液压系统的设计计算资料课件

液压系统的设计计算资料液压系统组成:动力装置——最常见的形式就是液压泵，是将电动机输出的机械能转换成油液液压能的装置。其作用是向液压系统提供压力油。执行装置——包括液压缸和液压马达，是将油液的液压能转换成驱动负载运动的机械能的装置。控制调节装置——包括压力、流量、方向等控制阀，是对系统中油液压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。辅助装置——包括上述三部分以外的其他装置，例如油箱、过滤器、油管等。它们对保证液压系统正常工作起着重要的作用。

液压传动系统的设计过程中不确定因素较多，往往在制造、试验后经过修改才能取得满意的效果。随着计算机仿真技术的发展液压传动系统的设计过程将会越来越简化，设计的可靠性大大提高。设计原则：满足主机对系统提出的性能要求（如：动作顺序、力和速度等）；结构简单、维修方便，安全可靠；效率高（节能），寿命长，造价低；环保。9.1液压传动系统的设计9.1.1明确系统设计要求主机的用途、结构、总体布局；主机的工作循环及运动方式；液压执行元件的负载及运动速度大小；各执行元件的动作顺序及互锁要求；系统性能、工作效率和自动化；工作环境和工作条件；重量、外形尺寸、经济性要求和限制。9.1.2分析系统工况，确定主要参数一、分析系统工况对各执行元件的运动速度及其变化规律进行分析，绘制位移—速度图。运动分析确定负载确定各执行元件的负载及其变化规律，绘制位移—负载图。执行元件的工作压力p二、确定主要参数根据位移—负载图最大负载和机械效率ηm，确定执行元件的工作压力p值。另一种方法是根据书中表9.1.1和表9.1.2选取。执行元件的几何尺寸（A、VM）液压执行元件的机械效率ηm是根据执行元件的运动密封处摩擦阻力决定的一般取0.8~0.9；对于单活塞杆液压缸：在无背压时：D求出后按GB2348-80将其圆整就近的标准值。d

可由产品样本或手册根据经验确定。当系统采用了调速装置要对其最小稳定流量下的速度值进行验算，以检查在面积A时执行机构的最小稳定速度是否满足，否则，应按此确定A的值。执行元件的最大流量qmax其中：qmin为调速装置的最小稳定流量是指将执行元件在不同阶段的实际工作压力、流量和功率值绘制成图或表。液压系统执行元件的工况图当系统中有多个执行元件时，工况图为各执行元件的综合。流量压力功率工况图是系统元件和回路选择依据：泵、阀和辅助元件规格是根据工况图中最大压力、最大流量确定的；液压回路及其油源形式是按工况图中各个不同阶段内的压力和流量变化情况初步确定；可以根据工况图中压力、流量变化情况合理调整参数，是系统达到优化（功率平稳）。包括：1.确定系统类型2.选择液压回路3.组成液压系统图9.1.3拟定液压系统图选择回路一般原则：1.满足工作要求；2.节省能源、减少发热、减少系统冲击等。选择液压泵9.1.4选择液压元件液压泵的最大工作压力必须大于或等于液压执行元件最大工作压力和进油路上总压力损失之和。Pp≥K

PmaxPp—泵的工作压力，MPa;K—系数，考虑液压泵至执行元件管路中的压力损失，一般K=1.3~1.5。Pmax—执行元件的最高工作压力，MPa。液压泵的流量必须大于或等于几个同时工作的液压执行元件总流量的最大值以及回路中泄漏量之和。qp≥K

qmaxqp—泵的输出流量，L/minK—系统的泄漏系数，一般K=1.1~1.3（管道长取大值，管道短取小值）

qmax—执行元件实际需要的最大流量，L/min。当计算出液压泵压力、流量值后，按产品样本选取液压泵时，泵的额定压力pH应比计算压力高25%。PH≥1.25

Pp液压泵的流量应选择比较接近的即可（但对于变量泵来讲，也应该选择稍高一点为佳）。电动机的功率可直接从样本上查到。选择阀类元件选择阀类元件的规格型号时，从系统图或工况图中查出的流量、压力的最大值，再从产品样本中选取阀的通径和压力。选择节流阀和调速阀时必须考虑最小稳定流量是否符合设计要求。选择液压辅助元件油管通径一般与阀通径一致或大于阀通径。9.1.5液压系统性能验算液压系统性能验证是一个复杂的问题，过去用一些经验公式和类比的方法进行近似估算。随着计算机技术的发展，采用仿真技术可对系统进行各种技术分析，同时采用CAD技术对系统进行修改，是系统达到最佳效果。一、回路压力损失验算沿程压力损失、局部压力损失和所有控制阀的压力损失。二、发热温升验算液压泵输入功率与执行元件输出功率的差值为液压系统的功率损失，这些能量损失全部转换成热量，使系统产生温升。如果按这些热量全部由油箱散发，可用第六章油箱设计的方法进行验算。即：

