液壓與氣動技術(shù)第8章 液壓傳動系統(tǒng)與氣動系統(tǒng)設(shè)計.ppt

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1、第8章液壓傳動系統(tǒng)與氣動系統(tǒng)設(shè)計8.1液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計8.2氣動程序控制系統(tǒng)設(shè)計8.1液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計主要包含液壓傳動系統(tǒng)的機械設(shè)計和電氣控制設(shè)計。8.1.1液壓傳動系統(tǒng)的機械部分設(shè)計液壓系統(tǒng)設(shè)計的步驟大體如下:①明確設(shè)計要求;②進行工況分析與初步確定系統(tǒng)的主要參數(shù);③擬定液壓系統(tǒng)原理圖;④計算和選擇液壓元件;⑤估算液壓系統(tǒng)性能;⑥繪制工作圖和編寫技術(shù)文件。下一頁返回8.1液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計1.明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求在開始設(shè)計液壓系統(tǒng)時.首先要對機械設(shè)備主機的工作情況進行詳細(xì)的分析.明確主機對液壓系統(tǒng)提出的要求.具體包括以下幾方面。①主機的用途、主要結(jié)構(gòu)、總體布局;主機對液

2、壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在位置布置和空間尺寸上的限制。②主機的工作循環(huán).液壓執(zhí)行元件的運動方式(移動、轉(zhuǎn)動或擺動)及其工作范圍。③液壓執(zhí)行元件的負(fù)載和運動速度的大小及其變化范圍。上一頁下一頁返回8.1液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計④主機各液壓執(zhí)行元件的動作順序或互鎖要求。⑤對液壓系統(tǒng)工作性能(如工作平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等)、工作效率、自動化程度等方面的要求。⑥液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件.如周圍介質(zhì)、環(huán)境溫度、濕度、塵埃情況、外界沖擊振動等。⑦其他方面的要求.如液壓裝置在重量、外形尺寸、經(jīng)濟性等方面的規(guī)定或限制。上一頁下一頁返回8.1液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計2.分析系統(tǒng)工況及確定主要參數(shù)(1)工況分析工況分析就是分析主機在

3、工作過程中各執(zhí)行元件的運動速度和負(fù)載的變化規(guī)律。對于動作較復(fù)雜的機械設(shè)備.根據(jù)工藝要求.將各執(zhí)行元件在各階段所需克服的負(fù)載用圖8-1(a)所示的負(fù)載一位移(F-l)曲線表示.稱為負(fù)載圖。將各執(zhí)行元件在各階段的速度用圖8-1(b)所示的速度一位移(v-l)曲線表示.稱為速度圖。設(shè)計簡單的液壓系統(tǒng)時.這兩種圖可省略不畫。上一頁下一頁返回8.1液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(2)確定主要參數(shù)這里是指確定液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量。執(zhí)行元件的工作壓力.可以根據(jù)負(fù)載圖中的最大負(fù)載來選取(見表8-1).也可以根據(jù)主機的類型來選取(見表8-2);而最大流量則由執(zhí)行元件速度圖中的最大速度計算出來。這兩者都與執(zhí)行

4、元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)(指液壓缸的有效工作面積八或液壓馬達(dá)的排量VM)有關(guān)。一般的做法是.先選定工作壓力p.再按最大負(fù)載和預(yù)估的執(zhí)行元件機械效率求出A或VM.經(jīng)過各種必要的驗算、修正和圓整后定下這些結(jié)構(gòu)參數(shù).最后再算出最大流量qmax來。上一頁下一頁返回8.1液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計3.擬定液壓系統(tǒng)原理圖擬定液壓系統(tǒng)原理圖是整個設(shè)計工作中最主要的步驟.它對系統(tǒng)的性能以及設(shè)計方案的經(jīng)濟性、合理性具有決定性的作用。其一般方法是.根據(jù)動作和性能的要求先分別選擇和擬定基本回路.然后將各個回路組合成一個完整的系統(tǒng)。選擇液壓回路是根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求和工況圖從眾多的成熟方案中(參見本書第7章和有關(guān)的設(shè)計手冊、資料)評

5、比挑選出來的。選擇時.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。上一頁下一頁返回8.1液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計組合液壓系統(tǒng)是把挑選出來的各種液壓回路綜合在一起.進行歸并整理.增添必要的元件或輔助油路.使之成為完整的系統(tǒng)。4.液壓元件的計算液壓泵的最大工作壓力必須不小于液壓執(zhí)行元件最大工作壓力及進油路上總壓力損失這兩者之和。液壓執(zhí)行元件的最大工作壓力可以從工況圖中找到;進油路上的總壓力損失可以通過估算求得.也可以按經(jīng)驗資料估計(見表8-3)。上一頁下一頁返回8.1液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓泵的流量必須不小于幾個同時工作的液壓執(zhí)行元件總流

6、量的最大值以及回路中泄漏量這兩者之和。液壓執(zhí)行元件總流量的最大值可以從工況圖中找到(當(dāng)系統(tǒng)中備有蓄能器時此值應(yīng)為一個工作循環(huán)中液壓執(zhí)行元件的平均流量);而回路中的泄漏量則可按總流量最大值的10%~30%估算。在參照產(chǎn)品樣本選取液壓泵時，泵的額定壓力應(yīng)選得比上述最大工作壓力高20%~60%.以便留有壓力儲備;額定流量則只須選得能滿足上述最大流量需要即可。液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時.其驅(qū)動電機的功率一般可以直接從產(chǎn)品樣本上查到電機功率也可以根據(jù)具體工況計算出來.有關(guān)的算式和數(shù)據(jù)見液壓工程手冊。上一頁下一頁返回8.1液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計閥類元件的規(guī)格按液壓系統(tǒng)的最大壓力和通過該閥的實際流量

7、從產(chǎn)品樣本上選定。選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時.還要考慮它的最小穩(wěn)定流量是否符合設(shè)計要求。各類閥都須選得使其實際通過流量最多不超過其公稱流量的120%.以免引起發(fā)熱、噪聲和過大的壓力損失。對于可靠性要求特別高的系統(tǒng)來說.閥類元件的額定壓力應(yīng)高出其工作壓力較多。油管規(guī)格的選定和油箱容量的估算見本書6.1.5小節(jié)。上一頁下一頁返回8.1液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計5.液壓系統(tǒng)的性能驗算液壓系統(tǒng)性能驗算的項目很多，常見的有回路壓力損失驗算和發(fā)熱溫升驗算。(1