刨床液压系统改造设计【含5张CAD图纸优秀课程毕业设计】

充值购买 费领取图纸 摘 要 本次设计题目是刨床液压系统改造设计。即用液压系统代替机械结构来实现刨床的主运动和横向进给运动。该液压系统设计包括：液压系统方案的拟定，液压油箱设计，液压缸设计，液压站设计。设计思路是从刨床的性能和动作要求入手，并参照国内刨床或和液压系统的设计规范，查阅相关技术文现和资料，提出了刨床液压系统改造方案。图纸采用 制。并经过认真地设计计算 ,查找资料撰写设计说明书。 液压刨床的优点是： 传动平稳，由于采用液压传动，滑枕的运动速度均匀，且可实现无级调速；负荷能力比一般机械传动的牛头刨床 大；滑枕可以在任何位置上立刻停止或起动；工作台的横向进给运动也采用液压传动，进给量可以在一定范围内任意调整；机床由液压安全阀做保护，过载时不容易损坏机床的零部件；零件在油里工作不易磨损，因而机床使用寿命长；操纵简单，使用方便 。 改造出来的刨床液压系统具有尺寸精确、生产效率高，劳动强度低，产品质量好的优点。 关键词： 液压牛头刨床 液压系统 液压缸 充值购买 费领取图纸 写 作 提 纲 一、绪 论 （一）本课题研究的目的意义 （二）本课题国内外发展概况及存在的问题 （三）本课题解决的主要问题 二、牛头刨床系 统分析与设计 （一） 设计思想 （二） 牛头刨床 系统分析 三、液压系统的计算 （一）牛头刨床液压系统设计 （二） 液压系统的计算和选择液压元件 （三）液压系统性能验算 四、液压缸的设计 （一）选择液压缸类型安装方式 （二）液压缸的主要性能参数和主要尺寸 （三）液压缸的参数计算 （四）活塞的设计 （五）活塞杆 （六）活塞杆的导向套、密封和防尘 （七）液压缸缓冲装置的设计 五、液压站的设计 （一）确定液压站的结构类型方案 （二）液压控制装置（液压阀站的集成） （三）液压动力源装置（液压泵站）的设计 （四）液压泵组的结 构设计 （五）液压站的结构总成 （六）液压站总图的设计与绘制 六、结 论 参 考 文 献 充值购买 费领取图纸 一、绪 论 （一）本课题研究的目的意义 机械式牛头刨床是一种由机械传动来实现平面、台阶、曲面及各种沟槽等表面加工的机床。 随着技术水平的提高，这些机械式牛头刨床已越来越难以满足生产的需要，然而国内还有许多工厂拥有大量的机械式牛头刨床，对牛头刨床进行技术改造升级势在必行，而液压传动的牛头刨床有许多优点，能满足社会生产的需要。而且用液压 传动 来实现对牛头刨床运动的控制，在现有的技术条件和经济条 件下是可行的，也是经济的。 （二）本课题国内外发展概况及存在的问题 目前，机械式牛头刨床已非常落后，按驱动形式来分，牛头刨床大体分为两种方式：一、采用机械驱动。它是由机械传动来实现机床的各种运动，采用机械传动形式的牛头刨床叫机械式牛头刨床，使用较为普遍。二、采用液压驱动。它是由液压传动来实现机床的各种运动，这类牛头刨床叫做液压牛头刨床，它是一种新型的牛头刨床。而现在国内使用机械式牛头刨床来加工的占了大多数，使用液压的相对较少。 在总结目前国内外牛头刨床的发展现状以及今后的发展趋势的情况下，当前牛头刨床还有着 以下的几点不足： 1、生产率较低。现在有的牛头刨床不论是机械式的还是液压式的，由于其主运动都是直线往复运动，在一次往复行程中只刨削一次。而且，机械方式的噪音较大，对工人及周边的损害也严重，不人性化。 2、机械式牛头刨床在刨削中的冲击较大，因而限制了加工精度、表面质量和切削速度的提高。 3、牛头刨床只用于单件小批量生产和机修车间。 （三）本课题解决的主要问题 由机械式的牛头刨床改造出的液压式牛头刨床能满足当前市场的需要，有效地规避了当前机械式牛头刨床的不足。采用液压传动来代替机械传动，能有效地克服上述不足，并且传动 平稳，出力较大，从整体来看单位体积的出力比机械传动方式大得多。改造后的液压系统具有尺寸精确，劳动强度低，产品质量好的优点。 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 二、牛头刨床系统分析与设计 （一） 设计思想 本课题是以机器使用功能多样、经济性好、可靠性高、寿命长、 结构简单、可维修性好为设计思想。 （二） 牛头刨床 系统分析 在现有的机械式牛头刨床的基础上进行改造。根据机械式牛头刨床的原理，设计相应的液压系统来代替机械传动系统，实现液压式牛头刨床的要求。 目前市场上常用的牛头刨床可分为大、中、 小三种类型。