液压元件与系统 第3版 教学课件 18第十八章 液压系统设计

ZW主编ZW主编1第十八章液压系统设计第一节明确设计要求和进行工况分析

第二节确定液压系统的主要参数

第三节拟定液压系统原理图

第四节液压元件的计算和选择

第五节液压系统性能验算

第六节液压装置的结构设计第七节绘制工作图和编写技术文件

第八节液压系统设计计算举例第十八章液压系统设计第一节明确设计要求和进行工况分析

第2第一节明确设计要求和进行工况分析一、明确设计要求

二、进行工况分析第一节明确设计要求和进行工况分析一、明确设计要求

二、进行3一、明确设计要求(1)主机的动作要求主机的动作要求是指主机的哪些动作要求用液压传动来实现，采用哪种类型的执行元件，各执行元件间的动作循环及其动作时间是否需要同步、互锁等。

(2)主机的性能要求主机的性能要求是指主机对采用液压传动的各执行机构在力和运动方面的要求。

(3)主机的使用条件和工作环境如环境温度的变化范围、作业场地情况、灰尘状况等；周围有无易燃物质和腐蚀气体等，也应加以注意。

(4)其他要求如液压装置在质量、外形尺寸等方面的限制以及经济性、能耗方面的要求。一、明确设计要求(1)主机的动作要求主机的动作要求是指主机4二、进行工况分析1.负载分析及负载循环图

2.运动分析及运动循环图二、进行工况分析1.负载分析及负载循环图

2.运动分析及运动51.负载分析及负载循环图

图18-1负载循环图(F-t图)

Fe—工作负载Fa—惯性负载

Ffs、Ffd—静、动摩擦阻力负载1.负载分析及负载循环图

图18-1负载循环图(F-t图)62.运动分析及运动循环图(1)位移循环图

(2)速度循环图2.运动分析及运动循环图(1)位移循环图

(2)速度循环图7(1)位移循环图图18-2位移循环图(s-t图)(1)位移循环图图18-2位移循环图(s-t图)8(2)速度循环图图18-3v-t图和F-t图

a)v-t图b)F-t图(2)速度循环图图18-3v-t图和F-t图

a)v-t9第二节确定液压系统的主要参数一、初选系统的工作压力

二、计算液压缸的工作面积和流量

三、计算液压马达的排量和流量

四、绘制执行元件工况图第二节确定液压系统的主要参数一、初选系统的工作压力

二、计10一、初选系统的工作压力一、初选系统的工作压力11二、计算液压缸的工作面积和流量

(18-1)(18-2)(18-3)二、计算液压缸的工作面积和流量

(18-1)12三、计算液压马达的排量和流量

(18-4)(18-5)(18-6)三、计算液压马达的排量和流量

(18-4)13四、绘制执行元件工况图图18-4某液压缸的压力图、流量图和功率图四、绘制执行元件工况图图18-4某液压缸的压力图、流量14第三节拟定液压系统原理图一、选择系统类型

二、选择执行元件

三、选择液压泵类型

四、选择调速方式

五、选择调压方式

六、选择换向回路

七、选择其他回路第三节拟定液压系统原理图一、选择系统类型

二、选择执行元件15一、选择系统类型一、选择系统类型16二、选择执行元件1)用于实现连续回转运动的执行元件应选用液压马达。

2)若要求往复摆动，应选用摆动液压缸或齿轮齿条式液压缸。

3)若要求实现直线运动，应选用活塞式液压缸或柱塞式液压缸。二、选择执行元件1)用于实现连续回转运动的执行元件应选用液压17三、选择液压泵类型1)依据初定的系统压力选择泵的结构形式。

2)若原动机为柴油机、汽油机，主机为行走机构，宜选用齿轮泵、双作用叶片泵。

3)若系统采用节流调速回路，或可通过改变原动机的转速调节流量，或系统对速度无调节要求，可选用定量泵或手动变量泵，此时手动变量泵一旦调定即相当于定量泵。

4)若系统要求高效节能，应选用变量泵。

5)若液压系统有多个执行元件，各工作循环所需的流量相差很大，应选用多泵供油，实现分级调节。三、选择液压泵类型1)依据初定的系统压力选择泵的结构形式。

18四、选择调速方式1)定量泵节流调速回路，因调节方式简单，一次性投资少，在中小型液压设备，特别是机床中得到广泛应用。

2)若原动机为柴油机、汽油机，可采用定量泵变速调节流量，同时用手动多路换向阀实现微调，常用于液压汽车起重机、液压机和挖掘机等设备。

3)若原动机为柴油机，而柴油机的转速只能随主机运动的输出力要求调节，辅助运动又有一定的速度要求时，可设置流量分配阀优先满足辅助运动(如转向)的流量要求。

4)变量泵的容积调速按控制方式可分为手动变量调速和压力(压力差)适应变量调速。四、选择调速方式1)定量泵节流调速回路，因调节方式简单，一次19五、选择调压方式1)旁接在液压泵出口用以控制系统压力的溢流阀在进、回油路节流调速系统中保证系统压力恒定，在其他场合则为安全阀，限制系统的最高压力。

