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1、攀枝花学院学生课程设计说明书题目板料折弯机液压系统设计学生姓名：_学 号：所在院（系）：机电工程学院专业：机械设计制造及自动化班级：05级机制一班指 导 教 师：职称： 讲师二OO八年七月十日摘要立式板料折弯机是机械、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
2、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 是，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，尤其是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问题的能力， 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。关键词 板料折弯机 ，液压传动系统，液压传动课程设计。目录摘要1 任务分析
3、 11.1技术要求11.2任务分析12 方案的确定 22.1 运动情况分析2211 变压式节流调速回路221. 2容积调速回路23 负载与运动分析 34负载图和速度图的绘制 45 液压缸主要参数的确定46系统液压图的拟定 67液压元件的选择87.1液压泵的选择 87.2 阀类元件及辅助元件8 7.3油管元件 97.4油箱的容积计算107.5 油箱的长宽高确107.6 油箱地面倾斜度117.7 吸油管和过滤器之间管接头的选择117.8 过滤器的选取 117.9 堵塞的选取117.10 空气过滤器的选取127.11 液位/温度计的选取128 液压系统性能的运算 138.1 压力损失和调定压力的确定
4、138.1.1 沿程压力损失138.1.2 局部压力损失138.1.3 压力阀的调定值计算148.2 油液温升的计算148.2.1 快进时液压系统的发热量148.2.2 快退时液压缸的发热量148.2.3 压制时液压缸的发热量148.3 油箱的设计158.3.1 系统发热量的计算158.3.2 散热量的计算159 参考文献 1718致谢1 任务分析1.1 技术要求设计制造一台立式板料折弯机，该机压头的上下运动用液压传动，其工作循环为：快速下降、慢速加压（折弯）、快速退回。给定条件为：折弯力1.9x106N滑块重量2.3x104 N快速空载下降行程210mm速度（ v ）123mm/ s慢速下压
5、（折弯）行程30mm速度（ v ）212 mm / s快速回程行程240mm速度（ v ）52 mm / s31.2 任务分析根据滑块重量为2.3x 104N，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t = 0.2s。折弯机滑块上下为直线往复运动，且行程较小（240mm），故可选单 杆液压缸作执行器，且液压缸的机械效率耳=0.91。因为板料折弯机的工作循环 cm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实现快速回程。中位时实 现液压泵的卸荷，工作在
6、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卸压 回路，回路的卸荷快慢用一个节流阀来调节，此时换
7、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，滑快要产生下滑运动。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2.1 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。因此可以 选用变压式节流调速回路和容积式调速回路两种方式
8、。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，变载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、负载较大，负载变化不大、对平稳性要 求不高的场合。2.1.2
9、 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行元 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好，调速范围也比较宽，工作效率更高， 而发热却是最小的。考虑到最大折弯力为 1.9 106N ，数值比较大，故选用泵缸 开式容积调速回路。3 负载与运动分析要求设计的板料折弯机实现的工作循环是：
10、快速下降一工作下压（折 弯）一快速回程一停止。主要性能参数与性能要求如下：折弯力F=1.9xl06N； 板料折弯机的滑块重量G= 2.3x 104N；快速空载下降速度v = 23mm/s =0.023m/s，1工作下压速度12mm / s =0.012m/s，快速回程速度v = 52mm / s =0.052m/s，板料折弯 3机快速空载下降行程L = 210mm =0.21m，板料折弯机工作下压行程1L二30mm =0.03m，板料折弯 机快速回程：H=240mm=0.24m ；启动制动 时间 2At = 0.2s，液压系统执行元件选为液压缸。液压缸采用V型密封圈，其机械效率耳=0.91。由
11、式F = mAvcm mAt式中 m 工作部件总质量Av 快进或快退速度At 运动的加速、减速时间求得惯性负载 Fm下Av G Av=m= =At g At2.3 x104 0.023x9.80.2= 270 N再求得阻力负载静摩擦阻力F =0.2x2.3x104 = 4600N sf动摩擦阻力F =0.1x2.3x104 = 2300N fd表一液压缸在各工作阶段的负载值（单位:N）工况负载组成负载值F推力F /耳cm起动F=Fsf46005055加速F = F + Ffdm25702824快进F=Ffd23002527工进F = F + Ffd19023002113667快退F=Ffd23
12、002527注:液压缸的机械效率取耳=91cm4 负载图和速度图的绘制负 载 图 按 上 面 数 据 绘 制 ， 如 下 图 a) 所 示 。 速 度 图 按 己 知 数 值 v = 23mm / s , v = 12mm / s , v = 52mm / s , L = 210mm , L = 30mm ,快 速回程12312L = 240mm3图一 板料折弯机液压缸的负载图和速度图a）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 211KN 时工作压力P二30MPa。将液压缸的无杆腔作为主工作腔，考虑到缸下行时，滑块自 1重
13、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 n =0.91。cmF 2113667A = max = 0.077m 21 耳 x p0.91x 30 x 106cm 1液压缸内径： D =、： 4 X A1 = 0.3m = 300mm参考1,按 GB/T2348-1993,取标准值 D=320mm=32cm根据快速下降与快速上升进的速度比确定活塞杆直径 d:V D 2 快上 V D 2 一 d 2 快下52 - 2.2623n d 221mm 22.1cm取标准值 d=220mm=22cm一 、兀兀则：无杆腔实际有效面积A = D 2 = x 302 = 706.5cm21 44一、
