【文章內(nèi)容簡介】 構(gòu)的設(shè)計樣式，其樣式如下： 圖九 上花板樣式圖（三維造型圖）圖十 下花板樣式圖（三維造型圖） 上、下花板的材料為35鋼，厚度為8 mm。 在花板的兩邊均打孔，以適應(yīng)不同管材半徑和彎曲半徑的彎曲。當(dāng)打孔后，消弱了花板的強度，故對其兩邊孔壁進行強度計算。根據(jù)力學(xué)分析可知，在花板孔壁上受到的擠壓力： 75擠壓應(yīng)力公式為： （的單位為）取孔的直徑為，擠壓受力的最小有效面積=所以有，孔內(nèi)壁的擠壓應(yīng)力為： =75/ =因為材料的許用應(yīng)力=240≥= ，故強度足夠。 錕軸的設(shè)計錕軸在彎曲管材主要其阻擋作用，因此要有足夠的強度，保證在彎管中不知力過大而使其斷裂或彎曲變形。錕軸采用45鋼制作，正六邊形，其外切半徑R=100mm,凹槽的表面粗糙度≤。錕軸的圖形如圖所示：圖十一 支撐輪三維造型圖 銷的選擇 采用45鋼，直徑為32mm，長為200mm，材料的許用應(yīng)力=150。根據(jù)剪切應(yīng)力知： =所以有， =32mm 螺栓的選擇螺栓按照國家標(biāo)準(zhǔn)件進行選取。 彎曲模具的設(shè)計 彎管機在22~108mm之間的管材彎曲，彎曲的模具則可配備很多不同半徑的彎模。在彎曲過程中，由于彎曲力矩的撤銷后，被彎曲的管材會產(chǎn)生回彈現(xiàn)象，這是材料本身和彎曲工藝的特點所產(chǎn)生的。對于回彈量來說，若回彈過大會影響管材彎曲的精度，故而在設(shè)計彎曲模具時，首先應(yīng)考慮的問題。通常在彎曲模具的設(shè)計中，采用經(jīng)驗公式進行計算，取彎曲模具模塊直徑應(yīng)小于兩倍的彎曲管材曲率半徑。具體計算公式如下： 式中 ―彎曲模具模塊半徑， ―彎曲管材的中性層曲率半徑， ―管材材料的抗拉強度， ―管材的壁厚， ―管材的外徑， ―管材材料的彈性模量，（參考下表）幾種常見材料的彈性模量 單位：材料名稱低碳鋼合金鋼灰鐵鋼鋼及其合金鋁合金196~216186~216~157~12870在彎曲模具的設(shè)計時，通常考慮的回彈角度約為3?~5?，所以在彎模中間主接觸位置略顯突出，來減小回彈量。由于管材半徑很多，所以沒有代數(shù)值計算。本設(shè)計中，配備的彎模半徑有：24460、78108，單位為 彎模上圓弧槽半徑的確定因素有很多，經(jīng)查書可知經(jīng)驗公式為： （取1） 注：倒圓角半徑一般可取1~2 模具材料與表面粗糙度值的選擇 彎?？蛇x用45鋼或50鋼制造，為了給彎管內(nèi)緣均勻壓縮創(chuàng)造有力條件。第五章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計與計算 液壓系統(tǒng)是液壓設(shè)備的一個重要組成部分，它與主機的關(guān)糸密切，是整個設(shè)備動力運行的基本保障。液壓系統(tǒng)的設(shè)計，關(guān)系到整個液壓設(shè)備的性能和安全。液壓系統(tǒng)的設(shè)計，必須從實際出發(fā)，重視調(diào)查研究，積極吸取或內(nèi)外先進的技術(shù)，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、效率高、成本低、操作和維護方便的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的設(shè)計，一般主要出發(fā)點有兩個，一個是注重于液壓系統(tǒng)的工作性能，另一個則是注重于液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)的絕對可靠性，通常這兩種出發(fā)點穿插于設(shè)計中。 本次液壓系統(tǒng)設(shè)計的一些基本參數(shù)和要求如下： 設(shè)計一臺電動液壓彎管機，其液壓缸最大推力=，液壓缸活塞桿的快速伸出的速度為，工進時的速度為。