第二节第四节液压元件的计算与选择
一、液压泵
首先依据初选的系统压力选择液压泵的结构类型，一般P＜21MPa，选用齿轮泵和叶片泵；P＞21MPa，则选择柱塞泵。
然后确定液压泵的最大工作压力和流量。
液压泵的最大工作压力必须等于或超过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或表中找到；进油路上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10-3。
液压泵的流量必须等于或超过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或表中找到（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）；而回路中泄漏量则可按总流量最大值的10%-30%估算。
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；额定流量则只需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第三章相关部分或液压工程手册。
二、阀类元件
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。
各类液压阀都必须选得使其实际通过流量最多不超过其公称流量的120%，否则会引起发热、噪声和过大的压力损失，使阀的性能下降。
选用液压阀时还应考虑下列问题：阀的结构形式、特性、压力等级、连接方式、集成方式及操纵方式等。
对流量阀应考虑其最小稳定流量；对压力阀应考虑其调压范围；对换向阀应考虑其滑阀机能等。
1.流量阀的选择
选择节流阀和调速阀时还要考虑其最小稳定流量是否符合设计要求，一般中、低压流量阀的最小稳定流量为50ml/min~100ml/min；高压流量阀的最小稳定流量为min~20ml/min。
流量阀对流量进行控制，需要一定的压差，高精度流量阀进、出口约需1MPa的压差。
普通调速阀存在起始流量超调的问题，对要求高的系统可选用带手调补偿器初始开度的调速阀或带外控关闭功能的调速阀。
对于要求油温变化对外负载的运动速度影响小的系统，可选用温度补偿型调速阀。
2.溢流阀的选择
直动式溢流阀响应快，适合作制动阀及流量较小的安全阀，先导式溢流阀的启闭特性好，宜作调压阀，背压阀及流量较大的安全阀用。
先导式溢流阀有二级同心和三级同心之分，二级同心型的泄漏量小，常用于需保压的回路中。
先导式溢流阀的最低调定压力一般只能在~1Mpa范围内。
选择溢流阀时，应按液压泵的最大流量选取，并应注意其许用的最小稳定流量，一般来说，其最小稳定流量应是公称流量的15%以上。
3.单向阀及液控单向阀的选择
选择单向阀时，应注意其开启压力大小，开启压力小作单向阀，开启压力大作背压阀。
液控单向阀有内泄式和外泄式之分，外泄式的控制压力较低，工作可靠，但要多一根泄油油管。
液控单向阀还有带卸荷小阀芯和不带卸荷小阀芯之分，前者控制压力较低，常用于高压系统，有时还可作为液压机的卸压阀用。
4 换向阀的选择
按通流量选择结构型式，一般通流量在190L/min以上时，宜选用二通插装阀，70L/min 以下可选用电磁换向阀，否则需用电液换向阀。
按换向性能等选择电磁铁类型，由于直流电磁铁尤其是直流湿式电磁铁的寿命长，可靠性高，故应尽量选用直流湿式电磁换向阀。
按系统要求选择滑阀机能，详见第五章第四节有关内容。
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。
5 液压阀的配置形式
液压阀的配置形式有管式配置、板式配置和集成式配置，详见第五章第一节。
目前液压系统多采用集成式配置。
下面简要说明集成块的设计。
（1）（1）块体设计集成块的材料一般为铸铁或锻钢，低压固定设备可用铸铁，高压强振场合要用锻钢。
块体加工成正方体或长方体。
对于较简单的液压系统，其液压阀较少，可安装在同一个集成块上。
如果液压系统复杂，阀件较多，就要采取多个集成块叠积的形式。
相互叠积的集成块上下面一般为叠积接合面，钻有公共压力油孔P，公共回油孔T，泄油孔L和四个用于叠积的螺栓孔。
P孔：液压泵输出的压力油经调压后进入公共的压力油孔P，作为供给各单元回路压力油的公共油源。
T孔：各单元回路的回油均通到公共回油孔T，流回到油箱。
L孔：，各液压阀的泄漏油，统一通过公共泄漏油孔流回油箱。
