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第9章 液压系统的设计计算
9.1.5 液压系统的性能验算
1. 液压系统压力损失的验算 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的 局部损失三项。管道内的压力损失可通过公式计算，阀类的压力 损失可从产品样本中查。 当通过阀类元件的实际流量q不是其公称流量 q 时， n
q 2 p p n ( ) qn
2.阀类元件的选择
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第9章 液压系统的设计计算
表9-3 进油路压力损失经验值 系统结构情况 一般节流调速及管路简单的系统 进油路有调速阀及管路复杂的系统 总压力损失 p (MPa）
0.2~0.5 0.5~1.5
3. 液压阀配置形式的选择
阀类元件在液压站上的配置形式主要有三种： （1）叠加阀式 （2）油路板式 （3）集成块式
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第9章 液压系统的设计计算
2. 确定主要参数
执行元件的工作压力，可以根据负载图中的最大负载来选择 （见表9-1），也可以根据主机类型来选择（见表9-2）；而最大 流量则由执行元件速度图中的最大速度计算出来。一般的做法 是，先选定工作压力p，再按最大负载和预估的机械效率求出A 或 VM ，并进行验算、修正和圆整最后再算出最大流量。
1-启动加速 2- 快进 3- 工进 4- 制动
图9-3 执行元件的工况图
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第9章 液压系统的设计计算
9.1.3 拟定液压系统图
1.液压系统类型的分析与选择
2.液压回路的分析与选择
3.液压系统图的拟定
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第9章 液压系统的设计计算
9.1.4 液压元件计算与选择
1.液压泵的选择
根据液压泵最大工作压力和最大供油流量，从产品样本中选取合适的 型号和规格。为了工作安全可靠，通常泵的额定压力应选得比上述最大 工作压力高20%~60%，额定流量则只须选得能满足上需要即可。其驱动 电机的功率一般可以直接从产品样本上查到。
表9-1 按负载选择执行元件工作压力
负载F （N） <5000 5000~100 10000~200 20000~300 30000~500 >50000 00 00 00 00 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 5~7
工作压力 <0.8~1 p（MPa）
表9-2 主机类型 磨 床
按主机类型选择执行元件工作压力
a) 负载图
b) 速度图
图9-2 液压系统执行元件的负载图和速度图
1- 启动加速 2- 快进 3- 工进 4- 制动 5- 摩擦力 6- 切削力 7- 密封及背压阻力 8- 惯性力
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第9章 液压系统的设计计算
2）运动参数分析 其在各阶段的速度用9-2b所示的速度-位移（v-l）曲线表 示，称为速度图。 液压缸驱动执行机构进行直线往复运动时，所受到的外负载为:
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（9-4）
第9章 液压系统的设计计算
2. 液压系统发热温升验算
利用热平衡原理，例如，当油箱三个边的尺寸比例在1:1:1到 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， 有：
T
Q
3
V
2
102 ( o C)
（9-5）
当验算出来的油液温升值超过允许数值时，系统中必须考虑 设置适当的冷却器。 油箱中油液的允许的温升随主机而异。
在本步骤的验算中，必须使执行元件的最低工作速度
vmin或 min (min 2 nmin / 60) 符合下述要求：
液压缸
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q min vmin A
液压马达
qmin min VM
第9章 液压系统的设计计算
这些执行元件的结构参数最后还必须圆整成标准值（见国 标GB2347-80和GB/T2348-93）。
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1．主机的用途、总体布局、对液压装置的位置和空间尺寸的限制。
第9章 液压系统的设计计算
9.1.2 分析系统工况，确定主要参数 1. 工况分析
包括动力参数分析和运动参数分析两个部分。
1）动力参数分析
将各执行元件在各阶段所需克服的负载用图9-2a所示的负
载-位移（F-l）曲线表示，称为负载图。
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第9章 液压系统的设计计算
液压与气压传动
第9章 液压系统的设计
福州大学机械工程及自动化学院
第9章 液压系统的设计计算
章节目录
9.1 液压传动的设计步骤 9.2 液压传动的系统的设计步骤
9.1.1明确系统的设计要求 9.1.2分析系统工况，确定主要参数 9.1.3拟定液压系统图 9.1.4液压元件计算与选择 9.1.5液压系统的性能验算 9.1.6绘制工作图、编制技术文件
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第9章 液压系统的设计计算
9.1 液压传动的设计步骤
设计液压系统时应首先明确主机对液压系统在动作、性能、工作环境等 方面的要求，液压系统设计步骤大体上可按图9-1所示的内容和流程进行。
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图9-1 液压传动系统的一般设计流程
第9章 液压系统的设计计算
9.1.1 明确系统的设计要求
设计液压系统时，首先要对液压主机的工况进行分析，具体包 括： 2．主机的工作循环，液压系统应完成的动作，动作顺序或互锁要 求，以及自动化程度的要求。 3．液压执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围，运动平 稳性、定位精度及转换精度等的要求。 4．液压系统的工作环境和工作条件。 5．工作效率、安全性、可靠性以及经济性等的要求。
机床
组合 机床
3~5
龙门 刨床
≤8
农业机械、 液压机、大型 拉床 小型工程机械、 挖掘机、重型 工程机械辅助机构 机械、起重运
输机械
工作压力 ≤2 p（MPa）
11
8~10
10~16
20~32
第9章 液压系统的设计计算
3. 绘制液压执行元件工况图
在执行元件结构参数确定之后，根据设计任务要求，算出工 作循环各阶段中的实际工作压力、流量和功率。这时就可绘制出 工况图 ，如图9-3所示。
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第9章 液压系统的设计计算
9.1.6 绘制工作图、编制技术文件
工作图一般包括液压系统图、液压系统装配图，液压缸等 非标准元件装配图及零件图。 液压系统图应附有液压元件明细表。 液压系统装配图是液压系统的安装施工图。 编制技术文件一般包括设计计算说明书、液压系统使用及维修 技术说明书，零部件目录表、标准件、通用件及外购件汇总表
F FL F f Fa
（1）工作负载 FL
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(9-1)
第9章 液压系统的设计计算
（2）摩擦阻力负载 F
f
F f f FN
（3）惯性负载 Fa
（9-2）
G v Fa ma g t
(9-3)
除以上的负载力外，液压缸的受力还有粘性阻力、密封阻力 和背压阻力等。液压马达的负载力矩的计算方法与液压缸相似。