液压系统设计-工况分析
了解了主机的工作要求，便可对主机进行工况分析，即运动分析和负载(动力)分析，绘制运动及负载循环图，以作为设计液压系统的基本依据。对液压系统进行工况分析就是对液压系统所要驱动负载的运动参数和动力参数进行分析，这是确定液压系统执行元件主要参数、设计方案以及选择或设计液压元件的依据。
1 运动分析及运动循环图
运动分析就是根据工艺要求确定整个工作用期中液压系统负载的位移和速度随时间的变化规律。这是确定液压系统工作流量和执行元件行程的主要依据。
运动循环图反映液压系统一个工作周期运动情况，它的横坐标是时间，纵坐标是位移或速度。运动循环图是以图解形式表现的运动分析的结果。
2 负载分析
负载分析主要是研究一台机器在工作过程中，其执行机构的受力情况，又称为动力分析。对液压系统来说，也就是通过试验或计算确定各液压执行元件上负载力或力矩的大小和方向，即确定液压缸或液压马达的负载随时间变化的情况，并注意工作过程中可能产生的冲击和过载等问题，这是最终确定液压系统工作压力的依据。
液压系统承受的负载可以由理论分析确定，也可以通过样机试验来测定。用理论分析方法确定液压系统的工作机构负载时必须考虑到所受到的各种力或力矩的作用，例如工作负载(如切削力、挤压力、弹性塑性变形抗力、重力等)、惯性负载和阻力负载(如摩擦力、背压力)等。
1)液压缸的负载及其负载循环图
工作机构做直线往复运动时，液压缸必须克服的外负载力F可表示为
一般机床可取Δt＝0.1~0.5s，行走机械可取Δv/Δt＝0.5~1.5m／s2，轻载低速运动部件取较小值，重载高速运动部件取较大值。
液压缸在工作中还必须克服内部密封摩擦阻力，其大小同密封类型、液压缸制造质量和油液工作压力有关。密封摩擦阻力的详细计算比较烦琐，一般将它算入液压缸的机械效率中。
除上述负载外，液压缸在工作过程中还有可能要克服背压阻力和弹性阻力的作用，背压阻力主要是回油背压产生的阻力，弹性阻力来自于液压缸和负载的弹性变形。
根据液压缸的负载随工作时间t或行程S变化的情况能够绘制液压缸的负载循环图(即F-t或F-S图)。其中，启动阶段的负载力主要有液压缸活塞和负载的惯性力、机械摩擦力、密封件的密封阻力和回油背压阻力；快进阶段的负载力主要有机械摩擦密封件的密封阻力和回油背压阻力；工进阶段的负载力主要有工作负载、机械摩擦力、密封件的密封阻力和回油背压阻力；制动阶段的负载力主要有液压缸活塞和负载的惯性力、机械摩擦力、密封件的密封阻力和回油背压阻力。从负载循环图能够清楚地了解液压缸在整个工作循环内负载力的变化规律、最大负载力以及最大负载力出现的阶段，因此负载循环图是初选液压缸工作压力和确定液压缸结构尺寸的依据。
2)液压马达的负载及其负载循环图
工作机构做旋转运动时，液压马达必须克服的负载力矩可表示为
M=Me+Mf+Mi
①工作负载力矩Me 与液压缸的工作负载力一样，液压马达的工作负载力矩可能是定值，也可能是随时间变化的，也有阻力矩负载与超越力矩负载两种形式，应根据机器工作性质进行具体分析。
②摩擦力矩Mf 即旋转部件轴径处的摩擦力矩，其计算公式为
Mf=GμR
式中μ—摩擦系数，启动时为静摩擦系数μs，启动后为动摩擦系数μd；
R—力矩半径；
G—旋转部件所受重力。
③惯性力矩Mi 即旋转部件加速或减速时产生的惯性力矩，其计算公式为
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