板料加工机液压

1.1 液压技术现状

当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声，经久耐用，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的发展，在完善比例控制，伺服控制，数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面，日益显示出显著的优势。

今天，为了和最新技术的发展保持同步，液压技术必须不断创新，不断地提高和改进元件和系统的性能，以满足日益变化的市场需求，体现在如下一些比较重要的特征上：

    （1）提高元件性能，创制新型元件，体积不断缩小。为了能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率，液压元件的结构不断地在向小型化方向发展。

    （2）高度的组成化、集成化和模块化。液压系统由管式配置经板式配置，箱式配置、集成块式配置发展到叠加式配置、插装式配置，使连接的通道越来越短，这种组合件不但结构紧凑、工作可靠，而且使用简便，也容易维护保养。模块化发展也是非常重要的方面，完整的模块以及的功能单元，对用户而言，只需要简单地进行组装即可投入使用，这样不仅可以大大节约用户的装配时间，同时用户也无须配备各种经专门培训的技术人员。

    （3）和微电子结合，走向智能化。汇在一起的联接体只要一收到微处理机或者微型计算机处送来的信息，就能实现预先规定的任务。

综上所述可以看到，液压工业在国民经济中的作用实在是很大的，它常常可以用来作为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。与世界上主要的工业国家相比，我国的液压工业还是相当落后的，标准化的工作有待于继续做好，优质化的工作须形成声势，智能化的工作则刚刚在准备起步，为此必须奋起直追，才能迎头赶上。

1.2本课题主要研究内容

（1）液压折弯机基本概况和研究背景介绍

（2）液压原理图分析设计

（3）液压系统结构设计

（4）绘制液压原理图、总装图及部分零件图

1.3 设计步骤

一台机器究竟采用什么样的传动方式，必须根据机器的工作要求，对机械、电力、液压和气压等各种传动方案进行全面的方案论证，正确估计应用液压传动的必要性。当确定采用液压传动后，其设计内容和步骤大体如下所述,这里所述的设计内容和步骤只是一般的系统设计流程，在实际设计过程中不是一成不变的，对于较简单的液压系统，可以简化其设计程序；对于重大工程的复杂液压系统，往往还需在初步设计的基础上进行计算机仿真实验，或者局部地进行实物实验，反复修改，才能确定设计方案。另外，这些步骤又是相互关联，彼此影响的，因此常需穿插交叉进行。

液压系统的设计步骤大体如下：

1、液压系统的工况分析

在开始设计液压系统时，首先要对机器的工作情况进行详细的分析，一般要考虑下面几个问题：

（1）确定该机器中哪些运动需要液压传动来完成

（2）确定各运动的工作顺序和各执行元件的工作循环

（3）确定液压系统的主要工作性能。例如：执行元件的运动速度、调速范围、最大行程以及对运动平稳性要求等

（4）确定各执行元件所承受的负载及其变化范围

2、拟订液压系统原理图

拟订液压系统原理图一般要考虑以下几个问题：

（1）采用何种形式的执行机构

（2）确定调速方案和速度换接方法

（3）如何完成执行机构的自动循环和顺序动作

（4）系统的调压、卸荷及执行机构的换向和安全互锁等要求

（5）压力测量点的合理选择

根据上述要求选择基本回路，然后将各基本回路组合成液压系统。当液压系统中有多个执行部件时，要注意到它们相互间的联系和影响，有时要采用防干扰回路。

在液压系统原理图中，应该附有运动部件的动作循环图和电磁铁动作顺序表。

3、液压系统的计算和选择液压元件

液压系统计算的目的是确定液压系统的主要参数，以便按照这些参数合理地选择液压元件和设计非标准元件。具体计算步骤如下：

（1）计算液压缸的主要尺寸以及所需的压力和流量

（2）计算液压泵的工作压力、流量和传动功率

（3）选择液压泵和电动机的类型和规格

（4）选择阀类元件和辅助元件的规格

4、对液压系统进行验算

必要时，对液压系统的压力损失和发热温升要进行演算，但是有经过生产实践考验过的同类型设备可供类比参考，或者有可靠的试验结果，那么也可以不再进行验算。

5、绘制正式工作图和编制技术文件

设计的最后一步是要整理出全部图纸和技术文件。正式工作图一般包括如下内容：液压系统原理图；自行设计的全套工作图（指液压缸和液压油箱等非标准液压元件）；液压泵、液压阀及管路的安装总图。

