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1、折弯机液压系统设计立式板料折弯机*机械.电气、液压三者紧密联系，结合的一个综合体。液压传动与机械传动、电气传动并列为三大传统形式，液压传动系统的设计在现 代 机械的设计工作中占有重要的地位。因此，液压传动课程是工科机械类各 专业 都开设的一门重要课程。它既是一门理论课，也与生产实际有着密切的联系。为了学好这样一门重要课程，除了在教学中系统讲授以外，还应设置课程设计教学 环节，使学生理论联系实际，掌握液压传动系统设计的技能和方法。液压传动课程设计的目的主要有以下几点：1、综合运用液压传动课程及其他有关先修课程的理论知识和生产实际只A,进行液压传动设计实践，是理论知识和生产实践机密结合起来，从而使
2、这些知识得到进一步的巩固、加深提高和扩展。2、在设计实践中学习和掌握通用液压元件，尤其*各类标准元件的选用原则和回路的组合方法，培养设计技能，提高学生分析和嫁接生产实际间题的能力， 为今后的设计工作打下良好的基础。3、通过设计，学生应在计算、绘图、运用和熟悉设计资料（包括设计手册、产品样本、标准和规范）以及进行估算方面得到实际训练。技术要求任务分析2方案的确定2运动情况分析2 2. 1.1变压式节流调速回2. L2容积调速回路-23负载与运动分析4负载图和速度图的绘制5液压缸主要参数的确定6统液压图的拟定7压元件的选择10液压泵的选择-10阀类元件及辅助元10油管元件11油箱的容积计算-12油
3、箱的长宽高确12油箱地面倾斜度吸油管和过滤器之间管接头的选过浦:器的选取堵塞的选取14空气过滤器的选取液位/温度计的选取148液压系统性能的运算15压力损失和调定压力的确定158. LI沿程压力损失158. L2局部压力损失15& L3压力阀的调定值计算16油液温升的计算168. 2.1快进时液压系统的发热量168. 2. 2快退时液压缸的发热量8. 2. 3压制时液压缸的发热量油箱的设计8. 3.1系统发热量的计算178. 3. 2散热量的计算179参考文献181任务分析环为：快速下降、侵 折弯力滑块重量.J快速空载下降慢速下压（折弯）快速回程任务分析根据滑块重量为技术要求设计制造一台立式板
4、料折弯机，该机压头的上下运动用液压传动，其工作循。 （折弯）、快速退回给定条件为：1400000N17000N行程220mm速度（岭）min行程24mm速度5）min行程244mm速度5 ）min17000、，为了防止滑块受重力下滑，可用液压方式平衡滑块重量，滑块导轨的摩擦力可以忽略不计。设计液压缸的启动、制动时间为少=0.2 0折弯机滑块上下为直线 往复运动，且行程较小（220min）,故可选单杆液压缸作执行器，且液压缸的机械效 率久=0.93。因为板料折弯机的工作循环为快速下降、慢速加压（折弯）、快速回程三 个阶段。各个阶段的转换由一个三 位四通的电液换向阀控制。当电液换向阀工作在 左位时
5、实现快速回程。中位时实 现液压泵的卸荷，工作在右位时实现液压泵的快速 和工进。其工进速度由一个调速阀来控制。快进和工进之间的转换由行程开关控制。 折弯机快速下降时，要求其速度较快，减少空行程时间，液压泵采用全压式供油。其 活塞运动行程由一个 行程阀来控制。当活塞以恒定的速度移动到一定位置时，行程 阀接受到信号，并产生动作，实现由快进到工进的转换。当活塞移动到终止阶段时， 压力继电器接 受到信号，使电液换向阀换向。由于折弯机压力比较大，所以此时进 油腔的压力比较大，所以在由工进到快速回程阶段须要一个预先卸压回路，以防在 高压冲击液压元件，并可使油路卸荷平稳。所以在快速回程的油路上可设计一个预 先
6、卸压回路，回路的卸荷快慢用一个节流阀来调节，此时换向阀处于中位。当卸压 到一定压力大小时，换向阀再换到左位，实现平稳卸荷。为了对油路压力进行监控， 在液压泵出口安装一个压力表和溢流阀，同时也对系统起过载保护作用。因为滑 块 受自身重力作用，滑块要产生下滑运动。所以油路要设计一个液控单向阀，以 构成 一个平衡回路，产生一定大小的背压力，同时也使工进过程平稳。在液压力 泵的出 油口设计一个单向阀，可防止油压对液压泵的冲击，对泵起到保护作用。2方案的确定运动情况分析由折弯机的工作情况来看，其外负载和工作速度随着时间是不断变化的。所以 设计液压回路时必须满足随负载和执行元件的速度不断变化的要求。因此可
7、以选用 变压式节流调速回路和容积式调速回路两种方式。2. 1.1变压式节流调速回路节流调速的工作原理，是通过改变回路中流量控制元件通流面积的大小来控 制 流入执行元件或自执行元件流出的流量来调节其速度。变压式节流调速的工作 压力 随负载而变，节流阀调节排回油箱的流量，从而对流入液压缸的的流量进行 控制。 其缺点，液压泵的损失对液压缸的工作速度有很大的影响。其机械特性较 软，当负 载增大到某值时候，活塞会停止运动，低速时泵承载能力很差，变栽下的运动平稳 性都比较差，可使用比例阀.伺服阀等来调节其性能，但装置复杂、价格较贵。优点： 在主油箱内，节流损失和发热量都比较小，且效率较高。宜在速度高负载较
