關(guān)于板料折彎沖剪機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目 錄1 緒論11.1 引言11.2 板料折彎沖剪機(jī)發(fā)展概況11.3 本課題研究的意義、目的及內(nèi)容21.4 所屬領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r32 設(shè)計(jì)過(guò)程42.1 確定對(duì)液壓系統(tǒng)的工作要求42.2 擬定液壓系統(tǒng)工作原理圖4463 進(jìn)行工況分析83.1 載荷的組成83.2 慣性阻力的計(jì)算83.3 各機(jī)構(gòu)的負(fù)載計(jì)算999993.4 速度103.5 繪制負(fù)載與速度圖10F與時(shí)間T的關(guān)系圖10V與時(shí)間T的關(guān)系圖123.6 繪制液壓系統(tǒng)的工況圖144 確定系統(tǒng)的主要參數(shù)164.1 確定工作壓力和背壓力164.2 推料機(jī)構(gòu)液壓缸的參數(shù)計(jì)算16的計(jì)算16的計(jì)算174.3 夾緊機(jī)構(gòu)液壓缸的參數(shù)計(jì)算18的計(jì)算18的計(jì)算194

2、.4 折彎?rùn)C(jī)構(gòu)液壓缸的參數(shù)20的計(jì)算20的計(jì)算204.5 沖剪機(jī)構(gòu)液壓缸的參數(shù)計(jì)算21的計(jì)算21的計(jì)算224.6 各機(jī)構(gòu)中各液壓缸的外徑、缸壁厚度、油口直徑的計(jì)算235 液壓元件的選擇255.1液壓泵參數(shù)計(jì)算255.2 電動(dòng)機(jī)的選擇255.3 其他元件265.4 油管的選擇2626的計(jì)算265.5 油箱容積的確定275.6 蓄能器的選擇285.7 執(zhí)行元件的選擇28參考文獻(xiàn)291 緒論1.1 引言 傳統(tǒng)機(jī)械切削加工方法包括車(chē)削、銑削、刨削、磨削、鏗削、插削、鉆削、 沖削、鋸切、剪切、銼削、刮削、攻絲和套扣等常用工藝，它們基本上是通過(guò)單臺(tái)設(shè)備來(lái)完成一種切削加工方法。而一個(gè)零件的加工往往需要多個(gè)工

3、藝才能完成其加工過(guò)程，因此一個(gè)完整的加工車(chē)間大多必須安置以上各種功能單一的切削工藝的設(shè)備，這樣不僅投資大，占用廠房，而且常常導(dǎo)致設(shè)備利用率低、維修維護(hù)費(fèi)用高；另一方面，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，行業(yè)對(duì)設(shè)備的功能要求越來(lái)越高，尤其是近年來(lái)，眾多新興企業(yè)鋼架廠房的修建，對(duì)多功能型材加工設(shè)備機(jī)床，尤其是運(yùn)用于多種型材剪切、多角度剪切和沖孔工藝的快速加工多功能機(jī)床需求越來(lái)越大；聯(lián)合沖剪機(jī)床就是在上述需求下誕生的。1.2 板料折彎沖剪機(jī)發(fā)展概況 聯(lián)合沖剪機(jī)是一種被廣泛應(yīng)用的金屬剪斷分離設(shè)備，它不僅可以對(duì)金屬板、型材（包括圓鋼、方鋼、角鋼、槽鋼及其他異形鋼材等）進(jìn)行剪斷分離加工， 還可以在板材和型材的平面部分進(jìn)

