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液壓元件的選擇

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液壓元件的選擇

發布日期:2015-08-09 00:00 來源:http://www.yz5188.com 點擊:

液壓元件的選擇  一、液壓泵的確定與所需功率的計算  1.液壓泵的確定  (1)確定液壓泵的最大工作壓力。液壓泵所需工作壓力的確定,主要根據液壓缸在工作循環各階段所需最大壓力p1,再加上油泵的出油口到缸進油口處總的壓力損失ΣΔp,即  pB?=p1+ΣΔp                                 ΣΔp 包括油液流經流量閥和其他元件的局部壓力損失、管路沿程損失等,在系統管路未設計之前,可根據同類系統經驗估計,一般管路簡單的節流閥調速系統?ΣΔp為 (2~5)×105Pa,用調速閥及管路復雜的系統ΣΔp為(5~15)×105Pa,ΣΔp也可只考慮流經各控制閥的壓力損失,而將管路系統的沿程損失忽略不計,各閥的額定壓力損失可從液壓 元件手冊或產品樣本中查找,也可參照下表選取。               常用中、低壓各類閥的壓力損失(Δpn)  閥名    Δpn(×105Pa)    閥名    Δpn(×105Pa)    閥名    Δpn(×105Pa)    閥 名    Δpn(×105Pa)  單向閥    0.3~0.5    背壓閥    3~8    行程閥    1.5~2    轉閥    1.5~2 換向閥    1.5~3    節流閥    2~3    順序閥    1.5~3    調速閥    3~5 (2)確定液壓泵的流量qB。泵的流量qB根據執行元件動作循環所需最大流量qmax和系統的 泄漏確定。?  ①多液壓缸同時動作時,液壓泵的流量要大于同時動作的幾個液壓缸(或馬達)所需的最大 流量,并應考慮系統的泄漏和液壓泵磨損后容積效率的下降,即  qB≥K(Σq)max(m3/s)                               式中:K為系統泄漏系數,一般取1.1~1.3,大流量取小值,小流量取大值;(Σq)max為 同時動作的液壓缸(或馬達)的最大總流量(m3/s)。 ②采用差動液壓缸回路時,液壓泵所需流量為: qB≥K(A1-A2)vmax(m3/s)                       式中:A 1,A 2為分別為液壓缸無桿腔與有桿腔的有效面積(m2);vmax為活塞的最大移動 速度(m/s)。  ③當系統使用蓄能器時,液壓泵流量按系統在一個循環周期中的平均流量選取,即  ?qB= ViK/Ti                                 式中:Vi為液壓缸在工作周期中的總耗油量(m3);Ti為機器的工作周期(s);Z為液壓缸的 個數。  (3)選擇液壓泵的規格:根據上面所計算的最大壓力pB和流量qB,查液壓元件產品樣本, 選擇與PB和qB相當的液壓泵的規格型號。  上面所計算的最大壓力pB是系統靜態壓力,系統工作過程中存在著過渡過程的動態壓力,而動態壓力往往比靜態壓力高得多,所以泵的額定壓力pB應比系統最高壓力大25%~60%,使液壓泵有一定的壓力儲備。若系統屬于高壓范圍,壓力儲備取小值;若系統屬于中低壓 范圍,壓力儲備取大值。 (4)確定驅動液壓泵的功率。  ①當液壓泵的壓力和流量比較衡定時,所需功率為:  p=pBqB/103ηB (kW)                       式中:pB為液壓泵的最大工作壓力(N/m2);qB為液壓泵的流量(m3/s);ηB為液壓泵的總效率,各種形式液壓泵的總效率可參考下表估取,液壓泵規格大,取大值,反之取小值, 定量泵取大值,變量泵取小值。  表    液壓泵的總效率  液壓泵類型    齒輪泵    螺桿泵    葉片泵    柱塞泵 總效率    0.6~0.7    0.65~0.80    0.60~0.75    0.80~0.85    ②在工作循環中,泵的壓力和流量有顯著變化時,可分別計算出工作循環中各個階段所需 的驅動功率,然后求其平均值,即  p=                 式中:t1,t2,…,tn為一個工作循環中各階段所需的時間(s);P1,P2,…,Pn為一個 工作循環中各階段所需的功率(kW)。  按上述功率和泵的轉速,可以從產品樣本中選取標準電動機,再進行驗算,使電動機發出 最大功率時,其超載量在允許范圍內。  二、閥類元件的選擇  1.選擇依據  選擇依據為:額定壓力,最大流量,動作方式,安裝固定方式,壓力損失數值,工作性能 參數和工作壽命等。 