《 液压与气压传动课程设计 》说明书
2 液压回路的工况分析
负载与运动分析
工作负载 工作负载即为切削阻力FL=30000N。 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 FFS??SG?0.2?5500?1100N 动摩擦阻力 Ffd??dG?0.1?5500?550N 惯性负载
Fi ?
5500 4.5 G ??? ? N N ???842? g t 9 . 8 0 . 05×60
液压缸在工作过程中各阶段的负载为： 启动阶段：F?FFS?1100N
启动加速阶段：F?FFd?Fi?550N?842N?1392N 快进或快退阶段：F?FFd?550N
工进阶段：F?FFd?FL?550N?30000N?30500N 运动时间
L1250?10?3快进 t1???3.3s
v14.5/60L2150?10?3工进 t2???90s
v20.1/60L1?L2400?10?3快退 t3???5.3s
v34.5/60设液压缸的机械效率ηcm=0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表2.1
所列。
表2.1液压缸各阶段的负载和推力
液压缸负载工况 启 动 加 速 负载组成 F/N F?FFs F?Ffd 液压缸推力F0=F/ηcm/N 1222 1547 1100 1392 3
《 液压与气压传动课程设计 》说明书 快 进 工 进 反向启动 加 速 快 退
F?Ffd?Fi F?Ffd?FL F?Ffs 550 30550 1100 1392 550 611 33944 1222 1547 611 F?Ffd?Fi F?Ffd 根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-t 和速度循环图?-t，如下图所示。
液压缸的负载图
液压缸的速度图
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确定液压系统主要参数
（1）初选液压缸工作压力：所设计的专用铣床在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表2.2和表2.3，初选液压缸的工作压力p1=4MPa。 （2）计算液压缸主要尺寸:鉴于专用铣床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（A1=2A2），快进时液压缸差动连接。工进时为防止车铣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2.4选此背压为p2=0.6MPa。
表2 .2负载和工作压力之间的关系
负载 F/ KN 工作压力p/MPa <10 0.8~1.2 10~20 1.5~2.5 20~30 3.0~4.0 30~50 4.0~5.0 >50 ≥5.0 5
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表2.3 各类液压设备常用的工作压力
设备 粗加工或类型 精加工机床 半精加工机床 辅助机构 工作 压力 p/MPa 0.8~2 3~5 5~10 10~16 20~32 运输机械 重型机床 械、工程机械挖掘机、起重小型工程机机械、大中型农业机械 、液压机、重型
表2.4 执行元件背压的估计值
系统类型 背压Pb/MPa 0.2～0.5 流调速系统 回油路调速阀的调节系中低压系统（0～8MPa） 0.5～0.8 统 回油路带背压阀 带补油路的必式回答 中高压系统（8～16MPa） 高压系统（16～32MPa） 同上 如锻压机械等 0.5～1.5 0.8～1.5 比中低压系统高50%～100% 初算时背压可忽略不计 简单系统，一般轻载节
表2.5 按工作压力选取d/D
工作压力/MPa d/D ≤5.0 0.5~0.55
5.0~7.0 0.62~0.70 ≥7.0 0.7 6
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表2.6 按速比要求确定d/D ?2/?1 d/D 1.15 0.3 1.25 0.4 1.33 0.5 1.46 0.55 1.61 0.62 2 0.71 注：?1—无杆腔进油时活塞运动速度；
?2—有杆腔进油时活塞运动速度。
由式 ：
p1A1?p2A2?F
?cm
得：
A1 ?
30550
m 2 ? 92 ? 10 ? 4 m 2
p 0 . 6 6 ? ( p ? 2 ) 0 .9 ? ( 4 ? ) ? 10
cm 1 2
2
?
?
4 4 ? 92 ? 10 ?
F
则活塞直径：
D ?
4 A1
参考表2.5及表2.6，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:
A1?
? ?
m ? 0 . 108 m ? 108 mm
?D24???0.1124m2?95?10?4m2
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根据计算出的液压缸的尺寸，可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率，如表2.7所列，由此绘制的液压缸工况图如图2所示。
A2??(D2?d2)???(0.112?0.82)m2?44.7?10?4m2表2.7液压缸在各阶段的压力、流量和功率值
工况 推力 F0/N 快启122进 动 2 — 0.69 回油腔进油腔压压力 p2/MPa 力 p1/MPa 输入流量 q×10-3/m3/s — — 输入功率 P/KW 计算公式 p1?F0?A2?PA1?A2 7