数控卧式镗铣床主轴箱用液压平衡机构的设计与分析

数控卧式镗铣床主轴箱用液压平衡机构的设计与分析
摘要
任何液压系统都是由一些基本回路所组成的，所谓的液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。

压力控制回路是控制整个系统或局部油路的工作压力。

压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统或局部油路的压力，达到调压、卸载、减压、增压、平衡、保压、泄压等目的，以满足执行元件对力或力矩的要求。

对于液压基本回路的实验装置设计，能使我们更好的掌握也压得基本原理及液压系统设计的基本流程，并且对设计的一般步骤与方法有了更好的掌握。

本文阐述了主轴箱用液压系统使主轴箱向上运动、向下运动、以及停止运动时的平衡压力基本稳定。

根据液压原理图以及主轴箱平衡机构装配图对各部分液压元件进行选材校核，从而完成整个设计。

论文首先综述了国内外液压技术的研究进展及研究现状、分析课题的研究背景、阐述课题研究的意义和内容。

然后重点根据液压原理图，从而选择液压元件，计算其性能是否符合指标，最后在说明液压系统工作时的注意事项。

关键词:主轴箱；液压平衡系统；平衡液压缸。

CNC horizontal boring and milling machine spindle box design and analysis of hydraulic balance mechanism
Abstract
Any hydraulic system is composed of some of the basic circuit of the hydraulic basic circuit, the means to achieve a certain provisions of the hydraulic components functional combination.
Pressure control loop is to control the entire system or local oil pressure of work.Pressure control circuit is a control valve to control the entire system or the local oil pressure, pressure, unloading, achieve decompression, pressure, balance, pressure, pressure relief purposes,in order to meet the requirements of executive component of force or torque. For the design of experimental device of hydraulic basic circuit, will enable us to better grasp the basic process design is the basic principle and the hydraulic system, have a better grasp of design and the general steps and methods.
This paper expounds the main spindle box hydraulic system for the main spindle box moves upward, downward movement, and stop the movement of the basic stability of equilibrium pressure. According to various parts of the hydraulic components of hydraulic schematic diagram material check and balance mechanism of spindle box assembly drawing, thus completing the whole design. The paper first summarizes the analysis of the status quo, and research progress of study on the hydraulic technology at home and abroad and the significance of research background, describes the research topics. Secondly based on the hydraulic principle diagram, thus the selection of hydraulic components, its performance meets the index calculation, the points for attention in the hydraulic system work.
KeyWords：robot arm；harmonic drive；structure design.
目录
1绪论 (1)
1.1数控镗铣床概述 (1)
1.2 主轴箱以及液压系统简介 (1)
1.3数控机床的发展 (2)
1.4液压技术 (4)
1.4.1液压技术的现状及其发展 (4)
1.4.2 液压技术的特点 (5)
2 主轴箱液压平衡系统的总体设计 (6)
2.1主轴箱用液压平衡机构的简要分析 (6)
2.2负载分析 (10)
2.2.1工作负载 (10)
2.2.2摩擦负载 (10)
2.2.3惯性负载 (10)
2.3液压缸主要参数确定 (11)
2.3.1初选液压缸的工作压力 (11)
2.3.2计算液压缸的尺寸 (12)
2.3.3液压平衡系统 (12)
2.4平衡液压缸的设计 (14)
2.4.1液压缸的组成 (14)
2.4.2平衡液压缸的计算 (15)
2.4.3平衡液压缸与主轴箱的连接 (19)
2.4.4防止杂质侵入 (20)
2.4.5吸油管与回油管 (20)
2.4.6液面指示 (21)
2.4.7液压站的结构设计的注意事项 (21)
2.4.8液压站的组装 (22)
2.4.9滤油器的选择 (22)
2.5.1液压元件的安装 (22)
3 液压站的使用与检查 (24)
3.1使用的一般注意事项 (24)
3.2检查 (24)
4结论 (25)
参考文献 (26)
致谢 (28)
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毕业设计（论文）独创性声明 .. (29)
1绪论
1.1数控镗铣床概述
数控镗铣床也称“加工中心”机床，是一种新型机床，是一种具有自动换刀装置和任意分度数控转台的点位-直线数字控制机床。

