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第一章 概述
1.1彎管機(jī)的工作原理
彎管機(jī)主要由機(jī)械裝置、液壓系統(tǒng)、等組成。機(jī)械裝置主要有卡緊裝置、小車推進(jìn)裝置、導(dǎo)向輪裝置和搖臂回轉(zhuǎn)裝置等組成。
其工作原理是采用液壓缸將鋼管勻速推進(jìn)，使鋼管沿預(yù)設(shè)的軌道行走從而形成具有一定曲率半徑和角度的彎管。先將鋼管安裝就位，通過搖臂回轉(zhuǎn)裝置上的絲杠絲母傳動(dòng)裝置調(diào)整好彎曲半徑，從而獲得所需的彎管管件。特點(diǎn)：彎出的管具有形變小，壁厚差小，無應(yīng)力。
1.2彎管機(jī)的工藝過程
本課題的研究工作主要是根據(jù)彎管機(jī)的工藝流程對(duì)彎管機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和數(shù)學(xué)建模，確定適用于該系統(tǒng)的控制算法，完成理論與實(shí)踐的結(jié)合。如圖1-1所示。
夾具夾緊
放置鋼管
彎管參數(shù)確定
彎管推進(jìn)
推進(jìn)位置控制
彎管
夾具松開
彎管結(jié)束
圖1-1 彎管機(jī)流程
由于管材的材質(zhì)各異， 管徑、壁厚、彎曲角度等差異較大，使得中頻電源加熱溫度和彎管推進(jìn)速度之間的關(guān)系都不一樣，并且各工藝參數(shù)的設(shè)定也比較復(fù)雜， 而參數(shù)設(shè)定的合適與否會(huì)極大影響彎管的各種機(jī)械性能， 所以要根據(jù)工況的不同進(jìn)行參數(shù)選擇， 并由此控制彎管的質(zhì)量。其次在對(duì)彎管機(jī)的系統(tǒng)以及彎管工藝有一個(gè)很好的了解的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況，完成硬件設(shè)備的選型。
1.3彎管機(jī)控制流程
根據(jù)彎管機(jī)簡單的工藝流程我們可以寫出彎管機(jī)軟件編程的流程框圖，根據(jù)流程圖可以很好的編寫軟件程序，以便更好、更準(zhǔn)、更精的控制彎管機(jī)，生產(chǎn)出合格的彎管來。下面就是彎管機(jī)的彎管機(jī)編程的流程框圖1-2。
結(jié)束
是否達(dá)到設(shè)定位置
電機(jī)啟動(dòng)
放置鋼管
半徑調(diào)節(jié)
管與推進(jìn)裝置固定
勻速推進(jìn)鋼管
是否到達(dá)彎管要求
夾具松開卸料
彎管結(jié)束
Y
N
N
Y
N
圖1-2彎管流程
第二章 彎管機(jī)液壓執(zhí)行元件的確定
2.1 明確任務(wù)與要求
根據(jù)任務(wù)書要求，彎管機(jī)最大推力15000 N；工作臺(tái)快進(jìn)、快退速度相等，v=3m/min；工作進(jìn)給速度1.5m/s；快進(jìn)的行程為L1=0.12m；工作行程長度為L2=0.15m。設(shè)工件移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)軌為平導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù)為fs=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為fd=0.1，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間⊿t=0.2s。
該系統(tǒng)采用液壓與電氣配合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)控制繪制動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖，彎管機(jī)的工作循環(huán)為：快進(jìn) → 工進(jìn) → 快退 → 停止。如圖2-1所示。
