井口盘液压回路蓄能器和液压泵的设计与计算
液压蓄能器的计算
液压蓄能器的计算根据使用情况的不同，蓄能器的容量计算分为三种情况。
1.作为能源使用，排出的油速度较慢时蓄能器用来保持系统压力，补偿泄漏等情况，蓄能器内气体的变化状态，可按等温变化考虑。
即p0V0=p1V1=p2V2=常数式中p0——供油前充气压力（Pa）p1——最高工作压力（Pa）p2——最低工作压力（Pa）V0——供油前蓄能器气体容积，即蓄能器的总容量（L）；V1——压力p1时的气体容积（L）V2——压力p2时的气体容积（L）由上式可知，当工作压力从p1降为p2时，气体容积变化量，即蓄能器排出的油量ΔV为ΔV＝V2- V1＝p0 V0（1/ p2-1/ p1）于是蓄能器的总容积为V0＝（ΔV p1 p2）/ p0(p1- p2)2.作为能源使用，排出油的速度很快时蓄能器内气体的变化状态可按绝热变化考虑。
即p0V01.4= p1 V11.4= p2V21.4=常数当蓄能器的工作压力从p1降为p2时，排出的油量ΔV＝p00.71 V0（1/ p20.71-1/ p10.71）于是，蓄能器的总容积为V0＝（ΔV p10.71p20.71）/ p00.71(p10.71- p20.71)式中符号含义同前。
对于气囊式蓄能器的充气压力p0推荐：折合型取p0＝（0.8～0.85）p2；波纹型取p0＝（0.6～0.65）p2；对于活塞式蓄能器推荐：p0＝（0.8～0.9）p2。
3.作为吸收压力冲击和压力脉动使用（1） 吸收压力冲击（如阀门突然关闭等情况）时，可按下面经验公式计算V0＝0.004qp3(0.0164L-t)/(p3-p1)式中V0——蓄能器的总容积（L）；p1——阀门关闭前管内液压油的工作压力（Pa）p3——阀门关闭后允许的最大冲击压力，一般取p3＝1.5 p1（Pa）q——阀门关闭前管内的流量（L/min）L——产生冲击压力的管道长度（m）t——关闭阀门的时间（s）,t=0为突然关闭。
计算结果V0为正值时，才有设置蓄能器的必要，并且要尽量安装在发生压力冲击的地方。
液压系统设计计算
液压系统设计计算液压系统设计是指在机械设计中，通过使用液压技术来传递动力和控制目标的设计过程。
液压系统设计需要考虑多个因素，包括流体力学原理、液压元件的选择和配置、系统的工作参数等。
下面将介绍液压系统设计的一些基本计算。
首先，液压系统设计需要确定系统的工作参数，包括工作压力、流量和工作温度等。
工作压力是指系统中液体传递动力时所施加的压力，一般以帕斯卡为单位。
流量是指单位时间内通过液压系统的液体体积，一般以升/分钟为单位。
工作温度是指系统正常工作时液体的温度，一般以摄氏度为单位。
确定了工作参数后，液压系统设计还需要选择适当的液压元件。
液压元件包括液压泵、液压马达、液压阀等。
液压泵负责将机械能转换成液压能，并提供系统的流量和压力。
常用的液压泵有齿轮泵、柱塞泵和螺杆泵等。
液压马达则将液压能转换成机械能，常用的液压马达有齿轮马达、柱塞马达和液压缸等。
液压阀则用于控制液压系统的流量、压力和方向等。
常用的液压阀有溢流阀、换向阀和节流阀等。
功率（千瓦）=流量（升/分钟）x压力（帕）/600液压泵的选型还需要根据系统的工作压力和流量来确定。
一般来说，液压泵的压力和流量应该略大于系统的工作压力和流量，以确保系统正常工作。
液压泵的选择要考虑到工作环境的温度、液体的粘度和成本等因素。
液压缸的选择也需要进行一些计算。
输出力（牛顿）=压力（帕）x断面积（平方米）液压缸的选择要根据所需的输出力和工作压力来确定。
液压缸的密封性能和机械结构等因素也需要考虑。
另外，液压系统设计中还需要考虑管道的设计和安装。
管道的设计要根据系统的工作温度、压力和流量来确定。
管道的材料和尺寸选择要满足系统的需要，并保持良好的连接和密封性能。
综上所述，液压系统设计涉及到多个方面的计算和选择。
通过合理的设计和计算，可以确保液压系统的性能和可靠性。
因此，在液压系统的设计过程中，需要充分考虑各个因素，并进行适当的计算和分析。
液压传动系统的设计与计算
液压传动系统的设计与计算[原创2006-04-09 12:49:44 ] 发表者: yzc741229液压传动系统设计与计算液压系统设计的步骤大致如下：1.明确设计要求，进行工况分析。
