第十章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

10液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算本章主要討論液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算的程序、內(nèi)容和方法。設(shè)計(jì)方法：靜態(tài)的、經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，它可以提供一個(gè)能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能(即滿足力和速度要求)的傳動(dòng)系統(tǒng)。系統(tǒng)的動(dòng)作質(zhì)量及動(dòng)作發(fā)生的時(shí)間歷程也是很重要的，而且對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備往往是更加重要的，這些問題需要用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和手段進(jìn)行系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟大致如下：明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求；分析主機(jī)工況，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)；(3)擬定液壓系統(tǒng)原理圖；(4)液壓元件的計(jì)算與選擇；(5)液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算；(6)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，編寫技術(shù)文件。

前五項(xiàng)屬于性能設(shè)計(jì)，它們互相影響，互相滲透；最后一項(xiàng)屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行時(shí)須先查明液壓元件的結(jié)構(gòu)和配置方式，仔細(xì)查閱有關(guān)產(chǎn)品樣本、設(shè)計(jì)手冊(cè)和資料。10.1明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求在開始設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，首先要對(duì)機(jī)械設(shè)備主機(jī)的工作情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，明確主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)提出的要求，具體包括：(1)主機(jī)的用途、類型、主要結(jié)構(gòu)、總體布局以及對(duì)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在位置布置和空間尺寸上的限制。(2)對(duì)液壓系統(tǒng)動(dòng)作和性能的要求。(3)主機(jī)各液壓執(zhí)行元件的動(dòng)作順序或互鎖要求。(4)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件，如周圍介質(zhì)、環(huán)境溫度、濕度、塵埃情況、外界沖擊振動(dòng)等。(5)其他方面的要求，如液壓裝置在質(zhì)量、外形尺寸、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方面的規(guī)定或限制。如主機(jī)的工作循環(huán)、液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方式(往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng))、自動(dòng)化程度、調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和精度、負(fù)載狀況及其工作范圍10.2分析工況，確定主要參數(shù)在明確了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)后，就可以對(duì)主機(jī)的工作過程進(jìn)行分析，即負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析。確定負(fù)載和速度在整個(gè)工作循環(huán)中的變化規(guī)律，然后即可計(jì)算執(zhí)行元件的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)——工作壓力和最大流量。一、工況分析工況分析，就是分析主機(jī)在工作過程中各執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和負(fù)載的變化規(guī)律。執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要克服的負(fù)載一般由下列幾項(xiàng)組成：工作負(fù)載（如切削力、注射力、重力等）慣性負(fù)載阻力負(fù)載（如摩擦阻力、密封阻力、背壓阻力等）。執(zhí)行元件在各階段所需克服的負(fù)載用負(fù)載—位移（F-l）曲線來表示，稱為負(fù)載圖。執(zhí)行元件各個(gè)工作階段的運(yùn)動(dòng)速度用速度—位移（v-l）曲線表示，稱為速度圖。二、確定主要參數(shù)確定液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量。工作壓力可根據(jù)負(fù)載圖中的最大負(fù)載來選取；也可根據(jù)主機(jī)的類型來選??；最大流量則由執(zhí)行元件速度圖中的最大速度計(jì)算出來。這兩者都與執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)（指液壓缸的有效工作面積A或液壓馬達(dá)的排量qM）有關(guān)。確定主要參數(shù)的一般做法：選定工作壓力p；按最大負(fù)載和預(yù)估的執(zhí)行元件機(jī)械效率求出A或qM，經(jīng)過各種必要的驗(yàn)算、修正和圓整后定下這些結(jié)構(gòu)參數(shù)；算出最大流量Qmax。在機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，工作壓力選得小些，對(duì)系統(tǒng)的可靠性、低速平穩(wěn)性和降低噪聲都是有利的，但在結(jié)構(gòu)尺寸和造價(jià)方面則須付出一定的代價(jià)。在本步驟的驗(yàn)算中，必須使執(zhí)行元件的最低工作速度vmin或ωmin(=2πnmin/60)符合下述要求：液壓缸

液壓馬達(dá)

