项目九-液压传动系统的设计与计算课件

项目九液压传动系统的设计与计算课题一液压系统的设计步骤和设计计算课题二工况分析和确定执行元件主要参数课题三拟定液压系统原理图课题四选择液压元件并确定安装连接形式课题五液压系统主要性能的验算课题六绘制工作图和编制技术文件课题七液压系统设计计算举例项目九液压传动系统的设计与计算课题一液压系统的设计步课题一液压系统的设计步骤和

设计计算一、液压系统的设计步骤液压系统的设计与是整机设计的一部分，主要采用的方法是传统的经验法。其设计与整机设计联系紧密，必须同时进行。液压系统设计步骤的一般流程见图9-1。二、液压系统的设计要求液压系统的设计依据就是液压系统设计任务书中规定的各项要求，具体有以下几个方面：

1）液压系统的动作和性能要求。例如：运动方式、行程和速度范围、负载条件、运动平稳性和精度、工作循环和动作周期、同步或互锁要求以及工作可靠性等。

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设计计算一、液压系统的设计课题一液压系统的设计步骤和

设计计算2）液压系统的工作环境要求例如：环境温度、湿度、外界情况以及安装空间等。3）其它方面的要求例如：液压装置的重量、外观造型、外观尺寸及经济性等。上一页返回课题一液压系统的设计步骤和

设计计算2）液压系统的工作课题二工况分析和确定执行元件

主要参数一、运动分析运动分析即对液压执行件一个工作循环中各阶段的运动速度变化情况进行分析，并画出速度循环图。图9-2为某机床动力滑台的运动分析图。其中，图9-2a为滑台工作循环图，它是一个示意图，用来对液压系统的运动进行定性分析；图9-2b为滑台的速度一位移曲线图，通常称为速度循环图。它表明了滑台在二个工作循环内各阶段运动速度的大小及变化情况。二、负载分析把执行元件工作的各个阶段所需克服的负载，用负载一位移曲线表示，称为负载循环图。绘制负载循环图时，应先分析计算执行元件的受力情况。图9-3为液压负载分析简图。液压缸的实际总负载F可用下式计算：F=Fw+Ff+Fb+Fs+Fi(9-1)下一页返回课题二工况分析和确定执行元件

主要参数一、运动分析下一课题二工况分析和确定执行元件

主要参数（二）外摩擦阻力Ff

指液压缸驱动运动部件时所受的导轨摩擦阻力，它与运动部件的导轨形式、放置情况和运动状态有关。各种形式的导轨摩擦阻力计算公式可查阅有关手册。（三）液压缸回油阻力Fb,

如果回油时存在背压，就有回油阻力。但在液压系统方案以及液压缸结构尚未确定之前；回油阻力是无法确定的，所以在液压缸工况分析时，先假定回油阻力Fb为零。在验算液压系统的主要技术性能时，再按液压缸的实际尺寸和背压计算。（四）密封摩擦阻力FS

液压缸密封装置产生的摩擦阻力的计算比较繁琐，通常可取Fs=（0.05～0.1)F。

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主要参数（二）外摩擦阻力课题二工况分析和确定执行元件

主要参数（五）惯性负载Fi惯性负载是运动部件的速度变化时，由其惯性而产生的负载，可按牛顿第二定律计算。在加速时取＋Fi；减速时取－Fi；恒速时取只Fi=0

用公式（9-1）计算出工作循环中各阶段的工作负载后，便可以绘出液压缸工作负载循环图，如图9-4所示。为使图示直观简单，可将各阶段的负载线按其段内的最大负载等值绘出，以便分析。下一页上一页返回课题二工况分析和确定执行元件

主要参数（五）惯性负载F课题二工况分析和确定执行元件

主要参数三、液压缸主要参数的确定

在工况分析过程中，初步确定的液压缸主要参数是指液压缸活塞直径D和活塞杆直径d。关于这一部分内容，在第四章已经介绍过了。但由于计算出来的液压缸工作面积与液压缸推力和运动速度都有关，因此主机若有最低速度要求时，还需进行速度方面的验算，即下一页上一页返回课题二工况分析和确定执行元件

