液压与气压传动课程设计板料冲剪折弯机构液压系统设计.doc

板料冲剪折弯机构 液压系统设计 指导老师：张链设 计 者：班 级：机电053设计日期：2007.12.25 目 录1设计题目2-32. 系统负载计算4-53. 负载图与计算图6-84. 液压缸主要参数的确定9-115. 机构工况图12-136. 零件设计与选择14-167. 参考教材17题目：板料折弯冲剪机传动系统一、 加工对象 冷扎钢板，板厚0.51.6（mm）二、 工作顺序1、推送板料（V1）；2、顶压板料定位（V2），同时推送机构恢复（V3）；3、折弯压头快速下降（V4）；4、折弯压头慢速下压（V5），同时压顶模夹松夹定位边（V6）；5、折弯成形，定形（定形时间为十五秒）；6、折弯压头快速上升（V7）；7、顶压模夹顶压定位边（V8）；8、冲剪头快速冲剪（V9）；9、冲剪头退升（V10）；10、顶压模夹松夹（V6）；恢复。三、技术参数 1、顶压模夹在折弯加工和冲剪加工过程中的行程为一个不动定位位置，顶压模夹的外形构造为双L形。 冲剪头快速冲剪时，在冲剪扎板前应有顶压装置保证顶压力F2。 工作顺序工作5定形过程时，应有蓄能器储蓄能量，以备在动作8快速冲剪时做辅助能源。 折弯压头重量N=2.4×104（N），冲剪头重量可忽略。 运动过程加、减速度时间t=0.1（s）。 2、负载力 最大折弯力F1=1.7×104（N） 冲剪时薄板顶压力F2=5.8×104（N） 最大冲剪力F3=2.7×103（N） 冷扎板最大重量m=800（N），摩擦系数f=0.11 3、速度V1=1.0cm/s,V2=4.0 cm/s,V3=3.5 cm/s,V4=5.0 cm/s,V5=5.2 cm/s,V6=1. 0cm/s,V7=12.0 cm/s四、技术要求 1、顶压模夹定位误差不大与0.1（mm）。 2、折弯压力快速上升（动作6）时，蓄能器储能损失不大与0.5%。 计 算 说 明结 果一、负载分析1 最大折弯力2 冲剪时薄板顶压力3 最大冲压力4 惯性阻力二、顶压板料机构负载计算1 工进顶压2 顶压板料3 退回 三、折弯机构液压缸负载计算1 加速下降2 快速下降3 由快速变慢速下降F1=1.7×104N；F2=5.8×104N；F3=2.7×104NFm1=MV0/gt=2.4×104×3.5×10-2/9.8×0.1=857NFM2=M（V2V3）/gt=2.4×104×0.5×10-2/9.8×0.1=122NFm3=MV5/gt=2.4×104×5.2×10-2/9.8×0.1=1273NF11=0N；F12=5.8×104N；F13=0NF21=MFm1=2.4×1040.0857×104=2.31×104NF22=M=2.4×104NF23=M+FM2=2.4×104+0.0122×104=2.41×104NF11=0NF12=5.8×104NF13=0N 4、慢速下降5、定形6、反向加速器7、制动四、冲剪机构液压缸负载计算1、 快速公进2、 剪切板料3、 退升F24=M=2.4×104NF25=F1+M=2.4×1041.7×104=0.7×104NF26=M+Fm3=2.4×104+1273=2.53×104NF27= MFm3=2.4×1041273=2.27×104NF31=0NF32=2.7×105NF33=0NF24=2.4×104NF25=7×103NF26=2.53104NF27=2.27×104NF31=0NF32=2.7×105NF33=0N五、绘制载图与速度图FT 2358 Tt9 t10T256254t10.724Tt1t4t8t11t6 t8F（103N）F(103N)缸 1缸 2F（103N）缸 3Vt514t9 t10 t115.4t1 t5 t6 t743.6t1t0 t7t2 t31.21.2tttV（cm/s）V（cm/s）V（cm/s）缸 1缸 2缸 3时间分段说明：缸：0顶压机构工进顶压模夹压定位边顶压模夹松夹顶压机构工进顶压模夹压定位边顶压模夹松夹缸：折弯机构快速下降折弯机构慢速下降急折弯定型折弯机构上升缸：冲剪机构快速冲剪冲剪机构上升六、液压缸主要参数的确定缸：由表87，初选=60（bar）=/=5.8×/60×=0.0097=/=1.0×0.0097/5.0=0.0019=11.12cm取=12cm=9.97cm取=10cm强度校核：选取刚才为碳钢。