圖2-1彎管機(jī)的工作循環(huán)圖
2.2 執(zhí)行元件的配置
根據(jù)上述的技術(shù)要求，對(duì)照文獻(xiàn)[1]可知活塞缸雙桿的液壓缸使用于磨床等往返速度相同或不同的機(jī)構(gòu)；活塞單桿適用一些結(jié)構(gòu)；固定缸的雙桿液壓缸適用于液壓機(jī)、注塑機(jī)動(dòng)梁回程缸等各類熱壓機(jī)等；固定桿的單桿液壓缸則適用于液壓機(jī)、千斤頂?shù)扔糜诠潭ê蛫A緊等的機(jī)構(gòu)中。故而選用缸體固定的單桿液壓缸作為彎管工件的執(zhí)行元件。
2.3 液壓系統(tǒng)工況分析
快進(jìn)的時(shí)間 (2-1)
工進(jìn)的時(shí)間 (2-2)
由計(jì)算得到液壓缸的行程-時(shí)間循環(huán)圖和速速循環(huán)圖，如圖2-2所示：
圖2-2 運(yùn)動(dòng)分析
2.4 液壓缸的確定
2.4.1 液壓缸工作負(fù)載的計(jì)算
（1）工作負(fù)載： Fw=10000N
（2）摩擦阻力：
靜摩擦阻力 Fuj=0.2×10000N=2000N=′= (3-2)
動(dòng)摩擦阻力 Fui=0.1×10000N=1000N
（3）慣性阻力動(dòng)力滑臺(tái)起動(dòng)加速，反向起動(dòng)加速和快退減速制動(dòng)的加速度的絕對(duì)值相等，即△v=0.1m/s，△t=0.2m/s，故慣性阻力為：
Fa=ma=G△ν/g△t=(10000×0.1)÷(10×0.2)=500N (3-3)
根據(jù)以上的計(jì)算，m=0.9可得到液壓缸各階段的各各動(dòng)作負(fù)載，見表3-1所示。
表3-1液壓缸各階段工作負(fù)載計(jì)算
工況
計(jì)算公式
液壓缸負(fù)載/N
液壓缸推力F/N
起動(dòng)
F=Ffg
2000
2222
加速
F=Ffd+Fg
1500
1667
快進(jìn)
F=Ffd
1000
1111
工進(jìn)
F=Fw+Ffd
11000
11444
反向起動(dòng)
F=Ffg
2000
2222
加速
F=Ffd+Fa
1500
1667
快退
F=Ffd
1000
1111
制動(dòng)
F=Ffd-Fa
500
556
2.4.2 確定液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的直徑
根據(jù)文獻(xiàn)[1]，初定執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)壓力：P=2.5MPa
根據(jù)任務(wù)書要求，彎管機(jī)最大推力15000N；工作臺(tái)快進(jìn)、快退速度相等，v=3m/min；工作進(jìn)給速度1.5m/s；快進(jìn)的行程為L1=0.12m；工作行程長度為L2=0.15m,液壓缸的效率按?cm=0.9計(jì)算可知：
液壓缸的工作壓力為P1=2.5M Pa。
選定快進(jìn)、快退時(shí)回油壓力損失△P2=0.7MPa。
(2-3)
液壓缸的內(nèi)徑為：
(2-4)
圓整取標(biāo)準(zhǔn)直徑D=95mm，則d=0.707D，即d=0.70795=67.165mm，圓整液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算
無桿腔面積 (2-5)
有桿腔面積 (2-6)
2.4.3計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各個(gè)階段的壓力、流量和功率的實(shí)際值
表3-2液壓缸各工況所需壓力、流量和功率
工況
負(fù)載
F/N
回油腔
壓力
p2 (△p2)/(105 Pa)
進(jìn)油腔
壓力
p1/(105 Pa)
輸入流量
q/(L/min)
輸入
功率
P/kW
計(jì)算公式
快
進(jìn)
啟動(dòng)
2222
DP2=0
5.6
—
—
P1=(F+△P2A2)/(A1-A2)?
