第七章 液压系统设计计算.ppt

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1、第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算本章主要内容本章主要内容p本章主要讨论液压传动系统的设计计本章主要讨论液压传动系统的设计计算程序、内容和方法算程序、内容和方法第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第一节第一节 设计计算的内容和步骤设计计算的内容和步骤第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第二节第二节 明确设计依据进行工况分析明确设计依据进行工况分析一、设计依据一、设计依据p1.全面了解全面了解主机的结构主机的结构和总体布局和总体布局p右图为常用右图为常用液压执行元液压执行元件的工作机件的工作机构构第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第二节第二节 明确设计

2、依据进行工况分析明确设计依据进行工况分析p2.了解机械对性能的要求了解机械对性能的要求 （1）机器对负载特性、运动方式和精度的要求；）机器对负载特性、运动方式和精度的要求；（2）控制方式及自动化程度；）控制方式及自动化程度；（3）驱动方式；）驱动方式；（4）循环周期。）循环周期。p3.明确液压系统的使用条件和环境情况明确液压系统的使用条件和环境情况p4.查明机器在安全可靠性和经济性方面对查明机器在安全可靠性和经济性方面对液压系统的要求液压系统的要求p5.了解、搜集同类型机器的有关技术资料了解、搜集同类型机器的有关技术资料第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算二、负载分析及负载循环图二、

3、负载分析及负载循环图第二节第二节 明确设计依据进行工况分析明确设计依据进行工况分析（一）液压缸的负载及其负载循环图（一）液压缸的负载及其负载循环图工作机构作直线往复运动时，液压缸必须克服的外负载工作机构作直线往复运动时，液压缸必须克服的外负载其中：其中：Fe工作负载 工作负载与机器的工作性质有关，有恒值负载与变值负载Ff摩擦负载，即液压缸驱动工作机构共作时所要克服的机械摩擦阻力Fi惯性负载 惯性负载即运动部件在启动和制动过程中的惯性力。第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第二节第二节 明确设计依据进行工况分析明确设计依据进行工况分析（二）液压马达的负载及其负载循环图（二）液压马达的负

4、载及其负载循环图工作机构作旋转运动时，液压马达必须克服的负载转矩工作机构作旋转运动时，液压马达必须克服的负载转矩其中：其中：Te工作负载转矩工作负载转矩 有阻力负载和超越负载两种形式有阻力负载和超越负载两种形式Tf摩擦转矩摩擦转矩 旋转部件轴颈出的摩擦转矩旋转部件轴颈出的摩擦转矩Ti惯性转矩惯性转矩 旋转部件加速或减速时产生的惯性转矩旋转部件加速或减速时产生的惯性转矩第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算三、运动分析及运动循环图三、运动分析及运动循环图第二节第二节 明确设计依据进行工况分析明确设计依据进行工况分析运动分析就是研究一部机器按工艺要求，以怎样的运动分析就是研究一部机器按工艺

5、要求，以怎样的运动规律完成一个工作循环，并绘制位移循环图运动规律完成一个工作循环，并绘制位移循环图（L-t图）和速度循环图（图）和速度循环图（v-t图）。图）。第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第三节第三节 确定液压系统主要参数确定液压系统主要参数压力压力和和流量流量是液压系统最主要的两个参数。根据这两是液压系统最主要的两个参数。根据这两个参数计算和选择液压元件、辅件和原动机规格型号个参数计算和选择液压元件、辅件和原动机规格型号一、初选系统压力一、初选系统压力液压系统的压力既不能选的过高、也不能选的过低液压系统的压力既不能选的过高、也不能选的过低设备类型设备类型机机 床床农业机械农

6、业机械小型工程机械小型工程机械工程机械的辅助机构工程机械的辅助机构液压机液压机中、大型挖掘机中、大型挖掘机重型机械重型机械起重运输机械起重运输机械磨床磨床组合组合机床机床龙门龙门刨床刨床拉床拉床系统压力（MPa）0.82352881010162032第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第三节第三节 确定液压系统主要参数确定液压系统主要参数二、计算液压缸尺寸或液压马达排量二、计算液压缸尺寸或液压马达排量（一）计算液压缸主要尺寸（一）计算液压缸主要尺寸1.单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸无杆腔为工作腔时：无杆腔为工作腔时：有杆腔为工作腔时：有杆腔为工作腔时：2.双活塞杆液压缸双活塞杆液压缸第

7、七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第三节第三节 确定液压系统主要参数确定液压系统主要参数3.背压选择背压选择回路特点回路特点背压背压（MPa）回路特点回路特点背压背压（MPa）回油路上没有节流阀回油路上没有节流阀0.20.5采用补油泵的采用补油泵的闭式回路闭式回路11.5回油路上有背压阀或调速阀回油路上有背压阀或调速阀0.51.54.液压缸常用往返速比液压缸常用往返速比速比速比i1.11.21.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.7对于要求工作速度很低的液压缸还需对于要求工作速度很低的液压缸还需按最低工作速度验算液压缸尺寸，即按最低工作速度验算液压缸尺寸

