液壓彎管機(jī)的設(shè)計(jì)

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畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目 液壓彎管機(jī)的設(shè)計(jì) 專 業(yè) 液壓與氣動(dòng)技術(shù) 主題抄詞 液壓與氣動(dòng)技術(shù)作為現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)與控制的重要技術(shù)手段，在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。與其他傳動(dòng)控制技術(shù)相比，液壓與氣動(dòng)技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn)，像功率密度大，工作平穩(wěn)且快速性好，易于控制并過載保護(hù)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)電一體化的整合，因而廣泛應(yīng)用。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造和使用維護(hù)方面等具有多種顯著的技術(shù)優(yōu)勢，故此使其成為現(xiàn)代機(jī)械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本要素。液壓與氣動(dòng)技術(shù)相比之下，液壓技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，所以本次的設(shè)計(jì)主要用的是液壓技術(shù)。電動(dòng)彎管機(jī)是彎曲管材成型的主要設(shè)備之一，適用于可塑性材料的彎曲工藝加工。它在建筑、制造、煤礦、石油、軍工、工程等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要和要求，再結(jié)合電動(dòng)彎管機(jī)自身特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款新型便攜式半自動(dòng)化電動(dòng)彎管機(jī)。該機(jī)可配備多式樣不同半徑的彎曲模具，從而實(shí)現(xiàn)管材不同半徑和不同角度的彎曲加工。在本設(shè)計(jì)中，利用液壓傳動(dòng)的原理，擬定合理的液壓系統(tǒng)圖，經(jīng)過必要的計(jì)算，確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，據(jù)此來系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和液壓元件選型。而對于機(jī)械結(jié)構(gòu)，則是根據(jù)實(shí)際所需設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)，緊密、美觀，符合人機(jī)工程學(xué)。半自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，提高了生產(chǎn)效率和系統(tǒng)的安全性。無論是液壓系統(tǒng)，還是機(jī)械結(jié)構(gòu)，都全方位的考慮使用者的安全和效率。尤其是本次對液壓接夠采用車載臥式布局，更是結(jié)構(gòu)簡單，外形新穎美觀，給使用者一種全新的感受。1 液壓 3081 班 柯超畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ，是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 2 液壓 3081 班 柯超學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日3 液壓 3081 班 柯超目錄第一章 液壓傳動(dòng)技術(shù)的概述1一、液壓傳動(dòng)的基本原理和特征11.基本原理 12.液壓傳動(dòng)的特征 1二、液壓傳動(dòng)發(fā)展的概況1三、液壓傳動(dòng)在各領(lǐng)域的應(yīng)用2四、液壓彎管機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r3五、液壓系統(tǒng)的組成及分類31.液壓系統(tǒng)的組成 32.液壓系統(tǒng)的分類 3六、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)41.液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 42.液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) 4七、液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào)5第二章 電動(dòng)彎管機(jī)5一、 電動(dòng)彎管機(jī)的工作原理5二、 主要技術(shù)參數(shù)6第三章 管材彎曲6一、管材的力學(xué)性能分析6二、管材彎曲過程的分析7三、管材彎曲的計(jì)算及彎管能力的校核91.彎曲最小半徑的確定 .92.管材中性層曲率半徑（ ） 9?3.管材的抗彎截面模數(shù) .104.管材彎曲力矩的計(jì)算 .10四、彎曲管材斷面形狀的畸變及其防止11五、管材彎曲成形的極限12六、管材彎曲工藝的關(guān)鍵12七、管材彎曲的回彈量131.主要影響回彈的因素有 132.減小回彈量的措施 .133.彎曲管材的精度要求 .134.彎曲角度的檢驗(yàn) 14第四章 電動(dòng)彎管機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)15一、 電動(dòng)彎管機(jī)機(jī)構(gòu)原理圖15二、 電動(dòng)彎管機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)151.上、下花板的設(shè)計(jì) .152.錕軸的設(shè)計(jì) .173.銷的選擇 184.螺栓的選擇 .19三、 彎曲模具的設(shè)計(jì)19第五章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算204 液壓 3081 班 柯超一、 工況分析20二、 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定23三、 液壓回路方案的制定，擬定液壓系統(tǒng)原理圖251.