如何計算液壓系統所需的最大工作壓力

一、核心計算邏輯：壓力 = 負載 ÷ 有效作用面積

1. 針對直線運動執行元件（油缸）

• 最大負載力（N）：需包含所有需要克服的力，常見的有：

• 工作負載：如被舉升物體的重力（重力 = 質量 kg × 9.8）、被推動工件的阻力。

• 附加負載：如導軌摩擦阻力、密封件摩擦力（通常按工作負載的 5%-10% 估算）。

• 油缸有效作用面積（mm2）：根據動作方向選擇，例如：

• 伸出行程（推力）：面積 = π × 油缸內徑（mm）2 ÷ 4。

• 縮回行程（拉力）：面積 = π ×（油缸內徑 2 - 活塞桿直徑 2）÷ 4。

2. 針對旋轉運動執行元件（液壓馬達）

• 最大負載扭矩（N?m）：需包含工作阻力扭矩（如滾筒帶動負載的扭矩）、機械摩擦扭矩（按工作扭矩的 5%-8% 估算）。

• 馬達排量（mL/r）：是馬達的固有參數，指馬達每旋轉一圈需要輸入的油液體積，選型時需先確定或根據轉速需求反推。

二、必須疊加的 “壓力損失"：確保實際壓力足夠

1. 管路壓力損失

• 油液在管道中流動時，會因管道摩擦、轉彎、變徑產生壓力消耗。

• 估算方法：短管路（總長＜5m）按 0.2-0.5MPa 估算；長管路（總長＞10m）按 0.5-1MPa 估算；若有多個彎頭、閥門，可適當增加 0.3-0.5MPa。

2. 閥類壓力損失

• 油液通過換向閥、節流閥、溢流閥等元件時，會因閥芯節流產生壓力損失。

• 估算方法：每個主要閥門（如換向閥、調速閥）按 0.1-0.3MPa 估算，整個系統按串聯閥門的數量累加（通常總損失在 0.5-1MPa）。

三、最終最大工作壓力：預留安全余量

四、實例演示：舉升油缸的壓力計算

1. 計算最大負載力：

   物體重力 = 1000kg × 9.8 = 9800N；附加摩擦阻力 = 9800N × 8% = 784N；

   總負載力 = 9800 + 784 = 10584N。
2. 計算油缸有效面積：

   面積 = π × 802 ÷ 4 ≈ 5024 mm2。
3. 計算油缸所需壓力：

   油缸壓力 = 10584N ÷ 5024mm2 ≈ 2.1MPa。
4. 計算壓力損失：

   管路損失 ≈ 0.4MPa；閥類損失（2 個閥）≈ 0.1+0.3=0.4MPa；

   總壓力損失 = 0.4+0.4=0.8MPa。
5. 計算系統最大工作壓力（預留 15% 余量）：

   最大工作壓力 =（2.1 + 0.8）× 1.15 ≈ 3.3MPa。