2.選擇閥類元件應注意的問題  (1)應盡量選用標準定型產品,除非不得已時才自行設計專用件。  (2)閥類元件的規格主要根據流經該閥油液的最大壓力和最大流量選取。選擇溢流閥時,應按液壓泵的最大流量選取;選擇節流閥和調速閥時,應考慮其最小穩定流量滿足機器低速 性能的要求。  (3)一般選擇控制閥的額定流量應比系統管路實際通過的流量大一些,必要時,允許通過閥 的最大流量超過其額定流量的20%。  三、蓄能器的選擇  1.蓄能器用于補充液壓泵供油不足時,其有效容積為:  V=ΣAiLiK-qBt(m3)                           式中:A為液壓缸有效面積(m2);L為液壓缸行程(m);K為液壓缸損失系數,估算時可取K =1.2;qB為液壓泵供油流量(m3/s);t為動作時間(s)。  2.蓄能器作應急能源時,其有效容積為:V=ΣAiLiK(m3)                                 當蓄能器用于吸收脈動緩和液壓沖擊時,應將其作為系統中的一個環節與其關聯部分一起 綜合考慮其有效容積。  根據求出的有效容積并考慮其他要求,即可選擇蓄能器的形式。  四、管道的選擇 1.油管類型的選擇  液壓系統中使用的油管分硬管和軟管,選擇的油管應有足夠的通流截面和承壓能力,同時, 應盡量縮短管路,避免急轉彎和截面突變。  (1)鋼管:中高壓系統選用無縫鋼管,低壓系統選用焊接鋼管,鋼管價格低,性能好,使用 廣泛。  (2)銅管:紫銅管工作壓力在6.5~10?MPa以下,易變曲,便于裝配;黃銅管承受壓力較高,達25MPa,不如紫銅管易彎曲。銅管價格高,抗震能力弱,易使油液氧化,應盡量少用,只 用于液壓裝置配接不方便的部位。  (3)軟管:用于兩個相對運動件之間的連接。高壓橡膠軟管中夾有鋼絲編織物;低壓橡膠軟管中夾有棉線或麻線編織物;尼龍管是乳白色半透明管,承壓能力為2.5~8MPa,多用于低壓管道。因軟管彈性變形大,容易引起運動部件爬行,所以軟管不宜裝在液壓缸和調速閥 之間。 2.油管尺寸的確定 (1)油管內徑d按下式計算: d=                         式中:q為通過油管的最大流量(m3/s);v為管道內允許的流速(m/s)。一般吸油管取0.5~ 5(m/s);壓力油管取2.5~5(m/s);回油管取1.5~2(m/s)。  (2)油管壁厚δ按下式計算:  δ≥p?d/2〔σ〕                          ?  式中:p為管內最大工作壓力;〔σ〕為油管材料的許用壓力,〔σ〕=σb/n;σb為材料的抗拉強度;n為安全系數,鋼管p<7MPa時,取n=8;p<17.5MPa時,取n=6;p>17.5MPa 時,取n=4。  根據計算出的油管內徑和壁厚,查手冊選取標準規格油管。  五、油箱的設計  油箱的作用是儲油,散發油的熱量,沉淀油中雜質,逸出油中的氣體。其形式有開式和閉式兩種:開式油箱油液液面與大氣相通;閉式油箱油液液面與大氣隔絕。開式油箱應用較 多。 1.油箱設計要點  (1)油箱應有足夠的容積以滿足散熱,同時其容積應保證系統中油液全部流回油箱時不滲 出,油液液面不應超過油箱高度的80%。 (2)吸箱管和回油管的間距應盡量大。

(3)油箱底部應有適當斜度,泄油口置于最低處,以便排油。  (4)注油器上應裝濾網。 (5)油箱的箱壁應涂耐油防銹涂料。  2.油箱容量計算油箱的有效容量V可近似用液壓泵單位時間內排出油液的體積確定。?  V=KΣq                                            ?  式中:K為系數,低壓系統取2~4,中、高壓系統取5~7;Σq為同一油箱供油的各液壓 泵流量總和。 六、濾油器的選擇 選擇濾油器的依據有以下幾點: (1)承載能力:按系統管路工作壓力確定。  (2)過濾精度:按被保護元件的精度要求確定,選擇時可參閱下表。  (3)通流能力:按通過最大流量確定。 (4)阻力壓降:應滿足過濾材料強度與系數要求。          濾油器過濾精度的選擇  系統    過濾精度(μm)    元件    過濾精度(μm) 低壓系統    100~150    滑閥    1/3最小間隙  70×105Pa系統    50    節流孔    1/7孔徑(孔徑小于1.8mm)  100×105Pa系統    25    流量控制閥    2.5~30 140×105Pa系統    10~15    安全閥溢流閥    15~25  電液伺服系統    5          高精度伺服系統    2.5 

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