畢業(yè)設(shè)計（論文）-彎邊裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計.doc

全套圖紙加扣 3012250582彎邊裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計摘 要彎邊裝置屬于沖壓機(jī)械設(shè)備，它采用液壓傳動，主要應(yīng)用于對板型材料彎邊，如冰箱的前門板等，此彎邊裝置的工作目的是將0.5mm厚的鋼板彎成槽狀，其工作過程如下：接料（由氣缸完成）到模具上開模豎直彎邊水平彎邊水平彎邊缸縮回豎直彎邊缸縮回定位模合攏閉模，整個工作循環(huán)要求在20s之內(nèi)完成。它的主要工作參數(shù)有：豎直彎邊缸及水平彎邊缸行程均為100mm；定位模缸的行程為80mm。此彎邊機(jī)的主要組成部分主要有泵站、床身、立柱、豎直和水平彎邊部件、豎直壓緊部件及定位模部件等。泵站總共有10個油缸組成，傳動是平穩(wěn)連續(xù)的。其中，豎直壓緊部件是彎邊裝置的重要組成部分，它的主要作用是壓料和進(jìn)行第一次沖壓彎曲。本彎邊裝置從結(jié)構(gòu)上看，元件單位傳遞的功率大，結(jié)構(gòu)簡單，布局靈活，能迅速換向和變速，元件易實(shí)現(xiàn)系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。關(guān)鍵詞 豎直彎邊；水平彎邊；壓緊部件；定位模缸The design of the curved side machines system of the hydraulic pressureAbstractThe curved side machine belongs to the stamping engine equipments, it adoptions hydraulic pressure to spread to move, it mainly is apply to the side of curving material of the plank type, such as the ex-door of the refrigerator plank and so on, This curved side machines work purpose is to make 0.5 mm the thick steel plate into a slot form, its work process is as follows: Receiving material(Be complete by the air cylinder)Open the molding toolCurving side in uprightCurving side in levelThe level curved side urn retractThe upright curved side urn retractCose the molding tool, The whole work course requests completion in 20 seconds. Its main work parameter have: The upright curved side urn and the level curved side urn route of travel all for the 100 mm; the route of travel of the fixed position mold urn is 80 mm. This curved side machine mainly constitutes of the pump station,lathe bed and pillar,the upright and level curved side parts,the upright impaction parts and the fixed position mold parts etc. The pump station has 10 oil urns to constitute altogether，its spreading to move is steady and continuous.in these the upright impaction parts is the curved side machines importance constitutes part. its main function is to squeeze material and carry on hurtling to press flection for the first time. According to the curved side machines structure, the power that the component unit deliver is high, the structure is simple, the layout is vivid, can change quickly the direction and speed, the component carries out spectrumizes and standardizes easily.Keywords Curving side in upright; Curving side in level; the impaction parts; the fixed position mold urn目 