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1、西華大學(xué) 1 主講 宋春華 第九章 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 西華大學(xué) 2 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 西華 大學(xué) 3 第八章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算 重點內(nèi)容 1、負(fù)載分析 2、液壓系統(tǒng)原理圖擬定 3、液壓元件的選擇 西華 大學(xué) 4 第一節(jié) 液壓系統(tǒng)設(shè)計步驟 負(fù)載分析 確定主要參數(shù) 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 選擇液壓元件 液壓系統(tǒng)驗算 繪制工作圖、編制技術(shù)文件 滿足要求？ N Y 西華 大學(xué) 5 1、液壓系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟 負(fù)載分析：一個工作循環(huán)中的負(fù)載值，包括： （ 1）工作阻力 Ft（ Mt）：重力、切削力、擠壓力等 （ 2）摩擦阻力 Ff （ Mf） ：

2、 Ff=f.FN 或 Mf= GR 西華 大學(xué) 6 （ 3）慣性力 Fm （ Mm） ： Fm=ma 或 Mm J. （ 4）重力 Fg： （ 5）密封阻力 Fs： （ 6）背壓力 Fb （ Mb） ： 西華 大學(xué) 7 mgmf )/FF(FF mgf )/F(FF mgtf )/FF(FF mmgtf )/F-FF(FF 啟動加速階段： 快進(jìn)階段： 工進(jìn)階段： 制動減速階段： 根據(jù)負(fù)載阻力（阻力矩），可以繪制液壓執(zhí)行 機(jī)構(gòu)一個工作循環(huán)內(nèi)的負(fù)載特性圖。 西華 大學(xué) 8 確定主要參數(shù) （ 1）初選系統(tǒng)工作壓力 p: （

3、2）主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定： 對液壓缸：油缸內(nèi)徑 D、活塞桿直徑 d D、 d的計算值必須圓整到油缸直徑標(biāo)準(zhǔn)系列， 可查 GB2348 80。 （ 3）作執(zhí)行元件工況圖 (速度、位置 ) 西華 大學(xué) 9 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 （ 1）執(zhí)行元件類型：油缸、馬達(dá)、擺動液壓缸等 （ 2）系統(tǒng)類型：開式系統(tǒng)或閉式系統(tǒng) （ 3）液壓基本回路確定：卸荷回路、鎖緊回路、 調(diào)速回路等 （ 4）繪制液壓系統(tǒng)原理圖 西華 大學(xué) 10 選擇液壓元件 （ 1）液壓泵的選擇 : 最大工作壓力 pP: ppp 1P 式中： p1 執(zhí)行元件的最高工作壓力

4、 p 執(zhí)行元件進(jìn)油路上的壓力損失 最大工作流量 qP: ma xP qKq 式中： K 泄漏系數(shù)，一般取 K 1.1 1.3 q max 各執(zhí)行元件同時動作時所需流量之和的最大值 西華 大學(xué) 11 （ 2）選擇液壓泵的型號和驅(qū)動電機(jī) 驅(qū)動電機(jī)功率 P: pPP /.qpP 式中： pP 液壓泵的最高工作壓力 qP 液壓泵的最大輸出流量 P 液壓泵的總效率 西華 大學(xué) 12 （ 3）控制閥的選擇 原則：根據(jù)系

5、統(tǒng)壓力和工作流量，在液壓元件 產(chǎn)品目錄中選取。 （ 4）液壓輔助元件 包括：過濾器、蓄能器、管道、接頭、油箱等 查手冊。 西華 大學(xué) 13 （ 5）選用液壓油 普通液壓系統(tǒng)用礦油型液壓油 室外設(shè)備選用抗磨液壓油或低凝液壓油 航空液壓系統(tǒng)選用航空液壓油 （ 6）油箱設(shè)計 西華 大學(xué) 14 驗算液壓系統(tǒng) （ 1）回路壓力損失 p=pL+pc+pV 計算系統(tǒng)壓力損失的目的，是為了正確確定系統(tǒng)的調(diào)整壓 力和分析系統(tǒng)設(shè)計的好壞。 如果計算出來的 p 比在初選系統(tǒng)工作壓力時粗略選定的 壓

6、力損失大得多，應(yīng)該重新調(diào) 整有關(guān)元件、輔件的規(guī)格，重新確定管道尺寸。 西華 大學(xué) 15 （ 2）發(fā)熱溫升 系統(tǒng)單位時間的發(fā)熱量： 系統(tǒng)單位時間的散熱量： i2i1i t)P-(P 1 TAC T 西華 大學(xué) 16 系統(tǒng)熱平衡時的溫升： t)P-(P1AC 1ACACT i2i1i TTT 式中： P1i、 P2i 分別為液壓泵的輸入功率和系統(tǒng)輸出功率 ti、 分別為第 i工作階段的持續(xù)時間和工作循環(huán)周期 A 油箱散熱面積 T系統(tǒng)溫升 CT散熱系數(shù)，自然冷卻通風(fēng)差， CT（ 8 9） x10 3

