图9 动力头液压系统图
5 选择液压元件
5.1 液压泵
在整个工作循环中液压缸的最大工作压力为3.687MPa。假设进油路上的压力损失为0.8 MPa，为使压力继电器能可靠地工作，取其调整压力高出系统最大工作压力0.5MPa，则小流量液压泵的最大工作压力应为：
pp1?3.687?0.8?0.5?4.987MPa
大流量液压泵在快进、快速运动时才向液压缸输油，由工况图可知，快退时液压缸的工作压力比快进时大，假设油路上的压力损失为0.5MPa（因此时进油不经调速阀，故压力损失减少），则大流量液压泵的最高工作压力为：
pp2?0.434?0.5?0.934MPa
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由图4(a)工况图可知，两液压泵应向液压缸提供的最大流量为25.14L/min，因该系统较简单，取泄漏系数KL?1.05，则两个液压泵的实际流量应为：
qp?1.05?25.14?26.397L/min
若溢流阀的最小稳定溢流量为3L/min，而工进时输入液压缸的流量为0.392L/min，则由小流量泵单独供油时，其流量规格最少应为3.392L/min。
根据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最后确定选取PV2R12-6/26型双联叶片液压泵，其小泵和大泵的排量分别为6mL/r和26mL/r。当液压泵的转速
np?940r/min时
该液压泵的理论流量为30.08 L/min，若取液压泵的容积效率?v?0.9，则液压泵的实际输出流量为：
qp?(6?26)?940?0.9/1000?5.1?22?27.1L/min?26.397L/min 即所选液压泵的实际流量满足设计要求。
且由于液压缸在快退时输入功率最大，这时液压泵工作压力为0.934MPa、流量为27.1L/min。取液压泵的总效率
?p?0.75，则液压泵驱动电动机所需的功率为：
P?ppqp?p?0.934?27.1?0.6kW60?0.75
n?1.5kW，根据此数值查阅电动机产品样本选取Y100L－6型电动机，其额定功率P额定转速nn?940r/min。
5.2 阀类元件及辅助元件
根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量，可选出这些液压元件的型号及规格，如表10所列：
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表10 液压元件和液压辅助元件的型号及规格
序号 估计通过元件名称 流量/(L/min) － 60 50 0.5 60 额定流量/(L/min) 额定压额定压力/MPa 降/MPa 型号、规格 1 2 3 4 5 双联叶片泵 三位五通电磁阀 行程阀 调速阀 单向阀 (5.1+22) 80 63 0.07～50 63 17.5 16 16 16 16 － ＜0.5 ＜0.3 － 0.2 PV2R12-6/26 Vp=(6+26)mL/r 35DYF3Y-E10B AXQF-E10B(单向行程调速阀) qmax?100L/min AF3-Ea10B 6 单向阀 25 63 16 ＜0.2 qmax?80L/min XF3-E10B YF3-E10B YF3-E10B AF3-Ea10B 7 8 9 液控顺序阀 背压阀 溢流阀 25 0.5 5 63 63 63 16 16 16 ＜0.3 － － 10 单向阀 25 63 16 ＜0.2 qmax?80L/min XU-J63X80 KF3-E3B 11 滤油器 30 63 16 ＜0.02 12 压力表开关 － － 16 － 3测点 AF3-Ea10B 13 单向阀 60 63 16 ＜0.2 qmax?80L/min 15
PF-B8L 14 压力继电器 － － 14 － 8通径 ①此为电动机额定转速nn?940r/min时液压泵输出的实际流量 5.3 油管
各元件间连接管道的规格按液压元件接口处的尺寸决定，液压缸进、出油管则按输
入、排出的最大流量计算。
由于液压泵选定之后液压缸在各个工作阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以要重新计算，如表11所列：
表11液压缸的进、出流量及运动速度
输入流量/(L/min) 排出流量/(L/min) 运动速度/(m快 进 工 进 快 退 q1?(Aq1p)/(A1?A2) ?(78.5?27.1)/(78.5?28.26)?42.34 q1?0.392 q1?qp?27.1 q2?(A2q1)/A1?(28.26?42.34)/78.5 ?15.242q2?(A2q1)/A1?(28.26?0.392)/78.5 ?0.14q2?(A1q1)/A2?(78.5?27.1)/28.26?75.28 v1?qp/(A1?A2)?(27.1?10)/(78.5?28.26) ?5.39v2?q1/A1?(0.392?10)/78.5 ?0.053v3?q1/A2?(27.1?10)/28.26 ?9.59 16
/min) 由表11可以看出，液压缸在各个工作阶段的实际运动速度符合设计要求。 根据表11中的数值，取推荐流速v?3m/s，计算得与液压缸无杆腔及有杆腔相连的油管内径分别为：
dw?2?q/(?v)?2?(42.34?106?60)/(??3?10)?17.31mm
3dy?2?q/(?v)?2?(27.1?10?60)/(??3?10)?13.85mm
63液压缸进、出两根油管都选用内径?15mm、外径?18.2mm的15号冷拔无缝钢管。
5.4 油箱
取经验数据??7，则油箱估算容积为：
V??qV?7?27.1?189.7L
按GB 2876―1981规定，取最靠近的标准值V?250L。
5.5 密封件的选择
液压系统中密封件的作用是防止工作介质的内外泄漏，以及防止灰尘，金属屑等异物侵入液压系统。能实现上述作用的装置称为密封装置，其中起密封作用的关键元件密封元件，简称密封件。系统的内外泄漏均会使液压系统容积效率下降，或达不到要求的工作压力，甚至使液压系统不能正常工作。外泄漏还会造成工作介质的浪费，污染环境。异物的侵入会加剧液压元件的磨损，或使液压元件堵塞，卡死甚至损坏，造成系统失灵。一般的液压系统对密封件的主要要求是：
在一定的压力，温度范围内具有良好的密封性能；
有相对运动时，因密封件引起的摩擦应尽量小，摩擦系数应尽量稳定；
耐腐蚀、耐摩性能好，不易老化，工作寿命长，磨损后能在一定程度上自动补偿； 1)结构简单，装拆方便，成本低廉。
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四工位组合机床控制系统设计