主要参数三、液压缸主要参课题二工况分析和确定执行元件

主要参数四、绘制执行元件工况图

液压缸尺寸确定之后，就可根据液压缸的速度循环图和负载循环图，算出液压缸在工作循环中不同阶段的工作压力、流量和功率，绘制液压缸的工况图，工况图则包括压力循环图（p-s图）、流量循环图（q-s图）和功率循环图（P-s图）。也可将三个图合在一起绘制，如图9-5所示。上一页返回课题二工况分析和确定执行元件

主要参数四、绘制执行元件课题三拟定液压系统原理图液压系统原理图是用图形符号表示的液压系统油路结构图，它应体现设计任务书中提出的性能要求，因此拟定液压系统原理图是整个液压系统设计中的重要一步。其具体内容为：1)确定油路类型。结构简单的液压系统或采用节流调速的液压系统，一般采用开式油路；容积调速系统或要求效率较高的系统，多采用闭式油路。

2）选择液压回路。油路类型确定后，可根据工况图和系统的设计要求来选择液压回路。选择工作应从对主机主要性能起决定性作用的回路开始（例如：组合机床液压系统首选调速回路；磨床液压系统首选选择换向回路；压力机液压系统首选选择调压回路；注塑机液压系统首选选择多缸顺序回路等），然后再考虑其它液压回路。

下一页返回课题三拟定液压系统原理图液压课题三拟定液压系统原理图3）确定控制方式。控制方式主要根据主机的要求确定，如果要求系统按一定顺序自动循环，可使用行程控制或压力控制。采用行程阀控制可使动作可靠。若采用电液比例控制、可编程控制器控制和微机控制，可简化油路，改善系统的工作性能，而且使系统具有较大的柔性和通用性。4）组成液压系统。把选择出来的各种液压回路进行综合、归并整理，增添必要的元件或辅助回路，使之组成完整的系统。整理后，务必使系统结构简单紧凑，工作安全可靠，动作平稳，效率高，调整和维护保养方便，而且尽可能采用标准元件，以降低成本，缩短设计和制造周期。

上一页返回课题三拟定液压系统原理图3）确定控制方式。上一课题四选择液压元件并确定安装

连接形式一、选择液压泵首先确定液压泵的类型，然后根据液压缸工况图中的最高工作压力和系统压力损失，确定液压泵最高工作压力，计算公式如下：系统压力损失为进油路总压力损失与回油路总压力损失、合流路总压力损失折算值之和（的计算方法见第五节）。在液压元件没有确定之前，系统压力损失可凭经验进行估计：一般用节流阀调速和管路简单的液压系统，取=0.2～0.5MPa；油路中有调速阀或复杂的液压系统，可取=0.5～1.5MPa；如果系统在执行元件停止运动时才出现最高工作压力，则确定液压泵量高工作压力时，取=0。

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连接形式一、选择液压泵下一课题四选择液压元件并确定安装

连接形式二、选择阀类元件各种阀类元件的规格型号按液压系统原理图和工况图中提供的情况从产品样本中选取。各种阀的公称压力和额定流量一般应与其工作压力和最大通过流量相接近。必要时，通过阀的流量可略大于该阀的额定流量，但一般不超过20％。流量阀按系统中流量调节范围选取，其最小稳定流量应满足工作部件最低运动速度的要求。三、选择液压辅助元件

（一）油管

油管的规格尺寸大多由它所连接的液压元件接口处的尺寸决定，对一些重要的管道应验算其内径和壁厚。油管内径按下式计算：

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连接形式二、选择阀类元件下课题四选择液压元件并确定安装

连接形式(二)油箱为了储油和散热，油箱必须有足够的容积和散热面积。油箱的有效容量（指液面高度为油箱高度的80％时，油箱所储液压油的体积）确定如下：当Pp≤2.5MPa时：V=（120～240)q当2.5MPa＜Pp＜6.3MPa时：V=（300～420)q当Pp＞6.3MPa时：V=（360～720)q

