第9章液压系统的设计要点分析.ppt

2）系统发热验算 液压系统工作时有压力损失、容积损失和机械损失，这些损失所消耗的能量大部分转变为热量，使油温升高，系统泄露增大，影响系统正常工作。必须将温升控制在许可范围内。 6.液压系统的性能验算 例：设计一台卧式单面钻镗两用组合机床，其工作循环是“快进——工进——快退——原位停止”；工作时最大轴向力为30kN，运动部件重为19.6kN；快进、快退速度为6m/min，工进速度为0.02~0.12m/min；最大行程400mm，其中工进行程200mm；启动换向时间⊿t=0.2s；采用平导轨，其摩擦系数f=0.1。 9.2 液压系统设计实例 1、明确设计要求 1）负载分析 由工作负载Fw =30kN，重力负载FG=0，按启动换向时间和运动部件重量计算得到惯性负载Fa=1000N，摩擦阻力Ff=1960N。 取液压缸机械效率ηm =0.9，则液压缸工作阶段的负载值见表。 2）速度分析 由快进、快退速度为6m/min，工进速度范围为20~120mm/min，按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环图（略）。 2、工况分析 表：液压缸在各工作阶段的负载值 工作循环 计算公式 负载f（N） 启动加速 F=(Ff+Fa)/ ηm 3289 快 进 F= Ff/ ηm 2178 工 进 F=(Ff+ Fw)/ ηm 35511 快 退 F=Ff/ ηm 2178 2、工况分析 1）初选液压缸的工作压力 由最大负载值查表，取液压缸工作压力为4MPa。 2）计算液压缸结构参数 为使液压缸快进与快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的方式实现快进，设液压缸两有效面积为A1和A2，且A1=2 A2，即d=0.707D。为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔背压p2取0.6MPa，而液压缸快退时背压取0.5MPa。 由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程p1 A1= p2 A2+F，可得： 3、执行元件的参数确定 A1=F/（p1－0.5p2）=35511/（4×106－0.5×0.6×106） ≈96（cm2） 液压缸内径D就为：D= = =11.06（cm） 对D圆整，取D=110mm。由d=0.707D，经圆整得 d=80mm。计算出液压缸的有效工作面积A1=95cm2， A2=44.77 cm2。 工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量 qmin=0.05L/min 设计要求最低工进速度 vmin=20mm/min， 经验算可知满足要求。 3、执行元件的参数确定 3）计算液压缸在工作循环各阶段的压力、流量和功率值 差动时液压缸有杆腔压力大于无杆腔压力，取两腔间回路及阀上的压力损失为0.5MPa，则p2= p1+0.5（MPa）。计算结果见表。 3、执行元件的参数确定 工作循环 计算公式 负载 回油背压 进油压力 输入流量 输入功率 F（KN） p2（MPa） p1（MPa） Q1(10-3 m3/s) P（kW） 快 启动加速 p1=F+A2(p2－p1) 3289 1.10 － － A1 －A2 q1=(A1 －A2)v1 p2= p1+0.5 进 恒 速 P= p1 q1 2178 0.88 0.50 0.44 p1