專(zhuān)用彎管機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【帶CAD圖紙】

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第一章 概述 1.1彎管機(jī)的工作原理 彎管機(jī)主要由機(jī)械裝置、液壓系統(tǒng)、等組成。機(jī)械裝置主要有卡緊裝置、小車(chē)推進(jìn)裝置、導(dǎo)向輪裝置和搖臂回轉(zhuǎn)裝置等組成。 其工作原理是采用液壓缸將鋼管勻速推進(jìn)，使鋼管沿預(yù)設(shè)的軌道行走從而形成具有一定曲率半徑和角度的彎管。先將鋼管安裝就位，通過(guò)搖臂回轉(zhuǎn)裝置上的絲杠絲母?jìng)鲃?dòng)裝置調(diào)整好彎曲半徑，從而獲得所需的彎管管件。特點(diǎn)：彎出的管具有形變小，壁厚差小，無(wú)應(yīng)力。 1.2彎管機(jī)的工藝過(guò)程 本課題的研究工作主要是根據(jù)彎管機(jī)的工藝流程對(duì)彎管機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和數(shù)學(xué)建模，確定適用于該系統(tǒng)的控制算法，完成理論與實(shí)踐的結(jié)合。如圖1-1所示。 夾具夾緊 放置鋼管 彎管參數(shù)確定 彎管推進(jìn) 推進(jìn)位置控制 彎管 夾具松開(kāi) 彎管結(jié)束 圖1-1 彎管機(jī)流程 由于管材的材質(zhì)各異， 管徑、壁厚、彎曲角度等差異較大，使得中頻電源加熱溫度和彎管推進(jìn)速度之間的關(guān)系都不一樣，并且各工藝參數(shù)的設(shè)定也比較復(fù)雜， 而參數(shù)設(shè)定的合適與否會(huì)極大影響彎管的各種機(jī)械性能， 所以要根據(jù)工況的不同進(jìn)行參數(shù)選擇， 并由此控制彎管的質(zhì)量。其次在對(duì)彎管機(jī)的系統(tǒng)以及彎管工藝有一個(gè)很好的了解的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況，完成硬件設(shè)備的選型。 1.3彎管機(jī)控制流程 根據(jù)彎管機(jī)簡(jiǎn)單的工藝流程我們可以寫(xiě)出彎管機(jī)軟件編程的流程框圖，根據(jù)流程圖可以很好的編寫(xiě)軟件程序，以便更好、更準(zhǔn)、更精的控制彎管機(jī)，生產(chǎn)出合格的彎管來(lái)。下面就是彎管機(jī)的彎管機(jī)編程的流程框圖1-2。 結(jié)束 是否達(dá)到設(shè)定位置 電機(jī)啟動(dòng) 放置鋼管 半徑調(diào)節(jié) 管與推進(jìn)裝置固定 勻速推進(jìn)鋼管 是否到達(dá)彎管要求 夾具松開(kāi)卸料 彎管結(jié)束 Y N N Y N 圖1-2彎管流程 第二章 彎管機(jī)液壓執(zhí)行元件的確定 2.1 明確任務(wù)與要求 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，彎管機(jī)最大推力15000 N；工作臺(tái)快進(jìn)、快退速度相等，v=3m/min；工作進(jìn)給速度1.5m/s；快進(jìn)的行程為L(zhǎng)1=0.12m；工作行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=0.15m。設(shè)工件移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)軌為平導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù)為fs=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為fd=0.1，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間⊿t=0.2s。 該系統(tǒng)采用液壓與電氣配合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)控制繪制動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖，彎管機(jī)的工作循環(huán)為：快進(jìn) → 工進(jìn) → 快退 → 停止。如圖2-1所示。 圖2-1彎管機(jī)的工作循環(huán)圖 2.2 執(zhí)行元件的配置 根據(jù)上述的技術(shù)要求，對(duì)照文獻(xiàn)[1]可知活塞缸雙桿的液壓缸使用于磨床等往返速度相同或不同的機(jī)構(gòu)；活塞單桿適用一些結(jié)構(gòu)；固定缸的雙桿液壓缸適用于液壓機(jī)、注塑機(jī)動(dòng)梁回程缸等各類(lèi)熱壓機(jī)等；固定桿的單桿液壓缸則適用于液壓機(jī)、千斤頂?shù)扔糜诠潭ê蛫A緊等的機(jī)構(gòu)中。