2.初定液压系统的主要参数。
3.拟定液压系统原理图。
4.计算和选择液压元件。
5.估算液压系统性能。
6.绘制工作图和编写技术文件。
根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。
第一节明确设计要求进行工况分析在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。
1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。
2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。
3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。
图9-1位移循环图在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。
一、运动分析主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。
1.位移循环图L—t图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。
该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。
2.速度循环图v—t(或v—L)工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。
图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图9-2中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，图9-2 速度循环图最后匀减速运动到终点；第二种，液压缸在总行程的前一半作匀加速运动，在另一半作匀减速运动，且加速度的数值相等；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。
液压系统设计计算
液压系统设计计算有的液压系统简单，有的液压系统复杂。
这是由负载的工艺要求决定的。
我们在这里介绍的液压系统是简单的开关型液压系统，也即普通液压系统，不是伺服或者电液比例液压系统。
关于伺服或者电液比例液压系统，我们以后再研究。
我公司原有一台工程油缸试验台，采用的是高低压泵合流。
额定流量为100升，系统额定最高压力为31.5MPa。
为了突出重点，便于叙述，适当做了一些简化。
一液压基本回路一个实用的液压系统原理图都是由液压基本回路组成的。
液压基本回路可以在机械设计手册，或者其他液压设计资料中查到。
1 液压基本回路的分类设计资料中介绍的液压基本回路分类很详细。
但总括起来无非是，泵-电机组，压力控制回路，流量控制回路，方向控制回路和执行机构。
参看图1油缸试验台液压原理图。
在图1中，电机M1 Y112M-4和斜盘柱塞泵10YCY14-1B，电机Y160M-4和叶片泵YB1-80，组成泵-电机组，为系统提供动力；先导卸荷阀③,安全溢流阀④，电磁溢流阀⑤，组成压力控制回路；电液换向阀⑥和先导式液控单向阀⑦，组成方向控制回路。
一般说来，流量控制往往会伴随着压力的损失。
例如，在薄壁节流小孔中，流量d Q C A = （1） 此公式的使用条件为0.5l d≤。
式中Q —经过薄壁小孔的流量，3/m s ；d C —薄壁小孔流量系数，对于紊流，0.600.61d C = ； 0A —孔口面积，2m ； ρ—流体的密度，3/kg m ； p ∆—压力差，12p p p ∆=−，Pa ；d —小孔的直径，m ； l —小孔的长度，m 。
这种压力能损失往往转化为热能，使液压系统升温。
在理论上，变量泵不会因为流量或压力的变量产生能量损失。
2 液压基本回路的联结液压基本回路，特别是液压元件，在液压原理图中的联结，要么是并联，要么是串联。
二 液压系统原理图1 液压系统原理图应该包括的的基本内容一个符合要求的液压原理图除了表示系统外，还应该包括两个基本内容：液压元件明细表和电磁铁动作顺序表。
液压设计需要哪些计算公式
