液压与气压传动系统及维修学习情境五液压系统的设计计算.ppt

学习情境5液压技能提升

任务5.1液压系统设计计算【任务描述】通过液压系统设计的方法与步骤的学习，掌握常用液压元件的计算和选择方法，掌握液压系统的整体设计思路；通过液压系统设计实例学习，会设计液压系统。【学习及素养目标】1．掌握液压元件的设计方法；2.会设计液压系统；3.能对液压系统更新改造；4.具备团队意识、诚信品质、敬业精神、遵纪守法意识、文明礼貌生产素质。【所需知识】液压传动系统的设计是整机设计的一部分，在目前被压系统的设计主要还是经验法，即使使用计算机辅助设计，也是在专家的经验指导下进行的。因而就其设计步骤而言，往往随设计的实际情况，设计者的经验不同而各有差异，但是，从总体上看，其基本内容是一致的，具体为：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）验算液压系统的性能。5）绘制工作图，编制技术文件。5.1.1明确设计依据，进行工况分析5.1.1.1明确设计要求液压系统是主机的配套部分，设计液压系统时，首先要明确主机对液压系统提出的技术要求，主要包括：(1）明确液压系统的动作和性能要求，例如，执行元件的运动方式、行程和速度范围、负载条件、运动的平稳性和精度、工作循环和动作周期、同步和联锁要求、工作可靠性要求等。(2）明确液压系统的工作环境，例如，环境温度、温度尘埃、通风情况、是否易燃、外界冲击振动的情况及安装空间的大小等。(3）其它要求。这里主要指液压系统的自重、外形尺寸、经济性等方面的要求。5.1.1.2.工况分析工况分析主要指对液压执行元件的工作情况分析，分析的目的是了解在工作的速度、负载变化的规律，并将此规律用曲线表示出来，作为拟定液压系统方案确定系统主要参数（压力和流量）的依据。若液压执行元件动作比较简单，也可不作图，只需找出最大负载和最大速度即可。Ａ运动分析按设备的工艺要求，把所研究的执行元件在完成一个工作循环时的运动规律用图表示出来，这个图称为速度图。现以图5-1所示的液压缸驱动的组合床滑台为例说明，图5-1a是机床的动作循环为快进→工进→快退；图5-1b是完成一个工作循环的速度一位移曲线，即速度图。Ｂ负载分析现具体分析液压缸所承受的负载，液压缸驱动执行驱动机构进行往复直线运动时，所受到的外负载为??????????????????????（5-1）1）工作负载FL工作负载与设备的工作情况有关，在机床上，与运动件的方向同轴的切削力的分量是工作负载，而对于提升机、千斤顶等来说所移动的重量就是工作负载，工作负载可以是定量，也可以是变量，可以是正值，也可以是负值，有时还可能是交变的。2）摩擦阻力负载Ff摩擦阻力是指运动部件与支承面间的摩擦力，它与支承面的形状、放置情况、润滑条件与及运动状态有关??????????????????????????????????（5-2）式中FN—为运动部件及外负载对支承面的正压力；f—为摩擦系数，分为静摩擦系数（fs≤0.2～0.3）和动摩擦系数（fd≤0.05～0.1）?3）惯性负载Fa惯性负载是运动部件的速度变化时，由其惯性而产生的负载，可用牛顿第二定律计算??????????????????????（5-3）式中m—为运动部件的质量（kg）；a—运动部件的加速度（m/s2）；G—为运动部件的重力（N）；g—为重力加速度（m/s2）；Δv—为速度的变化量（m/s）；Δt—为速度变化所需的时间（s）。?除此之外，液压缸的受力还有密封阻力（一般用效率η=0.85～0.9来表示），背压力（可在最后计算时确定）等。?若执行机构为液压马达，其负载力矩计算方法与液压缸相类似。Ｃ执行元件的参数确定(1)选定工作压力当负载确定后，工作压力就决定了系统的经济性和合理性。若工作压力低，则执行元件的尺寸就大，重量也大，完成给定速度所需的流量也大；若压力过高，则密封要求就高，元件的制造精度也就更高，容