故而選用缸體固定的單桿液壓缸作為彎管工件的執(zhí)行元件。 2.3 液壓系統(tǒng)工況分析 快進(jìn)的時(shí)間 (2-1) 工進(jìn)的時(shí)間 (2-2) 由計(jì)算得到液壓缸的行程-時(shí)間循環(huán)圖和速速循環(huán)圖，如圖2-2所示： 圖2-2 運(yùn)動(dòng)分析 2.4 液壓缸的確定 2.4.1 液壓缸工作負(fù)載的計(jì)算 （1）工作負(fù)載： Fw=10000N （2）摩擦阻力： 靜摩擦阻力 Fuj=0.2×10000N=2000N=′= (3-2) 動(dòng)摩擦阻力 Fui=0.1×10000N=1000N （3）慣性阻力動(dòng)力滑臺(tái)起動(dòng)加速，反向起動(dòng)加速和快退減速制動(dòng)的加速度的絕對(duì)值相等，即△v=0.1m/s，△t=0.2m/s，故慣性阻力為： Fa=ma=G△ν/g△t=(10000×0.1)÷(10×0.2)=500N (3-3) 根據(jù)以上的計(jì)算，m=0.9可得到液壓缸各階段的各各動(dòng)作負(fù)載，見(jiàn)表3-1所示。 表3-1液壓缸各階段工作負(fù)載計(jì)算 工況 計(jì)算公式 液壓缸負(fù)載/N 液壓缸推力F/N 起動(dòng) F=Ffg 2000 2222 加速 F=Ffd+Fg 1500 1667 快進(jìn) F=Ffd 1000 1111 工進(jìn) F=Fw+Ffd 11000 11444 反向起動(dòng) F=Ffg 2000 2222 加速 F=Ffd+Fa 1500 1667 快退 F=Ffd 1000 1111 制動(dòng) F=Ffd-Fa 500 556 2.4.2 確定液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的直徑 根據(jù)文獻(xiàn)[1]，初定執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)壓力：P=2.5MPa 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，彎管機(jī)最大推力15000N；工作臺(tái)快進(jìn)、快退速度相等，v=3m/min；工作進(jìn)給速度1.5m/s；快進(jìn)的行程為L(zhǎng)1=0.12m；工作行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=0.15m,液壓缸的效率按?cm=0.9計(jì)算可知： 液壓缸的工作壓力為P1=2.5M Pa。 選定快進(jìn)、快退時(shí)回油壓力損失△P2=0.7MPa。 (2-3) 液壓缸的內(nèi)徑為： (2-4) 圓整取標(biāo)準(zhǔn)直徑D=95mm，則d=0.707D，即d=0.70795=67.165mm，圓整液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算 無(wú)桿腔面積 (2-5) 有桿腔面積 (2-6) 2.4.3計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各個(gè)階段的壓力、流量和功率的實(shí)際值 表3-2液壓缸各工況所需壓力、流量和功率 工況 負(fù)載 F/N 回油腔 壓力 p2 (△p2)/(105 Pa) 進(jìn)油腔 壓力 p1/(105 Pa) 輸入流量 q/(L/min) 輸入 功率 P/kW 計(jì)算公式 快 進(jìn) 啟動(dòng) 2222 DP2=0 5.6 — — P1=(F+△P2A2)/(A1-A2)? 加速 1667 DP2=7 8.4 — q=(A1?-A2)v1 P=P1q× 10-3 快速 1111 DP2=7 23.7 23.7 0.33 工進(jìn) 11444 Pb=6 23.1 0.2 0.0077 P1=(F+P2 A2)/ A1 q=A1v2 P=p1q×10-3 快 退 啟動(dòng) 2222 DP2=0 7.1 — — 加速 1667 DP2=7 21.1 — — P1=(F+P2 A1)/A1 快退 1111 DP2=7 19.4 0.075 0.024 q= A2v2 P=P1q×10-3 制動(dòng) 556 DP2=7 17.6 — — 第三章 液壓原理圖的擬定 3.1制訂液壓回路方案： 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無(wú)其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。 溢流節(jié)流閥是由差壓式溢流閥和節(jié)流閥并聯(lián)組合而成。