【正文】 0mm，采用單液壓缸控制頂鐓、雙液壓缸控制彎曲滾輪，液壓泵額定壓力10MPA，最大壓力為12MPA，擺動(dòng)輪架最大擺角13度，. 二維彎管機(jī)結(jié)構(gòu)組成（1）機(jī)身由底座、滑塊、上下壓板以及滑塊油缸組成，固定在前后上支座上，滑塊在底座中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)靠滑塊油缸的推拉來(lái)實(shí)現(xiàn)，滑塊左端裝有上料支架和帶有頂頭的調(diào)節(jié)器，位置可前后調(diào)整并用插銷(xiāo)定位；后端裝有頂料支架，其前端孔中裝有與彎曲管材截面相同尺寸孔型的頂端，通過(guò)插入盤(pán)中的頂料桿推動(dòng)管料向前運(yùn)動(dòng)。（2）滾彎?rùn)C(jī)構(gòu)由擺動(dòng)滾輪架，彎曲動(dòng)輪，固定輪，輪軸，頂桿以及彎曲動(dòng)輪油缸組成，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制彎曲動(dòng)輪油缸伸縮，推動(dòng)擺動(dòng)滾輪架中的彎曲輪壓向管件，在一個(gè)工件上實(shí)現(xiàn)不同曲率半徑的彎曲，拔出輪軸，換上不同槽形的滾輪，可實(shí)現(xiàn)不同截面形狀工件的彎曲。（3）尾架由芯軸和芯軸軸套組成，固定在機(jī)身上，調(diào)節(jié)芯頭位置，位移量可有軸套上的標(biāo)尺讀出。（4）動(dòng)力結(jié)構(gòu)為液壓站，由油箱電機(jī)，液壓泵，電液伺服閥及換向閥等組成，它產(chǎn)生和分配工作液壓，從而使機(jī)器實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。 二維彎管機(jī)彎管過(guò)程彎管形成過(guò)程如圖24所示。圖24 彎曲矩形鋼管成型過(guò)程1 動(dòng)滾輪 2 靠滾輪 3 定滾輪 4 矩形管圖24是彎制開(kāi)始時(shí)的狀態(tài)，此時(shí)，動(dòng)滾輪1的位移為零，弧度管沒(méi)有變形，可以認(rèn)為半徑為無(wú)窮大，如果在這種狀態(tài)下將矩形管頂出則矩形管沒(méi)有任何變形；表明弧度形成的過(guò)程。動(dòng)滾輪1由起始位置A伸長(zhǎng)達(dá)到位置B，對(duì)矩形管產(chǎn)生擠壓使其發(fā)生變形。此時(shí)，若頂鐓油缸不斷運(yùn)動(dòng)，則矩形管會(huì)形成一個(gè)半徑一定的圓弧。為了能夠精確的彎制出預(yù)定弧度，必須知道彎曲油缸的伸長(zhǎng)量與弧度管的曲率半徑具體的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 由于動(dòng)滾輪與靠滾輪是通過(guò)連桿鉸接的，動(dòng)滾輪1在彎曲油缸的推動(dòng)下，以靠滾輪為圓心，動(dòng)滾輪圓心到靠滾輪圓心的距離為半徑形成圓周運(yùn)動(dòng)。A到B的直線距離近似彎曲油缸的伸長(zhǎng)量，隨著彎曲油缸伸長(zhǎng)量的變化，矩形管與動(dòng)滾輪1和定滾輪2的相切線段的切點(diǎn)和斜率也都隨之變化，切點(diǎn)由原始位置的E點(diǎn)、F點(diǎn)變化到G點(diǎn)、H點(diǎn)。在此過(guò)程中，彎曲油缸伸長(zhǎng)量是已知量，并且是固定值，因此，在如圖坐標(biāo)系當(dāng)中動(dòng)滾輪圓心B點(diǎn)位置可以計(jì)算得出，而定滾輪圓心坐標(biāo)、半徑均已知，所以兩圓的公切線段的方程式、點(diǎn)坐標(biāo)、點(diǎn)坐標(biāo)均可以求出，則對(duì)應(yīng)的圓弧方程即可得出。至此，我們就可以得出對(duì)應(yīng)于Y缸任意伸長(zhǎng)量下的矩形管圓弧弧度、半徑等信息。 彎曲油缸伸長(zhǎng)曲線與弧度管曲線的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以看出，OA段對(duì)應(yīng)的是弧度管曲線的曲線弧度逐漸增大的過(guò)程，AB段是弧度管曲線保持一定弧度不變的過(guò)程，在彎曲油缸伸長(zhǎng)曲線當(dāng)中對(duì)應(yīng)著彎曲缸伸長(zhǎng)量不變的過(guò)程，BC段曲線的弧度逐漸變小，最后在C點(diǎn)目標(biāo)曲線為直線段即CD段，而DEFG段，又是弧度逐漸增大、保持、減小直至彎曲缸回到原位的過(guò)程。由以上分析可以清楚地看出，弧度管的各段曲率的變化完全可以由計(jì)算機(jī)通過(guò)控制彎曲油缸伸長(zhǎng)曲線精確實(shí)現(xiàn)。我們通過(guò)在計(jì)算機(jī)上修改“靠?！鼻€的方式就可以方便的實(shí)現(xiàn)多種曲率的弧度管的輸出。計(jì)算機(jī)上進(jìn)行曲線的輸入和更改都很方便快捷，完全擺脫了那種以往的依靠模具進(jìn)行加工的生產(chǎn)方式，極大的提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了生產(chǎn)成本。 