小型刨削长度在 400内；中型刨削长度为 400 600削长度超过 600665B 型牛头刨床的技术参数如下：最大刨削长度为 650滑枕行程为 95 650复行程次数为 73 次 /分，底面到工作台距离为 65 370作台上工作面尺寸（长 宽）为 650 450工作面中央 T 形槽宽度为 18大行程，水平为 605直为 305形尺寸为（长 宽 高） 2320 1450 1750 2 牛头刨床 是 一种由机械传动来实现平面、台阶、曲面及各种沟槽等表面加工的机床。 通过分析机械式牛头刨床 ，当用液压来代替时，需要实现滑枕的往复直线运动。即用液压能来驱动输出主运动。 统方案的比较与选用 用液压能够实现 往 复直线 运动的有很多种方式，其中有 :是能够实现 往复直线 运动的方式。在此比较第一种和第二种这两种情况。因为这两种在工业上用的比较多，市场上有标准系列产品，且实现起来相对容易些。 用液压马达与液压缸方案的比较： 从执行元件性能方面来比较 用液压马达来实现，它的所能输出转矩较小，起始负载转矩也不能太大。且有泄漏；液压缸能输出较大的推力（通过改变活塞的有效面积来实现），无泄漏，效率高于液压马达，无噪声。液压缸优于液压马达。 从经济性方面比较 一般来说，液压马达的价格比液压缸的高 ，但它的寿命不如液压缸长，且液压马达的可维修性不如液压缸，使用成本也较高。 从空间的占用方面比较 液压缸的占用的空间较液压马达的小，液压马达可选用双速马达，分别实现工进与快退。 从整体系统性能方面比较通过以上分析与比较，我们可以确定采用液压缸来实现这一功能比较适合本题要求，初步拟定的液压系统原理图如下图 1： 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 56824793p 1p 2p 1p 2104 刨床液压系统原理图 机械方面在此采用棘轮机构，只是进给运动由液压和机械传动配合传动，因此进给量可以在一定的范围内实现无级 调速；主运动的往复直线运动由以前的曲柄摆杆机构该为由液压缸来实现，由于采用液压传动，所以滑枕运动速度的变化较均匀，不像机械传动的牛头刨床那样切削速度变化较大，且由于液压传动具有缓冲吸振的作用，故滑枕在换向过程中冲击和振动也较小；同时，机床的工作压力由安全阀控制，如遇有机床过载时，也不易损坏部件；另外，机床的操纵也变得方便、省力、加工精度高。 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 三、液压系统的计算 要进行液压系统计算，先应计算工件刨削时所需的刨削力，即牛头刨床刨刀所遇到的刨削阻力，这对后面计算与设计有着重要的意义。这也是决 定牛头刨床功率的依据。但牛头刨床刨削工件的过程是一个较为复杂的过程，在这个过程中，主要是工作阻力，还有摩擦力，惯性负载，重力负载，背压阻力，并且在每一工况（启动、加速、快进、工进、制动、快退、制动）时的力是不同的。必须把这个过程的力分析清楚，并将每一工况下的力计算出来。为了便于计算， 应估算出一个在启动或制动时间， 一般机床的主运动取 给运动取 床取 作部件较轻或运动速度较低时取小值。做这样的估算，在这种类型的机床上是可行的，工业上也是允许的。 （一）牛 头刨床液压系统设计 液压系统要实现加工的目的，完成的工作循环是：启动 加速 快进 工进 制动 快退 制动。运动部件的重力为 6517N，工进时，液压缸负载为 8720N；快退时 , 液压缸负载为 665N。初选系统工作压力。 计算外负载 当机床上的液压缸作直线往复运动时，液压缸必须克服的外负载 （ 式 3 其中； 工作负载； 摩擦负载； 惯性负载； 重力负载； 背压负载。 工作负载的计算 工作负载与机床的工作性质有关，它可能是定值，也可能是变值。一般工作负载是时间的函数，即)(需根据具体情况分析决定。若负载方向与进给方向相同称正值负载，若负载方向与进给方向相反称负值负载。滑枕所受的工作负载与进给方向相同，其刨削阻力由切削力公式计算如下： 据公式：（ 式 3 其中： ， 1875 1 故 所以： 055。 摩擦力的计算 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 液压缸驱动工作部件工作时要克服机床导轨处的摩擦力，它与导轨形状、安放位置及工作台的运动状态有关。