板料折弯成型机液压系统设计计算

板料折弯成型机液压系统设计计算设计一台四柱立式板料折弯成型机液压系统，液压板料弯拆成型机工作循环为：快速下行→慢速加工→快速提升回程。最大弯曲压制力506N，上下移动滑块重G＝15000N，快速下行行程1000mm－800mm，慢速下行行程30mm－60mm，快速下行速度V快下=24mm/s，慢速下行速度V慢=15mm/s，快速上行速度V快上=55mm/s，快速上行行L=1000mm，程制动时间△t=0.2s，上下移动滑块液压支撑平衡。一、负载及运动分析液压板料弯拆成型机上下移动滑块在立式四柱上作直线往复行程运动，应采用单活塞杆液压缸。按技术要求，按参数求出液压缸各工况外负载如下：表1：液压缸外负载分析计算表工况计算公式外负载/N不计摩擦力，快速下降负载为零。设定初加压为5000KN的10%。快速下行启加速度匀速____慢速弯折初压F2=Fmax×10%终压F3=Fmax快速返回启加F4=匀速F5=G制动F6=表2：板料折弯成型机各种工况持续时间工况计算式时间/s说明快速下行t1=L1÷v1=弯折时间分两阶段，初弯行程为60mm，终弯行程为30mm。慢速弯折初压T2=L2÷v2=终压T3=L2÷v2=快速回程T4=L3÷v3=利用上述负载速度数据绘制负载速度图如下：二、选取液压缸参数，确定液压缸结构尺寸四柱立式板料折弯成型机属于液压机类，其工作压力在20-32MPa之间，预选液压缸的工作压力P1=25mPa，以无杆腔为工作腔。设置液压缸竖直工作，采用液压顺序阀平衡滑块自重，那么液压缸无杆腔内径为：根据GB/T2346－1993，取标准值D=根据液压缸快速下行与快速上行的速度比确定液压缸活塞杆直径d：取标准值取快速进给柱塞液压缸直径：液压缸有效面积为：快速进给的柱塞液压缸面积：表3：液压缸工作循环进给中的压力与流量计算如下表工作阶段计算公式负载F/N工作压力p/Pa输入流量q及功率L/minPq〔Kw〕快速下行启动,q=v1A1恒速6慢速下行初压,q=v2A1终压××.×→0快速退回启动,q=v3A2恒速制动二、液压缸的工作压力、流量计算1、液压缸的平衡压力为了平安地工作，取背压：2、快速下行3、液压缸工进作压力〔1〕、初压〔3〕、终压4、液压缸回程压力〔1〕、启动：〔2〕、恒速：〔3〕、制动：5、液压缸流量计算〔1〕、液压缸快速下行行程〔2〕、快速下行行程柱塞液压缸流量〔3〕、工作进给行程〔4〕、快速返回行程6、功率计算〔1〕、液压缸快速下行功率〔2〕、液压缸初压功率〔3〕、液压缸终压功率〔4〕、液压缸快速上行功率三、确定快速空程供油方式，液压泵的规格，驱动电机功率1、液压系统快速空程供油方式：由于供油量大，不宜采用由液压泵供油方式，利用主液压缸活塞等自重快速下行，形成负压空腔，通过吸入阀从油箱吸油，同时使液压系统规格降低档次。2、选定液压泵的流量及规格：设计的液压系统最高工作压力在主液压缸工作行程，主液压缸的无杆腔进油量为：主液压缸的有杆腔进油量为：主液压缸的有杆腔进油量为：液压缸设计工作行程的工作压力〔〕。压制流量为×××L/min,液压缸工作回程流量为××L/min,选用×××BGY14-1B型电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵。快速行程设计工作压力选，液压缸初压工作压力为，流量×××L/mi；升高到××.×mPa，流量降低40%,仍可获×××L/min的流量，根本满足工进流量需要，比设计的×××L/min，只差9.1L/min，选×××BGY14-1B型电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵就显然过大了。选用电液比例控制实现容积调速，节能高效效益。3、液压泵的驱动功率及电动机的选择：表4：液压系统压力、流量、功率表工作阶段计算公式负载F/N工作压力p/Pa输入流量q及功率L/minPq〔Kw〕快速下行启动,q=v1A1恒速慢速下行初压,q=v2A1终压×××→0快速退回启动,q=v3A2恒速制动液压缸的压制工作压力为P=××mPa；液压缸回程工作压力为P=0.××mPa快速进退选P=×.××106Pa,q=×××L/min,工进选P=×××.106Pa,q=××L/min,液压泵的容积效率ηv=0.92，机械效率ηm=0.95，两种工况电机驱动功率为：按等值功率计算：K——电动机过载系数直流电动机K=1.8－2.5，假设考虑到网络电压波动，一般取K=1.5－2.0取选取液压泵的驱动电机，首先应考虑等值功率和运动循环动作阶段的最大功率。本课题运动循环动最大功率是终压功P=××KW，持续时间只有2秒钟时间，不在电动机允许的短期过载范围内，不能按等值功率计值的短期过载处理，也不能按运动循环选取×××BGY14-1B型电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵电动机的最大驱动功率，只能按短折算系数为1.7的短期过载设计，选取××KWY280M-2型交流异步电动机驱动液压泵。四、设计选取液压系统图1、液液压系统图：2、电磁铁动作表：表5：电磁铁动作表名称1YA2YA3YA快速下行行程＋＋压制行程＋快速上行行程＋3、油箱容积：上油箱容积：下油箱容积：五、计算和选取液压元件表6：液压缸流量表工作阶段计算公式流量L/min输入输出快速下行启动q=v1A1恒速慢速下行初压q=v2A1终压快速退回启动q=v3A2恒速制动序号123456789101112131415元件名称斜盘式轴向柱塞泵。