二維彎管機(jī)機(jī)械部分計(jì)算： 式中B為彎曲件周長(zhǎng)（管料截面周長(zhǎng)）；r為彎曲件內(nèi)彎半徑，t為壁厚，為材料抗彎強(qiáng)度；K為安全系數(shù) K= r=200mm t= =450Mpa B=304=120mm F== N設(shè)與工作軸相連的齒輪直徑為200mm，所以彎曲管料所需扭矩為： M=FL== 2．彎曲滾輪的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)如圖所示：3. 連接彎曲輪的軸的設(shè)計(jì)(1）軸的分析簡(jiǎn)圖（剪力、彎矩圖）截面AB段分析： 則 ( )截面BC段分析同上 其中 則 所以： 則該軸的彎矩、剪力圖如下：（2）軸的材料選取 選取45鋼，硬度200HB，抗彎強(qiáng)度，屈服點(diǎn)，彎曲疲勞極限，許用疲勞應(yīng)力。（3）校核軸的疲勞強(qiáng)度抗彎截面模量： 抗扭截面模量： 軸的彎曲應(yīng)力幅： 由以上危險(xiǎn)截面計(jì)算結(jié)果表明，軸的疲勞強(qiáng)度足夠。軸承的壓強(qiáng)則查機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手冊(cè)，滑動(dòng)軸承的選擇表1133得：軸承的材料為軸承合金。 當(dāng)管彎曲的最大角度達(dá)到60176。時(shí)，設(shè)頂料支架受的力為(1)螺栓組受力分析每個(gè)螺栓所受的橫向工作剪力為： 假設(shè)各螺栓所需要的預(yù)緊力均為，螺栓數(shù)目Z=4，則其平衡條件為f 由此得預(yù)緊力為 式中：f———接合面的摩擦系數(shù)，則機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表55 i———接合面數(shù) ——防滑系數(shù)，=——。則=(2)螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算： 由公式式中： ———螺栓的預(yù)緊力 ———危險(xiǎn)截面直徑則則查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)根據(jù)表(GB/)。第3章 電氣及液壓部分設(shè)計(jì)與計(jì)算一部完備的機(jī)器都是有原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。原動(dòng)機(jī)是機(jī)器的動(dòng)力源；工作機(jī)是機(jī)器直接對(duì)外做功的部分；而傳動(dòng)裝置則是設(shè)置在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的部分，用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞、轉(zhuǎn)換與控制，以滿足工作機(jī)對(duì)力、工作速度及位置要求。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 液壓系統(tǒng)工作原理及要求工作原理:圖31所示為液壓傳動(dòng)的簡(jiǎn)易擠壓及其等效簡(jiǎn)化模型。如圖所示，小液壓缸10與排油單向閥吸油單向閥4一起構(gòu)成手動(dòng)液壓泵，完成吸油與排油。當(dāng)向上抬起杠桿時(shí)，手動(dòng)液壓泵的小活塞1向上運(yùn)動(dòng)，小活塞的下部容腔a的容積增大形成局部真空，致使排油單向閥3關(guān)閉，油箱8中的油液在大氣壓作用下經(jīng)吸油管道5頂開(kāi)吸油單向閥4進(jìn)入a腔。當(dāng)大活塞2在力F1作用下向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，a腔的容積減小，油液因受擠壓，故壓力升高，于是，被擠壓出的液體將吸油單向閥4關(guān)閉，而將排油單向閥3頂開(kāi)，經(jīng)排油管道6進(jìn)入大液壓缸11的容腔b，推動(dòng)大活塞2上移擠壓工件（負(fù)載F2）。手搖泵的小活塞1不斷上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工件逐漸被壓扁。當(dāng)工件擠壓到所需形狀后，停止小活塞1的運(yùn)動(dòng)，則大液壓缸11的b腔內(nèi)油液壓力將使排油單向閥3關(guān)閉，b腔內(nèi)的液體被封死，大活塞2連同工件一起被閉鎖不動(dòng)。此時(shí)，截止閥9關(guān)閉。如果打開(kāi)截止閥9，則大液壓缸11的b腔內(nèi)液體便經(jīng)回油管道7排回油箱8，于是大活塞2將在自重作用下下移回復(fù)到原始位置。