技术文件一般包括以下内容：基本件、标准件、通用件及外购件汇总表，液压系统安装和调试要求，设计说明书等。

第2章 任务分析

2.1 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                          106N 

滑块重量                        15000N

快速下降速度                    23mm/s

慢速加压（折弯）速度            12mm/s

快速上升速度                    53mm/s

快速下降行程                    180mm

慢速加压（折弯）行程            20mm

快速上升行程                    200mm

2.2 任务分析

根据滑块重量为15000N，为了防止滑块受重力下滑，可用液压方式平衡滑块重量，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△t=0.2s。折弯机滑块上下为直线往复运动，且行程较小（200mm）,故可选单

杆液压缸作执行器,且液压缸的机械效率ηcm=0.91。因为板料折弯机的工作循环为快速下降、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，使电液换向阀换向。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。

2.3 本章小结

    本章主要介绍了折弯机的主要设计参数，分析了折弯机在三个工作循环液压系统的工作状态，及液压系统图的绘制思路，这将为接下来的设计打下基础。

第3章 负载与运动分析

3.1 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。

3.1.1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。

3.1.2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106N，数值比较大，故选用泵缸开式容积调速回路。

3.2 液压缸外负载力分析计算

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=106N

板料折弯机的滑块重量G=106N；

快速空载下降速度V1=23mm/s；

工作下压速度V2=12mm/s；

快速回程速度V3=53mm/s；

板料折弯机快速空载下降行程L1=180mm；

板料折弯机工作下压行程L2=20mm；

板料折弯机快速回程L3=200mm；

启动制动时间△t=0.2s；

液压系统执行元件选为液压缸。

液压缸采用V型密封圈，其机械效率ηcm=0.91。

快速下降，启动加速：

(△V1/△t为下行平均加速度，m/s2)

均速时外负载为0N

慢速折弯

折弯时压头上的工作负载可分为两个阶段：初压阶段，负载力缓慢的线性增加，越达到最大折弯力的5%，其行程为15mm；终压阶段，负载力急剧增加到最大折弯力，上升规律近似于线性，行程为5mm。

初压阶段：

Fe1=Fmax×5%=50000N

终压阶段：

Fe2=Fmax=106N

快速回程

启动阶段：

（△V2/△t为回程平均加速度，m/s2）

等速阶段：

F=G=15000N

制动阶段：

           表3.1 液压缸在各工作阶段的负载值(单位:N)

3.3 负载图和速度图的绘制

折弯机各工况持续时间

快速下行：

慢速折弯：

初压阶段

终压阶段

快速回程：

根据以上分析与计算数据处理可绘出液压缸的F-t图和v-t图3.1：

                图3.1 折弯机液压缸的F-t图和v-t图

3.4 本章小结

    本章分析了折弯机各个过程的外负载和流速，并对液压回路的形式做了选择，对折弯机三个工作阶段做了定量的数据分析，并提供了折弯机液压缸的F-t图和v-t图。

第4章 液压缸主要参数的确定

4.1 确定液压缸的主要尺寸

根据《液压设计简明手册》10页表2-1，预选液压缸的设计压力P1=23MPa。将液压缸的无杆腔作为主工作腔，考虑到液压缸下行时，滑块的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ηcm=0.91则可计算出

液压缸无杆腔的有效面积：

液压缸内径（活塞杆直径）

根据《液压设计简明手册》11页表2.4，将液压缸内经圆整为标准值D=250mm=25cm。

根据快速下行与快速上升的速度比确定活塞杆直径d

由于

故活塞杆直径

d=0.752D=0.752×250=188mm

根据《液压设计简明手册》11页表2-5，取标准值为d=180mm=18cm

从而可计算得

液压缸无杆腔的实际有效面积为：

液压缸有杆腔的实际有效面积为：

4.2 液压缸工况

工作循环中各阶段的功率计算如下：

A.快速下降阶段：

启动时

p1=p1q1=3942×1128.43×10-6=4.45W

q1=A1V1=490.625×2.3=1128cm3/s=67L/min

恒速时

B.慢速加压阶段：

初压时

p2=p2q2=1.12×106×558.75×10-6=659.4W

q2=A2V2=490.625×1.2=588.75cm3/s=35.325L/min

终压时，行程有只5mm，持续时间仅t3=0.417s，压力和流量变化情况较复杂，故作如下处理：

压力由1.12MPa增至22.4MPa，其变化可近似用线性函数p（t）表示即           (4.1)

