液压传动第8章液压传动系统的设计和计算.ppt

液压传动系统的步骤 液压系统设计举例 本章主要内容为： 第8章 液压传动系统的设计和计算 液压系统设计的内容和步骤如下： 1） 明确设计要求，进行工况分析； 2） 确定液压系统的主要参数; 3） 拟订液压系统原理图； 4） 设计或选择液压元件； 5） 验算液压系统的性能； 6） 液压系统结构设计； 7） 绘制正式工作图及编写技术文件。 8.1液压传动系统的步骤 8.1.1 明确设计要求进行工况分析 1 明确设计要求 液压系统的动作和性能要求主要有：运动方式、行程、速度范围、负载条件、运动平稳性、精度、工作循环和动作同期、同步或连锁等，就工作环境而言，有环境温度、温度、尘埃、防火要求及安装空间大小等。 2 进行工况分析 对执行元件的工况进行分析，就是查明每个执行元件在各自工作过程中的速度和负载的变化规律，通常是求出一个工作循环内各阶段的速度和负载值。必要时还应做出速度、负载随时间或位移变化的曲线图。 8.1.2 确定液压系统主要参数 因为这时回路的结构还没有完全确定，所以这里所说的主要参数是液压执行元件的主要参数。 结构参数的确定是指根据液压执行元件的工作压力和最大流量确定其几何参数，液压传动系统采用的执行元件形式可视主机所要实现的运动种类和性质而定。 1）初选执行元件的工作压力 工作压力的大小影响执行元件的尺寸和成本，乃至整个系统的性能，应根据实际情况选取适当的工作压力，执行元件工作压力可以根据总负载值选取。 2）确定执行元件的主要结构参数 在这里以液压缸为例，需要确定的主要结构尺寸是指液压缸的内径D和活塞杆的直径d，计算和确定D和d的一般方法见之前章节，并按系列标准确定D和d。 对有低速运动要求的系统，尚需对液压缸有效工作面积进行验算，即应保证 式中 A——液压缸工作腔的有效工作面积； qmin——控制执行元件速度的流量阀最小稳定流量； vmin——液压缸要求达到的最低工作速度； 验算结果若不能满足式(8-1)，则说明按所设计的结构尺寸和方案达不到所需要的最低速度，必须修改设计。 3）复算执行元件的工作压力 当液压缸的主要尺寸D、d计算出来以后，要按标准系列圆整，经过圆整的标准值与计算值之间一般都存在一定的偏差，因此，要根据圆整值对工作压力进行一次复算。 在按上述方法确定工作压力的过程中，没有计算回油路的背压，因此，所确定的工作压力只是执行元件为了克服机械总负载所需要的那部分压力，在结构参数D、d确定之后，若取适当的背压估算值，即可求出执行元件工作腔的压力。 对于单杆液压缸，其工作压力p可按下列公式复算。 无杆腔进油工进阶段 有杆腔进油阶段 4）执行元件的工况图 各执行元件的主要参数确定之后，不但可以复算执行元件在工作循环各阶段内的工作压力，还可求出需要输入的流量和功率，这时就可以作出系统中各执行元件在其工作过程中的工况图。 液压系统的工况可以显示整个工作循环中的系统压力、流量和功率的最大值及其分布情况，为后续设计步骤中选择元件、选择回路或修正设计提供合理的依据。 8.1.3液压系统原理图的拟定 1 确定油路类型 一般具有较大空间可以存放油箱的系统，都采用开式油路；相反，凡允许采用辅助泵进行补油，并借此进行冷却交换来达到冷却目的的系统，可采用闭式油路。通常节流调速系统采用开式油路，容积调速系统采用闭式油路。 2 选择液压回路 在拟定液压系统原理图时，应根据各类主机的工作特点和性能要求，先确定对主机主要性能起决定性影响的主要回路，然后再考虑其它辅助回路。 3 绘制液压系统原理图 将挑选出来的各个典型回路合并、整理，增加必要的元件或辅助回路，加以综合，构成一个结构简单、工作安全可靠、动作平稳、效率高、调整和维护保养方便的液压系统，形成系统原理图。 8.1.4 液压元件的计算和选择 1选择液压泵 首先根据设计要求和系统工况确定泵的类型，然后根据液压泵的最大供油量和系统工作压力来选择液压泵的规格。 液压泵的最高供油压力 液压泵的最大供油量为 选择液压泵的规格型号 选择驱动液压泵的电动机 2 选择阀类元件 各种阀类元件的规格型号，按液压系统原理图和系统工况提供的情况从产品样本中选取，各种阀的额定压力和额定流量，一般应与工作压力和最大通过流量相接近，必要