第9章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、課時(shí)分配： 14 節(jié) 編寫(xiě)日期：2011 年7月20 日課 題第9章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目的和要求掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。難點(diǎn)重點(diǎn)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法組織教學(xué)（包括教學(xué)環(huán)節(jié)，內(nèi)容提綱，時(shí)間分配，教具等）本章講授內(nèi)容：9.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)9.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例 教具：課件，模型（或?qū)嵨铮┱n外作業(yè)課時(shí)授課計(jì)劃講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充第9章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)工作機(jī)器提出的技術(shù)要求，同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)考慮可靠性、安全性及經(jīng)濟(jì)性等因素。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟一般為：工作機(jī)器的基本技術(shù)分析，主要參數(shù)的確定，液壓系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，選擇液壓元件，繪制工作圖（液壓裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算），編制技術(shù)文件。這些步驟相互關(guān)

2、聯(lián)，彼此影響，因此常常需要交叉進(jìn)行。9.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)9.1.1 工作機(jī)器的基本技術(shù)分析在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)明確工作機(jī)器的基本技術(shù)要求。其具體內(nèi)容是：工作機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)、總體布局；工作機(jī)的工作循環(huán)及運(yùn)動(dòng)方式；液壓執(zhí)行元件的負(fù)載及運(yùn)動(dòng)速度；工作機(jī)各執(zhí)行元件的動(dòng)作順序或互鎖要求；液壓系統(tǒng)的性能、效率、自動(dòng)化程度、工作環(huán)境等方面的要求；液壓裝置的重量、外形尺寸、經(jīng)濟(jì)性等方面的規(guī)定或限制。9.1.2 主要參數(shù)確定 主要參數(shù)是指液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量。主要參數(shù)的確定又依據(jù)液壓系統(tǒng)的工作狀況，因此，需要對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析。 1.液壓系統(tǒng)工況分析工況分析是指執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和負(fù)載變化的

3、分析，這是為了滿(mǎn)足工作機(jī)動(dòng)作和承載的要求。液壓系統(tǒng)承受的負(fù)載由工作機(jī)的規(guī)格而定，可由樣機(jī)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，也可以由理論分析確定。當(dāng)用理論分析確定系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)載時(shí)，必須仔細(xì)考慮它所有的組成項(xiàng)目。例如：工作負(fù)載（切削力、擠壓力、彈性塑性變形抗力、重力等）、慣性負(fù)載和阻力負(fù)載(摩擦力、背壓力)等，并把它們繪制成相應(yīng)的負(fù)載圖和速度圖，如圖9-1所示。2.主要參數(shù)確定主要參數(shù)依賴(lài)于機(jī)器的形式，執(zhí)行元件的形式可以根據(jù)工作機(jī)所要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)種類(lèi)和性質(zhì)而定。執(zhí)行元件的工作壓力可以根據(jù)最大負(fù)載來(lái)選取，也可以根據(jù)工作機(jī)的類(lèi)型來(lái)選取。在液壓系統(tǒng)中，工作壓力選得小些，對(duì)系統(tǒng)的可靠性、低速平穩(wěn)性和降低噪聲都是有利的，但是結(jié)構(gòu)

4、尺寸相對(duì)較大，因?yàn)閳?zhí)行元件當(dāng)壓力選定后，液壓缸的截面尺寸便可以由推力來(lái)確定。講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充最大流量則由執(zhí)行元件速度圖中的最大速度計(jì)算出來(lái)。這與執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件各個(gè)階段的壓力和流量工況如圖9-2 所示。它是在執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，算出不同階段中的實(shí)際工作壓力、流量作出的工況分析圖，它顯示了液壓系統(tǒng)整個(gè)工作循環(huán)中這兩個(gè)參數(shù)的變化情況。當(dāng)系統(tǒng)中包含多個(gè)執(zhí)行元件時(shí)，其工況圖是各個(gè)執(zhí)行元件工況圖的綜合。 圖9-1液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的負(fù)載圖和速度圖a)負(fù)載圖 b)速度圖圖9-2液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件工作壓力和流量工況圖a) 壓力圖 b)流量圖講 授 內(nèi) 容作業(yè)與

