2260 板料折彎機液壓系統(tǒng)設(shè)計

2260 板料折彎機液壓系統(tǒng)設(shè)計,板料,折彎,液壓,系統(tǒng),設(shè)計 攀 枝 花 學(xué) 院學(xué)生課程設(shè)計說明書題 目： 板料折彎機液壓系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué) 號：所在院(系 )： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及自動化 班 級： 指 導(dǎo) 教 師： 板料折彎機液壓系統(tǒng)設(shè)計摘 要立式板料折彎機是機械、電氣、液壓三者緊密聯(lián)系，結(jié)合的一個綜合體。液壓傳動與機械傳動、電氣傳動并列為三大傳統(tǒng)形式，液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計在現(xiàn)代機械的設(shè)計工作中占有重要的地位。因此，《液壓傳動》課程是工科機械類各專業(yè)都開設(shè)的一門重要課程。它既是一門理論課，也與生產(chǎn)實際有著密切的聯(lián)系。為了學(xué)好這樣一門重要課程，除了在教學(xué)中系統(tǒng)講授以外，還應(yīng)設(shè)置課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生理論聯(lián)系實際，掌握液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計的技能和方法。液壓傳動課程設(shè)計的目的主要有以下幾點：1、綜合運用液壓傳動課程及其他有關(guān)先修課程的理論知識和生產(chǎn)實際只是，進(jìn)行液壓傳動設(shè)計實踐，是理論知識和生產(chǎn)實踐機密結(jié)合起來，從而使這些知識得到進(jìn)一步的鞏固、加深提高和擴展。2、在設(shè)計實踐中學(xué)習(xí)和掌握通用液壓元件，尤其是各類標(biāo)準(zhǔn)元件的選用原則和回路的組合方法，培養(yǎng)設(shè)計技能，提高學(xué)生分析和嫁接生產(chǎn)實際問題的能力，為今后的設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。3、通過設(shè)計，學(xué)生應(yīng)在計算、繪圖、運用和熟悉設(shè)計資料（包括設(shè)計手冊、產(chǎn)品樣本、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）以及進(jìn)行估算方面得到實際訓(xùn)練。關(guān)鍵詞 板料折彎機 ，液壓傳動系統(tǒng)，液壓傳動課程設(shè)計。目 錄摘要1 任務(wù)分析…………………………………………………………………………11.1 技術(shù)要求………………… ……………………………………………………………11.2 任務(wù)分析……………………………………………………………………12 方案的確定………………………………………………………………………22.1運動情況分析………………………………………………………………22．1．1 變壓式節(jié)流調(diào)速回路………………………………………………22．1．2 容積調(diào)速回路………………………………………………………23 負(fù)載與運動分析………………………………………………………………………34 負(fù)載圖和速度圖的繪制…………………………………………………………………45 液壓缸主要參數(shù)的確定……………………………………………………………46 系統(tǒng)液壓圖的擬定…………………………………………………………………………67 液壓元件的選擇……………………………………………………………………87.1 液壓泵的選擇…………………………………………………………………………87.2 閥類元件及輔助元件………………………………………………………87.3 油管元件………………………………………………………………………………97.4 油箱的容積計算………………………………………………………………………107.5油箱的長寬高確……………………………………………………………107.6油箱地面傾斜度……………………………………………………………117.7吸油管和過濾器之間管接頭的選擇………………………………………117.8過濾器的選取………………………………………………………………117.9堵塞的選取…………………………………………………………………117.10空氣過濾器的選取………………………………………………………127.11液位/溫度計的選取………………………………………………………128 液壓系統(tǒng)性能的運算…………………………………………………………138.1 壓力損失和調(diào)定壓力的確定……………………………………………138.1.1 沿程壓力損失…………………………………………………………138.1.2 局部壓力損失…………………………………………………………138.1.3 壓力閥的調(diào)定值計算…………………………………………………148.2 油液溫升的計算……………………………………………………………148.2.1 快進(jìn)時液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量……………………………………………148.2.2 快退時液壓缸的發(fā)熱量………………………………………………148.2.3 壓制時液壓缸的發(fā)熱量………………………………………………148.3 油箱的設(shè)計…………………………………………………………………158.3.1 系統(tǒng)發(fā)熱量的計算……………………………………………………158.3.2 散熱量的計算………………………………………………………159 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………17致謝…………………………………………………………………………………181 任務(wù)分析1.1技術(shù)要求設(shè)計制造一臺立式板料折彎機，該機壓頭的上下運動用液壓傳動，其工作循環(huán)為：快速下降、慢速加壓（折彎） 、快速退回。給定條件為：折彎力 61.90N?滑塊重量 423快速空載下降 行程 210mm速度（ ） 231v/ms慢速下壓（折彎） 行程 30mm速度（ ） 122/快速回程 行程 240mm速度（ ） 523v/ms1.2任務(wù)分析根據(jù)滑塊重量為 ，為了防止滑塊受重力下滑，可用液壓方式平衡42.10N?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0.2ts?A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0.91cm??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?？