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湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計（ 論 文 ）
題目
小型彎管機的設(shè)計
作者
楊靖
學(xué)院
機電工程學(xué)院
專業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)號
1103010506
指導(dǎo)教師
時彧
二〇一五年5月15日
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
機電工程 院 測控技術(shù)與儀器 系（教研室）
系（教研室）主任: （簽名） 2014 年 12 月 28 日
學(xué)生姓名: 楊靖 學(xué)號: 1103010506 專業(yè): 機械設(shè)計制造及其自動化
1 設(shè)計（論文）題目及專題： 小型彎管機設(shè)計
2 學(xué)生設(shè)計（論文）時間：自 2014 年 12 月 28 日開始至 2015 年 5 月 28 日止
3 設(shè)計（論文）所用資源和參考資料：
《機械設(shè)計實用機構(gòu)運動仿真圖解》 朱金生等編 電子工業(yè)出版社 2003
《液壓控制系統(tǒng)設(shè)計與使用》張利平編 化學(xué)工業(yè)出版社 2013
《液壓技術(shù)實用手冊》 宋錦春編 中國電力出版社 2011
4 設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：
彎管機總體方案設(shè)計
彎管機液壓系統(tǒng)設(shè)計
彎管機安全保護裝置設(shè)計
5 提交設(shè)計（論文）形式（設(shè)計說明與圖紙或論文等）及要求：
彎管機總體結(jié)構(gòu)圖（1號圖及以上）
彎管機液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（1號圖及以上）
安全保護裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計圖（1號圖及以上）
6 發(fā)題時間： 2014 年 12 月 28 日
指導(dǎo)教師： （簽名）
學(xué) 生： （簽名）
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)人評語
[主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）的工作態(tài)度，研究內(nèi)容與方法，工作量，文獻應(yīng)用，創(chuàng)新性，實用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進行綜合評價]
指導(dǎo)人： （簽名）
年 月 日
指導(dǎo)人評定成績：
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱人評語
[主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究內(nèi)容與方法，實用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進行綜合評價]
評閱人： （簽名）
年 月 日
評閱人評定成績：
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄
日期：
學(xué)生： 學(xué)號： 班級：
題目：
提交畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會下列材料：
1 設(shè)計（論文）說明書 共 頁
2 設(shè)計（論文）圖 紙 共 頁
3 指導(dǎo)人、評閱人評語 共 頁
畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會評語：
[主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）的研究思路，設(shè)計（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對設(shè)計（論文）的介紹，回答問題情況等進行綜合評價]
答辯委員會主任： （簽名）
委員： （簽名）
（簽名）
（簽名）
（簽名）
答辯成績：
總評成績：
摘 要
液壓與氣動技術(shù)作為現(xiàn)代化機械設(shè)備實現(xiàn)傳動與控制的重要技術(shù)手段，在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。與其他傳動控制技術(shù)相比，液壓與氣動技術(shù)具有很多的優(yōu)點，像功率密度大，工作平穩(wěn)且快速性好，易于控制并過載保護，易于實現(xiàn)自動化和機電一體化的整合，因而廣泛應(yīng)用。液壓系統(tǒng)的設(shè)計制造和使用維護方面等具有多種顯著的技術(shù)優(yōu)勢，故此使其成為現(xiàn)代機械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本要素。
液壓與氣動技術(shù)相比之下，液壓技術(shù)在機械工程領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，所以本次的設(shè)計主要用的是液壓技術(shù)。
電動彎管機是彎曲管材成型的主要設(shè)備之一，適用于可塑性材料的彎曲工藝加工。它在建筑、制造、煤礦、石油、軍工、工程等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計根據(jù)實際生產(chǎn)的需要和要求，再結(jié)合電動彎管機自身特點，設(shè)計了一款新型便攜式半自動化電動彎管機。該機可配備多式樣不同半徑的彎曲模具，從而實現(xiàn)管材不同半徑和不同角度的彎曲加工。在本設(shè)計中，利用液壓傳動的原理，擬定合理的液壓系統(tǒng)圖，經(jīng)過必要的計算，確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，據(jù)此來系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和液壓元件選型。而對于機械結(jié)構(gòu)，則是根據(jù)實際所需設(shè)計其結(jié)構(gòu)，緊密、美觀，符合人機工程學(xué)。半自動化的設(shè)計，提高了生產(chǎn)效率和系統(tǒng)的安全性。無論是液壓系統(tǒng)，還是機械結(jié)構(gòu)，都全方位的考慮使用者的安全和效率。尤其是本次對液壓接夠采用車載臥式布局，更是結(jié)構(gòu)簡單，外形新穎美觀，給使用者一種全新的感受
關(guān)鍵詞：液壓；彎管機
ABSTRACT
Hydraulic and pneumatic technology are an important technology of the modern mechanical equipment to realize transmission and control means,has been widely used in all fields of national economy. Hydraulic and pneumatic technology has many advantages compared with other drive control technology, such as power density, stable and good rapidity, easy controlling and overload protection, easy realizing automation and the integration of mechanical and electrical integration, so it has a wide range of applications. Hydraulic system design and manufacture and use of the maintenance and so on has many significant technical advantage, and those advantage make it become the basic technology of modern mechanical engineering structure and the basic elements of modern control engineering.