2)中低压小型液压系统为获得二次压力可选用减压阀的减压回路，高压系统宜选用单独的控制油源，以免在减压阀处出现过大的能量损失。

3)当系统中有垂直负载作用时应采用平衡阀平衡负载，以限制负载的下降速度。

4)为使执行元件不工作时液压泵在很小的输出功率下运行(卸荷)，定量泵系统一般通过换向阀的中位(M型或H型机能)或电磁溢流阀的卸荷位实现低压卸荷；变量泵则可实现压力卸荷或流量卸荷，流量卸荷时换向阀的中位选O型等滑阀机能。五、选择调压方式1)旁接在液压泵出口用以控制系统压力的溢流阀20六、选择换向回路1)对装载机、起重机、挖掘机等工作环境恶劣的液压系统，主要考虑安全可靠，一般采用手动(脚踏)换向阀。

2)若液压设备要求的自动化程度较高，应选用电动换向，即小流量时选电磁换向阀，大流量时选电液换向阀或二通插装阀。

3)采用手动双向变量泵的换向回路，多用于起重卷扬、车辆马达等闭式回路。六、选择换向回路1)对装载机、起重机、挖掘机等工作环境恶劣的21七、选择其他回路当液压系统有多个执行元件时，除分别满足各自的技术要求外，还要考虑它们之间的同步、互锁、顺序等要求，这些要求在结构方案设计时应综合考虑。七、选择其他回路当液压系统有多个执行元件时，除分别满足各自的22第四节液压元件的计算和选择一、液压泵的选择

二、计算原动机的功率

三、液压控制阀的选择

四、蓄能器的选择

五、过滤器的选择

六、冷却器的选择

七、压力表与压力表开关的选择

八、列出液压元件明细表第四节液压元件的计算和选择一、液压泵的选择

二、计算原动机23一、液压泵的选择1.确定液压泵的最大工作压力pp

2.确定液压泵最大流量qp

3.选择液压泵规格一、液压泵的选择1.确定液压泵的最大工作压力pp

2.确定液241.确定液压泵的最大工作压力pp液压泵的最大工作压力pp的计算公式为(18-7)1.确定液压泵的最大工作压力pp液压泵的最大工作压力pp的计252.确定液压泵最大流量qp液压泵流量qp的计算公式为(18-8)(18-9)2.确定液压泵最大流量qp液压泵流量qp的计算公式为(18-263.选择液压泵规格根据所选定的液压泵类型、最大工作压力和流量，参照产品样本选取额定压力比系统最高工作压力高10%~30%、额定流量不低于上述计算结果的液压泵。3.选择液压泵规格根据所选定的液压泵类型、最大工作压力和流量27二、计算原动机的功率按工况图P-t中最大功率点选取原动机功率。即若工况图中液压泵的功率变化较大，且最高功率点持续时间很短，则按式(18-10)的计算结果选取原动机，其功率就会偏大，不经济。在这种情况下，应按平均功率选取。即(18-10)(18-11)二、计算原动机的功率按工况图P-t中最大功率点选取原动机功率28三、液压控制阀的选择1.安装形式的选择

2.控制方式的选择

3.规格的选择三、液压控制阀的选择1.安装形式的选择

2.控制方式的选择

291.安装形式的选择液压系统一般多选择板式连接或管式连接的普通液压控制阀。在采用板式连接时，为减少连接管路，需设计专用阀块，将阀集成安装在阀块上。1.安装形式的选择液压系统一般多选择板式连接或管式连接的普通302.控制方式的选择若液压系统为闭环控制，或要求连续地按比例控制液压参量，应选用电液比例阀。如液压系统无上述要求，应选用普通液压阀，以降低成本。2.控制方式的选择若液压系统为闭环控制，或要求连续地按比例控313.规格的选择(1)阀的通径

(2)公称压力3.规格的选择(1)阀的通径

(2)公称压力32(1)阀的通径阀的通径大小是根据其在液压系统中的实际通流量及工作压力来选择的。分析流经某个阀的实际最大通流量时应注意油路的串并联关系、活塞往返运动速比、有无差动连接等因素。