液壓回路方案的制定 .252.擬定液壓系統(tǒng)原理圖 .26四、 液壓元件的選型與計(jì)算271.液壓泵的選擇272.驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇 .283.聯(lián)軸器的選擇29第六章 液壓缸的設(shè)計(jì)及其計(jì)算32一、 液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題32二、 主要結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)與選用321.缸筒壁厚的計(jì)算 322.液壓缸的油口尺寸 333.液壓缸缸底厚度的計(jì)算 344.活塞與活塞桿的計(jì)算 .345.液壓缸工作行程的確定 366.液壓缸最小導(dǎo)向長度的計(jì)算 .367.缸筒與缸蓋的連接 .37三、 密封與防塵的選擇371.活塞與缸筒的密封結(jié)構(gòu) 382.活塞桿的密封與防塵 .38第七章 液壓系統(tǒng)輔助原件的設(shè)計(jì)與選擇39一、 油管及其管接頭39二、 油箱的設(shè)計(jì)411.油箱容積的確定 412.油箱外形尺寸的確定 .423.油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選取 .424.油箱散熱面積的計(jì)算 .43第八章 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算44一、雷諾數(shù)44二、壓力損失的驗(yàn)算44三、液壓泵工作壓力的估算44四、系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算45第九章 液壓站的設(shè)計(jì)46一、液壓站的結(jié)構(gòu)形式46二、液壓泵的安裝方式46第十章 電動(dòng)液壓彎管機(jī)產(chǎn)品說明書及注意事項(xiàng)47一、YY— 3081 型電動(dòng)液壓彎管機(jī)使用方法 .47二、注意事項(xiàng)47第十一章 YY—3081 型電動(dòng)液壓彎管機(jī)簡易故障及排除方法 .48致 謝50參考文獻(xiàn)51第一章 液壓傳動(dòng)技術(shù)的概述1、液壓傳動(dòng)的基本原理和特征 1、基本原理：液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，利用液體的靜壓能實(shí)現(xiàn)信息、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞及工程控制的技術(shù)，其工作原理基于流體力學(xué)的帕斯卡原理，即液體靜壓傳遞原理。因此，又稱容積式液體傳動(dòng)或靜液傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)的裝置和設(shè)備中，其系統(tǒng)使用具有連續(xù)流動(dòng)性的液壓油為工作介質(zhì)，通過被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，然后通過封閉的管路和控制閥(壓力閥、流量閥和方向閥） ，送至執(zhí)行原件（液壓馬達(dá)、液壓缸） ，再由其將壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能去驅(qū)動(dòng)負(fù)載和實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)所需的直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2、液壓傳動(dòng)的特征：1 液壓工作介質(zhì)是在受調(diào)節(jié)和控制下工作，故可作“傳動(dòng)”之用，亦可作“控制”之用，二者很難截然分開。2 液壓技術(shù)中，與外負(fù)載（推理 或轉(zhuǎn)矩 ）相對應(yīng)的液體參數(shù)是壓力FT；與運(yùn)動(dòng)速度 （或轉(zhuǎn)速 ）相對應(yīng)的液體參量是流量 。壓力 和流pvnqp量 液壓系統(tǒng)中兩個(gè)最基本的參數(shù)，壓力的高低取決于負(fù)載大小，流量q大小取決于速度高低和執(zhí)行元件的主要尺寸（液壓缸徑或馬達(dá)排量） 。3 如果忽略各種損失，液壓傳動(dòng)的力（或轉(zhuǎn)矩）與速度（或轉(zhuǎn)速）彼此無關(guān)，既可實(shí)現(xiàn)與負(fù)載無關(guān)的任何運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也可借助各種控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與負(fù)載有關(guān)的各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。4 液壓傳動(dòng)是以液體的壓力能來傳遞動(dòng)力的傳遞并且符合能量守恒定律，壓力 與流量 的乘積等于功率 。pqP5 液壓傳動(dòng)時(shí)省力，不省功。2、液壓傳動(dòng)發(fā)展的概況液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)成為流體傳動(dòng)，是根據(jù) 17 世紀(jì)法國人帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。迄今，大致經(jīng)歷了啟蒙期、發(fā)展期、成型期和成熟期四個(gè)時(shí)期。盡管當(dāng)今液壓技術(shù)面臨著來自電氣傳動(dòng)及控制技術(shù)的新競爭和綠色環(huán)保的新挑戰(zhàn)，但是由于其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，使其在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，將仍然發(fā)揮無可替代的重大作用。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。1 液壓 3081 班 柯超利用帕斯卡原理，于 1975 年一位英國人成功的制造出了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。