畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）液壓卷花機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)（全套圖紙）

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 液壓卷花系統(tǒng)設(shè)計(jì) 全套全套 cad 圖紙，聯(lián)系圖紙，聯(lián)系 153893706 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院（系）： 機(jī)電工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)：2003 級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 二七年六月 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是液壓卷花系統(tǒng)設(shè)計(jì)。任務(wù)限制只能用液壓來實(shí)現(xiàn)。本 人致力于整機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，即機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)方案的擬定，液壓油 箱的設(shè)計(jì)，液壓缸的設(shè)計(jì)，液壓站的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)思路是從卷花機(jī)的性能和動(dòng)作 要求入手，并以國內(nèi)的質(zhì)量和技術(shù)性能接近設(shè)計(jì)要求的卷花機(jī)為基礎(chǔ)，研究國 外的先進(jìn)機(jī)型，開發(fā)出自己的全套液壓系統(tǒng)方案。圖紙采用 auto cad 繪制。 經(jīng)過認(rèn)真地設(shè)計(jì)計(jì)

2、算,查找資料撰寫設(shè)計(jì)論文。 本液壓卷花機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)，輸出力矩大，用模具來實(shí)現(xiàn)花形的變化， 且同一批形狀的一致性好，液壓機(jī)造型美觀。設(shè)計(jì)出來的液壓卷花系統(tǒng)具有， 尺寸精確，生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于鐵藝行 業(yè)中。由該機(jī)器生產(chǎn)的各種花形可用在圍欄、大門、臺(tái)、椅、扶梯、窗、招牌、 藝術(shù)品等制作的地方。 關(guān)鍵詞 液壓卷花機(jī)，液壓系統(tǒng)，鐵藝 abstract my graduation project topic is the volume hydraulic system design. the duty limit only uses the hydraulic pr

3、essure to realize. i have carried on the whole design，namely, the mechanism design, hydraulic system plan drawing up, the hydraulic fluid tank design, the hydraulic cylinder design, the hydraulic pressure stands design and so on. the design start at the volume flowers machine performance and the mov

4、ement, taking the home existing volume flower machine as the foundation, their quality and the technical performance approach to this design request, and has studied the overseas advanced type, developed own complete set hydraulic system plan. the blueprint draws up with auto cad. after earnestly ca

5、lculated, has consulted the correlation data, i have composed this design paper. the volume flowers machine merit is the transmission steady, out put moment of force big, realizes the flowered shape change with the mold, also identical batch of product uniformity good, the volume flowers machine mod

6、eling is artistic. the system of the volume flowers machine has the merit, such as, size precisely, the production efficiency high, the labor intensity is low, the product quality is good and so on. this machine is widely applied in the steel art profession, and can product several kinds of flowers

7、for fences, gates, place, chairs, elevator, windows, signs, art and so on. key words volume hydraulic machine， hydraulic system，steel art 目 錄 摘摘 要要.i i abstract.iiii 1 1 緒論緒論.1 1.11.1 本課題研究的目的意義本課題研究的目的意義.1 1.21.2 本課題國內(nèi)外發(fā)展概況及存在的問題本課題國內(nèi)外發(fā)展概況及存在的問題.1 1.31.3 本課題解決的主要問題本課題解決的主要問題.2 2 2 液壓卷花機(jī)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)液壓卷花機(jī)

8、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì).3 2.12.1 設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)思想.3 2.22.2 液壓卷花機(jī)系統(tǒng)分析液壓卷花機(jī)系統(tǒng)分析.3 2.2.1 本機(jī)設(shè)計(jì)要求及具體的技術(shù)參數(shù).3 2.2.2 卷花機(jī)的液壓系統(tǒng).3 2.2.3 液壓卷花機(jī)系統(tǒng)方案的比較與選用.3 3 3 液壓系統(tǒng)的計(jì)算液壓系統(tǒng)的計(jì)算.7 3.13.1 彎矩力的計(jì)算彎矩力的計(jì)算.7 3.1.1 材料力學(xué)的角度.7 3.1.2 采用類比法.10 3.23.2 齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì).11 3.33.3 載荷組成和計(jì)算載荷組成和計(jì)算.13 3.43.4 卷花機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)卷花機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).16 3.4.1 負(fù)載分析.16 3.4.2 初選液壓系

9、統(tǒng)工作壓力.16 3.4.3 液壓缸的類型及安裝方式.16 3.4.4 液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸.16 3.4.5 壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算.17 3.4.6 按最低速度要求驗(yàn)算液壓缸尺寸.18 3.4.7 計(jì)算液壓缸所需流量.18 3.4.8 繪制液壓系統(tǒng)工況圖.19 3.4.9 制定基本方案確定液壓系統(tǒng)原理圖.21 3.53.5 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件.22 3.5.1 確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格.22 3.5.2 液壓閥的選擇和部分液壓輔助元件選擇.24 3.5.3 油箱容量的初步確定及油液的選擇.27 3.63.6 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算.28

10、3.6.1 壓力損失及調(diào)定壓力的確定.28 3.6.2 系統(tǒng)溫升驗(yàn)算.30 4 4 液壓缸的設(shè)計(jì)液壓缸的設(shè)計(jì).32 4.14.1 選擇液壓缸類型安裝方式選擇液壓缸類型安裝方式.32 4.24.2 液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸.32 4.34.3 液壓缸的參數(shù)計(jì)算液壓缸的參數(shù)計(jì)算.32 4.3.1 缸筒壁厚的計(jì)算.32 4.3.2 液壓缸活塞行程.33 4.3.3 液壓缸油口直徑計(jì)算.33 4.3.4 缸底厚度計(jì)算.33 4.3.5 缸頭厚度計(jì)算.34 4.3.6 最小導(dǎo)向長度的計(jì)算.34 4.3.7 缸體長度的確定.34 4.44.4 活塞的設(shè)計(jì)活塞的設(shè)計(jì).35

11、 4.4.1 活塞的結(jié)構(gòu)形式.35 4.4.2 活塞與活塞桿的連接.35 4.4.3 活塞的密封.36 4.4.4 活塞材料.39 4.4.5 活塞尺寸及加工公差.39 4.54.5 活塞桿活塞桿.39 4.64.6 活塞桿的導(dǎo)向套、密封和防塵活塞桿的導(dǎo)向套、密封和防塵.40 4.74.7 液壓缸緩沖裝置的設(shè)計(jì)液壓缸緩沖裝置的設(shè)計(jì).41 4.7.1 間隙緩沖.41 4.7.2 閥式緩沖.41 4.84.8 排氣閥排氣閥.42 5 5 液壓站的設(shè)計(jì)液壓站的設(shè)計(jì).44 5.15.1 確定液壓站的結(jié)構(gòu)類型方案確定液壓站的結(jié)構(gòu)類型方案.44 5.1.1 分散配置型液壓裝置.44 5.1.2 集中配置型

