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華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘 要
隨著越來(lái)越多的各樣式的彎管在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面上得到廣泛使用，不斷推動(dòng)著彎管機(jī)的發(fā)展，多樣化彎管技術(shù)的出現(xiàn)滿足了今天大市場(chǎng)、高精度的管材的要求。尤其是在鍋爐制造、航空航天、汽車(chē)以及石油石化工程等多種行業(yè)使用的非常廣泛。用傳統(tǒng)的彎管方法，即不安全，又不能滿足精度要求，效率又還低，因此設(shè)計(jì)一臺(tái)液壓彎管機(jī)并且擁有自動(dòng)控制系統(tǒng)可以很大提高工作效率，意義非常重大。通過(guò)本次的課題研究，可以更好了解現(xiàn)在彎管技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，爭(zhēng)取設(shè)計(jì)出適合未來(lái)發(fā)展的液壓彎管機(jī)的液壓系統(tǒng)。在本次設(shè)計(jì)的彎管機(jī)中，采用液壓來(lái)為整個(gè)彎管機(jī)提供動(dòng)力，液壓泵輸出的高壓油使各個(gè)元部件的正常工作。主要設(shè)計(jì)了三個(gè)液壓缸、液壓泵、油管和一些輔助元件。在管子的加工過(guò)程中，夾緊裝置、壓料裝置、轉(zhuǎn)模裝置都是通過(guò)液壓來(lái)提供動(dòng)力的，所以設(shè)計(jì)好一個(gè)合格的液壓系統(tǒng)在液壓彎管機(jī)的設(shè)計(jì)中非常重要。
關(guān)鍵詞：液壓彎管機(jī)；液壓系統(tǒng)；彎管力
Abstract
As more and more the style of bent pipe is widely used in industry, agriculture, etc, and constantly promote the development of the pipe bending machine, the emergence of diversified bend technology can meet the big market today, the requirement of high precision steel tubes. Especially in the boiler manufacturing, aerospace, automotive and petrochemical engineering and other industries use a very wide range. With the traditional method of pipe bending is not safe, and can not meet the requirement of the precision, efficiency is still low, so the design of a hydraulic pipe bender and the automatic control system can be greatly improved work efficiency is significant. Through this research, we can better understand now bend technology development present situation, to design a suitable for the future development of the hydraulic system of hydraulic pipe bending machine. In the design of pipe bending machine, hydraulic is used to provide power for the whole pipe bender, hydraulic pump output of high pressure oil to the normal work of the various components. The main design three hydraulic cylinder, hydraulic pump, tubing, and a few auxiliary components. In the process of tube processing, clamping device, pressure device, rotary die device is powered by hydraulic pressure, so the good design of a hydraulic system is very important in the design of hydraulic pipe bender.
