液壓立式板料折彎機(jī)課程設(shè)計

1、液壓與氣壓傳動課程設(shè)計說明書班 級 姓 名 學(xué) 號 成 績 一、設(shè)計要求及工況分析···································· 3二、負(fù)載與運(yùn)動分析·····&#

2、183;·································4 三、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)··············

3、···················6四、擬定液壓系統(tǒng)原理圖·····························

4、······10五. 液壓系統(tǒng)原理圖·······································11一、設(shè)計要求及工況分析1.設(shè)計要

5、求欲設(shè)計制造一臺立式板料折彎機(jī)，其滑塊（壓頭）的上下運(yùn)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）：Fmax =1200                    滑塊重力（N）：G=10000        &

6、#160; 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/s）：V3 =53 快速下降行程（mm）：L1 =250慢速加壓（折彎）行程（mm）：L2 =30 快速上升行程（mm）：L3 =280啟動、制動時間（s）：t = 0.25s 2.工況分析 根據(jù)滑塊重量為10000N，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(jī)滑塊上下為直線往復(fù)運(yùn)動，且行程較?。?40mm）,故可選單

7、桿液壓缸作執(zhí)行器,且液壓缸的機(jī)械效率。因為板料折彎機(jī)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。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(jìn)。其工進(jìn)速度由一個調(diào)速閥來控制。快進(jìn)和工進(jìn)之間的轉(zhuǎn)換由行程開關(guān)控制。折彎機(jī)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(yùn)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(jìn)到工進(jìn)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(jī)壓力比較大

8、，所以此時進(jìn)油腔的壓力比較大，所以在由工進(jìn)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(jìn)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(hù)作用。因為滑塊受自身重力作用，滑快要產(chǎn)生下滑運(yùn)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(jìn)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(hù)作用。二、負(fù)載與運(yùn)動分析

9、1.負(fù)載分析折彎機(jī)滑塊做上下直線往復(fù)運(yùn)動，且行程較?。ㄖ挥?80mm），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(jī)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(jìn)行計算，其計算結(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(jìn)啟動加速93.9（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(jìn)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(jìn)0工進(jìn)1.2快退啟動加速10216.3恒快退10000減速制動9783.7 表1液壓缸外負(fù)載

10、力分析計算結(jié)果利用表1的計算數(shù)據(jù)，并在負(fù)載過渡段做粗略的線性處理后便得到如圖1所示的折彎機(jī)液壓缸負(fù)載循環(huán)圖。 圖1折彎機(jī)液壓缸負(fù)載循環(huán)圖2. 運(yùn)動分析 根據(jù)已知參數(shù)，各個工況持續(xù)時間近似計算結(jié)果見表2 工況時間/s行程/mm速度/mm/s加速度/ m啟動階段0.2592快進(jìn)階段10.87025023工進(jìn)階段2.53012快退階段5.28328053制動階段0.25212表2折彎機(jī)各工況情況利用表2中的計算數(shù)據(jù)，并在速度過渡段做粗略的線性處理后便得到如圖2所示的折彎機(jī)液壓缸速度循環(huán)圖。 圖2 折彎機(jī)液壓缸速度循環(huán)圖 三、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)1，預(yù)選液壓缸的設(shè)計壓力=24Mpa。將液壓缸的

11、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=280mm=28cm。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=220mm。液壓缸的實際有效面積為那么液壓缸在工作循環(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(jìn)啟動加速 93.91675.81416.22584.974恒快進(jìn) 0 0工進(jìn)738.944.334快退啟動加速10216.31254.77575.287恒快退10000減速制動9783.7 表3 液壓缸工作循環(huán)中各階段

12、的壓力和流量循環(huán)中各階段的功率計算如下?？爝M(jìn)（啟動）階段： 快進(jìn)（恒快進(jìn)）階段：工進(jìn)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3，流量圖4，壓力圖5 ） 液壓缸的功率圖3液壓缸的流量圖4 液壓缸的工作壓力圖5四、擬定液壓系統(tǒng)原理圖考慮到液壓機(jī)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(bǔ)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(yùn)動方向采用三位四通Y型電磁換向閥

13、和二位二通電磁換向閥控制。停機(jī)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(jìn)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(jī)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(dá)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(jī)液壓系