12、液壓裝置.44 5.1.3 確定液壓站的方案.44 5.25.2 液壓控制裝置（液壓閥站的集成設(shè)計(jì)）液壓控制裝置（液壓閥站的集成設(shè)計(jì)）.44 5.2.1 有管集成.45 5.2.2 無管集成.45 5.2.3 確定液壓控制裝置.45 5.35.3 液壓動(dòng)力源裝置（液壓泵站）的設(shè)計(jì)液壓動(dòng)力源裝置（液壓泵站）的設(shè)計(jì).47 5.3.1 液壓泵組布置方式的確定.47 5.3.2 液壓油箱的設(shè)計(jì).48 5.45.4 液壓泵組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓泵組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).54 5.4.1 液壓泵組的布置方式.54 5.4.2 液壓泵組的連接和安裝方式.54 5.55.5 液壓站的結(jié)構(gòu)總成液壓站的結(jié)構(gòu)總成.55 5.5.1

13、 管路的選擇.55 5.5.2 電氣控制裝置的設(shè)計(jì)與布置.55 5.65.6 液壓站總圖的設(shè)計(jì)與繪制液壓站總圖的設(shè)計(jì)與繪制.56 6 6 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).57 6.16.1 齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì).57 6.26.2 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì).57 6.2.1 求輸出軸上的功率 p,轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 t.57 6.2.2 求作用在齒輪上的力.57 6.2.3 初步確定軸的最小直徑.57 6.2.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).57 6.36.3 求軸上載荷求軸上載荷.60 6.46.4 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度.61 6.56.5 卷花機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖卷花機(jī)的內(nèi)

14、部結(jié)構(gòu)示意圖.62 結(jié)結(jié) 論論.63 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).64 致致 謝謝.65 1 緒論 1.1 本課題研究的目的意義 液壓卷花機(jī)是一種利用液體壓力來傳遞能量，以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的 機(jī)床。由該機(jī)器生產(chǎn)的各種花形可用在圍欄，大門，臺(tái)，椅，扶梯，窗，招牌， 藝術(shù)品等地方。隨著人民生活水平提高，這些鐵藝制品必然會(huì)有較大需求。另 一方面，用液壓來實(shí)現(xiàn)，能滿足用戶任意設(shè)計(jì)的圖案，效率高，花形同一性好， 體積小，重量輕，功能多，施工方便，勞動(dòng)強(qiáng)度輕，隨著新工藝及新技術(shù)的應(yīng) 用，卷花機(jī)在金屬加工及非金屬成形方面的應(yīng)用越來越廣泛，在鐵藝行業(yè)中的 占有份額正在大幅度攀升。 1.2 本課題國內(nèi)外發(fā)展概況

15、及存在的問題 目前，用來制作卷花的設(shè)備還非常落后，按動(dòng)力的來源角度，大體分為四 種方式來實(shí)現(xiàn)：一、采用手工。該方法一般為小作坊生產(chǎn)，批量不大，生產(chǎn)效 率低，但也能滿足個(gè)性化的需要，因?yàn)樗扇我飧淖兓ㄐ危珓趧?dòng)強(qiáng)度高。代 表型號(hào)有北京光大利克經(jīng)貿(mào)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的手動(dòng)式鐵藝軋花工裝設(shè)備。二、 采用機(jī)械方式來實(shí)現(xiàn)。效率有所提高，但制作了的花形的尺寸有限，主要是受 動(dòng)力的限制。噪聲大，能耗大，不能完全滿足市場需求。代表型號(hào)有石家莊安 邦機(jī)械公司的電動(dòng)卷花機(jī), ab-dw10a, ab-dw10b; 東北林業(yè)大學(xué)機(jī)械廠的萬能 鐵藝成形機(jī);寧夏富盛機(jī)械制造有限公司的電動(dòng)金屬扭曲機(jī)。三、采用鍛造方式。 鍛

16、造方式來實(shí)現(xiàn)的，材料局限性較大，不能用厚板，也加工不出開關(guān)復(fù)雜的尾 部曲卷，效率不高。代表型號(hào)有廣州郎亞公司的鍛鐵液壓裝置。四、采用液壓 來實(shí)現(xiàn)。采用該方式的優(yōu)點(diǎn)比較明顯在，下面將要介紹。在鐵藝行業(yè)市場中， 它們四種方式對應(yīng)對的裝備的使用比例大概為2：4：3：1；可見,使用機(jī)械方式 來加工的占了大多數(shù)，使用液壓的較少。 在總結(jié)目前國內(nèi)外卷花機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展趨勢的情況下，當(dāng)前 卷花機(jī)還有著以下的幾點(diǎn)不足：1、能耗較大，不夠環(huán)?！，F(xiàn)在有的卷花機(jī)的能 源利用率不能，僅有 50%左右，因?yàn)橹饕遣捎玫氖菣C(jī)械方式作為動(dòng)力，熱損 耗較大。不符合當(dāng)今提倡的節(jié)約型社會(huì)的要求。而且，機(jī)械方式的噪音較大

17、， 對工人及周邊的損害也嚴(yán)重，不人性化。2、卷花機(jī)體積大,占地面積較多。對 企業(yè)來說不是一件好事。3、加工的料的尺寸有限，花形較少。這主要受動(dòng)力的 限制。不能完全滿足當(dāng)前的市場需求,在模具上,也可在進(jìn)行改進(jìn)。 4、自動(dòng)化 程度不高，生產(chǎn)率也就不高。5、現(xiàn)在使用的模具較復(fù)雜。 1.3 本課題解決的主要問題 設(shè)計(jì)出的卷花機(jī)能滿足當(dāng)前市場的需要。有效地規(guī)避了當(dāng)前卷花機(jī)的不足。 采用液壓力傳動(dòng)來代替機(jī)械傳動(dòng)，并且用模具來實(shí)現(xiàn)花形的變化。采用液壓液 壓傳動(dòng)能有效地克服，上面所說的不足，并且傳動(dòng)平穩(wěn)，出力較大，從整體來 看單位體積的出力比機(jī)械的傳動(dòng)方式大得多，體積小。采用模具來加工，在需 要改變花形時(shí)，只

