液壓與氣壓傳動技術(shù)教學(xué)課件

項目七液壓設(shè)計與計算

項目七液壓設(shè)計與計算學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．液壓缸的設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計步驟有所了解，

掌握液壓缸的安裝與使用要求。

2．對液壓系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和對故障診斷有所了解；

3．進(jìn)行簡單的液壓缸參數(shù)計算，能根據(jù)設(shè)備工作要求進(jìn)行簡單的液壓控制系統(tǒng)設(shè)計

項目七液壓設(shè)計與計算重點與難點重點：液壓缸主要參數(shù)的計算；液壓缸常見故障與處理方法；液壓系統(tǒng)計算的主要內(nèi)容

。難點：液壓缸的結(jié)構(gòu)；液壓系統(tǒng)的設(shè)計

。

項目七液壓設(shè)計與計算任務(wù)一液壓缸設(shè)計與計算

任務(wù)二液壓系統(tǒng)的設(shè)計與計算

任務(wù)三對液壓系統(tǒng)安裝、調(diào)試及故障診斷

1概述

液壓系統(tǒng)有液壓傳動系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)之分，一般所說液壓系統(tǒng)的設(shè)計是泛指液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計。但從結(jié)構(gòu)組成和工作原理上看，這兩類系統(tǒng)并無本質(zhì)上的差別。因此，傳動系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容和方法只需略作調(diào)整，即可直接用來控制系統(tǒng)的設(shè)計。液壓傳動系統(tǒng)包括液壓開關(guān)系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、液壓比例傳動系統(tǒng)等多種類型。液壓開關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計不但出現(xiàn)得最早，油路結(jié)構(gòu)亦最復(fù)雜，考慮方方面面也最多，因此也就最具有典型性。本章著重用它來作為說明液壓系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容。一、明確系統(tǒng)設(shè)計要求1、主機的用途、主要結(jié)構(gòu)、總體布局；主機對液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在位置布置和空間尺寸上的限制。2、主機的工作循環(huán)，液壓執(zhí)行元件的運動方式(移動、擺動或轉(zhuǎn)動)及其工作范圍。3、液壓執(zhí)行元件的負(fù)載和運動速度的大小及其變化范圍。4、主機各液壓執(zhí)行元件的動作順序或互鎖要求。5、對液壓系統(tǒng)工作性能(如工作平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等)、工作效率、自動化程度等方面的要求。6、液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件。7、其它方面的要求。二、分析系統(tǒng)工況，確定主要參數(shù)<－>、分析系統(tǒng)工況

對液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，就是要查明它的每個執(zhí)行元件在各自工作過程中的運動速度和負(fù)載的變化規(guī)律。這是滿足主機規(guī)定的動作要求和承載能力所必需具備的。分析系統(tǒng)工況的重要性1、液壓系統(tǒng)承受的負(fù)載①、可由主機的規(guī)格規(guī)定；②、可由樣機通過實驗測定；③、可由理論分析確定。

當(dāng)用理論分析確定系統(tǒng)的實際負(fù)載時，必須仔細(xì)考慮它所有的組成項目，例如：工作負(fù)載（切削力、擠壓力、彈性塑性變形拉力、重力等），慣性負(fù)載和阻力負(fù)載（摩擦力、背壓力）等，并把它們繪成圖形。2、速度圖：將液壓執(zhí)行元件在各動作階段內(nèi)的運動速度繪制出來。注意：設(shè)計簡單的液壓系統(tǒng)時，這兩種圖可以省略不畫。a)b)a)、負(fù)載圖b)、速度圖<二>、確定主要參數(shù)：指確定液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量。1、液壓系統(tǒng)采用執(zhí)行元件的形式，視主機所要實現(xiàn)的運動種類和性質(zhì)而定。運動形式往復(fù)直線運動回轉(zhuǎn)運動往復(fù)擺動短行程長行程高速低速建議采用的執(zhí)行元件形式活塞缸柱塞缸；液壓馬達(dá)與齒輪齒條；液壓馬達(dá)與絲杠螺母機構(gòu)。高速液壓馬達(dá)低速液壓馬達(dá)；高速液壓馬達(dá)與減速機構(gòu)。擺動馬達(dá)執(zhí)行元件形式的選擇2、執(zhí)行元件的工作壓力可以根據(jù)負(fù)載圖中的最大負(fù)載選取或根據(jù)主機的類型選取。負(fù)載F(N)<50005000～1000010000～2000020000～3000030000～50000>50000工作壓力p(Mpa)<0.8～11.5～22.5～33～44～5>5～7按負(fù)載選擇執(zhí)行元件工作壓力主機類型機床農(nóng)用機械；小型工程機械；工程機械輔助機構(gòu)；液壓機；中、大型挖掘機；重型機械；起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力p(Mpa)≦23～5≦88～1010～1620～32按主機類型選擇執(zhí)行元件工作壓力3、最大流量則由執(zhí)行元件速度圖中的最大速度計算出來。

