液壓系統(tǒng)設(shè)計及計算公式

    管內(nèi)流速（m/s)d：管內(nèi)徑（mm)v=Qx21.22/d2?U：油的黏度（cst）管內(nèi)壓力降（kgf/cm2)P=0.000698xUSLQ/d4S:油的比重非標(biāo)液壓、機(jī)電、試驗、工控設(shè)備開發(fā)研制。液壓缸無桿腔面積A=3.14*40*40/10000000（平方米）=0.005024（平方米）泵的理論流量Q＝排量＊轉(zhuǎn)速＝32*1430/1000000（立方米／分）=0.04576（立方米／分）液壓缸運(yùn)動速度約為V=0.95*Q/A=0.104m/min所用時間約為T＝缸的行程／速度＝L/V=0.8/0.104=8（秒）上面的計算是在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)時計算的，如果溢流閥的安全壓力調(diào)得較低，負(fù)載過大，液壓缸的速度就沒有上面計算的大，時間T就會增大，樓主應(yīng)把系統(tǒng)工作狀態(tài)說得更清楚一些．其實這是個很簡單的問題：你先求出油缸的體積，會求吧，等于：4021238立方毫米；然后再求出泵的每分鐘

    也就是5.7秒，至于管道什么流速什么的東西根本不要考慮，影響比較少。油缸主要尺寸的確定方法1（油缸的主要尺寸油缸的主要尺寸包括：缸筒內(nèi)徑、活塞缸直徑、缸簡長度以及缸筒壁厚等。2（主要尺寸的確定(1）缸簡直徑的確定

    根據(jù)公式：F=PXA，由活塞所需要的推力F和工作壓力P可求得活塞的有效面積A,進(jìn)一步根據(jù)油缸的不同結(jié)構(gòu)形式，計算缸筒的直徑D。(2）活塞桿尺寸的選取活塞桿的直徑d，按工作時的受力情況來確定。根據(jù)表4-2來確定。(3）油缸長度的確定油缸簡長度＝活塞行程＋活塞長度＋活塞導(dǎo)向長度＋活塞桿密封及導(dǎo)向長度＋其它長度?；钊L度＝(0.6-1)D；活塞桿導(dǎo)向長度＝(0.6一1.5)d。其它長度指一些特殊的需要長度，如：兩端的緩沖裝置長度等。某些單活塞桿油缸油時提出最小導(dǎo)向程度的要豆丁求，如：H?L/20+D/2。

    溝槽尺寸計算方法活塞密封溝槽：d3max=d4min-2t活塞桿密封溝槽：d6min=d5max+2t？軸向密封溝槽尺寸a溝槽尺寸計算方法受內(nèi)壓的溝槽形式：d7=d1-2d2受外壓的溝槽形式：d8=d1

    ？溝槽各尺寸公差？溝槽及與0形圈配合表面的表面粗糙度0形圈使用范圍注：？為推薦使用密封形式字母代號?d1-0形圈內(nèi)徑d2-0形圈截面直徑d3-0形圈溝槽內(nèi)徑（活塞密封時，溝槽底直徑）d4一缸孔直徑d5一活塞桿直徑d6-0形圈溝槽外徑（活塞桿密封時，溝槽底直徑）d7一軸向密封時溝槽外徑（受內(nèi)壓）d8﹣軸向密封時溝槽內(nèi)徑（受外壓）d9一活塞直徑（活塞密封）d10-0形圈截面直徑

    b-0形圈溝槽寬度b1﹣加1個擋圈的0形圈溝槽寬度b2﹣加2個擋圈的0形圈溝槽寬度z﹣導(dǎo)角長度rl﹣槽底圓角半徑r2﹣槽棱圓角半徑2g一徑向間隙？油缸組合密封結(jié)構(gòu)尺寸

