毕业设计（论文）-折弯机液压动力系统设计.doc

红河学院专科毕业论文 (设计)折弯机液压动力系统设计院 系： 工学院 自动化系 专 业： 机电一体化 年 级： 2005级 学生姓名： 学 号： 导师及职称： 2008年6月 bending machine hydraulic power system designdepartment: college of engineering - mechanical engineering department major: mechatronics grade: 2005 students name: zhang lang fang jian yu zhao hong qiang studentno.: tutor: associate professor wang xi yun finished by june, 2008毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名：日期： 日期： 毕业论文（设计）答辩委员会(答辩小组)成员名单姓名职称单位备注目 录前言第一章 任务1页第二章 液压传动系统的设计2页第一节、分析系统工况.2页第二节、负载图的绘制.2页第三节、液压缸主要参数的确定.3页第三章 液压缸主要参数的确定5页第一节、液压回路的选择.5页第二节、液压回路的综合.7页第四章 液压元件的选择9页第一节、液压泵9页 第二节、阀类元件及辅助元件9页 第三节、油管10页 第四节、油箱11页第五章 液压系统的性能验算.12页 第一节、回路压力损失验算.12页 第二节、油液温升验算12页第六章 板料折弯机性能特点13页第七章 板料折弯机安全技术要求jb101481999.14页第八章 液压系统适用条件.15页第九章 折弯机工作时的各种危险16页第十章 总结17页参考文献18页致谢19页 折弯机液压动力系统设计摘 要：这次，我们主要设计的是板料折弯机液压系统。设计液压系统的出发点可以是充分发挥其组成元件的工作性能，也可以是着重追求其工作状态的绝对可靠。前者着重效能，后者着重安全；实际设计工作则是两种出发点的不同程度地结合。液压系统是整机的重要组成部分，液压系统的设计和主机的设计是同时进行，互相协调的。但是要满足各项性能的要求，液压传动系统往往不是唯一的。 液压系统方案设计是整个设计工作中最主要的步骤，它根据主机的工作情况，主机对液压系统的技术要求，液压系统的工作条件以及设计方案的经济性、合理性等因素进行全面、综合地设计，从而拟定一个各方面都比较合理、可实现的液压系统。关键词：液压动力系统 液压动力传动 液压系统的设计 液压动力传动系统性能 abstract: this time, we design the sheet metal bending machine hydraulic system. design of the hydraulic system is the starting point can give full play to its composition components of the work, it can also be a focus on the pursuit of their work status of the absolute reliability. the former focused on performance, which focused on security; actual design work is the starting point of two different combination.hydraulic system is an important part of the hydraulic system design and host of the design is at the same time, co-ordinated. but to meet the performance requirements, the hydraulic system often is not the only. hydraulic system design is the work of the entire design of the most important steps in accordance with its host of the work, host of the technical requirements of the hydraulic system, hydraulic system design and the working conditions of the programme of economic and rational factors such as a comprehensive a comprehensive design, thus all parties to develop a more rational, the realization of the hydraulic system.keywords: hydraulic power system hydraulic power transmission hydraulic system of hydraulic power transmission system performance 前言：液压传动技术是机械设备中发展速度最快的技术之一。