一般机床上常见的有两种导轨形式，其摩擦阻力的估算公式如下： 平导轨 )(（ 式 3 （ 式 3 其中： 移动部件的重力： 切削力垂直于导轨上的正压力： f 导轨摩擦系数，启动时按静摩擦系数余按动摩擦系数考如下表 1： 表 1 导轨摩擦系数表 导轨种类 导轨材料 工作状态 摩擦系数 滑动导轨 铸铁对铸铁 启动时 低速（ ）时 高速（ ）时 润滑良好时 滚动导轨 铸铁导轨对滚柱（珠） 启动时或运动时 ds 铸铁对铸铁 启动时或运动时 ds 忽略颠覆力矩的影响，则 静摩擦阻力 3 1 0106 6 动摩擦 阻力 惯性负载的计算 工作部件在启动时和制动过程中产生惯性力，可按牛顿第二定律求出，即： m 式中 m 工作部件总重量； v 加（减）速度时的变化量； t 启动或制动时间，一般机床的主运动取 给运动取 作部件较轻或运动速度较低时取小值。惯性阻力包括以下两部分、。 滑枕快进时惯性阻力向启动加速和快退减速制动的加速度相等，选取 ，由于滑枕启动加速、反向启动加速和快退减速制动这一阶段为匀加速运动，所以 1025223 ，故惯性阻力为： m 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 滑枕工进时惯性阻力 /进转换到制动是减 速，取 1020 3 ， ，故惯性阻 力为：m 0206 6 5 3 重力负载的计算 当工作部件垂直运动或倾斜放置时，它的自重也是一种负载，向上移动时为正负载，向下运动时为负负载。当工作部件水平放置时， 0 由于刨床滑枕为水平放置，所以负载不考虑重力。 以上为液压缸所克服的外负载，实际上，液压缸工作时还必须 克服其内部密封装置产生的摩擦阻力包括活塞及活塞杆处的摩擦力，其值与密封装置的类型、液压缸制造质量和油液工作压力有关，计算比较复杂。 此外，液压缸还必须克服回油路上的阻力，称为背压阻力值为： （ 式 3 其中： A 回油腔工作面积 液压缸背压，在系统方案、结构尚未确定之前，一般按经验数据估算一个数值，如进油节流调速时取ab 10)52( ；回油路上有背压阀或调速阀时取ab 10)155( ；对于闭式回路ab 10)158( 。 根据以上分析，计算各工况负载，该刨床滑枕所受负载也为液压缸所受负载，详见下表 2。 表 2 液压缸驱动力和负载 注：取液压机械效率m= 绘制负载图和速度图 根据已给的快进、快退、工进的行程和速度，配合表 2 中相应负载的数值，可绘制液压缸的 F t与 v 及近似计算快进、快退、工进的时间如下： 工况 计算公式 液压缸负载 F（ N） 液压缸驱动力0（ N） 启动 f F1310 1456 加速 d G MF f F F798 887 快进 f F665 739 工进 d G LF f F F8720 9689 制动 d G MF f F F 638 7退 f F665 739 制动 d G MF f F F522 580 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 快进 111 工进所需时间 010201060033222 快退 106 50 3333 绘制负载图和速度图 其中： 012 图 2 图 图 3 图 t F(N) 1456 887 739 9689 o t1 t2 t3 v 310 m/s O t 100 20 t1 t2 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 液压缸工作压力的选择是否合理，直接影响到整个系统设计的合理性，确定时不能只考虑满足负载要求，应全面考虑液压装置的性能要求和经济性。如果液压缸的工作压力选定较高，则泵、缸、阀和管道尺寸可选得小些，这样结构较为紧凑、轻巧，加速时惯性负载也小，易于实现高速运动的要求。但工作压力太高，对系统的密封性能要求也相应提高了，制造较困难，同时缩短了液压装置的使用寿命。此外，高压会使构件弹性变形增大，运动部件容易产生振动。对于各类机床的液压系统，由于各自特 点和使用场合不同，其液压缸的工作压力亦不同，一般常用类比法。