，取液压缸进油路上压力损失为0.5MPa， 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：
P=ppqp/ηp=2.05×106×40×10-3W=1708W
据此选用Y112M—6—B5立式电动机，其额定功率为2.2kW，转速为
合并后完整的液压系统如图所示。
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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。
教学要求 重点难点 本章目录
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液压系统设计是整机设计
的重要组成部分，是实现整个
系统液压控制部分的关键。设
计主要包括液压系统工况分析
和系统的确定、液压系统参数
的确定、液压系统图的拟定、
液压元件的计算和选取等。
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教学要求
掌握液压系统设计步骤与计算方法 ； 能够使用液压手册及相应参数表选取参数； 能够根据工况要求选取合适的液压元件； 能够根据系统工况要求设计出简单的液压系 统，并绘制出合理的液压回路图。
1.选择方案 根据系统对动作的要求及负载的性质
（输出力或转矩），确定执行元件种类及 工作形式，从而确定执行元件的工作状态， 为参数确定提供依据。
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2.确定参数 系统参数主要是压力和流量，这是系统
计算、元件选择、系统验算的依据。而无 论哪种参数均以保证执行元件输出工况需 要为前提的，因此，参数确定主要是执行 元件的参数确定。
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表：液压缸工作循环各阶段压力、流量和功率值
工作循环
快 启动加速
进恒速
计算公式
负载 回油背压 进油压力
F kN
p1=F+A2(p2－p1) A1 －A2
q1=(A1 －A2)v1
3289
P= p1 q1
2178
p2MPa p2= p1+0.5
p1MPa 1.10
对D圆整，取D=110mm。由 d=0.707D，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
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式（9-1）要
求。
负载f（N）
3289 2178 35511 2178
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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
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明确要求 工况分析
1.设计要求 1）主机中对液压系统要求（动作）； 2）主机运动对液压系统运动要求； 调速、平稳性、温升、效率、自动化程度； 3）主机各运动间关联要求； 互锁、同步、连锁、顺序等要求； 4）主机工作环境、温度、湿度、经济性和外 观尺寸。
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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。
qp1 =Kq1 +0.05×10-3m3/s
=7.25×10-5m3/s =4.4L/min
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（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
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5、系统油液温升验算
系统在工作中绝大部分时间是处在工作阶段，所以可按工 作状态来计算温升。
0.88
输入流量 输入功率
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
4.02
0.0031
0.012
～0.019
～0.076
快 启动加速 p1= F+ A1p2 A2
q1=A2 v1 退 恒 速 P= p1 q1
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2、系统发热验算：
按系统散热计算发热是 Hi =Pi -PO =Pi (1-η)
N
(pij p0 j)t j
Hi j 1 N
tj
j 1
按油箱面积计算油箱散热是H0 H0=kA0t (k为散热系数）
验算：H0≥Hi—合适 H0<Hi—重新设计
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940r/min，液压泵输出流量为33.84L/min、5.33L/min，仍能满足系统要
求。
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2）元件、辅件选择
根据实际工作压力以及流量大小即可选择液压元、 辅件（略）。油箱容积取液压泵流量的6倍，管道由元 件连接尺寸确定。
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将上述回路合并拟合后形成系统图，在 拟合时注意：减少元件重复，防止干扰， 分析性能，保证效率，发热少。
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动力源计算 选择元件
1.液压泵选择 泵类型按工况要求及经济性选择
pp p缸 p1(0.2 ~ 0.5或0.5 ~ 1.5MPa) qp k( q缸动)(k 1.1 ~ 1.3)
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2.工况分析 执行元件负载分析与运动分析 1）运动行程，工况要求； 2）负载分析：工作负载、惯性负载、摩擦负载和背 压负载等； 3）运动（速度）分析：运动速度（快）、工进速度、 速度差； 4）分析方面：工况图。
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选择方案 确定参数
4、油管及管接头：
油管按内径和壁厚选择：
v：吸油 0.5~1.5m/s
压油 1.5~ 5m/s 回油 1.5~2.5m/s
d2 q
v
管型按承压情况选择 接头按管型选择
pd 2[ ]
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系统验算：
1、压力损失验算
p p p pv
验算后确定泵规格是否合适，然后确定各 压力阀调整压力。
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第二节 液压系统设计计算实例
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；起动换向时间t=0.2s；采用平导 轨，其摩擦系数f=0.1。
3289
0.5 2178
1.79 1.55
－ 0.448
－ 0.69
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（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：
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1）系统的压力
p缸可用初步选取的方法；可参考同类设备选
取，也可根据系统最大负载选取。
2）缸的直径
由结构分析确定缸工作腔和缸的形式。按选
取的压力可以确定缸直径：
F π D2
P缸
4
例：无杆腔工作，以传力为主时
以运动为主时要考虑D的选取情况 D 4F
但d、D确定后要圆整为整数。
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）。
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