2022年液压系统设计流程.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 液压系统的设计步骤是：一、工况分析和负荷确定；二、系统主要技术参数的确定；三、液压系统方案的拟定；四、拟定液压系统工作原理图 五、系统的初步运算和液压元件的挑选；六、液压系统验算；七、编写技术文件；一、工况分析和负荷确定一般只能分析工作循环过程中的最大负荷点或最大功率点,设计的依据；二、系统主要技术参数的确定一、系统工作压力以这些点上的峰值作为系统在液压系统设计中, 系统工作压力往往是预先确定的依据设计机型参考相关资料选取,然后依据各执行元件对运动速度的要求,经过具体的运算,可以确定液压系统流量；在外负荷已定情形下,系统压力选得越高,各液压元件

2、的几何尺寸就越小,可以获得比较轻巧紧凑的结构,特殊是对于大型挖掘机来说,选取较高的工作压力更为重要；初选系统工作压力不等于系统的实际工作压力,要在系统设计完毕,依据执行元件的 负载循环图,按已选定的液压缸两腔有效面积和液压马达排量,换算并画出其压力循环图,再计入管路系统的各项压力缺失,按系统组成的型式, 最终得到系统负载压力及其变化规律；确定工作压力, 应当选用国家系列标准值,我国的“ 公称压力及流量系列”JB824-66,其中适用于液压挖掘机的公称压力系列值有：二、系统流量8、10、16、20、25、32、40MPa；确定系统流量, 应第一运算每个执行元件所需流量,然后依据液压系统采纳的型式

3、来确 定系统流量；三、系统液压功率 三、液压系统方案的拟定（一）开式系统与闭式系统的挑选 液压挖掘机的作业,除行走和回转外,主要靠双作用液压缸来完成的；双作用液压缸 由于两腔面积不等, 而且两腔交替频繁； 因而只能使用开式系统,即各元件回油直接回油箱；对挖掘机的开式系统,由于布置空间的限制,油箱容积不能做得太大,一般仅是主泵 流量的 12 倍,自然冷却才能不足,要附加油冷却器；（二）泵数的挑选 整个系统使用两个泵,各自组成一个独立的回路；这种系统也称为双泵双回路系统；在双泵系统中,可将假设干个要求复合动作的执行元件安排在不同的回路中；小型挖掘机中,也为常用三泵系统,单独使用一个泵驱动回转机构和

4、推土铲；（三）变量系统和定量系统的确定 双泵双回路变量系统：采纳两台恒功率变量泵,泵输出流量可依据外载荷大小自动无级变化, 保持恒功率输出, 提高整机的功率利用和生产率；变量和全功率变量两种；四、拟定液压系统工作原理图 拟定液压系统工作原理图的一般画法是：1.先画执行元件；双泵双回路变量系统通常有分功率2.画出各执行元件的基本回路,包括压力掌握回路,流量掌握回路,方向掌握回路等；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.画出液压泵；依据选定的液压系统型式,画出单泵、双泵或多泵；4.依据选定的方案,用串联、并联或串并联的方

5、式,将各基本回路与液压泵联接起来；5.画出掌握油路及帮助油路；6.画出起安全、爱护作用的阀和装置；7.画出帮助元件,例如滤油器、冷却器、油箱等；五、系统的初步运算和液压元件的挑选一、液压泵依据液压系统工作压力p 和流量 Q,考虑压力缺失和流量漏损来运算液压泵的工作压力pB 和流量 QB,液压泵应当有肯定的压力储备；液压泵的额定工作压力可按下式求得：式中p BA pPa；p lpPa pB液压泵额定工作压力p系统工作压力Pa；A储备系数一般；lp 系统中沿程阻力缺失；p 系统中局部阻力缺失；对于压力缺失：pp lp,在初算时可以进行估算；对节流调速的简单管路可取；对节流调速的复杂管路,可取,对高

6、压大流量就取较高值；液压泵流量可按下式求得：式中QBKQ m3/s QB液压泵额定流量m3/s；Q液压系统工作流量m3/s；K漏损系数一般；二、液压功率和发动机功率液压泵或泵组的液压功率是：式中NyppQpkW 60000Rpp液压泵的最大工作压力kPa；Qp液压泵的最大流量L/min ；液压泵的总效率,柱塞泵取,齿轮泵取；R变量系数,对定量系统 R=1；发动机功率 N 依据系统方案确定,假设是变量系统,由于液压泵常常在满载或甚至在超载情形下工作,功率利用系统比较高,据统计可达85%以上,为了保证功率储备,延长液压泵和发动机的使用寿命,并考虑到帮助液压泵、操作系统、 冷却装置等帮助设备的动力消

