液压机厂家如何设计液压系统

液压机厂家的液压系统规划的进程大致如下：

1.清晰规划要求，进行工况剖析。
2.初定液压体系的首要参数。
3.拟定液压体系原理图。
4.核算和挑选液压元件。
5.预算液压体系功能。
6.制作作业图和编写技术文件。

依据液压体系的详细内容，上述规划进程可能会有所不同，下面对各进程的详细内容进行介绍。




一 。 清晰规划要求进行工况剖析
在规划液压体系时，首先应清晰以下问题，并将其作为规划依据。
1.主机的用处、工艺进程、总体布局以及对液压传动设备的方位和空间尺度的要求。
2.主机对液压体系的功能要求，如主动化程度、调速规模、运动平稳性、换向定位精度以及对体系的功率、温升等的要求。
3.液压体系的作业环境，如温度、湿度、振荡冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等状况。
图9-1位移循环图
在上述作业的基础上，应对主机进行工况剖析，工况剖析包含运动剖析和动力剖析，对杂乱的体系还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时刻改变的规则，以下对工况剖析的内容作详细介绍。
一、运动剖析
主机的履行元件按工艺要求的运动状况，能够用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表明，由此对运动规则进行剖析。
1.位移循环图L—t
图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表明活塞位移，横坐标t表明从活塞发动到回来原位的时刻，曲线斜率表明活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的作业循环别离由快速下行、减速下行、限制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。
2.速度循环图v—t(或v—L)
工程中液压缸的运动特色可概括为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图9-2中实线所示，液压缸开端作匀加快运动，然后匀速运动，
图9-2 速度循环图
最终匀减速运动到结尾；第二种，液压缸在总行程的前一半作匀加快运动，在另一半作匀减速运动，且加快度的数值持平；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加快度作匀加快运动，然后匀减速至行程结尾。v—t图的三条速度曲线，不仅清楚地表明晰三种类型液压缸的运动规则，也直接地表明晰三种工况的动力特性。
二、动力剖析
动力剖析，是研讨机器在作业进程中，其履行组织的受力状况，对液压体系而言，就是研讨液压缸或液压马达的负载状况。
1.液压缸的负载及负载循环图
(1)液压缸的负载力核算。作业组织作直线往复运动时，液压缸有必要战胜的负载由六部分组成：
F=Fc+Ff+Fi+FG+Fm+Fb (9-1)
式中：Fc为切削阻力；Ff为冲突阻力；Fi为惯性阻力；FG为重力；Fm为密封阻力；Fb为排油阻力。
图9-3导轨方法
①切削阻力Fc：为液压缸运动方向的作业阻力，关于机床来说就是沿作业部件运动方向的切削力，此作用力的方向如果与履行元件运动方向相反为正值，两者同向为负值。该作用力可能是恒定的，也可能是改变的，其值要依据详细状况核算或由实验测定。
②冲突阻力Ff：
为液压缸带动的运动部件所受的冲突阻力，它与导轨的形状、放置状况和运动状况有关，其
核算方法可查有关的规划手册。图9-3为最常见的两种导轨方法，其冲突阻力的值为：
平导轨： Ff=f∑Fn (9-2)
V形导轨： Ff=f∑Fn/[sin(α/2)] (9-3)式中：f为冲突因数，参看表9-1选取；∑Fn为作用在导轨上总的正压力或沿V形导轨横截面中心线方向的总作用力；α为V形角，一般为90°。