特别是今年来与微电子、计算机技术相结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段。目前，已广泛应用在工业各领域。由于今年来微电子、计算机技术的发展，液压、气动元器件制造技术的进一步提高，使液压气动技术不仅在作为一种基本的传动形式上占有重要地位，而且以优良的静态、动态性能成为一中重要的控制手段。液压传动技术最早发展是19世纪末在西方发展起来的。我国从50年代后期开始起步。目前，各国都非常重视液压技术的开发和应用。液压传动系统的设计，除了满足主机在动作和性能方面规定的要求外，还必须符合体积小、重量轻、成本低、效率低、结构简单、工作可靠、使用和维护方便等一些公认的普遍设计原则。本液压系统设计的基本内容和一般流程如下：（1）液压系统设计要求；（2）系统工况，确定主要参数；（3）压系统草图；（4）统的计算和选择液压元件；（5）压系统的技术性能；（6）置的结构设计，绘制液压系统工作图，绘制技术文件。 第一章 任务根据所学知识，设计一台液压板料折弯机系统。要求完成的动作循环为：快进工进 快退停止，且动作平稳。已知：最大推力为15kn，快进快退速度为3m/min,工作进给速度为1.5m/min,快进行程为0.1m,工进行程为0.15m.机床工作部件总重量g=9810n,往复运动的加速和减速时间不希望超过0.2s，动力滑台采用平导轨，其静摩擦系数为f1=0.2,动摩擦为f2=0.1，液压系统中的执行元件使用液压缸。wc67y系列液压板料折弯机第二章、液压传动系统的设计2.1分析系统工况 液压缸在各阶段的负载值工况负载组成负载值f/n启动19622180加速15641738快进250278工进1598117757快退9811090 2.2负载图的绘制负载图按上面的数值绘制，如图所示。速度图按已知数值。272.3液压缸主要参数的确定由上面两个表可知，组合机床液压系统在最大负载约为18000n时宜取鉴于动力滑台要求快进，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取为有干腔工作面积的两倍，即活塞杆直径d与缸筒直径d成d=0.707d的关系。在加工时，液压缸回油路上必须具有背压，取。快进时液压缸虽作差动连接，但由于油管中有压降存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时可取。快退时回油腔中是有被压的，这时亦可按估算。由工进时的推力计算液压缸面积：工况负载f/n回油腔压力p2/mpa进油腔压力p1/mpa输入流量q/（l/min）输入功率p/kw计算式快进（差动）启动2180p2=00.217-回速1738p2=p-0.495-恒速2780.33217.590.195工进177570.42.0270.250.017快退启动2180p2=00.243-加速17380.250.725-恒速2780.65215.670.34表2-3 第三章、液压系统图的拟定3.1液压回路的选择首先选择调速回路。由上图中的一些曲线得知，这台板料折弯机液压系统的功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，可采用进口节流的调速形式。为了解决进口节流调速回路在的滑台突然前冲现象，回油路上要设置背压阀。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，液压缸交替的要求油源提供低压大流量和高压小流量的油液。最大流量与最小流量之比约为70，快进快退所需的时间t1和工进所需的时间t2分别为。= 0.1/1.560=4s因此从提高系统效率、节省能量的角度上来看，采用单个定量泵作为油源显然不合适的，宜选用国内比较成熟的产品双联式定量叶片泵作为油源，如图所示 表3-1其次是选择快速运动和换向回路，系统中选择节流调速回路后，不管采用什么油源都必须有单独的油路直接通向液压缸两腔，以实现快速运动。在本系统中，单杆液压缸做差动连接，所以它的快退快进换向回路应采用上图所示的形式。行程阀用来控制速度的换接，以减少液压冲击，如上图所示。当滑台由工进转为快退时，回路中通过的流量很大进油路中通过15.7l/min，回油路中通过15.7（28.26/15.7）=28.26l/min。为了保证换向平稳起见，可采用电液换向阀式连接回路，如上图所示。 由于这一回路要实现液压缸的差动连接，换向阀必须是五通的。 最后在考虑压力控制回路。系统的调压问题已在油源中解决。卸荷问题如采用中位机能为h型的三位换向阀来实现，就必须再设置专用的元件或油路。