它有一個(gè)進(jìn)口、兩個(gè)出口，進(jìn)油口與油泵相接，出油口與油缸相接回油口與油箱相接。 液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無(wú)級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。 溢流閥能保證節(jié)流閥前后的壓差基本上保持不變，因而通過(guò)節(jié)流閥的流量不受負(fù)載變化的影響，流量基本是穩(wěn)定的。故而在整個(gè)回路中添加個(gè)溢流閥以確保液壓回路的壓差值不發(fā)生大的波動(dòng)，穩(wěn)定整個(gè)液壓回路。 節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場(chǎng)合，旁路節(jié)流多用于高速。 調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。需要注意的是開(kāi)式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。 3.2合成液壓系統(tǒng)原理圖： 一般來(lái)說(shuō)整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(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。為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測(cè)元件（如壓力表、溫度計(jì)等）。大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。各液壓元件盡量采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱(chēng)和動(dòng)作，注明各液壓元件的序號(hào)以及各電磁鐵的代號(hào)，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動(dòng)作表。 故合成液壓系統(tǒng)原理圖下圖3-1所示： 圖3-1 液壓系統(tǒng)原理 1、郵箱 2、濾油器 3、油泵 4、油泵電機(jī) 5、溢流閥 6、三位四通電磁閥 7、單向節(jié)流閥 8、夾緊液壓缸 9、單向閥 第四章 選擇液壓元件 4.1選擇液壓泵和電機(jī) 4.1.1確定液壓泵的工作壓力、流量 a）液壓泵的工作壓力 已確定液壓缸的最大工作壓力為2.5 MPa。在調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，工進(jìn)是進(jìn)油管路較復(fù)雜，取進(jìn)油路上的壓力損失△P1=30×105 Pa,則油泵的最高工作壓力為： P=(25+30)×105 Pa =55×105 Pa (4-1) 由工況圖可知，液壓缸快退時(shí)的進(jìn)油路比較簡(jiǎn)單，取其壓力損失為4×105 Pa，則油泵的最高工作壓力為Pp2=(19.4×105+4×105) =23.5×105 Pa。 b）液壓泵的流量 由工況圖可知，進(jìn)入液壓缸的最大流量在快進(jìn)時(shí)，其值為 23.7L/min ，最小流量在快退時(shí)，其值為0.075 L/min，若取系統(tǒng)泄漏系數(shù)k=1.2，則液壓泵最大流量為qp=1.2×23.7 L/min=28.44 L/min 0 由于溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3 L/min，工進(jìn)時(shí)的流量為0.2 L/min，所以小流量泵的流量最小應(yīng)為3.2 L/min。 4.1.2液壓泵的確定 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，查閱產(chǎn)品目錄，選用相近規(guī)格CBF-F40型齒輪泵。 液壓泵電動(dòng)機(jī)功率為： 由工況圖可知，液壓缸的最大輸出功率出現(xiàn)在快進(jìn)工況，其值為 0.33kW。此時(shí)，泵的輸出壓力應(yīng)為=8.4×105 Pa ，流量為=(36+6) L/min= 42L/min 。 取泵的總效率ηp= 0.75 ，則電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算為 / (4-2) 有上述計(jì)算，可選額定功率為1.1kW的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。 4.2液壓閥和輔件的選擇 根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)閥的實(shí)際流量就可選擇各個(gè)閥類(lèi)元件和輔助元件，其型號(hào)可查閱有關(guān)液壓手冊(cè)。 