液壓系統解決方案
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液壓系統解決方案
一、 液壓泵的選擇
1）確定液壓泵的最大工作壓力pp
pp≥p1+Σ△p （21）
式中 p1——液壓缸或液壓馬達最大工作壓力；
Σ△p——從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達入口之間總的管路損失。 Σ△p的準確計算要待元件選定并繪出管路圖時才能進行，初算時可按經驗數據選取：管路簡單、流速不大的，取Σ△p=（0.2～0.5）MPa；管路復雜，進口有調閥的，取Σ△p=（0.5～1.5）MPa。
2）確定液壓泵的流量QP 多液壓缸或液壓馬達同時工作時，液壓泵的輸出流量應為
QP≥K（ΣQmax） （22）
式中 K——系統泄漏系數，一般取K=1.1～1.3；
ΣQmax——同時動作的液壓缸或液壓馬達的最大總流量，可從（Q-t）圖上查得。對于在工作過程中用節流調速的系統，還須加上溢流閥的最小溢流量，一般取0.5×10-4m3/s。
系統使用蓄能器作輔助動力源時
式中 K——系統泄漏系數，一般取K=1.2；
Tt——液壓設備工作周期（s）；
Vi——每一個液壓缸或液壓馬達在工作周期中的總耗油量（m3）；
z——液壓缸或液壓馬達的個數。
3）選擇液壓泵的規格 根據以上求得的pp和Qp值，按系統中擬定的液壓泵的形式，從產品樣本或本手冊中選擇相應的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%～60%。
4）確定液壓泵的驅動功率 在工作循環中，如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，即（p-t）、（Q-t）圖變化較平緩，則
式中 pp——液壓泵的最大工作壓力（Pa）；
QP——液壓泵的流量（m3/s）；
ηP——液壓泵的總效率，參考表9選擇。
表9液壓泵的總效率
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限壓式變量葉片泵的驅動功率，可按流量特性曲線拐點處的流量、壓力值計算。一般情況下，可取pP=0.8pPmax，QP=Qn，則
式中 ——液壓泵的最大工作壓力（Pa）；
——液壓泵的額定流量（m3/s）。
在工作循環中，如果液壓泵的流量和壓力變化較大，即（Q-t），（p-t）曲線起伏變化較大，則須分別計算出各個動作階段內所需功率，驅動功率取其平均功率
式中 t1、t2、…tn——一個循環中每一動作階段內所需的時間（s）；
P1、P2、…Pn——一個循環中每一動作階段內所需的功率（W）。
按平均功率選出電動機功率后，還要驗算一下每一階段內電動機超載量是否都在允許范圍內。電動機允許的短時間超載量一般為25%。
二、液壓閥的選擇
1）閥的規格，根據系統的工作壓力和實際通過該閥的最大流量，選擇有定型產品的閥件。溢流閥按液壓泵的最大流量選取；選擇節流閥和調速閥時，要考慮最小穩定流量應滿足執行機構最低穩定速度的要求。
控制閥的流量一般要選得比實際通過的流量大一些，必要時也允許有20%以內的短時間過流量。
2）閥的型式，按安裝和操作方式選擇。
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 )(9-21)
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 )(9-22)
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、 管道尺寸的確定
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6.5～10MPa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：
計算方式：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〕 (9-24)
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。
表10 允許流速推薦值
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n——安全系數，對鋼管來說，p＜7MPa時，取n=8；p＜17.5MPa時，取n=6；p＞17.5MPa時，取n=4。
五、油箱容量的確定
初始設計時，先按經驗公式（31）確定油箱的容量，待系統確定后，再按散熱的要求進行校核。
油箱容量的經驗公式為
V=αQV （31）
式中 QV——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（m3）；
α——經驗系數，見表11。
表11 經驗系數α
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在確定油箱尺寸時，一方面要滿足系統供油的要求，還要保證執行元件全部排油時，油箱不能溢出，以及系統中最大可能充滿油時，油箱的油位不低于最低限度。
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