3.2液压回路的综合 3.2.1为了解决滑台工进时图中进油路，回油路相互接通，无法建立压力的问题，必须在液压换向回路串接一个单向阀a，将工进时的进油路，回油路隔断。3.2.2为了解决滑台快速前进时回油路接通油箱，无法实现液压缸差动连接的问题，必须在回油路上串接一个液控顺序阀b，以阻止油液在快进阶段返回油箱。3.2.3为了解决机床停止工作时系统中的油液返回油箱，导致空气进入系统，影响滑台运动平稳性的问题，另外考虑到电液换向阀的启动问题，必须在电液换向阀的出口处增设一个单向阀c。3.2.4为了便于系统自动发出快速退回信号起见，在调速阀输出段 需增设一个压力继电器d. 3.2.5如果将顺序阀b和背压阀的位置对调一下，就可以将顺序阀 的油源处的卸荷阀合并。 经过这样一番修改，整理后的液压系统便如图所示。液压图3-2第四章、液压元件的选择4.1液压泵4.1.1液压缸在整个工作循环中的 最大工作压力为2.027mpa，如取进油路上的压力损失为0.4mpa,4.1.2压力继力电器调整压力高出系统最大工作压力之值为0.25mpa,则小流量泵的最大工作压力应为：pp1=(2.027+0.4+0.25)mpa=4.677mpa。4.1.3大流量泵是在快速运动时才向液压缸输油的,由上图可知,快退时液压缸中的工作压力比快进时大,如取进油路上的压力损失为0.25mp,则大流量泵的最高工作压力为pp1=(0.6525+.025)=0.9025mpa。两个液压泵应向液压缸提供的最大流量为17.59l/min.若回路中的泄漏按液压缸输入流量的10%估计,则两个泵的总流量应为qp=1.117.59=19.35l/min.由于溢流阀的最小稳定溢流量为3l/min,所以小流量泵的流量规格最少应为1.75l/min .根据以上压力和流量的数值查阅产品目录，最后确定选取pv2r12型双联叶片泵. 由于液压缸在快退时输入功率最大,这相当于液压泵输出压力0.91mpa流量20l/min时的情况.如取双联叶片泵的总效率为,则液压泵驱动电机需的功率为；根据此数值查阅电机产品目录,最后选定jo2-32-6型电动机,其额定功率：2.2kw。4.2阀类元件及辅助元件根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件和辅助元件的实际流量，可选出这些元件的型号规格元件型号及规格如下表：序号元件名称估计通过流量(l/min)型号规格生产厂家1双联叶片泵pv2r1214mpa.36和6l/min阜新液压件厂2双联叶片泵7535dy3y-e10b16mpa.10通径高行液压件厂3行程阀84axqf-e10b4调速阀15单向阀756单向阀44af3-en10b7液控顺序阀35xf3-e10b8背压阀1yf3-e10b9溢流阀35af3-e10b10单向阀35af3-en10b11过滤器40yyl-105-1021mpa.90l/min新乡116厂12压力表开关kf3-e3b16mpa.3测点13单向阀75af3-ea20b16mpa.20通径高行液压件厂14压力继电器pf-b8c14mpa.8通径榆次液压件厂 表4-24.3油管4.3.1各元件间连接管道的规格按元件接口处尺寸决定,液压缸进和出油管则按输入和排出的最大流量计算。液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进和出流量已与原定数值不同。4.3.2 根据数值，当油液在压力管中流速取3mmin时，算得液压缸无杆腔和有干腔相连的油管内径为： 这两根油管都按jb=827至66选用内径20mm,外径28mm的无缝钢管。 4.4油箱估算油箱容积,当取k为6时,求得容积为v=640l=240l,按gb2876至81规定,取最靠近的标准植v=250l。液压缸的进、出油量快进工进快退输入流量(lmin)q1=0.25排出流量(lmin)运动速度(lmin) 表4-4 第五章、液压系统的性能验算5.1回路压力损失验算由于系统的具体管路布置尚未确定,整个回路的压力损失无法估算,仅止阀类元件对压力损失所造成的影响可以看的出来,供调系统中一些压力值时参考,这里估算从略。5.2油液温升验算工进在整个工作循环中所占的时间比例达96%,所以系统发热和油液温升可用工进时的 情况来计算。 工进时液压缸的有效功率为这时大流量通过顺序7卸荷,小流量泵在高压下供油,所以两个泵的总输出功率为：由此得液压系统的发热量为：由公式求出油液温升近似值,当通风良发时,取k=810-3,则油液温升为温升没有超出允许范围,液压 系统中不需置冷却器。第六章、性 能 特 点1.全钢焊接结构，振动消除应力，机器强度高、刚性好。2.液压上传动，平稳可靠。3.机械挡块，扭轴同步，精度高。4.后挡料距离、上滑块行程电动调节，手动微调，数字显示。5.上模配有挠度补偿，250吨以上采用下挠度补偿机构。6.机液滑阀系统7.高档、高效、精确的机液滑阀系统，使该系统同步精确度高 8.集成式液压系统9.