液壓泵選定后，液壓缸在各個(gè)階段的進(jìn)出流量與原定值不同，需重新計(jì)算，見(jiàn)表4-1。 表4-1 流量計(jì)算 快進(jìn) 工進(jìn) 快退 輸入流量/（L/min） q1=(70.8×42)/39.5=75.28 排出流量/（L/min） 運(yùn)動(dòng)速度/（L/min） 根據(jù)以上所述選出采用元件型號(hào)如表4-2所示 表4-2 采用元件 閥 數(shù)量 型號(hào) 單向節(jié)流閥 3 MK10-G10 電磁換向閥 3 3WE5N6.2/OAW220-50Z4 泵口溢流閥 1 DBDS10G10/10 夾緊缸溢流閥 3 DBDS10G1/10 單向閥 5 S10A0.15-2 4.3確定管道尺寸 由于本液壓系統(tǒng)的油管通油量較大，其實(shí)際流量q約為75.28L/min=1.255×10-3 m3/s，取允許流速v=3m/s。主壓力油管根據(jù)公式計(jì)算： d= (4-3) 圓整后取d=20mm。 4.4確定油箱容積 按經(jīng)驗(yàn)公式V=(5～7)，選取油箱容積為: (4-4) 第五章 液壓系統(tǒng)主要性能驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及聯(lián)接管路等完全確定后，針對(duì)實(shí)際情況對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。對(duì)一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要是進(jìn)一步確切地計(jì)算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系統(tǒng)效率，壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計(jì)算發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)某些不合理的設(shè)計(jì)要進(jìn)行重新調(diào)整，或采取其他必要的措施。 5.1 液壓系統(tǒng)壓力損失 壓力損失包括管路的沿程損失△p1，管路的局部壓力損失△p2和閥類(lèi)元件的局部損失△p3，總的壓力損失為 △p=△p1+△p2+△p3 （5-1） （5-2） ?? ? ? ??????（5-3） 式中 l——管道的長(zhǎng)度（m）； d——管道內(nèi)徑（m）； υ——液流平均速度（m/s）； ρ——液壓油密度（kg/m3）； λ——沿程阻力系數(shù)； ζ——局部阻力系數(shù)。 （5-4） 式中 Qn——閥的額定流量（m3/s）； Q——通過(guò)閥的實(shí)際流量（m3/s）； △Pn——閥的額定壓力損失（Pa）（可從產(chǎn)品樣本中查到）。 對(duì)于泵到執(zhí)行元件間的壓力損失，如果計(jì)算出的△P比選泵時(shí)估計(jì)的管路損失大得多時(shí)，應(yīng)該重新調(diào)整泵及其他有關(guān)元件的規(guī)格尺寸等參數(shù)。 系統(tǒng)的調(diào)整壓力 PT≥P1+△P???? ? ????????（5-5） 式中 PT——液壓泵的工作壓力或支路的調(diào)整壓力。 5.2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算 5.2.1 計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 液壓系統(tǒng)工作時(shí)，除執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。液壓系統(tǒng)的功率損失主要有以下幾種形式： （1）液壓泵的功率損失 （5-6） 式中 Tt——工作循環(huán)周期（s）； z——投入工作液壓泵的臺(tái)數(shù)； Pri——液壓泵的輸入功率（W）； ηPi——各臺(tái)液壓泵的總效率； ti——第i臺(tái)泵工作時(shí)間（s）。 （2）液壓執(zhí)行元件的功率損失 （5-7） 式中 M——液壓執(zhí)行元件的數(shù)量； Prj——液壓執(zhí)行元件的輸入功率（W）； ηj——液壓執(zhí)行元件的效率； tj——第j個(gè)執(zhí)行元件工作時(shí)間（s）。 （3）溢流閥的功率損失 ?????????????? （5-8） 式中 py——溢流閥的調(diào)整壓力（Pa）； Qy——經(jīng)溢流閥流回油箱的流量（m3/s）。 （4）油液流經(jīng)閥或管路的功率損失 Ph4=△pQ????? ???????? （5-9） 式中 △p——通過(guò)閥或管路的壓力損失（Pa）； Q——通過(guò)閥或管路的流量（m3/s）。 