10.1 概述

  设计液压系统的出发点，可以是充分发挥其组成元件的工作性能，也可以是着重追求其工作状态的可靠性。前者着眼于安全，实际的设计工作则常常是这两种观点不同程度的组合。

  设计步骤不尽相同，但每步相互关联，彼此影响，常需穿插进行，交叉展开。

  一、明确系统设计要求

  1、要明确的具体内容主要有：

1）主机对液压系统要求（主机的用途、主要结构、总体布局）；主机对液压系统执行元件在位置布置和空间尺寸以及质量上的限制。

2）主机的工艺流程或工作循环；液压执行元件的运动方式（移动、转动或摆动）及其工作范围。

3）液压执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围。

4）主机各液压执行元件的动作顺序或互锁要求，各动作的同步要求及同步精度。

5）对液压系统工作性能（如平稳性、转换精度等）、工作效率、调速、平稳性、温升、自动化程度等方面的要求。

6）液压系统的工作环境和工作条件，如周围介质、温度、湿度、尘埃，外界冲击等.

7）其他方面的要求，如液压装置在外观、色彩、经济性等方面的规定或限制。

  二、需完成的设计任务

 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

  三、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

  10.2、分析系统工况，确定主要参数，进行系统设计

  一、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）分析法：工况图

  二、选择方案，确定参数

 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。

 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。

1）系统的压力：

  液压缸的压力，可用初步选取的方法；可根据系统最大负载选取，也可参考同类设备选取。

2）液压缸的直径：

  由结构分析确定液压缸工作腔和液压缸的型式。按选取的压力可以确定液压缸直径：

  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。

3）马达排量：

4）液压缸、马达流量：

  液压缸：≥A·≤A·

  马达：≥V·≤V·

  三、拟定系统草图，选择基本回路

 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。

  四、动力源计算，选择元件

 1、液压泵选择：

  泵类型按工况要求及经济性选择

 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：

  一般油箱容量：

 低压系统为：2~4倍

 中压系统为：5~7倍

 高压系统为：6~12倍

 4、油管及管接头：

  油管按内径和壁厚选择：

   ：吸油管取：0.5~1.5m/s

 压油管取：1.5~ 5m/s

 回油管取：1.5~2.5m/s

 管型式按承压情况选择。

 接头按管型式选择。

  五、系统验算：

 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。

 2、系统发热验算：

  按系统散热计算发热是：按系统的功率损失乘以系数。

  按油箱面积计算油箱散热；

  有些系统要设置冷却装置来散热。

  10.3 液压系统设计计算实例

  以卧式单面多轴钻孔组合机床为例，见教材P242—P250页。

                                                            [编著：曾保国]