东北大学《液压及气压传动》第八章

1、 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算8.1 8.2 8.3 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算 学习典型液气压系统设计实例；学习典型液气压系统设计实例；掌握液气压系统设计的一般步骤、注意事项、设计计掌握液气压系统设计的一般步骤、注意事项、设计计算方法；算方法； 掌握液压系统设计的一般步骤、设计计算方法；掌握液压系统设计的一般步骤、设计计算方法； 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算第一节概述 系统设计指传动系统的设计系统设计指传动系统的设计 系统的设计首先要满足主机的功能和性系统的设计首先要满足主机的功能和性能要求能要求 还必须符合一般要求还必须符合一般要求:重量轻、体积小、重

2、量轻、体积小、成本低、效率高、结构简单、使用维护成本低、效率高、结构简单、使用维护方便及工作可靠等。方便及工作可靠等。 第八章系统设计与计算 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算第二节液压系统设计与计算 一、液压系统使用要求和负载特性分析一、液压系统使用要求和负载特性分析 （一）液压系统使用要求（一）液压系统使用要求 1、主机概况、主机概况 1）用途、总体布局、主要结构、技术参数与性）用途、总体布局、主要结构、技术参数与性能要求能要求 2）对执行元件位置、尺寸的限制）对执行元件位置、尺寸的限制 3）工艺流程、作业环境与条件）工艺流程、作业环境与条件 2、液压系统的任务与要求、液压系统的任务

3、与要求 1）应完成的动作）应完成的动作 2）负载、运动速度）负载、运动速度 3）动作顺序及要求）动作顺序及要求 4）对液压系统工作性能的要求）对液压系统工作性能的要求 5）对液压系统工作方式及控制的要求）对液压系统工作方式及控制的要求 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算 3、液压系统的工作条件和环境条件、液压系统的工作条件和环境条件 1）周围介质、环境温度、湿度大小、沙）周围介质、环境温度、湿度大小、沙尘、外界冲击振动等尘、外界冲击振动等 2）防火与防爆要求、尺寸与质量的限制）防火与防爆要求、尺寸与质量的限制 4、经济与成本等要求、经济与成本等要求 （二）负载特性分析（二）负载特性分析

4、负载特性分析包括动力参数分析和运动负载特性分析包括动力参数分析和运动参数分析两部分。参数分析两部分。 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算二、液压系统方案设计二、液压系统方案设计 (一一)执行元件形式的执行元件形式的分析与选择分析与选择 根据主机运动种类和性质来定根据主机运动种类和性质来定( (二）油路循环方式的分析与选择二）油路循环方式的分析与选择 液压系统的调速方式和散热条件液压系统的调速方式和散热条件( (三三) )开式系统油路组合方式的分析与选择开式系统油路组合方式的分析与选择（1 1）串联）串联 除第一个液压执行元件的进油口和最后一个执行除第一个液压执行元件的进油口和最后一个执行

5、元件的回油口分别与液压泵和油箱连接外，其余液压执元件的回油口分别与液压泵和油箱连接外，其余液压执行元件的进、出口依次相连。行元件的进、出口依次相连。 （2）并联）并联 液压泵与所有液压执行元件的进油口相连，而其回液压泵与所有液压执行元件的进油口相连，而其回油口都接油箱油口都接油箱. 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算（3） 独联独联 指一个液压泵在任何时候都只向多路阀指一个液压泵在任何时候都只向多路阀控制的一个液压执行元件供油控制的一个液压执行元件供油. . （4）并联一独联）并联一独联 并联和独联复合连接时，由多路阀并联和独联复合连接时，由多路阀A控制控制的几个液压执行元件是并联连接的