在活塞桿工進完畢之后需快速退回，其活塞桿的快退速度為?；钊麠U啟動、制動的時間均為。整個液壓系統(tǒng)的初選壓力為23。 工況分析 根據(jù)實際的需要，液壓缸采用水平布置。由于電動彎管機的液壓缸水平布置，且往返速度不同，故選用缸筒固定的水平單桿活塞缸，作為執(zhí)行元件驅(qū)動彎模及彎曲機構(gòu)對管材進行彎曲作業(yè)。 液壓缸的機械效率，~，取=；取液壓缸運動部件的質(zhì)量為40（活塞桿和模具）。 摩擦系數(shù)的選取：靜摩擦系數(shù)=，動摩擦系數(shù)=。（1） 、液壓缸活塞桿靜摩擦力： ==40= 液壓缸活塞桿動摩擦力： ==40=（2） 、負(fù)載慣性力：，啟動時間= ==4（3） 、工作負(fù)載力： （4） 、液壓缸密封摩擦力：根據(jù)實際情況估取為 =300根據(jù)以上的數(shù)據(jù)可計算出液壓缸在各個階段的負(fù)載情況如下表各個階段負(fù)載的組成負(fù)載單位：快速階段啟動+加速++恒速+工進階段++快速退回階段啟動+加速++恒速+注：快進與工進的轉(zhuǎn)換是由壓力繼電器控制的，進行自動轉(zhuǎn)換（5） 、液壓缸的工況圖圖十二——負(fù)載圖像圖十二——速度圖像圖十二 液壓缸的工況圖 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 （1）、預(yù)選系統(tǒng)的設(shè)計壓力本設(shè)備屬于中等精度的工具設(shè)備，負(fù)載最大在工進階段，其他狀況下，負(fù)載不大，故初選液壓缸的設(shè)計壓力=23。 （2）、計算液壓缸的主要參數(shù)為了滿足彎管模具快進、快退速度的不同，且減小液壓泵的流量，故將液壓缸的無桿腔作為工作腔。在伸出時，采用用液壓方式來（背壓）防止活塞桿失控產(chǎn)生的沖擊，使其平穩(wěn)運行，保證安全。所以有液壓缸無桿腔的有效面積：==140故液壓缸的內(nèi)徑為： = ≈=134參考《新編實用液壓技術(shù)手冊》，按GB/T2348―1993（），取標(biāo)準(zhǔn)值=140。 根據(jù)液壓缸活塞桿伸出速度與快速回退速度比確定活塞桿直徑，則其速度比為 即 據(jù)以上計算可知活塞桿直徑為:= 即 ===參考《新編實用液壓技術(shù)手冊》，按GB/T2348―1993（），取標(biāo)準(zhǔn)值=100。因而有液壓缸無桿腔的有效工作面積：===液壓缸有桿腔的有效工作面積： ===，確定了液壓系統(tǒng)的基本參數(shù)，以后計算均根據(jù)此參數(shù)計算，因此這是關(guān)鍵。（3） 、液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力與流量依據(jù)下表可知，液壓缸在各個階段工作中的狀況。在工進階段，系統(tǒng)壓力達到最大值；在快速回退階段，系統(tǒng)流量達到最大值。液壓缸各個工作循環(huán)階段工作的壓力與流量各個階段計算公式壓力流量快速階段啟動加速恒速工進階段快退階段啟動加速恒速 液壓回路方案的制定，擬定液壓系統(tǒng)原理圖液壓回路方案的制定（1）、調(diào)速方式與油源方案根據(jù)實際情況，考慮到彎管機彎曲工作時所需功率較大，故采用容積式調(diào)速方式。為了滿足工進時速度為恒定值，采用變量液壓油泵供油。即在啟動到工作時，壓力泵是無極變化，始終保持恒定的速度，壓力隨負(fù)載的升高而升高。在快進時，采用快速回路，使彎模迅速接近胚料進行彎曲作業(yè)，從而提高系統(tǒng)的效率，實現(xiàn)節(jié)省能耗。當(dāng)液壓反向退回時，壓力泵的流量恢復(fù)到全流量。（2） 、方向控制方案由于系統(tǒng)壓力和流量不大，故選用三位四通“M”型中位機能的電磁換向閥作為系統(tǒng)的主換向閥；由于本設(shè)備為簡單、精度不高的工具設(shè)備，因此采用壓力繼電器來控制換向閥電磁鐵的通斷來實現(xiàn)換向、速度換接和自動化。