毕业论文（液压）

毕业设计(论文)

题 目：板料折弯机液压系统设计 系 别： 机电工程系 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 王存鑫

2010 年 4月18日

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目 录

摘 要……………………………………………………………………………………1 关键词……………………………………………………………………………………1 前 言…………………………………………………………………………………....1 1任务分析 …………………………………………………………………………....2 1.1 技术要求………………………………………………………………………..2 1.2 任务分析………………………………………………………………………..3 2 方案的确定……………………………………………………………………………3 2.1运动情况分析……………………………………………………………………4 2.2调速回路的比较和选用…………………………………………………………5 3液压缸主要参数的确定……………………………………………………………… 6 4负载与运动分析……………………………………………………………………….6 5负载图和速度图的绘制…………………………………………………………….....7 6液压系统图的拟定…………………………………………………………………….7 6.1 液压回路的选择…………………………………………………………………8 6.2 液压回路的综合…………………………………………………………………8 7 液压元件的选择……………………………………………………………………….9 7.1 液压泵的选择……………………………………………………………………9 7.2 阀类元件及辅助元件…………………………………………………………...10 7.3 油管元件………………………………………………………………………...10 7.4油箱的容积计算…………………………………………………………………11 7.5油箱地面倾斜度…………………………………………………………………13 7.6过滤器的选取……………………………………………………………………13 8 液压系统性能的运算…………………………………………………………………14 8.1 回路压力损失验算……………………………………………………………..15 8.2 油液温升验算…………………………………………………………………..16 8.2.1快进时液压系统的发热量……………………………………………………17 8.2.2 快退时液压缸的发热量……………………………………………………...18 8.2.3工进时液压缸的发热量………………………………………………………19 小结………………………………………………………………………………………19 参考文献…………………………………………………………………………………20 致谢………………………………………………………………………………………20

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板料折弯机液压系统设计

摘 要：立式板料折弯机是机械、电气、液压三者紧密联系，结合的一个综合体。液压传动与机械传动、电气传动并列为三大传统形式，液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。因此，《液压传动》课程是工科机械类各专业都开设的一门重要课程。它既是一门理论课，也与生产实际有着密切的联系。为了学好这样一门重要课程，除了在教学中系统讲授以外，还应设置课程设计教学环节，使学生理论联系实际，掌握液压传动系统设计的技能和方法。

关键词：板料折弯机、液压传动系统、毕业设计 前 言

机电系毕业设计（论文），是对我们所学的专业基础知识和研究能力、自学能力以及各种综合能力的检验。通过做课程毕业设计（论文）的形式，可以使我们在知识综合运用及动手操作能力等方面的得到锻炼，使我们进一步理解所学专业知识，扩大知识面。随着当今社会经济和科学技术的发展，对高等教育人才培养模式和培养质量提出了新的、更高的要求，需要相应提高我们做毕业设计。

1 任务分析

1.1技术要求

设计制造一台立式板料折弯机，该机压头的上下运动用液压传动，其工作循环为：快速下降、慢速加压（拆弯）、快速退回。给定条件为：

折弯力 15KN 滑块重量 G=1000N 快速空载下降 ： 行程 0.1m

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速度 50mm/s

慢速下压（折弯）： 行程 0.15m 速度 25mm/s

快速回程： 行程 0.25m

速度 50mm/s

1.2任务分析

根据滑块重量为1KN，为了防止滑块受重力下滑，可用液压方式平衡滑块重量，滑块导轨的摩擦力可以忽略不计。折弯机滑块上下为直线往复运动，且行程较小（250mm），故可选单缸液压缸作执行器，且液压缸的机械效率ηcm=0.91，因为板弯机的工作循环为快速下降、慢速加压（拆弯）、快速退回三个阶段，各个阶段的转换由一个三位四通电磁换向阀控制。当电磁换向阀工作在左侧时，实现快速下降和工进，快速下降和工进之间的转换由一个二位三通电磁换向阀控制，中位实现液压泵的卸荷，当工作在右位时实现液压缸的快速回程。因为折弯机要求快速下降、快速退回的速度较快且速度相等，减少行程时间，快速下降时液压缸采用差动连接，液压泵采用全压式供油，其活塞运动由一个行程阀控制，当活塞以恒定的速度移动到一定位置时，行程阀接到信号，二位三通电磁换向阀产生动作，实现快进和工进之间的转换。当活塞移动到终止位置时，压力继电器接受到信号，使三位四通电磁换向阀换向。

为了对油路压力进行监控，在液压泵出口安装一个压力表和溢流阀，同时也对系统起过载保护作用。因为滑块受自身重力作用，滑块要产生下滑运动，所以油路要设计一个液压顺序阀，已构成一个平衡回路，产生一定大小的背压力，同时也使工进过程平稳。