③惯性阻力Fi。惯性阻力Fi为运动部件在发动和制动进程中的惯性力，可按下式核算：9-4)
表9-1 冲突因数f
导轨类型
导轨资料
运动状况
冲突因数(f)
滑动导轨
铸铁对铸铁
发动时
低速(v＜0.16m/s) 高速(v＞0.16m/s)
0.15～0.20 0.1～0.12 0.05～0.08
翻滚导轨
铸铁对滚柱(珠) 淬火钢导轨对滚柱(珠)
0.005～0.020.003～0.006
静压导轨
铸铁
0.005式中：m为运动部件的质量(kg)；a为运动部件的加快度(m/s2)；G为运动部件的分量(N)；g为重力加快度，g=9.81 (m/s2)；Δv为速度改变值(m/s)；
Δt为发动或制动时刻(s)，一般机床Δt＝0.1～0.5s，运动部件分量大的取大值。
④重力FG：笔直放置和歪斜放置的移动部件，其自身的分量也成为一种负载，当上移时，负载为正值，下移时为负值。
⑤密封阻力Fm：密封阻力指装有密封设备的零件在相对移动时的冲突力，其值与密封设备的类型、液压缸的制作质量和油液的作业压力有关。在初 算 时，可按缸的机械功率(ηm=0.9)考虑；验算时，按密封设备冲突力的核算公式核算。
⑥排油阻力Fb：排油阻力为液压缸回油路上的阻力，该值与调速计划、体系所要求的安稳性、履行元件等要素有关，在体系计划未断定时无法核算，可放在液压缸的规划核算中考虑。
(2)液压缸运动循环各阶段的总负载力。液压缸运动循环各阶段的总负载力核算，一般包含发动加快、快进、工进、快退、减速制动等几个阶段，每个阶段的总负载力是有差异的。 ①发动加快阶段：这时液压缸或活塞处于由中止到发动并加快到必定速度，其总负载力包含导轨的冲突力、密封设备的冲突力(按缸的机械功率ηm=0.9核算)、重力和惯性力等项，即：F=Ff+Fi±FG+Fm+Fb (9-5)
②快速阶段：
F=Ff±FG+Fm+Fb (9-6)
③工进阶段：
F=Ff+Fc±FG+Fm+Fb (9-7)
④减速：F=Ff±FG-Fi+Fm+Fb (9-8)
对简略液压体系，上述核算进程可简化。例如选用单定量泵供油，只需核算工进阶段的总负载力，若简略体系选用限压式变量泵或双联泵供油，则只需核算快速阶段和工进阶段的总负载力。
(3)液压缸的负载循环图。
对较为杂乱的液压体系，为了更清楚的了解该体系内各液压缸(或液压马达)的速度和负载的
改变规则，应依据各阶段的总负载力和它所阅历的作业时刻t或位移L按相同的坐标制作液压缸的负载时刻(F—t)或负载位移(F—L)图，然后将各液压缸在同一时刻t(或位移)的负载力叠加。
图9-4负载循环图
图9-4为一部机器的F—t图，其间：0～t1为发动进程；t1～t2为加快进程；t2～t3为恒速进程； t3～t4为制动进程。它清楚地表明晰液压缸在动作循环内负载的规则。图中最大负载是初选液压缸作业压力和断定液压缸结构尺度的依据。
2.液压马达的负载
作业组织作旋转运动时，液压马达有必要战胜的外负载为：M=Me+Mf+Mi (9-9)
(1)作业负载力矩Me。作业负载力矩可能是定值，也可能随时刻改变，应依据机器作业条件进行详细剖析。
(2)冲突力矩Mf。为旋转部件轴颈处的冲突力矩，其核算公式为：
Mf=GfR(N·m) (9-10)式中：G为旋转部件的分量(N)；f为冲突因数，发动时为静冲突因数，发动后为动冲突因数；R为轴颈半径(m)。
(3)惯性力矩Mi。为旋转部件加快或减速时发生的惯性力矩，其核算公式为：(9-11)
式中：ε为角加快度(r/s2)；Δω为角速度的改变(r/s)；Δt为加快或减速时刻(s)；J为旋转部件的转动惯量(kg·m2)，J=1GD2/4g。
式中：GD2为反转部件的飞轮效应(Nm2)。
各种反转体的GD2可查《机械规划手册》。
依据式(9-9)，别离算出液压马达在一个作业循环内各阶段的负载大小，便可制作液压马达的负载循环图。