6、；由多路的几个液压执行元件是并联连接的；由多路阀阀B控制的几个液压执行元件也是并联连接的。控制的几个液压执行元件也是并联连接的。而多路阀而多路阀A、B分别控制的液压执行元件间则分别控制的液压执行元件间则是相独联的是相独联的 .（5）串联一独联）串联一独联 串联和独联复合连接时，由多路阀串联和独联复合连接时，由多路阀A控制控制的几个液压执行元件是串联的；由多路阀的几个液压执行元件是串联的；由多路阀B控控制的几个液压执行元件也是串联的。而阀制的几个液压执行元件也是串联的。而阀A、B分别控制的液压执行元件间则是独联的分别控制的液压执行元件间则是独联的 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算(四四)

7、油源类型的分析与选择油源类型的分析与选择(五五)调速方案的分析与选择调速方案的分析与选择 (六六)液压基本回路的分析与选择液压基本回路的分析与选择 (1)选择系统一般都必须设置的基本回路选择系统一般都必须设置的基本回路 （2）根据系统负载性质选择基本回路）根据系统负载性质选择基本回路 （3）根据系统特殊要求选择基本回路）根据系统特殊要求选择基本回路 三、液压系统原理图的拟定三、液压系统原理图的拟定 四、液压系统参数设计四、液压系统参数设计 指确定液压执行元件的工作压力和最大流量指确定液压执行元件的工作压力和最大流量 (一一)工作压力的确定工作压力的确定:1.根据负载图中的最大负载；根据负载图中

8、的最大负载；栽荷栽荷/kN551010202030305050工作压力工作压力/MPa0.811.522.533445572.根据主机的类型根据主机的类型. 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算minminminminnVqvAqM液压马达液压缸(二二)最大流量的确定最大流量的确定:根据液压执行元件速度图中的最大速度计算。根据液压执行元件速度图中的最大速度计算。 通常先选定液压执行元件的类型及其工作压力，再按通常先选定液压执行元件的类型及其工作压力，再按最大负载和预估的液压执行元件的机械效率求出最大负载和预估的液压执行元件的机械效率求出A或或VM，并通过各种必要的验算、修正和圆整成标准值后

9、定下这些并通过各种必要的验算、修正和圆整成标准值后定下这些结构参数，最后再算出最大流量结构参数，最后再算出最大流量qmax 有些主机（例如机床）的液压系统对液压执行元件的最有些主机（例如机床）的液压系统对液压执行元件的最低稳定速度有较高的要求，这时所确定的液压执行元件的结低稳定速度有较高的要求，这时所确定的液压执行元件的结构参数构参数A或或V。还必须符合下述条件：。还必须符合下述条件： 式中，式中，qmin为节流阀或为节流阀或调速阀、变量泵的最小稳调速阀、变量泵的最小稳定流量定流量 . 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算(三三)工况图工况图 工况图显示液压系统在实现整个工作循环时实际工作

10、压工况图显示液压系统在实现整个工作循环时实际工作压力、流量和功率的变化情况。力、流量和功率的变化情况。 工况图是选择系统中其它液压元件和液压基本回路的工况图是选择系统中其它液压元件和液压基本回路的依据，也是拟订液压系统方案的依据依据，也是拟订液压系统方案的依据 五、液压执行元件的设计计算与选用五、液压执行元件的设计计算与选用 （一）液压缸的设计计算（一）液压缸的设计计算 （二）液压马达的计算与选择（二）液压马达的计算与选择 mppTV21/2式中式中T液压马达外负载转矩；液压马达外负载转矩； P1液压马达最高工作压力；液压马达最高工作压力； P2液压马达的背压，由表液压马达的背压，由表83查得

11、查得排量排量液压马达最大理论流量液压马达最大理论流量 qmaxVnmax 式中式中V液压马达排量；液压马达排量； nmax液压马达的最高转速。液压马达的最高转速。 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算六、液压能源装置设计六、液压能源装置设计 （一）液压泵站的类型及其组件的选择（一）液压泵站的类型及其组件的选择 1液压泵站类型的选择液压泵站类型的选择 液压泵站的类型液压泵站的类型 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算上置式液压泵站上置式液压泵站a a）立式液压泵站）立式液压泵站1-1-电动机电动机2-2-联轴器联轴器3-3-油箱油箱4-4-液压泵液压泵b b）卧式液压泵站）卧式液压泵站1

