1、 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。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，我们还组织了本次毕业设计，让我们把理论联系实际，掌握液压传动系统设计的技能和方法。 液压传动毕业设计的目的主要有以下几点： 1、综合运用液压传动课程及其他有关先修课程的理论 知识和生产实际只是，进行液压传动设计实践，是理论知识和生产实践机密结合起来，从而使这些知识得到进
2、一步的巩固、加深提高和扩展。 2、在设计实践中学习和掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方法，培养设计技能，提高学生分析和嫁接生产实际问题的能力，为今后的设计工作打下良好的基础。 3、通过设计，学生应在计算、绘图、运用和熟悉设计资料（包括设计手册、产品样本、标准和规范）以及进行估算方面得到实际训练。 关键词 ：板料折弯机 ，液压传动系统，液压传动设计。 1 第一章 明 你 确设计要求， 进行工况分析 1.1 任务设计要求 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（折弯）、 快速返回 。 1.1.1 板料折弯机的用途 、工艺
3、过程、总体布局以及对液压传 动装置的位置和空间尺寸的要求。 1.板料折弯机的用途： 数控 液压板料折弯机 适用于大型钢结构件，铁塔、路灯杆、高灯杆、汽车大梁、汽车车货箱等相关行业 的板料折弯 。 2.板料折弯 机工艺过程：要求折弯机的机头实现快速下降，慢速加压（板料折弯）、快速返回的工作循环；且满足条件： 折弯力 610FN 滑块重量 41.5 10GN 快速空载下降行程 180mm 速度（ 1v ） 23 /mms 慢速下压（折弯）行程 20mm 速度（ 2v ） 12 /mms 快速回程行程 200mm 速度（ 3v ） 53 /mms 液压缸的机械效率 0.91cm 直接进行角度编程，具
4、有角度补偿功能。光栅尺实时检测反馈校正、全闭环控制、后挡料和滑块死挡料定位精度为 0.02mm 。上模采2 用快速夹紧装置，下模采用 斜楔变形补偿机构。具有多工步编程功能，可实现多自动运行，完成多工步零件一次性加工，提高生产效率。根据用户需求可选用性能稳定，结构紧凑的进口液压系统、后挡料可选用滚珠丝杆、同步带传动。 3.板料折弯机液压系统总体布局及对液压传动的位置和空间尺寸要求：总体布局要求结构紧凑，安装位置要求方便清洁和维修。 1.1.2 液压系统的性能要求 1.自动化程度：要求液压传动系统的起动 加速 快进 工进 快退整个工作循环完全实现自动控制。 2.调速范围： 23mm/s至 -53m
5、m/s 3.稳定性：液压缸的最小流量 minq 应等于或大于流量阀和变量泵的最小稳定流量 4.对系统的的效率、温升要求：由于属于中、高压系统，故效率要求较高，温升低，以免引起发热。 1.1.3 液压系统工作环境的要求 系统油温应在 35 60 之间，不得超过 70 ，如过高会导致油质及配件的变质损坏。新机工作 2000小时后应换油，以后每工作4000 6000小时后应换油，每次换油，应清洗油箱； 为防止尘埃等杂物影响折弯机的工作效率，应保持环境清洁、通风；禁止吸烟，避免易燃物、腐蚀性等物质的存放。 3 1.2 工况分析 液 压系统的工况分析指的是执行元件的运动分析和负载分析，即分析板料折弯机在
6、工作过程中各执行元件的负载和运动速度的变化规律。 1.2.1 运动分析 按工作要求和执行元件的运动情况，可以用位移循环图（ L-t） 、速度循环图（ v-t）或速度与位移循环图（ v-L 机的液压缸位移循环图，纵坐标 L 表示活塞位移，横坐标 t 表示从活塞起动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地 ） 表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图 L-t。图 1-1 所示为液压折弯表明液压折弯机的工作循环：快速下降、慢速加压（折弯）、快速返回三 个阶段。 2.速度循环图 v-t。根据设计要求绘制如图 1-2所示。清楚点的表示出了折弯机的快速下降、慢速折弯、快速返回，启动、增
