板料折弯液压系统设计解析Word文档格式.docx

1、液压缸里的油液经换向阀和回油管排回油箱。 节流阀用来调节工作台的移动速度。调大节流阀，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度就增大；调小节流阀，进入液压缸的油量就减少，工作台的移动速度减少。故速度是由油量决定的，液压系统的原理图见图2。1.2液压系统的基本组成（1）动力元件：液压缸将原动机输入的机械能转换为压力能，向系统提供压力介质。（2）执行元件：液压缸直线运动，输出力、位移；液压马达回转运动，输出转矩转速。执行元件是将介质的压力能转换为机械能的能量输出装置。（3）控制元件：压力、方向、流量控制的元件。用来控制液压系统所需的压力、流量、方向和工作性能，以保证执行元件实现各种不同的工作要求。（

2、4）辅助元件：油箱、管路、压力表等。它们对保证液压系统可靠和稳定工作具有非常重要的作用。（5）工作介质：液压油。是传递能量的介质。 第2章 板料折弯系统工况分析计算2.1技术要求本板料折弯机液压系统设计要求液压系统完成滑块的快速下降慢速加压快速回程的工作循环。要求生产效率高，功率损耗小，发热少，工作平稳，安全可靠，防止速度失控现象。技术参数如下：最大折弯力为8.5105N。滑块重力为 1.35104N，快速下降速度2.0510-2m/s，慢速加压速度1.0810-2m/s，快速上升速度4.910-2m/s。快速下降行程0.175m，慢速加压行程0.025m，快速上升行程0.2m。启动、制动时间

3、为0.18s，忽略导轨摩擦力。2.2负载分析和运动分析由于折弯机为立式布置，行程较小（仅0.2m），且往复速度不同，故选用缸筒固定的立置单杆活塞缸（取缸的机械效率cm=0.91），作为执行元件驱动滑块及折弯机构对板料进行折弯作业。根据技术要求和已知参数对液压缸各工况外负载进行计算，其计算结果如下：工况计算公式液压缸负载F/N说明快速下降启动加速156.7折弯时压头上的工作负载可分为两个阶段：初压阶段，负载力缓慢的线性增加，约达到最大折弯力的5%，其行程为20mm；终压阶段，负载力急剧增加到最大折弯力，上升规律近似于线性，行程为5mm。等速慢速折弯初压42500终压850000快速回程启动138

4、75F=G13500制动13125根据已知参数持续时间计算结果如下：时间/st1=L1/v18.54初压阶段，其行程为L2=20mm；终压阶段，行程为L2=5mm。t2=L2/v21.85t3=L2/v20.46t4=L3/v34.08利用以上计算数据做液压缸负载循环图和速度循环图2.3确定液压缸参数，编制工况图根据类比法按主机类型选择元件的设计压力，查询相关资料，初选液压缸的工作压力p1=23MPa。液压缸无杆腔为主工作腔，根据液压缸下行时滑块自重采用液压方式平衡，则计算液压缸无杆腔有效面积活塞直径按GB/T 2348-1993，取标准值D=250mm。根据快速下行与快速上升的速度比确定活塞

5、杆直径d:求的d=190mm，取标准值d=180mm计算无杆腔有效面积 有杆腔有效面积工作循环中液压缸压力流量计算如下：工作腔压力p/Pa输入流量qcm3/sL/min；35101005.860.35-0.95210653031.819530031.800.6450.6281157.869.50.61工作循环中功率计算如下：快速下降（启动）阶段：P1=p1q1=3.53W快速下降（恒速）阶段：P1、=0慢速加压（初压）阶段：P2=p2q2=504.56W慢速加压（终压）阶段，压力由0.952MPa增至19MPa，其变化规律流量由530cm3/s减小至零，其变化规律为从而得功率计算得当t=0.2

6、18s时功率最大P3=Pmax=2648W，此时p=9.5MPa，q=278.8cm3/s=16.73L/min快速回程阶段：P4=p4q4=727W根据以上分析和计算数据绘制液压缸工况图如下：功率图流量图压力图第3章 拟定液压系统图3.1 确定液压传动系统的类型液压传动系统的类型究竟采用开式还是采用闭式，主要取决于它的调速方式和散热要求。一般的设计，凡具备较大空间可以存放油箱且不另设置散热装置的系统，要求尽可能简单的系统，或采用节流调速或容积-节流调速的系统，都宜采用开式。在开式回路中，液压泵从油箱吸油，把压力油输送给执行元件，执行元件排出的油则直接流回油箱。开式回路结构简单，油液能得到较好

