液压系统设计计算.pdf

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1、液压系统设计计算有的液压系统简单，有的液压系统复杂。这是由负载的工艺要求决定的。我们在这里介绍的液压系统是简单的开关型液压系统，也即普通液压系统，不是伺服或者电液比例液压系统。关于伺服或者电液比例液压系统，我们以后再研究。我公司原有一台工程油缸试验台，采用的是高低压泵合流。额定流量为100升，系统额定最高压力为31.5MPa。为了突出重点，便于叙述，适当做了一些简化。一液压基本回路一个实用的液压系统原理图都是由液压基本回路组成的。液压基本回路可以在机械设计手册，或者其他液压设计资料中查到。1液压基本回路的分类设计资料中介绍的液

2、压基本回路分类很详细。但总括起来无非是，泵-电机组，压力控制回路，流量控制回路，方向控制回路和执行机构。参看图1油缸试验台液压原理图。在图1中，电机M1Y112M-4和斜盘柱塞泵10YCY14-1B，电机Y160M-4和叶片泵YB1-80，组成泵-电机组，为系统提供动力；先导卸荷阀③,安全溢流阀④，电磁溢流阀⑤，组成压力控制回路；电液换向阀⑥和先导式液控单向阀⑦，组成方向控制回路。一般说来，流量控制往往会伴随着压力的损失。例如，在薄壁节流小孔中，流量12DpQ=CA（1）d0rl此公式的使用条件为£0.5。d式中3Q—经过薄壁

3、小孔的流量，ms/；C—薄壁小孔流量系数，对于紊流，C=0.600.61；dd2A—孔口面积，m；03r—流体的密度，kgm/；Dp—压力差，Dp=-pp，Pa；12d—小孔的直径，m；l—小孔的长度，m。这种压力能损失往往转化为热能，使液压系统升温。在理论上，变量泵不会因为流量或压力的变量产生能量损失。2液压基本回路的联结液压基本回路，特别是液压元件，在液压原理图中的联结，要么是并联，要么是串联。二液压系统原理图1液压系统原理图应该包括的的基本内容一个符合要求的液压原理图除了表示系统外，还应该包括两个基本内容：液压元件明细

4、表和电磁铁动作顺序表。2上游和下游靠近泵的（或者高压）位置叫做上游；远离泵的（或者低压）位置叫做下游。23泵的流量和排量泵在一分钟内排出的油液体积，叫流量，单位是升/分（L/min）。泵转一圈排出的油液体积，叫排量，单位是毫升/转（mLr/）。图1液压油缸试验台液压原理图3三电机功率的确定1功的定义我们知道，功是力在位移方向上的投影（或者分力）与位移的乘urur积。力F和位移S都是向量。写成向量公式为ururW==FSFScosa（2）在式（2）中W—功，1焦耳=1Nm；urF—力，N；urS—位移，m；urura—力F与位

5、移S之间的夹角。urFaurOSurur图2力F和位移S的矢量图一个非自由向量有三要素：方向，大小（模）和作用点。在式（2）urur，或者位移o中，如果，力F=0S=0，或者a=90，功W=0，即不做功。这一点很重要。在确定电机功率时，只对负载加压P，而没有负载位ur移，即负载位移S=0，系统不做功，就不能以这个压力P计算电机功率N。例如，在液压油缸试验台设计中，如果只要求对被试油缸进行加压和保压试验，而不令被试油缸在加压下位移，就没有必要选用大功率的电机；应该选取小排量的高压变量泵。这样，就会使系统既紧凑，4又节能。2电机功

6、率的计算在做功时间dt内做了功dW,即对式2）求对做功时间t的导数，就得到功率urdWuurdSN===FFvcosa（3）dtdt在式（3）中v—位移方向上的速度，ms/。这样我们记得到了计算电机功率N的公式PvN=（kW)(4)100h在式(4)中N—电机功率，kW;P—（具有负载方向上的位移的）负载，吨；v—工作（负载位移方向上的）速度，mms/；h—总效率，h=0.800.90。例题1设一油缸的额定吨位P=500吨，额定载荷下工作速度v=8/mms，总效率h=0.90。求驱动油泵的电机功率N。解将有关已知数据代入公

7、式(4)，得Pv5008´N=»=45（kW)100h100´0.9解毕。四泵技术参数的确定1压力分级5表1压力分级压力级低压中压中高压高压超高压MPa＜2.52.5～8.08.0～16.016.0～32.0＞32.02泵的额定压力的确定泵的额定压力是根据执行元件，例如油缸或者液压马达的额定压力选取的。工程油缸和液压马达均已标准化，可在机械设计手册和相应的产品样本中查询到相应的技术参数，其中就包括额定压力。在锻压或者冶金行业中，油缸多半是自行设计的。该行业中仅有下面两个标准。表3油缸公称压力系列［JB61164］（吨位）2.5

8、4610162540631001251602002503154005006308001000125016002000表4油缸内径系列参数［JB826-66］（毫米）20253240505563(65)70(75)80(85)90(95)100(105)110125(130)1