第9章液压系统的设计计算剖析.ppt

第四节 液压系统的性能验算 液压系统性能验算的目的是评估设计质量。验算的内容一般包 括：系统的压力损失、系统总效率、系统的发热与温升等。如果发 现问题，要对某些不合理的设计做出相应调整。 一.液压系统压力损失的验算 在前面确定液压泵的最高工作压力时提及压力损失，当时由于 系统还没有完全设计完毕，管道的设置也没有确定，因此只能作粗 略的估算。现在液压系统的元件 、安装形式、油管和管接头均可定 下来了。所以需要验算一下管路系统的总的压力损失，看其是否在 前述假设的范围内，借此可以较准确地确定泵的工作压力，较准确 地调节变量泵或溢流阀，保证系统地工作性能。若计算结果与前设 压力损失相差较大，则应对原设计进行修正。具体地方法时将计算 出来的压力损失代替原假设值用以下式子重算系统的压力： 1.当执行元件为液压缸时 Pp≥F/A1ηcm+A2△P2/A1+△P1 （9－16） 式中F为作用在液压缸上的外负载；A1 、 A2分别为液压缸进、回油腔的有 效面积；△P1 、 △P2 分别为进、回油管路的总的压力损失 ，ηcm 为液压 缸的机械效率。 计算时要注意，快速运动时液压缸上的外负载小，管路中流量大，压 力损失也大；慢速运动时，外负载大 ，流量小，压力损失也小，所以应分 别进行计算。 计算出的系统压力Pp应小于泵额定压力的75％，因为应使泵有一定的 压力储备。否则就应另选额定压力较高的液压泵 ，或者采用其它方法降低 系统的压力，如增大液压缸直径等方法。 2.当液压执行元件为液压马达时 Pp≥ 2πT/VηMm+△P2 +△P1 （9－17） 式中V为液压马达的排量；T为液压马达的输出转矩； △P1 、 △P2分别为 进、回油管路的压力损失；ηMm为液压马达的机械效率。 二.系统的总效率验算 液压系统的总效率η是液压泵的效率ηp、回路效率ηc和液压 执行元件效率ηm的乘积，即 液压泵和液压执行元件的效率可从手册中查到，回路效率计算 如下 式中，p1、q1—同时动作的液压执行元件的工作压力和输入流量；?????? pp、qp—同时供油的液压泵的工作压力和输出流量。 三.液压系统发热温升的验算 液压系统中的各种能量损失都将转化为热量，使系统工作温 度升高，从而产生很多不利影响。系统中的热源主要来自液压泵、 液压执行元件和一些阀口，管路的功率损失通常可以忽略不计。 液压系统总的发热功率ΔP为 或 式中，Pp、Pe—分别为液压泵的输入功率和液压执行元件的有效功 率。????由于管路的发热量与其散热量基本平衡，所以，液压系统的自 然散热主要由油箱表面实现。因此，散热功率可以计算如下 式中，K—油箱的散热系数，A—油箱的散热面积；?????? t1、t2—分别为工作介质温度和环境温度。????当系统的发热功率等于其散热功率时，系统达到热平衡。此时 系统的温升为 当上式的计算结果高出允许数值时，就要设法增大油箱散热面积 或增设冷却装置。?油箱的散热面积A为 当油箱三个边的比例在1：1：1到1：2：3之间、液面高度为油箱 高度的80%、且油箱通风良好时，油箱散热面积还可以估算如下： 式中，V—油箱的有效容积。?当系统需要设置冷却装置时，冷却器的散热面积Ac为 式中，Kc—冷却器的散热系数；Δtm—平均温升； ??? ?? tj1、tj2—工作介质的进、出口温度；???? ?tw1、tw2—冷却水（或风）的进、出口温度。 第五节 绘制工作图和编制技术文件 所设计的液压系统经验算后，即可对初步拟定的液压系统进行修改，并绘制工作图和 编制技术文件。 一.绘制工作图 （1）液压系统原理图 图上除画出整个系统的 回路之外