(1)阀的通径阀的通径大小是根据其在液压系统中的实际通流量33(2)公称压力液压控制阀的公称压力应大于阀的实际工作压力。液压控制阀的实际工作压力因其在液压系统中的安装位置不同而异，如安装在进油路上的液压阀的实际最高工作压力等于系统的最高压力，安装在回油路上的液压阀的最高工作压力一般低于系统的最高压力。

(2)公称压力液压控制阀的公称压力应大于阀的实际工作压力。34四、蓄能器的选择目前常用的隔离式充气蓄能器包括活塞式和皮囊式两种，前者公称压力为20MPa，后者公称压力可达32MPa。蓄能器的性能参数除公称压力外，主要是蓄能器的容量，即充气容积V0。四、蓄能器的选择目前常用的隔离式充气蓄能器包括活塞式和皮囊式35五、过滤器的选择1)有足够的通流能力，压力损失要小。

2)过滤精度应满足设计要求。

3)过滤器的材质应与所选流体介质相容。

4)滤芯要有足够的强度。

5)滤芯更换、清洗及维护要方便。五、过滤器的选择1)有足够的通流能力，压力损失要小。

2)过36六、冷却器的选择根据计算的散热面积和安装方式从产品样本中选取冷却器的型号、规格。采用水冷式冷却器时，应保证冷却水在冷却器内的流速不超过1.2m/s，否则应增大冷却器的过流断面面积，同时应保证液压油通过冷却器时的压力损失小于0.1MPa。六、冷却器的选择根据计算的散热面积和安装方式从产品样本中选取37七、压力表与压力表开关的选择液压系统的静态压力测量一般采用弹簧管式压力表。测量单点压力时采用单点压力表开关；若要求一个压力表检测多点的压力，可用多点压力表开关。七、压力表与压力表开关的选择液压系统的静态压力测量一般采用弹38八、列出液压元件明细表在液压元件选定之后，应列出全部液压元件(包括电动机、检测仪表)的明细表，表中应注明名称、型号、规格、数量等参数，以提供购货信息。八、列出液压元件明细表在液压元件选定之后，应列出全部液压元件39第五节液压系统性能验算一、液压系统压力损失的验算

二、液压系统总效率的验算

三、液压系统发热温升的计算第五节液压系统性能验算一、液压系统压力损失的验算

二、液压40一、液压系统压力损失的验算

(18-12)(18-13)(18-14)一、液压系统压力损失的验算

(18-12)41一、液压系统压力损失的验算(18-15)(18-16)一、液压系统压力损失的验算(18-15)42二、液压系统总效率的验算1)根据系统的压力损失确定管路的压力效率，又称为管路的当量机械效率ηLp。

2)管路系统中各个阀的泄漏量和溢流量之和称为管路系统的容积损失，用∑Δq表示。

(18-17)(18-18)二、液压系统总效率的验算1)根据系统的压力损失确定管路的压力433)管路系统的总效率ηL为

4)液压传动系统的总效率，要考虑液压泵、管路系统、液压缸或液压马达各部分的能量损失，它们的总和用符号∑ΔP表示，则系统的总效率η为二、液压系统总效率的验算(18-19)(18-20)3)管路系统的总效率ηL为二、液压系统总效率的验算(18-144三、液压系统发热温升的计算三、液压系统发热温升的计算45三、液压系统发热温升的计算(18-21)(18-22)(18-23)(18-24)三、液压系统发热温升的计算(18-21)46第六节液压装置的结构设计一、液压装置的结构形式

二、液压泵站的类型及其组件配置形式的选择

三、油箱

四、阀集成块

五、管路及管路布置第六节液压装置的结构设计一、液压装置的结构形式

二、液压泵47一、液压装置的结构形式液压装置按配置形式可分为集中配置和分散配置两种形式。集中配置是将液压系统的动力源、控制及调节装置集中组成为液压泵站，并安装于主机之外。一、液压装置的结构形式液压装置按配置形式可分为集中配置和分散48二、液压泵站的类型及其组件配置形式的选择1.液压泵站类型的选择

2.液压元件的配置形式二、液压泵站的类型及其组件配置形式的选择1.液压泵站类型的选491.液压泵站类型的选择图18-5上置式液压泵站

a)立式液压泵站b)卧式液压泵站

1、6—电动机2—联轴器3、7—油箱4、5—液压泵1.液压泵站类型的选择图18-5上置式液压泵站

a)立式液501.液压泵站类型的选择图18-6非上置式液压泵站

a)旁置式液压泵站b)下置式液压泵站

1—油箱2—电动机3—液压泵4—过滤器1.液压泵站类型的选择图18-6非上置式液压泵站

a)旁置512.液压元件的配置形式(1)箱体式在这种形式中，液压元件用螺钉固定在根据系统工作需要所设计的箱体上，件与件之间油路的连接由箱体上所钻的孔来实现，如图18-7所示。