式中，Qmin—為節(jié)流閥或調(diào)速閥、變量泵的最小穩(wěn)定流量，由產(chǎn)品性能表查出。有時(shí)還需對(duì)液壓缸的活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，驗(yàn)算工作常常和這里的參數(shù)確定工作交叉進(jìn)行。驗(yàn)算結(jié)果如不能滿足有關(guān)規(guī)定的要求時(shí)，A或qM的量值就必須進(jìn)行修改。執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)最后還必須圓整成標(biāo)準(zhǔn)值（見國(guó)標(biāo)（GB2347—80和GB/T2348—93）。液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的工況圖是在執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，算出不同階段中的實(shí)際工作壓力、流量和功率之后做出的。工況圖顯示液壓系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作循環(huán)時(shí)這三個(gè)參數(shù)的變化情況。當(dāng)系統(tǒng)中包含多個(gè)執(zhí)行元件時(shí)，其工況圖是各個(gè)執(zhí)行元件工況圖的綜合。液壓執(zhí)行元件的工況圖是選擇系統(tǒng)中其他液壓元件和液壓基本回路的依據(jù)，也是擬訂液壓系統(tǒng)方案的依據(jù)：(1)液壓泵和各種控制閥的規(guī)格是根據(jù)工況圖中的最大壓力和最大流量選定的。(2)各種液壓回路及其油源形成都是按工況圖中不同階段內(nèi)的壓力和流量變化情況初選后，再通過比較確定的。(3)將工況圖所反映的情況與調(diào)研得來的參考方案進(jìn)行比較，可以對(duì)原來設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性作出鑒別，或進(jìn)行調(diào)整。10.3擬定液壓系統(tǒng)原理圖一、概述二、擬定系統(tǒng)原理圖時(shí)應(yīng)注意的問題

1.控制方式

2.系統(tǒng)安全可靠

3.節(jié)約能量

4.其他一、概述擬定液壓系統(tǒng)原理圖一般分為兩步進(jìn)行：第一步：分別選擇各個(gè)基本回路。選擇時(shí)應(yīng)從對(duì)主機(jī)性能影響較大的回路開始，并應(yīng)對(duì)各種方案進(jìn)行分析比較。對(duì)于大多數(shù)機(jī)械來說，總是有調(diào)速的要求，因此采用容積調(diào)速或節(jié)流調(diào)速是一個(gè)首先要確定的問題。第二步：將選擇的基本回路進(jìn)行歸并、整理，再增加一些必要的元件或輔助油路組合成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。二、擬定系統(tǒng)原理圖時(shí)應(yīng)注意的問題