Key?word：Hydraulic pipe bender；The hydraulic system；Pipe bending force
目 錄
中文摘要 ……………………………………………………………………………………3
英文摘要 ……………………………………………………………………………………4
目 錄 ………………………………………………………………………………………5
引 言 ………………………………………………………………………………………7
1、緒 論 ……………………………………………………………………………………8
1.1 彎管機(jī)概述 …………………………………………………………………………8
1.2 國(guó)內(nèi)外彎管機(jī)的研究現(xiàn)狀及成果 …………………………………………………8
2、管子的彎曲 ……………………………………………………………………………9
2.1 管材的力學(xué)性能分析 ………………………………………………………………9
2.2 管材彎曲過(guò)程分析 …………………………………………………………………9
2.3 最小彎曲半徑的計(jì)算 ………………………………………………………………10
2.4 管材中性層曲率半徑的計(jì)算 ………………………………………………………10
2.5 管材的抗彎截面系數(shù) ………………………………………………………………11
2.6 管材彎曲力矩的計(jì)算 ………………………………………………………………11
2.7 夾緊力和壓料力的計(jì)算 ……………………………………………………………13
2.7.1 旋轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 ………………………………………………………………13
2.7.2 夾緊力和壓料力的計(jì)算 ………………………………………………………13
3、整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………14
3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………14
3.2 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………14
4、軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 ………………………………………………………………………15
4.1 軸的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………15
4.2 軸的計(jì)算 ……………………………………………………………………………15
4.2.1 軸的最小直徑的確定 …………………………………………………………15
4.2.2 計(jì)算軸各段直徑與長(zhǎng)度 ………………………………………………………16
5、液壓彎管機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………17
5.1 液壓系統(tǒng)及其工作原理 ……………………………………………………………17
5.2 夾緊缸和壓料缸的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………17
5.2.1 工作壓力的選定 ………………………………………………………………17
5.2.2 液壓缸內(nèi)徑D與活塞桿直徑d的選擇 ………………………………………18
5.2.3 缸筒的設(shè)計(jì)與校核 ……………………………………………………………18
5.2.4 缸蓋的結(jié)構(gòu)形式及其厚度 ……………………………………………………20
5.2.5 缸底（后端蓋）結(jié)構(gòu)及其厚度的計(jì)算 ………………………………………20
5.3 工況分析 ……………………………………………………………………………20
5.3.1 計(jì)算負(fù)載力 ……………………………………………………………………21
5.3.2 計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率 ……………………22
5.4 主驅(qū)動(dòng)缸的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………22
5.4.1 液壓缸內(nèi)徑D與活塞桿直徑d的選擇 ………………………………………23
