液压系统的设计计算2题目：一台加工铸铁变速箱箱体的多轴钻孔组合机床，动力滑台的动作顺序为快速趋进工件→Ⅰ工进→Ⅱ工进→加工结束块退→原位停止。

滑台移动部件的总重量为5000N ，加减速时间为0.2S 。

采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。

快进行程为200MM ，快进与快退速度相等均为min /5.3m 。

Ⅰ工进行程为100mm ，工进速度为min /100~80mm ，轴向工作负载为1400N 。

Ⅱ工进行程为0.5mm ，工进速度为min /50~30mm ，轴向工作负载为800N 。

工作性能要求运动平稳，试设计动力滑台的液压系统。

解：一 工况分析工作循环各阶段外载荷与运动时间的计算结果列于表1液压缸的速度、负载循环图见图1二 液压缸主要参数的确定采用大、小腔活塞面积相差一倍（即A 1=2A 2）单杆式液压缸差动联接来达到快速进退速度相等的目的。

为了使工作运动平稳，采用回油路节流调速阀调速回路。

液压缸主要参数的计算结果见表2。

阶段计算公式P 1 (MPa ) P 2 (MPa) cm η A 1(cm 2)D (cm) 标准D (cm)d (cm) 标准d (cm) Ⅰ工进 Dd A D p p FA cm 707.04)21(121==-=πη40.50.95 40.77.285.665.6实际面积（cm 2） A 1 A 2 A 3 50.325.624.6按最低公进速度验算液压缸尺寸故能达到所需低速27.1631005.06.253min min 22cm v Q cm A =⨯=>= 三 液压缸压力与流量的确定因为退时的管道压力损失比快进时大，故只需对工进与快退两个阶段进行计算。

计算结果见表3表3液压缸的压力与流量 阶段 计算公式F (N) P 2 (MPa) V max (m/min) V min (m/min) P 1 (MPa) Q max (L/min) Q min (L/min) Ⅰ工进 21211p A AA F p cm +=η工工V A Q 1 = 145000.5 0.10.08 3.280.5 0.4Ⅱ工进 同上8500 0．8 0．05 0．03 2．19 0．25 0．15快退21211p A AA F p cm +=η 快快V A Q 1 =500 0．83．5 3．51．78 8．968．96四 液压系统原理图的拟定 (一) 选择液压回路1. 调速回路与油压源前已确定采用回油路节流调速阀调速回路。

为了减少溢流损失与简化油路，故采用限压式变量叶片泵 2. 快速运动回路采用液压缸差动联接与变量泵输出最大流量来实现 3. 速度换接回路用两个调速阀串联来联接二次工进速度，以防止工作台前冲(二) 组成液压系统图（见图2）电磁铁动作表1DT 2DT 3DT 41DT 差动快进 ＋ － ＋ ＋ Ⅰ工进 ＋ － － ＋ Ⅱ工进 ＋ － － － 快退－＋＋＋电动机停止工作时，为了防止系统中的压力油经液压泵倒流回油箱，以免空气进入系统，在液压泵出口处加一个单向阀。

五 液压元件规格的选择 (一) 选择液压泵液压泵的工作压力与流量计算结果见表4 表4液压泵的工作压力与流量阶段计算公式∑∆p(MPa) kP p (MPa) Q pmax (L/min) Q pmin (L/min) 标准p r (cm) 标准Q r (cm) Ⅰ工进工kQ Qp p p p p =∆+=∑1 0 1.1 3.280.55 0.446.3 21Ⅱ工进 同上0 1.1 2.19 0.28 0.17 6.3 21 快退快kQ Qp p p p p =∆+=∑10.6 1.12.389.99.96.321查产品样本，选用YBX-16限压式变量叶片泵，p r =6.3MPa, q=16mL/r, np=1450r/min,9.0=pv η。

它的特性曲线如图3所示。

工作点①为快退，此时p p =2.38MPa,Q p =9.9L/min;工作点②为Ⅰ工进，此时p p =3.28MPa,Q p =0.55L/min ；工作点③为Ⅱ工进，此时p p =2.19MPa,Q p =0.28L/min 。

实际工作曲线如图3中虚线所示，由于工作点②的压力大于工作点③，故实际工作曲线按工作点②调整。

12MPa .119.231.3,31.3024.033.3024.0'',''047.028.055.048.285.033.385.0','5.43.69.92133.3047.028.3047.0,5.43.655.021压阀所消耗。

高，并由调速阀中的减，结果使液压缸背压增的压力增高了比工作点为工进时的实际泵的压力则工进时的实际工作点为限定压力则截止压力则=-=+====-==-==+==-=③MPa p ⅡMPa x x ③ⅡMPap MPa x x MPa p MPa x xp b c(二) 选择电动机1 计算电动机的功率 快退时 KW Q p P ppp 561.010607.0109.91038.2336=⨯⨯⨯⨯⨯==--ηⅠ工进 KW P 38.0106008.01055.01028.3336=⨯⨯⨯⨯⨯=-- Ⅱ工进 KW P 39.0106004.01028.01031.3336=⨯⨯⨯⨯⨯=-- 2 选择电动机型号根据快退时功率0.514KW ，选用Y802-4型电动机，功率P r =0.75KW,转速n r =1390r/min 验算电动机功率够。