12、-1-油箱油箱2-2-电动机电动机3-3-液压泵液压泵 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算整体式液压泵站整体式液压泵站a a）旁置式）旁置式 b b）下置式）下置式1-1-油箱油箱 2-2-电动机电动机 3-3-液压泵液压泵 4-4-过滤器过滤器 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算 2液压泵站组件的选择液压泵站组件的选择一般由一般由、和和等组成。应根据系统的实际需要，经深入分等组成。应根据系统的实际需要，经深入分析计算后加以选择、组合。析计算后加以选择、组合。由由、及及等组等组成，成，。由由、等组成，等组成，用以用以，。是是，可根据系统介质，可根据系统介质清洁度的不同要求，设置不同

13、等级的粗过滤器、精过滤器。清洁度的不同要求，设置不同等级的粗过滤器、精过滤器。通常由通常由、等部件组成。它等部件组成。它可用于可用于，故应按系统的，故应按系统的需求而设置，并计算其合理的容量（见第二章第四节），然后选需求而设置，并计算其合理的容量（见第二章第四节），然后选用之。用之。 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算（二）液压泵的计算与选择（二）液压泵的计算与选择 1 1确定液压泵的最大工作压力确定液压泵的最大工作压力 pppp式中式中 p液压执行元件工作腔的最大工作压力；液压执行元件工作腔的最大工作压力； p从液压泵出口到液压执行元件人口处的总管路损失从液压泵出口到液压执行元件人口处

14、的总管路损失 vppppp进油路上管路的总沿程损失；进油路上管路的总沿程损失； p进油路上管路的总局部损失；进油路上管路的总局部损失； pv进油路上阀的总压力损失。进油路上阀的总压力损失。 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算2确定液压泵的流量确定液压泵的流量 单个液压泵和单个液压执行元件的系统单个液压泵和单个液压执行元件的系统 maxqKqLp式中式中qp液压泵的流量；液压泵的流量； KL考虑系统泄漏和溢流阀保持最小溢流量的系数，考虑系统泄漏和溢流阀保持最小溢流量的系数， 通常取通常取1l13； qmax液压执行元件所需最大流量；液压执行元件所需最大流量； 单个液压泵和多个液压执行元件的

15、系统单个液压泵和多个液压执行元件的系统maxiLpqKq(qi)max多个液压执行元件同时工作时所需的最大流量。多个液压执行元件同时工作时所需的最大流量。 差动回路系统差动回路系统 maxvAKqdLpAd液压缸活塞杆面积液压缸活塞杆面积 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算采用蓄能器作辅助能源的系统采用蓄能器作辅助能源的系统niiLpTVKq1Vi每个液压执行元件在一个工作周期中总耗液量；每个液压执行元件在一个工作周期中总耗液量； T系统工作周期；系统工作周期； n液压执行元件数量。液压执行元件数量。 根据液压泵的最大工作压力选择液压泵的类型根据液压泵的最大工作压力选择液压泵的类型，根根

16、据液压泵的流量确定液压泵的规格。据液压泵的流量确定液压泵的规格。在参照产品样本或在参照产品样本或技术手册选取液压泵时，技术手册选取液压泵时，泵的额定压力泵的额定压力应选得比上述最应选得比上述最大工作压力大工作压力高高2060，额定流量只须选得满足上述额定流量只须选得满足上述最大流量。最大流量。 3确定液压泵驱动电动机的功率确定液压泵驱动电动机的功率 ppppqpp当液压执行元件的工况图曲线比较平稳时当液压执行元件的工况图曲线比较平稳时 pp液压泵的进、出口压力之差，液压泵的进、出口压力之差， qp液压泵的实际流量；液压泵的实际流量； p液压泵的总效率。液压泵的总效率。 第八章系统设计与计算第八