参考如下两表（表 3、表 4）： 表 3 液压缸负载工作压力对应表 负载 )(5000 5000 10000 10000 20000 20000 30000 30000 50000 50000 液压缸工作压力)(10 5 8 10 15 20 25 30 30 40 40 50 50 70 表 4 液压缸机床类型工作压力对应表 机床类型 磨床 车镗铣床 珩磨机 组合机床 齿轮加工机床 拉床、龙门刨床 液压缸工作压力 )(10 5 20 20 40 20 50 30 50 63 100 由于液压技术的发展，当前国内外许多人认为，就目前材质情况和生产水平，取液压系统压力为 左右为最经济，并有资料论证低压系统的价格比高压系统的价格高 2 倍。为此，国内液压行业正在研制高压系列的泵、阀，以供各 种液压系统使用。为此刨床液压系统的工作压力，一般为 (1520) 105照上表 3）本课题初选液压缸工作压力 0 105防止刨削时滑枕发生前冲，液压缸回油腔应有背压，背压 0 105定快进、快退回油压力损失 2 103 。 液压缸类型选双作用差动液压缸，活塞行程终了时减速制动，减速值不变。安装方式选择底座安装2。 按最大负载初选液压 缸的结构尺寸 计算液压缸的有效面积时，还要考虑往返行程的速比v，活塞杆受拉或受压的情况以及背压力系统方案尚未拟定，回油路结构尚未确定之前，背压力是无法估算的。这里只能参考背压力利用液压相关知识和公式求出液压缸左右有效工作面积 1A 及 2A 、直径 D 和活塞杆直径 d 等的值。 按液压缸最低运动速度验算其有效工作面积 有效工作面积决定于负载和速度两个因素。用负载和初选压力计算出来的有效工作面积，还必须按下式进行检验： A （ 式 3 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 式中： 液压缸的最低工进速度： A 液压缸的有效工作面积： 液压缸最小的稳定流量。在节流调速系统中， 定于调速阀或节流阀的最小稳定流量，其值可在产品样本性能表上查到。在容积调速系统中，液压缸的最小稳定流量决定于变量泵的最小稳定流量。 如果有效工作面积 A 不能满足上式，则应适当加大液压缸直径。将确定的液压缸直径和活塞杆直径圆整化为规定的标准值（见如下表 5，表 6），以便采用标准的密封件和标准的工艺装备。 由于本题取液压缸前、后腔有效面积之比 2： 1，因此得液压缸无杆腔有效面积 1A 为： 2452101 2120(9689)21(表 5 液压缸内径系列表 20 25 32 40 50 55 63 (65) 70 (75) 80 (85) 90 (95) 100 (105) 110 125 130 140 (150) 160 180 200 (220) 250 (280) 320 360 400 450 500 560 630 710 820 900 1000 表 6 活塞杆外径系列表 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 35 40 45 50 55 60 63 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 120 125 130 140 150 160 180 200 220 250 260 280 320 360 380 400 420 450 500 注：括号内的尺寸尽可能不用。 取 241 1055 故液压缸内径 41 按上表取标准值 108 所以根据公式计算活塞杆直径： （标准直径）； 液压缸尺寸取标准值之后的有效工作面积为 无杆腔面积 242221 108( 有杆腔面积 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 24422222 ( 活塞杆面积 244213 0( 根据资料 3中表 20压缸活塞行程取 00 ，因行程与活塞杆直径比 1555800 不需要做压杆稳定性验算。 因工作速度低，需验算液压缸尺寸，即要满足如下式子，（参照资料 6） （ 式 3 其中，式中 液压缸的最低工进速度： A 液压缸的有效工作面 积： 液压缸最小的稳定流量。在节流调速系统中， 定于调速阀或节流阀的最小稳定流量，其值可在产品样本性能表上查到。在容积调速系统中，液压缸的最小稳定流量决定于变量泵的最小稳定流量。 本设计中为 s,而在本设计中，节流阀是安装在进油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应取液压缸无杆腔实际面积，即：2452101 2120(9689)21(比较可知： 2424 ，满 足要求，液压缸能达到所需低速。 