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试验台液压系统元件的选择计算案例综述
1.1引言
液压系统中的元件主要分为四大类，即输入元件，如：液压泵；能量输出元件，如液压马达；控制元件：如各种控制阀；辅助元件，如：过滤器、油箱。前三类元件直接参与系统的能量传递功能，辅助元件用于保证和改善系统功能。液压系统的元件有分为标准件和专业件，在满足系统性能要求的前提下，应尽量选择现有的标准件。前几章中已经完成了该插件式液压实验台结构功能、液压原理和电气原理的设计，本章主要是对该插件式液压实验台各液压组成元件进行选择。
1.2液压泵与马达的选择
（1）液压泵的选择
根据前几章的设计内容已知该实验台工作循环中的系统压力为6.3MPa，稳定流量为20L/min，则液压泵驱动功率Pp
Pp·ηp=p·
式中：p——液压泵最大工作压力，MPa；
qp
ηp
Pp
泵的主要参数有压力、流量、转速、效率等，泵的选择主要是根据系统的工况等条件来确定的。各类液压泵的一些参数特性如下表1.2.1所示。
表1.2.1液压泵参数特性[15]
特性
齿轮泵
叶片泵
柱塞泵
轴向式
径向式
额定压力/MPa
低压泵2.5；
高压泵25
低压6.3；中压16；
高压32
约40
约40
排量/mL·r
0.5～650
1～350
4～100
6～500
最高转速/r·min
300～7000
500～4000
5000
1800
最大功率/kW
120
320
2660
260
总效率/%
75～90
75～90
85～95
80～92
适用黏度/mm2·
20～500
20～200
20～200
为保证系统正常运行和系统使用寿命，其正常工作压力为泵的额定压力的80%左右；要求工作可靠性高的系统或设备，系统工作压力为泵的额定压力的60%左右[22]。并且泵的流量要大于系统工作的最大流量。综合分析实际情况和设计要求并结合参考学校设备元件选用，最终决定选用CB-FC10型齿轮泵和YBX-AD型变量叶片泵。
CB-FC系列外啮合齿轮泵采用铝合金铸成泵体，径向密封采用齿顶扫镗，轴向密封采用浮动压力平衡侧板，因而达到了高效率。该泵具有体积小、重量轻、效率高、性能好、工作可靠、价格低的特点，由于该泵具有以上这些优点，所以能很好地契合本文所设计的实验台。
YB型变量叶片泵属于“内反馈”限压式变量泵。泵的输出流量可以根据在载荷变化自动调节，即在调压弹簧压力调定的情况下，出口压力升到一定值以后，流量随压力增加而减少，直至为零。根据这一特性，他特别适合用于容积调速的液压系统。该泵具有工作效率高、发热量少、能耗低的特点，也能很好地契合本文所设计的实验台。
（2）液压马达的选择
与液压泵类同，液压马达也有齿轮式、叶片式和柱塞式等多种形式，常用液压马达的特性见下表1.2.2。
表1.2.2常用液压马达的特性[15]
类型
排量范围/m·r
压力/MPa
转速范围/r·min
容积效率/%
总效率/%
启动转矩效率/%
噪音
抗污染敏感度
价格
齿轮式
外啮合
1.2～160
20～25
150～2500
85～94
77～85
75～80
较大
较好
最低
内啮合
80～1250
14～20
10～800
94
76
76
较小
较好
低
叶片泵
单作用
10～200
16～20
100～2000
90
75
80
中
差
较低
双作用
50～220
16～25
100～2000
90
75
80
较差
差
低
多作用
298～9300
21～28
10～400
90
76
80～85
小
差
高
轴向柱塞式
斜盘式
2.5～3600
31.5～40
100～3000
95
90
85～90
大
中
较高
斜轴式
2.5～3600
3.5～40
100～3000
95
90
90
较小
中
高
双斜盘式
36～3150
25～31.5
10～600
95
90
90
较小
中
高
液压马达的主要特性参数有转矩、?转速、压力、排量、容积效率、总效率等。根据前面所设计的系统要求可选用液压马达为轴向柱塞马达，其结构紧凑、径向尺小、转动惯量小、转速高、易于变量，能用于多种方式自动调节流量，通用范广。查《机械设计手册》[21]选用型号：GA-A6V28HA2FS200081。
1.4各类阀体的选择
（1）减压阀的选择
减压阀主用作用是将出口压力调低，并能保持出口压力的恒定。本实验台设计减压阀的主要作用是用于在系统流向转变时保护回流压力表避免因压力过高而造成损坏。设计最大工作压力为6.?3MPa,最大流量20L/min，查《机械设计手册》选用减压阀型号为:?DR15-G130Y。
（2）换向阀的选择
1）手动换向阀：根据该液压实验台系统设计换向阀的最大流量为14L/min，在合