至今已有 200 多年的歷史，但由于當(dāng)時(shí)沒有成熟的液壓傳動(dòng)技術(shù)和液壓元件，且工藝制造水平低下，發(fā)展緩慢，幾乎停滯。自從工業(yè)革命以后，隨著工藝制造水平的提高，才開始生產(chǎn)液壓元件，從而液壓傳動(dòng)技術(shù)逐漸發(fā)展起來。我國的液壓工業(yè)開始于 20 世紀(jì) 50 年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。60 年代獲得較大的發(fā)展，以參透到國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。在機(jī)床、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、制造業(yè)、冶金、汽車、航空航天、船舶、運(yùn)輸以及軍工等都有流體傳動(dòng)和控制技術(shù)。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得顯著地成果，將推動(dòng)液壓傳動(dòng)技術(shù)更先進(jìn)的方向發(fā)展。目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電液數(shù)字控制閥等。我國的機(jī)械制造工業(yè)認(rèn)真消化和推廣引進(jìn)國外先進(jìn)的液壓技術(shù)的同時(shí)，也在大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步的發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。3、液壓傳動(dòng)在各領(lǐng)域的應(yīng)用汽車工業(yè)━━自卸式汽車、高空作業(yè)車、消防車等工程機(jī)械━━挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等機(jī)床工業(yè)━━銑床、刨床、磨床、壓力機(jī)、組合機(jī)床、加工中心等農(nóng)業(yè)機(jī)械━━聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)等輕工機(jī)械━━注塑機(jī)、造紙機(jī)、校直機(jī)、打包機(jī)等起重機(jī)械━━起重機(jī)、吊車、叉車、液壓千斤頂?shù)纫苯鸸I(yè)━━電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)等礦山機(jī)械━━開采機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等建筑機(jī)械━━打樁機(jī)、平地機(jī)、混凝土輸送車、攪拌車等航空工業(yè)━━飛機(jī)起落架等船舶港口機(jī)械━━起貨機(jī)、舵機(jī)等鑄造機(jī)械━━壓鑄機(jī)、加料機(jī)等2 液壓 3081 班 柯超筑路機(jī)械━━壓路機(jī)、鋪料機(jī)等液壓傳動(dòng)在其他方面應(yīng)用也很廣泛，像工業(yè)機(jī)器人，自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備等等，在此不再贅述。四、液壓彎管機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r液壓彎管機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛的設(shè)備之一。自其問世以來，在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。目前，液壓彎管機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，國內(nèi)外液壓彎管機(jī)的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)上，也主要突出在高效化、高速化、低能耗；機(jī)電一體化，以充分合理利用機(jī)械和電子的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善；自動(dòng)化、智能化，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的自診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理功能；液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化，以有效防止泄露和污染等四個(gè)方面。液壓彎管機(jī)在液壓系統(tǒng)的油路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國內(nèi)外趨向于集成化、封閉式設(shè)計(jì)，插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊，更加微型。我國目前的液壓玩管機(jī)主要有數(shù)控式的、電動(dòng)的、手動(dòng)等形式，以適用于不同場合。我國現(xiàn)在，由于西部的開發(fā)，因此在石油、天然氣的輸送上，采用的都是比較粗的鋼管，故需要研制大口徑的液壓彎管機(jī)。5、液壓系統(tǒng)的組成及分類1、液壓系統(tǒng)的組成（1） 、動(dòng)力元件。將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體壓力能的裝置，如液壓泵。（2） 、執(zhí)行元件。將流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出的裝置，如液壓缸、擺動(dòng)缸、液壓馬達(dá)。（3） 、控制元件。對系統(tǒng)中流體的壓力、流量及流動(dòng)方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的裝置，以及進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換、邏輯運(yùn)算和放大等功能的信號(hào)控制元件，如溢流閥、流量控制閥和換向閥。（4） 、輔助元件。保證系統(tǒng)正常工作所需的裝置，如油箱、管路、濾油器、管接頭蓄能器等。（5） 、工作介質(zhì)。用它進(jìn)行能量和信號(hào)的傳遞，液壓系統(tǒng)是以液壓油作為工作介質(zhì)，如礦物油等。