【摘要】通過設計液壓（yā）傳動（dòng）係統（tǒng），鞏固和深化已學的理論知識，掌握液壓係統係統設計計算（suàn）的一般步驟和方法；正確合理（lǐ）地確定（dìng）執行液壓機構，運用（yòng）基本（běn）回路（lù）組成滿足基本性（xìng）能要求（qiú）的、高效的液壓係（xì）統；熟悉並運用有關國家標準、設計手冊和產品（pǐn）樣本等技術資料。
 
     【關鍵（jiàn）詞（cí）】液壓（yā）係統；銑床；設計
 
      1 、液壓係統使用要求負載分析
 
     1.1 使用要（yào）求
 
     完成快進———工進———快退（tuì）———停止的工作循環
 
     1.2 負載分析
 
     在負（fù）載分析中（zhōng），先不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產（chǎn）生的摩擦阻力在機械（xiè）效率中加以考慮。因為工（gōng）作部件是臥式放置，重力的水平分（fèn）力為零（líng），這樣要（yào）考慮的力有：切削力、導軌摩擦力和慣性力。導軌的正壓（yā）力等於動力部件的重力，設導軌的（de）靜摩擦力為Fs，動摩擦力（lì）為Fd，則:

    
  
    如果忽略切削力引起的顛覆力矩對導軌摩擦（cā）力（lì）的影響,並設液壓缸（gāng）的機械效率ηm=0.93, 則液壓缸（gāng）在各工（gōng）作階段（duàn）的總機械負載可以算（suàn）出,如下表：
 

                                  表1 液壓（yā）缸各運動階段負載表
  
    
  
     根據負載計算結果和已（yǐ）知的各（gè）階段的速度,可繪出負載圖(F－S)和速度圖(V—L).
 

                              圖1 負載曲線圖

     
  
  
                                    圖2 速度曲線圖（tú）

     
  
  
                                   圖3 工作循環圖
  

     2 、液壓係統方案設計
 
     2.1 確（què）定液壓泵類型及（jí）調速方式
 
     參（cān）考同類組合機床（chuáng）, 選（xuǎn）用單作用葉片泵雙（shuāng）泵供油, 溢流閥作定（dìng）壓閥。為防止銑（xǐ）削完（wán）畢（bì）時滑台突然失去負（fù）載向（xiàng）前衝，回油路上設置背壓閥，初（chū）定背壓值Pb=0.7MPa。
 
     2.2 選用執行元件
 
     因為（wéi）係統（tǒng）動作（zuò）循環要求正向快進和工作，反向快退，且快進，快退速度相等，所以選（xuǎn）用單活塞杆液壓缸，快進時差動連接，無杆腔麵（miàn）積A1等於有杆腔麵積A2的兩倍。
 
     2.3 快速運動回路（lù）和速度換接回路
 
     根據（jù）本設計的（de）運動方式和要求，采用差動連接與雙（shuāng）泵供油兩種（zhǒng）快速運動回（huí）路（lù）來實（shí）現快速運動。即快進時，由大小泵同時供油，液壓缸實現差（chà）動連接。
 
     本設計采用電磁閥的速度換接（jiē）回路，控製工件的快進和工（gōng）進。與采用行程閥相比（bǐ），電磁閥可（kě）直接安裝在液壓站上，由工作台的行程開關控製（zhì），管（guǎn）路較簡單，行程大小也容（róng）易調（diào）整，另外采用二位二通電磁換向閥與單向閥來切斷差動（dòng）油路。因此速度（dù）換接（jiē）回路為行（háng）程與壓（yā）力聯合控製形式。
 
     2.4 換向回路的選擇
 
     本係統對換向的平穩性（xìng）沒有嚴格的（de）要求，所（suǒ）以選用電磁換向閥的換向回路。為便於實現差動（dòng）連接，選用了三位五通換向閥。為提（tí）高換向的位置精度，采用死擋鐵和壓力繼電器（qì）的行程終點返程（chéng）控製。
 
