液压元件选择方法

液压元件的选择与专用件设计
    4.1 液压泵的选择
    1）确定液压泵的最大工作压力pp
       pp≥p1+Σ△p                     （21）
    式中 p1——液压缸或液压马达最大工作压力；
      Σ△p——从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。 Σ△p的准确计算要待元件选定并绘出管路图时才能进行，初算时可按经验数据选取：管路简单、流速不大的，取Σ△p=（0.2～0.5）MPa；管路复杂，进口有调阀的，取Σ△p=（0.5～1.5）MPa。
    2）确定液压泵的流量QP 多液压缸或液压马达同时工作时，液压泵的输出流量应为
QP≥K（ΣQmax）    （22）
    式中 K——系统泄漏系数，一般取K=1.1～1.3；
    ΣQmax——同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量，可从（Q-t）图上查得。对于在工作过程中用节流调速的系统，还须加上溢流阀的最小溢流量，一般取0.5×10-4m3/s。
    系统使用蓄能器作辅助动力源时

    式中 K——系统泄漏系数，一般取K=1.2；
        Tt——液压设备工作周期（s）；
        Vi——每一个液压缸或液压马达在工作周期中的总耗油量（m3）；
         z——液压缸或液压马达的个数。
    3）选择液压泵的规格 根据以上求得的pp和Qp值，按系统中拟定的液压泵的形式，从产品样本或本手册中选择相应的液压泵。为使液压泵有一定的压力储备，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大25%～60%。
    4）确定液压泵的驱动功率 在工作循环中，如果液压泵的压力和流量比较恒定，即（p-t）、（Q-t）图变化较平缓，则

    式中 pp——液压泵的最大工作压力（Pa）；
         QP——液压泵的流量（m3/s）；
        ηP——液压泵的总效率，参考表9选择。
表9液压泵的总效率

    限压式变量叶片泵的驱动功率，可按流量特性曲线拐点处的流量、压力值计算。一般情况下，可取pP=0.8pPmax，QP=Qn，则

    式中 ——液压泵的最大工作压力（Pa）；
            ——液压泵的额定流量（m3/s）。
    在工作循环中，如果液压泵的流量和压力变化较大，即（Q-t），（p-t）曲线起伏变化较大，则须分别计算出各个动作阶段内所需功率，驱动功率取其平均功率

    式中 t1、t2、…tn——一个循环中每一动作阶段内所需的时间（s）；
         P1、P2、…Pn——一个循环中每一动作阶段内所需的功率（W）。
    按平均功率选出电动机功率后，还要验算一下每一阶段内电动机超载量是否都在允许范围内。电动机允许的短时间超载量一般为25%。
    4.2 液压阀的选择
    1）阀的规格，根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，要考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。
    控制阀的流量一般要选得比实际通过的流量大一些，必要时也允许有20%以内的短时间过流量。
    2）阀的型式，按安装和操作方式选择。
    4.3 蓄能器的选择
    根据蓄能器在液压系统中的功用，确定其类型和主要参数。
    1）液压执行元件短时间快速运动，由蓄能器来补充供油，其有效工作容积为

    式中 A——液压缸有效作用面积（m2）；
         l——液压缸行程（m）；
         K——油液损失系数，一般取K=1.2；
        QP——液压泵流量（m3/s）；
         t——动作时间（s）
    2）作应急能源，其有效工作容积为：

    式中 ——要求应急动作液压缸总的工作容积（m3）。
    有效工作容积算出后，根据第8章中有关蓄能器的相应计算公式，求出蓄能器的容积，再根据其他性能要求，即可确定所需蓄能器。
    4.4 管道尺寸的确定
    （1）管道内径计算

    式中  Q——通过管道内的流量（m3/s）；
         υ——管内允许流速（m/s），见表10。
    计算出内径d后，按标准系列选取相应的管子。
    （2）管道壁厚δ的计算

表10 允许流速推荐值

    式中 p——管道内最高工作压力（Pa）；
         d——管道内径（m）；

       σb——管道材料的抗拉强度（Pa）；
       n——安全系数，对钢管来说，p＜7MPa时，取n=8；p＜17.5MPa时，取n=6；p＞17.5MPa时，取n=4。
    4.5 油箱容量的确定
    初始设计时，先按经验公式（31）确定油箱的容量，待系统确定后，再按散热的要求进行校核。
    油箱容量的经验公式为
V=αQV           （31）
    式中 QV——液压泵每分钟排出压力油的容积（m3）；
         α——经验系数，见表11。
表11  经验系数α

    在确定油箱尺寸时，一方面要满足系统供油的要求，还要保证执行元件全部排油时，油箱不能溢出，以及系统中最大可能充满油时，油箱的油位不低于最低限度。

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