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1目录摘要……………………………………………………………………………………1关键词……………………………………………………………………………………1前言…………………………………………………………………………………....11任务分析…………………………………………………………………………....21.1技术要求………………………………………………………………………..21.2任务分析………………………………………………………………………..32方案的确定……………………………………………………………………………32.1运动情况分析……………………………………………………………………42.2调速回路的比较和选用…………………………………………………………53液压缸主要参数的确定………………………………………………………………64负载与运动分析……………………………………………………………………….65负载图和速度图的绘制…………………………………………………………….....76液压系统图的拟定…………………………………………………………………….76.1液压回路的选择…………………………………………………………………86.2液压回路的综合…………………………………………………………………87液压元件的选择……………………………………………………………………….97.1液压泵的选择……………………………………………………………………97.2阀类元件及辅助元件…………………………………………………………...107.3油管元件………………………………………………………………………...107.4油箱的容积计算…………………………………………………………………117.5油箱地面倾斜度…………………………………………………………………137.6过滤器的选取……………………………………………………………………138液压系统性能的运算…………………………………………………………………148.1回路压力损失验算……………………………………………………………..158.2油液温升验算…………………………………………………………………..168.2.1快进时液压系统的发热量……………………………………………………178.2.2快退时液压缸的发热量……………………………………………………...188.2.3工进时液压缸的发热量………………………………………………………19小结………………………………………………………………………………………19参考文献…………………………………………………………………………………20致谢………………………………………………………………………………………202板料折弯机液压系统设计摘要：立式板料折弯机是机械、电气、液压三者紧密联系，结合的一个综合体。液压传动与机械传动、电气传动并列为三大传统形式，液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。因此，《液压传动》课程是工科机械类各专业都开设的一门重要课程。它既是一门理论课，也与生产实际有着密切的联系。为了学好这样一门重要课程，除了在教学中系统讲授以外，还应设置课程设计教学环节，使学生理论联系实际，掌握液压传动系统设计的技能和方法。关键词：板料折弯机、液压传动系统、毕业设计前言机电系毕业设计（论文），是对我们所学的专业基础知识和研究能力、自学能力以及各种综合能力的检验。通过做课程毕业设计（论文）的形式，可以使我们在知识综合运用及动手操作能力等方面的得到锻炼，使我们进一步理解所学专业知识，扩大知识面。随着当今社会经济和科学技术的发展，对高等教育人才培养模式和培养质量提出了新的、更高的要求，需要相应提高我们做毕业设计。1任务分析1.1技术要求设计制造一台立式板料折弯机，该机压头的上下运动用液压传动，其工作循环为：快速下降、慢速加压（拆弯）、快速退回。给定条件为：折弯力15KN滑块重量G=1000N3快速空载下降：行程0.1m速度50mm/s慢速下压（折弯）：行程0.15m速度25mm/s快速回程：行程0.25m速度50mm/s1.2任务分析根据滑块重量为1KN，为了防止滑块受重力下滑，可用液压方式平衡滑块重量，滑块导轨的摩擦力可以忽略不计。折弯机滑块上下为直线往复运动，且行程较小（250mm），故可选单缸液压缸作执行器，且液压缸的机械效率ηcm=0.91，因为板弯机的工作循环为快速下降、慢速加压（拆弯）、快速退回三个阶段，各个阶段的转换由一个三位四通电磁换向阀控制。当电磁换向阀工作在左侧时，实现快速下降和工进，快速下降和工进之间的转换由一个二位三通电磁换向阀控制，中位实现液压泵的卸荷，当工作在右位时实现液压缸的快速回程。因为折弯机要求快速下降、快速退回的速度较快且速度相等，减少行程时间，快速下降时液压缸采用差动连接，液压泵采用全压式供油，其活塞运动由一个行程阀控制，当活塞以恒定的速度移动到一定位置时，行程阀接到信号，二位三通电磁换向阀产生动作，实现快进和工进之间的转换。当活塞移动到终止位置时，压力继电器接受到信号，使三位四通电磁换向阀换向。为了对油路压力进行监控，在液压泵出口安装一个压力表和溢流阀，同时也对系统起过载保护作用。因为滑块受自身重力作用，滑块要产生下滑运动，所以油路要设计一个液压顺序阀，已构成一个平衡回路，产生一定大小的背压力，同时也使工进过程平稳。2方案的确定2.1运动情况的分析由折弯机的工作情况来看，属轻载、小功率液压系统，其外载和工作速度随着4时间不断变化的。所以设计液压回路时必须满足随负载和执行元件的速度不断变化的要求。2.2调速回路的比较和选用(1)调速回路的比较见表1-1。表一调速回路的比较回路类主要性能节流调速回路容积调速回路容积节流调速回路用节流阀用调速阀限压式稳流式进回油旁路进回油旁路机械特性速度稳定性较差差好较好好承载能力较好较差好较好好调速范围较大小较大大较大功率特性效率低较高低较高最高较高高发热大较小大较小最小较小小适用范围小功率、轻载的中、低压系统大功率、重载高压系统中、小功率的中压系统(2)调速回路的选用。