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第九章挖掘机技术讲解液压传动系统的设计计算.ppt

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第九章挖掘机技术讲解液压传动系统的设计计算.ppt

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文档介绍

文档介绍:第九章挖掘机技术讲解液压传动系统的设计计算
液压传动系统的设计计算
液压系统设计步骤如下:
(1) 明确液压系统的设计要求及工况分析;
(2) 主要参数的确定;
(3) 拟定液压系统原理图,进行系统方案论证;
(4) 设计、计算、选如有若干个执行元件同时或分别完成不同的工作循环,则有必要按上述各阶段计算总负载力,并根据上述各阶段的总负载力和它所经历的工作时间t(或位移s),按相同的坐标绘制液压缸的负载时间(F―t)或负载位移(F―s)图。。
最大负载值是初步确定执行元件工作压力和结构尺寸的依据。
液压马达的负载力矩分析与液压缸的负载分析相同,只需将上述负载力的计算变换为负载力矩即可。
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工作负载图
某液压缸的速度图和负载图
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液压系统主要参数的确定
执行元件的工作压力和流量是液压系统最主要的两个参数。这两个参数是计算和选择元件、辅件和原动机的规格型号的依据。要确定液压系统的压力和流量,首先必须根据各液压执行元件的负载循环图,选定系统工作压力;再根据系统压力,确定液压缸有效工作面积A或液压马达的排量VM;最后根据位移―时间循环图(或速度―时间循环图)确定其流量。
2019/3/11
18
系统工作压力的确定
根据液压执行元件的负载循环图,可以确定系统的最大载荷点,在充分考虑系统所需流量、系统效率和性能要求等因素后,可参照表9-2或表9-3选择系统工作压力。
表9-2 按负载选择系统工作压力
负载/kN
<5
5~10
10~20
20~30
30~50
>50
系统压力/MPa
<~l
~2
~3
3~4
4~5
>5~7
2019/3/11
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系统工作压力的确定
表9-3 按主机类型选择系统工作压力
设备
类型
机 床
农业机械
汽车工业
小型工程
机械及辅
助机械
工程机械
重型机械
锻压设备
液压支架
船用
系统
磨床
组合机床
牛头刨床
插床
齿轮加工
机床
车床
铣床
镗床
珩磨
机床
拉床
龙门
刨床
压力/MPa



<10
10—16
16—32
14—25
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系统工作压力的确定
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。在系统功率一定时,一般选用较高的工作压力,使执行元件和系统的结构紧凑、质量轻、经济性好。但是,若工作压力选得过高,则会提高对元件的强度、刚度及密封要求和制造精度要求,不但达不到预期的经济效果,反而会降低元件的容积效率、增加系统发热、降低元件寿命和系统可靠性;反之,若工作压力选得过低,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。
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21
执行元件参数的确定
前面初步选定的工作压力可以认为就是执行元件的输入压力pl,然后再初步选定执行元件的回油压力p2(背压),这样就可以确定执行元件的参数。液压缸的主要结构参数缸径D、活塞杆径d和液压马达的排量VM的计算详见第3章、第4章相应计算公式。注意计算所得的数值,应圆整为标准值。
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执行元件流量的确定
液压缸(液压马达)所需最大流量qmax按其实际有效工作面积A(或液压马达的排量VM)及所要求的最高速度vmax(或马达最高转速nmax)来计算,即
()
式中 —执行元件的容积效率。
当单杆液压缸做差动连接时,实际有效工作面积A=A1-A2。
液压缸所需最小流量qmin按其实际有效工作面积A和所要求的最小速度vmin来计算,即
()
上式所求得的液压缸最小流量应该等于或大于流量控制阀或变量泵的最小稳定流量。 同样地,液压马达最小流量按其排量和所要求的最小转速来计算。
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执行元件的工况图
工况图包括压力图、流量图和功率图。压力图、流量图是执行元件在运动循环中各阶段的压力与时间或压力与位移、流量与时间或流量与位移的关系图;功率图则是根据压力 p与流量q计算出各循环阶段所需功率,画出功率与时间或功率与位移的关系图。当系统中有多个同时工作的执行元件时,必须把这些执行元件的流量图按系统总的动作循环组合成总流量图。