2、液壓系統(tǒng)的分類（1） 、開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)；（2） 、固定設(shè)備用系統(tǒng)和行走設(shè)備用系統(tǒng)；（3） 、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)；3 液壓 3081 班 柯超（4） 、閥控系統(tǒng)、泵排量控制系統(tǒng)、泵轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、執(zhí)行元件控制系統(tǒng)；（5） 、中開式系統(tǒng)和中閉式系統(tǒng)。六、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)1、與機(jī)械傳動(dòng)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 、液壓元件的布置不收嚴(yán)格的空間位置限定，系統(tǒng)各部分用管道連接，布局安裝有很大的靈活性，能構(gòu)成其他方法難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。（2) 、可以在運(yùn)行過程中是實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速（調(diào)速比例可達(dá)2000：1） ，它還可以在運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。（3） 、液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。（4） 、操作控制方便、省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、中遠(yuǎn)程距離控制以及過載保護(hù)。與電氣控制、電子控制相結(jié)合，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)和自動(dòng)過載保護(hù)。（5） 、液壓元件屬機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度較高，有利于縮短機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造周期和降低制造成本。（6）液壓傳動(dòng)的單位質(zhì)量輸出功率大。因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)的動(dòng)力元件可采用很高的壓力（一般為 32MPa，有時(shí)會(huì)更高） ，因此，在同等輸出功率下具有體積小、質(zhì)量小、運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)態(tài)性能好；在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動(dòng)力，是電樞磁場中的磁力大出 30~40 倍。（7） 、液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)比用機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡單。2、液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)：（1） 、在傳動(dòng)過程中，能量需要經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)換，傳動(dòng)效率偏低。（2） 、由于傳動(dòng)介質(zhì)的可壓縮性和泄露等因素的影響，不能嚴(yán)格保證定比傳動(dòng)。（3） 、液壓傳動(dòng)性能對溫度比較敏感，不能在高溫下工作，采用石油基液壓油作為傳動(dòng)介質(zhì)時(shí)，還需注意防火的問題。（4）為減少泄露，液壓元件在制造精度要求較高，且隊(duì)油液的污染比較敏感。（5） 、系統(tǒng)工作過程中發(fā)生故障不易診斷。（6） 、液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源?？傊簤簜鲃?dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，其缺點(diǎn)將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展得到不斷的克服。像將液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)、電力傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)合理地聯(lián)合使用，4 液壓 3081 班 柯超構(gòu)成氣液、電液（氣） 、機(jī)液（氣）等聯(lián)合傳動(dòng)，以進(jìn)一步發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，相互補(bǔ)充。七、液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào)如下圖所示，采用了液壓系統(tǒng)用的液壓圖形符號(hào)繪制成的工作原理圖。使用了這些圖形符號(hào)，可使液壓系統(tǒng)圖簡單明了，更加直觀，容易理解。有些液壓元件的職能如果無法用這些符號(hào)表達(dá)時(shí)，可以采用它的結(jié)構(gòu)示意圖。圖一 1—油箱；2—濾油器；3—液壓泵；4—溢流閥；5—節(jié)流閥；6—三位四通手動(dòng)換向閥；7—液壓缸第二章 電動(dòng)彎管機(jī)1、電動(dòng)彎管機(jī)的工作原理多數(shù)彎管機(jī)的基本工作原理是：通過確定合理的支點(diǎn)和受力點(diǎn)并施加一定的彎矩或彎曲力，使管材發(fā)生塑性變形，從而實(shí)現(xiàn)管材的彎曲成形。5 液壓 3081 班 柯超本次設(shè)計(jì)的 YY─KC3081型電動(dòng)彎管機(jī)主要的工作部位由上下花板、錕軸、彎模和液壓缸組成，對管材彎曲的方式是推彎。通過上下花板孔，將各個(gè)部件連接起來，形成確定合理支點(diǎn)和受力點(diǎn)。當(dāng)液壓缸活塞桿帶動(dòng)彎模伸出時(shí)，彎模與管材在接觸，產(chǎn)生向前的力，而管材受到被上下花板固定的錕軸反作用力，形成力矩。隨著彎模力矩的增大，當(dāng)達(dá)到管材屈服強(qiáng)度極限時(shí)，管材產(chǎn)生塑性變形而彎曲。 