液压气压传动
课程设计说明书
专 业：机械设计制造动化
班 级： 机 二
学 号：
姓 名：
指导教师：
XX工学院机械车辆工程学院
2016年X月X日
前言
液压传动液体作传递量液压传动优点：易获较力力矩功率重量易实现复运动易实现较范围级变速传递运动稳实现快速击机械传动相易布局操易防止载事动润滑元件寿命较长易实现标准化系列化 液压传动基目液压介质传递量液压介质量具压力力流量表现基回路作控制液压介质压力流量液压基回路作三方面：控制压力控制流量控制流动方基回路三方面作分成三类：压力控制回路流量控制回路方控制回路
液压传动机械传动电气传动代三传动形式现代发展起门新技术液压气压传动课工科机械类专业重点课程理知识学实际技训练教学中安排二周课程设计该课程设计目：
1 综合运液压传动先修课程理知识生产实际知识进行液压传动设计实践知识进步巩固加深发展
2 熟悉掌握拟定液压传动系统图液压缸结构设计液压元件选择液压系统计算方法
3 通课程设计提高设计计算绘图基技熟悉设计资料技术手册培养独立分析问题解决问题力毕业设计设计工作必基础
目 录
务书 5
二 液压系统设计步骤 6
1 液压系统工况分析 6
2 拟定液压系统原理图 8
3 液压系统计算选择液压元件 14
31 液压缸参数计算 14
32 液压泵流量压力计算选择泵规
17
33 液压阀选择 19
34 确定道尺寸 20
35 液压油箱容积确定 21
4 液压系统验算技术文件编制 22
41 压力损失验算压力阀调整压力 22
42 系统温升验算 25
5 绘制工作图编制技术文件 27
三 设计体会 28
四 参考文献 30
务 书
设计课题：
设计台专铣床液压系统求实现夹紧————快进————工进————快退————原位停止————松开动工作循环夹紧力3500N工作缸效行程400mm 工作行程200mm工作台重3000N工件液压夹具重量1000N采导轨V形导轨水切削力11000N垂直切削力2000N快速4mmin进速度40~1000mmmin备注：夹紧行程20mm时间1s进回油长1m
1 工况分析
首先根已知条件绘制运动部件速度循环图图11示然计算阶段外负载绘制负载图
液压缸受外负载F包括三种类型：
式中—工作负载金属切削机床说活塞运动方切削力例中11000N
—运动部件速度变化时惯性负载
—导轨摩擦阻力负载启动时静摩擦阻力启动动摩擦阻力导轨式求：
—运动部件重力3000+10004000N
—垂直导轨工作负载1000N
—导轨摩擦系数里取静摩擦系数02动摩擦系数01求：
02×50001000N
01×5000500N
式中静摩擦阻力动摩擦阻力
式中 g—重力加速度
△t—启动加速减速制动时间机床中进运动时般取△t001～05秒
△V—△t时间速度变化量
题中
根述式计算出工作阶段负载列出工作阶段受外负载（见图11）画出（图12）示负载循环图
图11 速度循环图
图12 负载循环图
表11 工作循环阶段外负载
工作循环
计算公式
外负载F（N）
启动加速
1544
快进
500
工进
11500
快退
500
2拟定液压系统原理图
确定液压系统方案拟定液压系统图设计液压系统关键性步系统方案首先应满足工况提出工作求（运动动力）性求次拟定系统图时应力求效率高发热少简单寿合长造价低
21 确定系统方案
1．确定系统方案
通分析负载循环图初步确定负载点根工况特点性求类法选执行元件工作压力时机工况难类时负载选取选液压泵时应注意选液压泵类型额定压力路压力损失液压泵工作压力应执行元件工作压力高液压泵额定压力应工作压力高25～60泵具压力储备压力低系统储备量宜取反取初选执行元件工作压力作计算执行元件尺寸时参考压力然验算系统压力时确定液压泵实际工作压力
（1） 确定供油方式
考虑该机床工作进时负载较速度较低快进快退时负载较速度较高节省量减发热考虑泵源系统宜选双泵供油变量供油现采带压力反馈限压式变量叶片泵
（2） 调速方法选择
中型专机床液压系统中进速度控制般采节流阀调速阀根铣削类专机床工作时低速性速度负载特性定求特点决定采限压式变量泵调速阀组成容积节流调速种调速回路具效率高发热速度刚性特点调速回路装回油路具承受负切削力力
（3） 速度换接方式选择
系统采电磁阀快慢速换接回路特点结构简单调节行程较方便阀安装较容易速度换接稳性较差提高系统换接稳性改行程阀切换速度换速回路
(4) 夹紧回路选择
二位四通电磁阀控制夹紧松开换动作时避免工作时突然失电松开应采失电夹紧方式考虑夹紧时间调节进油路压力瞬时降时保持夹紧力接入节流阀调速单阀保压该回路中装减压阀调节夹紧力保持夹紧力稳定
（5）确定液流流控制方式
根系统中工作循环动作变换性动化程度求书方控制回路节中选择结构形式换位数通路数中间滑阀机操作方式
（6）确定序动作控制方式
操作频繁动作序机工程建筑起重运输等作业常采手动路换阀控制果操力较手动伺服控制
行程速度常变化时采伺服系统