4、行沖孔和切口。由于能完成的剪切工藝形式較多，所以稱(chēng)作。按照所設(shè)置的工作機(jī)構(gòu)及所能完成的相應(yīng)剪切功能，聯(lián)合沖剪機(jī)可以分為： 1）沖孔與型材剪切機(jī) 2）板材和型材剪切機(jī) 3）聯(lián)合沖剪機(jī) 4）帶模剪聯(lián)合沖剪機(jī) 由于這類(lèi)設(shè)備帶有通用性質(zhì)，工藝范圍廣，輔助裝置少，供提高剪切質(zhì)量的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)少，剪切部位的壓料裝置簡(jiǎn)單等原因，致使加工精度較低，尺寸誤差較大，斷裂面粗糙度較高，所以大多應(yīng)用于橋梁、鍋爐、造船等金屬結(jié)構(gòu)件較多的精度要求不高的板材、型材加工車(chē)間和一些修理部門(mén)中。國(guó)外，美國(guó)、蘇聯(lián)、英國(guó)很早就已經(jīng)開(kāi)始研制并應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際中且性能較好，我國(guó)早期生產(chǎn)的聯(lián)合沖剪機(jī)多為仿制原蘇聯(lián)產(chǎn)品，采用機(jī)械傳動(dòng)，體積龐大，操

5、作不便，且有較大振動(dòng)和噪聲，刀具壽命低。由于聯(lián)合沖剪機(jī)的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，且產(chǎn)品利潤(rùn)高，所以有目前國(guó)內(nèi)有很多聯(lián)合沖剪機(jī)的生產(chǎn)廠家。但是國(guó)內(nèi)的聯(lián)合沖剪機(jī)主要是仿國(guó)外制造。這類(lèi)產(chǎn)品的傳動(dòng)系統(tǒng)采用大部分采用液壓傳動(dòng)；在控制方面，有些采用手動(dòng)控制，有些采用單片機(jī)控制，以適用于各種不同的場(chǎng)地，性能上比老式機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品有較大提高。至今已經(jīng)生產(chǎn)出了許多種類(lèi)型的聯(lián)合沖剪機(jī)，性能上優(yōu)于以前。1.3 本課題研究的意義、目的及內(nèi)容液壓傳動(dòng)的基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動(dòng)力的。其中的液體稱(chēng)為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動(dòng)中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動(dòng)元件相類(lèi)似。 在液

6、壓傳動(dòng)中，液壓缸就是一個(gè)最簡(jiǎn)單而又比較完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，分析它的工作過(guò)程，可以清楚的了解液壓傳動(dòng)的基本原理. ：液壓系統(tǒng)主要由：動(dòng)力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。 1）動(dòng)力元件（油泵） 它的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能；是液壓傳動(dòng)中的動(dòng)力部分。 2）執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達(dá)） 它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其中，油缸做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 3）控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)液動(dòng)機(jī) 的速度，并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。 4）輔助元件 除上述三部分

7、以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及油箱等，它們同樣十分重要。 5）工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類(lèi)液壓傳動(dòng)中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過(guò)油泵和液壓機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換1.4 所屬領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，是一門(mén)發(fā)展較晚的技術(shù)。自18世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)技術(shù)只有二三百年的歷史。直到20世紀(jì)30年代它才較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)及自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，從而使它在機(jī)械制造、工

8、程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車(chē)制造等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。20世紀(jì)60年代以來(lái)，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，并滲透到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中。液壓技術(shù)開(kāi)始向高速、高壓、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。同時(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)、計(jì)算機(jī)直接控制(CDC)、機(jī)電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方。我國(guó)的液壓工業(yè)開(kāi)始于20世紀(jì)50年代，最初只應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來(lái)又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械。現(xiàn)在，我國(guó)的液壓元件隨著從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計(jì)，現(xiàn)已形成了系列，

