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第九章 液压系统设计与计算.ppt

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第九章 液压系统设计与计算.ppt
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,,第九章 液压系统设计计算,液压系统设计是整机设计的重要组成部分,是实现整个系统液压控制部分的关键。设计主要包括液压系统工况分析和系统的确定、液压系统参数的确定、液压系统图的拟定、液压元件的计算和选取等。,,,本章目录,教学要求,,重点难点,教学要求,掌握液压系统设计步骤与计算方法 ;能够使用液压手册及相应参数表选取参数;能够根据工况要求选取合适的液压元件;能够根据系统工况要求设计出简单的液压系统,并绘制出合理的液压回路图。,重点难点,液压系统设计步骤与计算方法 ;选取相应参数及合适的液压元件;设计简单的液压系统,绘制出合理的液压回路图。,本章目录,第一节 液压系统设计步骤和方法,第二节液压系统设计计算实例,,1.系统原理图 2.元件明细表 3.系统计算书,,4.非标准件结构设计1 )油缸参数设计2)阀板设计3)油箱及泵装置设计,设计任务,第一节 液压系统设计步骤和方法,1、明确要求,工况分析 2、选择方案,确定参数 3、拟定草图,选择元件 4、系统验算,元件参数调节 5、结构设计,编写技术文件,设计步骤,1、设计要求:1)主机中对液压系统要求(动作)2)主机运动对液压系统性能要求:调速、平稳性、温升、效率、自动化程度3)主机各运动间运动关联要求互锁、同步、连锁、顺序等要求4)主机工作环境、温度、湿度、经济性和外观尺寸,明确要求,工况分析,2、工况分析:执行元件负载分析与运动分析1)运动行程 工况要求2)负载分析:工作负载、惯性负载、摩擦负载和背压负载等3)运动(速度)分析:运动速度(快)、工进速度、速度差4)分析法面:工况图,1、选择方案:根据系统对动作的要求及负载的性质(输出力或转矩),确定执行元件种类及工作形式,从而确定执行元件的工作状态,为参数确定提供依据。,选择方案,确定参数,2、确定参数:系统参数主要是压力和流量,这是系统计算、元件选择、系统验算的依据。而无论哪种参数均以保证执行元件输出工况需要为前提的,因此,参数确定主要是执行元件的参数确定。,1)系统的压力:P缸可用初步选取的方法;可参考同类设备选取,也可根据系统最大负载选取。 2)缸的直径:由结构分析确定缸工作腔和缸的形式。按选取的压力可以确定缸直径:例:无杆腔工作,以传力为主时以运动为主时要考虑D的选取情况但d、D确定后要圆整为整数。,3)马达排量:4)缸(马达)流量:缸:qx≥A· vmin qx≤A·vmax马达:qx≥V· nmin qx≤V·nmax,1、选择回路:根据动作(速度或压力)要求及其他各项要求,选择液压基本回路。 2、拟定草图:将上述回路合并拟合后形成系统图,在拟合时注意:减少元件重复,防止干扰,分析性能,保证效率,发热少,拟定系统草图,选择基本回路,1、液压泵选择:泵类型按工况要求及经济性选择,动力源计算,选择元件,2、阀选择按阀实际承载的压力和实际通过的流量来选择阀的规格;按阀的动作要求和性能要求选择阀的种类。3、油箱容量确定按泵每分钟流量选择油箱容量:一般V≥q泵aa:低压系统—2~4中压系统—5~7高压系统—6~12,4、油管及管接头:油管按内径和壁厚选择:v:吸油 0.5~1.5m/s压油 1.5~ 5m/s回油 1.5~2.5m/s管型按承压情况选择接头按管型选择,1、压力损失验算验算后确定泵规格是否合适,然后确定各压力阀调整压力。,系统验算,2、系统发热验算:按系统散热计算发热是 Hi =Pi -PO =Pi (1-η)按油箱面积计算油箱散热是H0H0=KA0t (k为散热系数)验算:H0≥Hi—合适H0Hi—重新设计,,,例:设计一台卧式单面钻镗两用组合机床,其工作循环是“快进——工进——快退——原位停止”;工作时最大轴向力为30kN,运动部件重为19.6kN;快进、快退速度为6m/min,工进速度为0.02~0.12m/min;最大行程400mm,其中工进行程200mm;启动换向时间⊿t=0.2s;采用平导轨,其摩擦系数f=0.1。,第二节 液压系统设计计算实例,1)负载分析由工作负载Fw =30kN,重力负载FG=0,按启动换向时间和运动部件重量(F·∆t=m(v2-v1))计算得到惯性负载Fa=1000N,摩擦阻力Ff=1960N。取液压缸机械效率ηm =0.9,则液压缸工作阶段的负载值见表。 2)速度分析由快进、快退速度为6m/min,工进速度范围为20~120mm/min,按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环图(略)。,1、工况分析,表:液压缸在各工作阶段的负载值工作循环 计算公式 负载f(N)启动加速 F=(Ff+Fa)/ ηm 3289快 进 F= Ff/ ηm 2178工 进 F=(Ff+ Fw)/ ηm 35511快 退 F=Ff/ ηm
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