18、需要改變模具的形狀即可，擴(kuò)充了機(jī)器的加工范圍，且又能 很好地保證同一批產(chǎn)品形狀的一致性。設(shè)計(jì)出來的液壓卷花系統(tǒng)具有，尺寸精 確，生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。 2 液壓卷花機(jī)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)思想 本課題是以機(jī)器使用功能多樣、經(jīng)濟(jì)性好、人性化設(shè)計(jì)、環(huán)境友好性好、 可靠性高、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、可維修性好為設(shè)計(jì)思想。 2.2 液壓卷花機(jī)系統(tǒng)分析 2.2.1 本機(jī)設(shè)計(jì)要求及具體的技術(shù)參數(shù) 在現(xiàn)有的機(jī)械卷花機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。根據(jù)機(jī)械卷花的原理，設(shè)計(jì) 相應(yīng)的液壓系統(tǒng)來代替機(jī)械卷花系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)液壓自動(dòng)化、效率高、多花形、經(jīng) 濟(jì)實(shí)用的要求。 目前市場上常用的加工件的最大加工規(guī)格及其

19、種類為：扁鋼 30x10；方鋼 16x16；圓鋼。本設(shè)計(jì)中的卷花機(jī)也要求能加工出它們。卷花時(shí)最小花形是16f 標(biāo)準(zhǔn)弧中的 61035 的上半部，最大的花形是標(biāo)準(zhǔn)弧中的 6110 下半部份（來自資 料5） 。加工出的花形的最大旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為 2 圈。 考慮到鐵藝行業(yè)中用來制作各種花形的材料，常用普通碳素鋼中的甲類鋼, a0,a1,a2,a3a7。它們有良好的塑性，韌性，故廣泛用于鐵藝行業(yè)中。在本 設(shè)計(jì)中選 a5 計(jì)算。查資料7p303 附錄 b 常用材料的力學(xué)性能：舊牌號(hào) a5 對 應(yīng) q275，其中，275 sa mpd=490 630 ba mpd= 2.2.2 卷花機(jī)的液壓系統(tǒng) 卷花機(jī)是把一定

20、長度的工件（棒料、方鋼、扁鐵） ，通過壓力作用，使之彎 曲曲服，從而實(shí)現(xiàn)所需的花形。通過分析機(jī)械卷花機(jī)，當(dāng)用液來壓來代替時(shí).需 要實(shí)現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。即用液壓能來驅(qū)動(dòng)輸出主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。 2.2.3 液壓卷花機(jī)系統(tǒng)方案的比較與選用 用液壓能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的有很多種方式，其中有:1.液壓缸加齒輪齒條； 2.齒輪缸；3.液壓馬達(dá)；4.擺動(dòng)缸等，都是能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方式。 第四種即擺動(dòng)缸，當(dāng)它通入壓力油后，通常主軸只能輸出小于 360 度的擺運(yùn) 動(dòng)，常用于工夾具夾緊裝置、養(yǎng)料裝置、轉(zhuǎn)位裝置以及需要周期性進(jìn)給的系統(tǒng) 中。在此它并不適合。第二種即齒輪缸，它在市場上比較少見，生產(chǎn)廠家比較 少。并不常用。在

21、此排除。 在此著重比較用第一種，和第三種。因?yàn)檫@兩種在工程上用的比較多，市場 上標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，且實(shí)現(xiàn)起來相對容易些。 用液壓馬達(dá)與液壓缸加齒輪齒條方案的比較： 從執(zhí)行元件性能方面來比較 用液壓馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)，它的所能輸出轉(zhuǎn)矩較小，起始負(fù)載轉(zhuǎn)矩也不能太大。且 有泄漏；液壓缸能輸出較大的推力（通過改變活塞的有效面積來實(shí)現(xiàn)） ，無泄漏， 效率高于液壓馬達(dá)，無噪聲。液壓缸優(yōu)于液壓馬達(dá)。 從經(jīng)濟(jì)性方面比較 一般來說，液壓馬達(dá)的價(jià)格比液壓缸的高，但它的壽命不如液壓缸長，且 液壓馬達(dá)的可維修性不如液壓缸，使用成本也較高。 從空間的占用方面比較 液壓缸的占用的空間較液壓馬達(dá)的小，液壓馬達(dá)可選用雙速馬達(dá)，分別實(shí) 現(xiàn)

22、工進(jìn)與快退。 從整體系統(tǒng)性能方面比較 初步擬定兩種方式的液壓系統(tǒng)圖，對比分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)。 用液壓馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)圖如下： 圖 2.1 卷花機(jī)系統(tǒng)原理圖 1 用液壓缸來實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)圖如下： 圖 2.2 卷花機(jī)系統(tǒng)原理圖 2 從上面兩個(gè)圖中可以看，原理圖 1 中的 11 是雙速馬達(dá)，通過 12 來改變速 度，系統(tǒng)控制比較簡單，速度已定，不可調(diào)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制；原理圖 2 是 通過節(jié)流閥 5 來實(shí)現(xiàn)速度的變化;原理圖 1 用的元件除液壓馬達(dá)外比原理圖 2 的 便宜，大多數(shù)為普通元件；原理圖 1 的系統(tǒng)可靠性不如 2，它的速度控制是通 過液壓缸來控制，不如 2 中用直接控制方式。 綜上，選原理圖 2

23、，即用液壓缸來實(shí)現(xiàn)，較優(yōu)為合理。 機(jī)械方面在此采用模具來彎曲工件，彎制出所需的花形。模具的形狀與所 需的花形一致。當(dāng)卷花機(jī)的動(dòng)力頭帶動(dòng)模具旋轉(zhuǎn)時(shí)，工件則纏繞在模具上，并 在上面產(chǎn)生塑性變形，即可制出所需要的花形。當(dāng)加工圓鋼和方鋼在加工前要 將夾緊的一端頭部需壓制為魚尾狀，頭部厚度就小于 10mm，這是為了便于把加 工件放入模具的槽內(nèi)。并在模具的插口內(nèi)安裝一對偏心輪，作用是防止在彎制 的過程中工件脫出來。 要實(shí)現(xiàn)上述模具的旋轉(zhuǎn)，必然有一個(gè)帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸。這就是卷花機(jī)的 動(dòng)力頭，用來輸出轉(zhuǎn)矩。因控制系統(tǒng)已選用上述的原理圖 2，用液壓缸作為動(dòng) 力輸出。那么這之間還缺少一個(gè)機(jī)構(gòu)，它的作用是能夠把直線

