液压传动系统设计实例
液压传动液压专用铣床动力滑台液压系统设计样本
1.液压系统用途（涉及工作环境和工作条件）及重要参数:2.卧式组合机床液压动力滑台。
切削阻力F=15kN, 滑台自重G=22kN, 平面导轨,静摩擦系数0.2, 动摩擦系数0.1, 快进/退速度5m/min, 工进速度100mm/min, 最大行程350mm, 其中工进行程200mm, 启动换向时间0.1s, 液压缸机械效率0.9。
3.执行元件类型: 液压油缸液压系统名称:钻镗两用卧式组合机床液压动力滑台。
设计内容1.拟订液压系统原理图；2.选取系统所选用液压元件及辅件；3.验算液压系统性能；4.编写上述1、2、3计算阐明书。
设计指引教师签字教研室主任签字年月日签发目录1 前言································································错误!未定义书签。
2 设计技术规定和设计参数····························错误!未定义书签。
液压系统设计计算实例
12.13，液压缸的工况图如图12.8所示。
➢ 设计内容与方法
4.拟定液压系统原理图
➢ 设计内容与方法 5.液压元件选择
（1）选择液压泵 ①液压泵最高工作压力 管路总压力损失ΣΔp初步按
0.6MPa估算，有Pp≥pmax+ΣΔp=(4.5+0.6)MPa=5.1MPa ②液压泵最大供油量 取K=1.1，有
➢ 设计内容与方法
3.液压缸参数确定
(5) 采最用低无稳杆定腔速进度油验，算单向最行低程速调度速为阀工调进速时，vm查in=得5最0m小m稳/m定in流，量工进时，
qmin=0.1×10-3m3/min，则
A1≥ qmin 0.1106
vm in
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
50
mm2=2 000mm2 满足最低速度要求。
(6) 绘制液压缸工况图 计算各工况下的压力、流量和功率汇总于表
液压与气动控制
F 33667 p 4.5106
4A 4 7482106
3.14
➢ 设计内容与方法
3.液压缸参数确定
（ （12） ）选 确4 定 定工 液作 压4压 缸力 有效p 工根作据面表积1A2.3和表12.4，初选工作压力p=4.5MPa。
4
4
A= 4 m24=7 482×10-6m2
（3）确定缸筒内径D、活塞杆直径d
➢ 设计内容与方法 5.液压元件选择
①油管 初步选取v=4m/s，则d=m=14.5×103m=14.5mm 查手册确定采用φ18×1.5的紫铜管。 ②滤油器 采用XU-J40×80型过滤器。 ③油箱容积的确定 V=(5~7)qP=(5~7)×20L=(100~140)L
➢ 设计内容与方法
机床夹紧、进给液压传动系统设计
液压传动课程设计中国矿业大学机电学院选修课设计参数：不计惯性负载题目：在某专用机床上有一夹紧进给液压系统，完成工件的先夹紧后、后进给任务，工作原理如下：夹紧油缸：快进→慢进→达到夹紧力后启动进给油缸工作进给油缸：快进→慢进→达到进给终点→快速退回夹紧油缸快速退回。
夹紧缸快进速度：0.05m/s夹紧缸慢进速度：8mm/s最大夹紧力：40KN进给油缸快进速度：0.18m/s进给油缸慢进速度：0.018m/s最大切削力：120KN夹紧缸行程：用行程开关调节（最大250mm）进给缸行程：用行程开关调节（最大1000mm）一、工况分析：1．负载分析已知最大夹紧力为40KN，则夹紧油缸工作最大负载140F KN =已知最大切削力为120KN，则进给油缸工作最大负载2120F KN=根据已知负载可画出负载循环图1(a)根据已知快进、快退速度及工进时的速度范围可画出速度循环图1(b)图1(a)图1(b)2.确定液压缸主要参数根据系统工作原理可知系统最大负载约为120KN 参照负载选择执行元件工作压力和主机类型选择执行元件工作压力最大负载宜选取18p MPa =。
动力滑台要求快进、快退速度相等，选用单杆液压缸。
此时液压缸无缸腔面积1A 与有缸腔面积2A 之比为2，即用活塞杆直径d 与活塞直径D 有d=的关系。
为防止液压缸冲击，回油路应有背压2P ，暂时取MPa P 6.02=。
从负载循环图上可知，工进时有最大负载，按此负载求液压缸尺寸。
根据液压缸活塞力平衡关系可知：MeF A p A p η+=2211 212A A =其中，M η为液压缸效率，取95.0=M η 2462111046.8910)3.04(95.031448)2(m p p F A M e-⨯=⨯-=-=ηm A D 1067.014.31046.894441=⨯⨯==-π m D d 075.0707.0==将D 和d 按GB2348-30圆整就近取标准值，即D=0.11m=110mm d=0.08m=80mm 液压缸的实际有效面积：2422224211077.4441003.954m d D A m D A --⨯=-=⨯==πππ 确定了液压缸结构尺寸，就可以计算在各工作阶段中压力、流量和功率。