1.控制方式

2.系統(tǒng)安全可靠

3.節(jié)約能量

4.其他1.控制方式在液壓系統(tǒng)中，執(zhí)行元件需改變運(yùn)動(dòng)速度和方向。此外如果一個(gè)系統(tǒng)有多個(gè)液壓執(zhí)行元件時(shí)，則還有動(dòng)作順序及互鎖等要求。這些都存在一個(gè)動(dòng)作轉(zhuǎn)換的控制方式問題。如果機(jī)器只要求手動(dòng)操作，則采用手動(dòng)換向閥改變運(yùn)動(dòng)方向。某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)較多的工程機(jī)械、船舶以及起重機(jī)等設(shè)備中常采用多路閥。如果機(jī)器要求完成某些自動(dòng)循環(huán)動(dòng)作，就要慎重地選擇各種控制方式。行程控制動(dòng)作比較可靠，是最通用的控制方式。壓力控制可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，但在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)不宜多次使用。時(shí)間控制一般不單獨(dú)使用，往往和行程或壓力控制組合使用。2.系統(tǒng)安全可靠擬定液壓系統(tǒng)圖時(shí)，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的安全性和可靠性予以足夠的重視。為防止系統(tǒng)過載，安全閥是必不缺少的。為防止垂直運(yùn)動(dòng)部件在系統(tǒng)失壓情況下自動(dòng)下落，必須有平衡回路。起重機(jī)液壓馬達(dá)回路除有平衡回路外，還常有機(jī)械、液壓制動(dòng)裝置，以確保安全。系統(tǒng)中有多個(gè)執(zhí)行元件時(shí)，如果用一個(gè)泵供給兩個(gè)以上執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)時(shí)，則必須考慮防干擾問題。對(duì)要求可靠性較高的系統(tǒng)有時(shí)要設(shè)置一些備用元件或備用回路，以便個(gè)別工作元件或回路發(fā)生故障時(shí)，確保系統(tǒng)仍能正常工作。在波音747飛機(jī)上，為提高系統(tǒng)的可靠性，采用了冗余技術(shù)。以裝在垂直尾冀上的方向舵為例，首先把方向舵分成上方向舵和下方向舵兩部分，見圖4.20.-3，即使一個(gè)方向舵出現(xiàn)故障，單靠另一個(gè)也能保證其功能。其次，每個(gè)方向舵都裝有雙串聯(lián)缸見圖4.20-4，分別由兩個(gè)液壓系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)。即使在最壞的情況下，有二個(gè)系統(tǒng)都出現(xiàn)故障時(shí)，剩下的一個(gè)系統(tǒng)仍能工作。3.節(jié)約能量節(jié)能的目的在于提高能量利用率。對(duì)于液壓系統(tǒng)而言，提高系統(tǒng)的效率不僅能節(jié)約能量，而且可防止系統(tǒng)過熱。擬定液壓系統(tǒng)時(shí)應(yīng)對(duì)節(jié)能問題予以重視。如在工作循環(huán)中，系統(tǒng)所需流量差別較大時(shí)，應(yīng)采用雙泵和變量泵供油，或采用蓄能器；在系統(tǒng)處于保壓或停止工作時(shí)應(yīng)使泵卸荷等等，這些部是提高系統(tǒng)效率的有效措施。4.其他盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件，借用本廠現(xiàn)有產(chǎn)品中的元件和系統(tǒng)，以縮短設(shè)計(jì)和制造周期，降低成本等。10.4液壓元件的計(jì)算與選擇一、液壓泵二、閥類元件三、油管和油箱一、液壓泵1.液壓泵的最大工作壓力必須等于或超過液壓執(zhí)行元件最大工作壓力及進(jìn)油路上總壓力損失這兩者之和。液壓執(zhí)行元件的最大工作壓可以從工況圖中找到；進(jìn)油路上的總壓力損失可以通過估算求得，也可以按經(jīng)驗(yàn)資料估計(jì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況總壓力損失Δp/MPa一般節(jié)流調(diào)速及管路簡(jiǎn)單的系統(tǒng)0.2～0.5進(jìn)油路有調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng)0.5～1.5表10-3進(jìn)油路壓力損失經(jīng)驗(yàn)值2.液壓泵的流量必須等于或超過幾個(gè)同時(shí)工作的液壓執(zhí)行元件總流量的最大值以及回路中泄漏量這兩者之和。液壓執(zhí)行元件總流量的最大值可以從工況圖中找到（當(dāng)系統(tǒng)中備有蓄能器時(shí)，此值應(yīng)為一個(gè)工作循環(huán)中液壓執(zhí)行元件的平均流量），回路中的泄漏量則可按總流量最大值的10%~30%估算。