(2)组合块式这种形式是根据液压系统完成一定功能的各种回路，做成通用化的六面体集成块，块的上下两面作为块与块的结合面，四周除一面安装通向执行部件的管接头外，其余供固定标准元件用。

(3)叠加阀式这种形式是在组合块式基础上发展起来的，不需要另外的连接块，而是以自身阀体作为连接体，通过螺钉将控制阀等元件直接叠加而成，如图18-9所示。2.液压元件的配置形式(1)箱体式在这种形式中，液压元件用522.液压元件的配置形式2.液压元件的配置形式53(1)箱体式

图18-7液压元件的箱体式配置(1)箱体式

图18-7液压元件的箱体式配置54(2)组合块式

图18-8液压元件的集成块式配置(2)组合块式

图18-8液压元件的集成块式配置55(3)叠加阀式图18-9液压元件的叠加阀式配置(3)叠加阀式图18-9液压元件的叠加阀式配置56三、油箱油箱的用途主要是储存液压系统所需要的液体介质，起散热、分离液体介质中的空气以及沉淀杂质的作用。关于油箱容量的计算及结构设计，详见本书第二十一章第三节。三、油箱油箱的用途主要是储存液压系统所需要的液体介质，起散热57四、阀集成块1)合理选择集成阀的个数，若集成的阀太多，会使阀块的体积过大，导致设计、加工困难；集成的阀太少，则集成的意义又不大。

2)在阀块设计时，块内的油路应尽量简捷，尽量减少深孔、斜孔，阀块中的孔径要与通过的流量相匹配，特别要注意相贯通的孔必须有足够的通流面积。

3)阀块设计时应注意进出油口的方向和位置，应与系统的总体布置及管道连接形式匹配，并考虑安装操作便利。

4)阀块设计时还要考虑有水平或垂直安装要求的阀，这些阀的布置方向必须符合要求。

5)阀块设计时要设置足够数量的测压点，以供系统调试用。

6)质量较大的阀块应设置起吊螺钉孔。四、阀集成块1)合理选择集成阀的个数，若集成的阀太多，会使阀58五、管路及管路布置1.管路的材料

2.管路的尺寸五、管路及管路布置1.管路的材料

2.管路的尺寸591.管路的材料液压系统所用的管路分为硬管和软管。硬管有无缝钢管、有缝钢管、铜管等；软管有耐油橡胶软管、塑料管、尼龙管等。1.管路的材料液压系统所用的管路分为硬管和软管。硬管有无缝钢602.管路的尺寸管路的尺寸指管路的通径、壁厚和长度。根据我国有关标准规定，耐油橡胶软管以内径为标准，无缝钢管以外径为标准。2.管路的尺寸管路的尺寸指管路的通径、壁厚和长度。61第七节绘制工作图和编写技术文件一、绘制工作图

二、编写技术文件第七节绘制工作图和编写技术文件一、绘制工作图

二、编写技术62一、绘制工作图(1)液压系统工作原理图图上应注明各种元件的规格、型号以及压力调整值，画出执行元件完成的工作循环图，列出相应电磁铁和压力继电器的工作状态表。

(2)元件集成块装配图和零件图液压件厂能提供各种功能的集成块，设计者只需选用并绘制集成块组合装配图。

(3)液压泵站装配图和零件图小型液压泵站有标准化产品可供选用，但大中型液压泵站通常需进行单独设计，并绘出其装配图和零件图。

(4)液压缸和其他采用件的装配图和零件图

(5)管路装配图在管路的装配图上应表示各液压部件和元件在设备和工作场所的位置和固定方式，应注明管道的尺寸和布置位置、各种管接头的形式和规格、管路装配技术等。一、绘制工作图(1)液压系统工作原理图图上应注明各种元件的63二、编写技术文件需编写的技术文件一般包括设计计算说明书，零部件目录表，标准件、通用件和外购件总表，技术说明书，操作使用说明书等内容。此外，还应提出电气系统设计任务书，供电气设计者使用。二、编写技术文件需编写的技术文件一般包括设计计算说明书，零部64第八节液压系统设计计算举例一、工况分析

二、液压缸主要参数的确定

三、液压系统图的拟定

四、液压元件的选择

五、液压系统的性能验算第八节液压系统设计计算举例一、工况分析

二、液压缸主要参数65一、工况分析表18-4液压缸在各工作阶段的负载值一、工况分析表18-4液压缸在各工作阶段的负载值66二、液压缸主要参数的确定图18-10组合机床动力滑台液压缸工况图二、液压缸主要参数的确定图18-10组合机床动力滑台液压缸67三、液压系统图的拟定1.液压回路的选择