液压设计需要哪些计算公式液压系统是一种利用液体传递能量的动力传动系统，广泛应用于机械工程、航空航天、船舶、汽车等领域。
在液压系统的设计过程中，需要进行各种计算以确保系统的安全可靠性和性能指标的满足。
本文将介绍液压系统设计中常用的计算公式，包括液压缸的推力计算、液压泵的流量计算、液压阀的压降计算等内容。
1. 液压缸的推力计算。
液压缸是液压系统中常用的执行元件，其推力的计算是设计液压系统时的重要参数。
液压缸的推力计算公式为：F = P × A。
其中，F为液压缸的推力，单位为牛顿（N）；P为液压缸的工作压力，单位为帕斯卡（Pa）；A为液压缸的有效工作面积，单位为平方米（m²）。
2. 液压泵的流量计算。
液压泵是液压系统中的动力源，其流量的计算是设计液压系统时的关键参数。
液压泵的流量计算公式为：Q = V × n。
其中，Q为液压泵的流量，单位为立方米每秒（m³/s）；V为液压泵的排量，单位为立方厘米每转（cm³/r）；n为液压泵的转速，单位为转每分钟（r/min）。
3. 液压阀的压降计算。
液压阀是液压系统中的控制元件，其压降的计算是设计液压系统时的重要参数。
液压阀的压降计算公式为：ΔP = K × Q²。
其中，ΔP为液压阀的压降，单位为帕斯卡（Pa）；K为液压阀的流量系数，是与液压阀的结构和工作原理相关的参数；Q为液压阀的流量，单位为立方米每秒（m³/s）。
4. 液压管路的压力损失计算。
液压管路是液压系统中的传输元件，其压力损失的计算是设计液压系统时的重要参数。
液压管路的压力损失计算公式为：ΔP = f × L × (Q/D)²。
其中，ΔP为液压管路的压力损失，单位为帕斯卡（Pa）；f为液压管路的摩阻系数，是与管路材料和管路形状相关的参数；L为液压管路的长度，单位为米（m）；Q为液压管路的流量，单位为立方米每秒（m³/s）；D为液压管路的直径，单位为米（m）。
液压系统的设计计算
液压系统的设计计算
首钢工学院
当计算出液压泵压力、流量值后，按 产品样本选取液压泵时，泵的额定压力pH 应比计算压力高25% 。
PH≥ 1.25 Pp
液压泵的流量应选择比较接近的即可 （但对于变量泵来讲，也应该选择稍高一 点为佳） 。
沿程压力损失、局部压力损失和所有 控制阀的压力损失。
二、发热温升验算
液压泵输入功率与执行元件输出功率 的差值为液压系统的功率损失，这些能量 损失全部转换成热量，使系统产生温升。
如果按这些热量全部由油箱散发，可 用第六章油箱设计的方法进行验算。
液压系统的设计计算
即：
△P = P（1一η）
△p ＝kA△t △t = △p / kA
液压系统的设计计算
9.2 液压系统设计计算实例
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• 9.2.1 题目 设计一个简易卧式单轴钻孔机床动
力滑台的液压系统，以实现
快进 工进 快退 停止 的工作循环。
液压系统的设计计算
已知：
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最大轴向钻削力 F = 15000 N ，动力 滑台自重G = 20000，快进和快退速度相等 v1 = 0.1 m / s，工作进给速度可调 v2 = 0.9~18.0 mm / s，快速进给行程s1=120 mm ，工作进给行程s2 = 60 mm，动力滑台为 平导轨，摩擦系数 fd = 0.1 (动摩擦系数）
Pp1q10.56 72 04 0.23kw
液压系统的设计计算
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3. 液压缸在各阶段的压力、流量和功率
有效
速度
负载 压力 流量 功率
工况 计算公式
液压系统的设计与计算
（4）选择驱动液压泵的电动机
驱动泵的电机根据驱动功率和泵的转速来选
择。
在整个工作循环中，泵的压力和流量在较多
时间内皆达到最大工作值时，驱动泵的电动机功
P p pq率p 为： p
（10.13）
式中：p —液压泵的总效率，数值可见产品样本。
限压式变量叶片泵的驱动功率，可按泵的实际
压力流量特性曲线拐点处的功率来计算。
方案的合理性、经济性具有决定性的影响。
