液壓立式板料折彎機課程設(shè)計

1、液壓與氣壓傳動課程設(shè)計說明書班 級 機械國內(nèi)姓 名 xxx學(xué) 號 xxxxxxxx成 績目錄一、設(shè)計要求及工況分析···································· 3二、負(fù)載與運動分析··

2、3;····································4 三、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)···········&#

3、183;·····················6四、擬定液壓系統(tǒng)原理圖··························&#

4、183;········8. 液壓系統(tǒng)原理圖·······································11五液

5、壓元件選擇·········································10六驗算液壓系統(tǒng)性能······&#

6、183;······························11參考文獻··················&#

7、183;·····························12一、設(shè)計要求及工況分析1.設(shè)計要求欲設(shè)計制造一臺立式板料折彎機，其滑塊（壓頭）的上下運動擬采用液壓傳動，要求通過電液控制實現(xiàn)的工作循環(huán)為：1.自動實現(xiàn)空載下降-慢速下壓折彎-快速退回的工作過程。2.壓頭下降時速度均勻。已知：最大折彎力（KN

8、）：Fmax =1900                     滑塊重力（N）：G=14000          快速下降的速度（m/min）：V1 =23 慢速加壓（折彎）的速度（mm/s）：V2=12       快速上升的速度（mm

9、/s）：V3 =53 快速下降行程（mm）：L1 =180慢速加壓（折彎）行程（mm）：L2 =20 快速上升行程（mm）：L3 =200啟動、制動時間（s）：t = 0.25 2.工況分析 根據(jù)滑塊重量為16000N，為了防止滑塊受重力下滑，可用液壓方式平衡滑塊重量，滑塊導(dǎo)軌的摩擦力可以忽略不計。設(shè)計液壓缸的啟動、制動時間為。折彎機滑塊上下為直線往復(fù)運動，且行程較?。?40mm）,故可選單4桿液壓缸作執(zhí)行器,且液壓缸的機械效率。因為板料折彎機的工作循環(huán)為快速下降、慢速加壓（折彎）、快速回程三個階段。各個階段的轉(zhuǎn)換由一個三位四通的電液換向閥控制。當(dāng)電液換向閥工作在左位時實現(xiàn)快速回程。

10、中位時實現(xiàn)液壓泵的卸荷，工作在右位時實現(xiàn)液壓泵的快速和工進。其工進速度由一個調(diào)速閥來控制?？爝M和工進之間的轉(zhuǎn)換由行程開關(guān)控制。折彎機快速下降時，要求其速度較快，減少空行程時間，液壓泵采用全壓式供油。其活塞運動行程由一個行程閥來控制。當(dāng)活塞以恒定的速度移動到一定位置時，行程閥接受到信號，并產(chǎn)生動作，實現(xiàn)由快進到工進的轉(zhuǎn)換。當(dāng)活塞移動到終止階段時，壓力繼電器接受到信號，使電液換向閥換向。由于折彎機壓力比較大，所以此時進油腔的壓力比較大，所以在由工進到快速回程階段須要一個預(yù)先卸壓回路，以防在高壓沖擊液壓元件，并可使油路卸荷平穩(wěn)。所以在快速回程的油路上可設(shè)計一個預(yù)先卸壓回路，回路的卸荷快慢用一個節(jié)流閥

11、來調(diào)節(jié)，此時換向閥處于中位。當(dāng)卸壓到一定壓力大小時，換向閥再換到左位，實現(xiàn)平穩(wěn)卸荷。為了對油路壓力進行監(jiān)控，在液壓泵出口安裝一個壓力表和溢流閥，同時也對系統(tǒng)起過載保護作用。因為滑塊受自身重力作用，滑快要產(chǎn)生下滑運動。所以油路要設(shè)計一個液控單向閥，以構(gòu)成一個平衡回路，產(chǎn)生一定大小的背壓力，同時也使工進過程平穩(wěn)。在液壓力泵的出油口設(shè)計一個單向閥，可防止油壓對液壓泵的沖擊，對泵起到保護作用。1二、負(fù)載與運動分析1.負(fù)載分析折彎機滑塊做上下直線往復(fù)運動，且行程較?。ㄖ挥?00mm），故可選單桿活塞液壓缸作為執(zhí)行元件（可以選擇液壓缸的機械效率）。根據(jù)技術(shù)要求和已知參數(shù)對液壓缸各工況外負(fù)載進行計算，其計算

