第9章液压传动系统的设计计算.pdf

第 9 章 液压传动系统的设计计算 液压传动系统是机械设备动力传动系统，因此，它的设计是整个机械设备设计的一部 分，必须与主机设计联系在一起同时进行。一般在分析主机的工作循环、性能要求、动作 特点等基础上，经过认真分析比较，在确定全部或局部采用液压传动方案之后才会提出液 压传动系统的设计任务。 液压系统设计必须从实际出发，注重调查研究，吸收国内外先进技术，采用现代设计 思想，在满足工作性能要求、工作可靠要求的前提下，力求使系统结构简单、成本低、效 率高、操作维护方便、使用寿命长。 液压系统设计步骤如下： (1) 明确液压系统的设计要求及工况分析。 (2) 主要参数的确定。 (3) 拟定液压系统原理图，进行系统方案论证。 (4) 设计、计算、选择液压元件。 (5) 对液压系统主要性能进行验算。 (6) 设计液压装置，编制液压系统技术文件。 9.1 液压系统的设计依据和工况分析 9.1.1 液压系统的设计依据 设计要求是进行工程设计的主要依据。设计前必须把主机对液压系统的设计要求和与 设计相关的情况了解清楚，一般要明确下列主要问题： (1) 主机用途、总体布局与结构、主要技术参数与性能要求、工艺流程或工作循环、 作业环境与条件等。 (2) 液压系统应完成哪些动作，各个动作的工作循环及循环时间；负载大小及性质、 运动形式及速度快慢；各动作的顺序要求及互锁关系，各动作的同步要求及同步精度；液 压系统的工作性能要求，如运动平稳性、调速范围、定位精度、转换精度，自动化程度、 效率与温升、振动与噪声、安全性与可靠性等。 (3) 液压系统的工作温度及其变化范围，湿度大小，风沙与粉尘情况，防火与防爆要 求，安装空间的大小、外廓尺寸与质量限制等。 (4) 经济性与成本等方面的要求。 只有明确了设计要求及工作环境，才能使设计的系统不仅满足性能要求，且具有较高 的可靠性、良好的空间布局及造型。 第 9 章 液压传动系统的设计计算 ·251 · 9.1.2 液压系统的工况分析 工况分析的目的是明确在工作循环中执行元件的负载和运动的变化规律，它包括运动 分析和负载分析。 1. 运动分析 运动分析就是研究工作机构根据工艺要求应以什么样的运动规律完成工作循环、运动 速度的大小、加速度是恒定的还是变化的、行程大小及循环时间长短等。为此必须确定执 行元件的类型，并绘制位移―时间循环图或速度―时间循环图。 液压执行元件的类型可按表 9-l 进行选择。 表 9- 1 液压执行元件的类型 名 称 特 点 应用场合 双杆活塞缸 双向输出力、输出速度一样，杆受力状态一样 双向工作的往复运动 双向输出力、输出速度不一样，杆受力状态不同。差 单杆活塞缸 往复不对称直线运动 动连接时可实现快速运动 柱塞缸 结构简单 长行程、单向工作 摆动缸 单叶片缸转角小于 300 °，双叶片缸转角小于 150° 往复摆动运动 齿轮、叶片马达 结构简单、体积小、惯性小 高速小转矩回转运动 轴向柱塞马达 运动平稳、转矩大、转速范围宽 大转矩回转运动 径向柱塞马达 结构复杂、转矩大、转速低 低速大转矩回转运动 2. 负载分析 负载分析就是通过计算确定各液压执行元件的负载大小和方 向，并分析各执行元件运 动过程中的振