挖掘机技术讲解_液压传动系统的设计计算
挖掘机的液压系统
液压泵——轴向柱塞泵
挖掘机的主泵一般为柱塞泵泵。
液压控制阀
1. 流量控制阀 2. 压力控制阀 3. 方向控制阀
流量控制阀
• 主要控制流过管路的流量，通过 对流量的控制还可以对回路的压 力产生一定影响。注意节流会产 生损失。
液压回路的合流
• 合流：一般用于双泵和多 泵系统中。用合流阀或者 使两个回路中相应的换向 阀同时动作，让两个泵同 时向一个执行元件供油以 提高该执行元件的运动速 度，从而提高作业效率。
主控阀杆 泵1
合流阀杆 泵2
挖掘机液压回路合流：
动臂提升，斗杆、铲斗都实现双泵合流。
动臂提升合流
两泵在阀后实现合流，提高动臂提升速度
曲线上），每个泵就可传递发动机功率的50%，即才能全部利用 发动机的输出功率。
全功率控制变量泵
特点： 1. 两个泵由一个直接作用的调节器来调节，控制压力为两泵负载 压力之和，尽管两泵负载压力不等，但两个泵的输出流量相等 。 2. 只有当P1+P2在恒功率的压力范围内（即功率点在恒功率双曲 线上），每个泵就可传递发动机功率的50%，即才能全部利用 发动机的输出功率。
b c d ef g
无
控
制
油
A
压
B
a
KAWASAKI
B → A解锁
B → A解锁：c口封闭， B →a →b → 与g不通
g → f → e → d →环槽i → h→油箱
b c h die f g 有
控
制
油
A
压
B
a
液压蓄能器
原理：气体被压 缩后储存能量。 作用：吸收液压 膜片 振动和冲击并且 可以作为应急能 源使用。
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。
液压系统的设计计算举例
作缸的小腔，即从泵的出口到缸小腔之间的压力损失 Δp = 5.5×105 MPa ，于是小泵出
口压力 pp1 = 21.56×105 MPa （小泵的总效率 η 1 = 0.5 ），大泵出口压力 pp2 =
23.06×105 MPa （大泵的总效率 η 2 = 0.5 ）。故电机功率为
P pp1q1 pp2q2 21.56 105 0.167 103 W 23.06 105 0.267 103 W 1 951.5 W
= 0.5 ，大泵出口压力 pp2 = 15.18×105 MPa （大泵的总效率 η 2 = 0.5 ）。故电机功率
为
P1
pp1q1 1
pp 2 q2 2
13.68 105 0.167 103 0.5
W 15.18 105 0.267 103 0.5
W
1 267.5 W
（2）工进
小泵的出口压力 pp1 = p1 +Δp1 = 32.19×105 MPa ，大泵卸载，卸载压力取 pp2 =
液压传动
液压系统的设计计算举例
1.1 分析工况及主机工作要求，拟定液压系统方案 1.2 参数设计 1.3 选择元件 1.4 液压系统性能验算
液压系统的设计计算举例
1.1 液分析工况及主机工作要求，拟定液压系统方案
（一） 确定执行元件类型
（二） 确定执行元件的负载、速度变化范围
Fw 18 000 N
1
2
0.5
0.5
综合比较，快退时所需功率最大。据此查产品样本选用Y112M—6型异步电机，
电机功率2.2 kW，额定转速为940 r/min。
（三） 选择液压阀
根据液压阀在系统中的最高工作压力与通过该阀的最大流量，可选出这些元件的 型号及规格。选定的元件列于表中。
挖掘机液压系统设计
摘要液压挖掘机是工程机械的一个重要品种，是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的土方机械。
液压挖掘机利用液压元件（液压泵、液压马达、液压缸等）带动各种构件动作，具有许多优点，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中较为复杂的。
因此，对挖掘机液压系统的分析设计对推动我国挖掘机发展具有十分重要的意义。
在搜集了国内外挖掘机液压系统相关资料的基础上，了解了挖掘机液压系统的发展历史，并对挖掘机液压系统的技术发展动态进行了分析总结。
本次毕业设计课题是液压挖掘机。
挖掘机由多个系统组成，包括液压系统，传动系统，操纵系统，工作装置，底架，转台，油箱，发动机安装等。
本人的设计主要致力于分析和设计中型液压挖掘机液压系统的液压元件。
以液压元件和液压回路为主。