17、章系统设计与计算当液压执行元件的工况图曲线变化较大时当液压执行元件的工况图曲线变化较大时 niiniiipttPP112式中式中Pi整个工作周期中第整个工作周期中第i动作阶段内所需的功率；动作阶段内所需的功率； ti整个工作周期中第整个工作周期中第i动作所需的时间；动作所需的时间； n整个工作周期中需用功率的阶段数。整个工作周期中需用功率的阶段数。一般电动机允许的短期超载量为一般电动机允许的短期超载量为25 限压式变量叶片泵驱动电动机的功率限压式变量叶片泵驱动电动机的功率P可按液压泵的可按液压泵的流量一压力特性曲线拐点处的流量流量一压力特性曲线拐点处的流量qc和压力和压力pc计算。，可计算。，

18、可以以qc=qn和和Pc=0.8Pp代入下式代入下式:ppppqpp 其中其中qn和和Pp分别为变量泵的额定分别为变量泵的额定流量和最大工作压力。流量和最大工作压力。 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算（三）油箱的设计与计算（三）油箱的设计与计算 1油箱容积的计算油箱容积的计算Vqp式中式中 qp液压泵的额定流量，单位为液压泵的额定流量，单位为 Lmin；与压力有关的经验数据；低压系统与压力有关的经验数据；低压系统= 24，中压系统，中压系统=57，高压系统，高压系统=1012。 油箱的容量，即油面高度为油箱高度油箱的容量，即油面高度为油箱高度80时的时的油箱有效容积油箱有效容积 系统需

19、要高峰流量时，油箱中液面正好下降到最低系统需要高峰流量时，油箱中液面正好下降到最低点，此时液面还应高于泵的吸油口点，此时液面还应高于泵的吸油口 75mm或或1.5倍管径，倍管径，二者之中取大值。液压系统处于最大回油工况时，油箱二者之中取大值。液压系统处于最大回油工况时，油箱液面处于最高位，此时油箱中还应有液面处于最高位，此时油箱中还应有10的储备容量。的储备容量。2油箱设计注意事项油箱设计注意事项 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算（四）过滤器的选择（四）过滤器的选择 选择过滤器时，主要考虑过滤器的通流能力、过滤精选择过滤器时，主要考虑过滤器的通流能力、过滤精度和承压能力。度和承压能力。

20、 （五）液压辅件的计算与选用（五）液压辅件的计算与选用 1.热交换器的计算与选用热交换器的计算与选用 2管件的计算与选用管件的计算与选用 七、液压控制元件选用与设计七、液压控制元件选用与设计 （一）溢流阀的选择（一）溢流阀的选择 （二）流量阀的选择（二）流量阀的选择 （三）换向阀的选择（三）换向阀的选择 （四）单向阀及液控单向阀的选择（四）单向阀及液控单向阀的选择八、液压系统密封装置选用与设计八、液压系统密封装置选用与设计 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算九、液压系统性能估算九、液压系统性能估算 估算内容包括：系统压力损失、系统效率、系统发估算内容包括：系统压力损失、系统效率、系统发热

21、与温升、液压冲击等热与温升、液压冲击等 （一）系统压力损失验算（一）系统压力损失验算液压系统总的压力损失液压系统总的压力损失: 1221AAppp p1系统进油路的总压力损失系统进油路的总压力损失 Vpppp111121nnVqqpppn阀的额定压力损失，阀的额定压力损失， qn阀的额定流量；阀的额定流量； q通过阀的实际流量通过阀的实际流量 A1液压缸进油腔有效工液压缸进油腔有效工作面积；作面积； A2液压缸回液压缸回油腔有效工作面积。油腔有效工作面积。 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算系统回油路的总压力损失系统回油路的总压力损失 Vpppp2222系统的调整压力系统的调整压力 pp