7、速、减速、制动的时间 st 2.0 4 3.速度位移循环图 v-L。如图 1-3所示 5 1.2.2 负载分析 要求设计的板料折弯机实现的工作循环是：快速下降 慢速下压 (折弯 ) 快速返回。主要性能参数与性能要求如下： 折弯力 610FN 滑块重量 41.5 10GN 快速空载下降行程 180mm 速度（ 1v ） 23 /mms 慢速下压（折弯） 行程 20mm 速度（ 2v ） 12 /mms 快速回程行程 200mm 速度（ 3v ） 53 /mms 液压缸的机械效率 0.91cm 液压缸采用 V 型密封圈 1. 负载值的计算： 一般情况下，液压缸必须克服的负载由六部分组成： bmGa
8、fZ FFFFFFF zF 工作阻力 fF 摩擦阻力 aF 惯性负载 GF 重力负载 mF 密封阻力 bF 排油阻力 根据公式 tvmmaFa 注释： m 工作部件总质量 v 快进或快退速度 t 运动的加速、减速 时 间 6 结合已知条件有表 1-1所示结果： 项目 计算公式 计算结果 惯性负载 NtvgGtvmF a 1762.0023.08.9 105.1 4 176N 静摩擦阻力 NF fs 3 0 0 0105.12.0 4 3000N 动摩擦阻力 NF fd 1500105.11.0 4 1500N 折弯力 已知 Fw 1000000N 表 1-1 故，根据设计要求 液压缸在各工作阶
9、段的负载值 (单位 :N) 工况 负载组成 负载值 F/N 推力 / cmF 起动 sfFF 3000 3297 加速 afd FFF 1676 1841 快进 fdFF 1500 1648 工进 fdF F F 1001500 1100549 快退 fdFF 1500 1648 表 1-2 （注 :液压缸的机械效率取 0.91cm ） 2. 根据上面数据，结合已知 数值 1 180L mm , 2 20L mm ,快速回程3 200L mm 情况绘制负载与位移循环图（ F-L） 。如下所示： 7 第二章 初步确定液压缸主要参数 2.1 液压缸的设计计算 2.1.1 初定液压缸的工作压力 甴表
10、 1-2可知，板料折弯机液压系统在最大负载等于 1100549N，即约为 1100KN，选定工作压力 MPap 151 。 2.1.2 液压缸主要尺寸的计算 将液压缸的无杆腔作为主工作腔，考虑到缸下行时，滑块自重采用液压方式平衡 ，则可计算出液压缸无杆腔的有效面积，已知液压缸的机械效率 cm=0.91。 表 2-1所示 主要尺寸 计算公式 依据 结果（ cm） 液压缸内径 D 261m ax1 0 8 1.0101591.0 1 1 0 5 4 9 mpFAcmF 参考1GB/T28 mmmD 321321.0081.04 348-200 30 活塞杆直径 d 3.22353d 22 2 DV
11、Ve D快下快上 cmmmDDd 5.222 2 53.2 22 标准直径 20 表 2-1 2.1.3 液压缸工作循环中各阶段的压力、流量及功率计算 根据已知条件结合液压缸的主要尺寸计算得： 项目 计算公式 结果（ 2cm ） 无杆腔实际有效面积 221 3044 DA706.9 有杆腔实际有效面积 )(4 222 dDA 392.7 表 2-2 液压缸在工作循环中各阶段的 流量计算见表 2-3。 工作阶段 计算公式 输入流量q(L/min) 快速下降 启动 1 1 1q vAm in/60109.7 0 61023 3221 dmq 97.6 恒速 工作下压（折弯） 2 2 1q vA 5
12、0.9 9 m in/60109.7 0 610122 322 dmq 快速返回 启动 3 3 2q vAm in/60107.3 9 21053 3223 dmq 等速 124.9 制动 表 2-3 液压缸在工作循环中各阶段的压力计算见表 2-4 工 作阶段 计算公式 负载 F/N 液压缸的压力 p/MPa 快速下降 启动 91.0109.706 176 211 cmA Fp 启动176 3107.2 恒速 91.0109.7 0 6 0 211 cmA Fp 恒速0 0 工作下压（折弯） 91.0109.706 1 1 0 0 5 4 92cm12 A Fp 折弯1100549 17.12 快速回程 启动 91.0107.3 9 2 3 2 9 72cm23 A Fp 起动3297 2102.9 恒速 91.0107.3 9 2 1 8 4 1223 CMA Fp 恒速1841 2102.5 制动 91.0107.3 9 2 1 6 4 8223 cmA Fp 制动1648 2106.4 表 2-4 液压缸在工作循环中各阶段的功率计算见表 2-5 工作阶段 计算公式 液压缸的功率 P/W
