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設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)所需參數(shù)

更新時(shí)間:2016-11-22點(diǎn)擊次數(shù):1274

執(zhí)行元件的工作壓力和流量是液壓系統(tǒng)zui主要的參數(shù)。這兩個(gè)參數(shù)是計(jì)算和選擇液壓元件、輔件、原動(dòng)機(jī)(電機(jī))的規(guī)格型號(hào)的依據(jù)。

    1.系統(tǒng)工作壓力的確定

根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載循環(huán)圖,可以確定系統(tǒng)的zui大載荷點(diǎn),在充分考慮系統(tǒng)所需流量、效率等因素后,可參考表A和表B選定系統(tǒng)工作壓力。

表A按負(fù)載選擇系統(tǒng)工作壓力

負(fù)載力/kN

<5

5~10

10~20

20~30

30~50

>50

工作壓力/MPa

0.8~1

1.5~2

2.5~3

3~4

4~5

5~7

 

    當(dāng)系統(tǒng)功率一定時(shí),選用較高工作壓力,則元件的尺寸小、質(zhì)量輕、經(jīng)濟(jì)性好,但是工作壓力選得過(guò)高,泵體、閥體及缸壁都要增厚,材料和制造精度要求高,反而達(dá)不到經(jīng)濟(jì)效果,而且會(huì)降低元件的容積效率、增加系統(tǒng)發(fā)熱、降低元件壽命和系統(tǒng)的可靠性。

    2.確定執(zhí)行元件的主要結(jié)構(gòu)尺寸

    (1)液壓缸  液壓缸需要確定的主要結(jié)構(gòu)尺寸是液壓缸的內(nèi)徑D和活塞桿的外徑d。

    在一般情況下,當(dāng)活塞桿受拉狀態(tài)下工作時(shí),取d/D=0.30.5,工作壓力取大值。當(dāng)活塞桿在受壓狀態(tài)下工作時(shí),取d/D=O.5~0.7。采用差動(dòng)連接并要求往返速度相等時(shí),應(yīng)取d=0.707D。

    對(duì)有低速運(yùn)動(dòng)要求的系統(tǒng)(如精鏜機(jī)床的進(jìn)給液壓系統(tǒng)),還需對(duì)液壓缸的有效工作面積A進(jìn)行驗(yàn)算,即應(yīng)保證

                            A≥qmin/vmin                          (9-8)

式中qmin——控制執(zhí)行元件速度的流量閥的zui小穩(wěn)定流量,可以從液壓閥的產(chǎn)品樣本中查得。

    Vmin——液壓缸要求達(dá)到的zui低工作速度。

    驗(yàn)算結(jié)構(gòu)若不滿足式(9-8),則說(shuō)明按所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸和方案達(dá)不到所需的低速要求,必須修改設(shè)計(jì)。

(2)液壓馬達(dá)  液壓馬達(dá)所需的排量Vm可按下式計(jì)算

                        Vm=2πTm/△pηm                      (9-9)

式中  Tm——液壓馬達(dá)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩;

△p——液壓馬達(dá)的兩腔工作壓差;

ηm——液壓馬達(dá)的機(jī)械效率,一般取m=0.9~0.97。

求得排量Vm值后,從產(chǎn)品樣本中選擇液壓馬達(dá)的型號(hào)。

計(jì)算出的液壓馬達(dá)的排量Vm也必須滿足zui低速度的要求。

(3)執(zhí)行元件流量的確定  液壓缸(液壓馬達(dá))所需zui大流量qmax按其實(shí)際有效工作面積A(或液壓馬達(dá)的排量Vm)及所要求的zui大速度vmax(或馬達(dá)zui大轉(zhuǎn)速nmax)來(lái)計(jì)算,即

                    qmax=Avmax/ηv (qmax=Vmnmax/ηmv)             (9-10)

式中ηv(ηmv)——執(zhí)行元件的容積效率。

差動(dòng)連接的實(shí)際有效工作面積A為活塞面積A1與活塞桿面積A2之差。

液壓缸所需的zui小流量qmin按其實(shí)際工作面積A和zui小速度Vmin來(lái)計(jì)算,即

                            qmin=Avmin/ηv                    (9-11)

上面所求的液壓缸zui小流量應(yīng)等于或大于流量控制閥或變量泵的zui小穩(wěn)定流量。

同理,液壓馬達(dá)zui小流量按其排量和所要求的zui小轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算。