錄摘要IAbstractII第1章緒論11.1彎邊裝置液壓系統(tǒng)1第2章總體方案設(shè)計32.1方案設(shè)想32.2方案設(shè)計4第3章工作要求及參數(shù)73.1工作要求73.2參數(shù)7第4章液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算84.1初步擬定液壓系統(tǒng)圖84.1.1液壓回路的選擇84.1.2液壓主回路的選擇94.2液壓系統(tǒng)設(shè)計計算114.2.1液壓元件的選擇和計算114.2.2繪制液壓系統(tǒng)工況圖234.2.3液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算234.3液壓裝置的設(shè)計314.3.1集成塊的設(shè)計314.3.2液壓泵站的設(shè)計314.4液壓缸的設(shè)計計算324.4.1液壓缸的選擇324.4.2液壓缸的計算33第5章液壓缸各部分結(jié)構(gòu)、材料和技術(shù)要求395.1缸體和缸蓋395.2活塞405.3活塞桿405.4液壓缸的緩沖裝置41結(jié) 論41致 謝42參考文獻(xiàn)43附 錄4442第1章 緒論本次設(shè)計是根據(jù)國家教委及哈爾濱理工大學(xué)的規(guī)定所完成的大學(xué)本科學(xué)生設(shè)計，它是培養(yǎng)我們綜合提煉知識、獨(dú)立思考和科學(xué)工作方法的過程。我所進(jìn)行的課題為彎邊裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計，主要是泵站的設(shè)計，它屬于液壓傳動范疇。1.1 彎邊裝置液壓系統(tǒng) 我國的液壓工業(yè)開展于本世紀(jì)50年代，其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛造設(shè)備，后來才用于工程機(jī)械。自1946年從國外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時進(jìn)行自行設(shè)計液壓產(chǎn)品以來，我國的液壓元件已從低壓到高壓形成系列化，在各種機(jī)械上的得到廣泛應(yīng)用。液壓傳動相對于機(jī)械傳動來說是一門新技術(shù)，由于要使用原油煉制品作為傳動介質(zhì)，近代液壓傳動和汽車及飛機(jī)一樣，是由19世紀(jì)崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動起來的。本世紀(jì)60年代后原子能技術(shù)、空間技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展將液壓技術(shù)推向前進(jìn)，是它發(fā)展成包括傳動、控制、監(jiān)測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)。是它在國民經(jīng)濟(jì)中各個方面得到應(yīng)用。它采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、低噪聲及經(jīng)久耐用、高集成化等各方面都取得了重大進(jìn)展，在完善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就，此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的輔助設(shè)計、計算機(jī)仿真和優(yōu)化及微機(jī)控制等開發(fā)性工作方面，更日益顯示出顯著成績。液壓傳動是以液體為介質(zhì)來傳遞動力的，它是用液體的壓力能來傳遞動力，它于利用液體動能液壓傳動是不同的，因此，液壓傳動中的工作介質(zhì)是在受控制、受調(diào)節(jié)的狀態(tài)下工作的，因此，液壓傳動與液壓控制常難以分開。液壓傳動主要由以下四部分組成：1. 能源裝置：把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成油液的壓力能的裝置，最常見的形勢是壓力泵。2. 控制調(diào)節(jié)裝置：對系統(tǒng)中油液的壓力、流量或流動方向進(jìn)行控制或調(diào)解的裝置。3. 執(zhí)行裝置：把油壓的壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的裝置。4. 輔助裝置：上述三部分以外的其它裝置，如油箱、濾油器等。液壓傳動有許多優(yōu)點(diǎn)：在同體積下，液壓裝置比電器裝置產(chǎn)生更多的動力；液壓裝置工作比較平穩(wěn)，能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級變速；液壓傳動易于自動化，易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，并且用液壓傳動來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動比機(jī)械傳動簡單?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，本彎邊機(jī)采用液壓傳動。當(dāng)然，液壓傳動也存在一些缺點(diǎn)，比如：液壓傳動不能保證嚴(yán)格的傳動比，其工作過程常有較多的能量損失，液壓傳動對溫度變化也比較敏感等?？偟膩碚f，液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)是突出的，它的一些缺點(diǎn)有的現(xiàn)已大為改善，有的將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)一步得到克服，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到更加廣泛的應(yīng)用。第2章 總體方案設(shè)計彎邊裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計主要是以液壓控制原理為指導(dǎo)，要選擇合理的控制方案和合適的元件參數(shù)。