2.拟定液压系统图三、液压系统图的拟定1.液压回路的选择

2.拟定液压系统图681.液压回路的选择首先选择调速回路。由工况图(图18-10)可知，该机床液压系统功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，可采用进口节流的调速回路。为了解决进口节流调速回路在孔钻通时出现滑台突然前冲现象，回油路应设置背压阀。1.液压回路的选择首先选择调速回路。由工况图(图18-10)692.拟定液压系统图图18-11整理后的液压系统图

1—双联叶片泵2—三位五通电液阀3—行程阀4—调速阀5、6、10、13、16—单向阀7—顺序阀8—背压阀

9—溢流阀11—过滤器12—压力表开关14、19、20—压力继电器15—减压阀17—二位四通电磁阀18—单向顺序阀2.拟定液压系统图图18-11整理后的液压系统图

1—双联70四、液压元件的选择1.液压泵

2.阀类元件及辅助元件四、液压元件的选择1.液压泵

2.阀类元件及辅助元件711.液压泵液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为4.065MPa，根据经验取进油路上的压力损失为0.8MPa，压力继电器调整压力应比系统最大工作压力高出0.5MPa，则高压小流量泵的最大工作压力应为1.液压泵液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为4.065M722.阀类元件及辅助元件2.阀类元件及辅助元件732.阀类元件及辅助元件2.阀类元件及辅助元件74五、液压系统的性能验算1.回路压力损失验算

2.油液温升验算五、液压系统的性能验算1.回路压力损失验算

2.油液温升验算751.回路压力损失验算由于系统的具体管路布置尚未确定，整个回路的压力损失无法估算，仅能根据阀类元件对系统产生的压力损失作出初步估算，供调定系统中某些压力值时参考。这里估算从略。1.回路压力损失验算由于系统的具体管路布置尚未确定，整个回路762.油液温升验算在所设计的系统中，工进在整个工作循环中所占的时间比例达96%，所以系统发热和油液温升可用工进时的状况来计算。(18-25)2.油液温升验算在所设计的系统中，工进在整个工作循环中所占的77ZW主编ZW主编78第十八章液压系统设计第一节明确设计要求和进行工况分析

第二节确定液压系统的主要参数

第三节拟定液压系统原理图

第四节液压元件的计算和选择

第五节液压系统性能验算

第六节液压装置的结构设计第七节绘制工作图和编写技术文件

第八节液压系统设计计算举例第十八章液压系统设计第一节明确设计要求和进行工况分析

第79第一节明确设计要求和进行工况分析一、明确设计要求

二、进行工况分析第一节明确设计要求和进行工况分析一、明确设计要求

二、进行80一、明确设计要求(1)主机的动作要求主机的动作要求是指主机的哪些动作要求用液压传动来实现，采用哪种类型的执行元件，各执行元件间的动作循环及其动作时间是否需要同步、互锁等。

(2)主机的性能要求主机的性能要求是指主机对采用液压传动的各执行机构在力和运动方面的要求。

(3)主机的使用条件和工作环境如环境温度的变化范围、作业场地情况、灰尘状况等；周围有无易燃物质和腐蚀气体等，也应加以注意。

(4)其他要求如液压装置在质量、外形尺寸等方面的限制以及经济性、能耗方面的要求。一、明确设计要求(1)主机的动作要求主机的动作要求是指主机81二、进行工况分析1.负载分析及负载循环图

2.运动分析及运动循环图二、进行工况分析1.负载分析及负载循环图

2.运动分析及运动821.负载分析及负载循环图

图18-1负载循环图(F-t图)

Fe—工作负载Fa—惯性负载

Ffs、Ffd—静、动摩擦阻力负载1.负载分析及负载循环图

图18-1负载循环图(F-t图)832.运动分析及运动循环图(1)位移循环图

(2)速度循环图2.运动分析及运动循环图(1)位移循环图

(2)速度循环图84(1)位移循环图图18-2位移循环图(s-t图)(1)位移循环图图18-2位移循环图(s-t图)85(2)速度循环图图18-3v-t图和F-t图

a)v-t图b)F-t图(2)速度循环图图18-3v-t图和F-t图

a)v-t86第二节确定液压系统的主要参数一、初选系统的工作压力

二、计算液压缸的工作面积和流量

三、计算液压马达的排量和流量

四、绘制执行元件工况图第二节确定液压系统的主要参数一、初选系统的工作压力

二、计87一、初选系统的工作压力一、初选系统的工作压力88二、计算液压缸的工作面积和流量

(18-1)(18-2)(18-3)二、计算液压缸的工作面积和流量

(18-1)89三、计算液压马达的排量和流量

(18-4)(18-5)(18-6)三、计算液压马达的排量和流量

(18-4)90四、绘制执行元件工况图图18-4某液压缸的压力图、流量图和功率图四、绘制执行元件工况图图18-4某液压缸的压力图、流量91第三节拟定液压系统原理图一、选择系统类型