液壓泵及電機(jī)的選擇在參照產(chǎn)品樣本選取液壓泵時(shí)泵的額定壓力應(yīng)選得比上述最大工作壓力高20%~60%，以便留有壓力儲(chǔ)備；額定流量則只須選得能滿足上述最大流量需要即可。液壓泵在額定壓力和額定流量下工作時(shí)，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率一般可以直接從產(chǎn)品樣本上查到。電機(jī)功率也可以根據(jù)具體工況計(jì)算出來，有關(guān)的算式和數(shù)據(jù)見液壓工程手冊(cè)。二、閥類元件閥類元件的規(guī)格按液壓系統(tǒng)的最大壓力和通過該閥的實(shí)際流量從產(chǎn)品樣本上選定。選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，還要考慮它的最小穩(wěn)定流量是否符合設(shè)計(jì)要求。各類閥都須選得使其實(shí)際通過流量最多不超過其公稱流量的120%，以免引起發(fā)熱、噪聲和過大的壓力損失。對(duì)于可靠性要求特別高的系統(tǒng)來說，閥類元件的額定壓力應(yīng)高出其工作壓力較多。1.流量閥的選擇選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)還要考慮其最小穩(wěn)定流量是否符合設(shè)計(jì)要求，一般中、低壓流量閥的最小穩(wěn)定流量為50ml/min~100ml/min；高壓流量閥的最小穩(wěn)定流量為2.5ml/min~20ml/min。流量閥對(duì)流量進(jìn)行控制，需要一定的壓差，高精度流量閥進(jìn)、出口約需1MPa的壓差。普通調(diào)速閥存在起始流量超調(diào)的問題，對(duì)要求高的系統(tǒng)可選用帶手調(diào)補(bǔ)償器初始開度的調(diào)速閥或帶外控關(guān)閉功能的調(diào)速閥。對(duì)于要求油溫變化對(duì)外負(fù)載的運(yùn)動(dòng)速度影響大的系統(tǒng)，可選用溫度補(bǔ)償型調(diào)速閥。2.溢流閥的選擇直動(dòng)式溢流閥響應(yīng)快，適合作制動(dòng)閥及流量較小的安全閥，先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性好，宜作調(diào)壓閥，背壓閥及流量較大的安全閥用。先導(dǎo)式溢流閥有二級(jí)同心和三級(jí)同心之分，二級(jí)同心型的泄漏量小，常用于需保壓的回路中。先導(dǎo)式溢流閥的最低調(diào)定壓力一般只能在0.5~1Mpa范圍內(nèi)。選擇溢流閥時(shí)，應(yīng)按液壓泵的最大流量選取，并應(yīng)注意其許用的最小穩(wěn)定流量，一般來說，其最小穩(wěn)定流量應(yīng)是公稱流量的15%以上。3.單向閥及液控單向閥的選擇選擇單向閥時(shí)，應(yīng)注意其開啟壓力大小，開啟壓力小作單向閥，開啟壓力大作背壓閥。液控單向閥有內(nèi)泄式和外泄式之分，外泄式的控制壓力較低，工作可靠，但要多一根泄油油管。液控單向閥還有帶卸荷小閥芯和不帶卸荷小閥芯之分，前者控制壓力較低，常用于高壓系統(tǒng)，有時(shí)還可作為液壓機(jī)的卸壓閥用。4換向閥的選擇按通流量選擇結(jié)構(gòu)型式，一般通流量在190L/min以上時(shí)，宜選用二通插裝閥，70L/min以下可選用電磁換向閥，否則需用電液換向閥。按換向性能等選擇電磁鐵類型，由于直流電磁鐵尤其是直流濕式電磁鐵的壽命長(zhǎng)，可靠性高，故應(yīng)盡量選用直流濕式電磁換向閥。按系統(tǒng)要求選擇滑閥機(jī)能。對(duì)于可靠性要求特別高的系統(tǒng)來說，閥類元件的額定壓力應(yīng)高出其工作壓力較多。三、油管和油箱油管規(guī)格的確定和油箱容量的估算見本書第7章。10.5液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算在確定了各個(gè)液壓元件之后，有時(shí)還要根據(jù)需要對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的某些技術(shù)性能進(jìn)行必要的驗(yàn)算，以便對(duì)所選液壓元件和液壓系統(tǒng)參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)整。液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算的項(xiàng)目很多，常見的有回路壓力損失驗(yàn)算和發(fā)熱溫升驗(yàn)算。一、回路壓力損失驗(yàn)算壓力損失包括管道內(nèi)的沿程損失和局部損失以及閥類元件處的局部損失三項(xiàng)。管道內(nèi)的這兩種損失可用第3章中的有關(guān)公式估算。閥類元件處的局部損失則需從產(chǎn)品樣本中查出。當(dāng)通過閥類元件的實(shí)際流量Q不是其公稱流量Q0時(shí)，它的實(shí)際壓力損失?p與其額定壓力損失?p0之間將呈如下的近似關(guān)系：