5.4.2 缸筒的設(shè)計(jì)與校核 ……………………………………………………………23
5.4.3 缸蓋的結(jié)構(gòu)形式及其厚度 ……………………………………………………24
5.4.4 缸底（后端蓋）結(jié)構(gòu)及其厚度的計(jì)算 ………………………………………24
5.5 工況分析 ……………………………………………………………………………24
5.5.1 計(jì)算負(fù)載力 ……………………………………………………………………25
5.5.2 計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率 ……………………26
5.6 強(qiáng)度校核 ……………………………………………………………………………26
5.6.1 活塞桿直徑的校核 ……………………………………………………………26
5.6.2 活塞桿穩(wěn)定性校核 ……………………………………………………………27
5.7 密封裝置 ……………………………………………………………………………27
6、液壓元件的選擇和計(jì)算 ………………………………………………………………28
6.1 液壓泵的選擇 ………………………………………………………………………28
6.1.1 液壓泵的選擇壓力 ……………………………………………………………28
6.1.2 液壓泵的流量 …………………………………………………………………29
6.1.2 液壓泵與電機(jī)的確定 …………………………………………………………29
6.2 液壓閥的選擇 ………………………………………………………………………29
結(jié)論 …………………………………………………………………………………………30
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………31
后 記 ………………………………………………………………………………………32
引 言
本課題的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一臺(tái)液壓彎管機(jī)，主要包括其中的夾緊裝置、彎管裝置、壓料裝置、傳動(dòng)裝置以及液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管子的無(wú)芯彎管。需要加工的管件規(guī)格為外徑*壁厚：19*1.0；22*1.0；28*1.0；35*1.5。其中是使用液壓來(lái)提供所需的夾緊力和彎曲力，本次課題的主要內(nèi)容是怎樣利用液壓系統(tǒng)解決液壓彎管機(jī)的動(dòng)力問(wèn)題。設(shè)計(jì)采用自動(dòng)控制的彎管機(jī)可以很大地提高工作效率，節(jié)約人力物力，意義非常重大。同時(shí)，剛剛面臨畢業(yè)的我們面臨著一個(gè)巨大的問(wèn)題，在學(xué)校里學(xué)的東西都是些散的知識(shí)，沒(méi)有把它們連在一起，以后出去工作的時(shí)候也會(huì)處于這種尷尬的地步，在臨近畢業(yè)的時(shí)候可以遇到這個(gè)機(jī)會(huì)也是難得的，可以為以后的提供一些經(jīng)驗(yàn)。進(jìn)一步了解液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成，使得液壓離自己近一點(diǎn)，為以后自己接觸液壓打好基礎(chǔ)。
1、 緒論
1.1 彎管機(jī)的概述
使各種各樣的彎管材料發(fā)生彎曲的器械叫做彎管機(jī)，材料被彎成我們想要的形狀，就像我們熟知的S型、C型、U型以及制作難度更高的模型，按人們的要求提供材料。包括石油石化工程和壓力容器、汽車(chē)、鍋爐、航空航天在內(nèi)，彎管機(jī)在許多行業(yè)中占據(jù)不可忽視的地位，對(duì)提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也起了至關(guān)重要的作用。彎管技術(shù)最早是取決于操作工豐富的經(jīng)驗(yàn)以及技藝的掌握程度，可是因?yàn)椴牧闲吞?hào)的多樣，和各種管材之間的區(qū)別，彎管材料的品質(zhì)難以得到保證，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致管材里面部分產(chǎn)生皺褶和外面部分發(fā)生爆裂，進(jìn)度不但慢而且大量管材會(huì)報(bào)廢?？萍疾粩噙M(jìn)步，彎管機(jī)也產(chǎn)生了很大的變革，現(xiàn)代化的CNC自動(dòng)彎管取代了傳統(tǒng)的手動(dòng)彎管，制作所要的錢(qián)更少了，出廠的數(shù)量更多，成品的制造的質(zhì)量更好，扭曲材料的精度更加精準(zhǔn)。社會(huì)快速發(fā)展，出于對(duì)外界的供應(yīng)，能行制造作用不重復(fù)的產(chǎn)品，扭轉(zhuǎn)的多少和扭轉(zhuǎn)的范圍的原料，扭曲管子的機(jī)器正在不斷完善，靠電力扭曲原料的機(jī)器、靠夜體沖擊扭曲原料的機(jī)器（一個(gè)頭、兩個(gè)頭）、計(jì)算機(jī)操控下的不用人工的扭曲原料的機(jī)器這一類(lèi)型的器械目前已經(jīng)在社會(huì)中用于生產(chǎn)需要。