△P=P（1一η）

△p

＝kA△t△t=△p

/kAp—

液压泵的输人功率；η—液压系统总效率（一般0.7~0.85）A——散热面积（m2）；△t——系统温升（℃），即系统达到热平衡后的油温(≤65℃)与环境温度之差；k——散热系数（kW.m-2.℃-1）当通风很差时k=(8~9)x10-3；通风良好时k=(15~17)x10-3；用风扇冷却时k＝23x10-3；用循环水冷却时k=(110～175)x10-3

9.2液压系统设计计算实例9.2.1题目设计一个简易卧式单轴钻孔机床动力滑台的液压系统，以实现快进工进快退停止的工作循环。最大轴向钻削力F=15000N，动力滑台自重G=20000，快进和快退速度相等v1=0.1m/s，工作进给速度可调v2=0.9~18.0mm/s，快速进给行程s1=120mm，工作进给行程s2=60mm，动力滑台为平导轨，摩擦系数fd=0.1(动摩擦系数）注：忽略系统加减速时的惯性力。已知：要求：进行工况分析，绘制工况图；拟定液压系统原理图，绘制电磁铁动作循环表；计算液压系统，选择标准液压元件。9.2.2分析系统工况一、负载分析快进：动摩擦力Fd=fdG=0.1×20000N=2000N工进：F+Fd=15000N+2000N=17000N快退：动摩擦力Fd=2000N钻床的负载——位移曲线15000120009000300060000306090120150180F/Nl/mm2000N17000N-2000N二、负载图和速度图钻床的速度——位移曲线0.100.080.060.020.040306090120150180v(m/s)l/mm0.10.018-0.19.2.3液压缸主要参数的确定选定工作压力按负载选定工作压力，该钻床的最大负载为17kN，选取p=3MPa在该系统中，考虑到专用钻床在工进阶段时，需要较低的稳定速度和较大的钻削力，而单活塞杆液压缸最容易满足。又因为快进速度较高，且快进和快退时的速度相等，所以取液压缸的无杆腔有效面积A1等于有杆腔面积A2的两倍的差动连接（A1=2A2）。确定执行元件的几何参数钻孔时，液压缸要有背压，以防止孔被钻通时滑台突然前冲。选p2=0.5Mpa.式中：F=17000N；ηm=0.9液压缸的机械效率；A1=2A2A1无杆腔有效面积，A2有杆腔有效面积；p2=0.5Mpa=0.5x106Pap1=3Mpa=3x106Pa活塞直径D按液压缸内径系列标准选取液压缸直径：D=100mm因为：A1=2A2将计算结果进行圆整：d=70mm液压缸实际有效工作面积：无杆腔面积：有杆腔面积：液压缸在各阶段的压力、流量和功率快进：F=2000

N,p2=0工进：F=17000

N,p2=0.5MPa,v2=0.9~18mm/s快退：F=2000

N,p2=0MPa,v2=0.1m/s液压缸在各阶段的压力、流量和功率工况计算公式速度m/s有效面积m2负载N压力MPa流量L/min功率kw快进p1=F/(A1-A2)ηmq=(A1-A2)v1P=p1q

0.140.04

×10-420000.57240.23工进p1=(F/ηm+

p2A2)/A1q=A1v2P=p1q0.0009~0.01878.5×10-4170002.664.3~8.50.19~0.38快退p1=F/A2ηm

q=A2v1P=p1q0.140.04

×10-420000.57240.239.2.4液压系统图的拟定一、液压回路的选择选择液压回路是根据系统的设计要求和工况图从重多的成熟方案中评比挑选出来的。原则：1.满足各项主题要求；2.节省能源，减少发热和冲击。调速回路：1.进油路节流调速，回油路上设置背压阀；2.回油路接流调速。快速运动和换向回路：快速运动采用差动回路。由于速度换接时流量变换大，采用行程阀换接回路。供油系统：1.由于系统需要低压大流量和高压小流量交替供油，所以可采用双液压泵。2.单泵供油系统。快进工进快退电磁铁动作循环表元件动作1YA2YA行程阀快进+-导通工进+-切断块退-+切断—导通停止--导通一、液压泵工作压力：Pp≥K