般功率换稳性求较低动作序较严格变化工况常采三种控制方式：
A 行程控制运动部件移动预定位置（行程）时发出控制信号液压元件动作实现执行元件速度方变化
B 压力控制利油路身压力变化控制阀门启闭实现工作部件次序动作利压力变化序实现缸序动作快进工进低压转增压达定力实现系统卸荷互锁安全防护等动作防止压力波引起压力控制元件误动作调整压力应需动作压力高05～07 MPa
C 时间控制动作转换中需间隔定时间时常采电气时间继电器延时阀转换控制时间间隔液压机压铸机塑料注射机中保压冷定时间实现动作转换
时机某动作更（机床定位夹紧求定位行程开关发信夹紧压力继电器发信允许转换动作）采行程压力联合控制方式
外采物理量变化实现动作转换压铸机中加热规定温度通温度传感器发信转换序动作通电磁感应光电感应等发信转换序动作
22 拟定液压系统原理图
确定液压系统方案选择设计液压基回路配置辅助性回路元件（滤油器回路压力表测压点布置控制油路润滑油路等）组成液压系统图
拟定液压系统图时应考虑点：
(1) 避免回路间相互干扰
泵源驱动执行元件求时动作时负载会执行元件先动作者保压油路执行元件负载变化油路压力降述引起速度压力干扰现象必须加解决
速度步精度求高场合进油路串接节流阀速度步稍求时调速阀步精度较高求时流量例阀分流集流阀
出现压力干扰采蓄器单阀动作油路隔开果时间短选泄漏量较换阀单阀隔断
某执行元件必须保持定压力然允许执行元件动作回路采序阀工作台回转时会落
两需快进工进执行元件防止快进工进干扰采高压流量泵换阀间串接调速阀低压流量泵换阀间串接单阀执行元件快进时余执行元件继续工进采快进工进低压流量泵高压流量泵分供油
(2) 防止液压击
液压系统中工作部件运动速度变换工作负载突变常会产生液压击影响系统正常工作必须采取预防措施办法见表13
表13
(3) 力求控制油路
高压流量系统采单独低压油泵供控制油路外般油路直接引出控制油路时引出控制油应满足液动阀低控制压力油泵卸荷时保证液动阀换回油路安装背压阀进油路安装序阀应注意高压系统中采高压序阀高压开启时间较长时弹簧疲劳滑阀卡紧复位易产生误动作样电液换阀控制压力较高停留时间较长时存复位问题采面序阀维持开启压力引出控制油减压阀安全阀限压获较稳定低压控制油源高压工作性单独低压泵供油差
(4) 力求系统简单
组合基回路时力求元件少二油缸时工作工作速度相时采公阀回路回油路联节流阀二位二通阀应量选标准元件品种规格少已时行设计元件连接油时量短接头数量少
修改整理液压系统图图14示：
3液压系统计算选择液压元件
（1） 液压缸尺寸确定
工作压力p确定
通负载循环图初步确定执行元件外负载系统工作压力根选择执行元件类型密封件型式回路组合情况计算执行元件尺寸参考机液压执行器常设计压力表（表21表22）知专铣床液压系统负载约11500N时宜选液压缸设计压力P3Mpa
表21 机类型选择执行元件工作压力
机类型
机床
农业机械型
工程机械工程机械辅助机构
液压机重型械起重运输机械
磨床
组合机床
龙门刨床
拉床
工作压力pMPa
08～25
3～5
2～8
8～10
10～16
20～32
表22 负载选择执行元件工作压力
负载FKN
<5
5～10
10～20
20～30
30～50
>50
工作压力pMPa
<08～1
15～2
25～3
3～4
4～5
>5～7
表23执行元件背压估计值
系 统 类 型
背 压(Mpa)
中低压系统0～8Mpa
简单系统般轻载节流调速系统
02～05
回油路带调速阀调速系统
05～08
回油路带背压阀
05～15
采带补液压泵闭式回路
08～15
中高压系统>8～16Mpa
中低压系统高50～100
高压系统>16～32Mpa
锻压机械等
初算时背压忽略计
表24 液压缸径D活塞杆直径d关系
机床类型选取dD
液压缸工作压力选取dD
机床类
dD
工作压力p(Mpa)
dD
磨床珩床研磨机床
02～03
02～03
插床拉床刨床
05
>2～5
05～058
钻镗车铣床
07
>5～7
062～070
>7
07
计算液压缸径D活塞杆直径d
式中 ——液压缸工作压力初算时取系统工作压力
——液压缸回油腔背压力初算时法准确计算先根表23估计
——活塞杆直径液压缸径表24选取
——工作循环中外负载
——液压缸密封处摩擦力精确值求常液压缸机械效率进行估算
负载图知负载F11500N表23取05MPa取液压缸机械效率095考虑快进快退速度相等取dD07述数代入式（23）
D0075m75cm
根表25液压缸径圆整D80mm活塞杆直径ddD07表26活塞杆直径系列取d56mm
表25 液压缸径尺寸系列（GB234880）
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
(90)
100
(110)
125
(140)
160
(180)
200
(220)
250
320
400
