液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算模板

1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。第九章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算第八章機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算（12）§ 8-1機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟大致如下：1 .明確設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行工況分析。2 .初定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)。3 .擬定液壓系統(tǒng)原理圖。4 .計(jì)算和選擇液壓元件。5 .估算液壓系統(tǒng)性能。6 .繪制工作圖和編寫(xiě)技術(shù)文件。根據(jù)液壓系統(tǒng)的具體內(nèi)容 ，上述設(shè)計(jì)步驟可能會(huì)有所不同，下面對(duì)各步驟的具體內(nèi)容進(jìn)行介紹。§ 8-2液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí),首先應(yīng)明確以下問(wèn)題，并將其作為設(shè)計(jì)依據(jù)。1 .主機(jī)的用途、 工藝過(guò)程、總體布局以及對(duì)

2、液壓傳動(dòng)裝置的位置和 空間尺寸的要求。2 .主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的性能要求，如自動(dòng)化程度、 調(diào)速范圍、 運(yùn)動(dòng)平 穩(wěn)性、換向定位精度以及對(duì)系統(tǒng)的效率、溫升等的要求。3 .液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境，如溫度、濕度、振動(dòng)沖擊以及是否有腐蝕 性和易燃物質(zhì)存在等情況。在上述工作的基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)主機(jī)進(jìn)行工況分析，工況分析包括運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析，對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)還需編制負(fù)載和動(dòng)作循環(huán)圖，由此了解 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。液壓缸或液壓馬達(dá)的負(fù)載和速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，以下對(duì)工況分析的內(nèi)容作具體介紹。一、運(yùn)動(dòng)分析主機(jī)的執(zhí)行元件按工藝要求的運(yùn)動(dòng)情況，能夠用位移循環(huán)圖(L-t),速度循環(huán)圖(v-t

3、),或速度與位移循環(huán)圖表示，由此對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析。1 .位移循環(huán)圖L-t圖9-1為液壓機(jī)的液壓缸位移循環(huán)圖，縱坐標(biāo)L表示活塞位移，橫坐標(biāo)t 表示從活塞啟動(dòng)到返回原位的時(shí)間，曲線斜率表示活塞移動(dòng)速度。該圖清楚地表明液壓機(jī)的工作循環(huán)分別由快速下行、減速下行、 壓制、保壓、泄壓慢回和快速回程六個(gè)階段組成。2 .速度循環(huán)圖vt(或vL)工程中液壓缸的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可歸納為三種類(lèi)型。圖9-2為三種類(lèi)型液壓缸的vt圖，第一種如圖9-2中實(shí)線所示，液壓缸開(kāi)始作勻加速運(yùn)動(dòng)，然后勻速運(yùn)動(dòng)，最后勻減速運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)；第二種，液壓缸在總行程的前一半作勻加速運(yùn) 動(dòng)，在另一半作勻減速運(yùn)動(dòng)，且加速度的數(shù)值相等；第三種，液壓缸在總

4、 行程的一大半以上以較小的加速度作勻加速運(yùn)動(dòng)，然后勻減速至行程終點(diǎn)。v-t圖的三條速度曲線，不但清楚地表明了三種類(lèi)型液壓缸的運(yùn)動(dòng) 規(guī)律，也間接地表明了三種工況的動(dòng)力特性。二、動(dòng)力分析動(dòng)力分析，是研究機(jī)器在工作過(guò)程中，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力情況，對(duì)液 壓系統(tǒng)而言，就是研究液壓缸或液壓馬達(dá)的負(fù)載情況。1 .液壓缸的負(fù)載及負(fù)載循環(huán)圖(1)液壓缸的負(fù)載力計(jì)算。工作機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),液壓缸必須資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除?？朔呢?fù)載由六部分組成：F=Fc+Ff+Fi+FG+Fm+Fb(9-1)式中：Fc為切削阻力;Ff為摩擦阻力;Fi為慣性阻力;Fg為重力；Fm為 密封阻力

5、；Fb為排油阻力。切削阻力Fc：為液壓缸運(yùn)動(dòng)方向的工作阻力，對(duì)于機(jī)床來(lái)說(shuō)就是沿工作部件運(yùn)動(dòng)方向的切削力，此作用力的方向如果與執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方 向相反為正值，兩者同向?yàn)樨?fù)值。該作用力可能是恒定的，也可能是變化 的，具值要根據(jù)具體情況計(jì)算或由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。摩擦阻力Ff：為液壓缸帶動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件所受的摩擦阻力，它與導(dǎo)軌的形狀、放置情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，其計(jì)算方法可查有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)。圖9-3為最常見(jiàn)的兩種導(dǎo)軌形式，其摩擦阻力的值為：平導(dǎo)軌：Ff=fEFn(9-2)V 形導(dǎo)軌：Ff=fE Fn/sin( % /2)(9-3)式中：f為摩擦因數(shù)，參閱表9-1選??；Fn為作用在導(dǎo)軌上總的正壓力或沿V形導(dǎo)軌橫截面中心線