7、的冷却，但油箱的尺寸大，空气和赃物易进入回路；凡容许采用辅助泵进行补油并通过换油来达到冷却目的的系统，对工作稳定和效率有较高要求的系统，或采用容积调速的系统都宜采用闭式。在闭式回路中，液压泵的排油管直接与执行元件的进油管相连，执行元件的回油管直接与液压泵的吸油管相连，两者形成封闭的环状回路。闭式回路的特点是双向液压泵直接控制液压缸的换向，不需要换向阀及其控制回路，液压元件显著减少，液压系统简单，用油不多而且动作迅速，但闭式回路也有其缺点，就是回路的散热条件较差，并且所用的双向液压泵比较复杂而且系统要增设补、排油装置，成本较高，故应用还不普遍。3.2 液压回路的选择液压机械的液压系统虽然越来越复

8、杂，但是一个复杂的液压系统往往是由一些基本回路组成的。液压基本回路就是由有关液压元件组成，能够完成某一特定功能的基本回路。在本设计中选择五种回路，分别为调压回路、调速回路、平衡回路、换向回路和卸荷回路。1） 调压回路调压回路的功用在于调定或限制液压源的最高工作压力，也就是说能够控制系统的工作压力，使它不超过某一预先调定好的数值，或使工作机构在运动过程中的各个阶段具有不同的工作压力。调压控制回路包括连续调压回路、多级调压回路、恒压控制回路等。液压源工作压力级的多少，压力在调节、控制或切换方式上的差异，是这种回路出现多种结构方案的原因，也是对它进行评比、选择时要考虑的因素。该设计选择溢流阀单级调压

9、回路，溢流阀开启压力可通过调压弹簧调定，如果调定溢流阀调压弹簧的顶压缩量，便可设定供油压力的最高值。系统的实际工作压力有负载决定，当外负载压力小于溢流阀调定压力时，溢流阀处无溢流流量，此时溢流阀起安全阀作用。图示2-1油路可靠，价格便宜。图2-1 调压回路2） 调速回路调速阀调速回路由调速阀、溢流阀、液压泵和执行元件等组成。它通过改变调速阀的通流面积来控制和调节进入或流出执行元件的流量，从而达到调速的目的。这种调速回路具有结构简单、工作可靠、成本低、使用维护方便、调速范围大等优点。用流量控制阀实现速度控制的回路有三种基本方式，节流调速回路分为进油节流调速回路、回油节流调速回路、旁路节流调速回路

10、等。本设计选用单向进油节流调速回路。用溢流阀和串联在执行元件进油路上的调速阀调节流入执行元件的油液流量，从而控制执行元件的速度。基本回路如图2-2所示：图2-2 调速回路3） 平衡回路平衡回路的功用在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。下图是一种使用单向顺序阀的平衡平很平衡回路。由图可见，当换向阀左位接入回路使活塞下行时，回油路上存在着一定的背压；只要将这个背压值调得使液压缸内的背压能支承得住活塞与之相连的工作部件，活塞就可以平稳的下落。当换向阀处于中位时，活塞就停止运动，不在继续下移。这种回路在活塞向下快速运动时功率损失较大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因单

11、向顺序阀和换向阀的泄漏而缓慢下落；因此它只使用于工作部件重量不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。图2-3 平衡回路 4） 换向回路往复直线运动换向回路的功用是使液压缸和与之相连的主机运动部件在其行程终端处迅速、平稳、准确地变换运动方向。简单的换向回路只须采用标准的普通换向阀。5） 卸荷回路卸荷回路的功用是在液压泵驱动电机不须频繁启闭的情况下，使液压泵在零压或很低压力下运转，以减少功率损失，降低系统发热，延长液压泵和电机的使用寿命。图2-4 卸荷回路3.3拟定液压系统回路图根据上述原则，考虑到折弯机工作时所需功率较大，故采用容积调速方式。为满足速度的有级变化，采用压力补偿变量液压泵供油。即在快速下隆时，液压泵以全流量供油，当转换成慢速加压折弯时，泵的流量减速小在最后5mm内，使泵流量减到零。当液压缸反向回程时，泵的流量恢复到