爝M(jìn)和工進(jìn)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(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。由于折彎機壓力比較大，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(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，對泵起到保護作用。2方案的確定2.1運動情況分析由折彎機的工作情況來看，其外負(fù)載和工作速度隨著時間是不斷變化的。所以設(shè)計液壓回路時必須滿足隨負(fù)載和執(zhí)行元件的速度不斷變化的要求。因此可以選用變壓式節(jié)流調(diào)速回路和容積式調(diào)速回路兩種方式。2.1.1變壓式節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速的工作原理，是通過改變回路中流量控制元件通流面積的大小來控制流入執(zhí)行元件或自執(zhí)行元件流出的流量來調(diào)節(jié)其速度。變壓式節(jié)流調(diào)速的工作壓力隨負(fù)載而變，節(jié)流閥調(diào)節(jié)排回油箱的流量，從而對流入液壓缸的的流量進(jìn)行控制。其缺點：液壓泵的損失對液壓缸的工作速度有很大的影響。其機械特性較軟，當(dāng)負(fù)載增大到某值時候，活塞會停止運動，低速時泵承載能力很差，變載下的運動平穩(wěn)性都比較差，可使用比例閥、伺服閥等來調(diào)節(jié)其性能，但裝置復(fù)雜、價格較貴。優(yōu)點：在主油箱內(nèi)，節(jié)流損失和發(fā)熱量都比較小，且效率較高。宜在速度高、負(fù)載較大，負(fù)載變化不大、對平穩(wěn)性要求不高的場合。2.1.2容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路的工作原理是通過改變回路中變量泵或馬達(dá)的排量來改變執(zhí)行元件的運動速度。優(yōu)點：在此回路中，液壓泵輸出的油液直接進(jìn)入執(zhí)行元件中，沒有溢流損失和節(jié)流損失，而且工作壓力隨負(fù)載的變化而變化，因此效率高、發(fā)熱量小。當(dāng)加大液壓缸的有效工作面積，減小泵的泄露，都可以提高回路的速度剛性。綜合以上兩種方案的優(yōu)缺點比較，泵缸開式容積調(diào)速回路和變壓式節(jié)流調(diào)回路相比較，其速度剛性和承載能力都比好，調(diào)速范圍也比較寬，工作效率更高，而發(fā)熱卻是最小的?？紤]到最大折彎力為 ，數(shù)值比較大，故選用61.90N?泵缸開式容積調(diào)速回路。23 負(fù)載與運動分析要求設(shè)計的板料折彎機實現(xiàn)的工作循環(huán)是：快速下降 工作下壓(折彎)快速回程 停止。主要性能參數(shù)與性能要求如下：折彎力 F= N；61.90?板料折彎機的滑塊重量 G= N；快速空載下降速度 =0.023m/s，42.310?123/vms?工作下壓速度 =0.012m/s，快速回程速度 =0.052m/s，板料折1/ms35/彎機快速空載下降行程 =0.21m，板料折彎機工作下壓行程1L?=0.03m，板料折彎機快速回程：H=240mm=0.24m；啟動制動時間230L?，液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件選為液壓缸。液壓缸采用 V 型密封圈，其機械效st.?率 。由式 91cm?mvFt??式中 —工作部件總質(zhì)量 —快進(jìn)或快退速度 —運動的加速、減速時間t?求得慣性負(fù)載 42.310.27098mvGFNtgt??????下再求得阻力負(fù)載 靜摩擦阻力 40.6sf動摩擦阻力 1230fd?表一 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值 (單位:N)工況 負(fù)載組成 負(fù)載值 F 推力 /cm?起動 sfF?4600 5055加速 fdm?2570 2824快進(jìn) f 2300 2527工進(jìn) fdF?1902300 2113667快退 f 2300 2527注:液壓缸的機械效率取 0.91cm?34 負(fù)載圖和速度圖的繪制負(fù)載圖按上面數(shù)據(jù)繪制，如下圖 a)所示。速度圖按己知數(shù)值 ,123/vms?, , , ,快速回程21/vms?352/vs120Lm?23340L圖一 板料折彎機液壓缸的負(fù)載圖和速度圖a)負(fù)載圖 b)速度圖5 液壓缸主要參數(shù)的確定由表 11-2 和表 11-3 可知，板料折彎機液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為 211KN 時工作壓力 。將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到缸下行時，滑130PMa?塊自重采用液壓方式平衡，則可計算出液壓缸無桿腔的有效面積，取液壓缸的機械效率 η cm=0.91。 2max1 612370.0.91cFAmp????液壓缸內(nèi)徑： 4.7.30ADm??參考[1]，按 GB/T2348-1993，取標(biāo)準(zhǔn)值 D=320mm=32cm根據(jù)快速下降與快速上升進(jìn)的速度比確定活塞桿直徑 d:25.63Vd???快 上快 下 21.dc??取標(biāo)準(zhǔn)值 d=220mm=22cm4則：無桿腔實際有效面積 22213076.54ADcm????有桿腔實際有效面積 22()()36.54dc??液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力和流量計算見表 5.1。表 5.1 各階段的壓力和流量輸入流量工作階段 計算公式 負(fù)載 F/N 工作腔壓力p/Pa / minL啟動270 2853 106．3快速下降等速; 1mcFPA??1qv0 0 _工作下壓（折彎） ;21cm21v211366763.17?5.40?啟動5055 0.17 60_等速2824 0．095 1?101．7快速回程制動;32cFPA??32q2527 0.0771 6_液壓缸在工作循環(huán)中各階段的功率計算見表 5.2表 5.2 工作循環(huán)中各階段的功率啟動 312853(106./)5.04PpqW????快速下降 恒速 '0工作下壓（折彎）632.7(.1/6)278.K???啟動 6330.1(0./)0.PpqW???恒速 49517616K??快速回程制動 635.7(./).7.3?5根據(jù)以上分析與計算數(shù)據(jù)處理可繪出液壓缸的工況圖 5.1：710圖 5.1 液壓缸的工況圖6 系統(tǒng)液壓圖的擬定考慮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(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；6（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；綜上的折彎機液壓系統(tǒng)原理如下圖：圖 6.1 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 12-壓力繼電器77 液壓元件的選擇7.1 液壓泵的選擇由液壓缸的工況圖，可以看出液壓缸的最高工作壓力出現(xiàn)在加壓壓制階段時 ，此時液壓缸的輸入流量極小，且進(jìn)油路元件較少故泵到液壓127.8PMa?