8、大，负 载变化不大.对平稳性要求不高的场合。2. L 2容积调速回路容积调速回路的工作原理是通过改变回路中变量泵或马达的排量来改变执件的 运动速度。优点：在此回路中，液压泵输出的油液直接进入执行元件中，没 有溢流 损失和节流损失，而且工作压力随负载的变化而变化，因此效率高、发热量小。当 加大液压缸的有效工作面积，减小泵的泄露，都可以提高回路的速度刚 性。综合以上两种方案的优缺点比较，泵缸开式容积调速回路和变压式节流调回 路 相比较，其速度刚性和承载能力都比较好，调速范围也比较宽工作效率更高，发热 却是最小的0考虑到最大折弯力为1400000N,故选泵缸开式容积调速回路。3负载与运动分析要求设计
9、的板料折弯机实现的工作循环是：快速下降一 A慢速下压（折弯）一晚快速退回。主要性能参数与性能要求如下：祇弯力2140000乐反制矩弯机的滑块重量6M7000X；快速空载下降速度2.0川/min =0. 033?/$,工max作下压速度V, =L4/H/niii =0.0233 Hl/s，快速回程速度Vj = 2.6/j7/niin =0. 043/n/5，板料折弯利L快速空载下降行程山二220/ = 0. 22/ ,板料折弯机工作下压行程心=24 曲=0024加，板料折弯机快速回程：5244nim二；启动制动时间4=02.液压系统执行元件选为液压缸。液压缸采用V型密封圈,其机械效率=0 93。
10、由公式一号式中：工作部件总质量；快进或快退速度；AZ-运动的加速、减速时 间求得惯性负载 巧讣x 一二22_x22m_ = 289NMJ F / g9.80.2再求得阻力负载 静摩擦阻力5 =0. 2x17000 = 3400/V动摩擦阻力 5 =0, 1x17000 =1700N表一液压缸在各工作阶段的负载值（单位：N）口兄负载组成负载值F推力F/ 5起动F电34003736加速咏+九19892186快进17001868工进Fhrd+F14017001540330快退17001868注：液压缸的机械效率取 =0. 934负载图和速度图的绘制负载图按上面数据绘制，如下图所示。速度图按己知数值=
11、220nw?/ =0.22/h ,max |U:I =min二s,=min=s, =2. 6w/min =0M3/fi/s .$2 = 24 nun = 0. 024/h,快速回程 $3 = 244 (nm二(6)(a)图一板料折弯机液压缸的负载图和速度图8）负载图b）速度图5液压缸主要参数的确定由表11-2和表11-3可知，板料折弯机液压系统在最大负载约为154K时工 作压 力P,二3Q明。将液压缸的无杆腔作为主工作腔，考虑到缸下行时，滑块自重采用液压方式平衡，则可计算出液压缸无杆腔的有效面积，取液压缸的机械效率力15403300. 91x30x10液压缸内径:0.91x30x1015403
12、30 C C r = 0.27/h = 270 兀 工按 GB/T2348-200b 取标准值 D=320nim=32cin根据快速下降与快速上升进的速度比确定活塞杆直径d:=二哲二2. 3 = d = 15. 35c/V 快下 D-d- 20取标准值 d=16cm=160min则：无杆腔实际有效面积州二彳Z/ =彳X32, = 803. 8c/zrX(32- -16-) = 603. 2r/?P有杆腔实际有效面积A,二- - 液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般是指液压缸缸简结构中最薄处德厚度。一般计算可分为薄壁圆筒和厚壁圆 筒。按照课题所给参数，此液
13、压缸系统应当属于中低压系统，如果按照薄壁来计算，所得壁厚往 往很小，就是强度满足不了要求，在切削加工中的变形、安装变形等引起液压缸工作过程卡死活 漏油。因此一般不做计算，用公式按经验去SOmni,液压缸缸简材料为无缝钢管，可42 Lb式中：C7-液压缸壁厚(m)；D液压缸内径(m)；Py-实验压力，一般取最大工作压力的()倍(MPa)； a-缸筒材料的许用应力。无缝 钢管为100-1 lOMPa；验证可得液压缸壁厚b,故取35mmo液压缸工作行程确定由课题所给行程参数220十24=244nmu并根据GB2349-80液压缸活塞行程参数系列可得，最 大行程L二250mm。缸盖厚度的确定一般液压缸
14、多为平底缸盖，起有效厚度t暗战强度要求可用下面两式进行近似计算。无孔时有孔时t 0.43 3D, J A 式中：t缸盖有效厚度(01)D厂缸盖止口内径(tn) do-缸盖孔的直径(m最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面中点到缸盖滑动支撑面中点的距离H称之为最小导 向长度。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必 须保证有一定的最小导向长度。对于一般液压缸，最小导向长度H应满足以下条件；A DH 一+ 20 2 式中：L-液压缸的最大行程：D液压缸的内径。 由课题参数计算的 所以取最小导向长度H=180tnm 缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应等于活塞行程一活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两 端端盖的厚度，一般液压缸缸体长度不应大于内径的20-30倍。液压缸在工作循环中各阶段的压力和流量计算见表。表各阶段的压力和流量1作阶段计算公式负载F/N工作腔压力 p/Pa输入流量 L/niin启 动F 人一 ” 一呐00等 速186825538工作下压 (折弯)F