 (4)執(zhí)行元件的工況  圖工況圖包括壓力圖、流量圖和功率圖。壓力圖、流量圖是執(zhí)行元件在運(yùn)動(dòng)循環(huán)中各階段的壓力與時(shí)間或壓力與位移,流量與時(shí)間或流量與位移的關(guān)系圖。功率圖則是根據(jù)壓力p與流量q計(jì)算出各循環(huán)階段所需要的功率,畫(huà)出功率與時(shí)間或功率與位移的關(guān)系圖。當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)同時(shí)工作的執(zhí)行元件時(shí),必須把這些執(zhí)行元件的流量圖按系統(tǒng)總的動(dòng)作循環(huán)組合成總流量圖。圖B所示為某液壓缸的工況圖,其中實(shí)線、點(diǎn)畫(huà)線和雙點(diǎn)畫(huà)線分別表示p、g、P。

 

一般的方法是選擇一種與本系統(tǒng)類似的成熟系統(tǒng)作為基礎(chǔ),對(duì)它進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整或改進(jìn),使其成為具有繼承性的新系統(tǒng)。如果沒(méi)有合適的相似系統(tǒng)可借鑒,可參閱設(shè)計(jì)手冊(cè)和參考書(shū)中有關(guān)的基本回路加以綜合完善,構(gòu)成自己設(shè)計(jì)的系統(tǒng)原理圖。用這種方法擬訂系統(tǒng)原理圖時(shí),包括確定系統(tǒng)類型、選擇回路和組成系統(tǒng)三方面的內(nèi)容。

    1.選擇系統(tǒng)的類型

    系統(tǒng)的類型有開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)兩種。選擇系統(tǒng)的類型主要取決于它的調(diào)速方式和散熱要求。一般地,采用節(jié)流調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速回路的系統(tǒng)、有較大空間放置油箱且不需另設(shè)散熱裝置的系統(tǒng)、要求結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單的系統(tǒng)等都宜采用開(kāi)式系統(tǒng);采用容積調(diào)速回路的系統(tǒng)、對(duì)工作穩(wěn)定性和效率有較高要求的系統(tǒng)、行走機(jī)械上的系統(tǒng)宜采用閉式系統(tǒng)。威斯特小編敬上

    2.選擇液壓基本回路

    液壓基本回路是決定主機(jī)動(dòng)作和性能的基礎(chǔ),是組成系統(tǒng)的骨架。要根據(jù)液壓系統(tǒng)所需完成的任務(wù)和工作機(jī)械對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求來(lái)選擇液壓基本回路。

    選擇回路時(shí)既要考慮調(diào)速、調(diào)壓、換向、順序動(dòng)作、動(dòng)作互鎖等要求,也要考慮節(jié)省能源、減少發(fā)熱、減少?zèng)_擊、保證動(dòng)作精度等問(wèn)題。

    3.液壓系統(tǒng)的合成

    滿足系統(tǒng)要求的各個(gè)液壓回路選定之后,就可進(jìn)行液壓系統(tǒng)的合成即將各液壓回路放在一起,進(jìn)行歸并、整理,必要時(shí)再增加一些元件或輔助油路,使之成為一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。合成液壓系統(tǒng)時(shí)應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn):防止回路間可能存在的相互干擾;系統(tǒng)應(yīng)力求簡(jiǎn)單,并將作用相同或相近的回路合并,避免存在多余回路;系統(tǒng)要安全可靠,要有安全、聯(lián)鎖等回路,力求控制油路可靠;組成系統(tǒng)的元件要盡量少,并應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件;組成系統(tǒng)時(shí)還要考慮節(jié)省能源,提率,減少發(fā)熱,防止液壓沖擊;測(cè)壓點(diǎn)分布合理等。

    zui重要的是,實(shí)現(xiàn)給定任務(wù)有多種多樣的系統(tǒng)方案,因此必須進(jìn)行方案論證,對(duì)多個(gè)方案從結(jié)構(gòu)、技術(shù)、成本、操作、維護(hù)等方面進(jìn)行反復(fù)對(duì)比,zui后組成一個(gè)結(jié)構(gòu)完整、技術(shù)先進(jìn)合理、性能的系統(tǒng)。

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