缸的進(jìn)油壓力損失估計取為 。所以泵的最高工作壓力0.5PMa??。0.5.3p?液壓泵的最大供油量 按液壓缸最大輸入流量（106.3L/min）計算，取泄pq漏系數(shù) K=1.1,則 。1.06.1.93/minpL??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30.17+0.5=30.67MPa，流量為 ,取泵的總效率 ，1.5460.98/minL??0.85??則液壓泵的驅(qū)動電機所要的功率為 ，3.760.983.75pqPKW??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37PKW?最大理論流量 ，大于計算所需的流980/min16/.8/mintqnVrLr????量 116.93L/min，滿足使用要求。7.2 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 7.1。8表 7.1 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 32 160 32*GY14-1B 額定轉(zhuǎn)速 1000r/min驅(qū)動電機功率為 37KW2 溢流閥 調(diào)壓0.5~32160 YF3-*-20B-C 通徑 20mm3 行程閥 - - YF3-*-20B-C4 三位四通換向閥 28 160 WEH10G 通徑 10mm5 單項順序閥 最大工作壓力32MPa160 HCT06L16 節(jié)流閥 - - FBG-3-125-10max160/inqL?(單向行程調(diào)速閥)7 單向閥 開啟0.15MPa最大 200 S20A220 通徑 20mm8 壓力繼電器 2．5 HED209 調(diào)速閥 2FRM10-217.3 油管元件各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進(jìn)、出油管則按輸入、排出的最大流量計算，由于液壓泵具體選定之后液壓缸在各個階段的進(jìn)出流量已與已定數(shù)值不同，所以重新計算如表 5.2，表中數(shù)值說明液壓缸壓制、快退速度 , 與設(shè)計要求相近，這表明所選液壓泵的型號，規(guī)格是適宜的。2v3表 7.2 液壓缸在各個階段的進(jìn)出流量9流量速度快進(jìn) 壓制 快退輸入流量L/min=112()/()pqA???706.5983.4. 15.4q?16.93pq?排出流量L/min21()/3..52.706???21()/6.5.425.670A??212()/70.6.935A??運動速度m/min11234/().981.65pvqA??213/..785vq??34312/.10/6.10.vq???由表中數(shù)值可知，當(dāng)油液在壓力管中速度取 5m/s 時，按教材 P177 式(7-9) 算得，2qdv???液壓缸進(jìn)油路油管內(nèi)徑 ；31.402.256dm?????進(jìn)液壓缸回油路管內(nèi)徑 ；3.9?回這兩根油管選用參照《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》P111，進(jìn)油管的外徑，內(nèi)徑 ，回油路管的外徑 ，內(nèi)徑 。34m??25m?42m??32m?7.4 油箱的容積計算容量 (單位為 L)計算按教材式(7-8) : ，由于液壓機是高壓系VPVq?統(tǒng)， 。所以油箱的容量 ， 1??160.987.PVqL????670.83L?按 JB/T7938-1999 規(guī)定容積取標(biāo)準(zhǔn)值 .7.5油箱的長寬高確定因為油箱的寬、高、長的比例范圍是 1：1：1~1：2：3，此處選擇比例是1：1.5：2 由此可算出油箱的寬、長、高大約分別是 1600MM,1100MM,770MM。并選擇開式油箱中的分離式油箱設(shè)計。其優(yōu)點是維修調(diào)試方便，減少了液壓油的溫升和液壓泵的振動對機械工作性能的影響；其缺點是占地面積較大。由于系統(tǒng)比較簡單，回路較短，各種元件較少，所以預(yù)估回路中各種元件和管道所占的油液體積為 0.6L。因為推桿總行程為 240mm，選取缸的內(nèi)腔長度為 360mm。忽略推桿所占的體積，則液壓缸的體積為 221706.53015.4vALL?????缸當(dāng)液壓缸中油液注滿時，此時油箱中的液體體積達(dá)到最小為： 8.0674VL?油 min則油箱中油液的高度為： 1/(10)4Hcm??由此可以得出油液體下降高度很小，因此選取隔板的高度為 44cm,并選用兩塊隔板。此分離式油箱采用普通鋼板焊接而成，參照書上取鋼板的厚度為：t=4mm。為了易于散熱和便于對油箱進(jìn)行搬移及維護保養(yǎng)，取箱底離地的距離為200mm。10故可知，油箱的總長總寬總高為：長為： 12(04)108ltm????寬為： 1(6)6wt高為： (204)7042)978h m?????7.6油箱地面傾斜度為了更好的清洗油箱，取油箱底面傾斜度為：1 ℃7.7吸油管和過濾器之間管接頭的選擇在此選用卡套式軟管接頭查《機械設(shè)計手冊—4》表 23.9—66 得其連接尺寸如下表：表 7.3 單位：mm0D公稱壓力MPa管子內(nèi)徑 0dmm 公稱尺寸 極限偏差minL卡套式管接頭 0dG(25) 22 18.5 25 0.105?38 227.8過濾器的選取取過濾器的流量至少是泵流量的兩倍的原則，取過濾器的流量為泵流量的 2.5倍。故有 ： 2.5(106.325)/min265.7/inqLL???泵 入過 濾 器查《中國機械設(shè)計大典》表 42.7—7 得，先取通用型 WU 系列網(wǎng)式吸油中過濾器：表 7.4型號 通徑Mm公稱流量 /minL過濾精度 ?CXL-250 100?50 250 1007.9堵塞的選取考慮到鋼板厚度只有 4mm，加工螺紋孔不能太大，查《中國機械設(shè)計大典》表 42.7—178 選取外六角螺塞作為堵塞，詳細(xì)尺寸見下表：11表 7.5Sd 1D e 基本尺寸極限偏差L h b 1R C重量Kg 12.5M?10.2 22 15 130.24?4 12 3 3 1 1.0 0.0327.10空氣過濾器的選取按照空氣過濾器的流量至少為液壓泵額定流量 2 倍的原則，即： 2106.3/min1.6/inqqLLp????過 濾 器選用 EF 系列液壓空氣過濾器，參照《機械設(shè)計手冊》表 23.8-95 得，將其主要參數(shù)列于下表： 表 7.6參數(shù)型號過濾注油口徑mm注油流量L/min空氣流量L/min油過濾面積L/min1Hmm2mm1D?mm2mm3mm四只螺釘均布mm空氣進(jìn)濾精度mm油過濾精度m?E -502F32 32 265 270 154 58 66 82 96 M6 14?0.105 125注：油過濾精度可以根據(jù)用戶的要求是可調(diào)的。