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上海明卓液壓機械有限公司
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所謂液壓元件的計算,是要計算該元件在工作中承受的壓力和通過的流量,以便確定元件的規格和型號。
一、液壓泵的選擇
先根據設計要求和系統工況確定液壓泵的類型,然后根據液壓泵的高供油壓力和大供油量來選擇液壓泵的規格。
1.確定液壓泵的高工作壓力pp
液壓泵的高工作壓力就是在系統正常工作時泵所能提供的高壓力,對于定量泵系統來說這個壓力是由溢流閥調定的,對于變量泵系統來說這個壓力是與泵的特性曲線上的流量相對應的。液壓泵的高工作壓力是選擇液壓泵型號的重要依據。
泵的高工作壓力的確定要分兩種情況,其一是,執行機構在運動行程終了,停止時才需要高工作壓力的情況(如液壓機和夾緊機構中的液壓缸);其二是高工作壓力是在執行機構的運動行程中出現的(如機床及提升機等)。對于第一種情況,泵的高工作壓力pp也就是執行機構的所需的大壓力p1。而對于第二種情況,除了考慮執行機構的壓力外還要考慮油液在管路系統中流動時產生的總壓力損失,即
Pp≥p1+∑∆p1            (9-10)
式中,∑∆p1為液壓泵的出口至執行機構進口之間的總的壓力損失,它包括沿程壓力損失和局部壓力損失兩部分,要準確地估算必須等管路系統及其安裝形式完全確定后才能做到,在此只能進行估算,估算時可參考下述經驗數據;一般節流調速和管路簡單的系統取∑∆p1=0.2-0.5MPa;有調速閥和管路較復雜的系統取∑∆p1=0.5-1.5MPa。
2.確定液壓泵的大供油量qp
液壓泵的大供油流量qp按執行元件工況圖上的大工作流量及回路系統中的泄漏量來確定,即
qp≥K∑qmax          (9-11)
式中,K為考慮系統中有泄漏等因素的修正系數,一般K=1.1-1.3,小流量取大值,大流量取小值;∑qmax為同時動作的各缸所需流量之和的大值。
若系統中采用了蓄能器供油時,泵的流量按一個工作循環中的平均流量來選取,取
           (9-12)
式中,T為工作循環的周期時間;qi為工作循環中第i個階段所需的流量;∆ti為第i階段持續的時間;n為循環中的階段數。
3.選擇液壓泵的規格
根據前面設計計算過程中計算的pp和qp值,即可從產品樣本中選擇出合適的液壓泵的型號和規格。為了使液壓泵工作安全可靠,液壓泵應有一定的壓力儲備量,通常泵的額定壓力可比pp高25%-60%。泵的額定流量則宜與qp相當,不要超過太多,以免造成過大的功率損失。
4.確定液壓泵的驅動功率
當系統中使用定量泵時,視具體工況不同,其驅動功率的計算是不同的。
1)在整個工作循環中,液壓泵的功率變化較小時,可按下式計算液壓泵所需驅動功率,即p=ppqp/ηp            (9-13)
式中,pp為液壓泵的大工作壓力(Pa);qp為液壓泵的輸出流量(m3/s);ηp為液壓泵的總效率。
2)當在整個工作循環中,液壓泵的功率變化較大,且在功率循環圖中高功率所持續的時間很短時,則可按式(9-13)分別計算出工作循環各階段的功率Pi,然后用下式計算其所需電動機的平均功率
(9-14)
式中,ti為一個工作循環中的第i階段持續的時間。
求出了平均功率后,還要驗算每一個階段電動機的超載量是否在允許的范圍內,一般電動機允許短期超載量為25%。如果在允許超載范圍內,即可根據平均功率P與泵的轉速n從產品樣本中選取電動機。
對于限壓式變量系統來說,可按式(9-13)分別計算快速與慢速兩種工況時所需驅動功率,計算后,取兩者較大值作為選擇電動機規格的依據。由于限壓式變量泵在快速與慢速的轉換過程中,必須經過泵流量特性曲線大功率點(拐點),為了使所選擇的電動機在經過Pmax點時不致停轉,需進行驗算,即
Pmax=pBqB/ηp≤2Pn         (9-15)
式中,pB為限壓式變量泵調定的拐點壓力,qB是壓力為時,泵的輸出流量;Pn為所選電動機的額定功率;ηp為限壓式變量葉片泵的效率。在計算過程中要注意,對于限壓式變量葉片泵在輸出流量較小時,其效率ηp將急劇下降,一般當其輸出流量為0.2-1L/min時,
ηp=0.03-0.14,流量大者取大值。
二、閥類元件的選擇
閥類元件的選擇是根據閥的大工作壓力和流經閥的大流量來選擇控制閥的規格。即所選用的閥類元件的額定壓力和額定流量要大于系統的高工作壓力及實際通過閥的大流量。在條件不允許時,可適當增大通過閥的流量,但不得超過閥額定流量的20%,否則會引起壓力損失過大。具體地講,選擇壓力閥時應考慮調壓范圍,選擇流量閥時應注意其小穩定流量,選擇換向閥時除考慮壓力,流量外,還應考慮其中位機能及操縱方式。
三、液壓輔助元件的選擇
油箱、過濾器、蓄能器、油管、管接頭、冷卻器等液壓輔助元件可按第五章的有關原則選取。

液壓系統的設計與計算--繪制工作圖和編制技術文件
螺紋插裝閥有更明顯的特色與發展
 
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