液压系统设计

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1、 苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒1主讲教师：黄志昌黄志昌为电工技师班的学员提供优秀的教学资源！苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒2 第二篇液压传动与 控制技术苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒3液压系统设计计算举例9.2为电工技师班的学员提供优秀的教学资源！液压系统设计9.1苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒4 液压系统是液压设备的重要组成部分，它与设 备主体的关系密切，两者的设计通常需要同时进 行。 液压系统的设计原则是，深入调研，充分认识 设备应具有的功能，从而分解出液压系统的详细 设计需求。 应注意设备的特殊性，吸取国内

2、外先进技术， 力求设计出的系统质量轻、体积小、效率高、工 作可靠、结构简单、操作和维修保养方便、经济 性好。苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒5（1）明确设计要求(功能.环境.条件分析,需求设计) 。（2）液压系统工况、负荷分析，总体设计。（3）草拟液压系统原理图及确定电气控制需求。（4）选择液压元件。（5）验算液压系统性能。（6）设计电气控制回路液压系统的设计总体步骤为：苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒6（1）设备用途、操作过程、周期时间、工作特 点、性能指标和作业环境的要求。（2）液压系统必须完成的动作，运动形式，执行 元件的载荷特性，行程和对速度的要求。

3、（3）动作的顺序、控制精度、自动化程度和连锁 要求。（4）防尘、防寒、防爆、噪声控制要求。（5）效率、成本、经济性和可靠性要求等。9.1 液压系统设计9.1.1 功能分析、需求设计苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒7液压执行元件的类型、数量、安装位置 和与设备的连接关系，对设备的设计有很大 影响，所以在考虑液压设备的总体方案时， 确定液压执行元件和确定设备整体结构布局 是同时进行的。1确定液压执行元件类型及数量9.1 液压系统设计9.1.2 总体设计苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒8表9.1 常用液压执行元件的类型、特点和应用类型特点应用可选用或需 设计柱 塞

4、 缸单出 杆结构简单，制造容易；靠自 重或外力回程液压机、千斤顶、小缸 用于定位和夹紧选用或自行 设计双出 杆结构简单，杆在两处有导向 ，可做得细长液压机、注塑机动梁回 程缸自行设计活 塞 缸单出 杆一般连接，往返方向的速度 和出力不同；差动连接，可 以实现快进各类机械选用。非 产品型号缸 自行设计双出 杆两杆直径相等，往返速度和 出力相同；两杆直径不等， 往返速度和出力不同磨床；往返速度相同或 不同的机构选用或自行 设计1确定液压执行元件类型及数量9.1 液压系统设计9.1.2 总体设计苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒9表9.1 常用液压执行元件的类型、特点和应用类型特点应

5、用可选用或需 设计复合增速缸可获得多种出力和速度，结 构紧凑，制造较难液压机、注塑机、数控 机床换刀机构自行设计复合增压缸体积小，出力大，行程小模具成形挤压机、金属 成形压印机、六面顶选用或自行 设计多级液压缸行程是缸长的数倍，节省安 装空间汽车车厢举倾缸、起重 机臂伸缩缸选用叶片式摆动 缸单叶片式转角50工作压力p MPa超高压追求大作用力、减 轻质量3确定系统工作压力9.1 液压系统设计9.1.2 总体设计苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒17根据已定的液压执行元件、速度图或动作线路图 ，选择适当的压力控制、方向控制、速度换接、 差动连接回路，以实现对执行元件的方向、出力

6、及速度的控制。需要无级调速或无级变速时，可参考表9.4选 择方案。有级变速比无级调速使用方便，适用于 速度控制精度低，但要求速度能够预置，以及在 动作循环过程中有多种速度自动变换的场合。具 体参见基本回路一章的内容。完成上述的选择，所需液压泵的类型就基本 确定了。4执行元件控制方案拟定9.1 液压系统设计9.1.2 总体设计苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒18表9.4 无级调速和变速的种类、特点和应用种类特点及应用无 级 调 速容 积 调 速手动变量泵 液压泵系统简单，压力恒定，般不能在工作中进 行调节，效率高，适用于各种场合，应用最 广变量泵定 量马达输出转矩恒定，调速范围