本章是整個課題的理論部分，是后幾章設(shè)計計算的基礎(chǔ)，是課題的成功的關(guān)鍵。2.1 方案設(shè)想彎邊裝置屬于沖壓機(jī)械設(shè)備，沖壓是一種獨(dú)立的金屬加工形式，它包括很多不產(chǎn)生切屑的特性工藝過程。就所加工的材料來說，主要是金屬板料。冷沖壓是最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝方法之一，與其它金屬加工方法相比，不論在技術(shù)方面或經(jīng)濟(jì)方面都有許多優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)沖壓機(jī)械的沖壓形式，每部機(jī)械又具有機(jī)械式、液壓式和氣動式這三種形式?，F(xiàn)對這三種形式進(jìn)行論述：1. 機(jī)械式?jīng)_壓結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重；噪聲大；不宜精確控制，加工精度不高；費(fèi)事，費(fèi)力，效率低。2. 液壓式?jīng)_壓從結(jié)構(gòu)看，元件單位重量傳遞的功率大，結(jié)構(gòu)簡單，布局靈活，便于和其它傳動方式連用，易于實(shí)現(xiàn)自動控制；從工作性能上看，速度、扭矩、功率均可無級調(diào)節(jié)，能迅速換向和變速，調(diào)速范圍寬；從使用維護(hù)上看，元件的自潤滑性好，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過載保護(hù)及保壓，使用壽命長，元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化；運(yùn)動平穩(wěn)可靠。3. 氣動式?jīng)_壓優(yōu)點(diǎn)：工作介質(zhì)是空氣，來源方便，使用后直接排到大氣，泄露不造成污染。黏度小，管路流動壓力小，適于遠(yuǎn)距離輸送和集體供氣，系統(tǒng)簡單。壓縮空氣在管中的流速快，可直接利用氣壓信號實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制，完成各種復(fù)雜的操作。易于實(shí)現(xiàn)快速直線運(yùn)動、擺動和高速轉(zhuǎn)動，調(diào)速方便，與機(jī)械傳動相比易于布局及操作。氣動元件結(jié)構(gòu)簡單，適合標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，易與控制。工作環(huán)境適應(yīng)性好，工作安全可靠。缺點(diǎn)：空氣有可壓縮性，載荷變化時，傳遞動力不夠平穩(wěn)，均勻。工作壓力不能太高，傳動效率低，不宜獲得很大的力和力矩。有較大的排氣噪聲。根據(jù)以上的分析，并考慮本機(jī)器的特點(diǎn)，現(xiàn)擬采用液壓沖壓形式的設(shè)計方案。2.2 方案設(shè)計從所提供的機(jī)器的工作方案可知，總體設(shè)計方案主要包括如下幾個部分運(yùn)動過程：接料壓料定位豎直彎邊沖壓水平彎邊沖壓水平彎邊沖壓部件縮回豎直彎邊沖壓部件縮回壓料塊脫離定位模具放松縮小落料完成以上動作主要包括以下幾部分結(jié)構(gòu)：接料裝置定位裝置豎直彎邊部件水平彎邊部件床身部件（驅(qū)動部件）床身1. 壓緊豎直彎邊設(shè)計（1） 原料落在模具上之后，由壓料裝置和定位裝置完成原料的定位和壓緊之后，進(jìn)行次工位門板的第一次彎曲，據(jù)此，設(shè)計時主要考慮一下幾個方面：將壓料和彎曲件組成一個統(tǒng)一的部件，且將壓料和彎曲運(yùn)動連成一個連續(xù)的運(yùn)動，這樣做具有省工、省時、結(jié)構(gòu)及操作簡單等優(yōu)點(diǎn)；壓料及彎邊部件的拖動由兩個液壓缸完成；設(shè)計校正裝置，以避免加工失誤產(chǎn)生廢品及節(jié)省原料、工時。（2） 這部分結(jié)構(gòu)的主要作用是壓料和進(jìn)行第一次沖壓彎曲，其運(yùn)動要求主要由以下過程實(shí)現(xiàn)：壓緊滑塊由兩個吊環(huán)螺釘懸吊在部件上，當(dāng)門板有原料落在，此壓緊部件下降，壓緊滑塊壓在板料上，部件繼續(xù)下降，通過支撐部件、擋盤，由液壓缸提供所允許的壓力，來完成對門板原料的固定定位；壓料完成后，部件繼續(xù)下降，在下降到一定高度處，由滑架組件上的沖壓板完成第一次彎曲，即豎邊彎曲；整個部件的升降運(yùn)動由部件頂部的兩個液壓缸拖動，為保證整個部件的運(yùn)動平衡，組件側(cè)面有兩個齒輪，由齒條的嚙合運(yùn)動來調(diào)節(jié)。2. 立柱部件設(shè)計（1） 由于兩次彎曲是由同一部機(jī)器完成的，是連續(xù)的，故壓料裝置仍保持不動，以保證原料的定位、固定，設(shè)計時主要考慮一下幾個方面：將第一次彎曲件與床身立柱組成統(tǒng)一部件。第二次彎曲部件的拖動由單獨(dú)的油缸完成。第一次彎曲及壓料組成的部件由床身、立柱支撐帶動。將模具及拖動油缸也固定在床身立柱上。床身設(shè)計成對稱的，左右各一個。床身立柱與床身接觸面采用滑板的形式，使床身立柱能在床身上滑動，從而調(diào)節(jié)兩立柱間距，完成加工不同規(guī)格的門板的要求。床身立柱的滑動由驅(qū)動部件來完成。（2） 這部分結(jié)構(gòu)的主要作用是：支撐壓緊豎直彎邊部件，第二次沖壓部件及模具部件。安裝部件的動力油缸。安裝滑道，使立柱在床身上移動，以滿足生產(chǎn)不同規(guī)格的門板的要求。（3） 該部件的運(yùn)動情況如下所述：部件在床身上滑到要求位置，由床身上的擋板擋住，立柱停止滑動；立柱上端有一液壓缸，拖動壓緊豎直彎邊部件，完成門板的第一次彎曲；第一次彎曲完畢，壓緊豎直彎邊部件及模具部件靜止不動，由二次彎曲部件完成二次彎邊；立柱的移動由立柱上的螺母與驅(qū)動部件上的螺桿形成的螺旋運(yùn)動完成的；各部件的潤滑裝置也設(shè)在立柱上。