液压系统的设计计算

液压系统设计计算举例某厂汽缸加工自动线上要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床，机床有主轴16根，钻14个φ13.9mm 的孔，2个φ8.5mm 的孔，要求的工作循环是：快速接近工件，然后以工 作速度钻孔，加工完毕后快速退回原始位置，最后自动停止；工件材料：铸铁，硬度HB 为240；假设运动部件重G ＝9800N ；快进快退速度v1＝0.1m/s ；动力滑台采用平导轨，静、动摩擦因数μs =0.2，μd =0.1；往复运动的加速、减速时间为0.2s ；快进行程L1=100mm ；工进行程L2=50mm 。

试设计计算其液压系统。

一、作F —t 与v —t 图1.计算切削阻力钻铸铁孔时，其轴向切削阻力可用以下公式计算：F c =25.5DS 0.8硬度0.6(N)式中：D 为钻头直径(mm)；S 为每转进给量(mm/r)。

选择切削用量：钻φ13.9mm 孔时，主轴转速n1＝360r/min ，每转进给量S1=0.147mm/r ；钻8.5mm 孔时，主轴转速n2＝550r/min ，每转进给量S2=0.096mm/r 。

则F c =14×25.5D 1S 0.81硬度0.6+2×25.5D 2S 0.82硬度0.6=14×25.5×13.9×0.1470.8×2400.6+2×25.5×8.5×0.0960.8×2400.6=30500(N) 2.计算摩擦阻力静摩擦阻力：Fs=f s G=0.2×9800=1960N 动摩擦阻力：F d =f d G=0.1×9800=980N 3.计算惯性阻力4.计算工进速度工进速度可按加工φ13.9的切削用量计算，即：v 2=n 1S 1=360/60×0.147=0.88mm/s=0.88×10-3m/s 5.根据以上分析计算各工况负载如表所示。

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。

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。

液压系统设计计算
背景
液压系统是一种广泛应用于各种机电设备的动力传递方式，在工业、农业、航空、航天、汽车、机械等领域都有广泛应用。

液压系统具有承载力大、体积小、传动效率高、动作平稳等优点，因此在众多领域得到了广泛应用。

液压系统设计的主要问题是要选择合适的液压元件，如油泵、安全阀、溢流阀、液控单元、调速阀等，并根据工作条件进行设计计算。

设计计算
油泵
油泵是液压系统的核心，其主要用途是将机油从液压油箱中通过吸油管道吸入，并通过压油管道输送到需要使用的部件。

根据压力和流量的要求，油泵的选用需要考虑以下几个因素：
•工作压力（p），一般液压系统的工作压力在2030MPa，较高的系统要求可达到4070MPa。

•流量需求（Q），即单位时间内油泵需要输送的油量，单位为L/min。

•泵的静压效率（ηp），即油泵静水位监控时泵的输出功率与输入功率之比，一般在70%~95%之间。

•泵的机械效率（ηm），即泵的机械损耗与输出功率之比，一般在90%~96%之间。

•泵的总效率（ηt），即油泵的总输出功率与输入功率之比。

油泵的选用需要根据上述几个因素进行综合考虑，这里以某工业机械设备为例
进行设计计算。

该设备的工作压力为25MPa，流量需求为200L/min，要求油泵的
静压效率不低于85%，机械效率不低于92%。

根据上述要求，我们可以选择一款型号为。

液压系统设计计算举例液压系统设计计算举例XS-ZY-500注塑机液压系统设计计算⼆、XS-ZY-500注塑机成型设计技术参数公称注射量(L) 0.5螺杆直径(mm) 63螺杆⾏程(mm) 200最⼤注射压⼒(MPa) 110注射容量（理论值）(cm) 665预塑电机(KW) 7.5塑化容量(N/h) 450螺杆转速(r/min) 20—80 料筒加热功率(KW) 14注射座⾏程(mm) 280合模⼒(KN) 3500启模⼒(KN) 135顶出⼒(KN) 30最⼤注射⾯积(cm) 1000模板最⼤开距(mm) 950拉杆间距(mm) 540x440 模具最⼤厚度(mm) 450模具最⼩厚度(mm) 300注射总⼒(KN) 345注射座最⼤推⼒(KN) 73螺杆驱动功率PM(KW) 5KW各油缸运动数值如下：快速合模速度(m/s) 0.12慢速合模速度(m/s) 0.024 快速启模速度(m/s) 0.13慢速启模速度(m/s) 0.028 快速注射速度(m/s) 0.07注射座前移速度(m/s) 0.06注射座后退速度(m/s) 0.08顶出速度(m/s) 0.04三、⼯况分析xxxx塑料注射成型机械液压系统的特点是在整个动作循环过程中，系统负载和速度变化均较⼤，在进⾏⼯况分析时必须加以考虑：(⼀)合模油缸负载xxxx闭模动作的⼯况特点是：模具闭合过程中的负载是轻载，速度有慢—快—慢的变化；模具闭合后的负载为重载，速度为零。