5、補(bǔ)充液壓執(zhí)行元件的工況圖是選擇系統(tǒng)中其他液壓元件和液壓基本回路的依據(jù)，也是擬定液壓系統(tǒng)方案的依據(jù)，這是因?yàn)椋?)液壓泵和各種控制閥的規(guī)格是根據(jù)工況圖中的最大壓力和最大流量選定的。2)液壓回路及其油源形式是按工況圖中不同階段內(nèi)的壓力和流量情況初選確定的。3)參數(shù)設(shè)計(jì)合理性鑒別與調(diào)整的依據(jù)，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)常常將工況圖所反映的情況與調(diào)研的方案進(jìn)行對(duì)比來(lái)作出改進(jìn)。例如，在工藝情況允許的條件下，調(diào)整有關(guān)工作階段的時(shí)間或速度，可以減少所需的功率；當(dāng)功率分布很不均勻時(shí)，適當(dāng)修改參數(shù)，可以避開(kāi)或削減“峰值”功率等。 9.1.3 液壓系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)是體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)中提出的各項(xiàng)具體要求。它包含三項(xiàng)內(nèi)容

6、：確定液壓系統(tǒng)類(lèi)型，選擇液壓基本回路和組裝液壓系統(tǒng)。1)液壓系統(tǒng)的類(lèi)型分為開(kāi)式傳動(dòng)和閉式傳動(dòng)兩種，采用開(kāi)式傳動(dòng)還是閉式傳動(dòng)，主要取決于它的調(diào)速方式和散熱要求。一般來(lái)說(shuō)，凡具有較大空間可以存放油箱，要求結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，或采用節(jié)流調(diào)速或容積節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，都宜采用開(kāi)式傳動(dòng)；凡允許采用輔助泵進(jìn)行補(bǔ)油并通過(guò)換油來(lái)達(dá)到冷卻目的的系統(tǒng)，對(duì)工作穩(wěn)定和效率有較高要求的系統(tǒng)，或采用容積調(diào)速的系統(tǒng)，都宜采用閉式傳動(dòng)。2)選擇液壓基本回路是根據(jù)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和工況圖出發(fā)，同時(shí)符合節(jié)省能源、減少發(fā)熱、減少?zèng)_擊等原則。首先從對(duì)工作機(jī)主要性能起決定作用的調(diào)速回路開(kāi)始，然后再根據(jù)工作機(jī)需要考慮其他輔助回路。例如，

7、對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)部件的系統(tǒng)要考慮平衡回路；有快速運(yùn)動(dòng)部件的系統(tǒng)要考慮緩沖和制動(dòng)回路；有多個(gè)執(zhí)行元件的系統(tǒng)要考慮順序動(dòng)作、同步或互不干擾回路；有空運(yùn)轉(zhuǎn)要求的系統(tǒng)要考慮卸荷回路等等。 3)組裝液壓系統(tǒng)是把選好的各種液壓基本回路組裝在一起，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)，組裝后的液壓系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的各項(xiàng)功能，同時(shí)液壓系統(tǒng)要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、工作安全可靠，動(dòng)作平穩(wěn)，效率高，使用和維護(hù)方便，元件應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化。 在可靠性要求特別高的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要考慮設(shè)置一些必要的備用回路或備用系統(tǒng)，以便在工作回路發(fā)生故障時(shí)，啟動(dòng)備用系統(tǒng)作為應(yīng)急處理，確保系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。9.1.4 選

8、擇液壓元件液壓泵的選擇是按泵所需要的最大工作壓力和流量選擇的，同時(shí)要考慮儲(chǔ)備。液壓泵的最大工作壓力必須大于或等于液壓執(zhí)行元件最大工講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充作壓力和進(jìn)油路上總壓力損失之和。液壓執(zhí)行元件的最大工作壓力可以從工況圖中查到。進(jìn)油路上的總壓力損失可以按經(jīng)驗(yàn)資料選取： 一般節(jié)流調(diào)速及簡(jiǎn)單系統(tǒng)取p1=（0.20.5）MPa。 液壓泵的流量必須大于或等于幾個(gè)同時(shí)工作的執(zhí)行元件總流量的最大值，同時(shí)要考慮泄漏量的影響。液壓執(zhí)行元件總流量的最大值可以從工況圖中找到，回路中的泄漏量可按總流量最大值（1030）%選取。 在參照產(chǎn)品樣本選取液壓泵時(shí)，其額定壓力選取比液壓泵的最大工作壓力高出(2560)%