2 方案的确定

2.1运动情况的分析

由折弯机的工作情况来看，属轻载、小功率液压系统，其外载和工作速度随着时间不断变化的。所以设计液压回路时必须满足随负载和执行元件的速度不断变化

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的要求。

2.2调速回路的比较和选用 (1)调速回路的比较见表1-1。

表一 调速回路的比较 回路类 主要 性能 速度稳机械特定性 性 承载能力 调速范围 功率特效率 性 发热 适用范围 节流调速回路 用节流阀 进回油 旁路 较差 较好 较大 低 大 差 较差 小 较高 较小 用调速阀 进回旁油 路 好 好 较大 低 较高 大 较小 容积调速回路 容积节流调速回路 限压式 好 好 较大 较高 高 较小 小 中、小功率的中压系统 稳流式 较好 较好 大 最高 最小 大功率、重载高压系统 小功率、轻载的中、低压系统 (2)调速回路的选用。 调速回路的选用主要考虑以下问题：

①执行机构的负载性质、运动速度、速度稳定性等要求：负载小，且工作中负载变化也小的系统可采用节流阀节流调速；在工作中负载变化较大且要求低速稳定性好的系统，宜采用调速阀的节流调速或容积节流调速；负载大、运动速度高、油的温升要求小的系统，宜采用容积调速回路。

一般来说，功率在3kW以下的液压系统宜采用节流调速；3～5kW范围宜采用容积节流调速；功率在5kW以上的宜采用容积调速回路。

②工作环境要求：处于温度较高的环境下工作，且要求整个液压装置体积小、重量轻的情况，宜采用闭式回路的容积调速。

③经济性要求：节流调速回路的成本低，功率损失大，效率也低；容积调速回路因变量泵、变量马达的结构较复杂，所以价钱高，但其效率高、功率损失小；而容积节流调速则介于两者之间。

考虑到最大折弯力为1.5x104 N，功率不到1KW，所以选用节流调速回路，如下

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图5 折弯机液压系统图

1—定量叶片泵 2—二位二通电磁换向阀 3—溢流阀 4—三位五通电磁换向阀 5、8、15—单向阀 6—压力表 7—液控顺序阀 9—节流阀 10—液压缸 11—压力继电器 12—行程阀 13—油过滤器 14—油箱

7 液压元件的选择

7.1液压泵的选择

由液压缸的工况图可以看出液压缸的最高工作压力出现在压制阶段为P1=2.64MPa，如取进油路上的压力损失为0.5MP，压力继电器调整压力高出系统最大工作压力之值为0.5MP，所以泵的最高工作压力PP=2.64+0.5+0.5=3.64MPa

液压泵的最大供油量qp按液压缸最大输入流量(9.73L/min)计算,取泄漏系数K=1.1，则qp=1.1×12=10.7L/min。 。

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根据以上计算结果查阅《机械设计师手册》表30-46，选用规格为YB1-10 的定量叶片泵，其额定压力P= 6.3MP，排量为10ml/r，额定转速为1450r/min，流量q=14.5L/min。

由于液压缸在下压时输入功率最大，这时液压的工作压力为3.64MP，流量为1.1×9.54=10.5L/min，取泵的总效率η=0.85，则液压泵的驱动电机所需要的功率为P=3640×10.5 /60×0.85=749W。

根据此数据按JB/T10391-2002,选取Y90S-4型电动机，其额定功率P=1.1KW，额定转速为1400r/min，按所选电动机的转速和液压泵的排量，液压泵最大理论流量qt=n×V=1400×10=14L/min，大于计算所需的流量10.7L/min，满足使用要求。 7.2阀类元件及辅助元件

根据阀类元件及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量可选出这些液压元件的型号及规格，结果见表7.1.

表7.1液压元件的型号及规格

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 元件名称 额定压力额定流量型号及规格 /Pa l/min 14 40 - 15 40 - 最大40 YB1-10 DBDS-*-10G 说明 额定转速1390r/min驱动电机功率为2.2KW 定量泵叶片6.3 泵 调压溢流阀 0.5～5 行程阀 - 三位五通电4 磁换向阀 0.25～单项顺序阀 0.45 节流阀 - 开启单向阀 0.15MPa 压力继电器 0.35～5 过滤器 20 压力表 二位二通电 磁换向阀 通径10mm YF3-*-10B-C 5WEH10G 通径10mm HCT03-L-1-22 qmax=50L/min MG10G1.2 S20A220 HED20 通径10mm 12

7.3油管

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、出油管则按输入、排出的最大流量计算，由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进出流量已与已定数值不同，所以重新计算,如表7.2所示。表中数值说明液压缸快进、工进、快退速度均与设计要求相近，这表明所选液压泵的型号，规格是适宜的。

