液压系统设计计算

液压控制技术西华大学机械工程与自动化学院2009年1月主讲宋春华第九章液压系统设计计算1液压系统设计计算2第八章液压系统的设计计算重点内容1、负载分析2、液压系统原理图拟定3、液压元件的选择3第一节液压系统设计步骤负载分析确定主要参数拟定液压系统原理图选择液压元件液压系统验算绘制工作图、编制技术文件满足要求？NY41、液压系统设计的一般步骤负载分析：一个工作循环中的负载值，包括：（1）工作阻力Ft（Mt）：重力、切削力、挤压力等（2）摩擦阻力Ff（Mf）

：

Ff=f.FN

或

Mf=μGR5（3）惯性力Fm（Mm）

：

Fm=ma或Mm＝J.ε（4）重力Fg：（5）密封阻力Fs：（6）背压力Fb

（Mb）

：6启动加速阶段：快进阶段：工进阶段：制动减速阶段：根据负载阻力（阻力矩），可以绘制液压执行机构一个工作循环内的负载特性图。7确定主要参数（1）初选系统工作压力p:（2）主要结构尺寸的确定：对液压缸：油缸内径D、活塞杆直径dD、d的计算值必须圆整到油缸直径标准系列，可查GB2348－80。（3）作执行元件工况图(速度、位置)8拟定液压系统原理图（1）执行元件类型：油缸、马达、摆动液压缸等（2）系统类型：开式系统或闭式系统（3）液压基本回路确定：卸荷回路、锁紧回路、调速回路等（4）绘制液压系统原理图9选择液压元件（1）液压泵的选择:

最大工作压力pP:式中：p1——执行元件的最高工作压力

∑Δp——执行元件进油路上的压力损失

最大工作流量qP:式中：K——泄漏系数，一般取K＝1.1～1.3

∑qmax——各执行元件同时动作时所需流量之和的最大值

10（2）选择液压泵的型号和驱动电机

驱动电机功率P:式中：pP——液压泵的最高工作压力

qP——液压泵的最大输出流量

ηP——液压泵的总效率11（3）控制阀的选择

原则：根据系统压力和工作流量，在液压元件产品目录中选取。（4）液压辅助元件包括：过滤器、蓄能器、管道、接头、油箱等查手册。

12（5）选用液压油普通液压系统用矿油型液压油室外设备选用抗磨液压油或低凝液压油航空液压系统选用航空液压油（6）油箱设计

13验算液压系统（1）回路压力损失∑Δp=∑ΔpL+∑Δpc+∑ΔpV

计算系统压力损失的目的，是为了正确确定系统的调整压力和分析系统设计的好坏。如果计算出来的Δp比在初选系统工作压力时粗略选定的压力损失大得多，应该重新调整有关元件、辅件的规格，重新确定管道尺寸。14（2）发热温升

系统单位时间的发热量：系统单位时间的散热量：15系统热平衡时的温升：式中：P1i、P2i—分别为液压泵的输入功率和系统输出功率

ti、τ—分别为第i工作阶段的持续时间和工作循环周期A—油箱散热面积

△T－系统温升

CT－散热系数，自然冷却通风差，CT＝（8～9）x10－3自然冷却通风良好，CT＝（15～17.5）x10－3油箱加专用冷却器，CT＝（110～170）x10－316验算温度：式中：T1、［T1］—分别为油箱温度和最高允许温度T2—油箱环境温度△T--系统温升17绘制工作图、编制技术文件

包括液压系统原理图、液压系统装配图、非标准元件装配图及零件图、设计计算说明书、零部件目录表、标准件、通用件、外购件汇总表等。18第二节液压系统设计计算实例例：设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。动力滑台的工作循环是：快进工进快退停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：切削力Ft：20000N；移动部件总重力G＝10000N；快进行程L1=100mm；工进行程L2＝50mm；快进快退的速度为4m／min；工进速度为0．05m／min；加速、减速时间△t＝0．2s；静摩擦系数fs=0．2；动摩擦系数fd=o．1。该动力滑台采用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。19一、负载分析液压缸负载的计算20负载—速度图21二、执行元件主要参数确定1、选定液压缸工作压力初选p1=40×105Pa。本机床为钻孔组合机床，为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔应有背压，设背压p2=8×105Pa222、确定液压缸主要结构尺寸为使快进快退速度相等，选用A1=2A2差动油缸，假定快进、快退的回油压力损失为Δp=8×105Pa。由液压缸推力F=(p1A1-p2A2)ηcm得取标准直径：D＝90mm因为A1=2A2，所以d=≈63mm233、计算液压缸各工作阶段的压力、流量和功率24三、拟定液压系统图1、供油方式、调速方式：开式系统、双泵供油、调速阀进口节流调速2、快速运动回路和速度换接回路：采用差动连接和双泵供油快速回路；速度换接采用行程与压力联合控制形式。3、换向回路：三位五通换向阀、挡块＋压力继电器行程终点控制4、组成液压系统25四、选择液压元件1、液压泵262、驱动电动机差动快进工进快退273、液压控制阀选择4、辅助液压件（油管、油箱、接头、过滤器、冷却器等）选择285、油箱29五、验算液压系统性能1、压力损失及泵压力调定值工进快退302、液压系统的发热和温升验算31小结①明确设计内容、方法、步骤，但步骤不是死的，有时步骤间可穿插、交叉进行。特别是对于不同的设计对象(例如机床液压系统、工程机械液压系统、冶金设备液压系统、飞机液压系统等)，其具体的设计步骤略有差别，而较简单的液压系统有些步骤可以合并。32②学会设计资料的查找方法、设计手册的合理使用、产品样本的正确阅读。有些数据和资料并非通用标准，而是些局部试验或经验材料，引