铣床动力滑台液压系统的设计Word下载.docx
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主
要参数与性能要求如下：
铣削阻力F
=3093N
；
运动部件所受重力
L
G=5700N
快
进
、
退
速
度
υ
=
υ
1
3
=3.5m/min
，
工
2
=60-1000mm/min；
快进行程
L
=300mm，工进行程
=100mm；
往复运动
12
的加速、减速时间
Δt=0.05s；
工作台采用平导轨，水平导轨上的摩
擦力等于零。
液压系统执行元件选为液压缸。
2．负载与运动分析
（1）
工作负载
工作负载即为铣削阻力
F
=3093N。
（2）
摩擦负载
Fs=0.
（3）
惯性负载
=
m
G
∆υ
5700
3.5
⨯
g
∆t
9.8
0
.05×
60
N
679
N
（4）液压缸在工作过程中各阶段的负载为：
-2-
启动阶段：
F=0
启动加速阶段：
F=
m=679N
快进或快退阶段：
工进阶段：
运动时间
F=3093N
快进
工进
t
1
v
2
300
⨯10-3
3.5
/
100
0.1/
5.1s
60s
快退
+
400
6.9s
设液压缸的机械效率
η
=0.96，得出液压缸在各工作阶段的负载
和推力，如表
所列。
表
液压缸各阶段的负载和推力
工况
启动
负载组成
液压缸负载
F/N
液压缸推力
=F/η
/N
加速
F=F
679
707
快进
工进
反向启动
=3093
3093
-3-
快退F=000
根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载
循环图
F-t
和速度循环图
-t，如下图所示。
液压缸的负载图
液压缸的负载图
300
200
400l/mm
v（m/min）
100200300400L/mm
-3.5
液压缸的速度图
-4-
A
F
（
p
ϕ-
）
0.96（1⨯
-
0.3）
⨯106
π
=
0.077
4
50.24
⨯10-4
m2
（二）
确定液压系统主要参数
1．初选液压缸工作压力
所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太
高，初选液压缸的工作压力
=1MPa。
2．计算液压缸主要尺寸
鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式
差动液压缸（A1=2A2），快进时液压缸差动连接。
工进时为防止车铣
时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，参考表
4
选此背压为
p2=0.3MPa。
由式得：
==
23.01⨯10-4
m12
ϕA
46.02
122
则活塞直径
D
=4
A1
d
0.707D
0.054m
参考表
5
及表
6，圆整后取标准数值得
D=80mm，
d=55mm。
由此求得液压缸两腔的实际有效面积为:
π
（D2
26.51⨯10-4
根据计算出的液压缸的尺寸，可估算出液压缸在工作循环中各阶
段的压力、流量和功率，如表2
所列，由此绘制的液压缸工况图如图
-5-
所示。
液压缸在各阶段的压力、流量和功率值
工况负
载
回油腔
进油腔压
压力
力
输入流
量
输入
功率
计算公式
/Np2/MPa
p1/MPa
q×
10-3/m3/s
P
/K
W
快
进
启
动
加
速
恒
—
p1+Δp
0.335
0.633
0.138
0.046
（F
p
m
/（A
）
q
（A
q
工进
309
30.60.956
启0——
快加6790.30.835
0.0030-0
.0050
0.015
-0.02
5
A
/A
0.601
q
退速
恒0
0.3
0.155
0.093
注：
1.
