液压系统的设计与计算方法

第一节 液压系统的设计步骤和方法
液压系统设计是整机设计的重要组成部分，其设计与计算方法因人而异。本章介绍液压系统常见的设计计算方法及实例。液压系统设计的主要步骤如下：
1） 明确液压系统的设计要求；
2） 选定执行元件，进行工况分析，明确系统的主参数；
3） 拟定液压系统原理图；
4） 计算和选择液压元件；
5） 液压系统性能验算和绘制工作图、编制技术文件。
上述设计步骤是一般的程序，在实际工作中，这些步骤并不是一成不变的，应视具体情况灵活掌握。
一、液压系统设计要求
在设计液压系统前需明确以下几方面的内容：
1. 明确主机哪些动作需要液压系统来完成。
2. 对液压系统的动作和运动要求。根据主机的设计要求，确定液压执行元件的数量、运动形式、工作循环、行程范围及各执行元件动作的顺序、同步、联锁等要求。
3. 确定液压执行元件承受的负载和运动速度的大小及其变化范围。
4. 对液压系统的性能要求，如调速性能、运动平稳性、转换位置精度、效率、温升、自动化程度、可靠性程度、使用与维修的方便性。
5. 液压系统的工作条件，如温度、湿度、振动干扰，外形尺寸、经济性等要求。
二、液压系统的工况分析和系统的确定
对执行元件负载分析与运动分析，也称为液压系统的工况分析。工况分析就是分析每个液压执行元件在各自工作过程中负载与速度的变化规律，一般执行元件在一个工作循环内负载、速度随时间或位移而变化的曲线——用负载循环图和速度循环图表示。
1. 负载分析
液压缸与液压马达运动方式不同，但他们的负载都是由工作负载、惯性负载、摩擦负载、背压负载等组成的。
工作负载F_W包括切削力、夹紧力、挤压力、重力等，其方向与液压缸运动方向相反时为正，相同时为负；
惯性负载F_a为运动部件在启动和制动时的惯性力，加速时为正，减速时为负；
摩擦负载包括导轨摩擦阻力F_f和密封装置处的摩擦力F_s，前者在确定摩