文档介绍：第八章液压传动的设计与计算
本章重点:1. 设计方案的选择:速度控制回路、压力控制回路的设计
2. 主要参数的确定:工作压力的选定;液压缸主要尺寸的确定;液压缸流量的确定;
压力图、流量图和功率图的绘制
第一节液压传动系统的设计内容与步骤
液压传动系统设计的基本内容和一般流程:
(1)明确对液压系统的要求;
(2)分析主机工况,确定液压系统的主要参数;
(3)进行方案设计,初拟液压系统原理图;
(4)计算和选择液压元件;
(5)验算液压系统的性能;
(6)绘制正式系统工作图,编制技术文件。
一、明确对液压系统的设计要求
液压系统的设计必须能全面满足主机的各项功能和技术性能。因此,首先要了解主机设计人员对
液压部分提出的要求。一般应明确以下要点:
(1)主机的用途、类型、工艺过程及总体布局,要求用液压传动完成的动作和空间位置的限制;
(2)对液压系统动作和性能的要求,如工作循环,运动方式(往复直线运动或旋转运动、同步、顺
序或互锁等要求),自动化程度,调速范围,运动平稳性和精度,负载状况,工作行程等;
(3)工作环境:如温度、湿度、污染、腐蚀及易燃等情况;
(4)其他要求:如可靠性,经济性等。
二、分析工况,确定液压系统的主要参数
明确了液压系统的设计依据后,对主机的工作过程进行分析,即负载分析和运动分析,确定负载
和速度在整个工作循环中的变化规律,然后即可计算执行元件的主要结构参数(指液压缸的有效工作
面积或液压马达的排量),以及确定液压系统的主要参数——工作压力和最大流量。
1、工况分析
主机工作过程中,其执行机构所要克服的负载包括工作负载(切削力、注射力、压力等)、惯性负
载和阻力负载(摩擦力、密封阻力、背压阻力等)。各工作阶段的负载可按以下各式计算
(1)启动阶段
F=Ffs±FG (8-1)
(2)加速阶段
F=Ffd+Fm±FG (8-2)
(3)恒速阶段
F=±Ft±Ffd±FG (8-3)
(4)制动阶段
1
F=±Ft±Ffd-Fm±FG (8-4)
式中 FG——重力,若工作部件水平放置则 FG =0;
Ffs——静摩擦力,Ffs =fsFn,Fn 为对支承面的正压力,fs 为静摩擦系数,一般 fs≤~;
Ffd——动摩擦力,Ffd =fdFn,fd 为动摩擦系数,一般 fd≤~;
FG ∆υ
Fm——惯性阻力,Fm = . , ∆t 为启动或制动时间, ∆υ为速度变化量;
g ∆t
Ft——切削阻力。

图 8-1 执行机构负载和速度循环图
另外,液压缸还有密封阻力、背压力等。根据各工作阶段内的负载和所经历时间,可绘制出负载
循环图,如图 8-1(a)所示。
同样,也可计算出执行机构在各阶段的运动速度,绘制出速度循环图,如图 8-1(b)所示。
2、确定液压系统的主要参数
执行元件的工作压力可以根据负载循环图中的最大负载来选取,也可以根据主机的类型来确定,
见表 8-1 和表 8-2。
表 8—1 按负载选择执行元件的工作压力
负载 F/kN <5 5~10 10~20 20~30 3