q v=, 其中， 2m ）； m/s）。 快进时的流量： 33411 102 3 工进快退时的流量： 33412 快退有效作用面积： 342 绘制液压 缸工况图如下，工况图包括压力图，流量循环图，和功率循环图。它们是调整系统参数，选择液压泵，阀等元件的依据。工作循环中工作阶段的液压缸压力和功率如表 7所示。 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 表 7 工作过程中的各参数表 注：取工进时的最大速度 32 2 0 1 0 /v m s。 以上在算反向压力时，取背压为 公式：2301 来计算；计算正向压力时，背压取为 0，由301 来计算。 工况图的作用是：通过工况图找出最大压力、最大流量点和最大功率点，将各工作阶段中压力、流量变化的规律，作为选择液压泵和控制阀的依据。其中： 02 由上表绘制出液压缸工况图如下所示： 工况 计算公式 0F（ N） 液压缸 液压缸工作压力 流量 功率 52 10p （ 51 10p （ 310Q （ 2m /s） 310P (W) 快 进 启动 加速 快进 2301 13 1 1456 887 739 02 p 32 p 32 p 进 0 211 2F 12Q P 689 5 退 启动 加速 快退 制动 01222 21Q P 456 887 739 522 3 3 3 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 a )图 ( b )图 ( c )图 4 液压缸工况图 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 制定基本方案 调速方式的选择 刨床工作时，要求低速运动平稳性好，速度负载特性好。由图可知，液压缸快速和工进时功率都较小，负载变化也较小，因此采用调速阀的进油节流调速回路。为防止工作负载突然消失引起的前冲现象，在回油路上加背压阀。 油 路循环方式： 本课题以选用差动缸（ 21 2 ）实现“快、慢、快”的回路，即采用快进和快退速度相等的差动回路作为快退回路。工进快退利用压力继电器来实现。由工 况图可以清晰的看出，其系统特点是快速时低压大流量时间短，工进时高压小流量时间长。显然选用定量泵效率底，系统发热量大，故应采用变量叶片泵或限压式变量泵，两者比较见下表 8。本机床要求系统压力平稳，工作可靠，为此采用变量叶片泵。 表 8 变量叶片泵的比较表 变量叶片泵 限压式变量叶片泵 1、流量突变时，液压冲击取决于溢流阀的性能，一般冲击较小 1、流量突变时，定子反应滞后，液压冲击较大 2、内部径向力平衡，压力平衡，噪声小，工作性能好 2、内部径向力不平衡，轴承负载较大，压力波动及噪声较大，工作 性能差 3、须配有溢流阀一卸荷阀组，系统较复杂 3、系统较简单 4、有溢流损失，系统效率较低，温升较高 4、没溢流损失，系统效率较高，温升较低 液压系统的组合 在所选择基本回路的基础上，再综合考虑其它因素的影响和要求，便可组成完整的系统图。在液压系统图中为了使液压缸快退实现差动连接，在系统中增设一个单向阀 8 及液控顺序阀 6；在液压泵 1 和电磁换向阀 2 的出口处，分别增设单向阀 7 和 8，以免当液压系统较长时间不工作时，在“油柱”的压力下油液流回油箱，形成局部真空，由于系统不可能绝对密封，使空气渗入系统，影响 系统工作平稳性。单向阀7 的另一个作用是防止液压系统在电机停转时反转。为了过载保护或行程终了利用压力控制来实现切换油路，在系统中还装有压力继电器 9，为观察和调整系统压力，应在系统图所示 3 处设置测压点，为减少压力表，设置一个多点压力表开关 10。 换 向回路： 综上所述，本系统的主要液压回路为进油节流调速回路与差动回路。为实现这两种回路的要求，可以有多种不同形式的进油节流调速回路与差动回路的组合。本题拟采用两个三位四通 电磁换向阀来实现换向功能。 压力控制回路： 在泵出口并联一溢流阀，实现系统的定压溢流同 时在该溢流阀的远程控制口连接一个 三位四通 电磁换向阀，以便于通过电信号来控制刨床的进给运动。 确定液压系统原理图 根据前面初步拟定的液压系统原理图。经过修改和更正后，使之更符合本设计的要求，再由上述计算结果 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 和技术要求，在主回路初步选定基础上，只要再增加一些必要的辅助回路便可组成较完整的液压系统了。