液壓泵的確定與所需功率的計算

1.液壓泵的確定

(1)確定液壓泵的最大工作壓力。液壓泵所需工作壓力的確定，主要根據液壓缸在工作循環(huán)各階段所需最大壓力p1，再加上油泵的出油口到缸進(jìn)油口處總的壓力損失ΣΔp，即pB=p1+ΣΔpΣΔp 包括油液流經(jīng)流量閥和其他元件的局部壓力損失、管路沿程損失等，在系統管路未設計之前，可根據同類(lèi)系統經(jīng)驗估計，一般管路簡(jiǎn)單的節流閥調速系統?ΣΔp為 (2～5)×105Pa，用調速閥及管路復雜的系統ΣΔp為(5～15)×105Pa，ΣΔp也可只考慮流經(jīng)各控制閥的壓力損失，而將管路系統的沿程損失忽略不計，各閥的額定壓力損失可從液壓元件手冊或產(chǎn)品樣本中查找，也可參照下表選取。

常用中、低壓各類(lèi)閥的壓力損失(Δpn)

(2)確定液壓泵的流量qB。泵的流量qB根據執行元件動(dòng)作循環(huán)所需最大流量qmax和系統的泄漏確定。

①多液壓缸同時(shí)動(dòng)作時(shí)，液壓泵的流量要大于同時(shí)動(dòng)作的幾個(gè)液壓缸(或馬達)所需的最大流量，并應考慮系統的泄漏和液壓泵磨損后容積效率的下降，即qB≥K(Σq)max(m3/s)

式中：K為系統泄漏系數，一般取1.1～1.3，大流量取小值，小流量取大值；(Σq)max為同時(shí)動(dòng)作的液壓缸(或馬達)的最大總流量(m3/s)。

②采用差動(dòng)液壓缸回路時(shí)，液壓泵所需流量為：qB≥K(A1-A2)vmax(m3/s)

式中：A 1，A 2為分別為液壓缸無(wú)桿腔與有桿腔的有效面積(m2)；vmax為活塞的最大移動(dòng)速度(m/s)。

③當系統使用蓄能器時(shí)，液壓泵流量按系統在一個(gè)循環(huán)周期中的平均流量選取，即qB= ViK/Ti

式中：Vi為液壓缸在工作周期中的總耗油量(m3)；Ti為機器的工作周期(s)；Z為液壓缸的個(gè)數。

(3)選擇液壓泵的規格：根據上面所計算的最大壓力pB和流量qB，查液壓元件產(chǎn)品樣本，選擇與PB和qB相當的液壓泵的規格型號。

上面所計算的最大壓力pB是系統靜態(tài)壓力，系統工作過(guò)程中存在著(zhù)過(guò)渡過(guò)程的動(dòng)態(tài)壓力，而動(dòng)態(tài)壓力往往比靜態(tài)壓力高得多，所以泵的額定壓力pB應比系統最高壓力大25%～60%，使液壓泵有一定的壓力儲備。若系統屬于高壓范圍，壓力儲備取小值；若系統屬于中低壓范圍，壓力儲備取大值。

(4)確定驅動(dòng)液壓泵的功率。

①當液壓泵的壓力和流量比較衡定時(shí)，所需功率為：p=pBqB/103ηB (kW)

式中：pB為液壓泵的最大工作壓力(N/m2)；qB為液壓泵的流量(m3/s)；ηB為液壓泵的總效率，各種形式液壓泵的總效率可參考下表估取，液壓泵規格大，取大值，反之取小值，定量泵取大值，變量泵取小值。

②在工作循環(huán)中，泵的壓力和流量有顯著(zhù)變化時(shí)，可分別計算出工作循環(huán)中各個(gè)階段所需的驅動(dòng)功率，然后求其平均

式中：t1，t2，…，tn為一個(gè)工作循環(huán)中各階段所需的時(shí)間(s)；P1，P2，…，Pn為一個(gè)工作循環(huán)中各階段所需的功率(kW)。

按上述功率和泵的轉速，可以從產(chǎn)品樣本中選取標準電動(dòng)機，再進(jìn)行驗算，使電動(dòng)機發(fā)出最大功率時(shí)，其超載量在允許范圍內。

二、閥類(lèi)元件的選擇

1.選擇依據

選擇依據為：額定壓力，最大流量，動(dòng)作方式，安裝固定方發(fā)，壓力損失數值，工作性能參數和工作壽命等。

2.選擇閥類(lèi)元件應注意的問(wèn)題

(1)應盡量選用標準定型產(chǎn)品，除非不得已時(shí)才自行設計專(zhuān)用件。

(2)閥類(lèi)元件的規格主要根據流經(jīng)該閥油液的最大壓力和最大流量選取。選擇溢流閥時(shí)，應按液壓泵的最大流量選??；選擇節流閥和調速閥時(shí)，應考慮其最小穩定流量滿(mǎn)足機器低速性能的要求。

(3)一般選擇控制閥的額定流量應比系統管路實(shí)際通過(guò)的流量大一些，必要時(shí)，允許通過(guò)閥的最大流量超過(guò)其額定流量的20%。

三、蓄能器的選擇

1.蓄能器用于補充液壓泵供油不足時(shí)，其有效容積為：V=ΣAiLiK-qBt(m3)

式中：A為液壓缸有效面積(m2)；L為液壓缸行程(m)；K為液壓缸損失系數，估算時(shí)可取K＝1.2；qB為液壓泵供油流量(m3/s)；t為動(dòng)作時(shí)間(s)。

2.蓄能器作應急能源時(shí)，其有效容積為：V=ΣAiLiK(m3)

當蓄能器用于吸收脈動(dòng)緩和液壓沖擊時(shí)，應將其作為系統中的一個(gè)環(huán)節與其關(guān)聯(lián)部分一起綜合考慮其有效容積。

根據求出的有效容積并考慮其他要求，即可選擇蓄能器的形式。