液压传动系统的设计.doc

第2章液压传动系统设计图2.1液压系统设计普通流程液压系统设计是整机设计一某些，它除了应符合主机动作循环和静、动态性能等方面规定外，还应当满足构造简朴、工作安全可靠、效率高、寿命长、经济性好、使用维护以便等条件。液压系统设计没有固定统一环节，依照系统繁简、借鉴多寡和设计人员经验不同，在做法上有所差别。各某些设计有时还要交替进行，甚至要通过多次重复才干完毕。图2.1所示为液压系统设计基本内容和普通流程。2.1明确设计规定、进行工况分析2.1.1明确设计规定1．明确液压系统动作和性能规定液压系统动作和性能规定，重要涉及有：运动方式、行程和速度范畴、载荷状况、运动平稳性和精度、工作循环和动作周期、同步或联锁规定、工作可靠性等。2．明确液压系统工作环境液压系统工作环境，重要是指：环境温度、湿度、尘埃、与否易燃、外界冲击振动状况以及安装空间大小等。2.1.2执行元件工况分析对执行元件工况进行分析，就是查明每个执行元件在各自工作过程中速度和负载大小、方向及其变化规律。普通是用一种工作循环内各阶段速度和负载值列表表达，必要时还应作出速度和负载随时间（或位移）变化曲线图（称速度循环图和负载循环图）。在普通状况下，液压缸承受负载由六某些构成，即工作负载、导轨摩擦负载、惯性负载、重力负载、密封负载和背压负载，前五项构成了液压缸所要克服机械总负载。1.工作负载FW不同机器有不同工作负载。对于金属切削机床来说，沿液压缸轴线方向切削力即为工作负载；对液压机来说，工作压制抗力即为工作负载。工作负载FW与液压缸运动方向相反时为正值，方向相似时为负值（如顺铣加工切削力）。工作负载也许为恒值，也也许为变值，其大小要依照详细状况进行计算，有时还要由样机实测拟定。2.导轨摩擦负载Ff导轨摩擦负载是指液压缸驱动运动部件时所受导轨摩擦阻力，其值与运动部件导轨型式、放置状况及运动状态关于。机床上惯用平导轨和V形导轨支承运动部件，其摩擦负载值计算公式（导轨水平放置时）为：平导轨Ff=f(G+FN)（2.1）V形导轨（2.2）式中f——摩擦系数，其值参照表2.1；G——运动部件重力（N）；FN——垂直于导轨工作负载（N）；——V形导轨面夹角，普通。表2.1导轨摩擦系数导轨种类导轨材料工作状态摩擦系数滑动导轨铸铁对铸铁启动低速运动高速运动0.16~0.20.1~0.220.05~0.08滚动导轨铸铁导轨对滚动体淬火钢导轨对滚动体0.005~0.020.003~0.006静压导轨铸铁对铸铁0.00053.惯性负载Fa惯性负载是运动部件在启动加速或制动减速时惯性力，其值可按牛顿第二定律求出，即（2.3）式中g——重力加速度（m/s2）；——时间内速度变化值（m/s）；——启动、制动或速度转换时间（s）。可取=（0.01~0.5）s，轻载低速时取较小值；重载高速时取较大值。4.重力负载Fg重力负载是指垂直或倾斜放置运动部件在没有平衡状况下，其自身质量导致一种负载力。倾斜放置时，只计算重力在运动方向上分力。液压缸上行时重力取正值，反之取负值。5.密封负载Fs密封负载是指密封装置摩擦力，其值与密封装置类型和尺寸、液压缸制造质量和油液工作压力关于，Fs计算公式详见关于手册。在未完毕液压系统设计之前，不懂得密封装置参数，Fs无法计算，普通用液压缸机械效率加以考虑，常取=0.90~0.97。6.背压负载Fb背压负载是指液压缸回油腔压力所导致阻力。在系统方案及液压缸构造尚未拟定之前，Fb也无法计算，在负载计算时可暂不考虑。液压缸各个重要工作阶段机械总负载F可依照实际受力进行分析，普通按下列公式计算：启动加速阶段（2.4）迅速阶段（2.5）工进阶段（2.6）制动减速阶段（2.7）以液压马达为执行元件时，负载值计算类同于液压缸。2.2执行元件重要参数拟定重要参数拟定是指拟定液压执行元件工作压力和重要构造尺寸，重要参数拟定重要根据是执行意见工况分析（即负载循环图和速度循环图）。液压系统采用执行元件型式可视主机所要实现运动种类和性质而定，见表2.2。表2.2选取执行元件型式运动形式往复直线运动回转运动往复摆动短行程长行程高速低速建议采用执行元件形式活塞缸柱塞缸液压马达与齿轮齿条机构液压马达与丝杆螺母机构高速液压马达低速液压马达高速液压马达与减速机构齿条油缸与齿轮摆动马达2.2.1初选执行元件工作压力工作压力是拟定执行元件构造参数重要根据，它大小影响执行元件尺寸和成本，乃至整个系统性能。工作压力选得高，执行元件和系统构造紧凑，但对元件强度、刚度及密封规定高，且要采用较高压力液压泵；反之，如果工作压力选得低，就会增大执行元件及整个系统尺寸，使构造变得庞大。因此应依照实际状况选用恰当工作压力。执行元件工作压力可以依照总负载值或主机设备类型选用，见表2.3和表2.4。表2.3按负载选取执行元件工作压力负载/