7.11液位/溫度計的選取選取 YWZ 系列液位液溫計，參照《機械設(shè)計手冊》表 23.8-98 選用YWZ-150T 型?？紤]到鋼板的剛度，將其按在偏左邊的地方。128 液壓系統(tǒng)性能的運算8.1 壓力損失和調(diào)定壓力的確定由上述計算可知，工進(jìn)時油液流動速度較小，通過的流量為 55.44L/min,主要壓力損失為閥件兩端的壓降可以省略不計。快進(jìn)時液壓桿的速度，此時油液在進(jìn)油管的速度314.10.6/min0.3/765pqv sA????326..85/.p??8.1.1 沿程壓力損失沿程壓力損失首先要判斷管中的流動狀態(tài)，此系統(tǒng)采用 N32 號液壓油，室溫為 20 度時 ，所以有421.0/ms????，油液在管中的流動狀態(tài)為34/385.10962.530eRvd???層流，則阻力損失系數(shù) ，若取進(jìn)油和回油的管路長均為 2m，油75/8eR?液的密度為 ，則進(jìn)油路上的沿程壓力損失為390/Kgm??。1 2 243290/. .5.31051pldv Pa? ??????8.1.2 局部壓力損失局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，由于管道安裝和管接頭的壓力損失一般取沿程壓力損失的 10%，而通過液壓閥的局部壓力損失則與通過閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失分別為 ，則當(dāng)通過閥的流量為 q 時的閥的壓力損失 ，由rq?和 rq?算得 小于原估算值 0.5MPa,所以2()rp????213.40.5()0.56pMPa????是安全的。同理快進(jìn)時回油路上的流量 則回油管12.36.52.4/min70qAL??路中的速度 ；由此可以計算出3265.40.9/6vms?????13 （245<2320,所以為層流）; 341.092/ 8.eRvd?????,所以回油路上的沿程壓力損失為75.538e?。2 2 2542890/0.11..7103pldv Pa??????????由上面的計算所得求出：總的壓力損失 p??12Ap???36.50.47.5MPa?這與估算值有差異，應(yīng)該計算出結(jié)果來確定系統(tǒng)中的壓力閥的調(diào)定值。8.1.3 壓力閥的調(diào)定值計算由于液壓泵的流量大，在工進(jìn)泵要卸荷，則在系統(tǒng)中卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)該滿足快進(jìn)時要求，因此卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)大于快進(jìn)時的供油壓力，所以卸荷閥的調(diào)定壓力值應(yīng)該取123.670.53.pFMPaA??????3MPa 為好。溢流閥的調(diào)定壓力值應(yīng)大于卸荷閥的調(diào)定壓力值 0.3~0.5MPa，所以取溢流閥的調(diào)定壓力值為 3.5MPa。背壓閥的調(diào)定壓力以平衡板料折變機的自重，即 442.310/26.510.7pa?????背8.2 油液溫升的計算在整個工作循環(huán)中，工進(jìn)和快進(jìn)快退所占的時間相差不大，所以，系統(tǒng)的發(fā)熱和油液溫升可用一個循環(huán)的情況來計算。8.2.1 快進(jìn)時液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量快進(jìn)時液壓缸的有效功率為： 0270.36.210.PFvWK???泵的輸出功率為： 85316./5.947.347ipq??因此快進(jìn)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為：14??0.7350.6210.13iiHPKW????8.2.2 快退時液壓缸的發(fā)熱量快退時液壓缸的有效功率為： 02840.516.8PFvW???泵的輸出功率為： 169..5ipqW?快退時液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為： ??0189.46.2.0.46iiHPK???8.2.3 壓制時液壓缸的發(fā)熱量壓制時液壓缸的有效功率為： 60.1.0PFvW??泵的輸出功率 6.57843ipqPW???因此壓制時液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為： ??07843601.843iiHK???總的發(fā)熱量為 0.13.451..91i K??按教材式（11—2）求出油液溫升近似值 ??32.890/4.8TC????溫升沒有超出允許范圍，液壓系統(tǒng)中不需要設(shè)置冷卻器。8.3 油箱的設(shè)計由前面計算得出油箱的容積為 1000L。8.3.1 系統(tǒng)發(fā)熱量的計算在液壓系統(tǒng)中，損失都變成熱量散發(fā)出來。發(fā)熱量已在油溫驗算時計算出，所以 1.893HKW?8.3.2 散熱量的計算當(dāng)忽略系統(tǒng)中其他地方的散熱，只考慮油箱散熱時，顯然系統(tǒng)的總發(fā)熱功率 H 全部由油箱來考慮。這時油箱散熱面積 A 的計算公式為 HAKt?式中 A—油箱的散熱面積（ ）2m15 H—油箱需要的散熱功率（W）—油溫（一般以 考慮）與周圍環(huán)境溫度的溫差tA5C?K—散熱系數(shù)。與油箱周圍通風(fēng)條件的好壞而不同，通風(fēng)很差時K=8～9；良好時 K=15～17.5；風(fēng)扇強行冷卻時 K=20～23；強迫水冷時K=110～175。所以油箱散熱面積 A 為： 2189.3.74HmKt????169 參考文獻(xiàn)[1] 中國機械設(shè)計大典第 5 卷，機械控制系統(tǒng)設(shè)計/中國機械工程學(xué)會，中國機械設(shè)計大典編委會 南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.1[2] 成大先 機械設(shè)計手冊單行本，液壓傳動。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1[3] 王積偉 液壓傳動 2 版 北京：機械工業(yè)出版社，2006.12. 普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材。[4] 機械設(shè)計手冊 3 版 第 4 卷/機械設(shè)計手冊編委會編著 北京：機械工業(yè)出版社，2004.8[5] 楊培元、朱福元 液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊 北京：機械工業(yè)出版社，1995.10[6] 王積偉、章宏甲、黃誼 液壓傳動第 2 版 北京：機械工業(yè)出版社，2007.717致謝感謝老師，還有我的同學(xué)們在本次課程設(shè)計期間給予我的幫助和指導(dǎo)。