页数：34页文件大小：170.9 KB来源： 液压与气压传动ppt课件
本课件可查阅液压系统的设计任务与步骤，负载与运动工况分析、执行元件参数与系统压力流量确定、回路拟定与合成、液压泵与阀及辅件选择、压力损失与温升验算，并以卧式单面钻镗组合机床为例给出压力、流量与功率的计算过程。
液压系统设计章节首页
液压系统设计计算液压系统设计是整机设计的重要组成部分，是实现整个系统液压控制部分的关键。设计主要包括液压系统工况分析和系统的确定、液压系统参数的确定、液压系统图的拟定、液压元件的计算和选取等。教学要求本章目录重点难点
教学要求
教学要求掌握液压系统设计步骤与计算方法；能够使用液压手册及相应参数表选取参数；能够根据工况要求选取合适的液压元件；能够根据系统工况要求设计出简单的液压系统，并绘制出合理的液压回路图。
（本页含表格数据，源文件数字连排，表格待人工还原后替换本段说明。）
重点与难点
重点难点液压系统设计步骤与计算方法；选取相应参数及合适的液压元件；设计简单的液压系统，绘制出合理的液压回路图。
本章目录
本章目录第一节液压系统设计步骤和方法第二节液压系统设计计算实例
设计任务与提交文件
1.系统原理图2.元件明细表3.系统计算书4.非标准件结构设计1）油缸参数设计2）阀板设计3）油箱及泵装置设计设计任务第一节液压系统设计步骤和方法
液压系统设计步骤
1、明确要求工况分析2、选择方案确定参数3、拟定草图选择元件4、系统验算元件参数调节5、结构设计编写技术文件设计步骤
明确设计要求
1.设计要求1）主机中对液压系统要求（动作）；2）主机运动对液压系统运动要求；调速、平稳性、温升、效率、自动化程度；3）主机各运动间关联要求；互锁、同步、连锁、顺序等要求；4）主机工作环境、温度、湿度、经济性和外观尺寸。明确要求工况分析
执行元件工况分析
2.工况分析执行元件负载分析与运动分析1）运动行程，工况要求；2）负载分析：工作负载、惯性负载、摩擦负载和背压负载等；3）运动（速度）分析：运动速度（快）、工进速度、速度差；4）分析方面：工况图。
系统方案的选择
1.选择方案根据系统对动作的要求及负载的性质（输出力或转矩），确定执行元件种类及工作形式，从而确定执行元件的工作状态，为参数确定提供依据。选择方案确定参数
系统参数的确定
2.确定参数系统参数主要是压力和流量，这是系统计算、元件选择、系统验算的依据。而无论哪种参数均以保证执行元件输出工况需要为前提的，因此，参数确定主要是执行元件的参数确定。
系统压力的确定
1）系统的压力p缸可用初步选取的方法；可参考同类设备选取，也可根据系统最大负载选取。2）缸的直径由结构分析确定缸工作腔和缸的形式。按选取的压力可以确定缸直径：例：无杆腔工作，以传力为主时以运动为主时要考虑D的选取情况但d、D确定后要圆整为整数。
（本页含图示，源文件未提取到图注文字，建议对照原图补充。）
马达排量与缸流量
3）马达排量4）缸（马达）流量缸：qx≥Avminqx≤Avmax马达：qx≥Vnminqx≤Vnmax
（本页含图示，源文件未提取到图注文字，建议对照原图补充。）
液压基本回路的选择
1.选择回路根据动作（速度或压力）要求及其他各项要求，选择液压基本回路。2.拟定草图将上述回路合并拟合后形成系统图，在拟合时注意：减少元件重复，防止干扰，分析性能，保证效率，发热少。拟定系统草图，选择基本回路
液压泵的选择
1.液压泵选择泵类型按工况要求及经济性选择动力源计算选择元件
液压阀的选择
2.阀选择按阀实际承载的压力和实际通过的流量来选择阀的规格；按阀的动作要求和性能要求选择阀的种类。3.油箱容量确定按泵每分钟流量选择油箱容量：一般V≥q泵aa:低压系统—2~4中压系统—5~7高压系统—6~12
油管及管接头
4、油管及管接头：油管按内径和壁厚选择：v：吸油0.5~1.5m/s压油1.5~5m/s回油1.5~2.5m/s管型按承压情况选择接头按管型选择
压力损失验算
1、压力损失验算验算后确定泵规格是否合适，然后确定各压力阀调整压力。系统验算：
系统发热验算
