液壓系統(tǒng)解決方案
產(chǎn)品介紹
液壓系統(tǒng)解決方案
一、 液壓泵的選擇
1）確定液壓泵的最大工作壓力pp
pp≥p1+Σ△p （21）
式中 p1——液壓缸或液壓馬達最大工作壓力；
Σ△p——從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達入口之間總的管路損失。 Σ△p的準確計算要待元件選定并繪出管路圖時才能進行，初算時可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取：管路簡單、流速不大的，取Σ△p=（0.2～0.5）MPa；管路復雜，進口有調(diào)閥的，取Σ△p=（0.5～1.5）MPa。
2）確定液壓泵的流量QP 多液壓缸或液壓馬達同時工作時，液壓泵的輸出流量應為
QP≥K（ΣQmax） （22）
式中 K——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.1～1.3；
ΣQmax——同時動作的液壓缸或液壓馬達的最大總流量，可從（Q-t）圖上查得。對于在工作過程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還須加上溢流閥的最小溢流量，一般取0.5×10-4m3/s。
系統(tǒng)使用蓄能器作輔助動力源時
式中 K——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.2；
Tt——液壓設(shè)備工作周期（s）；
Vi——每一個液壓缸或液壓馬達在工作周期中的總耗油量（m3）；
z——液壓缸或液壓馬達的個數(shù)。
3）選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上求得的pp和Qp值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從產(chǎn)品樣本或本手冊中選擇相應的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%～60%。
4）確定液壓泵的驅(qū)動功率 在工作循環(huán)中，如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，即（p-t）、（Q-t）圖變化較平緩，則
式中 pp——液壓泵的最大工作壓力（Pa）；
QP——液壓泵的流量（m3/s）；
ηP——液壓泵的總效率，參考表9選擇。
表9液壓泵的總效率
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限壓式變量葉片泵的驅(qū)動功率，可按流量特性曲線拐點處的流量、壓力值計算。一般情況下，可取pP=0.8pPmax，QP=Qn，則
式中 ——液壓泵的最大工作壓力（Pa）；
——液壓泵的額定流量（m3/s）。
在工作循環(huán)中，如果液壓泵的流量和壓力變化較大，即（Q-t），（p-t）曲線起伏變化較大，則須分別計算出各個動作階段內(nèi)所需功率，驅(qū)動功率取其平均功率
式中 t1、t2、…tn——一個循環(huán)中每一動作階段內(nèi)所需的時間（s）；
P1、P2、…Pn——一個循環(huán)中每一動作階段內(nèi)所需的功率（W）。
按平均功率選出電動機功率后，還要驗算一下每一階段內(nèi)電動機超載量是否都在允許范圍內(nèi)。電動機允許的短時間超載量一般為25%。
二、液壓閥的選擇
1）閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實際通過該閥的最大流量，選擇有定型產(chǎn)品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選??；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，要考慮最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行機構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求。
控制閥的流量一般要選得比實際通過的流量大一些，必要時也允許有20%以內(nèi)的短時間過流量。
2）閥的型式，按安裝和操作方式選擇。
三、 蓄能器的選擇
1.蓄能器用于補充液壓泵供油不足時，其有效容積為：
V=ΣAiLiK-qBt(m3 )(9-21)
式中：A為液壓缸有效面積(m2)；L為液壓缸行程(m)；K為液壓缸損失系數(shù)，估算時可?。耍?.2；qB為液壓泵供油流量(m3/s)；t為動作時間(s)。
2.蓄能器作應急能源時，其有效容積為：
V=ΣAiLiK(m3 )(9-22)
當蓄能器用于吸收脈動緩和液壓沖擊時，應將其作為系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)與其關(guān)聯(lián)部分一起綜合考慮其有效容積。
根據(jù)求出的有效容積并考慮其他要求，即可選擇蓄能器的形式。
四、 管道尺寸的確定
1.油管類型的選擇
液壓系統(tǒng)中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應有足夠的通流截面和承壓能力，同時，應盡量縮短管路，避免急轉(zhuǎn)彎和截面突變。
(1)鋼管：中高壓系統(tǒng)選用無縫鋼管，低壓系統(tǒng)選用焊接鋼管，鋼管價格低，性能好，使用廣泛。
(2)銅管：紫銅管工作壓力在6.5～10MPa以下，易變曲，便于裝配；黃銅管承受壓力較高，達25MPa，不如紫銅管易彎曲。銅管價格高，抗震能力弱，易使油液氧化，應盡量少用，只用于液壓裝置配接不方便的部位。
(3)軟管：用于兩個相對運動件之間的連接。高壓橡膠軟管中夾有鋼絲編織物；低壓橡膠軟管中夾有棉線或麻線編織物；尼龍管是乳白色半透明管，承壓能力為2.5～8MPa，多用于低壓管道。因軟管彈性變形大，容易引起運動部件爬行，所以軟管不宜裝在液壓缸和調(diào)速閥之間。
2.油管尺寸的確定
(1)油管內(nèi)徑d按下式計算：
計算方式：q為通過油管的最大流量(m3/s)；v為管道內(nèi)允許的流速(m/s)。一般吸油管取0.5～5(m/s)；壓力油管取2.5～5(m/s)；回油管取1.5～2(m/s)。
(2)油管壁厚δ按下式計算：
δ≥p·d/2〔σ〕 (9-24)
式中：p為管內(nèi)最大工作壓力；〔σ〕為油管材料的許用壓力，〔σ〕=σb/n；σb為材料的抗拉強度；n為安全系數(shù)，鋼管p＜7MPa時，取n=8；p＜17.5MPa時，取n=6；p＞17.5MPa時，取n=4。
根據(jù)計算出的油管內(nèi)徑和壁厚，查手冊選取標準規(guī)格油管。
表10 允許流速推薦值
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n——安全系數(shù)，對鋼管來說，p＜7MPa時，取n=8；p＜17.5MPa時，取n=6；p＞17.5MPa時，取n=4。
五、油箱容量的確定
初始設(shè)計時，先按經(jīng)驗公式（31）確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進行校核。
油箱容量的經(jīng)驗公式為
V=αQV （31）
式中 QV——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（m3）；
α——經(jīng)驗系數(shù)，見表11。
表11 經(jīng)驗系數(shù)α
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在確定油箱尺寸時，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時，油箱的油位不低于最低限度。
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