當(dāng)三位四通電液動換向閥處于中位時，液壓泵卸荷，壓油口直通油箱。（3） 、速度換接回路快進和工進時的速度換接有二位二通電磁閥和壓力繼電器共同組合實現(xiàn)。當(dāng)達到壓力繼電器的壓力時，發(fā)個信號，二位二通電磁閥通電換向，主油路接入工進油路。工進時油路與其它油路用單向閥隔開，從而提高系統(tǒng)的性能。（4） 、安全保護為了提高液壓缸及彎模運動的平穩(wěn)性，在液壓缸回油路上設(shè)置單項調(diào)速閥，使液壓缸在快速伸出對管材產(chǎn)生沖擊，或失控時無法控制。在主油路上設(shè)置單向閥，防止工作時的高壓油液倒流，損壞液壓泵。為了保證整個系統(tǒng)運行的安全，在液壓泵出油口并聯(lián)一溢流閥，過載保護。（5） 、輔助回路 為保證液壓油液的清潔度，油泵出口設(shè)置吸油過濾器；為了監(jiān)測整個系統(tǒng)運行狀態(tài)與安全，液壓泵工作的壓力，在泵出口及其他油路上均設(shè)置壓力表。同時，也可作為系統(tǒng)調(diào)壓時的壓力監(jiān)測之用。 本設(shè)計中，本機采用壓力繼電器進行回程控制，利用無桿腔在工進完畢時，腔內(nèi)壓力逐漸升高到壓力繼電器設(shè)定值時，有壓力繼電器發(fā)出電信號時換向閥換向。 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)原理圖是表示液壓系統(tǒng)的組成和工作原理的圖樣。擬定液壓系統(tǒng)原理圖是設(shè)計液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵一步，它對系統(tǒng)的性能機及設(shè)計方案的合理性、經(jīng)濟性具有一定的決定性的影響。故此本設(shè)計根據(jù)實際情況擬定雛形的液壓系統(tǒng)原理圖，有待于在實踐中進一步完善。（1） 液壓系統(tǒng)原理圖如下：圖十三 1—濾油器；2—液壓泵；3—溢流閥；4—壓力表；5—三位四通電磁換向閥；6—壓力繼電器（一）；7—二位二通電磁換向閥；8—節(jié)流閥；9—調(diào)速閥；10—液控單向閥；11—壓力繼電器（二）；12—液壓缸（2） 、液壓電磁鐵及行程開關(guān)的狀態(tài)表，如下：各個階段1YA2YA3YA壓力繼電器(一）壓力繼電器(二）快進階段+____工進階段__++_快退階段_+__+停止階段_____（3） 、根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖，簡要的說明其工作原理 如上圖所示，液壓泵在驅(qū)動電機的帶動下正常工作。當(dāng)液壓彎管機的液壓缸伸出時油液通過三位四通電磁換向閥5的左位接通，通過閥3進入工作油腔液壓缸快進，當(dāng)接觸到需要彎曲管材是，系統(tǒng)壓力迅速升高，此時因壓力繼電器（一）（設(shè)置壓力值在1—）工作，發(fā)訊號給閥3，閥3通電，系統(tǒng)自動進入工進階段，油液通過節(jié)流閥8進行彎曲作業(yè)。在彎曲棺材結(jié)束時，系統(tǒng)壓力無限增大，當(dāng)達到壓力繼電器（二）設(shè)定制時，11便發(fā)訊號給換向閥5，進行換向。此時彎管機快速退回并停止。整個工作中，液控單向閥主要其差動連接作用，備用快速回路。 液壓元件的選型與計算 液壓元件的選型至關(guān)重要，是保證系統(tǒng)在正常條件下工作性可靠、基本性能指標(biāo)正常、無危險發(fā)生。所以在液壓元件選型時一定要嚴(yán)格按照設(shè)計及其計算所得數(shù)據(jù)進行液壓元件的擇優(yōu)選型。 液壓泵的選擇 由工況分析知，液壓缸的最高壓力出現(xiàn)在彎曲管材結(jié)束時，即=，此時液壓缸的輸入流量較小，也就是進油路的液壓元件較少。故液壓泵至液壓缸間的進油路壓力損失估取為=。由此算得液壓泵的最高壓力為： =+=+= 據(jù)上知，所需的液壓泵最大供油流量，按液壓缸的最大輸入流量（）進行估算。