规格是根据工况图中的最大压力和最大流量选定的，为选择电机的 功率提供依据。 b.通过对工况图的分析，有助于合理选择液压系统的主要回路。 c.利用工况图验算各个选定参数的合理性。 1.选择液压基本回路 以设计要求、工况分析和选取的液压系统主要参数为依据。选择时既要考虑调速、调压、换向、顺序动作、动作互锁等要求，也要考虑节省能源、减少发热、减少冲击、保证动作精度等问题。 2.由回路组成液压系统 进行液压系统合成时，应注意以下几点： （1）力求系统简单； （2）液压系统应可靠地实现工作循环中的每个动作，避免回路间发生干扰； （3）提高系统效率，防止系统过热； （4）防止液压冲击； （5）尽量选用标准、通用液压元件。 1.液压泵的选择 （1）确定液压泵的最大工作压力 式中 ——执行元件的最大工作压力 ——泵到执行元件入口间的压力损失。 表9-1 进油路压力损失经验值 系统结构情况 总压力损失 （MPa） 一般节流调速及管路简单的系统 0.2?0.5 进油路有调速及管路复杂的系统 0.5?1.5 （2）确定液压泵的流量 式中 K——系统泄漏系数，取K=1.1?1.3; ——同时动作的几个执行元件所需的最 大总流量。 对装有蓄能器的系统： 式中 ——系统泄漏系数，取=1.2； ——机器的工作周期； ——第i个执行元件在一个周期中的总耗油量； Z——执行元件个数 闭式系统中辅助泵的流量为主泵流量的1/5