1、目 錄1工況分析12擬定液壓系統原理圖23液壓系統的計算和選擇液壓元件 8 43.2確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規格556液壓油箱容積的確定64液壓缸的主要尺寸71工況分析 首先根據已知條件，繪制運動部件的速度循環圖，然后計算各階段的外負載并繪制負載圖。 液壓缸所受外負載F包括三種類型，即 Fw為工作負載，對于金屬切削機床來說，即為沿活塞運動方向的切削力，在本例中為 12000 N；Fa運動部件速度變化時的慣性負載；Ff導軌摩擦阻力負載，啟動時為靜摩擦阻力，啟動后為動摩擦阻力，對于平導軌可由下式求得f導軌摩擦系數，取靜摩擦系數0.2，動摩擦系數為0.1。求得：Ffs=0.2* 18000

2、N= 3600 NFfa=0.1* 18000 N= 1800 Ng重力加速度；t加速度或減速度，一般vt時間內的速度變化量。（在上式中代入題目數據）根據上述計算結果，列出各工作階段所受的外負載(見表1.1)，并畫出負載循環圖。工作循環外負載F（N）總作循環外負載F（N）啟動 加速6661工進13800快速1800快退1800圖1.1速度和負載循環圖2擬定液壓系統原理圖 (1)確定供油方式 考慮到該機床在工作進給時負載較大，速度較低。而在快進、快退時負載較小，速度較高。從節省能量、減少發熱考慮，泵源系統宜選用雙泵供油或變量泵供油。現采用限壓式變量葉片泵。 (2)調速方式的選擇 在中小型專用機床

3、的液壓系統中，進給速度的控制一般采用節流閥或調速閥。根據銑削類專用機床工作時對低速性能和速度負載特性都有一定要求的特點，決定采用限壓式變量泵和調速閥組成的容積節流調速。這種調速回路具有效率高、發熱小和速度剛性好的特點，并且調速閥裝在回油路上，具有承受負切削力的能力。 (3)速度換接方式的選擇 本系統采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是結構簡單、調節行程比較方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩性較差。若要提高系統的換接平穩性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。 (4)夾緊回路的選擇用二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了避免工作時突然失電而松開，應采用失電夾緊方式。考慮到夾緊時間可

4、調節和當進油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，所以接入節流閥調速和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來調節夾緊力的大小和保持夾緊力的穩定。最后把所選擇的液壓回路組合起來，即可組合成圖1.2所示的液壓系統原理圖。圖1. 2 液壓系統原理圖3液壓系統的計算和選擇液壓元件液壓缸主要尺寸的確定 1)工作壓力p的確定。工作壓力p可根據機器的類型來初步確定，參見指導書表1.2取液壓缸工作壓力為 3 MPa。2)計算液壓缸內徑D和活塞桿直徑d。由負載圖可知最大負載F為 13800 N，按表1.3可取P2為0.5Mpa，cm為0.95，考慮到快進、快退速度相等，取dD為0.7。將上述數據代入式可得根據指導書

5、表2.1，將液壓缸內徑圓整為標準系列直徑D= 100 mm（盡量避免取90mm直徑）；活塞桿直徑d，按dD= 0.7及表2.2活塞桿直徑系列取d= 70 mm。 (題目當中有夾緊缸的需要計算夾緊缸直徑按工作要求夾緊力由兩個夾緊缸提供)，考慮到夾緊力的穩定，夾緊缸的工作壓力應低于進給液壓缸的工作壓力，現取夾緊缸的工作壓力為2.5MPa， 回油背壓力為零，cm為0.95，可得按表2.1及表2.2液壓缸和活塞桿的尺系列，取夾緊液壓缸的D和d分別為 63 mm及 45 mm。3)計算在各工作階段液壓缸所需的流量確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規格 1)泵的工作壓力的確定 考慮到正常工作中進油管路有一定

6、的壓力損失，所以泵的工作壓力為 pp液壓泵最大工作壓力； p1執行元件最大工作壓力； p進油管路中的壓力損失，初算時簡單系統可取0.20.5MPa，復雜系統取 0.51.5MPa，本例取0.5MPa。上述計算所得的pp是系統的靜態壓力，考慮到系統在各種工況的過渡階段出現的動態壓力往往超過靜態壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力pn應滿足pn(1.251.6) pp。中低壓系統取小值，高壓系統取大值。在本例中pn =1.25 pp=4.4MPa。 2)泵的流量確定 液壓泵的最大流量應為qp液壓泵的最大流量；(q)min同時動作的各執行元件所需流量之和的最大值。如果

7、這時溢流閥正進行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量23Lmin； KL系統泄漏系數，一般取KL=1.11.3，現取KL=1.2。20L/min=24L/min3)選擇液壓泵的規格 根據以上算得的pp和qp，再查閱有關手冊， 液壓閥的選擇 根據所擬定的液壓系統圖，按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規格。選定的液壓元件如表1.2所示。表1.2 液壓元件明細表序 號元 件 名 稱通過流量/L·min-1型 號1過濾器24XU-B32×1002變量葉片泵24YBX-163壓力表KF3-EA10B4三位四通電磁閥2034EF30-E10B5二位三通電磁閥2023EF3B-E10B6單

8、向行程調速閥20AQF3-E10B7減壓閥JF3-10B8壓力表KF3-EA10B9單向閥AF3-EA10B10二位四通電磁閥24EF3-E10B11壓力繼電器DP1-63B12單向節流閥ALF-E10B 確定管道尺寸油管內徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流速進行計算。本系統主油路流量為差動時流量q= 20 ×2= 40 Lmin，壓油管的允許流速取u=4ms，則內徑d為若系統主油路流量按快退時取q= 20 Lmin，則可算得油管內徑d= mm。綜合諸因素，現取油管的內徑d為 12 mm。吸油管同樣可按上式計算(q= 24 Lmin、v=s)，現參照YBX-16變量泵吸油口連接尺寸，取吸油管內徑d為 25 mm。液壓油箱容積的確定本例為中壓液壓系統，液壓油箱有效容量按泵的流量的57倍來確定，現選用容量為 160 L的油箱。液壓系統的驗算 （略） 4缸的主要尺寸表缸體的內徑1