辽宁工程技术大学毕业设计（论文）
则液压缸无杆腔实际有效面积为：
A1??D24
?2??3.24
=8.04?cm2?
有杆腔实际有效面积为：
A2???D2?d2?4
???3.242?2.02?
=4.89?cm2?
2.4.3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率
根据上述假定条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率，如下表所示：
表2-8 Ⅰ工位夹紧缸工作循环个阶段的压力、流量和功率
Tab.2-8 The pressure, rate of flow and power of the clamping cylinderⅠat different stage
工作
计算公式
阶段
/N 负载
回油腔压力
工作腔压力
输入流量 Q/L?min
—
?1输入功率 /w
p2/MPa
—
p1/MPa
0.98
启动
F)?p2A1?cmp1?
A2(q?A2v1
490 —
加速 304 0.2 0.53 — —
夹紧 反向启动 加速
N?p1q
5245 0.2 4.38 0.972 70..96
F)?p2A2?p1?cm
A1(q?A1v2
490 — 0.40 — —
420 0.2 0.30 — —
松开
N?p1q
245 0.2 0.27 4.116 18.52
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花小涵: 铣床夹紧装置液压系统设计
表2-9 Ⅱ工位夹紧缸工作循环各个阶段的压力、流量和功率
Tab.2-9 The pressure, rate of flow and power of the clamping cylinderⅡat different stage 工作
计算公式
阶段
/N
负载 回油腔压力 工作腔压力
输入流量 Q/L?min
—
?1输入功率 /w
p2/MPa
—
p1/MPa
0.39
启动
F)?p2A2?p1?cm
A1(q?A1v1
300 —
加速 532 0.2 0.44 — —
夹紧 反向启动 加速
N?p1q
2150 0.2 3.06 6.03 307.53
F)?p2A1300 ?cmp1?
A2(915
— 0.65 — —
0.2 0.85 — —
q?A2v2
松开
N?p1q
150 0.2 0.65 4.116 79.46
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辽宁工程技术大学毕业设计（论文）
3 液压系统原理图的拟定和方案论证
3.1 制定基本方案
液压系统的设计，除了满足主机在动作和性能方面规定的要求外，还必须符合体积小、重量轻、成本低、效率高、结构简单、工作可靠、使用和维修方便等一些公认的普遍设计原则。本液压系统设计的内容大致为：
1）油路循环方式的分析与选择； 2）调速方案的分析和选择； 3）液压动力源的分析与选择； 4）液压回路的分析、选择与合成； 5）液压系统原理图的拟订。
3.2 油路循环方式的分析和选择
液压系统油路循环方式分为开式和闭式两种，他们各自的特点及相互比较见下表
表3-1开式系统和闭式系统的比较
Tab.3-1 Compare of Hold dyadic system and Shut dyadic system
油液循 环方式 散热 条件 抗污 染性 系统 效率 限速 制动 形式 其他
较方便，但是油箱较大 较差，但可采用压力油 箱或者油箱呼吸器来改善 管路压力损失较大，用节 流调速时效率低 用平衡阀进行能耗限速， 用制动阀进行能耗制动， 引起油液发热 对泵的自吸性能要求高
较复杂，需要用辅泵来换油冷却
较好，但是油液过滤要求较高
管路腰里损失较小，容积调速时效率较高 液压泵由电动机拖动时，限速及制动 过程中拖动电能向电网输电，回收部分能量，即是再生限速和再生制动 对主泵的自吸性能要求低
开式
闭式
油路循环方式的选择主要取决于液压系统的调速方式和散热条件。一般来说，凡是有
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花小涵: 铣床夹紧装置液压系统设计
较大空间可以存放油箱而且不需要另设散热装置的系统，要求结构尽可能简单的系统，采用节流调速或者容积节流调速的系统，均宜采用开式系统。在本设计中，油泵向两个液压执行元件供油而且功率较小，整个系统的结构也比较简单，所以本设计采用开式系统。
3.3调速方案的分析和选择
调速方案对主机的性能起到决定性的作用。
相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合—容积节流调速。
节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。此种调速方式结构简单，由于这种系统必须用闪流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。
容积调速是靠改变液压泵或液压马达的排量来达到调速的目的。其优点是没有溢流损失和节流损失，效率较高。但为了散热和补充泄漏，需要有辅助泵。此种调速方式适用于功率大、运动速度高的液压系统。
容积节流调速一般是用变量泵供油，用流量控制阀调节输入或输出液压执行元件的流量，并使其供油量与需油量相适应。此种调速回路效率也较高，速度稳定性较好，但其结构比较复杂。
节流调速又分别有进油节流、回油节流和旁路节流三种形式。进油节流起动冲击较小，回油节流常用于有负载荷的场合，旁路节流多用于高速。 调速回路一经确定，回路的循环形式也就随之确定了。
节流调速一般采用开式循环形式。在开式系统中，液压泵从油箱吸油，压力油流经系统释放能量后，再排回油箱。开式回路结构简单，散热性好，但油箱体积大，容易混入空气。
容积调速大多采用闭式循环形式。闭式系统中，液压泵的吸油口直接与执行元件的排油口相通，形成一个封闭的循环回路。其结构紧凑，但散热条件差。
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辽宁工程技术大学毕业设计（论文）
表3-2各种调速方式的性能比较
Tab.3-2 various forms of Speed Performance Comparison
主要 性能 进油节流及回油节流 旁路简式节流调速系统 带压力补偿阀的节流调速系统 调速调速阀在旁油路及溢流节流调速回路 好 较好 好 节流调速 容积调速回路 变量泵 定量马达 流量适应 功率适应 容积节流调速回路 节流 阀在进油路 负载 特性 速度刚度 承载能力 差 很差 好 较差 好 较好 好 调速范围 功率特性 成本 适用范围 大 小 大 较大 大 效率 发热 低 大 低 较低 较大 低 大 较低 较大 较低 最高 最小 高 大功率高速中高压系统 较高 较小 负载变化小，速度刚度要大的中小功率，中压系统 高 小 最高 负载变化大速度刚度较大的中高压系统 小功率 轻载或者低速的中 低压系统及工程机械非经常性调速的场合 考虑到系统本身的性能要求和一些使用要求以及负载特性，本设计决定采用节流调速。
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