调速回路的选用主要考虑以下问题：①执行机构的负载性质、运动速度、速度稳定性等要求：负载小，且工作中负载变化也小的系统可采用节流阀节流调速；在工作中负载变化较大且要求低速稳定性好的系统，宜采用调速阀的节流调速或容积节流调速；负载大、运动速度高、油的温升要求小的系统，宜采用容积调速回路。一般来说，功率在3kW以下的液压系统宜采用节流调速；3～5kW范围宜采用容积节流调速；功率在5kW以上的宜采用容积调速回路。②工作环境要求：处于温度较高的环境下工作，且要求整个液压装置体积小、重量轻的情况，宜采用闭式回路的容积调速。③经济性要求：节流调速回路的成本低，功率损失大，效率也低；容积调速回路因变量泵、变量马达的结构较复杂，所以价钱高，但其效率高、功率损失小；而容积节流调速则介于两者之间。5考虑到最大折弯力为1.5x104N，功率不到1KW，所以选用节流调速回路，如下图1所示。图13液压缸主要参数的确定板料折弯机液压系统在最大负载约为15/η=15/0.91=16.5KN，执行元件的机械效率取η=0.91，参考课本表9.1.1可知，选定工作压力为P1=3MP。鉴于动力滑块要求快进、快退速度相等，这里的液压缸可选用单杆式的，并在快进时作差动连接。这种情况下液压缸无杆腔工作面积A1取为有杆腔工作面积A2的两倍，即活塞杆直径d与缸筒直径D成d=0.707D的关系。由于滑块成立式放置，在液压缸下行时液压缸有杆腔必须有背压p2，来平衡滑块的重量，背压调定值取p2=0.4MP。由工进时的推力计算液压缸面积：F/ηcm=A1P1-A2P2=A1P1-（A1/2）P2故有A1=F/（P1-0.5P2）ηcm=0.0059m2=59cm2D=(4A1/π)1/2=87mm；d=0.707D=61.3mm当按按GB/T2348-1993将这些直径圆整成标准值时得：D=90mm；d=63mm由此求得液压缸两腔的实际有效面积为：无杆腔实际有效面积A1=πD2/4=π×902/4=6359mm2有杆腔实际有效面积A2=π(D2－d2)/4=π×（902－632）/4=3243mm26活塞杆的面积A杆=πd2/4=π×632/4=3116mm2经检验,活塞杆的强度和稳定性均符合要求。4负载与运动分析要求设计的板料折弯机实现工作循环是：快速下降→工作下压（折弯机）→快速回程→停止。主要性能参数与性能要求如下：折弯力F=15KN；板料折弯机的滑块重量G=1000N；快速空载下降速度V1=3m/min=50mm/s，工作下压速度V2=1.5m/min=25mm/s，快速回程速度V3=3m/min=50mm/s，板料折弯机快速空载下降行程L1=0.1m=100mm，板料折弯机工作下压行程L2=0.15m=150mm，板料折弯机快速回程：L3=0.25m=250mm。快进时液压缸虽作差动连接，但由于油管中有压差ΔP存在，ΔP=P2-P1，有杆腔的压力必须大于无杆腔，因为P1A1=P2A2-G，而P2=0.4MP，所以P1=0.4A2-G/A1=0.05MP，则ΔP=0.35MP。快退时回路油腔中按无背压计算。表二液压在各个工作阶段的负载值（单位：N）工况计算公式负载值F/N推力F/ηcmN快进F1=A2P2-G296325工进F2=F1+150001529616809快退F3=G10001099注：液压缸的机械效率取ηcm=0.91。5负载和速度图的绘制负载图按上面数据绘制，如图a)所示，速度按已知数值V1=3m/min=50mm/s，V2=1.5m/min=25mm/s，V3=3m/min=50mm/s，L1=0.1m=100mm，L2=0.15m=150mm，快速回程L3=0.25m=250mm。7图2板料折弯机液压缸的负荷图和速度图a）负荷图b）速度图根据上述D与d的值，可估算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率，如下表三所示。表三液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率计算工况计算公式推力F/N回油腔压力P/MPa进油腔压力P/MPa输入流量L/min输入功率P/W快进(下降)P1=F/A杆q1=V1A杆3250.40.059.3516.3工进(折弯)P2=F/A1q2=V2A11680902.649.54420快退(上升)P3=F/A2q3=V3A2109900.349.7350根据以上分析与计算数据处理可绘出液压缸的工况图3如下：8图3液压缸的工况图6液压系统图的拟定6.1液压回路的选择由于液压系统选用了节流调速的方式，系统中油液的循环必然是开式的。从工况图中可以清楚地看到，在这个液压系统的工作循环内，液压缸交替地要求油源提供的流量相当。最大流量最小流量之比约为1，而快进快退所需的时间t1和工进所需的时间t2分别为：t1=（L1/v1）+（L3/V3）=0.1/0.05+0.25/0.05=2+5=7st2=（L2/v2）=0.15/0.025=6s亦即是t2/t1=1。因此从提高系统效率、节省能源的角度上来看，采用单个定量泵作为油源是合适的，宜选用定量叶片泵作为油源。其次是选择快速运动和换向回路。系统采用单杆液压缸的差动连接，以实现快速运动。采用三位五通电磁换向阀实现回路的换向。最后再考虑压力控制回路。系统的压力问题已在油源中解决。卸荷问题采用二位二通电磁换向阀失电使液压泵卸荷。如下图4所示。9图46.2液压回路的综合把上面选出的各种回路组合在一起，还必需进行如下的修改和整理：1)因为快速下降、工作下压（折弯机）、快速回程三个阶段的流量相当，固采用定量液压泵供油，即在快速下降的时候，液压缸采用差动连接。当转化成慢速下压时，液压缸采用无杆腔进油，最后快速回程时液压缸采用有杆腔进油，流量变化不大。2)液压缸的运动方向采用三位五通电磁换向阀控制。停机时三位五通换向阀处于中位，二位二通电磁换向阀失电使液压泵卸荷；3)为了防止压力头在下降的过程