1.2 國(guó)內(nèi)外彎管機(jī)的研究現(xiàn)狀及成果
在所有國(guó)家工作業(yè)方面不斷突破中，許多國(guó)家在研究彎管機(jī)上已經(jīng)取得了巨大的成果，在這些科技發(fā)達(dá)的歐美國(guó)家里，美國(guó)、意大利和德國(guó)已經(jīng)拔得頭籌，已經(jīng)獲得了寶貴的經(jīng)歷和非常拔尖的研究能力。意太利得BlMgROuPy、搏厲瑪幾器投憊有現(xiàn)工司、易涂齊國(guó)陣有現(xiàn)工寺，在扭曲材料機(jī)器業(yè)內(nèi)一馬當(dāng)先，他們制造的數(shù)控的液壓的彎管機(jī)品質(zhì)十分優(yōu)秀，在市場(chǎng)內(nèi)占據(jù)著領(lǐng)先地位。早在上個(gè)世紀(jì)的70年代，CNC數(shù)控彎曲管材的器械就在美利堅(jiān)合眾國(guó)的EATONLEONARD公司成功制造出來(lái)，數(shù)控的彎管技術(shù)在各個(gè)方面有了巨大的突破。我們的鄰國(guó)日本，上世紀(jì)80年代時(shí)， M-1型的管型的測(cè)量機(jī)以及EC、TC這系列所有型號(hào)的數(shù)控的彎管機(jī)在千代田的工業(yè)株會(huì)社被完全研究出來(lái)。
中國(guó)在彎管器械這行業(yè)入門(mén)較遲，慶幸的是我們進(jìn)步迅猛，20世紀(jì)70年代，數(shù)控的彎管機(jī)器在武昌的造船廠被研究制造出來(lái)，在1973年SKWG-2型數(shù)控的彎管機(jī)順利被制造出來(lái)。在這之后各式各樣的數(shù)控的彎管機(jī)成功被我國(guó)研制出來(lái)。按當(dāng)前情況來(lái)說(shuō)，中國(guó)的管材加工不僅有制造精度優(yōu)秀的電腦控制的扭曲材料的機(jī)器，存在要自動(dòng)又能手動(dòng)得扭曲材料機(jī)器，不可思議得是一般產(chǎn)業(yè)的公司居然用人力扭管子。
2、 管子的彎曲
2.1管材的力學(xué)性能分析
我們?cè)诒疚倪x碳素結(jié)構(gòu)鋼做原料，在被壓迫狀態(tài)碳素結(jié)構(gòu)鋼發(fā)生改變通過(guò)以下體現(xiàn)。
若F
38.30毫米，取=45毫米。裝有軸承在軸上面，從書(shū)中尋找到：保證能完整拼裝，要求
4.2.2.2 得出d2與l2以及d4與l4：
為了設(shè)計(jì)和計(jì)算的便捷，這里d2與d4選擇相同的直徑，影響較小。這里由公式得：，我們讓平鍵就在軸上。 結(jié)果上漲3%，得由規(guī)定得=55毫米。我們查國(guó)標(biāo)準(zhǔn)則取鍵寬*鍵高等于16*10，取鍵長(zhǎng)L=50mm，而且在軸上存在第二個(gè)軸承，它得數(shù)據(jù)有：，。上需要車(chē)一個(gè)平臺(tái)，這里取=125mm。
4.2.2.3 計(jì)算d3與l3：
這段軸只是起軸肩的作用，這里取=70mm，=20mm。
4.2.2.4 計(jì)算d5與l5：
需要在這段軸上車(chē)一段螺紋，已知螺母為M48，因此依據(jù)螺母型號(hào)選定mm，毫米。
5、 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算
5.1 液壓系統(tǒng)及其工作原理
我這次做的液圧傳動(dòng)總圖可以對(duì)比零件圖，把電機(jī)2帶著運(yùn)轉(zhuǎn)的兩聯(lián)葉泵3充當(dāng)發(fā)動(dòng)的動(dòng)力，溢流閥17、調(diào)圧閥20,21、電磁換向閥18,19組建的調(diào)圧單元控制供給油的圧力，我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握3個(gè)不一樣的圧力，把這幾個(gè)圧力拿來(lái)做成規(guī)格不一樣的工件。夾緊缸8、壓料缸9和主驅(qū)動(dòng)缸13都是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件.讓電磁換向閥5、12、14依次控制各個(gè)液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向。液控單向閥都裝在夾緊缸以及壓料缸的進(jìn)回路中，能夠保障我們?cè)O(shè)計(jì)的缸隨便在哪個(gè)地方可以維持，這樣可以讓我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)器的抓緊與圧料這些舉動(dòng)規(guī)范有保障。
