工作行程初压阶段末：P2 = p2q2 = 2.46×106×482×10-6 = 1186 W
终压阶段：此过程中压力和流量都在变化，情况比较复杂。压力p在最后20 mm行程内由2.46 MPa增加到24.6 MPa，其变化规律为
24.6-2.46
p = 2.46+S = 2.46+1.11S（MPa）
20
式中S——行程（mm），由压头开始进入终压阶段算起。
流量q在20 mm内由482 cm3/s降到零，其变化规律为q = 482（1
－
S）（cm3/s） 20
功率为P = pq = 482×（2.46+1.11S）×（1－
S
） 20
?P
求其极值， = 0得S = 8.9（mm）此时功率P最大
?S
8.9
Pmax = 482×（2.46+1.11×8.9）×（1－）= 3300.8 W = 3.3 kW
20快速回程时；等速阶段P = pq = 1.75×106×999×10-6 = 1.748 kW
起动阶段：此过程中压力和流量都在变化，情况也比较复杂。设启动时间0.2秒内作等加速运动，起动阶段活塞行程为
S = 0.5vt = 0.5×5.3×0.2 = 5.3mm
在这段行程中压力和流量均是线性变化，压力p由21 MPa降为1.75
MPa。其变化规律为
21-1.75
p = 21–S = 21–3.6S（MPa）
5.3
式中 S——行程（mm），由压头开始回程时算起。流量q由零增为999 cm3/s，其变化规律为
q =
999
S = 188S（cm3/s） 5.3
功率为P = pq = 188S（21–3.6S）
?P
求其极值， = 0得S = 2.9（mm），此时功率P最大
?S
Pmax = 188×2.9×（21–3.6×2.9） = 5755 W = 5.76 kW
由以上数据可画出主液压缸的工况图（压力循环图、流量循环图和功率循环图）见图1.3。 （c）顶出缸的内径Dd
8
4Fd4×3.6×106Dd = = = 1419 m = 142 mm
ηcmπp0.91×π×25×106按标准取Dd = 150 mm
a 压力循环图 b 流量循环图 c 功率循环图
图1.3 主液压缸工况图
（d）顶出缸无杆腔的有效工作面积A1d
ππA1d = Dd 2 = ×0.152 = 0.0177m2 = 177 cm2
44
（e）顶出缸活塞杆直径dd
4×2×10524Fdh2
dd = Dd- = 0.15- = 0.1063 m = 106 mm
ηcmπp0.91×π×25×106按标准取dd = 110 mm
（f）顶出缸有杆腔的有效工作面积A2d ππA2 d = （D d 2–d d 2）= ×（0.152–0.112） = 0.00817m2 = 81.7cm2
44（g）顶出缸的流量
顶出行程q4 = A1 dv4 = 177×5.5 = 973.5 cm3/s = 58.4 L/min 回程q5 = A2 dv5 = 81.7×12 = 980 cm3/s = 58.8 L/min
顶出缸在顶出行程中的负载是变动的，顶出开始压头离工件较大（负载为Fd），以后很快减小，而顶出行程中的速度也是变化的，顶出开始
时速度由零逐渐增加到v4；由于这些原因，功率计算就较复杂，另外因顶出缸消耗功率在液压机液压系统中占的比例不大，所以此处不作计算。
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5 拟订压力机液压系统原理图
（1）确定液压系统方案
液压机液压系统的特点是在行程中压力变化很大，所以在行程中不同阶段保证达到规定的压力是系统设计中首先要考虑的。
确定液压机的液压系统方案时要重点考虑下列问题： （a）快速行程方式
液压机液压缸的尺寸较大，在快速下行时速度也较大，从工况图看出，此时需要的流量较大（289.4 L/min），这样大流量的油液如果由液压泵供给；则泵的容量会很大。液压机常采用的快速行程方式可以有许多种，本机采用自重快速下行方式。因为压机的运动部件的运动方向在快速行程中是垂直向下，可以利用运动部件的重量快速下行；在压力机的最上部设计一个充液筒（高位油箱），当运动部件快速下行时高压泵的流量来不及补充液压缸容积的增加，这时会形成负压，上腔不足之油，可通过充液阀、充液筒吸取。高压泵的流量供慢速压制和回程之用。此方法的优点为不需要辅助泵和能源，结构简单；其缺点为下行速度不易控制，吸油不充分将使升压速度缓慢，改进的方法是使充液阀通油断面尽量加大，另外可在下腔排油路上串联单向节流阀，利用节流造成背压，以限制自重下行速度，提高升压速度。由于本例的液压机属于小型压机，下行速度的控制问题不如大型压机突出，所以本例采用的回路见图1.4。
121132105YA34YAK53YAP4
图1.4 液压系统回路图
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在主缸实现自重快速行程时，换向阀4切换到右边位置工作（下行位置），同时电磁换向阀5断电，控制油路K使液控单向阀3打开，液压缸下腔通过阀3快速排油，上腔从充液筒及液压泵得到油液，实行滑块快速空程下行。
（b）减速方式
液压机的运动部件在下行行程中快接近制件时，应该由快速变换为较慢的压制速度。减速方式主要有压力顺序控制和行程控制两种方式；压力顺序控制是利用运动部件接触制件后负荷增加使系统压力升高到一定值时自动变换速度；某些工艺过程要求在运动部件接触制件前就必须减速，本例压制轴瓦工艺就有这个要求，这时适合选用行程减速方式。本系统拟选用机动控制的伺服变量轴向柱塞泵（CCY型）作动力源，液压泵的输出流量可由行程挡块来控制，在快速下行时，液压泵以全流量供油，当转换成工作行程（压制）时，行程挡块使液压泵的流量减小，在最后20 mm内挡块使液压泵流量减到零；当液压缸工作行程结束反向时，行程挡块又使液压泵的流里恢复到全流量。与液压泵的流量相配合（协调），在液压系统中，当转换为工作行程时，电气挡块碰到行程并关，发信号使电磁换向阀5的电磁铁3YA得电，控制油路K不能通至液控单向阀8，阀8关闭，此时单向顺序阀2不允许滑块等以自重下行。只能靠泵向液压缸上腔供油强制下行，速度因而减慢（见图1.4）。
（c）压制速度的调整
制件的压制工艺一般要提出一定压制速度的要求，解决这一问题的方很多，例如可以用压力补偿变量泵来实现按一定规律变化的压制速度的要求。本例中采用机动伺服变量泵，故仍利用行程挡块（块挡的形状）来使液压泵按一定规模变化以达到规定的压制速度。
（d）压制压力及保压
在压制行程中不同阶段的系统压力决定于负载，为了保证安全，应该限制液压系统的最高压力，本系统拟在变量泵的压油口与主油路间并联一只溢流阀作安全阀用。
有时压制工艺要求液压缸在压制行程结束后保压一定时间，保压方法有停液压泵保压与开液压泵保压两种，本系统根据压机的具体情况拟采用开液压泵保压；此法的能量消耗较前一种大。但系统较为简单。
（e）泄压换向方法
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