
1.供油压力设计
液压控制系统采用较高的供油压力,可以减小液压动力元件、液压能源装置和连接管道等部件的重量和尺寸。
液压控制系统采用较低的供油压力,可以减小系统泄漏、减小能量损失和温升,可以延长使用寿命,易于维护,噪声较低。
在条件允许时,通常还是选用较低的供油压力。
系统供油压力的确定一般从三个方面考虑:
首先是遵从行业习惯或参考同类型装置,这是借鉴行业经验。在一般工业的伺服系统中,供油压力可在6~21MPa的范围内选取,高压的伺服系统供油压力可在21~35MPa的范围内选取。
其次是参考备选液压控制阀的阀压降要求,液压控制系统可制造的条件。
二级电液伺服阀通常需要恒压液压源,且需提供持续的流量供给,以维持先导级液压桥路平衡。通常规定阀压降要求,伺服阀压降应是供油压力的1/3,通常为7Mpa;直驱阀压降1.05Mpa。
第三是液压动力元件与负载的匹配,这是协调系统性能与经济性。经过负载匹配,通常液压动力元件具有较高的能源利用效率。
2. 液压执行元件主要规格尺寸
液压执行元件的选择对系统设计关系重大。若选择较大规格(活塞有效面积或马达排量)的执行元件,系统供油压力可以降低,但是系统流量需要加大,就需要较大规格的管路、阀、油泵、油箱等等。反之选择较小规格的液压执行元件,则需要较高的供油压力。
一般可以按照经验公式法、负载匹配法、固有频率法三个方法确定液压执行元件的规格参数。
下面以四通阀控对称液压缸液压动力元件为例,阐述上述三个方法。
经验公式法
负载匹配法
液压固有频率法
上述三个确定液压执行元件规格参数的方法各有其特点,
方法一是从液压控制系统设计经验归纳出的设计方法;
方法二是依据效率优先的方法;
方法三则是从系统动态特性要求提出的方法。
通常采用方法一或方法二初步计算液压动力元件规格参数,然后采用方法三检验其是否满足控制系统动态特性要求。计算后有效作用面积还需要依据相关标准圆整缸筒直径或活塞杆直径,进一步得到圆整后的有效作用面积,它将作为后续计算依据。
3.阀控马达系统稳态设计
确定阀控马达液压动力元件的参数时,只要将上述计算公式中,力符号换成力矩符号,对称缸有效作用面积符号换成马达排量符号,负载质量符号换成负载惯量符号,就可以得相应的计算公式。
4.确定控制阀参数及型号
液压控制阀选择主要依据额定流量和频宽两个参数选型。
一般做法是选择液压控制阀的上述两项指标等于或略高于计算值。
用于电液伺服系统的控制阀主要有电液伺服阀和直驱阀。两种阀在阀压降这个参数上是不同的。


