液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) - 副本

1、第一章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)是整機(jī)設(shè)計(jì)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)液壓控制部分的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)主要包括液壓系統(tǒng)工況分析和系統(tǒng)的確定、液壓系統(tǒng)參數(shù)的確定、液壓系統(tǒng)圖的擬定、液壓元件的計(jì)算和選取等。通常設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的步驟和內(nèi)容大致如下：（1）明確設(shè)計(jì)要求、進(jìn)行工況分析；（2）確定液壓系統(tǒng)的主要性能參數(shù)；（3）擬定液壓系統(tǒng)原理圖；（4）計(jì)算和選擇液壓元件；（5）估算液壓系統(tǒng)的性能；（6）繪制工作圖，編寫(xiě)技術(shù)文件。上述步驟中各項(xiàng)工作內(nèi)容有時(shí)需要穿插、交錯(cuò)進(jìn)行。對(duì)某些比較復(fù)雜的問(wèn)題，需經(jīng)過(guò)多次反復(fù)才能最后確定。右圖為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)流程。 1.1 液壓系統(tǒng)使用要求和負(fù)載特性分析1. 液壓

2、系統(tǒng)使用要求 主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的使用要求是設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的依據(jù)。因此設(shè)計(jì)開(kāi)始，首先必須搞清下列問(wèn)題：（1）主機(jī)概況1）主機(jī)的用途、總體布局、主要結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)與性能要求。2）主機(jī)對(duì)液壓裝置在位置布置和空間尺寸以及質(zhì)量上的限制。3）主機(jī)的工藝流程或工作循環(huán)、作業(yè)環(huán)境等。（2）液壓系統(tǒng)的任務(wù)與要求 1）液壓系統(tǒng)應(yīng)完成的動(dòng)作，液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方式（移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)）及其工作范圍。2）液壓執(zhí)行元件的負(fù)載大小及負(fù)載性質(zhì)，運(yùn)動(dòng)速度的大小及其變化范圍。3）液壓執(zhí)行元件的動(dòng)作順序及聯(lián)鎖關(guān)系，各動(dòng)作的同步要求及同步精度。4）對(duì)液壓系統(tǒng)工作性能的要求，如運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、定位精度、轉(zhuǎn)換精度、自動(dòng)化程度、工作效率、溫升

3、、振動(dòng)、沖擊與噪聲、安全性與可靠性等。5）對(duì)液壓系統(tǒng)的工作方式及控制方式的要求。（3）液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境與條件 1）周圍介質(zhì)、環(huán)境溫度、濕度大小、風(fēng)砂與塵埃情況、外界沖擊振動(dòng)等。2）防火與防爆要求。（4）經(jīng)濟(jì)性與成本等方面的要求 2. 負(fù)載特性分析 負(fù)載特性分析是擬定液壓系統(tǒng)方案、選擇或設(shè)計(jì)液壓元件的依據(jù)。它包括：動(dòng)力參數(shù)分析和運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析兩部分。 液壓系統(tǒng)承受的負(fù)載可由主機(jī)的規(guī)格規(guī)定，可由樣機(jī)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，也可以由理論分析確定。當(dāng)用理論分析確定系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)載時(shí)，必須仔細(xì)考慮它所有的組成項(xiàng)目，例如：工作負(fù)載（切削力、擠壓力、彈性塑性變形抗力、質(zhì)量等）、慣性負(fù)載和阻力負(fù)載（摩擦力、背壓力）等。此

4、外必須注意負(fù)載的性質(zhì)：是單向負(fù)載還是雙向負(fù)載，是恒定負(fù)載還是變化負(fù)載；是否存在負(fù)值負(fù)載，是否有與液壓缸軸線不重合的負(fù)載。 對(duì)于復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，尤其是有多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作的系統(tǒng)，通過(guò)動(dòng)力參數(shù)分析，繪制出如圖2a所示的負(fù)載圖，以確定系統(tǒng)工作壓力；通過(guò)運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析，繪制出如圖2b所示的速度圖，以選定系統(tǒng)所需流量。同時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載圖和速度圖，可以繪制出液壓系統(tǒng)的功率圖，從中確定液壓系統(tǒng)所需的功率。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)時(shí)，負(fù)載圖和速度圖均可省略不畫(huà)。 圖2 液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的負(fù)載圖和速度圖a）負(fù)載圖 b）速度圖1） 動(dòng)力參數(shù)分析動(dòng)力參數(shù)分析就是通過(guò)計(jì)算確定各液壓執(zhí)行元件的載荷大小和方向，并分析各執(zhí)