8、，即第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第三节第三节 确定液压系统主要参数确定液压系统主要参数（二）计算液压马达排量（二）计算液压马达排量液压马达排量：液压马达排量：对于要求工作转速很低的液压马达，按负载转矩计对于要求工作转速很低的液压马达，按负载转矩计算出的液压马达排量，还需按最低工作速度验算其算出的液压马达排量，还需按最低工作速度验算其排量，即排量，即第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第三节第三节 确定液压系统主要参数确定液压系统主要参数三、计算液压缸或液压马达所需流量三、计算液压缸或液压马达所需流量1.液压缸的最大流量液压缸的最大流量2.液压马达的最大流量液压马达的

9、最大流量第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第三节第三节 确定液压系统主要参数确定液压系统主要参数四、作出液压缸或液压马达的工况图四、作出液压缸或液压马达的工况图 液压缸或液压马达的工况图是指液压缸或液压马液压缸或液压马达的工况图是指液压缸或液压马达的压力循环（达的压力循环（p-t）图、流量循环（）图、流量循环（q-t）图和功率）图和功率循环（循环（p-t）图。）图。液压缸尺寸或液压马达排量确定后，可算出一个循环中液压缸尺寸或液压马达排量确定后，可算出一个循环中p和和t对应的数量关系，绘制出液压缸或液压马达对应的数量关系，绘制出液压缸或液压马达 p-t图。图。通过工况图找出最高压力点

10、、最大流量点和最大功率点通过工况图找出最高压力点、最大流量点和最大功率点及其相应参数，鉴别各工况所选定参数的合理性或进行相应及其相应参数，鉴别各工况所选定参数的合理性或进行相应调整，合理地选择系统的主要回路。调整，合理地选择系统的主要回路。第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第四节第四节 拟定液压系统图拟定液压系统图要考虑的主要问题要考虑的主要问题一一.确定和选择基本回路：根据各类机械设备具体要求确定确定和选择基本回路：根据各类机械设备具体要求确定二二.调速方式的选择：根据压力、流量和功率的大小及对系调速方式的选择：根据压力、流量和功率的大小及对系统温升、工作平稳性的要求来选择调速回

11、路。统温升、工作平稳性的要求来选择调速回路。三三.油路循环形式的选择：根据系统的调速方式选择开式或油路循环形式的选择：根据系统的调速方式选择开式或闭式回路闭式回路四四.综合考虑其它问题综合考虑其它问题 注意防止回路间可能存在的相互干扰；提高系统效率，注意防止回路间可能存在的相互干扰；提高系统效率，防止系统过热；防止液压冲击；防止系统过热；防止液压冲击；确保系统安全可靠；应确保系统安全可靠；应尽量采用标准化、通用化元件；尽量采用标准化、通用化元件；注意辅助回路的设计注意辅助回路的设计第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第五节第五节 液压元件的选择液压元件的选择一、液压执行元件的选择一、

12、液压执行元件的选择1.液压缸：应根据负载和运动方式综合考虑液压缸液压缸：应根据负载和运动方式综合考虑液压缸的主要尺寸、安装形式和占用空间的大小、重量、的主要尺寸、安装形式和占用空间的大小、重量、刚度、成本和密封性刚度、成本和密封性2.液压马达：应根据马达排量、转矩、压力等参数液压马达：应根据马达排量、转矩、压力等参数综合考虑占用空间安装条件等综合考虑占用空间安装条件等第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第五节第五节 液压元件的选择液压元件的选择二、液压泵选择二、液压泵选择1.确定液压泵的工作压力：确定液压泵的工作压力：2.确定液压泵的流量确定液压泵的流量 多液压缸或马达同时动作：多液

13、压缸或马达同时动作：采用差动液压缸回路时：采用差动液压缸回路时：当系统使用蓄能器时：当系统使用蓄能器时：3.选择液压泵的规格选择液压泵的规格选取液压泵额定压力时应比系统最高压力大选取液压泵额定压力时应比系统最高压力大25%60%4.确定驱动液压泵的功率确定驱动液压泵的功率第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算三、控制阀的选择三、控制阀的选择1.确定通过阀的实际流量确定通过阀的实际流量2.注意单活塞杆液压缸两腔回油的差异注意单活塞杆液压缸两腔回油的差异3.控制阀的使用压力、流量不要超过其额定值控制阀的使用压力、流量不要超过其额定值4.注意单向阀开启压力的合理选择注意单向阀开启压力的合理选