由于時間和水平有限，本設(shè)計難免存在缺點和錯誤，望指導(dǎo)老師批評指正。攀 枝 花 學(xué) 院學(xué)生課程設(shè)計說明書題 目： 板料折彎機液壓系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué) 號：所在院(系 )： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及自動化 班 級： 指 導(dǎo) 教 師： 板料折彎機液壓系統(tǒng)設(shè)計摘 要立式板料折彎機是機械、電氣、液壓三者緊密聯(lián)系，結(jié)合的一個綜合體。液壓傳動與機械傳動、電氣傳動并列為三大傳統(tǒng)形式，液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計在現(xiàn)代機械的設(shè)計工作中占有重要的地位。因此，《液壓傳動》課程是工科機械類各專業(yè)都開設(shè)的一門重要課程。它既是一門理論課，也與生產(chǎn)實際有著密切的聯(lián)系。為了學(xué)好這樣一門重要課程，除了在教學(xué)中系統(tǒng)講授以外，還應(yīng)設(shè)置課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生理論聯(lián)系實際，掌握液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計的技能和方法。液壓傳動課程設(shè)計的目的主要有以下幾點：1、綜合運用液壓傳動課程及其他有關(guān)先修課程的理論知識和生產(chǎn)實際只是，進(jìn)行液壓傳動設(shè)計實踐，是理論知識和生產(chǎn)實踐機密結(jié)合起來，從而使這些知識得到進(jìn)一步的鞏固、加深提高和擴展。2、在設(shè)計實踐中學(xué)習(xí)和掌握通用液壓元件，尤其是各類標(biāo)準(zhǔn)元件的選用原則和回路的組合方法，培養(yǎng)設(shè)計技能，提高學(xué)生分析和嫁接生產(chǎn)實際問題的能力，為今后的設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。3、通過設(shè)計，學(xué)生應(yīng)在計算、繪圖、運用和熟悉設(shè)計資料（包括設(shè)計手冊、產(chǎn)品樣本、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）以及進(jìn)行估算方面得到實際訓(xùn)練。關(guān)鍵詞 板料折彎機 ，液壓傳動系統(tǒng)，液壓傳動課程設(shè)計。目 錄摘要1 任務(wù)分析…………………………………………………………………………11.1 技術(shù)要求………………… ……………………………………………………………11.2 任務(wù)分析……………………………………………………………………12 方案的確定………………………………………………………………………22.1運動情況分析………………………………………………………………22．1．1 變壓式節(jié)流調(diào)速回路………………………………………………22．1．2 容積調(diào)速回路………………………………………………………23 負(fù)載與運動分析………………………………………………………………………34 負(fù)載圖和速度圖的繪制…………………………………………………………………45 液壓缸主要參數(shù)的確定……………………………………………………………46 系統(tǒng)液壓圖的擬定…………………………………………………………………………67 液壓元件的選擇……………………………………………………………………87.1 液壓泵的選擇…………………………………………………………………………87.2 閥類元件及輔助元件………………………………………………………87.3 油管元件………………………………………………………………………………97.4 油箱的容積計算………………………………………………………………………107.5油箱的長寬高確……………………………………………………………107.6油箱地面傾斜度……………………………………………………………117.7吸油管和過濾器之間管接頭的選擇………………………………………117.8過濾器的選取………………………………………………………………117.9堵塞的選取…………………………………………………………………117.10空氣過濾器的選取………………………………………………………127.11液位/溫度計的選取………………………………………………………128 液壓系統(tǒng)性能的運算…………………………………………………………138.1 壓力損失和調(diào)定壓力的確定……………………………………………138.1.1 沿程壓力損失…………………………………………………………138.1.2 局部壓力損失…………………………………………………………138.1.3 壓力閥的調(diào)定值計算…………………………………………………148.2 油液溫升的計算……………………………………………………………148.2.1 快進(jìn)時液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量……………………………………………148.2.2 快退時液壓缸的發(fā)熱量………………………………………………148.2.3 壓制時液壓缸的發(fā)熱量………………………………………………148.3 油箱的設(shè)計…………………………………………………………………158.3.1 系統(tǒng)發(fā)熱量的計算……………………………………………………158.3.2 散熱量的計算………………………………………………………159 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………17致謝…………………………………………………………………………………181 任務(wù)分析1.1技術(shù)要求設(shè)計制造一臺立式板料折彎機，該機壓頭的上下運動用液壓傳動，其工作循環(huán)為：快速下降、慢速加壓（折彎） 、快速退回。給定條件為：折彎力 61.90N?滑塊重量 423快速空載下降 行程 210mm速度（ ） 231v/ms慢速下壓（折彎） 行程 30mm速度（ ） 122/快速回程 行程 240mm速度（ ） 523v/ms1.2任務(wù)分析根據(jù)滑塊重量為 ，為了防止滑塊受重力下滑，可用液壓方式平衡42.10N?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0.2ts?A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0.91cm??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?？爝M(jìn)和工進(jìn)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(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。