液壓傳動(dòng)講義第10章液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算(編輯修改稿)
2025-06-12 21:28 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? ?? 0lp ；否則 ,須計(jì)算出油液流過(guò)進(jìn)油路上的控制、調(diào)節(jié)元件和管道的各項(xiàng)壓力損失，初算時(shí)可憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估計(jì)，對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)取 ~??? lp MPa ，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)取~??? lp MPa。 （ 2）確定液壓泵的最大供油量 液壓泵的最大供油量為 ?? maxqkqp （ ） 式中 K— 系統(tǒng)的泄漏修正系數(shù)，一般取 K=~，大流量取小值，小流量取大值； ?maxq — 同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。 如果液壓泵的供油量是按工進(jìn)工況選取時(shí)，其供油量應(yīng)考慮溢 流閥的最小流量。 （ 3）選擇液壓泵的規(guī)格型號(hào) 液壓泵的規(guī)格型號(hào)按計(jì)算值在產(chǎn)品樣本選取，為了使液壓泵工作安全可靠，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工作壓力高 25%— 60%。泵的額定流量則宜與 pq 相當(dāng)，不要超過(guò)太多，以免造成過(guò)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(lái)選擇。 在整個(gè)工作循環(huán)中，泵的壓力和流量在較多時(shí)間內(nèi)皆達(dá)到最大工作值時(shí)，驅(qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)功率為 pppqpP ?? （ ） 式中 ： p? — 液壓泵的總效率，數(shù)值可見(jiàn)產(chǎn)品樣本。 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)處的功率來(lái)計(jì)算。 在工作循環(huán)中，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)中各個(gè)階段所需的驅(qū)動(dòng)功率，然后求其均方根值即可。 在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)將求得的功率值與各工作階段的最大功率值比較，若最大功率符合電動(dòng)機(jī)短時(shí)超載 25%的范圍，則按平均功率選擇電動(dòng)機(jī)；否則應(yīng)按最大功率選擇電動(dòng)機(jī)。 選擇閥類元件 各種閥類元件的規(guī)格型號(hào)，按液壓系統(tǒng)原理圖和系統(tǒng)工況提供的情況從產(chǎn)品樣本中選取，各種閥的額定壓力和額定流量，一般應(yīng)與其工作壓力和最大通過(guò) 流量相接近，必要時(shí)，可允許其最大通過(guò)流量超過(guò)額定流量的 20%。 具體選擇時(shí)，應(yīng)注意溢流閥按液壓泵的最大流量來(lái)選??；流量閥還需考慮最小穩(wěn)定流量，以滿足低速穩(wěn)定性要求；單桿液壓缸系統(tǒng)，若無(wú)桿腔有效作用面積為有桿腔有效作用面積的幾倍，當(dāng)有桿腔進(jìn)油時(shí)，則回油流量為進(jìn)油流量的幾倍，此時(shí)，應(yīng)以幾倍的流量來(lái)選擇通過(guò)的閥類元件。 選擇液壓輔助元件 油管的規(guī)格尺寸大多由所連接的液壓元件接口處尺寸決定，只有對(duì)一些重要的管道才驗(yàn)算其內(nèi)徑和壁厚，驗(yàn)算公式見(jiàn)液壓輔件。 濾油器、蓄能器和油箱容量的選擇亦見(jiàn)液壓輔件。 對(duì)于固定式的液壓設(shè)備，常將液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，閥類元件集中安裝在主機(jī)外的液壓站上，這樣能使安裝與維修方便，并消除了動(dòng)力源的振動(dòng)與油溫變化對(duì)主機(jī)工作精度的影響。而閥類元件在液壓站上的配置也有多種形式，配置形式不同，液壓系統(tǒng)的壓力損失和元件的連接、安裝結(jié)構(gòu)也有所不同。液壓閥的連接方式有板式、疊加式、插裝式和管式（螺紋連接、法蘭連接）等多種，它們的特點(diǎn)和選用參見(jiàn) 節(jié)。 液壓系統(tǒng)技術(shù)性能的驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)完成之后，需要對(duì)它的主要性能加以驗(yàn)算，以便評(píng)判其設(shè)計(jì)質(zhì)量，并改進(jìn)和完善液壓系統(tǒng)，下面說(shuō)明系 統(tǒng)壓力損失及發(fā)熱溫升的驗(yàn)算方法。 系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算 畫出管路裝配草圖后，即可計(jì)算管路的沿程壓力損失，局部壓力損失，它們的計(jì)算公式詳見(jiàn)《液壓流體力學(xué)》，管路總的壓力損失為沿程損失與局部損失之和。 在系統(tǒng)的具體管道布置情況沒(méi)有明確之前，沿程損失和局部損失仍無(wú)法計(jì)算。為了盡早地評(píng)估系統(tǒng)的主要性能，避免后面的設(shè)計(jì)工作出現(xiàn)大的反復(fù)，在系統(tǒng)方案初步確定之后，通常用液流通過(guò)閥類元件的局部壓力損失來(lái)對(duì)管路的壓力損失進(jìn)行概略地估算，因?yàn)檫@部分損失在系統(tǒng)的整個(gè)壓力損失中占很大的比重。 在算出系統(tǒng)油路的總的壓 力損失后，將此驗(yàn)算值與前述設(shè)計(jì)過(guò)程中初步選取的油路壓力損失經(jīng)驗(yàn)值相比較，若誤差較大，一般應(yīng)對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的修改，重新調(diào)整有關(guān)閥類元件的規(guī)格和管道尺寸等，以降低系統(tǒng)的壓力損失。需要指出的是，對(duì)于較簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)，壓力損失驗(yàn)算可以省略。 系統(tǒng)發(fā)熱溫升的驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)在工作時(shí)，有壓力損失，容積損失和機(jī)械損失，這些損耗能量的大部分轉(zhuǎn)化為熱能，使油溫升高從而導(dǎo)致油的粘度下降，油液變質(zhì)，機(jī)器零件變形，影響正常工作。為此，必須將溫升控制在許可范圍內(nèi)。 功率損失使系統(tǒng)發(fā)熱，則單位時(shí)間的發(fā)熱量為液壓泵的輸 入功率與執(zhí)行元件的輸出功率之差，一般情況下，液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)往往有好幾個(gè)階段，其平均發(fā)熱量為各個(gè)工作周期發(fā)熱量的時(shí)均值，即 ini oiii tPPt ?? ?? 1 )(1? （ ） 式中 iiP — 第 i 個(gè)工作階段系統(tǒng)的輸入功率； oiP — 第 i 個(gè)工作階段系統(tǒng)的輸出功率； t — 工作循環(huán)周期； it — 第 i 個(gè)工作階段的持續(xù)時(shí)間； n — 總的工作階段數(shù)。 液壓系統(tǒng)在工作中產(chǎn)生的熱量，經(jīng)過(guò)所有元件、附件的表面散發(fā)到空氣中去，但絕大部分是由油箱散發(fā)的，油箱在單位時(shí)間的散發(fā)熱量可按下式計(jì)算 tAkh ???? （ ） 式中 A— 油箱的散熱面積； t? — 液壓系 統(tǒng)的溫升； hk — 油箱的散熱系數(shù)，其值可查閱液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)。 當(dāng)液壓系統(tǒng)的散熱量等于發(fā)熱量時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到了熱
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