液壓元件的計算與選擇

1、第二節(jié)第四節(jié) 液壓元件的計算與選擇、液壓泵首先依據(jù)初選的系統(tǒng)壓力選擇液壓泵的結(jié)構(gòu)類型，一般PV21MPa,選用齒輪泵和葉片 泵；P21MPa,則選擇柱塞泵。然后確定液壓泵的最大工作壓力和流量。液壓泵的最大工作 壓力必須等于或超過液壓執(zhí)行元件最大工作壓力及進(jìn)油路上總壓力損失這兩者之和，液壓執(zhí) 行元件的最大工作壓力可以從工況圖或表中找到；進(jìn)油路上總壓力損失可以通過估算求得, 也可以按經(jīng)驗資料估計，見表10-3表10-3 進(jìn)油路壓力損失經(jīng)驗值系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況總壓力損失Ap/MPa一般節(jié)流調(diào)諫及管路間單的系統(tǒng)進(jìn)油路有調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng)液壓泵的流量必須等于或超過幾個同時工作的液壓執(zhí)行元件總流量的最大值以

2、及回路 中泄漏量這兩者之和。液壓執(zhí)行元件總流量的最大值可以從工況圖或表中找到（當(dāng)系統(tǒng)中備 有蓄能器時，此值應(yīng)為一個工作循環(huán)中液壓執(zhí)行元件的平均流量）；而回路中泄漏量則可按 總流量最大值的10%-30%估算。在參照產(chǎn)品樣本選取液壓泵時，泵的額定壓力應(yīng)選得比上述最大工作壓力高20%-60%, 以便留有壓力儲備；額定流量則只需選得能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，其驅(qū)動電機(jī)的功率一般可以直接從產(chǎn)品樣本 上查到。電機(jī)功率也可以根據(jù)具體工況計算出來，有關(guān)的算式和數(shù)據(jù)見第三章相關(guān)部分或液 壓工程手冊。二、閥類元件閥類元件的規(guī)格按液壓系統(tǒng)的最大壓力和通過該閥的實(shí)際流量從產(chǎn)品樣本

3、上選定。各 類液壓閥都必須選得使其實(shí)際通過流量最多不超過其公稱流量的120%,否則會引起發(fā)熱、 噪聲和過大的壓力損失，使閥的性能下降。選用液壓閥時還應(yīng)考慮下列問題：閥的結(jié)構(gòu)形式、 特性、壓力等級、連接方式、集成方式及操縱方式等。對流量閥應(yīng)考慮其最小穩(wěn)定流量；對 壓力閥應(yīng)考慮其調(diào)壓范圍；對換向閥應(yīng)考慮其滑閥機(jī)能等。流量閥的選擇選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時還要考慮其最小穩(wěn)定流量是否符合設(shè)計要求，一般中、低壓流 量閥的最小穩(wěn)定流量為50ml/min100ml/min；高壓流量閥的最小穩(wěn)定流量為min20ml/min。流量閥對流量進(jìn)行控制，需要一定的壓差，高精度流量閥進(jìn)、出口約需1MPa的壓差。 普通調(diào)速閥存

4、在起始流量超調(diào)的問題，對要求高的系統(tǒng)可選用帶手調(diào)補(bǔ)償器初始開度的調(diào)速 閥或帶外控關(guān)閉功能的調(diào)速閥。對于要求油溫變化對外負(fù)載的運(yùn)動速度影響小的系統(tǒng)，可選用溫度補(bǔ)償型調(diào)速閥。溢流閥的選擇直動式溢流閥響應(yīng)快，適合作制動閥及流量較小的安全閥，先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性 好，宜作調(diào)壓閥，背壓閥及流量較大的安全閥用。先導(dǎo)式溢流閥有二級同心和三級同心之分，二級同心型的泄漏量小，常用于需保壓的 回路中。先導(dǎo)式溢流閥的最低調(diào)定壓力一般只能在1Mpa范圍內(nèi)。選擇溢流閥時，應(yīng)按液壓泵的 最大流量選取，并應(yīng)注意其許用的最小穩(wěn)定流量，一般來說，其最小穩(wěn)定流量應(yīng)是公稱流量 的15%以上。單向閥及液控單向閥的選擇選擇單向閥時，