24、運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換向旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 經(jīng)過分析，本設(shè)計(jì)中采用齒輪齒條來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在此,為了 簡化結(jié)構(gòu),把齒條和液壓缸筒融為一體,即把齒條用螺釘固定在缸筒上，缸筒采 用鑄造的形式（要鑄造出承受力的凸臺(tái)） 。在彎制工件時(shí)，導(dǎo)軌和凸臺(tái)相接觸， 由導(dǎo)軌來承受垂直于齒條的力（由齒輪傳來） 。 導(dǎo)軌采用雙矩形導(dǎo)軌,該導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單,易制造和承載能力大,安裝調(diào)整方便.缺 點(diǎn)是導(dǎo)軌面磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償。但在該機(jī)器中軌導(dǎo)面的磨損對加工精度和過 程 影響不大,可忽略不計(jì)。 3 液壓系統(tǒng)的計(jì)算 要進(jìn)行液壓系統(tǒng)計(jì)算，先應(yīng)計(jì)算要把工件彎曲成所需的形狀需要多大的力， 即卷花機(jī)的動(dòng)力頭應(yīng)該輸出多大的轉(zhuǎn)矩，這對后面計(jì)算與

25、設(shè)計(jì)有著重要的意義。 這也是決定卷花機(jī)功率的依據(jù)。但卷花機(jī)在卷制工件的過程是一個(gè)較為復(fù)雜的 過程，在這個(gè)過程中，主要是工件的塑性變形，還有摩擦，彈性恢復(fù)，并且在 每一個(gè)接觸點(diǎn)處的力（工件產(chǎn)生塑性變形所需要的力）是不同的。如果要把這 個(gè)過程的力分析清楚，每個(gè)接觸點(diǎn)處的力計(jì)算出來，這是不可能的，在本設(shè)計(jì) 中也是沒有意義的。為了簡化計(jì)算，在此只進(jìn)行粗略估算，并留下一定的余量。 估算出一個(gè)在整個(gè)卷花過程中的最大轉(zhuǎn)矩，然后以這個(gè)最大轉(zhuǎn)矩作為卷花機(jī)的 動(dòng)力計(jì)算依據(jù)，使卷花機(jī)輸出這個(gè)最大的恒定轉(zhuǎn)矩，那么應(yīng)能滿足最大規(guī)格以 下的工件彎制。做這樣的簡化，在這種類型的機(jī)械上是可行的，工程是也是允 許的。 3.1

26、彎矩力的計(jì)算 本設(shè)計(jì)的卷花機(jī)的三種規(guī)格的工件中，通過比較分析，卷制 16x16 的方鋼時(shí)， 所需的轉(zhuǎn)矩是最大的，固以下的轉(zhuǎn)矩 t 的計(jì)算均以它作為工件加工來計(jì)算。在 此，通過三種不同的角度來初步估算卷花機(jī)所需的彎矩。 工件在加工過程中,與模具的相對位置如下圖所示: 圖 3.1 加工示意圖 3.1.1 材料力學(xué)的角度 工件在彎曲變形的過程也就是工件產(chǎn)生塑性變性的過程，利用材料力學(xué)公 被加工的工 件 模具 與動(dòng)力頭相 連的方形槽 轉(zhuǎn)矩 t 有擋塊 式，即要想工具變形，模具對工件產(chǎn)生的最大應(yīng)力 大于工件本身的屈 s dd d 服應(yīng)力。 s d 經(jīng)分析，一方面，彎曲得越厲害，所需要的力也就越大。另一方

27、面，用模 具來彎制工件時(shí),在彎制到末位時(shí),工件受力點(diǎn)與主軸軸心的直線距離是最大的 距離,有可能存在著最大的力臂。所以，按照此方法來算轉(zhuǎn)矩，可通兩個(gè)極限位 置來定-開始彎曲時(shí)的起始點(diǎn)、彎制到末位時(shí)的終點(diǎn)，取這兩個(gè)位置分別用 應(yīng)力計(jì)算公式來算，得出的最大力作為計(jì)算卷花機(jī)主軸的依據(jù)。 彎制時(shí),最大正應(yīng)力設(shè)為,由7p143 : max d 式（3.1） max max z m w d= 而矩形截面的抗彎截面系數(shù)為: 式（3.2） 2 6 z bh w = 不管是在彎制起時(shí)點(diǎn),還是終了位置。其受力分析的方法是一樣的，分析過 程如下： 先求彎曲時(shí)的最大彎矩： max m 在彎曲時(shí)的受力情況可等價(jià)為懸臂梁：

28、 圖 3.2 受力圖 由上面的圖可知，在截面 a 處是最大彎矩的點(diǎn)，由材料力學(xué)可知： 式（3.3） max mfl= 代（3.2） （3.3）入（3.1） ，有： 式（3.4） max2 2 6 6 flfl bhbh d= 要使工件彎曲成型，需要求 即： ，推出： maxs dd 2 6 s fl bh d 式（3.5） 2 6 s bh f l d 即工作所受的力達(dá)到 時(shí)，工作就發(fā)生塑性變形。 2 6 s bh l d 則：此時(shí)，主軸上所需要的轉(zhuǎn)矩：t= 式（3.6）f a: a-為模具與工件作用點(diǎn)處的力臂 代（3-5）入（3-6） ， 推出：t= 式（3.7） 2 6 s bha l d

29、 本設(shè)計(jì)中，上面公式（3-7）中的相關(guān)變量。 在加工起始點(diǎn)設(shè)為 a1,終點(diǎn) a2 經(jīng)測量: ； 12 62,92aa= 12 196,14ll= 故可得：起始點(diǎn)的主軸轉(zhuǎn)矩：=60 36 1 0.016275 10 0.062 60.196 t = n m: 加工終了時(shí)的主軸轉(zhuǎn)矩: 36 2 0.016275 10 0.0921233 60.014 tn m = : 綜上: ,應(yīng)該用作為計(jì)算主軸轉(zhuǎn)矩的依據(jù)。 21 tt 2 t 3.1.2 采用類比法 找相同或相近的機(jī)器。在此參照廣州郎亞公司的機(jī)械卷花機(jī)，其參數(shù)見下 表。 表 3.1 朗亞牌彎花機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 最大加工規(guī)格 30x10 扁鋼 1