7、大，元件泄漏对速 度刚性影响大，效率高，适用于大功率场合定量泵变 量马达输出功率恒定，调速范围小，元件泄漏对速 度刚性影响大，效率高，适用于大功率场合变量泵变 量马达输出特性综合了上述两种马达调速回路的特 性，调速范围大，但结构复杂，价格高，适 用于大功率场合4执行元件控制方案拟定9.1 液压系统设计9.1.2 总体设计苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒19表9.4 无级调速和变速的种类、特点和应用种类特点及应用无 级 调 速节流 调速定量泵进 油节流调速结构简单，价廉，调速范围大，效率中等，不能 承受负值载荷，适用于中等功率场合定量泵回 油节流调速结构简单，价廉，调速范围大，

8、效率低，适用于 低速、小功率场合定量泵旁 路节流调速结构简单，价廉，调速范围小，效率高，不能承 受负值载荷，适用于高速、中等功率场合容积 节流 调速限压式变量 泵进油( 回油)节流 调速调速范围大，效率较高，价格较高，适用于中、 小功率场合，不宜长期在低速下工作4执行元件控制方案拟定9.1 液压系统设计9.1.2 总体设计苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒20种类特点及应用 无 级 调 速恒功率变量 泵液压缸泵的输出流量随压力自动 减小，适用于快慢速自动 转换的场合和节能系统无 级 变 速恒压变量泵 液压缸泵的压力达到设定值时输 出流量为零，自动防止系 统过载4执行元件控制方案

9、拟定9.1 液压系统设计9.1.2 总体设计苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒21根据液压系统载荷图和已确定1)系统工作压力;2)计算出液压缸内径、活塞杆直径；3)柱塞缸的柱塞直径、柱塞杆直径;4)根据液压缸缸径、活塞杆直径及行程的 国家标准系列，确定主要参数。如采用液 压马达，还需计算出液压马达的排量。5确定执行元件的主要参数9.1 液压系统设计9.1.2 总体设计苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒22 拟定液压系统草图是从作用原理上和结构组成上具体 体现设计任务中提出的各项要求。它包含三项内容： 确定系统类型、选择液压回路和拼搭液压系统。 液压系统在类型上究

10、竟采用开式还是采用闭式， 主要取决于它的调速方式和散热要求。一般而言，凡 备有较大空间可以存放油箱且不另设置散热装置的系 统，要求结构尽可能简单的系统，或采用节流调速或 容积一节流调速的系统，都宜采用开式；凡容许采用 辅助泵进行补油并通过换油来达到冷却目的的系统， 对工作稳定性和效率有较高要求的系统，或采用容积 调速的系统，都宜采用闭式。9.1 液压系统设计9.1.3草拟液压系统原理图苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒23 通常设计液压系统的思路是：根据系统的设计要求和工况图从多 个成熟方案中评选出满足设备需求的方 案来。评选时既要保证满足各项主要功 能要求，也要考虑符合节省能

11、源、减少 发热、减少冲击等原则。评选工作首先 从对设备主要性能起决定性作用的调速 回路开始，然后再根据需要考虑其他辅 助回路。9.1.3草拟液压系统原理图9.1 液压系统设计9.1.3 草拟液压系统原理图 苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒24 通常设计液压系统的思路是：例如，对有垂直运动部件的系统要 考虑平衡回路，有快速运动部件的系统 要考虑缓冲和制动回路，有多个执行元 件的系统要考虑顺序动作、同步或互不 干扰回路，有空运转要求的系统要考虑 卸荷回路等。挑选回路时若出现多种可 能的方案，宜平行展开，反复进行对比 ，不要轻易作出取舍决。9.1.3草拟液压系统原理图9.1 液压系

12、统设计9.1.3 草拟液压系统原理图 苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒259.1.3草拟液压系统原理图9.1 液压系统设计9.1.3 草拟液压系统原理图 液压系统的功能组合是评选出的各种液压回路 综合在一起，进行归并整理，增添必要的元件或 辅助油路，使之成为完整的系统，并最后再检查 一下： 该系统能否圆满地实现所要求的各项功能? 是否需要再进行补充或修正? 有无作用相同或相近的元件或油路可以合并 等。这样才能使拟定的系统结构简单、紧凑，工 作安全、可靠，动作平稳，效率高，使用和维护 方便。综合得好的系统方案应全部由标准元件组 成，至少亦应使自行设计的专用件减少到最低限 度苏州大学 2013年6月18日星期二7时58分9秒269.1.3草拟液压系统原理图9.1 液压系统设计9.1.3 草拟液压系统原理图 对可靠性要求特别高的系统而言， 拟定系统草图时还要考虑“结构储备 ”问题，那就是在系统中设置一