加速
1667
DP2=7
8.4
—
q=(A1?-A2)v1
P=P1q× 10-3
快速
1111
DP2=7
23.7
23.7
0.33
工進(jìn)
11444
Pb=6
23.1
0.2
0.0077
P1=(F+P2 A2)/ A1
q=A1v2
P=p1q×10-3
快
退
啟動(dòng)
2222
DP2=0
7.1
—
—
加速
1667
DP2=7
21.1
—
—
P1=(F+P2 A1)/A1
快退
1111
DP2=7
19.4
0.075
0.024
q= A2v2
P=P1q×10-3
制動(dòng)
556
DP2=7
17.6
—
—
第三章 液壓原理圖的擬定
3.1制訂液壓回路方案：
液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。
為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對(duì)長時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。
溢流節(jié)流閥是由差壓式溢流閥和節(jié)流閥并聯(lián)組合而成。它有一個(gè)進(jìn)口、兩個(gè)出口，進(jìn)油口與油泵相接，出油口與油缸相接回油口與油箱相接。
液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。
溢流閥能保證節(jié)流閥前后的壓差基本上保持不變，因而通過節(jié)流閥的流量不受負(fù)載變化的影響，流量基本是穩(wěn)定的。故而在整個(gè)回路中添加個(gè)溢流閥以確保液壓回路的壓差值不發(fā)生大的波動(dòng)，穩(wěn)定整個(gè)液壓回路。
節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速。
調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。需要注意的是開式回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。
3.2合成液壓系統(tǒng)原理圖：
一般來說整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測元件（如壓力表、溫度計(jì)等）。大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動(dòng)作，注明各液壓元件的序號(hào)以及各電磁鐵的代號(hào)，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動(dòng)作表。
故合成液壓系統(tǒng)原理圖下圖3-1所示：
圖3-1 液壓系統(tǒng)原理
1、郵箱 2、濾油器 3、油泵 4、油泵電機(jī) 5、溢流閥 6、三位四通電磁閥
7、單向節(jié)流閥 8、夾緊液壓缸 9、單向閥
第四章 選擇液壓元件
4.1選擇液壓泵和電機(jī)
4.1.1確定液壓泵的工作壓力、流量
a）液壓泵的工作壓力
已確定液壓缸的最大工作壓力為2.5 MPa。在調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，工進(jìn)是進(jìn)油管路較復(fù)雜，取進(jìn)油路上的壓力損失△P1=30×105 Pa,則油泵的最高工作壓力為：
P=(25+30)×105 Pa =55×105 Pa (4-1)
由工況圖可知，液壓缸快退時(shí)的進(jìn)油路比較簡單，取其壓力損失為4×105 Pa，則油泵的最高工作壓力為Pp2=(19.4×105+4×105) =23.5×105 Pa。
b）液壓泵的流量
由工況圖可知，進(jìn)入液壓缸的最大流量在快進(jìn)時(shí)，其值為 23.7L/min ，最小流量在快退時(shí)，其值為0.075 L/min，若取系統(tǒng)泄漏系數(shù)k=1.2，則液壓泵最大流量為qp=1.2×23.7 L/min=28.44 L/min 0
由于溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3 L/min，工進(jìn)時(shí)的流量為0.2 L/min，所以小流量泵的流量最小應(yīng)為3.2 L/min。
4.1.2液壓泵的確定
根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，查閱產(chǎn)品目錄，選用相近規(guī)格CBF-F40型齒輪泵。
液壓泵電動(dòng)機(jī)功率為：
由工況圖可知，液壓缸的最大輸出功率出現(xiàn)在快進(jìn)工況，其值為 0.33kW。此時(shí)，泵的輸出壓力應(yīng)為=8.4×105 Pa ，流量為=(36+6) L/min= 42L/min 。
取泵的總效率ηp= 0.75 ，則電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算為
/ (4-2)
有上述計(jì)算，可選額定功率為1.1kW的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。
4.2液壓閥和輔件的選擇
根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過閥的實(shí)際流量就可選擇各個(gè)閥類元件和輔助元件，其型號(hào)可查閱有關(guān)液壓手冊(cè)。
液壓泵選定后，液壓缸在各個(gè)階段的進(jìn)出流量與原定值不同，需重新計(jì)算，見表4-1。
表4-1 流量計(jì)算
快進(jìn)
工進(jìn)
快退
輸入流量/（L/min）
