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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。
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。
液压传动系统设计
1. 引言
液压传动系统是一种常用的工程装置，用于转换和控制液体能量，实现机械运动。
本文将讨论液压传动系统的设计原理和步骤，以及液压元件的选型和系统参数的计算。
2. 液压传动系统设计原理
液压传动系统的设计基于帕斯卡定律，即压力在液体中均匀传递。
通过应用力学和流体力学原理，可以实现各种类型的液压传动系统，包括液压缸、液压马达和液压泵等。
3. 液压元件选型
在设计液压传动系统时，需要选择合适的液压元件来满足系统的要求。
常见的液压元件包括液压缸、液压马达、液压泵、液压阀等。
选型时应考虑以下因素：
- 载荷和工作压力
- 流量和速度需求
- 空间和尺寸限制
- 可靠性和维护性
4. 液压系统参数计算
设计液压传动系统时，需要计算和确定一些基本参数，以保证系统的性能和稳定性。
这些参数包括：
- 液压流量：根据工作负荷和速度需求计算
- 压力损失：考虑管道和元件的摩擦损失
- 油液温升：根据功率损失和流量计算
- 液压缸和液压马达的力和速度关系：根据帕斯卡定律计算
5. 结论
通过本文的讨论，我们了解了液压传动系统设计的基本原理和步骤。
在实际设计中，应根据具体要求选择合适的液压元件，同时进行必要的参数计算，以确保系统的性能和可靠性。
> 注意：本文所提供的信息仅供参考，具体设计时还需考虑其他因素，并进行详细分析和验证。
参考文献
- [reference 1]
- [reference 2]
- [reference 3]。
液压元件的计算和选择液压元件是液压系统中重要的组成部分，它们的计算和选择直接影响着液压系统的性能、效率和可靠性。
本文将介绍液压元件的计算和选择的相关知识。
1. 液压元件的分类液压元件根据其功能和应用可以分为以下几类：（1）液压泵：将机械能转换为液压能，提供液压系统所需的压力和流量。
（2）液压阀：控制液压系统中液压流量、压力和方向。
（3）液压缸：将液压能转换为机械能，产生直线运动。
（4）液压马达：将液压能转换为机械能，产生旋转运动。
（5）液压油缸：用于储存液压油，平衡系统压力变化。
2. 液压元件的计算（1）液压泵的计算：液压泵的选择应该根据系统所需的流量、压力和功率来确定。
流量和压力是液压泵的基本参数，功率则是根据流量和压力计算出的。
（2）液压阀的计算：液压阀的选择应该根据其阀口流量、压力损失和流量系数来确定。
阀口流量是指阀门的开度和压力差之间的关系，压力损失是指在液体通过阀门时产生的能量损失。
（3）液压缸和液压马达的计算：液压缸和液压马达的选择应该根据其推力、速度和功率来确定。
液压缸的推力是指它所能产生的最大力，速度则是指液压缸的速度。
3. 液压元件的选择液压系统中的每个元件都应该根据其功能和应用来选择。
液压泵、液压阀、液压缸和液压马达的选择应该根据系统所需的流量、压力、速度和功率来确定。
在选择液压元件时，还应考虑以下几个方面：（1）元件的可靠性和性能：应选择可靠性高、性能稳定的元件。
（2）元件的适用性：应根据系统的工作条件和环境要求来选择合适的元件。
（3）元件的价格：应根据经济性来选择价格合理的元件。
总之，液压系统的性能、效率和可靠性取决于所选择的液压元件的质量和性能。
正确的计算和选择液压元件是液压系统设计的重要环节，也是保证液压系统正常运行的关键。
液压系统元件的计算与选用液压系统中液压元件的计算是指计算元件在工作中承受的压力和通过的流量，以便选择元件的规格、型号，此外，还要计算电动机或原动机的功率和油箱的容量。
选择液压元件时，提醒大家应尽量选用标准元件。
1、动力元件的选择依据液压系统的最高工作压力和最大流量选择液压泵，注意要留有一定的储备。
一般泵的额定压力应比计算的最高工作压力高25%～60%，以避免动态峰值压力对泵的破坏；考虑到元件和系统的泄漏，泵的额定流量应比计算的最大流量大10%～30%。
液压泵选定后，就可计算液压泵所需的功率，根据功率和液压泵所需转速选择原动机。