关键词：挖掘机液压系统液压泵AbstractConstruction machinery hydraulic excavator is an important species, is a widely used in construction, railway, highway, water conservancy, mining and other construction projects of Earthmoving Machinery. The use of hydraulic excavator hydraulic components (hydraulic pumps, hydraulic motors, hydraulic cylinders, etc.) bring a variety of component movement, has many advantages, so it is the design of the hydraulic system of the high demands, and its hydraulic system engineering machinery hydraulic system is the most complex. Therefore, the analysis of excavator hydraulic system design in promoting the development of China's excavator of great significance.At home and abroad in gathering relevant information excavator hydraulic system on the basis of the understanding of the excavators of the historical development of the hydraulic system, hydraulic excavators and technical developments have been analyzed and summarized. The graduation project is the subject of hydraulic excavators YW160. Mini-excavator from multiple systems, including hydraulic system, transmission system, control system, the working devices, chassis, turntable, fuel tanks, engine installation. I focused on the design of the analysis and design of medium-sized hydraulic excavator hydraulic system hydraulic components. Hydraulic components and the main hydraulic circuit.Keywords: hydraulic pump hydraulic system of excavator目录第1章概论 (5)1.1挖掘机的简介 (5)1.2液压挖掘机的发展概况 (6)1.2.1 国外液压挖掘机目前水平及发展趋势 (7)1.2.2 国内液压挖掘机的发展概况 (10)1.3设计的内容和设计内容的意义 (10)1.4 设计内容的安排 (12)第2章挖掘机液压系统的计算 (12)2.1液压挖掘机的基本系统 (12)2.1.1 挖掘机液压系统的简介 (12)2.1.2YW-160型单斗液压挖掘机液压系统 (13)2.2液压挖掘机工作装置油缸作用力的确定 (16)2.2.1 动臂油缸作用力分析 (16)2.2.2 铲斗油缸工作受力分析 (17)2.2.3 斗杆油缸作用力分析 (18)2.3液压元件的计算 (20)2.3.1 液压缸内径 (20)2.3.2 缸筒壁厚 (20)2.3.3 缸筒壁厚验算 (20)2.3.4 活塞杆计算 (21)2.3.5 活塞杆强度计算 (21)2.3.6 确定液压系统的工作压力 (21)2.3.7 确定液压缸的主要参数和工作压力 (21)2.3.8 确定液压马达的排量和工作压力 (22)2.3.9 计算液压缸与液压马达的流量 (22)第3章液压元件的选择 (23)3.1液压缸的选择 (23)3.2 液压泵的选择 (23)3.3液压马达的选择 (23)3.4发动机的选择 (23)第4章液压系统回路的设计 (24)4.1液压缸控制回路 (24)4.2液压马达控制回路 (25)4.3计算系统所需的最大流量 (26)4.4压力损失的计算 (26)4.5拟定液压源控制回路 (27)第5章液压系统性能验算 (28)5.1液压系统功率损失 (28)5.2液压油油温过高的原因及预防措施 (29)第6章结论和展望 (31)6.1结论 (31)6.2展望 (32)致谢 (33)参考文献 (34)第1章概论液压挖掘机是工程机械的一个重要品种，是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的突发机械。