由于折彎機壓力比較大，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(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，對泵起到保護作用。2方案的確定2.1運動情況分析由折彎機的工作情況來看，其外負(fù)載和工作速度隨著時間是不斷變化的。所以設(shè)計液壓回路時必須滿足隨負(fù)載和執(zhí)行元件的速度不斷變化的要求。因此可以選用變壓式節(jié)流調(diào)速回路和容積式調(diào)速回路兩種方式。2.1.1變壓式節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速的工作原理，是通過改變回路中流量控制元件通流面積的大小來控制流入執(zhí)行元件或自執(zhí)行元件流出的流量來調(diào)節(jié)其速度。變壓式節(jié)流調(diào)速的工作壓力隨負(fù)載而變，節(jié)流閥調(diào)節(jié)排回油箱的流量，從而對流入液壓缸的的流量進(jìn)行控制。其缺點：液壓泵的損失對液壓缸的工作速度有很大的影響。其機械特性較軟，當(dāng)負(fù)載增大到某值時候，活塞會停止運動，低速時泵承載能力很差，變載下的運動平穩(wěn)性都比較差，可使用比例閥、伺服閥等來調(diào)節(jié)其性能，但裝置復(fù)雜、價格較貴。優(yōu)點：在主油箱內(nèi)，節(jié)流損失和發(fā)熱量都比較小，且效率較高。宜在速度高、負(fù)載較大，負(fù)載變化不大、對平穩(wěn)性要求不高的場合。2.1.2容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路的工作原理是通過改變回路中變量泵或馬達(dá)的排量來改變執(zhí)行元件的運動速度。優(yōu)點：在此回路中，液壓泵輸出的油液直接進(jìn)入執(zhí)行元件中，沒有溢流損失和節(jié)流損失，而且工作壓力隨負(fù)載的變化而變化，因此效率高、發(fā)熱量小。當(dāng)加大液壓缸的有效工作面積，減小泵的泄露，都可以提高回路的速度剛性。綜合以上兩種方案的優(yōu)缺點比較，泵缸開式容積調(diào)速回路和變壓式節(jié)流調(diào)回路相比較，其速度剛性和承載能力都比好，調(diào)速范圍也比較寬，工作效率更高，而發(fā)熱卻是最小的?？紤]到最大折彎力為 ，數(shù)值比較大，故選用61.90N?泵缸開式容積調(diào)速回路。23 負(fù)載與運動分析要求設(shè)計的板料折彎機實現(xiàn)的工作循環(huán)是：快速下降 工作下壓(折彎)快速回程 停止。主要性能參數(shù)與性能要求如下：折彎力 F= N；61.90?板料折彎機的滑塊重量 G= N；快速空載下降速度 =0.023m/s，42.310?123/vms?工作下壓速度 =0.012m/s，快速回程速度 =0.052m/s，板料折1/ms35/彎機快速空載下降行程 =0.21m，板料折彎機工作下壓行程1L?=0.03m，板料折彎機快速回程：H=240mm=0.24m；啟動制動時間230L?，液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件選為液壓缸。液壓缸采用 V 型密封圈，其機械效st.?率 。由式 91cm?mvFt??式中 —工作部件總質(zhì)量 —快進(jìn)或快退速度 —運動的加速、減速時間t?求得慣性負(fù)載 42.310.27098mvGFNtgt??????下再求得阻力負(fù)載 靜摩擦阻力 40.6sf動摩擦阻力 1230fd?表一 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值 (單位:N)工況 負(fù)載組成 負(fù)載值 F 推力 /cm?起動 sfF?4600 5055加速 fdm?2570 2824快進(jìn) f 2300 2527工進(jìn) fdF?1902300 2113667快退 f 2300 2527注:液壓缸的機械效率取 0.91cm?34 負(fù)載圖和速度圖的繪制負(fù)載圖按上面數(shù)據(jù)繪制，如下圖 a)所示。速度圖按己知數(shù)值 ,123/vms?, , , ,快速回程21/vms?352/vs120Lm?23340L圖一 板料折彎機液壓缸的負(fù)載圖和速度圖a)負(fù)載圖 b)速度圖5 液壓缸主要參數(shù)的確定由表 11-2 和表 11-3 可知，板料折彎機液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為 211KN 時工作壓力 。將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到缸下行時，滑130PMa?塊自重采用液壓方式平衡，則可計算出液壓缸無桿腔的有效面積，取液壓缸的機械效率 η cm=0.91。 2max1 612370.0.91cFAmp????液壓缸內(nèi)徑： 4.7.30ADm??參考[1]，按 GB/T2348-1993，取標(biāo)準(zhǔn)值 D=320mm=32cm根據(jù)快速下降與快速上升進(jìn)的速度比確定活塞桿直徑 d:25.63Vd???快 上快 下 21.dc??取標(biāo)準(zhǔn)值 d=220mm=22cm4則：無桿腔實際有效面積 22213076.54ADcm????有桿腔實際有效面積 22()()36.54dc??液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力和流量計算見表 5.1。表 5.1 各階段的壓力和流量輸入流量工作階段 計算公式 負(fù)載 F/N 工作腔壓力p/Pa / minL啟動270 2853 106．3快速下降等速; 1mcFPA??1qv0 0 _工作下壓（折彎） ;21cm21v211366763.17?5.40?啟動5055 0.17 60_等速2824 0．095 1?101．7快速回程制動;32cFPA??32q2527 0.0771 6_液壓缸在工作循環(huán)中各階段的功率計算見表 5.2表 5.2 工作循環(huán)中各階段的功率啟動 312853(106./)5.04PpqW????快速下降 恒速 '0工作下壓（折彎）632.7(.1/6)278.K???啟動 6330.1(0./)0.PpqW???恒速 49517616K??快速回程制動 635.7(./).7.3?5根據(jù)以上分析與計算數(shù)據(jù)處理可繪出液壓缸的工況圖 5.1：710圖 5.1 液壓缸的工況圖6 系統(tǒng)液壓圖的擬定考慮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(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；6（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；綜上的折彎機液壓系統(tǒng)原理如下圖：圖 6.1 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 12-壓力繼電器77 液壓元件的選擇7.1 液壓泵的選擇由液壓缸的工況圖，可以看出液壓缸的最高工作壓力出現(xiàn)在加壓壓制階段時 ，此時液壓缸的輸入流量極小，且進(jìn)油路元件較少故泵到液壓127.8PMa?