专用弯管机液压系统设计#优选、
目录
1弯管机原理 (2)
1.1弯管机的工作原理 (2)
1.2弯管机的工艺过程 (2)
1.3弯管控制流程 (3)
2液压系统 (4)
2.1液压流程 (4)
(4)
2.2液压系统工况分析 (5)
2.3.1液压缸工作负载的计算 (6)
2.3.2 确定缸的内径和活塞杆的直径 (6)
2.3.3计算液压缸在工作循环中各个阶段的压力、流量和功率的实际值 (7)
3.4选择液压泵和电机 (8)
3.4.1确定液压泵的工作压力、流量 (8)
3.4.2液压泵的确定 (8)
3.5辅助元件的选择 (9)
3.6确定管道尺寸 (9)
3.7确定油箱容积 (9)
3.8液压电磁阀 (10)
3.8.1 电磁阀选择 (10)
3总结 (11)
1弯管机原理
1.1弯管机的工作原理
弯管机主要由机械装置、液压系统、等组成。机械装置主要有卡紧装置、小车推进装置、导向轮装置和摇臂回转装置等组成。
其工作原理是将钢管匀速推进，使钢管沿预设的轨道行走从而形成具有一定曲率半径和角度的弯管。先将钢管安装就位，通过摇臂回转装置上的丝杠丝母传动装置调整好弯曲半径，从而获得所需的弯管管件。特点：弯出的管具有形变小，壁厚差小，无应力。弯曲半径0-1800可调节。
1.2弯管机的工艺过程
本课题的研究工作主要是根据弯管机的工艺流程对弯管机的控制系统进行分析和数学建模，确定适用于该系统的控制算法，完成理论与实践的结合。如图2-1所示。
图2-1弯管机流程
由于管材的材质各异，管径、壁厚、弯曲角度等差异较大，使得中频电源加热温度和弯管推进速度之间的关系都不一样，并且各工艺参数的设定也比较复杂，而参数设定的合适与否会极大影响弯管的各种机械性能，所以要根据工况
的不同进行参数选择，并由此控制弯管的质量。其次在对弯管机的系统以及弯管工艺有一个很好的了解的基础上，根据实际情况，完成硬件设备的选型。
1.3弯管控制流程
根据弯管机简单的工艺流程我们可以写出弯管机软件编程的流程框图，根据流程图可以很好的编写软件程序，以便更好、更准、更精的控制弯管机，生产出合格的弯管来。下面就是弯管机的弯管机编程的流程框图2-2。
图2-2弯管流程
2液压系统
2.1液压流程
液压原理图如图3-1所示
图3-1液压原理
1 三位四通电磁阀
2 溢流阀 3油泵 4 滤油器 5 夹紧液压缸 6 单向阀 7 单向节流阀 8 双向泵 9调速阀 10 油泵电机 11 邮箱
2.2 液压系统工况分析
设：最大工作压力2.5MPa；运动部件自重Fg=10kN；工作台快进、快退速度相等，v1=0.0167m/s；工作进给速度0.0083m/s；快进的行程为L1=0.2m；工作行程长度为L2=0.2m。导轨为平导轨，其静摩擦系数为fs=0.2，动摩擦系数为fd=0.1，往复运动的加速、减速时间⊿t=0.2s。该系统采用液压与电气配合，实现自动工作循环控制绘制动力滑台的工作循环图，如图3-2所示。
（a）
图3-2 运动分析
快进
s s v
L t 110167
.02
.01
1
1==
= (3-1)
工进
s s v
L t 240083
.02
.02
2
2==
=
2.3液压缸的确定
2.3.1液压缸工作负载的计算
（1）工作负载： Fw=10000N （2）摩擦阻力： 静摩擦阻力 0.2100002000uj
N N F
=?= (3-2)
动摩擦阻力
0.1100001000ui
N N F
=?=
（3）惯性阻力动力滑台起动加速，反向起动加速和快退减速制动的加速度的绝对值相等，即△v=0.1m/s ，△t=0.2m/s ，故惯性阻力为：
N t g v G ma F a 500)2.010()1.010000(/=?÷?=??== (3-3)
根据以上的计算，m η=0.9可得到液压缸各阶段的各各动作负载，见表1所示。
表3-1液压缸各阶段工作负载计算
工况 计算公式
液压缸负载/N
液压缸推力F/N
起动 fg F F =
2000 2222 加速 =F fd F ＋g F
1500 1667 快进 fd F F =
1000 1111 工进 F= w F +fd F 11000 11444 反向起动 F =fg F 2000 2222 加速 F =fd F +a F 1500 1667 快退 F =fd F 1000 1111 制动
F =fd F －a F
500
556
2.3.2 确定缸的内径和活塞杆的直径
液压缸的工作压力为p1=2.5M Pa 。
选定快进、快退时回油压力损失△P2=0.7MPa 。
cm P b F A 2
65.65/max == (3-4)
液压缸的内径为：
cm
cm D A 14.914.3/65.654/41=?=
=
π (3-5)
圆整取标准直径D=95mm ，则d=0.707D ，即d=0.707?95=67.165mm ，圆整 液压缸实际有效面积计算
无杆腔面积 mm D A 2708004/21== (3-6)
有杆腔面积
mm d
A 2313004/22== 2.3.3计算液压缸在工作循环中各个阶段的压力、流量和功率的实际值
结果见表2所示。
表3-2液压缸各工况所需压力、流量和功率
工况 负载F/N 回油腔压力p 2 (△p 2)/ (105 Pa)
进油腔压力p 1/(105 Pa) 输入流量q/(L/min) 输入功率
P/kW 计算公式
快进 启动 2 222 02
=?p
5.6 ___ ___ p 1=(F+△p 2A 2)/(A 1
-A 2) q=(A 1 -A 2)v1