由以上各種損失構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的功率損失，即液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 Phr=Ph1+ Ph2+ Ph3+Ph4???? ?? ????（5-10） 式5-10適用于回路比較簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，由于功率損失的環(huán)節(jié)太多，一一計(jì)算較麻煩，通常用下式計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 Phr=Pr-Pc??????? ? ?????（5-11） 式中Pr是液壓系統(tǒng)的總輸入功率，PC是輸出的有效功率。 （5-12） （5-13） 其中 Tt——工作周期（s）； z、n、m——分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)的數(shù)量； pi、Qi、ηPi——第i臺(tái)泵的實(shí)際輸出壓力、流量、效率； ti——第i臺(tái)泵工作時(shí)間（s）； TWj、ωj、tj——液壓馬達(dá)的外載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、工作時(shí)間（N·m、rad/s、s）； FWi、si——液壓缸外載荷及驅(qū)動(dòng)此載荷的行程（N·m）。 5.2.2 計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱功率 液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是油箱表面，但如果系統(tǒng)外接管路較長(zhǎng)，而且用式 5-10計(jì)算發(fā)熱功率時(shí)，也應(yīng)考慮管路表面散熱。 Phc=（K1A1+K2A2）△T???? ????（5-14） 式中 K1——油箱散熱系數(shù)，見(jiàn)表5-1； K2——管路散熱系數(shù)，見(jiàn)表5-2； A1、A2——分別為油箱、管道的散熱面積（m2）； △T——油溫與環(huán)境溫度之差（℃）。 表5-1? 油箱散熱系數(shù)K1（W/（m2·℃）） 冷卻條件 K1 通風(fēng)條件很差 8～9 通風(fēng)條件良好 15～17 用風(fēng)扇冷卻 23 循環(huán)水強(qiáng)制冷卻 110～170 表5-2 管道散熱系數(shù)K2（W/（m2·℃）） 風(fēng)速/m·s-1 管道外徑/m 0.01 0.05 0.1 0 8 6 5 1 25 14 10 5 69 40 23 若系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則Phr=Phc，油溫不再升高，此時(shí)，最大溫差 (5-15) 環(huán)境溫度為T(mén)0，則油溫T=T0+△T。如果計(jì)算出的油溫超過(guò)該液壓設(shè)備允許的最高油溫（各種機(jī)械允許油溫見(jiàn)表5-3），就要設(shè)法增大散熱面積，如果油箱的散熱面積不能加大，或加大一些也無(wú)濟(jì)于事時(shí)，需要裝設(shè)冷卻器。冷卻器的散熱面積 表5-3 各種機(jī)械允許油溫（℃） 液壓設(shè)備類(lèi)型 正常工作溫度 最高允許溫度 數(shù)控機(jī)床 30～50 55～70 一般機(jī)床 30～55 55～70 機(jī)車(chē)車(chē)輛 40～60 70～80 船舶 30～60 80～90 冶金機(jī)械、液壓機(jī) 40～70 60～90 工程機(jī)械、礦山機(jī)械 50～80 70～90 (5-16) 式中 K——冷卻器的散熱系數(shù) △tm——平均溫升（℃）； T1、T2——液壓油入口和出口溫度； t1、t2——冷卻水或風(fēng)的入口和出口溫度。 5.2.3 根據(jù)散熱要求計(jì)算油箱容量 式5-15是在初步確定油箱容積的情況下，驗(yàn)算其散熱面積是否滿(mǎn)足要求。當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)熱量求出之后，可根據(jù)散熱的要求確定油箱的容量。 由式5-1可得油箱的散熱面積為 (5-17) 如不考慮管路的散熱，式5-17可簡(jiǎn)化為 (5-18) 油箱主要設(shè)計(jì)參數(shù)如圖5-1所示。一般油面的高度為油箱高h(yuǎn)的0.8倍，與油直接接觸的表面算全散熱面，與油不直接接觸的表面算半散熱面，圖示油箱的有效容積和散熱面積分別為 圖5-1? 油箱結(jié)構(gòu)尺寸 V=0.8αbh????????? ??? （5-19） A1=1.6h（α+b）+1.5αb?? ???