500
630
表26活塞杆直径系列（GB234880）
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
36
40
45
50
56
63
70
80
90
100
110
125
140
160
180
200
220
250
280
320
360
400
工作求夹紧力两夹紧缸提供考虑夹紧力稳定夹紧缸工作压力应低进液压缸工作压力现取夹紧缸工作压力25Mpa回油脊压力零ηcm095式（23）
D00306m
表2526液压缸活塞缸尺系列取夹紧液压缸Dd分32mm22mm
低工进速度验算液压缸稳定速度式（24）
式中产品样品查GE系列调速阀AQF3E10B稳定流量005Lmin
例中调速阀安装回油路液压缸节流腔效面积应取液压缸杆腔实际面积
见述等式满足液压缸达需低速
计算工作阶段液压缸需流量：
（2） 确定液压泵流量压力计算选择泵规格
泵工作压力确定
考虑正常工作中进油路定压力损失泵工作压力：
式中 ——液压泵工作压力
——执行元件工作压力
——进油路中压力损失初算时简单系统取02～05Mpa复杂系统取05～15Mpa题中取05Mpa
述计算系统静态压力考虑系统种工况渡阶段出现动态压力超静态压力外考虑定压力贮备量确保泵寿命选泵额定压力中低压系统取值高压系统取值题中取
泵流量确定液压泵流量应
式中 ——液压泵流量
——时动作执行元件需流量值果时溢流阀正工作尚须加溢流阀溢流量2～3Lmin KL系统泄漏系数般取KL11～13现取KL12
选择液压泵规格
根算查阅关手册现选YBX25限压式变量叶片泵该泵基参数：转排量ｑ025mLr泵额定压力 63Mpa电动机转速600～1500rmin容积效率总效率
④液压泵匹配电动机选定
首先分算出快进工进两种工况时功率取两者较值作选择电动机规格慢进时泵输出流量减泵效率急剧降低般流量02～1Lmin范围时取η003～014时应注意选择电动机泵流量特性曲线功率点时致停转需进行验算 ：
式中 ——选电动机额定功率
——限压变量叶片泵限定压力
——压力时泵输出流量
首先计算快进时功率快进时外负载500N进油路压力损失定03Mpa
快进时需电动机功率
工进时需电动机功率
查阅电动机产品样选Y90S6型电动机额定功率075KW额定转速910rmin
（3） 液压阀选择
液压阀规格根系统高工作压力通该阀实际流量产品样中选取般求选阀额定压力系统高工作压力选阀额定流量通该阀实际流量果通阀流量超选阀额定流量20会引起压力损失发热噪声阀性降具体讲选择压力阀时应考虑调压范围流量变化范围范围压力稳性等选择流量阀时应考虑流量调节范围稳定流量阀高工作压力阀压差阀压差温度变化补偿作工作介质清洁度求等选择方控制阀时考虑压力流量外应考虑中位机换频率阀口压力损失泄漏等外选择阀时应注意结构形式压力等级连接方式集成方式操方式等
根液压阀液压系统中高工作压力通该阀高流量选出元件型号规格选定液压元件表19示
表19 液压元件明细表
表19 液压元件明细表
序号
元 件 名 称
通流量
型号
1
单节流阀
0965
ALFE10B
2
三位四通电磁换阀
503
34EF30E10B
3
单调速阀
503
AQF3E10B
4
液压泵
1538
YBX16
5
单阀
0965
AF3EA10B
6
液控序阀
123
XF3E10B
7
压力继电器
0965
DP63B
8
减压阀
0965
JF310B
9
压力表开关
AF3Ea10B
10
二位四通电磁换阀
0965
24EF3E10B
11
压力继电器
123
DP163B
12
滤油器
1538
XUB32×1000
（4）确定道尺寸
般先通油流量允许流速选择油径流量流速道尺尺寸计算图直接查出油尺寸然工作压力确定油壁厚外径
油径d式求 mm
式中 q—通油流量（Lmin）
v—油允许流速（ms）吸油道取1～2ms压油道取25～5ms
题中系统油路流量差动流量时取q20Lmin压油允许流速取v4ms径d
mm
系统油路流量快退流量时取q1025Lmin
算油径d736mm
综合诸素现取油径d9mm吸油样式计算（q24Lminv15ms）参YBX16变量泵吸油口连接尺寸取吸油径d35mm
（5）液压油箱容积确定
油箱作储油散热必须足够散热面积储油量整液压系统量损失包括压力损失流量损失机械损失均转化热油温升高油氧化变质影响系统正常工作油温定允许范围保证点合理拟定液压系统提高系统效率减少系统发热次保证油箱定散热面积保证油箱定容量
油箱效容量列验公式概略确定：
低压系统中 V(2～4)
中压系统中 V(5～7)
中高压高压功率系统中（p>63Mpa)取 V(6～12)
式中 V——液压油箱效容积
——液压泵额定流量（Lmin）
现选容器V160L油箱
式概略确定油箱容积般情况保证正常工作功率较连续工作工况需发热量验算确定
油箱结构设计时应注意点：