液压传动系统实例及液压系统的组成
5、由于一般采用油作为传动介质，因此 液压元件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。
6、液压元件都是标准化、系列化的产品，便于设计、制造和推广应用。
缺点：
1、损失大、效率低、发热大。
2、不能得到定比传动。
3、当采用油作为传动介质时还需要注意防火问题。
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4、液压元件加工精度要求高，造价高。
5、液压系统的故障比较难查找，对操作人员的技术水平要求高。
液压传动系统实例及液压系统的组成
一、液压千斤顶 二、液压图形符号
三、液压系统的组成
一、液压千斤顶
液压千斤顶原理见下图。当向下压杠杆1时，小活塞3使缸2内的液体经管道6、阀7进 入大缸9，并使活塞8上升，顶起重物W。适当地选择大、小活塞面积和杠杆比，就可以人 力升起很重的负载W。
图1－2
液压千斤顶原理图
其作用是将液压能重新转化成机
如各种阀。其中有方向阀和压力 阀两种。
械能，克服负载，带动机器完成所需的运动。
如油箱、油管、滤油器等。 即液体。
液压传动的优缺点
优点： 1、可以在运行过程中实现大范围的无机调速。 2、在同等输出功率下，液压传动装置的体积小、重量轻、运动惯量小、动态性能好。
3、采用液压传动可实现无间隙传动，运动平稳。 4、便于实现自动工作循环和自动过载保护。
二、液压图形符号
下图为机床工作台液压系统的图形符号图
机床工作台液压系统的图形符号图
－油箱 －滤油器 －液压泵 －溢 流阀 －开停阀 －换向阀 －活塞 液压缸 －工作台
三、液压系统的组成
1、动力元件 2、执行元件 3、控制元件 4、辅助元件 5、传动介质
即液压泵，它可将机械能转化成液压能，是一个能量转化装置。
液压系统设计计算与应用实例
自动化焊接设备中液压驱动方案设计
焊接机器人
采用液压驱动可实现高精 度、高速度的焊接作业， 提高生产效率和焊接质量。
焊接变位机
通过液压缸和马达的驱动， 实现工件的快速翻转和精 确定位，方便焊接操作。
焊接夹具
利用液压缸的夹紧力，保 证工件在焊接过程中的稳 定性和精度。
总装线上举升、翻转机构实现方式
举升机构
环保型液压油
使用生物可降解液压油，减少 对环境的影响和污染。
能量回收技术
利用液压蓄能器等元件回收系 统中的能量，提高能量利用率 。
智能化节能控制系统
通过传感器和控制系统实时监 测和调整液压系统的运行状态
，实现智能化节能控制。
06 故障诊断与维护保养策略
常见故障类型及诊断方法
液压泵故障
检查泵的运转声音、温度和输出压力，判断 是否需要更换或维修。
定期清洗液压油箱和滤网，保持油液的清 洁度。
检查液压泵和马达
校验压力和流量
定期检查液压泵和马达的运转情况，及时 发现并处理异常。
定期校验系统的压力和流量，确保系统工作 正常。
应急处理措施和备件库存管理建议
应急处理措施
制定针对不同故障的应急处理预案， 包括临时替代方案、现场快速维修方 法等。
备件库存管理建议
液压油缸故障
检查油缸的密封件是否损坏，活塞杆是否弯 曲或磨损。
液压阀故障
观察阀的工作状态和油液流动情况，检查阀 芯是否卡滞或磨损。
液压管路故障
检查管路的连接是否松动或泄漏，判断是否 需要更换或紧固。
预防性维护保养计划制定
定期更换液压油
清洗液压油箱和滤网
根据设备使用情况和厂家建议，制定合理 的液压油更换周期。
液压与气压传动液压系统设计实例
根据系统的工作环境和要求，选择合适的液压介质，如矿 物油、合成油、水等，并确定其清洁度和粘度等参数。
选择合适元件和连接方式
01
选择液压泵和液压马达
根据系统的负载和运动参数，选择合适的液压泵和液压马达，确保其能
够提供足够的流量和压力，并满足系统的效率和精度要求。
02
选择液压缸和阀门
其他常见问题及相应解决方案
气穴现象
产生原因是油液中溶解的气体在低压区析出并形成气泡。解决方案 是减小吸油管路的阻力，避免产生局部低压区。
压力冲击
产生原因是液压阀突然关闭或换向，导致系统内压力急剧变化。解 决方案是在液压阀前设置蓄能器或缓冲装置，吸收压力冲击。
爬行现象
产生原因是液压缸或马达摩擦阻力不均、油液污染等。解决方案是改 善液压缸或马达的润滑条件，使用干净的油液。
关键技术应用
节能环保措施
