液壓系統(tǒng)設(shè)計之 -----液壓泵和電機的選型
液壓系統(tǒng)設(shè)計之 -----液壓泵和電機的選型
泵作為液壓系統(tǒng)中重要的零件,他是將液壓系統(tǒng)中驅(qū)動元件的機械能轉(zhuǎn)化為液壓能的元件,液壓泵有很多種,比如:齒輪泵,葉片泵、柱塞泵、螺桿泵、隔膜泵等。由于齒輪泵具有:1)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、2)質(zhì)量輕、3)工藝性好、4)價格便宜、5)自吸力強、6)對油液污染不敏感、7)能耐沖擊性負載等優(yōu)點,因此應(yīng)用非常廣泛,今天主要討論齒輪泵的選型。
齒輪泵可分為內(nèi)嚙合齒輪泵和外嚙合齒輪泵,內(nèi)嚙合齒輪泵具有輸送液體平穩(wěn)、震動小、噪音低、磨損小,使用壽命長等優(yōu)點,相對外嚙合齒輪泵,內(nèi)嚙合齒輪泵加工精度要求高,價格高。
內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu):
外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu):
選擇液壓泵之前首先要確定執(zhí)行機構(gòu)所需的最高工作壓力,比如液壓缸或液壓馬達的最高工作壓力。然后需要計算執(zhí)行機構(gòu)正常工作所需的最大流量。
Pa=液壓執(zhí)行機構(gòu)(液壓泵或液壓馬達)最大工作壓力(MPa)
P△=液壓泵出口到液壓執(zhí)行機構(gòu)總的油路壓力損失(MPa)
(P△一般對于比較簡單的油路取0.5Mpa,對于比較復(fù)雜的管路取0.5MPa到1.5MPa)
Qa=液壓系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)同時工作時需要的總流量(L/min)
K=液壓系統(tǒng)總的泄漏系數(shù),K一般取1.1至1.3
Vg=泵的排量(L)
n =泵的轉(zhuǎn)速(rpm)
Pp=泵的最高工作壓力(MPa)
Kp=液壓泵壓力安全系數(shù),Kp一般取1.2 到1.5
ηv=泵的容積效率(查泵技術(shù)參數(shù)表)
ηm=泵的機械效率(查泵技術(shù)參數(shù)表)
Pm=電機功率(Kw)
當(dāng)系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)為間歇動作時,可以采用蓄能器從而選取排量較小的泵和電機,具體參見蓄能器的選型計算。
電機功率的確定;
Pm>Vg*n* η v*Pp/ η m/60
示例,現(xiàn)有一個缸徑為90mm的液壓缸需要最大頂出力為120KN,頂出速度為10cm/s.需要選擇泵和電機。
首先,計算所需的最大工作壓力
液壓系統(tǒng)的壓力損失取0.5Mpa,Kp取1.2
則液壓泵壓力:
Pp=1.2X(10.2+0.5)=13
系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)所需的最大工作流量
Qa=50^2*3.14*100*60/4/10^6=11.8L/min
根據(jù)泵的轉(zhuǎn)速工作范圍選擇泵的轉(zhuǎn)速,一般電機選用1500rpm、1000rpm、750rpm轉(zhuǎn)速的較多,同等功率情況下,電機轉(zhuǎn)速越高,體積越小,但扭矩也越小,因此需要根據(jù)泵所需的扭矩和轉(zhuǎn)速,選擇合適的轉(zhuǎn)速的電機。
這里選n=1450rpm(1500為同步轉(zhuǎn)速,異步電機達不到1500rpm)
取ηv=0.9,ηm=0.85
則:
泵排量Vg>=1.2*11.8/(1450X0.9)=0.01085L=10.8cm^3
電機功率
Pm=0.01805*1450*0.9*13/(0.85*60)=3.6Kw
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