3. 床身部件設(shè)計此部件的設(shè)計是對整部機(jī)器進(jìn)行支撐、固定。床身部件的成型方式可采用鑄造和焊接兩種方案。采用強(qiáng)度和剛度較好的A3鋼作為部件材料。床身上表面設(shè)有滑塊和墊板，與立柱滑板相嚙合。部件兩端安裝驅(qū)動部件。床身上表面的中間部分設(shè)置有接料裝置。床身內(nèi)腔多加工網(wǎng)絡(luò)板，以加強(qiáng)剛度及強(qiáng)度。4. 鑄造件的特點(diǎn)（1） 優(yōu)點(diǎn)：可形成具有復(fù)雜內(nèi)腔的箱體；適應(yīng)性廣，工業(yè)上常用的金屬材料如碳素鋼、石墨鋼、鑄鐵、青銅、黃銅、鋁合金等都可用于鑄造；原料來源廣泛，價格低廉；鑄件的形狀和尺寸與要求的形狀和尺寸非常的接近。（2） 缺點(diǎn)：1) 金屬材料的鑄件機(jī)械性能不如鑄件高。2) 鑄件笨重增加床身的重量。3) 鑄件組織粗大，內(nèi)部常有縮孔、縮松、氣孔、砂眼等缺陷。4) 鑄件工序多，工藝復(fù)雜。5) 一些工藝過程難以精確的控制，廢品率高。5. 焊接件的特點(diǎn)（1） 節(jié)省材料工時。（2） 能化大為小，拼小成大。（3） 能生產(chǎn)較為復(fù)雜的設(shè)備。（4） 加工設(shè)備簡單，重量輕，操作簡單，生產(chǎn)率高。（5） 焊接件能滿較高的強(qiáng)度要求。分析比較以上兩種方案，并綜合考慮本機(jī)器床身的作用及要求，決定采用焊接件方法來加工床身部件。6. 沖壓模具部件設(shè)計接料裝置作用及結(jié)構(gòu)簡單，在此不做評述。門板原料由接料裝置落下后，與其直接相連的部分是模具部分，故先從模具部分考慮：（1） 根據(jù)門板的加工工藝要求，模具必須有精確的尺寸、形狀、強(qiáng)度及光潔度等工藝要求，故在設(shè)計時需要精確的確定模具的尺寸、形狀及技術(shù)要求，選用較高的強(qiáng)度材料作為模具原料。（2） 由于在此工位加工不同規(guī)格的門板，故模具自身形狀、尺寸、運(yùn)動要求可調(diào)，可采用凸凹槽式滑道及不同形式的零件、組件等組裝而成，完成上述要求。第3章 工作要求及參數(shù)1.2.3.3.1 工作要求1. 此彎邊裝置將0.5mm厚的鋼板完成“”形。2. 接料（由氣缸完成）放到模具上開模(0.5s）豎直彎邊(4s)水平彎邊(3s)水平彎邊缸縮回(2s)豎直彎邊缸縮回(3s)定位模合攏閉模(0.7s)3. 定位模移動時，只需要克服摩擦力，G定位模自重。4. 在豎直彎邊和水平彎邊時應(yīng)壓緊工件，壓緊力恒定。3.2 參數(shù)1. 水平彎邊缸與豎直彎邊缸的行程均為90cm，定位模缸的行程為70cm。2. 彎邊力按公式3-1計算： （3-1）式中 為安全系數(shù)，=1.3；B為彎曲件寬度，B=（640-502）mm；為彎曲件厚度，=0.5mm；為材料的強(qiáng)度極限，=47kg/mm2；為彎曲件的內(nèi)彎曲半徑，=0.9-1.4。 第4章 液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 對液壓系統(tǒng)的工作要求是設(shè)計液壓系統(tǒng)的依據(jù)。首先必須對機(jī)器的結(jié)構(gòu)、工作情況、工藝要求、技術(shù)特性進(jìn)行充分的了解和詳細(xì)的分析。上兩章已經(jīng)做出了判斷分析。2344.1 初步擬定液壓系統(tǒng)圖擬定液壓系統(tǒng)圖就是靈活運(yùn)用各種基本回路和常用回路定出實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)要求的液壓系統(tǒng)工作原理圖。它是整個液壓系統(tǒng)設(shè)計的重要的一步，它于作用原理和結(jié)構(gòu)組成具體體現(xiàn)在設(shè)計任務(wù)中提出的各項要求。擬定液壓系統(tǒng)原理圖包括兩項內(nèi)容：通過分析對比選擇合理的液壓回路；把選出來的液壓回路組成液壓系統(tǒng)圖。1)2)3)4)4.14.1.1 液壓回路的選擇液壓回路的選擇是根據(jù)所給的各項要求和執(zhí)行元件的工況圖來進(jìn)行的。選擇回路時既要考慮調(diào)速、調(diào)壓、換向、順序動作及動作互鎖等要求，又要考慮節(jié)省能源，減少發(fā)熱、沖擊，保證動作精度等問題。按循環(huán)形式的不同，系統(tǒng)可分為閉式和開式兩種，兩種系統(tǒng)的比較見表4-1。表 4-1 開、閉式系統(tǒng)之比較循環(huán)形式開 式閉 式適應(yīng)工況一般均能適應(yīng)。泵可向多個液壓執(zhí)行元件供油限于要求換向平穩(wěn)、換向速度高的一部分容積調(diào)速系統(tǒng)。一般一個泵只向一個液壓執(zhí)行器供油抗污染能力較差，可采用壓力油箱來改善較好，但油液過濾要求較高散熱較方便，但油箱較大較復(fù)雜，需用輔助泵換油冷卻效率及管路損失一般用節(jié)流調(diào)速效率低，管路損失較大用容積調(diào)速時，效率較高，管路損失較小根據(jù)機(jī)器的主要要求，采用開式系統(tǒng)。4.1.2 液壓主回路的選擇擬定主回路時，按照及其的工作要求直線運(yùn)動、速度要求比較平穩(wěn)、負(fù)載變化大、行程中變速，根據(jù)資料1，表29-2 液壓主回路的選擇，可以得出，主油路采用容積調(diào)速回路較為適宜。兩次彎邊靠液壓，豎直彎邊缸返回須克服自重，且行程均為100mm，為了便于加工，豎直彎邊缸、水平彎邊缸擬用單桿活塞缸。由于壓料及彎曲件的拖動由一個液壓缸來完成，故保壓缸亦采用單桿活塞缸。為統(tǒng)一起見，定位模缸也采用單桿活塞缸。1. 擬定液壓系統(tǒng)原理圖還應(yīng)考慮以下幾個問題：（1） 組合基本回路時，要注意防止回路間的相互干擾，以保證機(jī)器實(shí)現(xiàn)正常的工作循環(huán)。