又机械工程材料知：=11×= =7.39×活塞材料强度适合=×=113则 =折弯机构液压缸参数缸：又液压与气压传动表87初选单向阀速阀为45。既回路压力为45，列平衡方程： 由、解得：强度校核：选择铸钢：=300×强度适合 冲 剪 机 构 液 压 缸 的 主 要 参 数 A3=D=×32=803.8cmA4=（Dd）=×（3220）=489.8cm初选P5=30barA5=0.09cm2D3=34cm2取D3=40cmA6=A5=×0.09=0.038m2d3=0.257m2取d3=28cm选钢材为铸钢，则=30×106Pa=4.39×106Pa=4.39×106Pa强度符合要求 D2 = 32cmd2 = 20cmA3 = 803.8cm2A4 = 489.8cm2 A=×0.4=0.126m2A6=（Dd）=×（0.40.28）=0.064m公 式P=F/AbarQ=AVP（KW）工 况负载（KN）进油腔压输入流量输入功率顶 压 机 构深处000.00130顶压5851.300退回000.001930 折 弯 机 构快进23.02.80.03217.3工进24.02.980.03417.3快到慢24.02.980.03417.3慢进24.02.980.02898.89定形70.8700退回25.33.140.02714.76制动22.72.8200冲 剪冲剪27.021.517.58437.8回升003.20 D3 = 40cmd3 = 28cmA5 = 0.126mA6 = 0.064m折 弯机构工况图中剪机构工况图 折弯机构工况图t9 t10 t11t3.217.621.537.8N(kw)P(bar)Q(v/s)tt6 t5t82.8214.763.140.0340.0322.88.892.9817.3Q PNN(kw)中剪机构工况图七、零件设计1油管选择2油箱选择3泵的选择确定泵的实际工作压力根椐各控制元件的选择口，选用10号冷拔无缝钢管YB23164，公称直径为4mm管口外径为8mm,流量2.5L/左右，管壁厚1mm取管弯的半径R=50mm左右。管支架距离200mm左右。取有效容量V=4×Q 泵=4×200=800L/min总 P对总油路采用调速阀的系统，P总可粗略估算为（510）×，取为，因此可以确定油泵的实际工作压力=32.9×10+10×10=43bar确定油泵的流量确定电机功率阀类元件的选择蓄能器选择K为泄露系数，取K=1.1由上表可知，=17.584(L/S)(L/S)按流量Q=200L/min,选择YB.200J型油泵由选择的油泵可以知道,其驱动功率为26KW根据液压系统的工件压力和通过各阀类元件和辅助元件的实际流量,可选择如图纸元件明细表所示 折弯机构中蓄能选择泵的最大流量Q=200L/min,系统最低压力P=32.96bar充气时间为15s. 泵每秒供油量为3.331/s取充气压力, 设定蓄能器工作差由平衡方程： 选气囊式蓄能器冲剪机构中蓄能器的选择 由油泵的输出流量,系流最大压力,执行装置间歇最短时间间隔取5秒,设蓄能器许用压力差20bar,执行装置每秒需油量为油泵在5秒内排油,放蓄能器容量小于16.65L. 该系统属于短时间内大量供油,根据气态方程 式中 为系统最高工作压力为. 为.按工作情况要求0.1秒内排油 既 选选参考文献1. 路甬祥主编，液压气动技术手册.北京：机械工业出版社，20022. 雷天觉主编，液压工程手册，北京：机械工业出版社，19903. 盛敬超编著，工程流体力学，北京：机械工业出版社，19884. 薛祖德编，液压传动，北京：中央广播电视大学出版社，19955. 林建亚，何存兴主编，液压元件，北京：机械工业出版社，19886. 王春行主编，液压伺服控制系统，北京：机械工业出版社，19897. 郑洪生主编，气压传动及控制，北京：机械工业出版社，19888. 陈书杰主编，气压传动及控制，北京：冶金工业出版社，19919. 林文波主编，气压传动与控制，西安：西安交通大学出版社，199210. 俞新陆，杨津光，巢客念主编，液压机，北京：机械工业出版社，1990