液压液压传动系统的设计和计算.ppt

文档介绍：液压液压传动系统的设计和计算
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第1页，共55页，编辑于2022年，星期日
本章提要
本章介绍设计液压传动系统的基本步骤和方法，对于一般的液压系统，在设计过程中应遵循以下几个步骤：
①明确设计要求，进行工系统原理图。
绘制液压系统原理图
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液压元件的计算和选择
结构参数的确定是指根据执行元件工作压力和最大流量确定执行元件的排量或油缸面积。
执行元件的结构形式及参数的确定
运动
形式
往复直线运动
回转运动
往复摆动
短行程
长行程
高速
低速
建议采用的执行元件的形式
活塞式液压缸
柱塞式液压缸
液压马达与齿轮/齿条或螺母/丝杠机构
高速液压马达
低速大扭矩液压马达
高速液压马达带减速器
摆动液压缸
选择执行元件的形式
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工作压力是确定执行元件结构参数的主要依据。它的大小影响执行元件的尺寸和成本，乃至整个系统的性能，工作压力选得高，执行元件和系统的结构紧凑，但对元件的强度，刚度及密封要求高，且要采用较高压力的液压泵。
反之，如果工作压力选得低，就会增大执行元件及整个系统的尺寸，使结构变得庞大，所以应根据实际情况选取适当的工作压力。
（1）初选执行元件的工作压力
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（2）确定执行元件的主要结构参数
以缸为例，主要结构尺寸指缸的内径D和活塞杆的直径d，计算后按系列标准值确定D和d。
对有低速运动要求的系统，尚需对液压缸有效工作面积进行验算，即应保证：
（）
验算结果若不能满足式（），则说明按所设计的结构尺寸和方案达不到所需要的最低速度，必须修改设计。
式中 ：A—液压缸工作腔的有效工作面积；
—控制执行元件速度的流量阀最小稳定流量；
—液压缸要求达到的最低工作速度。
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（3）复算执行元件的工作压力
当液压缸的主要尺寸D、d计算出来以后，要按系列标准圆整，有必要根据圆整值对工作压力进行一次复算。
在按上述方法确定的工作压力还没有计算回油路的背压，所确定的工作压力只是执行元件为了克服机械总负载所需要的那部分压力，在结构参数D、d确定之后，取适当的背压估算值，即可求出执行元件工作腔的压力。
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对于单杆液压缸，其工作压力P可按下列公式复算。
有杆腔进油阶段
（）
式中 ：F—液压缸在各工作阶段的最大机械总负载；
、 —分别为缸无杆腔和有杆腔的有效面积；
—液压缸回油路的背压。
（）
无杆腔进油工进阶段
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（4）执行元件的工况图
即执行元件在一个工作循环中的压力、流量、功率对时间或位移的变化曲线图。将系统中各执行元件的工况图加以合并，便得到整个系统的工况图。
液压系统的工况图可以显示整个工作循环中的系统压力、流量和功率的最大值及其分布情况，为后续设计步骤中选择元件、选择回路或修正设计提供合理的依据。
对于简单系统，其工况图的绘制可省略。
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先根据设计要求和系统工况确定泵的类型，然后根据液压泵的最大供油量和系统工作压力来选择液压泵的规格。
选择液压泵
（）
式中: —执行元件的最高工作压力；
—进油路上总的压力损失。
（1） 液压泵的最高供油压力
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液压泵的最大供油量为：
（2）确定液压泵的最大供油量
（）
式中:
K—系统的泄漏修正系数，一般取 K=~；
—同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值。
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液压泵的规格型号按计算值在产品样本选取，为了使液压泵工作安全可靠，液压泵应有一定的压力储备量，通常泵的额定压力可