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　　1、 液压系统的设计液压系统的设计 1 液压传动系统设计 11 液压传动系统的设计步骤和内容 液压系统设计流程图见图 41。 111 明确技术要求 设计新的液压系统， 首先要仔细查明机器对液压系统究竟有哪些要求， 要与用户或主机厂共同讨论，力求定量地掌握这些技术要求，作为设计的出发点和依据。需要掌握的技术要求可能有： 1机器的特性 (1)用途及工作目的。 (2)功能、性能及负载特性 负载种类(恒定负载、变化负载及冲击负载)及大小；运动方式(直线运动、旋转运动、摆动)及运动量(位移、速度、加速度)，惯性力，摩擦力(静摩擦、动摩擦、粘性摩擦)，动作特性、动作时间，精度(定位精度、跟踪精度、同步精度)。

　　2、 (3)结构 机构、与被驱动部分的连接条件、安装上的限制条件等。 (4)驱动方式 原动机的种类(电动机、内燃机等)、容量(功率、转速、转矩)、稳定性。 (5)控制方式 操作方式(手动、自动)、信号处理方式(继电器、逻辑电路、可编程控制器、微计算机)。 (6)循环时间 系统中各种执行器的动作顺序、动作时间的相互关系。 2使用条件 (1)工作时间。 (2)设置场所(室内、室外)。 (3)设置环境 环境温度、湿度(高温、寒带、热带)，粉尘种类和浓度(防护、净化等)，腐蚀性气体(所用元件的结构、 材质、 表面处理、 涂覆等)， 易爆气体(防爆措施)， 机械振动(机械强度、耐振结构)，噪声限制(降低噪声

　　3、措施)。 (4)维护条件 维护程度与周期，维护人员的技术水平；维护空间、作业性、互换性。 3适用标准、法规 4安全性、可靠性 (1)用户在安全性方面有无特殊要求。 (2)明确保用期、保用条件。 5经济性 不能只考虑投资费用，还要考虑能源消耗、维护保养等运行费用。 112 系统功能设计 根据技术要求确定执行器的种类、数量、动作顺序和动作条件。根据动作条件拟定驱动执行器的基本回路。 作为控制执行器的方式， 有用双向变量泵的闭式回路和使用控制阀的开式回路。当系统中有多个执行器时，要绘制表示动作顺序的顺序图，拟定实现动作顺序的控制回路。此时如果有同步要求，还耍采用保证必要的同步精度的同步回路。然后再设

　　4、计液压源回路。此时要考虑节能、维持液压油液的清洁度、液压油液的温度控制、油箱的油量调节和气压调节。综合以上驱动回路、控制回路、液压源回路三个部分，即得到总的基本液压系统。然后再进一步考虑安全性、减小冲击、减小压力脉动、节能、寿命等因素，对此基本系统进行修改补充，使之臻于完善。 1确定执行器的种类、数量和动作 执行器是液压系统的输出部分，必须满足机器设备的运动功能、性能的要求及结 构、安装上的限制。根据所要求的负载运动形态，选用不同的执行器配置，见表 41。 表 41 执行器配置的选择 运动形态 执行器配置 直线运动 液压缸 液压马达+齿轮齿条机构 液压马达+螺旋机构 旋转运动 液压马达 摆动

　　5、摆动马达 液压缸+连杆机构 液压马达+齿轮机构 根据执行器的种类和负载重量、位移量、速度、加速度、摩擦力等，经过基本计算，确定所需的压力、流量。压力可根据受压面积与机械力求出，流量可用移动体积与移动时间的关系求出。 2确定系统压力 多数情况下压力可以自由选定。适当提高压力可以降低成本。因此，系统压力有逐渐提高的趋势，但液压系统的压力受到所用元件的限制。 提高系统压力，可以使响应速度提高、输出力加大、功率密度提高、管路的压力传播速度提高， 并且不容易发生执行器低速爬行现象。 但是提高压力也带来一些问题， 如元件寿命缩短，易于发生阀的卡死及自激振荡，液压油易变质，内泄漏加大，油温升高，必须采取措施