22、pT1 p1液压缸工作腔压力液压缸工作腔压力 （二）系统总效率估算（二）系统总效率估算 液压系统的总效率液压系统的总效率等于等于液压泵效率、回路效率及液液压泵效率、回路效率及液压执行元件效率的乘积压执行元件效率的乘积. （三）系统发热与温升估算（三）系统发热与温升估算 1系统的发热功率计算方法之一系统的发热功率计算方法之一 1）液压泵的功率损失）液压泵的功率损失 2)液压执行元件的输人功率液压执行元件的输人功率 3）溢流阀的功率损失）溢流阀的功率损失 4）系统的总发热功率）系统的总发热功率 ymppppp 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算2系统的发热功率计算方法之二系统的发热功率计算方

23、法之二 )1 ()1 (pmeppepPPPPPP或 Pp液压泵的输人功率；液压泵的输人功率； Pe液压执行元件的有效功率；液压执行元件的有效功率； p液压泵的效率；液压泵的效率； c液压回路的效率；液压回路的效率； m一液压执行元件的效率；一液压执行元件的效率； 液压系统的总效率。液压系统的总效率。 3系统的散热功率系统的散热功率 321010)(ttKAP式中式中P0系统的散热功率系统的散热功率, 单位为单位为kW K油箱散热系数，单位为油箱散热系数，单位为W（m2），）， A油箱散热面积，单位为油箱散热面积，单位为 m2； t1系统中工作介质的温度，单位为系统中工作介质的温度，单位为；

24、t2环境温度，单位为环境温度，单位为。 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算 4系统的温升系统的温升 21310tttKAPt 5散热面积计算散热面积计算 310tKPA 当油箱三个边的尺寸比例在当油箱三个边的尺寸比例在1：1：1到到1：2：3之间、之间、液面高度为油箱高度的液面高度为油箱高度的80、且油箱通风情况良好时，油、且油箱通风情况良好时，油箱散热面积箱散热面积 A可用下式估算可用下式估算:325 . 6VA V油箱有效容积，单位为油箱有效容积，单位为m 3冷却器的散热面积冷却器的散热面积:3010mcctKPPA 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算第三节第三节 液压系统设计

25、计算举例液压系统设计计算举例 为卧式单面多轴钻孔组合机床，设计出为卧式单面多轴钻孔组合机床，设计出驱动驱动动力滑台的液压系统。动力滑台的液压系统。 设计要求滑台实现设计要求滑台实现“快进一工进一快退一停快进一工进一快退一停止止”的工作循环。已知：机床上有主轴的工作循环。已知：机床上有主轴 16个，个，加工加工13.9mm的孔的孔14个，个，8.5mm的孔的孔2个。刀个。刀具材料为高速钢，工件材料为铸铁，硬度为具材料为高速钢，工件材料为铸铁，硬度为240HBS；机床工作部件总质量；机床工作部件总质量 m=1000kg；快；快进、快退进、快退 速度速度v1、v3均为均为 55mmin，快进行，快进

26、行程长度程长度l1= 100mm，工进行程长度，工进行程长度l2=50mm，往，往复运动的加速、减速时间不希望超过复运动的加速、减速时间不希望超过 0157s；动力滑台采用平导轨，其静摩擦因数动力滑台采用平导轨，其静摩擦因数fs=02，动摩擦因数动摩擦因数fd=0l；液压系统中的执行元件使；液压系统中的执行元件使用液压缸。用液压缸。 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算一、分析负载一、分析负载 （一）外负载（一）外负载 高速钢钻头钻铸铁孔时的轴向切削力高速钢钻头钻铸铁孔时的轴向切削力F 6 . 08 . 05 .25HBSDsFt D钻头直径，单位为钻头直径，单位为 mm； s每转进给量，

