pp1?p1???p??pe??3.96?0.6?0.5?MPa?5.06MPa
大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油，由表7可见，快退时液压缸的工作压力为p1=1.43MPa，比快进时大。考虑到快退时进油不通过调速阀，故其进油路压力损失比前者小，现取进油路上的总压力损失∑?p=0.3MPa，则大流量泵的最高工作压力估算为
pp2?p1???p??1.43?0.3?MPa?1.73MPa
(2) 计算液压泵的流量
-3
由表7可知，油源向液压缸输入的最大流量为0.5×10 m3/s ，若取回路泄漏系数K=1.1，则两个泵的总流量为
qp?Kq1?1.1?0.5?10?3m/s?0.55?103?3m/s?33L/min
-5
3考虑到溢流阀的最小稳定流量为3L/min，工进时的流量为0.84×10 m3/s =0.5L/min，则小流量泵的流量最少应为3.5L/min。
(3) 确定液压泵的规格和电动机功率
根据以上压力和流量数值查阅产品样本，并考虑液压泵存在容积损失，最后确定选取PV2R12-6/33型双联叶片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分别为6mL/r和33mL/r，当液压泵的转速np=940r/min时，其理论流量分别为5.6 L/min和31L/min，若取液压泵容积效率ηv=0.9，则液压泵的实际输出流量为
qp?qp1?qp2??6?940?0.9/1000?33?940?0.9/1000?L/min??5.1?27.9?L/min?33L/min
由于液压缸在快退时输入功率最大，若取液压泵总效率ηp=0.8，这时液压泵的驱动电动机功率为
P?ppqp?1.73?10?33?1060?0.8?1036?3?pKW?1.19KW
根据此数值查阅产品样本，选用规格相近的Y100L—6型电动机，其额定功率为1.5KW，额定转速为940r/min。
4.2确定其它元件及辅件
(1) 确定阀类元件及辅件
根据系统的最高工作压力和通过各阀类元件及辅件的实际流量，查阅产品样本，选出的阀类元件和辅件规格如表8所列。其中，溢流阀9按小流量泵的额定流量选取，调速阀4选用Q—6B型，其最小稳定流量为0.03 L/min，小于本系统工进时的流量0.5L/min。
表8液压元件规格及型号
序号 元件名称 通过的最大流量q/L/min 1 2 3 双联叶片泵 三位五通电液换向阀 行程阀 62.3 — 70 PV2R12-6/33 35DY—100BY 22C—100BH 100 6.3 0.3 规格 型号 额定流量qn/L/min 5.1/27.9* 100 额定压力Pn/MPa 16 6.3 额定压降?Pn/MPa — 0.3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 调速阀 单向阀 单向阀 液控顺序阀 背压阀 溢流阀 单向阀 滤油器 压力表开关 单向阀 压力继电器 <1 70 29.3 28.1 <1 5.1 27.9 36.6 — 70 — Q—6B I—100B I—100B XY—63B B—10B Y—10B I—100B XU—80×200 K—6B I—100B PF—B8L 6 100 100 63 10 10 100 80 — 100 — 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 — 6.3 14 — 0.2 0.2 0.3 — — 0.2 0.02 — 0.2 — *注：此为电动机额定转速为940r/min时的流量。
(2) 确定油管
在选定了液压泵后，液压缸在实际快进、工进和快退运动阶段的运动速度、时间以及进入和流出液压缸的流量，与原定数值不同，重新计算的结果如表9所列。 表9各工况实际运动速度、时间和流量
快进 工进 快退 q1??A1(qp1?qp2)A1?A295?(5.1?27.9)95?44.7L/min q1?0.5L/min q1?qp1?qp2?(5.1?27.9)L/min?33L/min ?62.3L/minq2?q1A2A144.795L/min q2?q1A2A144.795L/min q2?q1A2A19544.7L/min ?62.3??0.5??33??29.3L/min?0.24L/minq1A10.5?10?3?4?70L/minq1A233?10?3?4?1??qp1?qp2A1?A2(5.1?27.9)?10?3?4?2??3?m/s 60?(95?44.7)?10m/s ?60?95?10?3?60?44.7?10m/s ?0.109m/st1?100?100.109?0.92s?3?0.88?10t2?50?10?3m/ss ?0.123m/ss 0.88?10?3t3?150?100.123?3s ?56.8s?1.22s
表10允许流速推荐值
管道 吸油管道 压油管道 回油管道 推荐流速/(m/s) 0. 5～1.5，一般取1以下 3～6，压力高，管道短，粘度小取大值 1. 5～3
由表9可以看出，液压缸在各阶段的实际运动速度符合设计要求。
d?4q根据表9数值，按表10推荐的管道内允许速度取?=4 m/s，由式压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为
