⑤估算液压系统性能。 ⑥绘制工作图和编写技术文件。 8-2如何拟定液压系统原理图？
答：液压系统原理图是表示液压系统的组成和工作原理的重要技术文件。拟定液压系统原理图是设计液压系统的关键，它对系统的性能及设计方案的合理性、经济性具有决定性的影响。拟定液压系统原理图包含两项内容：一是通过分析、对比选出合适的基本回路；二是把选出的基本回路进行有机组合，构成完整的液压系统原理图。
8-3某厂汽缸加工自动线上要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床，机床有主轴16根，钻14个φ13.9mm的孔，2个φ8.5mm的孔，要求的工作循环是：快速接近工件，然后以工作速度钻孔，加工完毕后快速退回原始位置，最后自动停止；工件材料：铸铁，硬度HB为240；假设运动部件重G＝9800N；快进快退速度v1＝0.1m/s；动力滑台采用平导轨，静、动摩擦因数μs=0.2，μd=0.1；往复运动的加速、减速时间为0.2s；快进行程L1=100mm；工进行程L2=50mm。试设计计算其液压系统。 一、作F—t与v—t图?
1.计算切削阻力钻铸铁孔时，其轴向切削阻力可用以下公式计算：
Fc=25.5DS硬度
0.8
0.6
(N)
式中：D为钻头直径(mm)；S为每转进给量(mm/r)。
选择切削用量：钻φ13.9mm孔时，主轴转速n1＝360r/min，每转进给量S1=0.147mm/r；钻8.5mm孔时，主轴转速n2＝550r/min，每转进给量S2=0.096mm/r。则 Fc=14×25.5D1S
0.8
1
硬度
0.6
+2×25.5D2S2硬度
0.6
0.80.6
=
0.8
0.6
14×25.5×13.9×0.147×240+2×25.5×8.5×0.096×240=30500(N) 2.计算摩擦阻力
静摩擦阻力：Fs=fsG=0.2×9800=1960N 动摩擦阻力：Fd=fdG=0.1×9800=980N 3.计算惯性阻力
Fi?G?v98000.1????500Ng?t9.80.2
0.8
4.计算工进速度
工进速度可按加工φ13.9的切削用量计算，即： v2=n1S1=360/60×0.147=0.88mm/s=0.88×10m/s 5.根据以上分析计算各工况负载如表1所示。
表1 液压缸负载的计算
-3
工 况 启 动 加 速 快 进 工 进 反向启动 加 速 快 退 制 动 计算公式 F=faG F=fdG+G/gΔv/Δt F=fdG F=Fc+fdG F=fsG F=fdG+G/gΔv/Δ F=fdG F=fdG-G/gΔv/Δt 液压缸负载F/N 1960 1480 980 31480 1960 1480 980 480 液压缸驱动力F0/N 2180 1650 1090 35000 2180 1650 1090 532 其中，取液压缸机械效率ηcm=0.9。
6.计算快进、工进时间和快退时间 快进： t1=L1/v1=100×10/0.1=1s 工进： t2=L2/v2=50×10/0.88×10=56.6s 快退： t3=(L1+L2)/v1= (100+50)×10/0.1=1.5s 7.根据上述数据绘液压缸F—t与v—t图见图1。
-3
-3
-3
-3
图1 F—t与v—t图
二、确定液压系统参数
1.初选液压缸工作压力
由工况分析中可知，工进阶段的负载力最大，所以，液压缸的工作压力按此负载力计算，根据液压缸与负载的关系，选p1=40×10Pa。本机床为钻孔组合机床，为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔应有背压，设背压p2=6×10Pa，为使快进快退速度相等，选用A1=2A2差动油缸，假定快进、快退的回油压力损失为Δp=7×10Pa。
5
5
5
2.计算液压缸尺寸由式(p1A1-p2A2)ηcm=F得：
A1?F?cm(p1?p2)2?31480?422?94?10m?94cm0.9(40?6/2)?103
4A1液压缸直径：D=
??4?94??10.9cm
取标准直径：D＝110 mm
因为A1=2A2，所以d=D/2≈80mm 则液压缸有效面积： A1=πD/4=π×11/4=95cm
A2=π/4 (D-d)=π/4 (11-8)=47cm
3.计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率液压缸工作循环各阶段压力、流量和功率计算表。
表2 液压缸工作循环各阶段压力、流量和功率计算表 工况 快进 快进 工进 反向启P1=F0/a1+2p2 快退 动 加速 快退 制动 Q=A2V2 P=10p1q -32
2
2
2
2
2
2
2
计算公式 P1=F0/A+p2 Q=av1 P=10-3p1q p1=F0/a1+p2/2 q=A1V1 p=10p1q -3F0/n 2180 1650 1090 P2/pa P2=0 5P1/pa 4.6*10 55Q/(10m/s) -33P/kw 启动 加速 P2=7x10 10.5*10 9x10 50.5 0.5 3500 P2=6x10 540x10 50.83x10 50.033 2180 1650 1090 532 P2=0 54.6x10 17.5x10 555 0.5 0.8 P2=7*10 16.4x10 15.2x10 5
图2 液压缸工况图
4.绘制液压缸工况图见图2。 三、拟定液压系统图
1.选择液压回路
(1)调速方式；由工况图知，该液压系统功率小，工作负载变化小，可选用进油路节流调速，为防止钻通孔时的前冲现象，在回油路上加背压阀。
(2)液压泵形式的选择；从q—t图清楚的看出，系统工作循环主要由低压大流量和高压小流量两个阶段组成，最大流量与最小流量之比qmax/qmin=0.5/0.83×10≈60，其相应的时间之比t2/t1=56。根据该情况，选叶片泵较适宜，在本方案中，选用双联叶片泵。
(3)速度换接方式：因钻孔工序对位置精度及工作平稳性要求不高，可选用行程调速阀或电磁换向阀。
(4)快速回路与工进转快退控制方式的选择：为使快进快退速度相等，选用差动回路作快速回路。
2.组成系统在所选定基本回路的基础上，再考虑其他一些有关因素组成图3所示液压系统图。
-2
图3 液压系统图
四、选择液压元件
1.选择液压泵和电动机
(1)确定液压泵的工作压力。前面已确定液压缸的最大工作压力为40×10Pa，选取进油管路压力损失Δp=8×10Pa，其调整压力一般比系统最大工作压力大5×10Pa，所以泵的工作压力pB＝(40＋8＋5)×10＝53×10Pa
这是高压小流量泵的工作压力。
由图3可知液压缸快退时的工作压力比快进时大，取其压力损失Δp′＝4×10Pa，则快退时泵的工作压力为：
pB=(16.4＋4)×10＝20.4×10Pa
这是低压大流量泵的工作压力。
(2)液压泵的流量。由图3可知，快进时的流量最大，其值为30L/min，最小流量在工进时，其值为0.51L/min，取K＝1.2，
则： qB＝1.2×0.5×10=36L/min
由于溢流阀稳定工作时的最小溢流量为3L/min，故小泵流量取3.6L/min。 根据以上计算，选用YYB-AA36/6B型双联叶片泵。 (3)选择电动机：?
由P-t图可知，最大功率出现在快退工况，其数值如下式计算：?
-35
5
5
5
5
5
5
5