2、主要技術(shù)參數(shù)彎管直徑范圍：22~108cm管材的 壁 厚：2.0~7.0cm最大推力：300kN使用電壓：三相交流 380V適用溫度：—20~50°C3、電動(dòng)彎管機(jī)圖片圖二 電動(dòng)彎管機(jī)圖片第三章 管材彎曲 一、管材的力學(xué)性能分析一般的管材通常為碳素結(jié)構(gòu)鋼，該材料受力變形的特點(diǎn)如圖所示。 （縱坐標(biāo)為作用于材料上的力，橫坐標(biāo)為變形量）當(dāng)力 小于 的時(shí)候，材料處于彈性變化階段，受力移除后材料回復(fù)Fe6 液壓 3081 班 柯超原狀；當(dāng)力 介于 和 之間的時(shí)候，材料處于屈服階段，受力移除后不Fes能恢復(fù)原狀；當(dāng)力 達(dá)到 的時(shí)候，材料達(dá)到強(qiáng)度極限，再增加力 ，材Fb F料本身結(jié)構(gòu)遭到破壞，產(chǎn)生斷裂或強(qiáng)度不夠產(chǎn)生危險(xiǎn)。為管材的橫截面積公式，用力 比上 為管材的許用應(yīng)力)1(324????DWFW，變形量 比上材料原長度 為應(yīng)變量 ，因此可得相應(yīng)的許用應(yīng)力 —應(yīng)??0l? ?變量 圖（如圖所示） 。?此圖表現(xiàn)了從加載開始到破壞為止，應(yīng)力 與應(yīng)變量 的對應(yīng)關(guān)系。??由此可見，要是管材彎曲，所受力必須在 與 之間。若小于 僅僅只是sbe?彈性變化，達(dá)不到彎曲的目的；若在 與 之間，雖有材料產(chǎn)生塑性變形，e但只是材料強(qiáng)度降低，沒有破壞材料，正是彎曲管材的所需；若應(yīng)力 大于時(shí)，材料被破壞，成為廢品，此時(shí)的 成為抗拉強(qiáng)度極限。管材材料的b? b?抗拉極限可從材料手冊上查到。圖三 管材力學(xué)性能分析圖二、管材彎曲過程的分析1、當(dāng)胚料受外力矩 彎曲時(shí)，管材開始是彈性彎曲，胚料的曲率發(fā)生M7 液壓 3081 班 柯超變化，其后是變形區(qū)內(nèi)外層首先進(jìn)行塑性狀態(tài)，并逐漸向材料中心擴(kuò)展進(jìn)行自由彎曲。期間，管材的外層在切向拉應(yīng)力的作用下產(chǎn)生拉伸變形，而內(nèi)層在切向壓應(yīng)力的作用下產(chǎn)生壓縮變形。最后是模具和胚料互相接觸并沖擊管材的校正彎彎曲，達(dá)到所需精度或角度。而這三個(gè)階段的彎曲力各不相同。在彈性彎曲階段的彎曲力相對較小；在自由彎曲階段的彎曲力比隨行程的變化而變化；校正彎曲階段的彎曲力隨行程急劇增加。如下圖：圖四 1—彈性彎曲階段；2—自由彎曲階段；3—校正彎曲階段2、管材彎曲的過程（1） 、彈性彎曲階段：當(dāng)彎曲力矩不大時(shí)，在胚料變形區(qū)的內(nèi)外二表面引起的應(yīng)力小于材料的屈服強(qiáng)度 ，其應(yīng)力分布如圖所示s?（2） 、彈—塑性彎曲階段：當(dāng)彎曲力矩繼續(xù)增大時(shí)，胚料的曲率半徑隨著變小，胚料變形區(qū)的內(nèi)外表面，先由彈性變形狀態(tài)到塑性變形狀態(tài)，以后塑性變形由內(nèi)外表面向中心逐步擴(kuò)展，如圖所示。（3） 、純塑性彎曲階段：當(dāng)彎曲力矩增大時(shí)，胚料變形區(qū)的材料完全處于塑性變形狀態(tài)，如圖所示。8 液壓 3081 班 柯超圖五 彎曲變形及內(nèi)切向應(yīng)力分布圖a—彈性彎曲；b—彈—塑性彎曲；c—純塑性彎曲；d—無硬化純塑性彎曲三、管材彎曲的計(jì)算及彎管能力的校核1、彎曲最小半徑的確定在管材彎曲工藝中，采用不同的彎曲方式來加工管材，其最小彎曲半徑也各不相同。各種方式彎曲管材的最小半徑如下表所示：表一 管材彎曲時(shí)的最小半徑 r（單位：mm）彎曲方式 最小彎曲半徑壓彎 （3~5）D繞彎 （2~2.5）D滾彎 6D推彎 （2.5~3）D注：D 為管材外徑本臺(tái)電動(dòng)彎管機(jī)采用推彎，依據(jù)上表可知，最小彎曲半徑 r 為（2.5~3）D，取最大值 r=3D。2、管材中性層曲率半徑（ ）?管材中性層曲率半徑 根據(jù)公式算出，是切應(yīng)力為零的那一層半徑，這對彎曲管材有很大的影響和意義。其計(jì)算公式如下：9 液壓 3081 班 柯超xDr???式中 為管材中性層系數(shù)，其取值如下表二x表二 管材中性層系數(shù) 值 xr/D 0.25 0.5 1 1.5?x0.55 0.53 0.51 0.5圖六 中性層曲率半徑示意圖—中性層曲率半徑；r—管材的內(nèi)彎半徑?本臺(tái)電動(dòng)彎管機(jī)最帶彎曲管材的直徑 D=108mm，r=3D。則有管材中性層系數(shù) =0.50，故有中性層曲率半徑 ：x=r+ D=3×108+0.50×108=378（mm）?x3、管材的抗彎截面模數(shù)管材的抗彎截面模數(shù)是管材抵抗彎曲力或者力矩的能力大小，根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：)1(324????DWd所以據(jù)公式計(jì)算得：=0.1× =7.19×)1(324????DW3???????4)(1Dd510?3m即 =7.19× 50?m10 液壓 3081 班 柯超4、管材彎曲力矩的計(jì)算管材的彎曲是一個(gè)復(fù)雜的工藝過程，很難計(jì)算出他需要的彎曲力，采用計(jì)算其彎曲力矩。因而管材彎曲力矩的大小是確定彎管機(jī)力能參數(shù)的基礎(chǔ)，它是根據(jù)力學(xué)理論分析和推到得到的估算公式。實(shí)際上管材彎曲時(shí)的彎矩，不僅僅取決于管材的的性能、斷面形狀及尺寸、彎曲半徑等因素，而且還與彎曲方法、使用的模具結(jié)構(gòu)等有關(guān)系。因此，目前還不能將諸多因素用一個(gè)準(zhǔn)確的計(jì)算公式表示出來，在實(shí)際生產(chǎn)中，只能估算其彎矩。其估算公式如下： 3???DWMb?式中 D—管材外徑， ；m—管材材料抗拉強(qiáng)度， ；b?Pa—抗彎截面系數(shù)， ；W—考慮因摩擦而使彎矩增大的系數(shù)；?—管材中性層曲率半徑， ；?其中 不是摩擦系數(shù)，其值取決于管材的表面狀態(tài)，彎曲方式，主要是看是否采用芯棒、芯棒的類型及形狀，甚至有關(guān)芯棒的位置等諸多因素。一般的，采用剛性芯棒，不潤滑時(shí)，取 =5~8；若用剛性的鉸鏈?zhǔn)叫景魰r(shí)，?取 =3。?根據(jù)上式計(jì)算得：=3×7.19× ×460× × =47× （N·m ）3??DWMb?510?6378103即 =47× （N·m）104、彎曲管材斷面形狀的畸變及其防止在管材彎曲時(shí)，不可避免的產(chǎn)生斷面形狀的畸變。