5、應(yīng)注意其開啟壓力大小，開啟壓力小作單向閥，開啟壓力大作背壓閥。液控單向閥有內(nèi)泄式和外泄式之分，外泄式的控制壓力較低，工作可靠，但要多一根 泄油油管。液控單向閥還有帶卸荷小閥芯和不帶卸荷小閥芯之分，前者控制壓力較低，常用 于高壓系統(tǒng)，有時還可作為液壓機(jī)的卸壓閥用。4換向閥的選擇按通流量選擇結(jié)構(gòu)型式，一般通流量在190L/min以上時，宜選用二通插裝閥，70L/min 以下可選用電磁換向閥，否則需用電液換向閥。按換向性能等選擇電磁鐵類型，由于直流電磁鐵尤其是直流濕式電磁鐵的壽命長，可 靠性高，故應(yīng)盡量選用直流濕式電磁換向閥。按系統(tǒng)要求選擇滑閥機(jī)能，詳見第五章第四節(jié)有關(guān)內(nèi)容。對于可靠性要求特別高的系

6、統(tǒng)來說，閥類元件的額定壓力應(yīng)高出其工作壓力較多。5液壓閥的配置形式液壓閥的配置形式有管式配置、板式配置和集成式配置，詳見第五章第一節(jié)。目前液 壓系統(tǒng)多采用集成式配置。下面簡要說明集成塊的設(shè)計。（1）（1）塊體設(shè)計 集成塊的材料一般為鑄鐵或鍛鋼，低壓固定設(shè)備可用鑄鐵，高壓強(qiáng)振場合要用鍛鋼。塊體加工成正方體或長方體。對于較簡單的液壓系統(tǒng)，其液壓閥較少，可安裝在同一個集成塊上。如果液壓系統(tǒng)復(fù)雜, 閥件較多，就要采取多個集成塊疊積的形式。相互疊積的集成塊上下面一般為疊積接合面, 鉆有公共壓力油孔P，公共回油孔T，泄油孔L和四個用于疊積的螺栓孔。P孔：液壓泵輸出的壓力油經(jīng)調(diào)壓后進(jìn)入公共的壓力油孔P，作為

7、供給各單元回路壓力 油的公共油源。T孔：各單元回路的回油均通到公共回油孔T，流回到油箱。L孔：，各液壓閥的泄漏油，統(tǒng)一通過公共泄漏油孔流回油箱。集成塊的其余四個表面，一般后面接通液壓執(zhí)行元件的油管,另三個面用以安裝液壓閥。 塊體內(nèi)部按系統(tǒng)圖的要求，鉆有溝通各閥的孔道。（2）集成塊結(jié)構(gòu)尺寸的確定外形尺寸要滿足閥件的安裝，孔道布置及其它工藝要求。為減少工藝孔，縮短孔道長度，閥的安裝位置要仔細(xì)考慮，使相通油孔盡量在同一水平面或 同一豎直面上。對于復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，需要多個集成塊疊積時，一定要保證三個公用油孔的 坐標(biāo)相同，使之疊積起來后形成三個主通道。各油孔的內(nèi)徑要滿足允許流速的要求，一般來說，與液壓閥

8、直接相通的孔徑應(yīng)等于所裝 液壓閥的油孔通徑。油孔之間的壁厚不能太小，一方面防止使用過程中，由于油的壓力而擊 穿，另一方面避免加工時，因油孔的偏斜而誤通。對于中、低壓系統(tǒng)壁厚不得小于5mm，高 壓系統(tǒng)應(yīng)更大些。油管規(guī)格的確定和油箱容量的估算見本書的第六章。圖7-17機(jī)尾拉緊裝置的布置二、元件的選擇和計算字體大中小夾帶式提升機(jī)機(jī)尾拉緊裝置的布置如圖7-17油管規(guī)格的確定和油箱容量的估算見本書的第六章。圖7-17機(jī)尾拉緊裝置的布置二、元件的選擇和計算字體大中小夾帶式提升機(jī)機(jī)尾拉緊裝置的布置如圖7-17所示。1.拉緊力和拉緊行程的計算取T最大=，已知主帶的機(jī)尾滾筒拉力S2=，蓋帶機(jī)尾滾筒拉力“=，則:

