正确选用液压元器件

2.1　液压泵的选用

在设计液压系统时，应根据设备液压系统的工作情况和其所需要的压力、流量、工作稳定性等来确定液压泵的类型和具体规格。表8-2-1为常用液压泵的一般性能比较，可供选择时参考。

表8-2-1　常用液压泵一般性能比较

一般负载小、功率小的液压设备，可用齿轮泵或双作用式定量叶片泵；精度较高的中、小功率的液压设备(如磨床)，可用双作用式定量叶片泵；负载较大并有快速和慢速工作行程的液压设备(如组合机床等)，可选用限压式变量叶片泵；负载大、功率大的液压设备(如龙门刨床、拉床、液压压力机等)，可选用径向柱塞泵或轴向柱塞泵；机械设备辅助装置的液压系统，如送料、定位、夹紧、转位等装置的液压系统，可选用造价较低的齿轮泵。

2.2　液压马达的选用

液压马达的选择需要考虑的因素很多，如转矩、转数、工作压力、排量、外形及连接尺寸、容积效率、总效率等。

1.齿轮马达的选用

齿轮马达结构简单，制造容易，但转速脉动性较大，负载转矩不大，速度平稳性要求不高，噪声限制不严，适用于高转速低转矩的情况。所以，齿轮马达一般用于钻床、通风设备中。

2.叶片马达的选用

叶片马达结构紧凑，外形尺寸小，运动平稳，噪声小，负载转矩小，一般适用于磨床回转工作台、机床操纵机构。

3.摆线马达的选用

负载速度中等，体积要求小，一般适用于塑料机械、煤矿机械。

4.柱塞马达的选用

轴向柱塞马达结构紧凑，径向尺寸小，转动惯量小，转速较高，负载大，有变速要求，负载转矩较小，低速平稳性要求高。所以一般用于起重机、绞车、铲车、内燃机车、数控机床、行走机械；径向柱塞马达负载转矩较大，速度中等，径向尺寸大，较多应用于塑料机械、行走机械等；内曲线径向马达负载转矩较大，转速低，平稳性高，用于挖掘机、拖拉机、起重机、采煤机等。

液压马达的种类很多，可针对不同的工况进行选择。低速运转工况可选择低转速马达，也可以采用高速马达加减速装置。在这两种方案的选择上，应根据结构及空间情况、设备成本、驱动转矩是否合理等进行选择。确定所采用马达的种类后，可根据液压马达产品的技术参数概览表选出几种规格，然后进行综合分析，加以选择。

2.3　液压缸的选用

液压缸的选用，首先应考虑工况及安装条件，然后再确定液压缸的主要参数及标准附件和其他附件。使用工况及安装条件如下:

1.工作中有剧烈冲击时，液压缸的缸筒、端盖不能用脆性材料，如铸铁。

2.采用长行程液压缸时，需要综合考虑选用足够刚度的活塞杆和安装中间圈。

3.当工作环境污染严重，有较多的灰尘、风沙、水分等杂质时，需采用活塞杆防护套。

4.安装方式与负载导向直接影响活塞杆的稳定性，也影响活塞杆直径的选择。

按负载的重、中、轻型，推荐以下安装方式和导向条件，如表8-2-2所示。

5.缓冲机构的选用

一般认为普通液压缸在工作压力＞10MPa、活塞速度＞0.1m/s时，应采用缓冲装置或其他缓冲办法。这只是一个参考条件，主要还要看具体情况和液压缸的用途。例如，要求速度变化缓慢的液压缸，当活塞速度≥0.05～0.12m/s时，也需要采用缓冲装置。

表8-2-2　安装方式与负载导向参考表

6.密封装置的选用

选用合适的密封圈和防尘圈。

7.工作介质的选用

按照环境温度可初步选定工作介质的品种:

(1)在正常温度(-20℃～60℃)下工作的液压缸，一般采用石油型液压油；

(2)在高温(＞60℃)下工作的液压缸，需采用难燃液及特殊结构液压缸。

2.4　液压阀的选用

液压传动系统中选择合适的液压阀，是使系统的设计合理，性能优良，安装、维修方便，并保证该系统正常工作的重要条件。除按系统功能需要选择液压控制阀的类型以外，还要考虑各个阀的额定压力、通过流量、安装形式、动作形式、动作方式、性能特点等。

