确定系统方案，拟定液压系统图

1.确定系统方案

（1）初选系统压力：液压系统压力的大小，它直接影响液压装置的尺寸、质量、效率和经济性等一系列参数。在一定范围内提高系统压力，可减少液压装置的尺寸和质量。但压力过高会影响经济性和工作寿命。固定式、功率不大和尺寸不受限制的机械，压力可适当取低。移动式、功率较大、尺寸和质量受限制的机械，压力可取高一些。一般中、小型液压钻机系统压力可取为16～20MPa；大型液压钻机系统压力可取为25～30MPa；同一钻机的不同液压系统可选择不同压力，如1000m液压钻机的回转和卷扬机升降液压系统压力为25～30MPa，给进和辅助动作液压系统压力为16～20MPa。

（2）选择执行元件型式：高速回转动力头选用高速液压马达，岩心钻机回转动力头选用轴向柱塞变量马达。低速回转动力头选用低速液压马达。泥浆泵常用径向柱塞式马达和摆线齿轮马达。

钻机给进机构一般选用液压缸或液压缸—链条形式。液压缸给进机构可兼作快速升降用。钻机卡盘、夹持器和滑架起落机构等均选用液压缸。

（3）回转调速方式：钻机回转调速方式有两种，即有级调速和无级调速。国内中小型液压钻机，常采用有级调速。液压泵为齿轮泵，借助泵的分流与合流，以及双液压马达串联与并联（或一个液压马达单独工作与两个液压马达同时工作），可使动力头获得6种转速。岩心钻机采用轴向柱塞变量泵和轴向柱塞变量马达组成容积调速回路，为扩大调速范围和提高传动效率，再加上4～5挡齿轮变速。设变量泵处在最佳状态下工作，调节齿轮变速和液压马达变量，动力头可获得高效恒功率输出。适合钻进工艺要求。

（4）液压泵数量：液压动力头岩心钻机选用一个液压泵的情况很少。一般选用3个液压泵，组成3个独立的液压系统，即回转、升降系统；给进及辅助动作系统；以及泥浆泵系统。这样，钻机复合动作时不会产生相互干扰，有利于整机功率利用和生产率提高。

（5）开式系统和闭式系统：液压泵从油箱吸油，排出压力油供执行元件做功，这种油液循环方式，称为开式系统。液压泵吸、排油直接与液压马达油口相连，油液不经过油箱，则称为闭式系统。钻机的执行元件大多数为液压缸，由于无杆腔与有杆腔面积不同，只能选用开式系统。开式系统有利于液压系统散热，但需防止尘埃和空气等侵入液压系统。

2.拟定液压系统图

液压系统方案确定后，就可选择有关液压基本回路，并配置辅助回路（或辅助元件）组成液压系统图。实现同样工作任务，可以拟定出多种不同的液压系统图，然后进行分析、比较，选择一种最优的液压系统。在组成液压系统时，应注意以下问题：

（1）防止回路间相互干扰：一个液压泵驱动多个执行元件要求同时工作时，由于负载压力不同会使执行元件先后动作，即出现速度干扰。解决速度干扰的一般方法是在执行元件的进油路上串接减压阀和流量控制阀。在液压系统中，设某一执行元件处于保压工况，由于其他执行元件的负载变化或一个执行元件的卸荷，使油路压力下降，出现压力干扰。解决办法是借助设置储能器和单向阀，使其与其他油路隔开。

（2）防止液压冲击：液压系统中，由于工作机构运动速度变换，工作负载的突然消失，以及冲击负荷等原因，会在油路中产生液压冲击而影响液压系统的正常工作。为此，需采取防止措施。例如，由于换向阀关闭产生的液压冲击，可采用在滑阀控制边上开槽或加工成节流锥面（半锥角为2°～5°）；由于负载突然消失产生液压冲击，可在回路上加设背压阀；由于液压马达惯性大，换向阀关闭产生的液压冲击，或由于冲击负载产生的液压冲击，可在换向阀或液压马达回路上设置过载阀。

（3）防止系统过热，提高系统效率：液压泵和液压马达的能量损失产生热量。油液流过溢流阀回油箱时产生热量最大，节流阀、减压阀等也都产生热量。合理选用油管内径、减少油管长度和弯曲处等，也是减少过热的有效措施。最根本的解决过热办法是在设计中采用高效率的液压回路，如恒压泵给进液压回路，回转机构负载敏感泵液压回路等。

（4）采用标准化液压元件：设计时尽量选用标准元件，减少自行设计的专用元件，以缩短设计、制造周期，保证液压系统的质量和经济性。

3.绘制液压系统图的步骤

（1）先画执行元件；

（2）然后画出各执行元件的基本回路；

（3）画出液压泵；

（4）按选定的系统方案，用并联、串联（钻机上多为并联）方式将各基本回路与液压泵连接起来；

（5）画出控制回路和辅助回路；

（6）画出液压辅件，如压力表、滤油器、冷却器和油箱等。

绘制液压系统图，要采用国家规定的标准图形符号。