所选用的电动机功率足∴=⨯<=⨯⨯⨯⨯⨯==--KWKW Q p P pbb 5.175.0258.010607.0109.91048.2336η (三) 选择液压阀液压系统中的最高工作压力为MPa p c 33.3=，通过阀的最大流量为9.9L/min ，故选用,3.6MPa p r =m in /10L Q r =的中低压阀类。

液控顺序阀因没有10L/min 规格，故选用25L/min 规格。

滤油器按两倍液压泵流量r Q 选取吸油用线隙式滤油器。

所有液压元件的型号见表5。

六 辅助元件的选择 (一) 确定管道尺寸查产品样本，三位与二位电磁阀的油口尺寸均为φ8，故取管道内径mm d 8=，选用810⨯紫铜管 (二) 确定油箱容量油箱容量取6倍泵的额定流量 L V 609.96=⨯=(三) 确定液压元件配量形式选用最小规格JK25系列集成块，采用标准液压文件七 液压系统的验算(一) 确定限压式变量泵与卸荷阀的调整压力 1 Ⅰ工进时 只需考虑一个调速阀7的压力损失MPa p 5.02=∆，与表3种假设的背压p 2相符，故限压式变量泵的工作点②准确。

2 Ⅱ工进时只需考虑二个调速阀7与8的压力损失，由于前面调速阀7的开口面积比后面调速阀8大，故调速阀7实际上只起节流阀作用，故压力损失MPa p 8.05.03.02=+=∆，与表3中假设的背压2p 相符，限压式变量泵三工作点③准确。

3 快退时快退时，流量大，管路中的压力损失较大。

沿程压力损失、局部压力损失和集成块压力损失的计算分别见表6.7.8。

表6 沿程压力损失的计算表8 集成块压力损失的计算快退时泵的调节压力 ∑∑∆+∆+>12212pp A A A F p cmp η式中：∑∆1p ——快退时，进油路的压力损失，由表 6.7.8可得MPa p 6.0024.049.001.0069.01=+++=∆∑∑∆2p ——快退时，回油路的压力损失，由表6.7.8可得MPa p MPapp 26.26.074.06.253.5095.0106.251050074.0094.0392.004.0213.0462=+⨯+⨯⨯⨯>∴=+++=∆--∑ 由上面计算可知：(1) 快退时，进油路压力损失MPa p6.01=∆∑与表4中的假定值0.6MPa 相符合。

回油路压力损失MPa p74.02=∆∑与表3中的假定值0.8MPa 基本符合，故计算有效。

(2) 变量泵的最大流量调节值为快退时的流量min9.9LQ b =，限定压力调节值为MPa p p 48.2=，截止压力为MPa p c 33.3=。

(3) 卸荷阀调节压力为 MPa p MPa p b 28.348.2<<=卸 (4) 快退时泵的工作压力为 MPa p p MPa b 48.226.2=<<卸 (二) 验算系统热平衡温度系统单位时间的平均发热量 ()i i ni i t P η-=Φ∑=1T 11快速时：输入功率 ()KW Q p P p52.06075.0109.91038.266=⨯⨯⨯⨯==-η快快快持续时间 ()s t 4.3=快系统总效率 677.095.095.075.0=⨯⨯=⋅⋅=cm L p ηηηη快 Ⅰ工进时：输入功率 ()KW P 38.06008.01055.01028.366Ⅰ=⨯⨯⨯⨯=- 持续时间 ()s t 60Ⅰ=系统总效率 072.095.095.008.0Ⅰ=⨯⨯=η Ⅱ 工进时：输入功率 ()KW P 39.06004.01028.01031.366Ⅱ=⨯⨯⨯⨯=- 持续时间 ()s t 60Ⅱ=系统总效率 036.095.095.040.0Ⅱ=⨯⨯=　η 工作循环周期 ()s T 8.12660604.32=++⨯=()()()[]()KW 35.060036.0139.060072.0138.04.3677.0152.028.1261=⨯-+⨯-+⨯-⨯=Φ 设油箱三个边长的比例近似为1：1：1，则 散热面积 ()23232160065.0065.0m V A === 假定通风良好，取油箱散热系数 ()⎪⎭⎫ ⎝⎛︒⋅⨯=-C m KWC T 231015系统温升为 ()C A C t T ︒=⨯⨯=Φ=∆-3.231101535.03 设室温C t ︒=302，则热平衡温度为 []C t C C t t t ︒=<︒=︒+=∆+=553.533.2330121 故油箱容量足够。