1、攀枝花学院学生课程设计（论文）题 目： 折弯机液压系统设计 所在院(系 )： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 10 级机制四班 2013 年 06 月 12 日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书题 目 折弯机液压系统课程设计1、课程设计的目的学生在完成液压传动与控制课程学习的基础上，运用所学的液压基本知识，根据液压元件、各种液压回路的基本原理，独立完成液压回路设计任务；从而使学生在完成液压回路设计的过程中，强化对液压元器件性能的掌握，理解不同回路在系统中的各自作用。能够对学生起到加深液压传动理论的掌握和强化实际运用能力的锻炼。2、课程设计的内容和要求（
2、包括原始数据、技术要求、工作要求等）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） 、快速退回。给定条件为：折弯力 ；滑块重量 ； 快速空载下降 行程 200mm,速度（ ） N5103.N4105. 1v22 ；慢速下压（折弯）行程 30mm , 速度（ ） 11 ；快速回程行程 222mm /ms 2v/ms速度（ ）56 ,液压缸采用 V 型密封圈，其机械效率 . 要求拟定液压系3v/s 091c统图，计算和选择液压元件。3、主要参考文献1 王积伟，章宏甲，黄谊.主编. 液压传动. 机械工业出版社.2006.122 成大先. 主编.机械
3、设计手册单行本机械传动. 化学工业出版社 2004.13 何玉林，沈荣辉，贺元成.主编.机械制图. 重庆大学出版社.2000.84 路甬祥主编.液压气动技术手册.北京.机械工业出版社.20025 雷天觉主编.液压工程手册.北京.机械工业出版社.19904、课程设计工作进度计划内容 学时明确机床对液压系统的要求，进行工作过程分析 6初步确定液压系统的参数，进行工况分析和负载图的编制 16确定液压系统方案，拟订液压系统图 8确定液压制造元件的类型并选择相应的液压元件，确定辅助装置 6液压系统的性能验算 4合计 1 周指导教师（签字） 日期 年 月 日教研室意见：年 月 日学生（签字）： 接受任务时
4、间： 年 月 日注：任务书由指导教师填写。课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称评分项目 分值 得分 评价内涵01 学习态度 6 遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。02 科学实践、调研 7 通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。工作表现20% 03 课题工作量 7 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。04 综合运用知识的能力 10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。05 应用文献的能力 5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息
5、及获取新知识的能力。06 设计（实验）能力，方案的设计能力 5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。07 计算及计算机应用能力 5 具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。能力水平35%08对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10 具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5 符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。10 设计说明书（论文）质量 30 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合
6、理；实验正确，分析处理科学。成果质量45% 11 创新 10 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名： 年 月 日摘 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。液压传动课程设计的目的主要有以下几点：1、综合运
7、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知识，进行液压传动设计实践，使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，液压传动课程设计。目 录1 任务分析11.1 技术要求21.2 任务分析22 方案的确定32.1 运动情况分析3
8、2.2 变压式节流调速回路32.3 容积调速回路33 负载与运动分析44 负载图和速度图的绘制55 液压缸主要参数的确定66 系统液压图的拟定87 液压元件的选择87.1 液压泵的选择87.2 阀类元件及辅助元件87.3 油管元件117.4 油箱的容积计算127.5 油箱的长宽高确127.6 油箱地面倾斜度127.7 吸油管和过滤器之间管接头的选择137.8 过滤器的选取137.9 堵塞的选取137.10 空气过滤器的选取147.11 液位/温度计的选取148 液压系统性能的运算158.1 压力损失和调定压力的确定158.2 沿程压力损失158.3 局部压力损失158.4 压力阀的调定值计算1