9、，以便留有壓力儲(chǔ)備，額定流量按上述最大流量選取即可。 液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時(shí)，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率一般可以直接從產(chǎn)品樣本上查到。 閥類(lèi)元件的選擇主要考慮閥的規(guī)格、性能和連接方式。閥的規(guī)格按液壓系統(tǒng)的最大壓力和通過(guò)該閥的實(shí)際流量從產(chǎn)品樣本上選定。選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)還必須考慮它的最小穩(wěn)定流量是否符合設(shè)計(jì)要求。 油管的規(guī)格一般是由它所連接的液壓件接口處的尺寸決定的。 9.1.5 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算目前液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算是采用一些簡(jiǎn)化公式進(jìn)行近似估算的，以便定性地說(shuō)明情況。當(dāng)設(shè)計(jì)中能找到經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的同類(lèi)型系統(tǒng)作為對(duì)比參考或可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可供使用時(shí)，系統(tǒng)的性能驗(yàn)算就可以省略?；芈穳毫p失的驗(yàn)算：

10、回路壓力損失包括沿程壓力損失和局部壓力損失，這兩項(xiàng)壓力損失可按相應(yīng)的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算。但必須注意，不同的工作階段要分開(kāi)計(jì)算；回油路上的壓力損失要折算到進(jìn)油路上，在未畫(huà)出管路裝配圖之前，有些壓力損失仍只能估算。發(fā)熱溫升的驗(yàn)算：液壓泵的輸入功率與執(zhí)行元件的輸出功率差值為液壓系統(tǒng)的功率損失，這些能量損失全部轉(zhuǎn)換成熱量，使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生溫升。如果這些熱量全部由油箱散發(fā)出去，不考慮其他部分的散熱效能，則需要計(jì)算油液溫升。當(dāng)驗(yàn)算出來(lái)的溫升超過(guò)允許值時(shí)，系統(tǒng)中必須設(shè)置冷卻器。 講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充9.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例9.2.1 設(shè)計(jì)題目現(xiàn)以組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)為例，該動(dòng)力滑臺(tái)為臥式單面多軸鉆孔機(jī)

11、床，以實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)工進(jìn)快退停止”的工作循環(huán)。已知：機(jī)床上設(shè)有16根主軸，加工13.9 mm的孔14個(gè)，加工8.5 mm的孔2個(gè)；選用刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵，硬度為240HBS；機(jī)床工作部件總重量G=9810N；快進(jìn)、快退速度1=3 =7 m/min，快進(jìn)行程長(zhǎng)度為l1 =100 mm，工進(jìn)行程長(zhǎng)度為l2 = 50 mm，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間不超過(guò)0.2s；動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌，其靜摩擦因數(shù)為fs=0.2,動(dòng)摩擦因數(shù)為fd=0.1；液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件使用液壓缸。9.2.2 組合機(jī)床的基本技術(shù)分析1.負(fù)載分析負(fù)載分析是對(duì)所涉及的載荷進(jìn)行分析與計(jì)算。1） 工作負(fù)載 由金屬切削原理可知，高速

12、鋼鉆頭鉆鑄鐵孔時(shí)的軸向切削力Ft與鉆頭直徑D（mm）、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f (mm/r)和鑄件硬度HBS之間的經(jīng)驗(yàn)算式為 Ft=25.5D f 0.8(HBS)0.6 (9-1)式中Ft 軸向切削力（N）； D 鉆頭直徑D（mm）； HBS工件材料硬度； f 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，對(duì)13.9mm的孔，可選n1=360r/min， f 1=0.147mm/r，對(duì)8.5 mm的孔，可選n2=550r/min， f 2=0.096mm/r。代入式(9-1)求得 Ft=1425.513.90.1470.82400.6+225.58.50.0960.82400.6 =30468N2)慣性負(fù)載 Fm=ma (9-2)式中