9、并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。盡管如此，我國(guó)的液壓元件與國(guó)外先進(jìn)的同類(lèi)產(chǎn)品相比，在性能上，在種類(lèi)上、在規(guī)格上仍存在著較大的差距。我國(guó)已瞄準(zhǔn)世界發(fā)展主流的液壓元件系列型譜，有計(jì)劃地引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外最先進(jìn)的液壓技術(shù)和產(chǎn)品，大力開(kāi)展產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化工作。我國(guó)的液壓技術(shù)在21世紀(jì)必將獲得更快的發(fā)展。2 設(shè)計(jì)過(guò)程2.1 確定對(duì)液壓系統(tǒng)的工作要求根據(jù)設(shè)計(jì)要求，此次設(shè)計(jì)可以分為送料機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、折彎?rùn)C(jī)構(gòu)、沖剪機(jī)構(gòu)這四大機(jī)構(gòu)來(lái)對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析。同時(shí)，也要對(duì)各機(jī)構(gòu)的里的各個(gè)動(dòng)作順序進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)他們應(yīng)當(dāng)如何控制來(lái)達(dá)到目的。此系統(tǒng)包含的動(dòng)作可分為送料工件夾緊快速下降慢速下壓定形快速上升快速?zèng)_剪退升恢復(fù)這幾

10、個(gè)動(dòng)作，下面是對(duì)他們進(jìn)行一一的分析：送料機(jī)構(gòu)的動(dòng)作分析：送料機(jī)構(gòu)的動(dòng)作有送料，送料機(jī)構(gòu)恢復(fù)。為了達(dá)到這個(gè)目的，首先，要接一個(gè)溢流閥，其作用是防止系統(tǒng)壓力過(guò)載和保持系統(tǒng)壓力恒力。要接一個(gè)三位四通換向閥，其作用是用來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓油路的換向、順序動(dòng)作、及卸荷等。在送料和送料機(jī)構(gòu)恢復(fù)的過(guò)程中各接一個(gè)單向節(jié)流閥，其作用是正向流動(dòng)時(shí)起節(jié)流閥作用；反向流動(dòng)時(shí)起單向閥作用，這時(shí)由于有部分油液可在環(huán)形縫隙中流動(dòng)可以清除節(jié)流口上的沉淀物。工件循環(huán)擬定采用液壓傳動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，故決定選取油缸做執(zhí)行機(jī)構(gòu)。夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)作分析：夾緊的機(jī)構(gòu)的動(dòng)作夾緊和松夾，首先，要接一個(gè)溢流閥，其作用是防止系統(tǒng)壓力過(guò)載和保持系統(tǒng)壓力恒力。要接一

11、個(gè)三位四通換向閥，其作用是用來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓油路的換向、順序動(dòng)作、及卸荷等。在夾緊的過(guò)程中要接一個(gè)在考慮到進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)功率不大，且要求低速穩(wěn)定性好，以及滑臺(tái)的速度調(diào)節(jié)，故擬定選用調(diào)速閥，單向閥組成的節(jié)流閥調(diào)速方式。2.2 擬定液壓系統(tǒng)工作原理圖 板料折彎沖剪機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖圖2-1為板料折彎沖剪機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖，整個(gè)液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件,力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的連鎖關(guān)系，避免錯(cuò)誤動(dòng)作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。同時(shí)，為了便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要回路上裝設(shè)有必要的檢測(cè)的元件如壓力表、溫度計(jì)等。圖2-

12、1 系統(tǒng)原理圖圖2-2為動(dòng)作順序執(zhí)行表，整個(gè)液壓各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類(lèi)型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動(dòng)到一定的位置時(shí)，通過(guò)行程開(kāi)關(guān)發(fā)出的電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來(lái)控制連續(xù)的動(dòng)作。行程開(kāi)關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場(chǎng)合。另外還有時(shí)間控制、壓力控制等。例如液壓泵無(wú)載啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，延時(shí)繼電器發(fā)出電信號(hào)卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床，擠壓機(jī)