在中性層外側(cè)因受切向拉應(yīng)力使其厚度變?。辉谥行詫觾?nèi)側(cè)因受切向壓應(yīng)力使其厚度變厚，甚至產(chǎn)生受壓失穩(wěn)，使其斷面形狀完全破壞。在彎曲實(shí)心板材時(shí)，徑向作用力影響不明顯。而在管材的彎曲中，這種作用力能引起斷面形狀的明顯變形，使圓管在彎曲后變成了橢圓形狀，方管成了腹板內(nèi)凹的斷面形狀。這種變形是有害的，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡量減小。11 液壓 3081 班 柯超管材形狀的畸變可能引起斷面的減小，增大流體流動(dòng)的阻力。管材壁厚變薄后，降低了管件承受內(nèi)壓的能力。若其過度的變化，影響管材在結(jié)構(gòu)中的性能效果。因此，在彎曲管材時(shí)，常常采用各種各樣的防護(hù)措施防止斷面形狀的畸變。防止斷面畸變的有效方法如下：1、在彎曲變形區(qū)用芯棒支撐斷面，防止有害的變形。2、在彎曲胚內(nèi)填充顆粒狀的介質(zhì)，流體介質(zhì)，彈性介質(zhì)或熔點(diǎn)低的金屬等，也可以代替芯棒的作用，起到防止斷面形狀畸變的作用。3、阻止腹板在徑向壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生塌陷的方法，如應(yīng)用局部加熱的無模彎曲方法。4、把與管材接觸的模具表面，按管材的斷面形狀，做成與之相吻合的溝槽，減小接觸面上的壓力，阻礙斷面的歪扭，是行之有效的方法。為了獲得正確的彎管斷面形狀，在生產(chǎn)中也時(shí)常在彎曲后采用校行工藝方法。常用的校形工藝有：在彎管內(nèi)通以高壓液體的液壓校形；用鋼球壓入管內(nèi)，并使之通過的鋼球校形法等。在本設(shè)計(jì)中，為防止管材在彎曲的過程中產(chǎn)生斷面畸變，采用芯棒的方法，即在彎管之前，給管材中插入軟的芯棒。五、管材彎曲成形的極限管材彎曲時(shí)，變形區(qū)里的應(yīng)力狀態(tài)和變性特點(diǎn)與板材彎曲變形相同。但是，由于管材的薄壁結(jié)構(gòu)的斷面形狀能夠引起許多新的問題，如斷面形狀的畸變、失穩(wěn)等。所以管材成形極限也成了一個(gè)極為復(fù)雜的問題。管材彎曲成形的極限，包含以下幾個(gè)方面：1、中性層外側(cè)拉伸變形區(qū)內(nèi)最大伸長變形不能超越材料塑性的極限值；2、中性層內(nèi)側(cè)壓縮變形區(qū)內(nèi)的受切向壓應(yīng)力作用的薄壁結(jié)構(gòu)部分不致失穩(wěn)起皺的成形極限；3、斷面形狀畸變的彎曲成形極限；4、如果管材有承受內(nèi)壓的強(qiáng)度要求時(shí)的變薄極限值。在制定管材彎曲成形工藝、確定工藝參數(shù)時(shí)，這四種成形極限的條件都要得到保證。6、管材彎曲工藝的關(guān)鍵1.適當(dāng)?shù)氖┘訌澢驈澢氐姆椒ǎ_保不致因外載施加不當(dāng)而12 液壓 3081 班 柯超引起斷面形狀的畸變或局部塌癟。2.以適當(dāng)?shù)姆椒ɑ虿扇”匾拇胧┓乐箯澢冃螀^(qū)內(nèi)胚料斷面形狀的畸變。3.應(yīng)盡可能用簡單的模具和彎曲設(shè)備。4.保證一定的生產(chǎn)率。七、管材彎曲的回彈量管材彎曲時(shí)，塑性變形與彈性變形同時(shí)存在，當(dāng)外載荷移除后，彈性變形恢復(fù)，因而使工件尺寸與模具尺寸不一致，這種現(xiàn)象稱為回彈現(xiàn)象，回彈的大小用回彈量表示。其影響的因素有很多。1.主要影響回彈的因素有：（1） 、材料的力學(xué)性能；（2） 、相對彎曲半徑 ；tr/（3） 、彎曲角度；（4） 、彎曲方式和模具結(jié)構(gòu)；（5） 、彎曲力矩；（6） 、摩擦的影響；（7） 、管材壁厚的影響。2.減小回彈量的措施（1） 、在接近純彎曲的條件下，可以根據(jù)回彈值的計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對彎曲模工作部分的形狀作必要的修正。（2） 、利用彎曲胚料不同部位回彈方向不同的規(guī)律，適當(dāng)調(diào)整各種影響因素，如模具的圓角半徑、間隙、校正力矩、壓力等，使相反方向的回彈互相抵消。（3） 、把彎曲凸模做成局部突起的形狀，或減小圓角半徑部分的模具間隙，使凸模力集中的作用在引起回彈的彎曲變形區(qū)，改變其應(yīng)力狀態(tài)。八、管材彎曲精度的要求及角度的檢驗(yàn)在管材彎曲成形以后，我們需要對其進(jìn)行精度檢驗(yàn)，看是否達(dá)到所需的要求或相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。因此，在彎曲之前，要了解產(chǎn)品的通用標(biāo)準(zhǔn)和要求，以便提高生產(chǎn)效率，節(jié)省能耗。1、彎曲管材的精度要求（1)、熱彎彎管的圓度（彎曲部分同一圓截面上最大外徑與最小外徑之差與最大外徑之比）不應(yīng)大于 7%；冷彎彎管的圓度不應(yīng)大于 8%；對于主蒸汽13 液壓 3081 班 柯超管道、再熱蒸汽管道及設(shè)計(jì)壓力8 的管道，彎管圓度不應(yīng)大于 5%。彎MPa管兩端直管段端部的圓度應(yīng)符合相應(yīng)鋼管技術(shù)要求。（2） 、平面彎管彎曲角度的允許偏差為±0.5o；不在同一平面上兩個(gè)連續(xù)彎曲空間夾角 的允許偏差：當(dāng)夾角成 90o 時(shí)，允許偏差為±1o；當(dāng)夾角不?等于 90o 時(shí)，允許偏差為±1.5o。（3） 、彎管的彎曲半徑允許偏差為±50mm。（4） 、同一平面上的彎管(包括兩個(gè)連續(xù)彎曲)的平面度應(yīng)符合下表三表三 同一平面上彎管的平面度 mm 結(jié)構(gòu)尺寸 L ≤500 500～1000 1000～1500 1500平面度 ≤3 ≤4 ≤6 ≤10注：結(jié)構(gòu)尺寸 L 為管材兩端向彎曲部分直線交點(diǎn)的兩條直線的長度。2、彎曲角度的檢驗(yàn)平面夾角 可采用放樣檢查，或通過測量以彎管兩端直管段中心線為兩邊?三角形的三邊長為 a、b、c，如下圖所示。圖七 彎曲角度計(jì)算示意圖當(dāng) a=b 時(shí)， =180o-arccos[( )/(2ab)] ?22cba??