    活塞密封？活塞桿密封？？支撐環(huán)及防塵圈選用尺寸？粗牙螺栓的保證載荷和最小拉力載荷（GB3098.1-82細(xì)牙普通螺紋基本尺寸計算表螺栓、螺釘和螺柱的力學(xué)性能（GB3098.1-82)注：1．表面硬度不應(yīng)比芯部硬度高出30個維式硬度值，但10.9級的表面硬度應(yīng)不大于390HV30。伺服油缸用拉桿螺（紋）栓擰緊力矩（Rexroth)管道參數(shù)

    一．管道內(nèi)油流速度流速計算V=Q/A=21.2314Q/d2(m/S)Q一流量（L/min)d﹣管子內(nèi)徑（mm)1．吸油管道：V?1.5,2m/S（一般常取1m/S以下）2．壓力油管道：V?2.5,5m/S（壓力高時取大值，壓力低時取小值：管道長時取小值，管道短時取大值；油粘度大時取小值）。3．管道及局部收縮處?。篤=5,7m/S4.回油管道：V?1.5,2.5m/S？二．壁厚計算8=Pg*d/(2fo」)(mm)Pg一公稱壓力（Kg/cm2)

    d一管子內(nèi)徑（mm)「o」一許用應(yīng)力（Kgcm2）對于鋼管「o」=ob/n(n=4,8)三．鋼管公稱通徑、外徑、壁厚、連接螺紋及推薦流量表（JB827-66)四．彎曲半徑最小彎曲半徑：R?1OD(D一鋼管外徑）？五．管道支架間距（直管部分）液壓油物理化學(xué)性質(zhì)一．常用液壓油一．常用液壓油1．運(yùn)動粘度：液體在同一溫度下的動力粘度與該液體密度的比值v。1cSt=1mm2/S

    2．動力粘度：單位面積上的粘性力，即內(nèi)摩擦阻力與垂直于該面上的速度變化率成比例，其比例常數(shù)p即動力粘度。1kgf/m2=98.066P=9.80665PaS、1P=0.1PaS=0.1N.S/m23．粘度指數(shù)：Q.4．溫度膨脹：體積：△Vt=V(1+aV△t)(mL)密度：pt=p(1+aV△t)(g/mL.)aV=(8.5,9.0)x10-4/?，平均取aV=8.7x10-4/?5．熱導(dǎo)率：液體內(nèi)熱傳遞的難易程度：Qn=)A(t2-t1)/L(W)

    A﹣傳熱面積（m2)、L﹣與熱流成直角方向的物質(zhì)厚度（m)A=0.116,0.151(W/m.K)6．彈性模量：B=1/K=-△V/(V*△p)(MPa-1)K?(1.2,2)x103MPa，實際（油混氣）工程中?。?.7,1.4)x103MPa?7．比熱容：作動器缸徑D、桿徑d、速度比Y及輸出力F1（單桿）/F2（雙桿）進(jìn)油壓力21MPa，回油壓力0,A1一無桿腔工作面積，A2一有桿腔工作面積，P=A1/A2作動器常用安裝形式

    液壓、氣動和元件結(jié)構(gòu)及尺寸

    1．泵和馬達(dá)a．幾何流量QL=qXn?1000(L/min)q﹣幾何排量（mL./rev)n﹣軸轉(zhuǎn)速（rev/min)b．液壓功率N=QLXPS?61.2n(KW)QL﹣流量（L/min)PS﹣壓力（MPa)/ww.docin.corn一效率c．軸功率N=MLXn?9550(KW)ML﹣軸扭矩（Nm)n﹣軸轉(zhuǎn)速（rev/min)2．油缸

    a．幾何流量QL=AXVL?1000(L/min)A一有效面積（cm2)

    vL一活塞速度（cm/S)b．理論推力F=AXPSX100(N)A﹣有效面積（cm2)PS一壓力（MPa)？常用密封件材料適用的介質(zhì)和使用溫度范圍普通工制粗牙螺紋扭緊力矩液壓缸工作壓力確定活塞桿直徑d與缸簡內(nèi)徑D的計算