q1=(70.8×42)/39.5=75.28
排出流量/（L/min）
運(yùn)動(dòng)速度/（L/min）
根據(jù)以上所述選出采用元件型號(hào)如表4-2所示
表4-2 采用元件
閥
數(shù)量
型號(hào)
單向節(jié)流閥
3
MK10-G10
電磁換向閥
3
3WE5N6.2/OAW220-50Z4
泵口溢流閥
1
DBDS10G10/10
夾緊缸溢流閥
3
DBDS10G1/10
單向閥
5
S10A0.15-2
4.3確定管道尺寸
由于本液壓系統(tǒng)的油管通油量較大，其實(shí)際流量q約為75.28L/min=1.255×10-3 m3/s，取允許流速v=3m/s。主壓力油管根據(jù)公式計(jì)算：
d= (4-3)
圓整后取d=20mm。
4.4確定油箱容積
按經(jīng)驗(yàn)公式V=(5～7)，選取油箱容積為:
(4-4)
第五章 液壓系統(tǒng)主要性能驗(yàn)算
液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及聯(lián)接管路等完全確定后，針對(duì)實(shí)際情況對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。對(duì)一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來說，主要是進(jìn)一步確切地計(jì)算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系統(tǒng)效率，壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計(jì)算發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)某些不合理的設(shè)計(jì)要進(jìn)行重新調(diào)整，或采取其他必要的措施。
5.1 液壓系統(tǒng)壓力損失
壓力損失包括管路的沿程損失△p1，管路的局部壓力損失△p2和閥類元件的局部損失△p3，總的壓力損失為
△p=△p1+△p2+△p3 （5-1）
（5-2） ?? ? ? ??????（5-3）
式中 l——管道的長度（m）；
d——管道內(nèi)徑（m）；
υ——液流平均速度（m/s）；
ρ——液壓油密度（kg/m3）；
λ——沿程阻力系數(shù)；
ζ——局部阻力系數(shù)。
（5-4）
式中 Qn——閥的額定流量（m3/s）；
Q——通過閥的實(shí)際流量（m3/s）；
△Pn——閥的額定壓力損失（Pa）（可從產(chǎn)品樣本中查到）。
對(duì)于泵到執(zhí)行元件間的壓力損失，如果計(jì)算出的△P比選泵時(shí)估計(jì)的管路損失大得多時(shí)，應(yīng)該重新調(diào)整泵及其他有關(guān)元件的規(guī)格尺寸等參數(shù)。
系統(tǒng)的調(diào)整壓力
PT≥P1+△P???? ? ????????（5-5）
式中 PT——液壓泵的工作壓力或支路的調(diào)整壓力。
5.2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算
5.2.1 計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率
液壓系統(tǒng)工作時(shí)，除執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。液壓系統(tǒng)的功率損失主要有以下幾種形式：
（1）液壓泵的功率損失
（5-6）
式中 Tt——工作循環(huán)周期（s）；
z——投入工作液壓泵的臺(tái)數(shù)；
Pri——液壓泵的輸入功率（W）；
ηPi——各臺(tái)液壓泵的總效率；
ti——第i臺(tái)泵工作時(shí)間（s）。
（2）液壓執(zhí)行元件的功率損失
（5-7）
式中 M——液壓執(zhí)行元件的數(shù)量；
Prj——液壓執(zhí)行元件的輸入功率（W）；
ηj——液壓執(zhí)行元件的效率；
tj——第j個(gè)執(zhí)行元件工作時(shí)間（s）。
（3）溢流閥的功率損失
?????????????? （5-8）
式中 py——溢流閥的調(diào)整壓力（Pa）；
Qy——經(jīng)溢流閥流回油箱的流量（m3/s）。
（4）油液流經(jīng)閥或管路的功率損失
Ph4=△pQ????? ???????? （5-9）
式中 △p——通過閥或管路的壓力損失（Pa）；
Q——通過閥或管路的流量（m3/s）。
由以上各種損失構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的功率損失，即液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率
Phr=Ph1+ Ph2+ Ph3+Ph4???? ?? ????（5-10）
式5-10適用于回路比較簡單的液壓系統(tǒng)，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，由于功率損失的環(huán)節(jié)太多，一一計(jì)算較麻煩，通常用下式計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率
Phr=Pr-Pc??????? ? ?????（5-11）
式中Pr是液壓系統(tǒng)的總輸入功率，PC是輸出的有效功率。
（5-12）
（5-13）
其中 Tt——工作周期（s）；
z、n、m——分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)的數(shù)量；