當(dāng) a≠b 時(shí)， =2arccos（0.5c/a ）14 液壓 3081 班 柯超第四章 電動(dòng)彎管機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)電動(dòng)彎管機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)在彎曲管材中起著重要的作用，它是整個(gè)彎曲機(jī)構(gòu)的核心部件，強(qiáng)度是否足夠，關(guān)系使用者的人身安全及生產(chǎn)效率。電動(dòng)彎管機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)有很多種，是根據(jù)采取彎管方式而各異。我國的彎管機(jī)發(fā)展已有幾十年的歷史，基本上能與國際接軌，而彎管機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)日趨成熟，形狀與國外并無大異。本設(shè)計(jì)中的彎管機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)參照現(xiàn)有的樣式設(shè)計(jì)，只在部分結(jié)構(gòu)不同。1、電動(dòng)彎管機(jī)機(jī)構(gòu)原理圖電動(dòng)彎管機(jī)的機(jī)構(gòu)原理是利用上、下花板確定合理的間距將兩根錕軸固定，把管材放入彎模與錕軸之間。當(dāng)液壓缸伸出帶動(dòng)彎模也向前伸出，使管材被牢牢的卡在中間，彎模繼續(xù)伸出，在彎模與管材接觸產(chǎn)生力，即彎曲力矩；而兩根錕軸與管材接觸點(diǎn)產(chǎn)生反作用力，即支點(diǎn)。當(dāng)力不斷地增大到管材塑性變形的極限時(shí)，管材開始變形彎曲，隨彎模形成一定的角度。圖八 電動(dòng)彎管機(jī)機(jī)構(gòu)原理圖15 液壓 3081 班 柯超2、電動(dòng)彎管機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1、上、下花板的設(shè)計(jì)上、下花板是為了確定合理的間距，形成支點(diǎn)和受力點(diǎn)。在彎曲管材時(shí)，限制錕軸和彎模之間具有固定的距離，不發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)。彎模在液壓活塞桿的帶動(dòng)下，產(chǎn)生一定的彎矩是管材彎曲成形，因此，強(qiáng)度一定要足夠，保證安全。根據(jù)資料顯示，上、下花板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)十分成熟，故參照現(xiàn)有的電動(dòng)彎管機(jī)彎曲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)樣式，其樣式如下：圖九 上花板樣式圖（三維造型圖）16 液壓 3081 班 柯超圖十 下花板樣式圖（三維造型圖）上、下花板的材料為 35#鋼，厚度為 8 mm。在花板的兩邊均打孔，以適應(yīng)不同管材半徑和彎曲半徑的彎曲。當(dāng)打孔后，消弱了花板的強(qiáng)度，故對其兩邊孔壁進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。根據(jù)力學(xué)分析可知，在花板孔壁上受到的擠壓力：75×???410343maxFj 3N擠壓應(yīng)力公式為：（ 的單位為 ）jjjA??j 3m取孔的直徑為 ，擠壓受力的最小有效面積 =3.76×m30? 0in21S?41?3m所以有，孔內(nèi)壁的擠壓應(yīng)力為：=75× /3.76× =199.5jjjAF??3104?MPa因?yàn)椴牧系脑S用應(yīng)力 =240 ≥ = 199.5 ，故強(qiáng)度足夠。??MPaj?2、錕軸的設(shè)計(jì)錕軸在彎曲管材主要其阻擋作用，因此要有足夠的強(qiáng)度，保證在彎管中不知力過大而使其斷裂或彎曲變形。錕軸采用 45#鋼制作，正六邊形，其外切半徑 R=100mm,凹槽的表面粗糙度 ≤3.2 。Ram?錕軸的圖形如圖所示：17 液壓 3081 班 柯超圖十一 支撐輪三維造型圖3、銷的選擇采用 45#鋼，直徑為 32mm，長為 200mm，材料的許用應(yīng)力 =150 。? ???MPa根據(jù)剪切應(yīng)力知： =?AF所以有， = 32mm??Fd4???361075?4、螺栓的選擇螺栓按照國家標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行選取。3、彎曲模具的設(shè)計(jì)1、彎管機(jī)在 22~108mm 之間的管材彎曲，彎曲的模具則可配備很多不同半徑的彎模。在彎曲過程中，由于彎曲力矩的撤銷后，被彎曲的管材會(huì)產(chǎn)生回彈現(xiàn)象，這是材料本身和彎曲工藝的特點(diǎn)所產(chǎn)生的。對于回彈量來說，若回彈過大會(huì)影響管材彎曲的精度，故而在設(shè)計(jì)彎曲模具時(shí)，首先應(yīng)考慮的問題。通常在彎曲模具的設(shè)計(jì)中，采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，取彎曲模具模塊18 液壓 3081 班 柯超直徑應(yīng)小于兩倍的彎曲管材曲率半徑。具體計(jì)算公式如下： ??mD??121?CtdEmb???10275.???248tC????式中 ―彎曲模具模塊半徑，1Dm―彎曲管材的中性層曲率半徑，?―管材材料的抗拉強(qiáng)度，b?MPa―管材的壁厚，t―管材的外徑，?d―管材材料的彈性模量， （參考下表）Ea幾種常見材料的彈性模量 單位：EGPa材料名稱 低碳鋼 合金鋼 灰鐵鋼 鋼及其合金 鋁合金E196~216 186~216 78.5~157 72.5~128 70在彎曲模具的設(shè)計(jì)時(shí)，通常考慮的回彈角度約為 3?~5?，所以在彎模中間主接觸位置略顯突出，來減小回彈量。由于管材半徑很多，所以沒有代數(shù)值計(jì)算。本設(shè)計(jì)中，配備的彎模半徑有：27、42、48、60、76、89、108，單位為 m2、彎模上圓弧槽半徑 的確定因素有很多，經(jīng)查書可知經(jīng)驗(yàn)公式為：?r（ 取 1）2/???kdk注：倒圓角半徑一般可取 1~2m3、模具材料與表面粗糙度值的選擇彎?？蛇x用 45#鋼或 50#鋼制造，為了給彎管內(nèi)緣均勻壓縮創(chuàng)造有力條件，彎管模具圓弧槽的表面粗糙度值 3.2 為佳。?Ra?19 液壓 3081 班 柯超第五章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算液壓系統(tǒng)是液壓設(shè)備的一個(gè)重要組成部分，它與主機(jī)的關(guān)糸密切，是整個(gè)設(shè)備動(dòng)力運(yùn)行的基本保障。