Δp
为回油口到进油口之间的压力损失，取
Δp=0.3MPa
。
2．
快退时，液压缸有杆腔进油，压力为
p1，无杆腔回油，
压力为
p2。
（三）设计液压系统方案和拟定液压系统原理图
设计液压系统方案
由于该机床时固定式机械，这台机床液压系统的功率小，滑台运
-6
-
动速度低，工作负载变化小。
查表可知该液压系统宜采用节流调速方
式和开式循环为宜，现采用进油节流调速回路，为使工作平稳，回油
路上要设置背压阀。
从工况图中可以清楚地看到，在液压系统的工作循环内，液压缸要
求油源交替地提供大流量和小流量油液，，其提供的最大流量是最小
流量的
31
倍，且快进与快退时间t1
和工进时间t2
分别为
=+
l
v
12s
t
≈
（6
100）s
t
0.5
8.3
综上，采用单个限压式变量液压泵供油。
油压源如图
a。
2．选择基本回路
q/（10-3m3/s）,p/Mpa,P/kW
0.138
0.6
P1
0.355
0.025
P
0.003
0.601
0.093
l/mm
0.835
0.155
液压缸工况图
由于不存在负载时，系统的做功的工况，也不存在负载制动过程。
故
不需要设置平衡及制动回路。
但必须具有快速运动换向、速度换接以
及调压卸荷等回路
选择快速运动和换向回路
本系统已选定液压缸差动连接和
-7-
变量泵快速运动回路实现快速运动。
考虑到从工进转快退时回油路流
量较大，故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路，以减小液压
冲击。
由于要实现液压缸差动连接，所以选用三位五通电液换向阀，
如图
2b
选择速度换接回路
由于本系统滑台由快进转为工进时，速
度变化大，为减少速度换接时的液压冲击，选用行程阀控制的换接回
路，如图
2c
选择调压和卸荷回路
在变量泵供油的油源形式确定后，调压
和卸荷问题都已基本解决。
即滑台工进时，变量泵的出口压力由油源
中泵直接调定，无需另设调压回路。
在滑台工进和停止时，通过液控
顺序阀卸荷。
a图b图
-8-
c图
2．组成液压系统
将上面选出的液压基本回路组合在一起，并经修改和完善，就可
得到完整的液压系统工作原理图，如下图所示。
在图中，为了解决滑
台工进时进、回油路串通使系统压力无法建立的问题，增设了单向阀。
为了避免机床停止工作时回路中的油液流回油箱，导致空气进入系
统，影响滑台运动的平稳性，图中添置了一个单向阀。
图中增设了一
个压力继电器。
当滑台碰上死挡块后，系统压力升高，它发出快退信
号，操纵电液换向阀换向。
-9-
（四）计算和选择液压件
1.液压泵
液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为
0.956
MPa，如取进油路
上的压力损失为
0.8MPa，为使压力继电器能可靠地工作，取其调整
45
压力高出系统最大工作压力
0.5MPa，则液压泵的最大工作压力应
为
Pp1=（0.956+0.8+0.5）=2.256Mpa
由图
3
可知，液压泵应向液压缸提供的最大流量为
9L/min，因系统
较简单，取泄露系数
KL=1.1，则液压泵的实际流量应为
qp=1.1×
9.0=9.9
L/min
-10-
由于溢流阀的最小稳定溢流量为
3L/min，而工作时输入液压缸的流
量为
6L/min，液压泵单，所以液压泵的流量规格最少应为
6L/min。
根据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最后确定选取
YB1
型定
量叶片液压泵，其压泵排量分别为
8mL/r，当液压泵的转速
np=1200r/L
时该液压泵的理论流量为
9.6
L/min，若取液压泵的容积效率
η
v=0.9
，则液压泵的实际输出流量为
P=
8.64L/min
由
于
液压
缸在快退
时输
入功
率最大
，这
时液
压缸工
作压
力为
1.95MPa、流量为
8.64
L/min。
查表取液压泵的总效率，则液压
泵驱动电动机所需的功率为
（qp
pp）/ηP=0.468kw
根据此数值查阅电动机产品样本选取
Y801
型电动机，其额定功率
0.55Kw，额定转速
1200r/min。
2.阀类元件及辅助元件
根据阀类元件及辅助元件在油路的最大工作压力和通过该元件的最
大实际流量，可选出这些液压元件的型号和规格，见表
3。
表中序号
与系统图的元件标号相同。
序元件名估计通过
额定流量
额定压力
型号.规格
流量
号称（L/min）
（Mpa）
（L/min）
溢流阀
6
顺序阀
63
16
YF3－E10B
-11-
单向阀
20
调速阀
63
AXQF－E10B
0.07－50
16
压力继
10
HED1Ka／10
电器
7
行程阀
8
液压缸
9
先导阀
80
35DYF3Y－E10B
10
三位五
通电磁
阀
11
单向阀20
12
限压式
变量叶
片泵
13
滤油器10
xu－63×
80－J
四、总结
这次课程设计花了四五天，通过这段时间的设计，认识到自己的
很多不足，自己知识的很多盲点和漏洞，知识和实践的差距，所以说
通过这次设计我深刻的认识到理论联系实际的能力还急需提高。
在
这个过程中，遇到了一些困难，但是通过和同学的讨论和资料查找还
-12-
是解决了这些难题，随着问题的解决，学习的热情高涨。
本次设计涉及了液压传动的大部分知识还有就是CAD
作图和
word
文档的处理。
也使我们很好的将课本上的知识与实际结合起来，
收获颇多，特别是收集资料和信息的能力，这也是我们大学期间一次
难得机会，总之是获益匪浅。
五、参考文献
1、章宏甲主编：
金属切削机车与液压传动。
北京：
机械工业出版
社，2002
2、蔡春源主编：
机电液设计手册。
机械工业出版社,1997
3、雷天觉主编：
液压工程手册。
机械工业出版社,1990
4、马玉贵主编：
液压件使用与维修技术大全。
中国建材工
业出版社,1986
5、煤炭工业部主编：
液压传动设计手册。
上海：
上海科学技术出版
社，1983
-13-
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