二、选择执行元件

三、选择液压泵类型

四、选择调速方式

五、选择调压方式

六、选择换向回路

七、选择其他回路第三节拟定液压系统原理图一、选择系统类型

二、选择执行元件92一、选择系统类型一、选择系统类型93二、选择执行元件1)用于实现连续回转运动的执行元件应选用液压马达。

2)若要求往复摆动，应选用摆动液压缸或齿轮齿条式液压缸。

3)若要求实现直线运动，应选用活塞式液压缸或柱塞式液压缸。二、选择执行元件1)用于实现连续回转运动的执行元件应选用液压94三、选择液压泵类型1)依据初定的系统压力选择泵的结构形式。

2)若原动机为柴油机、汽油机，主机为行走机构，宜选用齿轮泵、双作用叶片泵。

3)若系统采用节流调速回路，或可通过改变原动机的转速调节流量，或系统对速度无调节要求，可选用定量泵或手动变量泵，此时手动变量泵一旦调定即相当于定量泵。

4)若系统要求高效节能，应选用变量泵。

5)若液压系统有多个执行元件，各工作循环所需的流量相差很大，应选用多泵供油，实现分级调节。三、选择液压泵类型1)依据初定的系统压力选择泵的结构形式。

95四、选择调速方式1)定量泵节流调速回路，因调节方式简单，一次性投资少，在中小型液压设备，特别是机床中得到广泛应用。

2)若原动机为柴油机、汽油机，可采用定量泵变速调节流量，同时用手动多路换向阀实现微调，常用于液压汽车起重机、液压机和挖掘机等设备。

3)若原动机为柴油机，而柴油机的转速只能随主机运动的输出力要求调节，辅助运动又有一定的速度要求时，可设置流量分配阀优先满足辅助运动(如转向)的流量要求。

4)变量泵的容积调速按控制方式可分为手动变量调速和压力(压力差)适应变量调速。四、选择调速方式1)定量泵节流调速回路，因调节方式简单，一次96五、选择调压方式1)旁接在液压泵出口用以控制系统压力的溢流阀在进、回油路节流调速系统中保证系统压力恒定，在其他场合则为安全阀，限制系统的最高压力。

2)中低压小型液压系统为获得二次压力可选用减压阀的减压回路，高压系统宜选用单独的控制油源，以免在减压阀处出现过大的能量损失。

3)当系统中有垂直负载作用时应采用平衡阀平衡负载，以限制负载的下降速度。

4)为使执行元件不工作时液压泵在很小的输出功率下运行(卸荷)，定量泵系统一般通过换向阀的中位(M型或H型机能)或电磁溢流阀的卸荷位实现低压卸荷；变量泵则可实现压力卸荷或流量卸荷，流量卸荷时换向阀的中位选O型等滑阀机能。五、选择调压方式1)旁接在液压泵出口用以控制系统压力的溢流阀97六、选择换向回路1)对装载机、起重机、挖掘机等工作环境恶劣的液压系统，主要考虑安全可靠，一般采用手动(脚踏)换向阀。

2)若液压设备要求的自动化程度较高，应选用电动换向，即小流量时选电磁换向阀，大流量时选电液换向阀或二通插装阀。

3)采用手动双向变量泵的换向回路，多用于起重卷扬、车辆马达等闭式回路。六、选择换向回路1)对装载机、起重机、挖掘机等工作环境恶劣的98七、选择其他回路当液压系统有多个执行元件时，除分别满足各自的技术要求外，还要考虑它们之间的同步、互锁、顺序等要求，这些要求在结构方案设计时应综合考虑。七、选择其他回路当液压系统有多个执行元件时，除分别满足各自的99第四节液压元件的计算和选择一、液压泵的选择