一般步驟

先選定執(zhí)行元件的運動形式及其工作壓力p→再按最大負(fù)載和預(yù)估的執(zhí)行元件的ηm求出A或Vm→進(jìn)行各種必要的驗算、修正、園整后→確定這些結(jié)構(gòu)參數(shù)→最后算出qmax。

<三>液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的工況圖

工況圖是在執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后，根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，算出不同階段中的實際工作壓力、流量和功率之后作出的。三、擬定液壓系統(tǒng)草圖

包含三項內(nèi)容：確定系統(tǒng)類型、選擇液壓回路和拼搭液壓系統(tǒng)。1、液壓系統(tǒng)在類型上究竟采用開式還是閉式，主要取決于它的調(diào)速方式和散熱要求。2、選擇液壓回路是根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求和工況圖從眾多的成熟方案中評比挑選出來的。3、拼搭液壓系統(tǒng)是把挑選出來的各種液壓回路綜合在一起，進(jìn)行歸并整理，增添必要的元件或輔助油路，使之成為完整的系統(tǒng)。四、選擇液壓元件

<一>、液壓泵1、液壓泵的最大工作壓力必須等于或超過液壓執(zhí)行元件最大工作壓力及進(jìn)油路上總壓力損失這二者之和。1)、液壓執(zhí)行元件最大工作壓力從工況圖中找到；2)、 進(jìn)油路上的總壓力損失可以通過估算求得，也可以按經(jīng)驗資料估計。進(jìn)油路總壓力損失經(jīng)驗值系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況總壓力損失△p1一般節(jié)流閥及管路簡單的系統(tǒng)0.2～0.5進(jìn)油路有調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng)0.5～1.52、液壓泵的流量必須等于或超過幾個同 時工作的液壓執(zhí)行元件總流量的最大值以及回路中泄漏量這二者之和。1) 、執(zhí)行元件總流量的最大值可以從工況圖找到。2)、回路中的泄漏量可按總流量最大值的10%～30%估算。3、在參照產(chǎn)品樣本選取液壓泵時，泵的額定壓力應(yīng)選得比最大工作壓力高25%～60%，以便留有壓力儲備；額定流量只須選得能滿足上述最大流量需要即可。<二>、閥類元件閥類元件的規(guī)格按液壓系統(tǒng)的最大壓力和通過該閥的實際流量從產(chǎn)品樣本上選定。1、選擇節(jié)流閥、調(diào)速閥時還要考慮最小穩(wěn)定流量。2、各類閥都需選得使其實際流量最多不 超過公稱流量的120%，以免引起發(fā)熱、噪聲和過大的壓力損失。3、對于可靠性要求特別高的系統(tǒng)，閥類元件的額定壓力應(yīng)高出其工作壓力較多。<三>、油管：

油管規(guī)格的確定見第七章。而許多油管的規(guī)格是由它所連接的液壓件接口處的尺寸決定的。<四>、油箱

油箱容量的估算見第七章。五、驗算液壓系統(tǒng)性能<一>、回路壓力損失驗算