液压设计两个实例Word文件下载.docx
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换向方式主要分为电动和手动两大类。
当设备要求自动控制时应选电动换向方式；
对于行走机械、工程机械，多采用手动操纵方式。
普通液压设备一般选用矿物型液压油，在高温及易燃环境下作业的液压设备应选用难燃工作介质；
液压装置可分为开式和闭式回路两种方式，对于普通液压设备应采用开式回路，对于行走机械、工程机械或航空液压装置应选用闭式回路。
液压设备的执行元件是根据设备负载的大小、运动形式、行程长短、空间结构等条件，确定执行元件的类型，计算结构参数；
然后制订执行元件的负载—行程、速度—行程、功率—行程工况图；
根据此图初步确定液压泵的类型。
3．液压系统参数的计算与液压元件的选择是在初选了执行元件与泵的类型后进行的设计工作。
根据选定的液压泵和所拟定的液压系统图，计算各个液压控制阀及辅件等液压元件在不同工作阶段所承受的压力与流量等系统参数，以此选定元件的规格。
液压系统参数的计算必须逐一将各工作阶段的系统实际形成的参数计算出后，经过分析对比、加权折扣后，最终才能确定各元件的规格参数，单凭某一工作阶段的工况是无法确定元件的规格参数的。
4．系统的验算与各控制元件调整参数的设定是系统设计的另一项重要工作。
根据液压系统的不同，验算性能参数的项目也有所不同，一般要进行系统压力损失验算、系统发热验算、系统散热验算、系统效率演算等。
若根据液压装置计算出的压力损失大于预先估计的压力损失值，则应提高泵的额定压力或增大溢流阀的调整压力。
系统发热验算的目的是验算油温是否超过允许值，若油温超过允许值则应考虑扩大油箱容积或单独设置冷却装置。
控制元件调整参数的设定主要指压力阀调整压力确定与各测压点压力的确定。
当系统的验算完成了，各压力阀的调整参数就可以确定，据此可以设置系统的压力控制点，检测系统的工作状态。
5．设计文献的编制与非标液压装置的设计是系统设计的最后一个内容。
设计文献主要包括设计任务书、设计计算书、使用说明书、易损件明细表等；
非标液压装置设计主要包括非标准件设计、液压装置总图设计、管道安装图设计等。
这些文献和设计是依据液压设备的不同、系统复杂程度差异、产品用途不同而不同。
6．液压系统的一般设计过程包括：
明确要求与负载分析、选择方案与回路设计、参数计算与元件选择、系统验算与参数设定、文献编写与装置设计等几个设计步骤。
由于液压系统的多样性，许多因素无法直接确定，因此设计步骤是灵活的，经常会遇到设计步骤需要穿插进行，特别是对于不同的设计对象（例如机床液压系统、工程机械液压系统、冶金设备液压系统等），其设计步骤略有差别，对于比较简单的液压系统有些步骤可以简化与合并。
7．随着技术的发展，有许多设计资料可以参阅，多种设计经验可以借鉴。
因此，设计资料的查找，设计思想的建立也是本章需要注意的问题。
在查找设计手册、阅读产品样本时要注意数据资料使用条件和环境要求；
在学习设计方法时应认识到：
一个设计方案常要通过分析、对比、选择和估算等过程才能最终确定，一个恰当的设计参数通常需要经过设计—检验—否定，再设计—检验—否定等几个反复过程才能完成。
一台专用铣床，铣头驱动电机功率为7.5kW，铣刀直径为120mm，转速为350r/min。
工作行程为400mm，快进、快退速度为4.5m/min，工进速度为60~1000mm/min，往复运动时加、减速时间为0.05s。
工作台水平放置，导轨静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，运动部件总重量为4kN。
试设计该机床的液压系统。
解：
1.负载分析
负载扭矩：
切削力：
静摩擦力：
动摩擦力：
惯性力：
取液压缸的机械效率ηm=0.9
故可列出液压缸各动作阶段中的负载和推力如下表
力
动作
液压缸负载F（N）
液压缸推力F/ηm（N）
启动
F=Ffs=1078
1198
加速
F=Ffd+Fa=539+825=1364
1515
快进
F=Ffd=539
599
工进
F=Ffd+Fw=539+3410=3949
4388
快退
2．根据液压缸的工况分析绘制其负载、速度循环图
如图9-1（a）、（b）所示
3．初步确定液压缸的参数
（1）初选液压缸的工作压力
根据液压缸的最大推力为4388牛，按教材表4-7选用液压缸的工作压力p1=3×
106Pa
（2）计算液压缸尺寸
选用差动液压缸，使活塞杆面积保持关系A1=2A2，于是d=0.707D。
按教材表9-1取背压p2=0.8×
106Pa，当液压缸快进时作差动连接，此时由于管中有压力损失，液压缸有杆腔的压力必须大于无杆腔的压力，这项压力损失可按0.5×