Pmax其中：Pmax=2.66MPa（工进式系统压力）K=1.3~1.5取K=1.4Pp=1.4×2.66=3.7Mpa9.2.5液压元件的选择液压泵的额定压力为：p=Pp(1+K1)=3.7(1+0.3)=4.8Mpa其中：K1为液压泵的储备系数，一般为0.25~0.60，这里K1取0.3qp≥K

qmaxqp—泵的输出流量，L/minK—系统的泄漏系数，一般K=1.1~1.3（管道长取大值，管道短取小值）这里K取1.2。

qmax—执行元件实际需要的最大流量，L/min，从表中可以看到，快进时系统所需流量最大qmax=24。2.确定液压泵的最大流量：qp=K

qmax=1.2×24=28.8L/min根据以上压力和流量的数值查阅产品目录，确定选取液压泵的规格为：叶片泵YB1-32型号排量/mL.r-1额定压力/MPa转速/r.min-1额定功率/kW质量/kgYB1-25256.396048.7YB1-3232516YB1-40405.5YB1型叶片泵技术性能3.确定电动机功率由系统原理图可知：当三位五通电磁换向阀中位时（非工作），液压泵排出的液压油全部由溢流阀4回油箱，如果溢流阀4的调定压力为4MPa，则最高功率发生在中位时。若泵的效率η取0.8则：电动机的功率为：根据P=2.56kw、n=960r/min查阅电机手册，选定三项异步电动机：Y100L2-4型电动机，额定功率为3kw。根据拟定的液压系统图，计算液压阀在不同工况时的工作压力和最大实际流量，确定液压阀型号及规格。二、阀类元件及辅助元件序号名称型号规格压力MPa流量L/min1液压泵YB1-326.3302单向阀AF3-Fa10B6.3633压力表10序号名称型号规格压力MPa流量L/min4溢流阀YF3-10B6.3635三位五通电磁换向阀35E-63BY6.3636单向行程调速阀AXQF3-E10L6.3637单向阀AF3-Fa10B6.3638溢流阀YF3-10B6.3639液控顺序阀XF3-10B6.36310背压单向阀AF3-Fb20B6.363三、油管取v=4m/s，q=30L/min（泵的最大流量）。根据《材料手册》，取20×4无缝钢管四、油箱油箱容积由经验估算：V＝KqnK=7（中压系统K＝5～7），qn=30L/min（泵的最大流量）V＝7×30=210L9.2.5液压元件的选择一、回路压力损失验算系统管路尚未确定，整个回路的压力损失无法估算，略。二、油液温升验算按工进时计算液压缸的有效输出功率F=17000N，v=0.9×10-3m/sP2=Fv=17000×0.9×10-3=15.3W液压泵的输入功率:液压泵的最高工作压力由溢流阀控制为4MPa，排量为32mL/r系统发热量计算QH=P1-P2=2.56×103-15.3=2544.7WQH＝kA△t△t＝QH/kA，通风良好时k=(15~17)x10-3；油箱散热面积A:△t＝2544.7×10-3/17×10-3×2.30=65℃方案二元件动作1YA2YA3YA快进+-+工进+--块退-+-停止---方案二快进方案二工进方案二快退历史ⅱ岳麓版第13课交通与通讯的变化资料精品课件欢迎使用[自读教材·填要点]一、铁路，更多的铁路1．地位铁路是

建设的重点，便于国计民生，成为国民经济发展的动脉。2．出现1881年，中国自建的第一条铁路——唐山

至胥各庄铁路建成通车。1888年，宫廷专用铁路落成。交通运输开平3．发展(1)原因：①甲午战争以后列强激烈争夺在华铁路的

。②修路成为中国人

的强烈愿望。(2)成果：1909年

建成通车；民国以后，各条商路修筑权收归国有。4．制约因素政潮迭起，军阀混战，社会经济凋敝，铁路建设始终未入正轨。修筑权救亡图存京张铁路二、水运与航空1．水运(1)1872年,

正式成立，标志着中国新式航运业的诞生。(2)1900年前后，民间兴办的各种轮船航运公司近百家，几乎都是在列强排挤中艰难求生。2．航空(1)起步：1918年，附设在福建马尾造船厂的海军飞机工程处开始研制

。(2)发展：1918年，北洋政府在交通部下设“

”；此后十年间，航空事业获得较快发展。轮船招商局水上飞机筹办航空事宜处三、从驿传到邮政1．邮政(1)初办邮政：1896年成立“大清邮政局”，此后又设

，邮传正式脱离海关。(2)进一步发展：1913年，北洋政府宣布裁撤全部驿站；1920年，中国首次参加

。邮传部万国邮联大会2．电讯(1)开端：1877年，福建巡抚在

架设第一条电报线，成为中国自办电报的开端。(2)特点：进程曲折，发展缓慢，直到20世纪30年代情况才发生变化。3．交通通讯变化的影响(1)新式交通促进了经济发展，改变了人们的通讯手段和

，

转变了人们的思想观念。(2)交通近代化使中国同世界的联系大大增强，使异地传输更为便捷。(3)促进了中国的经济与社会发展，也使人们的生活

。台湾出行方式多姿多彩[合作探究·提认知]

