液压系统设计.ppt

**第十三章液压系统的设计计算§11—1明确设计要求,进行工况分析§11—2拟定液压系统原理图§11—3计算和选择液压元件§11—4绘制工作图，编写技术文件§11—1明确设计要求，进行工况分析一、明确设计要求二、工况分析一、明确设计要求液压系统是主机的配套部分，设计液压系统时首先要明确主机对液压系统提出的要求，具体包括：1、主机的动作要求这是指主机的哪些动作要求用液压传动来实现，这些动作间有无联系以及要不要完成一定自动循环等。主机可能对液压系统提出许多要求，设计这应在了解主机用途、工作过程和总体布局的基础上对这些要求做出分析。2、主机的性能要求这是指主机内采用液压传动的各执行机构在力和运动方面的要求。各执行机构在各工作阶段所需的力和速度的大小、调速的范围、速度的平彻性以及完成一个循环的时间等方面都必须有明确的数据。现代化机械要求高精度、高生产力以及高度自动化，这不仅要求其液压系统具有良好的静态指标，还常对其动态指标提出要求。3、液压系统的工作环境工作环境的温度和湿度，污染和振动冲击情况以及是否有腐蚀性和易燃性物质存在等问题均应有明确答案。这涉及液压元件和介质的选用。必要时设计中还应附加防护措施。4、其他要求如液压装置在重量、外形尺寸方面的限制以及经济性、能耗方面的要求等。二、工况分析工况分析就是分析主机在工作过程中速度和负载的变化规律，即进行运动分析和负载分析。对于动作复杂的机械需绘制速度循环图和负载循环图，简单的系统可以不绘图，但需要找出其最大负载和最大速度点。实际上，工况分析是进一不明确主机在性能方面的要求。1、运动分析根据工作要求，将主机各执行元件在一个完整的工作循环内各阶段的速度用图表示出来。一般用速度—时间（v-t）或速度—位移（v-s）曲线表示，称为速度循环图。图a为组合机床动力滑台的工作循环，图b是速度-位移（v-s）曲线。2、负载分析根据工况要求，将执行元件在各阶段所需克服的负载用图表示出来。一般用负载—时间（F-t）或负载—位移（F-s）曲线表示，称为负载循环图。（1）液压缸的负载分析用液压缸带动主机执行机构作直线往复运动时，所需克服的外负载动力为：FL=F+Ff=Faa.工作负载F不同机械的工作负载其形式各不同。对于金属切削机床，作用在运动部件运动方向上的切削力是工作负载；而对于提升机械，其重物的重量就是工作负载。工作负载可以是恒定的，也可以是变化的；可能是正值负载，也可能是负值负载。b.摩擦阻力负载Ff摩擦阻力负载是指主机执行机构在运动时所需克服的支承面上的摩擦力。Ff=?Ni?i式中Ni—作用在第i个支承面上的法向力；?i—该支承面的摩擦系数。ki=1c.惯性负载Fa惯性负载是指运动部件启动或制动过程中的惯性力。可按牛顿第二定律计算：Fa=ma=(G/g).(?v/?t)液压缸运动时还需克服密封装置的摩擦阻力，其大小与密封形式、液压缸的制造质量和工作压力有关。计算出工作循环中各阶段的外负载后，便可作出负载循环图。上述组合机床动力滑台的负载循环图如下。（2）液压马达负载分析以液压马达为执行元件时，液压马达需克服的外负载为：ML=M+Mf+Ms式中M—工作负载折合到液压马达上的力矩；Mf—执行机构等的摩擦力折合到液压马达上的力矩；Ms—执行机构、运动装置和液压马达等在启动和制动时的惯性力折合到液压马达上的力矩的总和。3、执行元件容量的确定（1）选定工作压力工作压力的选定关系到设计出和系统是否经济合理；工作压力低，则要求执行元件的容量大，即尺寸大、重量重，系统所需流量也大；压力过高，则对元件的制造精度和系统的使用维护要求提高，并使容积效率降低。一般是根据机械的类型来选择工作压力。（2）液压缸有效面积的确定从满足负载力的要求出发A=FL/?cmp当工作速度很低时，按上式计算出的工作面积不一定能满足最低稳定速度的要求，因此应按最低运动速度来进行验算，即液压缸的有效工作面积应满足下式：A?Qmin/vmin如验算结果不能满足要求，则液压缸有效工作面积