【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 個(gè)液控順序閥。圖（c）的價(jià)格與圖（b）的相接近。以上三種回路，從性能上看是完全相似的，因此三種方案均可采用。本例采用習(xí)慣上的調(diào)速方式圖（a）。 液壓系統(tǒng)原理圖將選定的各液壓回路組合、歸并在一起，再加上一些輔助元件或回路初步形成了液壓系統(tǒng)原理圖。在合成液壓系統(tǒng)原理圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①盡可能合并作用相同或相近的多余元件。 ②消除回路合并可能帶來(lái)的相互干擾。 ③對(duì)可靠型要求比較高的主機(jī)，在液壓系統(tǒng)中設(shè)置必要的備用元件或備用回路。④盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件，減少制造周期和成本。⑤為了便于調(diào)整和檢修，在需要檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)的地方設(shè)置工藝接頭，以便安裝檢測(cè)儀器。 通過對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析，已經(jīng)繪制出液壓原理圖如圖25液壓系統(tǒng)原理圖。 圖25整理后的液壓系統(tǒng)原理圖 計(jì)算和選擇液壓元件液壓元件的選擇通常是由以下諸因素共同決定的：①參考同類設(shè)備。②系統(tǒng)所需要的最高壓力和最大流量。③對(duì)穩(wěn)態(tài)功率以及整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的考慮。④可供選用的液壓元件及其成本。 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇首先確定液壓泵的最大工作壓力： Pp=P1+∑ΔP （211） 式中，P1————執(zhí)行元件的最高壓力，由其工況圖中得到； ∑ΔP————油液流經(jīng)執(zhí)行元件進(jìn)油路上個(gè)液壓元件及管路的總壓力損失。在整個(gè)液壓系統(tǒng)尚未組成前，∑ΔP的取值可估算，也可以按經(jīng)驗(yàn)資料估計(jì)。例如，對(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)取∑ΔP=∑ΔP=。當(dāng)執(zhí)行元件的最大工作壓力出現(xiàn)在其停止運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則取∑ΔP=0。其次根據(jù)系統(tǒng)工況圖中的最大流量qmax確定液壓系統(tǒng)的最大供油流量 qp≥kqmax （212）對(duì)于工作過程始終處于節(jié)流調(diào)速狀態(tài)的系統(tǒng)，在確定液壓系統(tǒng)的最大供油時(shí)，尚未考慮溢流閥的最小穩(wěn)定流量，在一般為溢流閥額定流量的15%以上。對(duì)于采用差動(dòng)液壓缸的系統(tǒng)，液壓缸的供油為 qp≥k(A1A2)vmax （213）對(duì)于采用蓄能器共同供油的系統(tǒng)，在液壓泵的最大供油量可由系統(tǒng)一個(gè)工作循環(huán)中的平均流量確定，即 （214） 式中,k————考慮系統(tǒng)泄漏的修正系數(shù)，~； ————差動(dòng)液壓缸無(wú)桿腔、有桿腔的有效面積； ————差動(dòng)連接時(shí)活塞或液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度； ————系統(tǒng)在一個(gè)工作循環(huán)中等i個(gè)階段內(nèi)所需的供油量； T————個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工況可確定液壓泵的類型，然后按上面計(jì)算出的pp和qp，參照產(chǎn)品樣本即可選擇液壓泵的規(guī)格型號(hào)?？紤]到動(dòng)態(tài)壓力超調(diào)，并確保泵有足夠的使用壽命，應(yīng)使液壓泵具有一定的壓力儲(chǔ)備，從產(chǎn)品樣本中選擇泵的額定壓力應(yīng)比pp高出25%—60%，其額定流量則只需與qp相當(dāng)。驅(qū)動(dòng)液壓泵所需的電動(dòng)機(jī)功率可直接從泵的產(chǎn)品樣本傻上查出，然后結(jié)合泵的轉(zhuǎn)速選擇電動(dòng)機(jī)。液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率也可以根據(jù)具體工況計(jì)算出來(lái)。若在整個(gè)工作循環(huán)中，液壓泵的工作壓力和流量比較恒定，則液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率為 （215） 式中, ————液壓泵的最大工作壓力； ————液壓泵的輸出流量； ————液壓泵的總效率，可由泵的產(chǎn)品樣本中查出。