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，關(guān)系到整個(gè)液壓設(shè)備的性能和安全。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須從實(shí)際出發(fā)，重視調(diào)查研究，積極吸取或內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、效率高、成本低、操作和維護(hù)方便的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一般主要出發(fā)點(diǎn)有兩個(gè)，一個(gè)是注重于液壓系統(tǒng)的工作性能，另一個(gè)則是注重于液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)的絕對可靠性，通常這兩種出發(fā)點(diǎn)穿插于設(shè)計(jì)中。本次液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些基本參數(shù)和要求如下：設(shè)計(jì)一臺(tái)電動(dòng)液壓彎管機(jī)，其液壓缸最大推力 = ，液壓缸活maxFN5103?塞桿的快速伸出的速度為 ，工進(jìn)時(shí)的速度為 。在活塞桿工mv231?v2?進(jìn)完畢之后需快速退回，其活塞桿的快退速度為 ?；钊麠U啟動(dòng)、制3動(dòng)的時(shí)間均為 。整個(gè)液壓系統(tǒng)的初選壓力為 23 。st.0?? MPa1、工況分析根據(jù)實(shí)際的需要，液壓缸采用水平布置。由于電動(dòng)彎管機(jī)的液壓缸水平布置，且往返速度不同，故選用缸筒固定的水平單桿活塞缸，作為執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)彎模及彎曲機(jī)構(gòu)對管材進(jìn)行彎曲作業(yè)。液壓缸的機(jī)械效率， 0.90~0.95，取 =0.91；取液壓缸運(yùn)動(dòng)部件的?cm?cm?質(zhì)量為 40 （活塞桿和模具） 。kg摩擦系數(shù)的選取：靜摩擦系數(shù) =0.2，動(dòng)摩擦系數(shù) =0.1。1?2?（1） 、液壓缸活塞桿靜摩擦力：= =0.2×40×9.8=78.4fsFmg1 N液壓缸活塞桿動(dòng)摩擦力：= =0.1×40×9.8=39.2fd2?（2） 、負(fù)載慣性力：取速度差 0.023 ，啟動(dòng)時(shí)間 =0.2 則??vs/t?s= = 4iFtvm??2.03N20 液壓 3081 班 柯超（3） 、工作負(fù)載力： ?maxFN5103?（4） 、液壓缸密封摩擦力：根據(jù)實(shí)際情況估取為=300m根據(jù)以上的數(shù)據(jù)可計(jì)算出液壓缸在各個(gè)階段的負(fù)載情況如下表各個(gè)階段 負(fù)載的組成負(fù)載單位： N啟動(dòng) +fsFm378.4加速 + +fdi 343.2快速階段恒速 +fm339.2工進(jìn)階段 + +?axFfdF300339.2啟動(dòng) +fsm378.4加速 + +fdi 343.2快速退回階段恒速 +fFm339.2注：快進(jìn)與工進(jìn)的轉(zhuǎn)換是由壓力繼電器控制的，進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換（5） 、液壓缸的工況圖21 液壓 3081 班 柯超圖十二——負(fù)載圖像圖十二——速度圖像圖十二 液壓缸的工況圖2、液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定（1） 、預(yù)選系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力本設(shè)備屬于中等精度的工具設(shè)備，負(fù)載最大在工進(jìn)階段，其他狀況下，負(fù)載不大，故初選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力 =23 。?PMa22 液壓 3081 班 柯超（2） 、計(jì)算液壓缸的主要參數(shù)為了滿足彎管模具快進(jìn)、快退速度的不同，且減小液壓泵的流量，故將液壓缸的無桿腔作為工作腔。在伸出時(shí)，采用用液壓方式來（背壓）防止活塞桿失控產(chǎn)生的沖擊，使其平穩(wěn)運(yùn)行，保證安全。所以有液壓缸無桿腔的有效面積 ：1A??PFAcm?ax1= 0.014 =140160239.0.??22m故液壓缸的內(nèi)徑 為：D= ≈0.134 =134?14A參考《新編實(shí)用液壓技術(shù)手冊》 ，按 GB/T2348―1993（ ） ，取標(biāo)準(zhǔn)值m=140 。Dm根據(jù)液壓缸活塞桿伸出速度與快速回退速度比確定活塞桿直徑 ，則其d速度比為13V??即 3.2513?V?據(jù)以上計(jì)算可知活塞桿直徑為:=dD??即 = = =105.25d?1?D3.2104. m參考《新編實(shí)用液壓技術(shù)手冊》 ，按 GB/T2348―1993（ ） ，取標(biāo)準(zhǔn)值23 液壓 3081 班 柯超=100 。dm因而有液壓缸無桿腔的有效工作面積 ：1A= = =153.931A24D?24?2cm液壓缸有桿腔的有效工作面積 ：2= = × =75.4024?)(d?4?)10(2?2c由以上計(jì)算知液壓缸無桿腔的有效面積為 153.93 ，有桿腔的有效面2m積為 75.40 ，確定了液壓系統(tǒng)的基本參數(shù)，以后計(jì)算均根據(jù)此參數(shù)計(jì)算，2cm因此這是關(guān)鍵。（3） 、液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力與流量依據(jù)下表可知，液壓缸在各個(gè)階段工作中的狀況。在工進(jìn)階段，系統(tǒng)壓力達(dá)到最大值；在快速回退階段，系統(tǒng)流量達(dá)到最大值。液壓缸各個(gè)工作循環(huán)階段工作的壓力與流量各個(gè)階段 計(jì)算公式壓力 )(Pa流量 min)/(L啟動(dòng) 2700.2加速 2448.98快速階段恒速1AFPcm??VQ2420.4421.2工進(jìn)階段 1AFPcm??2VQ21.57× 61011.08啟動(dòng) 5544.3快退階段 加速2AFPcm??3V4969.9623.98