表7.2液压缸在各个阶段的进出流量 流量速度 快 进 工 进 快 退 输入q1=(A1×q2)/（A1-A2） 流量=63．6×10.7/63.6-32.4 q1=10.5 L/min =21.8 排出q2=(A2×q1)/A1 流量=32.4×21.8/63.6 L/min =11.1 q2=(A2×q1)/A1 =32.4×10.5/63.6 =5.35 q1= qp=10.7 q2=(A2×q1)/A2 =63.6×10.7/32.4 =21 V3= q1/A2= 10.7×10-3/ -432.4×10=3.3 运动V1=qP/(A1-A2)= V2=q1/A1= 速度10.7×103/(63.6-32.4) 10.5×103/63.6×103 -4m/min ×10=3.43 =1.65 由表中数值可知，当油液在压力管中速度取4m/s时，按教材P86式（6.6.1） d=2×(q/60π×V)1/2 计算得

×106/π×4×103×60)1/2=10.7mm 液压缸无杆腔相连的油管内径d=2×(21.8

进

液压缸有杆腔相连的油管内径d回=2×(10.7×106/π×4×103×60)1/2=7.5mm

这两根油管选用参照《机械设计师手册》P2547，选用内径Φ=10mm，外径Φ=18mm的无缝钢管。

7.4油箱的容积计算

容量V（单位为L）计算按教材式（6.3.1）：V =Kqp,由于液压机是中压系统，

K=6。所以油箱的容量V=Kqp=6×10.7=64.2L,64.2÷0.8=80.3L 按JB/2876-81规定容积取标准值V=100L。

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7.5油箱地面倾斜度

为了更好的清选油箱，取油箱底面倾斜度为：1℃ 7.6过滤器的选取

取过滤器的流量至少是泵流量的两倍的原则，取过滤器的流量为泵流量的

2.5倍，故有：

q过滤器=q泵入×2.5=(10.7×2.5)L/min=26.8L/min

查《机械设计师手册》表30-260得，选取通用型WU系列网式吸油中过滤器：

表7.4

型号 WU-25×*-J

8液压系统性能的验算 8.1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,仅从阀类元件对压力损失所造成的影响可以看得出来，供调定系统中某些压力值时参考，这里估算从略。

8.2油液温升验算

在整个工作循环中，工进和快进、快退所占的时间相差不大，所以，系统的发热和油液温升可用一个循环的情况来计算。

8.2.1快进时液压系统的发热量

快进时液压缸的有效功率为:P1=p1q1=0.2×9.35×103/60=31w,泵的输出功率为：P快=0.7×10.3×103/60=120w,

因此快进液压系统的发热量为：QH1=P快-P1=（120-31）W=89W

8.2.2快退时液压缸的发热量

快退时液压缸的有效功率为：P2=p2q2=0.3×9.73×103/60=48.7w,泵的输出功率为：P退=0.8×10.7×103/60=143w,

快退时液压系统的发热量为：QH2=P退-P1=（143-48.7）W=94 W

8.2.3工进时液压缸的发热量

工进时液压缸的有效功率为：P3=p3q3=2.64×9.54×103/60=420w,泵的输出功

通径 Mm 15 公称流量 L/min 25 过滤精度 μm 80 14

率P压=3.14×10.7×103/60=560w,

因此压制时液压系统的发热量为：QH3=P压-P3=（560-420）W=140 W 总的发热量为:QH= QH1+ QH2+ QH3=89+94+140=323W 按教材式（6.3.3）△T= QH/κA求出油液温升近似值

按通风良好时取散热系数κ=15, 散热面积A=0.065V2/3=0.065×1002/3=1.4 所以△T= QH/κA=323/1.4×15=15.4℃

温升没有超出允许范围，液压系统中不需要设置冷却器。

小 结

此次毕业设计（论文），是对我们所学的专业基础知识和研究能力、自学能力以及各种综合能力的检验，培养自己综合运用所学专业课，分析和解决工程技术问题的独立工作能力。巩固、深化和扩大学生所学基本理论、基本知识和基本技能。使学生受到综合产品设计能力的综合训练。通过做毕业设计（论文）的形式，可以使我们在知识综合运用等方面的能力得到锻炼，使我们进一步理解所学专业知识，扩大知识面。当今社会经济和科技的发展，对高等教育人才培养模式和培养质量提出了新的、更高的要求，需要相应提高我们做毕业设计（论文）的质量和要求。………………………………………………………………………..。

参 考 文 献

1、《液压与气动技术》 主编 姜佩东 高等教育出版社 2009年2月 2、《机械设计手册》 主编 吴宗泽 机械工业出版社 2002年1月 3、械设计基础课程设计指导书》主编 陈立德高等教育出版社2008年5月 4、《机械制造技术》 主编 宋彪 华中理工大学出版社 1999年4月 5、《CAD机械制图》 主编 周鹏翔 刘震 高等教育出版社 2005年4月

致 谢

本次课程设计是对三年来所学习知识的总结，既巩固了以前所学的知识，又了解掌握了最新的前沿知识。通过本次的课题设计，我对液压传动系统的设计有了深的理解。

…………………………………………等等。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/hk9g.html