①确定液压泵的最高工作压力pp 液压泵的最大工作压力pp可按下式计算pp≥p1max+∑△p式中 p1max——液压执行元件最高工作压力；∑△p——液压泵出口到执行元件入口之间所有沿程压力损失和局部压力损失之和。
∑△p较为准确的计算需要管路和元件布局确定好之后才能进行，初步计算可根据经验数据选取。
对于管路简单，管内流速不大时，取∑△p=0.2-0.5MPa；对于管路复杂，管内流速较大或有调速元件时，取∑△p=0. 5～1.5MPa。
②确定液压泵的最大供油量qp 液压泵的最大供油量可按下式计算qp=K×(∑q)max式中K——系统的泄漏修正系数，一般取K=1.1～1.3，大流量取小值，小流量取大值；(∑q)max——同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值，对于工作中始终需要溢流的系统，尚需加上溢流阀的最小溢流量，溢流阀的最小溢流量可以取其额定流量的10%。
③选择液压泵的规格和类型根据以上计算，参考液压元件手册或产品样本即可确定液压泵的规格和类型。
选择的液压泵的额定流量要大于或等于前面计算所得到的液压泵的最大供油量，并尽可能接近计算值。
所选液压泵的额定压力应大于或等于计算所得到的最高工作压力。
如果系统中有一定的压力储备，则所选液压泵的额定压力要高出计算所得到的最高工作压力25%～60%。
机械设计基础液压与气动元件的选型与应用液压与气动系统是机械设计中常用的动力传输和控制系统。
在机械设计中选择合适的液压与气动元件对于确保系统的正常运行至关重要。
本文将就液压与气动元件的选型与应用进行探讨，以帮助机械设计师更好地理解和应用这两种元件。
一、液压元件的选型与应用（1）液压系统的基本构成液压系统主要由液压源、执行元件、控制元件和辅助装置等组成。
液压源可以是液压泵、液压站等；执行元件包括液压缸、液压马达等；控制元件有液控阀、电液比例阀等；辅助装置主要指液压油箱、管路和油位指示器等。
（2）液压元件的选型原则在选择液压元件时，需要考虑以下几个原则：- 承载能力：根据系统的需求来选择具有足够承载能力的液压元件，以确保系统正常运行；- 稳定性：选用具有良好稳定性的液压元件，能够在高负荷和恶劣环境下稳定工作；- 尺寸和重量：要选择尺寸和重量适中的液压元件，以便于系统的安装和维护；- 可靠性：选择可靠性高的液压元件，能够延长系统的使用寿命；- 经济性：在满足系统需求的前提下，选择价格合理的液压元件。
（3）常用液压元件的应用液压系统中常用的液压元件有液压缸、液压泵、液压阀等。
- 液压缸：液压缸通过液压能将液体的压力转换成机械能，广泛应用于各种液压传动系统中；- 液压泵：液压泵是液压系统的动力源，能够将机械能转换成液体压能；- 液压阀：液压阀用于控制液压系统的流量和压力，是液压系统中的关键元件。
二、气动元件的选型与应用（1）气动系统的基本构成气动系统主要由气源、执行元件、控制元件和辅助装置等组成。
气源一般为压缩空气或惰性气体，执行元件有气缸、电磁阀等；控制元件有手动阀、电液比例阀等；辅助装置包括滤清器、压力表等。
（2）气动元件的选型原则在选择气动元件时，需要遵循以下几个原则：- 输出力和速度：根据系统的要求选择适当的输出力和速度的气动元件；- 稳定性：要选择具有良好稳定性的气动元件，以确保系统的稳定运行；- 维护性：选择易于维护和保养的气动元件，以降低系统的维护成本；- 耐用性：选用耐用且寿命较长的气动元件，能够延长系统的使用寿命；- 经济性：在满足系统需求的前提下，选择价格适中的气动元件。
液压系统计算公式液压系统是一种利用液压传动能量、控制和执行机械运动的系统。
在液压系统中，计算液压元件的尺寸和性能参数是非常重要的，这样可以确保液压系统的正常工作和高效运行。
1.流量公式：液压流量是指液压系统中单位时间内流过管道或液压元件的液体体积。
液体流量通常用升/分钟（L/min）或立方米/分钟（m³/min）表示。
计算液压流量的公式如下：Q=A×v其中，Q表示流量，A表示液压元件的截面面积，v表示流速。
液压元件的截面面积可以根据元件的形状和尺寸进行计算，流速可以根据工作情况和流量要求进行选择。
2.压力公式：液压系统中的压力是指液体在管道或液压元件中的压力。
计算液压系统中的压力，需要考虑液体的密度、重力加速度和液体高度。
液压压力的公式如下：P=γ×h其中，P表示压力，γ表示液体的密度，h表示液体的高度。
