确定液压系统参数

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计算液压缸尺寸或液压马达排量

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计算液压缸尺寸或液压马达排量

计算液压缸的尺寸

(1)计算液压缸的尺寸
液压缸有关设计参数见图20-3-2。图20-3-2 (a) 为液压缸活塞杆工作在受压状态，图20-3-2 (b)为活塞杆工作在受拉状态。

活塞杆受压时
(20-3-1)
活塞杆受拉时
(20-3-2)
式中
F —活塞杆所受到的有效外负载力；
A1=Π/4*D2— 无杆腔活塞有效作用面积,m2；
A2 =Π/4*(D2-d2)一 有杆腔活塞有效作用面积，m2；
p1 一液压缸工作腔压力，Pa；
p2 —液压缸回油腔压力，即背压力，Pa，其值根据回路的具体情况而定,初算时可参照表 20-3-3取值，差动连接时要另行考虑；
D——活塞直径，m；
d——活塞杆直径，m。

表20-3-3 执行元件背压力
系统类型 背压力/MPa
简单系统或轻载节流调速系统 0. 2~0.5
回油路带调速阀的系统 0.4~0.6
回油路设置有背压阀的系统 0.5~1.5
用补油泵的闭式回路 0.8~1.5
回油路较复杂的工程机械 1.2~3
回油路较短,且直接回油箱 可忽略不计

一般，液压缸在受压状态下工作，其活塞面积为
(20-3-3)
运用式(20-3-3)需事先确定A1与A2的关系，或是活塞杆径d与活塞直径D的关系，令杆径比Φ= d/D,其比值可按表20-3-4和表20-3-5选取。
(20-3-4)
采用差动连接时,往返速度之比v1/v2=(D2-d2)/d2。如果要求往返速度相同,应取d = 0.71D。
对行程与活塞杆直径比L/d>10的受压柱塞或活塞杆，还要做压杆稳定性验算。
当工作速度很低时，还须按最低速度要求验算液压缸尺寸

式中 A—液压缸有效工作面积，m2；
qvmin —系统最小稳定流量，m3/s，在节流调速中取决于回路中所设调速阀或节流阀的最小稳定流量，容积调速中决定于变量泵的最小稳定流量；
vmin——运动机构要求的最小工作速度，m/s。 如果液压缸的有效工作面积A不能满足最低稳定速度的要求，则应按最低稳定速度确定液压缸的结构尺寸。
另外，如果执行元件安装尺寸受到限制，液压缸的缸径及活塞杆的直径须事先确定时，可按载荷的要求和液压缸的结构尺寸来确定系统的工作压力。
液压缸直径D和活塞杆直径d的计算值要按国标规定的液压缸的有关标准进行圆整。如与标准液压缸参数相近，最好选用国产标准液压缸，免于自行设计加工。常用液压缸内径及活塞杆直径见20-3-6 和表20-3-7。
表20-3-4 按工作压力选取d/D
工作压力/MPa ≤5.0 5.0~7.0 ≥7.0
d/D 0.5~0.55 0.62~0.70 0.7
表 20-3-5 按速比要求选取d/D
v2/v1 1.15 1.25 1.33 1.46 1.61 2
d/D 0.3 0.4 0.5 0.55 0.62 0.71
注：v1为无杆腔进油时活塞运动速度；v2为有杆腔进油时活塞运动速度。
表 20-3-6 常用液压缸内径D mm
40 50 63 80 90 100 110
125 140 160 180 200 220 250
表 20-3-7活塞杆直径d
速比 缸径/mm
40 50 63 80 90 100 110
1.46 22 28 35 45 50 55 63
3 - - 45 50 60 70 80
速比 缸径/mm
125 140 160 180 200 220 250
1.46 70 80 90 100 110 125 140
2 90 100 110 125 140 - -

计算液压马达排量

表 20-3-8液压马达排量计算
计算公式 符号说明
液压马达的排量为
T—液压马达的载荷转矩， N·m
ΔP=P1-P2—液压马达的进出口压差，Pa
液压马达的排量也应满足最低转速要求
qvmin—通过液压马达的最小流量
nmin—液压马达工作时的最低转速
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