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=24.5 KN

4.2 油缸的工作压力、工作面积

确定了油缸的总负载P以后，便获得了确定其参数的主要依据。 4.2.1 确定油缸的工作压力

如果油缸有待于选择或设计，一般要先选定油缸的工作压力，然后再计算出其它的参数。

在确定油缸工作压力时需律意凡个必要的原则;

(1)液压系统按照工作压力的高低分成几个不同的等级如下：

低压系统 0－2.5兆帕; 中压系 2.5－8兆帕； 中高压系统 8－16兆帕； 高压系统 16－32兆帕； 超高压系统 32兆帕以上。

根据国家标准，在每个压力等级里又分成更多的标准压力系列：0.25、0.4、0.6、1、1.6、2.5、4、6.3、8、10、12.5、16、20、25、32、40、50、63、80、100、125、160、200兆帕等。

因此，在确定工作压力时，必须符合国家标准，不得随意选定非标准压力值。 (2)工作压力的高低对液压系统的影响。前已介绍，液压系统的功率与工作压力和流量之间的关系为N=pQ。通常液压系统的功率总是在一定的范围内变化或保持定值。

显然，工作压力p与流量Q是成简单的反比关系的。

由这一关系可以看出，选用较高的压力讨，所需的流量较小，因而液压系统中的各种液压件的体积小、重量轻、紧凑;若采用较低的压力，则流量变大，索统体积大、不紧凑。这是问题的一个方面。

从另一个角度来看，高压系统也有一些向题，例如元件制造精度要求高、材料质量也要好，密封装置结构复杂，因而造价高，费用大;而低压系统则相反。

到底选择多高压力为好，要综合考虑各方面的因素，注意把必要性和可能性相结合，能一味追求过高的压力。在实际设计中，根据负载的大小推荐一些参考值。但不是绝对的，通常还要根据系统的使用场合和特殊条件作出决定于例如行走式或飞行器等机械，以紧凑和轻量为主要追求目标，必须用高庄，还有一些大贪载或大功率的机械，如液压

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机，也常用高压。总之，在条件允许的前提下，尽量选用高一点的工作压力为好。

(3)油缸的工作压力还不是系统的工作压力，系统的压力一般是指泵的出口压力，系统的最高可能达到的压力。从泵出口到油缸的入口之间，通常还有许多元件以及连接管路存在，油液流经这些元件和管路时，不可避免的要产生压力损失，最后油缸（或油马达)入口的压力低于泵的出口压力。

设计液压系统时，为了使系统压力一泵出口压力能够符合标准压力索列值，因而选定

油缸工作压力进行参数计算时，不能直接取某一个标准庄力系列值，而应比该值低一些，所差的压力值就是油泵到油缸之间的阻力损失引起的压力降。

本系统中油缸工作压力为1MPa 4.2.2 确定油缸工作面积和尺寸

选定了油缸的工作压力，又确定了油缸的总推力以后便可按下式计算出油缸工作面积。

油缸工作面积

A=

油缸的内径

?（D2-d2）=17584 mm2=176 cm2 44?24.5?1034PD===0.167 m=167 mm 6?p??1?10圆整得 D=180mm

d=0.5D 取d=100mm

根据算得的油缸面积A便可选择或设计油缸。 4.2.3 油泵的工作压力

确定了油缸的工作压力p以后，再计入系统的流动阻力损失，便可最后得到油泵的工作压力，即

PB=p+??p

=1+1 =2 MPa

式中Pa—油泵或系统的工作压力，帕;

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p—油缸工作压力，帕;

Σ△p—系统的流动阻力损失，包括从油泵到袖缸之间的管路沿程阻力损失

和各种液压件的局部阻力损失，帕。

取Σ△p=1 MP。

4.3 流量的计算

流量的计算包括油缸的需油量和油泵的供油量。在理想情况下，这两者应当是一样的，但由于系统中不可避免的泄漏损失，因而油泵必须供应更多的流量才能满足油缸的实际需要。 4.3.1油缸的需油量

Q快退=

?22?dV1=?(100?10?3）?0.04?60=18.4 L

min44??Q慢进=d2V2=?(100?10?3）?0.01?60=4.6 Lmin 244式中

V—活塞运动速度，m；

s4.3.2 油泵的供油量

系统中装有蓄能器，油泵的供油量应按系统在一个工作周期中的平均流量来选取

QB=KQ快退=1.2?18.4=22 Lmin

式中K—泄漏系数，一般取K=1.1—1.3; 本例中取K=1.2。 根据计算确定的PB和QB便可以选择所需的油泵了。

4.4油泵功率计算

油泵的输人功率可按下式计算:

PBQB24.5?2?106NB===0.92 Kw

1000?10002?0.8?60在计算泵的功率时应当注意下面几个问题的正确处理:

(1) 变量泵的输人功率应按最大流量和最大压力来计算功率和选配电动机。显然，当变量泵处于小流量下工作时，其电动机的功率将不满载，其功率因数将受到影响，效率将降低。由此可见，用变量泵进行容积调速的液压系统，也并不是没有能量损失的。只有当泵和原动机都在额定工况下运行，才能获得良好的匹配，;得到整个系统的高效率。

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(2) 当所选用的原动机转速变化时，所驱动的油泵流量将成正比地变化，泵的效率也会受到影响，因而泵的输人功率将相应地变化，应重新计算，否则会引起过载损坏。

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5 液压系统的验算

5.1系统的发热验算

首先要计算出系统总发热量H值，它是由下列三部分发热量组成的有关内容和公式组成的。

(1)由油泵能量损失所产生的热量H1

H1=3600（1-?）N=3600（1-0.8）?0.92=662.4 KJ

h式中 ?—油泵总效率

N—油泵输入功率，千瓦 (2)油液流经阀孔时的发热量H2

H2=3.6P0q=3.6?106?1?式中 P0—溢流阀的调定压力，帕

q—通过溢流阀的流量，m218.4=1104 KJ

h1000?60s

(3)管路及其它损失引起的发热量H3

这项发热量更难准确计算，而且其数值也不太大，故常予忽略，或近似地取为总发热量的3%—5%。

综合上述各项发热量，可得总发热量

H=H1+H2+0.03H H=662.4+1104+0.03H

H=1821 KJ

h算出总发热H以后，可以按公式直接算出温升和所需油箱容量。

'(?1??2)?(?1'??2)(60?50)?(30?34)平均温度差??m===23℃

22油箱的有效容积V可用下式近似计算：

V=1.17?10-4

(H)3 m3 ?1??2 =1.17?10-4

(18213)60?40