    受拉時：d=(0.3~0.5)D受壓時：d=(0.5~0.55)D(p1&lt:5mpa)d=(0.60.7)D(5mpa&lt:pl&lt:7mpa)d=0.7D(pl&gt:7mpa)缸筒最薄處壁厚：0?pyD/2(o)8一缸簡壁厚；D一缸筒內(nèi)徑；py一缸簡度驗壓力，當(dāng)額定壓Pn>160x105Pa時，Py=1.25Pn:(o）一缸筒材料許用應(yīng)力。(o)=ob/n.活塞桿的計算直徑強(qiáng)度校核：d?[4F/m(o)]1/2d一活塞桿直徑；F一液壓缸的負(fù)載；(o）一活塞桿材料許用應(yīng)力，(σ)=gb/n.

    液壓缸缸筒長度的確定缸筒長度根據(jù)所需最大工作行程而定?；钊麠U長度根據(jù)缸筒長度而定。對于工作行程受壓的活塞桿，當(dāng)活塞桿長度與活塞桿直徑之比大于15時，應(yīng)按材料力學(xué)有關(guān)公式對活塞進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性驗算。液壓缸的計算使用壓力類別名稱對應(yīng)油缸7Mpa低壓液壓缸14Mpa中壓液壓缸CX,HO,RO系列21Mpa高壓液壓缸HRO系列常用計算公式：示意圖計算公式

    推力：F1=A1XP1XQ(kgf)拉力：F2=A2XP2XQ(kgf)推側(cè)活塞受壓面積：A1=TTD2/4=0.785D2(C?)拉側(cè)活塞受壓面積：A2=TT(D2-d2)/4=0.785(D2-d2)(C?)液壓缸內(nèi)徑，即活塞直徑：D(cm)活塞桿直徑：d(cm)推側(cè)壓力：P1(kgf/C?)拉側(cè)壓力：P2(kgf/C?)效率：Q注：1：油缸實際出力低于理論出力2：效率，在慣性力小的場合取80%，慣性力大的場合取60%

    缸油分類說明：使用壓力類別名稱對應(yīng)油缸7Mpa低壓液壓缸M0系列14Mpa中壓液壓缸CX,HO,RO系列21Mpa高壓液壓缸HRO系列常用計算公式：計算公式推力：F1=A1XP1XQ(kgf)拉力：F2=A2XP2XQ(kgf)推側(cè)活塞受壓面積：A1=TTD2/4=0.785D2(C?)拉側(cè)活塞受壓面積：A2=TT(D2-d2)/4=0.785(D2-d2)(C?)液壓缸內(nèi)徑，即活塞直徑：D(cm)活塞桿直徑：d(cm)推側(cè)壓力：P1(kgf/C?)拉側(cè)壓力：P2(kgf/C?)

    注：1：油缸實際出力低于理論出力2：效率，在慣性力小的場合取80%，慣性力大的場合取60%液壓常用計算公式長度重量面積容積

    力壓力力矩馬力動力黏度油箱油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲油外，還起著散熱、分離油液中的氣泡、沉淀雜質(zhì)等作用。油箱中安裝有很多輔件，如冷卻器、加熱器、空氣過濾器及液位計等。油箱可分為開式油箱和閉式油箱二種。開式油箱，箱中液面與大氣相通，在油箱蓋上裝有空氣過濾器。開式油箱結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，液壓系統(tǒng)普遍采用這種形式。閉式油箱一般用于壓力油箱，內(nèi)充一定壓力的惰性氣體，充氣壓力可達(dá)0.05MPa。如果按油箱的形狀來分，還可分為矩形油箱和圓罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液壓器件，所以被廣泛采用；圓罐形油箱強(qiáng)度高，重量輕，易于清掃，但制造較難，占地空間較大，在大型冶金設(shè)備中經(jīng)常采用。

    2.1油箱的設(shè)計要點圖10為油箱簡圖。設(shè)計油箱時應(yīng)考慮如下幾點。1）油箱必須有足夠大的容積。一方面盡可能地滿足散熱的要求，另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時應(yīng)能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)；而工作時又能保持適當(dāng)?shù)囊?）吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的3倍。吸油管可安裝100pm左右的網(wǎng)式或線隙式過濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過濾器?；赜凸芸谝鼻?5？角并面向箱壁，以防止回油沖擊油箱底部的沉積物，同時也有利于散熱。

