液压传动课程设计-液压系统设计举例

液压系统设计计算举例

液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。

1设计要求及工况分析

1.1设计要求

要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进工进快退停止。主要性能参

数与性能要求如下：切削阻力F L=30468N ;运动部件所受重力G=9800N ;快进、快退速度 1 = 3=0.1m/s，工进速度2=0.88 x 10-3m/s ;快进行程L1=100mm，工进行程L2=50mm ;往复运动的加速时间A t=0.2s;动力滑台米用平导轨，静摩擦系数ps=0.2，动摩擦系数屈=0.1。

液压系统执行元件选为液压缸。

1.2负载与运动分析

(1) 工作负载工作负载即为切削阻力F L=30468N。

(2) 摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：

静摩擦阻力F fs

s

G0.298001960 N

动摩擦阻力F fd d G0.19800980N

(3)惯性负载

G98000 1

1N 500 N

i g t9.80.2

(4)运动时间

t1L1

100

；1s

快进10.1

L250 10 3

t22s 56.8s 工进20.88 10

t3L1L2(1003

50) 10

s 1.5s

快退30.1

设液压缸的机械效率n m=0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。

表1

工况负载组成液压缸负载F/N液压缸推力F

0=F/ n cm/N 启动 F F fs19602180

力口速 F F fd F i14801650

快进

F F fd

9801090

工进 F F fd F L3144834942

反向启动 F F fs19602180

力口速 F F fd F i14801650

快退

F F fd9801090

根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即

负载/KN<55~1010~2020~3030~50>50

工作压力/MPa<0.8〜1 1.5~2 2.5~33~44~5> 5

表3

机械类型

机床农业机械小型工

程机械

建筑机械液压凿

岩机

液压机

大中型挖掘机重

型机械

起重运输机械

磨床组合机床龙门刨床拉床

工作压力/MPa0.8~23~52~88~1010~1820~32 11/1〉

0.4”

可绘制出负载循环图F-t和速度循环图-t，如图1所

示。

2确定液压系统主要参数

2.1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，参考表2和表3,初选液压缸的工作压

力P i=4MPa。

2.2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（A i=2A2），快进时液压

缸差动连接。工进时为防止孔钻通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=0.6MPa。

J.-

图

如表7所列，由此绘制的液压缸工况图如图

2所示。

表4系统类型

背压力/MPa 简单系统或轻载节流调速系统 0.2~0.5 回油路带调速阀的系统 0.4〜0.6 回油路设置有背压阀的系统 0.5~1.5 用补油泵的闭式回路 0.8~1.5 回油路较复杂的工程机械 1.2~3 回油路较短且直接回油

可忽略不计

表5工作压力/MPa

< 5.0 5.0~7.0 > 7.0 d/D

0.5~0.55

0.62~0.70

0.7

表62/ 1

1.15 1.25 1.33 1.46 1.61 2 d/D

0.3

0.4

0.5

0.55

0.62

0.71

注：

’2

—有杆腔进油时活塞运动速度

参考表5及表6，得d 0.71D =77mm ,圆整后取标准数值得

D=110mm ， d=80mm 。

由此求得液压缸两腔的实际有效面积为

2 2 2 2

4

2

d )

(0.11 0.8 )m 44.7 10 m

4

可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、

流量和功率，

由式 得

p

i

A 1

p

2

A 2

cm

则活塞直径

31448 0.9 (4

2

——m 106

4 2

94 10 m

4 94 10

0.109m 109mm

A 1

D 2 4

0.112 2 ------- m 4

4 2 9

5 10 4 m 2

A 2严2

根据计算出的液压缸的尺寸,