1.液压阀额定压力的选择

可根据系统设计的动作压力选择相应压力级的液压阀，并且使系统的工作压力适当低于产品标明的额定压力值；高压系列的液压阀，一般都能适用于该额定压力以下所有的工作压力范围。对液压阀流量参数的选择以产品标明的公称流量为依据。如果产品能提供通过不同流量时的有关系能曲线，则对元器件的选择使用就更为合理了。

一个液压系统各部分回路通过的流量不可能都相同。因此，不能单纯根据液压泵的额定输出流量来选择阀的流量参数，而应该考虑到液压系统在所有设计工作状态下各部分阀的可能通过的最大流量。如换向阀的选择则要考虑如果系统中采用差动液压缸，在液压缸换向动作时，无杆腔排出的流量比有杆腔排出的流量大许多，甚至可能比液压泵输出的最大流量还要大；再如选择节流阀、调速阀时，不仅要考虑可能通过该阀的最大流量，还应考虑到该阀的最小稳定流量指标；又如某些回路通过的流量比较大，如果选择与该流量相当的换向阀，在换向动作时可能产生较大的压力冲击，为了改善系统工作系能，可选择大一档规格的换向阀；某些系统，大部分工作状态下通过的流量不大，偶尔会有大流量通过，考虑到系统布置的紧凑，以及阀本身工作性能的允许，或者压力损失的瞬时增加，在许可的情况下，仍按大部分工作状况下的流量规格选取，允许阀在短时超流量状态下使用。

2.液压阀安装方式的选择

液压阀安装方式的选择是指液压阀与系统管路或其他阀的进、出油口的连接形式。一般有三种:螺纹连接型、板式连接型和法兰连接型。安装方式的选择，要根据所选择的液压阀的规格大小，以及系统的简繁及布置特点而定。螺纹连接型，是液压阀的各进、出油口直接靠螺纹管接头与系统管道或其他阀的进、出油口相连。适合系统较简单，元件较少，安装位置又较宽敞的场合。板式连接型是先将板式液压阀安装在专用的连接底板上，再在连接板的底面或侧面用螺纹管接头与外部管道相连。适合系统较复杂，元件较多，且安装位置较紧凑的场合。法兰连接型一般用于大口径的阀，阀与管道之间用法兰连接。

3.液压阀控制方式的选择

液压阀控制方式有手动控制、机械控制、液压控制或电气控制等多种类型，可根据系统的操纵需要和电气系统的配置能力进行选择。如小型的不常用的系统，工作压力的调整，可直接靠人工调节溢流阀进行；如果溢流阀的安装位置离操作位置较远，直接调节不方便，则可以安装远程调压阀，以进行远距离控制；如果液压泵启闭频繁，则可以选择电磁溢流阀，以便采用电气控制，还可以选择初始或中间位置能是滚压泵卸荷的换向阀，以获得同样的要求。在某些场合，为简化电气控制系统并使操作简便，则宜选用手动换向阀等。

4.液压阀结构形式的选择

液压系统性能要求不同，对所选择的液压阀的性能的要求也不同。而许多性能又受到结构特点的影响，如用于保护系统的安全阀，要求反应灵敏，压力超调量小，以避免的冲击压力，且能吸收换向阀换向时产生的冲击。这就是选择能满足上述要求的元件。

对换向要求快的系统，一般选择交流型电磁铁的换向阀；反之，对换向速度要求慢的系统，则可选择直流型电磁铁的换向阀。如液压系统对阀芯复合和对中性能要求特别严格，可选择液压对中型结构。

如果一般的流量阀由于温度或压力的变化而不能满足执行机构运动的精度要求，则要选择带压力补偿装置或温度补偿装置的调速阀。如使用液控单向阀，且反向出油背压较高，但控制压力又不可能提的很高的场合，则应选择外泄式或先导式。

总之，对一个液压系统的设计者来说，应对国内外液压阀的生产情况有较全面的了解。尤其是对国内引进液压阀的生产品种、各类液压阀的性能、新老产品的更换、同类产品的代用或改用，以及对生产厂的了解，才能在选择使用液压阀时更正确合理。液压阀的选择正确与否，对系统的成败有很大的关系，必须认真对待。