怎樣設計一個液壓系統

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只有快樂

電梯直達

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發表于 2018-4-14 17:30:03 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

本帖最后由只有快樂于 2018-4-14 17:31 編輯

液壓是工業的肌肉，有機械的地方離不開液壓系統。機械行業的人避免不了要接觸到液壓系統，有時候還要自己來設計一個系統，但是往往很多人都并不是專業的液壓工程師，那么面對老板的要求也只能硬著頭皮上，那么怎么才能設計出一個合適的液壓系統呢，在這兒談談我個人的看法，希望對沒有搞過液壓的朋友能夠有幫助。

液壓設計的順序
液壓系統一般都是為主機的功能服務的，滿足主機的要求是液壓系統的設計訴求。因此液壓系統的設計順序是從主機到自身一步一步反推逆向生長的過程。

第一步，明確主機提出的要求，選擇執行機構。
   主機的要求最終都會轉化成液壓的語言，例如油缸的壓力速度；馬達的轉速扭矩等。明確的要求以后我們就需要首選執行機構，這里就體現出來一個問題，如何選到合適的執行機構?工程師越老越有經驗，越值錢，選擇合適的執行機構就是體現一個工程師經驗的地方，如何從龐大的外購件廠家中挑選出合適的產品需要有時間和實際工作的積累。油缸一般還好一點我們可以自己畫一張簡圖紙然后交給專業的廠家來做他們一般有專業的設計人員。有時候主機廠家往往感覺油缸是無比簡單的一件事充滿自信要求系統工程師直接畫油缸詳圖讓油缸廠家按此生產，對此我只能評價呵呵，現實會讓他們認識到油缸遠遠沒有那么簡單，專業的事兒還是交給專業的人來干，但是作為系統工程師需要了解每一個油缸廠家的特長，知道他們能干什么不能干什么，上限在哪兒。這個上限很重要也許要付出代價才能知道，因為有時候廠家也不知道他們的上限在哪兒。至于馬達等等也是要注意他們的樣本真實度有多少，一般進口知名品牌的樣本標稱值是可信的，但是假如你選擇一家國產品牌就要注意分辨他們的產品的來龍去脈是什么，技術來自于哪兒，樣本上的曲線圖是不是直接復制過來的還是真正實驗得來的。國產的產品不是不可以用但是要知道怎么用，要用到適合的地方才好，需要了解到他們真正的效率值是不是標稱的95%還是實際的85%，產品的deadline在哪兒用到標稱壓力值要打多大折扣。對供應商的了解我認為是一個液壓工程師必備的基本功。
一般執行機構的選型和系統主要參數的確定分不開，主機對液壓系統提出的任何的參數要求都會轉化成液壓的兩個最重要的參數，那就是：壓力，流量。
   這里要注意壓力最終是由負載產生的，但是受到執行機構的性能限制。
   系統壓力是液壓系統設計非常重要的一個指標，它基本上決定了整個系統的性能指標，體現一個系統的檔次。現在的發展發向是高壓化，因為在高壓的情況下液壓系統的功率密度更大，執行元件更加緊湊，液壓系統固有的優勢更加突出，是未來的方向。但是液壓系統的壓力增高帶來了系統性的性能都要跟著提高，對密封和強度要求更高，對使用維護也是要求更高，價格也是更貴。因此對一些沒有特殊要求的系統來說壓力并不是越高越好，只有最適合的才是最優解。
   那么如何確定系統壓力呢？①首先滿足主機要求，要考慮效率和安全系數。②考慮行業水平，這個涉及到你整體零部件的通用化程度和成本。③執行機構參數的變化可以讓你用不同的壓力來實現主機的要求，我們在充分考慮了前面兩條的情況，追求更低的系統壓力我認為是一個工程師應該去做的。因為壓力越低對整個系統各個部分的考驗就越小。④符合標準，系統壓力不是你想選多少就選多少，也有自己的優先數系，壓力也是在一個系列里面的。這里之前我寫過一個帖子[url=優先數系與液壓系統 http://www.hrhome.com.cn/thread-486531-1-1.html (出處: 機械社區)]
   經過以上基本系統壓力也就確定了，同時執行機構主要參數也就確定了，例如油缸缸徑桿徑、馬達排量等。接下來確定液壓系統另外一個關鍵指標：系統流量。
流量不是由負載決定的，是由油泵和驅動機構轉速決定的。他對應主機對我們的速度要求例如油缸伸縮速度、馬達轉速等。流量的確定要考慮主機的要求比較多，考慮他要求的動作精度、頻率，中間執行機構的動作方式是否調速需要是否有合流等。流量的選擇一定要滿足主機的要求要充分考慮各部件的效率值（很重要），考慮溫度對內泄露的影響，否則有某些對速度有強制要求通不過的場合可就抓瞎了。包括壓力的設計同樣要充分考慮效率值。
   流量基本上決定了油泵的選型，油泵的排量也是成系列的，因此選型以后流量很難完全符合主機提出的速度要求，也許還有調速要求，為了解決這一個問題就需要有控制閥來完成這個任務。這個放到第二步來說：控制系統的設計。

今天就寫到這兒了，下次寫一個續集。