所拟定 拟定的系统工作循环表（表 9）及液压系统原理图如图 5 所 示。 表 9 系统工作循环表 电磁铁动作循环 1进 + - - - 工作进给 + - - - 快退 - + - - 停止（中途停止） - - - - 工作台横向进给 - - + - 返回 - - - + 56824793p 1p 2p 1p 2104 刨床液压系统原理图 （二） 液压系统的计算和选择液压元件 力和选择泵的规格 泵的最大工作压力 执行元件在工作行程终点运动停止时才需要最大压力，如液压机的压制、成形、校准，机床的定位夹紧等。液压泵的最大工作压力等 于执行元件的最大工作压力。 对于执行元件运动过程中需要最大压力，液压缸的工作压力为： （ 式 3 其中 1P 执行元件在稳定工况下的最高工作压力； P 进油路上的沿程和局部损失。初算时按经验数据选取，如管路简单的节流调速系统取 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 P =(2 5) 105路复杂，进油路采用调速阀系统，取 P =(5 15) 105可参照同类系统选取。 由工况图和刨床液压系统图可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为 10系统采用调速阀进油节流调速，选取进油管路压力损失为 8 510于采用压力继电器，溢流阀的调整压力一般应比 系统最高压力大 5 510泵的最高工作压力为 551 ( 2 4 . 3 8 5 ) 1 0 3 7 . 3 1 0pP p a 这是泵的最高工作压力（稳态），即溢流阀的调整压力。 前面计算的液压泵压力统工作时还存在有动态超压力，其值总是超过稳态压力。所以选择液压泵规格时，其公称压力应比计算的最大压力高 25% 60%，液压泵的公称工作压力 5511 . 2 5 1 . 2 5 3 7 . 3 1 0 4 6 . 6 1 0p p a 泵在快速时向液压缸输油，由前面分析可知，液压缸快退时的工作压力比快进时小，这时压力油不通过调速阀，进油路较简单，但是流经管道和阀的油流量较大，取进油压力损失为 5 510快退时，泵的最高工作压力为 p 552 这是泵的最高工作压力，其值是液控顺序阀 6调整时的参考数据。 泵的流量 单液压泵供给多个执行元件同时工作时， 泵的流量要大于液压执行元件所需要最大流量的总和，并考虑系统泄露和液压泵磨损后的容积效率下降等因素，即 m p（ 式 3 其中： K 系统泄露的修正系数，一般取 Q 多个执行元件同时工作时所需最大流量。对动作复杂的系统，将同时工作的执行元件的流量循环图组合在一起，从中求Q，其中 Q 为系统总泄漏量。 对于工作过程中采用节流调速的系统，确定液压泵的流量时，还需要加溢流阀稳定工作所需的最小溢流量 即 m m （ 式 3 采用差动连接液压缸时，液压泵流量为 m a ( p （ 式 3 式中： 12, 分别为液压缸无杆腔和有杆腔的有效工作面积； 活塞或液压缸的最大移动速度。 当系统采用蓄能器存储压力油时，液压泵的流量按系统在一个周期中的平均流量选择 ni （ 式 3 式中； T 主机工作周期； 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 各执行元件在工作周期内的耗油量； n 执行元件的个数； 泵的公称流量与系统计算的 由图 (a)可知，最大流量在快进时，其值为 3 。按上式可求的泵的最大流量， ,所以： p / 33 （ ） 最小流量在工 进时，其值为 10100 3 ，为保证工进时系统压力较稳定，应考虑溢流阀有一定的最小溢流量，取最小溢流量为 1001 3 。 选择泵的规格 根根据以上数值，选用叶片泵型号为 25 确定液压泵的驱动功率 在工作循环中，当泵的压力和功率比较恒定时，驱动泵的电动机功率 （ 式 3 式中： 液压泵的最高工作压力； 液压泵的流量； p 液压泵的总效率。各种泵在公称压力下的总效率可参考下表 10，液压泵规格大时取大值，小时取小值。 表 10 各种泵在公称压力下的总效率对应表 液压泵名称 齿轮泵 叶片泵 径向柱塞泵 轴向柱塞泵 总效率 该指出，当液压泵的工作压力只有公称直径的 10%，泵的总效率将显著下降，有时只达 外，当变量泵的流量为公称流量的 1/4或 1/3以下时，容积效率和总效率都要下降很多，因此，设计时必须注意。 