7、 自然冷卻通風(fēng)良好， CT（ 15 17.5） x10 3 油箱加專用冷卻器， CT（ 110 170） x10 3 西華 大學(xué) 17 驗算溫度： TTTT 121 式中： T1、 T1 分別為油箱溫度和最高允許溫度 T2 油箱環(huán)境溫度 T--系統(tǒng)溫升 西華 大學(xué) 18 繪制工作圖、編制技術(shù)文件 包括液壓系統(tǒng)原理圖、液壓系統(tǒng)裝配圖、非標(biāo)準(zhǔn)元 件裝配圖及零件圖、設(shè)計計算說明書、零部件目錄表、 標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、外購件匯總表等。 西華 大學(xué) 19 第二節(jié) 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算實例 例： 設(shè)計一臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床動力滑臺的液壓 系統(tǒng)。

8、動力滑臺的工作循環(huán)是：快進(jìn) 工進(jìn) 快退 停止。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求如下： 切削力 Ft： 20000N；移動部件總重力 G 10000N；快進(jìn) 行程 L1=100mm；工進(jìn)行程 L2 50mm；快進(jìn)快退的速度為 4m min；工進(jìn)速度為 0 05m min；加速、減速時間 t 0 2s；靜摩擦系數(shù) fs=0 2；動摩擦系數(shù) fd=o 1。 該動力滑臺采用水平放置的平導(dǎo)軌，動力滑臺可在任意 位置停止。 西華 大學(xué) 20 一、負(fù)載分析 液壓缸負(fù)載的計算 西華 大學(xué) 21 負(fù)載 速度圖 西華 大學(xué) 22 二、執(zhí)行元件主要參數(shù)確定 1、選定液壓缸工作壓力 初

9、選 p1=40 105Pa。本機(jī)床為鉆孔組合機(jī)床，為 防止鉆通時發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸回油腔應(yīng)有背壓， 設(shè)背壓 p2=8 105Pa 西華 大學(xué) 23 2、確定液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸 為使快進(jìn)快退速度相等，選用 A1=2A2差動油缸，假定快進(jìn)、快退 的回油壓力損失為 p=8 105Pa。 由液壓缸推力 F=(p1A1-p2A2) cm 得 取標(biāo)準(zhǔn)直徑： D 90 mm 因為 A1=2A2，所以 d=63mm 西華 大學(xué) 24 3、計算液壓缸各工作階段的壓力、流量和功率 西華 大學(xué) 25 三、擬定液壓系統(tǒng)圖 1、供油方式、調(diào)速方式：開式 系統(tǒng)、雙泵供油、調(diào)速閥進(jìn)口

10、節(jié) 流調(diào)速 2、快速運動回路和速度換接回 路：采用差動連接和雙泵供油快 速回路；速度換接采用行程與壓 力聯(lián)合控制形式。 3、換向回路：三位五通換向閥、 擋塊壓力繼電器行程終點控制 4、組成液壓系統(tǒng) 西華 大學(xué) 26 四、選擇液壓元件 1、液壓泵 西華 大學(xué) 27 2、驅(qū)動電動機(jī) 差動快進(jìn) 工進(jìn) 快退 西華 大學(xué) 28 3、液壓控制閥選擇 4、輔助液壓件（油管、油箱、接頭、過濾器、冷卻器等）選 擇 西華 大學(xué) 29 5、油箱 西華 大學(xué) 30 五、驗算液壓系統(tǒng)性能 1、壓力損失及泵壓力調(diào)定值 工進(jìn) 快退 西華 大學(xué) 31 2、液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升驗算 西

11、華 大學(xué) 32 小結(jié) 明確設(shè)計內(nèi)容、方法、步驟，但步驟不是死的， 有時步驟間可穿插、交叉進(jìn)行。特別是對于不同 的設(shè)計對象 (例如機(jī)床液壓系統(tǒng)、工程機(jī)械液壓 系統(tǒng)、冶金設(shè)備液壓系統(tǒng)、飛機(jī)液壓系統(tǒng)等 )， 其具體的設(shè)計步驟略有差別，而較簡單的液壓系 統(tǒng)有些步驟可以合并。 西華 大學(xué) 33 學(xué)會設(shè)計資料的查找方法、設(shè)計手冊的合理使 用、產(chǎn)品樣本的正確閱讀。有些數(shù)據(jù)和資料并非通 用標(biāo)準(zhǔn)，而是些局部試驗或經(jīng)驗材料，引用時應(yīng)注 意使用條件和環(huán)境 o 西華 大學(xué) 34 正確理解并學(xué)會設(shè)計思想。作為液壓系統(tǒng)的 整體設(shè)計方案常通過分析、對比、選擇和估算等 過程最后定下來。而某些具體參數(shù)的設(shè)計往往也 不是一次完成。常經(jīng)過設(shè)計 檢驗 否定， 再設(shè)計 檢驗 否定等幾個回合最后成功。 這都是正常現(xiàn)象，應(yīng)正確理解并掌握。 西華 大學(xué) 35 Thank You！