液体的密度可以根据液体的种类和温度进行选择，液体的高度可以根据液压系统的工作条件和需求进行确定。
3.功率公式：液压系统中的功率是指液体对外界做功的能力。
液体的功率可以通过液体的流量和压力来计算。
液压系统的功率公式如下：P=Q×ΔP其中，P表示功率，Q表示流量，ΔP表示压力差。
流量可以通过计算液压元件的截面积和流速得到，压力差可以通过液压系统的设计和工作情况来确定。
4.马力公式：液压系统中的马力是指液体对外界产生的功率，常用于表示液压泵的功率大小。
液压系统的马力公式如下：Hp=Q×ΔP/1715其中，Hp表示马力，Q表示流量，ΔP表示压力差。
流量和压力差的计算方式与功率公式相同。
以上是液压系统计算中常用的一些公式，可以帮助工程师和技术人员合理设计和调整液压系统，确保液压系统的正常工作和高效运行。
当然，液压系统设计和计算还需要考虑其他因素，比如液体的黏度、温度、管道的摩擦损失等，因此在实际应用中还需综合考虑各种因素进行计算和调整。
计算液压缸的的尺寸和所需流量1液压缸的内径和活塞杆的内径工作压力的确定P=3MPa.2计算液压缸尺寸（1）液压缸的有效面积A1A1=F/P=1000KN/16MPa=62500 mm2D=√4 A1/π=282.16 mm取标准值D=280 mm(2)活塞杆直径取速比系数为ψ=1.46d=√ψ-1/ψ=280√1.46-1/1.46=157.17 mm取标准值d=160 mm3缸径、缸径取标准值后的有效面积无杆腔的有效面积：A1=πD2 /4=πx280 2/4=61544 mm2有杆腔的有效面积：A2=πd2 /4=πx160 2/4=41448 mm24 确定缸所需要的流量无干腔：Q1 = A1 v=61544x10-6 x4=246(L/min)有干腔：Q2= A2v=41448x10-6 x4=167(L/min)液压元件的计算和选择1液压泵和电动机的选择前面选择液压系统的压力为16MPa,因此根据机械手册计算泵的额定压力Pb=（1.25～1.6）P=（1.25～1.6）×25Mpa=20～25.6MPa因此泵的额定压力可取为Pb= 25MPa2系统流量的计算液压缸工作时所需流量为Q= Q1 = A1 v=246(L/min)Q系= KQ=1.2×246 =295.2L/min3泵的选择先取电动机的转速为1500r/min则要求泵的几何流量为q B =1500Q=246/1500= 164 ml/r又因为系统要求压力高且可变流量，故选用柱塞式恒功率变量泵查力士乐设计手册选用泵的型号为A4V180泵。
4电动机的选择泵的输入功率为P=PQ/612X0.9=160x295.2/612/0.9=85.75 KW查机械设计手册得电动机的型号为Y280M-4其输出功率为90kw 转速为1480r/min5油箱容积的计算锻压机械油箱的有效容量一般为泵每分钟流量的5～7倍。
所以泵的排量为Q B =nq B =1500r/min ×295.2ml/r ÷1000=442.8L查机械设计手册得油箱的计算公式为V=（5～7）X442.8L=2214～3099.6L系统取V=2500L因此油箱的长宽高分别取800mm 、620mm 、500mm6管路内径的选择吸油管：d=4.6VQ =4.6√295.2/2=55.8≈56mm 吸油管：d=4.6VQ =4.6√295.2/2.5 =49.9 ≈50mm 根据《机械设计手册》表20－8－2，取公称通径d=65mm,外径75mm 。
第二节第四节液压元件的计算与选择
一、液压泵
首先依据初选的系统压力选择液压泵的结构类型，一般P＜21MPa，选用齿轮泵和叶片泵；P＞21MPa，则选择柱塞泵。
然后确定液压泵的最大工作压力和流量。
液压泵的最大工作压力必须等于或超过液压执行元件最大工作压力及进油路上总压力损失这两者之和，液压执行元件的最大工作压力可以从工况图或表中找到；进油路上总压力损失可以通过估算求得，也可以按经验资料估计，见表10-3。
液压泵的流量必须等于或超过几个同时工作的液压执行元件总流量的最大值以及回路中泄漏量这两者之和。
液压执行元件总流量的最大值可以从工况图或表中找到（当系统中备有蓄能器时，此值应为一个工作循环中液压执行元件的平均流量）；而回路中泄漏量则可按总流量最大值的10%-30%估算。