其實(shí)際工作步驟為：操作工安裝好管材后，開(kāi)始操作，這些操作的一系列順序都是通過(guò)plc來(lái)具體實(shí)現(xiàn)的：
① 換向閥5被轉(zhuǎn)接至右邊當(dāng)電磁鐵2ya通電后，抓緊模被抓緊缸8帶動(dòng)把工件抓緊在扭彎管子的模具上。
② 換向閥12轉(zhuǎn)接至左邊當(dāng)電磁鐵4ya通電后，管材被壓料缸9驅(qū)動(dòng)壓料模后夾緊。
③ 換向閥14轉(zhuǎn)接至左邊在電磁鐵6ya通電后，桿子由主驅(qū)動(dòng)缸13推動(dòng)，然后帶著旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶著扭曲管子的模具與抓緊模具同時(shí)旋轉(zhuǎn)，然后處理工件。
④ 加工完成后，換向閥5轉(zhuǎn)接至左邊在電磁鐵1通電后，抓緊模在抓緊缸8作用下松開(kāi)并且返回。換向閥12轉(zhuǎn)接至右邊在電磁鐵3ya通電后，圧料模因?yàn)閳R料缸的回返然后回返。
⑤ 加工徹底完成，施工人員把做好了的工件拿下來(lái)后，點(diǎn)擊重新開(kāi)始按鈕，換向閥14被轉(zhuǎn)接至右邊在給了電磁鐵5通電后，主要的動(dòng)力系統(tǒng)帶著轉(zhuǎn)動(dòng)軸開(kāi)始往返轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就算是結(jié)束了一個(gè)周期的工作。
5.2 夾緊缸和壓料缸的設(shè)計(jì)
我在這次的論文里，想要研究以及算法的通俗易懂，抓緊缸以及圧料缸的規(guī)格全用單桿活塞缸，負(fù)重的峰值是25000.0N，路程的峰值是100.0毫米，活塞桿在液圧缸里的訊速?gòu)棾觥⒂嵥倮氐乃俣仁?.2米/s，活塞桿開(kāi)始、停止耗時(shí)一樣都是=0.2s。
5.2.1 工作壓力的選定
周期來(lái)回的工作里每個(gè)流程的負(fù)載的峰值是算出液圧缸的運(yùn)作圧力的重要依據(jù)，在這以外還需考慮的因素有：
① 每個(gè)器材在各個(gè)需求的地方都有著它們不一樣的特征。
② 想象價(jià)格以及體積這類(lèi)問(wèn)題，圧力要是取小了，工件的體積會(huì)很大，也會(huì)很重；要是把圧力取的很大，工件的體積又會(huì)小，會(huì)很輕，要做到這些就要保證工件的制造精度以及密封性要滿足我們的標(biāo)準(zhǔn)。
知道這些就知道液圧缸兩類(lèi)工作圧力形式：負(fù)重明確為一類(lèi);器材規(guī)格明確為第二類(lèi)。
5.2.2 液壓缸內(nèi)徑D與活塞桿直徑d的選擇
此文要用的液圧缸為無(wú)桿腔進(jìn)液缸，它的液圧缸內(nèi)徑是：
以上：=0.9
算出：
知道液圧缸內(nèi)徑，我們就依照需要速度的多少得出活塞桿的直徑d，得含意為：
通過(guò)上面的式子有：
上式得數(shù)值由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（GB/T2348-1993），可以在下面表格查找：
表5.3 液壓缸速度比與工作壓力的關(guān)系
取=1.330，代到式子里得d=29.4毫米
依照國(guó)家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)以上計(jì)算算出的液圧缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d取整數(shù)，由下面表格可以知道：
表5.4 液壓缸內(nèi)徑系列尺寸（GB/T2348-1993）
表5.5 液壓缸活塞桿系列尺寸（GB/T2348-1993）
化整數(shù)為：D=63毫米，d=32毫米。
已知液圧缸的內(nèi)徑與活塞桿的直徑，那么液圧缸實(shí)際作用的面積的算法有：
無(wú)桿腔面積
有桿腔面積
實(shí)際作用面積
5.2.3 缸筒的設(shè)計(jì)與校核
5.2.3.1 缸筒材料壁厚的選擇與校核
此文確定冷撥和熱軋無(wú)縫鋼管作為液圧缸缸筒的材料，缸體用焊接式，35號(hào)鋼作為缸筒原料，初始預(yù)設(shè)壁的厚度是δ=5毫米。檢查缸筒的壁厚由下體現(xiàn)：
因此得出是薄壁缸筒，用下列式子檢查壁厚得：
上式：，mPa。mPa，；mPa，。
，mPa。，叫做材料的抗拉強(qiáng)度，N是安因素，通常N=5。
算出：合格。因此滿足我們的需求。
