计算与选择液压元件
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，还要计算原动机的功率和油箱的容量。选择元件时，应尽量选用标准元件。
1．动力元件的选择
依据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。
(l)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 (9-12)
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 (9-13)
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%。
(4)选择原动机液压泵在额定流量和额定压力下工作时，其驱动原动机的功率可从元件手册中查到。另外也可以根据具体工况来计算。在工作循环中，当液压泵的压力和功率变化较小时，液压泵所需的驱动功率为
Pp =ppqp/ηp (9-14)
式中 p——液压泵的总效率。
在工作循环过程中，当液压泵的压力和功率变化都较大时，液压泵所需的平均驱动功率应按下式计算
Pp=,-,i=1-n-,P-i-2../,i=1-n-,t-i... (9-15)
式中Pi，ti——在整个工作循环中，第i个工作阶段所需的功率和时间。
应该指出，选择原动机时一定要同时考虑功率和转速两个因素。因为对电动机来说，除电动机的功率满足液压泵的需要外，电动机的同步转速不应高出液压泵的额定转速。
2．控制元件的选择
各类控制阀的规格应按阀所在的回路的最高工作压力和通过阀的最大流量从产品样本中选择。选择阀类元件时，应考虑其结构形式、特性、压力等级、连接方式、集成方式及操作方式等。
选择压力控制阀时，应考虑压力阀的压力调节范围、流量变化范围、所要求的压力灵敏度和平稳性等。特别是溢流阀的额定流量必须满足液压泵的最大流量的要求。
选择流量控制阀时，应考虑流量阀的流量调节范围，流量一压力特性，最小稳定流量，压力补偿要求或温度补偿要求，对滤油器过滤精度的要求，阀进出油口压差大小及阀内泄漏的大小等。
选择方向控制阀时，应考虑方向阀的换向频率、响应时间、操作方式、滑阀机能、阀口压力损失及阀内的泄漏的大小等。
通过各类阀的实际流量最多不应超过其额定流量的20%，以避免压力损失过大，引起油液发热、噪声和其他性能恶化。
3．辅助元件的选择
(l)确定管道尺寸管道尺寸的确定参见第六章第四节。在实际设计中，管道尺寸、管接头尺寸常选得与液压阀的接口尺寸一致，这样可使管道和管接头选择简单。
(2)确定油箱的容量油箱的容量V可按下面的经验公式确定
V=aqv (9-16)
式中qv——液压泵每分钟排出的液体体积；
a——经验系数，低压系统取2～4，中压系统取5～7，高压系统取6～12，行走机械取1～2。
中压以上系统都带有散热装置，其油箱容积可适当减少。按式(9-16)确定的油箱容积，在一般情况下都能正常工作，但在功率较大而又连续工作的情况下需按发热量验算后确定。
(3)蓄能器、滤油器的选用蓄能器、滤油器等可按有关原则进行。 |
