图8 液压系统工作线路图
Figure 8 Hydraulic system wiring diagram
即
Pp?P1+?P1=110.12㎏/㎝2 (2)
式中：?P1为进回油路中总压力损失，其包括局部损失和沿程压力损失。 （2）液压泵流量
Qp?K?Qmax (3)
式中：K为系统漏损系数，常取1.1；?Qmax为同时动作的各液压执行器的最大泵工作流量，可由同时动作的各液压执行器最大流量相加。
?Qmax=Qmax=25.8L/min (4)
Qp?1.1?25.8L/min?28.4L/min (5)
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（3）选油泵。工作油泵采用CB系列齿轮泵，型号为CB-F18C-FL。其参数如下：流量为Qmax=30.6L/min；额定转速为1800r/min；额定压力为12.5Mpa；驱动功率为11.2kw；质量为8.2kg；容积效率大于90%。转向油泵采用CB-6：流量为8.7L/min；驱动功率为0.31kw，额定压力为2.5Mpa；额定转速1450r/min。 3.2.5 油泵功率及电机选择
（1）油泵的驱动功率：
P?Pp?Qn61.2??vw (6)
式中：Pp为泵的实际最大工作压力，其值为140Mpa；Qn为泵的额定流量，其值为510cm3/s；?v为泵的机械效率，取0.8。因此，
14?106?510?106P??8925w?8.93kw (7)
61.2?0.8（2）选择油泵电机
据油泵额定转速及所需驱动功率，选择Z4-112-4，其参数如下：额定功率为5.5kw；额定电压为160v；额定电流为42.7A；转速(最高)3000/4000r/min；效率为83.5%；飞轮矩为0.8；质量为60kg。选用的油泵电机采用5min工作制，故折算成后功率
P?5.515?9.5kw，故该电机油泵符合工作需要。 53.2.6选择换向阀
查《液压控制传动手册》表17.6-1，选择关于ZFS-C型多路换向阀性能参数，选择
图9 ZFS-C型多路换向阀性能参数
Figure 9 ZFS-C Multi directional control valve performance parameters
主要参数：工作压力为14Mpa；最大流量为30L/min；概算质量为10.5kg；公称直
径为10mm。ZFS型多路换向阀时手动控制换向阀的组合阀，由2-5个三位六通手动换
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向阀、溢流阀、单向阀组成。根据用途的不同，阀在中间位置时，主油路有中间全封闭式、压力口封闭式及中间位置时压力油路短路卸荷等。主要用于多个工作机构的集中控制。换向阀图示如下：
图10 换向阀示意图 Figure 10 Valve schematic
完成快进—工进—快退—停止等自动循环，工作台采用平导轨，主要参数见下表。
表1 自动循环参数
Table 1 Automatic cycle parameters
液负载力工作台重工作台及行程(mm) 压（N） 量（N） 夹具重量
快工
缸 （N）
进 进
4800 900 800 150 40
（1）初选液压缸的工作压力
速度(m/min)
快工快
进 进 退
7 0.25 7 0.7
启动静摩动摩时间擦系擦系(s) 数fs 数ft
0.25
0.15
表2 工作压力
Table 2 Operating pressure
工况 启动 加速 快进 工进 快退
计算公式
液压缸的负载N
F启=F静＋F密
F加=F动＋F贯＋F密 F快=F动＋F密
F工=F切＋F动＋F密 F快=F动＋F密 F启=425/0.9=472.2
F加=（255＋28.882）/0.9=315.42 F快=255/0.9=283.3
F工=（4800＋255）/0.9=5616.7 F快=255/0.9=283.3
由以上分析计算可知，该铣床在最大负载约为5616.7N是的液压系统宜取压力P=2MP。
（2）确定液压缸的内径D和活塞竿直径d
由液压缸工作负载表可以看出，最大负载为工几年阶段的负载F=5616.7N，考虑两边的差动比为2，则工作腔的有效工作面积和活塞直径分别为：
A?F/P?5616.7?(2?106)?0.00281m2 (8)
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4A4?0.00281D?????0.0598m (9)