流量由588.75cm3/s减小为零，其变化为零，其变化规律可近似用线性函数q（t）表示即

                           (4.2)

上两式中，t为终压阶段持续时间，取值范围0～0.417s

从而得到此阶段功率方程

      (4.3)

这是一个开口向下的抛物线方程

令可求得极值点 t=0.197s

此处的最大功率为：

P3=Pmax=588.75×（1.12+51.03×0.197）×（1-0.197/0.417）W

P3=3466.63w=3.467KW

而t=0.917s处的压力和流量可由式（4.1）和式（4.2）算得：

P3=1.12+51.03×0.197=11.17MPa

q3=588.75×（1-0.197/0.417）cm3/s

q3=310.61cm3/s=18.L/min

C.快速回程阶段：

启动时

      =0.71×106Pa

      q4=A2V3=236.285×5.3=1252.3cm3/s=75.138L/min

      P4=p4q4=0.71×106×1252.3×10－6W=8w=0.9KW

恒速时

=0.69×106Pa

q5=A2V3=1252.3cm3/s=75.138L/min

 P5=p5q5=0.69×106×1252.3×10－6W=8W=0.8KW

制动时

q6=A2V3=1252.3cm3/s=75.138L/min

P6=p6q6=0.67×106×1252.3×106W=839.04W=0.839KW

   无杆腔实际有效面积490.625cm2

   有杆腔实际有效面积236.285cm2  液压缸在工作循环中各阶段的负载和流量计算见表4.1：

表4.1 各阶段的压力和流量

液压缸在工作循环中各阶段的功率计算见表4.2：

表4.2 工作循环中各阶段的功率

图4.1 液压缸的工况图

4.3 本章小结

    本章主要计算出了液压缸的各个主体尺寸，并分析了液压缸各个阶段的工作状况，拟定了液压缸的工况图。

第5章 液压系统图的拟定

5.1 制定基本方案

考虑到液压机工作时所需功率较大，固采用容积调速方式；

（1）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0；

（2）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电液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，使液压泵卸荷；

（3）为了防止压力头在下降过程中因自重而出现速度失控的现象，在液压缸有杆腔回路上设置一个单向阀；

（4）为了压制时保压，在无杆腔进油路上和有杆腔回油路上设置一个液控单向阀；

（5）为了使液压缸下降过程中压力头由于自重使下降速度越来越快，在三位四通换向阀处于右位时，回油路口应设置一个溢流阀作背压阀使回油路有压力而不至于使速度失控；

   （6）为了使系统工作时压力恒定，在泵的出口设置一个溢流阀，来调定系统压力，由于本机采用接近开关控制，利用接近开关来切换换向阀的开与关以实行自动控制；

（7）为使液压缸在压制时不至于压力过大，设置一个压力继电器，利用压力继电器控制最大压力，当压力达到调定压力时，压力继电器发出电信号，控制电磁阀实现保压。

 综上的折弯机液压系统原理如下图：

1-变量泵 2-溢流阀 3-压力表及其开关 4-单向阀5-三位四通电液换向阀 6-单向顺序阀 7-液压缸8-过滤器 9-行程阀10-调速阀 11-单向阀 12-压力继电器

                           图5.1 折弯机液压系统原理图

5.2 折弯机工作原理

因为板料折弯机的工作循环为快速下降、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，使电液换向阀换向。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。

5.3 本章小结

    本章主要制定了液压系统的系统图，分析了每个工作过程所需的液压元件，及其工作原理，最后绘制了液压系统图。

第6章 液压元件的选择

6.1 液压泵的选择

由液压缸的工况图，可以看出液压缸的最高工作压力出现在加压压制阶段时p1=22.4MPa，此时液压缸的输入流量极小，且进油路元件较少故泵到液压缸的进油压力损失估计取为0.5MPa。所以算得泵的最高工作压力Pp为：

Pp=22.4+0.5=22.9MPa

液压泵的最大供油量按液压缸最大输入流量（75.138L/min）计算，取泄漏系数K=1.1,则：

qP=qV=1.1×75.138L/min=82.65L/min

根据以上计算结果与所需流量，拟初选限压式变量液压泵的转速为n=1500r/min，暂取泵的容积效率ηv=0.90，根据《液压传动系统设计与使用》P30 2-37式