13、 Fm 慣性負(fù)載力（N）； m 運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量（kg）； a 運(yùn)動(dòng)部件的加速度（m/s2）。代入式(9-2)求得Fm=(9810/9.81)7/(600.2)N = 583 N3)阻力負(fù)載靜摩擦阻力 Ffs=fsG=0.29810N=1962N講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充動(dòng)摩擦阻力 Ffd=fdG=0.19810N=981N設(shè)計(jì)時(shí)液壓缸的機(jī)械效率可取m=0.9，則推力F=F/m，由此 得出液壓缸的各工作階段的負(fù)載，見(jiàn)表91所示。表-液壓缸在各工作階段的負(fù)載值工況負(fù)載組成負(fù)載值F/N推力F/N啟動(dòng)F=Ffs19622180加速F=Ffd+Fm15641738快進(jìn)F=Ffd9811090工進(jìn)F=Ffd

14、+Ft3144934943快退F=Ffd9811090.負(fù)載圖和速度圖的繪制負(fù)載圖是按計(jì)算的負(fù)載值來(lái)繪制的，如圖9-3a所示。速度圖按已知數(shù)值v1=v3=7m/min、l1=100mm、l2=50mm、快退行程l3=l1+l2=150 mm和工進(jìn)速度v2等繪制。如圖9-3b所示。其中v2由主軸轉(zhuǎn)速及每轉(zhuǎn)進(jìn)給量求出，即v2=n1f1=n2f253mm/min。圖9-3液壓缸在各工作階段的負(fù)載圖和速度圖a) 負(fù)載圖 b)速度圖講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充9.2.3 液壓缸主要參數(shù)的確定由基本技術(shù)分析可知，動(dòng)力滑臺(tái)要求快進(jìn)、快退速度相等，選用液壓缸為單桿活塞式，并在快進(jìn)時(shí)作差動(dòng)連接。這種情況下液壓缸無(wú)桿

15、腔工作面積A1取為有桿腔工作面積A2的兩倍，即活塞桿直徑d與缸筒直徑D的關(guān)系為：d0.707D。 由表-1和-2可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的最大負(fù)載約為35N時(shí)，初取液壓缸的進(jìn)油工作壓力1=4 MPa。在鉆孔加工時(shí)，液壓缸回油路上設(shè)有背壓2，以防孔被鉆通時(shí)滑臺(tái)突然前沖，初取2= 0.8 MPa，快進(jìn)時(shí)液壓缸雖作差動(dòng)連接，但由于油管中有壓降p 存在，有桿腔的壓力必須大于無(wú)桿腔的壓力，估算時(shí)可取p0.5 MPa?？焱藭r(shí)回油腔中是有背壓的，這時(shí)，2亦可按0.5 MPa估算。由工進(jìn)時(shí)的推力F可計(jì)算液壓缸面積：F = Fm=(p1A1- p2A2)m=p1A1-p2(A1/2)m (9-3)式中F 液壓缸的

16、工作負(fù)載（N），見(jiàn)表9-1； 1液壓缸進(jìn)油工作壓力（MPa）； 2液壓缸出油工作壓力（MPa）； A1 液壓缸無(wú)桿腔橫截面面積（mm），A1=D2/4； A2液壓缸有桿腔橫截面面積（mm），A2=(D2-d2)/4； m液壓缸機(jī)械效率。 由式(9-3)可得 A1 = F /(p1- p2/2)m=31449/(4-0.8/2)1060.9 = 0.0097 m2 = 97 cm2D = 11.12cm d = 0.707D=7.86 cm 將計(jì)算的直徑圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，可得：D =11cm, d =8cm。由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為：A1=D 2/4=95.03 cm2，A2=(D 2-d

17、 2)/4=44.77cm2。同時(shí)，活塞桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要符合要求。根據(jù)上述D 與d 的值，可估算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力、流量和功率，見(jiàn)表9-2所示。講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充表9-2液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工況推力F(N)回油腔壓力p2(MPa)進(jìn)油腔力 p1(MPa)輸入流量q（L/min）輸入功率P(Kw)計(jì)算式差動(dòng)快進(jìn)啟動(dòng)2180p10.434p1=(F+ p2A2)/A1q =(A1-A2)v1P =p1q1加速1738p1+p（p =0.5MPa)0.791恒速10900.66235.190.39工進(jìn)349430.84.0540.50.034p1=(F+ p2A