若一個(gè)工作循環(huán)中，液壓泵的最大工作壓力和流量變換較大，則需要分別計(jì)算出工作循環(huán)中各個(gè)階段所需的驅(qū)動(dòng)效率，然后按下式求出平均驅(qū)動(dòng)功率 （216） 式中, —————工作循環(huán)中各個(gè)階段所需的驅(qū)動(dòng)功率； —————工作循環(huán)中各個(gè)階段所需要的時(shí)間。在按平均驅(qū)動(dòng)功率選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)將求得值與整個(gè)工作循環(huán)中所需的最大驅(qū)動(dòng)功率進(jìn)行比較，核算短期超載量是否在允許的范圍之內(nèi)，一般電動(dòng)機(jī)允許的短期超載量為25%.如果超出允許的范圍，則必須按最大驅(qū)動(dòng)功率選則電動(dòng)機(jī)。首先確定液壓泵的最大工作壓力。小流量泵在快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)都向系統(tǒng)供油。油工況圖知，，流量泵的最大工作壓力為： MPa泵的流量確定，由工況圖可知，若取系統(tǒng)泄露系數(shù)K=，則泵的總流量為： ap==最后根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)查閱產(chǎn)品樣本，確定選擇YB40型葉片泵，其公稱排量為q0=40,泵的額定壓力為pn=，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nH=960，容積效率?r=，總效率?=。液壓缸的輸出流量為： 取葉片泵的效率，這時(shí)驅(qū)動(dòng)液壓泵所需電動(dòng)機(jī)功率為： 根據(jù)此數(shù)值查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選擇YB2ML6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率，額定轉(zhuǎn)速。 控制閥的選擇 各種控制閥的規(guī)格型號(hào)按該閥所在油路的最大工作壓力和經(jīng)此油路的最大流量選定。即各種閥的額定壓力和額定流量應(yīng)與上述壓力和流量相接近。必要時(shí)可允許閥最大通過流量超過其額定流量的20%，如果超過太大，則壓降及發(fā)熱劇增。此外需確定液壓閥的安裝方式。根據(jù)連接方式的不同，液壓閥可分為管式閥、板式閥和疊加閥等。管式閥是靠螺紋管接頭的各進(jìn)出油口與系統(tǒng)管路相連接。液壓閥自身亦靠管接頭固定在管路上。大流量時(shí)用法蘭代替管接頭。較簡(jiǎn)單、試制性、未定型的液壓系統(tǒng)可采用管式連接閥。板式閥油兩種連接方式。如圖84所示為采用安裝地板的板式連接結(jié)構(gòu)。位于閥體安裝面上的全部油口與安裝底板上加工出的油口相對(duì)應(yīng)，閥體用螺釘安裝在底板上，并用O形密封圈密封，在底板的背面或側(cè)面用螺紋管接頭將閥的各油口與系統(tǒng)管路連通。如圖85所示為采用集成塊的另一種板式連接結(jié)構(gòu)。集成塊是一個(gè)六面體，在3個(gè)側(cè)面均可用螺釘安裝板式閥，另一側(cè)面安裝通向執(zhí)行元件的管接頭。塊內(nèi)有鉆出的油孔試固定在集成塊上的閥與閥之間按一定的要求連通。一個(gè)液壓系統(tǒng)往往需要幾個(gè)集成塊來(lái)安裝連接板式閥，各集成塊和頂蓋、底板用長(zhǎng)螺栓即可禁錮組裝在一起。使用時(shí)可按系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求選擇集成塊及相應(yīng)的板式液壓閥，也可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)集成塊。板式安裝連接目前經(jīng)常采用的液壓閥連接方式。疊加閥式安裝連接是板式閥集成塊安裝連接的一種新型發(fā)展形式，用于液壓閥的集成化。疊加閥的上下兩個(gè)面是閥間的安裝面，閥的進(jìn)出油口分別在這兩個(gè)面上，以便疊加安裝另一個(gè)或幾個(gè)液壓閥組成一個(gè)集成化的控制回路。這樣閥與閥之間無(wú)須任何中間連接體，閥體本身就起到了連接板和油路通道的作用，而閥本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理與一般液壓閥基本相同。根據(jù)控制閥所在油路上的最大工作壓力和通過該閥的最大流量來(lái)選擇規(guī)格型號(hào)，見表25。表25 液壓元件表序號(hào)元件名稱通過閥的最大流量()規(guī)格型號(hào)額定流量()額定壓力（MPa）額定壓降（MPa）1定量葉片泵——YBL4040——2三位四通電磁換向閥38．434F3ME10BA60163單向閥I100B1006．3〈4溢流閥YF310L636．3——5過濾器XUC40X100406．3〈6調(diào)速閥——QI63B5616〉7壓力表開關(guān)——KF3E6L——16——8壓力繼電器——DP163B——6．3——9行程閥22C100BH100〈注：此為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速nn=960時(shí)液壓泵輸出的實(shí)際流量 mm注：q為通過管道的流量取d=15mm。 