5、行元件在工作過(guò)程中可能產(chǎn)生的沖擊、振動(dòng)及過(guò)載等情況。液壓缸的外負(fù)載力F 和液壓馬達(dá)的外負(fù)載轉(zhuǎn)矩T 可按表1計(jì)算。根據(jù)計(jì)算所得的外負(fù)載就可繪制出上述負(fù)載圖。2）運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析就是研究主機(jī)依據(jù)工藝要求應(yīng)以何種運(yùn)動(dòng)規(guī)律完成一個(gè)工作循環(huán)，即研究運(yùn)動(dòng)的形式（是平移、回轉(zhuǎn)或擺動(dòng)）、運(yùn)動(dòng)的速度大小和變化范圍、運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)短、運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律（循環(huán)過(guò)程與周期）等。依據(jù)這些分析就可作出上述速度圖。表3 背壓壓力表2 摩擦因數(shù)表1 液壓缸的外負(fù)載力F及液壓馬達(dá)的外負(fù)載轉(zhuǎn)矩T計(jì)算公式1.2 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)：根據(jù)主機(jī)的工作情況、主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求、液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件以及成本、經(jīng)濟(jì)

6、性、供貨情況等諸多因素，進(jìn)行全面、綜合的設(shè)計(jì)，從而擬定出一個(gè)各方面比較合理的、可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)的方案。內(nèi)容包括：執(zhí)行元件形式的分析與選擇；油路循環(huán)方式的分析與選擇；油源類型的分析與選擇；液壓回路的分析、選擇與合并。1. 執(zhí)行元件形式的分析與選擇 液壓系統(tǒng)采用的執(zhí)行元件的形式，視主機(jī)所要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)種類和性質(zhì)而定，可按表4來(lái)選擇。表4 液壓執(zhí)行元件形式的選擇2.油路循環(huán)方式的分析與選擇 液壓系統(tǒng)油路循環(huán)方式為開(kāi)式和閉式兩種，它們各自的特點(diǎn)及其相互比較見(jiàn)表5。表5 開(kāi)式系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)的比較油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件。一般說(shuō)來(lái)，凡備有較大空間可以存放油箱且不需另設(shè)散熱裝置

7、的系統(tǒng)、要求結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單的系統(tǒng)、采用節(jié)流調(diào)速或容積節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，均宜采用開(kāi)式系統(tǒng)。例如，泵向多個(gè)液壓執(zhí)行元件供油且功率較小的機(jī)器（如組合機(jī)床、磨床等）、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器（如鏟車、高空作業(yè)車、液壓汽車起重機(jī)、裝載機(jī)及挖掘機(jī)等）以及固定機(jī)械。凡允許采用輔助泵進(jìn)行補(bǔ)油并通過(guò)換油來(lái)達(dá)到冷卻目的的系統(tǒng)、對(duì)工作穩(wěn)定性和效率有較高要求的系統(tǒng)、采用容積調(diào)速的系統(tǒng)，都宜采用閉式系統(tǒng)。例如，外負(fù)載慣性大且換向頻繁的機(jī)構(gòu)（如一些起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)及龍門(mén)刨床、拉床的工作臺(tái)等）、重力下降機(jī)構(gòu)（如不平衡類型的起升、動(dòng)臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)等）、要求結(jié)構(gòu)特別緊湊的運(yùn)動(dòng)式機(jī)械（如液壓汽車平板車、拖拉機(jī)、礦車及飛機(jī)等）。大型貨輪的

8、舵機(jī)、工程船舶調(diào)距槳等系統(tǒng)也常用閉式系統(tǒng)。3. 開(kāi)式系統(tǒng)油路組合方式的分析與選擇 當(dāng)系統(tǒng)有多個(gè)液壓執(zhí)行元件時(shí)，開(kāi)式系統(tǒng)按油路的不同連接方式，分為串聯(lián)、并聯(lián)、獨(dú)聯(lián)以及它們的組合復(fù)聯(lián)等。1）串聯(lián)串聯(lián)方式除第一個(gè)液壓執(zhí)行元件的進(jìn)油口和最后一個(gè)執(zhí)行元件的回油口分別與液壓泵和油箱連接外，其余液壓執(zhí)行元件的進(jìn)、出口依次相連。特點(diǎn)：多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)，其運(yùn)動(dòng)速度不隨外負(fù)載而變，故輕載時(shí)可多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作；但液壓泵的壓力負(fù)擔(dān)重，受原動(dòng)機(jī)功率限制，故重載時(shí)不宜多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作。另外，系統(tǒng)的壓力損失也較大。串聯(lián)連接方式適用于中小型工程機(jī)械液壓系統(tǒng)、單泵供油的需保證行走直線性的工程機(jī)械。2）