計(jì)算液壓系統(tǒng)的回路壓力損失時(shí)，不同的工作階段要分開來計(jì)算?；赜吐飞系膲毫p失一般都須折算到進(jìn)油路上去。計(jì)算時(shí)所得的總壓力損失如果與計(jì)算液壓元件時(shí)假定的壓力損失相差太大，則應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的修改。注意二、發(fā)熱溫升驗(yàn)算這項(xiàng)驗(yàn)算是用熱平衡原理來對(duì)油液的溫升值進(jìn)行估計(jì)。單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入液壓系統(tǒng)的熱量E(以W計(jì))是液壓泵輸入功率Pi和液壓執(zhí)行元件有效功率P0之差。假如這些熱量全部由油箱散發(fā)出去，不考慮系統(tǒng)其他部分的散熱效能，則油液溫升的估算公式可以根據(jù)不同的條件分別從有關(guān)的手冊(cè)中找出來。例如，當(dāng)油箱3個(gè)邊的尺寸比例在1:1:1到1:2:3之間、油面高度是油箱高度的80%且油箱通風(fēng)情況良好時(shí)，油液溫升?T（℃）的計(jì)算式可以用單位時(shí)間內(nèi)輸入熱量E(W)和油箱有效容積V(m3)近似地表示成：

當(dāng)驗(yàn)算出來的油液溫升值超過允許數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)中必須考慮設(shè)置適當(dāng)?shù)睦鋮s器。油箱中油液允許的溫升?T隨主機(jī)的不同而異：一般機(jī)床為25~30℃，工程機(jī)械為35~40℃等等。注意10.6液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算舉例

某臺(tái)臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例己知：機(jī)床工作時(shí)軸向切削力Ft=25000N；往復(fù)運(yùn)動(dòng)加速、減速的慣性力Fm=500N；靜摩擦阻力Ffs=1500N，動(dòng)摩擦阻力Ffd=850N；快進(jìn)、快退速度v1=v3=0.1m/s；快進(jìn)行程長(zhǎng)度l1=0.1m；工進(jìn)速度v2=0.000833m/s；工進(jìn)行程長(zhǎng)度l2=0.04m。機(jī)床的動(dòng)作順序：定位→夾緊→動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)→工進(jìn)→快退→原位→夾具松開→拔定位銷。一、工況分析本例以動(dòng)力滑臺(tái)液壓缸的分析計(jì)算為主，表10-4為液壓缸在各工作階段的負(fù)載值，其負(fù)載圖、速度圖，與圖10-1相似。液壓缸的機(jī)械效率取0.9，且不考慮動(dòng)力滑臺(tái)上的顛覆力矩的作用。工況負(fù)載組成負(fù)載值F/N啟動(dòng)

F=Ffs15001667加速

F=Ffd

+Fm13501500快進(jìn)

F=

Ffd850945工進(jìn)

F=

Ffd

+Ft2585028722快退

F=

Ffd850945表10-4液壓缸在各工作階段的負(fù)載值推力二、液壓缸主要參數(shù)的確定由表10-1和表10-2可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為29000N時(shí)宜取p1＝4MPa。液壓缸選用單桿式，并在快進(jìn)時(shí)作差動(dòng)連接。

液壓缸無桿腔工作面積A1應(yīng)為有桿腔工作面積A2的兩倍，即活塞桿直徑d與缸筒直徑D的關(guān)系為d＝0.707D。在鉆孔加工時(shí)，液壓缸回油路上必須具有背壓p2，以防孔被鉆通時(shí)滑臺(tái)突然向前沖，可取p2＝0.8MPa?？爝M(jìn)時(shí)液壓缸雖作差動(dòng)連接，但由于油管中有壓降?p存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔的壓力，估算時(shí)可取?p≈0.5MPa?？焱藭r(shí)回油腔中是有背壓的，這時(shí)p2亦可按0.5MPa計(jì)算。由工進(jìn)時(shí)的推力計(jì)算液壓缸面積：

∴按GB/T2348-93將這些直徑圓整成就近標(biāo)準(zhǔn)值得：D＝10cm，d＝7cm。由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為