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连接形式(二)油箱下一页上课题四选择液压元件并确定安装

连接形式四、液压元件安装连接形式的确定液压元件的安装连接形式与液压系统的结构形式和元件的配置形式有关，现分别加以讨论。

（一）按系统的结构形式确定

液压系统的结构形式分为集中式和分散式两种。

集中式结构是将液压系统的动力装置、控制调节装置和油箱等放在主机之外，单独设置一个液压站。这种形式的优点是安装连接方便，液压源的振动、发热都不会影响主机的工作性能。缺点是设置液压站，增加了占地面积和管路长度。分散式结构是将液压元件分散放置在主机的某些部位，与主机合为一体，其优点是结构紧凑、占地少、管路短。缺点是安装连接（包括维护）复杂，液压源的振动和发热都会影响主机的工作性能和精度。下一页上一页返回课题四选择液压元件并确定安装

连接形式四、液压元件安装连课题四选择液压元件并确定安装

连接形式（二）按阀类元件的配置形式确定

1.箱体式配置按照液压系统的油路要求，设计出专用的箱体。板式阀类元件可紧固在箱体的侧面和顶面上；插人阀、插装阀和管接头等元件亦可插入或旋接于箱体内，各元件之间的油路全部由在箱体内所加工出的孔道形成，如图9-6所示。这种配置形式的优点是可以使元件致密安装，使制造安装费用减至最低限度，缺点是加工较困难。

2.集成块式配置根据液压系统各种典型回路做成通用的集成块。每个集成块上下两面是块体间叠加的接触面；四个侧面中，一个面上安装管接头，另外三个面用来安装板式阀、插人阀和插装阀元件；块内孔道由钻孔形成。各集成块与顶盖、底板一起用长螺栓叠装起来，即组成液压系统，如图9-7所示。这种配置形式的优点是元件按回路模块化，便于设计与制造，更改设计方便，通用性好。上一页返回课题四选择液压元件并确定安装

连接形式（二）按阀类元件的课题五液压系统主要性能的验算一、液压系统的压力损失及泵的工作压力通过系统压力损失的计算，我们可以把整个系统的各段压力损失折合到液压泵出口处，以便于更确切地算出液压泵出口、液压缸进、出口的实际工作压力，从而确定各压力阀（溢流阀、顺序阀、卸荷阀、压力继电器等）的调整压力。现将单杆液压缸在不同连接时的系统压力损失计算公式讨论如下。

（一）单杆液压缸一般连接时艺的计算

如图9-9a）所示，根据液压缸活塞上的受力平衡关系得

下一页返回课题五液压系统主要性能的验算一、液压系统的压力损失及泵课题五液压系统主要性能的验算由于系统回油管路通油箱，故，代入上式并解得泵的工作压力PP及系统总压力损失为下一页上一页返回课题五液压系统主要性能的验算课题五液压系统主要性能的验算（二）液压缸差动时的计算如图9-9b所示，根据液压缸活塞受力平衡关系得由于液压缸两腔相连通，其两腔的液压关系为下一页上一页返回课题五液压系统主要性能的验算（二）液压缸差动时课题五液压系统主要性能的验算代入上两式可解得：综上所述，液压泵要驱动液压缸活塞克服负载运动，它除了要产生一个与负载相平衡的压力外，同时还要产生一个附加的压力，这个附加压力就是系统压力损失。

下一页上一页返回课题五液压系统主要性能的验算代入上两式可解得：下一页上课题五液压系统主要性能的验算二、液压系统的总效率η

在液压系统中，执行机构（如液压缸）输出的有效功率与输人动力装置（如液压泵）功率的比值，称为系统总效率，即下一页上一页返回课题五液压系统主要性能的验算二、液压系统的总效率η

