液压系统的设计与计算是液压传动课程设计的主要内容,包括明确设计要求,分析工作条件,确定液压系统的主要参数,绘制液压系统原理图,计算和选择液压零件,并检查液压系统的性能。以卧式单面多轴钻床动力滑轨液压系统为例,现在我们来介绍液压系统的设计和计算方法需确定的液压系统主要参数。

初选液压缸工作压力
所设计的动力滑台在工进时负载最大,在其它工况负载都不太高,参考表2和表3,初选液压缸工作压力P1=4.5MPA。
计算液压缸主要尺寸
鉴于动力滑台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(),快进时液压缸差动连接。工进时为防止孔钻通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4选此背压为P2=1.0MPA。
表2 按负载选择工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大,在其它工况负载都不太高,参考表2和表3,初选液压缸工作压力P1=4.5MPA。
计算液压缸主要尺寸
鉴于动力滑台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(),快进时液压缸差动连接。工进时为防止孔钻通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4选此背压为P2=1.0MPA。
负载/KN | <5 | 5~10 | 10~20 | 20~30 | 30~50 | >50 |
工作压力/MPa | <~1 | ~2 | ~3 | 3~4 | 4~5 | ≥5 |
机械类型 | 机床 | 农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机 | 液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械 | |||
磨床 | 组合机床 | 龙门刨床 | 拉床 | |||
工作压力/MPa | ~2 | 3~5 | 2~8 | 8~10 | 10~18 | 20~32 |
表4 执行元件背压力
系统类型 | 背压力/MPa |
简单系统或轻载节流调速系统 | ~ |
回油路带调速阀的系统 | ~ |
回油路设置有背压阀的系统 | ~ |
用补油泵的闭式回路 | ~ |
回油路较复杂的工程机械 | ~3 |
回油路较短且直接回油 | 可忽略不计 |
表5 按工作压力选取d/D
工作压力/MPa | ≤ | ~ |
![]() |
d/D | ~ | ~ |
v2/v1 | 2 | |||||
d/D |
v2—有杆腔进油时活塞运动速度。
由式


则活塞直径

参考表5及表6,得d≈0.71D=87mm,圆整后取标准数值得D=125mm,d=90mm。
由此求得液压缸两腔的实际有效面积为

根据计算出的液压缸的尺寸,可估计出液压缸在工作循环中各个阶段的压力、流量和功率,如表7所列,由此绘制的液压缸工况如图2所示。
表7 液压缸在各个阶段的压力、流量和功率值

注:1.∆P为液压缸差动连接时,回油口到进油口之间的压力损失,取∆P=0.5MPa。
2.快退时,液压缸有杆腔进油,压力为P1,无杆腔回油,压力为P2。