27、单位为每转进给量，单位为 mmr； HBS铸件硬度，铸件硬度，HBS240。 查查“组合机床设计手册组合机床设计手册” 13.9mm的孔：的孔：n1= 360rmin，s1= 0147mmr ； 8.5mm的孔：的孔：n2=550rmin，s2=0096mmr。 NFt30468240096. 05 . 85 .252240147. 09 .135 .25146 . 08 . 06 . 08 . 0 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算（二）惯性负载（二）惯性负载 NNtvmFm583157. 0605 . 51000（三）阻力负载（三）阻力负载 机床工作部件对动力滑台导轨的法向力机床工作

28、部件对动力滑台导轨的法向力Fn=mg=9810N静摩擦阻力静摩擦阻力 动摩擦阻力动摩擦阻力 NNFfFNNFfFndfdnsfs98198101 . 0196298102 . 0 液压缸在各工作阶段的负载液压缸在各工作阶段的负载F （单位：（单位：N N）工况工况负载组成负载组成负载值负载值F工况工况负载组成负载组成负载值负载值F启动启动F=Fnfs1962工进工进F=Fnfd+Fg31449加速加速F=Fnfd+mv/t1564快退快退F=Fnfd981快进快进F=Fnfd981 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算绘制负载图绘制负载图,速度图速度图 组合机床液压缸负载图和速度图组合机床

29、液压缸负载图和速度图a a）负载图）负载图 b b）速度图）速度图由于是由于是v1=v3=5.5m/min、l1=100mm、l2=50mm、快退行程、快退行程l3=l1+l2=150mm，工进速度，工进速度v2=n1s1=n2s253mm/min，由此可绘，由此可绘出出如如所示。所示。 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算二、确定执行元件主要参数二、确定执行元件主要参数 液压缸选用单活塞杆式的，在快进时作差动连接。液压缸选用单活塞杆式的，在快进时作差动连接。这时液压缸无杆腔的工作面积这时液压缸无杆腔的工作面积A1应为有杆腔工作面积应为有杆腔工作面积A2的两倍，即的两倍，即=A1A2，而活

30、塞杆直径，而活塞杆直径 d与缸筒直径与缸筒直径 D的的关系为关系为d=0707D。钻孔加工时钻孔加工时 ，按表按表83取背压取背压 p2=06MPa ，快进时快进时 ，背压按，背压按03MPa，快退时快退时 ，背压取，背压取p2=06MPa 由工进时的负载值按表由工进时的负载值按表8-9中的公式计算液压缸面积中的公式计算液压缸面积 ： mDdmADmAAAmmppFAm075. 0707. 0106. 041054.8821027.44106 . 02496. 0314491242212426212查表查表8-7，8-8。最大负载为。最大负载为32000N时，工作压力取时，工作压力取p1=4圆

31、整后圆整后D=0.11m,d=0.08m则则A1= 95.0310-4m2，A2= 44.7710-4m2 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算 根据上述根据上述D和和d的值，可估算出液压缸在各个工作阶段的值，可估算出液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率，并据此绘出工况图中的压力、流量和功率，并据此绘出工况图 液压缸工况图液压缸工况图 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算三、确定液压系统方案和拟定液压系统原理图三、确定液压系统方案和拟定液压系统原理图 （一）确定液压系统方案（一）确定液压系统方案 根据表根据表85、表、表86该液压系统以采用节流调速方式该液压系统以采用节流调速方式和

32、开式循环为宜。和开式循环为宜。 采用进油路节流调速回路，为解决孔钻通时滑台采用进油路节流调速回路，为解决孔钻通时滑台突然前冲的问题，回油路上要设置背压阀。突然前冲的问题，回油路上要设置背压阀。 快进加快退所需的时间快进加快退所需的时间t1和工进所需的时间和工进所需的时间t2分别为分别为 ssvltssvlvlt6 .561000053. 0506073. 210005 . 51506010005 . 51006022233111采用大、小两个液压泵自动采用大、小两个液压泵自动两级并联供油两级并联供油 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算（二）选择基本回路（二）选择基本回路 应包括快速运动、