工件在一次装夹后能自动完成几个侧面的钻、铣、镗、铰、攻丝等多种工序的加工。

在机械零件中，箱体类零件占相当大的比重，例如变速箱【1】、汽缸体、汽缸盖等。

这类零件往往重量较大，形状复杂，加工的工序多。

如果能在一台机床上，一次装夹自动地完成大部分工序，主要是铣端面和钻孔、攻螺纹、镗孔等孔加工。

因此，数控镗铣床集中了钻床、铣床和镗床的功能，有以下特点：
(1)工序集中。

集中了铣削和不同直径的孔加工工序。

(2) 自动换刀。

按预定加工程序，自动地把各种刀具换到主轴上去，把通过的刀具换下来。

因此，要有刀库、换刀机械手等。

(3)精度高。

各孔的中心距全靠各坐标的精度来保证，不用钻、镗模。

有的机床，还有自动转位工作台，用来保证各孔各面间的角度。

镗孔时，还可以先镗这个壁上的孔，然后工作台转向180度，再镗对面壁上的孔。

两孔要保证达到一定的同轴度。

1.2主轴箱以及液压系统简介
主轴箱（英文名称：spindle head）定义：装有主轴的箱形部件。

主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。

主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。

主轴箱传动系统的设计，以及主轴箱各部件的加工工艺直接影响机床的性能。

液压系统（英文名称：hydraulic system）定义：以油液作为工作介
质，利用油液的压力能并通过控制阀门等附件操纵液压执行机构工作的整
套装置。

液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。

一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。

一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性、系统元件性能的的优劣，系统的污染防护和处理，而最后一点尤为重要【2】。

近年来我国国内液压技术有很大的提高，不再单纯地使用国外的液压技术进行加工。

液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。

液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系。

液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀，其用于控制工作油液的流量、压力和方向；执行部分含有液压缸或液压马达，其可按实际要求来选择【3】。

1.3数控机床的发展
20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展【4】。

采用数字技术进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（ParsonsCorporation）实现的。

他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到±0. 0381mm（±0.0015in），达到了当时的最高水平。

1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。

这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。

这台机床是一台试验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生产出来。

在此以后，从1960年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。

数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。

然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。

到了1960年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。

因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。

因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到1966年实际使用的约6000台数控机床中，85%是点位控制的机床【5】。

数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。

这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。

这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐•;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。

这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。

它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。

加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。

1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是所谓的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。

1974年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件功能加强，发展成计算机数字控制机床（简称为CNC机床），进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展[6]。

80年代，国际上出现了1～4台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。

这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。

目前，FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展，从中小批量加工向大批量加工发展。

所以机床数控技术，被认为是现代机械自动化的基础技术。

为了提高机械化自动化程度，1845年，美国的菲奇发明转塔车床；1848年，美国又出现回轮车床；1873年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床；20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床【7】。

第一次世界大战后，由于军火、汽车和其他机械工业的需要，各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。

为了提高小批量工件的生产率，40年代末，带液压仿形装置的车床得到推广，与此同时，多刀车床也得到发展。

50年代中，发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。

数控技术于60年代开始用于车床，70年代后得到迅速发展。

自美国在50年代末搞出世界一台数控车床后，机床制造业就进入了数控时代，中国在六十年代也搞出了第一代数控机床，但后来中国进入了什么年代，大家都知道。

等80年代我们再去看世界的数控机床水平，差距就是20年了，其实奋起直追还有希望，但国营工厂不思进取，到了90年代，我们再去看世界水平，已有30年的差距了。

中国改革开放前走的是苏联的路子，什么叫苏联的路子，举个例子来讲：比如，生产一根轴，苏联的方式是建一个专用生产线，用多台专用机床，好处是批量很容易上去，但一旦这根轴的参数发生了变化，这条线就报废了，生产人员也就没事做了【8】。

在1960－1980年代，国营工厂一个产品生产几十年不变样。

到了1980年代后，当时搞商品经济，这些厂不能迅速适应市场，经营就困难了，到了90年代就大量破产，大量职工下岗。

现代的生产也有大批量生产，但主要是单件小批量，不管是那种，只要你的设备是数控的，适应起来就快。

专业机床的路子已经到头了，;西方走的路和前苏联不一样，当年的“东芝”事件，就是日本东芝卖给苏联了几台五轴联动的数控铣床，让苏联在潜艇的推进螺旋桨上的制造，上了一个档次，让美国的声纳听不到潜艇声音了，所以美国要惩处东芝公司。

由此也可见，前苏联的机床制造业也落后了，他们落后，我们就更不用说了。

虽然，美国搞出了世界第一台数控机床，但数控机床的发展，还是要数德国。

德国本来在机械方面就是世界第一，数控机床无非就是搞机电一体化，机械方面德国已没问题，剩下的就是电子系统方面，德国的电子系统工业本来就强大，所以在上世纪六、七十年代，德国就执机床界的牛耳了。