（2） 從實(shí)際出發(fā)，盡量采用有互換性的標(biāo)準(zhǔn)液壓元件。（3） 系統(tǒng)應(yīng)力求簡單可靠，避免存在多余的回路。（4） 防止液壓沖擊。（5） 提高系統(tǒng)的工作效率，防止系統(tǒng)發(fā)熱。2. 具體擬定如下：（1） 要保證整個工作過程是自動完成的，可通過電器元件控制電磁換向閥。擬定：豎直彎邊缸、水平彎邊缸、定位模缸的進(jìn)出口均采用電磁換向閥，為方便起見，采用“O” 型換向閥。（2） 為實(shí)現(xiàn)行程中變速，且速度要求較平穩(wěn)，采用限壓式變量泵。（3） 由于環(huán)境較差，可采用閉式油箱及其所屬部件。（4） 為實(shí)現(xiàn)保壓，在保壓缸的進(jìn)出口處擬用雙向減壓閥。（5） 為安全、保險和連鎖起見，表入響應(yīng)的閥和位置，見液壓系統(tǒng)原理圖，如圖 4-1 所示。液壓系統(tǒng)的動作循環(huán)表見表 4-2 所示。4.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 4.24.2.1 液壓元件的選擇和計算 計算的目的是確定系統(tǒng)的工作壓力和流量等主要參數(shù)，從而確定系統(tǒng)中各元件應(yīng)具備的參數(shù)值，并據(jù)這些參數(shù)值進(jìn)行液壓件的選擇和非標(biāo)準(zhǔn)液壓件的設(shè)計。圖4-1 液壓系統(tǒng)原理圖表 4-2 液壓系統(tǒng)的動作循環(huán)動作名稱電磁鐵號換向閥位置液壓缸狀態(tài)1DT2DT3DT4DT閥A閥B閥C豎直彎邊缸水平彎邊缸定位模缸開模右位右位右位停止停止開模豎彎邊缸彎邊，保壓缸保壓左位右位右位彎邊停止停止水平彎邊缸彎邊右位左位右位停止彎邊停止水平彎邊缸縮回右位右位右位停止縮回停止豎彎邊缸縮回，保壓缸縮回右位右位右位縮回停止停止收模右位右位左位停止停止閉模4.2.1.1 液壓缸的外負(fù)載 1. 豎彎邊力由設(shè)計參數(shù)公式4-1： （4-1）來確定計算各個彎邊力。2. 最小彎曲半徑的確定彎曲半徑的最小彎曲半徑應(yīng)符合材料的塑性，不可使其發(fā)生裂縫，因此最小的彎曲半徑應(yīng)根據(jù)外邊纖維的許可極限彎曲來確定，彎曲件的圓角半徑不宜過大或過小。過大時因受彈性恢復(fù)的影響，彎曲件的精度不易保證；過小時彎曲件容易發(fā)生裂變。取 式中 為板料厚度。mm最小許可半徑彎曲半徑僅在結(jié)構(gòu)上絕對需要時采用，在所有其它情況下，應(yīng)采取較大的彎曲半徑。根據(jù)設(shè)計參數(shù)，這里取 =1.2mm。求得：確定壓料力式中 為材料在沖壓行程結(jié)束時的自對彎曲力。=所以：N由于壓料及彎曲件的拖動（豎直彎邊）由一個液壓缸完成，故：3. 水平彎邊力4. 定位模缸外負(fù)載其中： 由裝配圖可知 5. 保壓缸的外負(fù)載4.2.1.2 液壓缸的有效面積 按照負(fù)載選擇液壓缸的直徑（類比法）mm mm mm mm4.2.1.3 液壓系統(tǒng)的工作壓力 取 =0.9MPa4.2.1.4 液壓執(zhí)行器所需流量 1. 確定活塞桿徑根據(jù)表31-，由確定的液壓缸的伸縮所需要的時間可知，且本系統(tǒng)的工作壓力，由系統(tǒng)工作壓力及油缸往復(fù)運(yùn)動時的速度比按公式4-2確定活塞桿徑。 （4-2）式中 為活塞的有效面積；為缸徑；為活塞桿端有效面積；為活塞桿直徑。所以：豎直彎邊缸的活塞桿徑： mm水平彎邊缸的活塞桿徑： mm定位模缸的活塞桿徑： mm保壓缸的活塞桿徑： mm2. 液壓缸的流量計算（1） 豎直彎邊缸：1） 彎邊 ml/s2） 縮回 ml/s（2） 水平彎邊缸：1） 彎邊 ml/s2） 縮回 ml/s（3） 定位模缸：1） 閉模 ml/s2） 開模 ml/s4.2.1.5 液壓缸的返回工作壓力 1. 豎直彎邊缸的返回工作壓力由部件圖可知，豎直彎邊缸返回時的負(fù)載 N，缸的有效面積m2MPa2. 水平彎邊缸的返回工作壓力由部件圖可知，水平彎邊缸返回時的負(fù)載 N，缸的有效面積m2MPa3. 定位模缸的返回工作壓力由部件圖可知，定位模缸返回時的負(fù)載 N，缸的有效面積m2MPa4. 保壓缸的返回工作壓力由部件圖可知，保壓缸返回時的負(fù)載 N，缸的有效面積m2MPa4.2.1.6 油泵的規(guī)格油泵的壓力、流量的計算及油泵規(guī)格的選擇見表 4-3 。HT系列恒壓變量柱塞泵為通用式軸向柱塞泵。具有結(jié)構(gòu)簡單、強(qiáng)度高、體積小、重量輕、工作壓力高、轉(zhuǎn)速高、效率高等優(yōu)點(diǎn)。它具有一個壓力反饋裝置，在額定壓力范圍內(nèi)可任意調(diào)定其輸出壓力并保持恒定；又可在額定流量范圍內(nèi)，任意調(diào)定其輸出的最大流量。故在液壓傳動系統(tǒng)中它具有超壓保護(hù)的能力，在液壓伺服系統(tǒng)中，讓可作為電液伺服閥的恒壓能源，并在恒壓狀態(tài)下，隨負(fù)載的需要而提供不同的流量。由于柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，容易得到高精度的配合，所以這類泵的特點(diǎn)是：泄漏少，容積效率高，可以在高壓下工作。但它的缺點(diǎn)是對油液的污染較為敏感，流量脈沖1-5%。表 4-3 油泵的壓力、流量的計算及規(guī)格選擇項目計算式結(jié)果說明油泵的工作壓力4.0MPa液壓執(zhí)行器的最大工作壓力進(jìn)、回油路總壓力損失=1.3 漏損系數(shù)不同時工作的各液壓執(zhí)行器的最大工作流量總和油泵流量 306.15ml/s油泵規(guī)格的選擇型號HT-5.2技術(shù)規(guī)格額定轉(zhuǎn)速 150r/s；輸入功率 29kw；額定壓力 200kgf/cm2；動態(tài)響應(yīng) 0.04s注：本系統(tǒng)用一般的容積調(diào)速回路，管路較簡單故取=0.5。