30、6x16 方鋼 16 圓棒 主軸轉(zhuǎn)速 15r/min 電動(dòng)機(jī)性能 220v380v,50hz 1400r/min,2.2kw 外形尺寸 850x80x820 凈重 220kg 由上表作如下的分析： 輸入總功率，傳入機(jī)器后，分成兩部份，一方面，由主軸輸出2.2pkw= 總 有用功，另一方面，損失功率，主要作為熱量消耗。在這里，假 9550 tn p = 出 p 損 設(shè)=0,即，假設(shè)輸入的所有功率都作為有用功率輸出。p 損 ， 即，2.2 9550 tn ppkw= 出總 15 2.2 9550 t = 轉(zhuǎn)矩1400.67tn m=: 在此根據(jù)前面確定的主軸轉(zhuǎn)矩取主軸轉(zhuǎn)矩 t=2000，即把它作為

31、卷花機(jī)n m: 要輸出的轉(zhuǎn)矩。 在這下面的章節(jié)中，將把前面算得的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩 t，轉(zhuǎn)化為液壓缸的的推力。 3.2 齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì) 齒輪齒條的設(shè)計(jì)參數(shù)與要求 先進(jìn)行所需要的齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì)，其要求如下： 由工作要求知：軸輸出功率 200015 /min15 3.141 95509550 tnn mr pkwkw = : 設(shè)計(jì)齒輪轉(zhuǎn)速，工作壽命 15 年（設(shè)每年工作 300 天） ，兩班制，15 /minnr= 卷花機(jī)工作平穩(wěn)，單向受力彎制工件，反向時(shí)齒輪無外負(fù)載（不考慮） 。 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)。 1）選直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)。傳動(dòng)方案如下圖： 2）卷花機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選

32、用 7 級(jí)精度。 （gb10095-88） 3）材料選擇。資料8表 10-1 選擇齒輪材料為 40（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 r c 280hbs，齒條材料的選擇 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240hbs，二者材料硬 度差為 40hbs。 4）根據(jù)齒數(shù)初步選擇原則、卷花機(jī)的安裝位置要求及相類似機(jī)構(gòu)的比較。 在此，初步確定此卷花機(jī)齒輪齒數(shù)為 z=30。 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) 本設(shè)計(jì)中的卷花機(jī)為一般機(jī)器，傳動(dòng)方式選開式傳動(dòng)。傳動(dòng)精度不高，為 動(dòng)力傳動(dòng)。則有只需按彎曲強(qiáng)度來設(shè)計(jì)即可。 由8式(10-5） ，得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為: 式(3.8) 1 3 2 2 () fasa df y ykt m zs

33、f 1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。 由8中圖 10-20c 查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，齒條的彎 1 500 fea mps= 曲疲勞強(qiáng)度極限； 2 380 fea mps= 由8圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，卷花機(jī)齒輪 12 0.93,0.98 fnfn kk= 的轉(zhuǎn)速： ，齒輪每轉(zhuǎn)一圈同一齒面嚙合次數(shù)，齒輪工作壽命15 /minnr=1j = ，又因在一個(gè)工作循環(huán)周期中，加工時(shí)速度與返2 8 300 1572000( ) h lh= 回時(shí)的速度為 1：2，可知整個(gè)壽命中加工的時(shí)間為 2 7200048000( ) 3 h lh= 則：應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由8公式 10-13 計(jì)算： 式(3.

34、9) 7 1 6060 15 1 480004.32 10 h nnjl= 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中，卷花機(jī)的模具是按轉(zhuǎn) 2 圈來設(shè)定的。分析可知，在彎制工 件時(shí)，齒條在工進(jìn)階段，齒輪的一個(gè)齒要與齒條接觸兩次，對齒條而言，則在 工進(jìn)階段，只有一個(gè)齒參加工作。在整個(gè)壽命中，齒條的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為： 2 n 7 7 1 2 4.32 10 2.16 10 22 n n = 2)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) s=1.4，由式（10-12）得： 1 1 1 0.93 500 332.14 1.4 fnfe fa k mp s s s = 2 2 2 0.98 380 266 1.4 fnfe fa k

35、mp s s s = 3)計(jì)算載荷系數(shù) k： 式(3.10)1 1.12 1.2 1.351.814 avff kk k kk ab = = 4)查取齒形系數(shù)： 由資料8表 10-5 查得： 12 2.52,2.28 fafa yy= 5)查取應(yīng)力校正系數(shù)： 由8表 10-5， 12 1.625,1.73 sasa yy= 6)計(jì)算并加以比較： fasa f y y s ； 11 1 2.52 1.625 0.01233 332.14 fasa f yy s = 22 2 2.28 1.73 0.01483 266 fasa f yy s = 比較可知,齒條的數(shù)值大。 7)設(shè)計(jì)計(jì)算，代值上面的

36、數(shù)值入(3.8)式： 3 3 2 2 1.8142000 10 0.014834.926 1 30 mmm 就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=5mm; 計(jì)算幾何尺寸 因齒輪齒數(shù) z=30,則: 1)齒輪分度圓直徑 1 305150dm zmm=: 2)齒輪中心到齒條基準(zhǔn)線距離 h= 1 150 075 22 d x mmm+=+=: 計(jì)算齒輪寬度：。取齒輪寬為 b1=150mm，齒條 1 1 150150 d bdmm= f= =: 寬也為 150mm。 因齒輪齒條傳動(dòng)要使齒輪最多轉(zhuǎn) 2 圈，則齒條的工作長度： l=2取 l=1m。 1 942.48,dmmp= 3.3 載荷組成和計(jì)算 液壓缸所需的外負(fù)載

37、 f，包括二種類型的力，即 wm fff=+ 是作用在活塞桿上外部載荷； w f 是活塞與缸壁以及活塞桿與導(dǎo)向套之間的密封阻力。 m f 而，其中，是工作載荷；是導(dǎo)軌的摩擦力；是由 wgfa ffff=+ g f f f a f 于速度變化而產(chǎn)生的慣性力。 計(jì)算上面各個(gè)力的大?。?計(jì)算工作載荷 g f 在此，工作載荷就是齒條在運(yùn)動(dòng)方向上的推力。齒輪與齒條在嚙合過程中， 把齒輪對齒條的力分解為兩個(gè)相互垂直的方向上。齒輪對齒條的力如圖 3.3，其 中，齒輪切向方向?qū)σ簤焊椎牧褪枪ぷ鬏d荷，法向方向的力就是使液壓缸產(chǎn) 生摩擦力的正壓力。 齒輪 面 面 導(dǎo)軌 底座 齒條 液壓缸示意圖 (a) 齒輪與齒