课题五液压系统主要性能的验算三、液压系统发热及温升校核液压系统在单位时间内的发热量，可以由液压泵的总输入功率和执行元件的有效功率或系统效率计算，即或下一页上一页返回课题五液压系统主要性能的验算三、液压系统发热及温升校核课题五液压系统主要性能的验算当油箱温度比外界温度高时，油箱向四周空间散热，单位时间散热按下式计算，即上一页返回课题五液压系统主要性能的验算课题六绘制工作图和编制技术文件一、绘制工作图（一）绘制液压系统图在图上应注明各元件的规格、型号以及压力、流量调整值，并附有执行元件的工作循环图，控制元件的动作顺序表和简要说明。

（二）绘制液压系统装配图液压系统的装配图是正式安装、施工的图纸，包括油箱装配图、液压泵装置图、油路装配图和管路装配图等。在管路装配图中要标明液压元、部件的位置和固定方式、油管的规格尺寸和布管情况以及各种管接头的形式和规格等。液压专用件或阀块须画全装配图和专用零件图。

下一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件一、绘制工作图下一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件二、编制技术文件

技术文件一般包括设计计算说明书，零、部件目录表，标准件、通用件和外购件明细表，技术说明书，操作使用说明书等。上一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件二、编制技术文件

课题七液压系统设计计算举例设计课题：四轴卧式钻孔专用机床液压系统，结构简图如图9-10所示。一、工况分析（一）负载分析暂时不考虑回油腔的背压力，可按式（9-1）计算工作负载。取液压缸密封装置产生的摩擦阻力Ff=0.1F,外负载包括切削力Ft和导轨的摩擦力Ff。由手册查得导轨静摩擦系数是0.2，动摩擦系数是0.1，导轨的正压力就等于动力部件的重力。设导轨的静摩擦阻力为Ffs，动摩擦阻力为Ffv，则Ffs=μsFN=0.2×2×103×9.8N=3.92×103NFfv=μvFN==0.1×2×103×9.8N=1.96×103N下一页返回课题七液压系统设计计算举例设计课题：四轴卧式钻孔专用机课题六绘制工作图和编制技术文件运动部件启动或制动将产生惯性力Fi，取启动或制动时间为0.15s，则惯性力为Fi==2*103N=1×103N下一页上一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件课题六绘制工作图和编制技术文件（二）速度分析已知快进快退速度为75mm/s,工进速度为1.67mm/s。二、运动分析根据已知条件绘制出速度循环图，如图9-12所示。三、确定液压缸尺寸1.计算液压缸内径=m=0.0798m下一页上一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件（二）速度分析下一页上一课题六绘制工作图和编制技术文件2.确定活塞杆直径根据条件可知液压缸快进速度和快退速度相等，在油路上采用差动连接，这时活塞杆的直径可按下式计算d=0.71D=0.71×80=56.8mm3.液压缸实际有效面积无杆腔=π×82/4=50.3cm2

有杆腔=π（82-5.62）/4=25.6cm2下一页上一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件2.确定活塞杆直径=π（课题六绘制工作图和编制技术文件4.按最低速度验算液压缸有效面积四、绘制液压缸工况图根据液压缸负载循环图、速度循环图和有效面积，就可以算出液压缸工作过程各阶段的压力、流量和功率，计算结果见表9-5。根据表9-5画出的液压缸工况图如图9-14所示。cm2=5cm2＜50.3cm2下一页上一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件4.按最低速度验算液压缸课题六绘制工作图和编制技术文件五、拟定液压系统原理图（一）确定调速方法及供油形式

为了减小负载变化对液压缸运动速度的影响，满足系统对执行元件速度稳定性的要求，采用调速阀的进油路节流调速。由工况图可知，工进时液压力高，但流量小；快进时压力低，但流量大。为减小功率损失，采用双泵供油的开式油路。（二）确定换向方式为了满足工作台能在任何位置停止以便调整机床，同时考虑到采用差动联接方式以实现快进，故采用滑阀机能为Y型的三位五通电磁阀。下一页上一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件五、拟定液压系统原理图下课题六绘制工作图和编制技术文件（三）确定工作进给油路使用调速阀和三位五通电磁阀实现工作进给时，液压缸回油腔油液需经换向阀左位流回油箱；同时又为了实现差动连接，回油腔的油液也需经换向阀左位流人进油腔。为了满足这两方面的要求，可在回油路上加一只液控顺序阀，见图9-14。钻削动力部件快进时，系图9-14液压缸工况图统压力较低，顺序阀关闭，实现差动快进。工作进给时系统压力升高，顺序阀打开，回油腔油液经三位五通换向阀和顺序阀流回油箱。图中单向阀的作用是防止高压油液倒流。