10.1.2.1 确定油路类 型
一般具有较大空间可以存放油箱的系统，都 采用开式油路；相反，凡允许采用辅助泵进行补 油，并借此进行冷却交换来达到冷却目的的系统， 可采用闭式油路。通常节流调速系统采用开式油
路，容积调速系统采用闭式回路。
10.1.2.2 选择液压回路
（2）确定执行元件的主要结构参数
以缸为例，主要结构尺寸指缸的内径D和活塞 杆的直径d，计算后按系列标准值确定D和d。
对有低速运动要求的系统，尚需对液压缸有效 工作面积进行验算，即应保证：
A qm in （10.8） vm in
式中 ：A—液压缸工作腔的有效工作面积；
qv 定流量； min
—控制执行元件速度的流量阀最小稳 —液压缸要求达到的最低工作速
q k q p
max （10.11）
式中: K—系统的泄漏修正系数，一般取
K=1.1~1.3； —同时动作的各执行元件
qmax所需流量之和的最大值。
（3）选择液压泵的规格型号
液压泵的规格型号按计算值在产品样本 选取，为了使液压泵工作安全可靠，液压泵 应有一定的压力储备量，通常泵的额定压力 可比工作压力高25%—60%。泵的额定流量 则宜与相当，不要超过太多，以免造成过大
液压系统的设计与计算步骤
液压系统的设计与计算：
1、根据液压系统的要求设计液压系统，拟订油路图。
2、计算与选型
（1）油缸的工作压力、面积和流量
柱塞上的外部载荷P：（包括压板、板坯、密封阻力、工作载荷和柱塞）。
柱塞直径d：（柱塞总的工作面积F =P/p，每个缸子的柱塞面积为F/n）。
油缸的流量Q。
选型：
（2）油泵的选择
油泵工作压力的确定
低压泵工作压力（p d）的确定：（液压油流速取3.5m/s）
包括：板坯、压板、柱塞、摩擦阻力、局部压损和沿程压损。
高压泵工作压力（p g）的确定：
包括：主要指系统压力、板坯、压板、柱塞、摩擦阻力、局部压损和沿程压损。
油泵流量的确定：
总流量Q bz=K·Q z （k取1.2）
高压泵的流量：Q g=VxF/10（V取0.24m/min ）
低压泵的流量：Q d= Q bz- Q g
根据流量和压力选型：
油泵电机功率的确定：
（3）阀的选择
（4）油管的计算（内径与壁厚）与选择
（5）液压系统性能的验算（包括压力损失的验算和系统发热的验算）
（6）柱塞缸壁厚的计算。
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第 ２ 卷 增刊 １ ２０ ０ ８年 ６月
中 国 修 船
Ｃ ＮＡ Ｓ Ｐ Ｐ Ｒ ＨＩ ｍ ＲＥ ＡＩ
Ｖ０ ． Ｓ１ １ ２１
Ｊｎ ２ｏ ｕ ．ｏ ８
井 口盘 液压 回路 蓄 能 器 和 液 压 泵 的设计 与计 算
杨 洪 庆 ，范 玉 扬 ，张凤 红
０ 引言
Ｂ２ Ｚ８—２ 项 目中 ，合 计有 ５ Ｓ ０口井 ，一期 投 产 生产 井 ３ ６口，井 口盘 采 用 液压 回路驱 动关 闭生 产 井 和注水井 的井 下安全 阀和放气 阀 。供液 回路 的操
作压 力为 ６ ９ＭＰ Ｇ～ ７ ６ ａ （ １０ ０～ ０ ． ａ ２ ． ＭＰ Ｇ 约 ０ ４０ ０
当前 常见 的蓄能器 有气体 加 载式 、重锤 式 和弹
簧式 几种 。
安全阀等设备 ，在液压泵 的出人 口处设 置了双滤 器。对供液回路的保护采用全启式安全 阀，设定点 ３ ． ａ （ ０ ＳＧ 。为了维 持液压 供液 回路 ４ ５ＭＰＧ ５００Ｐ Ｉ ）
的压 力平稳 ，在主供 液 回路 中设 置 了蓄能 器 和 自立 式调 节 阀。储 液罐 为 常 压 罐 ，内部 压 力 表 压 为 ０ ｋａ ＰＧ。以上各 种 泵 和仪 表 的前 后 都 设 有 截 止 阀 或 器 ；液压 泵 ；设 计 ；计 算
中图分类号：Ｔ ９ 文献标识码：Ｃ 文章编号 ：１０ — ３ ８ （ ０ ８ Ｓ ０ ６ ０ Ｅ ０ １ ８ ２ ２ ０ ） １— ０ ６— ３