12、結(jié)果列于下表1工況計算公式外負(fù)載/N計算及說明快進啟動加速150.2N（1）為下行平均加速度0.092；（2）由于忽略滑塊導(dǎo)軌摩擦力，故快速下降恒快進階段外負(fù)載為0；（3）；為回程平均加速度0.212（4）恒快退階段因為要保持滑塊重力且勻速下降所以外負(fù)載力等于滑塊重力（5）減速制動階段為減速平均加速度為0.212恒快進0工進1.5快退啟動加速16346.2恒快退16000減速制動15653.82. 運動分析 根據(jù)已知參數(shù)，各工況持續(xù)時間近似計算結(jié)果如下：工況計算公式時間/s說明快速下降t1=L1/v17.83折彎時壓頭上的工作負(fù)載可分為兩個階段：初壓階段，其行程為L2=15mm；終壓階段，行程

13、為L2=5mm。慢速折彎初壓t2=L2/v21.25終壓t3=L2/v20.42快速回程啟動t4=L3/v33.77利用以上數(shù)據(jù)，并在負(fù)載和速度過渡段做粗略的線性處理后便得到液壓缸負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖。 折彎機液壓缸負(fù)載循環(huán)圖1和速度循環(huán)圖2 三、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)根據(jù)文獻1，預(yù)選液壓缸的設(shè)計壓力=24Mpa。將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到液壓缸下行時，滑塊自重采用液壓式平衡，則可計算出液壓缸無桿腔的有效面積。液壓缸內(nèi)徑按GB/T23481993，取標(biāo)準(zhǔn)值D=320mm=32cm。根據(jù)快速下行和快速上升的速度比確定活塞桿直徑d，取標(biāo)準(zhǔn)值d=250mm。液壓缸的實際有效面積為那么液壓缸

14、在工作循環(huán)中各階段的壓力和流量計算見以下 表3。工作階段計算公式負(fù)載F/N工作腔壓力P/Pa輸入流量q快進啟動加速 150.22052.41恒快進 0 01849.77110.986工進965.1057.906快退啟動加速16346.2恒快退160001660.8899.653減速制動15653.8 表3 液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力和流量循環(huán)中各階段的功率計算如下?？爝M（啟動）階段： 快進（恒快進）階段：工進階段：快速度回程階段,啟動 恒速快退 減速制動 編制工況圖：根據(jù)以上分析與計算數(shù)據(jù)可繪出液壓缸的工況圖， 如下（功率圖，流量圖，壓力圖） 功率圖，壓力圖 流量圖四、擬定液壓系統(tǒng)原理圖考慮

15、到液壓機工作時所需功率較大，固采用容積調(diào)速方式；（1）為滿足速度的有極變化，采用壓力補償變量液壓泵供油，即在快速下降的時候，液壓泵以全流量供油。當(dāng)轉(zhuǎn)化成慢速加壓壓制時，泵的流量減小，最后流量為0；（2）當(dāng)液壓缸反向回程時，泵的流量恢復(fù)為全流量供油。液壓缸的運動方向采用三位四通Y型電磁換向閥和二位二通電磁換向閥控制。停機時三位四通換向閥處于中位，使液壓泵卸荷；（3）為了防止壓力頭在下降過程中因自重而出現(xiàn)速度失控的現(xiàn)象，在液壓缸有桿腔回路上設(shè)置一個單向閥；（4）為了壓制時保壓，在無桿腔進油路上和有桿腔回油路上設(shè)置一個液控單向閥；（5）為了使液壓缸下降過程中壓力頭由于自重使下降速度越來越快，在三位四