pi、Qi、ηPi——第i臺(tái)泵的實(shí)際輸出壓力、流量、效率；
ti——第i臺(tái)泵工作時(shí)間（s）；
TWj、ωj、tj——液壓馬達(dá)的外載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、工作時(shí)間（N·m、rad/s、s）；
FWi、si——液壓缸外載荷及驅(qū)動(dòng)此載荷的行程（N·m）。
5.2.2 計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱功率
液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是油箱表面，但如果系統(tǒng)外接管路較長，而且用式 5-10計(jì)算發(fā)熱功率時(shí)，也應(yīng)考慮管路表面散熱。
Phc=（K1A1+K2A2）△T???? ????（5-14）
式中 K1——油箱散熱系數(shù)，見表5-1；
K2——管路散熱系數(shù)，見表5-2；
A1、A2——分別為油箱、管道的散熱面積（m2）；
△T——油溫與環(huán)境溫度之差（℃）。
表5-1? 油箱散熱系數(shù)K1（W/（m2·℃））
冷卻條件
K1
通風(fēng)條件很差
8～9
通風(fēng)條件良好
15～17
用風(fēng)扇冷卻
23
循環(huán)水強(qiáng)制冷卻
110～170
表5-2 管道散熱系數(shù)K2（W/（m2·℃））
風(fēng)速/m·s-1
管道外徑/m
0.01
0.05
0.1
0
8
6
5
1
25
14
10
5
69
40
23
若系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則Phr=Phc，油溫不再升高，此時(shí)，最大溫差
(5-15)
環(huán)境溫度為T0，則油溫T=T0+△T。如果計(jì)算出的油溫超過該液壓設(shè)備允許的最高油溫（各種機(jī)械允許油溫見表5-3），就要設(shè)法增大散熱面積，如果油箱的散熱面積不能加大，或加大一些也無濟(jì)于事時(shí)，需要裝設(shè)冷卻器。冷卻器的散熱面積
表5-3 各種機(jī)械允許油溫（℃）
液壓設(shè)備類型
正常工作溫度
最高允許溫度
數(shù)控機(jī)床
30～50
55～70
一般機(jī)床
30～55
55～70
機(jī)車車輛
40～60
70～80
船舶
30～60
80～90
冶金機(jī)械、液壓機(jī)
40～70
60～90
工程機(jī)械、礦山機(jī)械
50～80
70～90
(5-16)
式中 K——冷卻器的散熱系數(shù)
△tm——平均溫升（℃）；
T1、T2——液壓油入口和出口溫度；
t1、t2——冷卻水或風(fēng)的入口和出口溫度。
5.2.3 根據(jù)散熱要求計(jì)算油箱容量
式5-15是在初步確定油箱容積的情況下，驗(yàn)算其散熱面積是否滿足要求。當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)熱量求出之后，可根據(jù)散熱的要求確定油箱的容量。
由式5-1可得油箱的散熱面積為
(5-17)
如不考慮管路的散熱，式5-17可簡化為
(5-18)
油箱主要設(shè)計(jì)參數(shù)如圖5-1所示。一般油面的高度為油箱高h(yuǎn)的0.8倍，與油直接接觸的表面算全散熱面，與油不直接接觸的表面算半散熱面，圖示油箱的有效容積和散熱面積分別為
圖5-1? 油箱結(jié)構(gòu)尺寸
V=0.8αbh????????? ??? （5-19）
A1=1.6h（α+b）+1.5αb?? ???（5-20）
若A1求出，再根據(jù)結(jié)構(gòu)要求確定α、b、h的比例關(guān)系，即可確定油箱的主要結(jié)構(gòu)尺寸。
如按散熱要求求出的油箱容積過大，遠(yuǎn)超出用油量的需要，且又受空間尺寸的限制，則應(yīng)適當(dāng)縮小油箱尺寸，增設(shè)其他散熱措施。
5.3 計(jì)算液壓系統(tǒng)沖擊壓力
壓力沖擊是由于管道液流速度急劇改變而形成的。例如液壓執(zhí)行元件在高速運(yùn)動(dòng)中突然停止，換向閥的迅速開啟和關(guān)閉，都會(huì)產(chǎn)生高于靜態(tài)值的沖擊壓力。它不僅伴隨產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，而且會(huì)因過高的沖擊壓力而使管路、液壓元件遭到破壞。對(duì)系統(tǒng)影響較大的壓力沖擊常為以下兩種形式：
1）當(dāng)迅速打開或關(guān)閉液流通路時(shí)，在系統(tǒng)中產(chǎn)生的沖擊壓力。
直接沖擊（即t＜τ）時(shí)，管道內(nèi)壓力增大值
??????????? （5-21）
間接沖擊（即t＞τ）時(shí)，管道內(nèi)壓力增大值
(5-22)
式中 ρ——液體密度（kg/m3）；
△υ——關(guān)閉或開啟液流通道前后管道內(nèi)流速之差（m/s）；
t——關(guān)閉或打開液流通道的時(shí)間（s）；
τ=2l\ac——管道長度為l時(shí)，沖擊波往返所需的時(shí)間（s）；
——管道內(nèi)液流中沖擊波的傳播速度（m/s）。
若不考慮粘性和管徑變化的影響，沖擊波在管內(nèi)的傳播速度
(5-23)
式中 E0——液壓油的體積彈性模量（Pa），其推薦值為E0=700MPa；
δ、d——管道的壁厚和內(nèi)徑（m）；
E——管道材料的彈性模量（Pa），常用管道材料彈性模量：
鋼E=2.1×1011Pa，紫銅E=1.18×1011Pa。