二 断定液压体系首要参数
一、液压缸的规划核算
1.初定液压缸作业压力 液压缸作业压力首要依据运动循环各阶段中的最大总负载力来断定，此外，还需要考虑以下要素：
(1)各类设备的不同特色和运用场合。
(2)考虑经济和分量要素，压力选得低，则元件尺度大，分量重；压力选得高一些，则元件尺度小，分量轻，但对元件的制作精度，密封功能要求高。
所以，液压缸的作业压力的挑选有两种方法：一是依据机械类型选；二是依据切削负载选。
如表9-2、表9-3所示。
表9-2 按负载选履行文件的作业压力
负载/N
＜5000
500～10000
10000～20000
20000～30000
30000～50000
＞50000
作业压力/MPa
≤0.8～1
1.5～2
2.5～3
3～4
4～5
＞5
表9-3 按机械类型选履行文件的作业压力
机械类型
机 床
农业机械
工程机械
磨床
组合机床
龙门刨床
拉床
作业压力/MPa
a≤2
3～5
≤8
8～10
10～16
20～32
2.液压缸首要尺度的核算
缸的有用面积和活塞杆直径，可依据缸受力的平衡联系详细核算，详见第四章第二节。
3.液压缸的流量核算
液压缸的最大流量：
qmax=A·vmax (m3/s) (9-12)
式中：A为液压缸的有用面积A1或A2(m2)；vmax为液压缸的最大速度(m/s)。

液压缸的最小流量：
qmin=A·vmin(m3/s) (9-13)
式中：vmin为液压缸的最小速度。
液压缸的最小流量qmin，应等于或大于流量阀或变量泵的最小安稳流量。若不满意此要求时，则需从头选定液压缸的作业压力，使作业压力低一些，缸的有用作业面积大一些，所需最小流量qmin也大一些，以满意上述要求。流量阀和变量泵的最小安稳流量，可从产品样本中查到。

二、液压马达的规划核算

1.核算液压马达排量 液压马达排量依据下式决议：
vm=6.28T/Δpmηmin(m3/r) (9-14)
式中：T为液压马达的负载力矩(N·m)；Δpm为液压马达进出口压力差(N/m3)；ηmin为液压马达的机械功率，一般齿轮和柱塞马达取0.9～0.95，叶片马达取0.8～0.9。
2.核算液压马达所需流量液压马达的最大流量：
qmax=vm·nmax(m3/s)
式中：vm为液压马达排量(m3/r)；nmax为液压马达的最高转速(r/s)。
三 液压机的液压元件的挑选
一、液压泵的断定与所需功率的核算
1.液压泵的断定
(1)断定液压泵的最大作业压力。液压泵所需作业压力的断定，首要依据液压缸在作业循环各阶段所需最大压力p1，再加上油泵的出油口到缸进油口处总的压力丢失ΣΔp，即pB=p1+ΣΔp (9-15)
ΣΔp包含油液流经流量阀和其他元件的部分压力丢失、管路沿程丢失等，在体系管路未规划之前，可依据同类体系经历估量，一般管路简略的节省阀调速体系ΣΔp为(2～5)×105Pa，用调速阀及管路杂乱的体系ΣΔp为(5～15)×105Pa，ΣΔp也可只考虑流经各控制阀的压力丢失，而将管路体系的沿程丢失忽略不计，各阀的额外压力丢失可从液压元件手册或产品样本中查找，也可参照表9-4选取。
表9-4 常用中、低压各类阀的压力丢失(Δpn)
阀名
Δpn(×105Pa)
阀名
Δpn(×105Pa)
阀名
Δpn(×105Pa)
阀名
Δpn(×105Pa)

单向阀
0.3～0.5
背压阀
3～8
行程阀
1.5～2
转阀
1.5～2

换向阀
1.5～3
节省阀
2～3
次序阀
1.5～3
调速阀
3～5
(2)断定液压泵的流量qB。泵的流量qB依据履行元件动作循环所需最大流量qmax和体系的走漏断定。