1) 结构应考虑清洗换油方便油箱顶部加油孔底面应倾斜度放油孔开低处
2) 吸油回油应隔开中间加隔板回油中夹杂气泡脏物行沉淀直接进入吸油隔板高度低油面箱底高度34油面高度油箱高度08
3) 吸油离箱底距离H≥2D距箱壁3D（D吸油外径）回油需插入油面距箱底h≥2d（d回油外径）油切口角45切口面箱壁
4液压系统验算
判断液压系统工作性坏正确调整系统工作压力常需验算路压力损失发热温升动态特性求系统需验算液压击换性
（1） 压力损失验算压力阀调整压力
系统具体路布置尚未清楚整回路压力损失法估算仅阀类元件压力损失造成影响出供调定压力值时参考快退时液压缸缸腔回油量进油量2倍压力损失快进时必须计算快退时进油路回油路压力损失假定液压系统选N32号液压油考虑低工作温度15℃手册查出时油运动粘度 油密度
已知：该液压系统中进回油径均9mm道长度分：AB03mAC07mAD07mDE1m
工作进时进油路压力损失运动部件工作进时速度1mmin进时流量5025Lmin液压油流动速度：
道流动雷诺数：
<2300见油液道流动状态层流程阻力系数进油道BC程压力损失
查换阀34EF30E10B压力损失忽略油液通接头油路板等处局部压力损失进油总压力损失
工作进时回油路压力损失选单活塞杆液压缸液压缸杆腔工作面积杆腔工作面积二分回油道流量进油道二分：
回油道程压力损失：
查产品样换阀23EF3BE10B压力损失换阀34EF30E10B压力损失调速阀AQF3E10B压力损失回路总压力损失：变量泵出口处压力
④快进时压力损失快进时液压缸差动连接汇流点A液压缸进油口C间路AC中流量液压泵出口流量两倍20LminAC路程损耗：
样求道AB段道AD段程损耗
查产品样知流阀局部压力损失：
34EF30E10B压力损失
23EF3BE10B压力损失
分析差动连接中泵出口压力
快退时压力损失验算略述验算表明需修改原设计
（2）系统温升验算
整工作循环中工进阶段占时间长简化计算考虑工进时发热量般情况工进速度时发热量较限压式变量泵流量时效率相差极分计算时发热量然加较取数值者进行分析
v4cmmin时
时泵效率01泵出口压力32Mpa
时功率损失
v100cmmin时q5025Lmin总效率07
见工进速度低时功率损失0191kw发热量
假设系统散热状况般取油箱散热面积A
系统温升
验算表明系统温升许范围
5 绘制工作图编制技术文件
选定液压元件必验算工况分析工作性求反复修改初步拟订液压系统图便绘制正式液压系统图图中：
1) 标题栏中应表明液压元件辅助元件规格型号调整值
2) 执行元件方标出工作循环示意图复杂系统执行元件动作程序绘制动作周期表应机静止状态画出液压系统图
3) 应绘出电气行程开关布置图附电磁铁压力断电器等动作程序状态表然绘制液压系统路布置示意图泵源装配图（包括油箱油泵机架）阀安装总体结构（包括通油板集成块）电气线路图
编写液压系统设计计算书液压系统工作原理操作说明书中包括液压系统图
三 设计体会
次液压系统课程设计第次较全面液压知识综合运通次练液压基础知识较系统全面认识加深学知识理解运原较抽象容实现具体化初步掊养理联系实际设计思想训练综合运相关课程理结合生产实际分析解决工程实际问题力巩固加深扩展关液压系统设计方面知识
通制订设计方案合理选择液压零件类型正确计算零件工作力针课程设计中出现问题查阅资料扩展知识面培养学科方面兴趣实际动手力方面发展起重作次课程设计学知识运次尝试液压知识学方面次意义实践
通次铣床液压系统设计学许液压传动实际中知识体会设计液压系统艰难液压系统设计程中应注意问题工作学中帮助通段时间设计发现设计系统性工程越做面越发现知识局限性认识足知识盲点漏洞知识实践差距说通次设计深刻认识理联系实际力急需提高
程中遇困难课程设计中出现问题现两方面：方面前学知识掌握牢固似懂非懂该时候够轻松甚直接想起方面课外知识解太少次课程设计中发现面东西熟悉根没听说计算程中公式理解计算出数圆整方面缺乏验问题液压系统原理图设计困难液压系统原理熟练绘液压系统原理图时液压元件画法存问题公式运非常熟练该次液压传动课程设计学会综合运液压气压传动课程先修课程理知识生产实际知识进行液压传动设计实践理知识生产实际知识紧密结合起知识进步巩固加深扩展通设计实际训练续专业课学毕业设计解决工程问题良基础
次设计涉液压传动部分知识CAD作图word文档处理课知识实际结合起收获颇特收集资料信息力学期间次难机会总获益匪浅
参考文献：
[1] 液压传动 丁树模编 机械工业出版社
[2] 液压气压传动 左健友编 机械工业出版社
[3] 液压气动技术 张宏友编 连理工学出版社
[4] 液压气动传动（第二版）马振福编 机械工业出版社
[5] 机械设计手册 成先编 化学工业出版社
[6] 液压气压传动 游鹏编 科学出版社
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液压气压传动