缸的進(jìn)油壓力損失估計取為 。所以泵的最高工作壓力0.5PMa??。0.5.3p?液壓泵的最大供油量 按液壓缸最大輸入流量（106.3L/min）計算，取泄pq漏系數(shù) K=1.1,則 。1.06.1.93/minpL??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30.17+0.5=30.67MPa，流量為 ,取泵的總效率 ，1.5460.98/minL??0.85??則液壓泵的驅(qū)動電機所要的功率為 ，3.760.983.75pqPKW??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37PKW?最大理論流量 ，大于計算所需的流980/min16/.8/mintqnVrLr????量 116.93L/min，滿足使用要求。7.2 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 7.1。8表 7.1 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 32 160 32*GY14-1B 額定轉(zhuǎn)速 1000r/min驅(qū)動電機功率為 37KW2 溢流閥 調(diào)壓0.5~32160 YF3-*-20B-C 通徑 20mm3 行程閥 - - YF3-*-20B-C4 三位四通換向閥 28 160 WEH10G 通徑 10mm5 單項順序閥 最大工作壓力32MPa160 HCT06L16 節(jié)流閥 - - FBG-3-125-10max160/inqL?(單向行程調(diào)速閥)7 單向閥 開啟0.15MPa最大 200 S20A220 通徑 20mm8 壓力繼電器 2．5 HED209 調(diào)速閥 2FRM10-217.3 油管元件各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進(jìn)、出油管則按輸入、排出的最大流量計算，由于液壓泵具體選定之后液壓缸在各個階段的進(jìn)出流量已與已定數(shù)值不同，所以重新計算如表 5.2，表中數(shù)值說明液壓缸壓制、快退速度 , 與設(shè)計要求相近，這表明所選液壓泵的型號，規(guī)格是適宜的。2v3表 7.2 液壓缸在各個階段的進(jìn)出流量9流量速度快進(jìn) 壓制 快退輸入流量L/min=112()/()pqA???706.5983.4. 15.4q?16.93pq?排出流量L/min21()/3..52.706???21()/6.5.425.670A??212()/70.6.935A??運動速度m/min11234/().981.65pvqA??213/..785vq??34312/.10/6.10.vq???由表中數(shù)值可知，當(dāng)油液在壓力管中速度取 5m/s 時，按教材 P177 式(7-9) 算得，2qdv???液壓缸進(jìn)油路油管內(nèi)徑 ；31.402.256dm?????進(jìn)液壓缸回油路管內(nèi)徑 ；3.9?回這兩根油管選用參照《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》P111，進(jìn)油管的外徑，內(nèi)徑 ，回油路管的外徑 ，內(nèi)徑 。34m??25m?42m??32m?7.4 油箱的容積計算容量 (單位為 L)計算按教材式(7-8) : ，由于液壓機是高壓系VPVq?統(tǒng)， 。所以油箱的容量 ， 1??160.987.PVqL????670.83L?按 JB/T7938-1999 規(guī)定容積取標(biāo)準(zhǔn)值 .7.5油箱的長寬高確定因為油箱的寬、高、長的比例范圍是 1：1：1~1：2：3，此處選擇比例是1：1.5：2 由此可算出油箱的寬、長、高大約分別是 1600MM,1100MM,770MM。并選擇開式油箱中的分離式油箱設(shè)計。其優(yōu)點是維修調(diào)試方便，減少了液壓油的溫升和液壓泵的振動對機械工作性能的影響；其缺點是占地面積較大。由于系統(tǒng)比較簡單，回路較短，各種元件較少，所以預(yù)估回路中各種元件和管道所占的油液體積為 0.6L。因為推桿總行程為 240mm，選取缸的內(nèi)腔長度為 360mm。忽略推桿所占的體積，則液壓缸的體積為 221706.53015.4vALL?????缸當(dāng)液壓缸中油液注滿時，此時油箱中的液體體積達(dá)到最小為： 8.0674VL?油 min則油箱中油液的高度為： 1/(10)4Hcm??由此可以得出油液體下降高度很小，因此選取隔板的高度為 44cm,并選用兩塊隔板。此分離式油箱采用普通鋼板焊接而成，參照書上取鋼板的厚度為：t=4mm。為了易于散熱和便于對油箱進(jìn)行搬移及維護保養(yǎng)，取箱底離地的距離為200mm。10故可知，油箱的總長總寬總高為：長為： 12(04)108ltm????寬為： 1(6)6wt高為： (204)7042)978h m?????7.6油箱地面傾斜度為了更好的清洗油箱，取油箱底面傾斜度為：1 ℃7.7吸油管和過濾器之間管接頭的選擇在此選用卡套式軟管接頭查《機械設(shè)計手冊—4》表 23.9—66 得其連接尺寸如下表：表 7.3 單位：mm0D公稱壓力MPa管子內(nèi)徑 0dmm 公稱尺寸 極限偏差minL卡套式管接頭 0dG(25) 22 18.5 25 0.105?38 227.8過濾器的選取取過濾器的流量至少是泵流量的兩倍的原則，取過濾器的流量為泵流量的 2.5倍。故有 ： 2.5(106.325)/min265.7/inqLL???泵 入過 濾 器查《中國機械設(shè)計大典》表 42.7—7 得，先取通用型 WU 系列網(wǎng)式吸油中過濾器：表 7.4型號 通徑Mm公稱流量 /minL過濾精度 ?CXL-250 100?50 250 1007.9堵塞的選取考慮到鋼板厚度只有 4mm，加工螺紋孔不能太大，查《中國機械設(shè)計大典》表 42.7—178 選取外六角螺塞作為堵塞，詳細(xì)尺寸見下表：11表 7.5Sd 1D e 基本尺寸極限偏差L h b 1R C重量Kg 12.5M?10.2 22 15 130.24?4 12 3 3 1 1.0 0.0327.10空氣過濾器的選取按照空氣過濾器的流量至少為液壓泵額定流量 2 倍的原則，即： 2106.3/min1.6/inqqLLp????過 濾 器選用 EF 系列液壓空氣過濾器，參照《機械設(shè)計手冊》表 23.8-95 得，將其主要參數(shù)列于下表： 表 7.6參數(shù)型號過濾注油口徑mm注油流量L/min空氣流量L/min油過濾面積L/min1Hmm2mm1D?mm2mm3mm四只螺釘均布mm空氣進(jìn)濾精度mm油過濾精度m?E -502F32 32 265 270 154 58 66 82 96 M6 14?0.105 125注：油過濾精度可以根據(jù)用戶的要求是可調(diào)的。