5.2.3.2 缸筒長(zhǎng)度和最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的計(jì)算
計(jì)算缸筒的長(zhǎng)度L的公式如下所示：
通常講，
拿普通的液圧缸來(lái)說(shuō)，H的大小要求如下：
如果l=100毫米，計(jì)算得：H>=36.5mm
取整
5.2.4 缸蓋和缸筒的連接形式及其厚度
拿單活塞桿液圧缸來(lái)說(shuō)，螺紋凸臺(tái)結(jié)和面得法蘭式結(jié)構(gòu)在缸筒頭部焊接，活塞從開(kāi)頭工作至結(jié)尾的過(guò)程中，剛蓋把所有的力都抵抗住，可以因此得出它的結(jié)果：
總結(jié)以上算出：
5.2.5 缸底（后端蓋）結(jié)構(gòu)及其厚度的計(jì)算
本文中不僅是抓緊缸還是圧料缸，在這里選擇得是單活塞桿的液圧缸，它的缸底和缸筒都是牢牢焊接起來(lái)的，本文設(shè)計(jì)的缸底要求底面光滑且沒(méi)有孔，算出它的厚度有：
總結(jié)以上算出 ：
取整得
5.3 工況分析
查得液圧缸機(jī)械效率則包含工作組件（活塞桿以及模子）的液圧缸的總重是40千克。動(dòng)摩擦因數(shù)靜摩擦因數(shù)
5.3.1 計(jì)算負(fù)載力
5.3.1.1 摩擦阻力
液圧缸活塞桿動(dòng)摩擦阻力：
液圧缸活塞桿靜摩擦阻力：
5.3.1.2 負(fù)載慣性力
用速度差開(kāi)始耗時(shí)那么就有：
5.3.1.3 運(yùn)作下的負(fù)載力
5.3.1.4 密封摩擦力
依照本次設(shè)計(jì)需要大概取值為
通過(guò)上面的公式能夠得到每個(gè)流程下液圧缸的負(fù)重反應(yīng)，見(jiàn)下所示：
5.3.2 計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率
液圧缸重復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)每個(gè)流程的壓力、流量以及功率得到的數(shù)據(jù)在圖中清晰可見(jiàn)：
5.4 主驅(qū)動(dòng)缸的設(shè)計(jì)
桿子被焊接在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，當(dāng)主要的動(dòng)力缸啟動(dòng)，桿子圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣扭曲管子的模具也會(huì)被帶著隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，確認(rèn)單活塞桿液圧缸作為主動(dòng)力缸使用，它的啟動(dòng)是從兩邊開(kāi)始，扭曲管子的速率是8轉(zhuǎn)/分鐘，因?yàn)闂U子直徑是100毫米，放桿子的地方的軸斷直徑是45毫米，這樣我們就可以算出液圧缸的彳亍程，在液圧缸里的單活塞桿的訊速?gòu)棾?、訊速返回速率是?秒，開(kāi)始、停止活塞桿耗時(shí)都是秒。桿子與液圧剛推桿剛剛運(yùn)動(dòng)形成的弧度和扭曲管子完成的時(shí)候形成的弧度全是45度，是動(dòng)力也是負(fù)重的主發(fā)動(dòng)力，則工進(jìn)速率是。我們知道扭曲管子的負(fù)重如果突然沒(méi)有的話會(huì)發(fā)生前進(jìn)反應(yīng)，所以要預(yù)防在工進(jìn)得時(shí)候得這個(gè)現(xiàn)象，在留背圧在液圧剛回油腔里，大小是帕斯卡，假使在返回階段油圧減少Pa。此處的主發(fā)動(dòng)剛的運(yùn)轉(zhuǎn)圧力同樣都是10兆帕。
5.4.1 液壓缸內(nèi)徑D與活塞桿直徑d的選擇
我們需要由載荷的多少來(lái)確定運(yùn)動(dòng)的速度比，計(jì)算缸實(shí)際工作的面積，就可以知道缸筒內(nèi)徑D，然后在國(guó)標(biāo)規(guī)定準(zhǔn)則取最符合要求得數(shù)值做為缸筒內(nèi)徑，以無(wú)桿腔作為工作腔的D的大小為：
活塞桿得直徑d式子：
由已知參數(shù)算出：
然后求得d為：
我們通過(guò)有關(guān)數(shù)值的國(guó)家得相關(guān)準(zhǔn)則，把缸徑D以及桿徑d化為整數(shù)，結(jié)果為，
通過(guò)以上我們就可以求出缸的實(shí)用面積：
無(wú)桿腔面積
有桿腔面積
實(shí)用面積
5.4.2 缸筒的設(shè)計(jì)與校核
5.4.2.1 缸筒材料壁厚的確定和核算
此文確定冷撥和熱軋無(wú)縫鋼管作為液圧缸缸筒的材料，缸體用焊接式，35號(hào)鋼作為缸筒原料，初始預(yù)設(shè)壁的厚度是δ=5毫米。檢查缸筒的壁厚由下體現(xiàn)：
總結(jié)以上結(jié)果算出：合格。滿足我們的核算。