常用液压设计计算公式
常用液压设计计算公式液压设计计算是指根据液压原理和工作条件，对液压系统进行各种设计参数的计算。
常用的液压设计计算公式包括以下几个方面：1.流量计算公式：流量是液压系统中液体通过单位时间内的体积或质量，常用的流量计算公式有：-液体通过管道的流速公式：v=A/t其中，v为液体的流速，A为液体通过的横截面积，t为流经该横截面的时间。
-流量公式：Q=Av其中，Q为液体的流量，A为液体通过的横截面积，v为液体的流速。
2.压力计算公式：压力是液体对单位面积的作用力，常用的压力计算公式有：-压力公式：P=F/A其中，P为液体的压力，F为作用在液体上的力，A为液体所受力的面积。
- 泊松公式：P=gh其中，g为重力加速度，h为液体的高度。
3.功率计算公式：功率是液压系统中单位时间内产生或消耗的能量，常用的功率计算公式有：-功率公式：P=Q×P其中，P为液体的功率，Q为液体的流量，P为液体的压力。
-功率公式：P=F×v其中，P为液体的功率，F为作用在液体上的力，v为液体的流速。
4.流速计算公式：流速是单位时间内液体通过管道的速度，常用的流速计算公式有：-流速公式：v=Q/A其中，v为液体的流速，Q为液体的流量，A为液体通过的横截面积。
- 流速公式：v=√(2gh)其中，v为液体的流速，g为重力加速度，h为液体的高度。
5.根据功率计算液压缸的力和速度：-液压缸力的计算公式：F=P/A其中，F为液压缸的力，P为液体的压力，A为液压缸的有效工作面积。
-液压缸速度的计算公式：v=Q/A其中，v为液压缸的速度，Q为液体的流量，A为液压缸的有效工作面积。
以上是液压设计常用的一些计算公式，根据具体液压系统的工作条件和设计要求，可以选择适合的公式进行计算。
在实际设计中，还需要考虑液体的黏度、泄漏、阻力等因素对计算结果的影响，综合考虑才能得到更精确的设计结果。
挖掘机液压系统设计
挖掘机液压系统设计挖掘机作为一种重型工程机械，广泛应用于土木工程、水利工程、矿山工程等领域。
其液压系统作为重要的动力传递和控制装置，对挖掘机的工作效率和性能起着至关重要的作用。
因此，挖掘机液压系统设计至关重要。
一、液压系统工作原理在挖掘机液压系统中，液压泵将机器的动力转换为液压能，通过管道输送至液压缸或液压马达，驱动斗杆、斗杆缸、斗杆滑板等机械部件运动。
同时，通过液压控制阀的调节，实现对液压系统的控制，如液压油的流量、压力等参数，从而控制挖掘机的动作。
二、液压系统设计要求1. 稳定性：挖掘机在工作时需要承受较大的载荷和冲击，因此液压系统设计要求稳定可靠，能够保证机器正常运行。
2. 效率：高效的液压系统设计可以提高挖掘机的工作效率，减少能源消耗，降低运行成本。
3. 灵活性：液压系统设计要求机器动作灵活，能够满足不同工况下的要求，提高挖掘机的适应性和操作性。
4. 安全性：液压系统设计应具备良好的安全性能，确保挖掘机在工作过程中不发生液压系统故障及相关事故。
三、液压系统设计步骤1. 确定液压系统工作压力：根据挖掘机的工作负荷和工作环境确定液压系统的工作压力，以保证系统正常工作。
2. 选择液压元件：根据液压系统的压力、流量等参数选择适合的液压泵、液压缸、液压马达等元件。
3. 设计液压管路：设计合理的液压管路，保证液压油的快速输送和减小压力损失，提高系统效率。
4. 配置液压控制阀：根据挖掘机的工作要求配置液压控制阀，实现对挖掘机动作的精确控制。
5. 系统集成测试：完成液压系统设计后进行系统集成测试，验证系统的稳定性、效率和安全性。
四、优化液压系统设计1. 采用先进的液压技术：挖掘机液压系统设计可以采用先进的液压技术，如负载敏感控制、节流阀控制等，提高系统的性能和效率。
2. 应用智能化控制：结合电子控制技术，实现液压系统的智能化控制，提高挖掘机的自动化程度和操作便利性。
3. 优化系统布局：合理布置液压元件和管路，减小系统的体积和重量，提高挖掘机的运行效率和操作舒适性。
液压传动系统设计与计算-说明书
如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率=0.9，根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表1所示。