课程设计说明书
专 业：机械设计制造动化
班 级： 机 二
学 号：
姓 名：
指导教师：
XX工学院机械车辆工程学院
2016年X月X日
前言
液压传动液体作传递量液压传动优点：易获较力力矩功率重量易实现复运动易实现较范围级变速传递运动稳实现快速击机械传动相易布局操易防止载事动润滑元件寿命较长易实现标准化系列化 液压传动基目液压介质传递量液压介质量具压力力流量表现基回路作控制液压介质压力流量液压基回路作三方面：控制压力控制流量控制流动方基回路三方面作分成三类：压力控制回路流量控制回路方控制回路
液压传动机械传动电气传动代三传动形式现代发展起门新技术液压气压传动课工科机械类专业重点课程理知识学实际技训练教学中安排二周课程设计该课程设计目：
1 综合运液压传动先修课程理知识生产实际知识进行液压传动设计实践知识进步巩固加深发展
2 熟悉掌握拟定液压传动系统图液压缸结构设计液压元件选择液压系统计算方法
3 通课程设计提高设计计算绘图基技熟悉设计资料技术手册培养独立分析问题解决问题力毕业设计设计工作必基础
目 录
务书 5
二 液压系统设计步骤 6
1 液压系统工况分析 6
2 拟定液压系统原理图 8
3 液压系统计算选择液压元件 14
31 液压缸参数计算 14
32 液压泵流量压力计算选择泵规
17
33 液压阀选择 19
34 确定道尺寸 20
35 液压油箱容积确定 21
4 液压系统验算技术文件编制 22
41 压力损失验算压力阀调整压力 22
42 系统温升验算 25
5 绘制工作图编制技术文件 27
三 设计体会 28
四 参考文献 30
务 书
设计课题：
设计台专铣床液压系统求实现夹紧————快进————工进————快退————原位停止————松开动工作循环夹紧力3500N工作缸效行程400mm 工作行程200mm工作台重3000N工件液压夹具重量1000N采导轨V形导轨水切削力11000N垂直切削力2000N快速4mmin进速度40~1000mmmin备注：夹紧行程20mm时间1s进回油长1m
1 工况分析
首先根已知条件绘制运动部件速度循环图图11示然计算阶段外负载绘制负载图
液压缸受外负载F包括三种类型：
式中—工作负载金属切削机床说活塞运动方切削力例中11000N
—运动部件速度变化时惯性负载
—导轨摩擦阻力负载启动时静摩擦阻力启动动摩擦阻力导轨式求：
—运动部件重力3000+10004000N
—垂直导轨工作负载1000N
—导轨摩擦系数里取静摩擦系数02动摩擦系数01求：
02×50001000N
01×5000500N
式中静摩擦阻力动摩擦阻力
式中 g—重力加速度
△t—启动加速减速制动时间机床中进运动时般取△t001～05秒
△V—△t时间速度变化量
题中
根述式计算出工作阶段负载列出工作阶段受外负载（见图11）画出（图12）示负载循环图
图11 速度循环图
图12 负载循环图
表11 工作循环阶段外负载
工作循环
计算公式
外负载F（N）
启动加速
1544
快进
500
工进
11500
快退
500
2拟定液压系统原理图
确定液压系统方案拟定液压系统图设计液压系统关键性步系统方案首先应满足工况提出工作求（运动动力）性求次拟定系统图时应力求效率高发热少简单寿合长造价低
21 确定系统方案
1．确定系统方案
通分析负载循环图初步确定负载点根工况特点性求类法选执行元件工作压力时机工况难类时负载选取选液压泵时应注意选液压泵类型额定压力路压力损失液压泵工作压力应执行元件工作压力高液压泵额定压力应工作压力高25～60泵具压力储备压力低系统储备量宜取反取初选执行元件工作压力作计算执行元件尺寸时参考压力然验算系统压力时确定液压泵实际工作压力
（1） 确定供油方式
考虑该机床工作进时负载较速度较低快进快退时负载较速度较高节省量减发热考虑泵源系统宜选双泵供油变量供油现采带压力反馈限压式变量叶片泵
（2） 调速方法选择
中型专机床液压系统中进速度控制般采节流阀调速阀根铣削类专机床工作时低速性速度负载特性定求特点决定采限压式变量泵调速阀组成容积节流调速种调速回路具效率高发热速度刚性特点调速回路装回油路具承受负切削力力
（3） 速度换接方式选择
系统采电磁阀快慢速换接回路特点结构简单调节行程较方便阀安装较容易速度换接稳性较差提高系统换接稳性改行程阀切换速度换速回路
(4) 夹紧回路选择
二位四通电磁阀控制夹紧松开换动作时避免工作时突然失电松开应采失电夹紧方式考虑夹紧时间调节进油路压力瞬时降时保持夹紧力接入节流阀调速单阀保压该回路中装减压阀调节夹紧力保持夹紧力稳定
（5）确定液流流控制方式
根系统中工作循环动作变换性动化程度求书方控制回路节中选择结构形式换位数通路数中间滑阀机操作方式
（6）确定序动作控制方式
操作频繁动作序机工程建筑起重运输等作业常采手动路换阀控制果操力较手动伺服控制
行程速度常变化时采伺服系统