P=p 1 q×
10-3 加速 1 667 7
2=?p 8.4 ___ 快速
1 111 7
2=?p 23.7 23.7 0.33
工进 11 444 6=p b
23.1 0.2 0.0077 p 1=(F+p 2 A 2)/ A 1 q= A 1v2
P= p 1q ×10-3
快退 启动 2 222 02=?P
7.1 ___ ___
p 1=(F+p 2 A 1)/
A 1
q= A 2v2
P=p 1q ×10-3
加速 1 667 72=?p 21.1 ___ ___ 快退 1 111 72=?p 19.4 0.075 0.024 制动
556 72=?p 17.6 ___ ___
3.4选择液压泵和电机
3.4.1确定液压泵的工作压力、流量
（1）液压泵的工作压力
已确定液压缸的最大工作压力为2.5 MPa 。在调速阀进口节流调速回路中，工进是进油管路较复杂，取进油路上的压力损失1p ?=30×105 Pa,则小流量泵的最高工作压力为P 1p =(25+30)×105 Pa =55×105 Pa 。 (3-7)
大流量液压泵只在快速时向液压缸供油，由工况图可知，液压缸快退时的进油路比较简单，取其压力损失为 4×105 Pa ，则大流量泵的最高工作压力为Pp2=(19.4×105+4×105) =23.5×105 Pa 。 （2）液压泵的流量
由工况图可知，进入液压缸的最大流量在快进时，其值为 23.7L/min ，最小流量在快退时，其值为0.075 L/min ，若取系统泄漏系数k=1.2，则液压泵最大流量为q p =1.2×23.7 L/min=28.44 L/min 0
由于溢流阀的最小稳定流量为3 L/min ，工进时的流量为0.2 L/min ，所以小流量泵的流量最小应为3.2 L/min 。
3.4.2液压泵的确定
根据以上计算数据，查阅产品目录，选用相近规格 CBF-F40型齿轮泵。 液压泵电动机功率为：
由工况图可知，液压缸的最大输出功率出现在快进工况，其值为 0.33kW 。此时，泵的输出压力应为=8.4×105
Pa ，流量为=(36+6) L/min= 42L/min 。 取泵的总效率ηp = 0.75 ，则电动机所需功率计算为
2P P P P Q =/P η kw 784.0= (3-8)
有上述计算，可选额定功率为1.1kW 的标准型号的电动机。
3.5辅助元件的选择
根据系统的工作压力和通过阀的实际流量就可选择各个阀类元件和辅助元件，其型号可查阅有关液压手册。
液压泵选定后，液压缸在各个阶段的进出流量与原定值不同，需重新计算，见表3。
表3-3 流量计算
快进 工进
快退
输入流量
/（L/min ） ()28
.755.39/428.701
=?=q
2.01=q
44.281==q p q
排出流量
/（L/min ） ()28.338.70/28.753.311/1q 22=?=
=A A q ()09
.08.70/2.03.311/122=?=
=A q A q
()33
.643.31/44.288.702/112=?=
=A q A q
运动速度
/（L/min ） )(()6.105.39/104221/1=?=
-=A A q p v ()028
.08.0/102.02/12=?=
=A q v
()09
.93.31/1044.281/13=?=
=A q v
3.6确定管道尺寸
由于本液压系统的油管通油量较大，其实际流量q 约为75.28L/min=1.255×10-3 m 3/s ，取允许流速v=3m/s 。主压力油管根据公式计算：
d=cm v
q
2.202
=π (3-9) 圆整后取d=20mm 。
3.7确定油箱容积
按经验公式V=(5～7)v q ，选取油箱容积为:
L L q v
V 2524266=?== (3-10)
3.8液压电磁阀
3.8.1 电磁阀选择
根据以上所诉选出采用其他元件型号如表3-4所示
表3-4
阀型号数量单向节流阀MK10-G10 3 电磁换向阀3WE5N6.2/OAW220-50Z4 3 泵口溢流阀DBDS10G10/10 1 夹紧缸溢流阀DBDS10G1/10 3 单向阀S10A0.15-2 5 调速阀2FRM10-3X/50LB 1 双向泵T8642B 1
3总结
为期两周的实训就这样结束了，这两周让我收获了不少。本次实训主要内容是专用弯管机液压系统设计，安装与调试。当然其中还学习了画图等一些与自己专业关联的知识。
我们组分工比较明确，总的来说我们组比较好的完成了既定任务。每个人都很好的完成了自己的任务，还都不时去帮助组员弄清楚一些问题。
实训让我了解了液压元件，液压系统以及液压原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。本次实训脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做实训项目的过程中要不停的讨论问题，这样，我们组员可以尽可能的统一思想，这样就不会使在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。
总之，这次实训对我真的很有好处，给我弥补了很多我欠缺的知识，像液压元件的认识。在今后的学习过程中，要更加努力的学习自己的专业知识，多多与同学和老师交流，相信不久的将来可以有点成绩。
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