Hydraulic technology is very broad in the field of mechanical engineering application compared with pneumatic technology, so this design mainly use the hydraulic technology.
Electric pipe bender is bending pipe forming one of the main equipment, applicable to the bending of materials of plasticity processing. It is widely used in construction, manufacturing, coal, petroleum, military industry, engineering and other industries. According to the needs of practical production and demand,and the characteristics of electric pipe bender, this design designed a new type of portable semi-automatic electric pipe bending machine. The machine can be equipped with the style of different radius bending die to realize the bend pipes with different radius and different angles. This design use the principle of hydraulic transmission and formulate reasonable hydraulic system diagram, then it determine the parameters of the hydraulic system after the necessary calculation to design the system structure and hydraulic components selection. And the mechanical structure is based on the actual design its structure, compact, beautiful, in line with the ergonomics. Semi-automatic design improves the production efficiency and the safety of the system. Both in hydraulic system and the mechanical structure comprehensive considering the user's safety and efficiency .
Keywords: Hydraulic pressure; Pipe bending machine
目 錄
第一章 液壓傳動技術(shù)的概述…………………………………………………………1
1.1液壓傳動的基本原理和特征………………………………………………………1
1.1.1.基本原理………………………………………………………………………1
1.1.2.液壓傳動的特征………………………………………………………………1
1.2液壓傳動發(fā)展的概況………………………………………………………………1
1.3液壓傳動在各領(lǐng)域的應(yīng)用…………………………………………………………2
1.4液壓彎管機的發(fā)展狀況……………………………………………………………3
1.5液壓系統(tǒng)的組成及分類……………………………………………………………4
1.5.1.液壓系統(tǒng)的組成………………………………………………………………4
1.5.2.液壓系統(tǒng)的分類 ……………………………………………………………5
1.6、液壓傳動的優(yōu)缺點…………………………………………………………………5
1.6.1.液壓傳動的優(yōu)點 ……………………………………………………………5
1.6.2.液壓傳動的缺點 ……………………………………………………………6
1.7液壓系統(tǒng)的圖形符號………………………………………………………………6
1.8 電動彎管機………………………………………………………………………8
1.8.1 電動彎管機的工作原理……………………………………………………8
1.8.2 主要技術(shù)參數(shù)………………………………………………………………8
第二章 管材彎曲…………………………………………………………………………9
2.1管材的力學(xué)性能分析………………………………………………………………9
2.2管材彎曲過程的分析………………………………………………………………10
2.2.1. 胚料受外力矩M彎曲……………………………………………………10
2.2.2. 管材彎曲過程……………………………………………………………11
2.3工件工藝分析………………………………………………………………………12
2.4管材彎曲的計算及彎管能力的校核………………………………………………12
2.4.1.彎曲最小半徑的確定 ………………………………………………………12
2.4.2.管材中性層曲率半徑………………………………………………………13
2.4.3.管材彎曲力矩的計算 ………………………………………………………13
2.5彎曲管材斷面形狀的畸變及其防止………………………………………………14
2.6管材彎曲成形的極限………………………………………………………………15
2.7管材彎曲工藝的關(guān)鍵………………………………………………………………15