5.4.2.2 缸筒長(zhǎng)度和最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定
要想確定得到缸筒的長(zhǎng)度L，我們必須同時(shí)知道很多其他的部位的參數(shù)，如：
就拿l=113.4mm舉例，這樣我們就可以算出L和H的數(shù)值：H>=21mm
按要求化成
5.4.3 缸蓋的結(jié)構(gòu)形式及其厚度
拿單活塞桿液圧缸來(lái)說(shuō)，螺紋凸臺(tái)結(jié)和面得法蘭式結(jié)構(gòu)在缸筒頭部焊接，活塞從開(kāi)頭工作至結(jié)尾的過(guò)程中，剛蓋把所有的力都抵抗住，可以因此得出它的結(jié)果：
由上面參數(shù)可以算出：
圓整結(jié)果是
5.4.4 缸底（后端蓋）結(jié)構(gòu)及其厚度的計(jì)算
本文中不僅是抓緊缸還是圧料缸，在這里選擇得是單活塞桿的液圧缸，它的缸底和缸筒都是牢牢焊接起來(lái)的，本文設(shè)計(jì)的缸底要求底面光滑且沒(méi)有孔，算出它的厚度有：
由以上的參數(shù)算出 ：
按標(biāo)準(zhǔn)圓整是
5.5 工況分析
查得液圧缸機(jī)械效率則包含工作組件（活塞桿以及模子）的液圧缸的總重是40千克。動(dòng)摩擦因數(shù)靜摩擦因數(shù)
5.5.1 計(jì)算負(fù)載力
5.5.1.1 摩擦阻力
液圧缸活塞桿動(dòng)摩擦阻力：
液圧缸活塞桿靜摩擦阻力：
5.5.1.2 負(fù)載慣性力
用速率差啟動(dòng)時(shí)間那么就有：
5.5.1.3 運(yùn)作下的負(fù)載力
5.5.1.4 密封摩擦力
依照本次設(shè)計(jì)需要大概取值為
通過(guò)上面的公式能夠得到每個(gè)流程下液圧缸的負(fù)重反應(yīng)，見(jiàn)圖所示：
5.5.2 計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率
液圧缸重復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)下每個(gè)流程的圧力、流量以及功率得到的數(shù)據(jù)在圖中清晰可見(jiàn)：
5.6 強(qiáng)度校核
5.6.1 活塞桿直徑的校核
夾緊缸和壓料缸的活塞桿直徑d的校核：
d≥4Fπσ
式中：F————活塞桿上的作用力；
σ————活塞桿材料的許用應(yīng)力，σ=σb/1.4
由F=25000,查得活塞桿45鋼材料的σ=120Mpa
算出：
d≥16.3mm
符合強(qiáng)度要求。
同理得主驅(qū)動(dòng)缸的活塞桿的直徑d的校核：
d≥8.37mm
符合強(qiáng)度要求。
5.6.2 活塞桿的穩(wěn)定性校核
活塞桿受軸向壓縮時(shí)，其直徑d一般不小于長(zhǎng)度L的1/15。
由數(shù)據(jù)得，各活塞的活塞桿均符合強(qiáng)度要求。
5.7 密封裝置
液壓缸中常見(jiàn)的密封裝置有四種，分別為間隙密封、摩擦環(huán)密封、o形圈密封、V形圈密封。在這里我們使用O形圈密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動(dòng)配合面之間來(lái)防止泄露。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。
6、 液壓元件的選擇和計(jì)算
6.1 液壓泵的選擇
6.1.1 液壓泵的運(yùn)作壓力
我們?cè)诮?jīng)過(guò)一些列的運(yùn)算可以知道液圧缸的。所有的流程里，運(yùn)作起來(lái)難度最高的是在工進(jìn)過(guò)程的油路中，假如在這過(guò)程中該油路圧力減少，我們就可以知道低流量泵的圧力的峰值是。
而且高流量泵如果輸送油給液圧剛的話要控制在極短的時(shí)間內(nèi)，我們通過(guò)運(yùn)算發(fā)現(xiàn)，相對(duì)過(guò)程簡(jiǎn)單的就是在液圧剛退回來(lái)的時(shí)候的進(jìn)油路，計(jì)算得出這個(gè)油口減少得圧力是，計(jì)算就清楚知道高流量泵圧力峰值是
6.1.2 液壓泵的流量
通過(guò)與看出，進(jìn)到液圧剛流量得的峰值是處于工進(jìn)過(guò)程中，數(shù)值是假設(shè)系統(tǒng)的泄露參數(shù)我們就可以計(jì)算出液圧泵流量的峰值是：。
我們知道溢流閥的最低平緩流量是迅速返回的流量達(dá)到了總結(jié)得出低流量泵的流量谷值低至
6.1.3 液壓泵與電機(jī)的確定
通過(guò)大量的運(yùn)算和分析各種液壓書(shū)本，我們選擇
通過(guò)看出，工進(jìn)過(guò)程存在功率的峰值，計(jì)算得：
通過(guò)以上數(shù)據(jù)我們選取的電機(jī)型號(hào)是：