活塞直径为：
d?D?2?0.707?0.0598?0.0423 (10)
根据行业标准，选取标准直径：
D?63mm d?45mm
根据缸径和活塞竿内径，计算出液压缸实际有效工作面积，无竿腔面积A1和有竿腔面积A2分别为
A1?D2/4?3.14?0.063?4?31.17?10?4m2 (11) A2?(D2?d2)/4?3.14?(0.063?0.045)?4?15.27?10?4m2 (12)
则液压缸的实际计算工作压力为：
P?4F/?D?4?5616.7/(??0.0632)?1.802Mpa (13)
则实际选取的工作压力P=2MP满足要求。
按最低工作速度验算液压缸的最小稳定速度。若验算后不能获得最小的稳定速度是，还需要响应家大液压缸的直径，直至满足稳定速度为止。
q/v?(50/250)?10?0.02?10m2 (14)
由于A?q/v，所以能满足最小稳定速度的要求。
计算液压缸各运动阶段的压力，流量和功率。根据上述所确定的液压缸的内径D和活塞竿直径d，以及差动快进时的压力损失P=0.5MP，工进时的背压力P=0.8MP，快退是
P=0.5MP，则可以计算出液压缸各工作阶段的压力、流量和功率。如下表：
表3 压力、流量和功率参数
Table 3 Pressure, flow and power parameters
工况 快进启动 快进加速 快进恒速 工进
负载F回油腔压力
5
（N） P2?10(Pa) 472.2 315.4 283.3
— 11.785 11.583
进油腔压力 P1?105(MPa) 2.97 6.785 6.583 21.94
输入流量q(L/min) — 变化值 14.31 0.78
输出流量p(kw) — 变化值 0.157 0.0285
计算公式
P?F?A2?P/(A1?A2) q?(A1?A2)v快
P?p1q
p1?(F?A1p2)/A25616.7 8
q?A1v1；P?p1q
14
快退启动 快退加速 快退恒速
472.2 315.4 283.3
— 5 5
3.1 12.272 12.062
— 变化值 10.689
— 变化值 0.215
p1?(F?A1p2)/A2
q?A2v快
P?p1q
根据上表可以用坐标法绘制出“液压工况图”，此图可以直观看出液压缸各运动阶段的主要参数变化情况。
（3）确定液系统方案和拟订液压系统原理图
1）由于该机床是固定式机械，却不存在外负载对系统作功的工况，并由其工况图可知，这台铣床液压系统的功率小，滑台运动速度不是很高，工作负载变化小。则该液压系统以采用节流式开式循环为宜。现才用进油路节流调速回路。从工况图很清楚地看到，在这个液压系统的工作循环内，液压缸要求油源提供低压大油量和高压小流量的油液。快进加快退的时间和工进的时间分别为
t1?ll1150?60190?60?3???2.9sv1v37?10007?1000 (15)
t2?l260?40??9.6s (16) v20.25?1000因此从提高系统效率和节省能量的角度来看，采用单个定量液压泵作为油源显然是不合适的，而宜采用大，小两个液压泵并联供油的油源方案
2）选择基本回路。由于不存在负载对系统作功的工况，也不存在负载制动的过程，故不需要设置平衡及制动回路。但必须具有快速运动，换向，速度换节以及调压，卸荷等回路。系统中采用节流调速回路以后，不论采用何中油源形式都必须有单独的油路直接通向液压缸两腔，以实现快速远东。在本系统中，快进，快退换向回路采用所示形式。由工况图中的可知，当滑台从快进转为工进时，输入液压缸的流量由降至，滑台的速度变化交大，可选用行程阀来控制速度的换接，以减小液压冲击。当滑台由工进转为快退时，回路中通过的流量很大—进油路中通过，回油路中通过。为了保证换向平稳其见，宜采用换向时间可调的电液式换接回路。由于这一回路换要实现液压缸的差动连接，所以换向阀必须是五通的。
3）选择调压和卸荷回路
油源中有逆流阀，调定系统工作压力，因此调压3问题在油源中解决，无须另外在设置调压回路。而且，系统采用进油节流调速，故溢流阀常开，即使滑台被卡住，系统的压力也不会超过溢流阀的调定值，所以又起安全作用。双液压泵自动两级供油的油源中设有卸荷阀，当滑台工进和停止时，低压，大流量液压泵都可以经此阀卸荷。由于工进在整个工作循环周期中占了绝大部分时间，切高压，小流量液压泵的功率较
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