般功率换稳性求较低动作序较严格变化工况常采三种控制方式：
A 行程控制运动部件移动预定位置（行程）时发出控制信号液压元件动作实现执行元件速度方变化
B 压力控制利油路身压力变化控制阀门启闭实现工作部件次序动作利压力变化序实现缸序动作快进工进低压转增压达定力实现系统卸荷互锁安全防护等动作防止压力波引起压力控制元件误动作调整压力应需动作压力高05～07 MPa
C 时间控制动作转换中需间隔定时间时常采电气时间继电器延时阀转换控制时间间隔液压机压铸机塑料注射机中保压冷定时间实现动作转换
时机某动作更（机床定位夹紧求定位行程开关发信夹紧压力继电器发信允许转换动作）采行程压力联合控制方式
外采物理量变化实现动作转换压铸机中加热规定温度通温度传感器发信转换序动作通电磁感应光电感应等发信转换序动作
22 拟定液压系统原理图
确定液压系统方案选择设计液压基回路配置辅助性回路元件（滤油器回路压力表测压点布置控制油路润滑油路等）组成液压系统图
拟定液压系统图时应考虑点：
(1) 避免回路间相互干扰
泵源驱动执行元件求时动作时负载会执行元件先动作者保压油路执行元件负载变化油路压力降述引起速度压力干扰现象必须加解决
速度步精度求高场合进油路串接节流阀速度步稍求时调速阀步精度较高求时流量例阀分流集流阀
出现压力干扰采蓄器单阀动作油路隔开果时间短选泄漏量较换阀单阀隔断
某执行元件必须保持定压力然允许执行元件动作回路采序阀工作台回转时会落
两需快进工进执行元件防止快进工进干扰采高压流量泵换阀间串接调速阀低压流量泵换阀间串接单阀执行元件快进时余执行元件继续工进采快进工进低压流量泵高压流量泵分供油
(2) 防止液压击
液压系统中工作部件运动速度变换工作负载突变常会产生液压击影响系统正常工作必须采取预防措施办法见表13
表13
(3) 力求控制油路
高压流量系统采单独低压油泵供控制油路外般油路直接引出控制油路时引出控制油应满足液动阀低控制压力油泵卸荷时保证液动阀换回油路安装背压阀进油路安装序阀应注意高压系统中采高压序阀高压开启时间较长时弹簧疲劳滑阀卡紧复位易产生误动作样电液换阀控制压力较高停留时间较长时存复位问题采面序阀维持开启压力引出控制油减压阀安全阀限压获较稳定低压控制油源高压工作性单独低压泵供油差
(4) 力求系统简单
组合基回路时力求元件少二油缸时工作工作速度相时采公阀回路回油路联节流阀二位二通阀应量选标准元件品种规格少已时行设计元件连接油时量短接头数量少
修改整理液压系统图图14示：
3液压系统计算选择液压元件
（1） 液压缸尺寸确定
工作压力p确定
通负载循环图初步确定执行元件外负载系统工作压力根选择执行元件类型密封件型式回路组合情况计算执行元件尺寸参考机液压执行器常设计压力表（表21表22）知专铣床液压系统负载约11500N时宜选液压缸设计压力P3Mpa
表21 机类型选择执行元件工作压力
机类型
机床
农业机械型
工程机械工程机械辅助机构
液压机重型械起重运输机械
磨床
组合机床
龙门刨床
拉床
工作压力pMPa
08～25
3～5
2～8
8～10
10～16
20～32
表22 负载选择执行元件工作压力
负载FKN
<5
5～10
10～20
20～30
30～50
>50
工作压力pMPa
<08～1
15～2
25～3
3～4
4～5
>5～7
表23执行元件背压估计值
系 统 类 型
背 压(Mpa)
中低压系统0～8Mpa
简单系统般轻载节流调速系统
02～05
回油路带调速阀调速系统
05～08
回油路带背压阀
05～15
采带补液压泵闭式回路
08～15
中高压系统>8～16Mpa
中低压系统高50～100
高压系统>16～32Mpa
锻压机械等
初算时背压忽略计
表24 液压缸径D活塞杆直径d关系
机床类型选取dD
液压缸工作压力选取dD
机床类
dD
工作压力p(Mpa)
dD
磨床珩床研磨机床
02～03
02～03
插床拉床刨床
05
>2～5
05～058
钻镗车铣床
07
>5～7
062～070
>7
07
计算液压缸径D活塞杆直径d
式中 ——液压缸工作压力初算时取系统工作压力
——液压缸回油腔背压力初算时法准确计算先根表23估计
——活塞杆直径液压缸径表24选取
——工作循环中外负载
——液压缸密封处摩擦力精确值求常液压缸机械效率进行估算
负载图知负载F11500N表23取05MPa取液压缸机械效率095考虑快进快退速度相等取dD07述数代入式（23）
D0075m75cm
根表25液压缸径圆整D80mm活塞杆直径ddD07表26活塞杆直径系列取d56mm
表25 液压缸径尺寸系列（GB234880）
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
(90)
100
(110)
125
(140)
160
(180)
200
(220)
250
320
400
