液压系统的主要技术参数如何确定？

压力和流量是液压系统的两个主要的技术参数，液压元件、辅件以及原动机的规格都是根据这两个参数来确定的。液压系统的主要技术参数是指确定液压执行元件的工作压力和最大流量，通常是首先选定执行元件的工作压力，然后根据工作压力确定液压油缸的主要尺寸或液压马达的排量，根据液压缸的速度或液压马达的转速确定其流量。

简化为：已知负载力F（或力矩）和负载速度v（或转速n），求系统的工作压力（压差）、液压缸直径D（马达排量V）以及执行元件和系统流量。求解过程采用如下计算流程：

系统工作压力p（假定给出）→负载力F（工作压力p）或负载力矩M（工作压力差△p）→尺寸（液压缸直径D）或排量（马达排量V）→Av或Vn→执行元件q执→系统流量q

1.初选工作压力

液压系统工作压力的选定，直接关系到整个系统设计的合理程度。选择液压系统的工作压力主要考虑的是液压系统的重量和经济性之间的平衡，在系统功率已确定的情况下，如果系统工作压力选得过低，则液压元件、辅件的尺寸和重量就增加，系统造价也相应增加；如果系统工作压力高，则液压执行元件—液压缸的活塞面积（或液压马达的排量）小、重量轻，设备结构紧凑，系统造价会相应降低。同时执行元件油腔的容积减小，体积弹性模数增大，有利于提高系统的响应速度。但如果系统的工作压力选择过高，则对管路、接头和元件的强度以及制造液压元件、辅件的材质、密封、制造精度等要求也会大大提高，有时反而会导致液压设备重量和成本的增加以及系统效率和使用寿命的下降。同时，高压时，内泄漏量大，容积效率降低，系统发热和温升严重，系统功率损失增大，噪音加大，元件寿命缩短，维护也较困难。就目前的技术和材质情况，综合考虑重量和经济性指标，一般认为选取35MPa左右的工作压力是最经济的，但条件允许时，通常还是选用较低的供油压力（常用的供油压力等级为7～28）。设计时，可根据系统的具体要求和结构限制条件综合考虑更多的因素，选择适当的供油压力。

通常液压系统执行元件的工作压力可以根据经验按照负载大小或主机的类型进行选择，推荐的选择方法见表1和表2。执行元件的回油背压经验值见表3，液压系统的压力损失经验值见表4。

表1：

表2：

表3：

表4：

2.液压缸的主要技术参数计算

液压缸的有效作用面积（活塞或环形腔作用面积）可通过负载力和工作压力进行计算，即

式中 ps—-液压缸的工作压力；

ηm—-液压缸的机械效率，通常为0.85～0.99；

D—-液压缸活塞直径。

根据液压缸活塞的有效作用面积A缸和直径D，再通过选择合适的杆径比d/D来确定液压缸活塞杆的面积A’和直径d，通常可以按照活塞杆的受力状态和液压缸的速度比（或简称速比）来选取杆径比d/D。当活塞杆受拉时，一般取d/D=0.3～0.5；当活塞杆受压时，为保证杆的稳定性，一般取d/D=0.5～0.7。或按下述原则：

d/D=0.5～0.55 （p≤5.0MPa）

d/D=0.6～7 （5.0MPa＜p≤7.0MPa）

d/D=0.7 （p＞7.0MPa）

在对液压缸的速度比有要求时，杆径比d/D还可以按液压缸的往返速度比i=v2/v1（其中v1、v2分别为液压缸的正、反行程速度）的要求来选取，然后校核活塞杆的结构强度和稳定性。液压缸的速度比i也是液压缸无杆腔和有杆腔的面积比，其值应符合国家标准GB7933-87规定的面积比值。速比越大意味着液压缸的活塞杆越粗，因此在活塞杆受压情况下，如果存在稳定性不足的问题，通常选用大的速比，但也要注意液压缸回程的承载能力是否足够。此外，相同流量下，大速比液压缸回程速度快。

液压缸直径D和活塞杆直径d的最后确定值，还必须根据上述计算值就近圆整成国家标准所规定的标准数值，否则所设计液压缸将无法采用标准的密封件。如所设计液压缸与标准液压缸参数相近，最好选用国产的标准液压缸。

3.液压马达的主要参数计算

液压马达的排量Vm可表示为

式中 M—-液压马达的负载力矩，N.m；

△p—-液压马达的进、出口压力差，Pa；

ηmm—-液压马达的机械效率，一般齿轮马达和柱塞马达取0.90～0.95，叶片马达取0.80～0.90。

对于要求工作转速很低的液压马达，按负载力矩计算出液压马达排量后，还需按最低工作转速验算其排量，即

式中 nm,min—-要求液压马达达到的最低转速，r/min；

qmin—-系统的最小稳定流量，L/min；

4.液压缸或液压马达的流量计算

液压缸的最大流量为

式中 A—-液压缸的有效面积（有杆腔面积A1或无杆腔面积A2）

vmax—-液压缸的最大速度；

液压马达的最大流量为

式中 nm,max—-液压马达的最高转速