106Pa估计，即回油管路压力损失Δp=0.5×
106Pa。
从满足最大推力出发，计算液压缸面积，
液压缸内腔直径D为：
按教材表4-4取D=50mm，活塞杆直径d=0.707D=0.707×
50=35.3mm，取d=36mm。
所以，液压缸实际有效工作面积为，
（3）液压缸工作循环中各阶段的压力、流量及功率计算
1）工进时液压缸需要的流量
2）快进时液压缸需要的流量
3）快退时液压缸需要的流量
4）快进时液压缸的压力
5）工进时液压缸的压力
6）快退时液压缸的压力
7）快进功率
8）工进功率
9）快退功率
根据计算绘制液压缸工作循环中各阶段的压力、流量及功率图，如图9-1（c）、（d）、（e）所示。
4．拟定液压系统
（1）选择液压回路
从液压缸的工况图可以看出该系统有如下特点：
1）系统的流量、压力较小，可以用一个单向定量泵和溢流阀组成供油油源，如图9-1（f）所示。
2）铣床加工零件时，有顺铣和逆铣两种工作状态，宜选用回油路节流调速阀调速，如图9-1（g）所示。
3）行程控制方式，由于一般铣床对终点位置的定位精度要求不高，选用普通的电器行程开关与死挡铁的控制方式。
4）换向回路选用三位四通“O”型电磁换向阀实现液压缸的进退与停止，采用二位三通电磁换向阀实现液压缸的差动连接，如图9-1（h）、（i）所示。
（2）组成液压系统图
组合成的液压系统图如图9-1（j）所示。
5．液压元件的计算和选用
（1）确定液压泵的容量及驱动电机的功率
1）液压泵的工作压力和流量
进油路的压力损失取∑Δp1=0.3×
106Pa，油液的泄漏系数取λp=1.1，则
根据所需的压力、流量查表选择YB1-4型的定量叶片泵，其转速为1450r/min，额定压力为6.3MPa，总效率ηP=0.75
2）确定驱动电机的功率
从所绘制的液压缸工况图可以看出最大功率出现在快退阶段，
查表选择Y801-4型电机，其功率为0.55kW。
（2）确定其它元件的规格
1）控制阀
根据液压泵的控制压力和通过各阀的实际流量选择
序号
元件名称
最大流量（L/min）
最大工作压力（MPa）
型号规格
1
定量叶片泵
5.8
6.3（额定压力）
YB1—4
2
溢流阀
16
21
DT-02-B-22
3
三位四通电磁阀
15
25
4WE5E6.0-6.0/AW220-50Z4
4
单向调速阀
8
14
FCG-01-8-*-11
5
二位三通电磁阀
3WE5A6.0-6.0/AW220-50Z4
6
单向阀
18～1500
31.5
SA1O
7
压力表开关
—
35
KF-L8/M14E
滤油器
2.5（额定压力）
XU-B16×
100
单向调速阀QI—10B的最小稳定流量qmin=0.04L/min
2）确定油管直径
在快进和快退工况时，因流入或流出液压缸的流量为2.075qP，所以管道流量按2.075qP=2.075×
5.8=12L/min计算，去压油管的流速v=3m/s，则
取内径d=10mm的管道，吸油管的流速取v=1m/s，通过流量为5.8L/min，则，
取内径d=12mm的管道。
3）油箱容积
4）从满足低速度出发，验算液压缸的面积
前面从满足推力出发计算的液压缸面积为A1F=16.9cm2>
A1v，故前面从满足推力出发计算的液压缸尺寸是正确的。
6.液压系统性能验算（略）
（a）（b）
（c）（d）
（e）（f）（g）
（h）（i）（g）
图9-1例9-1图
6、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
。
Ⅰ工进行程为100mm，工进速度为
，轴向工作负载为1400N。
Ⅱ工进行程为0.5mm，工进速度为
，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。
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
表1外载荷与运动时间
阶段
速度v
（m/min）
运动时间t（s）
外载荷F（N）
启动加速
0～3.5
0.2
差动快进
3.5
Ⅰ工进
0.08～0.1
75～60
Ⅱ工进
0.03～0.05
100～60
反向启动
3.43
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A1=2A2）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。
表2液
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