表1 液压缸总运动阶段负载表〔单位：N〕3 负载图和速度图的绘制根据负载计算结果和的个阶段的速度，可绘制出工作循环图如图1〔a〕所示，所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据的设计参数进行绘制，快进和快退速度3.5快进行程L1=100mm、工进行程L2=200mm、快退行程L3=300mm，工进速度80-300mm/min 快进、工进和快退的时间可由下式分析求出。
快进工进快退根据上述数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图〔F-t〕b图,速度循环图c图.ab c在此处键入公式。
4 确定液压系统主要参数4.1确定液压缸工作压力由表2和表3可知，组合机床液压系统在最大负载约为16000时宜取3MPa。
表2按负载选择工作压力表3 各种机械常用的系统工作压力4.2计算液压缸主要结构参数根据参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为A1=Fmas/P1-0.5P2=16000/3X10^6那么活塞直径为mm根据经验公式，因此活塞杆直径为d=58.3mm，根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm，活塞杆直径为d=56mm。
此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：根据计算出的液压缸的尺寸，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如表4所示。
表4 各工况下的主要参数值5 液压系统方案设计根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析，所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题。
速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。
此外，与所有液压系统的设计要求一样，该组合机床液压系统应尽可能结构简单，本钱低，节约能源，工作可靠5.1确定调速方式及供油形式由表4可知，该组合机床工作时，要求低速运动平稳行性好，速度负载特性好。
液压系统的设计计算步骤和内容
• 最大负载值是初步确定执行元件工作压力和结构尺寸的依据。 • 液压马达的负载力矩分析与液压缸的负载分析相同，只需将上述负载
设计计算
步骤和内容
4～5
＞5～7
18
系统工作压力的确定
表9-3 按主机类型选择系统工作压力
设备 类型
磨床
机床
组合机床 牛头刨床
插床 齿轮加工
机床
车床 铣床 镗床
珩磨 拉床 机 龙门 床 刨床
农业机械 汽车工业 小型工程 机械及辅 助机械
工程机械 重型机械 锻压设备 液压支架
船用 系统
压力 /MPa
摆动缸
单叶片缸转角小于300°，双叶片缸转角小于150°
往复摆动运动
齿轮、叶片马达 轴向柱塞马达 径向柱塞马达
结构简单、体积小、惯性小 运动平稳、转大、转速范围宽 结构复杂、转大、转速低
设计计算
步骤和内容
高速小转矩回转运动 大转矩回转运动 低速大转矩回转运动
7
负载分析
• 负载分析就是通过计算确定各液压执行元件的负载大小和方向，并分 析各执行元件运动过程中的振动、冲击及过载能力等情况。
设计计算
步骤和内容
2
1.1 液压系统的设计依据和工况分析
液压系统的设计依据
• 设计要求是进行工程设计的主要依据。设计前必须把主机对液压系统 的设计要求和与设计相关的情况了解清楚，一般要明确下列主要问题：
液压系统计算范文
液压系统计算范文液压系统的计算是涉及液压原理和液压元件的一项重要内容。
液压系统的计算主要包括液压元件的选型和系统参数的计算。
下面将结合液压缸的选型和系统压力的计算，进行详细介绍。
一、液压缸的选型计算液压缸的选型计算主要包括计算液压缸的推力和运动速度，以确定液压缸的规格和型号。
1.计算液压缸的推力液压缸的推力计算公式为：F=p×A其中，F为液压缸的推力，p为工作压力，A为有效活塞面积。
2.计算液压缸的运动速度液压缸的运动速度计算公式为：v=Q/A_d其中，v为液压缸的运动速度，Q为液体流量，A_d为液压缸的有效面积。
二、系统压力的计算液压系统的压力计算主要包括系统工作压力和泵的排量的计算。
1.计算系统工作压力系统工作压力的计算主要涉及液压缸的负载和泄漏压力的影响。
一般来说，系统工作压力不会小于液压缸所需的工作压力。
如果液压缸的负载较大，需要考虑液压缸的工作压力以及泵的工作压力能否满足系统的工作需求。
