毕业设计70液压与气压传动课程设计

板料冲剪折弯机构 液压系统设计 指导老师： 张链 设 计 者： 班 级： 机电 053 设计日期： 2007.12.25 目 录 1设计题目 2-3 2. 系统负载计算 4-5 3. 负载图与计算图 6-8 4. 液压缸主要参数的确定 9-11 5. 机构工况图 12-13 6. 零件设计与选择 14-16 7. 参考教材 17 题目： 板料折弯冲剪机传动系统 一、 加工对象 冷扎钢板，板厚 0.51.6（ mm） 二、 工作顺序 1、推送板料（ V1）； 2、顶压板料定位（ V2），同时推送机构恢复（ V3）； 3、折弯压头快速下降（ V4）； 4、折弯压头慢速下压（ V5），同时压顶模夹松夹定位边（ V6）； 5、折弯成形，定形（定形时间为十五秒）； 6、折弯压头快速上升（ V7）； 7、顶压模夹顶压定位边（ V8）； 8、冲剪头快速冲剪（ V9）； 9、冲剪头退升（ V10）； 10、顶压模夹松夹（ V6）；恢复。 三 、 技术参数 1、顶压模夹在折弯加工和冲剪加工过程中的行程为一个不动定位位置，顶压模夹的 外形构造为双 L 形。 冲剪头快速冲剪时，在冲剪扎板前应有顶压装置保证顶压力 F2。 工作顺序工作 5 定形过程时，应有蓄能器储蓄能量，以备在动作 8 快速冲剪时做辅助能源。 折弯压头重量 N=2.4 104（ N），冲剪头重量可忽略。 运动过程加 、减速度时间 t=0.1（ s）。 2、负载力 最大折弯力 F1=1.7 104（ N） 冲剪时薄板顶压力 F2=5.8 104（ N） 最大冲剪力 F3=2.7 103（ N） 冷扎板最大重量 m=800（ N），摩擦系数 f=0.11 3、速度 V1=1.0cm/s,V2=4.0 cm/s,V3=3.5 cm/s,V4=5.0 cm/s, V5=5.2 cm/s,V6=1. 0cm/s,V7=12.0 cm/s 四 、技术要求 1、顶压模夹定位误差不大与 0.1（ mm）。 2、折弯压力快速上升（动作 6）时，蓄能器储能损失不大与 0.5%。 计 算 说 明 结 果 一、负载分析 1 最大折弯力 2 冲剪时薄板顶压力 3 最大冲压力 4 惯性阻力 二、顶压板料机构负载计算 1 工进顶压 2 顶压板料 3 退回 三、折弯机构液压缸负载计算 1 加速下降 2 快速下降 3 由快速变慢速下降 F1=1.7 104N； F2=5.8 104N； F3=2.7 104N Fm1=MV0/g t=2.4 104 3.5 10-2/9.8 0.1=857N FM2=M（ V2 V3） /g t=2.4 104 0.5 10-2/9.8 0.1=122N Fm3=MV5/g t=2.4 104 5.2 10-2/9.8 0.1=1273N F11=0N； F12=5.8 104N； F13=0N F21=M Fm1=2.4 104 0.0857 104=2.31 104N F22=M=2.4 104N F23=M+FM2=2.4 104+0.0122 104=2.41 104N F11=0N F12=5.8 104N F13=0N 4、慢速下降 5、定形 6、反向加速器 7、制动 四、冲剪机构 液 压缸 负 载计算 1、 快速公进 2、 剪切板料 3、 退升 F24=M=2.4 104N F25= F1+M=2.4 104 1.7 104=0.7 104N F26=M+Fm3=2.4 104+1273=2.53 104N F27= M Fm3=2.4 104 1273=2.27 104N F31=0N F32=2.7 105N F33=0N F24=2.4 104N F25=7 103N F26=2.53104N F27=2.27 104N F31=0N F32=2.7 105N F33=0N 五、绘制载图与速度图 F T 58 T t9 t10 T 256 254 t1 0.7 24 T t1 t4 t8 t11 t6 t8 F（ 103N） F(103N) 缸 1 缸 2 F（ 103N） 缸 3 23 V t 5 14 t9 t10 t11 5.4 t1 t5 t6 t7 4 3.6 t1 t0 t7 t2 t3 1.2 1.2 t t t V（ cm/s） V（ cm/s） V（ cm/s） 缸 1 缸 2 缸 3 时间分段说明： 缸 ： 0 1t 顶压机构工进 1t 4t 顶压模夹压定位边 4t 5t 顶压模夹松夹 8t9t顶压机构工进 9t 11t 顶压模夹压定位边 11t 12t 顶压模夹松夹 缸： 1T 3t 折弯机构快速下降 3T5t折弯机构慢速下降急折弯 5T6t定型 6T7t折弯机构上升 缸： 9t10t冲剪机构快速冲剪 10T 11t 冲剪机构上升 六、液压缸主要参数的确定 缸： 由表 8 7，初选 1P =60（ bar） 1P 1A = 12F 1A = 12F / 12F =5.8 410 /60 510 =0.0097 2m 2A = 1A 1V / 4V =1.0 0.0097/5.0=0.0019 2m 1D =41A=40097.0=11.12cm 取 1D =12cm 1d =421 AA =40019.00097.0 =9.97cm 取 1d =10cm 强度校核： 选取刚才为碳钢。又机械工程材料知： =11 510 aP = 4212dF= 22410104108.5=7.39 510aP 活塞材料强度适合 1A = 214D =4 212 =113 2cm 则 2A = 2122121 5.341001244 cmdD cmD 121 cmd 101 折弯机构液压缸参数 缸 ：又 液压与气压传动表 8 7 初选barP 303 单向阀速阀为 45bar 。