下一页上一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件（三）确定工作进给油路下课题六绘制工作图和编制技术文件（四）确定快进转工进方案

由工况图可知，快进转工进时，流量变化很大，为了保证快进转工进时速度换接平稳可靠，采用行程换向阀比采用电磁换向阀好。为了保证回油腔有一定背压力，防止工作台前冲，在回油路上设置一个背压阀（溢流阀）。（五）终点转换方式的选择

为了加工不通孔，采用死挡铁停留，由压力继电器发信号控制电磁换向阀换向。钻孔专用机床液压系统如图9-14所示，表9-6是电磁铁和行程换向阀动作表。上一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件（四）确定快进转工进方案表9-5液压缸的压力、流量和功率返回表9-5液压缸的压力、流量和功率返回表9-6电磁铁和行程阀动作表返回表9-6电磁铁和行程阀动作表返回图9-1液压系统设计的一般流程返回图9-1液压系统设计的一般流程返回图9-2动力滑台工作循环和速度循环图返回图9-2动力滑台工作循环和速度循环图返回图9-3液压缸负载分析简图返回图9-3液压缸负载分析简图返回图9-4液压缸工作负载循环图返回图9-4液压缸工作负载循环图返回图9-5液压缸工况图返回图9-5液压缸工况图返回图9-6箱体式配置返回图9-6箱体式配置返回图9-7集成块式配置返回图9-7集成块式配置返回图9-9系统压力损失计算简图返回图9-9系统压力损失计算简图返回图9-9系统压力损失计算简图返回图9-9系统压力损失计算简图返回图9-10钻孔专用机床方案简图返回图9-10钻孔专用机床方案简图返回图9-12液压缸速度循环图返回图9-12液压缸速度循环图返回图9-14钻孔专用机床液压系统图返回图9-14钻孔专用机床液压系统图返回图9-14钻孔专用机床液压系统图返回图9-14钻孔专用机床液压系统图返回项目九液压传动系统的设计与计算课题一液压系统的设计步骤和设计计算课题二工况分析和确定执行元件主要参数课题三拟定液压系统原理图课题四选择液压元件并确定安装连接形式课题五液压系统主要性能的验算课题六绘制工作图和编制技术文件课题七液压系统设计计算举例项目九液压传动系统的设计与计算课题一液压系统的设计步课题一液压系统的设计步骤和

设计计算一、液压系统的设计步骤液压系统的设计与是整机设计的一部分，主要采用的方法是传统的经验法。其设计与整机设计联系紧密，必须同时进行。液压系统设计步骤的一般流程见图9-1。二、液压系统的设计要求液压系统的设计依据就是液压系统设计任务书中规定的各项要求，具体有以下几个方面：

1）液压系统的动作和性能要求。例如：运动方式、行程和速度范围、负载条件、运动平稳性和精度、工作循环和动作周期、同步或互锁要求以及工作可靠性等。

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设计计算一、液压系统的设计课题一液压系统的设计步骤和

设计计算2）液压系统的工作环境要求例如：环境温度、湿度、外界情况以及安装空间等。3）其它方面的要求例如：液压装置的重量、外观造型、外观尺寸及经济性等。上一页返回课题一液压系统的设计步骤和