二、计算原动机的功率

三、液压控制阀的选择

四、蓄能器的选择

五、过滤器的选择

六、冷却器的选择

七、压力表与压力表开关的选择

八、列出液压元件明细表第四节液压元件的计算和选择一、液压泵的选择

二、计算原动机100一、液压泵的选择1.确定液压泵的最大工作压力pp

2.确定液压泵最大流量qp

3.选择液压泵规格一、液压泵的选择1.确定液压泵的最大工作压力pp

2.确定液1011.确定液压泵的最大工作压力pp液压泵的最大工作压力pp的计算公式为(18-7)1.确定液压泵的最大工作压力pp液压泵的最大工作压力pp的计1022.确定液压泵最大流量qp液压泵流量qp的计算公式为(18-8)(18-9)2.确定液压泵最大流量qp液压泵流量qp的计算公式为(18-1033.选择液压泵规格根据所选定的液压泵类型、最大工作压力和流量，参照产品样本选取额定压力比系统最高工作压力高10%~30%、额定流量不低于上述计算结果的液压泵。3.选择液压泵规格根据所选定的液压泵类型、最大工作压力和流量104二、计算原动机的功率按工况图P-t中最大功率点选取原动机功率。即若工况图中液压泵的功率变化较大，且最高功率点持续时间很短，则按式(18-10)的计算结果选取原动机，其功率就会偏大，不经济。在这种情况下，应按平均功率选取。即(18-10)(18-11)二、计算原动机的功率按工况图P-t中最大功率点选取原动机功率105三、液压控制阀的选择1.安装形式的选择

2.控制方式的选择

3.规格的选择三、液压控制阀的选择1.安装形式的选择

2.控制方式的选择

1061.安装形式的选择液压系统一般多选择板式连接或管式连接的普通液压控制阀。在采用板式连接时，为减少连接管路，需设计专用阀块，将阀集成安装在阀块上。1.安装形式的选择液压系统一般多选择板式连接或管式连接的普通1072.控制方式的选择若液压系统为闭环控制，或要求连续地按比例控制液压参量，应选用电液比例阀。如液压系统无上述要求，应选用普通液压阀，以降低成本。2.控制方式的选择若液压系统为闭环控制，或要求连续地按比例控1083.规格的选择(1)阀的通径

(2)公称压力3.规格的选择(1)阀的通径

(2)公称压力109(1)阀的通径阀的通径大小是根据其在液压系统中的实际通流量及工作压力来选择的。分析流经某个阀的实际最大通流量时应注意油路的串并联关系、活塞往返运动速比、有无差动连接等因素。

(1)阀的通径阀的通径大小是根据其在液压系统中的实际通流量110(2)公称压力液压控制阀的公称压力应大于阀的实际工作压力。液压控制阀的实际工作压力因其在液压系统中的安装位置不同而异，如安装在进油路上的液压阀的实际最高工作压力等于系统的最高压力，安装在回油路上的液压阀的最高工作压力一般低于系统的最高压力。

(2)公称压力液压控制阀的公称压力应大于阀的实际工作压力。111四、蓄能器的选择目前常用的隔离式充气蓄能器包括活塞式和皮囊式两种，前者公称压力为20MPa，后者公称压力可达32MPa。蓄能器的性能参数除公称压力外，主要是蓄能器的容量，即充气容积V0。四、蓄能器的选择目前常用的隔离式充气蓄能器包括活塞式和皮囊式112五、过滤器的选择1)有足够的通流能力，压力损失要小。

2)过滤精度应满足设计要求。

3)过滤器的材质应与所选流体介质相容。

4)滤芯要有足够的强度。

5)滤芯更换、清洗及维护要方便。五、过滤器的选择1)有足够的通流能力，压力损失要小。

2)过113六、冷却器的选择根据计算的散热面积和安装方式从产品样本中选取冷却器的型号、规格。采用水冷式冷却器时，应保证冷却水在冷却器内的流速不超过1.2m/s，否则应增大冷却器的过流断面面积，同时应保证液压油通过冷却器时的压力损失小于0.1MPa。六、冷却器的选择根据计算的散热面积和安装方式从产品样本中选取114七、压力表与压力表开关的选择液压系统的静态压力测量一般采用弹簧管式压力表。测量单点压力时采用单点压力表开关；若要求一个压力表检测多点的压力，可用多点压力表开关。七、压力表与压力表开关的选择液压系统的静态压力测量一般采用弹115八、列出液压元件明细表在液压元件选定之后，应列出全部液压元件(包括电动机、检测仪表)的明细表，表中应注明名称、型号、规格、数量等参数，以提供购货信息。八、列出液压元件明细表在液压元件选定之后，应列出全部液压元件116第五节液压系统性能验算一、液压系统压力损失的验算

二、液压系统总效率的验算

三、液压系统发热温升的计算第五节液压系统性能验算一、液压系统压力损失的验算

二、液压117一、液压系统压力损失的验算

(18-12)(18-13)(18-14)一、液压系统压力损失的验算

(18-12)118一、液压系统压力损失的验算(18-15)(18-16)一、液压系统压力损失的验算(18-15)119二、液压系统总效率的验算1)根据系统的压力损失确定管路的压力效率，又称为管路的当量机械效率ηLp。