（5-20） 若A1求出，再根據(jù)結(jié)構(gòu)要求確定α、b、h的比例關(guān)系，即可確定油箱的主要結(jié)構(gòu)尺寸。 如按散熱要求求出的油箱容積過(guò)大，遠(yuǎn)超出用油量的需要，且又受空間尺寸的限制，則應(yīng)適當(dāng)縮小油箱尺寸，增設(shè)其他散熱措施。 5.3 計(jì)算液壓系統(tǒng)沖擊壓力 壓力沖擊是由于管道液流速度急劇改變而形成的。例如液壓執(zhí)行元件在高速運(yùn)動(dòng)中突然停止，換向閥的迅速開(kāi)啟和關(guān)閉，都會(huì)產(chǎn)生高于靜態(tài)值的沖擊壓力。它不僅伴隨產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，而且會(huì)因過(guò)高的沖擊壓力而使管路、液壓元件遭到破壞。對(duì)系統(tǒng)影響較大的壓力沖擊常為以下兩種形式： 1）當(dāng)迅速打開(kāi)或關(guān)閉液流通路時(shí)，在系統(tǒng)中產(chǎn)生的沖擊壓力。 直接沖擊（即t＜τ）時(shí)，管道內(nèi)壓力增大值 ??????????? （5-21） 間接沖擊（即t＞τ）時(shí)，管道內(nèi)壓力增大值 (5-22) 式中 ρ——液體密度（kg/m3）； △υ——關(guān)閉或開(kāi)啟液流通道前后管道內(nèi)流速之差（m/s）； t——關(guān)閉或打開(kāi)液流通道的時(shí)間（s）； τ=2l\ac——管道長(zhǎng)度為l時(shí)，沖擊波往返所需的時(shí)間（s）； ——管道內(nèi)液流中沖擊波的傳播速度（m/s）。 若不考慮粘性和管徑變化的影響，沖擊波在管內(nèi)的傳播速度 (5-23) 式中 E0——液壓油的體積彈性模量（Pa），其推薦值為E0=700MPa； δ、d——管道的壁厚和內(nèi)徑（m）； E——管道材料的彈性模量（Pa），常用管道材料彈性模量： 鋼E=2.1×1011Pa，紫銅E=1.18×1011Pa。 2）急劇改變液壓缸運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，由于液體及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的慣性作用而引起的壓力沖擊，其壓力的增大值為 (5-24) 式中 ——液流第i段管道的長(zhǎng)度（m）； Ai——第i段管道的截面積（m2）； A——液壓缸活塞面積（m2）； M——與活塞連動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量（kg）； △υ——液壓缸的速度變化量（m/s）； t——液壓缸速度變化△υ所需時(shí)間（s）。 計(jì)算出沖擊壓力后，此壓力與管道的靜態(tài)壓力之和即為此時(shí)管道的實(shí)際壓力。實(shí)際壓力若比初始設(shè)計(jì)壓力大得多時(shí)，要重新校核一下相應(yīng)部件管道的強(qiáng)度及閥件的承壓能力，如不滿(mǎn)足，要重新調(diào)整。 第六章 結(jié)束語(yǔ) 本課題的研究工作主要是根據(jù)彎管機(jī)的工藝流程對(duì)彎管機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和數(shù)學(xué)建模，確定適用于該系統(tǒng)的控制算法，完成理論與實(shí)踐的結(jié)合。 這次設(shè)計(jì)讓我了解了液壓元件，液壓系統(tǒng)以及液壓原理。有很多設(shè)計(jì)理念來(lái)源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。本次設(shè)計(jì)脫離不了集體的力量，遇到問(wèn)題和同學(xué)互相討論交流，多和同學(xué)討論。我們?cè)谧鲈O(shè)計(jì)項(xiàng)目的過(guò)程中要不停的討論問(wèn)題，這樣，我們組員可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會(huì)使在做的過(guò)程中沒(méi)有方向，并且這樣也是為了方便最后設(shè)計(jì)和在一起。討論不僅是一些思想的問(wèn)題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問(wèn)題，這樣可以使自己的處理問(wèn)題要快一些，少走彎路。多改變自己設(shè)計(jì)的方法，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中最好要不停的改善自己解決問(wèn)題的方法，這樣可以方便自己解決問(wèn)題。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)液壓原理及元件有了深入的理解，得到了很好的鍛煉，大大提升了理論知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用能力。