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ： Ｏｎ ｏ ｓ ｏ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｐ ａ ｏｍ ，ｗｅ ｌｅ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｐａ ｅ ｓ ａ ｉ ｏ ｔ ｎ ｑ ｉ ｍｅ ｔｔ ｉ ｔｉ ａｅ ｆ ｈ ｒ ｒ ｄ ｃｉ ｌｔ ｒ ｏ ｆ ｌ ａ ｏ ｔｏ ｎ ｌｉ ｍｐ ｒａ ｔｅ ｕ ｐ ｎ ｏ ｍａｎ ａｎ ｓ ｆ ｈ ａ ｄ ｓａ ｌ ｒ ｄ ｔｏ ｎ ｔｂ ｅ ｐ ｏ ｕｃｉｎ．Ｈｙ ｒ ｕ ｉ ｉ ｐ ｍｐ ｐｒ ｖｄ ｔ ｂ ｅ ｈ ｄ ａ ｌｃ ｐ ｗｅ ｕ ｐ ｙ，ａ ｃ ｍｕｌｔｒｗｉｌｋ ｅ ｈ ｒ ｓ ｄ ａ ｌｃ ｏ ｌ ｕ ｏ ｉ ｅ ｓａ ｌ ｙ ｒ ｕ ｉ ｏ ｒｓ ｐ ｌ ｃｕ ａｏ ｌ ｅ ｐ ｔ ｅ ｐ ｅ － ｓｒ ｕ ｅ，ｗｈ ｎ ｈ ｄ ａ ｉ ｍｐ ｆｉｅ ．Ｔｈ ｏｌ ｗ ｏ ｔ ｎ ｓ ｉ ｒ ｄ ｅ ｔ ｔ ｄ ｏ ｅ ｉｎ ａ ｕ ｃ ｕ ｌ ｔｒａ ｄ ｈ － ｅ ｙ ｒ ｕｌ ｐｕ ａｌ ｄ ｃ ｅｆｌ ｏ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎｔｏ ｕｃ ｈｅ ｍｅｈｏ ｆ ｄ ｓｇ ｂｏ ｔａ ｃ ｍｕ ａｏ ｎ ｙ
口盘液压泵发生故障时，需要在供液 回路 中使用蓄 能 器 ，以便在 液压 泵故 障情 况下 保持 生产 的连续 进
行 。另外 液压 泵通 常是 往复 泵 ，蓄能器 也 能吸 收 回
路 的压力 波动 ，维 持下 游压 力 的平稳 。 ２ 蓄能器 的种 类及 特点 。 ）
ＰＩ） ＳＧ ，主液 压 回路采 用 ２台带 手 动打 压 的气 动液 压 泵提 供 液 压 动 力 源 。驱 动 液 压 泵 的气 源 压 力 为 ５０— ０ ＰＧ，由 自立 式 调节 阀调 节 气 压 。为 防 ０ ８０ｋ ａ 止储 液罐 内液 压油含 固体 颗粒 ，保 护液压 泵 和井下
１ 蓄能器
１ ）蓄 能器在 井 口控制 盘 的作 用 。
海 上石 油生 产平 台通 常有远 离 陆地 、作业 面积
小 、平 台操作 人 员少 、备 品备件 有 限 的特 点 。 当井
ＰＩ ） ＳＧ ，设计 压力 为 ３ ． ａ （ ５００Ｐ Ｉ 。 ４ ５ＭＰＧ 约 ０ ＳＧ）
井 下安全 阀 的最 小 开 启 压 力 为 ６ ９ ＭＰ Ｇ （ ０ ． ａ １０ ０
重锤式虽然有结构简单 ，压力稳定的优点 ，但 是又 由于 其体 积大 ，笨 重 ，运 动 惯性 大 ，反应不 灵
敏 ，密封 处 易 漏 油 等 缺 点 而 不 在 井 口控 制 盘 中使 用 。气体 加 载 式 又 分 为 ：气 囊 式 、活 塞 式 、气 瓶
式 。如表 １ 所示 ，气囊式 、活塞式 、弹簧式都有体 积 小 的缺点 。Ｂ ２ Ｚ８—２ Ｓ井 口控 制 盘 的供 液 回路 的 操作压 力较 高，为 ６ ９ Ｍ ａ ． ＰＧ～２ ． Ｐ Ｇ （ ７ ６ Ｍ ａ 约
ｄ ａ ｌｃ ｐ ｍ ｐ ｒ ｕ ｉ ｕ ．
Ｋｅ ｒ ｓ：ｗｅｌ ｅ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｐ ｎ ｌ ａ ｃ ｍｕ ａｏ ； ｈ ｄ ａ ｌ ｕ ｙ ｗｏ ｄ ｌ ａ ｏ ｔ ａ ｅ ； ｃ ｕ ｌｔｒ ｙ ｒｕ ｉ ｐ ｍｐ； ｄ ｓ ｎ；ｃ ｃ ｌｔ ｎ ｈ ｏ ｃ ｅｉ ｇ ａ ｕ ａｉ ｏ
（ 洋石 油工程 股份有 限公 司 ，天 津 海 ３０５ ） ０ ４２
摘要：在 海上 平 台生产 中，井 口控 制盘 对 海上产 油平 台的 安 全 生产 和平稳 运 行起 着至 关 重要 的作 用。液压 泵 为井 口提 供稳 定 的液压 动力 ，蓄 能 器则 能在 井 口盘 内液 压 泵发 生 故 障 的情 况 下 ， 为 回路补 压 ，以维持 供 液 回路 的压 力稳 定 。文章介 绍 了液 压 回路 中蓄能 器和液 压泵 的设计 和计 算
针 阀，以方便操作维护 。
作者简介 ：杨洪庆 （ ９０ ） １８ 一 ，男，天津人，助理工程 师，大学本科 ，主要从事海洋平 台仪表系统设计 。
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６ ・ ６
维普资讯
２０ ０ ８年增刊
杨 洪庆 ，等 ：井 口盘液压 回路蓄 能器和 液压 泵的设计与计算