9、并聯(lián)在并聯(lián)連接方式中，液壓泵與所有液壓執(zhí)行元件的進(jìn)油口相連，而其回油口都接油箱。特點(diǎn)：多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)，負(fù)載小的液壓執(zhí)行元件的速度會(huì)增大；但液壓泵的壓力負(fù)擔(dān)輕，為任一液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力與其相應(yīng)回路的壓力損失之和。并聯(lián)連接方式適用于多個(gè)液壓執(zhí)行元件不要求同時(shí)動(dòng)作；或要求同時(shí)動(dòng)作但功率較小、或工作時(shí)間較短的，如機(jī)床、機(jī)械手等；也常用于大型工程機(jī)械的雙液壓泵雙回路系統(tǒng)。4. 油源類型的分析與選擇液壓系統(tǒng)油源類型的選擇，應(yīng)在分析下列因素后確定：1）根據(jù)系統(tǒng)工作壓力的高低，選擇液壓泵的壓力等級(jí)和結(jié)構(gòu)形式。2）根據(jù)油源輸出流量變化的大小和系統(tǒng)節(jié)能的要求，選擇用定量泵還是變量泵。3）根據(jù)執(zhí)行元

10、件的多寡和系統(tǒng)工作循環(huán)中壓力、流量的變化情況，選擇單泵供油還是多泵供油。4）根據(jù)系統(tǒng)對(duì)油源綜合性能的要求，選擇泵的控制方式，是限壓式、恒壓式、恒流量式，還是恒功率式等等。5. 調(diào)速方案的分析與選擇 調(diào)速方案對(duì)主機(jī)主要性能起決定性的作用。 選擇調(diào)速方案時(shí)，應(yīng)依據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載特性和調(diào)速范圍以及經(jīng)濟(jì)性等因素，參考表6進(jìn)行分析比較，最后選出合適的調(diào)速方案。 調(diào)速方案與油路循環(huán)方式、液壓泵和液壓執(zhí)行元件的類型等密切相關(guān)。 表6 三種調(diào)速回路主要性能比較6. 液壓基本回路的分析與選擇 這里是指除調(diào)速回路以外的液壓基本回路。選擇液壓回路是根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和工況圖，從眾多成熟的方案中（參見(jiàn)第六章和有關(guān)

11、設(shè)計(jì)手冊(cè)）經(jīng)過(guò)分析、評(píng)比挑選出來(lái)的。選擇液壓回路一般可按如下步驟進(jìn)行：（1）選擇系統(tǒng)一般都必須設(shè)置的基本回路 通常液壓系統(tǒng)都必須設(shè)置調(diào)壓回路、調(diào)速回路、換向回路、卸荷回路及安全回路等。（2）根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載性質(zhì)選擇基本回路 液壓執(zhí)行元件存在外負(fù)載對(duì)系統(tǒng)作功的工況（例如有垂直運(yùn)動(dòng)部件的系統(tǒng)）時(shí)，要設(shè)置平衡回路，以防止外負(fù)載使液壓執(zhí)行元件超速運(yùn)動(dòng)。在外負(fù)載慣性較大的系統(tǒng)中，為防止產(chǎn)生液壓沖擊，要設(shè)置制動(dòng)回路。對(duì)有快速運(yùn)動(dòng)部件的系統(tǒng)或要求精確換向的系統(tǒng)，要設(shè)置減速回路或緩沖回路，等等。（3）根據(jù)系統(tǒng)特殊要求選擇基本回路 如有多個(gè)液壓執(zhí)行元件的系統(tǒng)，根據(jù)需要設(shè)置順序回路、同步回路或互不干擾回路。有些系統(tǒng)還

12、要設(shè)置速度換接回路、增速回路、增壓回路、鎖緊回路等。對(duì)液壓機(jī)而言，釋壓回路是必不可少的。對(duì)閉式系統(tǒng)而言，必須有補(bǔ)油冷卻回路。選擇一些主要液壓回路時(shí)，還需注意以下幾點(diǎn)：1）調(diào)壓回路的選擇主要決定于系統(tǒng)的調(diào)速方案。在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，一般采用調(diào)壓回路；在容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速或旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，則均采用限壓回路。一個(gè)油源同時(shí)提供兩種不同工作壓力時(shí)，可以采用減壓回路。對(duì)于工作時(shí)間相對(duì)輔助時(shí)間較短而功率又較大的系統(tǒng)，可以考慮增加一個(gè)卸荷回路。2）速度換接回路的選擇主要依據(jù)換接時(shí)位置精度和平穩(wěn)性的要求。同時(shí)還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、控制靈活。3）多個(gè)液壓缸順序動(dòng)作回路的選擇主要考慮順序動(dòng)作的可變換性、行程

13、的可調(diào)性、順序動(dòng)作的可靠性等。4）多個(gè)液壓缸同步動(dòng)作回路的選擇主要考慮同步精度、系統(tǒng)調(diào)整、控制和維護(hù)的難易程度等。注：當(dāng)選擇液壓回路出現(xiàn)多種可能方案時(shí)，應(yīng)平行展開(kāi)，反復(fù)進(jìn)行分析對(duì)比，不要輕易作出取舍決定。 1.3 液壓系統(tǒng)原理圖的擬定選定執(zhí)行元件、油源類型、調(diào)速方案和液壓基本回路后，再增添一些必要的元件和配置一些輔助性油路，如控制油路、潤(rùn)滑油路、測(cè)壓油路等，并對(duì)回路進(jìn)行歸并和整理，就可將液壓回路合成為液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)合成時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題： 1）這個(gè)系統(tǒng)能否完滿地實(shí)現(xiàn)所要求的各項(xiàng)功能？是否要進(jìn)行補(bǔ)充或修正？2）有無(wú)多余或重復(fù)的元件和油路可以去掉或合并？3）各液壓回路之間是否會(huì)產(chǎn)生干擾？4）系

14、統(tǒng)會(huì)不會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊？有沒(méi)有防止液壓沖擊的措施？5）控制油路是否可靠？當(dāng)直接從主油路上引出控制油路時(shí)，應(yīng)保證控制油路始終具有一定的壓力（包括系統(tǒng)卸荷時(shí)）。6）系統(tǒng)測(cè)壓點(diǎn)的分布是否合理、正確？通常，測(cè)壓點(diǎn)應(yīng)設(shè)在：液壓泵的出口、溢流閥的入口油路上；減壓閥或增壓器的出口油路上；順序閥或背壓閥入口油路上；壓力繼電器或過(guò)濾器的前油路上；液壓執(zhí)行元件的進(jìn)、出油口處；潤(rùn)滑油路、控制油路上。7）系統(tǒng)是否有工作介質(zhì)的凈化裝置？液壓系統(tǒng)中都應(yīng)設(shè)置一般的粗、精過(guò)濾器或磁性過(guò)濾器，對(duì)要求特別高的系統(tǒng)，還需設(shè)置旁路凈化系統(tǒng)。8）系統(tǒng)工作的可靠性如何？對(duì)可靠性要求特別高的系統(tǒng)，需設(shè)置備用元件或備用回路。9）系統(tǒng)是否需要設(shè)

15、置冷卻、加熱裝置？1.4 液壓系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)設(shè)計(jì)是指確定液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量。液壓執(zhí)行元件的工作壓力可以根據(jù)負(fù)載圖中的最大負(fù)載來(lái)選取，見(jiàn)表7；也可以根據(jù)主機(jī)的類型來(lái)選取，見(jiàn)表8。 最大流量則由液壓執(zhí)行元件速度圖中的最大速度計(jì)算出來(lái)。工作壓力和最大流量的確定都與液壓執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)（指液壓缸的有效工作面積A或液壓馬達(dá)的排量VM）有關(guān)。 一般的做法是先選定液壓執(zhí)行元件的類型及其工作壓力p，再按最大負(fù)載和預(yù)估的液壓執(zhí)行元件的機(jī)械效率求出A或者VM，并通過(guò)各種必要的驗(yàn)算、修正和圓整成標(biāo)準(zhǔn)值后定下這些結(jié)構(gòu)參數(shù)，最后再算出最大流量qmax來(lái)。 有些主機(jī)（例如機(jī)床）的液壓系統(tǒng)對(duì)

16、液壓執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度有較高的要求，這時(shí)所確定的液壓執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)A或VM還必須符合下述條件：表7 按負(fù)載選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力（適用于中、低壓液壓系統(tǒng)）表8 按主機(jī)類型選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的工況圖是在液壓執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后，根據(jù)主機(jī)工作循環(huán)，算出不同階段中的實(shí)際工作壓力、流量和功率之后作出的，見(jiàn)圖3。 圖3 執(zhí)行元件的工況圖1.5 液壓執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)計(jì)算與選用1. 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 液壓缸的主要技術(shù)參數(shù)及所需流量計(jì)算公式第四章，計(jì)算公式中所需數(shù)據(jù)分別見(jiàn)表3和表9。液壓缸空載起動(dòng)壓力及效率見(jiàn)表9。表9 液壓缸空載起動(dòng)壓力及效率2. 液壓馬達(dá)的計(jì)算與選擇

17、液壓馬達(dá)的排量: V=2T/（p1-p2）m 1.6 液壓能源裝置設(shè)計(jì)液壓能源裝置是液壓系統(tǒng)的重要組成部分。通常有兩種形式：一種是液壓裝置與主機(jī)分離的液壓泵站；一種是液壓裝置與主機(jī)合為一體的液壓泵組（包括單個(gè)液壓泵）。1. 液壓泵站的類型及其組件的選擇 液壓泵站的類型如表10所示。上置式液壓泵站（見(jiàn)圖4）結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，被廣泛應(yīng)用于中、小功率液壓系統(tǒng)中。非上置式液壓泵站（見(jiàn)圖5）的液壓泵組置于油箱液面以下，有效地改善了液壓泵的吸入性能，且裝置高度低，便于維修，適用于功率較大的液壓系統(tǒng)。表10 液壓泵站的類型圖4 上置式液壓泵站a）立式液壓泵站1電動(dòng)機(jī) 2聯(lián)軸器 3油箱 4液壓泵b）臥式液壓泵

18、站1油箱 2電動(dòng)機(jī) 3液壓泵圖5 整體式液壓泵站a）旁置式 b）下置式1油箱 2電動(dòng)機(jī) 3液壓泵 4過(guò)濾器液壓泵站組件的選擇 液壓泵站一般由液壓泵組、油箱組件、過(guò)濾器組件、蓄能器組件和溫控組件等組成。應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要，經(jīng)深入分析計(jì)算后加以選擇、組合。液壓泵組由液壓泵、原動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、底座及管路附件等組成，輸出所需壓力和流量的工作介質(zhì)。油箱組件由油箱、面板、空氣過(guò)濾器、液位顯示器等組成，用以儲(chǔ)存系統(tǒng)所需的工作介質(zhì)，散發(fā)系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的一部分熱量，分離介質(zhì)中的氣體并沉淀污物。過(guò)濾器組件是保持工作介質(zhì)清潔度必備的輔件，可根據(jù)系統(tǒng)介質(zhì)清潔度的不同要求，設(shè)置不同等級(jí)的粗過(guò)濾器、精過(guò)濾器。蓄能器組件通

19、常由蓄能器、控制裝置、支承臺(tái)架等部件組成。它可用于儲(chǔ)存能量、吸收流量脈動(dòng)、緩和壓力沖擊，故應(yīng)按系統(tǒng)的需求而設(shè)置，并計(jì)算其合理的容量，然后選用之。溫控組件由傳感器和溫控儀組成。當(dāng)液壓系統(tǒng)自身的熱平衡不能使工作介質(zhì)處于合適的溫度范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)設(shè)置溫控組件，以控制加熱器和冷卻器，使介質(zhì)溫度始終工作在設(shè)定的范圍內(nèi)。根據(jù)主機(jī)的要求、工作條件和環(huán)境條件，設(shè)計(jì)出與工況相適應(yīng)的液壓泵站方案后，就可計(jì)算液壓泵站中主要元件的工作參數(shù)。2. 液壓泵的計(jì)算與選擇 液壓泵的最大工作壓力為：式中 p液壓執(zhí)行元件工作腔的最大工作壓力： p從液壓泵出口到液壓執(zhí)行元件入口處的總管路損失；p=p+p+pV p進(jìn)油路上管中的總沿程損

20、失； p進(jìn)油路上管路的總局部損失； pV進(jìn)油路上閥的總壓力損失。p的準(zhǔn)確計(jì)算須在選定液壓元件并繪制出管路布置圖后才能進(jìn)行。初算時(shí)，可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取：當(dāng)管路簡(jiǎn)單或有節(jié)流閥調(diào)速時(shí)，取p=0.20.5MPa；當(dāng)管路復(fù)雜或有調(diào)速閥調(diào)速時(shí)，取p=0.51.5MPa。根據(jù)液壓泵的最大工作壓力選擇液壓泵的類型，根據(jù)液壓泵的流量確定液壓泵的規(guī)格。在參照產(chǎn)品樣本或技術(shù)手冊(cè)選取液壓泵時(shí)，泵的額定壓力應(yīng)選得比上述最大工作壓力高20%60%，以留有壓力儲(chǔ)備；額定流量則只須選得滿足上述最大流量需要即可。液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時(shí)，其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率一般可以直接從產(chǎn)品樣本或技術(shù)手冊(cè)中查到，但其數(shù)值在實(shí)際使用中往往

21、偏大。因此，也可以根據(jù)具體工況用下述方法計(jì)算出來(lái)。液壓泵的總效率如表11所示。表11 液壓泵的總效率液壓泵類型齒輪泵葉片泵柱塞泵螺桿泵總效率0.60.70.60.750.80.850.650.83. 油箱的設(shè)計(jì)與計(jì)算 油箱設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1）吸油管和回油管間的距離應(yīng)盡量遠(yuǎn)，兩管之間應(yīng)設(shè)置隔板，以增加油液循環(huán)的距離，使油液有足夠的時(shí)間分離氣泡，消散熱量。隔板的高度約為油箱內(nèi)最低油面高度的2/3。吸油管離油箱底距離大于吸油管直徑D的2倍，距油箱壁不小于3D?；赜拖涞墓芏饲谐?5，且面向箱壁。2）為防止油液被污染，油箱上各蓋板、管口處都要妥善密封。注油器上要加過(guò)濾網(wǎng)。通氣孔上須裝空氣濾清器，其容量至少

22、應(yīng)為液壓泵額定流量的2倍。 3）為了易于散熱和便于對(duì)油箱進(jìn)行搬移和維護(hù)保養(yǎng)，箱底離地至少應(yīng)在150mm以上。箱底應(yīng)適當(dāng)傾斜，在最低部位處設(shè)置堵塞或放油閥，以便排放污油。箱體上注油口應(yīng)設(shè)在便于操作的地方，在其近旁設(shè)置液位計(jì)。過(guò)濾器的安裝位置應(yīng)便于裝卸，油箱應(yīng)便于清洗。4）油箱中如要安裝熱交換器，必須考慮好它的安裝位置，以及測(cè)溫、控制等措施。5）分離式油箱用鋼板焊成。鋼板厚度視油箱容量而定，建議100L容量的油箱取1.5mm，400L以下的取3mm，400L以上的取6mm。箱底厚度應(yīng)大于箱壁，箱蓋厚度應(yīng)為箱壁的4倍。當(dāng)液壓泵、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以及其他液壓件都要裝在油箱上時(shí)，箱蓋要相應(yīng)加厚。大容量的油箱要

23、加焊角板、肋條，以增加剛性。6）油箱內(nèi)壁應(yīng)涂耐油防銹涂料。外壁如涂上一層極薄的黑漆（不超過(guò)0.025mm厚），會(huì)有很好的輻射散熱效果。鑄造的油箱內(nèi)壁一般僅噴砂處理，不涂漆。4. 過(guò)濾器的選擇 選擇過(guò)濾器時(shí)，主要考慮過(guò)濾器的通流能力、過(guò)濾精度和承壓能力。 5. 液壓輔件的計(jì)算與選用 1）熱交換器的計(jì)算與選用若因環(huán)境溫度過(guò)低而不能起動(dòng)液壓泵或液壓系統(tǒng)無(wú)法正常工作時(shí)，須安裝加熱器。加熱器可設(shè)在油箱內(nèi)，也可串聯(lián)在油路上。加熱所需的功率應(yīng)按照系統(tǒng)油液的面積、工作溫度與環(huán)境溫度之差、加熱時(shí)間等進(jìn)行計(jì)算。2）管件的計(jì)算與選用油管的內(nèi)徑和壁厚按式（2-30）和式（2-31）計(jì)算后，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圓整后選取。管接

24、頭的名義尺寸與油管相同，其規(guī)格和品種可查閱有關(guān)技術(shù)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本得到。1.7 液壓控制元件選用與設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)得好的液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能多地由標(biāo)準(zhǔn)液壓控制元件組成，使自行設(shè)計(jì)的專用液壓控制元件減少到最低限度。但是，有時(shí)因某種特殊需要，必須自行設(shè)計(jì)專用液壓控制元件時(shí)，可參閱有關(guān)液壓元件設(shè)計(jì)的書(shū)籍或資料。這里主要介紹液壓控制元件的選用。 選擇液壓控制元件的主要依據(jù)和應(yīng)考慮的問(wèn)題見(jiàn)表12。其中最大流量必要時(shí)允許短期超過(guò)額定流量的20%，否則會(huì)引起發(fā)熱、噪聲、壓力損失等增大和閥性能的下降。選擇閥時(shí)還應(yīng)注意下列的問(wèn)題：結(jié)構(gòu)形式、特性、壓力等級(jí)、連接方式、集成方式及操縱方式等。 表12 選擇液壓控制元件的主要依

25、據(jù)和應(yīng)考慮的問(wèn)題1. 溢流閥的選擇 直動(dòng)式溢流閥的響應(yīng)快，一般宜作制動(dòng)閥、安全閥用；先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性好，宜作調(diào)壓閥、背壓閥用。二級(jí)同心的先導(dǎo)式溢流閥的泄漏量比三級(jí)同心的要小，故在保壓回路中常被選用。先導(dǎo)式溢流閥的最低調(diào)定壓力一般只能在0.51MPa范圍內(nèi)；溢流閥的流量應(yīng)按液壓泵的最大流量選取，并應(yīng)注意其允許的最小穩(wěn)定流量，一般來(lái)說(shuō)，最小穩(wěn)定流量為額定流量的15%以上。2. 流量閥的選擇 一般中、低壓流量閥的最小穩(wěn)定流量為50100mL/min；高壓流量閥為2.520L/min。流量閥的進(jìn)出口需要有一定的壓差，高精度流量控制閥約需1MPa的壓差。要求工作介質(zhì)溫度變化對(duì)液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度影

26、響小的系統(tǒng)，可選用溫度補(bǔ)償型調(diào)速閥。3. 換向閥的選擇 （1）按通過(guò)閥的流量來(lái)選擇結(jié)構(gòu)形式，一般來(lái)說(shuō)，流量在190L/min以上時(shí)宜用插裝閥；190L/min以下時(shí)可采用滑閥型換向閥。70L/min以下時(shí)可用電磁換向閥，否則需用電液換向閥。（2）按換向性能等來(lái)選擇電磁鐵類型 直流濕式電磁鐵壽命長(zhǎng)，可靠性高，故應(yīng)盡可能選用直流濕式電磁換向閥。在某些特殊場(chǎng)合，還要選用安全防爆型、耐壓防爆型、無(wú)沖擊型以及節(jié)能型等電磁鐵。（3）按系統(tǒng)要求來(lái)選擇滑閥機(jī)能 換向閥的滑閥機(jī)能及其性能特點(diǎn)見(jiàn)書(shū)本第四章。4. 單向閥及液控單向閥的選擇 應(yīng)選擇開(kāi)啟壓力小的單向閥；開(kāi)啟壓力較大（0.30.5MPa）的單向閥可作背壓閥用。外泄式液控單向閥與內(nèi)泄式相比，其控制壓力低，工作可靠，選用時(shí)可優(yōu)先考慮。1.8 液壓系統(tǒng)密封裝置選用與設(shè)計(jì)在液壓傳動(dòng)中，液壓元件和系統(tǒng)的密封裝置用來(lái)防止工作介質(zhì)的泄漏及外界灰塵和異物的侵入。工作介質(zhì)的泄漏會(huì)給液壓系統(tǒng)帶來(lái)調(diào)壓不高、效率下降及污染環(huán)境等諸多問(wèn)題，從而損壞液壓技術(shù)的聲譽(yù)；外界灰塵和異物的侵入則造成對(duì)液壓系統(tǒng)的污染， 是導(dǎo)致系統(tǒng)工作故障的主要原因。所以，在液壓系