限量式变量叶片泵的驱动功率，可按流量特性曲线拐点处的流量、压力值计算，一般拐点流量的压力在泵最大压力 80%处，即： m a （ 式 3 式中 通常，限量式变量叶片泵在工作时， 流量很小，效率很低。可按下式粗略估算驱动功率，即 （ 式 3 式中： , 泵的实际工作压力和流量； p 般机床常用的限量式变量叶片泵在压力 的功率损耗，可按下表 11 选取限量式变量叶片泵 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 表 11 限量式变量叶片泵压力功率对应表 液压泵压力10 15 20 25 30 35 40 功率损耗10 工作循环过程中，液压泵的工作压力和流量变化较大时，液压泵的驱动功率应按各工作阶段的功率进行计算，然后取平均值： 2122121 （ 式 3 式中： 1, , , nt t t 在整个工作循环中各 阶段对应的时间； 12, , , np p p 在整个工作循环中各阶段对应的功率。 按上式算得的功率和液压泵要求的工作转速，可以从产品样本中选取标准电动机，然后必须检查每一阶段电动机的超载量是否都在允许范围内。一般规定电动机在短时间内可超载 25%，否则就按最大功率选取电动机。 由液压缸工况图（ c） 可知，最大功率出现在快退阶段，其数值按上式计算， 0) 35212 其中： 1Q 为大泵流量， 31 ； 2Q 为小泵流量， 32 ； p为液压泵总效率，取 按样品本选用 4速为 1440r/112 根据所选择的液压泵规格及系统工作情况，可算出液压缸在各阶段的实际进出流量，运动速度和持续时间，从而为其他液压元件的选择及系统的性能计算奠定基础。 压辅助元件选择 液压阀的选择 主要依据是根据阀在系统工作的最大工作压力和通过该阀的实际流量，其它还需考虑阀的动作方式、安装固定方式、压力损失数值、工作性能参数和工作寿命等条件来选择标准阀类的规格。 选择控制阀应注意以下几个问题 应尽量选择标准定型产品，要求非标准元件尽量少，不得已时才自行设计制造专用阀或其它液压元件。 选择溢流阀时，按泵的最大流量选取，使泵的全部流量能回油箱，选择节流阀和调速阀时，要考虑其最小稳定流量满足机床执行机构第素性能的要求。 一般选择控制阀的公称流量比管路系统实际通过的流 量大一些。必要时允许通过阀的流量超过公称 液压系统的计算 充值购买 费领取图纸 流量的 20%。 应注意差动液压缸由于面积差形成不同回油量对控制阀的影响。 根据液压泵的工作压力和通过阀的实际流量，选择各种液压元件和辅助元件的规格。由于当前液压行业正在更新各种液压元件，即将生产新型高压规格的元件，以取代中、低液压元件，现根据工作压力及流经各元件的实际流量逐一选定，列于下表 12中 表 12 液压元件规格及型号 编号 元件名称 技术数据 510PQ 310 /60( 3m /s 规格及型号 1 叶片泵 p=63 三位四通电磁换向阀 p=63； Q=25 行程流量控制阀 p=63； Q=25； Q ； p =1 溢流阀 P=63；4； Q=10；卸荷压力 ，满足要求。 查 1表 23压缸活塞第一行程系列选取活塞行程为 800 根据油缸的整体设计，将液压缸进、出 油口分别设计在缸底和缸头上，同时进、出口连接形式采用螺孔联接。 液压缸油口直径应根据活塞最高运动速度 u 和油口最高液流速度0照资料 1中，由下式来计算： 00 13.0 （式 4 其中：0d 液压缸油口直径（ m）； D 液压缸内 径（ m）； 液压缸的设计 充值购买 费领取图纸 u 液压缸最大输出速度， .1 ； 0u 油口液流速度 ( ) 则； 000 . 1 3 2 4 m 查 3表 7及考虑到后面的油管所用的管接头 ,选取油口安装尺寸为 227M 。 底厚度计算 一般液压缸为平形缸底，在本设计中缸底有油孔，按 1来计算缸底盖的厚度 h ： y )(（式 4 式中 , h 缸底厚度（ m） D 液压缸内径（ m） 试验压力，由前面计算得 0d 缸底油孔直径（ m），在此为 s 缸体的许用应力（ 为 270底与缸筒的材料是相同的。代入数据，则： 63336036 . 5 1 0 8 0 1 00 . 4 4 2 0 . 4 4 2 8 0 1 0( ) ( 8 0 2 4 ) 1