    3）吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠(yuǎn)些，之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)﹣的效果。隔板高度為液面高度的2/3,3/4。圖10油箱1﹣液位計；2﹣吸油管；3﹣空氣過濾器；4﹣回油管；5﹣側(cè)板；6﹣入孔蓋：7﹣放油塞；8-地腳：9﹣隔板：10﹣底板；11﹣吸油過濾器；12一蓋板；4）為保持油液清潔，油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板，蓋板上裝有空氣過濾器，注油及通氣一般都由一個空氣過濾器來完成。為便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低處設(shè)置放油閥。對于不易開蓋的油箱，要設(shè)置清洗孔，以便于油箱內(nèi)部的清理。5）油箱底部應(yīng)距地面150mm以上，以便于搬運(yùn)、放油和散熱。在油箱的適當(dāng)位置要設(shè)吊耳，以便吊運(yùn)，還要設(shè)置液位計，以監(jiān)視液位。

    6）對油箱內(nèi)表面的防腐處理要給予充分的注意。常用的方法有：？酸洗后磷化。適用于所有介質(zhì)，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。？噴丸后直接涂防銹油。適用于一般礦物油和合成液壓油，不適合含水液壓液。因不受處理條件限制，大型油箱較多采用此方法。？噴砂后熱噴涂氧化鋁。適用于除水﹣乙二醇外的所有介質(zhì)。？噴砂后進(jìn)行噴塑。適用于所有介質(zhì)。但受烘干設(shè)備限制，油箱不能過大?？紤]油箱內(nèi)表面的防腐處理時，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的可加工性、制造到投入使用之間的時間間隔以及經(jīng)濟(jì)性，條件允許時采用不銹鋼制油箱無疑是最理

    想的選擇。油箱的容量計算油箱容量的計算液壓泵站的油箱公稱容量系列（JB/T7938-1995)，見表1。表1油箱容量JB/T7938-1995(L)油箱容量與系統(tǒng)的流量有關(guān)，一般容量可取最大流量的3,5倍。另外，油箱容量大小可從散熱角度去設(shè)計。計算出系統(tǒng)發(fā)熱量與散熱量，再考慮冷卻器散熱后，從熱平衡角度計算出油箱容量。不設(shè)冷卻器、自然環(huán)境冷卻時計算油箱容量的方法如下。1）系統(tǒng)發(fā)熱量計算在液壓系統(tǒng)中，凡系統(tǒng)中的損失都變成熱能散發(fā)出來。每一個周期中，每一個工況其效率不同，因此損失也不同。一個周期發(fā)熱的功率計算公式為式中H--﹣個周期的平均發(fā)熱功率（W);T--﹣個周期時間（s);Ni-﹣第i個工況的輸入功率（W);

    ni-﹣第i個工況的效率；ti-2）散熱量計算當(dāng)忽略系統(tǒng)中其他地方的散熱，只考慮油箱散熱時，顯然系統(tǒng)的總發(fā)熱功率H全部由油箱散熱來考慮。這時油箱散熱面積A的計算公式為式中A-﹣油箱的散熱面積（m2);﹣第i個工況持續(xù)時間G,mH-﹣油箱需要散熱的熱功率（W);?t-﹣油溫（一般以55？考慮）與周圍環(huán)境溫度的溫差（?);K-﹣散熱系數(shù)。與油箱周圍通風(fēng)條件的好壞而不同，通風(fēng)很差時K=8,9；良好時X=15,17.5；風(fēng)扇強(qiáng)行冷卻時K=20,23；強(qiáng)迫水冷時K=110,175。

    3）油箱容量的計算設(shè)油箱長、寬、高比值為a:b:c，則邊長分別為al、bl、cl、時（見圖11),1的計算公式為式中A-﹣散熱面積（m2)。

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