1.4液压技术
1.4.1液压技术的现状及其发展
液压传动是流体传动的一种，它是工农业生产中广为应用的一门技术。

如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的标志【9】。

它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业中的冶金机械、提升装置等；土木工程用的防洪闸门即堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂用的涡轮机调速机构、核发电厂等；船舶用的甲板起重机械、船头门、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、舰船减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控装置等。

液压传动相对于机械传动是一门新科学。

但对于计算机等新技术，它又是一门较老的技术，如果从17世纪帕斯卡提出静压传递原理、18世纪英国制成第一台水压机算起，液压传动已有200多年历史。

只是由于早期没有成熟的液压传动技术和液压元件，而使它没有得到普遍的应用。

随着科学技术的不断发展，各行各业对传动技术有了不断的需求。

特别是在第二次世界大战期间，有军事上迫切地需要反应快、重量轻、功率大的各种武器装备，而液压传动技术适应了这一需求，所以使液压传动技术获得了发展，在战后的50年代中，液压传动技术迅速地转向其它各个部门，并得到了广泛的应用【10】。

由于采用集成、叠加、插装技术，使装配容易，造价低，比起机械等传动来，它是一种最为经济的选择。

目前，它分别在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪音、长寿命、高度集成化、小型化与轻量化、一体化和执行件柔性化等方面取得了很大的进展。

同时，由于与微电子技术的密切配合，实现了智能化和自动化，静液压传动装置替代了传统的液力变矩-齿轮箱传动，能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率并加以准确的控制，从而更使得它在各行各业中发挥出巨大的作用。

1.4.2液压技术的特点
随着液压技术的不断发展，液压设备的年增长率远远大于其他设备的年增长率，其原因是由于液压传动在许多领域是机械等传动无法取代的。

液压传动能实现低速大吨位运动；采用适当的节流技术可使运动机构的速度十分均匀稳定；使用伺服、仿形、调速等机构可使执行元件的运动精度达到很高，可以微米计；液压系统各部分间使用管道连接的，其布局安装有很大的灵活性，而其体积重量比却比机械传动小得多，因此能构成其它方法难以完成的复杂系统；液压传动可以用很小功率控制速度、方向；液压元件体积小，重量轻，标准化程度高，便于集中大批生产【11】。

2 主轴箱液压平衡系统的总体设计
2.1主轴箱用液压平衡机构的简要分析
JCS-013自动换刀数控镗铣床主轴箱的平衡，我们采用了液压平衡系统。

经过鉴定和生产试验表明，这种液压平衡系统工作可靠，速度转换平稳，满足了机床使用性能的要求。

本机床采用框式动立柱结构，主轴箱位于框架中间，可随立柱一起作Z 向移动;沿立柱导轨作Y向移动，要求定位精度为±0.02毫米/300毫米。

为使重量达1100公斤的主轴箱沿Y坐标上下移动驱动力一致，以保证主轴箱工作可靠，定位准确，就需要加配重。

用重锤作配重不仅增大体积、重量和占有空间，而且在立柱起动、停止和速度转换时重锤的惯性对其移动准确性将有较大的影响，因此采用液压平衡装置。

平衡油缸和主轴箱用钢丝绳经过一个动滑轮、两个定滑轮连接起来，如图2.1所示。

图2.1平衡油缸和主轴箱连接图
从图中可知：
V主=2V平（1）
W主=1/2W平（2）
W平=F平·P平（3）
Q平=F平·V平（4）
式中：
V主——主轴箱的Y向移动速度（毫米/分）；
V平——平衡油缸活塞移动速度（毫米/分）；
W主——被平衡的重量（公斤）；
W平——平衡油缸产生的平衡力（公斤）；
P平——平衡压力（公斤/厘米2）；
F平——平衡油缸工作面积（厘米2）；
Q平——平衡油缸需要的流量（厘米3/分）。

从式（1）可以看出：用动滑轮可使平衡油缸活塞行程减小；从式（3）中可以看出：如提高P平，则F
可缩小，即油缸可适当减小。

因此，与重锤配
平
种相比，液压平衡能做到体积小、重量轻、结构紧凑。

本机床对液压平衡系统有以下要求：
a. 主轴箱在Y向上下移动时平衡油缸所产生的平衡力差值越小越好；
b.停机后的一定时间内主轴箱要保持平衡，即停泵后的一定时间内系统要保持一定压力；
c.主轴箱定位夹紧后，如果系统能保持平衡压力，油泵就卸荷；如果系统内压力降到比平衡压力低2~4公斤/厘米2时，油泵应供高压油。

