《液压与气压传动技术》课件第8章.ppt

(5)工作性能，如速度的平稳性、工作的可靠性、转换精度、停留时间等方面的要求。(6)液压系统的工作环境，如温度及其变化范围、湿度、振动、冲击、污染、腐蚀或易燃等情况（这涉及到液压元件和介质的选用）。(7)其它要求，如液压装置的重量、外形尺寸、经济性等方面的要求。2)工况分析工况分析就是分析液压执行元件在工作过程中速度和负载的变化规律，求出工作循环中各动作阶段的负载和速度的大小，并绘制速度、负载随时间（或位移）变化的曲线图（称速度循环图和负载循环图）。简单系统可不绘制，但应找出最大负载和最大速度点。从这两幅图中可明显看出最大负载和最大速度值及二者所在的工况。这是确定系统的性能参数和执行元件的结构参数（结构尺寸）的主要依据。在一般情况下，液压缸承受的负载由六部分组成，即工作负载、导轨摩擦负载、惯性负载、重力负载、密封负载和背压负载，前五项构成了液压缸所要克服的机械总负载。(1)工作负载Fw。工作负载与主机的工作性质有关，它可能是定值，也可能为变值。其大小要根据具体情况加以计算，有时还要由样机实测确定。对于金属切削机床来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载；对液压机来说，工件的压制抗力即为工作负载。工作负载Fw与液压缸运动方向相反时为正值，方向相同时为负值（如顺铣加工的切削力）。(2)导轨摩擦负载Ff。导轨摩擦负载是指液压缸驱动运动部件时所受的导轨摩擦阻力，其值与运动部件的导轨形式、放置情况及运动状态有关。各种形式导轨的摩擦负载计算公式可查阅有关手册。机床上常用平导轨和V形导轨支承运动部件，其摩擦负载Ff值的计算公工（导轨水平放置时）如下。对于平导轨Ff=f（G+FN）（8-1）对于平导轨（8-2）式中G——运动部件的重力；FN——作用在导轨上的垂直载荷；a——V形导轨面的夹角（°），一般取a=90°；f——摩擦系数，其值可能阅相关设计手册。(3)惯性负载Fa。惯性负载是运动部件在启动加速或制动减速时产生的惯性力，其值可按牛顿第二定律求出（8-3）式中:g为重力加速度；Δu为Δt时间内速度的变化量；Δt为启动或制动的时间，启动加速时，取正值，减速制动时，取负值。一般机械系统Δt取0.1～0.5s；行走机械系统Δt取0.5～1.5s；机床运动系统Δt取0.25～0.5s；机床进给系统Δt取0.05～0.2s。工作部件较轻或运动速度较低时取小值。(4)重力负载Fg。垂直或倾斜放置的运动部件在没有平衡的情况下，其自重也成为一种负载。倾斜放置时，只计算重力在运动方向上的分力。液压缸上行时重力负载取正值，反之取负值。(5)密封负载Fs。密封负载是指密封装置的摩擦力，其值与密封装置的类型和尺寸、液压缸的制造质量和油液的工作压力有关。Fs的计算公式详见有关手册。在未完成液压系统设计之前，不知道密封装置的参数，Fs无法计算，一般用液压缸的机械效率ηm加以考虑，常取ηm=0.90～0.97。(6)背压负载Fb。背压负载是指液压缸回油腔背压所造成的阻力。在系统方案及液压缸结构尚未确定之前，其无法计算，在负载计算时可暂不考虑。液压缸各个主要工作阶段的机械总负载F可按下列公式计算。启动加速阶段（8-4）快速阶段（8-5）工进阶段（8-6）制动减速阶段(8-7)2.主要性能参数的确定执行元件的工作压力和流量是液压系统最主要的参数。这两个参数是计算和选择液压元件、辅助元件、原动机（电机）规格型号的依据。要确定液压系统的压力和流量，首先必须根据各液压执行元件的负载循环图选定系统工作压力。系统压力一经确定，液压缸有效工作面积或液压马达的排量即可确定。然后，根据位移—时间循环图（或速度—时间循环图）确定其流量。3.拟定液压系统图一般的方法是选择一种与本系统类似的成熟系统作为基础，对它进行适应性调整或改进，使其成为具有继承性的新系统。如果没有合适的相似系统可借鉴，可参阅设计手册和参考书中有关的基本回路加以综合完善，构成自己设计的系统原理图。用这种方法拟定系统原理图时，包括选择系统类型、选择回路和合成系统三方面的内容。1)选择系统的类型系统的类型有开式系统和闭式系统两种。选择系统的类型主要取决于它的调速方式和散热要求。一般来说，采用节流调速和容积节流调速的系统、有较大空间放置油箱且不需另设散热装置的系统、要求结构尽可能简单的系统等都宜采用开式系统；采用容积调速的系统、对