液压系统设计计算举例
液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。
1设计要求及工况分析
1.1设计要求
要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进工进快退停止。主要性能参
数与性能要求如下：切削阻力F L=30468N ;运动部件所受重力G=9800N ;快进、快退速度 1 = 3=0.1m/s，工进速度2=0.88 x 10-3m/s ;快进行程L1=100mm，工进行程L2=50mm ;往复运动的加速时间A t=0.2s;动力滑台米用平导轨，静摩擦系数ps=0.2，动摩擦系数屈=0.1。
液压系统执行元件选为液压缸。
1.2负载与运动分析
(1) 工作负载工作负载即为切削阻力F L=30468N。
(2) 摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：
静摩擦阻力F fs
s
G0.298001960 N
动摩擦阻力F fd d G0.19800980N
(3)惯性负载
G98000 1
1N 500 N
i g t9.80.2
(4)运动时间
t1L1
100
；1s
快进10.1
L250 10 3
t22s 56.8s 工进20.88 10
t3L1L2(1003
50) 10
s 1.5s
快退30.1
设液压缸的机械效率n m=0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。
表1
工况负载组成液压缸负载F/N液压缸推力F
0=F/ n cm/N 启动 F F fs19602180
力口速 F F fd F i14801650
快进
F F fd
9801090
工进 F F fd F L3144834942
反向启动 F F fs19602180
力口速 F F fd F i14801650
快退
F F fd9801090
根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即
负载/KN<55~1010~2020~3030~50>50
工作压力/MPa<0.8〜1 1.5~2 2.5~33~44~5> 5
表3
机械类型
机床农业机械小型工
程机械
建筑机械液压凿
岩机
液压机
大中型挖掘机重
型机械
起重运输机械
磨床组合机床龙门刨床拉床
工作压力/MPa0.8~23~52~88~1010~1820~32 11/1〉
0.4”
可绘制出负载循环图F-t和速度循环图-t，如图1所
示。
2确定液压系统主要参数
2.1初选液压缸工作压力
所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况
负载都不太高，参考表2和表3,初选液压缸的工作压
力P i=4MPa。
2.2计算液压缸主要尺寸
鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸
可选用单活塞杆式差动液压缸（A i=2A2），快进时液压
缸差动连接。工进时为防止孔钻通时负载突然消失发生前冲现象，液
压缸的回油腔应有背压，参考表4选此背压为P2=0.6MPa。
J.-
图
如表7所列，由此绘制的液压缸工况图如图
2所示。
表4系统类型
背压力/MPa 简单系统或轻载节流调速系统 0.2~0.5 回油路带调速阀的系统 0.4〜0.6 回油路设置有背压阀的系统 0.5~1.5 用补油泵的闭式回路 0.8~1.5 回油路较复杂的工程机械 1.2~3 回油路较短且直接回油
可忽略不计
表5工作压力/MPa
< 5.0 5.0~7.0 > 7.0 d/D
0.5~0.55
0.62~0.70
0.7
表62/ 1
1.15 1.25 1.33 1.46 1.61 2 d/D
0.3
0.4
0.5
0.55
0.62
0.71
注：
’2
—有杆腔进油时活塞运动速度
参考表5及表6，得d 0.71D =77mm ,圆整后取标准数值得
D=110mm ， d=80mm 。
由此求得液压缸两腔的实际有效面积为
2 2 2 2
4
2
d )
(0.11 0.8 )m 44.7 10 m
4
可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、
流量和功率，
由式 得
p
i
A 1
p
2
A 2
cm
则活塞直径
31448 0.9 (4
2
——m 106
4 2
94 10 m
4 94 10
0.109m 109mm
A 1
D 2 4
0.112 2 ------- m 4
4 2 9
5 10 4 m 2
A 2严2
根据计算出的液压缸的尺寸,