①多液压缸一起动作时，液压泵的流量要大于一起动作的几个液压缸(或马达)所需的最大流量，并应考虑体系的走漏和液压泵磨损后容积功率的下降，即
qB≥K(Σq)max(m3/s) (9-16)式中：K为体系走漏系数，一般取1.1～1.3，大流量取小值，小流量取大值；(Σq)max为一起动作的液压缸(或马达)的最大总流量(m3/s)。
②选用差动液压缸回路时，液压泵所需流量为：qB≥K(A1-A2)vmax(m3/s) (9-17)
式中：A 1，A 2为别离为液压缸无杆腔与有杆腔的有用面积(m2)；vmax为活塞的最大移动速度(m/s)。
③当体系运用蓄能器时，液压泵流量按体系在一个循环周期中的均匀流量选取，即 (9-18)
式中：Vi为液压缸在作业周期中的总耗油量(m3)；Ti为机器的作业周期(s)；Z为液压缸的个数。
(3)挑选液压泵的规范：依据上面所核算的最大压力pB和流量qB，查液压元件产品样本，挑选与PB和qB恰当的液压泵的规范类型。
上面所核算的最大压力pB是体系静态压力，体系作业进程中存在着过渡进程的动态压力，而动态压力往往比静态压力高得多，所以泵的额外压力pB应比体系最高压力大25%～60%，使液压泵有必定的压力储藏。若体系归于高压规模，压力储藏取小值；若体系归于中低压规模，压力储藏取大值。
(4)断定驱动液压泵的功率。
①当液压泵的压力和流量比较衡定时，所需功率为：p=pBqB/103ηB (kW) (9-19)
式中：pB为液压泵的最大作业压力(N/m2)；qB为液压泵的流量(m3/s)；ηB为液压泵的总功率，各种方法液压泵的总功率可参看表9-5估取，液压泵规范大，取大值，反之取小值，定量泵取大值，变量泵取小值。
表9-5 液压泵的总功率

液压泵类型
齿轮泵
螺杆泵
叶片泵
柱塞泵

总功率
0.6～0.7
0.65～0.80
0.60～0.75
0.80～0.85
②在作业循环中，泵的压力和流量有明显改变时，可别离核算出作业循环中各个阶段所需的驱动功率，然后求其均匀值，即 (9-20)
式中：t1，t2，…，tn为一个作业循环中各阶段所需的时刻(s)；P1，P2，…，Pn为一个作业循环中各阶段所需的功率(kW)。
按上述功率和泵的转速，能够从产品样本中选取规范电动机，再进行验算，使电动机宣布最大功率时，其超载量在答应规模内。
二、阀类元件的挑选
1.挑选依据
挑选依据为：额外压力，最大流量，动作方法，装置固定方法，压力丢失数值，作业功能参数和作业寿数等。
2.挑选阀类元件应留意的问题
(1)应尽量选用规范定型产品，除非不得已时才自行规划专用件。
(2)阀类元件的规范首要依据流经该阀油液的最大压力和最大流量选取。挑选溢流阀时，应按液压泵的最大流量选取；挑选节省阀和调速阀时，应考虑其最小安稳流量满意机器低速功能的要求。
(3)一般挑选控制阀的额外流量应比体系管路实践通过的流量大一些，必要时，答应通过阀的最大流量超越其额外流量的20%。

三、蓄能器的挑选

1.蓄能器用于弥补液压泵供油缺乏时，其有用容积为：V=ΣAiLiK-qBt(m3) (9-21)