18、2)/A1q =A1v2P =p1q快退啟動(dòng)218000.487p1=(F+ p2A1)/A2q =A2v3P =p1q加速17380.51.45恒速10901.30531.340.68圖9-4所示是由液壓缸的壓力、流量繪制的工況圖。圖9-4 液壓缸在不同工作階段的壓力、流量工況圖 a)壓力圖 b)流量圖講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充9.2.4 液壓系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)主要是選擇液壓回路和組裝液壓系統(tǒng)。1.液壓基本回路的選擇首先選擇調(diào)速回路，由表9-2 可知，這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，可采用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速形式。為了解決進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路在孔鉆通時(shí)滑臺(tái)突然前沖現(xiàn)象，

19、回油路上設(shè)置背壓閥。由于液壓系統(tǒng)選用了節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)中油液的循環(huán)方式采用開(kāi)式傳動(dòng)的。從工況圖里可以清楚地看到，在這個(gè)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)中，液壓缸要求動(dòng)力源交替地提供低壓大流量和高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比約為70倍，而快進(jìn)快退所需的時(shí)間t1和工進(jìn)所需的時(shí)間t2分別為：亦即是t2/t126。因此從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量的角度上來(lái)看，采用單個(gè)定量泵作為油源顯然是不合理的，因此，應(yīng)選用國(guó)內(nèi)比較成熟的產(chǎn)品雙聯(lián)式定量葉片泵作為泵源，如圖9-5a所示。 其次是快速運(yùn)動(dòng)回路和換向回路的選擇。系統(tǒng)中采用節(jié)流調(diào)速回路后，不管采用什么油源形式都必須有單獨(dú)的油路直接通向液壓缸兩腔，以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。在

20、本系統(tǒng)中，單桿液壓缸采用差動(dòng)連接，所以它的快進(jìn)快退換向回路應(yīng)采用圖9-5b所示的形式。 然后是速度換接回路的選擇。由圖 9-4中的流量曲線(xiàn)可知，當(dāng)滑臺(tái)從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，輸入液壓缸的流量由 35.19 L/min變?yōu)?.5L/min，滑臺(tái)的速度變化較大，宜選用行程閥來(lái)控制速度的換接，以減少液壓沖擊，如圖9-5c所示。當(dāng)滑臺(tái)由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退時(shí)，通過(guò)的流量很大，進(jìn)油路通過(guò) 31.34 Lmin，回油路通過(guò) 31.34（95.0344.77）= 66.50 L/min 。為了保證換向平穩(wěn)起見(jiàn)，可采用電液換向閥式換接回路，如圖9-5b所示。同時(shí)考慮要實(shí)現(xiàn)液壓缸的差動(dòng)連接，換向閥需要用五通的。最后再考慮壓力

21、控制回路。系統(tǒng)的調(diào)壓?jiǎn)栴}已在油源中解決。卸荷問(wèn)題如采用中位機(jī)能為M型的三位換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，就不需再設(shè)置專(zhuān)用的元件或油路。 講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充圖9-5液壓回路的選擇a）泵源 b）換向回路 c）速度換接回路2.組裝液壓系統(tǒng)在液壓基本回路選擇以后，需要將其組裝在一起，以便完成一個(gè)草擬的液壓系統(tǒng)圖，如圖9-6 所示，并且經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，必須及時(shí)進(jìn)行修改：圖9-6 液壓系統(tǒng)草擬圖1雙聯(lián)葉片泵（1A高壓小流量泵、1B低壓大流量泵） 2電液換向閥3行程閥 4調(diào)速閥 5、10、12單向閥 6液壓缸 7卸荷閥 8背壓閥 9溢流閥 11過(guò)濾器 a、c單向閥 b順序閥 d壓力繼電器講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)