500
630
表26活塞杆直径系列（GB234880）
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
36
40
45
50
56
63
70
80
90
100
110
125
140
160
180
200
220
250
280
320
360
400
工作求夹紧力两夹紧缸提供考虑夹紧力稳定夹紧缸工作压力应低进液压缸工作压力现取夹紧缸工作压力25Mpa回油脊压力零ηcm095式（23）
D00306m
表2526液压缸活塞缸尺系列取夹紧液压缸Dd分32mm22mm
低工进速度验算液压缸稳定速度式（24）
式中产品样品查GE系列调速阀AQF3E10B稳定流量005Lmin
例中调速阀安装回油路液压缸节流腔效面积应取液压缸杆腔实际面积
见述等式满足液压缸达需低速
计算工作阶段液压缸需流量：
（2） 确定液压泵流量压力计算选择泵规格
泵工作压力确定
考虑正常工作中进油路定压力损失泵工作压力：
式中 ——液压泵工作压力
——执行元件工作压力
——进油路中压力损失初算时简单系统取02～05Mpa复杂系统取05～15Mpa题中取05Mpa
述计算系统静态压力考虑系统种工况渡阶段出现动态压力超静态压力外考虑定压力贮备量确保泵寿命选泵额定压力中低压系统取值高压系统取值题中取
泵流量确定液压泵流量应
式中 ——液压泵流量
——时动作执行元件需流量值果时溢流阀正工作尚须加溢流阀溢流量2～3Lmin KL系统泄漏系数般取KL11～13现取KL12
选择液压泵规格
根算查阅关手册现选YBX25限压式变量叶片泵该泵基参数：转排量ｑ025mLr泵额定压力 63Mpa电动机转速600～1500rmin容积效率总效率
④液压泵匹配电动机选定
首先分算出快进工进两种工况时功率取两者较值作选择电动机规格慢进时泵输出流量减泵效率急剧降低般流量02～1Lmin范围时取η003～014时应注意选择电动机泵流量特性曲线功率点时致停转需进行验算 ：
式中 ——选电动机额定功率
——限压变量叶片泵限定压力
——压力时泵输出流量
首先计算快进时功率快进时外负载500N进油路压力损失定03Mpa
快进时需电动机功率
工进时需电动机功率
查阅电动机产品样选Y90S6型电动机额定功率075KW额定转速910rmin
（3） 液压阀选择
液压阀规格根系统高工作压力通该阀实际流量产品样中选取般求选阀额定压力系统高工作压力选阀额定流量通该阀实际流量果通阀流量超选阀额定流量20会引起压力损失发热噪声阀性降具体讲选择压力阀时应考虑调压范围流量变化范围范围压力稳性等选择流量阀时应考虑流量调节范围稳定流量阀高工作压力阀压差阀压差温度变化补偿作工作介质清洁度求等选择方控制阀时考虑压力流量外应考虑中位机换频率阀口压力损失泄漏等外选择阀时应注意结构形式压力等级连接方式集成方式操方式等
根液压阀液压系统中高工作压力通该阀高流量选出元件型号规格选定液压元件表19示
表19 液压元件明细表
表19 液压元件明细表
序号
元 件 名 称
通流量
型号
1
单节流阀
0965
ALFE10B
2
三位四通电磁换阀
503
34EF30E10B
3
单调速阀
503
AQF3E10B
4
液压泵
1538
YBX16
5
单阀
0965
AF3EA10B
6
液控序阀
123
XF3E10B
7
压力继电器
0965
DP63B
8
减压阀
0965
JF310B
9
压力表开关
AF3Ea10B
10
二位四通电磁换阀
0965
24EF3E10B
11
压力继电器
123
DP163B
12
滤油器
1538
XUB32×1000
（4）确定道尺寸
般先通油流量允许流速选择油径流量流速道尺尺寸计算图直接查出油尺寸然工作压力确定油壁厚外径
油径d式求 mm
式中 q—通油流量（Lmin）
v—油允许流速（ms）吸油道取1～2ms压油道取25～5ms
题中系统油路流量差动流量时取q20Lmin压油允许流速取v4ms径d
mm
系统油路流量快退流量时取q1025Lmin
算油径d736mm
综合诸素现取油径d9mm吸油样式计算（q24Lminv15ms）参YBX16变量泵吸油口连接尺寸取吸油径d35mm
（5）液压油箱容积确定
油箱作储油散热必须足够散热面积储油量整液压系统量损失包括压力损失流量损失机械损失均转化热油温升高油氧化变质影响系统正常工作油温定允许范围保证点合理拟定液压系统提高系统效率减少系统发热次保证油箱定散热面积保证油箱定容量
油箱效容量列验公式概略确定：
低压系统中 V(2～4)
中压系统中 V(5～7)
中高压高压功率系统中（p>63Mpa)取 V(6～12)
式中 V——液压油箱效容积
——液压泵额定流量（Lmin）
现选容器V160L油箱
式概略确定油箱容积般情况保证正常工作功率较连续工作工况需发热量验算确定
油箱结构设计时应注意点：