13、、壓力機(jī)等。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動(dòng)作時(shí)，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過(guò)壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)或打開(kāi)順序閥使壓力油通過(guò)，來(lái)啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作。圖2-2 動(dòng)作執(zhí)行表 板料折彎沖剪機(jī)各機(jī)構(gòu)動(dòng)作執(zhí)行及回油路分析1 推送板料三位四通電磁換向閥1DT得電,由泵2 輸出的壓力油經(jīng)過(guò)電磁換向閥4、單向節(jié)流閥5流入推料缸7上腔，液壓缸移至1J。元件4電磁換向閥1DT得電,由泵2 輸出的壓力油經(jīng)過(guò)電磁換向閥4、單向節(jié)流閥5流入推料缸7上腔,再經(jīng)過(guò)單向節(jié)流閥6流回油箱，液壓缸移動(dòng)至1J。2 夾緊并推料機(jī)構(gòu)返回三位四通電磁換向閥2DT、3DT得電，三位四通電磁換向閥8接通，由泵2 輸出的壓力油經(jīng)過(guò)溢流閥、電磁換向閥8、

14、減壓閥9流入夾緊缸上腔。同時(shí)推料缸液壓缸右腔回油單向節(jié)流閥電磁換向閥4左端油箱，液壓缸移動(dòng)至2J、3J。3 快速下降 三位四通電磁換向閥5DT得電得電，三位四通電磁換向閥12左端接通；主油路進(jìn)油路：過(guò)濾器1泵三位四通電磁換向閥12左端調(diào)速閥13單向調(diào)速閥。液壓缸移動(dòng)至5J4 慢速下壓三位四通電磁換向閥12得電，三位四通電磁換向閥12左端接通；主油路進(jìn)油路：過(guò)濾器1泵三位四通電磁換向閥12左端調(diào)速閥13單向調(diào)速閥16,然后經(jīng)過(guò)壓力繼電器折彎?rùn)C(jī)構(gòu)壓力缸上腔，液壓缸移動(dòng)至6J。5 定形三位四通電磁換向閥12得電，三位四通電磁換向閥12右端接通，油路經(jīng)拉折缸下腔單向調(diào)速閥15電磁換向閥12油箱。6 快

15、速上升三位四通電磁換向閥12得電，三位四通電磁換向閥12右端接通，油路z經(jīng)拉折缸下腔單向調(diào)速閥15電磁換向閥12油箱, 液壓缸移動(dòng)至7J。7 夾緊三位四通電磁換向閥2DT得電，三位四通電磁換向閥8接通，由泵2 輸出的壓力油經(jīng)過(guò)溢流閥、電磁換向閥8、減壓閥9流入夾緊缸上腔。8 快速?zèng)_剪三位四通電磁換向閥25電磁換向閥9DT得電,由泵2輸出的壓力油經(jīng)過(guò)二位二通換向閥21,經(jīng)電磁換向閥過(guò)單向閥22,達(dá)到?jīng)_剪機(jī)構(gòu)液壓缸的上腔，液壓缸移動(dòng)至8J。9 剪頭退升三位四通電磁換向閥25電磁換向閥10DT得電,沖剪缸下腔單向節(jié)流閥26電磁換向閥25單向閥22二位二通電磁換向閥21，回油箱液壓缸移動(dòng)至2J。10

16、松夾三位四通電磁換向閥8得電，電磁閥右端4DT通電，滑臺(tái)松開(kāi)工件。3 進(jìn)行工況分析3.1 載荷的組成1最大折彎力F1=1.7×104(N)2沖剪時(shí)薄板頂壓力F2=5.8×104(N)3最大沖剪力F3=2.7×103(N)4推料時(shí)的推力3.2 慣性阻力的計(jì)算負(fù)載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力在機(jī)構(gòu)效率中加以考慮。因工作部件是臥式放置，重力的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：導(dǎo)軌的摩擦力和慣性力?？刹?的計(jì)算公式見(jiàn)<31>、<32>、<33>及<34>。 <31> <32