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和鋼管彎曲變形機(jī)理確定設(shè)計(jì)要求: 采用軸向帶頂鐓裝置的機(jī)械冷彎方式來(lái)彎制小彎曲管件，使管子在彎曲變形過(guò)程中受到軸向的推力, 進(jìn)入彎管機(jī)內(nèi)的鋼管由頂鐓夾塊夾緊。彎管模合模后, 由液壓執(zhí)行器帶動(dòng)彎管模旋轉(zhuǎn)彎管。在彎管過(guò)程中, 鋼管要始終與頂鐓速度和彎管速度、頂鐓力(頂鐓施加鋼管的軸向推力) 和彎管角度之間必須滿足一定的關(guān)系, 以確保彎管的質(zhì)量。要求所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠、起動(dòng)平穩(wěn)。 能進(jìn)行連續(xù)彎管軌跡控制。 油路簡(jiǎn)潔、便于集中操作和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。圖31 液壓傳動(dòng)工作原理 液壓系統(tǒng)的基本組成及其功能液壓傳動(dòng)與控制的機(jī)械設(shè)備或裝置中，其液壓系統(tǒng)大部分使用具有連續(xù)流動(dòng)性的液壓油等工作介質(zhì)，通過(guò)液壓泵將驅(qū)動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，經(jīng)過(guò)壓力、流量、方向等各種控制閥，送至執(zhí)行器中，轉(zhuǎn)換為機(jī)械能去驅(qū)動(dòng)負(fù)載。這樣的液壓系統(tǒng)一般是由動(dòng)力源、執(zhí)行器、控制閥、液壓輔助件及液壓工作介質(zhì)等幾部分所組成，各部分的功能作用見(jiàn)表11. 液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）彎管軸和頂鐓軸采用電液伺服控制, 控制精度高、響應(yīng)快, 實(shí)現(xiàn)了彎管和頂鐓之間的柔性匹配,保證了產(chǎn)品質(zhì)量。（2） 在液壓夾緊回路中, 廣泛采用電液換向閥、單向減壓閥、單向節(jié)流閥和液控單向閥, 確保了夾塊對(duì)鋼管的夾緊力, 使系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、起動(dòng)時(shí)無(wú)沖擊、工作可靠。（3）采用恒壓變量泵和先進(jìn)的冷卻裝置, 使油溫控制在15176。C～35176。C 之間, 有利于機(jī)床性能的改善和控制精度的提高。（4）液壓控制閥均采用集成塊連接的方式, 縮小液壓系統(tǒng)體積, 減少油管及管接頭數(shù)目, 使結(jié)構(gòu)緊湊、檢修方便。（5）該系統(tǒng)有液壓故障發(fā)信裝置, 如油溫、油壓、油位過(guò)高或過(guò)低, 過(guò)濾器堵塞等, 系統(tǒng)均能發(fā)信, 以提醒操作者, 確保系統(tǒng)工作安全。（6）整個(gè)液壓系統(tǒng)均采用國(guó)產(chǎn)元件, 與國(guó)外同類系統(tǒng)相比, 技術(shù)上有所創(chuàng)新和突破, 且性能造價(jià)比高（7）該液壓系統(tǒng)，電器控制系統(tǒng)合理， 工作可靠，其主要因素之一在于，根據(jù)工作機(jī)構(gòu)要求，將機(jī)電液三部分有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，以取得良好設(shè)計(jì)制造效果，其中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)除了與電氣控制結(jié)合在一起考慮外，應(yīng)用力學(xué)知識(shí)對(duì)機(jī)構(gòu)工作過(guò)程中壓力變化情況進(jìn)行分析，對(duì)速度進(jìn)行恰當(dāng)計(jì)算，從而設(shè)計(jì)出可行而且性價(jià)比很高的液壓系統(tǒng)，機(jī)構(gòu)緊湊，屬于一種高效節(jié)能的實(shí)用型機(jī)械。 液壓缸主要尺寸的計(jì)算（1）液壓缸工作壓力的確定液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來(lái)確定，對(duì)不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。設(shè)計(jì)時(shí)，可用類比法來(lái)確定。在這個(gè)設(shè)計(jì)題目中，根據(jù)彎管機(jī)的主要性能參數(shù)，確定額定工作壓力為10MPA。最大工作壓力為12MPA。根據(jù)壓力，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可以查出匹配的液壓泵以及電動(dòng)機(jī)。（2）活塞桿直徑的確定題目中已經(jīng)給出了頂鐓液壓缸的最大行程為3米。題中已知條件給出系統(tǒng)的最大壓力是，因此對(duì)活塞桿進(jìn)行校核，反求出活塞桿的最小直徑?；钊麠U的材料選擇Q235