2.3 计算液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排量
计算液压缸的主要结构尺寸
主要应用公式F=P*πD2，分析油缸受力、压力和缸径之间的关系。
如果液压缸的安装尺寸受到限制，液压缸的缸径及活塞杆的直径须事先确定时，可按载荷的要求和液压缸的结构尺寸来确定系统的工作压力。
液压缸的直径D和活塞杆直径d的计算值要按国际规定的液压缸的油管标准进行圆整。
2.4 计算液压缸或液压马达所需流量
qv=Av
A -液压缸有效作用面积（m2）
v -活塞与缸体的相对速度（m/s）
qv=Vnm
Vn-液压马达排量（m3/r）
nm-液压马达的转速（r/s）
液压元件的选择与专用件设计
4.1 液压泵的选择
1）确定液压泵的最大工作压力pp
pp≥p1+Σ△p （21）
式中 p1——液压缸或液压马达最大工作压力；
Σ△p——从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。 Σ△p的准确计算要待元件选定并绘出管路图时才能进行，初算时可按经验数据选取：管路简单、流速不大的，取Σ△p=（0.2～0.5）MPa；管路复杂， 进口有调阀的，取Σ△p=（0.5～1.5）MPa。
2）确定液压泵的流量QP 多液压缸或液压马达同时工作时，液压泵的输出流量应为
QP≥K（ΣQmax） （22）
式中 K——系统泄漏系数，一般取K=1.1～1.3；
ΣQmax——同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量，可从（Q-t）图上查得。对于在工作过程中用节流调速的系统，还须加上溢流阀的最小溢流量，一般取0.5×10-4m3/s。
系统使用蓄能器作辅助动力源时
式中 K——系统泄漏系数，一般取K=1.2；
Tt——液压设备工作周期（s）；
Vi——每一个液压缸或液压马达在工作周期中的总耗油量（m3）；
z——液压缸或液压马达的个数。
3）选择液压泵的规格 根据以上求得的pp和Qp值，按系统中拟定的液压泵的形式，从产品样本或本手册中选择相应的液压泵。为使液压泵有一定的压力储备，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大25%～60%。
4）确定液压泵的驱动功率 在工作循环中，如果液压泵的压力和流量比较恒定，即（p-t）、（Q-t）图变化较平缓，则
式中 pp——液压泵的最大工作压力（Pa）；
QP——液压泵的流量（m3/s）；
ηP——液压泵的总效率，参考表9选择。
表9液压泵的总效率
液压泵类型 齿轮泵 螺杆泵 叶片泵 柱塞泵
总效率 0.6～0.7 0.65～0.80 0.60～0.75 0.80～0.85
限压式变量叶片泵的驱动功率，可按流量特性曲线拐点处的流量、压力值计算。一般情况下，可取pP=0.8pPmax，QP=Qn，则
式中 ——液压泵的最大工作压力（Pa）；
——液压泵的额定流量（m3/s）。
在工作循环中，如果液压泵的流量和压力变化较大，即（Q-t），（p-t）曲线起伏变化较大，则须分别计算出各个动作阶段内所需功率，驱动功率取其平均功率
式中 t1、t2、…tn——一个循环中每一动作阶段内所需的时间（s）；
P1、P2、…Pn——一个循环中每一动作阶段内所需的功率（W）。
按平均功率选出电动机功率后，还要验算一下每一阶段内电动机超载量是否都在允许范围内。电动机允许的短时间超载量一般为25%。
4.2 液压阀的选择
1）阀的规格，根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，要考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。
控制阀的流量一般要选得比实际通过的流量大一些，必要时也允许有20%以内的短时间过流量。
2）阀的型式，按安装和操作方式选择。
4.3 蓄能器的选择
根据蓄能器在液压系统中的功用，确定其类型和主要参数。
1）液压执行元件短时间快速运动，由蓄能器来补充供油，其有效工作容积为
式中 A——液压缸有效作用面积（m2）；
l——液压缸行程（m）；
K——油液损失系数，一般取K=1.2；
QP——液压泵流量（m3/s）；
t——动作时间（s）
2）作应急能源，其有效工作容积为：
式中 ——要求应急动作液压缸总的工作容积（m3）。
有效工作容积算出后，根据第8章中有关蓄能器的相应计算公式，求出蓄能器的容积，再根据其他性能要求，即可确定所需蓄能器。
4.4 管道尺寸的确定
（1）管道内径计算
式中 Q——通过管道内的流量（m3/s）；
υ——管内允许流速（m/s），见表10。
计算出内径d后，按标准系列选取相应的管子。
（2）管道壁厚δ的计算
表10 允许流速推荐值
管道 推荐流速/（m/s）
液压泵吸油管道 0.5～1.5，一般常取1以下
液压系统压油管道 3～6，压力高，管道短，粘度小取大值
液压系统回油管道 1.5～2.6
式中 p——管道内最高工作压力（Pa）；
d——管道内径（m）；
[σ]——管道材料的许用应力（Pa），[σ]=
σb——管道材料的抗拉强度（Pa）；
n——安全系数，对钢管来说，p＜7MPa时，取n=8；p＜17.5MPa时，取n=6；p＞17.5MPa时，取n=4。
4.5 油箱容量的确定
初始设计时，先按经验公式（31）确定油箱的容量，待系统确定后，再按散热的要求进行校核。
油箱容量的经验公式为
V=αQV （31）
式中 QV——液压泵每分钟排出压力油的容积（m3）；
α——经验系数，见表11。
表11 经验系数α
系统类型 行走机械 低压系统 中压系统 锻压机械 冶金机械
α 1～2 2～4 5～7 6～12 10