17、> <33> <34>3.3 各機(jī)構(gòu)的負(fù)載計(jì)算 推料機(jī)構(gòu)的負(fù)載計(jì)算1推送板料 2退回 頂壓板料機(jī)構(gòu)的負(fù)載計(jì)算1工進(jìn)頂壓 2頂壓板料 3退回 折彎?rùn)C(jī)構(gòu)的負(fù)載計(jì)算1加速下降 2快速下降 3 由快速變慢速下降 4 慢速下降 5 定形 6 反向加速上升 7 制動(dòng) 沖剪機(jī)構(gòu)負(fù)載計(jì)算1快速工進(jìn) 2剪切板料 3退升 3.4 速度 3.5 繪制負(fù)載與速度圖 綜上，根據(jù)負(fù)載計(jì)算結(jié)果和已知的各階段的速度，可繪出負(fù)載圖<FT>，見(jiàn)圖3-1、圖3-2、圖3-3、圖3-4和速度圖<VT>,見(jiàn)圖3-5、圖3-6、圖3-7、圖3-8。橫坐標(biāo)以上為液壓缸活塞前進(jìn)時(shí)的曲線(xiàn)，

18、以下為液壓缸活塞退回時(shí)的曲線(xiàn)。 負(fù)載F與時(shí)間T的關(guān)系圖如下圖所示;圖3-1表示的是送料機(jī)構(gòu)負(fù)載F與時(shí)間T的關(guān)系圖,圖3-2表示的是夾緊機(jī)構(gòu)負(fù)載F與時(shí)間T的關(guān)系圖, 圖3-3表示的是折彎?rùn)C(jī)構(gòu)負(fù)載F與時(shí)間T的關(guān)系圖,圖3-4表示的是沖剪機(jī)構(gòu)負(fù)載F與時(shí)間T的關(guān)系圖。圖3-1 送料機(jī)構(gòu)負(fù)載F與時(shí)間T的關(guān)系圖圖3-2 夾緊機(jī)構(gòu)負(fù)載F與時(shí)間T的關(guān)系圖圖3-3 折彎?rùn)C(jī)構(gòu)負(fù)載F與時(shí)間T的關(guān)系圖 圖3-4 沖剪機(jī)構(gòu)負(fù)載F與時(shí)間T的關(guān)系圖 速度V與時(shí)間T的關(guān)系圖如下圖所示;圖3-5表示的是送料機(jī)構(gòu)速度V與時(shí)間T的關(guān)系圖,圖3-6表示的是夾緊機(jī)構(gòu)速度V與時(shí)間T的關(guān)系圖, 圖3-7表示的是折彎?rùn)C(jī)構(gòu)速度V與時(shí)間T的關(guān)系

19、圖,圖3-8表示的是沖剪機(jī)構(gòu)速度V與時(shí)間T的關(guān)系圖。圖 3-5送料機(jī)構(gòu)速度V與時(shí)間T的關(guān)系圖 圖 3-6夾緊機(jī)構(gòu)速度V與時(shí)間T的關(guān)系圖 圖 3-7折彎?rùn)C(jī)構(gòu)速度V與時(shí)間T的關(guān)系圖 圖 3-8沖剪機(jī)構(gòu)速度V與時(shí)間T的關(guān)系圖圖 3-1 圖 3-5的說(shuō)明: 推送板料 退回 圖 3-2 圖 3-6的說(shuō)明: 頂壓機(jī)構(gòu)工進(jìn) 頂壓機(jī)構(gòu)頂壓板料 頂壓機(jī)構(gòu)退回 頂壓機(jī)構(gòu)工進(jìn) 頂壓板料 退回圖 3-3 圖 3-7的說(shuō)明: 彎析機(jī)構(gòu)快速下降 彎折機(jī)構(gòu)慢速下降及彎折 定形 彎折機(jī)構(gòu)退回圖 3-4 圖 3-8的說(shuō)明: 沖剪機(jī)構(gòu)沖剪材料 退回3.6 繪制液壓系統(tǒng)的工況圖工況圖包括壓力循環(huán)圖、流量循環(huán)圖和功率循環(huán)圖。它們是調(diào)

