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表 9-1
摩擦因数 f
导轨类型
导轨材料
运动状态
摩擦因数(f)
滑动导轨
铸铁对铸铁
启动时
低速(v＜0.16m/s)
高速(v＞0.16m/s)
0.15～0.20 0.1～
0.12
0.05～0.08
滚动导轨
铸铁对滚柱(珠)
淬火钢导轨对滚柱
(珠)
0.005～
0.02 0.003～0.006
静压导轨
铸铁
0.005
式中：m 为运动部件的质量(kg)；a 为运动部件的加速度(m/s
2
)；G 为运动部件的重量(N)；
g 为重力加速度，g=9.81 (m/s
2
)；Δv 为速度变化值(m/s)；
Δt 为启动或制动时间(s)，一般机床Δt＝0.1～0.5s，运动部件重量大的取大值。
④重力 F
G
：垂直放置和倾斜放置的移动部件，其本身的重量也成为一种负载，当上移时，
负载为正值，下移时为负值。
⑤密封阻力 Fm：密封阻力指装有密封装置的零件在相对移动时的摩擦力，其值与密封
装置的类型、液压缸的制造质量和油液的工作压力有关。在初 算 时，可按缸的机械效率
(η
m
=0.9)考虑；验算时，按密封装置摩擦力的计算公式计算。
⑥排油阻力 F
b
：排油阻力为液压缸回油路上的阻力，该值与调速方案、系统所要求的稳
定性、执行元件等因素有关，在系统方案未确定时无法计算，可放在液压缸的设计计算中考
虑。
(2)液压缸运动循环各阶段的总负载力。液压缸运动循环各阶段的总负载力计算，一般
包括启动加速、快进、工进、快退、减速制动等几个阶段，每个阶段的总负载力是有区别的。
①启动加速阶段：这时液压缸或活塞处于由静止到启动并加速到一定速度，其总负载力包括
导轨的摩擦力、密封装置的摩擦力(按缸的机械效率η
m
=0.9 计算)、重力和惯性力等项，即：
F=F
f
+F
i
±F
G
+F
m
+F
b
(9-5)
②快速阶段：
F=F
f
±F
G
+F
m
+F
b
(9-6)
③工进阶段：
F=F
f
+F
c
±F
G
+F
m
+F
b
(9-7)
④减速：
F=F
f
±F
G
-F
i
+F
m
+F
b
(9-8)
对简单液压系统，上述计算过程可简化。例如采用单定量泵供油，只需计算工进阶段的
总负载力，若简单系统采用限压式变量泵或双联泵供油，则只需计算快速阶段和工进阶段的
总负载力。
(3)液压缸的负载循环图。对较为复杂的液压系统，为了更清楚的了解该系统内各液压
缸(或液压马达)的速度和负载的变化规律，应根据各阶段的总负载力和它所经历的工作时间
t 或位移 L 按相同的坐标绘制液压缸的负载时间(F—t)或负载位移(F—L)图，然后将各液压
缸在同一时间 t(或位移)的负载力叠加。
图 9-4 负载循环图
图 9-4 为一部机器的 F—t 图，其中：0～t1 为启动过程；t1～t2 为加速过程；t2～t3
为恒速过程； t3～t4 为制动过程。它清楚地表明了液压缸在动作循环内负载的规律。图中
最大负载是初选液压缸工作压力和确定液压缸结构尺寸的依据。