式中：A为液压缸有用面积(m2)；L为液压缸行程(m)；K为液压缸丢失系数，预算时可取Ｋ＝1.2；qB为液压泵供油流量(m3/s)；t为动作时刻(s)。

2.蓄能器作应急能源时，其有用容积为：

V=ΣAiLiK(m3) (9-22)
当蓄能器用于吸收脉动平缓液压冲击时，应将其作为体系中的一个环节与其相关部分一起综合考虑其有用容积。

依据求出的有用容积并考虑其他要求，即可挑选蓄能器的方法。

四、管道的挑选

1.油管类型的挑选
液压体系中运用的油管分硬管和软管，挑选的油管应有满意的通流截面和承压才能，一起，应尽量缩短管路，避免急转弯和截面骤变。

(1)钢管：中高压体系选用无缝钢管，低压体系选用焊接钢管，钢管价格低，功能好，运用广泛。
(2)铜管：紫铜管作业压力在6.5～10MPa以下，易变曲，便于装配；黄铜管承受压力较高，达25MPa，不如紫铜管易曲折。铜管价格高，抗震才能弱，易使油液氧化，应尽量少用，只用于液压设备配接不方便的部位。
(3)软管：用于两个相对运动件之间的衔接。高压橡胶软管中夹有钢丝编织物；低压橡胶软管中夹有棉线或麻线编织物；尼龙管是乳白色半透明管，承压才能为2.5～8MPa，多用于低压管道。因软管弹性变形大，简单引起运动部件匍匐，所以软管不宜装在液压缸和调速阀之间。

2.油管尺度的断定

(1)油管内径d按下式核算： (9-23)

式中：q为通过油管的最大流量(m3/s)；v为管道内答应的流速(m/s)。一般吸油管取0.5～5(m/s)；压力油管取2.5～5(m/s)；回油管取1.5～2(m/s)。

(2)油管壁厚δ按下式核算：

δ≥p·d/2〔σ〕 (9-24)

式中：p为管内最大作业压力；〔σ〕为油管资料的许用压力，〔σ〕=σb/n；σb为资料的抗拉强度；n为安全系数，钢管p＜7MPa时，取n=8；p＜17.5MPa时，取n=6；p＞17.5MPa时，取n=4。

依据核算出的油管内径和壁厚，查手册选取规范规范油管。

五、油箱的规划

油箱的作用是储油，散发油的热量，沉积油中杂质，逸出油中的气体。其方法有开式和闭式两种：开式油箱油液液面与大气相通；闭式油箱油液液面与大气阻隔。开式油箱运用较多。

1.油箱规划要点

(1)油箱应有满意的容积以满意散热，一起其容积应确保体系中油液悉数流回油箱时不渗出，油液液面不该超越油箱高度的80%。

(2)吸箱管和回油管的距离应尽量大。

(3)油箱底部应有恰当斜度，泄油口置于最低处，以便排油。

(4)注油器上应装滤网。

(5)油箱的箱壁应涂耐油防锈涂料。

2.油箱容量核算油箱的有用容量V可近似用液压泵单位时刻内排出油液的体积断定。

V=KΣq (9-25)

式中：K为系数，低压体系取2～4，中、高压体系取5～7；Σq为同一油箱供油的各液压泵流量总和。

六、滤油器的挑选

挑选滤油器的依据有以下几点：

(1)承载才能：按体系管路作业压力断定。

(2)过滤精度：按被保护元件的精度要求断定，挑选时可参看表9-6。

(3)通流才能：按通过最大流量断定。

(4)阻力压降：应满意过滤资料强度与系数要求。

表9-6 滤油器过滤精度的挑选

体系
过滤精度(μm)
元件
过滤精度(μm)

低压体系
100～150
滑阀
1/3最小空隙

70×105Pa体系
50
节省孔
1/7孔径(孔径小于1.8mm)

100×105Pa体系
25
流量控制阀
2.5～30

140×105Pa体系
10～15
安全阀溢流阀
15～25

电液伺服体系
5



高精度伺服体系
2.5


四 液压体系功能的验算

为了判别液压体系的规划质量，需要对体系的压力丢失、发热温升、功率和体系的动态特性等进行验算。因为液压体系的验算较杂乱，只能选用一些简化公式近似地验算某些功能指标，如果规划中有通过生产实践考验的同类型体系供参看或有较牢靠的实验成果能够选用时，能够不进行验算。

