花小涵: 铣床夹紧装置液压系统设计
P压降——各种阀的压降； Q实——流经阀的设计流量； Q额——阀的额定流量。
在油缸松开时，退油路上的压力损失为
??pv＝?(p压降?Q实Q额)）
222
?4.67??4.67??4.67??4.67??0.1???0.2??0.1??0.15????????40803535????????2?0.15?0.1???4.67?13.5??35??19.62
＝0.0097MPa
由此可以看出，系统阀的压力损失都小于原先的估计值，所以满足系统的使用要求。因为Ⅱ工位夹紧缸的运动过程是一样的，使用对此油缸的压力校验过程和上面的计算过程是一样的。如下所示
在油缸夹紧时，油液依次经过单向阀，电磁换向阀，叠加式双单向阀，叠加式双单项节流阀。进油路上的压力损失为：
??pv＝?(p压降?Q实Q额2)
222
?6.03??6.03??6.03??6.03??0.1???0.12??0.2??0.2?????????40??35??35??80??6.03??3.67?4.890.15??0.15?????35??35?8.0422
=0.017MPa
在油缸松开时，退油路上的压力损失为：
??pv＝?(p压降?Q实Q额2)
222?14??14??14??14??0.1????0.12????0.2????0.2????40??35??35??80??14??23.02?8.040.15???0.15???3535????4.89＝0.2Mpa
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由此看出各种阀同样满足使用要求。
5.2 估算系统效率
由表4-2和4-3可以看出，本液压系统在整个工作循环过程中，液压缸夹紧是主要的工作过程，所以系统效率、发热和温升等可一概用夹紧时的数值计算。
系统效率的计算公式为： ?p1q1c＝pq pp式中 p1——执行元件的负载压力；
q1——执行元件的负载流量； pp——液压泵的供油压力； qp——液压泵的供油流量。
Ⅰ工位夹紧缸夹紧时，将数值代如公式（5-2）得：
4.38???????10?3??106c＝60?4.88?14?106??3/60 ＝0.06
Ⅱ工位夹紧缸夹紧时，将数值代入公式（5-2）得：
6.03?3.06?10?3?106?c＝60?4.88?14?106??3/60 ＝0.27
系统在一个完整的循环周期内的平均回路效率可按下式计算： ?i?tic＝??cT 式中 ?c—— 一个周期的平均回路效率； ?ci——各工作阶段的液压回路效率；
ti——各个工作阶段的持续时间； T——一个完整循环的时间。
5－2）5－3）27
（ （
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分别将Ⅰ、Ⅱ工位夹紧缸夹紧时的数值代入公式（5-3）得： ?c＝
0.06?3?0.27?0.2
3.2 ＝0.073
则系统的总效率为：
?＝?p?c?a （5－4）
式中 ?p——液压泵的总效率，取0.85；
?c——液压回路的效率；
?a——液压执行元件的总效率，取0.95。
所以：
?＝0.85×0.95×0.073 ＝0.06
本系统的效率是0.06。
整个系统的效率很低，主要是由于溢流损失和节流损失造成的。
5.3 系统的发热和温升
液压系统的压力、容积和机械损失构成总的能量损失，这些能量损失都将转化为热量，是系统的油温升高，产生一系列不良的影响。为此，必须对系统进行发热和温升计算，以便对系统温升进行控制。可按下式估算系统的发热能量：
H＝Npi（1－?） （5－5） 式中 H——系统产生的热量；
Npi——液压泵的输入功率。
将数值代入公式（5-5）得：
4.897?106?14?10360 H＝?1?0.06?
0.85 ＝1264w
表5-1各种机械允许油温
Tab.5-1 The allowing temperature of the Machinery
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??液压设备类型 数控机床 一般机床 机车车辆 船舶 冶金机械、液压机 工程机械、矿山机械
正常工作温度/C
30～50 30～55 40～60 30～60 407～0 50～80
最高允许温度/C
55～70 55～70 70～80 80～90 60～90 70～90
液压系统中产生的热量，由系统中各个散热面散发至空气中，其中油箱是主要散热面。因为管道的散热面相对较小，且与其自身的压力损失产生的热量基本平衡，故一般滤去不计。当只考虑油箱散热时，其散热量H0可按下式计算：
H0＝KA?? （5－6） 式中 K——散热系数（W/m??C），计算时可选用推荐值：通风很差K＝8；通风良好 K
＝14－20；风扇冷却时，K＝20－25；用循环水冷却时，K＝110－175；
A——油箱散热面积； ??——系统温升。
当系统产生的热量H等于其散发出去的热量时，系统达到平衡，此时： ??＝H/KA
当六面体油箱长、宽、高比例为1：1：1－1：2：3 且液面高度是油箱高度的0.8倍时，其散热面积的近似计算公式为：
A=0.0563V2 所以可以导出：
??＝式中 V——油箱的有效容量。
取散热系数K=15，将数值代入公式（5-7）得： ??＝126415?0.065?3?84?2H0.056 V32 （5－7）
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＝67.6?C
此温升超过了许用范围，??＝30?C－50?C，增大油箱面积，取V＝8×14＝112L，并且取系数K=20Wm??C，重新带入数值计算得：
??＝126420?0.065?11232
＝41.8?C
所以满足了许用温升要求。至此，系统校核完毕，从整个过程来看，此设计满足使用需求。
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