蓄能器使系统运行更加平稳；
蓄能器使系统运行更加安全；
蓄能器使系统运行效率提高；
蓄能器使系统运行能耗降低。
原装进口的美国tobul高压蓄能器 可设计应用于各种压力系统。
世界著名品牌美国tobul蓄能器用户包括众多的世界500强企业。
上海迈奥实业Shanghai Mayo是美国tobul蓄能器的授权代理商。
二、阀类元件的选择
1.选择依据
选择依据为：额定压力，最大流量，动作方式，安装固定方式，压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等。
2.选择阀类元件应注意的问题
(1)应尽量选用标准定型产品，除非不得已时才自行设计专用件。
(2)阀类元件的规格主要根据流经该阀油液的最大压力和最大流量选取。选择溢流阀时，应按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，应考虑其最小稳定流量满足机器低速性能的要求。
(3)一般选择控制阀的额定流量应比系统管路实际通过的流量大一些，必要时，允许通过阀的最大流量超过其额定流量的20%。
三、蓄能器的选择
1.蓄能器用于补充液压泵供油不足时，其有效容积为：
V=∑AiLiK-qBt(m3)
式中：A为液压缸有效面积(m2)；L为液压缸行程(m)；K为液压缸损失系数，估算时可取Ｋ＝1.2；qB为液压泵供油流量(m3/s)；t为动作时间(s)。
2.蓄能器作应急能源时，其有效容积为：
V=∑AiLiK(m3)
当蓄能器用于吸收脉动缓和液压冲击时，应将其作为系统中的一个环节与其关联部分一起综合考虑其有效容积。
根据求出的有效容积并考虑其他要求，即可选择蓄能器的形式。
四、管道的选择
1.油管类型的选择
液压系统中使用的油管分硬管和软管，选择的油管应有足够的通流截面和承压能力，同时，应尽量缩短管路，避免急转弯和截面突变。
(1)钢管：中高压系统选用无缝钢管，低压系统选用焊接钢管，钢管价格低，性能好，使用广泛。
(2)铜管：紫铜管工作压力在6.5～10MPa以下，易变曲，便于装配；黄铜管承受压力较高，达25MPa，不如紫铜管易弯曲。铜管价格高，抗震能力弱，易使油液氧化，应尽量少用，只用于液压装置配接不方便的部位。
(3)软管：用于两个相对运动件之间的连接。高压橡胶软管中夹有钢丝编织物；低压橡胶软管中夹有棉线或麻线编织物；尼龙管是乳白色半透明管，承压能力为2.5～8MPa，多用于低压管道。因软管弹性变形大，容易引起运动部件爬行，所以软管不宜装在液压缸和调速阀之间。
2.油管尺寸的确定
(1)油管内径d按下式计算：
d=
式中：q为通过油管的最大流量(m3/s)；v为管道内允许的流速(m/s)。一般吸油管取0.5～5(m/s)；压力油管取2.5～5(m/s)；回油管取1.5～2(m/s)。
(2)油管壁厚δ按下式计算：
δ≥p?d/2〔σ〕
式中：p为管内最大工作压力；〔σ〕为油管材料的许用压力，〔σ〕=σb/n；σb为材料的抗拉强度；n为安全系数，钢管p＜7MPa时，取n=8；p＜17.5MPa时，取n=6；p＞17.5MPa时，取n=4。
根据计算出的油管内径和壁厚，查手册选取标准规格油管。
五、油箱的设计
油箱的作用是储油，散发油的热量，沉淀油中杂质，逸出油中的气体。其形式有开式和闭式两种：开式油箱油液液面与大气相通；闭式油箱油液液面与大气隔绝。开式油箱应用较多。
1.油箱设计要点
(1)油箱应有足够的容积以满足散热，同时其容积应保证系统中油液全部流回油箱时不渗出，油液液面不应超过油箱高度的80%。
(2)吸箱管和回油管的间距应尽量大。
(3)油箱底部应有适当斜度，泄油口置于最低处，以便排油。
(4)注油器上应装滤网。
(5)油箱的箱壁应涂耐油防锈涂料。
2.油箱容量计算油箱的有效容量V可近似用液压泵单位时间内排出油液的体积确定。
V=K∑q
式中：K为系数，低压系统取2～4，中、高压系统取5～7；∑q为同一油箱供油的各液压泵流量总和。
六、滤油器的选择
选择滤油器的依据有以下几点：
(1)承载能力：按系统管路工作压力确定。
(2)过滤精度：按被保护元件的精度要求确定，选择时可参阅表9-6。
(3)通流能力：按通过最大流量确定。
(4)阻力压降：应满足过滤材料强度与系数要求。
滤油器过滤精度的选择
系统 过滤精度(μm) 元件 过滤精度(μm)
低压系统 100～150 滑阀 1/3最小间隙
70×105Pa系统 50 节流孔 1/7孔径(孔径小于1.8mm)
100×105Pa系统 25 流量控制阀 2.5～30
140×105Pa系统 10～15 安全阀溢流阀 15～25
电液伺服系统 5???
