多功能棒料折弯机液压系统设计毕业设计

2液压系统的设计计算

2.1原始参数分析

2.1.1原始参数和动作循环

现设计一台棒料折弯机液压系统，其原始参数为：棒料规格φ4.5mm—φ12mm，挤压时间不大于15s，工作能力可调，最高挤压1875件/小时，最大压紧力140KN，最大折弯力100KN，左折弯液压缸最大行程250mm，右折弯液压缸和压紧缸最大行程均为200mm。

本液压系统需要连续工作，考虑到折弯运动的平稳性和防干扰要求，该系统有自动和手动两种工作状态，自动工作方式的循环为电机启动—>压紧板快速压下—>压紧板慢速压下—>左右折弯板同时折弯—>左右折弯板同时退回初位—>压头松开—>系统卸荷。手动工作方式可实现对折弯机的每个动作的单步控制。

2.1.2运动和动力分析

由原始参数计算液压缸运动速度，折弯速度等，由经验数值取运动部件重力为500N。最高挤压1875件/小时，挤压φ4.5mm棒料时效率最高，现取一次挤压16根棒料，则一次工作循环用时3600÷1875×16=30.72s，现取32s。压紧板快速压下用时6s，行程185mm，压紧速度为1.85m/min。慢速压下用时3s，行程15mm，压紧速度为0.3m/min，压紧力140KN。压紧缸松开时行程为200mm，松开速度为2.7m/min。右折弯液压缸折弯用时为6s,行程200mm，折弯速度2m/min，右折弯力为100KN,回退速度取3.3m/min。左折弯液压缸折弯用时6s,行程250mm，折弯速度2.5m/min，右折弯力为100KN,回退速度取3.6m/min。

2.2工况分析

首先根据已知条件绘制运动部件的速度循环图，然后计算各阶段的外负载并绘制负载图。

2.2.1计算压紧缸各阶段的外负载

F=Fw+Ff+Fa-G

Fw——工作负载，慢压时为140KN，快压时为0，快退时为0；

Ff——摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，其中

Ff=fG

G——运动部件重力，为500N；

f——摩擦系数，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 压紧缸竖直固定安装，故其 Ff为0。 Fa——运动部件速度变化时的惯性负载； Fa=G/g×?v/?t g——重力加速度，取为9.8；

?t——加速或减速时间，一般取?t=0.01—0.5，现取0.02 ?v——?t时间内的速度变化量。

启动时Fa=500/9.8×1.85/0.02×1/60=80N

计算压紧缸各阶段的外负载如表2-1所示

表2-1

工作循环 启动加速 快速压紧 慢速压紧 快退

外负载F（N）

F=Fw+Ff+Fa-G=0+0+80-500=-420 F=Fw+Ff+Fa-G=0+0+0-500=-500 F=Fw+Ff+Fa-G=140000+0+0-500=139500 F=Fw+Ff+Fa+G=0+0+0+500=500

由速度循环图绘制压紧缸负载图，具体见图2-1所示

2.2.2计算左折弯液压缸各阶段的外负载

F=Fw+Ff+Fa

Fw——工作负载，折弯为100KN，回退时为0；

Ff——摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，其中

Ff=fG

图2-1

G——运动部件重力，为500N；

f——摩擦系数，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 则 Ffs=500×0.2=100N，Ffa=500×0.1=50N。

Fa——运动部件速度变化时的惯性负载；

Fa=G/g×?v/?t g——重力加速度，取为9.8；

?t——加速或减速时间，一般取?t=0.01—0.5，现取0.02 ?v——?t时间内的速度变化量。

启动时Fa=500/9.8×2/0.02×1/60=80N

计算压紧缸各阶段的外负载如表2-2所示

表2-2

工作循环 启动加速 折弯进给 快速回退

外负载F（N）

F=Fw+Ffs+Fa=100000+100+80=100180 F=Fw+Ffa+Fa=100000+50+0=100050 F=Fw+Ffa+Fa=0+50+0=50

根据速度循环图绘制压紧缸负载图，具体见下图2-2所示

图2-2

2.2.3计算左折弯缸各阶段的外负载

F=Fw+Ff+Fa

Fw——工作负载，折弯为100KN，回退时为0；

Ff——摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，其中