专用弯管机液压系统设计

1、目录1弯管机原理61.1弯管机的工作原理61.2弯管机的工艺过程61.3弯管控制流程72液压系统82.1液压流程882.2 液压系统工况分析92.3.1液压缸工作负载的计算102.3.2 确定缸的内径和活塞杆的直径102.3.3计算液压缸在工作循环中各个阶段的压力、流量和功率的实际值113.4选择液压泵和电机123.4.1确定液压泵的工作压力、流量123.4.2液压泵的确定123.5辅助元件的选择133.6确定管道尺寸133.7确定油箱容积133.8液压电磁阀143.8.1 电磁阀选择143总结151弯管机原理1.1弯管机的工作原理弯管机主要由机械装置、液压系统、等组成。机械装置主要有卡紧装置

2、、小车推进装置、导向轮装置和摇臂回转装置等组成。其工作原理是将钢管匀速推进，使钢管沿预设的轨道行走从而形成具有一定曲率半径和角度的弯管。先将钢管安装就位，通过摇臂回转装置上的丝杠丝母传动装置调整好弯曲半径，从而获得所需的弯管管件。特点：弯出的管具有形变小，壁厚差小，无应力。弯曲半径0-1800可调节。1.2弯管机的工艺过程本课题的研究工作主要是根据弯管机的工艺流程对弯管机的控制系统进行分析和数学建模，确定适用于该系统的控制算法，完成理论与实践的结合。如图2-1所示。 弯管参数确定夹具夹紧放置钢管 弯管推进推进位置控制弯管夹具松开弯管结束图2-1弯管机流程由于管材的材质各异， 管径、壁厚、弯曲角

3、度等差异较大，使得中频电源加热温度和弯管推进速度之间的关系都不一样，并且各工艺参数的设定也比较复杂， 而参数设定的合适与否会极大影响弯管的各种机械性能， 所以要根据工况的不同进行参数选择， 并由此控制弯管的质量。其次在对弯管机的系统以及弯管工艺有一个很好的了解的基础上，根据实际情况，完成硬件设备的选型。1.3弯管控制流程根据弯管机简单的工艺流程我们可以写出弯管机软件编程的流程框图，根据流程图可以很好的编写软件程序，以便更好、更准、更精的控制弯管机，生产出合格的弯管来。下面就是弯管机的弯管机编程的流程框图2-2。电机启动放置钢管半径调节 管与推进装置固定 匀速推进钢管是否达到设定位置 N Y Y

4、 N Y N 结束是否到达弯管要求夹具松开卸料弯管结束 图2-2弯管流程2液压系统2.1液压流程液压原理图如图3-1所示图3-1液压原理1 三位四通电磁阀 2 溢流阀 3油泵 4 滤油器 5 夹紧液压缸 6 单向阀 7 单向节流阀 8 双向泵 9调速阀 10 油泵电机 11 邮箱2.2 液压系统工况分析设：最大工作压力；运动部件自重Fg=10kN；工作台快进、快退速度相等，v1=0.0167m/s；工作进给速度0.0083m/s；快进的行程为L1=0.2m；工作行程长度为L2=0.2m。导轨为平导轨，其静摩擦系数为fs=0.2，动摩擦系数为fd=0.1，往复运动的加速、减速时间t=0.2s。该

5、系统采用液压与电气配合，实现自动工作循环控制绘制动力滑台的工作循环图，如图3-2所示。（a）图3-2 运动分析快进 (3-1)工进 2.3液压缸的确定2.3.1液压缸工作负载的计算（1）工作负载： Fw=10000N（2）摩擦阻力：静摩擦阻力 (3-2)动摩擦阻力（3）惯性阻力动力滑台起动加速，反向起动加速和快退减速制动的加速度的绝对值相等，即v=0.1m/s，t=0.2m/s，故惯性阻力为： (3-3)根据以上的计算，=0.9可得到液压缸各阶段的各各动作负载，见表1所示。表3-1液压缸各阶段工作负载计算工况计算公式液压缸负载/N液压缸推力F/N起动20002222加速15001667快进10