高精度伺服系统 2.5???
第四节??? 液压系统性能的验算
为了判断液压系统的设计质量，需要对系统的压力损失、发热温升、效率和系统的动态特性等进行验算。由于液压系统的验算较复杂，只能采用一些简化公式近似地验算某些性能指标，如果设计中有经过生产实践考验的同类型系统供参考或有较可靠的实验结果可以采用时，可以不进行验算。
一、管路系统压力损失的验算
当液压元件规格型号和管道尺寸确定之后，就可以较准确的计算系统的压力损失，压力损失包括：油液流经管道的沿程压力损失ΔpL、局部压力损失Δpc和流经阀类元件的压力损失ΔpV，即：
?????????????????????? Δp=ΔpL+Δpc+ΔpV????????????????????????????
计算沿程压力损失时，如果管中为层流流动，可按下经验公式计算：
?????????????????????? ΔpL=
4.3V?q?L×106/d4(Pa)?? ??????????????????
式中：q为通过管道的流量(m3/s)；L为管道长度(m)；d为管道内径(mm)；υ为油液的运动粘度(m2)。
局部压力损失可按下式估算：
????????????????????????? Δpc=(0.05～0.15)ΔpL???????????????????
阀类元件的ΔpV值可按下式近似计算：
???????????????????????? ΔpV=Δpn（qV/qVn）2(Pa)???????????????????
式中：qVn为阀的额定流量(m3/s)；qV为通过阀的实际流量(m3/s)；Δpn为阀的额定压力损失(Pa)。
计算系统压力损失的目的，是为了正确确定系统的调整压力和分析系统设计的好坏。
系统的调整压力：p0≥p1+Δp??????????????????????????????????????????
式中：p0为液压泵的工作压力或支路的调整压力；p1为执行件的工作压力。
如果计算出来的Δp比在初选系统工作压力时粗略选定的压力损失大得多，应该重新调
整有关元件、辅件的规格，重新确定管道尺寸。
二、系统发热温升的验算
系统发热来源于系统内部的能量损失，如液压泵和执行元件的功率损失、溢流阀的溢流损失、液压阀及管道的压力损失等。这些能量损失转换为热能，使油液温度升高。油液的温升使粘度下降，泄漏增加，同时，使油分子裂化或聚合，产生树脂状物质，堵塞液压元件小孔，影响系统正常工作，因此必须使系统中油温保持在允许范围内。一般机床液压系统正常工作油温为30～50℃；矿山机械正常工作油温50～70℃；最高允许油温为70～90℃。
1.系统发热功率P的计算
P＝PB(1-η)??? (W)????????????????????
式中：PB为液压泵的输入功率(W)；η为液压泵的总效率。
若一个工作循环中有几个工序，则可根据各个工序的发热量，求出系统单位时间的平均发热量：
P= （w）???????????????
式中：T为工作循环周期(s)；ti为第i个工序的工作时间(s)；Pi为循环中第i个工序的输入功率(W)。
2.系统的散热和温升系统的散热量可按下式计算：
P′=?? (W)?????????????????????????
式中：Kj为散热系数(W/m2℃)，当周围通风很差时，K≈8～9；周围通风良好时，K≈15；用风扇冷却时，K≈23；用循环水强制冷却时的冷却器表面K≈110～175；Aj为散热面积(m2)，当油箱长、宽、高比例为1∶1∶1或1∶2∶3，油面高度为油箱高度的80%时，油箱散热面积近似看成A＝0.065
(m2)，式中V为油箱体积(L)；
Δt为液压系统的温升(℃)，即液压系统比周围环境温度的升高值；
j为散热面积的次序号。
当液压系统工作一段时间后，达到热平衡状态，则：
P＝P′
所以液压系统的温升为：
????????????????? Δt=
(℃)?????????????????????