9、68.5 油液温升的计算168.6 快进时液压系统的发热量168.7 快退时液压缸的发热量178.8 压制时液压缸的发热量178.9 邮箱的设计188.10 系统发热量的计算188.11 散热量的计算189 参考文献19致谢191 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（折弯） 、快速退回。给定条件为：折弯力 N5103.滑块重量 4快速空载下降 行程 200mm速度（ ） 221v/ms慢速下压（折弯） 行程 30mm速度（ ） 112/快速回程 行程 222mm速度（ ） 563v/ms1.2任务分析根据滑块重量为
10、，为了防止滑块受重力下滑，可用液压方式平衡N510.滑块重量，滑块导轨的摩擦力可以忽略不计。设计液压缸的启动、制动时间为 。折弯机滑块上下为直线往复运动，且行程较小（215mm）,故可选0.2ts单杆液压缸作执行器,且液压缸的机械效率 。因为板料折弯机的工作循0.91cm环为快速下降、慢速加压（折弯） 、快速回程三个阶段。各个阶段的转换由一个三位四通的电液换向阀控制。当电液换向阀工作在左位时实现快速回程。中位时实现液压泵的卸荷，工作在右位时实现液压泵的快速和工进。其工进速度由一个调速阀来控制。快进和工进之间的转换由行程开关控制。折弯机快速下降时，要求其速度较快，减少空行程时间，液压泵采用全压式
11、供油。其活塞运动行程由一个行程阀来控制。当活塞以恒定的速度移动到一定位置时，行程阀接受到信号，并产生动作，实现由快进到工进的转换。当活塞移动到终止阶段时，压力继电器接受到信号，时间继电器实现保压 4S，电液换向阀换向。由于折弯机压力比较大，所以此时进油腔的压力比较大，所以在由工进到快速回程阶段须要一个预先卸压回路，以防在高压冲击液压元件，并可使油路卸荷平稳。所以在快速回程的油路上可设计一个预先卸压回路，回路的卸荷快慢用一个节流阀来调节，此时换向阀处于中位。当卸压到一定压力大小时，换向阀再换到左位，实现平稳卸荷。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
12、用。因为滑块受自身重力作用，滑快要产生下滑运动。所以油路要设计一个液控单向阀，以构成一个平衡回路，产生一定大小的背压力，同时也使工进过程平稳。在液压力泵的出油口设计一个单向阀，可防止油压对液压泵的冲击，对泵起到保护作用2方案的确定2.1运动情况分析由折弯机的工作情况来看，其外负载和工作速度随着时间是不断变化的。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的要求。因此可以选用变压式节流调速回路和容积式调速回路两种方式。2.1.1变压式节流调速回路节流调速的工作原理，是通过改变回路中流量控制元件通流面积的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量来调节其速度。变压式节流调速的工作压力
13、随负载而变，节流阀调节排回油箱的流量，从而对流入液压缸的的流量进行控制。其缺点：液压泵的损失对液压缸的工作速度有很大的影响。其机械特性较软，当负载增大到某值时候，活塞会停止运动，低速时泵承载能力很差，变载下的运动平稳性都比较差，可使用比例阀、伺服阀等来调节其性能，但装置复杂、价格较贵。优点：在主油箱内，节流损失和发热量都比较小，且效率较高。宜在速度高、负载较大，负载变化不大、对平稳性要求不高的场合。2.1.2容积调速回路容积调速回路的工作原理是通过改变回路中变量泵或马达的排量来改变执行元件的运动速度。优点：在此回路中，液压泵输出的油液直接进入执行元件中，没有溢流损失和节流损失，而且工作压力随负
14、载的变化而变化，因此效率高、发热量小。当加大液压缸的有效工作面积，减小泵的泄露，都可以提高回路的速度刚性。综合以上两种方案的优缺点比较，泵缸开式容积调速回路和变压式节流调回路相比较，其速度刚性和承载能力都比好，调速范围也比较宽，工作效率更高，而发热却是最小的。考虑到最大折弯力为 ，数值比较大，故选用N5103.泵缸开式容积调速回路。3 负载与运动分析要求设计的板料折弯机实现的工作循环是：快速下降 工作下压(折弯)快速回程 停止。主要性能参数与性能要求如下：折弯力F= ；板料折弯机的滑块重量 G= ；快速空载下降速度N5103. N4105.=0.022m/s，工作下压速度 =0.011m/s，
15、快速回程速度smV/2 smV/2=0.056m/s，板料折弯机快速空载下降行程 =0.20m，板料563 mL201折弯机工作下压行程 =0.30m，板料折弯机快速回程：L302H=222mm=0.222m；启动制动时间 ，液压系统执行元件选为液压缸。液st2.压缸采用 V 型密封圈，其机械效率 。091cm由式 mvFt式中 工作部件总质量 快进或快退速度 运动的加速、减速时间t求得惯性负载 41.50.216898mvGFNtgt下再求得阻力负载 静摩擦阻力 40.23sf动摩擦阻力 1510fd表一 液压缸在各工作阶段的负载值 (单位:N)工况 负载组成 负载值 F 推力 /cm起动
16、sfF3000 3297加速 fdm1968 2163快进 f 1800 1978工进 fdF101800 111868快退 f 1800 1978注:液压缸的机械效率取 0.91cm4 负载图和速度图的绘制负载图按上面数据绘制，如下图 a)所示。速度图按己知数值 ,12/vms, , , ,快速回程21/vms356/vs120Lm23035L图一 板料折弯机液压缸的负载图和速度图a)负载图 b)速度图5 液压缸主要参数的确定由液压传动第二版表 11-2 和表 11-3 可知，板料折弯机液压系统在最大负载约为 11KN 时工作压力 。将液压缸的无杆腔作为主工作腔，12.PMa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，取液压缸的机械效率 cm=0.91。 2max1 6180.490.9251cFAmp液压缸内径： 4.50ADm参考1，按 GB/T2348-1993，取标准值 D=250mm=25cm根据快速下降与快速上升进的速度比确定活塞杆直径 d:256.4Vd快 上快 下 152.dc取标准值 d=160mm=16cm