同時(shí)，由于對(duì)管類(lèi)材料不甚了解，因此在材料的選用及具體細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)方面可能存在一定問(wèn)題，有待今后改進(jìn)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，相信將會(huì)對(duì)以后的工作起到重要的作用！ 參考文獻(xiàn) [1] 張利平. 液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005，6. [2] 成大先，李伯成等. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)- 液壓傳動(dòng)部分. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004，1. [3] 賈銘新. 液壓傳動(dòng)與控制（第二版）. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001. [4] 朱龍跟. 簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997. [5] 楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008. [6] 劉延俊.液壓回路與系統(tǒng). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008. [7] 邵俊鵬等.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)禁忌. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008. [8] 張利平.液壓閥原理、使用與維護(hù)（第二版）. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009. 致謝 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的設(shè)計(jì)，在諸位老師和同學(xué)的幫助下，現(xiàn)已將專(zhuān)用彎管機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本完成。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，使我學(xué)到了很多東西。首先，對(duì)知識(shí)有了綜合系統(tǒng)的整理。我不但復(fù)習(xí)了大學(xué)所學(xué)的大部分知識(shí)，更重要的是，我把所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，并與實(shí)踐結(jié)合，這是很好的一次鍛煉。相信會(huì)對(duì)我今后的工作和學(xué)習(xí)起到巨大的作用和影響。其次，這次設(shè)計(jì)使我對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)有了更深刻的了解；對(duì)我已有的學(xué)習(xí)方法是一個(gè)很好的補(bǔ)充，使我找到了適合自己的學(xué)習(xí)方法。運(yùn)用知識(shí)方面，我懂得了怎樣把學(xué)過(guò)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去、怎樣推知未知的知識(shí)。其三，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了查找有用資料的方法，在以后的學(xué)習(xí)工作中，定會(huì)起到事半功倍的效果。 在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師的不倦教誨和同學(xué)的熱心幫助給我?guī)?lái)了很大的方便。老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)使我深受感動(dòng)，在老師不厭其煩的講解中我體會(huì)到了為人師表的偉大；同學(xué)的熱心幫助使我更深刻的體會(huì)到了友情的珍貴。本次設(shè)計(jì)不僅豐富了我的文化知識(shí)，對(duì)我的思想更是一種升華。 在此，我要真心的感謝指導(dǎo)老師孫淑梅老師，同時(shí)也要感謝我的同學(xué)，他們對(duì)我的幫助是巨大的。 謝謝大家對(duì)我的幫助! 最后，限于本人的時(shí)間和水平有限，誤漏之處,敬煩不吝批評(píng)指正。 - 21 -