液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介

液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整個機(jī)器設(shè)計(jì)的重要組成部分，是對知識的的綜合運(yùn)用，也是在專家的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)下采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行的。設(shè)計(jì)液壓傳動系統(tǒng)時(shí)應(yīng)首先明確主機(jī)對液壓傳動系統(tǒng)在性能、動作和工作環(huán)境等方面的要求，如運(yùn)動平穩(wěn)性和精度、調(diào)速范圍、工作循環(huán)和周期、外負(fù)載條件、運(yùn)動方式、行程、安裝空間的大小、工作環(huán)境的溫度和濕度等。

其次，要滿足靜動態(tài)性能好、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、工作安全可靠、經(jīng)濟(jì)性好、使用和維修方便的設(shè)計(jì)原則。按照上述要求，設(shè)計(jì)人員可運(yùn)用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓傳動系統(tǒng)圖，再經(jīng)過充分和必要的計(jì)算來確定液壓傳動系統(tǒng)的參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)選取液壓元件的規(guī)格和進(jìn)行液壓傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

液壓傳動系統(tǒng)的形式及禁忌

按液流循環(huán)方式的不同，液壓傳動系統(tǒng)可分為開式和閉式兩種。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從郵箱吸油，供入執(zhí)行裝置后，再排回郵箱。其結(jié)構(gòu)簡單，散熱良好，油液能在油箱內(nèi)澄清，因而應(yīng)用叫普遍。

禁忌：開式系統(tǒng)油箱較大，空氣與油液的接觸機(jī)會較多，故應(yīng)避免滲入空氣。

在閉式系統(tǒng)中，液壓泵進(jìn)油管直接與執(zhí)行裝置的排油管相通，形成一個閉合循環(huán)。為了補(bǔ)償系統(tǒng)的泄露損失，因而常需附設(shè)一只小型輔助補(bǔ)償液壓泵和油箱。油箱體積很小，結(jié)構(gòu)緊湊；空氣進(jìn)入油液的機(jī)會少，工作較平穩(wěn)；同時(shí)液壓泵能直接控制液流方向，并能允許能量反饋。禁忌：閉式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，散熱條件較差，要求有較高的過濾精度，一般避免采用。

液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和一般流程

1、液壓系統(tǒng)的工況分析

在開始設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，首先要對機(jī)器的工作情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，一般要考慮下面幾個問題。

1）確定該機(jī)器由哪些運(yùn)動需要液壓傳動來完成。

2）確定各運(yùn)動的工作順序和各執(zhí)行元件的工作循環(huán)。

3）確定液壓系統(tǒng)的主要工作性能。例如：執(zhí)行元件的運(yùn)動速度、調(diào)速范圍、最大行程以及對運(yùn)動平穩(wěn)性要求等。

4）確定各執(zhí)行元件所承受的負(fù)載及其變化范圍。

2、擬定液壓系統(tǒng)原理圖

擬定液壓系統(tǒng)原理圖一般要考慮以下幾個問題。

1）采用何種型式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

2）確定調(diào)速方案和速度換接方法。

3）如何完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動循環(huán)和順序動作。

4）系統(tǒng)的調(diào)壓、卸荷及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的換向和安全互鎖等要求。

5）壓力測量點(diǎn)的合理選擇。

根據(jù)上述要求選擇基本回路，然后將各基本回路組合成液壓系統(tǒng)。當(dāng)液壓系統(tǒng)中有多個執(zhí)行部件時(shí)，要注意到它們相互間的聯(lián)系和影響，有時(shí)要采用防干擾回路。

在液壓系統(tǒng)原理圖中，應(yīng)該附有運(yùn)動部件的動作循環(huán)圖和電磁鐵動作順序表。

3、液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件

液壓系統(tǒng)計(jì)算的目的是確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，以便按照這些參數(shù)合理選擇液壓元件和設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)元件。具體計(jì)算步驟如下：

1）計(jì)算液壓缸的主要尺寸以及所需的壓力和流量。

2）計(jì)算液壓泵的工作壓力、流量和傳動功率。

3）選擇液壓泵和電動機(jī)的類型和規(guī)格。

4）選擇閥類元件和輔助元件的類型和規(guī)格。

4、對液壓系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)算

必要時(shí)，對液壓系統(tǒng)的壓力損失和發(fā)熱溫升要進(jìn)行驗(yàn)算，但是經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)過的同類型設(shè)備可供類比參考，或有可靠的試驗(yàn)結(jié)果，那末也可以不再進(jìn)行驗(yàn)算。

5、繪制正式工作圖和編制技術(shù)文件

設(shè)計(jì)的最后一步是要整理出全部圖紙和技術(shù)文件并分析所設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)。正式工作圖一般包括如下內(nèi)容：液壓系統(tǒng)原理圖，自行設(shè)計(jì)的全套工作圖（指液壓缸和液壓油箱等非標(biāo)準(zhǔn)液壓元件）；液壓泵、液壓閥及管路的安裝總圖。

技術(shù)文件一般包括以下內(nèi)容：基本件、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及外購件匯總表，液壓系統(tǒng)安裝和調(diào)試要求，設(shè)計(jì)說明書等。

液壓控制禁忌

液壓傳動系統(tǒng)中，通常使用兩種液壓控制方式：

（1）不要忽略壓力值本身大小的控制控制系統(tǒng)的最大壓力，一般采用溢流閥，溢流閥的調(diào)整壓力必須大于系統(tǒng)的最大工作壓力和各種壓力損失的總和。如果要使回路的壓力低于系統(tǒng)的最大壓力，可以采用減壓閥。

（2）當(dāng)壓力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，不要忽略對其他部分進(jìn)行控制例如，當(dāng)初級回路的壓力達(dá)到預(yù)先調(diào)節(jié)值時(shí)，可以采用卸荷閥或順序閥等來開閉次級回路。

分支管路的功率分配問題

在用一個液壓動力源同時(shí)傳動兩個以上不同執(zhí)行元件的系統(tǒng)中，例如液壓缸的直徑相同，而所受的載荷不相等，那么各個液壓缸的速度就不一樣，其值決定于載荷之間的比值。在這種情況下，通常在管路分支系統(tǒng)中安置節(jié)流調(diào)速裝置，并使液壓泵的壓力大于各分支中的最大壓力，以保證在一定的變化范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)功率分配。

還可以采用其他的方法進(jìn)行管路分支系統(tǒng)的功率分配。例如有時(shí)要求執(zhí)行元件的運(yùn)動保持養(yǎng)個的同步（包括用相等的速度，或保持一定的速比關(guān)系運(yùn)動），這時(shí)便要求采取相應(yīng)的措施。