2)管路系统中各个阀的泄漏量和溢流量之和称为管路系统的容积损失，用∑Δq表示。

(18-17)(18-18)二、液压系统总效率的验算1)根据系统的压力损失确定管路的压力1203)管路系统的总效率ηL为

4)液压传动系统的总效率，要考虑液压泵、管路系统、液压缸或液压马达各部分的能量损失，它们的总和用符号∑ΔP表示，则系统的总效率η为二、液压系统总效率的验算(18-19)(18-20)3)管路系统的总效率ηL为二、液压系统总效率的验算(18-1121三、液压系统发热温升的计算三、液压系统发热温升的计算122三、液压系统发热温升的计算(18-21)(18-22)(18-23)(18-24)三、液压系统发热温升的计算(18-21)123第六节液压装置的结构设计一、液压装置的结构形式

二、液压泵站的类型及其组件配置形式的选择

三、油箱

四、阀集成块

五、管路及管路布置第六节液压装置的结构设计一、液压装置的结构形式

二、液压泵124一、液压装置的结构形式液压装置按配置形式可分为集中配置和分散配置两种形式。集中配置是将液压系统的动力源、控制及调节装置集中组成为液压泵站，并安装于主机之外。一、液压装置的结构形式液压装置按配置形式可分为集中配置和分散125二、液压泵站的类型及其组件配置形式的选择1.液压泵站类型的选择

2.液压元件的配置形式二、液压泵站的类型及其组件配置形式的选择1.液压泵站类型的选1261.液压泵站类型的选择图18-5上置式液压泵站

a)立式液压泵站b)卧式液压泵站

1、6—电动机2—联轴器3、7—油箱4、5—液压泵1.液压泵站类型的选择图18-5上置式液压泵站

a)立式液1271.液压泵站类型的选择图18-6非上置式液压泵站

a)旁置式液压泵站b)下置式液压泵站

1—油箱2—电动机3—液压泵4—过滤器1.液压泵站类型的选择图18-6非上置式液压泵站

a)旁置1282.液压元件的配置形式(1)箱体式在这种形式中，液压元件用螺钉固定在根据系统工作需要所设计的箱体上，件与件之间油路的连接由箱体上所钻的孔来实现，如图18-7所示。

(2)组合块式这种形式是根据液压系统完成一定功能的各种回路，做成通用化的六面体集成块，块的上下两面作为块与块的结合面，四周除一面安装通向执行部件的管接头外，其余供固定标准元件用。

(3)叠加阀式这种形式是在组合块式基础上发展起来的，不需要另外的连接块，而是以自身阀体作为连接体，通过螺钉将控制阀等元件直接叠加而成，如图18-9所示。2.液压元件的配置形式(1)箱体式在这种形式中，液压元件用1292.液压元件的配置形式2.液压元件的配置形式130(1)箱体式

图18-7液压元件的箱体式配置(1)箱体式

图18-7液压元件的箱体式配置131(2)组合块式

图18-8液压元件的集成块式配置(2)组合块式

图18-8液压元件的集成块式配置132(3)叠加阀式图18-9液压元件的叠加阀式配置(3)叠加阀式图18-9液压元件的叠加阀式配置133三、油箱油箱的用途主要是储存液压系统所需要的液体介质，起散热、分离液体介质中的空气以及沉淀杂质的作用。关于油箱容量的计算及结构设计，详见本书第二十一章第三节。三、油箱油箱的用途主要是储存液压系统所需要的液体介质，起散热134四、阀集成块1)合理选择集成阀的个数，若集成的阀太多，会使阀块的体积过大，导致设计、加工困难；集成的阀太少，则集成的意义又不大。

2)在阀块设计时，块内的油路应尽量简捷，尽量减少深孔、斜孔，阀块中的孔径要与通过的流量相匹配，特别要注意相贯通的孔必须有足够的通流面积。

3)阀块设计时应注意进出油口的方向和位置，应与系统的总体布置及管道连接形式匹配，并考虑安装操作便利。

4)阀块设计时还要考虑有水平或垂直安装要求的阀，这些阀的布置方向必须符合要求。

5)阀块设计时要设置足够数量的测压点，以供系统调试用。

6)质量较大的阀块应设置起吊螺钉孔。四、阀集成块1)合理选择集成阀的个数，若集成的阀太多，会使阀135五、管路及管路布置1.管路的材料

2.管路的尺寸五、管路及管路布置1.管路的材料

2.管路的尺寸1361.管路的材料液压系统所用的管路分为硬管和软管。硬管有无缝钢管、有缝钢管、铜管等；软管有耐油橡胶软管、塑料管、尼龙管等。1.管路的材料液压系统所用的管路分为硬管和软管。硬管有无缝钢1372.管路的尺寸管路的尺寸指管路的通径、壁厚和长度。根据我国有关标准规定，耐油橡胶软管以内径为标准，无缝钢管以外径为标准。2.管路的尺寸管路的尺寸指管路的通径、壁