根據(jù)上述D與d值，可估算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力、流量和功率，如表10-5所示，并據(jù)此繪出工況圖如圖10-3所示。工況負(fù)載組成負(fù)載值F/N啟動(dòng)

F=Ffs15001667加速

F=Ffd

+Fm13501500快進(jìn)

F=

Ffd850945工進(jìn)

F=

Ffd

+Ft2585028722快退

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Ffd850945表10-4液壓缸在各工作階段的負(fù)載值推力三、液壓系統(tǒng)圖的擬定1.液壓回路的選擇2.擬定液壓系統(tǒng)圖1.液壓回路的選擇首先選擇調(diào)速回路。

由工況圖知，這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，可采用進(jìn)口節(jié)流的調(diào)速形式。為了解決進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路在孔鉆通時(shí)的滑臺(tái)突然前沖現(xiàn)象，回油路上要設(shè)置背壓閥。由于液壓系統(tǒng)選用了節(jié)流調(diào)速的方式，系統(tǒng)中油液的循環(huán)必然是開式的。分析工況圖可知，在這個(gè)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸交替地要求油源提供低壓大流量和高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比約為60，而快進(jìn)快退所需的時(shí)間比工進(jìn)所需的時(shí)間少得多，因此從提高系統(tǒng)效率，節(jié)省能量的角度上來看，采用單個(gè)定量泵作為油源顯然是不合適的，宜采用雙泵供油系統(tǒng)，或采用限壓式變量泵加調(diào)速閥組成容積節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。在調(diào)速方案確定以后，供油方式、調(diào)壓方式均已定。本機(jī)床快進(jìn)快退速度較大，為保證換向平穩(wěn)，且液壓缸在快進(jìn)時(shí)為差動(dòng)連接，故采用三位五通Y型電液換向閥來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)換向，并實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接。為保證夾緊力可靠，且能單獨(dú)調(diào)節(jié)，在支路上串接減壓閥和單向閥；為保證定位—夾緊的順序動(dòng)作，在進(jìn)入夾緊缸的油路上接單向順序閥來控制，只有當(dāng)定位缸達(dá)到和超過順序閥的調(diào)節(jié)壓力時(shí)，夾緊缸才動(dòng)作；為保證工件確已夾緊后進(jìn)給缸才能動(dòng)作，在夾緊缸進(jìn)口處裝一壓力繼電器，只有當(dāng)夾緊壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)節(jié)壓力時(shí)，才能發(fā)出信號(hào)，使進(jìn)給缸油路的三位五通電液換向閥電磁鐵通電，進(jìn)給缸才能開始快進(jìn)。2.擬定液壓系統(tǒng)圖四、液壓元件的選擇1.液壓泵2.閥類元件及輔助元件1.液壓泵液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為4.065MPa，如取進(jìn)油路上的壓力損失為0.8MPa（見表10-3），壓力繼電器調(diào)整壓力應(yīng)比系統(tǒng)最大工作壓力高出0.5MPa，則小流量泵的最大工作壓力應(yīng)為：

pp1＝(4.065+0.8+0.5)MPa＝5.365MPa大流量泵是在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)才向液壓缸輸油的，由圖10-3可知，快退時(shí)液壓缸中的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，如取進(jìn)油路的壓力損失為0.5MPa，則大流量泵的最高工作壓力為：

pp2＝(1.216+0.5)MPa＝1.716MPa兩個(gè)液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的最大流量為24.04/(60×103)m3/s（見圖10-3）。若回路中的泄漏按液壓缸輸入流量的10％估計(jì)，則兩個(gè)泵的總流量為Qp=1.1×24.04/(60×103)m3/s=26.04/(60×103)m3/s。由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3/(60×103)m3/s，工進(jìn)時(shí)輸入液壓缸的流量為0.39/(60×103)m3/s，所以小流量泵的流量規(guī)格最少應(yīng)為3.39/(60×103)m3/s。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品目錄，最后確定選取YB-4/25型雙聯(lián)葉片泵。1.液壓泵由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，這相當(dāng)于液壓泵輸出壓力1.716MPa、流量