33、换向、速度换接以及调压、卸荷等回路。应包括快速运动、换向、速度换接以及调压、卸荷等回路。 1选择快速运动和换向回路选择快速运动和换向回路 2选择速度换接回路选择速度换接回路 3选择调压和卸荷回路选择调压和卸荷回路 油源及液压回路的选择油源及液压回路的选择a a）液压源）液压源 b b）换向回路）换向回路 c)c)速度换接回路速度换接回路 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算（三）将液压回路综合成液压系统（三）将液压回路综合成液压系统 液压回路的综合和整理液压回路的综合和整理1-1-双联叶片泵双联叶片泵 1A-1A-小流量液压泵小流量液压泵1B-1B-大流量液压泵大流量液压泵 2-2-三位五

34、通电液阀三位五通电液阀 3-3-行程阀行程阀 4-4-调速阀调速阀 5-5-单向阀单向阀 6-6-液压缸液压缸 7-7-卸荷阀卸荷阀8-8-背压阀背压阀 9-9-溢流阀溢流阀 10-10-单向阀单向阀 11-11-过过滤器滤器 12-12-压力表接点压力表接点aa单向阀单向阀 bb顺序阀顺序阀 cc单向阀单向阀 dd压力继电器压力继电器 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算 整理后的液压系统原理图整理后的液压系统原理图1-1-双联叶片液压泵双联叶片液压泵 2-2-三位五通电液阀三位五通电液阀3-3-行程阀行程阀 4-4-调速阀调速阀 5-5-单向阀单向阀6-6-单向阀单向阀 7-7-顺序阀

35、顺序阀 8-8-背压阀背压阀9-9-溢流阀溢流阀 10-10-单向阀单向阀 11-11-过滤器过滤器 12-12-压力表接点压力表接点 13-13-单向阀单向阀14-14-压力继电器压力继电器 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算四、选择液压元件四、选择液压元件 （一（一)液压泵液压泵 小流量液压泵的最大工作压力小流量液压泵的最大工作压力 pp1（3.730.80.5）MPa5.03MPa 大流量液压泵的最高工作压力为大流量液压泵的最高工作压力为 pp2=（1.50.5）MPa2MPa 两个液压泵的实际流量应为两个液压泵的实际流量应为 qp1.052764Lmin29.02Lmin 溢流阀

36、的最小稳定溢流量为溢流阀的最小稳定溢流量为3Lmin，而工进时输人，而工进时输人液压缸的流量为液压缸的流量为0.5Lmin，小液压泵的流量规格最少应小液压泵的流量规格最少应为为3.5Lmin 选选PV2R12626型双联叶片液压泵，小液压泵和大型双联叶片液压泵，小液压泵和大液压泵的排量分别为液压泵的排量分别为6mL/r和和26mL/r，当泵转速，当泵转速np=940rmin时时,泵理论流量为泵理论流量为30.08Lmin，若取，若取v=09，则泵实，则泵实际输出流量为际输出流量为qp=（626）9400.91000Lmin=（5.l22）Lmin=27.11Lmin 第八章系统设计与计算第八章

37、系统设计与计算 由于液压缸在快退时输人功率最大，这时液压泵工作由于液压缸在快退时输人功率最大，这时液压泵工作压力为压力为 2MPa、流量为、流量为 27.11Lmin。按表。按表8-13 取液压泵取液压泵的总效率的总效率p=0.75，则液压泵驱动电动机所需的功率为，则液压泵驱动电动机所需的功率为kWkWqpPppp2 . 175. 0601 .272 选取选取Y100L6型电动机，其额定功率型电动机，其额定功率Pn=1.5kw，额定转速额定转速nn=940rmin。（二）阀类元件及辅助元件（二）阀类元件及辅助元件 根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压力和根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压

38、力和通过该元件的最大实际流量，可选出这些液压元件的通过该元件的最大实际流量，可选出这些液压元件的型号及规格见表型号及规格见表822 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算 元件的型号及规格元件的型号及规格序号序号元件名称元件名称估计通过流量估计通过流量/Lmin/Lmin-1-1额定流量额定流量/Lmin/Lmin-1-1额定压力额定压力/MPa/MPa额定压降额定压降/MPa/MPa型号、规格型号、规格1双联叶片泵双联叶片泵(5.1+22)175PV2R126/26Vp=(6+26)Ml/r2三位五通电液阀三位五通电液阀6080160.535DYF3YE10B3行程阀行程阀5063160.