2、系统发热验算：按系统散热计算发热是Hi=Pi-PO=Pi(1-η)按油箱面积计算油箱散热是H0H0=kA0t(k为散热系数）验算：H0≥Hi—合适H0 钻镗组合机床设计任务 例：设计一台卧式单面钻镗两用组合机床，其工作循环是“快进——工进——快退——原位停止”；工作时最大轴向力为30kN，运动部件重为19.6kN；快进、快退速度为6m/min，工进速度为0.02~0.12m/min；最大行程400mm，其中工进行程200mm；起动换向时间t=0.2s；采用平导轨，其摩擦系数f=0.1。第二节液压系统设计计算实例 工况分析 1.工况分析1）负载分析由工作负载Fw=30kN，重力负载FG=0，按启动换向时间和运动部件重量（F·t=m(v2–v1)）计算得到惯性负载Fa=1000N，摩擦阻力Ff=1960N。取液压缸机械效率ηm=0.9，则液压缸工作阶段的负载值见表。2）速度分析由快进、快退速度为6m/min，工进速度范围为20mm/min~120mm/min，按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环图（略）。 液压缸各阶段负载值 表中 Ff 为摩擦负载，Fa 为惯性负载，Fw 为工作负载，ηm 为液压缸机械效率。 液压缸参数确定 F，可得： 液压缸面积计算 各阶段压力流量功率 0.5MPa。计算结果见表。由教材中9-5表即可画出液压缸的工况图（略）。 拟定液压系统图 3.拟定液压系统图1）选择基本回路（1）调速回路：因为液压系统功率较小，且只有正值负载，所以选用进油节流调速回路。为有较好的低速平稳性和速度负载特性，可选用调速阀调速，并在液压缸回路上设置背压。（2）泵供油回路：由于系统最大流量与最小流量比为156，且在整个工作循环过程中的绝大部分时间里泵在高压小流量状态下工作，为此应采用双联泵（或限压式变量泵），以节省能源提高效率。（3）速度换接回路和快速回路：由于快进速度与工进速度相差很大，为了换接平稳，选用行程阀控制的换接回路。快速运动通过差动回路来实现。（4）换向回路：为了换向平稳，选用电液换向阀。为便于实现液压缸中位停止和差动连接，采用三位五通阀。（5）压力控制回路：系统在工作状态时高压小流量泵的工作压力由溢流阀调整，同时用外控顺序阀实现低压大流量泵卸荷。 回路合成 2）回路合成对选定的基本回路在合成时，有必要进行整理、修改和归并。具体方法为：（1）防止工作进给时液压缸进油路、回油路相通，需接入单向阀7。（2）要实现差动快进，必须在回油路上设置液控顺序阀9，以阻止油液流回油箱。此阀通过位置调整后与低压大流量泵的卸荷阀合二为一。（3）为防止机床停止工作时系统中的油液回油箱，应增设单向阀。（4）设置压力表开关及压力表。合并后完整的液压系统如图所示。 液压元件的选择 工作循环参数表 （本页含表格数据，源文件数字连排，表格待人工还原后替换本段说明。） 液压泵流量的确定 0.05×10-3m3/s=7.25×10-5m3/s=4.4L/min 液压泵规格与驱动功率 （3）确定液压泵规格对照产品样本可选用YB1—40/6.3双联叶片泵，额定转速960r/min，容积效率ηv为0.9，大小泵的额定流量分别为34.56和5.43L/min，满足以上要求。（4）确定液压泵驱动功率液压泵在快退阶段功率最大，取液压缸进油路上压力损失为0.5MPa，则液压泵输出压力为2.05MPa。液压泵的总效率ηp=0.8，液压泵流量40L/min，则液压泵驱动调集所需的功率为：P=ppqp/ηp=2.05×106×40×10-3W=1708W据此选用Y112M—6—B5立式电动机，其额定功率为2.2kW，转速为940r/min，液压泵输出流量为33.84L/min、5.33L/min，仍能满足系统要求。 元件与辅件选择 2）元件、辅件选择根据实际工作压力以及流量大小即可选择液压元、辅件（略）。油箱容积取液压泵流量的6倍，管道由元件连接尺寸确定。 系统油液温升验算 5、系统油液温升验算系统在工作中绝大部分时间是处在工作阶段，所以可按工作状态来计算温升。小流量泵工作状态压力为5.02MPa，流量为0.33L/min，经计算其输入功率为557W。大流量泵经外控顺序阀卸荷，其工作压力等于阀上的局部压力损失数值pv。阀额定流量为63L/min，额定压力损失为0.3MPa，大流量泵流量为33.84L/min，则：pv=0.3×106×Pa=0.1×106Pa大流量泵的输入功率经计算为70.5W。 系统发热与散热计算第19页：钻镗组合机床设计任务
第20页：工况分析
第21页：液压缸各阶段负载值
工作循环 计算公式 负载 F / N 起动加速 F =（Ff + Fa）/ ηm 3289 快进 F = Ff / ηm 2178 工进 F =（Ff + Fw）/ ηm 35511 快退 F = Ff / ηm 2178 第22页：液压缸参数确定
第23页：液压缸面积计算
第24页：各阶段压力流量功率
第25页：拟定液压系统图
第26页：回路合成
第27页：
第28页：液压元件的选择
第29页：工作循环参数表
第30页：液压泵流量的确定
第31页：液压泵规格与驱动功率
第32页：元件与辅件选择
第33页：系统油液温升验算
第34页：系统发热与散热计算
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