计算所得的温升Δt，加上环境温度，不应超过油液的最高允许温度。
当系统允许的温升确定后，也能利用上述公式来计算油箱的容量。
三、系统效率验算
液压系统的效率是由液压泵、执行元件和液压回路效率来确定的。
液压回路效率ηc一般可用下式计算：
ηc=?????????????????????????
式中：p1，q1；p2，q2；……为每个执行元件的工作压力和流量；pB1，qB1；pB2，qB2为每个液压泵的供油压力和流量。
液压系统总效率：η＝ηBηCηm????????????????????????????????????
式中：ηB为液压泵总效率；ηm为执行元件总效率；ηC为回路效率。
第五节?? 绘制正式工作图和编写技术文件
经过对液压系统性能的验算和必要的修改之后，便可绘制正式工作图，它包括绘制液压系统原理图、系统管路装配图和各种非标准元件设计图。
正式液压系统原理图上要标明各液压元件的型号规格。对于自动化程度较高的机床，还应包
括运动部件的运动循环图和电磁铁、压力继电器的工作状态。
管道装配图是正式施工图，各种液压部件和元件在机器中的位置、固定方式、尺寸等应表示清楚。
自行设计的非标准件，应绘出装配图和零件图。
编写的技术文件包括设计计算书，使用维护说明书，专用件、通用件、标准件、外购件明细表，以及试验大纲等。
第六节???? 液压系统设计计算举例
某厂汽缸加工自动线上要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床，机床有主轴16根，钻14个φ13.9mm的孔，2个φ8.5mm的孔，要求的工作循环是：快速接近工件，然后以工
作速度钻孔，加工完毕后快速退回原始位置，最后自动停止；工件材料：铸铁，硬度HB为240；假设运动部件重G＝9800N；快进快退速度v1＝0.1m/s；动力滑台采用平导轨，静、动摩擦因数μs=0.2，μd=0.1；往复运动的加速、减速时间为0.2s；快进行程L1=100mm；工进行程L2=50mm。试设计计算其液压系统。
一、作F—t与v—t图
1.计算切削阻力钻铸铁孔时，其轴向切削阻力可用以下公式计算：
Fc=25.5DS0.8硬度0.6???????????????????????
(N)
式中：D为钻头直径(mm)；S为每转进给量(mm/r)。
选择切削用量：钻φ13.9mm孔时，主轴转速n1＝360r/min，每转进给量S1=0.147mm/r；钻8.5mm孔时，主轴转速n2＝550r/min，每转进给量S2=0.096mm/r。则
Fc=14×25.5D1S0.81硬度0.6+2×25.5D2S0.82硬度0.6=
14×25.5×13.9×0.1470.8×2400.6+2×25.5×8.5×0.0960.8×2400.6=30500(N)
2.计算摩擦阻力
静摩擦阻力：Fs=fsG=0.2×9800=1960N
动摩擦阻力：Fd=fdG=0.1×9800=980N
3.计算惯性阻力
4.计算工进速度
工进速度可按加工φ13.9的切削用量计算，即：
v2=n1S1=360/60×0.147=0.88mm/s=0.88×10-3m/s
5.根据以上分析计算各工况负载。
?????????????????????? 液压缸负载的计算
工??? 况 计算公式 液压缸负载F/N 液压缸驱动力F0/N
启??? 动 F=faG 1960 2180
加??? 速 F=fdG+G/gΔv/Δt 1480 1650
快??? 进 F=fdG 980 1090
工??? 进 F=Fc+fdG 31480 35000
反向启动 F=fsG 1960 2180
加??? 速 F=fdG+G/gΔv/Δ 1480 1650
快??? 退 F=fdG 980 1090
制??? 动 F=fdG-G/gΔv/Δt 480 532
其中，取液压缸机械效率ηcm=0.9。
6.计算快进、工进时间和快退时间
快进：?? t1=L1/v1=100×10-3/0.1=1s
工进：?? t2=L2/v2=50×10-3/0.88×10-3=56.6s
快退：?? t3=(L1+L2)/v1=
(100+50)×10-3/0.1=1.5s
7.根据上述数据绘液压缸F—t与v—t图