確定油箱容量油箱的有效容量可根據(jù)系統(tǒng)壓力和系統(tǒng)的流量，按經(jīng)驗(yàn)公式（27）估算。%倍。對(duì)于行走機(jī)械的液壓系統(tǒng)，其油箱容量可適當(dāng)減小，但須配冷卻裝置。由經(jīng)驗(yàn)公式得 按GB287681規(guī)定取標(biāo)準(zhǔn)值V=200L 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算當(dāng)系統(tǒng)的元件、輔助規(guī)格和管道尺寸確定后，即可繪出油路的安裝草圖，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)油路上總壓力損失∑Δp進(jìn)行驗(yàn)算，即 ∑Δp=∑ΔpL+∑Δpr+∑Δpv （217） 式中 , ∑ΔpL,∑Δpr——系統(tǒng)管道沿程壓力和局部壓力損失，； ∑Δpv——閥和輔助元件的局部壓力損失，可根據(jù)各自的型號(hào)規(guī)格從產(chǎn)品樣本中查出。系統(tǒng)在不同工作階段的壓力損失要求分開計(jì)算。∑Δpv在∑Δp中往往是主要部分，若經(jīng)過閥類元件的實(shí)際流量與其額定流量相差較大，實(shí)際壓力損失與額定壓力損失有如下關(guān)系 （218）如果計(jì)算出的系統(tǒng)進(jìn)油路總壓力損失∑Δp比前面選泵時(shí)估計(jì)的數(shù)值大的多，則應(yīng)重新調(diào)整液壓元件、輔助規(guī)格和管道尺寸。計(jì)算出的系統(tǒng)壓力損失可作為確定系統(tǒng)調(diào)整壓力的依據(jù)之一，并可考查系統(tǒng)的回路效率，在對(duì)不同的方案進(jìn)行比較作為參考。由于系統(tǒng)的具體管路布置尚未確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無(wú)法計(jì)算，但閥類元件的局部壓力損失是可以由公式估算出來(lái)的，它在總壓力損失中占據(jù)了很大的份額。壓力損失的驗(yàn)算應(yīng)按一個(gè)工作循環(huán)中不同階段分別進(jìn)行。a. 快進(jìn)快進(jìn)時(shí)。進(jìn)油路上的總壓降為：回油路上快進(jìn)有桿腔與無(wú)桿腔壓力之差為: 工進(jìn)時(shí)，進(jìn)油路上的總壓降為： 回油路上通過三位四通電磁換向閥的流量是：液壓缸工進(jìn)油腔的壓力為：，所以壓力足夠。c．快退快退時(shí)，進(jìn)油路上總壓降為: 此值小于原估計(jì)值，因此，液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率是足夠的。快退時(shí)回路上的總壓降為： 此值略小于原估計(jì)值，因此，重新計(jì)算快退時(shí)液壓缸進(jìn)油腔壓力為：快退時(shí)液壓泵的工作壓力應(yīng)為： 系統(tǒng)效率的計(jì)算液壓系統(tǒng)工作時(shí)，液壓泵和執(zhí)行元件都有泄漏和機(jī)械摩擦損失，必然消耗一定的功率，即反應(yīng)了一定的效率。液壓系統(tǒng)的效率是系統(tǒng)的輸出效率與其輸入效率之比，即 （219）它也可以寫成： （220） 式中，——液壓泵的總效率，油產(chǎn)品樣本查出； ——執(zhí)行元件的總效率，由產(chǎn)品樣本查出，； ——回路效率，它反映了泵出口到執(zhí)行元件進(jìn)口這段油路的功率利用程度。 （221） 式中，——同時(shí)工作的執(zhí)行元件工作壓力與輸入流量乘積之和； ——同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓泵的輸出功率之和。 系統(tǒng)發(fā)熱和溫升的計(jì)算液壓系統(tǒng)的壓力、容積和機(jī)械所消耗的功率轉(zhuǎn)化為熱量，試系統(tǒng)的油溫升高。連續(xù)工作一定時(shí)間后，系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量便和散發(fā)的熱量相等達(dá)到平衡狀態(tài)，油溫不再升高。對(duì)于不的主機(jī)，因環(huán)境條件與工況不同，最高允許油溫也不相同。因此，必須運(yùn)用熱量平衡原理對(duì)系統(tǒng)的溫升值進(jìn)行估算，使其不得超過允許值。若執(zhí)行元件的有效功率為，液壓泵的上輸入功率為，則系統(tǒng)的總發(fā)熱H可按試下式估算 （222）如果系統(tǒng)的總效率已由式（220）求出，則系統(tǒng)的總發(fā)熱量也可按下式計(jì)算 （223）假設(shè)熱量全部由油箱散發(fā)出去，不考慮系統(tǒng)其他部分的散熱，則對(duì)油箱溫升的估算公式可以根據(jù)不同的條件分別從有關(guān)手冊(cè)中查找出來(lái)。對(duì)于油箱3個(gè)邊的尺寸1:1:1到1:2:3之間，油平面高度是油箱高度的80%，且油箱通風(fēng)良好時(shí)，油液溫升的計(jì)算可用下式來(lái)估算如表26。表26 各種機(jī)械允許油溫液壓設(shè)備名稱正常工作油溫最高允許油溫度油及油箱的溫升機(jī)床30505570≤3035工程機(jī)械、礦山機(jī)械50807090≤3540數(shù)控機(jī)床30