第9章液压与气压传动系统的设计计算§9-1明确设计要求、进行工况分析明确设计要求(2/2)2.执行元件的工况分析执行元件的工况分析(2/6)(3)惯性负载Fi惯性负载是运动部件在启动加速或制动减速时的惯性力，其值可按牛顿第二定律求出，即：（9.3）式中：g——重力加速度；Δ——时间内的速度变化值；Δt——启动、制动或速度转换时间。(4)重力负载Fg垂直或倾斜放置的运动部件，在没有平衡的情况下，其自重也成为一种负载。倾斜放置时，只计算重力在运动方向上的分力。液压缸上行时重力取正值，反之取负值。(5)密封负载Fs密封负载是指密封装置的摩擦力，其值与密封装置的类型和尺寸、液压缸的制造质量和油液的工作压力有关，Fs的计算公式详见有关手册。在未完成液压系统设计之前，不知道密封装置的参数，Fs无法计算，一般用液压缸的机械效率cm加以考虑，常取cm=0.90～0.97。(6)背压负载Fb背压负载是指液压缸回油腔背压所造成的阻力。在系统方案及液压缸结构尚未确定之前，Fb也无法计算，在负载计算时可暂不考虑。液压缸各个主要工作阶段的机械总负载F可按下列公式计算：启动阶段（9.4）加速阶段（9.5）快速阶段（9.6）工进阶段（9.7）制动减速阶段（9.8）式中为液压缸的动摩擦力。以液压马达为执行元件时，负载值的计算类同于液压缸。§9.2执行元件主要参数的确定2.确定执行元件的主要结构参数(2)液压马达主要参数的确定液压马达所需排量V可按下式计算（9.10）式中：T——液压马达的负载转矩；Δp——马达的两腔工作压差；mm——液压马达的机械效率，一般取=0.9～0.97。求得排量V值后，从产品样本中选择液压马达的型号。计算出的液压马达的排量V也须满足最低稳定速度的要求。3.复算执行元件的工作压力复算执行元件的工作压力(2/2)4.执行元件的工况图执行元件的工况图(2/2)§9.3系统原理图的拟定系统原理图的拟定(2/7)1）制定调速控制方案：根据执行元件工况图上压力、流量和功率的大小以及系统对温升、工作平稳性等方面的要求选择调速回路。对于负载功率小、运动速度低的系统，采用节流调速回路。而工作平稳性要求不高的执行元件，宜采用节流阀调速回路；负载变化较大，速度稳定性要求较高的场合，宜采用调速阀调速回路。对于负载功率大的执行元件，一般都采用容积调速回路，即由变量泵供油；避免过多的溢流损失，提高系统的效率；如果对速度稳定性要求较高，也可采用容积－节流调速回路。调速方式决定之后，回路的循环形式也随之而定了。节流调速，容积－节流调速一般采用开式回路，容积调速大多采用闭式回路。2）制定压力控制方案选择各种压力控制回路时，应仔细推敲各种回路在选用时所需注意的问题以及特点和适用场合。例如卸荷回路，选择时要考虑卸荷所造成的功率损失、温升、流量和压力的瞬时变化等。恒压系统如进口节流和出口节流调速回路等，一般采用溢流阀起稳压溢流作用，同时也限定了系统的最高压力。定压容积节流调速回路本身能够定压不需压力控制阀。另外还可采用恒压变量泵加安全阀的方式。对非恒压系统，如旁路节流调速、容积调速和非定压容积节流调速，其系统的最高压力由安全阀限定。对系统中某一个支路要求比油源压力低的稳压输出，可采用减压阀实现。3）制定顺序动作控制方案主机各执行机构的顺序动作，根据设备类型的不同，有的按固定程序进行，有的则是随机的或人为的。对于工程机械，操纵机构多为手动，一般用手动多路换向阀控制；对于加工机械，各液压执行元件的顺序动作多数采用行程控制，行程控制普遍采用行程开关控制，因其信号传输方便，而行程阀由于涉及到油路的连接，只适用于管路安装较紧凑的场合。另外还有时间控制、压力控制和可编程序控制等。（4）编制整机的系统原理图整机的系统图主要由以上所确定的各回路组合而成，将挑选出来的各个回路合并整理，增加必要的元件或辅助回路，加以综合，构成一个完整的系统。在满足工作机构运动要求及生产率的前提下，力求所设计的系统结构简单、工作安全可靠、动作平稳、效率高、调整和维护保养方便。此时应注意以下几个方面的问题：1）去掉重复多余的元件，力求使系统结构简单，同时要仔细斟酌，避免由于某个元件的去掉或并用而引起相互干扰。2）增设安全装置，确保设备及操作者的人身安全。如挤压机控制油路上设置行程阀，只有安全门关闭时才能接通控制油路。3）工作介质的净化必须予以足够的重视。特别是比较精密、重要的设备，可以单设一套自循环的油液过滤系统。4）对于大型的贵重设备，为确保生产的连续性，在液压系统的关键部位要加设必要的备用回路或备用元件。5）为便于系统的安装、维修、检查、管理，在回路上要适当装设一些截止阀、测压点。6）尽量选用标准元件和定型的液