多功能液压自动弯管机设计

多功能液压自动弯管机设计

摘要

多功能液压自动弯管机是在现有的弯管机的基础上加以改造，优化机械结构，完善自动化程度，增加弯管型号，使一种弯管机能加工多种规格的管件，弯管机运动平稳灵活，并且设计了智能模块，实现自动调整角度，大大节省了人力操作任务，提高了工作效率与管件的加工精度。

多功能液压自动弯管机主要有机械部分和控制部分，在加工管件的过程中，有转模装置、夹紧装置、提升装置及模子横移装置都是采用液压系统来提供动力的，因此液压系统的设计非常重要。在对液压弯管机整体结构设计过程中，重点研究的以下方面的问题：常见管材弯曲变形与弯曲力矩之间的变化规律；弯管机模子提升装置的结构设计和与杠杆的连接设计；弯管机夹紧装置、挡板结构、减速器等结构的设计；对主要部件如轴进行计算与校核。在对弯管机液压系统的设计过程中，主要进行了液压元件的选择，液压系统负载的分析，并最终确定伺服系统主参数和控制方案。

目录

第一章绪论 (4)

1.1 本课题研究的目的意义 (4)

1.1.1 研究的目的 (4)

1.1.2 研究的意义 (4)

1.2 弯管机的发展背景及其现状 (5)

1.2.1 弯管机的发展背景 (5)

1.2.2 弯管机的发展现状 (5)

1.3 常见先进弯管设备 (5)

1.3.1 机械传动弯管机 (5)

1.3.2 多功能弯管机 (6)

1.3.3 数控弯管机 (6)

第二章液压弯管机的整体结构设计 (8)

2.1 管材弯曲加工主要方法 (8)

2.2 弯管机的工作原理 (10)

2.3 管材弯曲变形与弯曲力矩 (11)

2.3.1 弯曲变形 (11)

2.3.2 弯曲力矩 (12)

2.4 整体结构设计思想 (13)

2.5 电机的选取 (14)

2.6 弯管机传动装置的设计与计算 (14)

2.7 弯管机减速器的设计 (16)

2.8 轴的设计与校核 (16)

2.9 弯管机模子提升装置设计 (18)

2.9.1 模子提升装置设计内容 (18)

2.9.2 模子提升装置结构设计 (19)

2.9.3 杠杆与模子连接的设计 (19)

2.10 弯管机机架的设计 (21)

2.10.1 机架的设计准则 (21)

2.10.2 机架的设计要求 (22)

2.11 弯管机挡料架设计 (22)

2.11.1 挡料架原理分析 (22)

2.11.2 挡料架结构设计 (22)

第三章液压弯管机的液压系统设计 (24)

3.1 液压自动弯管机液压系统概述 (24)

3.1.1 简述弯管机液压系统组成 (24)

3.1.2 弯管机的液压执行元件 (24)

3.2 液压弯管机液压系统控制方案设计 (25)

3.2.1 液压系统负载的分析 (25)

3.2.2 确定液压系统的控制方案 (26)

3.2.3 对伺服系统主参数确定 (26)

3.3 液压油缸的设计与故障检测 (27)

3.3.1 液压油缸的设计 (27)

3.3.2 故障检测与分析 (28)

3.4 控制液压系统噪声 (28)

第四章结论 (29)

参考文献 (30)

第一章绪论

1.1 本课题研究的目的意义

1.1.1 研究的目的

随着社会经济的发展，以及工业现代化的不断推进，使得空调行业、太阳能行业、汽车行业等领域迅猛发展。这就增加了各种弯曲成型的金属管件的需求，并对弯管的加工精度和表面质量的要求不断提高。然而，传统的弯管技术和弯管设备已经跟不上弯管制造企业的发展步伐，研究一种新型的集自动化智能化于一体的多功能弯管机迫在眉睫。

本课题是研究一款多功能液压自动弯管机。多功能液压自动弯管机的研制能够有效的为机械管件生产企业节约人力，降低劳动强度，获得最大的经济效益。使金属管件的高需求量、高精度要求不再是问题。本次课题研究的重点内容主要是以下两个方面：

（1）单管机的整体机械结构设计

液压弯管机的机械结构主要有动力部分，传动部分和执行部分，本课题重点研究夹具对管件弯曲的影响，确保管件的加工质量。优化机械结构，使节约材料，减少占地面积。

（2）液压系统的设计

主要任务是设计出双向弯管的液压系统并绘制一张液压系统设计的图纸，包括辅元件的选择和液压站的设计等等。通过液压系统平稳的传动性能,来控制弯管机的弯管速度，并使管件受力均匀，在保证系统各项特性都满足预定要求的前提下，设计出尽可能简单、经济、耐用、可靠、的具体结构方案。

1.1.2 研究的意义

随着生产类型企业的发展，各种弯曲管子在工业、农业等方面的应用更加广泛，推动弯管机行业长足发展，弯管技术的多样化为满足今天高精度、多需求的管制产品奠定了基础。特别是在航空航天、冰箱、空调、汽车以及石油石化工程等行业应用非常广泛。

通过本次课题研究，可以很好的了解当今弯管技术的发展与应用，设计出高性能的多功能自动弯管机的提升装置和液压弯管机的液压系统，为以后弯管机结

构装置和液压系统的设计提供有力的参考价值，促进数控弯管机的快速发展。

1.2 弯管机的发展背景及其现状

1.2.1 弯管机的发展背景

自动弯管机技术的发展得益于计算机技术的发展，随着计算机技术的日新月异弯管机发展的步伐也如日中天。早在20世纪80年代前期，美国的EATONLEONARD公司就已经研制生产了计算机自动弯管设备，开创计算机编程数控弯管之先河，取代了纯人工弯管从而使当时的弯管水平大大提高。在美国EATONLEONARD公司的研究成果的基础上，日本千代田工业株式会社成功研制了EC、TC和M-1型数控弯管机，两种系列十多种型号，功能非常强大，从此把自动弯管技术提升到一个新的台阶。

1.2.2 弯管机的发展现状

科学技术日新月异，越来越多的先进技术应用到弯管机的研制中。目前市场上的弯管机，已不是一种纯粹的弯管机设备，而是融合了多种科学技术知识，集电子技术、控制技术、信息处理技术、检测反馈技术、计算机技术、伺服驱动技术等多门技术于一体的智能化设备。

1.3 常见先进弯管设备

1.3.1 机械传动弯管机

该弯管机由机架、电动机、蜗轮减速机及四副导轮等部件构成。机械传动弯管机的弯管能力一般，弯管精度也不高。特别是因为机械传动弯管机传动的平稳性不足，容易导致弯管机所加工的管件变形，加工管件产品的合格率相对较低。此外，机械传动弯管机的自动化程度较低，在加工管件的过程中仍然有很多步骤需要人工操作。如图1-1便是一种常见的机械传动弯管机[1]。