一、管路体系压力丢失的验算

当液压元件规范类型和管道尺度断定之后，就能够较精确的核算体系的压力丢失，压力丢失包含：油液流经管道的沿程压力丢失ΔpL、部分压力丢失Δpc和流经阀类元件的压力丢失ΔpV，即：

Δp=ΔpL+Δpc+ΔpV (9-26)

核算沿程压力丢失时，如果管中为层流活动，可按下经历公式核算：

ΔpL=4.3V·q·L×106/d4(Pa) (9-27)

式中：q为通过管道的流量(m3/s)；L为管道长度(m)；d为管道内径(mm)；υ为油液的运动粘度(m2)。

部分压力丢失可按下式预算：

Δpc=(0.05～0.15)ΔpL (9-28)

阀类元件的ΔpV值可按下式近似核算：

ΔpV=Δpn（qV/qVn）2(Pa) (9-29)

式中：qVn为阀的额外流量(m3/s)；qV为通过阀的实践流量(m3/s)；Δpn为阀的额外压力丢失(Pa)。

核算体系压力丢失的意图，是为了正确断定体系的调整压力和剖析体系规划的好坏。

体系的调整压力：p0≥p1+Δp (9-30)

式中：p0为液压泵的作业压力或支路的调整压力；p1为履行件的作业压力。

如果核算出来的Δp比在初选体系作业压力时大略选定的压力丢失大得多，应该从头调

整有关元件、辅件的规范，从头断定管道尺度。

二、体系发热温升的验算

体系发热来源于体系内部的能量丢失，如液压泵和履行元件的功率丢失、溢流阀的溢流丢失、液压阀及管道的压力丢失等。这些能量丢失转换为热能，使油液温度升高。油液的温升使粘度下降，走漏添加，一起，使油分子裂化或聚合，发生树脂状物质，堵塞液压元件小孔，影响体系正常作业，因此有必要使体系中油温保持在答应规模内。一般机床液压体系正常作业油温为30～50℃；矿山机械正常作业油温50～70℃；最高答应油温为70～90℃。

1.体系发热功率P的核算

P＝PB(1-η) (W) (9-31)

式中：PB为液压泵的输入功率(W)；η为液压泵的总功率。

若一个作业循环中有几个工序，则可依据各个工序的发热量，求出体系单位时刻的均匀发热量： (9-32)

式中：T为作业循环周期(s)；ti为第i个工序的作业时刻(s)；Pi为循环中第i个工序的输入功率(W)。

2.体系的散热和温升体系的散热量可按下式核算： (9-33)

式中：Kj为散热系数(W/m2℃)，当周围通风很差时，K≈8～9；周围通风杰出时，K≈15；用电扇冷却时，K≈23；用循环水强制冷却时的冷却器外表K≈110～175；Aj为散热面积(m2)，当油箱长、宽、高比例为1∶1∶1或1∶2∶3，油面高度为油箱高度的80%时，油箱散热面积近似当作，式中V为油箱体积(L)；

Δt为液压体系的温升(℃)，即液压体系比周围环境温度的升高值；

j为散热面积的次序号。

当液压体系作业一段时刻后，到达热平衡状况，则：

P＝P′

所以液压体系的温升为：

  (9-34)

核算所得的温升Δt，加上环境温度，不该超越油液的最高答应温度。

当体系答应的温升断定后，也能运用上述公式来核算油箱的容量。

三、体系功率验算

液压体系的功率是由液压泵、履行元件和液压回路功率来断定的。

液压回路功率ηc一般可用下式核算： (9-35)

式中：p1，q1；p2，q2；……为每个履行元件的作业压力和流量；pB1，qB1；pB2，qB2为每个液压泵的供油压力和流量。

液压体系总功率：η＝ηBηCηm (9-36)