38、條在嚙合主視圖 正 向 （b）齒輪與齒條嚙合俯視圖 圖 3.3 齒輪與齒條嚙合 液壓缸與導(dǎo)軌的接觸面 a 產(chǎn)生摩擦力；b 面產(chǎn)生摩擦力；為齒 fsa f -fsb f -t f 輪對齒條切向的力；g 為液壓缸及齒條的重力；是齒輪對齒條的法向力； r f “正向”是指彎制工件的方向。 ； 3 1 1 222000 10 26666.67 150 t t fn d = 0 tan26666.67tan209705.9 rt ffan=: 由以上分析：26666.67 gt ffn= 求摩擦力 f f 工作時(shí)齒條運(yùn)動(dòng)速度：，其中，為齒輪分度圓直徑（mm） ； 1 1 60 1000 d np u=

39、1 d 為齒輪轉(zhuǎn)速（） 。 1 n/minr 代入值得，工進(jìn)時(shí)的齒條的速度為： 150 15 0.1178/ 60 1000 m s p u = 根據(jù)資料9，本設(shè)計(jì)中選用的導(dǎo)軌類型為滑動(dòng)導(dǎo)軌（平導(dǎo)軌） ，鑄鐵對鑄 鐵的相對運(yùn)動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦力。查資料1表 23.4-1， 取靜摩擦系數(shù)為 0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為 0.1 由，來求摩擦力。() fn fgfm=+ 其中， 上面所提及的摩擦系數(shù)；m 齒條 齒輪 g液壓缸的重力，在此為 1000n； 作用于導(dǎo)軌上正壓力（n） ，即上面的靜摩擦阻力 n f r f 求靜摩擦力：0.20.20.2 10000.29705.92141.18

40、 fsf fgfn=+=+= 求動(dòng)摩擦力：0.10.10.1 10000.1 9705.91070.59 faf fgfn=+=+= 慣性載荷： a f 由公式，來求。其中，g 為重力；g 為加速度取 a gv f gt d = d : 9.81；為速度變化量（m/s） ，在此，=0.1178m/s; 為起運(yùn)或制動(dòng) 2 /m svdvdtd 時(shí)間（s）, =0.1s。td 在此: 0.1178 120.08 9.810.1 a g fn=: 求： m f 由于各種缸的密封材質(zhì)和密封形式不同，密封阻力難以精確計(jì)算，一般估 算為：，其中，為液壓缸的機(jī)械效率，一般取 0.900.95,在此(1) m

41、m ffh=- m h 取=0.93,其中，f 為活塞桿的總的負(fù)載。 m h 綜上各階段的外負(fù)載如表 3.2 表 3.2 工作循環(huán)各階段外負(fù)載 工況計(jì)算公式外負(fù)載(n) 啟動(dòng) fsgm ffff=+ 30976.18 加速fagma fffff=+ 29954.13 穩(wěn)定工進(jìn)fagm ffff=+ 29825.01 反向起運(yùn) 0.2 m fgf=+ 0.2(10.93)gf=+- 215.05 加速 0.1 ma fgff=+ 0.2356 0.1(10.93) 9.810.1 g gf+-+: 365.77 快退 0.1 m fgf=+ 0.1(10.93)gf=+- 107.53 3.4

42、卷花機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)加工的目的，完成的工作循環(huán)是：工進(jìn)停止（10s） 快退。停止 10s 是為了讓工件徹底變形。運(yùn)動(dòng)部件（液壓缸）的重力為 1000n，工進(jìn)時(shí)，模具轉(zhuǎn)速為 15r/min;快退時(shí)模具轉(zhuǎn)速為 30r/min,活塞行程 1000mm。 初選系統(tǒng)工作壓力。 3.4.1 負(fù)載分析 液壓缸所受負(fù)載 f,已在前面已經(jīng)算得。 3.4.2 初選液壓系統(tǒng)工作壓力 根據(jù)資料1表 23.42-2，初選工作壓力為 4mpa 3.4.3 液壓缸的類型及安裝方式 液壓缸類型選雙作用液壓缸，不可調(diào)質(zhì)緩沖式，活塞行程終了時(shí)減速制動(dòng)， 減速值不變。安裝方式選徑向底座型（液壓缸所受傾翻力矩較?。?。

43、 3.4.4 液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 計(jì)算中要用到的相關(guān)參數(shù)說明如下： 無桿腔活塞有效作用面積（） 2 4 ad p = 1 2 m 有桿腔活塞有效作用面積（） 22 () 4 add p =- 2 2 m 液壓缸工作腔壓力。 1 p 液壓缸回油腔壓力，即背力。其值可根據(jù)回路的具體情況而定，預(yù) 2 p 算時(shí)可參照1表 23.4-4 取值。在此因回油路較短，且直接回油箱，忽略不計(jì)。 2 0p = d活塞直徑（m）; d活塞桿直徑（m） 一般，液壓缸在受壓狀態(tài)下工作，其活塞面積為： 式(3.11) 2 fp a a p + = 2 1 1 運(yùn)用上式事先確定與的關(guān)系,或是活塞桿徑 d 與活塞直徑 d

44、的關(guān)系,按a1 2 a 1表 23.4-6 按速比要求確定,取/d d0.71 d d f= 根據(jù)公式1式 23.4-18 求活塞直徑 d: 式(3.12) 262 4430976.18 (1)4 100(10.71 ) f d pppfp = - 12 99.30mm= 根據(jù),則活塞桿直徑取 d=0.71d，d=0.7199.30=70.503mm0.71 d d f= 又根據(jù)表 23.6-33、34 活塞直徑 d=100mm，活塞桿直徑取 d=70mm;根據(jù)表 23.6-35,液壓缸活塞行程取，因行程與活塞桿直徑比1000lmm= ，需要做壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算。 1000 14.310 70 l

45、 d = 3.4.5 壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 在此，因是沒有偏心載荷的細(xì)長桿，按等截面計(jì)算法來驗(yàn)算。 計(jì)算細(xì)長比，其中 k 為活塞桿斷面回轉(zhuǎn)半徑（m） ，對,1 () l lm k =活塞行程 實(shí)心桿： ； 式0.0175 4 jd km a = (3.13) 故：，而，可知： 1 57.143 0.0175 l k =85 4170m n = 57.143170 l m n k = 可采用戈登蘭金公式（資料1式 23.6-57） ，計(jì)算臨界載荷： 63 2 2 490 103.85 10 1621.679 1 1( ) 5000 157.143 4 c k f a pkn a l n k - = +