电视剧《闯关东》讲述了济南章丘朱家峪人朱开山一家，从清末到九一八事变爆发闯关东的前尘往事。下图是朱开山一家从山东辗转逃亡到东北途中可能用到的四种交通工具。依据材料概括晚清中国交通方式的特点，并分析其成因。提示：特点：新旧交通工具并存(或：传统的帆船、独轮车，近代的小火轮、火车同时使用)。

原因：近代西方列强的侵略加剧了中国的贫困，阻碍社会发展；西方工业文明的冲击与示范；中国民族工业的兴起与发展；政府及各阶层人士的提倡与推动。[串点成面·握全局]一、近代交通业发展的原因、特点及影响1．原因(1)先进的中国人为救国救民，积极兴办近代交通业，促进中国社会发展。(2)列强侵华的需要。为扩大在华利益，加强控制、镇压中国人民的反抗，控制和操纵中国交通建设。(3)工业革命的成果传入中国，为近代交通业的发展提供了物质条件。2．特点(1)近代中国交通业逐渐开始近代化的进程，铁路、水运和航空都获得了一定程度的发展。(2)近代中国交通业受到西方列强的控制和操纵。(3)地域之间的发展不平衡。3．影响(1)积极影响：促进了经济发展，改变了人们的出行方式，一定程度上转变了人们的思想观念；加强了中国与世界各地的联系，丰富了人们的生活。(2)消极影响：有利于西方列强的政治侵略和经济掠夺。1．李鸿章1872年在上海创办轮船招商局，“前10年盈和，成为长江上重要商局，招商局和英商太古、怡和三家呈鼎立之势”。这说明该企业的创办 (

)A．打破了外商对中国航运业的垄断B．阻止了外国对中国的经济侵略C．标志着中国近代化的起步D．使李鸿章转变为民族资本家解析：李鸿章是地主阶级的代表，并未转化为民族资本家；洋务运动标志着中国近代化的开端，但不是具体以某个企业的创办为标志；洋务运动中民用企业的创办在一定程度上抵制了列强的经济侵略，但是并未能阻止其侵略。故B、C、D三项表述都有错误。答案：A二、近代以来交通、通讯工具的进步对人们社会生活的影响(1)交通工具和交通事业的发展，不仅推动各地经济文化交流和发展，而且也促进信息的传播，开阔人们的视野，加快生活的节奏，对人们的社会生活产生了深刻影响。(2)通讯工具的变迁和电讯事业的发展，使信息的传递变得快捷简便，深刻地改变着人们的思想观念，影响着人们的社会生活。2．清朝黄遵宪曾作诗曰：“钟声一及时，顷刻不少留。虽有万钧柁，动如绕指柔。”这是在描写 (

)A．电话B．汽车C．电报 D．火车解析：从“万钧柁”“动如绕指柔”可推断为火车。答案：D[典题例析][例1]上海世博会曾吸引了大批海内外人士利用各种交通工具前往参观。然而在19世纪七十年代，江苏沿江居民到上海，最有可能乘坐的交通工具是 (

)A．江南制造总局的汽车B．洋人发明的火车C．轮船招商局的轮船D．福州船政局的军舰[解析]由材料信息“19世纪七十年代，由江苏沿江居民到上海”可判断最有可能是轮船招商局的轮船。[答案]

C[题组冲关]1．中国近代史上首次打破列强垄断局面的交通行业是(

)A．公路运输 B．铁路运输C．轮船运输 D．航空运输解析：根据所学1872年李鸿章创办轮船招商局，这是洋务运动中由军工企业转向兼办民用企业、由官办转向官督商办的第一个企业。具有打破外轮垄断中国航运业的积极意义，这在一定程度上保护了中国的权利。据此本题选C项。答案：C2.右图是1909年《民呼日报》上登载的一幅漫画，其要表达的主题是(

)A．帝国主义掠夺中国铁路权益B．西方国家学习中国文化C．西方列强掀起瓜分中国狂潮D．西方八国组成联军侵略中国解析：从图片中可以了解到各国举的灯笼是火车形状，20世纪初的这一幅漫画正反映了帝国主义掠夺中国铁路权益。B项说法错误，C项不能反映漫画的主题，D项时间上不一致。答案：A[典题例析][例2]

(2010·福建高考)上海是近代中国茶叶的一个外销中心。1884年，福建茶叶市场出现了茶叶收购价格与上海出口价格同步变动的现象。与这一现象直接相关的近代事业是(

)A．电报业 B．大众报业C．铁路交通业 D．轮船航运业[解析]材料主要反映了信息交流的快捷，故选A。[答案]

A[题组冲关]3．假如某爱国实业家在20世纪初需要了解全国各地商业信息，可采用的最快捷的方式是 (

)