根据要求，机床主轴箱采用拖动和平衡分开的形式进行控制。

从式（1）可以看出：用动滑轮可使平衡油缸活塞行程减小；从式（3）中
可缩小，即油缸可适当减小。

因此，与重锤配可以看出：如提高P平，则F
平
种相比，液压平衡能做到体积小、重量轻、结构紧凑。

本机床对液压平衡系统有以下要求：
a. 主轴箱在Y向上下移动时平衡油缸所产生的平衡力差值越小越好；
b.停机后的一定时间内主轴箱要保持平衡，即停泵后的一定时间内系统要保持一定压力；
c.主轴箱定位夹紧后，如果系统能保持平衡压力，油泵就卸荷；如果系统内压力降到比平衡压力低2~4公斤/厘米2时，油泵应供高压油。

根据要求，机床主轴箱采用拖动和平衡分开的形式进行控制。

平衡系统如图2所示。

工作原理：
主轴箱向上运动，平衡油缸的活塞向下运动，油缸上腔增大，泵2输出的高压油经粉末烧结过滤器、电磁阀、纸质过滤器、减压阀、单向阀、平衡阀中的单向阀进入油缸上腔。

主轴箱向下运动，活塞向下运动，油缸上腔减小，油被排出进入平衡阀，关闭单向阀，推开滑阀流回油箱。

平衡压力用减压阀调节。

由平衡系统工作原理可看出，系统中起重要作用的是平衡阀，其结构如图2.2所示。

图2.2平衡阀装配图
平衡油缸进油时高压油经孔P进入平衡阀，从这里一路经孔道5进入油腔3，作用在滑阀2的P面上；另一路推开单向阀1，进入油腔7，作用在滑阀2的B面上。

油腔3压力比油腔7压力高，再加上弹簧4的作用力就把滑阀推向右端，处于关闭状态，油经A孔，进入平衡油缸。

油缸排油时，排出油经P孔进入平衡阀油腔7，关闭单向阀，油无出路压力升高，克服作用在滑阀2A面上的油压力和弹簧力将滑阀推向左端，油腔7与回油腔6接通，油经O孔流回油箱。

滑阀2推向左端，油腔3缩小，被排出油经孔道5、油孔P储存在蓄能器10中。

蓄能器的充气压力为工作压力的70%左右。

确定平衡压力为34千克力/厘米2。

主轴箱上下移动（即活塞运动）平衡压力不同，有一个差值ΔP。

ΔP=P平下-P平上
——主轴箱向下移动时平衡压力；
式中：P
平下
P平上——主轴箱向上移动时平衡压力；
分析系统可知：ΔP由三部分组成：
ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP3
式中：
ΔP1——溢流阀3到平衡阀8之间的压力损失；
ΔP2——平衡阀的压力损失
ΔP2=ΔP21+ΔP22
ΔP21——平衡油缸进油时a点和b点的压差；
ΔP22——平衡油缸排油时b点和a点的压差；
ΔP3——平衡阀到平衡油缸之间管路损失；
ΔP3=ΔP31+ΔP32
ΔP31——平衡油缸进油时b点到油缸口之间的管路损失；
ΔP32——平衡油缸排油时油缸口到b点之间的管路损失。

ΔP1、ΔP3与主轴箱运动速度V主有关，若V主增加，ΔP1、ΔP3有明显增加，也就是说，随着管路中油流速的增加，管路损失（包括局部损失和沿程损失）也增加。

ΔP2是由平衡阀本身的性能所决定的，它一方面与阀中两根弹簧有关，另一方面与阀中油流速和通道弯曲程度有关。

了解主轴箱起动停止过程平衡压力变化情况。

由电感位移计给出主轴箱起动信号。

平衡油缸压力变化通过压力传感器，经六相应变仪放大，用自动记录仪同时记录下主轴箱起动和压力变化情况。

在主轴箱起动、停止过程中压力都是平滑上升下降，无超调现象。

为使主轴箱上下运动配重变化小（即ΔP值小）应做到以下三点：
a. 平衡阀出口b孔与平衡油缸进口越接近越好，建议平衡系统联结板放在平衡油缸进口处。

b. 在单向阀前加减压阀，用它保持平衡阀进油口油压基本不变，减小
ΔP1对平衡压力的影响。

c. 设计平衡阀时要使ΔP2尽可能小。

要使系统能在停机后保持一定压力，首要条件就是不漏油。

在考虑系统时要选用不带外泄漏孔的元件（为此减压阀装在单向阀之前而不能装在平衡阀之
前、单向阀之后），以免外泄漏，但在系统中不可避免有带内泄漏的元件如平衡阀和平衡油缸，对这些带内泄漏的元件就应使其内泄漏尽可能小。