可算得泵的排量参考值为：

根据以上结果查阅产品样本，选用规格相近的63YCY14-1B斜盘式压力补偿变量型轴向柱塞泵，其额定压力pn=32MPa，排量V=63mL/r，额定转速n=1500r/min，容积效率ηv=0.92。其额定流量为：

qp=Vnηv=63×1500×0.92=86.9499L/min，

符合系统对流量的要求。

根据工况图可知，最大功率出现在终压阶段t=0.197s时，由此时的液压缸工作压力和流量可算得此时液压泵的最大理率：

由《液压传动系统设计与使用》P31 表2-12查得，取泵的综效率为ηp=0.85，则算得液压泵驱动功率为：

由《液压传动系统设计与使用》P31表2-13查得选用个规格相近的Y132S-4型封闭式三相异步电动机，其额定功率为5.5KW，额定转速为1440r/min。按所选电动机转速和液压泵的排量，液压泵的最大实际流量为：

qt=Vnηv=1440×63×0.92=83.46（L/min）

大于计算所需流量82.65L/min，满足使用要求。

6.2 阀类元件及辅助元件

根据阀类元件及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量可选出这些液压元件的型号及规格，结果见表6.1。

表6.1 液压元件的型号及规格

液压油箱在不同的工作条件下，影响散热的条件很多，通常按压力范围来考虑。液压油箱的有效容积V可概略的定为：

V=（6～12）qP

式中V——液压油箱有效容量；

qp——液压泵额定流量。

取：

V=10qP

V=10×86.9499=869.499L

应当注意：设备停止运转后，设备中的那部分分油液会因重力作用而流回液压油箱。为了防止液压油从油箱溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不超过液压油箱高度的80%

869.499÷0.8=1086.873L

按JB/T7938-1999取标准值V=1250L

6.3.1油箱的长宽高确定

因为油箱的宽、高、长的比例范围是1：1：1~1：2：3，此处选择比例是1：1.5：2由此可算出油箱的宽、长、高大约分别是1600MM,1100MM,770MM。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0.6L。因为推杆总行程为200mm，无杆腔的有效面积为490.625cm2

油液高度为：

选取隔板高度为70cm。钢板厚度为4mm

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：867L

则油箱中油液的高度为：70cm

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70cm,选用一块隔板。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：t=4mm。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200mm。

故可知，油箱的总长总宽总高为：

长为：

宽为：

高为：

6.3.2油箱地面倾斜度

为了更好的清洗油箱，将泄油口置于油箱底部，故取油箱底面倾斜度为：0°

6.4 吸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—4》表23.9—66得其连接尺寸如下表：

表6.2 管接头连接尺寸表

公称压力

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2.5倍。故有：

查《中国机械设计大典》表42.7—7得，先取通用型SYW系列网式吸油中过滤器：

表6.3 过滤器参数尺寸表

考虑到钢板厚度只有4mm，加工螺纹孔不能太大，查《中国机械设计大典》表42.7—178选取外六角螺塞作为堵塞，详细尺寸见下表：

表6.4 堵塞参数尺寸表

按照空气过滤器的流量至少为液压泵额定流量2倍的原则，即：

选用EF系列液压空气过滤器，参照《机械设计手册》表23.8-95得，将其主要参数列于下表： 

表6.5 液压空气过滤器参数表

  参数

6.8 液位/温度计的选取

选取YWZ系列液位液温计，参照《机械设计手册》表23.8-98选用YWZ-150T 型。考虑到钢板的刚度，将其按在偏左边的地方。

6.9 本章小结

    本章主要说明了各个液压元件的选择，及其各项参数的选取，并设计计算出了油箱的各个尺寸数据。

第7章 液压系统性能的运算

7.1 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35.325L/min,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：

；

此时油液在进的速度：

。

7.1.1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N32号液压油，室温为20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2m，油液的密度为，则进油路上的沿程压力损失为：

。

7.1.2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一般取沿程压力损失的10%，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，则当通过阀的流量为q时的阀的压力损失，由：