9、S 2=S2/=Y 2=Y2/=1454NF 拉=Y2+Y 2F 拉 2 = S2+S，2取輸送帶全長L=40m，則拉緊行程L拉緊為:L拉緊=L+取，則:L拉緊=X4+二2.液壓缸的選擇按L拉緊及F拉最大查液壓產(chǎn)品目錄，決定采用DG-J63型液壓缸，其大端活塞面積為，小 端活塞面積為，機(jī)械效率n二，壓力為：t=F 拉 1X4/nn(D2-d2)=P 拉 2 = F 拉 2X4/nn(D2-d2)=設(shè)活塞桿運(yùn)動速度為4m/min，則流量為:Q=uA=min3.泵和電動機(jī)的初選粗估壓損為：?二，則泵的工作壓力為:p額=?拉 1+&二P 額2 = ?拉2+&二P =泵最大泵流量的確定：Q 泵NKQ=

10、 X二minQ泵取為10L。查液壓手冊，選擇CB-C10C-FL型泵，其額定轉(zhuǎn)速為1800r/min，額定壓力為p二。 該泵的驅(qū)動功率為，Q泵=min。選取電動機(jī)機(jī)械效率n二，則電動機(jī)的功率為：選用Y100LI-4型電動機(jī)，功率為。元件的初選各閥通過實(shí)際量，按系統(tǒng)最高壓力初步選取，如表7-10所示。表7-10元件初選表序號元件名稱實(shí)際液量/L規(guī)格1oo 濾油10XLI-25X200B2齒輪泵GB-G10163截止閥10Q43NS-404單向閥10I10-B5電接觸壓力表KF-L81E6截止閥1043NS-407節(jié)流閥13L10-B8壓力繼電器PF-B8H9安全閥10YF-L10H10截止閥10

11、Q43NS-4011油缸DG-J63C已知最大推力F=20kN，最大拉緊行程L=2m，參考液壓元件產(chǎn)品目錄，最后確定選用型 號為DG-J100C型雙作用單活塞桿油缸，其油缸直徑為100mm，活塞大端面積為，小端面積 為，活塞大端長2000mm。當(dāng)壓力為時，F(xiàn)拉=;當(dāng)壓力為時，F(xiàn)拉=。由此確定其額定壓力為 即可。系統(tǒng)在F=20kN、機(jī)械效率n二時，運(yùn)行壓力為：pl=-=3.3MPa口否=抨=5設(shè)定活塞桿運(yùn)動速度為4m/min，則其油量為:QG = vA=min液壓油的選擇經(jīng)上述計算確定P最大=，由液壓元件產(chǎn)品查得選用22號汽輪機(jī)油(又名透平油)，其運(yùn) 動粘度V50=(2023)X10-6m2/s

12、，取V5 = 21X10-6m2/s，其密度為X 103kg/m3則其動力粘度 為：|d = pv=X10-3X21=-s泵的選擇及計算粗估壓損 P=，其工作壓力為：P 額 1=P1+Ap=P額啟=P啟+&二所以油泵最大工作壓力P =。max油泵泄漏系數(shù)K二取K=，則泵流量為：Q 泵NKQ= X二min根據(jù)液壓元件產(chǎn)品目錄選擇YB-A26B型單級葉片油泵，其額定轉(zhuǎn)速n=1800r/min，額定 流量Q=min，驅(qū)動功率為，額定壓力為。電動機(jī)的選擇取電動機(jī)的機(jī)械效率為，則電動機(jī)的工作功率為:PQ 6.52x32.3eg * = 4.07 肝61.20.345依目錄決定選用Y110M-4型電動機(jī)，其功率為4kW。元件的選擇各閥依據(jù)通過實(shí)際