油泵卸荷是用压力继电器控制的。

系统对压力继电器有以下要求：
a. 发出信号的重复精度要高；
b. 不应受外界干扰而给出误信号；
c. 不灵敏区越小越好。

主轴箱移动部分重量W 主=1100千克，平衡油缸活塞直径D=95毫米，活
塞杆直径d=25毫米，计算得出：V 平=1/2V 主=2500毫米/分
P 平=2W 主/F 平=2W 主/0.25π（D 2-d 2）≈33.4千克/厘米2
Q 平=F 平·V 平=0.25π（9.52-2.52）×250×1.1≈18000厘米3/分
计算平衡压力为34千克力/厘米2。

2.2 负载分析
2.2.1工作负载
F L =G=1100×9.8×2N=21582N
2.2.2摩擦负载
静取静摩擦系数f s =0.2，动摩擦系数f d =0.1
摩擦负载 F fs =f s ×F L =0.2×21582N=4316.4N
动摩擦负载 F FD =f d ×F L =0.1×21582N=2158.2N
2.2.3惯性负载
加速 1215820.024105.69.80.5
a G v F N N g t ∆=⨯=⨯=∆ 加速制动 21a a F F ==105.6N
反向加速 3215820.02192.49.80.5
a G v F N N g t ∆=⨯=⨯=∆ 反向制动 43a a F F =92.4N =
则液压缸各阶段中的负载如表3-1所示（0.90m η=）
表3.1 液压缸各阶段中的负载
工况
计算公式 总负载F/N 缸推力F/N 起动
s f L F F F =- -17265.6 -15539.04 加速
1d f a L F F F F =+- -19318.2 -17386.38 快上
d f L F F F =- -19423.8 -17481.42 制动
2d f a L F F F F =-- -19529.4 -17576.46 反向启动
s f L F F F =+ 25898.4 23308.56 反向加速
3d f a L F F F F =++ 23832.6 21449.34 快下
d f L F F F =+
23740.2 21366.18 反向制动 4d f a L F F F F =-+
23647.8 21283.02 2.3液压缸主要参数确定
2.3.1初选液压缸的工作压力
压力的选择根据载荷的大小和设备性能而定。

还要考虑执行元件的装配空间，经济条件及元件供应情况的限制。

在在和一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的机构尺寸。

对某些设备来说，尺寸受到限制，从材料消耗角度看也不经济；反之，压力选的太高，对液压泵、液压缸、液压阀的元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备的成本。

具体参考表3.2和表3.3 。

表3.2 按载荷选工作压力
载荷/KN <5 5-10 10-20 20-30 30-50 >50 工作压力 <0.8-1 1.5-2 2.5-3 3-4 4-5 ≧5
/Mpa
表3.3 各种机械常用的系统工作压力
机械类型 工作压力
磨床 0.8-2
组合机床 3-5
龙门刨床 2-8
拉床 8-10
农业机械、小型工程机械、建筑机械 10-18
液压机、大型挖掘机、重型机械、起重运输机械 20-32
由表3.2和表3.3可知，本液压系统的工作载荷在15-26KN ，且机械类型是组合机床，初选工作压力为3Mpa 。

2.3.2计算液压缸的尺寸
鉴于液压缸快上和快下速度相差不大，且为了防止主轴箱上升或下降过快，故在回油路上设置有背压，如表3.4 。

表3.4 液压执行件的背压力
系统类型 背压力/Mpa
简单系统和一般轻载节流调速系统 0.2-0.5
回油带背压阀 调整压力一般0.5-1.5 中低压系统 回油路设流量调节阀的进给系统满载工作时 0.5
设补油泵的闭式系统 0.8-1.5
高压系统 初算时可忽略不计
根据表3.4可知，选取背压力p 2=0.5Mpa ，则：
22216
2123308.5694.18100.50.9(3)10()2
2m F
A m m p p η-===⨯-⨯- 则活塞直径：
4214494.181010.9510A D m m ππ--⨯⨯=
==⨯
取D=95mm 。

2.3.3 液压平衡系统 a . 液压原理图的分析。