液压系统元件的选择;液压元件行业知识库

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液压元件选择
液压泵确定与所需功率计算
1.液压泵确定
(1)确定液压泵大工作压力液压泵所需工作压力确定主要根据液压缸工作循环各阶段所需大压力p1再加上油泵出油口缸进油口处总压力损失ΣΔp即pB=p1+ΣΔp
ΣΔp 包括油液流经流量阀和其元件局部压力损失、管路沿程损失等系统管路未设计之前根据同类系统经验估计般管路简单节流阀调速系统?ΣΔp (2～5)×105Pa用调速阀及管路复杂系统ΣΔp(5～15)×105PaΣΔp也只考虑流经各控制阀压力损失而管路系统沿程损失忽略计各阀额定压力损失从液压元件手册或产品样本查找也参照下表选取
常用、低压各类阀压力损失(Δpn)
阀名 Δpn(×105Pa) 阀名 Δpn(×105Pa) 阀名 Δpn(×105Pa) 阀名 Δpn(×105Pa)
单向阀 0.3～0.5 背压阀 3～8 行程阀 1.5～2 转阀 1.5～2
换向阀 1.5～3 节流阀 2～3 顺序阀 1.5～3 调速阀 3～5
(2)确定液压泵流量qB泵流量qB根据执行元件动作循环所需大流量qmax和系统泄漏确定
①多液压缸同时动作时液压泵流量要大于同时动作几液压缸(或马达)所需大流量并应考虑系统泄漏和液压泵磨损容积效率下降即qB≥K(Σq)max(m3/s)
式：K系统泄漏系数般取1.1～1.3大流量取小值小流量取大值；(Σq)max同时动作液压缸(或马达)大总流量(m3/s)
②采用差动液压缸回路时液压泵所需流量：
qB≥K(A1-A2)vmax(m3/s)
式：A 1A 2分别液压缸无杆腔与有杆腔有效面积(m2)；vmax活塞大移动速度(m/s)
③当系统使用蓄能器时液压泵流量按系统循环周期平均流量选取即
qB= ViK/Ti
式：Vi液压缸工作周期总耗油量(m3)；Ti机器工作周期(s)；Z液压缸数
(3)选择液压泵规格：根据上面所计算大压力pB和流量qB查液压元件产品样本选择与PB和qB相当液压泵规格型号
上面所计算大压力pB系统静态压力系统工作过程存着过渡过程动态压力而动态压力往往比静态压力高得多所泵额定压力pB应比系统高压力大25%～60%使液压泵有定压力储备若系统属于高压范围压力储备取小值；若系统属于低压范围压力储备取大值
(4)确定驱动液压泵功率
①当液压泵压力和流量比较衡定时所需功率：
p=pBqB/103ηB (kW)
式：pB液压泵大工作压力(N/m2)；qB液压泵流量(m3/s)；ηB液压泵总效率各种形式液压泵总效率参考下表估取液压泵规格大取大值反之取小值定量泵取大值变量泵取小值
表液压泵总效率
液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵
总效率 0.6～0.7 0.65～0.80 0.60～0.75 0.80～0.85
②工作循环泵压力和流量有显著变化时分别计算出工作循环各阶段所需驱动功率求其平均值即
p=
式：t1t2…tn工作循环各阶段所需时间(s)；P1P2…Pn工作循环各阶段所需功率(kW)
按上述功率和泵转速从产品样本选取标准电动机再进行验算使电动机发出大功率时其超载量允许范围内
二、阀类元件选择
1.选择依据
选择依据：额定压力大流量动作方式安装固定方式压力损失数值工作性能参数和工作寿命等
2.选择阀类元件应注意问题
(1)应尽量选用标准定型产品除非得已时才自行设计专用件
(2)阀类元件规格主要根据流经该阀油液大压力和大流量选取选择溢流阀时应按液压泵大流量选取；选择节流阀和调速阀时应考虑其小稳定流量满足机器低速性能要求
(3)般选择控制阀额定流量应比系统管路实际通过流量大些必要时允许通过阀大流量超过其额定流量20%
三、蓄能器选择
1.蓄能器用于补充液压泵供油足时其有效容积：
V=ΣAiLiK-qBt(m3)
式：A液压缸有效面积(m2)；L液压缸行程(m)；K液压缸损失系数估算时取K＝1.2；qB液压泵供油流量(m3/s)；t动作时间(s)
2.蓄能器作应急能源时其有效容积：
V=ΣAiLiK(m3)
当蓄能器用于吸收脉动缓和液压冲击时应其作系统环节与其关联部分起综合考虑其有效容积
根据求出有效容积并考虑其要求即选择蓄能器形式
四、管道选择
1.油管类型选择
液压系统使用油管分硬管和软管选择油管应有足够通流截面和承压能力同时应尽量缩短管路避免急转弯和截面突变
(1)钢管：高压系统选用无缝钢管低压系统选用焊接钢管钢管价格低性能好使用广泛
(2)铜管：紫铜管工作压力6.5～10?MPa下易变曲便于装配；黄铜管承受压力较高达25MPa紫铜管易弯曲铜管价格高抗震能力弱易使油液氧化应尽量少用只用于液压装置配接方便部位
(3)软管：用于两相对运动件之间连接高压橡胶软管夹有钢丝编织物；低压橡胶软管夹有棉线或麻线编织物；尼龙管乳白色半透明管承压能力2.5～8MPa多用于低压管道因软管弹性变形大容易引起运动部件爬行所软管宜装液压缸和调速阀之间
2.油管尺寸确定
(1)油管内径d按下式计算：
d=
式：q通过油管大流量(m3/s)；v管道内允许流速(m/s)般吸油管取0.5～5(m/s)；压力油管取2.5～5(m/s)；回油管取1.5～2(m/s)
(2)油管壁厚δ按下式计算：
δ≥p?d/2〔σ〕
式：p管内大工作压力；〔σ〕油管材料许用压力〔σ〕=σb/n；σb材料抗拉强度；n安全系数钢管p＜7MPa时取n=8；p＜17.5MPa时取n=6；p＞17.5MPa时取n=4
根据计算出油管内径和壁厚查手册选取标准规格油管
五、油箱设计
油箱作用储油散发油热量沉淀油杂质逸出油气体其形式有开式和闭式两种：开式油箱油液液面与大气相通；闭式油箱油液液面与大气隔绝开式油箱应用较多
1.油箱设计要点
(1)油箱应有足够容积满足散热同时其容积应保证系统油液全部流回油箱时渗出油液液面应超过油箱高度80%
(2)吸箱管和回油管间距应尽量大
(3)油箱底部应有适当斜度泄油口置于低处便排油
(4)注油器上应装滤网
(5)油箱箱壁应涂耐油防锈涂料
2.油箱容量计算油箱有效容量V近似用液压泵单位时间内排出油液体积确定V=KΣq
式：K系数低压系统取2～4、高压系统取5～7；Σq同油箱供油各液压泵流量总和
六、滤油器选择
选择滤油器依据有下几点：
(1)承载能力：按系统管路工作压力确定
(2)过滤精度：按被保护元件精度要求确定选择时参阅下表
(3)通流能力：按通过大流量确定
(4)阻力压降：应满足过滤材料强度与系数要求
滤油器过滤精度选择
系统过滤精度(μm) 元件过滤精度(μm)
低压系统 100～150 滑阀 1/3小间隙
70×105Pa系统 50 节流孔 1/7孔径(孔径小于1.8mm)
100×105Pa系统 25 流量控制阀 2.5～30
140×105Pa系统 10～15 安全阀溢流阀 15～25
电液伺服系统 5
高精度伺服系统 2.5
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