在参照产品样本选取液压泵时，泵的额定压力应选得比上述最大工作压力高20%-60%，以便留有压力储备；额定流量则只需选得能满足上述最大流量需要即可。
液压泵在额定压力和额定流量下工作时，其驱动电机的功率一般可以直接从产品样本上查到。
电机功率也可以根据具体工况计算出来，有关的算式和数据见第三章相关部分或液压工程手册。
二、阀类元件
阀类元件的规格按液压系统的最大压力和通过该阀的实际流量从产品样本上选定。
各类液压阀都必须选得使其实际通过流量最多不超过其公称流量的120%，否则会引起发热、噪声和过大的压力损失，使阀的性能下降。
选用液压阀时还应考虑下列问题：阀的结构形式、特性、压力等级、连接方式、集成方式及操纵方式等。
对流量阀应考虑其最小稳定流量；对压力阀应考虑其调压范围；对换向阀应考虑其滑阀机能等。
1.流量阀的选择
选择节流阀和调速阀时还要考虑其最小稳定流量是否符合设计要求，一般中、低压流量阀的最小稳定流量为50ml/min~100ml/min；高压流量阀的最小稳定流量为2.5ml/min~20ml/min。
流量阀对流量进行控制，需要一定的压差，高精度流量阀进、出口约需1MPa的压差。
普通调速阀存在起始流量超调的问题，对要求高的系统可选用带手调补偿器初始开度的调速阀或带外控关闭功能的调速阀。
对于要求油温变化对外负载的运动速度影响小的系统，可选用温度补偿型调速阀。
2.溢流阀的选择
直动式溢流阀响应快，适合作制动阀及流量较小的安全阀，先导式溢流阀的启闭特性好，宜作调压阀，背压阀及流量较大的安全阀用。
先导式溢流阀有二级同心和三级同心之分，二级同心型的泄漏量小，常用于需保压的
回路中。
先导式溢流阀的最低调定压力一般只能在0.5~1Mpa范围内。
选择溢流阀时，应按液压泵的最大流量选取，并应注意其许用的最小稳定流量，一般来说，其最小稳定流量应是公称流量的15%以上。
3.单向阀及液控单向阀的选择
选择单向阀时，应注意其开启压力大小，开启压力小作单向阀，开启压力大作背压阀。
液控单向阀有内泄式和外泄式之分，外泄式的控制压力较低，工作可靠，但要多一根泄油油管。
液控单向阀还有带卸荷小阀芯和不带卸荷小阀芯之分，前者控制压力较低，常用于高压系统，有时还可作为液压机的卸压阀用。
4 换向阀的选择
按通流量选择结构型式，一般通流量在190L/min以上时，宜选用二通插装阀，70L/min 以下可选用电磁换向阀，否则需用电液换向阀。
按换向性能等选择电磁铁类型，由于直流电磁铁尤其是直流湿式电磁铁的寿命长，可靠性高，故应尽量选用直流湿式电磁换向阀。
按系统要求选择滑阀机能，详见第五章第四节有关内容。
对于可靠性要求特别高的系统来说，阀类元件的额定压力应高出其工作压力较多。
5 液压阀的配置形式
液压阀的配置形式有管式配置、板式配置和集成式配置，详见第五章第一节。
目前液压系统多采用集成式配置。
下面简要说明集成块的设计。
（1）（1）块体设计集成块的材料一般为铸铁或锻钢，低压固定设备可用铸铁，高压强振场合要用锻钢。
块体加工成正方体或长方体。
对于较简单的液压系统，其液压阀较少，可安装在同一个集成块上。
如果液压系统复杂，阀件较多，就要采取多个集成块叠积的形式。
相互叠积的集成块上下面一般为叠积接合面，钻有公共压力油孔P，公共回油孔T，泄油孔L和四个用于叠积的螺栓孔。
P孔：液压泵输出的压力油经调压后进入公共的压力油孔P，作为供给各单元回路压力油的公共油源。
T孔：各单元回路的回油均通到公共回油孔T，流回到油箱。
L孔：，各液压阀的泄漏油，统一通过公共泄漏油孔流回油箱。
集成块的其余四个表面，一般后面接通液压执行元件的油管，另三个面用以安装液压阀。
块体内部按系统图的要求，钻有沟通各阀的孔道。
（2）集成块结构尺寸的确定外形尺寸要满足阀件的安装，孔道布置及其它工艺要求。
为减少工艺孔，缩短孔道长度，阀的安装位置要仔细考虑，使相通油孔尽量在同一水平面或同一竖直面上。
对于复杂的液压系统，需要多个集成块叠积时，一定要保证三个公用油孔的坐标相同，使之叠积起来后形成三个主通道。
各油孔的内径要满足允许流速的要求，一般来说，与液压阀直接相通的孔径应等于所装液压阀的油孔通径。
油孔之间的壁厚不能太小，一方面防止使用过程中，由于油的压力而击穿，另一方面避免加工时，因油孔的偏斜而误通。
对于中、低压系统壁厚不得小于5mm，高压系统应更大些。
油管规格的确定和油箱容量的估算见本书的第六章。
