,在液压泵出口安装个压力表和溢流阀,同时也对系统起过载保护作用。因为滑块受自身重力作用,滑快要产生下滑运动。所以油路要设计个液控单向阀,以构成个平衡回路,产生定大小的背压力,同时也使工进过程平稳。在液压力泵的出油口设计个单向阀,可防止油压对液压泵的冲击,对泵起到保护作用。方案的确定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。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。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,故选用泵缸开式容积调速回路。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板料折弯机的滑块重量快速空载下降速度,工作下压速度,快速回程速度,板料折弯机快速空载下降行程,板料折弯机工作下压行程,板料折弯机快速回程启动制动时间,液压系统执行元件选为液压缸。液压缸采用型密封圈,其机械效率。由式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求得惯性负载下再求得阻力负载静摩擦阻力动摩擦阻力表液压缸在各工作阶段的负载值单位工况负载组成负载值推力起动加速快进工进快退注液压缸的机械效率取负载图和速度图的绘制负载图按上面数据绘制,如下图所示。速度图按己知数值,,,,,快速回程图板料折弯机液压缸的负载图和速度图负载图速度图液压缸主要参数的确定由表和表可知,板料折弯机液压系统在最大负载约为时工作压力。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,取液压缸的机械效率η。液压缸内径参考,按,取标准值根据快速下降与快速上升进的速度比确定活塞杆直径快上快下取标准值则无杆腔实际有效面积有杆腔实际有效面积液压缸在工作循环中各阶段的压力和流量计算见表。表各阶段的压力和流量工作阶段计算公式负载工作腔压力输入流量快速下降启动等速工作下压折弯快速回程启动等速制动液压缸在工作循环中各阶段的功率计算见表表工作循环中各阶段的功率快速下降启动恒速工作下压折弯快速回程启动恒速制动根据以上分析与计算数据处理可绘出液压缸的工况图图液压缸的工况图系统液压图的拟定考虑到液压机工作时所需功率较大,固采用容积调速方式为满足速度的有极变化,采用压力补偿变量液压泵供油,即在快速下降的时候,液压泵以全流量供油。当转化成慢速加压压制时,泵的流量减小,最后流量为当液压缸反向回程时,泵的流量恢复为全流量供油。液压缸的运动方向采用三位四通型电磁换向阀和二位二通电磁换向阀控制。停机时三位四通换向阀处于中位,使液压新计算如表,表中数值说明液压缸压制快退速度,与设计要求相近,这表明所选液压泵的型号,规格是适宜的。表液压缸在各个阶段的进出流量流量速度快进压制快退输入流量排出流量运动速度由表中数值可知,当油液在压力管中速度取时,按教材式算得,液压缸进油路油管内径进液压缸回油路管内径回这两根油管选用参照液压系统设计简明手册,进油管的外径,内径,回油路管的外径,内径。油箱的容积计算容量单位为计算按教材式,由于液压机是高压系统,。所以油箱的容量,按规定容积取标准值油箱的长宽高确定因为油箱的宽高长的比例范围是,此处选择比例是由此可算出油箱的宽长高大约分别是。并选择开式油箱中的分离式油箱设计。其优点是维修调试方便,减少了液压油的温升和液压泵的振动对机械工作性能的影响其缺点是占地面积较大。由于系统比较简单,回路较短,各种元件较少,所以预估回路中各种元件和管道所占的油液体积为。因为推杆总行程为,选取缸的内腔长度为。忽略推杆所占的体积,则液压缸的体积为缸当液压缸中油液注满时,此时油箱中的液体体积达到最小为油则油箱中油液的高度为由此可以得出油液体下降高度很小,因此选取隔板的高度为,并选用两块隔板。此分离式油箱采用普通钢板焊接而成,参照书上取钢板的厚度为。