2）急劇改變液壓缸運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，由于液體及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的慣性作用而引起的壓力沖擊，其壓力的增大值為
(5-24)
式中 ——液流第i段管道的長度（m）；
Ai——第i段管道的截面積（m2）；
A——液壓缸活塞面積（m2）；
M——與活塞連動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量（kg）；
△υ——液壓缸的速度變化量（m/s）；
t——液壓缸速度變化△υ所需時(shí)間（s）。
計(jì)算出沖擊壓力后，此壓力與管道的靜態(tài)壓力之和即為此時(shí)管道的實(shí)際壓力。實(shí)際壓力若比初始設(shè)計(jì)壓力大得多時(shí)，要重新校核一下相應(yīng)部件管道的強(qiáng)度及閥件的承壓能力，如不滿足，要重新調(diào)整。
第六章 結(jié)束語
本課題的研究工作主要是根據(jù)彎管機(jī)的工藝流程對(duì)彎管機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和數(shù)學(xué)建模，確定適用于該系統(tǒng)的控制算法，完成理論與實(shí)踐的結(jié)合。
這次設(shè)計(jì)讓我了解了液壓元件，液壓系統(tǒng)以及液壓原理。有很多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。本次設(shè)計(jì)脫離不了集體的力量，遇到問題和同學(xué)互相討論交流，多和同學(xué)討論。我們?cè)谧鲈O(shè)計(jì)項(xiàng)目的過程中要不停的討論問題，這樣，我們組員可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會(huì)使在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后設(shè)計(jì)和在一起。討論不僅是一些思想的問題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題，這樣可以使自己的處理問題要快一些，少走彎路。多改變自己設(shè)計(jì)的方法，在設(shè)計(jì)的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，這樣可以方便自己解決問題。
通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)液壓原理及元件有了深入的理解，得到了很好的鍛煉，大大提升了理論知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用能力。同時(shí)，由于對(duì)管類材料不甚了解，因此在材料的選用及具體細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)方面可能存在一定問題，有待今后改進(jìn)。通過這次設(shè)計(jì)，相信將會(huì)對(duì)以后的工作起到重要的作用！
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致謝
經(jīng)過幾個(gè)月的設(shè)計(jì)，在諸位老師和同學(xué)的幫助下，現(xiàn)已將專用彎管機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本完成。在設(shè)計(jì)過程中，使我學(xué)到了很多東西。首先，對(duì)知識(shí)有了綜合系統(tǒng)的整理。我不但復(fù)習(xí)了大學(xué)所學(xué)的大部分知識(shí)，更重要的是，我把所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，并與實(shí)踐結(jié)合，這是很好的一次鍛煉。相信會(huì)對(duì)我今后的工作和學(xué)習(xí)起到巨大的作用和影響。其次，這次設(shè)計(jì)使我對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)有了更深刻的了解；對(duì)我已有的學(xué)習(xí)方法是一個(gè)很好的補(bǔ)充，使我找到了適合自己的學(xué)習(xí)方法。運(yùn)用知識(shí)方面，我懂得了怎樣把學(xué)過的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去、怎樣推知未知的知識(shí)。其三，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了查找有用資料的方法，在以后的學(xué)習(xí)工作中，定會(huì)起到事半功倍的效果。
在本次設(shè)計(jì)過程中，老師的不倦教誨和同學(xué)的熱心幫助給我?guī)砹撕艽蟮姆奖?。老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)使我深受感動(dòng)，在老師不厭其煩的講解中我體會(huì)到了為人師表的偉大；同學(xué)的熱心幫助使我更深刻的體會(huì)到了友情的珍貴。本次設(shè)計(jì)不僅豐富了我的文化知識(shí)，對(duì)我的思想更是一種升華。
在此，我要真心的感謝指導(dǎo)老師孫淑梅老師，同時(shí)也要感謝我的同學(xué)，他們對(duì)我的幫助是巨大的。
謝謝大家對(duì)我的幫助!
最后，限于本人的時(shí)間和水平有限，誤漏之處,敬煩不吝批評(píng)指正。
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