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8.1 液压传动系统设计
3.拟定液压系统原理图 拟定液压系统原理图是整个设计工作中最主要的步骤.它对系
统的性能以及设计方案的经济性、合理性具有决定性的作用。 其一般方法是.根据动作和性能的要求先分别选择和拟定基本 回路.然后将各个回路组合成一个完整的系统。 选择液压回路是根据系统的设计要求和工况图从众多的成熟 方案中(参见本书第7章和有关的设计手册、资料)评比挑选 出来的。选择时.既要考虑调速、调压、换向、顺序动作、动 作互锁等要求.也要考虑节省能源、减少发热、减少冲击、保 证动作精度等问题。
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8.1 液压传动系统设计
液压泵的流量必须不小于几个同时工作的液压执行元件总流 量的最大值以及回路中泄漏量这两者之和。液压执行元件总 流量的最大值可以从工况图中找到(当系统中备有蓄能器时此 值应为一个工作循环中液压执行元件的平均流量);而回路中 的泄漏量则可按总流量最大值的10%~30%估算。
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8.1 液压传动系统设计
1.明确液压系统的设计要求 在开始设计液压系统时.首先要对机械设备主机的工作情况进
行详细的分析.明确主机对液压系统提出的要求.具体包括以 下几方面。 ①主机的用途、主要结构、总体布局;主机对液压系统执行元 件在位置布置和空间尺寸上的限制。 ②主机的工作循环.液压执行元件的运动方式(移动、转动或 摆动)及其工作范围。 ③液压执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围。
（8.2） 计算液压系统的回路压力损失时.不同的工作阶段要分开来计
算。
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8.1 液压传动系统设计
(2)发热温升验算 这项验算是用热平衡原理来对油液的温升值进行估计。单位
时间内进入液压系统的热量Q(以W计)是液压泵输入功率P1 和液压执行元件有效功率P0之差。假如这些热量全部由油箱 散发出去.不考虑系统其他部分的散热效能.则油液温升的估 算公式可以根据不同的条件分别从有关的手册中找出来。例 如.当油箱3个边的尺寸比例在1 :1 : 1~1: 2 : 3之间、油 面高度是油箱高度的80%且油箱通风情况良好时.油液温升 △T的计算式可以用单位时间内输入热量Q(W)和油箱有效 容积V2 (m3)近似地表示成
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8.1 液压传动系统设计
组合液压系统是把挑选出来的各种液压回路综合在一起.进行 归并整理.增添必要的元件或辅助油路.使之成为完整的系统。
4.液压元件的计算 液压泵的最大工作压力必须不小于液压执行元件最大工作压
力及进油路上总压力损失这两者之和。液压执行元件的最大 工作压力可以从工况图中找到;进油路上的总压力损失可以通 过估算求得.也可以按经验资料估计(见表8-3)。
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8.1 液压传动系统设计
阀类元件的规格按液压系统的最大压力和通过该阀的实际流 量从产品样本上选定。选择节流阀和调速阀时.还要考虑它的 最小稳定流量是否符合设计要求。各类阀都须选得使其实际 通过流量最多不超过其公称流量的120%.以免引起发热、 噪声和过大的压力损失。对于可靠性要求特别高的系统来说. 阀类元件的额定压力应高出其工作压力较多。
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8.1 液压传动系统设计
(2)确定主要参数 这里是指确定液压执行元件的工作压力和最大流量。 执行元件的工作压力.可以根据负载图中的最大负载来选取
(见表8-1).也可以根据主机的类型来选取(见表8-2);而最 大流量则由执行元件速度图中的最大速度计算出来。这两者 都与执行元件的结构参数(指液压缸的有效工作面积八或液压 马达的排量VM)有关。一般的做法是.先选定工作压力p.再按 最大负载和预估的执行元件机械效率求出A或VM.经过各种必 要的验算、修正和圆整后定下这些结构参数.最后再算出最大 流量qmax来。
方面的规定或限制。
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8.1 液压传动系统设计
2.分析系统工况及确定主要参数 (1)工况分析 工况分析就是分析主机在工作过程中各执行元件的运动速度
和负载的变化规律。对于动作较复杂的机械设备.根据工艺要 求.将各执行元件在各阶段所需克服的负载用图8-1(a)所示 的负载一位移(F-l)曲线表示.称为负载图。将各执行元件在 各阶段的速度用图8-1 (b)所示的速度一位移(v-l) 曲线表 示.称为速度图。设计简单的液压系统时.这两种图可省略不 画。
液压传动系统与气动系统设计
第8章 液压传动系统与气动系统设计
8.1 液压传动系统设计 8.2 气动程序控制系统设计
8.1 液压传动系统设计
液压传动系统设计主要包含液压传动系统的机械设计和电气 控制设计。
8.1.1 液压传动系统的机械部分设计
液压系统设计的步骤大体如下: ①明确设计要求; ②进行工况分析与初步确定系统的主要参数; ③拟定液压系统原理图; ④计算和选择液压元件; ⑤估算液压系统性能; ⑥绘制工作图和编写技术文件。
在参照产品样本选取液压泵时，泵的额定压力应选得比上述 最大工作压力高20%~60%.以便留有压力储备;额定流量 则只须选得能满足上述最大流量需要即可。
液压泵在额定压力和额定流量下工作时.其驱动电机的功率一 般可以直接从产品样本上查到电机功率也可以根据具体工况 计算出来.有关的算式和数据见液压工程手册。
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8.1 液压传动系统设计
④主机各液压执行元件的动作顺序或互锁要求。 ⑤对液压系统工作性能(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液压系统的工作环境和工作条件.如周围介质、环境温度、
湿度、尘埃情况、外界冲击振动等。 ⑦其他方面的要求.如液压装置在重量、外形尺寸、经济性等
油管规格的选定和油箱容量的估算见本书6. 1. 5小节。
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8.1 液压传动系统设计
5.液压系统的性能验算 液压系统性能验算的项目很多，常见的有回路压力损失验算
和发热温升验算。 (1) 回路压力损失验算 压力损失包括管道内的沿程损失和局部损失以及阀类元件处
的局部损失3项。管道内的这两种损失可用第2章中的有关公 式估算;阀类元件处的局部损失则须从产品样本中查出。当通 过阀类元件的实际流量q不是其公称流量qn时.它的实际压力 损失△p与其额定压力损失△pn间将呈如下的近似关系: