液壓課程設(shè)計(jì)

1、液壓傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第一章 概 述一、液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的目的和進(jìn)行方式1.目的液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)是液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)課程的最后個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是機(jī)械、機(jī)電及相關(guān)專業(yè)繼機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)后學(xué)生進(jìn)行的又一次較全面的工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其基本目的是：（1）培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用已學(xué)過的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決工程實(shí)際問題的能力；（2）學(xué)習(xí)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的般方法，了解和掌握常用液壓元件設(shè)計(jì)和選型的過程及進(jìn)行的方式；（3）進(jìn)行工程設(shè)計(jì)基本技能訓(xùn)練，學(xué)會(huì)運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；（4）鞏固所學(xué)的液壓傳動(dòng)知識(shí)。2.進(jìn)行方式液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)是在教師指導(dǎo)下進(jìn)行的。學(xué)生一人

2、題，獨(dú)立完成。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)在理解設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，按照設(shè)計(jì)步驟分步進(jìn)行。設(shè)計(jì)的全部內(nèi)容完成后，經(jīng)指導(dǎo)教師初審合格，方可參加設(shè)計(jì)答辯。二、設(shè)計(jì)課題及設(shè)計(jì)任務(wù)1.設(shè)計(jì)課題課程設(shè)計(jì)課題由指導(dǎo)教師選定，也可通過學(xué)生在實(shí)習(xí)中由生產(chǎn)現(xiàn)場直接給出，真題真做。每個(gè)學(xué)生采用不同的設(shè)計(jì)課題或同一課題不同的設(shè)計(jì)參數(shù)。參考課題見附錄A。2.設(shè)計(jì)任務(wù)（1）繪制執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載、速度循環(huán)圖；（2）繪制執(zhí)行機(jī)構(gòu)壓力、流量、功率循環(huán)圖；（3）繪制液壓系統(tǒng)圖；（4）選擇液壓元件，列出液壓元件型號(hào)、規(guī)格明細(xì)表；（5）設(shè)計(jì)執(zhí)行元件、繪制裝配圖；（6）編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。三、設(shè)計(jì)的基本步驟液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的功用是實(shí)現(xiàn)主機(jī)所要求的工作循環(huán)

3、，保證主機(jī)的性能要求。對于不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)的步驟也多有差異，各部分的設(shè)計(jì)有時(shí)還要交替進(jìn)行。但就一般而言，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)大體按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行。1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備認(rèn)真學(xué)習(xí)液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，研究設(shè)計(jì)課題，明確設(shè)計(jì)要求、條件、內(nèi)容和步驟；通過參觀實(shí)物或模型以及閱讀有關(guān)資料，了解設(shè)計(jì)對象；復(fù)習(xí)課程有關(guān)內(nèi)容，熟悉液壓元件的基本原理、基本性能和主要參數(shù)，熟悉基本德液壓回路；準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要的資料和用具；擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃等。2.執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)計(jì)算對執(zhí)行元件進(jìn)行負(fù)載和運(yùn)動(dòng)分析，確定執(zhí)行元件的流量、壓力等主要性能參致，并以此作為選擇或設(shè)計(jì)執(zhí)行元件的依據(jù)。3.擬定液壓系統(tǒng)原理圖根據(jù)主機(jī)的結(jié)構(gòu)、執(zhí)行元件的布置

4、。確定液壓系統(tǒng)的型式、基本回路、控制方式，草擬液壓系統(tǒng)的方案。4.液壓元件的選擇與設(shè)計(jì)根據(jù)已草擬的液壓系統(tǒng)原理圖，已初步確定的系統(tǒng)調(diào)定壓力、流量和液流速度，選擇各種液壓元件；對所需的非標(biāo)準(zhǔn)液壓元件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并按要求繪制相應(yīng)的圖樣；選擇液壓油的類型。5.液壓系統(tǒng)驗(yàn)算進(jìn)行液壓系統(tǒng)壓力損失、液壓沖擊、熱平衡驗(yàn)算。6.繪制正式的液壓系統(tǒng)圖和裝配圖7.整理和編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書8.答辯四、設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)注意的幾個(gè)問題液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)與其他工程設(shè)計(jì)一樣，設(shè)計(jì)者首先應(yīng)把大膽創(chuàng)新的精神與嚴(yán)肅、嚴(yán)格、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)緊密結(jié)合起來，以科學(xué)、求實(shí)的態(tài)度去把握設(shè)計(jì)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循工程設(shè)計(jì)的基本原則。1.滿

5、足生產(chǎn)要求 即達(dá)到設(shè)計(jì)課題所提出的各項(xiàng)性能指標(biāo)。這要求在設(shè)計(jì)之前充分了解所設(shè)計(jì)的主機(jī)的工作循環(huán)、受力情況、動(dòng)作特點(diǎn)和性能要求，正確選擇或設(shè)計(jì)每個(gè)液壓元件，正確確定液壓系統(tǒng)方案。為保證工作的穩(wěn)定性和可靠性，在確定主要參數(shù)和選擇設(shè)計(jì)液壓元件使，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的工作環(huán)境和各種突發(fā)事件，留有余地，使整個(gè)系統(tǒng)能在預(yù)定的壽命期間可靠地工作。2.滿足經(jīng)濟(jì)性要求即在滿足生產(chǎn)要求的前提下，所設(shè)計(jì)的液壓壓系統(tǒng)要求在設(shè)計(jì)制造上成本低；在使用上效率高、適用范圍大、油液消耗少、操作方便、維護(hù)費(fèi)用低廉。要滿足經(jīng)濟(jì)性要求，應(yīng)力求液壓系統(tǒng)簡單、適用，避免出現(xiàn)多余油路；除課程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行的非標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)外，液壓元件盡量選擇系列化

6、、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化產(chǎn)品；應(yīng)采用可靠的密封裝置，防止漏油，提高效率。3.滿足勞動(dòng)保護(hù)要求勞動(dòng)保護(hù)是工程設(shè)計(jì)特別重視的問題。所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)應(yīng)從技術(shù)安全角度、從最大劂限度地減少工人操作時(shí)的體力和腦力消耗的角度，從改善操作者的工作環(huán)境角度，加以綜合考慮。課程設(shè)計(jì)既要遵循工程設(shè)計(jì)的基本原剛，還要達(dá)到課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)和鍛煉，提高設(shè)計(jì)技能的目的。在設(shè)計(jì)過程中，提倡獨(dú)立思考、深入鉆研的學(xué)習(xí)精神，要善于掌握和使用各種資料，正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，反對不求甚解、照抄照搬，敷衍塞責(zé)、容忍錯(cuò)誤的作法。第二章 執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)與負(fù)載分析對執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)與負(fù)載進(jìn)行分析，就是要找出各個(gè)執(zhí)行元件在工作過程中的速度和負(fù)載的變化規(guī)律。通常是計(jì)

7、算出個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度和負(fù)載值，并作出執(zhí)行元件速度和負(fù)載隨位移（或時(shí)間）變化的曲線圖（稱為速度循環(huán)圖和負(fù)載循環(huán)圖)，或以列表的形式表示出在個(gè)循環(huán)階段負(fù)載和速度的值，作為擬定液壓系統(tǒng)方案，確定系統(tǒng)主要參數(shù)（壓力和流量）的依據(jù)。一、運(yùn)動(dòng)分析與速度循環(huán)圖1.運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析是對液壓系統(tǒng)個(gè)工作循環(huán)中各階段的運(yùn)動(dòng)速度變化情況進(jìn)行定性分析。如常見的機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓缸，在個(gè)工作循環(huán)中有快進(jìn)工進(jìn)快退停止四個(gè)階段，其定性工作循環(huán)圖如圖2-1所示。 圖2-1 滑臺(tái)工作循環(huán)圖 圖2-2 滑臺(tái)速度循環(huán)圖2.速度循環(huán)圖 速度循環(huán)圖是要表示在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各個(gè)階段運(yùn)動(dòng)速度隨位移變化的情況，在知道執(zhí)行機(jī)構(gòu)各段的運(yùn)動(dòng)速

8、度和總行程及相關(guān)參數(shù)后（這些參數(shù)一般在設(shè)計(jì)任務(wù)書中給出），各段行程可由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式定量計(jì)算得到。圖2-2為滑臺(tái)速度循環(huán)圖。圖中名段的行程由下式計(jì)算。啟動(dòng)行程： （2-1）減速行程： （2-2）制動(dòng)行程： （2-3）快進(jìn)行程： （2-4）反向啟動(dòng)行程： （2-5）反向制動(dòng)行程： （3-6）快退行程： （2-7）式中，S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8分別為啟動(dòng)、快進(jìn)、減速、工進(jìn)、制動(dòng)、反向啟動(dòng)、快退、反向制動(dòng)行程，m；S總行程，m；vl、v2，v3分別為快進(jìn)、工進(jìn)、快退速度，ms；t1、t3、t5、t6、t8分別為啟動(dòng)、減速，制動(dòng)、反向啟動(dòng)、反向制動(dòng)時(shí)間，s。計(jì)算中，啟動(dòng)、制動(dòng)和速度轉(zhuǎn)

9、換時(shí)間若無特殊要求可取0.010.5s，輕載低速時(shí)取小值。同樣，也可由下列公式計(jì)算出快速，工進(jìn)，快退的時(shí)間： （2-8） （2-9） （2-10）式中，t2、t4、t7分別為快進(jìn)、工進(jìn)、快退的時(shí)間，s。二、負(fù)載分析與負(fù)載循環(huán)圖負(fù)載分析就是要研究執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作過程中的受力情況，也就是液壓缸或液壓馬達(dá)的負(fù)載情況。1.液壓缸負(fù)載分析在一般情況下，液壓缸承受的負(fù)載由六部分組成，即工作負(fù)載Fw、導(dǎo)軌摩擦負(fù)載Ff、慣性負(fù)載Fa、重力負(fù)載Fg、密封負(fù)載Fs和背壓負(fù)載Fb。 （2-11) 式中，F(xiàn)總負(fù)載，N。1）工作負(fù)載Fw 不同的工作機(jī)構(gòu)有不同的工作負(fù)載。對于金屬切削機(jī)床來說，沿液壓缸軸線方向的切削力即為工

10、作負(fù)載；對于液壓機(jī)來說，工件的壓制阻力即為工作負(fù)載。工作負(fù)載Fw與液壓缸運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)為正值，方向相同時(shí)為負(fù)值。工作負(fù)載既可以為恒定值，也可以為變值。其大小要根據(jù)具體情況加以計(jì)算，有時(shí)還要由樣機(jī)實(shí)測確定。進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)，該參數(shù)出設(shè)計(jì)任務(wù)書給出。2）導(dǎo)軌摩擦負(fù)載Ff 導(dǎo)軌摩擦負(fù)載與運(yùn)動(dòng)部件的導(dǎo)軌形式、放置位置與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。各種形式導(dǎo)軌的摩擦負(fù)載可查閱有關(guān)手冊。機(jī)床上常用平導(dǎo)軌和V形導(dǎo)軌支承運(yùn)動(dòng)部件。當(dāng)導(dǎo)軌水平放置時(shí)，摩擦負(fù)載的計(jì)算公式為：平導(dǎo)軌 Ff_-f(G+FN) （2-12)V型導(dǎo)軌 （2-13)式中，G運(yùn)動(dòng)部件重力，N； FN垂直于導(dǎo)孰的工作負(fù)載，N； a導(dǎo)軌面的夾角，一般 a=90；

11、 f摩擦系數(shù)，其值參考表2-1。表2-1 導(dǎo)軌摩擦系數(shù)導(dǎo)軌種類導(dǎo)軌材料工作狀態(tài)摩擦系數(shù)f滑動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵對鑄鐵啟 動(dòng)O.160.2低速運(yùn)動(dòng)（v10m/min）0.050.08滾動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵導(dǎo)軌對滾動(dòng)體0.0050.02淬火鋼導(dǎo)軌對滾動(dòng)體0.003O.006靜壓導(dǎo)軌鑄鐵對鑄鐵0.00053）慣性負(fù)載Fa 慣性負(fù)載是運(yùn)動(dòng)部件載啟動(dòng)加速或制動(dòng)減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生的慣性力，其值由牛頓第二定律求出。 （2-14）式中：v運(yùn)動(dòng)部件速度變化值，ms； g重力加速度，g=9.8l ms2； t速度轉(zhuǎn)換時(shí)間，s?？扇=0.010.5s，輕載低速時(shí)取小值。 行走機(jī)械可取。啟動(dòng)加速時(shí)，慣性力方向與液壓缸運(yùn)動(dòng)方

12、向相反，慣性負(fù)載取正值，減速制動(dòng)時(shí)慣性力方向與液壓缸運(yùn)動(dòng)方向相同，慣性負(fù)載取負(fù)值；恒速時(shí)，慣性負(fù)載為零。4）重力負(fù)載Fg 垂直或傾斜放置的運(yùn)動(dòng)部件，在沒有平衡的情況下，其自重也成為一種負(fù)載。傾斜放置時(shí)，只計(jì)算重力在運(yùn)動(dòng)方向上的分力。液壓缸上行時(shí)重力取正值，反之取負(fù)值。5）密封負(fù)載Fs 密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力負(fù)載大小與密封裝置的類型和尺寸、液壓缸的制造質(zhì)量和油液工作壓力有關(guān)，計(jì)算公式可參閱有關(guān)手冊。在未完成液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，不知道密封裝置的參數(shù)，F(xiàn)s無法計(jì)算，般用機(jī)械效率hm加以考慮，常取 hm=0.90.95。 6）背壓負(fù)載Fb 當(dāng)回油存在背壓時(shí)，就有回油負(fù)載。在液壓系統(tǒng)方案及液壓缸結(jié)構(gòu)尚未確

13、定之前，F(xiàn)b無法計(jì)算，在負(fù)載計(jì)算時(shí)可暫不考慮，待以后實(shí)際尺寸和背壓確定之后再進(jìn)行驗(yàn)算。液壓缸在一個(gè)工作循環(huán)中般情況要經(jīng)歷四種負(fù)載工況，名個(gè)工況的總負(fù)載可按下列式子計(jì)算：啟動(dòng)加速階段： （2-15） 快速階段： （2-16）工進(jìn)階段： （2-17）制動(dòng)減速階段： （2-18）快速后退階段及后退的啟動(dòng)和制動(dòng)階段的總負(fù)載也可按此類推。2.液壓馬達(dá)負(fù)載分析液壓馬達(dá)在工作中需要克服的阻力矩M有工作阻力矩Mw、摩擦阻力矩Mf、回油阻力矩Mb和慣性阻力矩Ma，即 （2-19）1）工作阻力矩Mw 由工作機(jī)構(gòu)的載荷決定。對不同的工作機(jī)構(gòu)，工作阻力矩應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作狀況進(jìn)行計(jì)算。課程設(shè)計(jì)中，該參數(shù)由設(shè)計(jì)任務(wù)書給出。

14、2）摩擦阻力矩Mf 這里包括了液壓馬達(dá)內(nèi)部裝置引起的摩擦阻力矩和外部機(jī)構(gòu)中的機(jī)械摩擦引起的摩擦阻力矩兩部分，可分別用液壓馬達(dá)的機(jī)械效率和傳動(dòng)效率考慮，其值可參考有關(guān)液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊。3）回油阻力矩Mb 由回油背壓大小及馬達(dá)結(jié)構(gòu)決定。在系統(tǒng)方案及馬達(dá)結(jié)構(gòu)確定之前，可暫設(shè)該項(xiàng)為零。4）慣性阻力矩Ma 回轉(zhuǎn)馬達(dá)則為轉(zhuǎn)動(dòng)部分加速或減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力矩，可按下式計(jì)算： （2-20）式中，e平均角加速度（或角減述度），1s2；w平均角速度，1s； t加速或減速時(shí)間，s； J馬達(dá)回轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，N.m.s2； GD2為旋轉(zhuǎn)部件的飛輪效應(yīng)?？刹闄C(jī)械設(shè)計(jì)手冊。啟動(dòng)加速過程的負(fù)載： （2-21）勻速回轉(zhuǎn)過程的

15、負(fù)載： （2-22）減速制動(dòng)過程的負(fù)載： （2-23） 由以上各式可知，在啟動(dòng)過程中液壓馬達(dá)的載荷最大，以此作為計(jì)算載荷，用于選擇液壓馬達(dá)。在啟動(dòng)過程要克服的摩擦阻力矩較大，而實(shí)際用于工作的扭矩較小，這與正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的值相差較大，這在設(shè)計(jì)或選用液壓馬達(dá)時(shí)必須加以考慮。3.負(fù)載循環(huán)圖在執(zhí)行元件工作循環(huán)中各個(gè)階段的工作負(fù)載計(jì)算出后，便可以繪出執(zhí)行元件工作負(fù)荷隨時(shí)間（或位移、轉(zhuǎn)角）變化的曲線圖，即工作負(fù)載循環(huán)圖。圖2-3（a）為某機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓缸的工作負(fù)載循環(huán)圖。為使圖示直觀簡單，可將各階段的負(fù)載按其段內(nèi)的最大負(fù)載等值繪出，如圖2-3（b）所示。 （a） （b）圖2-3 某機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓缸的工作負(fù)

16、載循環(huán)圖第三章 執(zhí)行元件主要參數(shù)確定在執(zhí)行元件的速度和工作負(fù)荷確定以后，要初步確定執(zhí)行元件的主要性能參數(shù)，包括壓力、流量等，以作為選擇或設(shè)計(jì)液壓執(zhí)行元件和其它元件的主要依據(jù)。一、初選執(zhí)行元件的工作壓力1.壓力級(jí)別的選擇由于執(zhí)行元件的作用各異，液壓系統(tǒng)所需要的壓力范圍也不祥。壓力分級(jí)如表3-1。確定所設(shè)計(jì)執(zhí)行元件的壓力范圍在哪一個(gè)級(jí)別，應(yīng)參照國內(nèi)外同類型設(shè)備液壓系統(tǒng)的級(jí)別。表3-1 壓力級(jí)別壓力等級(jí)低壓中壓中高壓高壓超高壓壓力（Mpa）322.壓力的選定在同一壓力級(jí)別中，壓力選定的高低，直接影響執(zhí)行元件的尺寸和成本，以至整個(gè)系統(tǒng)的性能。在傳遞相同功率的情況下，若壓力選得低，就必須增加流量，而這將

17、導(dǎo)致元件尺寸的增大。若壓力選得高，流量就可減少，這樣液壓元件的尺寸就小。當(dāng)壓力過高時(shí)，又會(huì)引起強(qiáng)度、剛度、密封等方面的一系列問題，反面會(huì)使液壓元件尺寸增大。因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選取適當(dāng)?shù)墓ぷ鲏毫?。?zhí)行元件工作壓力可按表3-2和表3-3根據(jù)總負(fù)載值或主機(jī)設(shè)備類型選取。表3-2 負(fù)載荷工作壓力之間的關(guān)系負(fù)載F（KN）50工作壓力P（MPa）0.8l.21.52.53.O4.04.05.05.0表3-3 各類液壓設(shè)備常用的工作壓力設(shè)備類型精加工機(jī)床半精加工機(jī)床精加工或重型機(jī)床農(nóng)機(jī)小型工程機(jī)械工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)液壓機(jī)大中型施工機(jī)械工作壓力（MPa）0.8235510lOl62032二、流量確定 根據(jù)所選

18、定的壓力和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)載，就可以初步確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要尺寸，進(jìn)步算出執(zhí)行機(jī)械所需要的流量。1.液壓缸內(nèi)徑計(jì)算對于動(dòng)力較大的設(shè)備，當(dāng)有桿腔進(jìn)壓力油驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)： （3-1）式中，取值見表3-4； D液壓缸內(nèi)徑，m； F總負(fù)載，N； P選定的工作壓力，Pa； d活塞稈直徑，m。表3-4 系數(shù)l的推薦值l工作壓力（MPa）7活塞桿受拉力0.3O.45活塞桿受壓力O.50.55O.6O.70.7當(dāng)無桿腔進(jìn)壓力油驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)： （3-2）對于動(dòng)力較小的設(shè)備，缸體尺寸若按負(fù)載計(jì)算，其數(shù)值可能很小。故多按結(jié)構(gòu)需要而確定。對單桿活塞缸，般是先按結(jié)構(gòu)要求選定活塞桿直徑d，再按給定的速比，根據(jù)以下公式計(jì)算出缸的內(nèi)徑D

19、。 （3-3）由以上求得的D、d值應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)值（見GB2348-80）進(jìn)行圓整。根據(jù)選定的標(biāo)準(zhǔn)值，再計(jì)算出液壓缸的實(shí)際有效面積。2.液壓缸流量的計(jì)算根據(jù)液壓缸無桿腔的有效面積A，再根據(jù)所要求的運(yùn)動(dòng)速度v，即可求出液壓缸在各個(gè)階段所需要的流量。當(dāng)工作循環(huán)中有幾個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)工作，即進(jìn)行復(fù)合運(yùn)動(dòng)時(shí)，還應(yīng)計(jì)算出在各階段各個(gè)缸所需流量的總和，并進(jìn)行比較求得最大流量，為選擇液壓泵提供依據(jù)。若液壓缸的動(dòng)作循環(huán)為快進(jìn)一工進(jìn)快退，則流量計(jì)算式分別為：快進(jìn)： （3-4）工進(jìn)： （3-5） 快退： （3-6）式中, q1、q2、q3分別為油缸快進(jìn)、工進(jìn)、快退三個(gè)工況所需流量，m3/s； Al、A2、A3分別為各工況

20、對應(yīng)的液壓缸工作腔有效面積，m2； v1、v2、v3分別為各工況對應(yīng)的速度，ms。當(dāng)主機(jī)有最低速度要求時(shí)，還需進(jìn)行速度方面的驗(yàn)算，即， （3-7）式中，A液壓缸的有效工作面積，m2； qmin節(jié)流閥、調(diào)速閥或變量泵的最小穩(wěn)定流量，可由產(chǎn)品樣本查得，m3/s； vmin液壓缸要求最低速度，m/s。這驗(yàn)算工作也可在液壓系統(tǒng)圖已擬定，液壓元件已選出后進(jìn)行,若不符合上述條件，A的數(shù)值（即D、d的數(shù)值）就必須修改，以滿足最小流量的要求。3.液壓馬達(dá)流量計(jì)算液壓馬達(dá)的流量由排量和轉(zhuǎn)數(shù)確定。液壓馬達(dá)所需排量為： （3-8）式中，V液壓馬達(dá)排量，m3/r； Mmax負(fù)載要求的液壓馬達(dá)最大輸出轉(zhuǎn)矩，取（2-21

21、）、（2-22）、（2-23）式計(jì)算所得最大值， P液壓馬達(dá)進(jìn)出口壓力差，Pa。計(jì)算時(shí)取出口壓力為0； hm液壓馬達(dá)的機(jī)械效率通常取hm0.9。根據(jù)排量和工作機(jī)構(gòu)所需的轉(zhuǎn)速n，即可選擇液壓馬達(dá)的型號(hào)，并查出液壓馬達(dá)的實(shí)際排量和轉(zhuǎn)速。三、復(fù)算執(zhí)行元件的工作壓力當(dāng)液壓缸的主要尺寸D、d或馬達(dá)排量V計(jì)算出并按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整后，會(huì)發(fā)現(xiàn)圓整后的標(biāo)準(zhǔn)值與計(jì)算值之間般都存在一定差別。因此，有必要對工作壓力進(jìn)行次復(fù)算。在復(fù)算時(shí)，應(yīng)考慮背壓負(fù)載。對于單桿液壓缸，其工作壓力P可按下列公式復(fù)算。差動(dòng)快進(jìn)階段： （3-9） 無桿腔進(jìn)油工進(jìn)階段： （3-10）有桿腔進(jìn)油快退階段： （3-11）式中，P1、P2、P3分別為

22、差動(dòng)快進(jìn)、無桿腔進(jìn)油工進(jìn)、有桿腔進(jìn)油快退階段的壓力，Pa； A1、A2分別為液壓缸無桿腔和有桿腔有效面積，m2； Pb回油背壓，可按表3-5估計(jì)。表3-5 執(zhí)行元件背壓估計(jì)值系統(tǒng)類型背壓Pb（Mpa）中低壓系統(tǒng)08MPa簡單系統(tǒng)，般輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng)0.50.8回油路帶背壓閥0.51.5帶補(bǔ)油泵的閉式回路0.81.5中高壓系統(tǒng)816MPa同 上比中低壓系統(tǒng)高50%高壓系統(tǒng)1632MPa如鍛壓機(jī)械等初算時(shí)背壓可忽略不計(jì)四、作執(zhí)行元件工況圖各執(zhí)行元件的主要參數(shù)確定后，可根據(jù)各階段工作壓力和流量，計(jì)算出所需要輸入的液壓功率。并作出系統(tǒng)中各執(zhí)行元件在其工作過程中的工況

23、圖，即執(zhí)行元件在一個(gè)工作循環(huán)中的壓力、流量、功率對位移（時(shí)間）的變化曲線圖。圖3-1為某機(jī)床進(jìn)給液壓缸工況圖。將系統(tǒng)中各執(zhí)行元件的工況圖加以歸并，便得到整個(gè)系統(tǒng)的工況圖。 （a） （c）（b） （d）圖3-1 執(zhí)行元件壓力、流量、功率循環(huán)圖對于單執(zhí)行元件系統(tǒng)或某些簡單系統(tǒng)，其工況圖的繪制可以省略，而僅將計(jì)算出的各階段壓力、流量和功率值列表表示。利用工況圖可以進(jìn)行以下幾項(xiàng)工作：1）通過工況圖，找出最高壓力點(diǎn)、最大流量點(diǎn)和最大功率點(diǎn)，作為選擇液壓泵、控制閥和原動(dòng)機(jī)的型式和規(guī)格的依據(jù)。2）利用工況圖，驗(yàn)算各工況所選定參數(shù)的合理性，以便進(jìn)行合理調(diào)整?？蓪⑺O(shè)計(jì)的工況圖與調(diào)研來的各方案的工況圖進(jìn)行比較，

24、以便于鑒別和修改原設(shè)計(jì)的參數(shù)，使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)更加合理、經(jīng)濟(jì)。3）通過工況圖分析，為后續(xù)選擇液壓回路提供合理的依據(jù)。第四章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)原理圖是表示液壓系統(tǒng)的組成和工作原理的圖樣。擬定液壓系統(tǒng)原理圖既是本次課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。所擬定的液壓系統(tǒng)，應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)課題的要求，保證性能可靠，并做到質(zhì)量高、效率高、操作方便、結(jié)構(gòu)簡單。因此，對擬定液壓系統(tǒng)原理圖應(yīng)予以充分重視。一、液壓回路的選擇液壓系統(tǒng)由各種基本回路組成。若執(zhí)行元件工作循環(huán)中有特殊要求，可增加些特殊回路。擬定時(shí)，應(yīng)以主機(jī)執(zhí)行元件的工況圖為主要依據(jù)，參考現(xiàn)有同類型機(jī)器的液壓系統(tǒng)，首先確定對主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要

25、性能起決定性影響的主要回路（如機(jī)床液壓系統(tǒng)的調(diào)速和速度換接回路，液壓壓力機(jī)的調(diào)壓回路），然后再考慮其它輔助回路。要先定性后定量，既有比較又有分析地反復(fù)進(jìn)行，以達(dá)到合理、完善的目的。1.選擇調(diào)速回路選擇節(jié)流調(diào)速還是容積調(diào)速，主要根據(jù)系統(tǒng)功率和調(diào)速范圍的大小以及對系統(tǒng)溫升、工作平穩(wěn)性的要求來選擇。容積調(diào)速具有功率損耗較小、效率較高、發(fā)熱和泄漏較小的特點(diǎn)。主要應(yīng)用在負(fù)載功率大、運(yùn)動(dòng)速度高的工況，以及速度隨負(fù)載變化較小、剛性較好的場合。節(jié)流調(diào)速相對于容積調(diào)遵功率損耗較大。效率較低、發(fā)熱和泄漏較多。但其結(jié)構(gòu)筒單、成本低、使用維護(hù)方便。多用于負(fù)載功率小，運(yùn)動(dòng)速度較低的場合。節(jié)流調(diào)速采用節(jié)流閥還是調(diào)速閥，應(yīng)

26、根據(jù)速度特性來確定。用節(jié)流閥調(diào)速時(shí)，速度隨負(fù)載變化量較大、剛性較差；用調(diào)速閥調(diào)速時(shí)，速度隨負(fù)載變化量較小，剛性較好。節(jié)流調(diào)速可分為進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)只適用于正向負(fù)載，不適用于有反向負(fù)載的場合。為改善其運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，常在回路裝個(gè)壓力為0.20.3MPa的背壓閥?；赜凸?jié)流調(diào)速系統(tǒng)能承受反向負(fù)載，且回油腔有一定背壓，使執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)不能承受反向負(fù)載，且運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性最差，但液壓泵工作壓力隨負(fù)載而變化，且沒有溢流損失，因而效率較高。實(shí)際應(yīng)用中，常采用進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路并在回油路上加背壓閥。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求有快慢速運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)，可考慮選用液壓缸差動(dòng)連接的

27、快速運(yùn)動(dòng)回路、雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路或采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路。如，從工況圖中得知流量變化的特點(diǎn)是最大流量和最小流量相差很大，且這兩種流量運(yùn)行的時(shí)間都較長時(shí)，可采用雙泵供油回路。 當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求有兩種慢速的轉(zhuǎn)換時(shí)，可考慮采取調(diào)速閥串聯(lián)或并聯(lián)的形式實(shí)現(xiàn)。2.選擇速度轉(zhuǎn)換回路快慢速速度的轉(zhuǎn)換常采用換向閥實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用較廣泛的是電磁換向閥的快慢速轉(zhuǎn)換回路。如圖4-1，這種回路速度換接快，行程調(diào)節(jié)比較靈活，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。圖4-2為用行程閥的快慢速換接回路。這種回路速度換接比較平穩(wěn)，動(dòng)作可靠。缺點(diǎn)是管路接得較長，壓力損失較大，故多用于大批量生產(chǎn)用的專機(jī)液壓系統(tǒng)。圖4-1 用電磁換向閥的快慢速轉(zhuǎn)換回路 圖

28、4-2 用行程閥的快慢速轉(zhuǎn)換回路3.選擇油路循環(huán)形式液壓系統(tǒng)油路循環(huán)形式的選擇主要取決于調(diào)速方式。通常節(jié)流調(diào)速、容積節(jié)流調(diào)速只能采用開式系統(tǒng)；容積調(diào)速多數(shù)采用閉式系統(tǒng)，有時(shí)也采用開式系統(tǒng)。為了補(bǔ)償系統(tǒng)中的泄漏損失，閉式循環(huán)系統(tǒng)需要專設(shè)個(gè)補(bǔ)油回路。開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較見表4-1。表4-1 開式和閉式系統(tǒng)的比較循環(huán)方式開 式翩 式適應(yīng)工況一般均能適應(yīng)，液壓泵可向多支路供油限于要求換向平穩(wěn)，換向速度高的一部分容積調(diào)速系統(tǒng)。一般一個(gè)液壓泵不能向多支路供油結(jié)構(gòu)特點(diǎn)簡 單復(fù) 雜散 熱較方便，但油箱大較復(fù)雜，須用輔助液壓泵換油冷卻抗污染能力較差，可采用壓力油箱來改善較好，但油液過濾要求較高管路損失及效率

29、管路損失大，用節(jié)流調(diào)速時(shí)、效率低管路損失較小，用容積調(diào)速時(shí)，效率較高二、其它注意問題根據(jù)前面選定的液壓回路，再綜合考慮以下問題，即可組成完整的液壓系統(tǒng)。1.基本回路組合時(shí)，要防止相互干擾例如，在并聯(lián)油路中有兩個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)工作時(shí)，由于工作載荷的不同，所需的壓力也不樣，壓力低的執(zhí)行元件會(huì)用去大部分或全部油液。影響壓力高的執(zhí)行元件的正常工作。此時(shí)，就需以減壓閥、調(diào)速閥等加以控制。又如，當(dāng)工作油路和控制油路都用同液壓泵供油時(shí)，若工作油路處于卸荷或空載狀態(tài)，將使控制油路沒有足夠的壓力去操縱液動(dòng)閥工作。為此，就需在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置背壓閥加以解決。2.提高系統(tǒng)效率，防止系統(tǒng)過熱提高液壓系統(tǒng)效率防止其過熱的方

30、法，通常有如下幾個(gè)方面。 1）在液壓元件、軸件、油液選擇方面：選擇高效率的液壓元件、輔件；正確選擇油液及粘度范圍；合理選擇油管內(nèi)徑、合理配置油管、減少油管長度及彎曲處，以減少壓力損失。 2）在選擇基本回路方面：系統(tǒng)般應(yīng)有卸荷回路；盡量不用或少用節(jié)流閥、減壓閥；采用效率高的液壓回路。3.避免系統(tǒng)中存在多余回路液壓系統(tǒng)的回路應(yīng)力求簡單、可靠?；芈酚鷱?fù)雜，產(chǎn)生故障的機(jī)會(huì)愈多，功率損失愈大。4.防止液壓沖擊1）防止由于工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度的變換（起動(dòng)、變速、制動(dòng)）而引起的液壓沖擊的措施有：在保證換向精度和生產(chǎn)率的前提下，盡量減慢換向、換接速度，有的可用電液換向閥或帶行程閥的液控?fù)Q向閥；為了減慢滑閥開啟及關(guān)

31、閉時(shí)速度的急劇變化，可以在滑閥控制邊上開槽或作成半錐角為25的節(jié)流錐面。 2）對于負(fù)載情況發(fā)生突變時(shí)，如工作負(fù)荷突然消失時(shí)，可在回油路上加背壓閥；若是沖擊性負(fù)載，可在執(zhí)行元件入口處裝設(shè)超載安全悶，組成緩沖回路。 3）適當(dāng)加大管徑，縮短管道長度，盡量避免不必要的彎曲管路，以改善系統(tǒng)管路中的液壓沖擊。5.確保系統(tǒng)安全可靠液壓系統(tǒng)運(yùn)行中的不安全因素是不規(guī)則的。例如異常的負(fù)載、停電，外部環(huán)境條件的急劇變化，操作人員的誤動(dòng)作，都必須設(shè)計(jì)有相應(yīng)的安全回路或措施，確保人身和設(shè)備安全。比如，為了防止工作部件的漂移、下滑、超速等，應(yīng)有鎖緊、平衡、限速等回路；為了防止操作者的誤動(dòng)作或液壓元件失靈而產(chǎn)生的誤動(dòng)作，應(yīng)

32、有誤動(dòng)作防止回路等。6.減少生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期系統(tǒng)組成要盡可能簡單，元件、輔件盡量要少；還應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件，減少自行設(shè)計(jì)的元件。 7.便于檢修和調(diào)試 為了調(diào)整和檢修上的方便，在擬定液壓系統(tǒng)圖時(shí)，應(yīng)在需要檢測系統(tǒng)參數(shù)的地方，設(shè)置工藝接頭以便于安裝檢測儀表。因?yàn)闄z測液壓系統(tǒng)有關(guān)部位的參數(shù)，是調(diào)整和尋找系統(tǒng)故障的重要依據(jù)之一。擬定的液壓系統(tǒng)原理圖應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T786.1-93）（見附錄B）規(guī)定的圖形符號(hào)繪制。第五章 液壓元件的計(jì)算與選擇 液壓系統(tǒng)擬定后，就要選擇（設(shè)計(jì)）液壓元件，包括液壓泵及拖動(dòng)裝置、液壓控制閥和液壓輔助元件。一、選擇液壓泵及施動(dòng)裝置首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工況確定泵的類

33、型，然后根據(jù)液壓泵的最高供油壓力和最大供油量來選擇液壓泵的規(guī)格、型號(hào)。1.確定液壓泵的最高俠油壓力Pp （5-1）式中，P執(zhí)行元件工況圖中所示的最高壓力，MPa； P進(jìn)油路上總的壓力損失，MPa。如系統(tǒng)在執(zhí)行元件停止運(yùn)動(dòng)對才出現(xiàn)最高工作壓力，則P=0；否則須計(jì)算出油液流過控制調(diào)節(jié)元件和管道時(shí)的各項(xiàng)壓力損失。初算時(shí)可憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估計(jì)：對簡單液壓系統(tǒng)取P=0.20.5Mpa，對復(fù)雜系統(tǒng)取P=0.51.6MPa。2.確定液壓泵的量大供油量qp液壓泵的最大供油量qp由執(zhí)行元件工況圖中的最大流量qmax確定，計(jì)算公式如下：一般情況： （5-2）采用節(jié)流調(diào)速： （5-3）采用蓄能器： （5-4）式中，qma

34、x同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值，m3s； q溢流閥最小溢流量，q=（3.35）10-5 m3s； K考慮系統(tǒng)泄漏的修正系數(shù)，般取K=1.11.3，大流量取小值，小流量取大值； 采用蓄能器時(shí)的執(zhí)行元件平均流量，m3s。3.選擇液壓泵的規(guī)格型號(hào)液壓泵的規(guī)格型號(hào)按Pp、qp值在產(chǎn)品樣本或液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊中選取。為了使液壓泵安全可靠，液壓泵應(yīng)有一定的壓力儲(chǔ)備量，通常泵的額定壓力可比Pp高2560。泵的額定流量則宜與qp相當(dāng)，不要超過太多，以免造成過大的功率損失。4.選擇驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)根據(jù)驅(qū)動(dòng)功率和泵的轉(zhuǎn)速來選擇。1）在工作循環(huán)中，當(dāng)液壓泵的壓力和流量比較恒定，驅(qū)動(dòng)泵的

35、電動(dòng)機(jī)功率為： （5-5）式中：N電機(jī)功率，Kw； Pp泵最大工作壓力，Pa； qp泵的流量，m3s； h泵的總效率（參見表5-1）。規(guī)格大的取上限，規(guī)格小的取下限；變量泵取下限，定量泵取上限。表5-1 液壓泵效率表液壓泵類型齒輪泵葉片泵柱塞泵總效率0.60.80.75O.80.750.90容積效率0.70.90.70.90.850.982）限壓式變量葉片泵的驅(qū)動(dòng)功率，可按泵的實(shí)際壓力流量特性曲線拐點(diǎn)處功率來計(jì)算。3）在工作循環(huán)中，當(dāng)液壓泵的壓力和流量變化較大時(shí)，可分別計(jì)算出工作循環(huán)中各階段所需的驅(qū)動(dòng)功率，然后求其平均值Ncp： （5-6）式中，Nl、N2Nn個(gè)工作循環(huán)中各階段所需的驅(qū)動(dòng)功率；

36、 t1、t2tn個(gè)工作循環(huán)中各階段所需的時(shí)間。在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)將求得的Ncp值與各工作階段的最大功率值比較。若最大功率在電動(dòng)機(jī)短時(shí)超載25的范圍內(nèi)，則按平均功率選擇電動(dòng)機(jī)。否則，按最大功率選擇電動(dòng)機(jī)。二、選擇控制閥1.選擇依據(jù)在液壓系統(tǒng)方案原理圖中，根據(jù)工藝要求已擬定了各液壓機(jī)構(gòu)的控制回路，各類閥的規(guī)格型號(hào)應(yīng)按照系統(tǒng)所需的最大工作壓力和通過閥的最大流量來選取。另外，還需考慮動(dòng)作方式、安裝固定方式、壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和工作壽命等。2.選擇控制閥應(yīng)注意的問題1）應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品，除非不得已時(shí)才自行設(shè)計(jì)專用控制閥等元件。2）選溢流閥時(shí)，按液壓泵的最大流量選取；選節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，要考

37、慮其最小穩(wěn)定流量滿足機(jī)器低速性能的要求。3）當(dāng)要求換向平穩(wěn)、換向時(shí)間可調(diào)或流量較大時(shí)優(yōu)先選用電液換向閥。4）般選擇控制閥的額定流量應(yīng)比系統(tǒng)管路實(shí)際通過的流量大一些，必要時(shí)允許通過閥的最大流量超過其額定流量的20%。5）應(yīng)注意差動(dòng)液壓缸由于面積差形成不同回油量對控制閥正常工作的影響。三、選擇輔助元件1.管道的選擇選擇管道的主要內(nèi)容是根據(jù)壓力損失、發(fā)熱量和液壓沖擊，合理確定管道內(nèi)徑、壁厚和材料。1）管道內(nèi)徑的確定油管內(nèi)徑可按下式計(jì)算： （5-7）式中，d油管內(nèi)徑，m；qv通過油管的流量，m3s； v油管允許流速，ms，其值見表5-2。表5-2 管道允許流速推薦值管道名稱V（m/s）說 明吸油管壓油

38、管回油管0.61.52.551.52流量大時(shí)可取大的值；壓力較高、流量較大和管道較短時(shí)可取較大值表中數(shù)據(jù)是對石油基油液而言，對于水油乳化液，其允許流速可相應(yīng)比表中推薦值大25%。2）管道壁厚的確定，m （5-8）式中，P管道承受的最高工作壓力，MPa； d管道內(nèi)徑，m； s管道材料的許用應(yīng)力，Mpa，對于銅管取s25Mpa；對于鋼管?。?sb材料的抗拉強(qiáng)度，Mpa。其值可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊； n安全系數(shù)，一般取48，液壓系統(tǒng)振動(dòng)壓力大者取大值，小者取小值。一般液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)往往根據(jù)已選定的元件的連接來確定管道尺寸。對管路損失較嚴(yán)重的系統(tǒng)（如鍛壓設(shè)備），可先初定管道內(nèi)徑，待計(jì)算管路壓力損失之后，再調(diào)

39、整管道尺寸。 2.油箱的確定為了儲(chǔ)油和散熱，油箱必須有足夠的容積和散熱面積。油箱的有效容量（指液面高度為油箱高度的80%時(shí)，油箱所儲(chǔ)液壓油的體積），按下式計(jì)算： （5-9）式中，V油箱有效容積，L； qp液壓泵的總額定流量，L/min； a經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，其數(shù)值如下： 低壓系統(tǒng)：a=24 中壓系統(tǒng)：a=57 高壓系統(tǒng)：a=612對于工程機(jī)械和行走機(jī)械，其油箱容量通常只取油泵的l2倍，這樣可使結(jié)構(gòu)布局緊奏，但往往要配置冷卻器。3.濾油器的選擇1）選擇濾油器的依據(jù)承壓能力：按系統(tǒng)管路工作壓力確定；過濾精度：按被保護(hù)的元輔件精度要求確定；流通能力：按通過最大流量確定（應(yīng)有裕度）；阻力壓降：應(yīng)滿足過濾材料強(qiáng)

40、度與系數(shù)要求。2）濾油器過濾精度的選擇 對不同用途與工作壓力級(jí)的系統(tǒng)和元件可參考表5-3數(shù)據(jù)選取。表5-3 濾油器過濾精度的選取系 統(tǒng)過濾精度（）元 件過濾精度(弘)低壓系統(tǒng)7MPa系統(tǒng)10MPa系統(tǒng)14MPa系統(tǒng)電液伺服系統(tǒng)高精度伺服系統(tǒng)1001505025101552.5滑閥節(jié)流孔流量控制閥安全閥、溢流閥1/3最小間隙1/7孔徑（小于1.8mm）203015204.其它輔件其它輔件包括蓄能器、冷卻器、加熱器、壓力表、管接頭等，根據(jù)液壓系統(tǒng)的需要進(jìn)行選擇。四、閥類元件配置形式的選擇對于機(jī)床等固定式的液壓設(shè)備，常將液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源、閥類元件（包括某些輔助元件）集中安裝在主機(jī)外的液壓站上。這樣能

41、使安裝與維修方便，并消除了動(dòng)力源振動(dòng)與油溫變化對主機(jī)工作精度的影響。而閥類元件在液壓站上的配置形式也有多種形式可供選擇，目前廣泛采用集成化配置，具體有下列三種：1）油路板式優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、油管少、調(diào)節(jié)方便、不易出故障；缺點(diǎn)：加工較困難，油j孿壓力損失較大。2）集成塊式優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、油管少，可標(biāo)準(zhǔn)化，便于設(shè)計(jì)與制造，更改設(shè)計(jì)方便，油路壓力損失小。3）疊加閥式優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、油管少、體積小、重量輕，不需設(shè)計(jì)專用的連接塊，油路的壓力損失很小。五、液壓油的選擇1.液壓油類型選擇液壓系統(tǒng)所用液壓油的類型應(yīng)根據(jù)其工作性質(zhì)和工作環(huán)境要求來選擇。目前各類常用機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)大多采用石油型液壓油。2.液壓油

42、牌號(hào)選擇液壓油牌號(hào)的選擇主要是根據(jù)工作條件選用適宜的粘度。1）液壓系統(tǒng)的工作壓力。工作壓力高的液壓系統(tǒng)宜選用粘度較高的液壓油，以減少泄漏。2）環(huán)境溫度。環(huán)境溫度高時(shí)應(yīng)選用較高粘度的液壓油。3）運(yùn)動(dòng)速度。工作部件運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)，宜選用粘度較低的液壓油。4）此外也可根據(jù)液壓泵類型及工作情況選擇液壓油粘度。常用液壓泵用油粘度范圍及推薦用油見表5-4。表5-4 液壓泵用油粘度范圍及推薦用油表名 稱粘度范圍（cst）工作壓力（MPa）工作溫度（）推薦用油允許最佳葉片泵(200r/min)162202654 7540N32、N46機(jī)械油4080N68、N46機(jī)械油葉片泵（1800r/min）2022025

43、5414以上540YA-N32、YA-N46液壓油4080YA-N46 YA-N68液壓油齒輪泵4220255412.5以下540YA- N32、YA-N46（N32、N46)4080YA-N46、YA-N68（N46、N68）1020540YA-N46、YA-N68液壓油4080YB-N46、YB-N68抗磨液壓油1632540YB-N32、YB-N46抗磨液壓油4080YB-N46、YB-N68抗磨液壓油徑向柱塞泵 10 65 16 4814 35540YB-N32、YB-N46抗磨液壓油4080YB-N46、YB-N68抗磨液壓油軸向柱塞泵4 76 16 4735以上540YB-N32、

44、YB-N46抗磨液壓油4080YB-N68、YB-N100抗磨液壓油注：1cst=10-6m2/s第六章 非標(biāo)準(zhǔn)液壓元件的設(shè)計(jì)在液壓系統(tǒng)選用的液壓元件中，般都是標(biāo)準(zhǔn)元件，而液壓缸多為非標(biāo)準(zhǔn)元件，一般要自行設(shè)計(jì)。一、液壓缸主要尺寸的計(jì)算 1.單桿活塞缸主要尺寸計(jì)算1）液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來確定，前面已做計(jì)算，這里不再贅述。2）活塞長度B （6-1）3）活塞稈導(dǎo)向套長度A （6-2）3）液壓缸缸筒長度L （6-3）式中，S活塞最大行程，m； C活塞桿密封長度和特殊要求的其它長度，m。為減少加工難度，一般液壓缸缸筒長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的2030倍。二、液壓缸的校核1.

45、缸筒壁厚d的驗(yàn)算中、高壓缸一般用無縫鋼管作缸筒，大多屬薄壁筒，即dD0.08。這時(shí)，應(yīng)按材料力學(xué)薄壁圓筒公式驗(yàn)算壁厚。 （6-4）當(dāng)液壓缸采用鑄造缸筒時(shí)，壁厚由鑄造工藝確定，這時(shí)應(yīng)按厚壁圓筒公式驗(yàn)算壁厚。當(dāng)dD=O.080.3時(shí)，可用實(shí)用公式： （6-5）當(dāng)dD0.3時(shí)，可用下式： （6-6）式中，D缸筒內(nèi)徑，m； Pmax缸筒內(nèi)的最高工作壓力，Mpa； s缸筒材料的許用應(yīng)力，Mpa。可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。2.液壓缸穩(wěn)定性驗(yàn)算當(dāng)液壓缸計(jì)算長度L10d 時(shí)，需進(jìn)行液壓缸縱向穩(wěn)定性的驗(yàn)算，驗(yàn)算可按材料力學(xué)有關(guān)公式進(jìn)行，此處不再贅述。三、液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓缸由缸體組件、活塞組件密封件等基本部分組成。此

46、外，一般液壓缸還設(shè)有緩沖裝置和排氣裝置。在進(jìn)行液壓缸設(shè)計(jì)對應(yīng)根據(jù)工作壓力、運(yùn)動(dòng)速度、工作條件、加工工藝及裝拆檢修等方面的要求綜合考慮缸的各部分結(jié)構(gòu)。圖6-1為一空心雙桿活塞缸結(jié)構(gòu)圖。圖6-1 空心雙桿活塞缸結(jié)構(gòu)圖1、15活塞桿；2堵頭；3托架；4、7、17密封圈；5、14排氣孔；6、19導(dǎo)向套；8活塞；9、22錐銷；10缸筒；11、20壓板；12、21鋼絲環(huán)；13、23紙墊；16、25壓蓋；18、24缸蓋1.缸體組件缸體組件包括缸筒、前端蓋、后端蓋，它與活塞組件構(gòu)成密封的容積腔，承受油壓，因此缸體組件要有足夠的強(qiáng)度、較高的表面精度和可靠的密封性。1）缸筒 缸筒是液壓缸的主體，其內(nèi)孔要求表面粗鍵度Ra=0.10.4mm，以使活塞及其密封件、支承件能順利滑動(dòng)和保證密封效果。2）端蓋端蓋裝在缸筒兩端，與缸筒形成密封容積腔。3）導(dǎo)向套導(dǎo)向套對活塞桿或柱塞起導(dǎo)向和支承作用，有些液壓缸不設(shè)導(dǎo)向套，直接用端蓋孔導(dǎo)向。 4）缸體組件的連接形式及材料常用的連接形式有法蘭式、螺紋式、半環(huán)式、拉桿式、焊接式。材料選擇和技術(shù)要求可參考有關(guān)手冊。2.活塞組件活塞組件由活塞、活塞桿和連接件等組成。1）活塞 活塞受油壓的作用在缸筒內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，