油泵型號：HT-5.24.2.1.7 泵的驅(qū)動功率 本系統(tǒng)在整個動作循環(huán)中，系統(tǒng)的流量是變化的，所需功率變化較大，為滿足整個工作循環(huán)的需要，按較大功率段來確定電動機(jī)功率，計算公式見4-3。 （4-3）式中 為泵的實(shí)際最大工作壓力，MPa； 為泵的額定流量，ml/s； 為泵的總效率，。所以：WKM選用電動機(jī)型號及其參數(shù)：Y160-4 KM r/min4.2.1.8 控制閥的選擇 調(diào)速閥按系統(tǒng)最大工作壓力、最大流量選；溢流閥按系統(tǒng)最大工作壓力和泵的最大流量選。詳細(xì)選擇見表 4-4 。表 4-4 液壓件的選擇元件名稱最大通過流量ml/s規(guī)格接口尺寸數(shù)量型號流量ml/s壓力MPa二位四通閥A125.624D-10B500(30)2110()1二位四通閥B167.4724D-10B500(30)2110()1三位四通閥C235.534D-10B500(30)2110()1減壓溢流閥835(50)0.7-710()14.2.1.9 管件的選擇 1. 管道的選擇 （1） 金屬管內(nèi)徑的計算 壓油管的選擇：由以上的計算可知，液壓缸的最大流量，根據(jù)管內(nèi)推薦流速，對于壓油管可選取，所以，管道內(nèi)徑：m取 mm（2） 壓油管壁厚的計算 （4-4）式中 為工作壓力，MPa；為管內(nèi)徑，mm； 為許用應(yīng)力，對于鋼管來說；（抗拉強(qiáng)度；安全系數(shù)。當(dāng)MPa時，；當(dāng)MPa時，；當(dāng)MPa時，）。此式中取 =100MPa所以：mm因此，壓油管選取冷軋無縫鋼管。（3） 回油管的選取 取m/s則 mm取 mm mm（4） 泵進(jìn)出口油管的選取取m/s則 mm因此，吸油管選取的無縫鋼管。（5） 膠管內(nèi)徑選取膠管內(nèi)徑與流量、流速的關(guān)系，可按公式4-5進(jìn)行計算： （4-5）式中 Q為管內(nèi)流量，Q=235.5ml/s； 為膠管的通流截面積，m2； 為管內(nèi)流速，m/s。故：cm2根據(jù)圖表10.5，選取相應(yīng)的膠管內(nèi)徑，選取的鋼絲編織膠管，為了統(tǒng)一起見，膠管選取的鋼絲編織高壓膠管。膠管的選擇及設(shè)計中應(yīng)注意的事項：1) 膠管的彎曲半徑不宜過小，一般不能小于表33-41所列的值，膠管與其接頭處應(yīng)有一段直的部分，此段長度不應(yīng)小于管外徑的兩倍。2) 膠管的長度應(yīng)考慮到膠管在通入壓力油后，長度方向?qū)l(fā)生收縮變形，一般收縮量為管長的3-4%，因此，膠管安裝時應(yīng)避免處于拉緊狀態(tài)。3) 膠管安裝時，應(yīng)保證不發(fā)生扭曲變形，為了便于安裝，可沿管長涂上顏色，以便于檢查。4) 膠管的管接頭軸線應(yīng)盡量放置在運(yùn)動的平面內(nèi)，避免兩端相互運(yùn)動時膠管受扭。5) 膠管應(yīng)避免與機(jī)械尖角部分相接處和摩擦，以免損傷。2. 管接頭的選擇（1） 管接頭的類型選用卡套式管接頭，其特點(diǎn)是利用卡套變形卡住管子，并進(jìn)行密封，軸向尺寸限制不嚴(yán)格，易于安裝，工作壓力可達(dá)31.5，但對管子的尺寸要求較高。（2） 卡套式管接頭詳見附圖3，按照表33-26、表 33-27選取。4.2.1.10 油箱、過濾器和冷卻器的設(shè)計與計算 1. 油箱的設(shè)計 （1） 油箱的設(shè)計要點(diǎn)油箱除了儲油外，還起到了散熱和分離油中的泡沫、雜質(zhì)等的作用，因此，設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1) 油箱的有效容積應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱、散熱相平衡的原則來計算。油箱必須有足夠大的容積滿足散熱，容納停車時因重力返回油箱的油，操作時油面保持適當(dāng)高度要求。2) 吸油管和回油管應(yīng)插入油面以下，以防止卷吸空氣或回油沖濺產(chǎn)生氣泡，管口與箱底、箱壁的距離不小于管徑的3倍。吸油箱口安裝80或100的內(nèi)吸式濾油器，安裝的位置便于裝卸及清洗，回油口須切成45并面向箱壁。3) 吸油管和回油管的距離應(yīng)盡量遠(yuǎn)，兩管之間用隔板隔開，以增加油的循環(huán)距離，增大散熱效果，并使油中的氣泡和雜質(zhì)有較長的升浮和沉淀，隔板的高度約為最低油面高度的2/3。4) 為保持油面清潔，油箱應(yīng)有密封的頂蓋，頂蓋上設(shè)有帶濾網(wǎng)的注油口，帶空氣濾清器的通氣孔，有時，注油孔和通氣孔可兼用同一個。為了便于放油，箱底應(yīng)傾斜。在最低處設(shè)有放油塞，箱底和底座間要留有一定的空間。為了防銹、防凝水，油箱內(nèi)壁應(yīng)涂耐油防銹材料。5) 油箱上須安裝油標(biāo)指示器及在油箱上安裝溫度計。6) 為防止吸空，提高油泵轉(zhuǎn)速，可設(shè)計沖壓油箱。特別對于吸入性能較差的油泵而又不用輔助泵時，用充壓油箱能改善其吸油狀況。7) 既要滿足系統(tǒng)的供油要求，又要保證執(zhí)行元件全部排油時，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時，油箱的油位不低于最低限度。（2） 油箱的容量1) 采用隔離式油箱，其特點(diǎn)是：設(shè)置一個單獨(dú)的油箱，與機(jī)床分開，減少油箱發(fā)熱和液壓源振動對機(jī)床工作精度的影響。2) 隔離式矩形油箱用3mm鋼板焊接成，為了防止油箱內(nèi)液面壓力低于大氣壓的意外事故發(fā)生，需要安裝自動停機(jī)裝置。