2.计算泵的排量泵的排量计算主要考虑液压缸的运动速度和工作压力。
泵的排量可通过以下公式计算：Q_p=v×A_d/n其中，Q_p为泵的排量，v为液压缸的运动速度，A_d为液压缸的有效面积，n为液压缸的行程次数。
三、综合计算实例下面以工程机械液压系统为例进行综合计算。
工程机械的液压系统需要推动一个重量为10吨的装载机平移运动，液压缸的有效活塞面积为50平方厘米，工作压力为18MPa。
液压缸每分钟需要行程10次，液压缸的有效面积为30平方厘米。
根据上述数据，可进行以下计算：1.计算液压缸的推力：F=18×50=900N2.计算液压缸的运动速度：v=10/30=0.33m/s3.计算系统的工作压力：根据液压缸的负载和泄漏压力的影响，确定系统的工作压力为18MPa。
4.计算泵的排量：Q_p = 0.33 × 30 / 10 = 0.99L/min根据以上计算结果，可选用液压缸的规格为50/30，并选用工作压力为18MPa的液压系统。
最新10液压传动系统的设计和计算汇总
10液压传动系统的设计和计算10 液压传动系统的设计和计算本章提要：本章介绍设计液压传动系统的基本步骤和方法，对于一般的液压系统，在设计过程中应遵循以下几个步骤：①明确设计要求，进行工况分析；②拟定液压系统原理图；③计算和选择液压元件；④发热及系统压力损失的验算；⑤绘制工作图，编写技术文件。
上述工作大部分情况下要穿插、交叉进行，对于比较复杂的系统，需经过多次反复才能最后确定；在设计简单系统时，有些步骤可以合并或省略。
通过本章学习，要求对液压系统设计的内容、步骤、方法有一个基本的了解。
教学内容：本章介绍了液压传动系统设计的内容、基本步骤和方法。
教学重点：1．液压元件的计算和选择；2．液压系统技术性能的验算。
教学难点：1．泵和阀以及辅件的计算和选择；2．液压系统技术性能的验算。
教学方法：课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示设计的步骤及方法。
教学要求：初步掌握液压传动系统设计的内容、基本步骤和方法。
10.1 液压传动系统的设计步骤液压传动系统的设计是整机设计的一部分，它除了应符合主机动作循环和静、动态性能等方面的要求外，还应当满足结构简单，工作安全可靠，效率高，经济性好，使用维护方便等条件。
液压系统的设计，根据系统的繁简、借鉴的资料多少和设计人员经验的不同，在做法上有所差异。
各部分的设计有时还要交替进行，甚至要经过多次反复才能完成。
下面对液压系统的设计步骤予以介绍。
10.1.1 明确设计要求、工作环境，进行工况分析10.1.1.1 明确设计要求及工作环境液压系统的动作和性能要求主要有：运动方式、行程、速度范围、负载条件、运动平稳性、精度、工作循环和动作周期、同步或联锁等。
就工作环境而言，有环境温度、湿度、尘埃、防火要求及安装空间的大小等。
要使所设计的系统不仅能满足一般的性能要求，还应具有较高的可靠性、良好的空间布局及造型。
10.1.1.2 执行元件的工况分析对执行元件的工况进行分析，就是查明每个执行元件在各自工作过程中的速度和负载的变化规律，通常是求出一个工作循环内各阶段的速度和负载值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
往复不对称直线运动
结构简单 单叶片缸转角小于300°，双叶片缸转角小于
150°
结构简单、体积小、惯性小
长行程、单向工作 往复摆动运动 高速小转矩回转运动
运动平稳、转大、转速范围宽
大转矩回转运动
结构复杂、转大、转速低
低速大转矩回转运动
8
负载分析
• 负载分析就是通过计算确定各液压执行元件的负载大小和方向，并分析各执行 元件运动过程中的振动、冲击及过载能力等情况。
种情况是动力性负载方向与执行元件运动方向相反，起着阻止执行元 件运动的作用，称为阻力负载(正负载)；另一种情况是动力性负载方向 与执行元件运动方向一致，称为超越负载(负负载)。超越负载变成驱动 执行元件的驱动力，执行元件要维持匀速运动，其中的流体要产生阻
力功，形成足够的阻力来平衡超越负载产生的驱动力，这就要求系统
2021/2/7
2
目录
• 9.1 液压系统的设计依据和工况分析 • 9.2 液压系统主要参数的确定 • 9.3 液压系统原理图的拟定和方案论证 • 9.4 计算和选择液压元件 • 9.5 液压系统性能验算 • 9.6 绘制正式工作图、编制技术文件 • 9.7 液压系统设计计算举例
2021/2/7
3
• 作用在执行元件上的负载有约束性负载和动力性负载两类。 • 约束性负载的特征是其方向与执行元件运动方向永远相反，对执行元件起阻止
