液压与气压传动--第09章 液压系统设计与计算.ppt

Chapter 9 Design and calculation of Hydraulic Transmission Systems  液压系统的设计与计算 一、The Approach for Design of Hydraulic Systems 液压系统的设计步骤 二、A Design Example of Hydraulic Systems 液压系统设计计算举例 一、The Approach for Design of Hydraulic Systems 液压系统的设计计算 液压系统的设计步骤： 1. 明确设计要求，进行工况分析； 2. 拟定液压系统原理图； 3. 计算和选择液压元件； 4. 液压系统性能的验算； 5. 绘制工作图，编写技术文件。 1. 明确设计要求，进行工况分析 明确设计要求和工作环境 液压系统的动作和性能要求 包括运动方式、行程和速度范围、负载条件、运动平稳性和精度、同步或联锁要求等。 液压系统的工作环境要求 有环境温度与湿度、粉尘、防火要求、安装空间的大小等。 工况分析 查明每个执行元件在各自工作过程中速度和负载的变化规律。 运动分析 对执行元件一个工作循环中各阶段的运动速度变化情况进行分析，画出速度循环图。 负载分析 把液压执行元件工作的各个阶段所需克服的负载，用负载－位移曲线表示（称负载循环图）。（如P196图9-4） 2. 拟定液压系统原理图 确定油路类型 开式与闭式系统、定量与变量系统、串联与并联油路等。 开式系统与闭式系统 开式系统：简单，散热、杂质沉淀好，但 空气易侵入； 闭式系统：紧凑，油不易污染。但结构复 杂，散热差。 定量系统与变量系统 定量系统：简单、可靠、价廉，泵本身效率 高，但组成系统的效率可能低。 变量系统：系统效率高，调速范围大，价格 高，可靠性差。 (常用于中、大功率) 串联油路与并联油路 串联油路：既可单独动作又可同时动作，油 泵供油压力高。 并联油路：很难同步动作，但供油压力低。 选定基本回路 先确定主要回路，再考虑其它辅助回路。 组成系统简图 将所需要的各个回路综合起来，并增加必要的元件或辅助油路，组成完整的液压系统。 检查、完善方案 拟定的液压系统原理图一方面满足主机工作部件的动力、速度和性能要求，同时尽可能使系统效率高、发热少、油路简单可靠、使用寿命长和造价低。 3. 计算和选择液压元件 确定系统的工作压力等级 压力高：系统元件体积小、重量轻，但元件 价格高，可靠性差。 压力低：可靠、价廉，但是笨重。 系统的工作压力应根据实际情况适当选取，一般固定设备压力低，行走机械压力高。 （可根据手册上的推荐压力选定） 执行元件参数确定 液压缸 参数确定：见液压缸设计部分（P87）。 液压缸流量：q ＝vmax·A/ηv 液压马达 马达工作阻力矩 T = Tn + Tf + Ti 式中：Tn — 有用力矩（负载力矩）； Tf — 摩擦力矩； Ti — 惯性力矩。 马达所需流量 q 确定马达排量 其中：?pm ＝ pm1- pm2 pm1 — 事先确定的系统压力 pm2 — 背压力（一般机床取 0.3 ~ 0.5 MPa， 工程机械取 0.5 ~ 0.8 MPa） 马达所需最大流量 液压泵参数确定 油泵的最高工作压力 pp pp ≥ pA+Σ?p 其中：pA — 执行元件的最高工作压力； Σ?p — 泵到执行元件之间的压力损