采用负载敏感技术、电液比例控制技术等 ，提高挖掘机液压系统的控制精度和响应 速度。
通过优化系统设计和选用高效节能元件，降 低挖掘机液压系统的能耗和排放，提高环保 性能。
压力机液压系统性能评估方法论述
评估方法介绍
采用实验测试、仿真分析等方法对压力机 液压系统进行性能评估，获取系统在不同
明确系统的设计目标和约束条件
根据实际需求，明确系统的设计目标，如高效率、 低能耗、高精度等，并考虑成本、空间、重量等 约束条件。
确定系统方案和布局
制定系统原理图
根据设计要求和目标，制定液压系统的原理图，包括液压 缸、液压马达、液压泵、油箱、阀门等元件的连接方式和 控制逻辑。
确定系统布局和安装方式
根据机械设备的结构和空间要求，确定液压系统的布局和 安装方式，包括元件的布置、管路的走向和固定方式等。
典型液压传动系统应用实例
根据工作循环和动作要求，参照电磁铁动作顺序表弄清液流路线，读懂液压系统图。
进油路：泵1－阀6中位 3Y得电，阀21 处于左位。
综合归纳以上的分析，总结系统在性能、操作、环境、安全等方面的要求和特点，达到对系统工作原理和性能的全面清晰的理解
－阀21左位－下缸下腔。 下缸上腔则经阀21中位从油箱补油。
主缸滑块在自重作用下 迅速下降，泵1 虽处于 最大流量状态，仍不能 满足其需要，因此主缸 上腔形成负压，上位油 箱15 的油液经充液阀14 进入主缸上腔。
3) 主缸慢速接近工件、加压
当主缸滑块降至一定位置触 动行程开关2S 后，5Y 失电， 阀9 关闭，主缸下腔油液经 背压阀10、阀6 右位、阀21 中位回油箱。这时，主缸上 腔压力升高，阀14 关闭，主 缸在泵1 供给的压力油作用 下慢速接近工件。接触工件 后阻力急剧增加，压力进一 步提高，泵1 的输出流量自过程 飞机轮部的液压系统
目的和任务
目的
通过对典型液压系统的分析，进一步加深对各种液压 元件和基本回路综合运用的认识。
任务
了解设备的功用和液压系统工作循环、动作要求。 根据工作循环和动作要求，参照电磁铁动作顺序表弄 清液流路线，读懂液压系统图。 了解系统由哪几种基本回路组成，各液压元件的功用 和相互的关系，液压系统的特点。
飞机轮部的液压系统
一 液压系统工作原理
1) 启动 电磁铁全部不得电，主泵输出油
液通过阀6、21中位卸载。 2）主缸快速下行 电磁铁1Y、5Y 得电，阀6 处于右
位，控制油经阀8 使液控单向阀9 开启
进油路：泵1－阀6右位－阀13 －主缸上腔。
回油路：主缸下腔－阀9－ 阀6右位－阀21中位－油箱
分析系统对各分系统之间动作的顺序、联动、互锁、同步、抗干扰 等方面的要求和实现方法，理解各分系统是如何组成整个系统的。
设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统
负载分析中�暂不考虑回油腔的背压力�液压缸的密封装置产生的摩擦阻力 在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置�重力的水平分力为零�这样需 要考虑的力有�夹紧力�导轨摩擦力�惯性力。
在对液压系统进行工况分析时�本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到 的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载�其他负载可忽略。
防止油液温升过高。
从工况图中可以清楚地看到�在这个液压系统的工作循环内�液压要求油源
交替地提供低压大流量和高压小流量的油液。而快进快退所需的时间 t1 和工进所 需的时间 t 2 分别为
工进时液压缸的推力计算公式为
F / �m � A1 p1 � A2 p2 � A1 p1 � ( A1 / 2) p2 �
根据已知参数�液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为
F
A1 �
�m
p1 �
p2 2
16333 .33 �10 6
�
0.8
3�
2
� 0.006282 m 2
液压缸缸筒直径为
D � 4 A1 � � 89 .46 mm mm
5
工进过程中�当孔被钻通时�由于负载突然消失�液压缸有可能会发生前 冲的现象�因此液压缸的回油腔应设置一定的背压(通过设置背压阀的方式)�选 取此背压值为 p2=0.8MPa。
快进时液压缸虽然作差动连接,但连接管路中不可避免地存在着压降 �p �且 有杆腔的压力必须大于无杆腔�估算取 �p � 0.5MPa。快退时回油腔中也是有背 压的�这时选取被压值 p2 =0.6MPa。
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