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液压元件的选择

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液压元件的选择

发布日期:2015-08-09 00:00 来源:http://www.jugongyeya.com 点击:

液压元件的选择  一、液压泵的确定与所需功率的计算  1.液压泵的确定  (1)确定液压泵的最大工作压力。液压泵所需工作压力的确定,主要根据液压缸在工作循环各阶段所需最大压力p1,再加上油泵的出油口到缸进油口处总的压力损失ΣΔp,即  pB?=p1+ΣΔp                                 ΣΔp 包括油液流经流量阀和其他元件的局部压力损失、管路沿程损失等,在系统管路未设计之前,可根据同类系统经验估计,一般管路简单的节流阀调速系统?ΣΔp为 (2~5)×105Pa,用调速阀及管路复杂的系统ΣΔp为(5~15)×105Pa,ΣΔp也可只考虑流经各控制阀的压力损失,而将管路系统的沿程损失忽略不计,各阀的额定压力损失可从液压 元件手册或产品样本中查找,也可参照下表选取。               常用中、低压各类阀的压力损失(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)确定液压泵的流量qB。泵的流量qB根据执行元件动作循环所需最大流量qmax和系统的 泄漏确定。?  ①多液压缸同时动作时,液压泵的流量要大于同时动作的几个液压缸(或马达)所需的最大 流量,并应考虑系统的泄漏和液压泵磨损后容积效率的下降,即  qB≥K(Σq)max(m3/s)                               式中:K为系统泄漏系数,一般取1.1~1.3,大流量取小值,小流量取大值;(Σq)max为 同时动作的液压缸(或马达)的最大总流量(m3/s)。 ②采用差动液压缸回路时,液压泵所需流量为: qB≥K(A1-A2)vmax(m3/s)                       式中:A 1,A 2为分别为液压缸无杆腔与有杆腔的有效面积(m2);vmax为活塞的最大移动 速度(m/s)。  ③当系统使用蓄能器时,液压泵流量按系统在一个循环周期中的平均流量选取,即  ?qB= ViK/Ti                                 式中:Vi为液压缸在工作周期中的总耗油量(m3);Ti为机器的工作周期(s);Z为液压缸的 个数。  (3)选择液压泵的规格:根据上面所计算的最大压力pB和流量qB,查液压元件产品样本, 选择与PB和qB相当的液压泵的规格型号。  上面所计算的最大压力pB是系统静态压力,系统工作过程中存在着过渡过程的动态压力,而动态压力往往比静态压力高得多,所以泵的额定压力pB应比系统最高压力大25%~60%,使液压泵有一定的压力储备。若系统属于高压范围,压力储备取小值;若系统属于中低压 范围,压力储备取大值。 (4)确定驱动液压泵的功率。  ①当液压泵的压力和流量比较衡定时,所需功率为:  p=pBqB/103ηB (kW)                       式中:pB为液压泵的最大工作压力(N/m2);qB为液压泵的流量(m3/s);ηB为液压泵的总效率,各种形式液压泵的总效率可参考下表估取,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    液压泵的总效率  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在工作循环中,泵的压力和流量有显著变化时,可分别计算出工作循环中各个阶段所需 的驱动功率,然后求其平均值,即  p=                 式中:t1,t2,…,tn为一个工作循环中各阶段所需的时间(s);P1,P2,…,Pn为一个 工作循环中各阶段所需的功率(kW)。  按上述功率和泵的转速,可以从产品样本中选取标准电动机,再进行验算,使电动机发出 最大功率时,其超载量在允许范围内。  二、阀类元件的选择  1.选择依据  选择依据为:额定压力,最大流量,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的问题  (1)应尽量选用标准定型产品,除非不得已时才自行设计专用件。  (2)阀类元件的规格主要根据流经该阀油液的最大压力和最大流量选取。选择溢流阀时,应按液压泵的最大流量选取;选择节流阀和调速阀时,应考虑其最小稳定流量满足机器低速 性能的要求。  (3)一般选择控制阀的额定流量应比系统管路实际通过的流量大一些,必要时,允许通过阀 的最大流量超过其额定流量的20%。  三、蓄能器的选择  1.蓄能器用于补充液压泵供油不足时,其有效容积为:  V=ΣAiLiK-qBt(m3)                           式中:A为液压缸有效面积(m2);L为液压缸行程(m);K为液压缸损失系数,估算时可取K =1.2;qB为液压泵供油流量(m3/s);t为动作时间(s)。  2.蓄能器作应急能源时,其有效容积为:V=ΣAiLiK(m3)                                 当蓄能器用于吸收脉动缓和液压冲击时,应将其作为系统中的一个环节与其关联部分一起 综合考虑其有效容积。  根据求出的有效容积并考虑其他要求,即可选择蓄能器的形式。  四、管道的选择 1.油管类型的选择  液压系统中使用的油管分硬管和软管,选择的油管应有足够的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:中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:紫铜管工作压力在6.5~10?MPa以下,易变曲,便于装配;黄铜管承受压力较高,达25MPa,不如紫铜管易弯曲。铜管价格高,抗震能力弱,易使油液氧化,应尽量少用,只 用于液压装置配接不方便的部位。  (3)软管:用于两个相对运动件之间的连接。高压橡胶软管中夹有钢丝编织物;低压橡胶软管中夹有棉线或麻线编织物;尼龙管是乳白色半透明管,承压能力为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,所以软管不宜装在液压缸和调速阀 之间。 2.油管尺寸的确定 (1)油管内径d按下式计算: d=                         式中:q为通过油管的最大流量(m3/s);v为管道内允许的流速(m/s)。一般吸油管取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〕                          ?  式中:p为管内最大工作压力;〔σ〕为油管材料的许用压力,〔σ〕=σb/n;σb为材料的抗拉强度;n为安全系数,钢管p<7MPa时,取n=8;p<17.5MPa时,取n=6;p>17.5MPa 时,取n=4。  根据计算出的油管内径和壁厚,查手册选取标准规格油管。  五、油箱的设计  油箱的作用是储油,散发油的热量,沉淀油中杂质,逸出油中的气体。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)油箱应有足够的容积以满足散热,同时其容积应保证系统中油液全部流回油箱时不渗 出,油液液面不应超过油箱高度的80%。 (2)吸箱管和回油管的间距应尽量大。

(3)油箱底部应有适当斜度,泄油口置于最低处,以便排油。  (4)注油器上应装滤网。 (5)油箱的箱壁应涂耐油防锈涂料。  2.油箱容量计算油箱的有效容量V可近似用液压泵单位时间内排出油液的体积确定。?  V=KΣq                                            ?  式中:K为系数,低压系统取2~4,中、高压系统取5~7;Σq为同一油箱供油的各液压 泵流量总和。 六、滤油器的选择 选择滤油器的依据有以下几点: (1)承载能力:按系统管路工作压力确定。  (2)过滤精度:按被保护元件的精度要求确定,选择时可参阅下表。  (3)通流能力:按通过最大流量确定。 (4)阻力压降:应满足过滤材料强度与系数要求。          滤油器过滤精度的选择  系统    过滤精度(μm)    元件    过滤精度(μm) 低压系统    100~150    滑阀    1/3最小间隙  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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