目錄1．工況分析1
2．擬定液壓系統原理圖2
3．液壓系統的計算和選擇液壓元件8
3.1液壓缸主要尺寸的確定4
3.2確定液壓幫浦的流量、壓力和選擇幫浦的規格5
3.3液壓閥的選擇5
3.4確定管道尺寸6
3.5液壓油箱容積的確定6
4．液壓缸的主要尺寸7
1．工況分析
首先根據已知條件，繪製運動部件的速度迴圈圖，然後計算各階段的外負載並繪製負載圖。
液壓缸所受外負載f包括三種型別，即
fw為工作負載，對於金屬切削工具機來說，即為沿活塞運動方向的切削力，在本例中為 12000 n；
fa—運動部件速度變化時的慣性負載；
ff—導軌摩擦阻力負載，啟動時為靜摩擦阻力，啟動後為動摩擦阻力，對於平導軌可由下式求得
f—導軌摩擦係數，取靜摩擦係數0.2，動摩擦係數為0.1。求得：
ffs=0.2* 18000 n= 3600 n
ffa=0.1* 18000 n= 1800 n
g—重力加速度；
△t—加速度或減速度，一般△t=0.01～0.5s
△v—△t時間內的速度變化量。（在上式中代入題目資料）
根據上述計算結果，列出各工作階段所受的外負載(見表1.1)，並畫出負載迴圈圖。
表1.1
圖1.1速度和負載迴圈圖
2．擬定液壓系統原理圖
(1)確定供油方式
考慮到該工具機在工作進給時負載較大，速度較低。而在快進、快退時負載較小，速度較高。從節省能量、減少發熱考慮，幫浦源系統宜選用雙幫浦供油或變數幫浦供油。現採用限壓式變數葉片幫浦。
(2)調速方式的選擇
在中小型專用工具機的液壓系統中，進給速度的控制一般採用節流閥或調速閥。根據銑削類專用工具機工作時對低速效能和速度負載特性都有一定要求的特點，決定採用限壓式變數幫浦和調速閥組成的容積節流調速。這種調速迴路具有效率高、發熱小和速度剛性好的特點，並且調速閥裝在回油路上，具有承受負切削力的能力。
(3)速度換接方式的選擇
本系統採用電磁閥的快慢速換接迴路，它的特點是結構簡單、調節行程比較方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩性較差。若要提高系統的換接平穩性，則可改用行程閥切換的速度換接迴路。
(4)夾緊迴路的選擇
用二位四通電磁閥來控制夾緊、鬆開換向動作時，為了避免工作時突然失電而鬆開，應採用失電夾緊方式。考慮到夾緊時間可調節和當進油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，所以接入節流閥調速和單向閥保壓。在該迴路中還裝有減壓閥，用來調節夾緊力的大小和保持夾緊力的穩定。
最後把所選擇的液壓迴路組合起來，即可組合成圖1.2所示的液壓系統原理圖。
圖1. 2 液壓系統原理圖
3．液壓系統的計算和選擇液壓元件
3.1液壓缸主要尺寸的確定
1)工作壓力p的確定。工作壓力p可根據機器的型別來初步確定，參見指導書表1.2取液壓缸工作壓力為 3 mpa。
2)計算液壓缸內徑d和活塞桿直徑d。由負載圖可知最大負載f為 13800 n，按表1.3可取p2為0.
5mpa，ηcm為0.95，考慮到快進、快退速度相等，取d／d為0.7。
將上述資料代入式可得
根據指導書表2.1，將液壓缸內徑圓整為標準系列直徑d= 100 mm（盡量避免取90mm直徑）；活塞桿直徑d，按d／d= 0.7及表2.
2活塞桿直徑系列取d= 70 mm。
(題目當中有夾緊缸的需要計算夾緊缸直徑按工作要求夾緊力由兩個夾緊缸提供)，考慮到夾緊力的穩定，夾緊缸的工作壓力應低於進給液壓缸的工作壓力，現取夾緊缸
的工作壓力為2.5mpa， 回油背壓力為零，ηcm為0.95，可得
按表2.1及表2.2液壓缸和活塞桿的尺系列，取夾緊液壓缸的d和d分別為 63 mm及 45 mm。
3)計算在各工作階段液壓缸所需的流量
19.2l/min
9.42l/min
3.2確定液壓幫浦的流量、壓力和選擇幫浦的規格
1)幫浦的工作壓力的確定考慮到正常工作中進油管路有一定的壓力損失，所以幫浦的工作壓力為
pp—液壓幫浦最大工作壓力；
p1—執行元件最大工作壓力；
∑△p—進油管路中的壓力損失，初算時簡單系統可取0.2～0.5mpa，複雜系統取 0.5～1.5mpa，本例取0.5mpa。
上述計算所得的pp是系統的靜態壓力，考慮到系統在各種工況的過渡階段出現的動態壓力往往超過靜態壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量，並確保幫浦的壽命，因此選幫浦的額定壓力pn應滿足pn≥(1.25～1.
6) pp。中低壓系統取小值，高壓系統取大值。在本例中pn =1.
25 pp=4.4mpa。
2)幫浦的流量確定液壓幫浦的最大流量應為
qp—液壓幫浦的最大流量；
(∑q)min同時動作的各執行元件所需流量之和的最大值。如果這時溢流閥正進行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量2～3l／min；
kl—系統洩漏係數，一般取kl=1.1～1.3，現取kl=1.2。
20l/min=24l/min
3)選擇液壓幫浦的規格根據以上算得的pp和qp，再查閱有關手冊，
3.3液壓閥的選擇
根據所擬定的液壓系統圖，按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規格。選定的液壓元件如表1.2所示。
表1.2液壓元件明細表
3.4確定管道尺寸
油管內徑尺寸一般可參照選用的液壓元件介面尺寸而定，也可按管路允許流速進行計算。本系統主油路流量為差動時流量q= 20 ×2= 40 l／min，壓油管的允許流速取u=4m／s，則內徑d為
若系統主油路流量按快退時取q= 20 l／min，則可算得油管內徑d= 10.3 mm。
綜合諸因素，現取油管的內徑d為 12 mm。吸油管同樣可按上式計算(q= 24 l／min、v=1.5m／s)，現參照ybx-16變數幫浦吸油口連線尺寸，取吸油管內徑d
為 25 mm。
3.5液壓油箱容積的確定
本例為中壓液壓系統，液壓油箱有效容量按幫浦的流量的5～7倍來確定，現選用容量為 160 l的油箱。
液壓系統的驗算 （略）
4．缸的主要尺寸表
進給缸的主要尺寸
夾緊缸的主要尺寸（無夾緊缸的可不填此表）
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