1) 结构应考虑清洗换油方便油箱顶部加油孔底面应倾斜度放油孔开低处
2) 吸油回油应隔开中间加隔板回油中夹杂气泡脏物行沉淀直接进入吸油隔板高度低油面箱底高度34油面高度油箱高度08
3) 吸油离箱底距离H≥2D距箱壁3D（D吸油外径）回油需插入油面距箱底h≥2d（d回油外径）油切口角45切口面箱壁
4液压系统验算
判断液压系统工作性坏正确调整系统工作压力常需验算路压力损失发热温升动态特性求系统需验算液压击换性
（1） 压力损失验算压力阀调整压力
系统具体路布置尚未清楚整回路压力损失法估算仅阀类元件压力损失造成影响出供调定压力值时参考快退时液压缸缸腔回油量进油量2倍压力损失快进时必须计算快退时进油路回油路压力损失假定液压系统选N32号液压油考虑低工作温度15℃手册查出时油运动粘度 油密度
已知：该液压系统中进回油径均9mm道长度分：AB03mAC07mAD07mDE1m
工作进时进油路压力损失运动部件工作进时速度1mmin进时流量5025Lmin液压油流动速度：
道流动雷诺数：
<2300见油液道流动状态层流程阻力系数进油道BC程压力损失
查换阀34EF30E10B压力损失忽略油液通接头油路板等处局部压力损失进油总压力损失
工作进时回油路压力损失选单活塞杆液压缸液压缸杆腔工作面积杆腔工作面积二分回油道流量进油道二分：
回油道程压力损失：
查产品样换阀23EF3BE10B压力损失换阀34EF30E10B压力损失调速阀AQF3E10B压力损失回路总压力损失：变量泵出口处压力
④快进时压力损失快进时液压缸差动连接汇流点A液压缸进油口C间路AC中流量液压泵出口流量两倍20LminAC路程损耗：
样求道AB段道AD段程损耗
查产品样知流阀局部压力损失：
34EF30E10B压力损失
23EF3BE10B压力损失
分析差动连接中泵出口压力
快退时压力损失验算略述验算表明需修改原设计
（2）系统温升验算
整工作循环中工进阶段占时间长简化计算考虑工进时发热量般情况工进速度时发热量较限压式变量泵流量时效率相差极分计算时发热量然加较取数值者进行分析
v4cmmin时
时泵效率01泵出口压力32Mpa
时功率损失
v100cmmin时q5025Lmin总效率07
见工进速度低时功率损失0191kw发热量
假设系统散热状况般取油箱散热面积A
系统温升
验算表明系统温升许范围
5 绘制工作图编制技术文件
选定液压元件必验算工况分析工作性求反复修改初步拟订液压系统图便绘制正式液压系统图图中：
1) 标题栏中应表明液压元件辅助元件规格型号调整值
2) 执行元件方标出工作循环示意图复杂系统执行元件动作程序绘制动作周期表应机静止状态画出液压系统图
3) 应绘出电气行程开关布置图附电磁铁压力断电器等动作程序状态表然绘制液压系统路布置示意图泵源装配图（包括油箱油泵机架）阀安装总体结构（包括通油板集成块）电气线路图
编写液压系统设计计算书液压系统工作原理操作说明书中包括液压系统图
三 设计体会
次液压系统课程设计第次较全面液压知识综合运通次练液压基础知识较系统全面认识加深学知识理解运原较抽象容实现具体化初步掊养理联系实际设计思想训练综合运相关课程理结合生产实际分析解决工程实际问题力巩固加深扩展关液压系统设计方面知识
通制订设计方案合理选择液压零件类型正确计算零件工作力针课程设计中出现问题查阅资料扩展知识面培养学科方面兴趣实际动手力方面发展起重作次课程设计学知识运次尝试液压知识学方面次意义实践
通次铣床液压系统设计学许液压传动实际中知识体会设计液压系统艰难液压系统设计程中应注意问题工作学中帮助通段时间设计发现设计系统性工程越做面越发现知识局限性认识足知识盲点漏洞知识实践差距说通次设计深刻认识理联系实际力急需提高
程中遇困难课程设计中出现问题现两方面：方面前学知识掌握牢固似懂非懂该时候够轻松甚直接想起方面课外知识解太少次课程设计中发现面东西熟悉根没听说计算程中公式理解计算出数圆整方面缺乏验问题液压系统原理图设计困难液压系统原理熟练绘液压系统原理图时液压元件画法存问题公式运非常熟练该次液压传动课程设计学会综合运液压气压传动课程先修课程理知识生产实际知识进行液压传动设计实践理知识生产实际知识紧密结合起知识进步巩固加深扩展通设计实际训练续专业课学毕业设计解决工程问题良基础
次设计涉液压传动部分知识CAD作图word文档处理课知识实际结合起收获颇特收集资料信息力学期间次难机会总获益匪浅
参考文献：
[1] 液压传动 丁树模编 机械工业出版社
[2] 液压气压传动 左健友编 机械工业出版社
[3] 液压气动技术 张宏友编 连理工学出版社
[4] 液压气动传动（第二版）马振福编 机械工业出版社
[5] 机械设计手册 成先编 化学工业出版社
[6] 液压气压传动 游鹏编 科学出版社
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