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News Center執(zhí)行元件的工作壓力和流量是液壓系統(tǒng)zui主要的參數(shù)。這兩個參數(shù)是計算和選擇液壓元件、輔件、原動機(電機)的規(guī)格型號的依據(jù)。
1.系統(tǒng)工作壓力的確定
根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負載循環(huán)圖,可以確定系統(tǒng)的zui大載荷點,在充分考慮系統(tǒng)所需流量、效率等因素后,可參考表A和表B選定系統(tǒng)工作壓力。
表A按負載選擇系統(tǒng)工作壓力
負載力/kN | <5 | 5~10 | 10~20 | 20~30 | 30~50 | >50 |
工作壓力/MPa | 0.8~1 | 1.5~2 | 2.5~3 | 3~4 | 4~5 | 5~7 |
當系統(tǒng)功率一定時,選用較高工作壓力,則元件的尺寸小、質(zhì)量輕、經(jīng)濟性好,但是工作壓力選得過高,泵體、閥體及缸壁都要增厚,材料和制造精度要求高,反而達不到經(jīng)濟效果,而且會降低元件的容積效率、增加系統(tǒng)發(fā)熱、降低元件壽命和系統(tǒng)的可靠性。
2.確定執(zhí)行元件的主要結構尺寸
(1)液壓缸 液壓缸需要確定的主要結構尺寸是液壓缸的內(nèi)徑D和活塞桿的外徑d。
在一般情況下,當活塞桿受拉狀態(tài)下工作時,取d/D=0.3~0.5,工作壓力取大值。當活塞桿在受壓狀態(tài)下工作時,取d/D=O.5~0.7。采用差動連接并要求往返速度相等時,應取d=0.707D。
對有低速運動要求的系統(tǒng)(如精鏜機床的進給液壓系統(tǒng)),還需對液壓缸的有效工作面積A進行驗算,即應保證
A≥qmin/vmin (9-8)
式中qmin——控制執(zhí)行元件速度的流量閥的zui小穩(wěn)定流量,可以從液壓閥的產(chǎn)品樣本中查得。
Vmin——液壓缸要求達到的zui低工作速度。
驗算結構若不滿足式(9-8),則說明按所設計的結構尺寸和方案達不到所需的低速要求,必須修改設計。
(2)液壓馬達 液壓馬達所需的排量Vm可按下式計算
Vm=2πTm/△pηm (9-9)
式中 Tm——液壓馬達的負載轉(zhuǎn)矩;
△p——液壓馬達的兩腔工作壓差;
ηm——液壓馬達的機械效率,一般取m=0.9~0.97。
求得排量Vm值后,從產(chǎn)品樣本中選擇液壓馬達的型號。
計算出的液壓馬達的排量Vm也必須滿足zui低速度的要求。
(3)執(zhí)行元件流量的確定 液壓缸(液壓馬達)所需zui大流量qmax按其實際有效工作面積A(或液壓馬達的排量Vm)及所要求的zui大速度vmax(或馬達zui大轉(zhuǎn)速nmax)來計算,即
qmax=Avmax/ηv (qmax=Vmnmax/ηmv) (9-10)
式中ηv(ηmv)——執(zhí)行元件的容積效率。
差動連接的實際有效工作面積A為活塞面積A1與活塞桿面積A2之差。
液壓缸所需的zui小流量qmin按其實際工作面積A和zui小速度Vmin來計算,即
qmin=Avmin/ηv (9-11)
上面所求的液壓缸zui小流量應等于或大于流量控制閥或變量泵的zui小穩(wěn)定流量。
同理,液壓馬達zui小流量按其排量和所要求的zui小轉(zhuǎn)速來計算。
(4)執(zhí)行元件的工況 圖工況圖包括壓力圖、流量圖和功率圖。壓力圖、流量圖是執(zhí)行元件在運動循環(huán)中各階段的壓力與時間或壓力與位移,流量與時間或流量與位移的關系圖。功率圖則是根據(jù)壓力p與流量q計算出各循環(huán)階段所需要的功率,畫出功率與時間或功率與位移的關系圖。當系統(tǒng)中有多個同時工作的執(zhí)行元件時,必須把這些執(zhí)行元件的流量圖按系統(tǒng)總的動作循環(huán)組合成總流量圖。圖B所示為某液壓缸的工況圖,其中實線、點畫線和雙點畫線分別表示p、g、P。
一般的方法是選擇一種與本系統(tǒng)類似的成熟系統(tǒng)作為基礎,對它進行適應性調(diào)整或改進,使其成為具有繼承性的新系統(tǒng)。如果沒有合適的相似系統(tǒng)可借鑒,可參閱設計手冊和參考書中有關的基本回路加以綜合完善,構成自己設計的系統(tǒng)原理圖。用這種方法擬訂系統(tǒng)原理圖時,包括確定系統(tǒng)類型、選擇回路和組成系統(tǒng)三方面的內(nèi)容。
1.選擇系統(tǒng)的類型
系統(tǒng)的類型有開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)兩種。選擇系統(tǒng)的類型主要取決于它的調(diào)速方式和散熱要求。一般地,采用節(jié)流調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速回路的系統(tǒng)、有較大空間放置油箱且不需另設散熱裝置的系統(tǒng)、要求結構盡可能簡單的系統(tǒng)等都宜采用開式系統(tǒng);采用容積調(diào)速回路的系統(tǒng)、對工作穩(wěn)定性和效率有較高要求的系統(tǒng)、行走機械上的系統(tǒng)宜采用閉式系統(tǒng)。威斯特小編敬上
2.選擇液壓基本回路
液壓基本回路是決定主機動作和性能的基礎,是組成系統(tǒng)的骨架。要根據(jù)液壓系統(tǒng)所需完成的任務和工作機械對液壓系統(tǒng)的設計要求來選擇液壓基本回路。
選擇回路時既要考慮調(diào)速、調(diào)壓、換向、順序動作、動作互鎖等要求,也要考慮節(jié)省能源、減少發(fā)熱、減少沖擊、保證動作精度等問題。
3.液壓系統(tǒng)的合成
滿足系統(tǒng)要求的各個液壓回路選定之后,就可進行液壓系統(tǒng)的合成即將各液壓回路放在一起,進行歸并、整理,必要時再增加一些元件或輔助油路,使之成為一個完整的液壓系統(tǒng)。合成液壓系統(tǒng)時應特別注意以下幾點:防止回路間可能存在的相互干擾;系統(tǒng)應力求簡單,并將作用相同或相近的回路合并,避免存在多余回路;系統(tǒng)要安全可靠,要有安全、聯(lián)鎖等回路,力求控制油路可靠;組成系統(tǒng)的元件要盡量少,并應盡量采用標準元件;組成系統(tǒng)時還要考慮節(jié)省能源,提率,減少發(fā)熱,防止液壓沖擊;測壓點分布合理等。
zui重要的是,實現(xiàn)給定任務有多種多樣的系統(tǒng)方案,因此必須進行方案論證,對多個方案從結構、技術、成本、操作、維護等方面進行反復對比,zui后組成一個結構完整、技術先進合理、性能的系統(tǒng)。
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