取系統(tǒng)的泄漏系數(shù)=，則： == 根據(jù)系統(tǒng)所需流量，初選變量液壓泵的轉(zhuǎn)速為=1500。取液壓泵的容積效率=,根據(jù)下式進行計算： 式中 ——液壓泵的排量，； ——液壓的轉(zhuǎn)速，； ——液壓泵的最大流量，； ——液壓泵的容積效率；根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算得液壓泵的排量參考值為： == 參考以上計算結(jié)果查閱產(chǎn)品樣本，根據(jù)《新編液壓技術(shù)實用手冊》選用規(guī)格相近的25※CY141B壓力補償變量型斜盤式軸向柱塞泵。其額定壓力=32,排量=25，額定轉(zhuǎn)速=1500，容積效率=，故此其額度定流量為： ==150025=而系統(tǒng)所需液壓泵的最大流量==。由此可知，滿足系統(tǒng)對流量的要求。 驅(qū)動電動機的選擇 由以上計算及分析可知，該系統(tǒng)在工進階段時，負(fù)載功率最大，故按此階段的液壓泵所需驅(qū)動功率選擇驅(qū)動電機。此時液壓泵的工作壓力為=，流量為=，取驅(qū)動電機的機械效率=，根據(jù)公式計算： = 式中 ——驅(qū)動電動機的功率，； ——液壓泵工進時的流量； ——驅(qū)動電機的機械效率；由公式得，驅(qū)動電機的功率為： ===參考以上計算數(shù)據(jù)查閱產(chǎn)品樣本，根據(jù)《液壓傳動設(shè)計指南》張利平 選用規(guī)格相近的Y132S4型封閉式三相異步電動機，其額定功率=，額定轉(zhuǎn)速為=1440，重量為68。按所選驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量計算，液壓泵的最大實際流量為：==144025=由此可知，==，故滿足系統(tǒng)的需求。 聯(lián)軸器的選擇 （1）、聯(lián)軸器的分類 常用的聯(lián)軸器主要有兩類，分為NL型內(nèi)齒形彈性聯(lián)軸器和梅花形彈性聯(lián)軸器。NL型內(nèi)齒形彈性聯(lián)軸器 該聯(lián)軸器適用于軸間的撓性傳動，允許較大的軸向、徑向位移和角位移。具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、拆裝容易、噪聲低、傳動功率損失小、使用壽命長等優(yōu)點，在各個行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。NL型內(nèi)齒形彈性聯(lián)軸器的軸孔形式有圓柱形（Y）、圓錐形（Z）和短圓柱形（J）。工作溫度為20～70。半聯(lián)軸器采用鑄造件，鑄鐵HT250，內(nèi)齒形聯(lián)軸器彈性體系外套采用纖維增強尼龍彈性體。梅花形彈性聯(lián)軸器 該聯(lián)軸器適用于連接兩同軸線的傳動軸系，具有補償兩周相對偏移、減震、耐磨及緩沖性能。工作溫度為：35～80。傳遞公稱扭矩為16～25000。 （2）、聯(lián)軸器的選擇應(yīng)根據(jù)實際情況及計算結(jié)果來參考選擇，主要參考轉(zhuǎn)矩、軸端直徑和工作轉(zhuǎn)速等。通常轉(zhuǎn)矩的計算公式如下： =≤式中 ——聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩，； ——聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩，； ——驅(qū)動功率，； ——工作轉(zhuǎn)速，及驅(qū)動電動機的轉(zhuǎn)速，； ——工況系數(shù)，取=；代入數(shù)據(jù)計算得：=9550= 參考計算數(shù)據(jù)，查閱《液壓傳動設(shè)計指南》張利平 GB 3852—1997，選取規(guī)格相近的NL2型彈性聯(lián)軸器，其公