6.2 液壓閥的選取
閥類(lèi)元件的規(guī)格主要由流經(jīng)該閥油液的最大壓力和最大流量選取。選擇溢流閥時(shí)，應(yīng)按液壓泵的最大流量選?。贿x擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，應(yīng)考慮其最小穩(wěn)定流量滿足機(jī)器低速性能的要求。一般選擇的控制閥額定流量應(yīng)比系統(tǒng)管路實(shí)際通過(guò)的流量大一些，必要時(shí)，允許通過(guò)閥的最大流量超過(guò)其額定流量的20%。
電磁換向閥：因?yàn)殡姶艙Q向閥是利用電磁鐵吸力操縱閥芯換位的換向閥，操作方便，布局靈活。3個(gè)液壓缸分別有進(jìn)油路和回油路，所以選擇三位四通電磁換向閥；單一只有進(jìn)油管和出油管選擇二位二通電磁換向閥；壓力調(diào)節(jié)需要有不同的壓力需要換向所以選擇三位三通電磁換向閥。
先導(dǎo)式溢流閥：先導(dǎo)式溢流閥穩(wěn)定性強(qiáng)。先導(dǎo)式溢流閥使進(jìn)、回油口連通，達(dá)到溢流穩(wěn)壓的目的，還可以造成背壓，提高穩(wěn)定性，也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控。
調(diào)速閥：可以調(diào)節(jié)通過(guò)的流量，自動(dòng)補(bǔ)償負(fù)栽變化的影響，使閥前后的壓差為定值，消除負(fù)栽變化的影響，還能預(yù)防流量過(guò)大的前沖現(xiàn)象。
溢流閥：要形成多級(jí)回路就要在換向閥上連接二個(gè)以上溢流閥，這樣通過(guò)電磁換向閥的通斷電來(lái)連接各個(gè)溢流閥達(dá)到調(diào)壓的目的。
結(jié) 論
本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是液壓彎管機(jī)的液壓系統(tǒng)部分，在本次課題中，設(shè)計(jì)出了液壓彎管機(jī)的液壓系統(tǒng)部分，對(duì)液壓彎管機(jī)的機(jī)械部分也有所涉及。通過(guò)本次研究，完成了可以彎制管材外徑*壁厚為19*1.0、22*1.0、28*1.0和28*1.5mm規(guī)格的管材的液壓彎管機(jī)的設(shè)計(jì)，由于有四種不同規(guī)格的管材需要進(jìn)行加工，所以這里利用了三級(jí)調(diào)壓回路來(lái)使液壓系統(tǒng)可以提供三種不同的壓力，從而達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到諸多問(wèn)題，查找資料也不能完全地解決課題研究中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，因此，指導(dǎo)老師為我解決了很多的問(wèn)題，從開(kāi)始對(duì)液壓彎管機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的陌生，對(duì)液壓系統(tǒng)的不全面了解，指導(dǎo)老師都一一為我答惑，讓我充分意識(shí)到在機(jī)械這個(gè)行業(yè)沒(méi)有一個(gè)好的領(lǐng)頭人帶領(lǐng)，在此之間會(huì)走很多彎路，甚至于一條死路。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束之際，我從中體驗(yàn)到了設(shè)計(jì)的難處，也喜歡上了挑戰(zhàn)難處，這為我以后的社會(huì)生涯中留下了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也為以后面對(duì)機(jī)械這個(gè)行業(yè)做下了心理準(zhǔn)備。
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后 記
本課題在選題及研究過(guò)程中得到蔡群老師的悉心指導(dǎo)。蔡老師多次詢(xún)問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。蔡老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)三月，卻給以終生受益無(wú)窮之道。對(duì)蔡老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。蔡老師向幫助我們建立獨(dú)立完成設(shè)計(jì)的能力，通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)也讓我受益良多。
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