设计计算2）液压系统的工作课题二工况分析和确定执行元件

主要参数一、运动分析运动分析即对液压执行件一个工作循环中各阶段的运动速度变化情况进行分析，并画出速度循环图。图9-2为某机床动力滑台的运动分析图。其中，图9-2a为滑台工作循环图，它是一个示意图，用来对液压系统的运动进行定性分析；图9-2b为滑台的速度一位移曲线图，通常称为速度循环图。它表明了滑台在二个工作循环内各阶段运动速度的大小及变化情况。二、负载分析把执行元件工作的各个阶段所需克服的负载，用负载一位移曲线表示，称为负载循环图。绘制负载循环图时，应先分析计算执行元件的受力情况。图9-3为液压负载分析简图。液压缸的实际总负载F可用下式计算：F=Fw+Ff+Fb+Fs+Fi(9-1)下一页返回课题二工况分析和确定执行元件

主要参数一、运动分析下一课题二工况分析和确定执行元件

主要参数（二）外摩擦阻力Ff

指液压缸驱动运动部件时所受的导轨摩擦阻力，它与运动部件的导轨形式、放置情况和运动状态有关。各种形式的导轨摩擦阻力计算公式可查阅有关手册。（三）液压缸回油阻力Fb,

如果回油时存在背压，就有回油阻力。但在液压系统方案以及液压缸结构尚未确定之前；回油阻力是无法确定的，所以在液压缸工况分析时，先假定回油阻力Fb为零。在验算液压系统的主要技术性能时，再按液压缸的实际尺寸和背压计算。（四）密封摩擦阻力FS

液压缸密封装置产生的摩擦阻力的计算比较繁琐，通常可取Fs=（0.05～0.1)F。

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主要参数（二）外摩擦阻力课题二工况分析和确定执行元件

主要参数（五）惯性负载Fi惯性负载是运动部件的速度变化时，由其惯性而产生的负载，可按牛顿第二定律计算。在加速时取＋Fi；减速时取－Fi；恒速时取只Fi=0

用公式（9-1）计算出工作循环中各阶段的工作负载后，便可以绘出液压缸工作负载循环图，如图9-4所示。为使图示直观简单，可将各阶段的负载线按其段内的最大负载等值绘出，以便分析。下一页上一页返回课题二工况分析和确定执行元件

主要参数（五）惯性负载F课题二工况分析和确定执行元件

主要参数三、液压缸主要参数的确定

在工况分析过程中，初步确定的液压缸主要参数是指液压缸活塞直径D和活塞杆直径d。关于这一部分内容，在第四章已经介绍过了。但由于计算出来的液压缸工作面积与液压缸推力和运动速度都有关，因此主机若有最低速度要求时，还需进行速度方面的验算，即下一页上一页返回课题二工况分析和确定执行元件

主要参数三、液压缸主要参课题二工况分析和确定执行元件

主要参数四、绘制执行元件工况图

液压缸尺寸确定之后，就可根据液压缸的速度循环图和负载循环图，算出液压缸在工作循环中不同阶段的工作压力、流量和功率，绘制液压缸的工况图，工况图则包括压力循环图（p-s图）、流量循环图（q-s图）和功率循环图（P-s图）。也可将三个图合在一起绘制，如图9-5所示。上一页返回课题二工况分析和确定执行元件

主要参数四、绘制执行元件课题三拟定液压系统原理图液压系统原理图是用图形符号表示的液压系统油路结构图，它应体现设计任务书中提出的性能要求，因此拟定液压系统原理图是整个液压系统设计中的重要一步。其具体内容为：1)确定油路类型。结构简单的液压系统或采用节流调速的液压系统，一般采用开式油路；容积调速系统或要求效率较高的系统，多采用闭式油路。

2）选择液压回路。油路类型确定后，可根据工况图和系统的设计要求来选择液压回路。选择工作应从对主机主要性能起决定性作用的回路开始（例如：组合机床液压系统首选调速回路；磨床液压系统首选选择换向回路；压力机液压系统首选选择调压回路；注塑机液压系统首选选择多缸顺序回路等），然后再考虑其它液压回路。

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连接形式一、选择液压泵首先确定液压泵的类型，然后根据液压缸工况图中的最高工作压力和系统压力损失，确定液压泵最高工作压力，计算公式如下：系统压力损失为进油路总压力损失与回油路总压力损失、合流路总压力损失折算值之和（的计算方法见第五节）。在液压元件没有确定之前，系统压力损失可凭经验进行估计：一般用节流阀调速和管路简单的液压系统，取=0.2～0.5MPa；油路中有调速阀或复杂的液压系统，可取=0.5～1.5MPa；如果系统在执行元件停止运动时才出现最高工作压力，则确定液压泵量高工作压力时，取=0。