7、耗,发动机功率可取为：N=1.01.3N y 式中 N y 是液压功率；定量系统的发动机功率利用率较低,一般只有60%左右,所缺失的功率全部变为热量,因此,确定发动机功率时可以取得低些,对于双泵双回路定量系统,发动机功率可取为名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - N=0.81.1N y 初步估算时,发动机功率可取N=95q kW 定量系统 N=74q kW 定量系统 式中 q 是液压挖掘机的标准斗容量 m3 三、液压缸液压缸的有效面积Acm2依据系统工作压力pkPa和外负载 PN打算Ap10Pm10Pm cm2pop式中

8、po液压缸回油腔的背压kPa；m液压缸的机械效率,可取；依据活塞移动速度vm/min ,该液压缸的流量Q 是L/min QAvv10式中v液压缸的容积效率；液压挖掘机的液压缸没有定型产品,一般要依据上述参数进行设计；五、液压马达液压马达的理论排量qmL/r 依据下式打算；q6280MmL/r 经功率相等换算而来pm式中M 液压马达输出扭矩Nm ；p液压马达进出口油腔的压力腔kPa；v液压马达机械效率齿轮式和柱塞式可取；叶片式可取液压马达的实际流量式中QqnmaxL/min 1000vnmax液压马达的最高转速r/min ；q液压马达的理论排量 v液压马达的容积效率；六、液压阀 依据系统的工作压

9、力和通过该阀的最大流量来挑选标准阀类或设计专用阀；挑选安全溢流阀 时,要按液压泵的最大流量；节流阀和调速阀要考虑最小稳固流量；其他阀类依据接入回路 的最大流量选取；所选液压阀答应通过的最大流量不应超过公称流量的 120140%,假设超 过太大, 就能量缺失大, 引起发热、 振动和噪音, 使阀的性能变坏； 太小, 就系统结构巨大,很不经济；七、油管 第一依据流经管道的最大流量和管内答应的流速确定管道的内径,然后再依据管道内油软管只需确定内径和耐压值,不需要 液的最大工作压力及管道材料的强度来确定其壁厚；挑选外径,内径与流量相关,壁厚与压力和内径相关名师归纳总结 - - - - - - -第 3

10、页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 管道内径 d 按下式运算式中d管道内径 m；d2q/vm q流经管道的流量m3/s；v管道内答应的流速m/s,见下表；油液流经的管道答应流速v/m s-1液压泵吸油管,一般取1 以下液压系统压油管36,压力高,管道短或黏度小取大值液压系统回油管运算出来的内径值应按标准系列作圆整；油管壁厚 m按下式运算 pd/2 m 式中 p管道内油液的最高工作压力 MPa；d管道内径 m；管道材料的许用应力N/m2,对于钢管 =b/n,b 为管道材料的抗拉强度N/m2, n 为安全系数,取值见下表；系统工作压力/MPa 7 6 4 安全系数n 8

11、 八、油箱容量的运算油箱容量是指油面高度为油箱高度80%时油箱所贮油液的容积；一般油箱有次容积约为液压泵每分钟流量的 23 倍；挖掘机所用油箱一般都较小,以便减小整机的重量的尺寸；其有效容积仅为液压泵每分钟流量的 12 倍；六、液压系统的验算一、液压系统压力缺失的验算液压系统油路中的压力缺失PP 包括：油液通过管道时的沿程缺失 PT、局部缺失 P T 和流经阀类等元件时的局部缺失 PV ,即式中l直管长度 m；P TP TP VPTlv2/2 dgP T2 v/2 gd管道内径 m；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - -

12、v液流平均速度 m2/s；液压油的重度N/m3；、 局部阻力和沿程阻力系数,可从有关手册查出；流经标准阀类等液压元件时的压力缺失PT 值与其额定流量Qvn 额定压力缺失 Pvn 和实际通过的流量Qv 有关,其近似关系式为P vnQ v/Q vn2P TQvn 和 Pvn 的值可以从产品目录或样本上查到；在运算整个液压系统的总压力缺失时,通常将回油路上的压力缺失折算到进油路上去,这样做便于确定系统的供油压力；这时系统的总压力缺失 P 为P P P 2 A 2 / A 1式中 P 、1 P 分别为进油路上和回油路上的总压力缺失；2A 1、A 2分别为液压缸无杆腔和有杆腔的有效工作面积；在液压系统的工作循环中,不同的动作阶段的压力缺失是不同的,必需分别运算；当已知液压系统的全部压力缺失后,就可以确定溢流阀的调整压力,它必需大于工作压力P1 和总压力缺失之和,即PPP 1P；二、系统效率验算三、液压冲击验算四、发热和温升估算假设挖掘机的正常工作油温是4050 C 同,就最高答应油温为7085 C,温升不要超过3545 C；七、编写技术文件名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页