液压系统设计步骤总结.docx

液压系统的设计步骤与设计要求

液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。

1.1设计步骤

液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。

1） 确定液压执行元件的形式；

2） 进行工况分析，确定系统的主要参数；

3） 制定基本方案，拟定液压系统原理图；

4） 计算和选择液压元件；

5） 液压系统的性能验算；

6） 绘制工作图，编制技术文件。

1.2明确设计要求

设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。

1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境（温度、湿度、振动冲击）、总体布局（及液压传动装置的位置和空间尺寸的要求）等；

2） 液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何；

3） 液压驱动机构的运动形式，运动速度；

4） 各动作机构的载荷大小及其性质；

5） 对调速范围、运动平稳性、换向定位精度等性能方面的要求；

6） 自动化程度、操作控制方式的要求；

7） 对防尘、防爆、防腐、防寒、噪声、安全可靠性的要求；

8） 对效率、成本等方面的要求。

主机的工况分析

通过工况分析，可以看出液压执行元件在工作过程中速度和载荷变化情况，为确定系统及各执行元件的参数提供依据。

液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。

主机工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。

2.1运动分析

主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图（L—t），速度循环图（v—t），或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。

位移循环图L—t

液压机的液压缸位移循环图纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。

速度循环图v—t（或v—L）

工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。

图为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，最后匀减速运动到终点；第二种，如图中虚线所示，液压缸在总行程的前一半作匀加速运动，在另一半作匀减速运动，且加速度的数值相等；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点°v—t图的三条速度曲线，不仅清楚地表明了三种类型液压缸的运动规律，也间接地表明了三种工况的动力特性。

速度循环图位移循环图

速度循环图

2.2动力分析

动力分析，是研究机器在工作过程中，其执行机构的受力情况，对液压系统而言，就是研究液压缸或液压马达的负载情况。

液压缸的负载及负载循环图

液压缸的负载力计算。

工作机构作直线往复运动时，液压缸必须克服的负载由六部分组成：

F=Fc+Ff+Fi+FG+Fm+Fb (1)

式中：Fc为工作阻力；Ff为摩擦阻力；Fi为惯性阻力；FG为重力；Fm为密封阻力；Fb为排油阻力。

工作阻力Fc：为液压缸运动方向的工作阻力，对于机床来说就是沿工作部件运动方向的切削力，此作用力的方向如果与执行元件运动方向相反为正值，两者同向为负值。该作用力可能是恒定的，也可能是变化的，其值要根据具体情况计算或由实验测定。

摩擦阻力Ff： 为液压缸带动的运动部件所受的导轨摩擦阻力，它与导轨

的形状、放置情况和运动状态有关，其计算方法可查有关的设计手册。

图为最常见的两种导轨形式，其摩擦阻力的值为：

平导

轨:Ff=fEFn

轨:

(2)

V形导

Ff=fEFn/[sin(a/2)]轨：

Ff=fEFn/[sin(a/2)]

(3)

式中：f为摩擦因数；EFn为作用在导轨上总的正压力或沿V形导轨横截面中心线方向的总作用力；a%V形角，一般为90°。

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导轨形式

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