式中：ηB为液压泵总功率；ηm为履行元件总功率；ηC为回路功率。


五 制作正式作业图和编写技术文件

通过对液压体系功能的验算和必要的修改之后，便可制作正式作业图，它包含制作液压体系原理图、体系管路装配图和各种非规范元件规划图。

正式液压体系原理图上要标明各液压元件的类型规范。关于主动化程度较高的机床，还应包

括运动部件的运动循环图和电磁铁、压力继电器的作业状况。

管道装配图是正式施工图，各种液压部件和元件在机器中的方位、固定方法、尺度等应表明清楚。

自行规划的非规范件，应绘出装配图和零件图。

编写的技术文件包含规划核算书，运用保护说明书，专用件、通用件、规范件、外购件明细表，以及实验纲要等。




六 液压体系规划核算举例

某厂汽缸加工主动线上要求规划一台卧式单面多轴钻孔组合机床，机床有主轴16根，钻14个φ13.9mm的孔，2个φ8.5mm的孔，要求的作业循环是：快速挨近工件，然后以工

作速度钻孔，加工结束后快速退回原始方位，最终主动中止；工件资料：铸铁，硬度HB为240；假定运动部件重G＝9800N；快进快退速度v1＝0.1m/s；动力滑台选用平导轨，静、动冲突因数μs=0.2，μd=0.1；往复运动的加快、减速时刻为0.2s；快进行程L1=100mm；工进行程L2=50mm。试规划核算其液压体系。

一、作F—t与v—t图

1.核算切削阻力钻铸铁孔时，其轴向切削阻力可用以下公式核算：

Fc=25.5DS0.8硬度0.6 (N)

式中：D为钻头直径(mm)；S为每转进给量(mm/r)。

挑选切削用量：钻φ13.9mm孔时，主轴转速n1＝360r/min，每转进给量S1=0.147mm/r；钻8.5mm孔时，主轴转速n2＝550r/min，每转进给量S2=0.096mm/r。则

Fc=14×25.5D1S0.81硬度0.6+2×25.5D2S0.82硬度0.6=14×25.5×13.9×0.1470.8×2400.6+2×25.5×8.5×0.0960.8×2400.6=30500(N)

2.核算冲突阻力

静冲突阻力：Fs=fsG=0.2×9800=1960N

动冲突阻力：Fd=fdG=0.1×9800=980N

3.核算惯性阻力
4.核算工进速度

工进速度可按加工φ13.9的切削用量核算，即：

v2=n1S1=360/60×0.147=0.88mm/s=0.88×10-3m/s

5.依据以上剖析核算各工况负载如表9-7所示。

表9-7 液压缸负载的核算

工 况
核算公式
液压缸负载F/N
液压缸驱动力F0/N

启 动
F=faG
1960
2180

加 速
F=fdG+G/gΔv/Δt
1480
1650

快 进
F=fdG
980
1090

工 进
F=Fc+fdG
31480
35000

反向发动
F=fsG
1960
2180

加 速
F=fdG+G/gΔv/Δ
1480
1650

快 退
F=fdG
980
1090

制 动
F=fdG-G/gΔv/Δt
480
532


其间，取液压缸机械功率ηcm=0.9。

6.核算快进、工进时刻和快退时刻

快进： t1=L1/v1=100×10-3/0.1=1s

工进： t2=L2/v2=50×10-3/0.88×10-3=56.6s

快退： t3=(L1+L2)/v1= (100+50)×10-3/0.1=1.5s

7.依据上述数据绘液压缸F—t与v—t图见图9-5。




图9-5 F—t与v—t图

二、断定液压体系参数

1.初选液压缸作业压力
由工况剖析中可知，工进阶段的负载力最大，所以，液压缸的作业压力按此负载力核算，依据液压缸与负载的联系，选p1=40×105Pa。本机床为钻孔组合机床，为避免钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔应有背压，设背压p2=6×105Pa，为使快进快退速度持平，选用A1=2A2差动油缸，假定快进、快退的回油压力丢失为Δp=7×105Pa。
2.核算液压缸尺度由式(p1A1-p2A2)ηcm=F得：
液压缸直径：
取规范直径：D＝110 mm