20、整系統(tǒng)參數(shù)、選擇液壓泵、閥等元件的依據(jù)。見(jiàn)圖3-9表示的是折彎?rùn)C(jī)構(gòu)工況圖F與時(shí)間T的工況圖,圖3-10表示的是沖剪機(jī)構(gòu)工況圖F與時(shí)間T的工況圖。 圖3-9 折彎?rùn)C(jī)構(gòu)工況圖F與時(shí)間T的工況圖圖3-10 沖剪機(jī)構(gòu)工況圖F與時(shí)間T的工況圖4 確定系統(tǒng)的主要參數(shù)4.1 確定工作壓力和背壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類(lèi)型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來(lái)

21、說(shuō)，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些,行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選高一些。具體選擇可查5表4.1-1和表4.1-2。表4.1-1 按載荷選擇工作壓力載荷/KN<5 5-1010-2020-3030-50工作壓力/MPa<0.8-11.5-22.5-33-44-5表4.1-2 執(zhí)行元件背壓力系統(tǒng)類(lèi)型背壓力/MPa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 0.2-0.5回油路帶調(diào)速閥系統(tǒng)0.4-0.6回油路設(shè)置有背壓閥系統(tǒng) 0.5-1.5用補(bǔ)油泵的閉式回路 0.8-1.5回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 1.2-3回油路較短，且直接回油箱 可忽略不計(jì)4.2 推料機(jī)構(gòu)液壓缸的參數(shù)計(jì)算 推料機(jī)構(gòu)液壓缸的

22、內(nèi)徑的計(jì)算因?yàn)閙=800N<5000N 查表4.1-1初選工作壓力為 ，可查6的內(nèi)徑計(jì)算公式見(jiàn)<41>： <41>則代入數(shù)值得可查6液壓缸內(nèi)徑尺寸系列表 ，取標(biāo)準(zhǔn)系列值 。 推料缸活塞桿直徑的計(jì)算查6，活塞桿直徑的計(jì)算，根據(jù)速度比的要求來(lái)計(jì)算活塞桿直徑d，公式見(jiàn)<42>： <42>而速度比，-1給出了不同速度比時(shí)活塞桿直徑d和液壓缸內(nèi)徑D的關(guān)系。表-1 d 與D關(guān)系1.151.251.331.462d0.36D0.45D0.5D0.56D0.71D設(shè)計(jì)中，根據(jù)工作壓力的大小，選用速度比時(shí)可參考表-2 表-2 與p的關(guān)系工作壓力/MPa101

23、25-20>20 速度比 1.33 1.46 . 22查表-2可知，取，所以有，查 7活塞桿外徑尺寸系列表取標(biāo)準(zhǔn)系列， 則可取 。校核活塞桿強(qiáng)度 選用活塞桿的材料為碳鋼，則其，查2有計(jì)算公式見(jiàn)<43>： <43>則代入數(shù)值得 故強(qiáng)度合適可查8有計(jì)算液壓缸作用面積的公式見(jiàn)<44>和<45>：活塞桿伸出時(shí) <44>則代入數(shù)值得 活塞桿伸出時(shí) <45>則代入數(shù)值得 4.3 夾緊機(jī)構(gòu)液壓缸的參數(shù)計(jì)算 夾緊機(jī)構(gòu)液壓缸的內(nèi)徑的計(jì)算因?yàn)?，故查?.1-1取，可查9的內(nèi)徑計(jì)算公式見(jiàn)<46>： <46>則代入數(shù)