7.11液位/溫度計的選取選取 YWZ 系列液位液溫計，參照《機械設(shè)計手冊》表 23.8-98 選用YWZ-150T 型?？紤]到鋼板的剛度，將其按在偏左邊的地方。128 液壓系統(tǒng)性能的運算8.1 壓力損失和調(diào)定壓力的確定由上述計算可知，工進(jìn)時油液流動速度較小，通過的流量為 55.44L/min,主要壓力損失為閥件兩端的壓降可以省略不計?？爝M(jìn)時液壓桿的速度，此時油液在進(jìn)油管的速度314.10.6/min0.3/765pqv sA????326..85/.p??8.1.1 沿程壓力損失沿程壓力損失首先要判斷管中的流動狀態(tài)，此系統(tǒng)采用 N32 號液壓油，室溫為 20 度時 ，所以有421.0/ms????，油液在管中的流動狀態(tài)為34/385.10962.530eRvd???層流，則阻力損失系數(shù) ，若取進(jìn)油和回油的管路長均為 2m，油75/8eR?液的密度為 ，則進(jìn)油路上的沿程壓力損失為390/Kgm??。1 2 243290/. .5.31051pldv Pa? ??????8.1.2 局部壓力損失局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，由于管道安裝和管接頭的壓力損失一般取沿程壓力損失的 10%，而通過液壓閥的局部壓力損失則與通過閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失分別為 ，則當(dāng)通過閥的流量為 q 時的閥的壓力損失 ，由rq?和 rq?算得 小于原估算值 0.5MPa,所以2()rp????213.40.5()0.56pMPa????是安全的。同理快進(jìn)時回油路上的流量 則回油管12.36.52.4/min70qAL??路中的速度 ；由此可以計算出3265.40.9/6vms?????13 （245<2320,所以為層流）; 341.092/ 8.eRvd?????,所以回油路上的沿程壓力損失為75.538e?。2 2 2542890/0.11..7103pldv Pa??????????由上面的計算所得求出：總的壓力損失 p??12Ap???36.50.47.5MPa?這與估算值有差異，應(yīng)該計算出結(jié)果來確定系統(tǒng)中的壓力閥的調(diào)定值。8.1.3 壓力閥的調(diào)定值計算由于液壓泵的流量大，在工進(jìn)泵要卸荷，則在系統(tǒng)中卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)該滿足快進(jìn)時要求，因此卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)大于快進(jìn)時的供油壓力，所以卸荷閥的調(diào)定壓力值應(yīng)該取123.670.53.pFMPaA??????3MPa 為好。溢流閥的調(diào)定壓力值應(yīng)大于卸荷閥的調(diào)定壓力值 0.3~0.5MPa，所以取溢流閥的調(diào)定壓力值為 3.5MPa。背壓閥的調(diào)定壓力以平衡板料折變機的自重，即 442.310/26.510.7pa?????背8.2 油液溫升的計算在整個工作循環(huán)中，工進(jìn)和快進(jìn)快退所占的時間相差不大，所以，系統(tǒng)的發(fā)熱和油液溫升可用一個循環(huán)的情況來計算。8.2.1 快進(jìn)時液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量快進(jìn)時液壓缸的有效功率為： 0270.36.210.PFvWK???泵的輸出功率為： 85316./5.947.347ipq??因此快進(jìn)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為：14??0.7350.6210.13iiHPKW????8.2.2 快退時液壓缸的發(fā)熱量快退時液壓缸的有效功率為： 02840.516.8PFvW???泵的輸出功率為： 169..5ipqW?快退時液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為： ??0189.46.2.0.46iiHPK???8.2.3 壓制時液壓缸的發(fā)熱量壓制時液壓缸的有效功率為： 60.1.0PFvW??泵的輸出功率 6.57843ipqPW???因此壓制時液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為： ??07843601.843iiHK???總的發(fā)熱量為 0.13.451..91i K??按教材式（11—2）求出油液溫升近似值 ??32.890/4.8TC????溫升沒有超出允許范圍，液壓系統(tǒng)中不需要設(shè)置冷卻器。8.3 油箱的設(shè)計由前面計算得出油箱的容積為 1000L。8.3.1 系統(tǒng)發(fā)熱量的計算在液壓系統(tǒng)中，損失都變成熱量散發(fā)出來。發(fā)熱量已在油溫驗算時計算出，所以 1.893HKW?8.3.2 散熱量的計算當(dāng)忽略系統(tǒng)中其他地方的散熱，只考慮油箱散熱時，顯然系統(tǒng)的總發(fā)熱功率 H 全部由油箱來考慮。這時油箱散熱面積 A 的計算公式為 HAKt?式中 A—油箱的散熱面積（ ）2m15 H—油箱需要的散熱功率（W）—油溫（一般以 考慮）與周圍環(huán)境溫度的溫差tA5C?K—散熱系數(shù)。與油箱周圍通風(fēng)條件的好壞而不同，通風(fēng)很差時K=8～9；良好時 K=15～17.5；風(fēng)扇強行冷卻時 K=20～23；強迫水冷時K=110～175。所以油箱散熱面積 A 為： 2189.3.74HmKt????169 參考文獻(xiàn)[1] 中國機械設(shè)計大典第 5 卷，機械控制系統(tǒng)設(shè)計/中國機械工程學(xué)會，中國機械設(shè)計大典編委會 南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.1[2] 成大先 機械設(shè)計手冊單行本，液壓傳動。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1[3] 王積偉 液壓傳動 2 版 北京：機械工業(yè)出版社，2006.12. 普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材。[4] 機械設(shè)計手冊 3 版 第 4 卷/機械設(shè)計手冊編委會編著 北京：機械工業(yè)出版社，2004.8[5] 楊培元、朱福元 液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊 北京：機械工業(yè)出版社，1995.10[6] 王積偉、章宏甲、黃誼 液壓傳動第 2 版 北京：機械工業(yè)出版社，2007.717致謝感謝老師，還有我的同學(xué)們在本次課程設(shè)計期間給予我的幫助和指導(dǎo)。由于時間和水平有限，本設(shè)計難免存在缺點和錯誤，望指導(dǎo)老師批評指正。