集成块的其余四个表面，一般后面接通液压执行元件的油管，另三个面用以安装液压阀。
块体内部按系统图的要求，钻有沟通各阀的孔道。
（2）集成块结构尺寸的确定外形尺寸要满足阀件的安装，孔道布置及其它工艺要求。
为减少工艺孔，缩短孔道长度，阀的安装位置要仔细考虑，使相通油孔尽量在同一水平面或同一竖直面上。
对于复杂的液压系统，需要多个集成块叠积时，一定要保证三个公用油孔的坐标相同，使之叠积起来后形成三个主通道。
各油孔的内径要满足允许流速的要求，一般来说，与液压阀直接相通的孔径应等于所装液压阀的油孔通径。
油孔之间的壁厚不能太小，一方面防止使用过程中，由于油的压力而击穿，另一方面避免加工时，因油孔的偏斜而误通。
对于中、低压系统壁厚不得小于5mm，高压系统应更大些。
油管规格的确定和油箱容量的估算见本书的第六章。
二、元件的选择和计算
字体[大][中][小]夹带式提升机机尾拉紧装置的布置如图7-17所示。
1.拉紧力和拉紧行程的计算
取T最大＝，已知主带的机尾滚筒拉力S2＝，盖带机尾滚筒拉力Y2＝，则：
S′2＝S2/=
Y′2＝Y2/=1454N
图7-17 机尾拉紧装置的布置
F拉1＝Y2+Y′2＝
F拉2＝S2+S′2＝
取输送带全长L=40m，则拉紧行程L拉紧为：
L拉紧＝～L+
取，则：
L拉紧＝×40+=
2.液压缸的选择
按L拉紧及F拉最大查液压产品目录，决定采用DG-J63型液压缸，其大端活塞面积为，小端活塞面积为，机械效率η=，压力为：
P拉1＝F拉1×4/ηπ(D2-d2)=
P拉2＝F拉2×4/ηπ(D2-d2)=
设活塞杆运动速度为4m/min，则流量为：
Q=υA=min
3.泵和电动机的初选
粗估压损为：△p=，则泵的工作压力为：
p额1＝p拉1+△p=
p额2＝p拉2+△p=
p泵最大＝
泵流量的确定：
Q泵≥KQ=×=min
Q泵取为10L。
查《液压手册》，选择CB-C10C-FL型泵，其额定转速为1800r/min，额定压力为p= 。
该泵的驱动功率为，Q泵＝min。
选取电动机机械效率η=，则电动机的功率为：
选用Y100LI-4型电动机，功率为。
4.元件的初选
各阀通过实际量，按系统最高压力初步选取，如表7-10所示。
表7-10 元件初选表
序号元件名称实际液量/L规格
1滤油器10XLI-25×200B
2齿轮泵GB-G1016
3截止阀10Q43NS-40
4单向阀10I10-B
5电接触压力表KF-L81E
6截止阀1043NS-40
7节流阀1～3L10-B
8压力继电器PF-B8H
9安全阀10YF-L10H
10截止阀10Q43NS-40
11油缸DG-J63C
已知最大推力F=20kN，最大拉紧行程L=2m，参考液压元件产品目录，最后确定选用型号为DG-J100C型双作用单活塞杆油缸，其油缸直径为100mm，活塞大端面积为，小端面积为，活塞大端长2000mm。
当压力为时，F拉＝;当压力为时，F拉＝。
由此确定其额定压力为即可。
系统在F=20kN、机械效率η=时，运行压力为：
设定活塞杆运动速度为4m/min，则其油量为：
Q G＝vA=min
5.液压油的选择
经上述计算确定p最大＝，由液压元件产品查得选用22号汽轮机油(又名透平油)，其运动粘度v50＝(20～23)×10-6m2/s，取v50＝21×10-6m2/s，其密度为× 103kg/m3则其动力粘度为：
μ=ρv=×10-3×21=·s
6.泵的选择及计算
粗估压损△p=，其工作压力为：
p额1＝p1+△p=
p额启＝p启+△p=
所以油泵最大工作压力p max＝。
油泵泄漏系数K=～取K=，则泵流量为：
Q泵≥KQ=×=min
根据液压元件产品目录选择YB-A26B型单级叶片油泵，其额定转速n=1800r/min，额定流量Q=min，驱动功率为，额定压力为。
7.电动机的选择
取电动机的机械效率为，则电动机的工作功率为：
依目录决定选用Y110M-4型电动机，其功率为4kW。
8.元件的选择
各阀依据通过实际流量及系统最高压力选择，如表7-11所示。
表7-11 元件汇总表
序号元件名称实际流量/L运用规格
1滤油器25CS66-11
2齿轮泵CB-C25C-FL
3截止阀25Q73SA
4单向阀25DIF-L10H
5压力表KF-L81E
6截止阀25Q73SA
7节流阀1～3LB10C
8压力继电器PF-L8C
9安全阀25YF-B10C
10截止阀25Q73-SA
11油缸DG-J100C。