24、值得可查9液壓缸內(nèi)徑尺寸系列表，取標(biāo)準(zhǔn)系列值 夾緊缸活塞桿直徑的計(jì)算查表-2可知，取，所以有，查 10活塞桿外徑尺寸系列， 則可取 。校核活塞桿強(qiáng)度 選用活塞桿的材料為碳鋼，則其，查2有計(jì)算公式見(jiàn)<47>： <47> 則代入數(shù)值得 故強(qiáng)度合適可查10有計(jì)算液壓缸作用面積的公式見(jiàn)<48>和<49>：活塞桿伸出時(shí) <48>則代入數(shù)值得活塞桿伸出時(shí) <49>則代入數(shù)值得 4.4 折彎?rùn)C(jī)構(gòu)液壓缸的參數(shù) 折彎?rùn)C(jī)構(gòu)液壓缸的內(nèi)徑的計(jì)算因?yàn)橹g，故查表4.1-1取，則可11的內(nèi)徑計(jì)算公式見(jiàn)<410>: <410>則

25、代入數(shù)值得則可12液壓缸內(nèi)徑尺寸系列表，取標(biāo)準(zhǔn)系列值 折彎缸活塞桿直徑的計(jì)算由表-2可知，取為1.。所以有，查13中活塞桿外徑尺寸系列表取標(biāo)準(zhǔn)系列 ，則可取 。校核活塞桿強(qiáng)度 選用活塞桿的材料為鑄鋼，則其,查14有計(jì)算公式見(jiàn)<411>： <411> 則代入數(shù)值得 故強(qiáng)度合適可查14有計(jì)算液壓缸作用面積的公式見(jiàn)<412>和<413>：活塞桿伸出時(shí) <412>則代入數(shù)值得活塞桿伸出時(shí) <413>則代入數(shù)值得 4.5 沖剪機(jī)構(gòu)液壓缸的參數(shù)計(jì)算 沖剪機(jī)構(gòu)液壓缸的內(nèi)徑的計(jì)算因?yàn)?，故查?.1-1取,則可查15 的內(nèi)徑計(jì)算公式見(jiàn)<

26、;414>: <414>則代入數(shù)值得則可查 15中液壓缸內(nèi)徑尺寸系列表，取標(biāo)準(zhǔn)系列值 。 沖剪缸活塞桿直徑的計(jì)算由表-可知，取，所以有，則可查 16中活塞桿外徑尺寸系列表取標(biāo)準(zhǔn)系列取標(biāo)準(zhǔn)系列 。校核活塞桿強(qiáng)度 選用活塞桿的材料為鑄鋼，則其,查16 有計(jì)算公式見(jiàn)<415>： <415>則代入數(shù)值得 故強(qiáng)度合適可查16有計(jì)算液壓缸作用面積的公式見(jiàn)<416>和<417>：活塞桿伸出時(shí) <416>則代入數(shù)值得活塞桿伸出時(shí) <417>則代入數(shù)值得 由上述p與d的值，估算液壓缸各個(gè)階段壓力和流量功率。查17的計(jì)算公式

27、見(jiàn)如下；差動(dòng)快進(jìn)階段 q=V P= <418>工進(jìn)階段 q=V P= <419>快退階段 q=V P= <420>代入數(shù)值得液壓缸所需實(shí)際流量，壓力和功率值見(jiàn)表-1。表-1液壓缸所需實(shí)際流量，壓力和功率值公式F<kN><MPa>Q<>P<KW>工況負(fù)載進(jìn)油腔壓力輸入流量輸入功率送料送料0.8882.543.210.143退回01.443.30.079頂壓伸出01.515.70.393頂壓5810.535.36.178退回00.673.90.044拉折快進(jìn)22.813.117.73.861工進(jìn)243.723.61

28、.441快到慢26.414.3慢進(jìn)243.723.61.441定形74.5退回28.85.670.76.599制動(dòng)19.210.6沖剪沖剪2.730412.60.63回升001704.6 各機(jī)構(gòu)中各液壓缸的外徑、缸壁厚度、油口直徑的計(jì)算則可查18有缸壁厚度計(jì)算公式見(jiàn)<421>： <421>油口直徑的計(jì)算公式見(jiàn)<422>： <422>而各個(gè)缸的外徑均可查18得出。表4.6-1是各個(gè)缸的外徑，壁厚度，缸底厚度及油口直徑值。表4.6-1是各個(gè)缸的外徑，壁厚度，缸底厚度及油口直徑值液壓系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的液壓缸/計(jì)算公式液壓缸外徑<mm>液壓缸壁厚度