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连接形式一、选择液压泵下一课题四选择液压元件并确定安装

连接形式二、选择阀类元件各种阀类元件的规格型号按液压系统原理图和工况图中提供的情况从产品样本中选取。各种阀的公称压力和额定流量一般应与其工作压力和最大通过流量相接近。必要时，通过阀的流量可略大于该阀的额定流量，但一般不超过20％。流量阀按系统中流量调节范围选取，其最小稳定流量应满足工作部件最低运动速度的要求。三、选择液压辅助元件

（一）油管

油管的规格尺寸大多由它所连接的液压元件接口处的尺寸决定，对一些重要的管道应验算其内径和壁厚。油管内径按下式计算：

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连接形式二、选择阀类元件下课题四选择液压元件并确定安装

连接形式(二)油箱为了储油和散热，油箱必须有足够的容积和散热面积。油箱的有效容量（指液面高度为油箱高度的80％时，油箱所储液压油的体积）确定如下：当Pp≤2.5MPa时：V=（120～240)q当2.5MPa＜Pp＜6.3MPa时：V=（300～420)q当Pp＞6.3MPa时：V=（360～720)q

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连接形式(二)油箱下一页上课题四选择液压元件并确定安装

连接形式四、液压元件安装连接形式的确定液压元件的安装连接形式与液压系统的结构形式和元件的配置形式有关，现分别加以讨论。

（一）按系统的结构形式确定

液压系统的结构形式分为集中式和分散式两种。

集中式结构是将液压系统的动力装置、控制调节装置和油箱等放在主机之外，单独设置一个液压站。这种形式的优点是安装连接方便，液压源的振动、发热都不会影响主机的工作性能。缺点是设置液压站，增加了占地面积和管路长度。分散式结构是将液压元件分散放置在主机的某些部位，与主机合为一体，其优点是结构紧凑、占地少、管路短。缺点是安装连接（包括维护）复杂，液压源的振动和发热都会影响主机的工作性能和精度。下一页上一页返回课题四选择液压元件并确定安装

连接形式四、液压元件安装连课题四选择液压元件并确定安装

连接形式（二）按阀类元件的配置形式确定

1.箱体式配置按照液压系统的油路要求，设计出专用的箱体。板式阀类元件可紧固在箱体的侧面和顶面上；插人阀、插装阀和管接头等元件亦可插入或旋接于箱体内，各元件之间的油路全部由在箱体内所加工出的孔道形成，如图9-6所示。这种配置形式的优点是可以使元件致密安装，使制造安装费用减至最低限度，缺点是加工较困难。

2.集成块式配置根据液压系统各种典型回路做成通用的集成块。每个集成块上下两面是块体间叠加的接触面；四个侧面中，一个面上安装管接头，另外三个面用来安装板式阀、插人阀和插装阀元件；块内孔道由钻孔形成。各集成块与顶盖、底板一起用长螺栓叠装起来，即组成液压系统，如图9-7所示。这种配置形式的优点是元件按回路模块化，便于设计与制造，更改设计方便，通用性好。上一页返回课题四选择液压元件并确定安装

连接形式（二）按阀类元件的课题五液压系统主要性能的验算一、液压系统的压力损失及泵的工作压力通过系统压力损失的计算，我们可以把整个系统的各段压力损失折合到液压泵出口处，以便于更确切地算出液压泵出口、液压缸进、出口的实际工作压力，从而确定各压力阀（溢流阀、顺序阀、卸荷阀、压力继电器等）的调整压力。现将单杆液压缸在不同连接时的系统压力损失计算公式讨论如下。

