摩擦阻力Fsf ，其值与密封装置的类型、 油液工作压力，特别是液压缸的制造质
量有关，计算比较繁琐，一般将它计入
液压缸的机械效率ηm中考虑，通常取ηm ＝0.90～0.97。
（2）液压缸运动循环各阶段的负载。
启动时 F(Ff Fg)/m
（8-6）
加速时 F (F m F f F gF b)/m （8-7）
③ 导向摩擦阻力Ff 对于平导轨
Ff (mgFN)
对于V形导轨
Ff
(mg FN ) sin( / 2)
（8-3） （8-4）
④ 重力负载Fg 当工作部件垂直或倾斜放 置时，自重也是一种负载；当工作部件水
平放置时，Fg=0。
⑤ 背压负载Fb 液压缸运动时还必须克服 回油路压力形成的背压阻力Fb，其值为
（3）液压驱动机构的运动形式及运动速 度。
（4）各动作机构的载荷大小及其性质。
（5）对液压系统性能（如工作平稳性、 转换精度等）、工作效率、自动化程度 等方面的要求。
（6）自动化程序及操作控制方式的要求。 （7）对防尘、防爆、防寒、噪声及安全可
靠性的要求。
（8）对效率及成本等方面的要求。
8.2 液压系统的工况分析和主要参数的确定
续表
应用场合 长行程、单向工作
往复摆动运动
齿轮、叶片马达
结构简单、体积小、惯性小
高速小转矩回转运动
轴向柱塞马达
运动平稳、转矩大、转速范围宽
大转矩回转运动
径向柱塞马达
结构复杂、转矩大、转速低
低速大转矩回转运动
2．负载分析
（1）液压缸的负载计算。
F F w F m F f F g F b F s f （8-1）
（1）液压泵和各种控制阀的规格是根据工 况图中的最大压力和最大流量选定的。
（2）液压系统中的基本回路及其油源形式 主要是根据工况图中不同阶段内的压力和 流量变化情况选择出来后，再通过分析比 较后确定的。
（3）将工况图所反映的情况与调研得来 的参考方案进行对比，可以对原来设计 参数的合理性作出鉴别、对各参数值进 行调整。例如，在工艺情况允许的条件 下，调整有关工作阶段的时间和速度， 以减少所需的功率；当功率分布很不均 匀时，适当修整参数，以避开或削减功 率“峰值”等。
（3）组成系统的元件要尽量少，并应尽 量采用标准元件，减少自行设计的专用 件。
（4）组成系统时还要考虑节省能源，提 高效率，减少发热，防止液压冲击。
恒速运动时
F ( F w F f F g F b)/m （8-8）
减速制动时
F ( F w F m F f F g F b )/m（8-9）
3．工作负载图
图8-1 某液压缸的速度图和负载图
8.2.2 液压系统主要参数的确定
1．系统工作压力的确定
表8-2 按负载选择系统工作压力
负载/kN 系统压力/MPa
8.1 液压系统的设计原则和依据
1．液压系统的设计原则
注意吸收国内外先进技术，力求设计出 重量轻、体积小、成本低、效率高、结构简 单、性能良好及操作方便的液压装置。
2．液压系统的设计依据
（1）主机的用途、性能、工艺流程、作 业环境及总体布局等。
（2）液压系统要完成哪些动作，动作顺 序及彼此间的联锁关系等。
第8章 液压系统设计
8.1
液压系统的设计原则和依据
8.2 液压系统的工况分析和主要参数的确定 8.3 液压系统原理图的拟定和方案论证
液压系统的设计步骤如下。
（1）明确设计原则和依据。 （2）进行工况分析，确定系统的主要参
数。
（3）进行系统方案论证，拟定液压系统 原理图。
（4）计算和选择液压元件。 （5）验算液压系统的主要性能。 （6）绘制工作图，编制技术文件。
＜5 ＜0.8～l
5～10 1.6～2
10～20 2.5～3
20～30 3～4
30～50 4～5
＞50 ＞5～7
表8-3 按主机类型选择系统工作压力
机床
设
备
组合机床
类
磨床
型
牛头刨床 插床
齿轮加工机床
车床 铣床 镗床
珩磨 机床
拉床 龙门刨床
农业机械 汽车工业 小型工程 机械及辅 助机械
工程机械 重型机械 锻压设备 液压支架
① 工作负载Fw 即Fw＝f（t），需根据具体情况分析
决定。
②
惯性负载Fm
Fm ma
m
v t
（8-2）
式中，m为运动部件总质量；a为加 速度；Δv为Δt时间内速度的变化量；Δt 为启动或制动时间，一般机械系统取0.1 ～0.5 s，行走机械系统取0.5～1.5 s，机 床运动系统取0.25～0.5 s，机床进给系统 取0.05～0.2s。工作部件较轻或运动速度 较低时取小值。
8.2.1 液压系统的工况分析
1．运动分析
表8-1 液压执行元件的类型
名称
特点
应用场合
Hale Waihona Puke 双杆活塞缸双向输出力、输出速度相同，杆受力状态相同
双向工作的往复运动
单杆活塞缸
双向输出力、输出速度不相同，杆受力状态不同。 差动连接时可实现快速运动
往复不对称直线运动
名称 柱塞缸 摆动缸
特点 结构简单 单叶片缸转角小于300°，双叶片缸转角小于150°
Fb pbA2
（8-5）
中低压系统或轻载节流调速系统取
0.2～0.5 MPa，回油路有调速阀或背压 阀的系统取0.5～1.5 Mpa，采用补油泵补 油的闭式系统取1.0～1.5 MPa，采用多 路阀的复杂中高压工程机械系统取1.2～ 3.0 MPa。
⑥液压缸自身的密封阻力Fsf 液压缸工 作时还必须克服其内部密封装置产生的
船用 系统
压力 /MPa
＜2.5
＜6.3
2.5～6.3
＜10
10～16
16～32
14～25
2．执行元件参数的确定
υ υ υ 3．执行元件流量的确定
q m a x A m a x /υ 或 q m a x M n m a x / （8-10）
qmin A υ min/υ
（8-11）
4．执行元件的工况图
图8-2 液压缸的工况图
8.3 液压系统原理图的拟定和方案论证
1．选择系统的类型
系统有开式系统和闭式系统两种类 型。
选择系统的类型主要取决于它的调 速方式和散热要求。
2．选择液压基本回路
选择基本回路时，首先要抓住各类 机器的液压系统的主要矛盾。
3．液压系统的合成
合成液压系统时应特别注意以下几 点。 （1）防止回路间可能存在的相互干扰。 （2）系统应力求简单，并将作用相同或 相近的回路合并，避免存在多余回路。 系统要安全可靠，要有安全、联锁等回 路，力求控制油路可靠。