46、 + 上面的參數(shù)解釋如下： m 為柔性系數(shù)，因活塞桿材料選用 45 鋼，參照1表 23.6- 64，m=85，a=，；1/5000490 a fmp= n參照1表 23.6-63，它是根據(jù)液壓缸的末端條件來選擇的。本 設(shè)計(jì)中，液壓缸受力情況如圖 3.7 所示，是兩端固定，固取 n=4。 一般實(shí)際使用時(shí)，為了保證活塞桿不產(chǎn)生縱向彎曲，活塞桿實(shí)際承受的壓 縮載荷要遠(yuǎn)小于極限載荷。即實(shí)際載荷 p 要滿足： k p ，其中， 安全系數(shù)，取 4。 1621679 405 4 k k p pkn n = k n 圖3.4 液壓缸末端條件 卷花機(jī)在加工過程中最大力，故，在加工過程30.97618405pkn

47、kn= 達(dá)到所需低速。 3.4.7 計(jì)算液壓缸所需流量 , 其中，a 為液壓缸有效作用面積（） ；v 為活塞與缸體相對速 v qav= 2 m 度（m/s） 。 工進(jìn)時(shí)的流量：； 2 1 4 qd v p =: 工進(jìn) 2 0.10.117855.5 /min 4 l p = 快退時(shí)的流量： 2222 2 ()(0.10.07 )0.235656.64 /min 44 qddvl pp =-=-=: 快退 有效作用面積： 32 2 4 10am - = 3.4.8 繪制液壓系統(tǒng)工況圖 繪制液壓缸工況圖如下，工況圖包括壓力圖，流量循環(huán)圖，和功率循環(huán)圖。 它們是調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，選擇液壓泵，閥等元件的依

48、據(jù)。工作循環(huán)中工作階段的 液壓缸壓力和功率如表 3.3 所示。 表 3.3 工作過程中的各參數(shù) 工況壓力 （）/ a p mp 流量（） /min /lq 功率（）/p w 起動(dòng)395 加速382 穩(wěn)定工進(jìn)3805553515 反向起運(yùn)123 反向加速127 反向穩(wěn)定快退12566411328 以上在算反向壓力時(shí)，取背壓為 0.6mpa，由公式：來計(jì)算； 21 1 2 fp a p a + = 計(jì)算正向壓力時(shí)，背壓取為 0，由來計(jì)算。 1 1 f p a = 由上表繪制出液壓缸工況圖如下所示： 圖 3.5 液壓系統(tǒng)工況圖 3.4.9 制定基本方案確定液壓系統(tǒng)原理圖 制定基本方案制定基本方案 1

49、)調(diào)速回路和動(dòng)力源。 本機(jī)對速度的穩(wěn)定性要求不高，從經(jīng)濟(jì)性上考慮，采用節(jié)流閥，而不是采 用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路。在彎花過程中不存在速度的換接，在剛開始起運(yùn)時(shí)， 就有較大的外負(fù)載，故采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速時(shí)，完全可避免前沖，且在彎制工件 時(shí)，活塞桿的進(jìn)度較低，在低速時(shí)，進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的節(jié)流閥通流面積比回 流時(shí)的大。因此，進(jìn)油節(jié)流在低速時(shí)不易堵塞。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路能獲得更低 的穩(wěn)定速度。故，此系統(tǒng)可采用節(jié)流閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路。該液壓系統(tǒng)在整 個(gè)工件循環(huán)中需油量變化不大。另從經(jīng)濟(jì)上考慮，此處選用單定量泵供油。 2)油路循環(huán)方式： 由于已選用節(jié)流調(diào)速回路系統(tǒng)必然為開式循環(huán)方式。 3)換向回路： 綜合考慮

50、到卷花機(jī)的自動(dòng)化程度要求，在此選用三位四通 y 型中位機(jī)能的 電磁滑閥作為系統(tǒng)的主換向閥。 4)壓力控制回路： 在泵出口并聯(lián)一先導(dǎo)式溢流閥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定壓溢流同時(shí)在該溢流閥的遠(yuǎn) 程控制口連接一個(gè)二位二通電磁換向閥，以便于通過電信號(hào)來控制泵的卸載。 5)保壓回路： 當(dāng)液壓缸在彎制工件到末位時(shí)，需要進(jìn)行保壓，以便讓工件徹底塑性變形。 考慮到此力較大。采用蓄能器來提供能量來保壓，同時(shí)單向閥關(guān)閉。保壓時(shí)間 可靈活控制（時(shí)間繼電器來實(shí)現(xiàn)） 、壓力穩(wěn)定、壓力保持也可靠。 確定液壓系統(tǒng)原理圖 根據(jù)前面第二章中初步擬定的液壓系統(tǒng)原理圖。經(jīng)過修改和更正后，使之 更符合本設(shè)計(jì)的要求，再由上述計(jì)算結(jié)果和技術(shù)要求，在

51、主回路初步選定基礎(chǔ) 上，只要再增加一些必要的輔助回路便可組成較完整的液壓系統(tǒng)了。所擬定的 液壓系統(tǒng)原理圖如圖 3.9 所示，系統(tǒng)的電磁鐵動(dòng)作順序見圖 3.10。 圖 3.6 液壓系統(tǒng)原理圖 電磁鐵動(dòng)作表 信號(hào)來源 動(dòng)作名稱 1 按下起運(yùn)按鈕 工作臺(tái)工進(jìn) + - - + 壓下行程保壓 - - - - 時(shí)間繼電器時(shí)間到 取工件 - - + - 返回按鈕 返回 - + + + 壓下行程開關(guān)卸荷 - - + - 圖 3.7 系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序圖 3.5 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件 3.5.1 確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格 泵的最大工作壓力pp 考慮到正常工作中進(jìn)油管路上有一定壓力表損失所以泵

52、的工作壓力為： 式(3.15) 1 ppp+d p 其中：液壓缸最大工作壓力； 1 p 進(jìn)油管路中壓力表損失，準(zhǔn)確計(jì)算要待元件選定并給出管路圖pd 時(shí)才能進(jìn)行。對進(jìn)口有單向閥,節(jié)流閥,取=0.51.5,在此取 1;pd mpampa (3.951)4.95pmpampa+= p 所得的泵的最大工作壓力是系統(tǒng)靜態(tài)壓力,考慮到各種工況的過渡階段出pp 現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力值。另外考慮到泵要有一定的壓力貯備，并確 定泵的壽命，因此泵的額定壓力應(yīng)滿足。在此取=1.25pp(1.25 1.6)pp np pn ，所以，把它作為泵的最大工作壓力。pp1.254.956.19pmpa= n 泵的流量

