第十章 液压系统的设计算第十章 液压系统的设计计算.docVIP

 PAGE 200 液压传动与控制 液压系统的设计计算  PAGE 201 10 液压系统的设计计算 本章主要讨论液压传动系统设计和计算的程序、内容和方法。在此讨论的是静态的、经验的设计方法，它可以提供一个能实现预期功能（即满足力和速度要求）的传动系统。而系统仅仅能实现所预期的功能是不够的，系统的动作质量及动作发生的时间历程也是很重要的，而且对于现代机械设备往往是更加重要的，这些问题需要用现代设计方法和手段进行系统的动态分析和设计。随着液压技术特别是计算机技术的迅速了展，液压系统的计算机辅助设计等已得到大力推广和应用。 液压传动系统的设计是整个机器设计的一部分，它与主机的设计是紧密相关的。当经过全面方案论证，确定一部机器，或机器的某一部分的传动方式采用液压传动后，则液压系统的设计计算步骤大致如下： 明确系统设计要求； 分析主机工况,确定液压系统的主要参数； 拟定液压系统原理图； 液压元件的计算与选择； 液压系统的性能验算； 进行结构设计,编写技术文件。 在以上的设计步骤中，前五项属于性能设计，它们互相影响，互相渗透，本章将扼要叙述这些内容；最后一项属于结构设计，进行时须先查明液压元件的结构和配置方式，仔细检阅有关产品样本、设计手册和 资料，本章不作介绍。 10.1 明确系统的设计要求 液压系统的设计必须能全面满足主机的各项功能和技术性能。因此，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： （1）主机的用途、类型、主要结构、总体布局以及对液压系统执行元件在位置布置和 空间尺寸上的限制。 （2）对液压系统动作和性能的要求：如主机的工作循环，液压执行元件的运动方式（往复直线运动或旋转运动或摆动），自动化程度，调速范围，运动平稳性和精度，负载状况及其工作范围。 （3）主机各液压执行元件的动作顺序或互锁要求。 （4）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。 （5）其它方面的要求，如液压装置在重量、外形尺寸、可靠性、经济性等方面的规定或限制。 10．2 分析工况 确定主要参数 在明确了液压系统的设计依据后，就可以对主机的工作过程进行分析，即负载分析和运动分析，确定负载和速度在整个工作循环中的变化规律，然后即可计算执行元件的主要结构参数，以及确定液压系统的主要参数工作压力vr54i9 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。 主机在不同的工作阶段，其执行机构所需要克服的负载一般由下列几项组成：工作负载（如切削力、注射力，重力等）、惯性负载和阻力负载（如摩擦阻力、密封阻力、背压阻力等）。这些负载的大小可按具体情况，根据有关手册、资料计算出来（其中密封阻力一般以执行机构的机械效率来估算反映）按其所经历的时间，将各执行元件在各阶段所需克服的负载用图10-1（a）所示的负载－位移（F-l）曲线表示，称为负载图 (a) 负载图 (b) 速度图 图10-1 液压系统执行元件的负载图和速度图 同样，执行机构有各个工作阶段的运动速度可以计算出来，用图10-1（b）所示的速度-位移（υ-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。 10.2.2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10-1），也可根据主机的类型来选取（见表10-2）；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A或液压马达的排量qM）有关。 表 10－1 按负载选择执行元件工作压力 负载F/N＜50005000-1000010000-2000020000-3000030000-50000＞50000工作压力p/MPa＜0.8-11.5-22.5-33-44-5＞5-7 表10－2 按主机类型选择执行元件工作压力 主机类型机床农业机械 小型工程机械 工程机械辅助机构液压机 中、大型挖掘机 重型机械 起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力p/MPa≤23-5≤88-1010－1620-32一般的做法是，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qM，经