3) 根據(jù)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與散熱關(guān)系確定油箱的油量，油箱中油液的溫度一般推薦在3050范圍內(nèi)工作比較合適，最高不應(yīng)超過65，最低不應(yīng)低于15，又考慮到液壓泵及其驅(qū)動電機(jī)和其它液壓元件要安裝在油箱上，為了便于安裝、檢查，首先依據(jù)公式4-6計算油箱的有效容積。 （4-6）式中 為液壓系統(tǒng)的額定流量； 于系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。（根據(jù)表37.5-12對于中壓系統(tǒng)取5-7，這里取=7）所以：L設(shè)計油箱的尺寸為： mm2. 濾油器的設(shè)計 濾油器的基本作用是使系統(tǒng)的液體保持清潔，以延長液壓及潤滑件的壽命和保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定。（1） 濾油器的類型根據(jù)表35-11，選用線隙式濾油器，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，過濾效果好，通油能力大，但不易清洗。（2） 安裝類型濾油器放于進(jìn)油管路上，優(yōu)點(diǎn)是能保證進(jìn)入管路系統(tǒng)的油都全部經(jīng)過過濾，從而使所有設(shè)備都在比較干凈的油液中工作。（3） 濾油器的選擇選擇時主要依據(jù)系統(tǒng)的過濾精度和濾油能力的要求；同時考慮過濾器的強(qiáng)度，不致因壓力高而把濾芯或外殼破壞；有時還要考慮抗腐蝕能力。根據(jù)表35-61選擇濾油器型號為ZU-A4010S.3. 冷卻器的設(shè)計冷卻器一般要求結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，散熱面積大，散熱效率高，壓力損失小等。液壓系統(tǒng)對油溫有較嚴(yán)格要求時，應(yīng)當(dāng)核算。根據(jù)表10.6-4，表10.6-54，選擇列管式水冷卻器。根據(jù)表37.10-46，圖37.10-312，選擇型號為：GC-1.3其技術(shù)參數(shù)見表 4-5 。表 4-5 GC-1.3型冷卻器技術(shù)參數(shù)冷卻面積工作壓力油側(cè)損失工作水溫工作油溫進(jìn)油溫度出油溫度1.2100.5-125-30554.2.1.11 液壓油的選擇液壓油是液壓傳動系統(tǒng)的工作介質(zhì)，又是液壓元件的潤滑劑。液壓油應(yīng)具有適當(dāng)?shù)恼扯龋己玫恼硿靥匦?，良好的潤滑性，能抗氧化、無腐蝕作用，抗燃燒，不易入畫，不破壞密封材料，無毒，有一定的消泡能力。選擇液壓油時，應(yīng)根據(jù)泵的種類、工作溫度、系統(tǒng)壓力等，確定適用粘度范圍，再選擇合適的液壓油品種。根據(jù)以上敘述及表27-142，表27-162，選擇30號普通液壓油。30號普通液壓油適用于一般機(jī)床齒輪變速箱及一般的液壓系統(tǒng)。4.2.2 繪制液壓系統(tǒng)工況圖 各液壓缸在不同工作階段中的壓力、流量和功率見表 4-6，液壓系統(tǒng)的工況圖如圖4-2 所示。表 4-6 液壓缸壓力、流量和功率液壓缸工況負(fù)載（N）進(jìn)油腔壓（MPa）輸入流量Q（l/min）輸入功率p(KW)回油腔壓力（MPa）計算式定位模缸開模264.60.1922.190.0480收模264.60.1521.360.0320豎直彎邊缸彎邊6113.591.418.401.6560縮回95001.218.300.3660水平彎邊缸彎邊3396.440.824.531.2270縮回85000.624.510.40904.2.3 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算在確定了所用液壓元件之后，要畫出液壓系統(tǒng)的裝配草圖，見附圖3。然后根據(jù)需要對整個液壓系統(tǒng)的某些技術(shù)性能：系統(tǒng)的壓力損失、發(fā)熱溫升等進(jìn)行必要的驗(yàn)算。4.2.3.1 管路系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算 根據(jù)附圖 3，可知各管長度、管直徑、彎頭數(shù)等，見表 4-7。表 4-7 各管道系數(shù)管段管長（m）管外壁壁厚（mm）彎頭數(shù)由泵至電磁換向閥0.690彎頭2個由電磁換向閥至油箱2.590彎頭2個膠管4圖4-2 液壓系統(tǒng)工況圖1. 液流的類型 液流的運(yùn)動特性與雷諾數(shù)有關(guān)，當(dāng)時，液流為層流；當(dāng)時，液流為紊流。此處的為臨界雷諾數(shù)。計算雷諾數(shù)時，可按最大工作流量Q及最小管徑判斷其流動類型；系統(tǒng)使用30號普通液壓油，其運(yùn)動粘度。雷諾數(shù)計算如公式4-7所示： （4-7）式中 為平均流速，m/s ；為管道內(nèi)徑，m ；為液體的運(yùn)動粘度 St（cm(cm2/s)；為流量，m3/s。所以：計算時，臨界雷諾數(shù)按表29-10選取，取=2000-3000。因此：=667=2000-3000即，管內(nèi)液流處于層流狀態(tài)。2. 沿程壓力損失 液體在等徑直管中流動時，因摩擦和質(zhì)點(diǎn)的相互擾動而產(chǎn)生的壓力為沿程壓力損失。沿程壓力損失可按公式4-8計算： （4-8）式中 為管道長度，m；為管道內(nèi)徑，m；為平均流速，m/s；為管內(nèi)液體摩擦阻力系數(shù)，按資料1，表29-11，選擇；為液體的重度，N/m3。因此，計算出沿程壓力損失見表 4-8。3. 局部壓力損失局部壓力損失包括液流方向和斷面發(fā)生變化時所引起的壓力損失及液流流經(jīng)液壓元件產(chǎn)生的壓力損失兩部分。