d?4q?4?62.3?10?3??计算得与液
??4q60?3.14?44?70?10?3?10?3mm?18.2mm
?10?3d????60?3.14?4mm?19.3mm
为了统一规格，按产品样本选取所有管子均为内径20mm、外径28mm的10号冷拔钢管。
(3) 确定油箱 油箱的容量按式
V??qpn估算，其中α为经验系数，低压系统，α=2～4；中压系统，α=5～
7；高压系统，α=6～12。现取α=6，得
V??qpn?6?(5.6?31)L?220L
5 验算液压系统性能
5.1验算系统压力损失
由于系统管路布置尚未确定，所以只能估算系统压力损失。估算时，首先确定管道内液
体的流动状态，然后计算各种工况下总的压力损失。现取进、回油管道长为l=2m，油液的
-4233
运动粘度取?=1?10m/s，油液的密度取?=0.9174?10kg/m。
(1) 判断流动状态
在快进、工进和快退三种工况下，进、回油管路中所通过的流量以快退时回油流量q2=70L/min为最大，此时，油液流动的雷诺数
Re??d??4q?d??4?70?1060???20?10?3?3?1?10?4?743
也为最大。因为最大的雷诺数小于临界雷诺数（2000），故可推出：各工况下的进、回油路中的油液的流动状态全为层流。
(2) 计算系统压力损失 将层流流动状态沿程阻力系数
??和油液在管道内流速
75Re?75?d?4q
??l?4q?d22
同时代入沿程压力损失计算公式
4?75??l2?d4?pl??d2?，并将已知数据代入后，得
3?4?p1?q?4?75?0.9174?10?1?102?3.14?(20?10?3?2)4q?0.5478?10q8
可见，沿程压力损失的大小与流量成正比，这是由层流流动所决定的。
在管道结构尚未确定的情况下，管道的局部压力损失?pζ常按下式作经验计算
?pζ?0.1?pl
各工况下的阀类元件的局部压力损失可根据下式计算
?q???pv??pn??q??n?
2其中的?pn由产品样本查出，qn和q数值由表8和表9列出。滑台在快进、工进和快退工况下的压力损失计算如下：
1．快进 滑台快进时，液压缸通过电液换向阀差动连接。在进油路上，油液通过单向阀10、电液换向阀2，然后与液压缸有杆腔的回油汇合通过行程阀3进入无杆腔。在进油路上，压力损失分别为
??pli?0.5478?10q?0.5478?10?8862.3?1060?3?10?6MPa?0.05688MPa
??p??pviζi??0.1?pli?0.1?0.05688MPa?0.005688MPa
222??27.9??33??62.3????0.2????0.3????0.3????MPa?0.1647MPa100100100??????????
??pi???pli???pζi???pvi??0.05688?0.005688?0.1647?MPa?0.2273MPa
在回油路上，压力损失分别为
??plo?0.5478?10q?0.5478?10?8829.3?1060?3?10?6MPa?0.02675MPa??pζo??0.1?plo?0.1?0.02675MPa?0.002675MPa
??pvo222??29.3??29.3??62.3????0.3????0.2????0.3????MPa?0.1594MPa100100100??????????
??po???plo???pζo???pvo??0.02675?0.002675?0.1594?MPa?0.1888MPa
将回油路上的压力损失折算到进油路上去，便得出差动快速运动时的总的压力损失
??p??0.2273???0.1888?44.7?MPa?0.316MPa?95?
2．工进
滑台工进时，在进油路上，油液通过电液换向阀2、调速阀4进入液压缸无杆腔，在调速阀4处的压力损失为0.5MPa。在回油路上，油液通过电液换向阀2、背压阀8和大流量泵的卸荷油液一起经液控顺序阀7返回油箱，在背压阀8处的压力损失为0.6MPa。若忽略
管路的沿程压力损失和局部压力损失，则在进油路上总的压力损失为
??pi???pvi2???0.5???0.3????0.5?MPa?0.5MPa100??????
此值略小于估计值。
在回油路上总的压力损失为
??po???pvo22??0.24??0.24?27.9????0.3????0.6?0.3????MPa?0.66MPa63?100???????
该值即为液压缸的回油腔压力p2=0.66MPa，可见此值与初算时参考表4选取的背压值基本
相符。
按表7的公式重新计算液压缸的工作压力为
p1?F0?p2A2A1?34942?0.66?10?44.7?1095?10?46?4?106MPa?3.99MPa
此略高于表7数值。
考虑到压力继电器的可靠动作要求压差?pe=0.5MPa，则小流量泵的工作压力为
pp1?p1???pi??pe?3.99?0.5?0.5?4.99MPa
此值与估算值基本相符，是调整溢流阀10的调整压力的主要参考数据。
3．快退
滑台快退时，在进油路上，油液通过单向阀10、电液换向阀2进入液压缸有杆腔。在回油路上，油液通过单向阀5、电液换向阀2和单向阀13返回油箱。在进油路上总的压力损失为
??p
i???pvi22??27.9??33????0.2????0.3????MPa?0.048MPa100100????????
此值远小于估计值，因此液压泵的驱动电动机的功率是足够的。
