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1、第九章 液压系统的设计和计算9-1 概述设计步骤：1明确液压系统的设计要求2分析系统的工况3初步确定液压系统的性能和参数4拟定液压系统原理图5计算和选择液压元件6估算液压系统性能7绘制正式液压系统原理图并液压装置9-2 液压传动系统的设计一、明确设计要求1确定哪些运动由液压传动来完成。2确定各运动的工作顺序或自动循环，液压元件的运动方式及工作范围，各元件之间顺序动作、转换和互锁要求。3执行元件的运动速度、调速范围。4执行元件的负载大小及性质。5工作性能（平稳性、可靠性、转换精度等）要求。二、分析工况，确定主要参数（一）分析工况1液压缸的负载分析液压缸的负载：切削阻力、摩擦阻力、惯性力、重力、密
2、封阻力、背压阻力等。2绘制负载图和速度图，如图11-2所示。（二）确定主要参数主要指确定液压系统执行元件的工作压力和最大流量。1初选液压缸的工作压力1）根据负载图中最大负载来选取。（Table11-2）2）根据主机的类型选取。（Table 11-3）2确定液压缸主要结构尺寸（见液压缸设计计算一节）3确定最大流量按照速度图中的最大速度计算出来。4绘制工况图包括压力、流量和功率图。三、拟定液压系统原理图液压系统要根据所要求的液压传动特点来拟定，可以根据各个运动的要求分别选择和拟定基本回路，然后将各个回路组合成液压系统。在机床液压系统中，调速回路往往是液压系统的核心，所以选择回路时，首先从调速回路开
3、始1调速回路可以根据压力、流量、功率以及对系统温升、工作平稳性等方面要求选择。压力较小、功率较小（23kw），工作平稳性要求不高节流阀调速回路。负载变化较大，速度稳定性要求较高的场合调速阀调速回路。功率中等（35KW）节流、容积、容积节流调速回路。功率教大（5KW），温升小，稳定性要求不太高容积调速回路。节流、容积节流调速回路一般采用开式油路。（定、变量泵）容积调速回路采用闭式油路。（变量泵）2快速运动回路和速度换接回路速度换接的结构形式基本上由系统中调速回路和快速运动回路形式决定，可以采用机、电、液不同的换接形式：机械控制换接精度高，换接平稳，工作可靠电气控制结构简单，调整方便，控制灵活压力
4、继电器位置应放在动作变换时压力变化显著的地方。3压力控制回路一般都已包含在调速回路中，特殊的可进行专门选择。在选择卸荷回路时，要考虑卸荷时造成的功率损失、温升、流量、压力变化。4多缸回路多缸回路与单缸回路相比，须多考虑一个多缸之间的相互关系问题，即同步、互不干扰问题、先后动作的顺序问题和不动作时的卸荷问题。5液压系统的合成满足系统要求的各个液压回路选好之后，配上一些辅助元件、辅助油路后，就可将液压系统合成，即组合成完整的液压系统，进行这一步时必须注意：1）尽可能合并掉作用相同或相近的元件，避免多余油路，以使系统的结构简单、紧凑。2）合并出来的系统应保证其工作循环中每一个动作都安全可靠，相互之间
5、无干扰。3）归并出来的系统效率高，发热少。4）归并出来的系统工作平稳，冲击小。5）系统中各种元件的安放位置应正确，以便充分发挥其工作性能。6）归并出来的系统应经济合理，不可盲目追求先进、脱离实际。四、选择液压元件1选择液压泵1）计算液压泵的工作压力液压泵的工作压力由执行元件的工作性质来定：执行元件停止、夹紧、程结束才需要最大压力，则泵的工作压力PP为执行元件最大压力；执行元件在工作过程中需要最大压力，则泵的工作压力PP为PP P1max +P1P1max -执行元件的最大工作压力；P1-进油路上的压力损失，一般可以估算，见 Table 11-4。2）计算液压泵的流量按照执行元件工况图上最大流量
6、和回路的泄漏量确定。单泵供给多个同时工作的执行元件：QpK(Qi)maxK-回路泄漏折算系数，1.11.3(Qi)max-同时工作执行元件流量之和的最大植。差动连接：QpK(A1-A2)Vmax(A1-A2)液压缸有、无杆腔有效工作面积。Vmax -液压缸（或活塞）的最大移动速度。3）选择液压泵规格系统在工作时存在动态压力，故泵的额定压力应比系统的最高工作压力高2560%，其流量与系统所需最大流量相符。2电机的选择按照公式 3选择控制阀控制阀的规格根据液压系统最高压力和通过该阀的实际流量在产品样本上选取。溢流阀：按照泵的最大流量选取。流量阀：按回路上的流量范围选取，公称流量应大于控制调速范围所
7、需要的最大通过流量，最小稳定流量应小于调速范围所要求的最小稳定流量。其他阀：按接入回路的通过流量选取。必要时允许流量超过该阀的公称流量的20%，但不宜过大，否则压力损失增加，引起发热、噪声。4确定管道尺寸管道尺寸取决于所需通过的最大流量和管内许用的流速。可以参考第六章的内容进行计算。Q通过管道的流量；v管中允许流速，吸油管：v=0.61.5m/s；压油管：v=2.55m/s；回油管：v=0.61.5m/s。5确定油箱的容量液压系统的散热主要依靠油箱，油箱大，散热快。可以按经验公式计算。V=（212）Qp五、验算液压系统性能1回路压力损失验算2发热温升验算3冲击消震验算4动态性能验算11-3 液压系统设计计算举例教材第181页，卧式多孔钻床。回答下列问题：1液压缸在各个工作阶段，负载如何计算。2系统要求动力滑台往返速度相等，应如何选取液压缸，其有效工作面积之间应满足什么关系？3如何计算液压缸有效工作面积？4液压缸在各阶段p，Q，N应如何计算？5采用的调速回路为何是进口调速阀+背压回路？6系统油源能否采用单个定量泵？为什么？7系统由快进转工进时为何采用行程阀进行速度换接，换向阀采用三位五通电液换向阀？不用行不行。8液压泵电机功率应如何选取。两泵流量应如何计算。9参考回路图，分析各工作阶段的油液流动情况，写出电磁铁及行程阀的动作表。10溢流阀和顺序阀的调定压力是多少？4