16、通換向閥處于右位時，回油路口應(yīng)設(shè)置一個溢流閥作背壓閥使回油路有壓力而不至于使速度失控；（6）為了使系統(tǒng)工作時壓力恒定，在泵的出口設(shè)置一個溢流閥，來調(diào)定系統(tǒng)壓力。由于本機采用接近開關(guān)控制，利用接近開關(guān)來切換換向閥的開與關(guān)以實行自動控制；（7）為使液壓缸在壓制時不至于壓力過大，設(shè)置一個壓力繼電器，利用壓力繼電器控制最大壓力，當(dāng)壓力達到調(diào)定壓力時，壓力繼電器發(fā)出電信號，控制電磁閥實現(xiàn)保壓。綜上的折彎機液壓系統(tǒng)原理如下圖：15圖6折彎機液壓系統(tǒng)原理1-變量泵 2-溢流閥 3-壓力表及其開關(guān) 4-單向閥5-三位四通電液換向閥 6-單向順序閥 7-液壓缸8-過濾器 9-行程閥10-調(diào)速閥 11-單向閥 1

17、2-壓力繼電器五液壓元件選擇 1.液壓泵 由液壓缸的工況圖，可以看到液壓缸的最高工作壓力出現(xiàn)在加壓折彎階段結(jié)束時，。此時缸的輸入流量極小，且進油路元件較小，故變量液壓泵至液壓缸間的進油路壓力損失估取為。所以得泵的最高工作壓力 液壓泵的最大供油流量按液壓缸的最大輸入流量（99.653L/min）進行估算。取泄露系數(shù)K=1.1，則根據(jù)以上計算結(jié)果查閱機械設(shè)計手冊表23.5-40，選用規(guī)格為160*CY14-1B的壓力補償變量型軸向柱塞泵，其額定壓力P=32MPa，排量為160mL/r,額定轉(zhuǎn)速為1000r/min，流量為q=160L/min。由于液壓缸在保壓時輸入功率最大，這時液壓缸的工作壓力為2

18、0.5+0.5=21MPa，流量為1.157.91=63.7L/min,取泵的總效率，則液壓泵的驅(qū)動電機所要的功率為，根據(jù)此數(shù)據(jù)按JB/T9619-1999，選取Y225M-6型電動機，其額定功率，額定轉(zhuǎn)速980r/min,按所選電動機的轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量，液壓泵最大理論流量，大于計算所需的流量109.62L/min，滿足使用要求。2.閥類元件及輔助元件 根據(jù)閥類元件及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實際流量可選出這些液壓元件的型號及規(guī)格，結(jié)果見表4。表4 液壓元件的型號及規(guī)格序號元件名稱額定壓力/Pa額定流量ml/r型號及規(guī)格說明1變量泵3216032*GY14-1B額定轉(zhuǎn)速

19、1000r/min驅(qū)動電機功率為37KW2溢流閥調(diào)壓0.532160YF3-*-20B-C通徑20mm3行程閥-YF3-*-20B-C4三位四通換向閥28160WEH10G通徑10mm5單項順序閥最大工作壓力32MPa160HCT06L1 (單向行程調(diào)速閥)6節(jié)流閥-FBG-3-125-107單向閥開啟0.15MPa最大200S20A220通徑20mm8壓力繼電器25HED209調(diào)速閥2FRM10-213.油管各元件間連接管道的規(guī)格按液壓元件接口處的尺寸決定，液壓缸進、出油管則按輸入、排出的最大流量計算。由于液壓泵選定之后液壓缸在各個工作階段的進、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計算如表5所示。表5液壓缸的進、出流量流量速度快進壓制快退輸入流量L/min=排出流量L/min=40.67=22.56281.33運動速度m/min=0.723.50 由表中數(shù)值可知，當(dāng)油液在壓力管中速度取5m/s時，按 算得，液壓缸進油路油管內(nèi)徑21mm ；液壓缸回油路管內(nèi)徑21.6mm ；