既回路压力为 45bar ，列平衡方程： 04433 APAPF 010451030104.2 45354 AA 34 6.54 AA 由、解得： cmADcmAcmA2.304112.04008.0112.0322423cmdcmAAdcmD1.201.20408.0112.043224322取取 强度校核： 选择铸钢： =300 Pa510 PaF 5221062.710204 强度适合 冲 剪 机 构 液 压 缸 的 主 要 参 数 A3=4D22 =4 322 =803.8cm2 A4=4（ D22 d22 ） =4（ 322 202 ） =489.8cm2 初选 P5=30bar A5=532PF=55100.3 107.2 =0.09cm2 D3=45A=409.0=34cm2 取 D3=40cm A6=64VVA5=0.120.5 0.09=0.038m2 d3=465AA =4038.009.0 =0.257m2 取 d3=28cm 选钢材为铸钢，则 =30 106Pa =2334dF=42510284107.2 =4.39 106Pa =2334dF=42510284107.2 =4.39 106Pa 强度符合要求 D2 = 32cm d2 = 20cm A3 = 803.8cm2 A4 = 489.8cm2 A= 234D=4 0.42 =0.126m2 A6=4（ D23 d23） =4（ 0.42 0.282 ） =0.064m2 公 式 P=F/Abar Q=AV P（ KW） 工 况 负载（ KN） 进 油 腔压 输入流量 输入功率 顶 压 机 构 深处 0 0 0.0013 0 顶压 58 51.3 0 0 退回 0 0 0.00193 0 折 弯 机 构 快进 23.0 2.8 0.032 17.3 工进 24.0 2.98 0.034 17.3 快到慢 24.0 2.98 0.034 17.3 慢进 24.0 2.98 0.0289 8.89 定形 7 0.87 0 0 退回 25.3 3.14 0.027 14.76 制动 22.7 2.82 0 0 冲 剪 冲剪 27.0 21.5 17.584 37.8 回升 0 0 3.2 0 D3 = 40cm d3 = 28cm A5 = 0.126m2 A6 = 0.064m2 折 弯 机 构 工 况 图 中 剪 机 构 工 况 图 折弯机构工况图 t9 t10 t11 t 3.2 17.6 21.5 37.8 N(kw) P(bar) Q(v/s) t t6 t5 t8 2.82 14.76 3.14 0.034 0.032 2.8 8.89 2.98 17.3 Q P N N(kw) 中剪机构工况图 七、零件设计 1油管选择 2油箱选择 3泵的选择 确定泵的实际工作压力 根椐各控制元件的选择口，选用 10 号冷拔无缝钢管 YB231 64，公称直径为 4mm 管口外径为 8mm,流量 2.5L/左右，管壁厚 1mm取管弯的半径 R=50mm 左右。管支架距离200mm 左右。 取 有 效 容 量 V=4 Q 泵 =4 200=800L/min PPPB 总 aPP 51 109.32 P 对总油路采用调速阀的系统， P总可粗略估算为（ 510）aP510，取为aP51010，因此可以确定油泵的实际工作压力 BP BP =32.9 10+10 10=43bar 确定油泵的流量 确定电机功率 P 阀类元件的选择 蓄能器选择 maxQKQB K 为泄露系数，取 K=1.1 maxQ由上表可知，maxQ=17.584(L/S) 34.19584.171.1 BQ (L/S) 按流量 Q=200L/min,选择 YB.200J 型油泵 由选择的油泵可以知道 ,其驱动功率为26KW 根据液压系统的工件压力和通过各阀类元件和辅助元件的实际流量 ,可选择如图纸元件明细表所示 折弯机构中蓄能选择 泵的最大流量 Q=200L/min,系统最低压力 P=32.96bar充气时间为 15s. 泵每秒供油量为 3.331/s 取充气压力 295.0 PP , aPP 25.319.3295.00 设定蓄能器工作差 bar150 由平衡方程： min/200 LQ LPPPVV55.629.18219.321255.311560200111200 选 BBNXQ 63 气囊式蓄能器 冲剪机构中蓄能器的选择 由油泵的输出流量 min/200 LQ ,系流最大压力 bar5.21 ,执行装置间歇最短时间间隔取 5 秒 ,设蓄能器许用压力差 20bar,执行装置每秒需油量为 SLAV /8.126076860 56 油泵在 5 秒内排油 L65.16533.3 ,放蓄能器容量小于 16.65L. 该系统属于短时间内大量供油 ,根据气态方程 4.1004.1224.111 VPVPVP 式中 1P 为系统最高工作压 力为 bar5.41 . 0P为 bar2.175.218.0 .按工作情况要求 0.1秒内排油 L88.9 988.012 VV 既 LVPPPPVPPVPPV9 3 8.09 8 8.09 8 8.004.11104.110214.110224.11020选 BBNXQ 10 选BBNXQ 10 参考文献 1. 路甬祥主编，液压气动技术手册 .北京 ：机械工业出版社， 2002 2. 雷天觉主编，液压工程手册，北京：机械工业出版社， 1990 3. 盛敬超编著，工程流体力学，北京：机械工业出版社， 19