=4.4L/min
（3）确定液压泵规格
对照产品样本可选用YB1—40/6.3双联叶片泵，额定转速960r/min，容 积效率ηv为0.9，大小泵的额定流量分别为34.56和5.43L/min，满足以上要 求。
（4）确定液压泵驱动功率 液压泵在快退阶段功率最大，取液压缸进油路上压力损失为0.5MPa，
2.确定参数
1）初选液压缸的工作压力
由最大负载值查教材中表9-3，取液压缸工作压力为4MPa。
2）计算液压缸结构参数
为使液压缸快进与快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的方 式实现快进，设液压缸两有效面积为A1和A2，且A1=2 A2，即 d=0.707D。为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔背压p2取 0.6MPa，而液压缸快退时背压取0.5MPa。
2）回路合成
对选定的基本回路在合成时，有必要进行整理、修改和归并。 具体方法为：
（1）防止工作进给时液压缸进油路、回油路相通，需接入单向阀7。 （2）要实现差动快进，必须在回油路上设置液控顺序阀9，以阻止油
液流回油箱。此阀通过位置调整后与低压大流量泵的卸荷阀合二为 一。
（3）为防止机床停止工作时系统中的油液回油箱，应增设单向阀。 （4）设置压力表开关及压力表。
则液压泵输出压力为2.05MPa。液压泵的总效率ηp=0.8，液压泵流量 40L/min，则液压泵驱动调集所需的功率为：
合并后完整的液压系统如图所示。
4、液压元件的选择
1）液压泵及驱动电机功率的确定
（1）液压泵的工作压力 已知液压缸最大工作压力为4.02MPa，取进油路上压力损失为
1MPa，则小流量泵最高工作压力为5.02MPa，选择泵的额定压力应 为pn=5.02+5.02×25%=6.27MPa。大流量泵在液压缸快退时工作压力 较高，取液压缸快退时进油路上压力损失为0.4MPa，则大流量泵的 最高工作压力为1.79+0.4=2.19MPa，卸荷阀的调整压力应高于此值。
（3）速度换接回路和快速回路：由于快进速度与工进速度相差很大， 为了换接平稳，选用行程阀控制的换接回路。快速运动通过差动回 路来实现。
（4）换向回路：为了换向平稳，选用电液换向阀。为便于实现液压缸 中位停止和差动连接，采用三位五通阀。
（5）压力控制回路：系统在工作状态时高压小流量泵的工作压力由溢 流阀调整，同时用外控顺序阀实现低压大流量泵卸荷。
q110-3 m3/s P kW
－
－
0.50
0.44
工进
p1= F+ A2p2 A1
q1=A1 v1 P= p1 q1
35511 0.6
0.0031
4.02 ～0.019
0.012 ～0.076
快 启动加速 p1= F+ A1p2 A2
q1=A2 v1 退 恒 速 P= p1 q1
3289
0.5 2178
1.79
－
－
1.55 0.448
0.69
3.拟定液压系统图
1）选择基本回路
（1）调速回路：因为液压系统功率较小，且只有正值负载，所以选用 进油节流调速回路。为有较好的低速平稳性和速度负载特性，可选 用调速阀调速，并在液压缸回路上设置背压。
（2）泵供油回路：由于系统最大流量与最小流量比为156，且在整个 工作循环过程中的绝大部分时间里泵在高压小流量状态下工作，为 此应采用双联泵（或限压式变量泵），以节省能源提高效率。
qmin=0.05L/min，设计要求最低工进速度 vmin=20mm/min，经验算可知满足教材中循环各阶段的压力、流量和功 率值
差动时液压缸有杆腔压力大于无杆腔压力，取两腔间回路及阀的压 力损失为0.5MPa，则p2= p1+0.5MPa。计算结果见表9.5。 由教材中9-5表即可画出液压缸的工况图（略）。
第二节 主讲老师:臧红彬
第二节 液压系统设计计算实例
1
负载分析与速度分析
2
确定参数
3
拟定液压系统图
4
液压元件的选择
5
系统油液温升验算
计算实例
例：设计一台卧式单面钻镗两用组合机床，其工作循环是“快进—— 工进——快退——原位停止”；工作时最大轴向力为30kN，运动部件重 为19.6kN；快进、快退速度为6m/min，工进速度为0.02~0.12m/min； 最大行程400mm，其中工进行程200mm；启动换向时间t=0.2s；采用 平导轨，其摩擦系数f=0.1。
由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程p1 A1= p2 A2+F，可得：
A1=F/（p1－0.5p2）=35511/（4×106－0.5×0.6×106）cm2 ≈96cm2
液压缸内径D就为：D= 4 A= 1 4 ×=9161.06cm
对D圆整，取D=110mm。由dp=0.707Dp，经圆整得 d=80mm。计算出液压缸的有效工作面积A1=95cm2， A2=44.77 cm2。 工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量
表9-5：液压缸工作循环各阶段压力、流量和功率值
工作循环 计算公式 负载 回油背压 进油压力 输入流量 输入功率
F kN
p2MPa
快 启动加速 p1=F+A2(p2－p1) 3289
A1 －A2
q1=(A1 －A2)v1
p2= p1+0.5
进 恒 速 P= p1 q1
2178
p1MPa 1.10
0.88
（2）液压泵流量 取系统的泄漏系数K=1.2，则泵的最小供油量为：
qp =Kq1max =1.2×0.5×10-3m3/s =0.6×10-3m3/s
=36L/min 由于工进时所需要的最大流量是1.9×10-5 m3/s，溢流阀最小稳 定流量为0.05×10-3 m3/s，小流量泵最小流量为：
qp1 =Kq1 +0.05×10-3m3/s =7.25×10-5m3/s
1.负载分析与速度分析
1）负载分析
由工作负载Fw =30kN，重力负载FG=0，按启动换向时间和 运动部件重量（F·t=m(v2–v1)）计算得到惯性负载Fa=1000N，摩擦 阻力Ff=1960N。
取液压缸机械效率ηm =0.9，则液压缸工作阶段的负载值见表 。
2）速度分析
由快进、快退速度为6m/min，工进速度范围为 20mm/min~120mm/min按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环 图（略）。