为了易于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养,取箱底离地的距离为。故可知,油箱的总长总宽总高为长为宽为高为油箱地面倾斜度为了更好的清洗油箱,取油箱底面倾斜度为吸油管和过滤器之间管接头的选择在此选用卡套式软管接头查机械设计手册表得其连接尺寸如下表表单位公称压力管子内径卡套式管接头公称尺寸极限偏差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倍。故有泵入过滤器查中国机械设计大典表得,先取通用型系列网式吸油中过滤器表堵塞的选取考虑到钢板厚度只有,加工螺纹孔不能太大,查中国机械设计大典表选取外六角螺塞作为堵塞,详细尺寸见下表型号通径公称流量过滤精度表重量基本尺寸极限偏差空气过滤器的选取按照空气过滤器的流量至少为液压泵额定流量倍的原则,即过滤器选用系列液压空气过滤器,参照机械设计手册表得,将其主要参数列于下表表参数型号过滤注油口径注油流量空气流量油过滤面积四只螺钉均布空气进滤精度油过滤精度注油过滤精度可以根据用户的要求是可调的。液位温度计的选取选取系列液位液温计,参照机械设计手册表选用型。考虑到钢板的刚度,将其按在偏左边的地方。液压系统性能的运算压力损失和调定压力的确定由上述计算可知,工进时油液流动速度较小,通过的流量为,主要压力损失为阀件两端的压降可以省略不计。快进时液压杆的速度,此时油液在进油管的速度沿程压力损失沿程压力损失首先要判断管中的流动状态,此系统采用号液压油,室温为度时,所以有,油液在管中的流动状态为层流,则阻力损失系数,若取进油和回油的管路长均为,油液的密度为,则进油路上的沿程压力损失为。局部压力损失局部压力损失包括管道安装和管接头的压力损失和通过液压阀的局部压力损失,由于管道安装和管接头的压力损失般取沿程压力损失的,而通过液压阀的局部压力损失则与通过阀的流量大小有关,若阀的额定流量和额定压力损失分别为和,则当通过阀的流量为时的阀的压力损失,由算得小于原估算值,所以是安全的。同理快进时回油路上的流量则回油管路中的速度由此可以计算出,所以为层流,所以回油路上的沿程压力损失为。由上面的计算所得求出总的压力损失这与估算值有差异,应该计算出结果来确定系统中的压力阀的调定值。压力阀的调定值计算由于液压泵的流量大,在工进泵要卸荷,则在系统中卸荷阀的调定值应该满足快进时要求,因此卸荷阀的调定值应大于快进时的供油压力,所以卸荷阀的调定压力值应该取为好。溢流阀的调定压力值应大于卸荷阀的调定压力值,所以取溢流阀的调定压力值为。背压阀的调定压力以平衡板料折变机的自重,即背油液温升的计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个循环的情况来计算。快进时液压系统的发热量快进时液压缸的有效功率为泵的输出功率为因此快进液压系统的发热量为快退时液压缸的发热量快退时液压缸的有效功率为泵的输出功率为快退时液压系统的发热量为压制时液压缸的发热量压制时液压缸的有效功率为泵的输出功率因此压制时液压系统的发热量为总的发热量为按教材式求出油液温升近似值温升没有超出允许范围,液压系统中不需要设置冷却器。油箱的设计由前面计算得出油箱的容积为。系统发热量的计算在液压系统中,损失都变成热量散发出来。发热量已在油温验算时计算出,所以散热量的计算当忽略系统中其他地方的散热,只考虑油箱散热时,显然系统的总发热功率全部由油箱来考虑。这时油箱散热面积的计算公式为式中油箱的散热面积油箱需要的散热功率油温般以考虑与周围环境温度的温差散热系数。与油箱周围通风条件的好坏而不同,通风很差时良好时风扇强行冷却时强迫水冷时。所以油箱散热面积为参考文献中国机械设计大典第卷,机械控制系统设计中国机械工程学会,中国机械设计大典编委会南昌江西科学技术出版社,成大先机械设计手册单行本,液压传动。北京化学工业出版社
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