22、充1)工進(jìn)時(shí)進(jìn)油路、回油路必須隔斷，否則工進(jìn)時(shí)壓力無(wú)法建立，為了解決此問(wèn)題，需要在電液換向回路中串接一個(gè)單向閥a。2)為使液壓缸實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接快進(jìn)，避免滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)回油路接通油箱，必須在回油路上串接一個(gè)液控順序閥b。3)為避免空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)，提高滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，同時(shí)考慮到電液換向閥用M型滑閥機(jī)能的啟動(dòng)問(wèn)題，需要在電液換向閥的出口處增設(shè)一個(gè)單向閥c。4)為了便于系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出快速退回信號(hào)，在調(diào)速閥輸出端增設(shè)一個(gè)壓力繼電器d。5)如果將順序閥b和背壓閥的位置對(duì)調(diào)一下，就可以將順序閥與油源處的卸荷閥合并。此外，其他的要求可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求考慮，比如，調(diào)試時(shí)的壓力表位置等等。經(jīng)過(guò)對(duì)草擬的液壓系統(tǒng)修改、整理后

23、，便可得到較為合理、完善的液壓系統(tǒng)圖，如圖9-7所示。圖9-7 液壓系統(tǒng)圖1雙聯(lián)葉片泵 2電液換向閥 3行程閥 4調(diào)速閥5、10、12、13、15單向閥 6液壓缸 7卸荷閥8背壓閥 9溢流閥 11過(guò)濾器 14壓力繼電器講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充9.2.5 液壓元件的選擇1.液壓泵的選擇液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為4.054MPa，若取進(jìn)油路上的壓力損失為0.8MPa，壓力繼電器調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力之值為0.5MPa，則小流量泵的最大工作壓力應(yīng)為：PP1=4.054+0.8+0.5= 5.354 MPa；大流量泵是在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)才向液壓缸供油的，由圖9-4 可知，快退時(shí)液壓缸中的工

24、作壓力比快進(jìn)時(shí)大，若取進(jìn)油路上的壓力損失為0.5MPa，則大流量泵的最高工作壓力為：PP2=(1.305+0.5)=1.805 MPa。 由圖9-4可知，液壓缸的最大流量為 35.19 Lmin是由雙聯(lián)液壓泵同時(shí)提供的。若回路中的泄漏按液壓缸輸入流量的 10%估算，則雙聯(lián)泵的總流量應(yīng)為 qp=1.135.19Lmin=38.71Lmin。由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3L/min，而工進(jìn)時(shí)輸入液壓缸的流量為0.5 L/min，所以小流量泵的流量規(guī)格最少應(yīng)為3.5Lmin。根據(jù)壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品目錄，最后確定選取PV2R12型雙聯(lián)葉片泵，其額定壓力14MPa，大流量泵的額定流量36L/min

25、和小流量泵的額定流量6L/min。驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的功率可以根據(jù)液壓缸在快退時(shí)輸入的功率，即相當(dāng)于液壓泵輸出壓力 1.805MPa、流量 38.71L/min時(shí)的情況。如取雙聯(lián)葉片泵的總效率為p=0.75，則驅(qū)動(dòng)液壓泵電機(jī)所需的功率為：P = ppqp/p = 1.805106(38.7110-3/60)/(0.75103) =1.55 kW 。根據(jù)此數(shù)值查閱電機(jī)產(chǎn)品目錄，最后選定Y100L1-4型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為P=2.2 kW。2.閥類(lèi)元件及輔助元件的選擇根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類(lèi)元件和輔助元件的實(shí)際流量，可選出這些元件的型號(hào)及其規(guī)格，見(jiàn)表9-3所示。3.油管的選擇油管的規(guī)格是按管道的耐壓、流量和各元件間連接管道處尺寸來(lái)確定，油管均按流過(guò)的最大流量計(jì)算。當(dāng)液壓泵選定后，液壓缸在各個(gè)階段的進(jìn)、出流量便可以精確計(jì)算。.油箱的選擇油箱容積可按經(jīng)驗(yàn)公式初步估算為 V=Kq (9-)式中 V油箱的容積（L）： K經(jīng)驗(yàn)系數(shù)（常取K=212）：講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充q液壓泵的總