39、3AXQFE10B(单向行程调速阀)qmax=100L/min4调速阀调速阀0.50.0750165单向阀单向阀6063160.26单向阀单向阀2563160.2AF3Ea10Bqmax=80L/min7液控顺序阀液控顺序阀2563160.3XF3E10B8背压阀背压阀0.56316XF3E10B9溢流阀溢流阀56316XF3E10B10单向阀单向阀2563160.2AF3Ea10Bqmax=80L/min11滤油器滤油器3063160.02XU6380J12压力表开关压力表开关16KF3E3B 3测点13单向阀单向阀6063160.2AF3Ea10Bqmax=80L/min14压力继电器压力

40、继电器10HED1kA/10 此为电动机额定转速此为电动机额定转速nn=940r/min时液压泵输出的实际流量。时液压泵输出的实际流量。 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算（三）油管（三）油管 各元件间连接管道的规格按液压元件接口处的尺寸决各元件间连接管道的规格按液压元件接口处的尺寸决定，液压缸进、出油管则按输人、排出的最大流量计算。定，液压缸进、出油管则按输人、排出的最大流量计算。 液压泵选定之后液压缸在各个工作阶段的进、出流量液压泵选定之后液压缸在各个工作阶段的进、出流量 快进快进工进工进快退快退输入流量输入流量/Lmin-1q1=(A1qp)/(A1-A2) =(9527.1)/(

41、95-44.77) =51.25q1=0.5q1=qp=27.1排出流量排出流量/Lmin-1q2=(A2q1)/A1 =(44.7751.25)/95 =24.15q2=(A2q1)/A1 =(44.770.5)/95 =0.24q2=(A1q1)/A2=(9527.1)/44.77 =57.51运动速度运动速度/mmin-1v1=qp/(A1-A2) =(27.110)/(95-44.77) =5.4v2=q1/A1 =(0.510)/ 95 =0.053v3=q1/A2 =27.110/44.77 =6.05 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算（四）油箱（四）油箱 油箱容积油箱容积

42、 V=qp=727.1L=189.7L按按JB/T79381999规定，取规定，取V=250L 五、验算液压系统性能五、验算液压系统性能 （一）验算系统压力损失（一）验算系统压力损失 并确定压力阀的调整值并确定压力阀的调整值 1快进快进 进油路上的总压降为进油路上的总压降为MPaMPapv28. 06325.513 . 0801 .275 . 063222 . 0222回油路上，快进时有杆腔压力回油路上，快进时有杆腔压力p2与无杆腔压力与无杆腔压力P1之差。之差。MPaMPappp274. 06325.513 . 06315.242 . 08015.245 . 022212 第八章系统设计与计

43、算第八章系统设计与计算 2工进工进 液压缸回油控的压力液压缸回油控的压力P2为为 MPaMPap637. 06324.223 . 06 . 08024. 05 . 0222 此值略大于原估计值此值略大于原估计值0.6MPa，重新计算工进时液压，重新计算工进时液压缸进油腔压力缸进油腔压力p1， MPaMPaAApFpm75. 3101003.951077.4410637. 096. 03144964461221 考虑到压力继电器可靠动作需要压差考虑到压力继电器可靠动作需要压差pe=0.5MPa，故，故工进时溢流阀工进时溢流阀9的调压的调压 MPaMPappppeAp75. 45 . 05 . 0805 . 05 . 075. 32111 第八章系统设计与计算第八章系统设计与计算3快退快退 进油路上总压降进油路上