53、 液壓缸工作時(shí)，泵的輸出流量應(yīng)為： 式(3.16) max () vpv qkq 式中，k系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 k=1.11.2，在此取 k=1.2； 同時(shí)動(dòng)作的液壓缸或液壓馬達(dá)最大總流量可從（）上查 maxv q v qt- 得。對于在工作過程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還須加上溢流閥的最小流量，一般 取,即 3l/min。 43 0.5 10/ms - 所以， max ()1.2(56.643)71.57 /min v pv qkql=+= 選擇泵的規(guī)格： 根據(jù)前面求得的值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從資料1表 v p pq n和 23.5-21 中選擇相應(yīng)的液壓泵。 型單級(jí)葉片泵能滿足上述估算

54、出的壓力和流量要求，該泵的額定 1 80yb - 壓力為 6.3，公稱排量 v=80ml/r,額定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)功率mpa960 /min,nr= 12kw，重量為 20kg 由公式，q=vn 計(jì)算得，流量為 76.8l/min,現(xiàn)在取泵的容積 效率，那么泵的實(shí)際流量0.95 v h=76.8 /min 0.9572.96 /min p qll= 確定液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率。 查電機(jī)產(chǎn)品目錄、工況圖,可知，最大功率出現(xiàn)在工進(jìn)階段，查資料3表 7- 108，取泵的總效率，則泵的輸入功率：0.85 p h= 式(3.17) 63 3.95 1072.96 10 5.5 0.8760 pp p p q nkw

55、h - = p 選擇電機(jī)型號(hào)：根據(jù)3表 7-134 查得：y132m2-6，額定功率 5.5kw,轉(zhuǎn)速 為 960r/min。 根據(jù)所選擇的液壓泵規(guī)格及系統(tǒng)工作情況，可算出液壓缸在各階段的實(shí)際 進(jìn)出流量，運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí)間，見表如下，從而為其他液壓元件的選擇及系 統(tǒng)的性能計(jì)算奠定基礎(chǔ)。 液壓缸在各階段的實(shí)際進(jìn)出流量、運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí)間見下表。 表 3.4 液壓缸在各階段的實(shí)際進(jìn)出流量、運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí)間 流量（l/min）工 作 階 段 無桿腔有桿腔 速度（m/s）時(shí)間（s） 工 進(jìn) 55.5q= 進(jìn) 2 1 a qq a = 出進(jìn) 3 3 4 10 55.5 7.85 10 - - = 28

56、.28= 1 1 q v a = 進(jìn) 3 3 55.5 10 607.85 10 - - = 0.1178= 3 943 10 0.1178 t - = 8s= 快 退 1 2 a qq a = 出進(jìn) 3 3 7.85 10 72.96 4 10 - - = =143.184 72.96qq= p進(jìn) 2 2 q v a = 進(jìn) 3 3 72.96 10 604 10 - - = =0.304 3 943 10 0.304 t - = =3.10 上表中，； 32 1 7.85 10am - = 32 2 4 10am - = 3.5.2 液壓閥的選擇和部分液壓輔助元件選擇 液壓閥的選擇 選擇液

57、壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量。本系統(tǒng)工作壓力在 6 左右，所以閥都選用中、高壓閥。查資料3，所選閥的規(guī)格型號(hào)見下表： a mp 表 3.5 液壓卷花機(jī)液壓閥和部分輔助元件的型號(hào)名細(xì)表 名稱實(shí)際流量（ ）/minl 額定壓力 （） a mp 額定流量（ ）/minl 規(guī)格額定壓降 （） a mp 三位四通 電磁換向 閥 55.5166034df3y-e10b0.25 先導(dǎo)式溢 流閥 72.966.3120yf3-20b0.15 二位二通 電磁閥 2.46.31022d-10bh0.2 單向閥55.51680af3-eb10b0.2 節(jié)流閥55.516100lf3-e10b0.2 二位三

58、通 電磁閥 143.1841613023df3-e20b0.3 續(xù) 壓力繼電 器 10 hed40h15/10 濾油器72.96 wu-1001800.02 截止閥 aqj-l20h1 蓄能器 nxq1-l1/10-h 注：考慮到液壓系統(tǒng)的最大壓力均小于 6.3 ，故選用的主要是廣州機(jī) a mp 床研究所的 ge 系列中高壓系列液壓元件；節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量，小于系統(tǒng) 最低工進(jìn)速度時(shí)的流量，能滿足需要。 管道的確定 1）管道的設(shè)計(jì) 由下面的式子來計(jì)算 式 4 v q d vp = （3.17） 其中，通過管道內(nèi)的流量（） ； v q 3 /ms 管內(nèi)允許流速。v/m s 計(jì)算出內(nèi)徑 d 后，按

59、標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子，由前表可知，流經(jīng)液壓缸 無桿腔和有桿腔油管的實(shí)際最大流量分別為：143.184l/min 和 72.96l/min，按 1 表 23.4-10 允許流速推薦值取壓油管內(nèi)油液的允許流速為 5m/s，回油管道為 2m/s。 則： 無桿腔端的油管直徑為： 3 44 143.184 10 24.6 605 q dmm vpp - = 無 有桿腔端的油管直徑為： 3 4472.96 10 27.8 602 q dmm vpp - = 有 2）油管的選擇 油管常稱為管道，它在液壓系統(tǒng)中將各個(gè)液壓元件連接起來，以保證液壓 系統(tǒng)的能量傳遞。因此要求油液通過管道的壓力損失要小，承受系統(tǒng)油

60、壓要高， 管路自身強(qiáng)度要高，池漏量了也要小。 根據(jù)油管的用途和系統(tǒng)壓力的不同，液壓系統(tǒng)中常用的油管有鋼管、銅管、 塑料管、尼龍管、橡膠軟管等。各種管材及應(yīng)用場合見表 3.6。 表 3.6 管材及應(yīng)用場合 種類用途優(yōu)缺點(diǎn) 紫銅管常在折裝方便處用作壓力管道(中, 高壓用無縫管,低壓用焊接管) 能承受高壓,油液不易氧化,價(jià)格 低廉,但裝配彎曲較困難 紫銅管在中,低壓系統(tǒng)中采用.機(jī)床中應(yīng) 用較多,常配以擴(kuò)口管接頭 裝配時(shí)彎曲方便,抗振能力較弱, 易使液壓油氧化 尼龍管在,低壓系統(tǒng)中使用,耐壓可達(dá) 2.58mpa 能代替部分紫銅管,價(jià)格低廉,彎 曲方便,但壽命短 橡膠軟管適用于中,高壓的動(dòng)連接裝配方便,