（一）单杆液压缸一般连接时艺的计算

如图9-9a）所示，根据液压缸活塞上的受力平衡关系得

下一页返回课题五液压系统主要性能的验算一、液压系统的压力损失及泵课题五液压系统主要性能的验算由于系统回油管路通油箱，故，代入上式并解得泵的工作压力PP及系统总压力损失为下一页上一页返回课题五液压系统主要性能的验算课题五液压系统主要性能的验算（二）液压缸差动时的计算如图9-9b所示，根据液压缸活塞受力平衡关系得由于液压缸两腔相连通，其两腔的液压关系为下一页上一页返回课题五液压系统主要性能的验算（二）液压缸差动时课题五液压系统主要性能的验算代入上两式可解得：综上所述，液压泵要驱动液压缸活塞克服负载运动，它除了要产生一个与负载相平衡的压力外，同时还要产生一个附加的压力，这个附加压力就是系统压力损失。

下一页上一页返回课题五液压系统主要性能的验算代入上两式可解得：下一页上课题五液压系统主要性能的验算二、液压系统的总效率η

在液压系统中，执行机构（如液压缸）输出的有效功率与输人动力装置（如液压泵）功率的比值，称为系统总效率，即下一页上一页返回课题五液压系统主要性能的验算二、液压系统的总效率η

课题五液压系统主要性能的验算三、液压系统发热及温升校核液压系统在单位时间内的发热量，可以由液压泵的总输入功率和执行元件的有效功率或系统效率计算，即或下一页上一页返回课题五液压系统主要性能的验算三、液压系统发热及温升校核课题五液压系统主要性能的验算当油箱温度比外界温度高时，油箱向四周空间散热，单位时间散热按下式计算，即上一页返回课题五液压系统主要性能的验算课题六绘制工作图和编制技术文件一、绘制工作图（一）绘制液压系统图在图上应注明各元件的规格、型号以及压力、流量调整值，并附有执行元件的工作循环图，控制元件的动作顺序表和简要说明。

（二）绘制液压系统装配图液压系统的装配图是正式安装、施工的图纸，包括油箱装配图、液压泵装置图、油路装配图和管路装配图等。在管路装配图中要标明液压元、部件的位置和固定方式、油管的规格尺寸和布管情况以及各种管接头的形式和规格等。液压专用件或阀块须画全装配图和专用零件图。

下一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件一、绘制工作图下一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件二、编制技术文件

技术文件一般包括设计计算说明书，零、部件目录表，标准件、通用件和外购件明细表，技术说明书，操作使用说明书等。上一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件二、编制技术文件

课题七液压系统设计计算举例设计课题：四轴卧式钻孔专用机床液压系统，结构简图如图9-10所示。一、工况分析（一）负载分析暂时不考虑回油腔的背压力，可按式（9-1）计算工作负载。取液压缸密封装置产生的摩擦阻力Ff=0.1F,外负载包括切削力Ft和导轨的摩擦力Ff。由手册查得导轨静摩擦系数是0.2，动摩擦系数是0.1，导轨的正压力就等于动力部件的重力。设导轨的静摩擦阻力为Ffs，动摩擦阻力为Ffv，则Ffs=μsFN=0.2×2×103×9.8N=3.92×103NFfv=μvFN==0.1×2×103×9.8N=1.96×103N下一页返回课题七液压系统设计计算举例设计课题：四轴卧式钻孔专用机课题六绘制工作图和编制技术文件运动部件启动或制动将产生惯性力Fi，取启动或制动时间为0.15s，则惯性力为Fi==2*103N=1×103N下一页上一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件课题六绘制工作图和编制技术文件（二）速度分析已知快进快退速度为75mm/s,工进速度为1.67mm/s。二、运动分析根据已知条件绘制出速度循环图，如图9-12所示。三、确定液压缸尺寸1.计算液压缸内径=m=0.0798m下一页上一页返回课题六绘制工作图和编制技术文件（二）速度分析下一页上一课题六绘制工作图和编制技术文件2.确定活塞杆直径根据条件可知液压缸快进速度和快退速度相等，在油路上采用差动连接，这时活塞杆的直径可按下式计算d=0.71D=0.71×80=56.8mm3.液压缸实际有效面积