29、<mm>液壓缸底厚度<mm>油口直徑<mm>查表推料機(jī)構(gòu)液壓缸760.131.7415.7夾緊機(jī)構(gòu)液壓缸1215.514.626折彎?rùn)C(jī)構(gòu)液壓缸1211.98.628沖剪機(jī)構(gòu)液壓缸950.363.4245 液壓元件的選擇5.1液壓泵參數(shù)計(jì)算；由表-1可知，拉折機(jī)構(gòu)液壓缸從快到慢階段的工作壓力最大，若取進(jìn)油路總壓力損失，壓力繼電器需要壓力差為，則液壓泵最高工作壓力可按19公式見(jiàn)<51>: <51>則代入數(shù)值得 +0。5=14.3+0.5+0.5=15.3MPa 因此泵的額定壓力可取 由表-1可知，送料時(shí)候的所需的流量最小是 3.2,設(shè)溢流

30、閥最小流量，可取0.5,即3。則最小流量泵的流量可按，K一般取K=1.1-1.3,=1.1=6.52.退回時(shí)的最大流量是70.7,則泵的總流量為，即大流量泵的流量為，根據(jù)上面計(jì)算的壓力和流量，查產(chǎn)品樣本，選用PV2R型葉片泵,它的額定壓力為16,額定轉(zhuǎn)速為600-1800。5.2 電動(dòng)機(jī)的選擇一般 情況下，。取查表-1，查20有計(jì)算公式見(jiàn)<52>:P= <52>則代入數(shù)值得 P=驗(yàn)算其工況時(shí)，液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率小于或近于此值，可查參考文獻(xiàn)18電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣品，選用YB180M-4電動(dòng)機(jī)。 額定功率為22KW. 5.3 其他元件 根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)閥的實(shí)際流量選擇元、輔

31、件，其型號(hào)和參數(shù)如所選液壓元件的型號(hào)、規(guī)格5.4 油管的選擇管道內(nèi)徑的計(jì)算油口尺寸確定管道尺寸。液壓缸的進(jìn)出.口管按輸入輸出最大流量來(lái)計(jì)算，則可查21的計(jì)算公式見(jiàn)<53>:d= <53>則代入數(shù)值得 d= v-管內(nèi)允許流速<m/s>,見(jiàn)表-2 壁厚的計(jì)算查22中的計(jì)算見(jiàn)<54>: <54> 則代入數(shù)值得對(duì)鋼管來(lái)說(shuō)P>17.5MPa時(shí)，取n=4;當(dāng)P<17.5MPa時(shí)，取n=6;當(dāng)P>7MPa時(shí)，取n=8.而鋼管的表-1 泵類(lèi)型的選擇液壓泵的類(lèi)型齒輪泵螺桿泵葉片泵柱塞泵總效率0.6-0.70.65-0.800.60-0.750.80-0.85 表-2 管道流速的選擇管道推薦流速/液壓泵吸油管道0.5-1.5液壓系統(tǒng)壓油管道3-6液壓管道回油管道1.5-2.6 5.5 油箱容積的確定查 22的計(jì)算公式見(jiàn)<55>:V=a <55>則代入數(shù)值得V=66 =424.2L，這樣液壓泵每分鐘排出壓力油的體積為0.424， a 的值參考表5.5-1表5.5-1 a值的選擇系統(tǒng)類(lèi)型行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓機(jī)械冶金機(jī)械a1-22-45-76-12105.6 蓄能器的選擇由表 -1可知， 所選泵的最大泵的流量