局部壓力損失按公式4-9計算： （4-9）式中 為液體的密度，Kg/m3； 為液流流速，m/s ； 為局部阻力系數(shù)，根據(jù)表29-131至表29-191選取。計算出的局部壓力損失結(jié)果見表4-9。4. 管路的壓力損失及壓力效率系統(tǒng)總壓力損失的計算：MPa液壓系統(tǒng)的調(diào)整壓力：MPa取 MPa又因前面所選泵的額定壓力，可滿足要求。管路的壓力效率為：4.2.3.2 發(fā)熱溫升的驗(yàn)算液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，主要包括泵的功率損失，溢流閥的溢流損失，液流通過閥及管道的壓力損失所產(chǎn)生熱量。一般只求其粗略數(shù)值，以便驗(yàn)算系統(tǒng)溫升是否超過允許值。若超過則須采取冷卻措施。表 4-8 沿程壓力損失的計算項 目計算公式結(jié) 果（）說 明使用公式泵至電磁換向閥段管路 電磁換向閥至泵段管路 0.062 總沿程壓力損失=0.031+0.0620.093各缸不同時動作，且豎直彎邊缸工作時壓力最大，故只要計算豎直彎邊缸的沿程壓力損失 注：油面在泵的吸油口之上，故吸油管的沿程壓力損失及過濾器的局部損失均可不計。表 4-9 局部壓力損失的計算項 目計算公式結(jié) 果（）說 明使用公式泵出口處管接頭取電磁換向閥0.15資料1，表29-2090彎頭資料1，表29-17，90彎頭同上總局部壓力損失=+0.168系統(tǒng)發(fā)熱功率的計算見表 4-10。表 4-10 系統(tǒng)發(fā)熱功率的計算項 目計算公式結(jié) 果說 明泵驅(qū)動功率1634.6液壓缸有效功率679缸有效推力缸的行程系統(tǒng)發(fā)熱功率955.6系統(tǒng)散熱功率31428取 系統(tǒng)溫升16.18結(jié)論， 所以，系統(tǒng)滿足工作要求4.3 液壓裝置的設(shè)計 4.34.3.1 集成塊的設(shè)計集成塊組是按通用的液壓回路典型設(shè)計的組件，它由集成塊、底板和頂塊按順序疊積，用四只長螺栓垂直固緊而成。液壓元件通常安裝在集成塊的前面，后面和右側(cè)面，左側(cè)面不安裝液壓元件，留著連接油管，以便向執(zhí)行元件供油。要把經(jīng)常需要調(diào)節(jié)的液壓元件如溢流閥、調(diào)整閥、減壓閥等安裝在前面或右側(cè)面。每個集成塊是液壓回路所劃分的單元回路，其作用分為調(diào)壓、換向、調(diào)整、順序、測壓等若干單元回路塊。每個集成塊的上下兩面為集成塊疊積的結(jié)合面，其上有同一坐標(biāo)位置的垂直方向上鉆有公共通油孔，P孔為主壓油路，O孔為主回油路，L為泄油孔和連螺栓孔。另外，底板作用是連接集成塊組，液壓泵所供壓力油經(jīng)底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路O和泄油路L經(jīng)底板引入油箱。4.3.2 液壓泵站的設(shè)計目前國內(nèi)生產(chǎn)液壓泵站的廠家很多，液壓泵站的種類也繁多，但多數(shù)廠家根據(jù)用戶的具體要求進(jìn)行設(shè)計和制造，尚未完全系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。現(xiàn)在全國用的最多是YZ系列液壓泵站，油箱容量有256300L等18種規(guī)格,選用各種不同的泵,得到各種不同流量/壓力的規(guī)格。外型上有上置式(有立式和臥式)和非上置式.其生產(chǎn)廠家有:上海高行液壓件廠,長沙液壓件廠,南京液壓件三廠等。4.3.2.1 液壓泵站的結(jié)構(gòu)設(shè)計本系統(tǒng)采用集成塊式液壓站裝置。它由以下幾部分組成：1.集成塊組件2.液壓泵裝置3.外接管道支架4.油箱部分。其中集成塊組和液壓泵裝置可安裝固定在油箱頂蓋上，再由油管管接頭根據(jù)需要加以連接。另外，換向閥之間應(yīng)留有一定的軸向距離，這樣便于手動調(diào)整或安裝電磁鐵。壓力表及其開關(guān)應(yīng)布置在便于觀察和調(diào)整的地方。在油箱的邊緣處設(shè)置了一些外接管道支架，以便于使外接管道牢固，從而增加了剛性而又整齊美觀。隨工作部件運(yùn)動的管道采取軟管、伸縮管等。軟管安裝時應(yīng)避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)，以免影響使用壽命，互相平行的管道之間應(yīng)留有一定的間隔，并用管夾固定。4.3.2.2 液壓泵、液壓泵與電機(jī)的安裝方式本系統(tǒng)宜采用旁置安裝方式。液壓泵與電機(jī)的軸線呈水平安裝，此種結(jié)構(gòu)將管道及泵安裝在油箱側(cè)面，方便安裝，散熱條件好，但有時液壓泵與電機(jī)的同軸度不易保證。液壓泵的安裝靠角支架支撐。泵和電動機(jī)之間的聯(lián)軸器宜采用消除不同軸的撓性聯(lián)軸器。另外為防止機(jī)械振動傳給油箱和油管，泵裝置與外界的一切連接都應(yīng)該是彈性的，即泵的吸油管中設(shè)橡膠補(bǔ)償接管。出油管和泄油管中靠近泵的一端用軟管，泵與電動機(jī)的底座與箱蓋或機(jī)架之間裝設(shè)橡膠減振器。液壓泵站的安裝見液壓泵站裝配圖，即附圖3。4.4 液壓缸的設(shè)計計算4.44.4.1 液壓缸的選擇 根據(jù)機(jī)器工作的要求，按表31-5各缸均采用活塞式液壓缸。按表 31-6各缸的安裝方式的選擇見表 4-11。表 4-11 液壓缸的安裝方式液壓缸名稱安裝方式豎直彎邊缸頭部外法蘭水平彎邊缸頭部外法蘭定位模缸切向座底保壓缸尾部外法蘭4.4.2 液壓缸的計算 4.4.2.1 活塞桿直徑的計算 液壓缸活塞桿的直徑計算，通常有兩種方法：根據(jù)速度比的要求計算活塞桿直徑；根據(jù)強(qiáng)度要求計算活塞桿直徑。這里根據(jù)已知條件選擇第二種方法計算活塞桿直徑。當(dāng)活塞桿在穩(wěn)定