6、方向的總作用力；為V形角，一般為90。慣性阻力Fi。慣性阻力Fi為運(yùn)動(dòng)部件在啟 動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中的慣性力，可按下式計(jì)算：Fi ma Gv Ng t(9-4)式中：m為運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量(kg); a為運(yùn)動(dòng)部件的加速度(m/s2); G為運(yùn) 動(dòng)部件的重量(N); g為重力加速度，g=9.81 (m/s2); Av為速度變化值 (m/s); t為啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間(s), 一般機(jī)床4 t= 0.10.5s,運(yùn)動(dòng)部件重量大的取 大值。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。重力Fg:垂直放置和傾斜放置的移動(dòng)部件 ，其本身的重量也成為 一種負(fù)載，當(dāng)上移時(shí)，負(fù)載為正值，下移時(shí)為負(fù)值。密封阻力

7、 Fm:密封阻力指裝有密封裝置的零件在相對(duì)移動(dòng)時(shí)的 摩擦力，其值與密封裝置的類(lèi)型、液壓缸的制造質(zhì)量和油液的工作壓力有關(guān)。在初 算時(shí)，可按缸的機(jī)械效率 "m=0.9）考慮；驗(yàn)算時(shí),按密封裝 置摩擦力的計(jì)算公式計(jì)算。排油阻力 Fb：排油阻力為液壓缸回油路上的阻力 ，該值與調(diào)速方 案、系統(tǒng)所要求的穩(wěn)定性、執(zhí)行元件等因素有關(guān)，在系統(tǒng)方案未確定時(shí) 無(wú)法計(jì)算，可放在液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算中考慮。（2）液壓缸運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段的總負(fù)載力。液壓缸運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段的總 負(fù)載力計(jì)算，一般包括啟動(dòng)加速、快進(jìn)、工進(jìn)、快退、減速制動(dòng)等幾 個(gè)階段，每個(gè)階段的總負(fù)載力是有區(qū)別的。啟動(dòng)加速階段：這時(shí)液壓缸或活塞處于由靜止到啟動(dòng)

8、并加速到一定速度，其總負(fù)載力包括導(dǎo)軌的摩擦力、 密封裝置的摩擦力（按缸的機(jī)械效率刀m=0.9計(jì)算）、重力和慣 性力等項(xiàng)，對(duì)簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)，上述計(jì)算過(guò)程可簡(jiǎn)化。例如采用單定量泵供油，只 需計(jì)算工進(jìn)階段的總負(fù)載力，若簡(jiǎn)單系統(tǒng)采用限壓式變量泵或雙聯(lián)泵供 油，則只需計(jì)算快速階段和工進(jìn)階段的總負(fù)載力。（3）液壓缸的負(fù)載循環(huán)圖。對(duì)較為復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，為了更清楚的了解該系統(tǒng)內(nèi)各液壓缸（或液壓馬達(dá)）的速度和負(fù)載的變化規(guī)律，應(yīng)根據(jù)各階段的總負(fù)載力和它所經(jīng)歷的工 作時(shí)間t或位移L按相同的坐標(biāo)繪制液壓缸的負(fù)載時(shí)間（Ft）或負(fù)載位移（FL）圖，然后將各液壓缸在同一時(shí)間 t（或位移）的負(fù)載力疊加。2.液壓馬達(dá)的負(fù)載工作機(jī)

9、構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),液壓馬達(dá)必須克服的外負(fù)載為：M=M e+Mf+Mi 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。(9-9)(1)工作負(fù)載力矩 Me。工作負(fù)載力矩可能是定值，也可能隨時(shí)間變化，應(yīng) 根據(jù)機(jī)器工作條件進(jìn)行具體分析。(2)摩擦力矩Mf。為旋轉(zhuǎn)部件軸頸處的摩擦力矩，其計(jì)算公式為：Mf=GfR(N m)(9-10)式中：G為旋轉(zhuǎn)部件的重量(N); f為摩擦因數(shù)，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦因數(shù)，啟動(dòng) 后為動(dòng)摩擦因數(shù)；R為軸頸半徑(m)。(3)慣性力矩Mi。為旋轉(zhuǎn)部件加速或減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力矩 ，其計(jì)算 公式為：Mi=J£ =J t (N m)(9-11)式中：e為角加速度(r/s2); 為角速度的變化(r/s); At為加速或減速 時(shí)間(s); J為旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg m2), J=1GD2/4g。式中：GD2為回轉(zhuǎn)部件的飛輪效應(yīng)(Nm2)。各種回轉(zhuǎn)體的GD2可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。根據(jù)式(9-9),分別算出液壓馬達(dá)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段的負(fù)載大 小，便可繪制液壓馬達(dá)的負(fù)載循環(huán)圖。§ 8-3液壓系統(tǒng)性能與參數(shù)的初步確定一