　　6、防止漏油。 3确定循环时间 根据生产设备的预定年产量和全年工作日数求出日产量， 再根据机器的能力和每日开机时间求出单位产量所需时间即循环时间。此循环时间要进一步细分出各执行器的顺序动作时间、停歇时间等， 要合理地分配循环中各个节拍所需要的时间。 为此要把表示各执行器动作顺序的顺序图、 表示动作特性的工作图及表示各节拍所需压力流量的压力流量图综合起来， 绘制出时间图。 如果循环中仅个别节拍需要大流量时，设置作为辅助油源的蓄能器，可以提高系统效率，同时也降低成本。 4确定控制方式 执行器的控制方式有泵控制方式和阀控制方式， 泵控制方式采用双向变量泵， 通过控制泵的流量实现执行器的速度控制， 通过控

　　7、制泵的出流方向实现执行器的方向控制。 这种方式中每个执行器需要一个变量泵。 重视能源的经济的场合或者负载惯性大、 起动停止冲击成问题时可以采用。 阀控制方式中， 用方向控制阀实现执行器的方向控制， 用流量控制阀实现执行器的速度控制。这种方式应用最广泛， 适用于一个液压源同时驱动多个执行器的场合或者输入信号很复杂而要求快速响应的场合。 5设计液压回路 由于设计者的思路、 经验或对所有元件的考虑方法不同， 即使针对同样目的的设计出来的液压回路也是千差万别的。因此可以拟定几种符合目的的液压回路，再从成本、重量、使用方便等方面进行对比论证，确定最合适的液压回路。 液压回路包括油压发生回路、执行器控制回

　　8、路、油液处理回路、其他辅助回路等。无论多么复杂的液压系统，都则由实现种种功能的基本回路组成的。经过多年的经验积累，已经形成了许多简便成熟、行之有效的基本回路。 用标准图形符号绘制拟定的液压系统原理图， 并注明压力控制阀、 压力继电器等设定压力和液压泵或蓄能器工作时各段路的流量，以便后面选定元件和确定管子口径。 （1） 油压发生回路 此回路包括液压泵部分和压力控制部分， 要设计成能在必要的时候最有效地供给所需要的压力和流量。 液压泵的功率在泵控制方式中根据执行器的最大功率算出， 在阀控制方式中根据各执行器所需的最大功率算出， 在蓄能器驱动的卖命根据蓄能器的最高工作压力、 一循环中消耗的全部液量在

　　9、充液过程中补充所需的泵流量和卸载时间算出。 在实际的工作循环中， 有时低速大负载、有时高速小负载、有时卸载，可以求出平均功率并据以确定泵的驱动电机的容量。但是循环中的峰值负载不得超过电动机额定功率的 1。5 倍。 （2）执行器控制回路 执行器控制回路要根据负载特性，适当地控制方向、速度等。 泵控制方式中，在双向变量泵回路上加压力控制回路即可组成执行器控制回路。 阀控制方式中的执行器控制回路，由方向控制回路、速度控制回路、压力控制回路适当组合而成： 1） 方向控制回路 用方向控制阀来实现执行器动作方向的控制， 掌握方向控制阀的通油时间来控制执行器的位移量。 调整换向阀的切换时间、设置二速回路、与

　　10、行程减速阀并用，或者采用比例阀、伺服阀都可以控制执行器起动、停止时的加速减速特性。 2） 速度控制回路 用流量控制阀来实现执行器速度的控制。 根据负载变化情况和流量精度要求选定采用节流阀还是调速阀来控制。 考虑对负载方向的适应性， 负载变化对精度的影响及回路的效率等因素，决定采用进口节流、出口节流还是旁通节流方式。 3）压力控制回路 压力控制回路不仅包括控制执行器输出力（或力矩）的回路，还包括用来吸收执行器起停时的制动力、外负载引起的冲击力的安全回路。作为输出力控制回路，有用溢流冷漠限制最高压力的调压回路， 还有用减压阀把某个执行器限制到低于油源压力的压力的减压回路。制动回路、平衡回路、安全回

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