算得：

小于原估算值0.5MPa,所以是安全的。

同理快进时回油路上的流量：

；

则回路中的速度：

；

由此可以计算出：

（448<2320,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。

7.1.3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3MPa为好。溢流阀的调定压力值应大于卸荷阀的调定压力值0.3~0.5MPa，所以取溢流阀的调定压力值为3.5MPa。背压阀的调定压力以平衡板料折变机的自重，即

。

7.2 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一个循环的情况来计算。

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一个循环的情况来计算。

7.2.1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：

7.2.2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：

。

7.2.3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:

按教材公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。

7.3 油箱的设计

由前面计算得出油箱的容积为1250L。

7.3.1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

7.3.2 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H全部由油箱来考虑。这时油箱散热面积A的计算公式为

式中  A—油箱的散热面积（）

      H—油箱需要的散热功率（W）

      —油温（一般以考虑）与周围环境温度的温差

      K—散热系数。与油箱周围通风条件的好坏而不同，通风很差时K=8～9；良好时K=15～17.5；风扇强行冷却时K=20～23；强迫水冷时K=110～175。

所以油箱散热面积A为：

7.4 本章小结

    本章主要计算了液压系统的性能，计算出各项压力损失和各个工作循环中的发热量和散热量。

结  论

本次毕业设计历时将近三个月，在这段时间里，在老师耐心指导下，使我对大学期间所学课程有了更深的理解，更深入了对专业知识的了解。通过这次关于液压的设计，我更加了解了液压系统的结构和设计、分析以及液压在现实生活中的应用。

我主要设计的是折弯机液压系统，接到课题后，感觉有些迷茫不知从哪里着手，主要是运用各类手册、产品样本来完成设计。在设计中遇到了诸多的问题，通过解决这些问题，使我对液压系统有了更加深入的了解，同时也发现我对液压系统掌握的远远不够，这促使我以后还要更加努力地学习来不断完善自己。

在这次设计中我完成了老师交给的任务，但是因为自己缺乏这方面的实际经验，设计中还存在着很多的不足之处，希望各位老师给予批评和指正，以便我将来在实际工作中能够更好地完成任务。

参考文献

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[28] 李建兴.可编程序控制器应用技术[S].北京：机械工业出版社．2004.7.

致  谢

通过这次设计，我的专业知识的掌握有了很大的飞跃，非常感谢我的指导老师的指导，在百忙之中对我们进行着详细耐心的辅导，并为我们提供了许多非常重要的资料。同时还要感谢我同寝的同学们，设计期间，他们给了我无私的帮助，通过此次设计我们不仅增长了专业知识，还增进了我们的友谊。

设计的完成也要感谢所有的任课老师们，是他们将我领入机械世界的大门，传授给我知识，是这种知识的积累帮助我完成了毕业设计。

经过这次毕业设计，我不但学到了更多的知识，而且还学到了老师们那种态度认真作风严谨和诲人不倦的优良品质，愿老师们工作顺利，机械工程系发展更强大，黑龙江工程学院建设得更美好！

目  录

摘  要    Ⅰ

ABSTRACT    Ⅱ

第1章 绪  论    1

1.1 液压技术现状    1

1.2 本课题主要研究内容    1

1.3 设计步骤    2

第2章 任务分析    4

2.1 技术要求    4

2.2 任务分析    4

2.3 本章小结    5

第3章 负载与运动分析    6

3.1 运动情况分析    6

3.2 液压缸外负载力分析计算    6

3.3 负载图和速度图的绘制    8

第4章 液压缸主要参数的确定    10

4.1 确定液压缸的主要尺寸    10

4.2 液压缸工况    11

4.3 本章小结    14

第5章 液压系统图的拟定    15

5.1 制定基本方案    15

5.2 折弯机工作原理    16

5.3 本章小结    17

第6章 液压元件的选择    18

6.1 液压泵的选择    18

6.2 阀类元件及辅助元件    19

6.3 油箱的设计    19

6.4 吸和过滤器之间管接头的选择    21

6.5 过滤器的选取    21

6.6 堵塞的选取    21

6.7 空气过滤器的选取    22

6.8 液位/温度计的选取    22

6.9 本章小结    22

第7章 液压系统性能的运算    23

7.1 压力损失和调定压力的确定    23

7.2 油液温升的计算    25

7.3 油箱的设计    26

7.4 本章小结    26

结  论    27

参考文献    28

致  谢    30