6、001111工进F= +1100011444反向起动F =20002222加速F = +15001667快退F =10001111制动F =5005562.3.2 确定缸的内径和活塞杆的直径液压缸的工作压力为p1=2.5M Pa。选定快进、快退时回油压力损失P2=0.7MPa。 (3-4)液压缸的内径为： (3-5)圆整取标准直径D=95mm，则d=0.707D，即d=0.70795=67.165mm，圆整液压缸实际有效面积计算无杆腔面积 (3-6)有杆腔面积2.3.3计算液压缸在工作循环中各个阶段的压力、流量和功率的实际值结果见表2所示。表3-2液压缸各工况所需压力、流量和功率 工况负载F/

7、N回油腔压力p2 (p2)/ (105 Pa)进油腔压力p1/(105 Pa)输入流量q/(L/min)输入功率P/kW计算公式快进启动2 2225.6_p1=(F+p2A2)/(A1 -A2)q=(A1 -A2)v1P=p1 q10-3加速1 6678.4_快速1 11123.723.70.33工进11 44423.10.20.0077p1=(F+p2 A2)/ A1q= A1v2P= p1q10-3快退启动2 2227.1_p1=(F+p2 A1)/ A1q= A2v2P=p1q10-3加速1 66721.1_快退1 11119.40.0750.024制动55617.6_3.4选择液压泵和

8、电机3.4.1确定液压泵的工作压力、流量（1）液压泵的工作压力已确定液压缸的最大工作压力为2.5 MPa。在调速阀进口节流调速回路中，工进是进油管路较复杂，取进油路上的压力损失30105 Pa,则小流量泵的最高工作压力为P=(25+30)105 Pa =55105 Pa 。 (3-7)大流量液压泵只在快速时向液压缸供油，由工况图可知，液压缸快退时的进油路比较简单，取其压力损失为 4105 Pa，则大流量泵的最高工作压力为Pp2=(19.4105+4105) =23.5105 Pa。（2）液压泵的流量由工况图可知，进入液压缸的最大流量在快进时，其值为 23.7L/min ，最小流量在快退时，其值

9、为0.075 L/min，若取系统泄漏系数k=1.2，则液压泵最大流量为qp=1.223.7 L/min=28.44 L/min 0由于溢流阀的最小稳定流量为3 L/min，工进时的流量为0.2 L/min，所以小流量泵的流量最小应为3.2 L/min。3.4.2液压泵的确定根据以上计算数据，查阅产品目录，选用相近规格CBF-F40型齿轮泵。 液压泵电动机功率为：由工况图可知，液压缸的最大输出功率出现在快进工况，其值为 0.33kW。此时，泵的输出压力应为=8.4105 Pa ，流量为=(36+6) L/min= 42L/min 。取泵的总效率p= 0.75 ，则电动机所需功率计算为/ (3-

10、8)有上述计算，可选额定功率为1.1kW的标准型号的电动机。3.5辅助元件的选择根据系统的工作压力和通过阀的实际流量就可选择各个阀类元件和辅助元件，其型号可查阅有关液压手册。液压泵选定后，液压缸在各个阶段的进出流量与原定值不同，需重新计算，见表3。表3-3 流量计算快进工进快退输入流量/（L/min）排出流量/（L/min）运动速度/（L/min）3.6确定管道尺寸由于本液压系统的油管通油量较大，其实际流量q约为75.28L/min=1.25510-3 m3/s，取允许流速v=3m/s。主压力油管根据公式计算：d= (3-9)圆整后取d=20mm。3.7确定油箱容积按经验公式V=(57)，选取

11、油箱容积为: (3-10)3.8液压电磁阀3.8.1 电磁阀选择根据以上所诉选出采用其他元件型号如表3-4所示表3-4阀型号数量单向节流阀MK10-G103电磁换向阀3WE5N6.2/OAW220-50Z43泵口溢流阀DBDS10G10/101夹紧缸溢流阀DBDS10G1/103单向阀S10A0.15-25调速阀2FRM10-3X/50LB1双向泵T8642B13总结为期两周的实训就这样结束了，这两周让我收获了不少。本次实训主要内容是专用弯管机液压系统设计，安装与调试。当然其中还学习了画图等一些与自己专业关联的知识。我们组分工比较明确，总的来说我们组比较好的完成了既定任务。每个人都很好的完成了自己的任务，还都不时去帮助组员弄清楚一些问题。 实训让我了解了液压元件，液压系统以及液压原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。本次实训脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做实训项目的过程中要不停的讨论问题，这样，我们组员可以尽可能的统一思想，这样就不会使在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思