在明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求后，應(yīng)對(duì)主機(jī)進(jìn)行工況分析，工況分析包括運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析，對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)還需編制負(fù)載和動(dòng)作循環(huán)圖，由此了解液壓缸或液壓馬達(dá)的負(fù)載和速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。運(yùn)動(dòng)分析在上篇已經(jīng)講過(guò)了，現(xiàn)在大蘭液壓電機(jī)工程師來(lái)給給您講一講工況分析中的動(dòng)力分析的具體內(nèi)容。

動(dòng)力分析是研究機(jī)器在工作過(guò)程中，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力情況，對(duì)液壓系統(tǒng)而言，就是研究液壓缸或液壓馬達(dá)的負(fù)載情況。

1、液壓缸的負(fù)載力計(jì)算：

工作機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸必須克服的負(fù)載由六部分組成：F=Fc+Ff+Fi+FG+Fm+Fb。                

式中：Fc為切削阻力；Ff為摩擦阻力；Fi為慣性阻力；FG為重力；Fm為密封阻力；Fb為排油阻力。

①切削阻力Fc是液壓缸運(yùn)動(dòng)方向的工作阻力，對(duì)于機(jī)床來(lái)說(shuō)就是沿工作部件運(yùn)動(dòng)方向的切削力，此作用力的方向如果與執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向相反為正值，兩者同向?yàn)樨?fù)值。該作用力可能是恒定的，也可能是變化的，其值要根據(jù)具體情況計(jì)算或由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。

②摩擦阻力Ff是液壓缸帶動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件所受的摩擦阻力，它與導(dǎo)軌的形狀、放置情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，其計(jì)算方法可查有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)。

最常見(jiàn)的兩種導(dǎo)軌形式，其摩擦阻力的值為：

a、平導(dǎo)軌：Ff=f∑Fn                  

b、V形導(dǎo)軌：Ff=f∑Fn/[sin(α/2)]        

式中：f為摩擦因數(shù)；∑Fn為作用在導(dǎo)軌上總的正壓力或沿V形導(dǎo)軌橫截面中心線方向的總作用力；α為V形角，一般為90°。

③慣性阻力Fi是運(yùn)動(dòng)部件在啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中的慣性力。

④重力FG是指垂直放置和傾斜放置的移動(dòng)部件，其本身的重量也成為一種負(fù)載，當(dāng)上移時(shí)，負(fù)載為正值，下移時(shí)為負(fù)值。

⑤密封阻力Fm是指裝有密封裝置的零件在相對(duì)移動(dòng)時(shí)的摩擦力，其值與密封裝置的類型、液壓缸的制造質(zhì)量和油液的工作壓力有關(guān)。在初算時(shí)，可按缸的機(jī)械效率(ηm=0.9)考慮；驗(yàn)算時(shí)，按密封裝置摩擦力的計(jì)算公式計(jì)算。

⑥排油阻力Fb：排油阻力為液壓缸回油路上的阻力，該值與調(diào)速方案、系統(tǒng)所要求的穩(wěn)定性、執(zhí)行元件等因素有關(guān)，在系統(tǒng)方案未確定時(shí)無(wú)法計(jì)算，可放在液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算中考慮。

2、液壓缸運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段的總負(fù)載力

液壓缸運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段的總負(fù)載力計(jì)算，一般包括啟動(dòng)加速、快進(jìn)、工進(jìn)、快退、減速制動(dòng)等幾個(gè)階段，每個(gè)階段的總負(fù)載力是有區(qū)別的。  

①啟動(dòng)加速階段：這時(shí)液壓缸或活塞處于由靜止到啟動(dòng)并加速到一定速度，其總負(fù)載力包括導(dǎo)軌的摩擦力、密封裝置的摩擦力(按缸的機(jī)械效率ηm=0.9計(jì)算)、重力和慣性力等項(xiàng)，即：F=Ff+Fi±FG+Fm+Fb     

②快進(jìn)階段：F=Ff±FG+Fm+Fb      

③工進(jìn)階段：F=Ff+Fc±FG+Fm+Fb     

④減速階段：F=Ff±FG-Fi+Fm+Fb  

對(duì)簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)，上述計(jì)算過(guò)程可簡(jiǎn)化。例如采用單定量泵供油，只需計(jì)算工進(jìn)階段的總負(fù)載力，若簡(jiǎn)單系統(tǒng)采用限壓式變量泵或雙聯(lián)泵供油，則只需計(jì)算快速階段和工進(jìn)階段的總負(fù)載力。

3、液壓缸的負(fù)載循環(huán)圖。

對(duì)較為復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，為了更清楚的了解該系統(tǒng)內(nèi)各液壓缸(或液壓馬達(dá))的速度和負(fù)載的變化規(guī)律，應(yīng)根據(jù)各階段的總負(fù)載力和它所經(jīng)歷的工作時(shí)間t或位移L按相同的坐標(biāo)繪制液壓缸的負(fù)載時(shí)間(F—t)或負(fù)載位移(F—L)圖，然后將各液壓缸在同一時(shí)間t(或位移)的負(fù)載力疊加。

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