作用，不会起驱动作用。例如库仑固体摩擦阻力、粘性摩擦阻力是约束性负载。
2021/2/7
9
负载分析
• 动力性负载的特征是其方向与执行元件的运动方向无关，其数值由外 界规律所决定。执行元件承受动力性负载时可能会出现两种情况：一
Fw＝f (t)，需根据具体情况分析决定。
2021/2/7
11
液压缸的负载计算
• ② 惯性负载Fm。惯性负载是运动部件在启动加速或减速制动过程中产生的惯 性力，其值可按牛顿第二定律求出
(9.2)
• • •
式中 m——运动部件总质量；
a——加速度；
Fm ma
Δv——Δt时间内速度的变化量；
m
v t
9.1 液压系统的设计依据和工况分 析
液压系统的设计依据
• 设计要求是进行工程设计的主要依据。设计前必须把主机对液压系统的设计要 求和与设计相关的情况了解清楚，一般要明确下列主要问题：
• (1) 主机用途、总体布局与结构、主要技术参数与性能要求、工艺流程或工作 循环、作业环境与条件等。
• (2) 液压系统应完成哪些动作，各个动作的工作循环及循环时间；负载大小及 性质、运动形式及速度快慢；各动作的顺序要求及互锁关系，各动作的同步要 求及同步精度；液压系统的工作性能要求，如运动平稳性、调速范围、定位精 度、转换精度，自动化程度、效率与温升、振动与噪声、安全性与可靠性等。
2021/2/7
4
液压系统的设计依据
• (3) 液压系统的工作温度及其变化范围，湿度大小，风沙与粉尘情况，防火与 防爆要求，安装空间的大小、外廓尺寸与质量限制等。
• (4) 经济性与成本等方面的要求。 • 只有明确了设计要求及工作环境，才能使设计的系统不仅满足性能要求，且
具有较高的可靠性、良好的空间布局及造型。
2021/2/7
10
负载分析
液压缸的负载计算
一般说来，液压缸承受的动力性负载有工作负载Fw、惯性负载Fm、重力负载Fg，约束性负载有摩擦阻力Ff、背压负载Fb、液压缸自身的密封阻力Fsf。即 作用在液压缸上的外负载为
F Fw Fm Ff Fg Fb Fsf
(9.1)
① 工作负载Fw。工作负载与主机的工作性质有关，它可能是定值，也可能 是变值。一般工作负载是时间的函数，即
• Δt——启动或制动时间。一般机械系统取0.1s～0.5s ；行走机械系统取0.5s～ 1.5s；机床运动系统取0.25s～0.5s；机床进给系统取0.05s～0.2s。工作部件较 轻或运动速度较低时取小值。
2021/2/7
液压执行元件的类型可按表9-l进行选择。
2021/2/7
7
运动分析
表9-l：液压执行元件的类型
名称
特点
应用场合
双杆活塞缸
双向输出力、输出速度一样，杆受力状态一样 双向工作的往复运动
单杆活塞缸
柱塞缸 摆动缸 齿轮、叶片马达 轴向柱塞马达 径向柱塞马达
2021/2/7
双向输出力、输出速度不一样，杆受力状态不 同。差动连接时可实现快速运动
液压传动系统的设计计算
• 液压系统设计步骤如下： • (1) 明确液压系统的设计要求及工况分析； • (2) 主要参数的确定； • (3) 拟定液压系统原理图，进行系统方案论证； • (4) 设计、计算、选择液压元件； • (5) 对液压系统主要性能进行验算； • (6) 设计液压装置，编制液压系统技术文件。
第9章 液压传动系统的设计计算
液压传动系统是机械设备动力传动系统，因此，它的设计是整个机械设备设 计的一部分，必须与主机设计联系在一起同时进行。一般在分析主机的工作循环、 性能要求、动作特点等基础上，经过认真分析比较，在确定全部或局部采用液压 传动方案之后才会提出液压传动系统的设计任务。
液压系统设计必须从实际出发，注重调查研究，吸收国内外先进技术，采用 现代设计思想，在满足工作性能要求、工作可靠的前提下，力求使系统结构简单、 成本低、效率高、操作维护方便、使用寿命长。
应具有平衡和制动功能。重力是一种动力性负载，重力与执行元件运
动方向相反时是阻力负载；与执行元件运动方向一致时是超越负载。
对于负载变化规律复杂的系统必须画出负载循环图。不同工作目的的
系统，负载分析的着重点不同。例如，对于工程机械的作业机构，着
重点为重力在各个位置上的情况，负载图以位置为变量；机床工作台 的着重点为负载与各工序的时间关系。
2021/2/7
5
液压系统的工况分析
工况分析的目的是明确在工作循环中执行元件的负载和运动的变化规律， 它包括运动分析和负载分析。
• 运动分析 • 负载分析 • 工作负载图
2021/2/7
6
运动分析
定义： 运动分析就是研究工作机构根据工艺要求应以什么样的运动规律完成工作循环、 运动速度的大小、加速度是恒定的还是变化的、行程大小及循环时间长短等。 为此必须确定执行元件的类型，并绘制位移―时间循环图或速度―时间循环图。