液压缸设计说明书Word格式.docx
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减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。
主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。
减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。
采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。
发展小型化、轻量化、复
合化、广泛发展通径电磁阀以及低功率电磁阀。
改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。
为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性
造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。
液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。
要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大
型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研
究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高
维修方案和预防措施。
要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。
另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。
电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。
实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应
快等优点,其主要发展动向如下：
[1]
（1）电液伺服比例技术的应用将不断扩大。
液压系统将由过去的电气液压on-oE系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统,为适应上述发展,压力、流量、位置、温度、速
度、加速度等传感器应实现标准化。
计算机接口也应实现统一和兼容。
（2）发展和计算机直接接口的功耗为5mA以下电磁阀，以及用于脉宽调制系统的高频电磁阀（小于3mS）等。
（3）液压系统的流量、压力、温度、油的污染等数值将实现自动测量和诊断,由于计算机的价格降低,监控系统,包括集中监控和自动调节系统将得到发展。
（4）计算机仿真标准化，特别对高精度、“高级”系统更有此要求。
（5）由电子直接控制元件将得到广泛采用，如电子直接控制液压泵，采用通用化控制机构
也是今后需要探讨的问题，液压产品机电一体化现状及发展。
充分利用现有的液压CAD设计软件，进行二次开发，建立知识库信息系统，它将构成设计-制造-销售-使用-设计的闭环系统。
将计算机防真及适时控制结合起来，在试制样
机前，便可用软件修改其特性参数，以达到最佳设计效果。
下一个目标是，利用CAD技术支持液压产品到零不见设计的全过程，并把CAD/CAM/CAPP/CAT，以及现代管理系统集成在一起建立集成计算机制造系统（CIMS），使液压设计与制造技术有一个突破性的发展。
新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液压的发展引起新的飞跃。
为了保护环境，研究采用生物降解迅速的压力流体，如采用菜油基和合成脂基或者水及海水等介质替代矿物液压油。
铸造工艺的发展，将促进液压元件性能的提高，如铸造流道在阀体和集成块中的广泛使用，可优化元件内部流动，减少压力损失和降低噪声，实现元件小型化。
3设计步骤
工况分析
首先根据已知条件，绘制运动部件的速度循环图，如图所示。
然后计算个阶段的外负载并绘制负载图。
液压工所受外负载F包括三种类型，即
FFwFfFa
（3-1）
式中Fw——工作负载，对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力，在
本设计中Fw=20000N；
Fa——运动部件速度变化时的惯性负载；
Ff——导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，对于
平导轨Ff可由下式求得FffGFRn
G——运动部件重力；
FRn——垂直于导轨的工作负载，本设计中为零；
f——导轨摩擦系数，在本设计中去静摩擦系数为，动摩擦系数为则求得
Ffs0.225000N5000N
（3-2）
Ffa0.125000N2500N
（3-3）
上式中Ffs为静摩擦阻力，Ffa为动摩擦阻力。
Fa=
（3-4）
G
gt
式中g——重力加速度
t——加速或减速时间，一般t0.01:
0.5s；
——t时间内的速度变化量。
在本设计中
Fa=25000
5
N4230N
9.8
0.05
60
（3-5）
根据上述计算结果，列出个工作阶段所受的外负载（见表），并画出如图所示的负载循环图。
表工作循环各阶段的外负载
工作循环
外负载F（N）
启动、加速
F
FfsFa
9230
工进
FfaFw
2500
快进
Ffa
快退
Ffa
图速度循环图图负载循环图
拟定液压系统
3.2.1确定供油方式
考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。
而在快进、快退时负载较小，速度较高。
从节省能量、减少放热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。
现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。
3.2.2调速方式的选择
在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。
根据
铣削类专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定要求的特点，决定采用限压式变量泵和和调速阀组成的容积节流调速。
这种调速回路具有效率高、发热小和速度刚
性好的特点，并且调速阀装在回路上，具有承受负切削力的能力。
3.2.3速度换接方式的选择
本系统采用电磁阀的快慢速换接回路，他的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。
若要提高系统换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。
3.2.4夹紧回路的选择
用二位四通电磁阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应采用失电夹紧方式。
考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬时下降时仍能保持夹紧力，所以介入节流阀调速和单向阀保压。
在该回路中还装有减压阀，用来调节夹紧力的
大小和保持夹紧力的稳定。
液压系统的计算
3.3.1工作压力p的确定
工作压力p为已知，液压缸的工作压力为
3MPa。
3.3.2计算液压缸内径D和活塞杆直接d
D
4F
2
p1
cm
1
p2
d
（
3
-
6
）
式中F——工作循环中最大的外负载。
由负载图知最大负载
F为22500N。
p1——液压缸工作压力
p2——按表2可取为,
cm为。
dD——液压缸内径与活塞杆直径的关系。
考虑到快进、快退速度相等，取
dD为。
cm——液压缸的机械效率，一般取
0.9:
0.97。
在本设计中取
cm0.95。
在本设计中，
105
4
22500
7.97
102m
50
0.95
0.7
7
根据液压缸内径尺寸系列，将液压缸内径圆整为标准系列
[2]直径D80mm；
活塞杆
直径d按dD
0.7求得d
56mm。
按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度
qmin
0.05103
5cm
A>
10
min
8
式中
qmin是由产品样本查的GE系列调速阀AQF30-E10B的最小稳定流量为
0.05L/min。
调速阀是安装在回油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应选取液压缸有杆腔的实际面
积，即
A
D2
d2
825.62
cm2
25.6cm2
（3-9）
可见上述不等式能满足，液压缸能达到所需低速。
3.3.3计算在各个工作阶段液压缸所需的流量
快
5.6102
5m3min
12.3Lmin
工
0.82
1.
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