因为A1=2A2，所以

则液压缸有用面积：

A1=πD2/4=π×112/4=2375px2

A2=π/4 (D2-d2)=π/4 (112-82)=1175px2

3.核算液压缸在作业循环中各阶段的压力、流量和功率液压缸作业循环各阶段压力、流量和功率核算表。

表9-8 液压缸作业循环各阶段压力、流量和功率核算表

工况
核算公式
F0/n
P2/pa
P1/pa
Q/(10-3m3/s)
P/kw

快进
发动
P1=F0/A+p2
2180
P2=0
4.6*105
0.5



加快
Q=av1
1650
P2=7x105
10.5*105


快进
P=10-3p1q
1090

9x105
0.5


工进

p1=F0/a1+p2/2

q=A1V1

p=10-3p1q
3500
P2=6x105
40x105
0.83x105
0.033
快退
反向发动
P1=F0/a1+2p2
2180
P2=0
4.6x105
加快

1650

17.5x105



快退
Q=A2V2
1090
P2=7*105
16.4x105
0.5
0.8

制动
P=10-3p1q
532

15.2x105

图9—6 液压缸工况图

4.制作液压缸工况图见图9-6。

三、拟定液压体系图

1.挑选液压回路

(1)调速方法；由工况图知，该液压体系功率小，作业负载改变小，可选用进油路节省调速，为避免钻通孔时的前冲现象，在回油路上加背压阀。
(2)液压泵方法的挑选；从q—t图清楚的看出，体系作业循环首要由低压大流量和高压小流量两个阶段组成，最大流量与最小流量之比qmax/qmin=0.5/0.83×10-2≈60，其相应的时刻之比t2/t1=56。依据该状况，选叶片泵较适合，在本计划中，选用双联叶片泵。
(3)速度换接方法：因钻孔工序对方位精度及作业平稳性要求不高，可选用行程调速阀或电磁换向阀。
(4)快速回路与工进转快退控制方法的挑选：为使快进快退速度持平，选用差动回路作快速回路。

2.组成体系在所选定根本回路的基础上，再考虑其他一些有关要素组成图9-7所示液压体系图。

四、挑选液压元件

1.挑选液压泵和电动机

(1)断定液压泵的作业压力。前面已断定液压缸的最大作业压力为40×105Pa，选取进油管路压力丢失Δp=8×105Pa，其调整压力一般比体系最大作业压力大5×105Pa，所以泵的作业压力pB＝(40＋8＋5)×105＝53×105Pa
这是高压小流量泵的作业压力。
由图9-7可知液压缸快退时的作业压力比快进时大，取其压力丢失Δp′＝4×105Pa，则快退时泵的作业压力为：
pB=(16.4＋4)×105＝20.4×105Pa
这是低压大流量泵的作业压力。

(2)液压泵的流量。由图9-7可知，快进时的流量最大，其值为30L/min，最小流量在工进时，其值为0.51L/min，依据式9-20，取K＝1.2，
则： qB＝1.2×0.5×10-3=36L/min因为溢流阀安稳作业时的最小溢流量为3L/min，故小泵流量取3.6L/min。
依据以上核算，选用YYB-AA36/6B型双联叶片泵。

(3)挑选电动机：
由P-t图可知，最大功率出现在快退工况，其数值如下式核算：
式中：ηB为泵的总功率，取0.7；q1＝36L/min＝0.6×10-3m3/s，为大泵流量；q2＝6L/min＝0.1×10-3m3/s，为小泵流量。
依据以上核算成果，查电动机产品目录，选与上述功率和泵的转速相适应的电动机。

2.选其他元件 依据体系的作业压力和通过阀的实践流量挑选元、辅件，其类型和参数如表9-9所示。
表9-9 所选液压元件的类型、规范
3.断定管道尺度
依据作业压力和流量，按式(9-27)、式(9-28)断定管道内径和壁厚。(从略)
4.断定油箱容量油箱容量可按经历公式预算，取V＝(5～7)q。
本例中：V＝6q＝6(6＋36)＝252L有关体系的功能验算从略。