2.8管材彎曲的回彈量…………………………………………………………………15
2.8.1.主要影響回彈的因素有……………………………………………………15
2.8.2.減小回彈量的措施…………………………………………………………16
2.9管材彎曲精度的要求及角度的檢驗………………………………………………16
2.9.1.彎曲管材的精度要求………………………………………………………16
2.9.2.彎曲角度的檢驗……………………………………………………………16
第三章 電動彎管機機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計………………………………………………18
3.1 電動彎管機機構(gòu)原理圖…………………………………………………………18
3.2 電動彎管機的機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計…………………………………………………18
3.2.1.上、下花板的設(shè)計……………………………………………………………18
3.2.2.錕軸的設(shè)計…………………………………………………………………20
3.2.3.銷的選擇……………………………………………………………………21
3.2.4.螺栓的選擇…………………………………………………………………21
3.3 彎曲模具的設(shè)計……………………………………………………………………21
3.3.1.彎曲回彈……………………………………………………………………21
3.3.2.弧槽半徑……………………………………………………………………22
3.3.3.模具材料與表面粗糙度值的選擇…………………………………………23
第四章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計與計算……………………………………………………24
4.1 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定………………………………………………………24
4.1.1預(yù)選系統(tǒng)的設(shè)計壓力………………………………………………………24
4.1.2計算液壓缸的主要參數(shù)……………………………………………………24
4.2 工況分析…………………………………………………………………………24
4.3 液壓回路方案的制定，擬定液壓系統(tǒng)原理圖…………………………………26
4.3.1.液壓回路方案的制定 ………………………………………………………26
4.3.2.擬定液壓系統(tǒng)原理圖………………………………………………………27
4.4液壓元件的選型與計算……………………………………………………………29
5.4.1.液壓泵的選擇………………………………………………………………29
5.4.2.驅(qū)動電動機的選擇…………………………………………………………30
5.4.3.液壓閥的選取原則…………………………………………………………30
第五章 液壓缸的設(shè)計及其計算……………………………………………………32
5.1 液壓缸設(shè)計中應(yīng)注意的問題……………………………………………………32
5.2 主要結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計與選用……………………………………………………32
5.2.1.缸筒壁厚的計算 …………………………………………………………32
5.2.2.液壓缸的油口尺寸…………………………………………………………33
5.2.3.液壓缸缸底厚度的計算……………………………………………………34
5.2.4.活塞與活塞桿的計算………………………………………………………34
5.2.5.液壓缸工作行程的確定……………………………………………………35
5.2.6.液壓缸最小導(dǎo)向長度的計算………………………………………………36
5.2.7.缸筒與缸蓋的連接…………………………………………………………36
5.2.8排氣與緩沖…………………………………………………………………36
5.3 密封與防塵的選擇………………………………………………………………36
5.3.1.活塞與缸筒的密封結(jié)構(gòu)……………………………………………………36
5.3.2.活塞桿的密封與防塵………………………………………………………37
第六章 液壓系統(tǒng)性能的驗算…………………………………………………………38
6.1雷諾數(shù)………………………………………………………………………………38
6.2壓力損失的驗算……………………………………………………………………38
6.3液壓泵工作壓力的估算……………………………………………………………38
6.4系統(tǒng)溫升的驗算……………………………………………………………………39
第七章 液壓站的設(shè)計及產(chǎn)品說明…………………………………………………40
7.1液壓站的結(jié)構(gòu)形式…………………………………………………………………40
7.2液壓泵的安裝方式…………………………………………………………………40
7.3電動液壓彎管機產(chǎn)品說明書及注意事項…………………………………………41
7.3.1 DWG-4D型電動液壓彎管機使用方法……………………………………41
7.3.2注意事項……………………………………………………………………41
7.4 DWG-4D型電動液壓彎管機簡易故障及排除方法………………………………42
總結(jié)…………………………………………………………………………………………43
參考文獻……………………………………………………………………………………44
致 謝……………………………………………………………………………………45
ii