1. 根据合模⼒确定合模缸推⼒:根据连杆受⼒分析可得出合模油缸推⼒为:式中：N1z——合模油缸为保证模具锁紧所需的推⼒，N.ssssss N合————模具锁紧所需的合模⼒，N.ssssss l1/l——有关长度⽐，⼀般取其值为0.7.为保证模具锁紧⼒（3500KN）所需的油缸推⼒为： N1z=223KN2. 空⾏程时油缸推⼒：aaaa空⾏程时油缸推⼒P1q只须克服摩擦⼒的要求，根据设计经验得：N1q=0.14N1z z, 故s N1q=31.22KN3. 启模时油缸的推⼒：ssss启模时油缸的推⼒需满⾜启模⼒和克服油缸摩擦⼒的要求。

8液压系统的设计计算习题
1、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求完成工件的定位与加紧，所需夹紧力不得超过3000N。

机床快进、快退的速度约为4.5m/min，工进速度可在20-100mm/min范围内无极调速，快进行程为150mm，工进行程为40mm，最大切削力为30000N，运动部件总重量为11000N，加速（减速）时间为0.1s，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。

2、试设计卧式双面铣削组合机床的液压系统。

机床的加工对象为铸铁变速箱箱体，动作顺序为夹紧缸夹紧→工作台快速趋近工件→工作台进给→工作台快退→夹紧缸松开→原位停止。

工作台移动部件的总重力为4000N，加、减速时间为0.2s，采用平导轨，静、动摩擦因数μs=0.2，μd=0.1。

夹紧缸行程为30mm，夹紧力为800N，工作台快进行程为100mm，快进速度为3.5m/min，工进行程为200mm，工进速度为80～300mm/min，轴向工作负载为12000N，快退速度为6m/min。

要求工作台运动平稳，夹紧力可调并保压。

液压系统的设计计算液压系统的设计计算是指根据系统需求和性能要求，对液压系统进行各种参数计算和选择，从而确定系统的组成部分、工作压力、流量、功率等。

液压系统设计计算是液压系统设计的核心内容，它的准确性和合理性直接影响到系统的可靠性和经济性。

1.系统需求分析：根据工程要求和工作条件，确定系统所需实现的功能和性能指标，如工作压力、流量范围、温度要求等。

2.液压元件选择：根据系统需求和性能要求，选择合适的液压元件，如泵、阀、缸等。

选择液压元件时需要考虑其工作压力、流量范围、可靠性和经济性等因素。

3.泵的选择和计算：根据系统流量需求、压力要求和功率要求，选择合适的液压泵，并进行泵的参数计算，如流量、压力、功率等。

4.阀的选择和计算：根据系统的各种控制要求，选择适合的液压控制阀，并进行阀的参数计算和周围功率计算。

5.液压油的选择和计算：根据系统的工作条件和使用要求，选择适合的液压油，并进行液压油的流量、温度等参数计算。

6.缸的选择和计算：根据系统的工作要求和加工条件，选择合适的液压缸，并进行缸的参数计算，如缸的内径、活塞面积、行程等。

根据缸的参数计算结果，还可以进一步计算缸的马达功率。

7.液压管道设计和计算：根据系统的压力和流量要求，设计液压管道的布局和尺寸，并计算管道的流速、压降和功率损失。

8.容积器和油箱的选择和计算：根据系统的工作条件和容积需求，选择适合的液压容积器和油箱，并进行容积的计算和选择。

在对液压系统进行设计计算时，需要结合实际工程情况和系统要求，综合考虑多个因素，并进行相关参数和性能计算。

同时，还需要根据设计计算结果进行系统的调整和优化，以满足系统的实际需求。

总之，液压系统的设计计算是液压系统设计的基础和关键，通过合理的设计计算，可以提高系统的可靠性、经济性和效率，实现系统的最佳工作状态。

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。