14、择5.注意合理选用液控单向阀的泄压方式注意合理选用液控单向阀的泄压方式6.注意电磁换向阀和电液换向阀的应用场合注意电磁换向阀和电液换向阀的应用场合7.要注意先导式减压阀的泄漏量比其他控制阀大的情况要注意先导式减压阀的泄漏量比其他控制阀大的情况8.注意节流阀、调速阀的最小稳定流量符合要求注意节流阀、调速阀的最小稳定流量符合要求9.注意卸荷溢流阀与外控顺序阀作卸荷阀的区别注意卸荷溢流阀与外控顺序阀作卸荷阀的区别10.注意滑阀的过渡状态机能注意滑阀的过渡状态机能第五节第五节 液压元件的选择液压元件的选择第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算四、蓄能器的选择四、蓄能器的选择1.补充液压泵供油不

15、足时蓄能器容积：补充液压泵供油不足时蓄能器容积：2.作应急能源时蓄能器的有效容积：作应急能源时蓄能器的有效容积：第五节第五节 液压元件的选择液压元件的选择五、管道的选择五、管道的选择1.管道种类的选择：根据压力选择钢管、铜管等管道种类的选择：根据压力选择钢管、铜管等2.管接头的选择：管接头的选择：管接头应具有足够的通流能力和较小的压力损失，并管接头应具有足够的通流能力和较小的压力损失，并可以装卸方便、连接牢固、密封可靠可以装卸方便、连接牢固、密封可靠3.管道内径的确定：管道内径的确定：4.管道壁厚的确定：管道壁厚的确定：第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算六、确定油箱容量六、确定油箱

16、容量1.按经验公式确定：按经验公式确定：低压系统低压系统=2-4；高压系统；高压系统=5-72.按发热量计算公式确定：根据油液的允许温升和系统发按发热量计算公式确定：根据油液的允许温升和系统发热量计算。热量计算。第五节第五节 液压元件的选择液压元件的选择七、滤油器的选择七、滤油器的选择 依据过滤精度、通油能力、工作压力、允许压降等选择。依据过滤精度、通油能力、工作压力、允许压降等选择。八、液压油的选用八、液压油的选用 根据系统压力的高低、环境温度的高低、工作部件运动根据系统压力的高低、环境温度的高低、工作部件运动速度的大小和液压泵对液压油粘度的要求选择速度的大小和液压泵对液压油粘度的要求选择第

17、七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第六节第六节 液压系统性能验算液压系统性能验算一、系统压力损失计算一、系统压力损失计算其中其中二、系统效率计算二、系统效率计算液压系统的效率是系统输出功率与其输入功率之比液压系统的效率是系统输出功率与其输入功率之比第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第六节第六节 液压系统性能验算液压系统性能验算三、液压系统发热计算三、液压系统发热计算系统的总发热系统的总发热Q可按下式估算可按下式估算如能计算出液压系统的总效率，也可按下式估算系统如能计算出液压系统的总效率，也可按下式估算系统的总发热量的总发热量当只考虑油箱散热时，其散热量可按下式计算当只考虑

18、油箱散热时，其散热量可按下式计算第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第七节第七节 液压装置结构设计及编制技术文件液压装置结构设计及编制技术文件一、液压装置的结构设计一、液压装置的结构设计（一）液压装置的结构形式（一）液压装置的结构形式 可分为集中配置和分散配置两种形式。集中配置是将系统的可分为集中配置和分散配置两种形式。集中配置是将系统的动力源、控制及调节装置集中安装于主机外；分散配置是将系统动力源、控制及调节装置集中安装于主机外；分散配置是将系统的动力源、控制及调节装置按主机的布局分散安装。的动力源、控制及调节装置按主机的布局分散安装。（二）液压元件的配置形式（二）液压元件的配置形

19、式 可分为板式配置与集成式配置两种。板式配置是把标准元件可分为板式配置与集成式配置两种。板式配置是把标准元件与其底板用螺钉固定在平板上，集成式配置是借助某种专用或通与其底板用螺钉固定在平板上，集成式配置是借助某种专用或通用的辅助件，把元件组合在一起。用的辅助件，把元件组合在一起。（三）管路连接方式（三）管路连接方式 粘合式连接板、整体钻孔或铸造式连接板粘合式连接板、整体钻孔或铸造式连接板（四）液压装置结构设计的内容（四）液压装置结构设计的内容 液压装置的结构设计，是泛指液压系统中需自行设计的那些液压装置的结构设计，是泛指液压系统中需自行设计的那些零、部件的技术设计的统称。零、部件的技术设计的统称。第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算第七节第七节 液压装置结构设计及编制技术文件液压装置结构设计及编制技术文件二、绘制正式工作图和编制技术文件二、绘制正式工作图和编制技术文件 正式工作图一般包括正式的液压系统图，非标准液压正式工作图一般包括正式的液压系统图，非标准液压元件、辅件的零件图及其装配图和整个液压装置的装配元件、辅件的零件图及其装配图和整个液压装置的装配图。图。1.初拟液压系统图，绘制正式液压系统图初拟液压系统图，绘制正式液压系统图2.绘制液压装置装配图绘制液压装置装配图3.编制技术文件编制技术文件第七章第七章 液压系统设计计算液压系统设计计算