     2.5 組成液壓係統繪原理圖（圖4）
 
     將上述所選定的液壓回路進行組合，並根據要求作（zuò）必要的修改補充，即組成如圖4 所示的（de）液壓係統圖。為（wéi）便於觀察調整壓力，在液壓泵的進口處、背壓（yā）閥和液壓缸無杆腔進口處設置測壓點（diǎn），並設置多點壓力（lì）表開關。這樣隻需一個壓力表（biǎo）即能觀察各點壓力。

                                            圖4 液壓係統圖
 
 
                              表2 液壓係統中各（gè）電磁鐵的動作順序表

   
     3 、係統（tǒng）的參數（shù）計算
 
     3.1 壓缸參數計算
 
     3.1.1 初選液（yè）壓缸的工作壓力（lì）
 
     參考同類（lèi）型組合機床（chuáng），初定（dìng）液壓缸的工作壓力為（wéi）P＝50×10（5次方）Pa。
 
     3.1.2 確定液壓缸的主要結構尺寸
 
     本（běn）設計要求動力滑台的快進、快退速度相等，現采（cǎi）用活塞杆固定的單杆式液壓缸。快進時采用差動（dòng）連接，並取無杆腔有效麵積A1＝2A2。為了防止（zhǐ）在銑削完畢時滑台突然前衝，在回油路中裝有背壓閥（fá），初選背壓Pb=0.7MPa。
 
     由各階段的負載（zǎi）數據表可知工進階段的（de）負載F＝82896.3N。按此計算A1則：
  
    

     按GB/T2348-1993 將所計（jì）算的D 與d 值（zhí）分別圓整到相近的標準直徑，以便采用標準的密封裝置。圓整（zhěng）後（hòu）得D=16cm d=11cm按標準直徑算
  
    

     3.1.3 計算液壓缸各工作階段的工作壓力、流量和功率

     根據液（yè）壓缸的負載圖和速度圖以及液壓缸的有效麵積，可計算出液壓缸工作過（guò）程各階段的壓力、流量和功（gōng）率，在計算工進時背壓按（àn）Pb=7×105Pa 代入， 快退時背壓按Pb=5×105Pa 代入（rù）計算公式和計算結果列（liè）於下表中。

                                                   表3

    
   
     3.2 液壓（yā）泵（bèng）的參數計算
  
    

            812.7+3407.4=4220.1W
 
     綜合比較（jiào），快退時所需功率最大。可以查JB/T8680.2-1998 選用（yòng）Y2-132M2-6 三相異（yì）步電（diàn）機， 電動機額定功率（lǜ）為5.5kW， 額定轉速960r/min。
 
     4 、液壓（yā）元件的選擇
 
     4.1 液壓閥及過濾器的選擇
 
     根（gēn）據液壓（yā）閥在係（xì）統（tǒng）中的（de）最高工作壓力與通過該閥的最大流量，可（kě）選（xuǎn）出這些元件（jiàn）的型（xíng）號及規格。本例中所（suǒ）有閥的額定壓力都為63×105Pa，額定流量根據各閥通過的流量， 確定為10L/min，25L/min，63L/min 三種規格，所有元件（jiàn）的規格型號（hào）列於下列表中。過濾器按液壓泵額定（dìng）流量的兩（liǎng）倍選（xuǎn）取吸油用隙式過濾器，表中序（xù）號與係統原理圖（tú）中的序號一致。

                                          表4 液（yè）壓元件明細表

    
  
     4.2 油管的選擇
 
     根據選（xuǎn）定的液壓閥的連接口（kǒu）尺寸選（xuǎn）擇管道尺寸，液壓缸的進、出油管按輸入、輸出的最大流量來計（jì）算。由於本（běn）係統液壓（yā）缸差動（dòng）連（lián）接快進快退時，油管內流（liú）量最大，實際流（liú）量（liàng）為泵的額（é）定流量的兩倍為116L ／ min，則液壓缸的進、出油管直徑d 按產品樣本，選用內徑為（wéi）28 外徑為34的10 號冷拔鋼（gāng）管（guǎn）。
 
     4.3 油箱容積（jī）的確定
 
     中低壓係統的油（yóu）箱容積一般取液壓泵的額定流量的5～7 倍，本設計取7 倍，故油箱容積為V＝（7×58.3）=410L