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設計液壓系統(tǒng)所需參數(shù)
點擊次數(shù)：1469 發(fā)布時間：2016-11-22
執(zhí)行元件的工作壓力和流量是液壓系統(tǒng)zui主要的參數(shù)。這兩個參數(shù)是計算和選擇液壓元件、輔件、原動機（電機）的規(guī)格型號的依據(jù)。
1．系統(tǒng)工作壓力的確定
根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負載循環(huán)圖，可以確定系統(tǒng)的zui大載荷點，在充分考慮系統(tǒng)所需流量、效率等因素后，可參考表A和表B選定系統(tǒng)工作壓力。
表A按負載選擇系統(tǒng)工作壓力
負載力/kN | ＜5 | 5～10 | 10～20 | 20～30 | 30～50 | ＞50 |
工作壓力/MPa | 0.8～1 | 1.5～2 | 2.5～3 | 3～4 | 4～5 | 5～7 |
當系統(tǒng)功率一定時，選用較高工作壓力，則元件的尺寸小、質量輕、經(jīng)濟性好，但是工作壓力選得過高，泵體、閥體及缸壁都要增厚，材料和制造精度要求高，反而達不到經(jīng)濟效果，而且會降低元件的容積效率、增加系統(tǒng)發(fā)熱、降低元件壽命和系統(tǒng)的可靠性。
2．確定執(zhí)行元件的主要結構尺寸
(1)液壓缸 液壓缸需要確定的主要結構尺寸是液壓缸的內徑D和活塞桿的外徑d。
在一般情況下，當活塞桿受拉狀態(tài)下工作時，取d/D=0.3～0.5，工作壓力取大值。當活塞桿在受壓狀態(tài)下工作時，取d/D=O.5～0.7。采用差動連接并要求往返速度相等時，應取d=0.707D。
對有低速運動要求的系統(tǒng)（如精鏜機床的進給液壓系統(tǒng)），還需對液壓缸的有效工作面積A進行驗算，即應保證
A≥qmin/vmin (9-8)
式中qmin——控制執(zhí)行元件速度的流量閥的zui小穩(wěn)定流量，可以從液壓閥的產(chǎn)品樣本中查得。
Vmin——液壓缸要求達到的zui低工作速度。
驗算結構若不滿足式(9-8)，則說明按所設計的結構尺寸和方案達不到所需的低速要求，必須修改設計。
(2)液壓馬達 液壓馬達所需的排量Vm可按下式計算
Vm=2πTm/△pηm (9-9)
式中 Tm——液壓馬達的負載轉矩；
△p——液壓馬達的兩腔工作壓差；
ηm——液壓馬達的機械效率，一般取m=0.9～0.97。
求得排量Vm值后，從產(chǎn)品樣本中選擇液壓馬達的型號。
計算出的液壓馬達的排量Vm也必須滿足zui低速度的要求。
(3)執(zhí)行元件流量的確定 液壓缸（液壓馬達）所需zui大流量qmax按其實際有效工作面積A（或液壓馬達的排量Vm）及所要求的zui大速度vmax（或馬達zui大轉速nmax）來計算，即
qmax=Avmax/ηv (qmax=Vmnmax/ηmv) (9-10)
式中ηv（ηmv）——執(zhí)行元件的容積效率。
差動連接的實際有效工作面積A為活塞面積A1與活塞桿面積A2之差。
液壓缸所需的zui小流量qmin按其實際工作面積A和zui小速度Vmin來計算，即
qmin=Avmin/ηv (9-11)
上面所求的液壓缸zui小流量應等于或大于流量控制閥或變量泵的zui小穩(wěn)定流量。
同理，液壓馬達zui小流量按其排量和所要求的zui小轉速來計算。
(4)執(zhí)行元件的工況 圖工況圖包括壓力圖、流量圖和功率圖。壓力圖、流量圖是執(zhí)行元件在運動循環(huán)中各階段的壓力與時間或壓力與位移，流量與時間或流量與位移的關系圖。功率圖則是根據(jù)壓力p與流量q計算出各循環(huán)階段所需要的功率，畫出功率與時間或功率與位移的關系圖。當系統(tǒng)中有多個同時工作的執(zhí)行元件時，必須把這些執(zhí)行元件的流量圖按系統(tǒng)總的動作循環(huán)組合成總流量圖。圖B所示為某液壓缸的工況圖，其中實線、點畫線和雙點畫線分別表示p、g、P。
一般的方法是選擇一種與本系統(tǒng)類似的成熟系統(tǒng)作為基礎，對它進行適應性調整或改進，使其成為具有繼承性的新系統(tǒng)。如果沒有合適的相似系統(tǒng)可借鑒，可參閱設計手冊和參考書中有關的基本回路加以綜合完善，構成自己設計的系統(tǒng)原理圖。用這種方法擬訂系統(tǒng)原理圖時，包括確定系統(tǒng)類型、選擇回路和組成系統(tǒng)三方面的內容。
1．選擇系統(tǒng)的類型
系統(tǒng)的類型有開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)兩種。選擇系統(tǒng)的類型主要取決于它的調速方式和散熱要求。一般地，采用節(jié)流調速和容積節(jié)流調速回路的系統(tǒng)、有較大空間放置油箱且不需另設散熱裝置的系統(tǒng)、要求結構盡可能簡單的系統(tǒng)等都宜采用開式系統(tǒng)；采用容積調速回路的系統(tǒng)、對工作穩(wěn)定性和效率有較高要求的系統(tǒng)、行走機械上的系統(tǒng)宜采用閉式系統(tǒng)。威斯特小編敬上
2．選擇液壓基本回路
液壓基本回路是決定主機動作和性能的基礎，是組成系統(tǒng)的骨架。要根據(jù)液壓系統(tǒng)所需完成的任務和工作機械對液壓系統(tǒng)的設計要求來選擇液壓基本回路。
選擇回路時既要考慮調速、調壓、換向、順序動作、動作互鎖等要求，也要考慮節(jié)省能源、減少發(fā)熱、減少沖擊、保證動作精度等問題。
3．液壓系統(tǒng)的合成
滿足系統(tǒng)要求的各個液壓回路選定之后，就可進行液壓系統(tǒng)的合成即將各液壓回路放在一起，進行歸并、整理，必要時再增加一些元件或輔助油路，使之成為一個完整的液壓系統(tǒng)。合成液壓系統(tǒng)時應特別注意以下幾點：防止回路間可能存在的相互干擾；系統(tǒng)應力求簡單，并將作用相同或相近的回路合并，避免存在多余回路；系統(tǒng)要安全可靠，要有安全、聯(lián)鎖等回路，力求控制油路可靠；組成系統(tǒng)的元件要盡量少，并應盡量采用標準元件；組成系統(tǒng)時還要考慮節(jié)省能源，提率，減少發(fā)熱，防止液壓沖擊；測壓點分布合理等。
zui重要的是，實現(xiàn)給定任務有多種多樣的系統(tǒng)方案，因此必須進行方案論證，對多個方案從結構、技術、成本、操作、維護等方面進行反復對比，zui后組成一個結構完整、技術先進合理、性能的系統(tǒng)。