采用集成式液压系统和世界上著名公司的液压件和密封件，使液压管道减少到最低程序，从而保证了机床运行中高度的可靠性的安全性 10.后挡料挡块11.后挡料衡梁上装有可调的挡块。 12.后挡料13.后挡料定位采用手动机械显示或机动电子显示，也可采用数控系统来控制x轴的位置 14.模具 15.折弯机的模具选择优质材料进行加工，经过热处理后，具有良好的耐磨性。根据客房的特别要求，可提供特定模具(选择配置) 第七章、板料折弯机的安全技术要求jb1014819997.1范围：本标准适用于在规定使用寿命期限内的板料折弯机(以下简称机器) 7.2引用标准：下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。gb 28931982 安全色gb 28941996 安全标志gbt 37661983 液压系统 通用技术条件gb 50831999 生产设备安全卫生设计总则gbt 522611996 工业机械电气设备 第一部分：通用技术条件gbt 65761986 机床润滑系统gbt 79321987 气动系统 通用技术条件gbt 147751993 操纵器 一般人类工效学要求 gbt 147761993 人类工效学 工作岗位尺寸 设计原则及其数值gbt 1570611995 机械安全 基本概念与设计通则 第1部分：基本术语、方法学gbt 1570621995 机械安全 基本概念与设计通则 第2部分：技术原则与规范gbt 162511996 工作系统设计的人类工效学原则gb 167541997 机械安全 急停 设计原则gbt 1685511997 机械安全 控制系统有关安全部件 第1部分：设计通则gbt 168561997 机械安全 风险评价的原则gb l71201997 锻压机械 安全技术条件jbt 18291997 锻压机械 通用技术条件jbt 36231984 锻压机械 噪声测量方法jbt 99541999 锻压机械液压系统清洁度jb / t99761999 板料折弯机、折边机噪声限值第八章、该液压系统适用条件一般而言 200t以下的选用wc67y系列以上的用wd67y系列8.1确定折弯机的吨位及最大折弯长度。 8.2根据国家标准折弯机形式与参数查出 最大开启高度 滑块行程调节量 喉口深度 工作速度。 8.3确定油缸直径（直接关系到公称压力是否能达到要求），按系统压力24.5mpa计算就可以了，油缸的行程是根据你查出来的 最大开启高度 而定。在根据工作速度可以确定油泵及电机的大小。8.4确定滑块及工作台立板厚度：根据板料挠度变形公式计算，最大变形量都控制在15丝左右墙板厚度取滑块厚度即可.工作台面宽度取2倍下模宽度. 8.5液压部分设计 要按照有以下动作来设计 快下 慢下 保压 卸荷 回程。 第九章、折弯机工作时的各种危险 9.1电气危险：9.1.1直接接触裸露带电零件或在故障条件下变为带电的零件。尤其是绝缘失效而导致的带电零件，可能造成的电击、火灾、烧伤等危险。9.1.2电路过载等产生的火灾、灼伤等危险。9.2 热危险：因接触有关产生热的部件(如制动器、离合器、液压系统等)而引起的灼伤和烫伤。9.3 噪声与振动危险：（1）机器由于噪声过大，引起操作人员听力损失、耳鸣、疲劳、精神压抑和干扰听觉信号等危险。（2）在工作时由于机械振动而可能导致操作人员长期工作后产生生理失调的危险。9.4材料和物质产生的危险：折弯工件时工件翘起产生冲击、刺伤或扎伤危险。9.5 由于能源失效、零件损坏或其他功能故障产生的危险9.5.1电气系统功能丧失而可能导致机器产生误动作。9.5.2控制元件失灵导致误操作引起的危险。9.5.3机器中的电气、数控系统抗电磁干扰性能差，致使机器不能正常运行而可能产生的危险。9.5.4机器重心的偏移产生的不稳定，在装配、运输过程中由于机器重心的偏移、稳定性差等原因造成意外倾翻、移动等危险。9.6机器工作过程中其工作模具间可能产生的挤压、剪切、冲击等危险。9.7机器上的零部件(如滑块)，有可能在重力影响下自行运动或控制失灵发生意外运动而可能造成的挤压、剪切危险。9.8机器工作过程中其运动部件(如各种机动挡料、调节装置，链传动、带传动装置)，对人身可能造成挤压、缠绕、引入或卷入、冲击等危险。9.9机器零部件(如模具、机身)由于形状因素等，其锐边、尖角可能对 人身造成的刺伤或扎伤危险。9.10机器零部件(如飞轮、模具)在使用过程中，由于松动、脱落或折断、碎裂、甩出等可能造成的冲击、抛射危险。9.11高压流体可能造成的喷射危险9.12液压或气动系统的最大工作压力超过系统的额定安全工作压力造成的危险。9.13液压或气动系统泄漏可能造成的喷射危险。9.14在机器上进行装配、维修或保养时。可能造成的人员跌落危险。维修人员操作空间窄小或操作不便可能遭受的碰撞、夹挤等危险。 鉴于以上危险我们必需制定相应的安全操作规则。 第十章 总 结 在设计的过程中，我们借鉴了前人的设计经验，并且深入地分析和比较。我们根据自己所学到的液压传动的知识，综合运用元件和回路的联系，并在老师的指导下，将本次板料折弯机液压系统的设计圆满的完成了。在这