齿轮泵先导式比例溢流阀直动式溢流阀三位四通电液换向阀二位三通电磁换向阀液控单向阀内控外泄式顺序阀卸荷阀〔外控序阀内控外泄式顺序阀电接触压力表吸入阀〔液控单向阀〕液压缸交流异步电动机滤油器实际流量L/minL/minL/minL/minL/minL/minL/minL/minL/minL/minL/minKWL/min规格250BGY14-1BCB-10FY-B32HFY-10B34BYM-H32-T23D-10BDFY-B32H2XF-B32D-Y1X4F-B32D-Y1XF-B32D-Y1Y-Hb6F自制Y225M-2型WU－400×180F备注外购表6：液压元件表六、液压系统稳定性论证YA32-5000KN型四柱万能液压机的液压系统的动力机构，采用××KWY280M-2型交流异步电动机驱动××BGY14-1B型电液比例控制斜盘式轴向变量柱塞泵。选用电液比例控制的变量泵和液压缸组成容积调速系统，无节流溢流损失，系统高效节能液压系统。液压系统沿程和局部压力损失估算1mPa在以下，由设计者自行校核。设计任务：A3号系统图一张。〔手画〕设计说明书一份。〔手写〕设计说明书要求完成：〔1〕、求出液压缸快进、工进、快退推力，绘制快进、工进、快退工作循环图，，绘制快进、工进、快退推力循环图，绘制快进、工进、快退速度循环图及液压系统图；〔2〕、确定液压缸结构尺寸，液压泵的流量，系统输入输出功率和系统的效率；〔4〕、列出液压元件规格表〔5〕、进行液压系统稳定性校核，确定液压系统工作状态，油液发热升温状态，其中包括油箱体积；〔6〕、用3#图纸绘制液压系统图。第二局部、设计参数A、按机床选取工作压力〔P×MPa〕磨床车、镗、銑珩磨组合机床运输机械拉床、龙门刨<22-42-53-5<7<10B、按负载〔牛顿〔N〕〕选工作压力〔P×MPa〕<5×103、5×103-104、104-2×104、2×104-3×104、3×104-5×104、>5×104C、执行元件的回油背压回油路有节流阀的调速系统：(0.2～0.5)MPa回油路有背压阀或调速阀的调速系统：〔0.5～1.5〕MPa采用辅助泵补油的闭式液压回路：〔1.0～1.5〕MPa②、以有杆腔作工作腔时其中式中：P1为缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；Fmax为最大作用负载。(2)、活塞杆外径d：也可根据活塞杆受力状况来确定，受拉力d=0.3～0.5D。受压及拉pI受压及拉5MPa＜pI受压及拉pI(3)、缸筒长度L：缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：式中：为活塞的最大工作行程；B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D;A为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D;M为活塞杆密封长度，由密封方式定；C为其他长度。一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。另外，液压缸的结构尺寸还有最小导向长度H。3、缸筒壁厚校核缸筒壁厚校核。缸筒壁厚校核时分薄壁和厚壁两种情况，当δ≤D/10时为薄壁，壁厚按下式进行校核：δ≥式中：D为缸筒内径；pt为缸筒试验压力，当缸的额定压力Pn≤16MPa时，取Pyn，Py为液压缸的试验压力；当Pn＞16MPa时，取Pyn；［σ］为缸筒材料的许用应力，［σ］=σb/n,σb为材料的抗拉强度，n为平安系数，一般取n=5。当D/＜10时为厚壁，缸筒壁厚按下式校核：在使用式(4-37)、式(4-38)进行校核时，假设液压缸缸筒与缸盖采用半环连接，δ应取缸筒壁厚最小处的值。1、组合机床设计参数负载在此20000N-30000N时工作压力P=〔30-40〕×105Pa负载在此30000N-40000N时工作压力P=〔40-50〕×105Pa液压系统背压阀背Pb=(6-10)×105Pa2、YA32-1000KN型四柱万能液压机设计参数液压系统最高工作压力P=32mPa一般选用P=20-25mPa；主液压缸公称吨位1000KN；主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比值为5-10%，塑料制品的压制力与回程力之比为2%；顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位的五分之一；顶出缸回程力为主液压缸公称吨位的十五分之一。行程速度主液压缸快速空行程V=100mm/s工作行程V=10mm/s回程V=80mm/s顶出液压缸顶出行程V=80mm/s回程V=120mm/s3、YA32-3150KN型四柱万能液压机设计参数液压系统最高工作压力P=32mPa一般选用P=20-25mPa；主液压缸公称吨位315吨；主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比为5-10%，塑料制品的压制力与回程力之比为2%；顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位的五分之一；顶出缸回程力为主液压缸公称吨位的十五分之一。行程速度主液压缸快速空行程V=100mm/s工作行程V=10mm/s回程V=80mm/s顶出液压缸顶出行程V=80mm/s回程V=120mm/s4、YA32-4500KN型液压剪板机，液压系统最高工作压力P=32mPa一般选用P=10-16mPa；主液压缸公称吨位450吨；回程力之比为5-1